层次分析法的电子音乐音质评估模型

梁惠恩

摘 要：为准确评估电子音乐音质，提出了基于层次分析法的电子音乐音质评估模型。首先将电子音乐音质评估作为目标层，将声源特性、信号特征、声场特性、听觉特性和立体感作为准则层，将十音质评估元素作为方案层，从而电子音乐音质评估指标体系结构，然后根据各层次间元素的从属关系或并列关系，构建电子音乐音质判断矩阵，通过判断矩阵的最大特征值归一化后特征向量分量，获取电子音乐音质评估指标体系各层元素的权重，最后采用电子音乐音质评估元素权重和专家评分，得到电子音乐音质评估结果。仿真测试结果表明，这种方法能获取各电子音乐音质评估元素对音质的影响权重，得到准确的电子音乐音质评估结果。

关键词：层次分析法; 电子音乐; 音质评估; 指标体系; 判断矩阵; 权重

中图分类号： TM933

文献标志码： A

Abstract：In order to evaluate the sound quality of electronic music accurately， an evaluation model based on AHP is proposed. Firstly， the electronic music quality evaluation is taken as the target layer， the sound source characteristics， signal characteristics， sound field characteristics， auditory characteristics and stereo sense as the criterion layer， and the ten sound quality evaluation elements are taken as the scheme layer. Thus， an electronic music quality evaluation index system structure is constructed. Then， according to the subordinate or parallel relationship between the elements of each level， the electronic music quality judgment matrix is constructed， through which the judgment can be made. After the maximum eigenvalue of the matrix is normalized， the eigenvector component is obtained to obtain the weight of the elements in each layer of the electronic music quality evaluation index system. Finally， the electronic music quality evaluation element weight and expert score are used to obtain the electronic music quality evaluation results. The simulation test results show that this method can obtain the weight of the influence of each evaluation element on the quality of electronic music， and get the accurate evaluation results of electronic music quality.

Key words：Analytic hierarchy process; Electronic music; Acoustic quality evaluation; Index system; Judgment matrix; Weights

0 引言

音乐艺术逐渐从独立音乐元素发展为多元化的融合艺术，电子音乐是集科学技术与音乐艺术为一体的新型音乐类型，逐渐成为世界流行趋势下音乐领域不可或缺的角色。

电子音乐不断发展逐渐成为一个庞大的电子音乐体系，且隨着手机、音序器、电子乐器和录音设备等的逐渐普及和快速发展，使电子音乐体系中乐器逐渐增多。电子音乐音质评估是评估电子音乐制作优劣程度的重要指标，当前存在多种电子音乐音质评估方法[1]，如基于灰色关联度的电子音乐音质评估法和基于残差平方和的电子音乐音质评估法，采用灰色关联度法评估电子音乐音质仅能得到影响电子音乐音质因素间关联度，无法得到各因素对电子音乐音质影响程度;采用残差分析电子音乐音质评估是要找到待评估电子音乐音质与参考音质的相似度，通常需计算待评估电子音乐音质与参考音质间指标的残差以及所有指标的残差平方和，通过计算音质相似程度评估电子音乐音质结果误差较大。

层次分析法是将决策问题按总目标、评估准则和具体方案分解为不同层次结构[2，3]，采用计算判断矩阵特征向量方法，得到各层元素相对上层某元素的权重，根据权重判断各因素对目标评估重要性。本文采用层次分析法评估电子音乐音质，将影响电子音乐音质的多种元素分为目标层、准则层和方案层，计算方案层各电子音乐音质影响元素在不同准则及总目标下的权重，根据该权重计算目标层电子音乐音质得分，评估电子音乐音质。

1 电子音乐音质评估

1.1 基于层次分析法的电子音乐音质评估指标体系

为实现评估电子音乐音质的目标，结合电子音乐音质特点，将电子音乐音质评估分为目标层、准则层和方案层三层次，且上层次元素支配下层元素[4，5]。目标层A为电子音乐音质，准则层B包括电子音乐音质声源特性、音响器材的信号特征、声场特性、听觉特性和立体感评估指标，准则层中各指标又细分多个音质影响元素，即构成方案层，基于层次分析法的电子音乐音质评估指标体系结构如图1所示。

音源特性是电子音乐的主要特点，是评估电子音乐音质优劣的关键指标，可从电子音乐的声压、频率、频谱以及响度评估电子音乐音质;音响器材信号特征影响电子音乐的失真度、立体分辨度、信噪比以及瞬时特性，电子音乐失真会出现声音发硬、发炸结果，严重影响电子音乐品质[6-8]，且信噪比越高电子音乐含有噪声越大，因此从以上几点评估电子音乐音质;听觉特性影响电子音乐音质从可听范围和听感分析，听感范围是电子音乐的声音传播范围，传播越广说明电子音乐音质越好;电子音乐立体感从电子音乐的人耳感知声音的方向感和层次感评估电子音乐质量[9]。

1.2 构建判断矩阵与一致性检验

根据图1所示的电子音乐音质评估指标体系结构得到各层次间元素的从属关系或并列关系，据此构建电子音乐音质判断矩阵。判断矩阵是层次中元素的两两相对重要性比较矩阵，相对重要性比较常采用两两比较法，采用表1所示的1～9标度法对两元素成对比较。

3 总结

采用层次分析法评估电子音乐音质将影响电子音乐音质的多种元素划分成不同层次，两两比较不同层次中元素相对重要程度，并计算不同元素对电子音乐音质影响权重，将该权重与专家评估结合评估电子音乐音质，层次评估法从不同元素评估电子音乐音质优劣，使得到的音质评估结果更全面。

参考文献

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（收稿日期： 2019.10.30）