層次分析法的電子音樂(lè)音質(zhì)評(píng)估模型

梁惠恩

摘 要：為準(zhǔn)確評(píng)估電子音樂(lè)音質(zhì)，提出了基于層次分析法的電子音樂(lè)音質(zhì)評(píng)估模型。首先將電子音樂(lè)音質(zhì)評(píng)估作為目標(biāo)層，將聲源特性、信號(hào)特征、聲場(chǎng)特性、聽(tīng)覺(jué)特性和立體感作為準(zhǔn)則層，將十音質(zhì)評(píng)估元素作為方案層，從而電子音樂(lè)音質(zhì)評(píng)估指標(biāo)體系結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)各層次間元素的從屬關(guān)系或并列關(guān)系，構(gòu)建電子音樂(lè)音質(zhì)判斷矩陣，通過(guò)判斷矩陣的最大特征值歸一化后特征向量分量，獲取電子音樂(lè)音質(zhì)評(píng)估指標(biāo)體系各層元素的權(quán)重，最后采用電子音樂(lè)音質(zhì)評(píng)估元素權(quán)重和專家評(píng)分，得到電子音樂(lè)音質(zhì)評(píng)估結(jié)果。仿真測(cè)試結(jié)果表明，這種方法能獲取各電子音樂(lè)音質(zhì)評(píng)估元素對(duì)音質(zhì)的影響權(quán)重，得到準(zhǔn)確的電子音樂(lè)音質(zhì)評(píng)估結(jié)果。

關(guān)鍵詞：層次分析法; 電子音樂(lè); 音質(zhì)評(píng)估; 指標(biāo)體系; 判斷矩陣; 權(quán)重

中圖分類號(hào)： TM933

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： 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

音樂(lè)藝術(shù)逐漸從獨(dú)立音樂(lè)元素發(fā)展為多元化的融合藝術(shù)，電子音樂(lè)是集科學(xué)技術(shù)與音樂(lè)藝術(shù)為一體的新型音樂(lè)類型，逐漸成為世界流行趨勢(shì)下音樂(lè)領(lǐng)域不可或缺的角色。

電子音樂(lè)不斷發(fā)展逐漸成為一個(gè)龐大的電子音樂(lè)體系，且隨著手機(jī)、音序器、電子樂(lè)器和錄音設(shè)備等的逐漸普及和快速發(fā)展，使電子音樂(lè)體系中樂(lè)器逐漸增多。電子音樂(lè)音質(zhì)評(píng)估是評(píng)估電子音樂(lè)制作優(yōu)劣程度的重要指標(biāo)，當(dāng)前存在多種電子音樂(lè)音質(zhì)評(píng)估方法[1]，如基于灰色關(guān)聯(lián)度的電子音樂(lè)音質(zhì)評(píng)估法和基于殘差平方和的電子音樂(lè)音質(zhì)評(píng)估法，采用灰色關(guān)聯(lián)度法評(píng)估電子音樂(lè)音質(zhì)僅能得到影響電子音樂(lè)音質(zhì)因素間關(guān)聯(lián)度，無(wú)法得到各因素對(duì)電子音樂(lè)音質(zhì)影響程度;采用殘差分析電子音樂(lè)音質(zhì)評(píng)估是要找到待評(píng)估電子音樂(lè)音質(zhì)與參考音質(zhì)的相似度，通常需計(jì)算待評(píng)估電子音樂(lè)音質(zhì)與參考音質(zhì)間指標(biāo)的殘差以及所有指標(biāo)的殘差平方和，通過(guò)計(jì)算音質(zhì)相似程度評(píng)估電子音樂(lè)音質(zhì)結(jié)果誤差較大。

層次分析法是將決策問(wèn)題按總目標(biāo)、評(píng)估準(zhǔn)則和具體方案分解為不同層次結(jié)構(gòu)[2，3]，采用計(jì)算判斷矩陣特征向量方法，得到各層元素相對(duì)上層某元素的權(quán)重，根據(jù)權(quán)重判斷各因素對(duì)目標(biāo)評(píng)估重要性。本文采用層次分析法評(píng)估電子音樂(lè)音質(zhì)，將影響電子音樂(lè)音質(zhì)的多種元素分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和方案層，計(jì)算方案層各電子音樂(lè)音質(zhì)影響元素在不同準(zhǔn)則及總目標(biāo)下的權(quán)重，根據(jù)該權(quán)重計(jì)算目標(biāo)層電子音樂(lè)音質(zhì)得分，評(píng)估電子音樂(lè)音質(zhì)。

1 電子音樂(lè)音質(zhì)評(píng)估

1.1 基于層次分析法的電子音樂(lè)音質(zhì)評(píng)估指標(biāo)體系

為實(shí)現(xiàn)評(píng)估電子音樂(lè)音質(zhì)的目標(biāo)，結(jié)合電子音樂(lè)音質(zhì)特點(diǎn)，將電子音樂(lè)音質(zhì)評(píng)估分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和方案層三層次，且上層次元素支配下層元素[4，5]。目標(biāo)層A為電子音樂(lè)音質(zhì)，準(zhǔn)則層B包括電子音樂(lè)音質(zhì)聲源特性、音響器材的信號(hào)特征、聲場(chǎng)特性、聽(tīng)覺(jué)特性和立體感評(píng)估指標(biāo)，準(zhǔn)則層中各指標(biāo)又細(xì)分多個(gè)音質(zhì)影響元素，即構(gòu)成方案層，基于層次分析法的電子音樂(lè)音質(zhì)評(píng)估指標(biāo)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

音源特性是電子音樂(lè)的主要特點(diǎn)，是評(píng)估電子音樂(lè)音質(zhì)優(yōu)劣的關(guān)鍵指標(biāo)，可從電子音樂(lè)的聲壓、頻率、頻譜以及響度評(píng)估電子音樂(lè)音質(zhì);音響器材信號(hào)特征影響電子音樂(lè)的失真度、立體分辨度、信噪比以及瞬時(shí)特性，電子音樂(lè)失真會(huì)出現(xiàn)聲音發(fā)硬、發(fā)炸結(jié)果，嚴(yán)重影響電子音樂(lè)品質(zhì)[6-8]，且信噪比越高電子音樂(lè)含有噪聲越大，因此從以上幾點(diǎn)評(píng)估電子音樂(lè)音質(zhì);聽(tīng)覺(jué)特性影響電子音樂(lè)音質(zhì)從可聽(tīng)范圍和聽(tīng)感分析，聽(tīng)感范圍是電子音樂(lè)的聲音傳播范圍，傳播越廣說(shuō)明電子音樂(lè)音質(zhì)越好;電子音樂(lè)立體感從電子音樂(lè)的人耳感知聲音的方向感和層次感評(píng)估電子音樂(lè)質(zhì)量[9]。

1.2 構(gòu)建判斷矩陣與一致性檢驗(yàn)

根據(jù)圖1所示的電子音樂(lè)音質(zhì)評(píng)估指標(biāo)體系結(jié)構(gòu)得到各層次間元素的從屬關(guān)系或并列關(guān)系，據(jù)此構(gòu)建電子音樂(lè)音質(zhì)判斷矩陣。判斷矩陣是層次中元素的兩兩相對(duì)重要性比較矩陣，相對(duì)重要性比較常采用兩兩比較法，采用表1所示的1～9標(biāo)度法對(duì)兩元素成對(duì)比較。

3 總結(jié)

采用層次分析法評(píng)估電子音樂(lè)音質(zhì)將影響電子音樂(lè)音質(zhì)的多種元素劃分成不同層次，兩兩比較不同層次中元素相對(duì)重要程度，并計(jì)算不同元素對(duì)電子音樂(lè)音質(zhì)影響權(quán)重，將該權(quán)重與專家評(píng)估結(jié)合評(píng)估電子音樂(lè)音質(zhì)，層次評(píng)估法從不同元素評(píng)估電子音樂(lè)音質(zhì)優(yōu)劣，使得到的音質(zhì)評(píng)估結(jié)果更全面。

參考文獻(xiàn)

[1] 宋擁民. 1446座交響音樂(lè)廳音質(zhì)設(shè)計(jì)與評(píng)估[J]. 聲學(xué)技術(shù)， 2016， 35（5）：442-447.

[2] 溫翠紅， 章兢， 程凡永. 基于DAG-LDM的手寫(xiě)音樂(lè)符號(hào)分類[J]. 電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào)， 2016， 30（5）：764-771.

[3] 李海燕， 王程程， 徐寧，等. 基于混合碼書(shū)映射的高效語(yǔ)音轉(zhuǎn)換方法[J]. 數(shù)據(jù)采集與處理， 2016， 31（3）：512-524.

[4] 薛董敏， 趙志華. 融合Fisher判別分析與波動(dòng)序列的音樂(lè)推薦方法[J]. 計(jì)算機(jī)科學(xué)與探索， 2017， 11（8）：1314-1323.

[5] 胡川， 孟祥武， 張玉潔，等. 一種改進(jìn)的偏好融合組推薦方法[J]. 軟件學(xué)報(bào)， 2018， 29（10）：272-291.

[6] 張維維， 陳喆， 殷福亮，等. 復(fù)調(diào)音樂(lè)主旋律提取方法綜述[J]. 電子學(xué)報(bào)， 2017， 45（4）：1000-1011.

[7] 王蒙蒙， 關(guān)欣， 李鏘. 基于魯棒音階特征和測(cè)度學(xué)習(xí)SVM的音樂(lè)和弦識(shí)別[J]. 信號(hào)處理， 2017， 33（7）：943-952.

[8] 王漢熙， 陳沖， 張衍平. “互聯(lián)網(wǎng)+數(shù)字音樂(lè)”面臨的關(guān)鍵技術(shù)[J]. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)， 2017， 39（3）：97-102.

[9] 張鍵鋒， 王勁. 基于文本挖掘與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的音樂(lè)風(fēng)格分類建模方法[J]. 電信科學(xué)， 2015， 31（7）：80-85.

[10] 張耀天， 張旭成， 賈明順，等. 基于層次分析法的自適應(yīng)決策評(píng)估方法[J]. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)， 2016， 42（5）：1065-1070.

（收稿日期： 2019.10.30）