音频基础及测试应用

一、音频测试基础

    音频测试主要是进行终端到终端的语音质量方面的测试，客观有效的发现语音质量问题，通过量化的参数来反映问题，如：通话噪音、通话回音、通话失真、通话响度等。

1. 声音基本概念

    声场：特定空间范围内，任何一点上空气密度的变化。可以分为自由声场、扩散声场、半自由声场。

    声波：振动在介质（如空气）中的传播。

    声功率：声源在单位时间内所辐射的总的声能量。

   声波频率：单位，HZ。

人耳能听到的频率：20Hz ~ 20k Hz

人语音的频率一般在几十~4000Hz左右，唱歌时更高

频率越高，则声音的音调越高。

   声波传播速度： 344m/s(常温)

   声压：由声波引起，局部空气产生稠密或稀疏，压强的变化。即当前点的绝对气压减去恒定大气压。

   声压级（SPL）：某声压与参考声压的比值，取以10为底的对数，再乘以20，结果以分贝表示。

声源名称 声压级（dB）

正常人耳能听到的最弱声音 0

郊区静夜 20

耳语 40

相隔1米处讲话 60

高声讲话 80

织布车间 100

柴油机 120

喷气机起飞 140

导弹发射 160

核爆炸 180

响度：人耳对声音响轻的主观反应。

响度与振幅有关，振幅越大，声压越大则响度也大。但人耳对不同频率的声波，听觉灵敏度是不同的。

对较低和较高的频率相对于中频稍微不敏感，对2~5KHz的声音最敏感。

响度级：将一个声音与1000Hz的纯音作比较，当两者听感一样响时，这个1000Hz纯音的声压级数值就是该声音的响度级。

掩蔽：两个声音同时呈现时，一个声音因受到另一个声音影响而减弱的现象。

哈斯效应：当两个声音发生时间超过50ms时，听觉上感到有回声，也叫优先效应。

失真：输入信号与输出信号在幅度比例关系、相位关系及波形形状产生变化的现象。主要包括线性失真和非线性失真，还有编解码时会出现量化失真。

线性失真：信号频率分量间幅度和相位关系的变化，仅出现波形的幅度及相位失真，这种失真的特点是不产生新的频率分量。

非线性失真：信号波形发生了畸变，并产生了新的频率分量的失真。

包括：谐波失真、互调失真、瞬态失真等。

2. 声学测试基本仪器

1）人工耳：声耦合器和测量声压用的己校准的传声器的组合体，在规定的频带内，其声阻抗与平均人耳的总声阻搞接近。

耳参考点（ERP)：ear Reference point 在耳道入口处定位的一点。

耳鼓参考点（DRP）：Drumhead Reference Point 在耳鼓膜处定位的一点。

2）人工嘴：装有扬声器的闭合容器，其发声的方向性和辐射图形与平均人嘴讲话相似。

嘴参考点（MRP): Mouth reference Point 在人工嘴的唇位轴向正前方25mm处的点。

3）校准器：对MIC及人工耳进行校准用，现在使用1000Hz 10Pa声压即114dB音源进行校准。常用的也有94dB的声压校准器。

4）麦克风：对声音进行采集并转化为电信号，根据方向性（指麦克风对不同角度入射的声波的回应）可以分为自由场和压力场MIC。

自由场可以测试自由空间声音（距离远、声源多）如环境噪音测试。

压力场可以测试比较单一近距离声音如管内声音。

5）噪音计：主要进行声压级测量。

LRGP：响度评定保换环位置，在音频测试中大部分测试项目基本在这个位置进行测试，此位置，人工嘴及人工耳位置固定，不能变动。

只针对非免提状态情况下。