聽(tīng)覺(jué)呈現(xiàn)系統(tǒng)效果測(cè)試與評(píng)價(jià)的規(guī)范性

孟子厚，齊 娜

（中國(guó)傳媒大學(xué)傳播聲學(xué)研究所，北京 100024）

聽(tīng)覺(jué)呈現(xiàn)系統(tǒng)效果測(cè)試與評(píng)價(jià)的規(guī)范性

孟子厚，齊 娜

（中國(guó)傳媒大學(xué)傳播聲學(xué)研究所，北京 100024）

對(duì)聽(tīng)覺(jué)呈現(xiàn)系統(tǒng)效果測(cè)試與評(píng)價(jià)的規(guī)范性問(wèn)題進(jìn)行討論和建議，提出了特定術(shù)語(yǔ)和參數(shù)的定義，討論了測(cè)試設(shè) 備和方法的規(guī)范化，建議對(duì)評(píng)價(jià)人員和評(píng)價(jià)方法的規(guī)范化要求，對(duì)舞臺(tái)區(qū)和觀眾區(qū)的測(cè)試與評(píng)價(jià)做了分析和建議。

聽(tīng)覺(jué)呈現(xiàn)；客觀測(cè)試；聽(tīng)音評(píng)價(jià)；舞臺(tái)區(qū)；觀眾區(qū)

國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“演出效果呈現(xiàn)關(guān)鍵支撐技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用示范”于2012年立項(xiàng)開(kāi)展，其中“聽(tīng)覺(jué)呈現(xiàn)集成技術(shù)及系統(tǒng)”作為此項(xiàng)目的一個(gè)主要業(yè)務(wù)模塊，解決的關(guān)鍵問(wèn)題是完整地實(shí)現(xiàn)舞臺(tái)區(qū)和觀眾區(qū)的聽(tīng)覺(jué)呈現(xiàn)效果，使現(xiàn)場(chǎng)觀眾、演員等多方面都獲得較高的滿意度。通過(guò)建筑聲學(xué)與電聲學(xué)的系統(tǒng)融合技術(shù)、聲效仿真技術(shù)研究觀演環(huán)境下的聽(tīng)覺(jué)效果呈現(xiàn)控制系統(tǒng)，保障聽(tīng)覺(jué)效果呈現(xiàn)的實(shí)時(shí)控制，實(shí)現(xiàn)聽(tīng)覺(jué)呈現(xiàn)系統(tǒng)與舞臺(tái)綜合效果整裝系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)配及協(xié)同控制等功能。

圖1 演出效果聽(tīng)覺(jué)呈現(xiàn)系統(tǒng)技術(shù)路線

圖1是演出效果聽(tīng)覺(jué)呈現(xiàn)集成技術(shù)與系統(tǒng)的技術(shù)路線。聽(tīng)覺(jué)呈現(xiàn)集成技術(shù)與系統(tǒng)由三個(gè)模塊作為支撐，包括舞臺(tái)和觀眾區(qū)聽(tīng)覺(jué)呈現(xiàn)設(shè)備的智能化控制技術(shù)、觀演場(chǎng)所的聲場(chǎng)仿真和擴(kuò)聲系統(tǒng)仿真、聽(tīng)覺(jué)呈現(xiàn)系統(tǒng)的調(diào)試技術(shù)。這三部分技術(shù)互為依托，共同構(gòu)成有機(jī)統(tǒng)一的整體。而其中的聽(tīng)覺(jué)呈現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)是基礎(chǔ)技術(shù)，沒(méi)有可靠、規(guī)范的調(diào)試技術(shù)，整體系統(tǒng)的集成幾乎是不可能的。

聽(tīng)覺(jué)呈現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)包括系統(tǒng)參數(shù)的測(cè)試、電聲參數(shù)的測(cè)試、音質(zhì)的主觀評(píng)價(jià)等。課題承擔(dān)單位在前期大量研 究工作的 基礎(chǔ)上[1]～[11]，提出 了聽(tīng)覺(jué)呈現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)的核心是采用聲學(xué)頭模的聲場(chǎng)測(cè)量和錄音評(píng)價(jià)技術(shù)，這項(xiàng)核心技術(shù)的研究涉及三個(gè)方面。

（1）聲學(xué)頭模的研制

依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制作反映中國(guó)成年人生理尺寸的聲學(xué)頭模，對(duì)該人工頭模進(jìn)行測(cè)量和聲學(xué)特性分析。課題承擔(dān)單位根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2428-1998設(shè)計(jì)制作了一個(gè)用于前期研究的成年男性頭模，并對(duì)其HRTF函數(shù)進(jìn)行了測(cè)量分析和聽(tīng)感對(duì)比。結(jié)果表明，聲學(xué)頭模較好地代表了中國(guó)人成年男性受試者的頭部生理尺寸。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)集成了基于頭模的四聲道雙耳采樣、記錄和分析系統(tǒng)。

（2）基于聲學(xué)頭模的舞臺(tái)聲場(chǎng)客觀測(cè)量及主觀評(píng)測(cè)技術(shù)

傳統(tǒng)的舞臺(tái)支持度不足以用來(lái)描述現(xiàn)代由擴(kuò)聲設(shè)備和舞臺(tái)環(huán)境所共同構(gòu)成的舞臺(tái)聲音呈現(xiàn)系統(tǒng)的聲學(xué)效果。舞臺(tái)上的聲場(chǎng)效果主要服務(wù)于舞臺(tái)上的表演者，使其在視聽(tīng)兩方面都置身于藝術(shù)場(chǎng)景所對(duì)應(yīng)的真實(shí)場(chǎng)景之中，這樣才能給觀眾區(qū)的觀演者提供更加自然和真實(shí)的表演效果。所以，舞臺(tái)上的聲場(chǎng)測(cè)量和音效評(píng)價(jià)的核心是“聲場(chǎng)自然度”和舞臺(tái)上真實(shí)與虛擬聲源的“方位感”。聲學(xué)頭模上的四個(gè)聲道以及擬人的雙耳錄音系統(tǒng)，提供了對(duì)自然度和方位感進(jìn)行測(cè)量和評(píng)價(jià)的可能性。

（3）基于聲學(xué)頭模的觀眾區(qū)聲場(chǎng)客觀測(cè)量及主觀評(píng)測(cè)技術(shù)

觀眾區(qū)更關(guān)注的是聲場(chǎng)的音質(zhì)效果，而不是聲像是否發(fā)生畸變。混響感、包圍感、空間感等主觀聽(tīng)感可以用四聲道聲學(xué)頭模系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行客觀評(píng)測(cè)。當(dāng)然，主客觀之間的相關(guān)性和一致性需要在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究和驗(yàn)證。觀眾區(qū)的聲學(xué)效果至關(guān)重要，需要對(duì)不同位置觀眾座席區(qū)的聲場(chǎng)效果進(jìn)行同步分析。考慮實(shí)際上測(cè)量和現(xiàn)場(chǎng)聽(tīng)音試驗(yàn)的可行性，可以利用聲學(xué)頭模雙耳錄音系統(tǒng)在不同位置分時(shí)進(jìn)行測(cè)量和錄音，進(jìn)行后處理和后評(píng)價(jià)。

效果測(cè)試與評(píng)價(jià)是舞臺(tái)聽(tīng)覺(jué)呈現(xiàn)集成技術(shù)及系統(tǒng)研發(fā)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，影響著系統(tǒng)的基礎(chǔ)調(diào)試和后期的效果鑒定與評(píng)價(jià)。筆者在前期研究的基礎(chǔ)上對(duì)聽(tīng)覺(jué)呈現(xiàn)系統(tǒng)測(cè)試與評(píng)價(jià)的規(guī)范性進(jìn)行了討論和梳理，以利于在系統(tǒng)集成調(diào)試時(shí)的協(xié)調(diào)，同時(shí)對(duì)此類(lèi)測(cè)試與評(píng)價(jià)技術(shù)的規(guī)范性的討論有益于相關(guān)劇場(chǎng)聲學(xué)效果的評(píng)測(cè)。

1 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與文件

對(duì)聽(tīng)覺(jué)集成系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試和評(píng)價(jià)可以直接引用的標(biāo)準(zhǔn)目前還沒(méi)有，和聲學(xué)測(cè)試、電聲設(shè)備測(cè)試、音質(zhì)評(píng)價(jià)有關(guān)的一些國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是可以參考的。這些標(biāo)準(zhǔn)涉及以下幾類(lèi)。

（1）與聲學(xué)和電聲學(xué)有關(guān)的名詞術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)

WH/T 57-2013 演出場(chǎng)館設(shè)備技術(shù)術(shù)語(yǔ) 音響系統(tǒng)

GB/T 9002-1996 音頻、視頻和視聽(tīng)設(shè)備及系統(tǒng)詞匯

GB/T 2900.86-2009 電工術(shù)語(yǔ) 聲學(xué)和電聲學(xué)

GB/T 3947-1996 聲學(xué)名詞術(shù)語(yǔ)

（2）涉及到測(cè)試設(shè)備特別是聲學(xué)頭模的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

SJ/T 10724—1996 測(cè)試電容傳聲器通用技術(shù)條件

GB/T 3785 電聲學(xué) 聲級(jí)計(jì)

GB/T 2428-1998 中國(guó)成年人頭面部尺寸

GB 10000-88 中國(guó)成年人人體尺寸

GB/T 20441.1-2010 電聲學(xué)測(cè)量傳聲器第2部分：采用互易技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)傳聲器的聲壓標(biāo)準(zhǔn)的原級(jí)方法

GB/T 20441.3-2010 電聲學(xué)測(cè)量傳聲器第3部分：采用互易技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)室 標(biāo)準(zhǔn)傳聲器的自由場(chǎng)校準(zhǔn)的原級(jí)方法

（3）室內(nèi)聲學(xué)的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 50076-2013 室內(nèi)混響時(shí)間測(cè)量規(guī)范

GB/T 4959-2011 廳堂擴(kuò)聲特性測(cè)量方法

GB/T 9396-1996 揚(yáng)聲器主要性能測(cè)試方法

GB/T 15508—1995 聲學(xué) 語(yǔ)言清晰度測(cè)試方法

ISO-3382-1∶2009(E) Acoustics-Measurement of room acoustic parameters-Part1∶Performance spaces

（4）聽(tīng)音試驗(yàn)和音質(zhì)評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 28047-2011 廳堂、體育場(chǎng)館擴(kuò)聲系統(tǒng)聽(tīng)音評(píng)價(jià)方法

GB/T 12060.13 聲系統(tǒng)設(shè)備 第13部分：揚(yáng)聲器聽(tīng)音試驗(yàn)

GB 10240 電聲產(chǎn)品聲音質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)用節(jié)目源編輯制作規(guī)范

其中，常規(guī)測(cè)試與音質(zhì)評(píng)價(jià)的有關(guān)方法和規(guī)定可以參考《音質(zhì)主觀評(píng)價(jià)的實(shí)驗(yàn)心理學(xué)方法》[12]，另外，《演出用專(zhuān)業(yè)音響設(shè)備音質(zhì)主觀評(píng)價(jià)方法》是文化部已經(jīng)立項(xiàng)的標(biāo)準(zhǔn)編制項(xiàng)目，目前正在編制過(guò)程中，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容對(duì)聽(tīng)覺(jué)呈現(xiàn)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)也將會(huì)有很高的參考性。

2 術(shù)語(yǔ)與參數(shù)定義

一般性的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)采用上章中相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的定義。在聽(tīng)覺(jué)呈現(xiàn)系統(tǒng)集成技術(shù)的測(cè)試和評(píng)價(jià)中需要特別規(guī)定的術(shù)語(yǔ)和參數(shù)定義如下。

（1）聽(tīng)覺(jué)呈現(xiàn)系統(tǒng)（Auditory presentation system）：通過(guò)建筑聲學(xué)、擴(kuò)聲技術(shù)、聲效仿真、觀眾區(qū)和舞臺(tái)區(qū)的聲場(chǎng)控制等設(shè)備和技術(shù)的集成運(yùn)用，構(gòu)建出的產(chǎn)生觀演環(huán)境下聽(tīng)覺(jué)效果的設(shè)備、軟件和環(huán)境的綜合系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)應(yīng)與舞臺(tái)綜合效果整裝系統(tǒng)具有統(tǒng)一調(diào)配及協(xié)同控制的功能。

（2）舞臺(tái)區(qū)（Stage area）：演員表演以及劇情創(chuàng)作所界定的場(chǎng)景區(qū)域，包括樂(lè)池和伸出式舞臺(tái)。

（3）觀眾區(qū)（Audience area）：舞臺(tái)表演的觀賞者所處的區(qū)域。對(duì)于中心式舞臺(tái)，包括環(huán)繞舞臺(tái)四周的所有觀眾席位。

（ 4 ） 雙 耳 聽(tīng) 覺(jué) 技 術(shù) （ Binaural auditory technique）：利用人在聽(tīng)覺(jué)感知上的雙耳效應(yīng)（包括生理的和心理的）所發(fā)展出的聽(tīng)覺(jué)感知技術(shù)，包括雙耳錄音技術(shù)和雙耳放音技術(shù)等。

（ 5 ） 雙 耳 測(cè) 試 技 術(shù) （ Binaural testing technology）：利用仿真頭模或聲學(xué)頭模進(jìn)行測(cè)試的、反映人的雙耳聽(tīng)覺(jué)感受的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試技術(shù)。

（6）仿真頭模（Dummy head）：模仿了真人的實(shí)際頭部和面部細(xì)節(jié)的人頭模型。仿真頭模的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)可以是個(gè)性化的，也可以是統(tǒng)計(jì)平均的。

（7）聲學(xué)頭模（Acoustic head）：省卻了與聽(tīng)覺(jué)感知無(wú)關(guān)的頭部和面部細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)的人頭模型，在雙耳聽(tīng)覺(jué)技術(shù)和雙耳測(cè)試技術(shù)上，其聲學(xué)特性與仿真頭模是等效的。

（8）雙耳清晰度（Binaural intelligibility）：考慮了實(shí)際的聽(tīng)覺(jué)感知場(chǎng)景中雙耳聽(tīng)覺(jué)感知與單點(diǎn)測(cè)量或單耳（單通道）聽(tīng)覺(jué)的差異，并對(duì)常規(guī)的清晰度指標(biāo)進(jìn)行了雙耳修正或綜合的結(jié)果。

（9）雙耳空間感評(píng)價(jià)（Evaluation of binaural spatial sense）：考慮了實(shí)際的雙耳聆聽(tīng)方式的空間感評(píng)價(jià)。通常由聽(tīng)音人在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行評(píng)價(jià)，或利用雙耳（全息）聽(tīng)覺(jué)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的評(píng)價(jià)。

（10）聽(tīng)感聲源寬度（Apparent source width）：不受視覺(jué)干擾的條件下，純粹由聽(tīng)覺(jué)感知到的聲源的寬度。

（11）聽(tīng)覺(jué)包圍感（Auditory envelopment）：不受視覺(jué)干擾的條件下，純粹由聽(tīng)覺(jué)感知到的被聲源和聲波所環(huán)繞包圍的程度。

（12）雙耳混響感（Binaural reverberation）：由雙耳聽(tīng)力正常的聽(tīng)音者在現(xiàn)場(chǎng)，或在實(shí)驗(yàn)室利用雙耳聽(tīng)覺(jué)技術(shù)，所感受到的混響感。

（13）聲場(chǎng)自然度（Naturalness of sound field）：聽(tīng)音人在劇場(chǎng)所感受到的、或在實(shí)驗(yàn)室通過(guò)雙耳聽(tīng)覺(jué)技術(shù)所感受到的，與所觀賞的劇情描述的場(chǎng)景自然應(yīng)該具有的聲學(xué)特性一致的程度。

（14）舞臺(tái)支持度（Stage index）：舞臺(tái)上的聲場(chǎng)效果對(duì)表演者行為聽(tīng)覺(jué)的支持程度。在客觀測(cè)量上可以用表演者位置處室內(nèi)脈沖響應(yīng)20 ms～100 ms之間的早期聲能來(lái)衡量。早期聲能越大，舞臺(tái)支持度越好。

（15）現(xiàn)場(chǎng)評(píng)價(jià)（Evaluation on site）：由聽(tīng)音人在劇場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)所進(jìn)行的聽(tīng)音評(píng)價(jià)，包括舞臺(tái)區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)評(píng)價(jià)和觀眾區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)評(píng)價(jià)。

（16）錄音評(píng)價(jià)（Evaluation by recording）：在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行錄音，事后在實(shí)驗(yàn)室向聽(tīng)音人回放所進(jìn)行的聽(tīng)音評(píng)價(jià)。

3 測(cè)試設(shè)備與測(cè)試方法的規(guī)范性

測(cè)試設(shè)備包括通用測(cè)試設(shè)備和雙耳測(cè)試設(shè)備，測(cè)試方法按照直接測(cè)試和間接測(cè)試分類(lèi)。通用測(cè)試設(shè)備的基本性能應(yīng)該至少滿足SJ/T 10724—1996、GB/T 3785的規(guī)定。

3.1 雙耳測(cè)試設(shè)備

雙耳測(cè)試設(shè)備目前還沒(méi)有可以參考的規(guī)范，在此對(duì)雙耳測(cè)試設(shè)備的性能和使用規(guī)定如下。

（1）仿真頭模

仿真頭模是采用特定的材料制成的，模仿真人的頭部、面部、外耳等生理結(jié)構(gòu)的聽(tīng)覺(jué)仿真模型。它的尺寸和特征是根據(jù)一定人群的統(tǒng)計(jì)平均結(jié)果或按照某個(gè)特定的人而設(shè)計(jì)的。圖2為可采用的Bhead型仿真頭模，它是按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2428-1998《中國(guó)成年人頭面部尺寸》設(shè)計(jì)制作的，具有頭部的精細(xì)結(jié)構(gòu)，符合中國(guó)人的平均生理參數(shù)。仿真頭模具有一個(gè)簡(jiǎn)化的肩部，裝配有標(biāo)準(zhǔn)耳廓。

（2）聲學(xué)頭模

建議用于雙耳測(cè)試的聲學(xué)頭模為上下不對(duì)稱(chēng)的橢球結(jié)構(gòu)，如圖3所示。其結(jié)構(gòu)參數(shù)為：頭頂尖至鼻子中間距離（上頭顱）：125 mm；鼻子中間至頭底部距離（下頭顱）：150 mm；頭寬度：175 mm；鼻高：50 mm；鼻寬：35 mm；鼻深：20 mm；耳朵安裝孔直徑：70 mm；底部螺紋直徑（用于和支架連接）：10 mm；背部引線孔直徑：8 mm。

（3）標(biāo)準(zhǔn)耳廓

依據(jù)中國(guó)成年人平均生理參數(shù)尺寸以及耳廓形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)得到的仿真耳廓稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)耳廓。仿真頭模和聲學(xué)頭模上所配置的耳廓模型，必須能夠代表中國(guó)成年平均人耳廓形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。圖4中的耳廓是在對(duì)400名中國(guó)成年人男女耳廓形態(tài)結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，選取最典型的耳廓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而成的平均耳。標(biāo)準(zhǔn)耳廓帶有仿真耳道，耳道長(zhǎng)27 mm，直徑7 mm。

（4）輔助通道

指除了左右兩耳處的主測(cè)試通道外，安裝于頭模其他位置處的提供輔助信息的傳聲器通道。通常用于提供聲源的前后和上下的方位信息。

（5）雙耳傳聲器

安裝于雙耳測(cè)試的頭模上的傳聲器應(yīng)為壓力場(chǎng)型傳聲器。傳聲器的膜片一般應(yīng)置于耳道入口處。在需要考慮耳道的傳輸作用時(shí)，傳聲器的膜片應(yīng)置于模擬耳道的后端。傳聲器一般選用1/2英寸的電容式測(cè)量傳聲器。傳聲器的安裝應(yīng)便于拆卸和校準(zhǔn)。

（6）頭模傳聲器陣列

在聲學(xué)頭模表面按一定規(guī)則布置的一組傳聲器，可以包括耳廓也可以去除耳廓。頭模傳聲器陣列用于對(duì)聲場(chǎng)的物理特性進(jìn)行精細(xì)的測(cè)量和分析。

（7）模擬軀干

圖2 仿真頭模（Bhead210）

圖4 中國(guó)成年人平均結(jié)構(gòu)耳廓

圖3 聲學(xué)頭模結(jié)構(gòu)尺寸

圖5 模擬人體軀干

可與頭模配套的人體軀干模型，需符合中國(guó)人平均軀干尺寸。用于需要考慮人體軀干對(duì)到達(dá)雙耳聲波的影響的測(cè)量中。圖5是供參考的軀干模型，其尺寸符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 10000-88《中國(guó)成年人人體尺寸》。

（8）頭模支架

頭模支架用于安裝固定聲學(xué)頭模。支架配有螺栓，可將聲學(xué)頭模豎直固定，保持頭模穩(wěn)定。支架高度不可過(guò)短，至少能夠使固定在支架上的聲學(xué)頭模耳道入口處離地高度達(dá)到1.2 m（人坐下時(shí)的雙耳平均高度）。支架不宜過(guò)粗且支架上不應(yīng)有明顯的遮擋物或反射面，影響聲波傳遞到雙耳。

3.2 測(cè)量方法

測(cè)量方法包括直接測(cè)量和間接測(cè)量。直接測(cè)量涉及：聲壓測(cè)量、時(shí)延測(cè)量、語(yǔ)言傳輸指數(shù)測(cè)量（STIPA）、頻率響應(yīng)測(cè)量、聲能流方向測(cè)量等，這些測(cè)量都有相應(yīng)的參考標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，基本上屬于常規(guī)測(cè)量。

間接測(cè)量中的傳聲增益測(cè)量、系統(tǒng)沖擊響應(yīng)測(cè)量、雙耳相關(guān)性測(cè)量、混響測(cè)量等也屬于常規(guī)測(cè)量，有相關(guān)的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)定或參考。間接測(cè)量中舞臺(tái)支持度的測(cè)量目前缺乏相關(guān)的參考標(biāo)準(zhǔn)。舞臺(tái)支持因子是舞臺(tái)上針對(duì)表演者的聲反饋能量比，是一定時(shí)間段內(nèi)反射聲或混響聲的能量比。測(cè)量時(shí)，全指向聲源放置于舞臺(tái)上，全指向傳聲器保持在距離聲源1 m位置處。聲源信號(hào)為對(duì)數(shù)掃頻信號(hào)，傳聲器記錄測(cè)試信號(hào)。存儲(chǔ)各測(cè)點(diǎn)的錄制信號(hào)，后期通過(guò)解卷積解出房間脈沖響應(yīng)信號(hào)，進(jìn)一步采用平方積分的方法計(jì)算不同時(shí)間段內(nèi)的能量比。對(duì)其一般分析中心頻率125 Hz～4 kHz的倍頻帶。

4 聽(tīng)音人員與評(píng)價(jià)方法的規(guī)范性

聽(tīng)音評(píng)價(jià)人員的要求和聽(tīng)音評(píng)價(jià)方法應(yīng)該滿足《演出用專(zhuān)業(yè)音響設(shè)備音質(zhì)主觀評(píng)價(jià)方法》、GB/T 28047-2011《廳堂、體育場(chǎng)館擴(kuò)聲系統(tǒng)聽(tīng)音評(píng)價(jià)方法》、GB/T 12060.13《聲系統(tǒng)設(shè)備 第13部分：揚(yáng)聲器聽(tīng)音試驗(yàn)》的相關(guān)規(guī)定。具體要求建議如下。

（1）聽(tīng)音員組的組成

聽(tīng)音小組應(yīng)由有經(jīng)驗(yàn)的人組成，可以從音響師、錄音師、音樂(lè)工作者、聲頻工程師、聲學(xué)工作者、相關(guān)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生等中選取，但最好不是專(zhuān)業(yè)的音樂(lè)演奏家。條件許可時(shí)，聽(tīng)音小組中的男女比例和年齡應(yīng)均衡。聽(tīng)音小組中應(yīng)至少包括1名30歲以下的聽(tīng)音員和至少1名女性。對(duì)由受過(guò)訓(xùn)練的有相同經(jīng)驗(yàn)的聽(tīng)音員組成的個(gè)體間可靠性非常高的聽(tīng)音小組，聽(tīng)音員的人數(shù)不宜少于7人。如果聽(tīng)音員之間的訓(xùn)練水平差距很大，并因此導(dǎo)致個(gè)體間的可靠性較低，這種情況下組成聽(tīng)音小組的聽(tīng)音員的人數(shù)不宜少于20人。

（2）聽(tīng)音員的聽(tīng)力

聽(tīng)音員應(yīng)同時(shí)滿足以下條件：

①聽(tīng)音員應(yīng)具備正常的聽(tīng)力條件，并且兩耳聽(tīng)力應(yīng)基本保持一致；

②聽(tīng)音員任何一耳在125 Hz～8 kHz的頻率范圍內(nèi)，聽(tīng)力級(jí)不應(yīng)高于20 dBHL；

③聽(tīng)音員應(yīng)能區(qū)別1 dB的聲壓級(jí)變化和在1 kHz處0.33%的音調(diào)變化；

④聽(tīng)音員應(yīng)具有臨場(chǎng)聽(tīng)音的經(jīng)驗(yàn)，包括有擴(kuò)聲和無(wú)擴(kuò)聲的現(xiàn)場(chǎng)演出；

⑤聽(tīng)音員應(yīng)對(duì)音樂(lè)基礎(chǔ)知識(shí)有一定的了解，但在音樂(lè)風(fēng)格上不應(yīng)有任何偏好；

⑥經(jīng)常參加聽(tīng)音試驗(yàn)的聽(tīng)音員應(yīng)定期進(jìn)行聽(tīng)力檢查，并定期觀看現(xiàn)場(chǎng)音樂(lè)演出。

（3）聽(tīng)音評(píng)價(jià)的節(jié)目源

在專(zhuān)業(yè)音響設(shè)備的聽(tīng)音試驗(yàn)中，沒(méi)有一種在任何條件下都普遍適用于所有設(shè)備的節(jié)目素材。評(píng)價(jià)節(jié)目源的選取應(yīng)根據(jù)所評(píng)價(jià)設(shè)備的音質(zhì)屬性來(lái)確定，聽(tīng)音節(jié)目一般由多種不同的素材組成，并能充分反映被評(píng)價(jià)設(shè)備的音質(zhì)屬性。宜由一些有經(jīng)驗(yàn)的聽(tīng)音員來(lái)選擇典型節(jié)目或節(jié)目段。素材的選擇要結(jié)構(gòu)合理，避免冗余和覆蓋面的缺陷。

（4）清晰度評(píng)價(jià)詞表

用漢語(yǔ)普通話標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)速朗讀的男、女語(yǔ)言聲。語(yǔ)料的選取應(yīng)基本符合日常語(yǔ)言交流中聲、韻、調(diào)出現(xiàn)的概率。

（5）音質(zhì)評(píng)價(jià)節(jié)目源

推薦使用由電視電聲技術(shù)研究所編制的、即將頒布的《聲音質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)用節(jié)目源標(biāo)準(zhǔn)樣品》中的節(jié)目作為聽(tīng)覺(jué)呈現(xiàn)系統(tǒng)音質(zhì)主觀評(píng)價(jià)的典型節(jié)目源。

（6）空間感評(píng)價(jià)節(jié)目源

空間感節(jié)目源的編制應(yīng)根據(jù)具體考核的場(chǎng)景的要求進(jìn)行編制，所考核的場(chǎng)景不應(yīng)少于5個(gè)。

（7）聽(tīng)音評(píng)價(jià)方法

主觀音質(zhì)評(píng)價(jià)的目的是獲得被評(píng)價(jià)設(shè)備的某個(gè)音質(zhì)屬性在聽(tīng)覺(jué)心理上的尺度。聽(tīng)音組對(duì)特定設(shè)備的音質(zhì)屬性的心理尺度是一個(gè)服從正態(tài)分布的隨機(jī)變量。主觀音質(zhì)評(píng)價(jià)的基本要求是設(shè)計(jì)成可控的統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)。評(píng)價(jià)尺度由對(duì)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理得到。在保證評(píng)價(jià)的可信度和有效性的前提下，可以根據(jù)具體的評(píng)價(jià)任務(wù)設(shè)計(jì)不同的評(píng)分方法。在聽(tīng)覺(jué)呈現(xiàn)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)適用范圍內(nèi)，宜采用的常用評(píng)分方法為：等級(jí)評(píng)定法、成對(duì)比較法、尺度估計(jì)法[12]。

5 舞臺(tái)區(qū)的測(cè)試與評(píng)價(jià)

除常規(guī)測(cè)試與評(píng)價(jià)外，舞臺(tái)區(qū)需要特別規(guī)定的測(cè)試和評(píng)價(jià)參數(shù)有舞臺(tái)支持度、舞臺(tái)區(qū)聲音呈現(xiàn)系統(tǒng)的方向性、舞臺(tái)區(qū)的聲音清晰度、舞臺(tái)區(qū)的聲場(chǎng)自然度、舞臺(tái)區(qū)的反映及時(shí)性等。這些參數(shù)和指標(biāo)的測(cè)試與評(píng)價(jià)建議采用以下的規(guī)定。

（1）舞臺(tái)支持度

測(cè)點(diǎn)的布置包括舞臺(tái)的前、中、后、左、右，不得少于5個(gè)點(diǎn)。舞臺(tái)區(qū)聲音呈現(xiàn)系統(tǒng)頻響特性測(cè)量應(yīng)在舞臺(tái)區(qū)域和演奏者可能出現(xiàn)的區(qū)域選擇多個(gè)位置放置聲源進(jìn)行測(cè)試。不同聲源位置之間不應(yīng)小于3 m。應(yīng)根據(jù)表演人員的耳朵高度調(diào)節(jié)傳聲器高度，宜置于地面以上1.2 m處。舞臺(tái)主要活動(dòng)區(qū)均勻布置的傳聲器測(cè)點(diǎn)不宜少于2個(gè)。

（2）舞臺(tái)區(qū)聲音呈現(xiàn)系統(tǒng)的方向性

利用矢量傳感器陣列或聲強(qiáng)技術(shù)，對(duì)各測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行聲能流測(cè)量，根據(jù)方向不同，聲能流大小不同，得到聲音呈現(xiàn)系統(tǒng)的方向性。

（3）舞臺(tái)區(qū)語(yǔ)言清晰度評(píng)價(jià)

指的是在劇場(chǎng)舞臺(tái)區(qū)域感受到的語(yǔ)言聲的清晰度可懂程度。舞臺(tái)區(qū)語(yǔ)言清晰度評(píng)價(jià)方法參考GB/T15508—1995《聲學(xué) 語(yǔ)言清晰度測(cè)試方法》。

（4）舞臺(tái)區(qū)聲場(chǎng)自然度評(píng)價(jià)

指的是在劇場(chǎng)舞臺(tái)區(qū)域所感受到的、或在實(shí)驗(yàn)室通過(guò)雙耳聽(tīng)覺(jué)技術(shù)所感受到的，與所觀賞的劇情描述的場(chǎng)景自然應(yīng)該具有的聲學(xué)特性一致的程度。

（5）舞臺(tái)區(qū)反應(yīng)及時(shí)性評(píng)價(jià)

指的是聽(tīng)眾感受到的舞臺(tái)演藝人員的反應(yīng)與劇場(chǎng)音響效果之間的同步情況。舞臺(tái)區(qū)反應(yīng)及時(shí)性與舞臺(tái)支持度有關(guān)。

在舞臺(tái)區(qū)的評(píng)價(jià)中，評(píng)價(jià)素材可以直接采用《聲音質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)用節(jié)目源標(biāo)準(zhǔn)樣品》，該節(jié)目源包括語(yǔ)聲、器樂(lè)、戲曲、自然聲等不同類(lèi)型的節(jié)目段組合。也可按照GB 10240制作符合舞臺(tái)聲場(chǎng)特性的評(píng)價(jià)素材。可以采用現(xiàn)場(chǎng)評(píng)價(jià)或錄音評(píng)價(jià)的方法。現(xiàn)場(chǎng)評(píng)價(jià)按照聽(tīng)音評(píng)價(jià)方法的步驟規(guī)定進(jìn)行，評(píng)價(jià)結(jié)束后對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到用客觀的量化結(jié)果所表述的聽(tīng)眾主觀感受。錄音評(píng)價(jià)時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)播放事前錄制好的高保真評(píng)價(jià)節(jié)目源，用仿真頭模或聲學(xué)頭模進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)錄音，事后在聽(tīng)音室回放進(jìn)行音質(zhì)評(píng)價(jià)。注意仿真頭模或聲學(xué)頭模的擺放位置和高度符合舞臺(tái)區(qū)演藝人員的實(shí)際情況。

6 觀眾區(qū)的測(cè)試與評(píng)價(jià)

除觀演場(chǎng)所的常規(guī)測(cè)試外，對(duì)聲音呈現(xiàn)系統(tǒng)在觀眾區(qū)呈現(xiàn)效果的測(cè)試和評(píng)價(jià)建議包括空間聲能流測(cè)試、側(cè)向聲能比測(cè)試、早后期聲能比測(cè)試、雙耳聲學(xué)參數(shù)測(cè)試、以及必要的主觀音質(zhì)評(píng)價(jià)參數(shù)。測(cè)試和評(píng)價(jià)過(guò)程中的具體建議如下。

6.1 客觀參數(shù)測(cè)試

（1）空間聲能流方向分布

測(cè)量時(shí)，可以采用一對(duì)聲強(qiáng)探頭對(duì)空間坐標(biāo)軸上3個(gè)方向分別進(jìn)行聲強(qiáng)測(cè)量，從而得到空間聲能強(qiáng)度的分布情況。條件允許的情況下，可以采用4支傳聲器組成的三維聲強(qiáng)探頭，傳聲器的位置可以放置在正四面體的4個(gè)頂點(diǎn)上，同步采集信號(hào)，并對(duì)4支傳聲器測(cè)量信號(hào)兩兩之間作互譜，得到各個(gè)棱邊方向的聲強(qiáng)，轉(zhuǎn)換不同方向，即可得到空間聲能流分布。

（2）側(cè)向聲能比

側(cè)向聲能比是80 ms內(nèi)到達(dá)的來(lái)自側(cè)向的早期反射聲與來(lái)自各方向總聲能之比。測(cè)試需要有1個(gè)全指向聲源、2支傳聲器（應(yīng)為1支全指向性，1支8字形指向性），其中8字形傳聲器應(yīng)位于全指向傳聲器上部且其靈敏度最低的方向?qū)χ曉矗?支傳聲器之間距離10 cm。

（3）早后期聲能比

早期到達(dá)的早期反射聲與后期到達(dá)的后期混響聲聲能之比的對(duì)數(shù)為早后期聲能比。測(cè)量采用全指向揚(yáng)聲器和全指向性傳聲器進(jìn)行。

（4）雙耳語(yǔ)言傳輸指數(shù)（Bi-STI）

左右耳處各自的語(yǔ)言傳輸指數(shù)測(cè)量方法應(yīng)符合GB/T 4959-2011的要求。測(cè)量中采用聲學(xué)頭模代替單支傳聲器。雙耳語(yǔ)言傳輸指數(shù)用某一時(shí)刻聽(tīng)感上左右耳中較好的結(jié)果來(lái)表示。

（5）雙耳混響時(shí)間

左右耳處各自混響時(shí)間的測(cè)量方法與常規(guī)方法相同。將左右耳分別測(cè)量的混響時(shí)間進(jìn)行包絡(luò)綜合，根據(jù)兩條聲能衰減曲線的包絡(luò)計(jì)算雙耳混響時(shí)間。

6.2 主觀評(píng)價(jià)

在進(jìn)行聽(tīng)音試驗(yàn)和主觀評(píng)價(jià)時(shí)，語(yǔ)言清晰度評(píng)價(jià)節(jié)目源采用漢語(yǔ)清晰度測(cè)試音節(jié)表——KXY表。KXY表共10張，每表75個(gè)音節(jié)，朗讀時(shí)采用隨機(jī)組合的方式分成25組，每組3個(gè)音節(jié)，前加引導(dǎo)句。KXY表是語(yǔ)音平衡音節(jié)表，各表中聲母、韻母、聲調(diào)的出現(xiàn)概率均符合漢語(yǔ)普通話日常語(yǔ)流的實(shí)際情況，各表之間有良好的等價(jià)性。其余評(píng)價(jià)指標(biāo)的節(jié)目源采用《聲音質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)用節(jié)目源標(biāo)準(zhǔn)樣品》，該節(jié)目源按照GB 10240制作，是由各種類(lèi)型節(jié)目段組合，借聽(tīng)覺(jué)實(shí)驗(yàn)來(lái)審聽(tīng)電聲產(chǎn)品系統(tǒng)聲音質(zhì)量的有機(jī)整體，節(jié)目源包括語(yǔ)言聲、器樂(lè)、戲曲、自然聲。

由聽(tīng)音人在現(xiàn)場(chǎng)所進(jìn)行的聽(tīng)音評(píng)價(jià)，根據(jù)實(shí)際情況選取合適的音質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)并確定聽(tīng)音評(píng)價(jià)方法，按照相應(yīng)評(píng)價(jià)方法的步驟規(guī)定進(jìn)行主觀聽(tīng)音評(píng)價(jià)，對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到用客觀的量化結(jié)果所表述的聽(tīng)眾主觀感受。在不便進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)評(píng)價(jià)時(shí)，可以采用錄音評(píng)價(jià)方法，在現(xiàn)場(chǎng)播放事先錄制好的高保真評(píng)價(jià)節(jié)目源，用仿真頭模或聲學(xué)頭模進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)錄音，事后在聽(tīng)音室回放進(jìn)行音質(zhì)評(píng)價(jià)。注意仿真頭模或聲學(xué)頭模的擺放位置和高度要與聽(tīng)眾一致。錄音評(píng)價(jià)時(shí)同樣先選取合適的音質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)并確定聽(tīng)音評(píng)價(jià)方法，按照相應(yīng)評(píng)價(jià)方法的步驟規(guī)定進(jìn)行主觀聽(tīng)音評(píng)價(jià)，對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到用客觀的量化結(jié)果所表述的聽(tīng)眾主觀感受。建議的主觀評(píng)價(jià)指標(biāo)如下。

（1）語(yǔ)言清晰度：指的是聽(tīng)眾感到的語(yǔ)言聲的清晰程度，是評(píng)價(jià)聲音呈現(xiàn)系統(tǒng)語(yǔ)言音質(zhì)的主要參量。通常用音節(jié)清晰度主觀評(píng)價(jià)的方法確定，語(yǔ)言清晰度綜合反映觀演空間的響度、混響時(shí)間、聲場(chǎng)分布、反射聲分布和方向性擴(kuò)散等客觀因素對(duì)聽(tīng)覺(jué)的影響。

（2）聲場(chǎng)混響感：指的是聽(tīng)眾在一個(gè)有限的空間內(nèi)聆聽(tīng)一個(gè)有內(nèi)容的聲音時(shí)感受到的與無(wú)限自由空間所不同的一種感覺(jué)，是聽(tīng)感上對(duì)觀演空間混響過(guò)程的主觀感覺(jué)，這個(gè)主觀感受是觀演空間和聲音呈現(xiàn)系統(tǒng)所共同產(chǎn)生的。

（3）親切感：小容積的廳堂有視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)的親切感，臺(tái)上和臺(tái)下易于交流，聽(tīng)眾能感受到節(jié)目中的細(xì)膩感情。對(duì)于一個(gè)安裝了聲音呈現(xiàn)系統(tǒng)的空間，如在里面演奏音樂(lè)聽(tīng)起來(lái)如同在一個(gè)小廳堂里演奏時(shí)的感覺(jué)，可以說(shuō)該聲音呈現(xiàn)系統(tǒng)在此觀演空間有聲學(xué)的親切感。

（4）溫暖感：又稱(chēng)低音感，指的是低音相對(duì)于中頻的活躍度或豐滿度。足夠的低頻混響給人溫暖的感覺(jué)，實(shí)質(zhì)為低音的豐滿度（活度）。溫暖感和觀演空間的低頻特性有關(guān)，音質(zhì)溫暖的觀演空間其低頻混響時(shí)間總是以一定的比例稍高于中高頻的混響時(shí)間。

（5）豐滿度：一般泛指聽(tīng)到的聲音是否豐滿動(dòng)聽(tīng)，主要與混響時(shí)間及其頻率特性有關(guān)。當(dāng)中高頻的混響不足時(shí)，將感到缺乏共鳴或活躍度差。當(dāng)高頻不足時(shí)，將感到聲音不明亮。如果低頻不夠，則感到缺乏低音和聲音不溫暖。

（6）聽(tīng)感聲源寬度：指的是聽(tīng)眾感覺(jué)到的聲源寬度。聽(tīng)感聲源寬度主要由早期反射聲級(jí)決定，如果使聽(tīng)眾聽(tīng)到的聲源寬度比實(shí)際看到的聲源要寬，就會(huì)有空間的感覺(jué)。

（7）聽(tīng)覺(jué)包圍感：指的是聽(tīng)眾感受到的被充滿空間的聲音包圍的感覺(jué)。聽(tīng)覺(jué)包圍感與來(lái)自側(cè)向的不同延時(shí)的近次反射聲能強(qiáng)度和接收點(diǎn)的總聲強(qiáng)的比值有關(guān)。

（8）聲場(chǎng)自然度：指的是聽(tīng)音人在觀演空間所感受到的、或在實(shí)驗(yàn)室通過(guò)雙耳聽(tīng)覺(jué)技術(shù)所感受到的，與所觀賞的劇情描述的場(chǎng)景自然應(yīng)該具有的聲學(xué)特性一致的程度。

（9）總體呈現(xiàn)效果：指的是聽(tīng)眾對(duì)劇場(chǎng)音質(zhì)呈現(xiàn)效果的整體聽(tīng)覺(jué)感受，是前述各音質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)在聽(tīng)眾聽(tīng)覺(jué)上的綜合反映。

7 總結(jié)

除常規(guī)測(cè)試項(xiàng)目，《聽(tīng)覺(jué)呈現(xiàn)系統(tǒng)效果測(cè)試與評(píng)價(jià)》還引入了基于聲學(xué)頭模的雙耳測(cè)試技術(shù)，以及基于聲學(xué)頭模錄音的錄音后評(píng)測(cè)技術(shù)。常規(guī)測(cè)試可以參考已有的標(biāo)準(zhǔn)，但是雙耳測(cè)試與錄音評(píng)測(cè)技術(shù)目前還沒(méi)有可以直接參考的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。筆者在課題研究工作的基礎(chǔ)上，對(duì)雙耳測(cè)試和雙耳錄音可能會(huì)遇到的一些環(huán)節(jié)進(jìn)行了梳理，給出了在實(shí)際測(cè)試和評(píng)價(jià)過(guò)程中的規(guī)范性建議，包括術(shù)語(yǔ)、設(shè)備、方法等。

筆者所提出的規(guī)范性建議不僅對(duì)聽(tīng)覺(jué)呈現(xiàn)系統(tǒng)效果測(cè)試與評(píng)價(jià)具有重要的應(yīng)用作用，還對(duì)其他有可能運(yùn)用到雙耳測(cè)試和雙耳錄音技術(shù)的聲頻技術(shù)領(lǐng)域也具有重要的參考意義，希望本文中所梳理和提出的規(guī)范性可以為將來(lái)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定打下基礎(chǔ)。

[1] 齊娜，孟子厚等. 一種中國(guó)人聲學(xué)頭模，中國(guó)，實(shí)用新型專(zhuān)利，201120555787.X[P]. 2011,12.

[2] 齊娜，孟子厚等. 一種仿真頭模，中國(guó)，實(shí)用新型專(zhuān)利，201120555311.6[P]. 2011,12.

[3] 馮雪飛，齊娜. 基于HRTF主成分分析的頭模結(jié)構(gòu)分析[J]. 電聲技術(shù)，2013（1），66-69.

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[9] 魏鑫, 齊娜. 頭部官能結(jié)構(gòu)對(duì)頭相關(guān)傳輸函數(shù)的影響，2011年聲頻工程學(xué)術(shù)交流會(huì)[C]. 南昌：2011.

[10] 馮雪飛，齊娜. 頭部尺寸及官能結(jié)構(gòu)對(duì)聲源位置感知的影響，2011年聲頻工程學(xué)術(shù)交流會(huì)[C]. 南昌：2011.

[11] 趙偉，孟子厚. 耳廓結(jié)構(gòu)對(duì)聲源方位感知影響的實(shí)驗(yàn)[J]. 電聲技術(shù)，2010（6）.

[12] 孟子厚. 音質(zhì)主觀評(píng)價(jià)的實(shí)驗(yàn)心理學(xué)方法[M]. 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2008.

（編輯 薛云霞）

注：本文內(nèi)容屬于國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“2012BAH38F03-03聽(tīng)覺(jué)呈現(xiàn)系統(tǒng)效果測(cè)試與評(píng)價(jià)”研究成果。

The Standardization for the Test and Evaluation of the Audio Display System

MENG Zi-hou, QI Na
(Communication Acoustic Lab Communication University of China, Beijing 100024, China)

In this paper, on the basis of subject research the standardization problem of the audio display system test

and evaluation is discussed. The specific terminology and definition of correlated parameters are proposed, standardization of the test equipment and methods are discussed, also suggestions on evaluation subject and method are given. Finally, test and evaluation on the stage area and audience area is analyzed.

audio display, objective test, listening evaluation, stage area, audience area

10.3969/j.issn.1674-8239.2015.07.005