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第2章 音響系統技術指標測量方法和音質評價

評價音響工程的聲音質量(簡稱音質),除語言清晰度外,還包含更豐富的內涵。既要達到良好的語言清晰度,又要具有豐滿柔和、融合、自然、能充分體現藝術感染力的音樂效果,必須在系統設計(包括電聲和建聲設計)、設備配置、系統調試和現場調音等各個環節密切配合,才能實現預期目標。

正確、全面地評價音響工程聲音質量,應采用客觀測量和音質主觀聽音評價相結合的方法。

客觀測量是用音頻測試儀器(如聲級計、頻譜分析儀和音頻綜合測試儀等)定量測定系統的各項聲學特性參數。主要包括:頻率響應特性、最大聲壓級、聲場不均勻度、傳聲增益、失真度和混響時間等。客觀測量的特點是客觀、精確,能用數據來表示系統的特性。

但是,客觀測試的結果還不能完全表達全部主觀聽覺效果,例如聲音的豐滿度、柔和度、層次感、明亮度、圓潤度、平衡度等,這些聽覺效果至今還無法用儀器來測定。因此,音質效果最終還得由人耳的聽覺來確認。我們希望能聽到有“音樂味”的“原汁原味”純真自然的聲音,能表達出歌唱家和樂器演奏家的藝術感染力,而不是在背臺詞。因此音質主觀聽音評價是無可替代的評價方法之一。

兩種評價方法的關系可以這樣來理解:客觀測量是一把“硬尺子”,它反映的是電聲系統的聲學特性參數。音質主觀聽音評價是一把“軟尺子”,反映的是聲音的音色、音調和音量的綜合聽覺效果。

客觀測量是評價聲音質量的基礎,主觀評價是聽覺感受的最終結果,兩者之間既有內在聯系,又不能一一對應、相互替代,它們是一種互為補充、缺一不可的評價方法。

2.1 音響工程的客觀測量

音響工程可用聲學儀器測量的主要技術指標有:傳輸頻率特性(簡稱頻響特性)、傳聲增益、聲場不均勻度、最大聲壓級、總噪聲級、系統總噪聲級、系統總諧波失真、早后期聲能比、混響時間和語言清晰度等技術指標。不同用途的系統有不同要求。我國現已頒布實施的專業標準有:

(1)GB 50371—2006《廳堂擴聲系統設計規范》

(2)GB/T 50356—2005《劇場、電影院和多用途廳堂建筑聲學技術規范》

(3)JGJ 57—2000《劇場建筑設計規范》

(4)JGJ/T 131—2012《體育場館聲學設計及測量規程》

(5)GB/T 14476—1993《客觀評價廳堂語言可懂度的RASTI法》

(6)GB/T 4959—2011《廳堂擴聲特性測量方法》

(7)GB/T 50076—2013《室內混響時間測量規范》

專業標準中除規定了必須滿足的各項聲學特性技術指標外,還規定了這些技術指標的含義和測量方法。現以GB 50371—2006《廳堂擴聲系統設計規范》為例簡介如下。

2.1.1 廳堂音響工程聲學特性指標的測量方法

1.各項技術指標的定義

(1)傳輸頻率特性。廳堂內觀眾席處各測點穩態聲壓的平均值相對于音響工程傳聲器處聲壓或擴聲設備輸入端電壓的幅頻響應稱為傳輸頻率特性。

(2)傳聲增益。傳聲增益是指音響工程達最高可用增益時,廳堂內觀眾席各測點穩態聲壓級平均值與系統傳聲器處穩態聲壓級的差值(單位為dB)。

(3)聲場不均勻度。聲場不均勻度是指廳堂內(有擴聲時)觀眾席處各測點穩態聲壓級的最大差值(單位為dB)。

(4)最大聲壓級。最大聲壓級是指廳堂內各測量點產生的穩態最大聲壓級的平均值。它可以用規定峰值因數測試信號的有效值聲壓級、峰值聲壓級或準峰值聲壓級中的一種或多種方式表示。通常,方便的表示方式宜用有效值聲壓級。

(5)總噪聲級。總噪聲級是指音響工程達最高可用增益,但無有用信號輸入時,廳堂內各測量點噪聲聲壓級的平均值,以NR曲線評價。

(6)系統總噪聲級。系統總噪聲級是指音響工程達最高可用增益,廳堂內各測量點由音響系統傳輸頻帶內的噪聲聲壓級(扣除環境噪聲的影響)的平均值,以NR曲線評價。

(7)系統總諧波失真。從輸入端到聲音輸出端全過程中音頻信號產生的諧波失真稱為系統總諧波失真。

(8)早后期聲能比。早后期聲能比是指廳堂內各測量點在規定時間(如80ms)以內的聲能與規定時間(如80ms)以后的聲能之比;取其比值的以10為底的對數再乘以10,單位為dB。

(9)混響時間。聲源發聲達到穩態后,停止發聲,室內聲壓級衰減60dB所需的時間稱為混響時間,以秒為單位。

(10)語言清晰度。由若干評價小組人員記錄發音人所發的在意義不連貫的音節的正確收聽率,是一種語言可懂度的定量測試方法。常用方法有ALcon%輔音清晰度損失率、RASTI快速語言傳遞指數。

2.技術指標的測量條件

(1)測量前,廳堂應具備正常使用條件。即廳堂的建筑裝修已經完成,座椅、門窗、幕布、窗簾、燈具、調光設備及空調系統等安裝完畢,已具備可使用條件。

(2)測量前,音響系統須按設計要求已安裝、調試完畢,處于正常工作狀態。

(3)測量時,系統頻響特性置于“正常工作”位置。

(4)測量時,音響工程中的數字信號處理器(若有)按功能需要進行調節。這些功能包括系統的增益、信號分配、均衡、壓縮、限幅、分頻、反饋抑制、延時、降噪、濾波等,處理器按廳堂的實際需要處于最佳設計使用狀態。

(5)測量時,廳堂內各測點的聲壓級至少應高于廳堂總噪聲聲壓級15dB,混響時間及再生混響時間測量時信噪比應該不低于35dB。

(6)各項測量一般宜在滿場條件下進行。滿場或模擬滿場難以進行時可做空場測量。

(7)測點的選取應符合下列條件:

1)所有測點至少離墻1.5m、距地高度1.2m(混響時間及再生混響時間測量為1.2~1.6m)。

有樓座的廳堂,測點應包括樓座區域。有舞臺或主席臺的場所,測點還應包括舞臺區或主席臺區,但測量結果應單獨處理。

2)如廳堂為軸對稱,測點可在中心線的一側(包括中心線附近)座位內選取。對于大型場所(如大型體育館),若平面呈縱橫全對稱,為減少工作量,可考慮只測四分之一區域,但其測點應有本區域內觀眾席各坐席區的代表性。場地區至少需做二分之一區域測量。比賽場地的測量數據單獨記錄處理,不和觀眾席測量數據平均。

①傳輸頻率特性、傳聲增益、最大聲壓級、系統總諧波失真、系統總噪聲級和反射聲分布的測點數宜選全場座席千分之五,且不少于八點(無樓座場所,不少于五點),且必須包括圖2-1中的PP′P″三個點和池座、樓座距后墻1.5m處的坐席等測點。

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圖2-1 中心線的測點位置

②聲場不均勻度的測點數宜不少于全場坐席的六十分之一。它們可以是中心線附近,左半場(或右半場)再抽取1~2列。每隔幾排進行選點測量。對于大型場所,為減少測量工作量,測點數可適當減少。

③混響時間測量,按GB/T 50076—2013《室內混響時間測量規范》規定。

④早后期聲能比測量,測點的選取同混響時間測量。

⑤RASTI語言傳輸指數的測量,測點的選取同混響時間測量。

⑥混響時間及反射聲時間分布的測量,需要時可增設舞臺上的測點。

3)對于非對稱廳堂,應增加2/3數量的測點數。

3.測試項目及測量方法

(1)傳輸(振幅)頻率特性。廳堂內觀眾席處各測點穩態聲壓的平均值相對于音響工程傳聲器處聲壓或擴聲設備輸入端電壓的幅頻響應即為傳輸(振幅)頻率特性。

穩態聲壓的平均值計算方法如下:將各測點處按1/3倍頻程的聲壓級取算術和后,除以測點數。

測量可用下述方法進行。

1)聲輸入傳輸(幅度)頻率特性。音響工程在穩定工作狀態下,廳堂內各測量點穩態聲壓的平均值相對于音響工程傳聲器處聲壓的幅頻響應即為聲輸入傳輸(幅度)頻率特性。

測量可用代替法(見圖2-2和GB/T 12060.4—2012)或比較法(見圖2-3和GB/T 12060.4—2012)進行。

測量時,1/3倍頻程粉紅噪聲信號經過測試功率放大器加到測試聲源上,調節測試聲源輸出,使測點信噪比滿足測量條件要求。改變1/3倍頻程帶通濾波器的中心頻率,在系統傳聲器處和觀眾廳內的測點上分別測量聲壓級,取其差值。

在比較法中,可控制系統傳聲器處聲壓恒定(如圖2-3中虛線連接);也可不控制其恒定(如圖2-3中實線部分)。

測量時,系統傳聲器置于設計所定的使用點上,當設計所定的使用點不明確時,系統傳聲器可置于舞臺大幕線的中點。系統傳聲器振膜中心距地1.2~1.6m。系統傳聲器的指向性按設計要求調節,在比較法中,并應不受測試傳聲器的影響。測試聲源置于系統傳聲器前的距離,對語言擴聲為0.5m;對音樂擴聲為5m。

測量可用點測法或自動測量法(見GB/T 12060.4—2012)。

測量在傳輸頻率范圍內進行,測試信號的中心頻率按1/3倍頻程中心頻率取點。

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圖2-2 聲輸入法測量傳輸頻率特性原理框圖

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圖2-3 聲輸入法中用比較法測量傳輸頻率特性原理框圖

2)電輸入傳輸(幅度)頻率特性。音響工程在穩定工作狀態下,廳堂內各測量點穩態聲壓的平均值相對于擴聲設備輸入端電壓的幅頻響應即為電輸入傳輸(幅度)頻率特性。測量原理框圖如圖2-4所示。

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圖2-4 電輸入法測量傳輸頻率特性原理框圖

1/3倍頻程粉紅噪聲信號直接饋入音響工程調音臺輸入端,調節噪聲源的輸出,使測點的信噪比滿足測量條件要求。改變1/3倍頻程帶通濾波器的中心頻率,保持各頻段電平值恒定(不失真),在觀眾廳內規定的測點上測量聲壓級。

測量在傳輸頻率范圍內進行,測試信號的中心頻率同聲輸入傳輸(幅度)頻率特性測量法規定。

(2)傳聲增益。傳聲增益是指音響工程達最高可用增益時,廳堂內觀眾席各測點穩態聲壓級平均值與系統傳聲器處穩態聲壓級的差值,測量可與聲輸入傳輸(幅度)頻率特性測量同時進行。測量原理框圖同圖2-2。

測量步驟如下:

1)將音響工程調至最高可用增益。

2)將測試聲源置于舞臺(或講臺)上設計所定的使用點上,若設計所定的使用點不明確時,測試聲源置于大幕線中點舞臺縱深方向0.5m位置上。

3)將音響工程傳聲器和測量傳聲器分別置于大幕線上測試聲源中心兩側的對稱位置,兩傳聲器相距見GB/T 12060.4—2012,距地高度1.2~1.6m,與測試聲源高音聲中心相同。

4)調節測試系統輸出,使測試點信噪比滿足測量條件要求。

5)在規定的音響工程傳輸頻率范圍內,按1/3倍頻程(或1/1倍頻程)中心頻率逐點在觀眾廳內各測點上及音響工程傳聲器處分別測量聲壓級。

6)按照GB/T 4959—2011《廳堂擴聲特性測量方法》附錄A的計算方法求出穩態聲壓級平均值LFaver.

7)上述穩態聲壓級平均值LFaver.與音響工程傳聲器處穩態聲壓級LF的差值,即為全場傳輸頻率范圍內的傳聲增益,以分貝(dB)表示。

Z=LFaver.-LF (2-1)

式中 Z——全場傳輸頻率范圍內的傳聲增益(dB);

LFaver.——穩態聲壓級平均值(dB);

LF——音響工程傳聲器處穩態聲壓級(dB)。

(3)聲場不均勻度。

1)穩態聲場不均勻度。穩態聲場不均勻度是指廳堂內(有擴聲時)觀眾席處各測點穩態聲壓級的最大差值。測量原理框圖同圖2-2或圖2-4。測量信號用1/3倍頻程粉紅噪聲。

測量通常在頻率為1kHz和4kHz時分別進行;對音響工程聲學特性指標要求高的場所,宜增加100Hz和8kHz的測試頻率。

根據各測點在不同頻帶測得的頻帶聲壓級可做出相應的聲場分布圖。

測量結果也可以用聲場分布圖表示,其橫坐標為觀眾席座位的排數;縱坐標為所測得的聲壓級差[用分貝(dB)表示]。對于多列的測量結果,可畫出聲場分布曲線族。

2)直達聲場不均勻度。待定。

(4)最大聲壓級。音響工程完成調試后,廳堂內各測量點產生的穩態最大聲壓級的平均值即為最大聲壓級。最大聲壓級可以用規定峰值因數測試信號的有效值聲壓級、峰值聲壓級或準峰值聲壓級中的一種或多種方式表示。通常,方便的表示方式宜用有效值聲壓級。

以峰值因數為2限制的額定通帶粉紅噪聲為信號源,其最大有效值聲壓級、最大峰值聲壓級及最大準峰值聲壓級的轉換關系見GB/T 4959—2011《廳堂擴聲特性測量方法》附錄B。

測量可用下述方法之一進行,測量結果中需注明使用的是哪種方法。電輸入法中的寬帶噪聲法為仲裁方法,用有效值表示。

1)電輸入法。

①窄帶噪聲法。測量原理框圖如圖2-5所示。

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圖2-5 電輸入法中用窄帶噪聲測量最大聲壓級原理框圖

測量步驟如下:

a.將1/3倍頻程(或1/1倍頻程)粉紅噪聲信號直接饋入音響工程調音臺輸入端(線路輸入口),保持各頻帶噪聲信號輸入到揚聲器系統的電壓恒定。

b.調節噪聲源及音響工程輸出,使揚聲器系統的輸入電壓相當于系統十分之一至四分之一設計使用功率的電平值,當聲壓級接近90dB時,可用小于十分之一的設計使用功率。

c.在音響工程額定傳輸頻率范圍內,在各測點上測出每一個1/3倍頻程(或1/1倍頻程)頻帶聲壓級。

d.按照GB/T 4959—2011《廳堂擴聲特性測量方法》附錄A的計算方法求出傳輸頻率范圍內的平均聲壓級LFaver.

e.根據測量時所加的功率,通過下式換算成設計使用功率時的最大聲壓級。

Lmax=LFaver.+10log(Psy/Pcy) (2-2)

式中 Pcy——測量使用功率;

Psy——設計使用功率;

LFaver.——測量使用功率時的穩態聲壓級平均值;

Lmax——設計使用功率時的最大聲壓級。

注:當設計使用功率不明時可按額定功率計算。

②寬帶噪聲法。測量原理框圖同圖2-4,只是將窄帶噪聲信號改用通過模擬節目信號網絡的寬帶粉紅噪聲信號。

測量步驟如下:

a.測量時,由模擬節目信號網絡輸出的信號直接饋入音響工程調音臺輸入端(線路輸入口)。

b.揚聲器系統的功率調節同電輸入窄帶噪聲法b項。

c.用聲級計在廳堂內規定測點上進行測量。

d.把在廳堂內各測點上測得的聲壓級按照GB/T4959—2011《廳堂擴聲特性測量方法》附錄A的計算方法進行平均,并按設計使用功率進行修正,得到設計使用功率時的最大聲壓級。

2)聲輸入法。

①窄帶噪聲法。測量原理框圖同圖2-2。

測量步驟如下:

a.調節測試系統,使舞臺上設置的測試聲源發出1/3倍頻程(或1/1倍頻程)粉紅噪聲信號,由系統傳聲器接收進入音響工程。

b.揚聲器系統的功率調節及測試頻率的選取同電輸入窄帶噪聲法b項。

c.在系統的傳輸頻率范圍內,測出每一個1/3倍頻程(或1/1倍頻程)頻帶聲壓級。

d.通過與電輸入窄帶噪聲法同樣的換算,求出相應頻帶的聲壓級及設計使用功率時的最大聲壓級。

測量時,系統傳聲器位置同圖2-2(即設計所定的使用點上)。測試聲源距系統傳聲器0.5m的距離。

②寬帶噪聲法。測量原理框圖同圖2-2,只是將窄帶噪聲信號改用通過模擬節目信號網絡的寬帶粉紅噪聲信號。

測量步驟如下:

a.調節測試系統,使測試聲源發出模擬節目信號,由系統傳聲器接收進入音響工程。

b.揚聲器系統的功率調節同電輸入窄帶噪聲法b項。

c.用聲級計在廳堂內規定測點上進行測量。

d.把在廳堂內各測點上測得的聲壓級按照GB/T 4959—2011《廳堂擴聲特性測量方法》附錄A的計算方法進行平均,并按設計使用功率進行修正,得到設計使用功率時的最大聲壓級。

注:按此方法測量時,測試聲源的輸出信號只是接近于模擬節目信號的頻率特性。

3)最大聲壓級幾種測量量值的轉換。最大聲壓級可以用有效值(方均根值)聲壓級、峰值聲壓級或準峰值聲壓級中的一種或多種方式表示。通常,方便的表示方式宜用有效值聲壓級。

最大聲壓級幾種測量量值的轉換關系見GB/T 4959—2011《廳堂擴聲特性測量方法》附錄B。

(5)總噪聲級。總噪聲級是指音響工程達最高可用增益,但無有用信號輸入時,廳堂內各測量點噪聲聲壓級的平均值,以NR曲線評價。平均值可按GB/T 4959—2011《廳堂擴聲特性測量方法》附錄A的計算方法得到。

測量在空場條件下進行。音響工程增益控制置于最高可用增益。系統傳聲器位置同聲輸入傳輸(幅度)頻率特性測量法。

測量時,廳堂內的設備,例如通風、空調、調光等產生噪聲的設備及音響工程全部開啟。

測量原理框圖如圖2-6所示。測量可按圖2-6點測或實現自動記錄。

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圖2-6 總噪聲級測量原理框圖

測點的選取同測量條件中的要求。

測量可用聲級計在63~8000Hz范圍內按倍頻程寬帶取值。測量結果與NR評價曲線比較并得到NR數值。測量也可用A計權數據。

(6)系統總噪聲級。系統總噪聲級是指音響工程達最高可用增益,廳堂內各測量點音響工程所產生的各頻帶的噪聲聲壓級(扣除環境噪聲的影響)的平均值,以NR曲線評價。噪聲聲壓級平均值可按GB/T 4959—2011《廳堂擴聲特性測量方法》附錄A的計算方法得到。

測點的選取同測量條件中的要求。測量可用聲級計在63~8000Hz范圍內按倍頻程帶寬取值。

測量時,廳堂內的設備如通風、空調、調光等產生噪聲的設備全部關閉。音響工程增益控制置于最高可用增益位置,系統傳聲器不接;以200Ω等效電阻代替。測量原理框圖同圖2-6,只是將系統傳聲器換成200Ω等效電阻,接入調音臺的傳聲器輸入端口。

(7)系統總諧波失真。音響工程由輸入聲信號到輸出聲信號全過程中產生的諧波失真即為系統總諧波失真。

測量用窄帶噪聲法,測量原理框圖如圖2-7所示。

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圖2-7 聲輸入法測量系統的總諧波失真原理框圖

當測量由聲輸入到聲輸出的非線性畸變有困難時,例如產生標準測量信號有困難,或無條件在廳堂中提取直達聲信號時,允許測量由電輸入到聲輸出的諧波失真作為系統的總諧波失真(見圖2-8),但應注明這是由電到聲的失真。

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圖2-8 電輸入法測量系統的總諧波失真原理框圖

測量時,中心頻率為F的1/3倍頻程的粉紅噪聲信號饋入音響工程調音臺輸入端(線路輸入端口),調節音響工程增益,使揚聲器系統輸入電壓相當于四分之一設計使用功率的電平值。在廳堂內規定測點上,通過測試傳聲器,用聲頻頻譜儀測量中心頻率為F、2F、3F的信號,按下式計算出總諧波失真系數:

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式中 UF——接收信號的基波分量(有效值);

U2F——接收信號的二次諧波分量(有效值);

U3F——接收信號的三次諧波分量(有效值)。

亦可通過曲線表示出基波、二次、三次諧波特性。

測試頻率可從125Hz~4kHz按倍頻程中心頻率間隔取值。

(8)早后期聲能比。測量原理框圖如圖2-9所示。測量使用MLS信號。

計算機中的MLS信號(最大長度序列信號,一種周期性偽隨機二進制序列信號)經聲卡(取樣頻率不小于44kHz,取樣精度不小于16bit)饋給音響工程的調音臺,由主揚聲器系統放出。在測點用測試傳聲器接收,將接收到的信號經聲卡送給計算機進行處理、計算。

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圖2-9 用MLS信號測量早后期聲能比的原理框圖

2.1.2 聲音的清晰度和可懂度

舞臺演出、放映電影、公眾演講、車站廣播、火災報警等都需要把清晰可懂的語言信息傳遞給聽眾。但是要把語言發音的音節100%傳遞給聽眾是有困難的,因為在傳遞過程由于種種原因都會造成發音清晰度的損失。實踐證明,10%以內的輔音清晰度損失,聽眾仍可達到99%以上的可懂度,其原因是聽眾可從演講人的上、下文意思,表情,語氣和手勢等輔助信息中增加理解度(即可懂度)。因此清晰度是可懂度的基礎,但又不等同于可懂度。

1.影響系統可懂度的因素

(1)主要因素有:

1)音響工程的傳輸頻率特性(簡稱系統頻響特性)。

2)廳堂的容積、體形及場地面積。

3)廳堂的混響時間。

4)聲聚焦和房間共振。

5)聽眾區的響度和信噪比。

6)揚聲器的布局、聽眾與揚聲器的距離。

7)直達聲與混響聲的聲能比。

8)揚聲器的指向特性。

9)演講人講話的速度。

10)聽眾的分辨能力。

(2)次要因素有:

1)講話者的性別。

2)系統失真。

3)系統的均衡狀態。

4)聲場的均勻性。

5)聲音到達聽眾的方向。

6)干擾聲源的方向。

7)講話者的傳聲器使用技術。

8)講話信息的上、下文關系。

2.系統傳輸頻率特性對可懂度的影響

人類講話和演唱覆蓋的全部頻率范圍為100Hz~8kHz,大部分能量集中在180Hz~4kHz,高于4kHz的聲音能量迅速下降。其中元音音節的頻譜能量出現在250Hz和500Hz倍頻程頻段,輔音音節的頻譜能量出現在較高的頻段。圖2-10是各倍頻程頻段對語言清晰度的影響。從圖2-10中可清楚地看到,以2kHz為中心頻率的倍頻程頻段對語言清晰度的貢獻約為30%,4kHz和1kHz倍頻程頻段的貢獻分別為25%和20%。

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圖2-10 各倍頻程頻段對語言清晰度的貢獻

圖2-11表明增加系統傳輸頻率帶寬對可懂度有積累效應,當頻帶寬度達到6kHz時,可獲得接近100%的可懂度(圖2-11上面一根曲線所示)。

現代音響工程的頻響特性都已能覆蓋語言可懂度的全部頻率范圍,頻寬的限制已不再是問題。但是這里也有例外,如廉價、低質量的傳聲器和不合理的系統設計或系統配置、建聲條件缺陷和多個揚聲器之間的聲波干涉等都會影響系統頻響特性的帶寬。

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圖2-11 頻帶寬度對語言可懂度的積累效應

3.音響工程的響度和信號噪聲比對可懂度的影響

音響工程應具有均勻覆蓋全部觀(聽)眾區的聲場設計和提供可調整的適宜的聲壓級。如果聲壓級過低,會使老年人或聽覺有輕微損傷的聽眾產生對某些語言的不理解。安靜環境下的會議廳和劇場,一般要求有70~75dB(A)的聲壓級。在嘈雜的環境中,噪聲會掩蔽聲音信號,降低可懂度。圖2-12是信號噪聲比對語言可懂度的影響。

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圖2-12 信號噪聲比對語言可懂度的影響

圖2-13是各種信號噪聲比對可懂度影響的百分值。從圖中可以看到,信噪比大于15dB(A)時,噪聲對可懂度的影響較小。信噪比大于20dB(A)時,噪聲對可懂度不會產生影響。

圖2-14是聲壓級對語言可懂度的影響。在高噪聲條件下,如歌舞廳、足球比賽場、音樂噴泉和地鐵車站等公共場所,通常需要更高的聲壓級才能獲得滿意的語言可懂度。但過高的聲壓級(大于80dB(A))也會略微降低語言可懂度。

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圖2-13 信號噪聲比對可懂度影響的百分值

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圖2-14 聲壓級對語言可懂度的影響

4.混響時間、直達聲/混響聲聲能比(D/R)對可懂度的影響

噪聲可掩蔽講話聲,過大的混響聲也會呈現此類情況,然而不像信號噪聲比那樣簡單。直達聲與混響聲比率(D/R)對語言可懂度的影響取決于觀眾區各個位置的D/R

圖2-15為“back”單詞的簡化時間包絡。該詞開始時發出較高電平的“ba”音,在大約300ms后,再發出較低電平的輔音“ck”。通常“ck”音(輔音)比“ba”音(元音)的電平小25~35dB。在良好建聲條件的房間(如錄音棚),一般具有0.6s的短混響時間,“ba”音可在“ck”音發生之前消失(“ba”音在300ms時衰減30dB),因此它不會掩蓋“ck”音。然而當廳堂的混響時間增加到1s時,300ms時僅衰減18dB,導致掩蓋“ck”音達8~13dB,丟失了重要的輔音成分,因此難以識別是“back”還是bat,bad,ban,bath或bass等相似的單詞。如果聯系上、下文內容,就能聽懂為“back”了。

圖2-16是信噪比、混響時間兩個因素對輔音清晰度損失(百分率)的關系圖。在混響時間較大的廳堂中(教堂的混響時間一般可超過2s,大型體育館的混響時間也可達到1.8s以上),可采用高Q(強指向性)揚聲器對準聽眾區來提高D/R,從而達到提高語言可懂度的目的。

1971年,Peutz在統計聲學的基礎上首先提出語言的輔音清晰度損失(ALcons%)與臨界距離Dc、直達聲與混響聲之比(D/R)和混響時間RT60的關系曲線,如圖2-17所示。

在Peutz的算式中,輔音清晰度損失ALcons%與聽眾離揚聲器的距離的二次方和混響時間的二次方成正比,與揚聲器的指向性及房間的平均吸聲系數成反比。

Peutz還發現可懂度的極限輔音清晰度損失為15%,即ALcons%超過15%時語言的可懂度就會變得很差。

5.演講人的語言清晰度和講話速度對可懂度的影響

演講人的語言清晰度對聽眾感受的可懂度具有深遠影響。Peutz發現,即使優秀的演講人,也可能引起2%~3%的輔音清晰度的附加損失。

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圖2-15 混響時間的掩蔽作用

a)“back”單詞的信號波形 b)信號波形的包絡曲線 c)不同混響時間對語言信號的影響

在混響聲較大的環境下,講話的速度也是一個重要因素。較慢的講話速度可明顯改善可懂度。在較低可懂度的情況下,視覺感受可明顯改善可懂度效果。

6.頻率特性不均勻對可懂度的影響

系統傳輸頻率特性的不均勻(不平坦)對語言可懂度和清晰度會產生不利影響。

影響房間傳輸頻率特性不均勻的因素除揚聲器本身的頻率響應特性外,還有:

①揚聲器周圍界面聲波反射引起的局部干擾,尤其是揚聲器安裝在靠近墻角處,強烈的低音反射會使低音特性明顯地提高。低音特性的提升,會掩蔽高頻輔音的聲音,引起可懂度和清晰度的損失。

②揚聲器之間聲波的相互耦合產生的干擾。

③室內混響特性對聲波傳播的影響。

④揚聲器覆蓋范圍的不適當重疊。

⑤室內建筑聲學特性的缺陷(如共振、聲聚焦等)。

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圖2-16 信噪比、混響時間對可懂度的影響

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圖2-17 輔音清晰度損失與混響時間、直達聲/混響聲聲壓級之比的關系

改進的方法是除改進揚聲器的布局、安裝位置和建聲條件外,用均衡器均衡系統頻率特性是最有效的方法。通過系統精確的調試可改善系統傳輸頻率特性的不均勻性。

音響工程增加低音可使聲音豐滿悅耳,但不會改善語言的清晰度和可懂度。過多的低音會影響清晰度并使音樂“染色”。

2.1.3 聲音清晰度的評價標準

Peutz在20世紀70年代提出并于80年代進一步完善了ALcons%語言輔音清晰度損失、STI/RASTI快速語言傳遞指數和評估劇場、音樂廳聲音效果的C測量三種清晰度評價標準。

1.語言輔音清晰度損失率(ALcons%)評價標準

影響輔音清晰度最大的是2kHz倍頻程頻段,當聲源是指向性均勻的揚聲器系統時,計算機數據和單詞評分可懂度之間具有良好的對應關系。當聲源為高密度分散式的供聲系統以及系統為非線性時(系統中使用壓縮/限幅器等非線性設備),會產生明顯的偏差。Peutz的輔音清晰度損失(Alcons%)與可懂度之間的對應關系見表2-1。

表2-1 ALcons%與可懂度之間的關系

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輔音清晰度損失的ALcons%評價標準已在美國實施了很多年。在系統設計軟件EASE3.0以上的版本中可直接進行計算,并可用JBL Smaart Pro等系統測試軟件進行測量。

2.STI和RASTI快速語言傳遞指數評價標準

20世紀70~80年代,荷蘭人首先推出了STI語言傳遞指數技術標準。

STI語言傳遞指數評價標準是以聲源—房間—聽眾作為一個傳輸通道,通過該通道的專用測試信號減少測量的調制深度(與房間的脈沖響應有關)。整個測試是在125~8000Hz語音倍頻程頻帶范圍內進行,是一種相當精確的分析方法,但測量耗時很多。

RASTI快速語言傳遞指數評價標準是把測量頻帶限制在500~2000Hz之內,因此測量更簡單,耗時更少,STI/RASTI已在歐洲各國作為語言可懂度設計和評估標準廣泛采用。表2-2是RASTI與ALcons%之間的近似相應關系。

STI/RASTI的評定數值范圍為0~1;1代表完美的聲音傳輸,0代表完全不可懂的聲音傳輸。

STI/RASTI實際上并不測定語言可懂度,而是提供該傳輸通道語言可懂度強弱的參數。它的另一個突出優點是測量中會自動考慮房間背景噪聲的影響。可用系統設計軟件EASE3.0以上的版本進行STI/RASTI設計和用SIASmaart Live 4.0以上版本的測量軟件進行測量。

表2-2 RASTI與ALcons%的相應關系

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(續)

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3.C測量評價標準

為評估劇場和音樂廳內自然聲的音響效果,采用上面以頻域為基礎的兩種評估方法(AL-cons%和STI/RASTI)還不能充分表達劇場和音樂廳聲音的明晰度。于是在20世紀較后的年代又提出了C測量評估標準(時域分隔評估標準)。

(1)C7。C7測量是顯示到達聽眾7ms前后的聲能比,即7ms以前到達聽眾的聲能都作為直達聲,7ms以后到達的聲音都視為混響聲。C7相當于在美國廣泛使用的查看直達聲場強度的另一種方法。D/R大于-15dB的區域表示樂聲明晰度良好的區域,越靠近0dB的區域樂聲明晰度越好。

(2)C50。C50測量是顯示到達聽眾50ms前后的聲能比,即類似ALcons 50ms的分隔時間。D/R大于-5dB的區域表示樂聲明晰度良好的區域,越靠近0dB的區域樂聲明晰度越好。

(3)C80。C80使用80ms的分隔時間,預示不同樂聲的明晰度,換言之,它提供查看廳堂的音樂特性。

各種樂器可歸納為下面4種類型聲音的啟動和衰減特性:

1)吹氣樂器(如風琴、低音大喇叭和單簧管等),這些樂器有一種慢啟動和慢衰減的特性。

2)弦樂器(如小提琴、中提琴和大提琴等),這些樂器有稍快的啟動和慢衰減的特性。

3)彈撥樂器(如吉他、低音弦琴和大鍵琴等),這些樂器有快速啟動和中等的慢衰減特性。

4)打擊樂器(如鋼琴、鼓、電子樂器和木琴等),這些樂器有快速啟動和快速衰減的特性。

C80明晰度的效果標準:

1)C80=+0/-2dB,這是慢速率吹氣樂器的標準,是完美的獨唱和演奏廳的特性。

2)C80=+2/-2dB,這是弦樂樂器的標準,是古典音樂或交響樂表演房間的最好特性。音樂速度快,在這個水平上的合唱音樂會也是良好的。

3)C80=+4/-2dB,這是彈撥樂的標準,音樂速度較快,是流行輕音樂、民間音樂等表演房間的最好特性。

4)C80=+6/-2dB,這是打擊樂器的標準,是搖滾樂和教堂音樂演奏的好特性。

C80測量評估可用EASE3.0以上版本的系統設計軟件進行設計和用SIA Smmart Live 4.0以上版本的測量軟件進行測量。

2.1.4 提高聲音清晰度的主要技術措施

1)揚聲器的指向應瞄準聽眾區,讓聲音盡可能少地投射到墻面和頂棚上。

2)采用頻響特性好的“恒定指向”揚聲器系統。

3)平坦寬闊的頻率傳輸特性。

語言擴聲應不少于125Hz~6kHz均衡一致的頻響特性,減少低音和保持適當的中高音。音樂擴聲要求不少于60Hz~16kHz均衡一致的系統傳輸頻響特性和適度感高的超低音特性。

4)避免把揚聲器安置于墻角。

5)聽眾區盡量保持較高的D/R,聲場覆蓋區的最大距離一般不超過臨界距離的3~4倍。

6)聽眾區的信號噪聲比至少不低于15dB(A)。

7)根據系統用途,選擇合適的混響時間。

8)保持合適的響度。語言擴聲的平均聲壓級為68~74dB(A);音樂擴聲還需提高5~10dB。

9)室內聲場分布要均勻。全部聽眾區的聲場不均勻度最好不大于±3dB。

10)建聲設計中要充分設計好頂棚和側墻反射面,以便充分利用早期反射聲。

11)消除房間內的聲聚焦、回聲和聲影等音質缺陷。

12)多揚聲器供聲的系統應采用延時器校正,使各聲源到達聽眾區的延時差不大于2~5ms。

13)利用EASE3.0以上版本的系統設計軟件,按清晰度指標要求進行聲場設計和利用SI-ASmmart Live 4.0以上版本的音響工程測量軟件優化調整系統。

2.2 音質主觀聽音評價

音質主觀聽音評價是一項相當復雜的過程,涉及聽覺生理學和評價人員的專業素養、播放的節目源以及收聽場地的聲學傳輸條件等。

為能正確地做好音質主觀聽音評價工作,聽音評價人員必須掌握以下有關知識:

1)各種聲音的物理特性。

2)心理聲學知識。

3)聲音信號的動態范圍。

4)頻響特性的聽覺感受。

5)聲壓級大小對音質的影響。

6)信號畸變對音質的影響。

7)信號延遲、混響時間對音質的影響。

8)音調、音色和音量對音質的影響。

9)噪聲對音質評價的影響。

10)音質評價術語。

2.2.1 聲音組成的三要素——音調、音色和音量

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圖2-18 各種樂聲的頻譜范圍

無論是語言還是音樂,它們都是一種復雜的隨機信號波形。根據頻譜分析原理,這些復雜波形可分解為基波(基音)和很多高次諧波(泛音)。圖2-18是各種樂聲的頻譜范圍,黑色部分代表基波的頻率范圍,陰影部分代表各次諧波的頻率范圍。

1.音調

音調是指人耳對不同頻率的聽覺感受。圖2-19是音調與頻率的關系,頻率越高,音調也越高。音調的單位為“美”(Mel)。響度40方、頻率1000Hz的純音音調規定為1000Mel。如果某個頻率的聲音聽起來比40方、1000Hz純音的音調高2倍,那么它的音調就是2000Mel。

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圖2-19 音調與頻率的關系

為便于區分不同頻率的聽覺感受和便于各種樂器校正音調,國際上統一采用440Hz作為定音頻率,并把440Hz的倍率作為不同音階的幾個特定頻段;這些相鄰頻段的音調變化在樂聲上稱為一個音階(即一個8度音)。樂隊演出前各樂器都需用440Hz基準音進行音調定音校正。表2-3中的A5(880Hz)比A4高一倍頻率和A3(220Hz)比A4低一半頻率,在樂聲上A5稱為高8度音和A3稱為低8度音。8個特定頻率點分布在鋼琴的88個琴鍵內,從低到高按倍頻程的關系排列。

表2-3 音階與頻率的關系

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2.音色

各種樂器的定音頻率都是440Hz,但是發出來的樂聲為什么還有差別,還能分辨出提琴、木管、銅管和鋼琴呢?這是因為每件樂器奏出的聲音除了基頻外,還包含了豐富的各種泛音(在電子學上稱之為諧波)。不同數量和不同強度的諧波以及頻譜分布結構決定了不同樂器的音色。

音色難以定量表示,通常以諧波結構的數目、強度、分布和它們之間的相位關系來描述。

3.音量

音量指聲音的大小和強弱,從微弱的輕聲細語到人耳能忍受最高聲壓級的范圍,稱為人耳聽覺的動態范圍。人耳的響度感覺與聲壓級不成線性關系,它與聲音的頻率和聲壓級都有關。音質主觀評價時過高或過低的音量都會影響評價結果的正確性,一般評價人員的聲壓級調到80~85dB(A)為最佳。

2.2.2 頻率響應特性對音質的影響——聲波的音感分析

音響工程的低音、中音和高音各頻段的頻響特性必須保持平衡,才能達到良好的自然還音效果。

由于系統設備本身的狀態、房間共振、界面反射和吸收等原因,會造成室內某些頻率的聲音疊加而過強,某些頻率的相互抵消而減弱,使聲音的音調和音色發生變化,影響還音音質,因此對系統頻響特性的均衡處理是影響音質效果的第一要素。各段頻響特性對音質是如何影響的呢?

聲音的頻率范圍分為低音(包括超低音)頻段、中低音頻段、中高音頻段和高音頻段四段,它們的頻率均衡特性決定了還音特性。

1)低音:150Hz以下的頻率范圍,是聲音的基礎部分,決定聲音的豐滿度。低頻不足時,聲音單薄;低音過強時,聲音渾濁、發悶;合適時聲音厚實,余音適宜。60Hz以下的頻段,人們的感覺比聽覺更靈敏,如果沒有足夠的聲壓級,聽到的聲音會很小。80Hz附近的頻率,聽覺和感覺達到平衡,它能產生極強的“重感”效果,給人以強烈的聲場刺激效果。因此迪斯科舞廳的揚聲器箱寧可選用15in(381mm)的揚聲器單元而不選用18in(457.2mm)的單元就是這個道理。

2)中低音:150~500Hz,是聲音的結構部分,決定聲音的力度和低音的硬度。中低頻不足時,聲音疲軟;過強時,聲音生硬,產生嗡嗡聲,影響清晰度;合適時,低音堅實、有力、豐滿;其中100~250Hz頻段具有良好的豐滿感,是人聲、小號、吉他、弦樂豐滿度的主要音感頻段。

3)中高音:500~4000Hz,是聲音信息和聲音清晰度的主要來源部分,它還決定聲音的明亮度。中高音不足時,聲音朦朧,主旋律不突出;過高時,聲音過亮、刺耳;合適時,音質優美、明亮。頻率趨向500Hz時,音感越感到堅實。3400Hz附近的頻段是人耳外耳道的共振頻率,因此聽覺特別靈敏,與它的兩次諧波6.8kHz頻段可形成尖刺的音感效果,這兩個頻段的聲波響度過大時,人耳是很難容忍的。因此應特別注意,不能過量。2.8kHz附近的頻段對聲音明亮度的影響最大,稍微提升一點就可明顯感覺到。

4)高音:4000~12000Hz,是影響聲音音色的主要部分,是聲音的細節所在。高音過強時,聲音嘶啞;不足時,聲音細節(如沙錘)消失;合適時,聲音清澈纖細、親切自然、臨場感效果良好。7.5kHz以上的頻段,即使響度很大,也不會產生尖嘯聲,反而給人清新宜人的感覺,這種感覺在12kHz頻點最為明顯。表2-4是各頻段聽感特征的簡明匯總。

表2-4 各頻段的音感特征

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演唱歌曲時,要求有明快、舒暢的旋律。在旋律高潮處,如果有明亮度好的音節支持,那么對演唱者情感的表達無疑有很大的幫助。

2.2.3 人耳對失真的感覺度

1.頻響特性不平衡(振幅和相位失真)

人耳對4000~10000Hz范圍內的聽感最靈敏。800~4000Hz范圍內的提升感覺較靈敏。150~500Hz和6000~18000Hz范圍內5dB的峰或谷有50%的人能感覺到。10dB的峰或谷,則大部分人都能感覺到。低頻和中低頻特性的峰和谷差6dB時豐滿度會受到嚴重影響。頻率特性范圍如果小于160~6300Hz,柔和度和融合度會急劇變差。

2.諧波失真

圖2-20是三次諧波失真的感覺度。曲線1為40~14000Hz頻寬內三次諧波失真的感覺度;曲線2為200~4000Hz頻寬內三次諧波失真的感覺度。縱坐標為能感覺到失真的人數百分比。

人耳對奇次諧波失真的感覺度比偶次諧波失真的感覺度明顯得多。利用人耳對偶次諧波失真不敏感這一特點,對低頻和高頻段的聲音進行偶次諧波激勵,可獲得沒有失真感覺的更為豐滿的低音和更為清澈明亮的高音效果。這就是聲音激勵器的原理。

3.過載失真

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圖2-20 三次諧波失真的感覺度

過載失真的感覺閾與音源的峰值因子有關。一般模擬音樂節目的過載失真在5%以下時,即可察覺到“發硬”的感覺;過載失真超過10%時,聲音開始“發破”了。

4.瞬態互調失真

系統放大含有多種頻率成分的音頻信號時,由于設備的非線性失真,使不同頻率的信號,尤其是瞬態高頻信號產生相互調制的失真。人耳對這種失真的感覺度比諧波失真更為敏感。

聽音環境的建聲條件對音質主觀評價的影響極大,下面列出幾種混響時間下的聽覺感受(中型多功能廳):

(1)混響時間(500Hz)RT60<0.5s。混響聲太少,聲音清晰,但干癟、單薄、死板。

(2)混響時間(500Hz)RT60=0.7~0.8s。語言節目混響適中。聲音清晰、干凈。

(3)混響時間(500Hz)RT60=1.2~1.4s。音樂節目混響適中。聲音豐滿、有氣魄、有空間感、深度感。

(4)混響時間(500Hz)RT60>2~3s。混響聲太多。聲音渾濁、模糊,語言清晰度差,聲音發嗡,有回聲。

2.2.4 音量對聽感的影響

音量與音質的關系也很密切。音量小時,聲音無力、單薄,動態范圍顯不出來;音量過大時,聲音豐滿而不柔和,有力而生硬;音量合適時,聲音自然、清晰、圓潤、柔和、豐滿。因此通常音質主觀評價時采用的聲壓級為80~85dB(A)。

2.2.5 音質主觀評價專用節目源

1996年國家技術監督局(原國家標準局)為滿足電聲器件和音響系統音質評價的需要,首次出版發行了代號為GSBM61001—89《電聲產品聲音質量主觀評價用節目源》CD片。該節目源中,各種節目所包含的頻譜范圍不小于40Hz~18kHz;信號動態范圍不小于50dB;具有足夠大的信號噪聲比。

節目源的內容和特點主要有以下幾種。

1.語聲

男、女朗誦——《美談不美》,T=2×40s。聲音特點:吐字真切純真,語調自然流暢,聲情兼優,廣播播音風格。

2.樂聲

(1)男女二重唱——選自歌劇《茶花女》,T=38s。歌聲柔和、細微,男、女聲特色分明,平衡協調。

(2)童聲合唱——選自《留在老師的身邊》,T=36s。童聲合唱的特點鮮明,吐字清楚,聲音清晰、嘹亮、爽利、藝術平衡,整體感和環境感好。

(3)戲曲節目——選自川劇《武家坡》,T=43s。男女聲和打擊樂聲清脆、挺拔,空間感好。

3.器樂

(1)鋼琴獨奏——選自貝多芬的《月光》奏鳴曲,T=37s。本段包括5個八度音,旋律流暢,琴聲透亮,聲音結實而有彈性,和諧而清晰,演奏起伏較大。

(2)管弦樂——選自德沃夏克第九交響曲,T=38s。低音松弛、柔暢,木管圓潤,小提琴清脆、純凈、細膩,定音鼓挺拔有力,和弦鏗鏘飽滿。

(3)管弦樂——選自穆索爾斯基的《圖畫展覽會》,T=40s。這是一段大型樂隊的演奏,演出廳堂感強烈,聲音旋律氣勢磅礴,起伏大,各聲音發揮得淋漓而又自然,定音鼓扎實有力,大軍鼓聲音渾厚,有驚天動地之勢。

(4)弦樂四重奏——選自德沃夏克的《弦樂四重奏》,T=33s。典型的大堂室內樂,聲音旋律舒展,各聲部演技特征真實、生動,呈現獨特的風姿。

(5)木管四重奏——選自讓·弗朗賽的《木管四重奏》,T=37s。四個聲音均勻自然,特色鮮明、真實,連按鍵聲和換氣聲都明晰可辨。

(6)銅管樂——選自柴可夫斯基《第四交響樂》,T=38s。演出場面宏大,氣魄高亢、渾厚,開頭的圓號遠而清晰,后入的長號雄壯有力,小號清脆潤滑。

(7)民族管弦樂——選自《大漠戍邊圖》,T=41s。全部樂器真實、純凈、細膩,特點鮮明又融為一體,聲像層次分明。

(8)打擊樂——選自安里尼的《CRASH》,T=40s。打擊樂以激勵突起為特征,建立時間短促,是評價系統瞬時特性的優選節目。

(9)電子樂器——選自《致愛麗絲》電子樂器,T=41s。表現了電聲樂器和打擊樂器演奏的強烈、有力、層次清晰的特點。

4.其他節目

(1)火車聲:一列滿載貨物的列車,由遠而近的聲音變化過程,通過岔道口的強勁有力,細節真切,車輪與鐵軌的摩擦和火車的噴氣聲清晰可聞。

(2)鐘聲:大鐘、中鐘和小鐘三種不同音調宏偉的聲音自然悠長,回蕩的尾音清晰悅耳。

該節目源是針對電聲產品的音質主觀評價用的,對音響系統的評價不完全適應。為此,經國家技術監督局批準,2002年由信息產業部電視電聲研究所負責修訂,專門制作適合于家庭影院電聲系統和專業音響系統兩種不同類型的音質主觀評價節目源。

2.2.6 音質主觀評價術語及含義

由于聽覺感受不如視覺感受那樣具體、生動,所以形容起來比較困難,有時還得借用一些生動的形容視覺感受的詞匯來形容聽覺的感受。不同國家、不同職業的人使用的評價用語也不完全相同,主要是每個國家的語言文化不同的原因。

音質主觀評價用語是聽覺感受的表達,有幾十種表達用語,非專業人員對它感到很抽象,不易理解。這里列出19種常用的、有代表性的、容易理解的評價用語,供讀者參考。

1.聲音豐滿

頻帶寬、失真小、動態范圍大,中、低頻能量較大,混響聲比例合適,聽起來音域寬廣、豐滿舒適。

2.聲音干癟

是豐滿的反義詞。聽音室的聲吸收過多,聲音擴散不好,混響時間短,特別是缺少中、高頻混響聲,聽起來聲音干澀、費力。

3.聲音柔和

低頻及中低頻能量充足,聲音厚實、松弛,混響聲合適或稍大,失真小,瞬態響應好。中頻和高頻頻響特性均勻,有一定的亮度,聽起來音色豐滿、柔和不費力。

4.聲音尖

是柔和的反義詞。頻率特性不均勻,缺少低音。中頻和高頻分量過多,尤其是在3400Hz和6800Hz兩個頻段成分過高,聽覺上感到刺耳。

5.聲音粗

低頻能量密度較大,中高頻相對較小,音色粗獷,力度大,明亮度和混響聲都較差。

6.聲音軟(聲音“糯”)

是指系統的失真小,混響聲適量,阻尼好,低頻段展寬,聲音松弛,聽覺效果舒適柔軟。聲音過軟則又成為貶義語了,聲音過軟,沒有力度,中音不突出,聲音不亮,清晰度差。

7.聲音硬

低音缺少,中高頻偏多,高頻諧波頻率衰減過快,低頻混響過短,有明顯互調失真,瞬態響應差,阻尼小。

8.聲音厚

聲音厚實、有力,低音豐滿,高音合適,有適當的亮度,低頻及中低頻能量較強,直達聲與混響聲的比例合適,給人一種聲音厚實的感覺。

9.聲音薄

音色單薄,缺乏力度,共鳴性差,混響少,平均聲能級較小,缺少低頻及中低頻。

10.聲音圓潤

頻帶較寬,音質純真,失真極小,聲級合適,有一定的力度和亮度,低音不渾,中音不硬,高音不毛,瞬態響應好,混響聲比例適中,聽覺感受豐滿、明亮、清晰、逼真自然。

11.聲音扁

圓和扁是音樂部門常用的一種評價術語,指頻帶狹窄,聲音單薄,音質不純,失真較大或混響不足,豐滿度欠佳的意思。

12.聲音亮

聲音亮又稱明亮度。整個音域范圍內低音和中音適度,中高音能量充足,并有豐富的諧波,諧波的衰減過程較慢,失真小,混響比例適中,瞬態響應好。亮度是提高清晰度和可懂度的先決條件,給人一種親切、活躍感,聽起來不費力,音色明亮突出。

13.聲音暗

這是缺少高頻和中高頻的一種反映,尤其是在5000~6000Hz以上的頻段有明顯的衰減。

14.聲音渾濁

聲音含糊不清,低頻及中頻混響太大及能量過大,直達聲比例小,主旋律不夠突出,有互調失真,明亮度和清晰度都差,層次不清。

15.聲音發毛

高頻及中頻過多,失真較大,有瞬時過載現象,阻尼差,聲音毛糙不干凈。

16.聲音清晰

頻響寬而均勻,中高頻能量充足,音色明亮,混響合適,失真小,瞬態響應好。

17.聲音發沙

頻響特性高低不平,峰谷多,有附加的高次諧波并伴有瞬態失真,系統設備有過載或揚聲器音圈碰圈就會出現這種聲音。

18.聲音發嗡

鼻音重,在100~250Hz頻段內有振蕩,150Hz提升過多時鼻音就會明顯上升,聲音發嗡嚴重影響清晰度。

19.聲音融合

在頻響寬、失真小、信號噪聲較大,動態范圍大等條件下,樂隊各個聲部無論在音量、音調和音色等方面都非常均勻地交融在一起,顯示出樂隊良好的整體感。

2.2.7 音質主觀評價的方法

音質主觀評價分為對音響產品和對固定安裝系統兩類進行評價。對產品(如揚聲器、功放等)的評價應把被評定的產品放置在具有一定建聲條件的聽音室內進行。對音響系統評價則可在系統安裝的現場進行。

1.對音響產品評價聽音室的要求

(1)房間尺寸的最佳比例:1.9∶1.4∶1.0。主要目的是盡量減少房間內的聲音共振頻點。

(2)房間面積:30~50m2(大功率揚聲器箱可適當放大)。

(3)混響時間:RT60=0.25~0.4s(容積大的房間,混響時間可適當增加)。

(4)室內環境條件:溫度20~25℃;濕度35%~75%。

2.評價小組人員

評價小組成員應由具有一定音樂素養和高保真聽音經驗的錄音師、音樂家、電聲工程師和演員等人組成。評定人員人數一般為4~10人(系統評價可增至16人),年齡檔次從18~60歲適當拉開,男、女比例適中。

3.設備布置

左、右兩組揚聲器箱與評價人員的位置盡量安排為一個等邊三角形的布局,使全體評價人員處于最佳聽音的“皇帝位”上。評價人員的座位高度應逐排上升12cm。距側墻和后墻應大于1m。

揚聲器箱的參考軸離地面高度應不低于最后排人耳的高度。揚聲器箱距側墻不小于1m,距后墻不小于0.7m。

4.重放聲壓級

在聽音區,粉噪信號源的聲壓級達80~85dB(A)。

5.評價項目

音樂節目:評定選項為清晰度、平衡度、豐滿度、圓潤度、明亮度、真實度、柔和度、立體聲效果和總體音質。

語言節目:清晰度、豐滿度、圓潤度、明亮度、真實度、平衡度。

6.評分方法

通常采用的方法有對比法和等級評分法。

(1)對比法是把被測對象與一套標準產品用快速瞬時切換,進行對比判斷。這種方法的優點是判斷結果比較一致。

(2)等級評分法是評價人員通過自己的聽覺和經驗對音質效果進行等級評定。這種方法的優點是不受標準產品性能的限制,但要評價人員具有相當高的素質水平,否則評定結果的主觀性太多而難以統一。對于固定安裝的系統只能采用此法。

等級評分法一般采用五個等級,見表2-5。表2-6是音質評價打分表。

表2-5 聲音質量的等級

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表2-6 音質評價打分表

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7.數據處理方法

數據統計方法一般采用經典統計法。方法如下:

(1)音質主觀聽音評價單項平均得分計算:

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式中 Pi——每個評定人員所評的個人分數;

n——評定人員總數。

(2)評價項目計權百分數:一般把明亮度、豐滿度、柔和度、圓潤度、清晰度、平衡度、融合度等7項合在一起統計,并得出7項音質評價的平均分Pn

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式中 m——音質評定的項目數,在上述例子中m=7。

音質主觀聽音評價的總得分需包括7項音質評價的平均分Pn、立體聲效果分Pst和總體音質效果分P總體音質三部分。它們之中的權重分配一般為:7項音質評價效果平均分Pn的權重為60%,立體聲效果分Pst的權重為15%,總體音質效果P總體音質的權重為25%。

音質主觀評價計權后的總得分P

P=Pn×60%+Pst×15%+P總體音質×25% (2-6)

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