汽車聲品質研究方法概述

唐鵬

摘 要：汽車聲品質的評價方法主要從主觀評價和和客觀評價兩個方面進行，主觀評價是從聲學、統計學及心理學等多方面，通過專門的評審軟件獲取人們對聲音的主觀感知結果，客觀評價主要是從物理聲學和心理聲學參量兩方面進行計算評價。本文主要對聲品質的主觀評價做一定總結。

關鍵詞：聲品質;主觀評價;客觀評價

人是聲音的接受者和感受者，人對聲音的評價決定了聲品質的優劣。從研究之初到如今汽車聲品質研究已趨于成熟的進程中，其發展經歷了三個階段，基礎性的研究、改進性的研究及設計性的研究[1]，在每一階段，聲品質研究都包含著豐富的內容，涵蓋了理論基礎和技術支持的各個方面。本文主要從基礎性聲品質研究的主客觀評價兩方面來進行。

1.聲品質主觀評價

1.1 聲品質主觀評價流程

主觀評價是人對聲音感受的主觀判斷，是聽音者在某種環境下按照主觀試驗的設計流程對聲樣本的某些屬性或指標進行評價判斷。聲品質主觀評價的流程圖如下所示。

1.2 聲品質主觀評價方法

經常采用的主觀評價的方法有簡單排序法、語義細分法、等級評分法、成對比較法和多維尺度分析法等[2-4]。這些評價方法各有優劣，且聲品質研究以人的主觀感受為最終結果。

1.2.1 排序法

排序法是主觀評價方法中最為簡便的方法之一。實驗要求聽者將一組編號的聲音樣本按照幾個不同的指標（如：偏好程度，煩惱程度）排序。評價中聲音樣本被連續播放。排序法評價一般希望聲音樣本數目相對較少。因為樣本過多，則會由于不同的排列組合會使得排序工作很繁復。這個方法的主要缺點是不能給出一個相對的衡量標準，而只能得出聲音甲比聲音乙要好的結論，具體好多少，好在那里都無法得到。因此排序法的結果無法用來同客觀評價結果作比較。排序法常用于幾個聲音設計最終結果好壞的評價。

1.2.2 評分法（Rating scale）

評分法是一種比較常用的方法，它用客觀分值來記錄聽者對于聲音的不同反應。聽者要對聽到的聲音在設定的評分范圍內評分（如1-10）。評價中聲音樣本按順序播放，而且不能重播。因此這個方法的特點是簡便快捷，可以直接獲得評分結果。但是對于沒有經驗，未經培訓的聽者將很難取得滿意效果。

1.2.3成對比較法（PC，Pair comparison）

成對比較法又稱A/B 比較法，它是將聲音樣本成對播放，聽者據此作出相關的比較評價。通過A/B 兩種信號對比測試，人耳能夠分辨出兩種聽覺事件的微小區別。成對比較法是相對評價，而不是絕對評價，聽音者可以不用顧忌的作出評價，因此成對比較法非常適合那些無經驗者使用。

1.2.4語義細分法（SD，Semantic Differential）

語義細分法是讓聽者運用一些形容詞來對聲音樣本進行主觀評價，這些形容詞往往是成對的極性化形容詞（意義相反的一對形容詞）。如重-輕、平滑-粗糙、強烈的-微弱的等。把他們各置兩邊，中間使用一些量度評價詞，五個，七個或者更多。聽音者可以在上面的表中選擇一個代表自己的感受

1.2.5多維度分析（Multidimensional analysis）

由于聲音的復雜性， 因此無論從聲學還是感知的角度來看， 它都具有多維度的特點，而且并不是所有可能的維度都已有心理物理的特性描繪。由此看來，對與特定物體相關的聲音主體，要恰當地描繪它的聲特征，在聲品質開發研究階段確定其特征維度的數目就顯的特別重要。同時，用類似的方法確定聲源的品質或煩惱度的多維度本質，以及他們組合或單獨地對感知顯著維度的貢獻。多維度正是說明了感知聲品質是由一系列描述不同聲特性的獨立感知維度組成的特質。

2. 聲品質的客觀評價

2.1 聲品質客觀評價方法

聲品質的客觀評價方法國際上廣泛使用的方法大體有以下四種：

1）時頻分析：通過分析聲信號的頻譜構成，以研究頻譜特征與評價參量或聲品質之間的關系。

2）客觀參量評價：通過計算物理學、心理學參量來對聲品質進行量化描述。

3）聽覺自相關和互相關機制分析：從兩耳自相關和互相關函數中分別抽取出3個時域因子和4個空間因子，運用這7個量來描述聲品質的主要感覺量和主觀量。

4）神經網絡評價：根據人耳聽覺的感知特性來建立神經網絡評價模型，在檢測模型的穩定狀態后進行聲品質評價。

2.2 聲品質客觀評價參量

1）傳統評價參量：聲壓—聲壓級、聲強—聲強級、聲功率—聲功率級;

2）語音學評價參量：語音清晰度—干擾級、噪聲評價曲線、語音傳輸指數、雙耳聽覺自相關系數—互相關系數;

3）心理聲學評價參量：響度—響度級、尖銳度、粗糙度—起伏度、音調度等;

4）綜合評價參量：無偏煩惱度、單值評價量、舒適度。

3總結

本文主要以聲品質的基礎性研究為主要的論述內容，介紹了聲品質評價的兩個方面。首先給出了聲品質主觀評價的流程圖，并詳述了主觀評價的五種常用方法，然后從心理學和物理聲學方面介紹了聲品質的客觀評價方法和客觀評價參量。

參考文獻：

[1]汪念平，陳劍，鐘秤平，等. 汽車聲品質分析方法與評價流程[J]. 汽車工程，2007，，29（9）：800-803.

[2]毛東興. 車內聲品質主觀評價與分析方法的研究[D]. 同濟大學博士學位論文，2003：1-70.

[3]龐劍，諶剛，何華. 汽車噪聲與振動-理論與應用[M]. 北京：北京理工大學出版社，2006：28-114.

[4]陳劍，楊雯等. 汽車聲品質主觀評價試驗方法探究[J]. 汽車工程，2009，31（4）：389-392.

基金項目：重慶工業職業技術學院校級科研項目（GZY201808-YA）