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評價專業音響標準和音響音質的方法分享

所屬欄目 : 常見問題 發布時間 : 2020-05-31 點擊量 : 465

  所謂聲音的質量,是指經傳輸、處理后音頻信號的保真度。目前,業界公認的聲音質量標準分為4級,即數字激光唱盤CD-DA質量,其信號帶寬為10Hz~20kHz;調頻廣播FM質量,其信號帶寬為20Hz~15kHz;調幅廣播AM質量,其信號帶寬為50Hz~7kHz;電話的話音質量,其信號帶寬為200Hz~3400Hz??梢?,數字激光唱盤的聲音質量更高,電話的話音質量更低。除了頻率范圍外,人們往往還用其它方法和指標來進一步描述不同用途的音質標準 

對模擬音頻來說,再現聲音的頻率成分越多,失真與干擾越小,聲音保真度越高,音響音質也越好。如在通信科學中,聲音質量的等級除了用音頻信號的頻率范圍外,還用失真度、信噪比等指標來衡量。 對數字音頻來說,再現聲音頻率的成分越多,誤碼率越小,音質越好。通常用數碼率(或存儲容量)來衡量,取樣頻率越高、量化比特數越大,聲道數越多,存儲容量越大,當然保真度就高,音質就好。 

 聲音的類別特點不同,音質要求也不一樣。如,語音音質保真度主要體現在清晰、不失真、再現平面聲象;樂音的保真度要求較高,營造空間聲象主要體現在用多聲道模擬立體環繞聲,或虛擬雙聲道3D環繞聲等方法,再現原來聲源的一切聲象。  

音頻信號的用途不同,采用壓縮的質量標準也不一樣。如,電話質量的音頻信號采用ITU-TG·711標準,8kHz取樣,8bit量化,碼率64Kbps。AM廣播采用ITU-TG·722標準,16kHz取樣,14bit量化,碼率224Kbps。高保真立體聲音頻壓縮標準由ISO和ITU-T聯合制訂,CD11172-3MPEG音頻標準為48kHz、44.1kHz、32kHz取樣,每聲道數碼率32Kbps~448Kbps,適合CD-DA光盤用。 

對音響聲音質量要求過高,則設備復雜;反之,則不能滿足應用。一般以“夠用,又不浪費”為原則 。

音響音質評價方法 - 響度、音調和愉快感的變化和組合 評價再現聲音的質量有主觀評價和客觀評價兩種方法。例如

一、語音音質 

評定語音編碼質量的方法為主觀評定和客觀評定。目前常用的是主觀評定,即以主觀打分 (MOS)來度量,它分為以下五級:5(優),不察覺失真;4(良),剛察覺失真,但不討厭;3(中),察覺失真,稍微討厭;2(差),討厭,但不令人反感;1(劣),極其討厭,令人反感。一般再現語音頻率若達7kHz以上,MOS可評5分。這種評價標準廣泛應用于多媒體技術和通信中,如可視電話、電視會議、語音電子郵件、語音信箱等 

 二、樂音音質 

樂音音質的優劣取決于多種因素,如聲源特性(聲壓、頻率、頻譜等)、音響器材的信號特性(如失真度、頻響、動態范圍、信噪比、瞬態特性、立體聲分離度等)、聲場特性(如直達聲、前期反射聲、混響聲、兩耳間互相關系數、基準振動、吸聲率等)、聽覺特性(如響度曲線、可聽范圍、各種聽感)等。所以,對音響設備再現音質的評價難度較大。

通常用下列兩種方法:一是使用儀器測試技術指標;二是憑主觀聆聽各種音效。由于樂音音質屬性復雜,主觀評價的個人色彩較濃,而現有的音響測試技術又只能從某些側面反映其保真度。所以,迄今為止,還沒有一個能真正定量反映樂音音質保真度的國際公認的評價標準。但也有報道,國際電信聯盟(ITU-T)近期已批準一種客觀評價音質的被稱之為電子耳的新型測量方法,可對任何音響器材的音質進行客觀聽音評價,也可用于檢測電話通訊語音編碼系統的缺陷。 

 現將樂音音質評價方法綜述如下:

(1)主觀聽判音效 

通常,據樂音音質聽感三要素,即響度、音調和愉快感的變化和組合來主觀評價音質的各種屬性,如低頻響亮為聲音豐滿,高頻響亮為聲音明亮,低頻微弱為聲音平滑,高頻微弱為聲音清澄。下面結合聲源、聲場及信號特性介紹幾種典型的聽感。 

 ①立體感 

主要由聲音的空間感(環繞感)、定位感(方向感)、層次感(厚度感)等所構成的聽感,具有這些聽感的聲音稱為立體聲。自然界的各種聲場本身都是富有立體感的,它是模擬聲源聲象最重要的一個特征。德·波爾效應證明,人耳的生理特點是:人耳在兩聲源的對稱軸上,當聲壓差△p=0dB和時間差△t=0ms時,感覺兩聲源聲象相同,分不出有兩個聲源;而當△p>15dB或△t>3ms時,人耳就感覺到有兩個聲源,聲像往聲壓大或導前的聲源移動,每5dB的聲壓差相當于lms的時間差。哈斯效應又進一步證明,當△t=5ms~35ms時,人耳感到有兩個聲源;而當近次反射聲、滯后直達聲或兩個聲源的時間差△t>50ms時,即使一次反射聲(又稱近次或前期反射聲)或滯后聲的響度比直達聲或導前聲的響度大許多倍,聲源方位仍由直達聲或導前聲決定。

根據人耳的這個生理特點,只要通過對聲音的強度、延時、混響、空間效應等進行適當控制和處理,在兩耳人為的制造具有一定的時間差△t、相位差△θ、聲壓差△P的聲波狀態,并使這種狀態和原聲源在雙耳處產生的聲波狀態完全相同,人就能真實、完整地感受到重現聲音的立體感。與單聲道聲音相比,立體聲通常具有聲象分散、各聲部音量分布得當、清晰度高、背景噪聲低的特點。

②定位感

 若聲源是以左右、上下、前后不同方位錄音后發送,則接收重放的聲音應能將原聲場中聲源的方位重現出來,這就是定位感。根據人耳的生理特點,由同一聲源首先到達兩耳的直達聲的更大時間差為0.44ms~0.5ms,同時還有一定的聲壓差、相位差。生理心理學證明:20Hz~200Hz低音主要靠人兩耳的相位差定位,300Hz~4kHz中音。

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