音質(zhì)主觀評(píng)價(jià)的實(shí)驗(yàn)心理學(xué)方法

1、音質(zhì)的客觀評(píng)價(jià)音質(zhì)的客觀評(píng)價(jià)是將聲音作為一種物理過(guò)程和現(xiàn)象， 從自然科學(xué)與工程科學(xué)的角度通過(guò) 各種客觀測(cè)試指標(biāo)對(duì)其評(píng)價(jià)。我們主要從音樂(lè)廳、擴(kuò)聲系統(tǒng)、揚(yáng)聲器三個(gè)方面考慮。1. 音樂(lè)廳的音質(zhì)客觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)1.1 響度 包括直達(dá)聲響度與混響聲響度。 在廳堂中常用強(qiáng)度因子 Gmid 作為衡量響度 的客觀量。 其等于廳堂接收點(diǎn)的聲音瞬時(shí)聲壓級(jí)與自由場(chǎng)中距離同一無(wú)指向性聲源 10m 處 的聲壓級(jí)之差。 Gmid 是 500Hz 和 1000Hz 兩個(gè)頻帶中測(cè)試得的 G 的平均分貝值，在音 樂(lè)廳設(shè)計(jì)中Gmid的最佳值為4.5dB5.5dB，但該值僅與廳堂的特性有關(guān)，與聲源的強(qiáng) 度無(wú)關(guān)。響度與混響時(shí)間、廳堂容積

2、等有關(guān)。理論上 Gmid 正比于混響時(shí)間，反比于廳堂 容積。1.2 初始時(shí)間延遲間隙 到達(dá)聽(tīng)眾的直達(dá)聲與第一次反射聲之間的時(shí)間間隙。 通過(guò)這個(gè) 時(shí)間差值可以判定聲源的遠(yuǎn)近。1.3 混響時(shí)間 嚴(yán)格地講是早期反射后的后期混響時(shí)間，或稱后期混響時(shí)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(fù)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(shí)間，或者房間聲能衰變 60dB 所需的時(shí)間。通常我 們把混響時(shí)間長(zhǎng)的廳堂叫“活躍”廳堂，混響時(shí)間短的叫“沉寂”&“干”的廳堂。欣賞音樂(lè)時(shí)所需的混響時(shí)間稍長(zhǎng)一些， 以達(dá)到豐滿的效果； 語(yǔ)音信號(hào)朗讀時(shí)所需時(shí)間應(yīng)短一

3、些， 以 便能清楚聽(tīng)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(dá)聲到達(dá)后最初 80ms 內(nèi)聽(tīng)到的聲音，混響聲是在此以后聽(tīng)到的聲音。為了增大C80 對(duì)音質(zhì)的靈敏度， 常將 500Hz 、1000Hz 、2000Hz 這 3 個(gè)倍頻程的測(cè)量之和加以平均， 用 C80（3） 表示。清晰度C50表征的是直達(dá)聲來(lái)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(lái)評(píng)價(jià)語(yǔ)言（音） ， C80 一般用來(lái)評(píng)價(jià)音樂(lè)聲。1.5 混響時(shí)間的頻率特性 混響時(shí)間 T60 與頻率有關(guān)，音質(zhì)設(shè)計(jì)中，常以 500Hz 的 T60 值作基準(zhǔn)值，用 125Hz 、250H

4、z 、500Hz 、1000Hz 、2000Hz 、4000Hz 這6 個(gè)頻率所 對(duì)應(yīng)的T60（f）表示房間混響時(shí)間的頻率特性。一般錄音室的要取 8個(gè)頻率點(diǎn)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(zhì)，各頻率點(diǎn)的T60 值應(yīng)當(dāng)有適當(dāng)?shù)谋壤?。?duì)于語(yǔ)言播音室，T60的頻率特性應(yīng)盡可能平值；對(duì)聽(tīng)音樂(lè)的房間，低頻T60值較之T60(500Hz)值應(yīng)有一定的提升， 以增加聲音的豐滿度。 對(duì)于不同用途的房間的最佳混響時(shí)間 (500Hz1000Hz、滿場(chǎng))不盡相同，對(duì)于低頻的混響時(shí)間比中頻的容許長(zhǎng)一些，一般為20%50%，特別是音樂(lè)用途的房間， ，可以提升得較多一

5、些。這樣能使聲音聽(tīng)起來(lái)更渾厚豐滿。而對(duì)于2000Hz以上高頻的混響時(shí)間最好與中頻基本相同，但由于室內(nèi)常用材料及聽(tīng)眾的高頻吸聲都比較 大，加上空氣對(duì)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(shí)間會(huì)有所下降。 一般容許比中頻 (500Hz 1000Hz) 下降10% 20%，對(duì)音質(zhì) 不會(huì)有明顯影響。 】1.6 低音比 (BR) 主要對(duì)廳堂的溫暖感有貢獻(xiàn)，是廳堂滿場(chǎng)時(shí)兩個(gè)混響時(shí)間的比。用低頻(125Hz、250Hz)混響時(shí)間與中頻(500Hz、1000Hz)混響時(shí)間的比值表征，BR優(yōu)選值對(duì)混響時(shí)間較長(zhǎng)的廳堂在 1.1 2.5 之間，對(duì)混響時(shí)間短的廳堂在 1.

6、1 1.45 之間。1.7 雙耳聽(tīng)覺(jué)互相關(guān) (IACC) 人腦在分析聲音信號(hào)時(shí)， 左右兩個(gè)半腦有分工， 聲信號(hào)在 時(shí)域的變化 (旋律等 )主要引起左半腦的神經(jīng)活動(dòng)，而聲信號(hào)的空間定向、雙耳聽(tīng)覺(jué)互相關(guān)性 主要由右半腦活動(dòng)決定。 雙耳聽(tīng)覺(jué)互相關(guān)系數(shù)反映了在廳堂里， 面對(duì)演員的聽(tīng)眾兩耳聽(tīng)到的 聲音在感覺(jué)上的差異?！敬篌w來(lái)說(shuō)，對(duì)于所有的音樂(lè)信號(hào)，在無(wú)反射的情況下，IAAC 在正面入射時(shí)最大，在與背面呈 55 °角的左 (右)側(cè)向入射最??；在有反射的情況下，正面入射的直達(dá)聲和側(cè)前方 入射的反射聲之間的夾角為 55°20°時(shí)， IACC 最小?！?.8 擴(kuò)散程度 如果反射聲波

7、是從各個(gè)方向以大致相等的聲能到達(dá)聽(tīng)眾時(shí)，稱為擴(kuò)散良好。聲學(xué)用了三個(gè)特征表示聲場(chǎng)擴(kuò)散的概念：聲能均勻分布，各點(diǎn)平均能量密度相等，聲場(chǎng)中的各點(diǎn)、各方向的平均能流相等，集中于某一點(diǎn)的各波列間相位關(guān)系是無(wú)規(guī)則的。1.9 聲場(chǎng)不均勻度 聲學(xué)工程中將聲場(chǎng)中室內(nèi)穩(wěn)態(tài)聲壓級(jí)最大值與最小值差值的分貝值稱為聲場(chǎng)不均勻度，此值應(yīng)盡可能的小。較好廳堂的聲場(chǎng)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(shí)，要求也有差異。 【例：歌舞廳中 100Hz 時(shí)要求聲場(chǎng)不均 勻度小于或等于 10dB ，而在 1000Hz 6300Hz 時(shí)要求小于或等于 8dB ?！?.10 空間感 包括兩個(gè)方面，一方面是視在聲源寬度

8、(ASW) 指聽(tīng)眾感覺(jué)到聲源的寬度，如果廳堂設(shè)計(jì)使聽(tīng)眾聽(tīng)到的聲源寬度比實(shí)際看到的聲源要寬，就會(huì)有空間感覺(jué)， 它主要由早期側(cè)向反射聲級(jí)決定 (早期聲能 /混響聲能比 )；另一方面，是聽(tīng)眾環(huán)繞感 (LEV) ，用來(lái)描述聽(tīng) 眾對(duì)混響聲的強(qiáng)度和來(lái)到的方向的感覺(jué)。 如混響聲似乎是從所有方向前方、 上方、 后方到達(dá)人耳時(shí)，就判定 LEV 最高。 LEV 主要取決于后期側(cè)向反射聲，還可由非側(cè)向聲產(chǎn) 生。響度、初始時(shí)間延遲間隙、混響時(shí)間和雙耳聽(tīng)覺(jué)互相關(guān)是最重要的 4 個(gè)相互獨(dú)立的 參量。評(píng)價(jià)音響環(huán)境的音質(zhì)時(shí)可以使用各個(gè)獨(dú)立客觀聲學(xué)參數(shù)的加權(quán)和。2、擴(kuò)聲系統(tǒng)的音質(zhì)客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)2.1 總噪聲 指擴(kuò)聲系統(tǒng)達(dá)到最高可

9、用增益 (擴(kuò)聲系統(tǒng)在所屬?gòu)d堂內(nèi)產(chǎn)生反饋?zhàn)约づR界 增益減去 6dB 時(shí)的增益 )；但無(wú)信號(hào)輸入時(shí)，廳堂內(nèi)各聽(tīng)眾席處噪聲聲壓級(jí)的平均值。2.2 系統(tǒng)噪聲 當(dāng)擴(kuò)聲系統(tǒng)工作在最高可用增益狀態(tài)下，關(guān)閉場(chǎng)內(nèi)所有噪聲源并將傳 聲器的輸入口短路時(shí)所測(cè)試得噪聲。2.3 傳輸頻率特性 是指廳堂內(nèi)各聽(tīng)眾席處穩(wěn)態(tài)聲壓的平均值相對(duì)于擴(kuò)聲系統(tǒng)傳聲器 處于聲壓或擴(kuò)聲設(shè)備輸入端電壓幅度響應(yīng)。2.4 傳聲增益 擴(kuò)聲系統(tǒng)工達(dá)到最可用增益時(shí)，廳堂內(nèi)各聽(tīng)眾席處穩(wěn)態(tài)聲壓級(jí)平均值 與擴(kuò)聲系統(tǒng)傳聲器處穩(wěn)態(tài)聲壓級(jí)的差值。2.5 聲場(chǎng)不均勻度 擴(kuò)聲系統(tǒng)工作時(shí)，各測(cè)點(diǎn)處得到的穩(wěn)態(tài)聲壓級(jí)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(kuò)聲系統(tǒng)由輸入信號(hào)到輸出聲信號(hào)全過(guò)程中產(chǎn)生的諧波失真。2.7 最大聲壓級(jí) 擴(kuò)聲系統(tǒng)在廳堂聽(tīng)眾席處產(chǎn)生的最大穩(wěn)態(tài)有效平均聲壓級(jí)。2.8 快速語(yǔ)言傳輸指數(shù) (RASTI) 法 是語(yǔ)言傳輸指數(shù) (STI) 法的簡(jiǎn)化，用于評(píng)價(jià)廳堂中 使用或不使用擴(kuò)聲系統(tǒng)時(shí)的語(yǔ)言傳輸質(zhì)量，可以客觀評(píng)價(jià)語(yǔ)言可懂度。3、揚(yáng)聲器的音質(zhì)客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)3.1 額定阻抗 描述揚(yáng)聲器阻抗隨頻率變化的特性曲線，在諧振峰頻率處阻抗達(dá)到最 大值，在反諧振峰頻率 (谷 )處阻抗達(dá)最小值，通常以此值作為揚(yáng)聲器的額定阻抗。3.2 特性靈敏度 在揚(yáng)聲器的有效頻率范圍內(nèi)， 饋給揚(yáng)聲器相當(dāng)于額定電阻上消耗 1W 的粉紅噪聲電壓時(shí)，在其參考軸上離參考點(diǎn) 1m 處所產(chǎn)生的聲壓，用這聲壓表示揚(yáng)聲器的 特性靈敏度。3.3 頻率響應(yīng)曲線 當(dāng)饋給揚(yáng)聲器以恒定的電壓時(shí)，揚(yáng)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(yáng)聲器在不同方向的聲音輻射本領(lǐng)是不同的，表示這種性能的指標(biāo)叫 做