隨著真無線藍(lán)牙(TWS)耳機(jī)的興起,也帶動(dòng)了主動(dòng)降噪(ANC)耳機(jī)的再次發(fā)展。而由于ANC芯片技術(shù)的推出,ANC耳機(jī)不再是只有少數(shù)廠商能做的產(chǎn)品,據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2029年ANC耳機(jī)將達(dá)到 34.42億美元市場規(guī)模。
然而,ANC性能的真實(shí)性,需持保留態(tài)度。傳統(tǒng)上是透過White/Pink Noise,以及聲學(xué)人偶中的麥克風(fēng)來評(píng)估ANC耳機(jī)的降噪性能,但這方式最明顯的缺點(diǎn)是:White/Pink Noise是平穩(wěn)噪音,無法代表瞬息萬變的真實(shí)世界噪音。因此比較好的評(píng)估方法是透過「聲場重建」的方式來進(jìn)行。
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在現(xiàn)實(shí)生活中,ANC耳機(jī)不是單純用來降噪,消費(fèi)者對(duì)它有更高的期待--提升通話時(shí)的語音聆聽質(zhì)量。為了達(dá)成這個(gè)目標(biāo),百佳泰投入巨資購置了專業(yè)Head Acoustic 3QUEST語音質(zhì)量評(píng)估系統(tǒng)。3QUEST(三元質(zhì)量評(píng)估系統(tǒng))與另一語音信號(hào)評(píng)估工具POLQA最大的不同在于,它是特別針對(duì)存在背景噪音條件下,進(jìn)行語音質(zhì)量評(píng)估的工具。
了解3QUEST技術(shù)
3QUEST依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范如圖所示
在通訊領(lǐng)域,語音質(zhì)量一直是評(píng)估通話效能的關(guān)鍵指標(biāo),而通話場景大致可分為安靜環(huán)境和有背景噪音的環(huán)境。3QUEST是一個(gè)專為背景噪音環(huán)境所設(shè)計(jì)的測試方法,基于ETSI(歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì))的標(biāo)準(zhǔn)EG 202 396-3來評(píng)估存在背景噪音時(shí)的語音質(zhì)量。
傳統(tǒng)上,語音質(zhì)量的評(píng)估依賴主觀聽力測試,透過多人聆聽并對(duì)語音給予評(píng)分來計(jì)算平均意見得分(MOS)。ITU-T P.800標(biāo)準(zhǔn)化了這種主觀評(píng)測方法,然而,主觀測試方法耗時(shí)且成本高昂,難以廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域,因此客觀測試方法成為了迫切的需求。
在此背景下,諸如PSQM、PESQ、TOSQA和POLQA等客觀測試方法相繼出現(xiàn)。
- PSQM(ITU-T P.861):一種侵入式算法,主要用于評(píng)估300Hz-3400Hz的窄頻語音質(zhì)量。
- PESQ(ITU-T P.862):綜合了PSQM和PAMS的優(yōu)點(diǎn),并在時(shí)間對(duì)齊方面進(jìn)行了優(yōu)化,能夠評(píng)估窄頻和寬帶語音
- POLQA(ITU-T P.863):在PESQ的基礎(chǔ)上增加了對(duì)新型語音編碼技術(shù)和更寬訊號(hào)帶寬的支持。
針對(duì)噪音環(huán)境下的語音質(zhì)量評(píng)估,ETSI EG 202 396-3標(biāo)準(zhǔn)定義了客觀測試方法。此方法透過比較原始語音(Clean Speech Signal)、加上背景噪聲未經(jīng)處理的訊號(hào)(Unprocessed Signal)和經(jīng)過裝置處理后的訊號(hào)(Processed Signal),來計(jì)算與噪聲處理能力相關(guān)的N-MOS分?jǐn)?shù),以及與語音質(zhì)量相關(guān)的S-MOS分?jǐn)?shù),并由這兩者透過二次線性回歸運(yùn)算得出綜合的G-MOS評(píng)分。3QUEST測試主要就是依據(jù)ETSI標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行!
3QUEST測試方法的特點(diǎn)是透過定量的客觀參數(shù)來評(píng)估設(shè)備在噪音環(huán)境下處理語音的能力。N-MOS(噪音質(zhì)量意見分?jǐn)?shù))、S-MOS(語音質(zhì)量意見分?jǐn)?shù))和G-MOS(整體質(zhì)量意見分?jǐn)?shù))是此方法的核心評(píng)分指標(biāo)。這些指標(biāo)不僅能反映設(shè)備在噪音環(huán)境中處理語音的效果,還能評(píng)估設(shè)備在保留語音清晰度方面的表現(xiàn)。
3QUEST藉由相對(duì)算法比較處理前后的訊號(hào)變化,客觀地衡量背景噪音處理技術(shù)的有效性。不僅對(duì)開發(fā)和測試高性能ANC耳機(jī)至關(guān)重要,也適用于各種通訊系統(tǒng)和終端的評(píng)估,包括汽車內(nèi)建通訊系統(tǒng)、智能型手機(jī)和會(huì)議通訊設(shè)備等。
實(shí)際應(yīng)用與案例研究
本文分享實(shí)驗(yàn),安排了以下四款A(yù)NC耳機(jī):
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測試地點(diǎn)是專為聲學(xué)量測而建立的聆聽室,該聆聽室底噪達(dá)到19dBA以下。首先我們安排在沒有噪音播放的條件下進(jìn)行,以取得比較基準(zhǔn)。其3QUEST的量測結(jié)果如下:
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由于沒有播放背景噪音 (Back Ground Noise,BGN) 的關(guān)系,因此不管有沒有啟動(dòng)ANC,N-MOS分?jǐn)?shù)都偏高。但Model C的S-MOS分?jǐn)?shù)就比其他款式低,也因此使得它的G-MOS較其他耳機(jī)低。這表示C耳機(jī)所播放出的語音,在人耳的聽感上會(huì)稍差一些。
有了以上「未播放背景噪音」條件下的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),接著就可以再進(jìn)行「噪音播放」條件下的3QUEST量測。以下是量測數(shù)據(jù):
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Time to Market with Quality! 高質(zhì)量服務(wù)為您創(chuàng)造價(jià)值
結(jié)果與討論
單就降噪量效果來說,Model A和Model B耳機(jī)同屬罩耳式耳機(jī),定價(jià)也比較高, 正如預(yù)期,它們的N-MOS分?jǐn)?shù)高,正代表它們的降噪性能比另兩款入耳式耳機(jī)來得好。
而Model D的N-MOS分?jǐn)?shù)比其他機(jī)種都低,這也表示它的降噪性能較差,雖然它的S-MOS分?jǐn)?shù)是最高的,但其降噪分?jǐn)?shù)N-MOS卻把它的總體分?jǐn)?shù)G-MOS拉低了下來,使得它的綜合分?jǐn)?shù)與Model C相去不遠(yuǎn)。如果Model D的降噪性能再提升,那么它的G-MOS分?jǐn)?shù)也將會(huì)得到相應(yīng)的提升。綜觀結(jié)果,整體G-MOS效果最好的是Model B,而它也是這四款耳機(jī)中最貴的一款。
從上述的研究數(shù)據(jù)中可得知,好的產(chǎn)品設(shè)計(jì)必須考慮到用戶的應(yīng)用情境,而耳機(jī)產(chǎn)品更是需要考慮在不同環(huán)境噪音下的降噪效能表現(xiàn),避免產(chǎn)生客訴問題!透過ETSI標(biāo)準(zhǔn)的3QUEST評(píng)估工具,再搭配百佳泰的環(huán)境噪音聲場還原服務(wù),廠商們就能在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和測試階段,識(shí)別出潛在的音訊效能問題,并依據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)果改進(jìn)產(chǎn)品,從而在市場上提供具有高度競爭力的產(chǎn)品。
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