在智能音頻時代，音頻技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，新功能、新產(chǎn)品和新的應(yīng)用場景不斷涌現(xiàn)，如何從主觀和客觀角度評價音頻品質(zhì)，成為人們?nèi)找骊P(guān)注的焦點。HBK在音頻領(lǐng)域擁有全球領(lǐng)先的產(chǎn)品方案和深厚的技術(shù)背景及工程經(jīng)驗，我們將從音頻感知的主觀屬性、評價方法、客觀參數(shù)測量等方面與大家共同探討技術(shù)挑戰(zhàn)以及HBK的解決方案。

在車內(nèi)實現(xiàn)高品質(zhì)音效是一個富有挑戰(zhàn)的技術(shù)活。車內(nèi)空間比較小，低頻時由于聲波的反射疊加形成駐波，使得揚聲器的低頻聲音衰減很慢，容易產(chǎn)生渾濁、轟鳴的感覺。當(dāng)揚聲器安裝在車門等鈑金或內(nèi)飾件上，很容易引起結(jié)構(gòu)振動而輻射聲音。車內(nèi)揚聲器之間由于聲波的相位關(guān)系而互相干擾，造成聲音頻譜發(fā)生改變，進(jìn)而導(dǎo)致主觀聽感特別是音色產(chǎn)生變化。
為了獲得高保真、沉浸式音效，首要關(guān)注的就是每個乘坐區(qū)域的頻響和累積頻譜衰減CSD。通常在頭部區(qū)域多點測量，獲得平均的頻響，然后通過音頻優(yōu)化算法來消除峰值和谷值，使得頻響在整個頻率范圍內(nèi)都是平直的，并且低頻聲音能量有較快地衰減。

圖1 7841型DIRAC軟件測量的某個車內(nèi)CSD
經(jīng)過調(diào)教的系統(tǒng)是否達(dá)到了期望的音色和空間感，能否很好地體驗聲場寬度和深度？除了主觀評價外，我們更希望通過客觀參數(shù)來量化主觀聽感，這種方式更加快速高效，還可以對不同音響系統(tǒng)配置進(jìn)行對比。這些參數(shù)包括頻譜、聲品質(zhì)參數(shù)、室內(nèi)聲學(xué)參數(shù)和失真等，一般可歸為頻譜特征和空間特征兩大類，可以通過傳聲器或者人頭軀干模擬器HATS進(jìn)行測量。

譜質(zhì)心Spectral centriod：

指一段音頻信號短時傅里葉變換STFT幅值譜的重心，可以表示音樂的“明亮度Brightness”。比如，低沉的音樂有較多的低頻能量，其譜質(zhì)心較低；明亮歡快的音樂有較多的高頻能量，其譜質(zhì)心較高。

譜下降值Spectral rolloff：

指功率譜的累計幅值在某個指定的百分比（比如85%）以下的頻率點，用于描述頻譜傾斜的程度，它反映能量下降的頻率點，它的值越大，說明聲音能量越集中在較高的頻率范圍。

雙耳時間差I(lǐng)TD：

即聲音到達(dá)左右耳的時間差，如果聲音來自于我們的正前方，那么ITD=0，如果聲音來自于我們的側(cè)面，例如我們的左手或右手方向，那么ITD應(yīng)取最大值約0.58ms。因此，ITD能夠幫助我們區(qū)分聲音（主要是1500Hz以下）在水平面的不同入射方向。

雙耳聲壓級差I(lǐng)LD：

即聲音到達(dá)左右耳的聲壓級差，對于高頻聲音，波長比人頭的尺寸小，當(dāng)聲音來自于左手邊時，由于頭部對聲波的反射，使得到達(dá)右耳的聲音小于左耳。因此，ILD能夠幫助我們區(qū)分4-5kHz以上聲音在水平面的不同入射方向。而在1.5kHz到4-5kHz之間的頻帶，ITD和ILD共同起作用。

雙耳互相關(guān)系數(shù)IACC：

描述雙耳接收到聲音信號的相似性，由雙耳脈沖響應(yīng)計算得到，IACC越接近于1，說明雙耳信號越相似，越接近于0，說明雙耳信號越不相關(guān)。廣泛用于表示空間感、感知聲源寬度和包圍感，較小的IACC對應(yīng)于較好的空間感。

清晰度Clarity：

脈沖響應(yīng)的早期能量與晚期能量的比，清晰度越高，更能分辨音樂里的細(xì)節(jié)信息，比如更能聽清交響樂隊或合唱各聲部之間的細(xì)節(jié)和層次感。

聲品質(zhì)參數(shù)：

包括響度、尖銳度、粗糙度、波動強度等。
除了以上參數(shù)外，還有失真和其他的室內(nèi)聲學(xué)參數(shù)，可詳見B&K 7841型Dirac室內(nèi)聲學(xué)軟件。
下面舉個例子，某車型座艙內(nèi)的清晰度C50如下圖2，中高頻聲音的清晰度較高，說明車內(nèi)中高頻的直達(dá)聲和早期反射聲所占比重大，而晚期的反射和混響所占比重小，這體現(xiàn)了聲音的明亮感。低頻的清晰度較低，這是因為車內(nèi)低頻聲容易形成駐波聲場而導(dǎo)致衰減較慢。另外，由于車內(nèi)座椅和內(nèi)飾的吸聲作用，使得車內(nèi)聲波衰減較快，因此在計算這類早期與晚期能量比參數(shù)時，Dirac軟件可以修改時域積分的時間間隔，以獲得更合理的結(jié)果。

圖2 車內(nèi)清晰度C50

雙耳相關(guān)參數(shù)需要由人頭軀干模擬器HATS測量得到（圖3），某車內(nèi)雙耳互相關(guān)系數(shù)IACC(0,50)如圖4，125Hz低頻聲到達(dá)雙耳的幅值和相位接近一致，所以IACC值接近于1；中高頻聲的IACC值降低，說明雙耳聲音差異增大，空間感增強。

圖3 HATS雙耳聲音測量

圖4 車內(nèi)IACC(0,50)

在某高端車型案例中，HBK工程服務(wù)團隊對主觀評價和客觀參數(shù)進(jìn)行了相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)總體偏好與ILD、C80、Spectral Centriod、Sharpness、Roughness等參數(shù)相關(guān)程度較高，并且客觀參數(shù)之間也存在一定的相關(guān)性。還進(jìn)行了主分量分析，為了避免過擬合，選擇前5個主分量進(jìn)行總體偏好預(yù)測。圖5是基于客觀參數(shù)預(yù)測的主觀偏好與真實的主觀評價的比較，可以看到它們能夠很好地吻合，相關(guān)系數(shù)在90%以上。

圖5 某車型主觀偏好的客觀預(yù)測
以上表明基于雙耳錄音的客觀聲學(xué)參數(shù)，我們可以通過統(tǒng)計分析量化主觀感受。由于不同目標(biāo)人群對音響的主觀偏好不同，中國人與西方人在主觀偏好上也有較大的差異，因此，我們建議采用量身定制的辦法，由HBK工程服務(wù)團隊根據(jù)用戶的具體需求，打造屬于自己的音效評價模型。