音频基础及测试应用

一、音频测试基础

    音频测试主要是进行终端到终端的语音质量方面的测试,客观有效的发现语音质量问题,通过量化的参数来反映问题,如:通话噪音、通话回音、通话失真、通话响度等。

1. 声音基本概念

    声场:特定空间范围内,任何一点上空气密度的变化。可以分为自由声场、扩散声场、半自由声场。

    声波:振动在介质(如空气)中的传播。

    声功率:声源在单位时间内所辐射的总的声能量。

   声波频率:单位,HZ。

人耳能听到的频率:20Hz ~ 20k Hz

人语音的频率一般在几十~4000Hz左右,唱歌时更高

频率越高,则声音的音调越高。

   声波传播速度: 344m/s(常温)

   声压:由声波引起,局部空气产生稠密或稀疏,压强的变化。即当前点的绝对气压减去恒定大气压。

   声压级(SPL):某声压与参考声压的比值,取以10为底的对数,再乘以20,结果以分贝表示。

声源名称 声压级(dB)

正常人耳能听到的最弱声音 0

郊区静夜 20

耳语 40

相隔1米处讲话 60

高声讲话 80

织布车间 100

柴油机 120

喷气机起飞 140

导弹发射 160

核爆炸 180

响度:人耳对声音响轻的主观反应。

响度与振幅有关,振幅越大,声压越大则响度也大。但人耳对不同频率的声波,听觉灵敏度是不同的。

对较低和较高的频率相对于中频稍微不敏感,对2~5KHz的声音最敏感。

响度级:将一个声音与1000Hz的纯音作比较,当两者听感一样响时,这个1000Hz纯音的声压级数值就是该声音的响度级。

掩蔽:两个声音同时呈现时,一个声音因受到另一个声音影响而减弱的现象。

哈斯效应:当两个声音发生时间超过50ms时,听觉上感到有回声,也叫优先效应。

失真:输入信号与输出信号在幅度比例关系、相位关系及波形形状产生变化的现象。主要包括线性失真和非线性失真,还有编解码时会出现量化失真。

线性失真:信号频率分量间幅度和相位关系的变化,仅出现波形的幅度及相位失真,这种失真的特点是不产生新的频率分量。

非线性失真:信号波形发生了畸变,并产生了新的频率分量的失真。

包括:谐波失真、互调失真、瞬态失真等。

2. 声学测试基本仪器

1)人工耳:声耦合器和测量声压用的己校准的传声器的组合体,在规定的频带内,其声阻抗与平均人耳的总声阻搞接近。

耳参考点(ERP):ear Reference point 在耳道入口处定位的一点。

耳鼓参考点(DRP):Drumhead Reference Point 在耳鼓膜处定位的一点。

2)人工嘴:装有扬声器的闭合容器,其发声的方向性和辐射图形与平均人嘴讲话相似。

嘴参考点(MRP): Mouth reference Point 在人工嘴的唇位轴向正前方25mm处的点。


3)校准器:对MIC及人工耳进行校准用,现在使用1000Hz 10Pa声压即114dB音源进行校准。常用的也有94dB的声压校准器。

4)麦克风:对声音进行采集并转化为电信号,根据方向性(指麦克风对不同角度入射的声波的回应)可以分为自由场和压力场MIC。

自由场可以测试自由空间声音(距离远、声源多)如环境噪音测试。

压力场可以测试比较单一近距离声音如管内声音。

5)噪音计:主要进行声压级测量。

LRGP:响度评定保换环位置,在音频测试中大部分测试项目基本在这个位置进行测试,此位置,人工嘴及人工耳位置固定,不能变动。

只针对非免提状态情况下。



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