孟子厚，齊 娜

（中國傳媒大學(xué)傳播聲學(xué)研究所，北京 100024）

聽覺呈現(xiàn)系統(tǒng)效果測試與評價的規(guī)范性

孟子厚，齊 娜

（中國傳媒大學(xué)傳播聲學(xué)研究所，北京 100024）

對聽覺呈現(xiàn)系統(tǒng)效果測試與評價的規(guī)范性問題進(jìn)行討論和建議，提出了特定術(shù)語和參數(shù)的定義，討論了測試設(shè) 備和方法的規(guī)范化，建議對評價人員和評價方法的規(guī)范化要求，對舞臺區(qū)和觀眾區(qū)的測試與評價做了分析和建議。

聽覺呈現(xiàn)；客觀測試；聽音評價；舞臺區(qū)；觀眾區(qū)

國家科技支撐計劃項(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)開展，其中“聽覺呈現(xiàn)集成技術(shù)及系統(tǒng)”作為此項(xiàng)目的一個主要業(yè)務(wù)模塊，解決的關(guān)鍵問題是完整地實(shí)現(xiàn)舞臺區(qū)和觀眾區(qū)的聽覺呈現(xiàn)效果，使現(xiàn)場觀眾、演員等多方面都獲得較高的滿意度。通過建筑聲學(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)境下的聽覺效果呈現(xiàn)控制系統(tǒng)，保障聽覺效果呈現(xiàn)的實(shí)時控制，實(shí)現(xiàn)聽覺呈現(xiàn)系統(tǒng)與舞臺綜合效果整裝系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)配及協(xié)同控制等功能。

圖1 演出效果聽覺呈現(xiàn)系統(tǒng)技術(shù)路線

圖1是演出效果聽覺呈現(xiàn)集成技術(shù)與系統(tǒng)的技術(shù)路線。聽覺呈現(xiàn)集成技術(shù)與系統(tǒng)由三個模塊作為支撐，包括舞臺和觀眾區(qū)聽覺呈現(xiàn)設(shè)備的智能化控制技術(shù)、觀演場所的聲場仿真和擴(kuò)聲系統(tǒng)仿真、聽覺呈現(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。而其中的聽覺呈現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)是基礎(chǔ)技術(shù)，沒有可靠、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。

聽覺呈現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)包括系統(tǒng)參數(shù)的測試、電聲參數(shù)的測試、音質(zhì)的主觀評價等。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 了聽覺呈現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)的核心是采用聲學(xué)頭模的聲場測量和錄音評價技術(shù)，這項(xiàng)核心技術(shù)的研究涉及三個方面。

（1）聲學(xué)頭模的研制

依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制作反映中國成年人生理尺寸的聲學(xué)頭模，對該人工頭模進(jìn)行測量和聲學(xué)特性分析。課題承擔(dān)單位根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2428-1998設(shè)計制作了一個用于前期研究的成年男性頭模，并對其HRTF函數(shù)進(jìn)行了測量分析和聽感對比。結(jié)果表明，聲學(xué)頭模較好地代表了中國人成年男性受試者的頭部生理尺寸。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計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)頭模的舞臺聲場客觀測量及主觀評測技術(shù)

傳統(tǒng)的舞臺支持度不足以用來描述現(xiàn)代由擴(kuò)聲設(shè)備和舞臺環(huán)境所共同構(gòu)成的舞臺聲音呈現(xiàn)系統(tǒng)的聲學(xué)效果。舞臺上的聲場效果主要服務(wù)于舞臺上的表演者，使其在視聽兩方面都置身于藝術(shù)場景所對應(yīng)的真實(shí)場景之中，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，舞臺上的聲場測量和音效評價的核心是“聲場自然度”和舞臺上真實(shí)與虛擬聲源的“方位感”。聲學(xué)頭模上的四個聲道以及擬人的雙耳錄音系統(tǒng)，提供了對自然度和方位感進(jìn)行測量和評價的可能性。

（3）基于聲學(xué)頭模的觀眾區(qū)聲場客觀測量及主觀評測技術(shù)

觀眾區(qū)更關(guān)注的是聲場的音質(zhì)效果，而不是聲像是否發(fā)生畸變?；祉懜小鼑?、空間感等主觀聽感可以用四聲道聲學(xué)頭模系統(tǒng)在現(xiàn)場測量得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行客觀評測。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，需要對不同位置觀眾座席區(qū)的聲場效果進(jìn)行同步分析?？紤]實(shí)際上測量和現(xiàn)場聽音試驗(yàn)的可行性，可以利用聲學(xué)頭模雙耳錄音系統(tǒng)在不同位置分時進(jìn)行測量和錄音，進(jìn)行后處理和后評價。

效果測試與評價是舞臺聽覺呈現(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價。筆者在前期研究的基礎(chǔ)上對聽覺呈現(xiàn)系統(tǒng)測試與評價的規(guī)范性進(jìn)行了討論和梳理，以利于在系統(tǒng)集成調(diào)試時的協(xié)調(diào)，同時對此類測試與評價技術(shù)的規(guī)范性的討論有益于相關(guān)劇場聲學(xué)效果的評測。

1 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與文件

對聽覺集成系統(tǒng)進(jìn)行測試和評價可以直接引用的標(biāo)準(zhǔn)目前還沒有，和聲學(xué)測試、電聲設(shè)備測試、音質(zhì)評價有關(guān)的一些國家標(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。

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

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

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

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

GB/T 3947-1996 聲學(xué)名詞術(shù)語

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

SJ/T 10724—1996 測試電容傳聲器通用技術(shù)條件

GB/T 3785 電聲學(xué) 聲級計

GB/T 2428-1998 中國成年人頭面部尺寸

GB 10000-88 中國成年人人體尺寸

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

GB/T 20441.3-2010 電聲學(xué)測量傳聲器第3部分：采用互易技術(shù)對實(shí)驗(yàn)室 標(biāo)準(zhǔn)傳聲器的自由場校準(zhǔn)的原級方法

（3）室內(nèi)聲學(xué)的測量標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 50076-2013 室內(nèi)混響時間測量規(guī)范

GB/T 4959-2011 廳堂擴(kuò)聲特性測量方法

GB/T 9396-1996 揚(yáng)聲器主要性能測試方法

GB/T 15508—1995 聲學(xué) 語言清晰度測試方法

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

（4）聽音試驗(yàn)和音質(zhì)評價的標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 28047-2011 廳堂、體育場館擴(kuò)聲系統(tǒng)聽音評價方法

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

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

其中，常規(guī)測試與音質(zhì)評價的有關(guān)方法和規(guī)定可以參考《音質(zhì)主觀評價的實(shí)驗(yàn)心理學(xué)方法》[12]，另外，《演出用專業(yè)音響設(shè)備音質(zhì)主觀評價方法》是文化部已經(jīng)立項(xiàng)的標(biāo)準(zhǔn)編制項(xiàng)目，目前正在編制過程中，這個標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容對聽覺呈現(xiàn)系統(tǒng)的評價也將會有很高的參考性。

2 術(shù)語與參數(shù)定義

一般性的專業(yè)術(shù)語采用上章中相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的定義。在聽覺呈現(xiàn)系統(tǒng)集成技術(shù)的測試和評價中需要特別規(guī)定的術(shù)語和參數(shù)定義如下。

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

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

（3）觀眾區(qū)（Audience area）：舞臺表演的觀賞者所處的區(qū)域。對于中心式舞臺，包括環(huán)繞舞臺四周的所有觀眾席位。

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

（ 5 ） 雙 耳 測 試 技 術(shù) （ Binaural testing technology）：利用仿真頭?；蚵晫W(xué)頭模進(jìn)行測試的、反映人的雙耳聽覺感受的現(xiàn)場測試技術(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)可以是個性化的，也可以是統(tǒng)計平均的。

（7）聲學(xué)頭模（Acoustic head）：省卻了與聽覺感知無關(guān)的頭部和面部細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)的人頭模型，在雙耳聽覺技術(shù)和雙耳測試技術(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)際的聽覺感知場景中雙耳聽覺感知與單點(diǎn)測量或單耳（單通道）聽覺的差異，并對常規(guī)的清晰度指標(biāo)進(jìn)行了雙耳修正或綜合的結(jié)果。

（9）雙耳空間感評價（Evaluation of binaural spatial sense）：考慮了實(shí)際的雙耳聆聽方式的空間感評價。通常由聽音人在現(xiàn)場進(jìn)行評價，或利用雙耳（全息）聽覺技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的評價。

（10）聽感聲源寬度（Apparent source width）：不受視覺干擾的條件下，純粹由聽覺感知到的聲源的寬度。

（11）聽覺包圍感（Auditory envelopment）：不受視覺干擾的條件下，純粹由聽覺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）：由雙耳聽力正常的聽音者在現(xiàn)場，或在實(shí)驗(yàn)室利用雙耳聽覺技術(shù)，所感受到的混響感。

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

（14）舞臺支持度（Stage index）：舞臺上的聲場效果對表演者行為聽覺的支持程度。在客觀測量上可以用表演者位置處室內(nèi)脈沖響應(yīng)20 ms～100 ms之間的早期聲能來衡量。早期聲能越大，舞臺支持度越好。

（15）現(xiàn)場評價（Evaluation on site）：由聽音人在劇場現(xiàn)場所進(jìn)行的聽音評價，包括舞臺區(qū)的現(xiàn)場評價和觀眾區(qū)的現(xiàn)場評價。

（16）錄音評價（Evaluation by recording）：在現(xiàn)場進(jìn)行錄音，事后在實(shí)驗(yàn)室向聽音人回放所進(jìn)行的聽音評價。

3 測試設(shè)備與測試方法的規(guī)范性

測試設(shè)備包括通用測試設(shè)備和雙耳測試設(shè)備，測試方法按照直接測試和間接測試分類。通用測試設(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 雙耳測試設(shè)備

雙耳測試設(shè)備目前還沒有可以參考的規(guī)范，在此對雙耳測試設(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)的聽覺仿真模型。它的尺寸和特征是根據(jù)一定人群的統(tǒng)計平均結(jié)果或按照某個特定的人而設(shè)計的。圖2為可采用的Bhead型仿真頭模，它是按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2428-1998《中國成年人頭面部尺寸》設(shè)計制作的，具有頭部的精細(xì)結(jié)構(gòu)，符合中國人的平均生理參數(shù)。仿真頭模具有一個簡化的肩部，裝配有標(biāo)準(zhǔn)耳廓。

（2）聲學(xué)頭模

建議用于雙耳測試的聲學(xué)頭模為上下不對稱的橢球結(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)計得到的仿真耳廓稱為標(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400名中國成年人男女耳廓形態(tài)結(jié)構(gòu)統(tǒng)計調(diào)查的基礎(chǔ)上，選取最典型的耳廓結(jié)構(gòu)設(shè)計而成的平均耳。標(biāo)準(zhǔn)耳廓帶有仿真耳道，耳道長27 mm，直徑7 mm。

（4）輔助通道

指除了左右兩耳處的主測試通道外，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

安裝于雙耳測試的頭模上的傳聲器應(yīng)為壓力場型傳聲器。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，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聲場的物理特性進(jìn)行精細(xì)的測量和分析。

（7）模擬軀干

圖2 仿真頭模（Bhead210）

圖4 中國成年人平均結(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，需符合中國人平均軀干尺寸。用于需要考慮人體軀干對到達(dá)雙耳聲波的影響的測量中。圖5是供參考的軀干模型，其尺寸符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB 10000-88《中國成年人人體尺寸》。

（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（人坐下時的雙耳平均高度）。支架不宜過粗且支架上不應(yīng)有明顯的遮擋物或反射面，影響聲波傳遞到雙耳。

3.2 測量方法

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

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

4 聽音人員與評價方法的規(guī)范性

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

（1）聽音員組的組成

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

（2）聽音員的聽力

聽音員應(yīng)同時滿足以下條件：

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

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

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

④聽音員應(yīng)具有臨場聽音的經(jīng)驗(yàn)，包括有擴(kuò)聲和無擴(kuò)聲的現(xiàn)場演出；

⑤聽音員應(yīng)對音樂基礎(chǔ)知識有一定的了解，但在音樂風(fēng)格上不應(yīng)有任何偏好；

⑥經(jīng)常參加聽音試驗(yàn)的聽音員應(yīng)定期進(jìn)行聽力檢查，并定期觀看現(xiàn)場音樂演出。

（3）聽音評價的節(jié)目源

在專業(yè)音響設(shè)備的聽音試驗(yàn)中，沒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。評價節(jié)目源的選取應(yīng)根據(jù)所評價設(shè)備的音質(zhì)屬性來確定，聽音節(jié)目一般由多種不同的素材組成，并能充分反映被評價設(shè)備的音質(zhì)屬性。宜由一些有經(jīng)驗(yàn)的聽音員來選擇典型節(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）清晰度評價詞表

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

（5）音質(zhì)評價節(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)量主觀評價用節(jié)目源標(biāo)準(zhǔn)樣品》中的節(jié)目作為聽覺呈現(xiàn)系統(tǒng)音質(zhì)主觀評價的典型節(jié)目源。

（6）空間感評價節(jié)目源

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

（7）聽音評價方法

主觀音質(zhì)評價的目的是獲得被評價設(shè)備的某個音質(zhì)屬性在聽覺心理上的尺度。聽音組對特定設(shè)備的音質(zhì)屬性的心理尺度是一個服從正態(tài)分布的隨機(jī)變量。主觀音質(zhì)評價的基本要求是設(shè)計成可控的統(tǒng)計試驗(yàn)。評價尺度由對評價數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理得到。在保證評價的可信度和有效性的前提下，可以根據(jù)具體的評價任務(wù)設(shè)計不同的評分方法。在聽覺呈現(xiàn)系統(tǒng)的評價適用范圍內(nèi)，宜采用的常用評分方法為：等級評定法、成對比較法、尺度估計法[12]。

5 舞臺區(qū)的測試與評價

除常規(guī)測試與評價外，舞臺區(qū)需要特別規(guī)定的測試和評價參數(shù)有舞臺支持度、舞臺區(qū)聲音呈現(xiàn)系統(tǒng)的方向性、舞臺區(qū)的聲音清晰度、舞臺區(qū)的聲場自然度、舞臺區(qū)的反映及時性等。這些參數(shù)和指標(biāo)的測試與評價建議采用以下的規(guī)定。

（1）舞臺支持度

測點(diǎn)的布置包括舞臺的前、中、后、左、右，不得少于5個點(diǎn)。舞臺區(qū)聲音呈現(xiàn)系統(tǒng)頻響特性測量應(yīng)在舞臺區(qū)域和演奏者可能出現(xiàn)的區(qū)域選擇多個位置放置聲源進(jìn)行測試。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。舞臺主要活動區(qū)均勻布置的傳聲器測點(diǎn)不宜少于2個。

（2）舞臺區(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)，對各測量點(diǎn)進(jìn)行聲能流測量，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）舞臺區(qū)語言清晰度評價

指的是在劇場舞臺區(qū)域感受到的語言聲的清晰度可懂程度。舞臺區(qū)語言清晰度評價方法參考GB/T15508—1995《聲學(xué) 語言清晰度測試方法》。

（4）舞臺區(qū)聲場自然度評價

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

（5）舞臺區(qū)反應(yīng)及時性評價

指的是聽眾感受到的舞臺演藝人員的反應(yīng)與劇場音響效果之間的同步情況。舞臺區(qū)反應(yīng)及時性與舞臺支持度有關(guān)。

在舞臺區(qū)的評價中，評價素材可以直接采用《聲音質(zhì)量主觀評價用節(jié)目源標(biāo)準(zhǔn)樣品》，該節(jié)目源包括語聲、器樂、戲曲、自然聲等不同類型的節(jié)目段組合。也可按照GB 10240制作符合舞臺聲場特性的評價素材?？梢圆捎矛F(xiàn)場評價或錄音評價的方法?，F(xiàn)場評價按照聽音評價方法的步驟規(guī)定進(jìn)行，評價結(jié)束后對評價結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析，得到用客觀的量化結(jié)果所表述的聽眾主觀感受。錄音評價時在現(xiàn)場播放事前錄制好的高保真評價節(jié)目源，用仿真頭模或聲學(xué)頭模進(jìn)行現(xiàn)場錄音，事后在聽音室回放進(jìn)行音質(zhì)評價。注意仿真頭模或聲學(xué)頭模的擺放位置和高度符合舞臺區(qū)演藝人員的實(shí)際情況。

6 觀眾區(qū)的測試與評價

除觀演場所的常規(guī)測試外，對聲音呈現(xiàn)系統(tǒng)在觀眾區(qū)呈現(xiàn)效果的測試和評價建議包括空間聲能流測試、側(cè)向聲能比測試、早后期聲能比測試、雙耳聲學(xué)參數(shù)測試、以及必要的主觀音質(zhì)評價參數(shù)。測試和評價過程中的具體建議如下。

6.1 客觀參數(shù)測試

（1）空間聲能流方向分布

測量時，可以采用一對聲強(qiáng)探頭對空間坐標(biāo)軸上3個方向分別進(jìn)行聲強(qiáng)測量，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個頂點(diǎn)上，同步采集信號，并對4支傳聲器測量信號兩兩之間作互譜，得到各個棱邊方向的聲強(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)的來自側(cè)向的早期反射聲與來自各方向總聲能之比。測試需要有1個全指向聲源、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數(shù)為早后期聲能比。測量采用全指向揚(yáng)聲器和全指向性傳聲器進(jìn)行。

（4）雙耳語言傳輸指數(shù)（Bi-STI）

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

（5）雙耳混響時間

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

6.2 主觀評價

在進(jìn)行聽音試驗(yàn)和主觀評價時，語言清晰度評價節(jié)目源采用漢語清晰度測試音節(jié)表——KXY表。KXY表共10張，每表75個音節(jié)，朗讀時采用隨機(jī)組合的方式分成25組，每組3個音節(jié)，前加引導(dǎo)句。KXY表是語音平衡音節(jié)表，各表中聲母、韻母、聲調(diào)的出現(xiàn)概率均符合漢語普通話日常語流的實(shí)際情況，各表之間有良好的等價性。其余評價指標(biāo)的節(jié)目源采用《聲音質(zhì)量主觀評價用節(jié)目源標(biāo)準(zhǔn)樣品》，該節(jié)目源按照GB 10240制作，是由各種類型節(jié)目段組合，借聽覺實(shí)驗(yàn)來審聽電聲產(chǎn)品系統(tǒng)聲音質(zhì)量的有機(jī)整體，節(jié)目源包括語言聲、器樂、戲曲、自然聲。

由聽音人在現(xiàn)場所進(jìn)行的聽音評價，根據(jù)實(shí)際情況選取合適的音質(zhì)評價指標(biāo)并確定聽音評價方法，按照相應(yīng)評價方法的步驟規(guī)定進(jìn)行主觀聽音評價，對評價結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析，得到用客觀的量化結(jié)果所表述的聽眾主觀感受。在不便進(jìn)行現(xiàn)場評價時，可以采用錄音評價方法，在現(xiàn)場播放事先錄制好的高保真評價節(jié)目源，用仿真頭?；蚵晫W(xué)頭模進(jìn)行現(xiàn)場錄音，事后在聽音室回放進(jìn)行音質(zhì)評價。注意仿真頭?；蚵晫W(xué)頭模的擺放位置和高度要與聽眾一致。錄音評價時同樣先選取合適的音質(zhì)評價指標(biāo)并確定聽音評價方法，按照相應(yīng)評價方法的步驟規(guī)定進(jìn)行主觀聽音評價，對評價結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析，得到用客觀的量化結(jié)果所表述的聽眾主觀感受。建議的主觀評價指標(biāo)如下。

（1）語言清晰度：指的是聽眾感到的語言聲的清晰程度，是評價聲音呈現(xiàn)系統(tǒng)語言音質(zhì)的主要參量。通常用音節(jié)清晰度主觀評價的方法確定，語言清晰度綜合反映觀演空間的響度、混響時間、聲場分布、反射聲分布和方向性擴(kuò)散等客觀因素對聽覺的影響。

（2）聲場混響感：指的是聽眾在一個有限的空間內(nèi)聆聽一個有內(nèi)容的聲音時感受到的與無限自由空間所不同的一種感覺，是聽感上對觀演空間混響過程的主觀感覺，這個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和聽覺的親切感，臺上和臺下易于交流，聽眾能感受到節(jié)目中的細(xì)膩感情。對于一個安裝了聲音呈現(xiàn)系統(tǒng)的空間，如在里面演奏音樂聽起來如同在一個小廳堂里演奏時的感覺，可以說該聲音呈現(xiàn)系統(tǒng)在此觀演空間有聲學(xué)的親切感。

（4）溫暖感：又稱低音感，指的是低音相對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，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間總是以一定的比例稍高于中高頻的混響時間。

（5）豐滿度：一般泛指聽到的聲音是否豐滿動聽，主要與混響時間及其頻率特性有關(guān)。當(dāng)中高頻的混響不足時，將感到缺乏共鳴或活躍度差。當(dāng)高頻不足時，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）聽感聲源寬度：指的是聽眾感覺到的聲源寬度。聽感聲源寬度主要由早期反射聲級決定，如果使聽眾聽到的聲源寬度比實(shí)際看到的聲源要寬，就會有空間的感覺。

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

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

（9）總體呈現(xiàn)效果：指的是聽眾對劇場音質(zhì)呈現(xiàn)效果的整體聽覺感受，是前述各音質(zhì)評價指標(biāo)在聽眾聽覺上的綜合反映。

7 總結(jié)

除常規(guī)測試項(xiàng)目，《聽覺呈現(xiàn)系統(tǒng)效果測試與評價》還引入了基于聲學(xué)頭模的雙耳測試技術(shù)，以及基于聲學(xué)頭模錄音的錄音后評測技術(shù)。常規(guī)測試可以參考已有的標(biāo)準(zhǔn)，但是雙耳測試與錄音評測技術(shù)目前還沒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，對雙耳測試和雙耳錄音可能會遇到的一些環(huán)節(jié)進(jìn)行了梳理，給出了在實(shí)際測試和評價過程中的規(guī)范性建議，包括術(shù)語、設(shè)備、方法等。

筆者所提出的規(guī)范性建議不僅對聽覺呈現(xiàn)系統(tǒng)效果測試與評價具有重要的應(yīng)用作用，還對其他有可能運(yùn)用到雙耳測試和雙耳錄音技術(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. 一種中國人聲學(xué)頭模，中國，實(shí)用新型專利，201120555787.X[P]. 2011,12.

[2] 齊娜，孟子厚等. 一種仿真頭模，中國，實(shí)用新型專利，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.

[4] 楊天琪，齊娜. 聲學(xué)頭模雙耳錄音聽感效果分析[J].電聲技術(shù)，2013（1）：70-72.

[5] 楊天琪，仝欣，孟子厚. 固定聲源仿真頭錄音的聲像定位，2011年聲頻工程學(xué)術(shù)交流會[C]. 南昌：2011.

[6] 齊娜, 李莉, 趙偉. 中國成年人耳廓形態(tài)測量及分類[J]. 聲學(xué)技術(shù)，2010（5）：518-522.

[7] 仝欣, 齊娜. 橢球頭模與仿真頭模的指向性比較[J].電聲技術(shù)，2012（1）：43-45.

[8] 魏鑫, 齊娜. 頭部尺寸對頭相關(guān)傳輸函數(shù)的影響[J].電聲技術(shù)，2011（6）：38-41.

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

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

[11] 趙偉，孟子厚. 耳廓結(jié)構(gòu)對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)主觀評價的實(shí)驗(yàn)心理學(xué)方法[M]. 北京：國防工業(yè)出版社，2008.

（編輯 薛云霞）

注：本文內(nèi)容屬于國家科技支撐計劃項(xiàng)目“2012BAH38F03-03聽覺呈現(xiàn)系統(tǒng)效果測試與評價”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