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音响音质标准与音质评价的方法
作者:管理员    发布于:2016-03-12 05:33:53    文字:【】【】【
摘要:音响音质标准与音质评价的方法
所谓声音的质量,是指经传输、处理后音频信号的保真度。目前,业界公认的声音质量标准分为4级,即数字激光唱盘CD-DA质量,其信号带宽为10Hz~20kHz;调频广播FM质量,其信号带宽为20Hz~15kHz;调幅广播AM质量,其信号带宽为50Hz~7kHz;电话的话音质量,其信号带宽为200Hz~3400Hz。可见,数字激光唱盘的声音质量最高,电话的话音质量最低。除了频率范围外,人们往往还用其它方法和指标来进一步描述不同用途的音质标准

       对模拟音频来说,再现声音的频率成分越多,失真与干扰越小,声音保真度越高,音响音质也越好。如在通信科学中,声音质量的等级除了用音频信号的频率范围外,还用失真度、信噪比等指标来衡量。 对数字音频来说,再现声音频率的成分越多,误码率越小,音质越好。通常用数码率(或存储容量)来衡量,取样频率越高、量化比特数越大,声道数越多,存储容量越大,当然保真度就高,音质就好。
        声音的类别特点不同,音质要求也不一样。如,语音音质保真度主要体现在清晰、不失真、再现平面声象;乐音的保真度要求较高,营造空间声象主要体现在用多声道模拟立体环绕声,或虚拟双声道3D环绕声等方法,再现原来声源的一切声象。  

         音频信号的用途不同,采用压缩的质量标准也不一样。如,电话质量的音频信号采用ITU-TG·711标准,8kHz取样,8bit量化,码率64Kbps。AM广播采用ITU-TG·722标准,16kHz取样,14bit量化,码率224Kbps。高保真立体声音频压缩标准由ISO和ITU-T联合制订,CD11172-3MPEG音频标准为48kHz、44.1kHz、32kHz取样,每声道数码率32Kbps~448Kbps,适合CD-DA光盘用。

        对音响声音质量要求过高,则设备复杂;反之,则不能满足应用。一般以“够用,又不浪费”为原则

        音响音质评价方法 - 响度、音调和愉快感的变化和组合 评价再现声音的质量有主观评价和客观评价两种方法。例如

        一、语音音质

        评定语音编码质量的方法为主观评定和客观评定。目前常用的是主观评定,即以主观打分 (MOS)来度量,它分为以下五级:5(优),不察觉失真;4(良),刚察觉失真,但不讨厌;3(中),察觉失真,稍微讨厌;2(差),讨厌,但不令人反感;1(劣),极其讨厌,令人反感。一般再现语音频率若达7kHz以上,MOS可评5分。这种评价标准广泛应用于多媒体技术和通信中,如可视电话、电视会议、语音电子邮件、语音信箱等

         二、乐音音质 

        乐音音质的优劣取决于多种因素,如声源特性(声压、频率、频谱等)、音响器材的信号特性(如失真度、频响、动态范围、信噪比、瞬态特性、立体声分离度等)、声场特性(如直达声、前期反射声、混响声、两耳间互相关系数、基准振动、吸声率等)、听觉特性(如响度曲线、可听范围、各种听感)等。所以,对音响设备再现音质的评价难度较大。

        通常用下列两种方法:一是使用仪器测试技术指标;二是凭主观聆听各种音效。由于乐音音质属性复杂,主观评价的个人色彩较浓,而现有的音响测试技术又只能从某些侧面反映其保真度。所以,迄今为止,还没有一个能真正定量反映乐音音质保真度的国际公认的评价标准。但也有报道,国际电信联盟(ITU-T)近期已批准一种客观评价音质的被称之为电子耳的新型测量方法,可对任何音响器材的音质进行客观听音评价,也可用于检测电话通讯语音编码系统的缺陷。

        现将乐音音质评价方法综述如下(1)主观听判音效 

        通常,据乐音音质听感三要素,即响度、音调和愉快感的变化和组合来主观评价音质的各种属性,如低频响亮为声音丰满,高频响亮为声音明亮,低频微弱为声音平滑,高频微弱为声音清澄。下面结合声源、声场及信号特性介绍几种典型的听感。

       ①立体感

        主要由声音的空间感(环绕感)、定位感(方向感)、层次感(厚度感)等所构成的听感,具有这些听感的声音称为立体声。自然界的各种声场本身都是富有立体感的,它是模拟声源声象最重要的一个特征。德·波尔效应证明,人耳的生理特点是:人耳在两声源的对称轴上,当声压差△p=0dB和时间差△t=0ms时,感觉两声源声象相同,分不出有两个声源;而当△p>15dB或△t>3ms时,人耳就感觉到有两个声源,声像往声压大或导前的声源移动,每5dB的声压差相当于lms的时间差。哈斯效应又进一步证明,当△t=5ms~35ms时,人耳感到有两个声源;而当近次反射声、滞后直达声或两个声源的时间差△t>50ms时,即使一次反射声(又称近次或前期反射声)或滞后声的响度比直达声或导前声的响度大许多倍,声源方位仍由直达声或导前声决定。

        根据人耳的这个生理特点,只要通过对声音的强度、延时、混响、空间效应等进行适当控制和处理,在两耳人为的制造具有一定的时间差△t、相位差△θ、声压差△P的声波状态,并使这种状态和原声源在双耳处产生的声波状态完全相同,人就能真实、完整地感受到重现声音的立体感。与单声道声音相比,立体声通常具有声象分散、各声部音量分布得当、清晰度高、背景噪声低的特点。

        ②定位感

        若声源是以左右、上下、前后不同方位录音后发送,则接收重放的声音应能将原声场中声源的方位重现出来,这就是定位感。根据人耳的生理特点,由同一声源首先到达两耳的直达声的最大时间差为0.44ms~0.5ms,同时还有一定的声压差、相位差。生理心理学证明:20Hz~200Hz低音主要靠人两耳的相位差定位,300Hz~4kHz中音
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