音质标准与音质评价方法

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1、音质标准与音质评价方法音质标准与音质评价方法来源：天极网除了频率范围外，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。 音质标准所谓声音的质量，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 10Hz20kHz;调频广播 FM 质量，其信号带宽为 20Hz15kHz;调幅广播 AM 质量， 其信号带宽为 50Hz7kHz;电话的话音质量，其信号带宽为 200Hz3400Hz。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

2、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

3、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-TG711 标准，8kHz 取样，8bit 量化，码率 64Kbps。AM 广播 采用 ITU-TG722 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 32Kbps448Kbps，适合 CD-DA 光 盘用。对声音质量要求过高，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。音质评价方法评价再现声音的质量有主观评价和

4、客观评价两种方法。例如:1.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。2.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

5、 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

6、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。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，

7、分不出有两个声源;而当p15dB 或t3ms 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=5ms35ms 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t50ms 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 、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

8、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。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 0.44ms0.5ms，同时还有一定 的声压差、相位差。生理心理学证明:20Hz200Hz 低音主要靠人两耳的相位差 定位，300Hz4kHz 中音主要靠声压差定位，更高的高音主要靠时间差定位。可 见，定位感主要由首先到达两耳的直达声决定，而滞后到达两耳的一次反射

9、声和经四面八方多次反射的混响声主要模拟声 象的空间环绕感。空间感一次反射声和多次反射混响声虽然滞后直达声，对声音方向感影响不大， 但反射声总是从四面八方到达两耳，对听觉判断周围空间大小有重要影响，使 人耳有被环绕包围的感觉，这就是空间感。空间感比定位感更重要。层次感声音高、中、低频频响均衡，高音谐音丰富，清澈纤细而不刺耳，中 音明亮突出，丰满充实而不生硬，低音厚实而无鼻音。厚度感低音沉稳有力，重厚而不浑浊，高音不缺，音量适中，有一定亮度，混响 合适，失真小。除此之外，还有许多评价音质的听感，象力度感、亮度感、临场感、软硬 感、松紧感、宽窄感等。(2)客观测试技术指标失真度谐波失真，主要引起声音

10、发硬、发炸;而稳态或瞬态互调失真主要引起声音 毛糙、尖硬和混浊。二者均使音质劣化，若失真度超过 3%时，音质劣化明显。 音响系统的音箱失真度最大，一般最小的失真度也要超过 1%。相位失真，主要引起 1kHz 以下的低频声音模糊，同时影响中频声音层次和 声象定位。抖晃失真，主要是电机转速不稳，主导轴-压带轮压力不稳，磁头拍打磁带 等造成磁带震动和卷带量变化，进而使信号频率被调制，声音音调出现混浊、 颤抖。抖晃通常用音调变化的均方根值表示，通常，录音机的抖晃率10V/s。信噪比信噪比，表示信号与噪声电平的分贝差，用 S/N 或 SNR(dB)表示。噪声频 率的高低，信号的强弱对人耳的影响不一样。通常，人耳对 48kHz 的噪声最灵 敏，弱信号比强信号受噪声影响较突出。而音响设备不同，信噪比要求也不一 样，如 Hi-Fi 音响要求 SNR70dB，CD 机要求 SNR90dB。声道分离度和平衡度声道分离度，是指不同声道间立体声的隔离程度，用一个声道的信号电平 与串入另一声道的信号电平差来表示。这个差值越大越好。一般要求 Hi-Fi 音 响分离度50dB。声道平衡度，是指两个声道的增益、频响等特性的一致性。否 则，将造成声道声象的偏移。