音質主觀評價的實驗心理學方法

1、音質的客觀評價音質的客觀評價是將聲音作為一種物理過程和現(xiàn)象， 從自然科學與工程科學的角度通過 各種客觀測試指標對其評價。我們主要從音樂廳、擴聲系統(tǒng)、揚聲器三個方面考慮。1. 音樂廳的音質客觀評價標準1.1 響度 包括直達聲響度與混響聲響度。 在廳堂中常用強度因子 Gmid 作為衡量響度 的客觀量。 其等于廳堂接收點的聲音瞬時聲壓級與自由場中距離同一無指向性聲源 10m 處 的聲壓級之差。 Gmid 是 500Hz 和 1000Hz 兩個頻帶中測試得的 G 的平均分貝值，在音 樂廳設計中Gmid的最佳值為4.5dB5.5dB，但該值僅與廳堂的特性有關，與聲源的強 度無關。響度與混響時間、廳堂容積

2、等有關。理論上 Gmid 正比于混響時間，反比于廳堂 容積。1.2 初始時間延遲間隙 到達聽眾的直達聲與第一次反射聲之間的時間間隙。 通過這個 時間差值可以判定聲源的遠近。1.3 混響時間 嚴格地講是早期反射后的后期混響時間，或稱后期混響時間。 其定義是指聲源在房間內(nèi)停止發(fā)生后， 殘余的聲能在房間內(nèi)往復反射，經(jīng)吸音材料吸收， 其聲能密度下降為原有的 1/1000000 所需要的時間，或者房間聲能衰變 60dB 所需的時間。通常我 們把混響時間長的廳堂叫“活躍”廳堂，混響時間短的叫“沉寂”&“干”的廳堂。欣賞音樂時所需的混響時間稍長一些， 以達到豐滿的效果； 語音信號朗讀時所需時間應短一

3、些， 以 便能清楚聽到。1.4明晰度和清晰度 早期聲能與混響聲能的比，用C80表示,單位為dB。早期聲是直達聲到達后最初 80ms 內(nèi)聽到的聲音，混響聲是在此以后聽到的聲音。為了增大C80 對音質的靈敏度， 常將 500Hz 、1000Hz 、2000Hz 這 3 個倍頻程的測量之和加以平均， 用 C80（3） 表示。清晰度C50表征的是直達聲來到后最初 50ms內(nèi)的早期聲能與混響聲能的比值，C50 一般 用來評價語言（音） ， C80 一般用來評價音樂聲。1.5 混響時間的頻率特性 混響時間 T60 與頻率有關，音質設計中，常以 500Hz 的 T60 值作基準值，用 125Hz 、250H

4、z 、500Hz 、1000Hz 、2000Hz 、4000Hz 這6 個頻率所 對應的T60（f）表示房間混響時間的頻率特性。一般錄音室的要取 8個頻率點的T60值，低頻 到 63Hz ，高頻到 8000Hz ?！纠簽榱耸故覂?nèi)具有良好的音質，各頻率點的T60 值應當有適當?shù)谋壤?。對于語言播音室，T60的頻率特性應盡可能平值；對聽音樂的房間，低頻T60值較之T60(500Hz)值應有一定的提升， 以增加聲音的豐滿度。 對于不同用途的房間的最佳混響時間 (500Hz1000Hz、滿場)不盡相同，對于低頻的混響時間比中頻的容許長一些，一般為20%50%，特別是音樂用途的房間， ，可以提升得較多一

5、些。這樣能使聲音聽起來更渾厚豐滿。而對于2000Hz以上高頻的混響時間最好與中頻基本相同，但由于室內(nèi)常用材料及聽眾的高頻吸聲都比較 大，加上空氣對高頻的吸聲作用，特別是大型廳堂 (體育館 )，空氣吸聲與其容積成正比，所 以高頻混響時間會有所下降。 一般容許比中頻 (500Hz 1000Hz) 下降10% 20%，對音質 不會有明顯影響。 】1.6 低音比 (BR) 主要對廳堂的溫暖感有貢獻，是廳堂滿場時兩個混響時間的比。用低頻(125Hz、250Hz)混響時間與中頻(500Hz、1000Hz)混響時間的比值表征，BR優(yōu)選值對混響時間較長的廳堂在 1.1 2.5 之間，對混響時間短的廳堂在 1.

6、1 1.45 之間。1.7 雙耳聽覺互相關 (IACC) 人腦在分析聲音信號時， 左右兩個半腦有分工， 聲信號在 時域的變化 (旋律等 )主要引起左半腦的神經(jīng)活動，而聲信號的空間定向、雙耳聽覺互相關性 主要由右半腦活動決定。 雙耳聽覺互相關系數(shù)反映了在廳堂里， 面對演員的聽眾兩耳聽到的 聲音在感覺上的差異?！敬篌w來說，對于所有的音樂信號，在無反射的情況下，IAAC 在正面入射時最大，在與背面呈 55 °角的左 (右)側向入射最??；在有反射的情況下，正面入射的直達聲和側前方 入射的反射聲之間的夾角為 55°20°時， IACC 最小。】1.8 擴散程度 如果反射聲波

7、是從各個方向以大致相等的聲能到達聽眾時，稱為擴散良好。聲學用了三個特征表示聲場擴散的概念：聲能均勻分布，各點平均能量密度相等，聲場中的各點、各方向的平均能流相等，集中于某一點的各波列間相位關系是無規(guī)則的。1.9 聲場不均勻度 聲學工程中將聲場中室內(nèi)穩(wěn)態(tài)聲壓級最大值與最小值差值的分貝值稱為聲場不均勻度，此值應盡可能的小。較好廳堂的聲場不均勻度就小于或等于3dB 。此外同一廳堂在不同頻率變化時，要求也有差異。 【例：歌舞廳中 100Hz 時要求聲場不均 勻度小于或等于 10dB ，而在 1000Hz 6300Hz 時要求小于或等于 8dB ?！?.10 空間感 包括兩個方面，一方面是視在聲源寬度

8、(ASW) 指聽眾感覺到聲源的寬度，如果廳堂設計使聽眾聽到的聲源寬度比實際看到的聲源要寬，就會有空間感覺， 它主要由早期側向反射聲級決定 (早期聲能 /混響聲能比 )；另一方面，是聽眾環(huán)繞感 (LEV) ，用來描述聽 眾對混響聲的強度和來到的方向的感覺。 如混響聲似乎是從所有方向前方、 上方、 后方到達人耳時，就判定 LEV 最高。 LEV 主要取決于后期側向反射聲，還可由非側向聲產(chǎn) 生。響度、初始時間延遲間隙、混響時間和雙耳聽覺互相關是最重要的 4 個相互獨立的 參量。評價音響環(huán)境的音質時可以使用各個獨立客觀聲學參數(shù)的加權和。2、擴聲系統(tǒng)的音質客觀評價指標2.1 總噪聲 指擴聲系統(tǒng)達到最高可

9、用增益 (擴聲系統(tǒng)在所屬廳堂內(nèi)產(chǎn)生反饋自激臨界 增益減去 6dB 時的增益 )；但無信號輸入時，廳堂內(nèi)各聽眾席處噪聲聲壓級的平均值。2.2 系統(tǒng)噪聲 當擴聲系統(tǒng)工作在最高可用增益狀態(tài)下，關閉場內(nèi)所有噪聲源并將傳 聲器的輸入口短路時所測試得噪聲。2.3 傳輸頻率特性 是指廳堂內(nèi)各聽眾席處穩(wěn)態(tài)聲壓的平均值相對于擴聲系統(tǒng)傳聲器 處于聲壓或擴聲設備輸入端電壓幅度響應。2.4 傳聲增益 擴聲系統(tǒng)工達到最可用增益時，廳堂內(nèi)各聽眾席處穩(wěn)態(tài)聲壓級平均值 與擴聲系統(tǒng)傳聲器處穩(wěn)態(tài)聲壓級的差值。2.5 聲場不均勻度 擴聲系統(tǒng)工作時，各測點處得到的穩(wěn)態(tài)聲壓級的極大值和極小值 的并值，單位為分貝 (dB) 。2.6 系

10、統(tǒng)諧波失真 擴聲系統(tǒng)由輸入信號到輸出聲信號全過程中產(chǎn)生的諧波失真。2.7 最大聲壓級 擴聲系統(tǒng)在廳堂聽眾席處產(chǎn)生的最大穩(wěn)態(tài)有效平均聲壓級。2.8 快速語言傳輸指數(shù) (RASTI) 法 是語言傳輸指數(shù) (STI) 法的簡化，用于評價廳堂中 使用或不使用擴聲系統(tǒng)時的語言傳輸質量，可以客觀評價語言可懂度。3、揚聲器的音質客觀評價指標3.1 額定阻抗 描述揚聲器阻抗隨頻率變化的特性曲線，在諧振峰頻率處阻抗達到最 大值，在反諧振峰頻率 (谷 )處阻抗達最小值，通常以此值作為揚聲器的額定阻抗。3.2 特性靈敏度 在揚聲器的有效頻率范圍內(nèi)， 饋給揚聲器相當于額定電阻上消耗 1W 的粉紅噪聲電壓時，在其參考軸上離參考點 1m 處所產(chǎn)生的聲壓，用這聲壓表示揚聲器的 特性靈敏度。3.3 頻率響應曲線 當饋給揚聲器以恒定的電壓時，揚聲器在參考軸上所輻射的聲壓 隨頻率變化的曲線。3.4 指向特性 揚聲器在不同方向的聲音輻射本領是不同的，表示這種性能的指標叫 做