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声品质分析之响度、响度级和尖锐度软件免费下载

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传统的声音参数,例如A计权的声级,并不能很好地反映人耳感觉到的声音品质。这里说的声音品质指的是人们听到声音后舒服或不舒服的整体感觉,或者对发出这种声音的设备的声学品质以外的质量的感觉,例如对引擎的功率、结构的稳定性的感觉等等。目前存在多种描述声品质的参数(例如:响度、尖锐度、粗糙度、波动度等等),有的已经有了明确的定义,有的则还没有。已经被标准化的是极个别的参数。究竟某个描述声品质的参数是否有用还需要看被测声音的性质。
1. 声音的响度(Loudness)和响度级(Loudness Level)
声音的响度是描述人耳所感受到的声音强度的主观指标。目前存在不同的响度计算标准,常见的为ISO 532B(DIN45631)标准。这是一个被最广泛接受的适用于稳态声音响度计算的标准。它基于声音的1/3倍频带声级数值来计算。根据声场类别(自由场或扩散场)的不同,响度计算也略有差别。响度的单位是sone,其刻度为线性。当感受到的响度翻倍时,响度数值也翻倍。响度为1 sone相当于响度级40 phons,也即40 dBSPL的1kHz的声音的响度级别。响度级的单位为phon,其刻度为对数。声音的响度级相当于1kHz的声音声级(dBSPL)让人感受到的响度。下图是等响度曲线。

响度和响度级可相互转换。当响度大于1sone时,响度级=40+10log2(响度)。当响度小于1 sone时,响度级=40×(响度+0.0005)^0.35。
2.声音的尖锐度(Sharpness)
声音的尖锐度描述的是与声音的频率成分有关但与声音的响度无关的感觉。它反映的是声音尖锐、频率高、让人不舒服的感觉程度,是声音中的高频能量与总能量之对比。声音的尖锐度也是对人们的这种感觉的线性化描述。总的来说,尖锐度随声音高频分量的增加而增加,随低频分量的增加而减小。尖锐度的单位是acum。以1kHz为中心的带宽为150Hz的60dB窄带信号产生的尖锐度为1ACUM。目前存在不同的尖锐度计算标准,但并无国际标准。常见的是DIN45692标准。
下图是个以1 kHz为主的声音的响度、响度级、尖锐度测量例子,可图可见,其声级为60dBA,响度为4.35 sone, 响度级为61.2 phon, 尖锐度为1.16 ACUM。分析用的软件是Multi-Instrument, 可免费下载 (http://www.multi-tech.cn/MIsetup.exe)。

声品质分析的算法非常复杂,稳态的要考虑人耳的邻近频带的掩蔽效应,非稳态的还要考虑时间上的掩蔽效应。
由于粉噪和白噪的频谱成分分布固定,因此有固定的尖锐度:
(1) 粉噪的尖锐度

(2) 白噪的尖锐度


IP属地:重庆1楼2021-07-04 16:46回复
    大神,响度、响度级、尖锐度测量是在哪里呢,我找了半天没有找到


    IP属地:天津2楼2023-02-01 09:43
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      作为对比下图为HeadAcoutics给出的白噪声的尖锐度。与Multi-Instrument的测量结果一致。

      现在Multi-Instrument版本还添加了Articulation Index (语言清晰度指数)和 Open Articulation Index(扩展语言清晰度指数)测量。语言清晰度指数是用来衡量背景声音对人的语言的干扰程度的,在 ANSI S3.5-1969 和 ANSI S3.5-1997 标准中有其定义。它原本是用来测量语言的隐私程度和通讯系统的有效性的。现在也常用于衡量车辆内部噪声和白色家电的静音程度等。其取值范围为 0%(完全听不清语言)~100%(完全听得清语言)。下图为一白噪声的测量结果。


      IP属地:重庆3楼2023-02-11 04:18
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