汽车声品质研究方法概述

唐鹏

摘 要：汽车声品质的评价方法主要从主观评价和和客观评价两个方面进行，主观评价是从声学、统计学及心理学等多方面，通过专门的评审软件获取人们对声音的主观感知结果，客观评价主要是从物理声学和心理声学参量两方面进行计算评价。本文主要对声品质的主观评价做一定总结。

关键词：声品质;主观评价;客观评价

人是声音的接受者和感受者，人对声音的评价决定了声品质的优劣。从研究之初到如今汽车声品质研究已趋于成熟的进程中，其发展经历了三个阶段，基础性的研究、改进性的研究及设计性的研究[1]，在每一阶段，声品质研究都包含着丰富的内容，涵盖了理论基础和技术支持的各个方面。本文主要从基础性声品质研究的主客观评价两方面来进行。

1.声品质主观评价

1.1 声品质主观评价流程

主观评价是人对声音感受的主观判断，是听音者在某种环境下按照主观试验的设计流程对声样本的某些属性或指标进行评价判断。声品质主观评价的流程图如下所示。

1.2 声品质主观评价方法

经常采用的主观评价的方法有简单排序法、语义细分法、等级评分法、成对比较法和多维尺度分析法等[2-4]。这些评价方法各有优劣，且声品质研究以人的主观感受为最终结果。

1.2.1 排序法

排序法是主观评价方法中最为简便的方法之一。实验要求听者将一组编号的声音样本按照几个不同的指标（如：偏好程度，烦恼程度）排序。评价中声音样本被连续播放。排序法评价一般希望声音样本数目相对较少。因为样本过多，则会由于不同的排列组合会使得排序工作很繁复。这个方法的主要缺点是不能给出一个相对的衡量标准，而只能得出声音甲比声音乙要好的结论，具体好多少，好在那里都无法得到。因此排序法的结果无法用来同客观评价结果作比较。排序法常用于几个声音设计最终结果好坏的评价。

1.2.2 评分法（Rating scale）

评分法是一种比较常用的方法，它用客观分值来记录听者对于声音的不同反应。听者要对听到的声音在设定的评分范围内评分（如1-10）。评价中声音样本按顺序播放，而且不能重播。因此这个方法的特点是简便快捷，可以直接获得评分结果。但是对于没有经验，未经培训的听者将很难取得满意效果。

1.2.3成对比较法（PC，Pair comparison）

成对比较法又称A/B 比较法，它是将声音样本成对播放，听者据此作出相关的比较评价。通过A/B 两种信号对比测试，人耳能够分辨出两种听觉事件的微小区别。成对比较法是相对评价，而不是绝对评价，听音者可以不用顾忌的作出评价，因此成对比较法非常适合那些无经验者使用。

1.2.4语义细分法（SD，Semantic Differential）

语义细分法是让听者运用一些形容词来对声音样本进行主观评价，这些形容词往往是成对的极性化形容词（意义相反的一对形容词）。如重-轻、平滑-粗糙、强烈的-微弱的等。把他们各置两边，中间使用一些量度评价词，五个，七个或者更多。听音者可以在上面的表中选择一个代表自己的感受

1.2.5多维度分析（Multidimensional analysis）

由于声音的复杂性， 因此无论从声学还是感知的角度来看， 它都具有多维度的特点，而且并不是所有可能的维度都已有心理物理的特性描绘。由此看来，对与特定物体相关的声音主体，要恰当地描绘它的声特征，在声品质开发研究阶段确定其特征维度的数目就显的特别重要。同时，用类似的方法确定声源的品质或烦恼度的多维度本质，以及他们组合或单独地对感知显著维度的贡献。多维度正是说明了感知声品质是由一系列描述不同声特性的独立感知维度组成的特质。

2. 声品质的客观评价

2.1 声品质客观评价方法

声品质的客观评价方法国际上广泛使用的方法大體有以下四种：

1）时频分析：通过分析声信号的频谱构成，以研究频谱特征与评价参量或声品质之间的关系。

2）客观参量评价：通过计算物理学、心理学参量来对声品质进行量化描述。

3）听觉自相关和互相关机制分析：从两耳自相关和互相关函数中分别抽取出3个时域因子和4个空间因子，运用这7个量来描述声品质的主要感觉量和主观量。

4）神经网络评价：根据人耳听觉的感知特性来建立神经网络评价模型，在检测模型的稳定状态后进行声品质评价。

2.2 声品质客观评价参量

1）传统评价参量：声压—声压级、声强—声强级、声功率—声功率级;

2）语音学评价参量：语音清晰度—干扰级、噪声评价曲线、语音传输指数、双耳听觉自相关系数—互相关系数;

3）心理声学评价参量：响度—响度级、尖锐度、粗糙度—起伏度、音调度等;

4）综合评价参量：无偏烦恼度、单值评价量、舒适度。

3总结

本文主要以声品质的基础性研究为主要的论述内容，介绍了声品质评价的两个方面。首先给出了声品质主观评价的流程图，并详述了主观评价的五种常用方法，然后从心理学和物理声学方面介绍了声品质的客观评价方法和客观评价参量。

参考文献：

[1]汪念平，陈剑，钟秤平，等. 汽车声品质分析方法与评价流程[J]. 汽车工程，2007，，29（9）：800-803.

[2]毛东兴. 车内声品质主观评价与分析方法的研究[D]. 同济大学博士学位论文，2003：1-70.

[3]庞剑，谌刚，何华. 汽车噪声与振动-理论与应用[M]. 北京：北京理工大学出版社，2006：28-114.

[4]陈剑，杨雯等. 汽车声品质主观评价试验方法探究[J]. 汽车工程，2009，31（4）：389-392.

基金项目：重庆工业职业技术学院校级科研项目（GZY201808-YA）