- 数字扩声工程设计与应用
- 谢咏冰 张飞碧等编著
- 17640字
- 2020-06-25 23:56:16
第2章 音响系统技术指标测量方法和音质评价
评价音响工程的声音质量(简称音质),除语言清晰度外,还包含更丰富的内涵。既要达到良好的语言清晰度,又要具有丰满柔和、融合、自然、能充分体现艺术感染力的音乐效果,必须在系统设计(包括电声和建声设计)、设备配置、系统调试和现场调音等各个环节密切配合,才能实现预期目标。
正确、全面地评价音响工程声音质量,应采用客观测量和音质主观听音评价相结合的方法。
客观测量是用音频测试仪器(如声级计、频谱分析仪和音频综合测试仪等)定量测定系统的各项声学特性参数。主要包括:频率响应特性、最大声压级、声场不均匀度、传声增益、失真度和混响时间等。客观测量的特点是客观、精确,能用数据来表示系统的特性。
但是,客观测试的结果还不能完全表达全部主观听觉效果,例如声音的丰满度、柔和度、层次感、明亮度、圆润度、平衡度等,这些听觉效果至今还无法用仪器来测定。因此,音质效果最终还得由人耳的听觉来确认。我们希望能听到有“音乐味”的“原汁原味”纯真自然的声音,能表达出歌唱家和乐器演奏家的艺术感染力,而不是在背台词。因此音质主观听音评价是无可替代的评价方法之一。
两种评价方法的关系可以这样来理解:客观测量是一把“硬尺子”,它反映的是电声系统的声学特性参数。音质主观听音评价是一把“软尺子”,反映的是声音的音色、音调和音量的综合听觉效果。
客观测量是评价声音质量的基础,主观评价是听觉感受的最终结果,两者之间既有内在联系,又不能一一对应、相互替代,它们是一种互为补充、缺一不可的评价方法。
2.1 音响工程的客观测量
音响工程可用声学仪器测量的主要技术指标有:传输频率特性(简称频响特性)、传声增益、声场不均匀度、最大声压级、总噪声级、系统总噪声级、系统总谐波失真、早后期声能比、混响时间和语言清晰度等技术指标。不同用途的系统有不同要求。我国现已颁布实施的专业标准有:
(1)GB 50371—2006《厅堂扩声系统设计规范》
(2)GB/T 50356—2005《剧场、电影院和多用途厅堂建筑声学技术规范》
(3)JGJ 57—2000《剧场建筑设计规范》
(4)JGJ/T 131—2012《体育场馆声学设计及测量规程》
(5)GB/T 14476—1993《客观评价厅堂语言可懂度的RASTI法》
(6)GB/T 4959—2011《厅堂扩声特性测量方法》
(7)GB/T 50076—2013《室内混响时间测量规范》
专业标准中除规定了必须满足的各项声学特性技术指标外,还规定了这些技术指标的含义和测量方法。现以GB 50371—2006《厅堂扩声系统设计规范》为例简介如下。
2.1.1 厅堂音响工程声学特性指标的测量方法
1.各项技术指标的定义
(1)传输频率特性。厅堂内观众席处各测点稳态声压的平均值相对于音响工程传声器处声压或扩声设备输入端电压的幅频响应称为传输频率特性。
(2)传声增益。传声增益是指音响工程达最高可用增益时,厅堂内观众席各测点稳态声压级平均值与系统传声器处稳态声压级的差值(单位为dB)。
(3)声场不均匀度。声场不均匀度是指厅堂内(有扩声时)观众席处各测点稳态声压级的最大差值(单位为dB)。
(4)最大声压级。最大声压级是指厅堂内各测量点产生的稳态最大声压级的平均值。它可以用规定峰值因数测试信号的有效值声压级、峰值声压级或准峰值声压级中的一种或多种方式表示。通常,方便的表示方式宜用有效值声压级。
(5)总噪声级。总噪声级是指音响工程达最高可用增益,但无有用信号输入时,厅堂内各测量点噪声声压级的平均值,以NR曲线评价。
(6)系统总噪声级。系统总噪声级是指音响工程达最高可用增益,厅堂内各测量点由音响系统传输频带内的噪声声压级(扣除环境噪声的影响)的平均值,以NR曲线评价。
(7)系统总谐波失真。从输入端到声音输出端全过程中音频信号产生的谐波失真称为系统总谐波失真。
(8)早后期声能比。早后期声能比是指厅堂内各测量点在规定时间(如80ms)以内的声能与规定时间(如80ms)以后的声能之比;取其比值的以10为底的对数再乘以10,单位为dB。
(9)混响时间。声源发声达到稳态后,停止发声,室内声压级衰减60dB所需的时间称为混响时间,以秒为单位。
(10)语言清晰度。由若干评价小组人员记录发音人所发的在意义不连贯的音节的正确收听率,是一种语言可懂度的定量测试方法。常用方法有ALcon%辅音清晰度损失率、RASTI快速语言传递指数。
2.技术指标的测量条件
(1)测量前,厅堂应具备正常使用条件。即厅堂的建筑装修已经完成,座椅、门窗、幕布、窗帘、灯具、调光设备及空调系统等安装完毕,已具备可使用条件。
(2)测量前,音响系统须按设计要求已安装、调试完毕,处于正常工作状态。
(3)测量时,系统频响特性置于“正常工作”位置。
(4)测量时,音响工程中的数字信号处理器(若有)按功能需要进行调节。这些功能包括系统的增益、信号分配、均衡、压缩、限幅、分频、反馈抑制、延时、降噪、滤波等,处理器按厅堂的实际需要处于最佳设计使用状态。
(5)测量时,厅堂内各测点的声压级至少应高于厅堂总噪声声压级15dB,混响时间及再生混响时间测量时信噪比应该不低于35dB。
(6)各项测量一般宜在满场条件下进行。满场或模拟满场难以进行时可做空场测量。
(7)测点的选取应符合下列条件:
1)所有测点至少离墙1.5m、距地高度1.2m(混响时间及再生混响时间测量为1.2~1.6m)。
有楼座的厅堂,测点应包括楼座区域。有舞台或主席台的场所,测点还应包括舞台区或主席台区,但测量结果应单独处理。
2)如厅堂为轴对称,测点可在中心线的一侧(包括中心线附近)座位内选取。对于大型场所(如大型体育馆),若平面呈纵横全对称,为减少工作量,可考虑只测四分之一区域,但其测点应有本区域内观众席各坐席区的代表性。场地区至少需做二分之一区域测量。比赛场地的测量数据单独记录处理,不和观众席测量数据平均。
①传输频率特性、传声增益、最大声压级、系统总谐波失真、系统总噪声级和反射声分布的测点数宜选全场座席千分之五,且不少于八点(无楼座场所,不少于五点),且必须包括图2-1中的P、P′、P″三个点和池座、楼座距后墙1.5m处的坐席等测点。
图2-1 中心线的测点位置
②声场不均匀度的测点数宜不少于全场坐席的六十分之一。它们可以是中心线附近,左半场(或右半场)再抽取1~2列。每隔几排进行选点测量。对于大型场所,为减少测量工作量,测点数可适当减少。
③混响时间测量,按GB/T 50076—2013《室内混响时间测量规范》规定。
④早后期声能比测量,测点的选取同混响时间测量。
⑤RASTI语言传输指数的测量,测点的选取同混响时间测量。
⑥混响时间及反射声时间分布的测量,需要时可增设舞台上的测点。
3)对于非对称厅堂,应增加2/3数量的测点数。
3.测试项目及测量方法
(1)传输(振幅)频率特性。厅堂内观众席处各测点稳态声压的平均值相对于音响工程传声器处声压或扩声设备输入端电压的幅频响应即为传输(振幅)频率特性。
稳态声压的平均值计算方法如下:将各测点处按1/3倍频程的声压级取算术和后,除以测点数。
测量可用下述方法进行。
1)声输入传输(幅度)频率特性。音响工程在稳定工作状态下,厅堂内各测量点稳态声压的平均值相对于音响工程传声器处声压的幅频响应即为声输入传输(幅度)频率特性。
测量可用代替法(见图2-2和GB/T 12060.4—2012)或比较法(见图2-3和GB/T 12060.4—2012)进行。
测量时,1/3倍频程粉红噪声信号经过测试功率放大器加到测试声源上,调节测试声源输出,使测点信噪比满足测量条件要求。改变1/3倍频程带通滤波器的中心频率,在系统传声器处和观众厅内的测点上分别测量声压级,取其差值。
在比较法中,可控制系统传声器处声压恒定(如图2-3中虚线连接);也可不控制其恒定(如图2-3中实线部分)。
测量时,系统传声器置于设计所定的使用点上,当设计所定的使用点不明确时,系统传声器可置于舞台大幕线的中点。系统传声器振膜中心距地1.2~1.6m。系统传声器的指向性按设计要求调节,在比较法中,并应不受测试传声器的影响。测试声源置于系统传声器前的距离,对语言扩声为0.5m;对音乐扩声为5m。
测量可用点测法或自动测量法(见GB/T 12060.4—2012)。
测量在传输频率范围内进行,测试信号的中心频率按1/3倍频程中心频率取点。
图2-2 声输入法测量传输频率特性原理框图
图2-3 声输入法中用比较法测量传输频率特性原理框图
2)电输入传输(幅度)频率特性。音响工程在稳定工作状态下,厅堂内各测量点稳态声压的平均值相对于扩声设备输入端电压的幅频响应即为电输入传输(幅度)频率特性。测量原理框图如图2-4所示。
图2-4 电输入法测量传输频率特性原理框图
1/3倍频程粉红噪声信号直接馈入音响工程调音台输入端,调节噪声源的输出,使测点的信噪比满足测量条件要求。改变1/3倍频程带通滤波器的中心频率,保持各频段电平值恒定(不失真),在观众厅内规定的测点上测量声压级。
测量在传输频率范围内进行,测试信号的中心频率同声输入传输(幅度)频率特性测量法规定。
(2)传声增益。传声增益是指音响工程达最高可用增益时,厅堂内观众席各测点稳态声压级平均值与系统传声器处稳态声压级的差值,测量可与声输入传输(幅度)频率特性测量同时进行。测量原理框图同图2-2。
测量步骤如下:
1)将音响工程调至最高可用增益。
2)将测试声源置于舞台(或讲台)上设计所定的使用点上,若设计所定的使用点不明确时,测试声源置于大幕线中点舞台纵深方向0.5m位置上。
3)将音响工程传声器和测量传声器分别置于大幕线上测试声源中心两侧的对称位置,两传声器相距见GB/T 12060.4—2012,距地高度1.2~1.6m,与测试声源高音声中心相同。
4)调节测试系统输出,使测试点信噪比满足测量条件要求。
5)在规定的音响工程传输频率范围内,按1/3倍频程(或1/1倍频程)中心频率逐点在观众厅内各测点上及音响工程传声器处分别测量声压级。
6)按照GB/T 4959—2011《厅堂扩声特性测量方法》附录A的计算方法求出稳态声压级平均值LFaver.。
7)上述稳态声压级平均值LFaver.与音响工程传声器处稳态声压级LF的差值,即为全场传输频率范围内的传声增益,以分贝(dB)表示。
Z=LFaver.-LF (2-1)
式中 Z——全场传输频率范围内的传声增益(dB);
LFaver.——稳态声压级平均值(dB);
LF——音响工程传声器处稳态声压级(dB)。
(3)声场不均匀度。
1)稳态声场不均匀度。稳态声场不均匀度是指厅堂内(有扩声时)观众席处各测点稳态声压级的最大差值。测量原理框图同图2-2或图2-4。测量信号用1/3倍频程粉红噪声。
测量通常在频率为1kHz和4kHz时分别进行;对音响工程声学特性指标要求高的场所,宜增加100Hz和8kHz的测试频率。
根据各测点在不同频带测得的频带声压级可做出相应的声场分布图。
测量结果也可以用声场分布图表示,其横坐标为观众席座位的排数;纵坐标为所测得的声压级差[用分贝(dB)表示]。对于多列的测量结果,可画出声场分布曲线族。
2)直达声场不均匀度。待定。
(4)最大声压级。音响工程完成调试后,厅堂内各测量点产生的稳态最大声压级的平均值即为最大声压级。最大声压级可以用规定峰值因数测试信号的有效值声压级、峰值声压级或准峰值声压级中的一种或多种方式表示。通常,方便的表示方式宜用有效值声压级。
以峰值因数为2限制的额定通带粉红噪声为信号源,其最大有效值声压级、最大峰值声压级及最大准峰值声压级的转换关系见GB/T 4959—2011《厅堂扩声特性测量方法》附录B。
测量可用下述方法之一进行,测量结果中需注明使用的是哪种方法。电输入法中的宽带噪声法为仲裁方法,用有效值表示。
1)电输入法。
①窄带噪声法。测量原理框图如图2-5所示。
图2-5 电输入法中用窄带噪声测量最大声压级原理框图
测量步骤如下:
a.将1/3倍频程(或1/1倍频程)粉红噪声信号直接馈入音响工程调音台输入端(线路输入口),保持各频带噪声信号输入到扬声器系统的电压恒定。
b.调节噪声源及音响工程输出,使扬声器系统的输入电压相当于系统十分之一至四分之一设计使用功率的电平值,当声压级接近90dB时,可用小于十分之一的设计使用功率。
c.在音响工程额定传输频率范围内,在各测点上测出每一个1/3倍频程(或1/1倍频程)频带声压级。
d.按照GB/T 4959—2011《厅堂扩声特性测量方法》附录A的计算方法求出传输频率范围内的平均声压级LFaver.。
e.根据测量时所加的功率,通过下式换算成设计使用功率时的最大声压级。
Lmax=LFaver.+10log(Psy/Pcy) (2-2)
式中 Pcy——测量使用功率;
Psy——设计使用功率;
LFaver.——测量使用功率时的稳态声压级平均值;
Lmax——设计使用功率时的最大声压级。
注:当设计使用功率不明时可按额定功率计算。
②宽带噪声法。测量原理框图同图2-4,只是将窄带噪声信号改用通过模拟节目信号网络的宽带粉红噪声信号。
测量步骤如下:
a.测量时,由模拟节目信号网络输出的信号直接馈入音响工程调音台输入端(线路输入口)。
b.扬声器系统的功率调节同电输入窄带噪声法b项。
c.用声级计在厅堂内规定测点上进行测量。
d.把在厅堂内各测点上测得的声压级按照GB/T4959—2011《厅堂扩声特性测量方法》附录A的计算方法进行平均,并按设计使用功率进行修正,得到设计使用功率时的最大声压级。
2)声输入法。
①窄带噪声法。测量原理框图同图2-2。
测量步骤如下:
a.调节测试系统,使舞台上设置的测试声源发出1/3倍频程(或1/1倍频程)粉红噪声信号,由系统传声器接收进入音响工程。
b.扬声器系统的功率调节及测试频率的选取同电输入窄带噪声法b项。
c.在系统的传输频率范围内,测出每一个1/3倍频程(或1/1倍频程)频带声压级。
d.通过与电输入窄带噪声法同样的换算,求出相应频带的声压级及设计使用功率时的最大声压级。
测量时,系统传声器位置同图2-2(即设计所定的使用点上)。测试声源距系统传声器0.5m的距离。
②宽带噪声法。测量原理框图同图2-2,只是将窄带噪声信号改用通过模拟节目信号网络的宽带粉红噪声信号。
测量步骤如下:
a.调节测试系统,使测试声源发出模拟节目信号,由系统传声器接收进入音响工程。
b.扬声器系统的功率调节同电输入窄带噪声法b项。
c.用声级计在厅堂内规定测点上进行测量。
d.把在厅堂内各测点上测得的声压级按照GB/T 4959—2011《厅堂扩声特性测量方法》附录A的计算方法进行平均,并按设计使用功率进行修正,得到设计使用功率时的最大声压级。
注:按此方法测量时,测试声源的输出信号只是接近于模拟节目信号的频率特性。
3)最大声压级几种测量量值的转换。最大声压级可以用有效值(方均根值)声压级、峰值声压级或准峰值声压级中的一种或多种方式表示。通常,方便的表示方式宜用有效值声压级。
最大声压级几种测量量值的转换关系见GB/T 4959—2011《厅堂扩声特性测量方法》附录B。
(5)总噪声级。总噪声级是指音响工程达最高可用增益,但无有用信号输入时,厅堂内各测量点噪声声压级的平均值,以NR曲线评价。平均值可按GB/T 4959—2011《厅堂扩声特性测量方法》附录A的计算方法得到。
测量在空场条件下进行。音响工程增益控制置于最高可用增益。系统传声器位置同声输入传输(幅度)频率特性测量法。
测量时,厅堂内的设备,例如通风、空调、调光等产生噪声的设备及音响工程全部开启。
测量原理框图如图2-6所示。测量可按图2-6点测或实现自动记录。
图2-6 总噪声级测量原理框图
测点的选取同测量条件中的要求。
测量可用声级计在63~8000Hz范围内按倍频程宽带取值。测量结果与NR评价曲线比较并得到NR数值。测量也可用A计权数据。
(6)系统总噪声级。系统总噪声级是指音响工程达最高可用增益,厅堂内各测量点音响工程所产生的各频带的噪声声压级(扣除环境噪声的影响)的平均值,以NR曲线评价。噪声声压级平均值可按GB/T 4959—2011《厅堂扩声特性测量方法》附录A的计算方法得到。
测点的选取同测量条件中的要求。测量可用声级计在63~8000Hz范围内按倍频程带宽取值。
测量时,厅堂内的设备如通风、空调、调光等产生噪声的设备全部关闭。音响工程增益控制置于最高可用增益位置,系统传声器不接;以200Ω等效电阻代替。测量原理框图同图2-6,只是将系统传声器换成200Ω等效电阻,接入调音台的传声器输入端口。
(7)系统总谐波失真。音响工程由输入声信号到输出声信号全过程中产生的谐波失真即为系统总谐波失真。
测量用窄带噪声法,测量原理框图如图2-7所示。
图2-7 声输入法测量系统的总谐波失真原理框图
当测量由声输入到声输出的非线性畸变有困难时,例如产生标准测量信号有困难,或无条件在厅堂中提取直达声信号时,允许测量由电输入到声输出的谐波失真作为系统的总谐波失真(见图2-8),但应注明这是由电到声的失真。
图2-8 电输入法测量系统的总谐波失真原理框图
测量时,中心频率为F的1/3倍频程的粉红噪声信号馈入音响工程调音台输入端(线路输入端口),调节音响工程增益,使扬声器系统输入电压相当于四分之一设计使用功率的电平值。在厅堂内规定测点上,通过测试传声器,用声频频谱仪测量中心频率为F、2F、3F的信号,按下式计算出总谐波失真系数:
式中 UF——接收信号的基波分量(有效值);
U2F——接收信号的二次谐波分量(有效值);
U3F——接收信号的三次谐波分量(有效值)。
亦可通过曲线表示出基波、二次、三次谐波特性。
测试频率可从125Hz~4kHz按倍频程中心频率间隔取值。
(8)早后期声能比。测量原理框图如图2-9所示。测量使用MLS信号。
计算机中的MLS信号(最大长度序列信号,一种周期性伪随机二进制序列信号)经声卡(取样频率不小于44kHz,取样精度不小于16bit)馈给音响工程的调音台,由主扬声器系统放出。在测点用测试传声器接收,将接收到的信号经声卡送给计算机进行处理、计算。
图2-9 用MLS信号测量早后期声能比的原理框图
2.1.2 声音的清晰度和可懂度
舞台演出、放映电影、公众演讲、车站广播、火灾报警等都需要把清晰可懂的语言信息传递给听众。但是要把语言发音的音节100%传递给听众是有困难的,因为在传递过程由于种种原因都会造成发音清晰度的损失。实践证明,10%以内的辅音清晰度损失,听众仍可达到99%以上的可懂度,其原因是听众可从演讲人的上、下文意思,表情,语气和手势等辅助信息中增加理解度(即可懂度)。因此清晰度是可懂度的基础,但又不等同于可懂度。
1.影响系统可懂度的因素
(1)主要因素有:
1)音响工程的传输频率特性(简称系统频响特性)。
2)厅堂的容积、体形及场地面积。
3)厅堂的混响时间。
4)声聚焦和房间共振。
5)听众区的响度和信噪比。
6)扬声器的布局、听众与扬声器的距离。
7)直达声与混响声的声能比。
8)扬声器的指向特性。
9)演讲人讲话的速度。
10)听众的分辨能力。
(2)次要因素有:
1)讲话者的性别。
2)系统失真。
3)系统的均衡状态。
4)声场的均匀性。
5)声音到达听众的方向。
6)干扰声源的方向。
7)讲话者的传声器使用技术。
8)讲话信息的上、下文关系。
2.系统传输频率特性对可懂度的影响
人类讲话和演唱覆盖的全部频率范围为100Hz~8kHz,大部分能量集中在180Hz~4kHz,高于4kHz的声音能量迅速下降。其中元音音节的频谱能量出现在250Hz和500Hz倍频程频段,辅音音节的频谱能量出现在较高的频段。图2-10是各倍频程频段对语言清晰度的影响。从图2-10中可清楚地看到,以2kHz为中心频率的倍频程频段对语言清晰度的贡献约为30%,4kHz和1kHz倍频程频段的贡献分别为25%和20%。
图2-10 各倍频程频段对语言清晰度的贡献
图2-11表明增加系统传输频率带宽对可懂度有积累效应,当频带宽度达到6kHz时,可获得接近100%的可懂度(图2-11上面一根曲线所示)。
现代音响工程的频响特性都已能覆盖语言可懂度的全部频率范围,频宽的限制已不再是问题。但是这里也有例外,如廉价、低质量的传声器和不合理的系统设计或系统配置、建声条件缺陷和多个扬声器之间的声波干涉等都会影响系统频响特性的带宽。
图2-11 频带宽度对语言可懂度的积累效应
3.音响工程的响度和信号噪声比对可懂度的影响
音响工程应具有均匀覆盖全部观(听)众区的声场设计和提供可调整的适宜的声压级。如果声压级过低,会使老年人或听觉有轻微损伤的听众产生对某些语言的不理解。安静环境下的会议厅和剧场,一般要求有70~75dB(A)的声压级。在嘈杂的环境中,噪声会掩蔽声音信号,降低可懂度。图2-12是信号噪声比对语言可懂度的影响。
图2-12 信号噪声比对语言可懂度的影响
图2-13是各种信号噪声比对可懂度影响的百分值。从图中可以看到,信噪比大于15dB(A)时,噪声对可懂度的影响较小。信噪比大于20dB(A)时,噪声对可懂度不会产生影响。
图2-14是声压级对语言可懂度的影响。在高噪声条件下,如歌舞厅、足球比赛场、音乐喷泉和地铁车站等公共场所,通常需要更高的声压级才能获得满意的语言可懂度。但过高的声压级(大于80dB(A))也会略微降低语言可懂度。
图2-13 信号噪声比对可懂度影响的百分值
图2-14 声压级对语言可懂度的影响
4.混响时间、直达声/混响声声能比(D/R)对可懂度的影响
噪声可掩蔽讲话声,过大的混响声也会呈现此类情况,然而不像信号噪声比那样简单。直达声与混响声比率(D/R)对语言可懂度的影响取决于观众区各个位置的D/R。
图2-15为“back”单词的简化时间包络。该词开始时发出较高电平的“ba”音,在大约300ms后,再发出较低电平的辅音“ck”。通常“ck”音(辅音)比“ba”音(元音)的电平小25~35dB。在良好建声条件的房间(如录音棚),一般具有0.6s的短混响时间,“ba”音可在“ck”音发生之前消失(“ba”音在300ms时衰减30dB),因此它不会掩盖“ck”音。然而当厅堂的混响时间增加到1s时,300ms时仅衰减18dB,导致掩盖“ck”音达8~13dB,丢失了重要的辅音成分,因此难以识别是“back”还是bat,bad,ban,bath或bass等相似的单词。如果联系上、下文内容,就能听懂为“back”了。
图2-16是信噪比、混响时间两个因素对辅音清晰度损失(百分率)的关系图。在混响时间较大的厅堂中(教堂的混响时间一般可超过2s,大型体育馆的混响时间也可达到1.8s以上),可采用高Q(强指向性)扬声器对准听众区来提高D/R,从而达到提高语言可懂度的目的。
1971年,Peutz在统计声学的基础上首先提出语言的辅音清晰度损失(ALcons%)与临界距离Dc、直达声与混响声之比(D/R)和混响时间RT60的关系曲线,如图2-17所示。
在Peutz的算式中,辅音清晰度损失ALcons%与听众离扬声器的距离的二次方和混响时间的二次方成正比,与扬声器的指向性及房间的平均吸声系数成反比。
Peutz还发现可懂度的极限辅音清晰度损失为15%,即ALcons%超过15%时语言的可懂度就会变得很差。
5.演讲人的语言清晰度和讲话速度对可懂度的影响
演讲人的语言清晰度对听众感受的可懂度具有深远影响。Peutz发现,即使优秀的演讲人,也可能引起2%~3%的辅音清晰度的附加损失。
图2-15 混响时间的掩蔽作用
a)“back”单词的信号波形 b)信号波形的包络曲线 c)不同混响时间对语言信号的影响
在混响声较大的环境下,讲话的速度也是一个重要因素。较慢的讲话速度可明显改善可懂度。在较低可懂度的情况下,视觉感受可明显改善可懂度效果。
6.频率特性不均匀对可懂度的影响
系统传输频率特性的不均匀(不平坦)对语言可懂度和清晰度会产生不利影响。
影响房间传输频率特性不均匀的因素除扬声器本身的频率响应特性外,还有:
①扬声器周围界面声波反射引起的局部干扰,尤其是扬声器安装在靠近墙角处,强烈的低音反射会使低音特性明显地提高。低音特性的提升,会掩蔽高频辅音的声音,引起可懂度和清晰度的损失。
②扬声器之间声波的相互耦合产生的干扰。
③室内混响特性对声波传播的影响。
④扬声器覆盖范围的不适当重叠。
⑤室内建筑声学特性的缺陷(如共振、声聚焦等)。
图2-16 信噪比、混响时间对可懂度的影响
图2-17 辅音清晰度损失与混响时间、直达声/混响声声压级之比的关系
改进的方法是除改进扬声器的布局、安装位置和建声条件外,用均衡器均衡系统频率特性是最有效的方法。通过系统精确的调试可改善系统传输频率特性的不均匀性。
音响工程增加低音可使声音丰满悦耳,但不会改善语言的清晰度和可懂度。过多的低音会影响清晰度并使音乐“染色”。
2.1.3 声音清晰度的评价标准
Peutz在20世纪70年代提出并于80年代进一步完善了ALcons%语言辅音清晰度损失、STI/RASTI快速语言传递指数和评估剧场、音乐厅声音效果的C测量三种清晰度评价标准。
1.语言辅音清晰度损失率(ALcons%)评价标准
影响辅音清晰度最大的是2kHz倍频程频段,当声源是指向性均匀的扬声器系统时,计算机数据和单词评分可懂度之间具有良好的对应关系。当声源为高密度分散式的供声系统以及系统为非线性时(系统中使用压缩/限幅器等非线性设备),会产生明显的偏差。Peutz的辅音清晰度损失(Alcons%)与可懂度之间的对应关系见表2-1。
表2-1 ALcons%与可懂度之间的关系
辅音清晰度损失的ALcons%评价标准已在美国实施了很多年。在系统设计软件EASE3.0以上的版本中可直接进行计算,并可用JBL Smaart Pro等系统测试软件进行测量。
2.STI和RASTI快速语言传递指数评价标准
20世纪70~80年代,荷兰人首先推出了STI语言传递指数技术标准。
STI语言传递指数评价标准是以声源—房间—听众作为一个传输通道,通过该通道的专用测试信号减少测量的调制深度(与房间的脉冲响应有关)。整个测试是在125~8000Hz语音倍频程频带范围内进行,是一种相当精确的分析方法,但测量耗时很多。
RASTI快速语言传递指数评价标准是把测量频带限制在500~2000Hz之内,因此测量更简单,耗时更少,STI/RASTI已在欧洲各国作为语言可懂度设计和评估标准广泛采用。表2-2是RASTI与ALcons%之间的近似相应关系。
STI/RASTI的评定数值范围为0~1;1代表完美的声音传输,0代表完全不可懂的声音传输。
STI/RASTI实际上并不测定语言可懂度,而是提供该传输通道语言可懂度强弱的参数。它的另一个突出优点是测量中会自动考虑房间背景噪声的影响。可用系统设计软件EASE3.0以上的版本进行STI/RASTI设计和用SIASmaart Live 4.0以上版本的测量软件进行测量。
表2-2 RASTI与ALcons%的相应关系
(续)
3.C测量评价标准
为评估剧场和音乐厅内自然声的音响效果,采用上面以频域为基础的两种评估方法(AL-cons%和STI/RASTI)还不能充分表达剧场和音乐厅声音的明晰度。于是在20世纪较后的年代又提出了C测量评估标准(时域分隔评估标准)。
(1)C7。C7测量是显示到达听众7ms前后的声能比,即7ms以前到达听众的声能都作为直达声,7ms以后到达的声音都视为混响声。C7相当于在美国广泛使用的查看直达声场强度的另一种方法。D/R大于-15dB的区域表示乐声明晰度良好的区域,越靠近0dB的区域乐声明晰度越好。
(2)C50。C50测量是显示到达听众50ms前后的声能比,即类似ALcons 50ms的分隔时间。D/R大于-5dB的区域表示乐声明晰度良好的区域,越靠近0dB的区域乐声明晰度越好。
(3)C80。C80使用80ms的分隔时间,预示不同乐声的明晰度,换言之,它提供查看厅堂的音乐特性。
各种乐器可归纳为下面4种类型声音的启动和衰减特性:
1)吹气乐器(如风琴、低音大喇叭和单簧管等),这些乐器有一种慢启动和慢衰减的特性。
2)弦乐器(如小提琴、中提琴和大提琴等),这些乐器有稍快的启动和慢衰减的特性。
3)弹拨乐器(如吉他、低音弦琴和大键琴等),这些乐器有快速启动和中等的慢衰减特性。
4)打击乐器(如钢琴、鼓、电子乐器和木琴等),这些乐器有快速启动和快速衰减的特性。
C80明晰度的效果标准:
1)C80=+0/-2dB,这是慢速率吹气乐器的标准,是完美的独唱和演奏厅的特性。
2)C80=+2/-2dB,这是弦乐乐器的标准,是古典音乐或交响乐表演房间的最好特性。音乐速度快,在这个水平上的合唱音乐会也是良好的。
3)C80=+4/-2dB,这是弹拨乐的标准,音乐速度较快,是流行轻音乐、民间音乐等表演房间的最好特性。
4)C80=+6/-2dB,这是打击乐器的标准,是摇滚乐和教堂音乐演奏的好特性。
C80测量评估可用EASE3.0以上版本的系统设计软件进行设计和用SIA Smmart Live 4.0以上版本的测量软件进行测量。
2.1.4 提高声音清晰度的主要技术措施
1)扬声器的指向应瞄准听众区,让声音尽可能少地投射到墙面和顶棚上。
2)采用频响特性好的“恒定指向”扬声器系统。
3)平坦宽阔的频率传输特性。
语言扩声应不少于125Hz~6kHz均衡一致的频响特性,减少低音和保持适当的中高音。音乐扩声要求不少于60Hz~16kHz均衡一致的系统传输频响特性和适度感高的超低音特性。
4)避免把扬声器安置于墙角。
5)听众区尽量保持较高的D/R,声场覆盖区的最大距离一般不超过临界距离的3~4倍。
6)听众区的信号噪声比至少不低于15dB(A)。
7)根据系统用途,选择合适的混响时间。
8)保持合适的响度。语言扩声的平均声压级为68~74dB(A);音乐扩声还需提高5~10dB。
9)室内声场分布要均匀。全部听众区的声场不均匀度最好不大于±3dB。
10)建声设计中要充分设计好顶棚和侧墙反射面,以便充分利用早期反射声。
11)消除房间内的声聚焦、回声和声影等音质缺陷。
12)多扬声器供声的系统应采用延时器校正,使各声源到达听众区的延时差不大于2~5ms。
13)利用EASE3.0以上版本的系统设计软件,按清晰度指标要求进行声场设计和利用SI-ASmmart Live 4.0以上版本的音响工程测量软件优化调整系统。
2.2 音质主观听音评价
音质主观听音评价是一项相当复杂的过程,涉及听觉生理学和评价人员的专业素养、播放的节目源以及收听场地的声学传输条件等。
为能正确地做好音质主观听音评价工作,听音评价人员必须掌握以下有关知识:
1)各种声音的物理特性。
2)心理声学知识。
3)声音信号的动态范围。
4)频响特性的听觉感受。
5)声压级大小对音质的影响。
6)信号畸变对音质的影响。
7)信号延迟、混响时间对音质的影响。
8)音调、音色和音量对音质的影响。
9)噪声对音质评价的影响。
10)音质评价术语。
2.2.1 声音组成的三要素——音调、音色和音量
图2-18 各种乐声的频谱范围
无论是语言还是音乐,它们都是一种复杂的随机信号波形。根据频谱分析原理,这些复杂波形可分解为基波(基音)和很多高次谐波(泛音)。图2-18是各种乐声的频谱范围,黑色部分代表基波的频率范围,阴影部分代表各次谐波的频率范围。
1.音调
音调是指人耳对不同频率的听觉感受。图2-19是音调与频率的关系,频率越高,音调也越高。音调的单位为“美”(Mel)。响度40方、频率1000Hz的纯音音调规定为1000Mel。如果某个频率的声音听起来比40方、1000Hz纯音的音调高2倍,那么它的音调就是2000Mel。
图2-19 音调与频率的关系
为便于区分不同频率的听觉感受和便于各种乐器校正音调,国际上统一采用440Hz作为定音频率,并把440Hz的倍率作为不同音阶的几个特定频段;这些相邻频段的音调变化在乐声上称为一个音阶(即一个8度音)。乐队演出前各乐器都需用440Hz基准音进行音调定音校正。表2-3中的A5(880Hz)比A4高一倍频率和A3(220Hz)比A4低一半频率,在乐声上A5称为高8度音和A3称为低8度音。8个特定频率点分布在钢琴的88个琴键内,从低到高按倍频程的关系排列。
表2-3 音阶与频率的关系
2.音色
各种乐器的定音频率都是440Hz,但是发出来的乐声为什么还有差别,还能分辨出提琴、木管、铜管和钢琴呢?这是因为每件乐器奏出的声音除了基频外,还包含了丰富的各种泛音(在电子学上称之为谐波)。不同数量和不同强度的谐波以及频谱分布结构决定了不同乐器的音色。
音色难以定量表示,通常以谐波结构的数目、强度、分布和它们之间的相位关系来描述。
3.音量
音量指声音的大小和强弱,从微弱的轻声细语到人耳能忍受最高声压级的范围,称为人耳听觉的动态范围。人耳的响度感觉与声压级不成线性关系,它与声音的频率和声压级都有关。音质主观评价时过高或过低的音量都会影响评价结果的正确性,一般评价人员的声压级调到80~85dB(A)为最佳。
2.2.2 频率响应特性对音质的影响——声波的音感分析
音响工程的低音、中音和高音各频段的频响特性必须保持平衡,才能达到良好的自然还音效果。
由于系统设备本身的状态、房间共振、界面反射和吸收等原因,会造成室内某些频率的声音叠加而过强,某些频率的相互抵消而减弱,使声音的音调和音色发生变化,影响还音音质,因此对系统频响特性的均衡处理是影响音质效果的第一要素。各段频响特性对音质是如何影响的呢?
声音的频率范围分为低音(包括超低音)频段、中低音频段、中高音频段和高音频段四段,它们的频率均衡特性决定了还音特性。
1)低音:150Hz以下的频率范围,是声音的基础部分,决定声音的丰满度。低频不足时,声音单薄;低音过强时,声音浑浊、发闷;合适时声音厚实,余音适宜。60Hz以下的频段,人们的感觉比听觉更灵敏,如果没有足够的声压级,听到的声音会很小。80Hz附近的频率,听觉和感觉达到平衡,它能产生极强的“重感”效果,给人以强烈的声场刺激效果。因此迪斯科舞厅的扬声器箱宁可选用15in(381mm)的扬声器单元而不选用18in(457.2mm)的单元就是这个道理。
2)中低音:150~500Hz,是声音的结构部分,决定声音的力度和低音的硬度。中低频不足时,声音疲软;过强时,声音生硬,产生嗡嗡声,影响清晰度;合适时,低音坚实、有力、丰满;其中100~250Hz频段具有良好的丰满感,是人声、小号、吉他、弦乐丰满度的主要音感频段。
3)中高音:500~4000Hz,是声音信息和声音清晰度的主要来源部分,它还决定声音的明亮度。中高音不足时,声音朦胧,主旋律不突出;过高时,声音过亮、刺耳;合适时,音质优美、明亮。频率趋向500Hz时,音感越感到坚实。3400Hz附近的频段是人耳外耳道的共振频率,因此听觉特别灵敏,与它的两次谐波6.8kHz频段可形成尖刺的音感效果,这两个频段的声波响度过大时,人耳是很难容忍的。因此应特别注意,不能过量。2.8kHz附近的频段对声音明亮度的影响最大,稍微提升一点就可明显感觉到。
4)高音:4000~12000Hz,是影响声音音色的主要部分,是声音的细节所在。高音过强时,声音嘶哑;不足时,声音细节(如沙锤)消失;合适时,声音清澈纤细、亲切自然、临场感效果良好。7.5kHz以上的频段,即使响度很大,也不会产生尖啸声,反而给人清新宜人的感觉,这种感觉在12kHz频点最为明显。表2-4是各频段听感特征的简明汇总。
表2-4 各频段的音感特征
演唱歌曲时,要求有明快、舒畅的旋律。在旋律高潮处,如果有明亮度好的音节支持,那么对演唱者情感的表达无疑有很大的帮助。
2.2.3 人耳对失真的感觉度
1.频响特性不平衡(振幅和相位失真)
人耳对4000~10000Hz范围内的听感最灵敏。800~4000Hz范围内的提升感觉较灵敏。150~500Hz和6000~18000Hz范围内5dB的峰或谷有50%的人能感觉到。10dB的峰或谷,则大部分人都能感觉到。低频和中低频特性的峰和谷差6dB时丰满度会受到严重影响。频率特性范围如果小于160~6300Hz,柔和度和融合度会急剧变差。
2.谐波失真
图2-20是三次谐波失真的感觉度。曲线1为40~14000Hz频宽内三次谐波失真的感觉度;曲线2为200~4000Hz频宽内三次谐波失真的感觉度。纵坐标为能感觉到失真的人数百分比。
人耳对奇次谐波失真的感觉度比偶次谐波失真的感觉度明显得多。利用人耳对偶次谐波失真不敏感这一特点,对低频和高频段的声音进行偶次谐波激励,可获得没有失真感觉的更为丰满的低音和更为清澈明亮的高音效果。这就是声音激励器的原理。
3.过载失真
图2-20 三次谐波失真的感觉度
过载失真的感觉阈与音源的峰值因子有关。一般模拟音乐节目的过载失真在5%以下时,即可察觉到“发硬”的感觉;过载失真超过10%时,声音开始“发破”了。
4.瞬态互调失真
系统放大含有多种频率成分的音频信号时,由于设备的非线性失真,使不同频率的信号,尤其是瞬态高频信号产生相互调制的失真。人耳对这种失真的感觉度比谐波失真更为敏感。
听音环境的建声条件对音质主观评价的影响极大,下面列出几种混响时间下的听觉感受(中型多功能厅):
(1)混响时间(500Hz)RT60<0.5s。混响声太少,声音清晰,但干瘪、单薄、死板。
(2)混响时间(500Hz)RT60=0.7~0.8s。语言节目混响适中。声音清晰、干净。
(3)混响时间(500Hz)RT60=1.2~1.4s。音乐节目混响适中。声音丰满、有气魄、有空间感、深度感。
(4)混响时间(500Hz)RT60>2~3s。混响声太多。声音浑浊、模糊,语言清晰度差,声音发嗡,有回声。
2.2.4 音量对听感的影响
音量与音质的关系也很密切。音量小时,声音无力、单薄,动态范围显不出来;音量过大时,声音丰满而不柔和,有力而生硬;音量合适时,声音自然、清晰、圆润、柔和、丰满。因此通常音质主观评价时采用的声压级为80~85dB(A)。
2.2.5 音质主观评价专用节目源
1996年国家技术监督局(原国家标准局)为满足电声器件和音响系统音质评价的需要,首次出版发行了代号为GSBM61001—89《电声产品声音质量主观评价用节目源》CD片。该节目源中,各种节目所包含的频谱范围不小于40Hz~18kHz;信号动态范围不小于50dB;具有足够大的信号噪声比。
节目源的内容和特点主要有以下几种。
1.语声
男、女朗诵——《美谈不美》,T=2×40s。声音特点:吐字真切纯真,语调自然流畅,声情兼优,广播播音风格。
2.乐声
(1)男女二重唱——选自歌剧《茶花女》,T=38s。歌声柔和、细微,男、女声特色分明,平衡协调。
(2)童声合唱——选自《留在老师的身边》,T=36s。童声合唱的特点鲜明,吐字清楚,声音清晰、嘹亮、爽利、艺术平衡,整体感和环境感好。
(3)戏曲节目——选自川剧《武家坡》,T=43s。男女声和打击乐声清脆、挺拔,空间感好。
3.器乐
(1)钢琴独奏——选自贝多芬的《月光》奏鸣曲,T=37s。本段包括5个八度音,旋律流畅,琴声透亮,声音结实而有弹性,和谐而清晰,演奏起伏较大。
(2)管弦乐——选自德沃夏克第九交响曲,T=38s。低音松弛、柔畅,木管圆润,小提琴清脆、纯净、细腻,定音鼓挺拔有力,和弦铿锵饱满。
(3)管弦乐——选自穆索尔斯基的《图画展览会》,T=40s。这是一段大型乐队的演奏,演出厅堂感强烈,声音旋律气势磅礴,起伏大,各声音发挥得淋漓而又自然,定音鼓扎实有力,大军鼓声音浑厚,有惊天动地之势。
(4)弦乐四重奏——选自德沃夏克的《弦乐四重奏》,T=33s。典型的大堂室内乐,声音旋律舒展,各声部演技特征真实、生动,呈现独特的风姿。
(5)木管四重奏——选自让·弗朗赛的《木管四重奏》,T=37s。四个声音均匀自然,特色鲜明、真实,连按键声和换气声都明晰可辨。
(6)铜管乐——选自柴可夫斯基《第四交响乐》,T=38s。演出场面宏大,气魄高亢、浑厚,开头的圆号远而清晰,后入的长号雄壮有力,小号清脆润滑。
(7)民族管弦乐——选自《大漠戍边图》,T=41s。全部乐器真实、纯净、细腻,特点鲜明又融为一体,声像层次分明。
(8)打击乐——选自安里尼的《CRASH》,T=40s。打击乐以激励突起为特征,建立时间短促,是评价系统瞬时特性的优选节目。
(9)电子乐器——选自《致爱丽丝》电子乐器,T=41s。表现了电声乐器和打击乐器演奏的强烈、有力、层次清晰的特点。
4.其他节目
(1)火车声:一列满载货物的列车,由远而近的声音变化过程,通过岔道口的强劲有力,细节真切,车轮与铁轨的摩擦和火车的喷气声清晰可闻。
(2)钟声:大钟、中钟和小钟三种不同音调宏伟的声音自然悠长,回荡的尾音清晰悦耳。
该节目源是针对电声产品的音质主观评价用的,对音响系统的评价不完全适应。为此,经国家技术监督局批准,2002年由信息产业部电视电声研究所负责修订,专门制作适合于家庭影院电声系统和专业音响系统两种不同类型的音质主观评价节目源。
2.2.6 音质主观评价术语及含义
由于听觉感受不如视觉感受那样具体、生动,所以形容起来比较困难,有时还得借用一些生动的形容视觉感受的词汇来形容听觉的感受。不同国家、不同职业的人使用的评价用语也不完全相同,主要是每个国家的语言文化不同的原因。
音质主观评价用语是听觉感受的表达,有几十种表达用语,非专业人员对它感到很抽象,不易理解。这里列出19种常用的、有代表性的、容易理解的评价用语,供读者参考。
1.声音丰满
频带宽、失真小、动态范围大,中、低频能量较大,混响声比例合适,听起来音域宽广、丰满舒适。
2.声音干瘪
是丰满的反义词。听音室的声吸收过多,声音扩散不好,混响时间短,特别是缺少中、高频混响声,听起来声音干涩、费力。
3.声音柔和
低频及中低频能量充足,声音厚实、松弛,混响声合适或稍大,失真小,瞬态响应好。中频和高频频响特性均匀,有一定的亮度,听起来音色丰满、柔和不费力。
4.声音尖
是柔和的反义词。频率特性不均匀,缺少低音。中频和高频分量过多,尤其是在3400Hz和6800Hz两个频段成分过高,听觉上感到刺耳。
5.声音粗
低频能量密度较大,中高频相对较小,音色粗犷,力度大,明亮度和混响声都较差。
6.声音软(声音“糯”)
是指系统的失真小,混响声适量,阻尼好,低频段展宽,声音松弛,听觉效果舒适柔软。声音过软则又成为贬义语了,声音过软,没有力度,中音不突出,声音不亮,清晰度差。
7.声音硬
低音缺少,中高频偏多,高频谐波频率衰减过快,低频混响过短,有明显互调失真,瞬态响应差,阻尼小。
8.声音厚
声音厚实、有力,低音丰满,高音合适,有适当的亮度,低频及中低频能量较强,直达声与混响声的比例合适,给人一种声音厚实的感觉。
9.声音薄
音色单薄,缺乏力度,共鸣性差,混响少,平均声能级较小,缺少低频及中低频。
10.声音圆润
频带较宽,音质纯真,失真极小,声级合适,有一定的力度和亮度,低音不浑,中音不硬,高音不毛,瞬态响应好,混响声比例适中,听觉感受丰满、明亮、清晰、逼真自然。
11.声音扁
圆和扁是音乐部门常用的一种评价术语,指频带狭窄,声音单薄,音质不纯,失真较大或混响不足,丰满度欠佳的意思。
12.声音亮
声音亮又称明亮度。整个音域范围内低音和中音适度,中高音能量充足,并有丰富的谐波,谐波的衰减过程较慢,失真小,混响比例适中,瞬态响应好。亮度是提高清晰度和可懂度的先决条件,给人一种亲切、活跃感,听起来不费力,音色明亮突出。
13.声音暗
这是缺少高频和中高频的一种反映,尤其是在5000~6000Hz以上的频段有明显的衰减。
14.声音浑浊
声音含糊不清,低频及中频混响太大及能量过大,直达声比例小,主旋律不够突出,有互调失真,明亮度和清晰度都差,层次不清。
15.声音发毛
高频及中频过多,失真较大,有瞬时过载现象,阻尼差,声音毛糙不干净。
16.声音清晰
频响宽而均匀,中高频能量充足,音色明亮,混响合适,失真小,瞬态响应好。
17.声音发沙
频响特性高低不平,峰谷多,有附加的高次谐波并伴有瞬态失真,系统设备有过载或扬声器音圈碰圈就会出现这种声音。
18.声音发嗡
鼻音重,在100~250Hz频段内有振荡,150Hz提升过多时鼻音就会明显上升,声音发嗡严重影响清晰度。
19.声音融合
在频响宽、失真小、信号噪声较大,动态范围大等条件下,乐队各个声部无论在音量、音调和音色等方面都非常均匀地交融在一起,显示出乐队良好的整体感。
2.2.7 音质主观评价的方法
音质主观评价分为对音响产品和对固定安装系统两类进行评价。对产品(如扬声器、功放等)的评价应把被评定的产品放置在具有一定建声条件的听音室内进行。对音响系统评价则可在系统安装的现场进行。
1.对音响产品评价听音室的要求
(1)房间尺寸的最佳比例:1.9∶1.4∶1.0。主要目的是尽量减少房间内的声音共振频点。
(2)房间面积:30~50m2(大功率扬声器箱可适当放大)。
(3)混响时间:RT60=0.25~0.4s(容积大的房间,混响时间可适当增加)。
(4)室内环境条件:温度20~25℃;湿度35%~75%。
2.评价小组人员
评价小组成员应由具有一定音乐素养和高保真听音经验的录音师、音乐家、电声工程师和演员等人组成。评定人员人数一般为4~10人(系统评价可增至16人),年龄档次从18~60岁适当拉开,男、女比例适中。
3.设备布置
左、右两组扬声器箱与评价人员的位置尽量安排为一个等边三角形的布局,使全体评价人员处于最佳听音的“皇帝位”上。评价人员的座位高度应逐排上升12cm。距侧墙和后墙应大于1m。
扬声器箱的参考轴离地面高度应不低于最后排人耳的高度。扬声器箱距侧墙不小于1m,距后墙不小于0.7m。
4.重放声压级
在听音区,粉噪信号源的声压级达80~85dB(A)。
5.评价项目
音乐节目:评定选项为清晰度、平衡度、丰满度、圆润度、明亮度、真实度、柔和度、立体声效果和总体音质。
语言节目:清晰度、丰满度、圆润度、明亮度、真实度、平衡度。
6.评分方法
通常采用的方法有对比法和等级评分法。
(1)对比法是把被测对象与一套标准产品用快速瞬时切换,进行对比判断。这种方法的优点是判断结果比较一致。
(2)等级评分法是评价人员通过自己的听觉和经验对音质效果进行等级评定。这种方法的优点是不受标准产品性能的限制,但要评价人员具有相当高的素质水平,否则评定结果的主观性太多而难以统一。对于固定安装的系统只能采用此法。
等级评分法一般采用五个等级,见表2-5。表2-6是音质评价打分表。
表2-5 声音质量的等级
表2-6 音质评价打分表
7.数据处理方法
数据统计方法一般采用经典统计法。方法如下:
(1)音质主观听音评价单项平均得分计算:
式中 Pi——每个评定人员所评的个人分数;
n——评定人员总数。
(2)评价项目计权百分数:一般把明亮度、丰满度、柔和度、圆润度、清晰度、平衡度、融合度等7项合在一起统计,并得出7项音质评价的平均分Pn:
式中 m——音质评定的项目数,在上述例子中m=7。
音质主观听音评价的总得分需包括7项音质评价的平均分Pn、立体声效果分Pst和总体音质效果分P总体音质三部分。它们之中的权重分配一般为:7项音质评价效果平均分Pn的权重为60%,立体声效果分Pst的权重为15%,总体音质效果P总体音质的权重为25%。
音质主观评价计权后的总得分P为
P=Pn×60%+Pst×15%+P总体音质×25% (2-6)