870920 Menu

声学检测、音频分析与DSSF3操作详解·14

第7章 DSSF3小结

本章前半部分:结合具体实例,对DSSF3在实际应用中最常用的声学与音频指标、数据分析、图示判读等内容进行实战性讲解。后半部分:除了DSSF3之外,目前还有很多比较优秀,或者用户数量较多的声学、音频测量分析类软件。比如RMAA、IK ARC System、Multi-Instrument、Soundcard Oscilloscope、SpectraPLUS等等,在此逐一简介。

5.1 检测实例

1、某录音棚控制间。重点检测录音师听音区域是否存在驻波及该区域的幅频响应。

图:1/24倍频程—粉噪—无记权

为方便观察,输入信号进行了18dB衰减(实际响度为75dB左右)。测试时,仅做了话筒的响度校准,没有进行频响补偿。下图是话筒厂家提供的频响曲线图:

图:话筒的频响曲线

测量音箱用的是两只丹拿BM6A,放置在正常监听位置。其特点是40Hz以下频响曲线大幅度下降,40~21KHz频响平直。

通过以上因素分析得出:听音区无严重驻波现象(65~70Hz处有轻微驻波,大约2.5dB左右,考虑到测量误差和话筒位置,这个波峰基本可以忽略)。13~18KHz范围内的频响曲线有3~5dB下降,情况并不严重,但说明房间高频吸声略微有点过,可根据情况,在房间中的某些位置加1~2块小型扩散板来解决。18KHz以上频响曲线大幅度下降,因人耳对这部分频率并不敏感,且这部分频率在传播过程中本身也是衰减的较多,因此也可忽略。

有点问题的是200Hz和500~600Hz处,有超过3dB的上升,这个范围内还出现了两处超过3dB的波谷(人耳对3dB之内的变化,基本感觉不到,但超过3dB,就会有主观印象)。这些情况说明此范围内出现了梳状滤波效应,也就是同一时间发出、相同频率的信号出现了相差,导致有些频段的声能叠加增强,而相邻频段的声能抵消减弱。可通过调整音箱间距、指向来改善。如果用一只音箱测量,这个情况应该不会出现(该房间吸声做的比较到位,可参见随后的第二条测量)。梳状滤波是双音箱(两点以上的声源)录音监听房间都会存在的现象,基本无法避免和消除,该房间的情况并不算严重(没有做良好吸声、低频消除且体积不是非常大的房间,单点声源下测试,也会出现此现象,具体情况和房间的长宽高比例有关)。

测量信号改为白噪,在声功率谱下观察和验证,情况基本同上。综合起来分析,该房间频响特性良好。

图:声功率—白噪—无记权

2、同一房间,同样条件下检测其脉冲响应特性(双话筒立体声录音),从而测得该房间吸声性能、声能衰减情况、各倍频程范围内的混响时间、相关性、声场、清晰度和音质评价等(多次测量后,按平均值,挑选出最具代表性的波形进行分析)。下图是数据在DSSF3声学分析系统中的统计图示(已合理设置计算条件):

图:脉冲响应统计分析

上图是波形横向放大32倍之后的图示,直达声的平均延迟时间为6.22毫秒,按声速340米/秒计算,可计算得出,话筒距离声源2.11米,这个距离基本是近场监听的标准距离。排除来自地板的早反射(运算条件中已设置),第一次有效早反射的平均时间为11.45毫秒,根据经验,这个早反射通常来自于天花板或侧墙。第二次明显早反射的平均时间为14毫秒,通常来自于后墙。有兴趣的读者,可以估算一下,而后得到该房间的大概体积和长宽比例(房间高度是2.8米左右)。
经查看数据,左右声道的统计结果略有差别,A记权算法下:

声 道 平均混响时间 混响声平均响度
左声道 0.139秒 57.53dB
右声道 0.117秒 58.67dB
左右声道平均 0.128秒 58.14dB

平均混响时间0.128秒,反映出该房间混响时间控制的非常严格,并不适合家庭影院或试听音乐,但是比较适合专业录音领域的混缩监听(但是按目前业界的流行趋势和小房间的设计要求,整体混响时间还是略大,控制在0.1秒之内就比较理想了)。为了更精细的分析,将统计数据导出为CSV表格文件,混响时间和相关性方面的指标整理如下(混响统计的频率范围为50Hz~10KHz):

频率 HZ 平均混响

时间 秒

耳间
互相关
耳间
互相关延时
耳间
互相关宽度
整体音质
主观评价
全频段

(无记权)

0.151 0.39 0.27 0.01 -7.6
全频段

(A记权)

0.128 0.36 0.27 0.02 -8.04
50 0.193 0.98 0 2.58  
80 0.134 0.99 0.18 1.83  
125 0.174 0.97 -0.01 1.06  
250 0.074 0.96 -0.06 0.59  
500 0.093 0.89 0.03 0.28  
630 0.086 0.77 -0.08 0.23  
800 0.09 0.19 -0.36 0.23  
1000 0.069 0.38 0.99 0.17  
2000 0.072 0.31 0.78 0.07  
3150 0.079 0.5 0.31 0.04  
4000 0.073 0.64 0.02 0.04  
5000 0.08 0.48 -0.64 0.03  
6300 0.085 0.39 -0.48 0.02  
8000 0.1 0.75 -0.35 0.02  
10000 0.127 0.47 -0.47 0.02  

可以看出,从125Hz到8KHz的频率范围内,混响时间均控制的非常好。由于房间体积较小,加上声波的自然属性,125Hz以下的低频混响时间略长(正是由于低频混响时间长,导致整体平均混响时间超过了0.1秒。如果控制住低频,整体在加强一下吸声,则该房间完全可作为准专业级的消音室了。当然,这样也会由于声音太干而不适合录音与混缩监听)。

结合例1中60Hz和200Hz附近有轻微驻波的现象,综合反映出该房间对这两处低频的解决还需加强。但是,由于房间小,改善起来非常困难(将吃掉更多空间,有点得不偿失了)。

一个房间频响平直和混响时间控制的较好,仅这两点,并不能说明该房间整体声学特性就满足需要。下面我们看看其它指标:

图:脉冲响应统计分析—混响声能—无记权

图:脉冲响应统计分析—混响衰减曲线

图:脉冲响应统计分析—A记权下的混响响度变化

图:脉冲响应统计分析—MTF和STI分析

混响声能曲线和房间频响测量的曲线情况一致,混响衰减曲线和各频段的响度分布和变化情况也比较自然、平均,MTF调制传递指数和STI语音清晰度、RASTI快速语音清晰度等方面,基本达到了最高值。

综上分析,该房间声学特性良好,比较适合专业级的录音监听与音乐混缩(但是,60Hz、200Hz、600Hz等处的中低频还需改善一下)。

3、某强吸声录音棚混缩间开门开窗与关门关窗的脉冲响应检测(简单的对比式检测,开门后的情况是:混缩间与声闸连通)。检测数据列表如下(A记权):

 

频率 Hz 响度 dB 混响时间 秒
开门开窗 关门关窗 开门开窗 关门关窗
整体平均 78.87 78.75 0.074 0.069
63 57.78 56.41 0.150 0.127
125 53.87 54.24 0.156 0.182
250 62.31 62.70 0.068 0.066
500 67.95 67.97 0.069 0.074
1000 66.60 66.86 0.069 0.070
2000 66.12 65.78 0.080 0.074
4000 72.08 71.83 0.071 0.065
8000 74.80 74.85 0.074 0.066
16000 71.89 71.80 0.069 0.065

分析统计数据可得出,是否开门开窗,对混响时间的影响不大。整体上,250Hz以上的混响时间控制的非常出色。开门后,由于和声闸连通,并且声闸面积不大,整体响度和混响时间反而有轻微增加。