什么是声品质- 大数跨境

声学楼论坛

2024-08-20

随着人们生活品质的提高，对在生活过程中使用的各类产品的各种性能指标要求越来越苛刻。另一方面，随着科技的进步，竞争越来越激烈，对产品开发的品质要求越来越高。除了要求产品安全、稳定、可靠之外，对于产品的声品质要求也越来越重视，特别是在家电、汽车等行业。

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声品质的定义

关于声品质的定义，我们通过一个实例来说明这个概念。市面上有三台不同品牌的冰箱ABC，见图1，通过调查发现，冰箱A的声压级最小，也就是噪声最小，最为安静，但市场调研表明使用冰箱A的客户对声音的主观感受最差。而冰箱B和C的声压级相差不大，但从客户对声音的主观感受来判断，冰箱B的声音是让人感受最舒服的，也就是冰箱B的品质认知度最高，冰箱A的品质认知度最差，冰箱C介于二者之间，如图2所示。

图1 三台不同品牌的冰箱ABC

图2 不同的品质认知度

因此，从购买意向来说，肯定绝大多数客户会选择冰箱B。那么，从这里就说明了一个问题：在传统的产品研发过程中，只考虑声音的大与小，无论是测量声压级还是声功率级，都是远远不够的，声音最小并不能代表客户对产品声音的主观感受最满意。换句话说，声音最小的产品并不能令客户满意。因此，在产品的研发阶段除了考虑声音的大与小之外，还需要考虑声音的好与坏。那么，这个例子实际上已经回答了什么是声品质这个概念了。

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在Hugo Fastl和Eberhard Zwicker的经典著作《Psycho-Acuoustics: Facts and Models》（见图3）中写到，被广泛认同的完整的声品质定义首先是由Blauert给出来的：声品质是在特定的技术目标或任务内涵中声音的适宜性。声品质中的“声”并不是指声波这样的一个物理事件，而是指人耳的听觉感受，“品质”是指人耳对声音的听觉感知过程，并最终做出主观判断。

图3 《Psycho-Acuoustics: Facts and Models》封面

在大多数人看来，这个答案可能还不是那么通俗易懂。我们认为声品质是指产品的声音被记录存储、播放被人耳接收以及在大脑里产生主观感受的过程，需要表明客观声学测量、心理声学和主观声学评测三者之间的关系，以及他们各自所属的特征，而这三个方面，心理声学是最重要的，也是最难的。

明白了声品质的定义之后，我们还需要明白一个问题，就是为什么要进行声品质的开发。

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为什么要进行声品质开发

其实通过上面那个冰箱的例子，我们已经回答了为什么要进行声品质开发的一个方面的答案：即客户对产品的声品质的满意程度非常重要。传统的声学客观评价指标已不能满足产品开发的要求，必须要考虑产品的声品质评价指标才能提升产品的竞争力。

再举一个例子，当你想买车的时候，你肯定会去试驾一下车辆，坐进这辆车的第一件事就是开关车门，将车窗玻璃升上去。如果关门声品质很差，车窗玻璃上升过程毫无力感，刺耳，还有变频声等，那么，你的第一感觉就会使你失去对这辆车的兴趣，更不要谈购买了。

所以，客户对声品质的满意程度是驱动声品质开发的原因之一。除此之外，声品质还是品牌强有力的标识。下面是4辆不同品牌的车，让我们来听一听这些车的声音所代表的主观感受。最上面是奥迪R8跑车，从这个发动机的声音就可以听出来它的运动感十足，开这辆车会使你特别兴奋，获得极大的速度满足感。接下来是Honda，它的声音会让人觉得奢华，有面。再往下是Nissan Leaf纯电动车，它的声音更多体现的是一种前卫感，那么，它的目标用户群可能是年轻人。最下面是大众汽车，它的关门声品质体现的是一种质量感，表明这个品牌的车质量非常不错。

颜色可以是一个产品的标识，同样的道理，声音也是一个产品强有力的标识。记得NOKIA早期手机的铃声令我印象特别深刻，截止到目前为止，我不使用这个品牌的手机已有10多年了，但是这个品牌的铃声至今还令我记忆犹新，这恰恰说明了这个手机品牌的声音完美地诠释了声品质的重要性：令我过了十几年，对它还记忆犹新。既然声品质这么重要，那么，怎样进行声品质开发呢？

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怎样进行声品质开发

在这以一个实例来介绍声品质开发的大致过程。例如，某款电动汽车想在不同的工况下分别表现出“奢华性”、“运动性”、“稳健性”等声品质特性，就需要进行声品质研究，整个开发流程大致如下：

调试不同的电机参数，正确采集特定工况下的相关声音数据；
将声音数据转化为音频文件，并进行相应的处理，如裁剪成特定长度，然后设计听审流程，并组织一定数量的目标用户（最好是有产品实际使用经验的目标用户人群）执行听审测试，得到表征实际使用情况的主观评测结果；
另一方面，对声音数据进行相关的声品质客观度量指标的分析，如响度、尖锐度、波动度、粗糙度等；

这些单一维度的客观度量指标并不能反映出听审测试中，人们对声音的主观评价结果，如“奢华”、“运动感十足”、“强劲有力”等声品质特性。因此，需要将这些客观度量指标与主观评价结果结合起来，形成通过组合多个维度（一个客观度量指标为一个维度）的客观度量指标来反映这个主观评价结果，这一过程就是相关性分析。

相关性分析就是要找出与主观评价结果有紧密相关（线性或非线性）的客观度量指标（一个或多个）；
利用线性或非线性回归，以及多元线性回归分析等拟合出主观评价结果与一个或多个客观度量指标之间的数学关系（即新的度量指标，也称为黄金公式）。
整合多个声品质度量指标的数学关系，开发出多维度度量指标体系，搭建起评估模型；
通过鲁棒性分析验证模型的准确性。

最终建立起客观度量指标和特定的主观感受之间的复杂可靠的联系，进而也就实现了对将来新开发的产品声品质的可靠预测，最终实现提升产品声品质目的，它们的关系如图4所示。

图4 声品质开发的关系

通过相关性分析得到的某个主观评价结果与一个或多个客观度量指标之间的数学关系仅适用于这个产品在这个工况下运行得到的主观评价，并不适用其他工况。

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开发过程面临的挑战

在声品质的开发过程中，存在一个期望结果，另外还有一个实际开发结果。如果声品质开发结果S大于期望值E，那么，声音是令客户满意的，即使二者相等，客户也是满意的，但如果开发结果低于期望值，那么这个产品肯定是不会让客户满意的，见图5。在声品质开发过程中，应尽量避免出现第三种情况。要实现前面两种情况，面临着巨大的挑战。

图5 声品质开发结果的三种情况

声品质开发分为若干步，每一步都会面临相应的挑战。首先是正确采集声音文件，这要求满足三个方面的原则，即采集声音文件时产品的使用环境、运行工况与消费者使用的情况相同，另外测量位置与消费者人耳位置高度相同。除此之外，采集时的其他方面也要额外考虑，如车辆的关门声开发时，要考虑关门的速度与力度等。要满足这些条件是声音文件采集所面临的挑战。

采集正确的声音文件之后，要设计并执行听审测试，我们知道主观评价结果取决于参与听审者的年龄、性别、社会认识、阅历、情感与所处环境等因素，对同一个声音，不同的人会得到不同、甚至完全相反的主观评价结果。能获得满足要求的主观评价结果是这一阶段所面临的挑战。

第三个步骤是对声音文件进行客观分析，分析出多个单一维度的客观度量指标，这些单一维度的客观度量指标并不能反映出听审测试中，人们对声音的主观评价结果，如“奢华”、“运动感”、“前卫”等声品质特性。就需要将这些客观度量指标与主观评价结果结合起来，通过回归分析，形成通过组合多个维度的客观度量指标来评价主观评价结果。在这一过程中，到底要选用哪几个客观度量指标、选用平均值还是最大值等来搭建评估模型是声品质开发过程中面临的最大挑战。

内容来源：模态空间

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