声压,声功率,声音品质

关于声压,声功率,声品质,有一些概念需要厘清:

什么时候测试声压?什么时候测试声功率?

一般来说,若想了解使用者在实际使用产品时所感受的噪音大小,较倾向于量测声压
。以笔记型计算机为例,使用者操作产品之距离大致上是固定的,因此,若想了解使用者在操作笔电时感受到的噪音值,建议直接于操作者位置上(Operator position,定义于ISO7779)进行声压的量测。反之,若想要比较每个产品的噪音规格,则以量测声功率较为适当
,因为其与量测位置无关之特性(为一固定数值),较不会因为量测位置定义之不同而造成困扰。

已经有了声压和声功率的指标,为什么要测试声音品质?

要知道,所有关于声音的指标其实都是从人的角度出发而定的,为了评估噪音对人的生理和心理方面的影响,就有了这些七七八八的指标。

声音质量可被定义为人们对于产品发散噪音接受度的感官反应。"正面" 的声音质量代表使用者使用此产品时,对此产品发散之噪音不会感到厌烦,进而产生"正面情绪"。反之;"负面" 声音质量代表此噪音会造成不舒服的听觉感受,并一定程度地反应此产品的质量低劣。分析声音质量的目的是用"客观"的量测仪器去"主观"地评价一个声音事件。人类听觉是一个相当复杂的机制,具有高度非线性的现象。当人们在聆听一个声音时,许多的听觉机制会同时发生,例如像声音的遮蔽效应,声源的定位,距离的估算,以及噪音的评定…等。因此,一个声音事件必须由许多面向来分析,包括有: 声音的总体位准,发生时间的长短,对频谱的贡献度…等。也就是说,以往使用所谓"客观"的声功率量测,有时会与人们对声音"主观"的感受产生相当程度的落差。因此导入心理声学的噪音量测,像是声音的响度、尖锐度、粗糙度…等,经常被使用来帮助人们有效地了解一个产品的声音质量。

声音质量的量测参数:(6个指标,简称LPMFST)

响度 Loudness (in sone):

由Zwicker于ISO532B中提出的计算方法,比传统使用的A加权量测分析更贴近人类的真实感受。此方法是建立在1/3 八度音声压量测频谱上,引入遮蔽效应及纯音成份分析,并与实验得来的等响度曲线比较而得。

突出率 Prominence Ratio (dB):

市面上有些产品如小风扇或变压器等,经常会制造一些恼人的噪音。但事实上,这些产品产生的声压位准其实是很低的,但却带给人们非常不舒服的感受。这是因为这些噪音里包含了许多突出的纯音成份。突出率就是用来评价这些纯音成份是否突出的参数。传统上,突出与否的分析是采用"tone-to-noise" ratio, 是由在关键频带(critical band)里纯音的声压与去除纯音的声压的比值;当此比值超过6 dB 时,就判定此噪音具有突出的"异音"。

调变 Modulation:

声音若发生调变现象,对听觉感观而言,将会产生非常不一样的感受。此感受决定于声音调变的强度及调变的比率。以心理声学为基础的调变可分为两个主要的分支:声音的波动及粗糙度。虽然这两个分支为非常相似之物理现象,但在听觉上却带给人们非常不一样的感受。

波动强度 Fluctuation Strength (in vacil):

此参数可视为"慢速的调变"。而一些声音参数,如波动率、声压位准、调变程度…等都将影响波动强度的大小。

尖锐度 Sharpness (in acum):

尖锐度定义为声音事件中高频部份之位准对总体位准的比值。也就是说声音在高频部份的能量越高,将让人感到越尖锐。在数值上,尖锐度是由特征响度乘上一个加权函数对频率域作积分后,再除以总响度得来。因此,对于尖锐度的分析来说,一个窄频音的中心频率和频谱内容将是非常重要的考虑因素。而必须注意的是,尖锐度是一个与声压位准无关的参数。

音调 Tonality (in tu):

音调是由声音中纯音成份对总响度的比值来决定,并将纯音成份的频宽、频率、和包含及不包含纯音成份的响度值考虑进去。此外,值得一题的是,关键频带(critical band,可模拟为一组听觉的带通滤波器),在人类听觉的感知上扮演了一个非常重要的角色。

参考:贝尔声学实验室

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