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1、 467五种环绕声录音制式空间特性的主观比较实验 吴帆（中国传媒大学录音艺术学院，北京 100024） A Subject Evaluation Experiment on spatial attributes of five surround recording methods Fan Wu (School of Recording Arts ,Communication University of China, Beijing ,100024) 1 引言 空间感增强是环绕声录音比立体声录音进步最重要的一个方面。所以，对环绕声录音的 评价首先要从空间特性开始。由于用于拾取音乐会的环绕声录音制
2、式有很多，我们有必要探 求不同制式在空间特性上的差别，以便在实践中运用恰当的录音制式。本文将在同一音乐厅 运用五种不同的环绕声录音制式拾取的音乐片断进行了一次主观评价实验，希望通过这次实 验，发现不同环绕声录音制式的特点。 2 实验情况 2.1 实验对象2.1 实验对象 本次实验的对象是 INA5,INA3+Hamasaki,OCT+Hamasaki,OCTsurround，OCT+IRT 这五种 环绕声录音制式。选取了用这五种制式在中央音乐学院音乐厅同时录制的一首曲子遥远秘 符（1983）为钢琴与乐队（中国首演） 的片断作为实验素材。这是一首现代音乐作品， 作曲是约瑟夫.施万特纳 （美国）
3、，演奏乐队是中央音乐学院青年室内乐队。为了便于判断不 同的空间参量，选取两段音乐：一段是乐队合奏，长度为 22 秒，另一段是钢琴与鼓的呼应， 长度为 25 秒。缩混后所有的制式在最佳听音点的声压级是一致的，且后环绕声道到达听音点 的声压也是相同的。 每一段音乐单独形成一个实验。将 5 种制式录制的音乐片段两两组合，共形成 20 组实验 数据。将这 20 组数据随机排列，并加入“序号 1” 、 “信号 1” 、 “信号 2”等的报号声，用音频 工作站软件 Nuendo 制作完成。 初步设计的描述空间特性的参数共为 6 个：临场感、包围感、乐队宽度、单个声源的定 位感、亲切感、乐队深度。每个实验打
4、 3 个。其中，实验一（乐队合奏）评判的参数有：临 场感、包围感、乐队宽度；实验二（钢琴与鼓独奏呼应）评判的参数有单个声源的定位感、 亲切感、乐队深度。 2.2 实验时间及环境2.2 实验时间及环境 2004 年 11 月 22 日, 在中国传媒大学传播声学研究所的实验室进行。实验室经过处理后 的混响时间达到 0.27s. 5 只音箱基本按照 ITU-R BS.775-1 国际标准摆放，在放音前用粉红 噪声进行了较准。在实验过程中，除被试头顶的灯打开外，其余的灯均关闭，以降低视觉干 扰。实验进行了两遍，第一遍的时间是从上午 8:30-10:00 ，第二遍的时间是 10:15-11:45。 2.
5、3 被试2.3 被试 参加实验的共有 8 人，都是从事音响工作年限在 10 年以上的专业人员。为了保证所有被 试都在最佳听音区域内听音，把他们分成两组。 年龄构成：20-30 岁： 2 人，30-40 岁： 3 人， 40-50 岁： 2 人，50-60 岁：1 人 2.4 实验步骤2.4 实验步骤 468（1）请被试听两遍环绕声素材，写下对这段录音与双声道立体声在主观感受上的区别。 （2）发评价表，让被试阅读，遇到不太清楚的主试解释，直到所有的人都确定明白各个 参数再开始实验。 （3）试听。放一组实验数据，让被试适应实验的进行，熟悉参数，确定被试都可以打分后， 正式开始实验。 （4）开始实验
6、一，20 组素材 5 组一单元，中间主试不作任何解释，不间断。每单元之后休 息大约 1 分钟，询问被试是否有需要重放的组别，给予重放。20 组之后休息 5 分钟。 （5）进行实验二，先放两遍素材，让被试判断钢琴和鼓在舞台的位置，用以判断被试在方 向感上的把握。之后步骤同上。 （6）换另外 4 个人，重复实验一遍。 3 实验结果处理和结论： 31 在试听过程中被试提到的词语有： 31 在试听过程中被试提到的词语有： 临场感、深度感、声像定位、环绕感、声场宽、层次感、丰满、空间感、 、混响度、高 音、低音、动态范围。 32 运用对偶比较法的统计原理，得到 5 种制式在各参数的心理尺度值：32 运用
7、对偶比较法的统计原理，得到 5 种制式在各参数的心理尺度值： 临场感 包围感 声像宽度单个声源 定位 亲切感 深度感 INA3+Hama -0.2 -0.25 -0.13 -0.58 -0.44 -0.44 INA5 -0.13 -0.18 -0.41 -0.34 -0.15 0 OCT+Hama -0.33 -0.31 -0.25 -0.33 -0.2 -0.41 OCT+IRT -0.23 -0.18 -0.03 0.23 -0.18 -0.15 OCT-Surround -0.39 -0.36 -0.44 -0.2 -0.28 -0.25 表 1 5 种制式在 6 个参数上的心理尺度值
8、表 2 5 种制式在 6 个参数上的排序 33 主分量分析 33 主分量分析 主分量分析的目的是验证实验的效度，寻找描述空间特性的主要参量究竟有几个，是否 实验设计的参量存在冗余。可将表 1 表示的矩阵通过 Matlab 求出其特征值及每个特征值的贡 献率。结果如下： 特征值 0.1081 0.0457 0.0260 0.0045 0 0 贡献率 58.7% 24.8% 14.1% 2.4% 0 0 表 3 空间特性的主分量和贡献率 强 不强 临场感 INA5 INA3+Hama OCT+IRT OCT+Hama OCT-Sur 包围感 INA5 OCT+IRT INA3+Hama OCT+H
9、ama OCT-Sur 亲切感 INA5 OCT+IRT OCT+Hama OCT-Sur INA3+Hama 深度感 INA5 OCT+IRT OCT-Sur OCT+Hama INA3+Hama 宽 窄 声像宽度 OCT+IRT INA3+Hama OCT+Hama INA5 OCT-Sur 清晰 模糊 单个声源定位 OCT+IRT OCT-Sur OCT+Hama INA5 INA3+Hama 469从表三可以看出，设计的 6 个空间特性参量中至少有两个是完全多余的，或者是与其他 参数相关性很高。对于空间特性贡献比较大的只有 3 个参量。 三个主分量与设计的参数之间的相关如下： P1 P
10、2 P3 临场感 -0.0227 0.2193 0.9754 包围感 -0.4311 0.0815 0.8969 声像宽度 -0.2879 -0.8526 0.4333 单个声源定位 -0.9795 -0.1386 -0.1416 亲切感 -0.6843 0.4941 -0.0400 深度感 -0.6128 0.7225 0.2990 表 4 三个主分量与 6 个特征参量的相关矩阵 从表 4 可以看出，声源定位很有可能是一个独立的而且是最重要的主分量，而声像的宽 度和深度为其次重要的一个分量，临场感或包围感很有可能成为第三个主分量。 3.4 实验结论3.4 实验结论 （1）本次实验设计的空间参
11、量与被试在试听时提到的主观感觉有所重合，但其中有两个 参量为冗余参量，比较独立的参量有单个声源定位、包围感、深度感，参量的设计还需要进 一步的改进。 （2）没有一种制式可以在空间参量的各个方面达到最佳，在空间参量的某些（一）方面 达到最佳但很有可能另一方面却不好。 （3）不能得出主话筒环境话筒的制式一定比 3/2 话筒摆放空间感好。 （4）从整体上来看，OCT 这种制式定位感比较强，对于包围感和声像宽度的塑造环境话 筒 IRT 要比 Hamasaki 要好。INA-5 这种制式在临场感、包围感、深度感、亲切感上表现都比 较好，而 OCTIRT 这种制式在单个声源定位、声像宽度及包围感上表现较好
12、。 3.5 有待改进的问题3.5 有待改进的问题 (1)本实验只选择了一首乐曲，所以本结果不具有普遍意义，如果要推出一个普遍的结论 还应进行大量的选曲才能得到。另外选择的曲目中发声乐器集中在左侧，一来容易形成听觉 失衡，对于判断宽度有影响。选取的独奏乐器钢琴和鼓，不容易判断定位，因为本身乐器体 积较大，应选择体积较小的乐器。鼓持续的时间较长，被试长时间听感觉疲劳。 （2）由于条件所限，被试人数偏少，今后实验时应加大被试数量。 (3)实验中加入的人工报号声“信号一” 、 “信号二”应去掉，因为有被试反映影响记忆和 判断。 (4)由于时间关系，对被试的信度校验没有进行，但是可以根据被试对乐器位置的
13、判断， 筛选出对空间感有判断力的被试的数据作为有效数据。 参考文献 1 王学民， 应用多元分析（第二版） ，上海财经大学出版社，2003 2 金瑜， 心理测量 ，华东师范大学出版社，2001 3 Jan Berg, Francis Rumsey: Validity of selected spatial attributes in the evaluation of 5-channel microphone techniques AES 112th convention,2002,Preprint 5593 作者简介： 吴帆 ，24 岁， 中国传媒大学通信与信息系统音频技术方向三年级研究生，本科毕业于北 京广播学院录音工程专业。
