声样本质量及其在声品质评价中的应用

    1 引言

    随着生活水平的不断提高，人们已经不仅仅满足于产品的噪声强度不破坏人耳听力，而开始追求声音的主观感受，即声音是否好听。于是，从人的主观感知角度出发，提出了采用心理声学方法研究噪声特性的声品质（sound quality）概念，其逐渐成为新的研究热点，并逐渐应用于汽车业、航空业、家用电器等需要噪声控制的产品设计上。声品质不能简单地用常用声学参量给予描述，必须通过声音的主观感受者参与到听觉事件中，并根据听者的主观心理感受进行判断，最后才能形成“声品质”这一综合概念[1]。因此，声品质研究必须注重人类听觉的心理学特征和过程，其是一种区别于传统物理方法的研究。组织并开展主观评价实验，是声品质研究的重要手段。

    在声品质评价中，首要问题就是如何根据实验目的获取真实可信的听觉事件，即获取有效的声样本。通常，获取声样本的方法是：（1）通过互联网资源下载音效素库，如 General 6000 Extension I Sound EffectsLibrary（以下简称 G6000 I）等；（2）实地录制，如社区噪声、交通噪声等；（3）利用专业音频软件合成，如根据记录车辆单独行驶时的声样本来模拟两辆以上车辆同时经过时的声音等。由于获取途径的多样化，音频格式标准的多样化，以及存储、传播、实验等不同用途对样本要求的多样化，使得样本库中的声样本必然以多种格式存在。因此，在进行声品质主观评价之前，有必要先对声样本质量进行以下几方面的研究：比较声样本各主要存储格式的特点，研究不同格式声样本之间的相互转换是否会损失信息以及转换后的声样本所丢失的信息是否会对声品质主观评价造成影响。

    笔者将声样本的音频格式作为声品质主观评价中的一个重要问题来研究，首先对样本库中最常用的Audio CD，Wav 和 Mp3 格式的存储码和频谱进行比较，其次对不同格式声样本的几个心理声学量进行计算，分析声样本的格式差异对主观评价造成的影响，最后进行了相似度主观评价实验。

    2   声样本质量分析

    随着数字化技术的迅猛发展，特别是互联网的普及，数字音频编解码技术飞速发展，各种音频信号格式编码层出不穷。考虑到存储、传播、实验等不同用途的需要，样本库中包括了多种不同格式的声样本。如Sound Ideas 公司的系列音效库中，声样本基本上都是Audio CD，Wav和 Mp3 格式，实地录制的声样本都以Wav格式存储，而在“世界经典音效素材库”中，还出现了 Midi，Emu，Akai，Aif，Exs 等格式的声样本。其中，Midi，Emu，Aif，Exs 等格式的声样本数量较少，主要用在音色、音效合成方面，并不适宜用于声品质主观评价实验之中，而 Audio CD，Wav 及 Mp3 格式的声样本占了主要的音频格式及特点给予简单叙述，然后以 G6000 I音效库 Disk43 中的声样本为例，对这几种主要数字音频格式进行比较分析，并且计算相关的声品质评价参数，最后进行不同格式声样本的相似度主观评价实验。