隨著人們生活品質(zhì)的提高，對(duì)在生活過(guò)程中使用的各類(lèi)產(chǎn)品的各種性能指標(biāo)要求越來(lái)越苛刻。另一方面，隨著科技的進(jìn)步，競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，對(duì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的品質(zhì)要求越來(lái)越高。除了要求產(chǎn)品安全、穩(wěn)定、可靠之外，對(duì)于產(chǎn)品的聲品質(zhì)要求也越來(lái)越重視，特別是在家電、汽車(chē)等行業(yè)。

01

—聲品質(zhì)的定義關(guān)于聲品質(zhì)的定義，我們通過(guò)一個(gè)實(shí)例來(lái)說(shuō)明這個(gè)概念。市面上有三臺(tái)不同品牌的冰箱ABC，見(jiàn)圖1，通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，冰箱A的聲壓級(jí)最小，也就是噪聲最小，最為安靜，但市場(chǎng)調(diào)研表明使用冰箱A的客戶(hù)對(duì)聲音的主觀感受最差。而冰箱B和C的聲壓級(jí)相差不大，但從客戶(hù)對(duì)聲音的主觀感受來(lái)判斷，冰箱B的聲音是讓人感受最舒服的，也就是冰箱B的品質(zhì)認(rèn)知度最高，冰箱A的品質(zhì)認(rèn)知度最差，冰箱C介于二者之間，如圖2所示。

圖1 三臺(tái)不同品牌的冰箱ABC

圖2 不同的品質(zhì)認(rèn)知度

因此，從購(gòu)買(mǎi)意向來(lái)說(shuō)，肯定絕大多數(shù)客戶(hù)會(huì)選擇冰箱B。那么，從這里就說(shuō)明了一個(gè)問(wèn)題：在傳統(tǒng)的產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中，只考慮聲音的大與小，無(wú)論是測(cè)量聲壓級(jí)還是聲功率級(jí)，都是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，聲音最小并不能代表客戶(hù)對(duì)產(chǎn)品聲音的主觀感受最滿(mǎn)意。換句話(huà)說(shuō)，聲音最小的產(chǎn)品并不能令客戶(hù)滿(mǎn)意。因此，在產(chǎn)品的研發(fā)階段除了考慮聲音的大與小之外，還需要考慮聲音的好與壞。那么，這個(gè)例子實(shí)際上已經(jīng)回答了什么是聲品質(zhì)這個(gè)概念了。

在Hugo Fastl和Eberhard Zwicker的經(jīng)典著作《Psycho-Acuoustics: Facts and Models》（見(jiàn)圖3）中寫(xiě)到，被廣泛認(rèn)同的完整的聲品質(zhì)定義首先是由Blauert給出來(lái)的：聲品質(zhì)是在特定的技術(shù)目標(biāo)或任務(wù)內(nèi)涵中聲音的適宜性。聲品質(zhì)中的“聲”并不是指聲波這樣的一個(gè)物理事件，而是指人耳的聽(tīng)覺(jué)感受，“品質(zhì)”是指人耳對(duì)聲音的聽(tīng)覺(jué)感知過(guò)程，并最終做出主觀判斷。

圖3 《Psycho-Acuoustics: Facts and Models》封面

在大多數(shù)人看來(lái)，這個(gè)答案可能還不是那么通俗易懂。我們認(rèn)為聲品質(zhì)是指產(chǎn)品的聲音被記錄存儲(chǔ)、播放被人耳接收以及在大腦里產(chǎn)生主觀感受的過(guò)程，需要表明客觀聲學(xué)測(cè)量、心理聲學(xué)和主觀聲學(xué)評(píng)測(cè)三者之間的關(guān)系，以及他們各自所屬的特征，而這三個(gè)方面，心理聲學(xué)是最重要的，也是最難的。

明白了聲品質(zhì)的定義之后，我們還需要明白一個(gè)問(wèn)題，就是為什么要進(jìn)行聲品質(zhì)的開(kāi)發(fā)。

02

—為什么要進(jìn)行聲品質(zhì)開(kāi)發(fā)

其實(shí)通過(guò)上面那個(gè)冰箱的例子，我們已經(jīng)回答了為什么要進(jìn)行聲品質(zhì)開(kāi)發(fā)的一個(gè)方面的答案：即客戶(hù)對(duì)產(chǎn)品的聲品質(zhì)的滿(mǎn)意程度非常重要。傳統(tǒng)的聲學(xué)客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)已不能滿(mǎn)足產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的要求，必須要考慮產(chǎn)品的聲品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)才能提升產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。

再舉一個(gè)例子，當(dāng)你想買(mǎi)車(chē)的時(shí)候，你肯定會(huì)去試駕一下車(chē)輛，坐進(jìn)這輛車(chē)的第一件事就是開(kāi)關(guān)車(chē)門(mén)，將車(chē)窗玻璃升上去。如果關(guān)門(mén)聲品質(zhì)很差，車(chē)窗玻璃上升過(guò)程毫無(wú)力感，刺耳，還有變頻聲等，那么，你的第一感覺(jué)就會(huì)使你失去對(duì)這輛車(chē)的興趣，更不要談購(gòu)買(mǎi)了。

所以，客戶(hù)對(duì)聲品質(zhì)的滿(mǎn)意程度是驅(qū)動(dòng)聲品質(zhì)開(kāi)發(fā)的原因之一。除此之外，聲品質(zhì)還是品牌強(qiáng)有力的標(biāo)識(shí)。下面是4輛不同品牌的車(chē)，讓我們來(lái)聽(tīng)一聽(tīng)這些車(chē)的聲音所代表的主觀感受。最上面是奧迪R8跑車(chē)，從這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的聲音就可以聽(tīng)出來(lái)它的運(yùn)動(dòng)感十足，開(kāi)這輛車(chē)會(huì)使你特別興奮，獲得極大的速度滿(mǎn)足感。接下來(lái)是Honda，它的聲音會(huì)讓人覺(jué)得奢華，有面。再往下是Nissan Leaf純電動(dòng)車(chē)，它的聲音更多體現(xiàn)的是一種前衛(wèi)感，那么，它的目標(biāo)用戶(hù)群可能是年輕人。最下面是大眾汽車(chē)，它的關(guān)門(mén)聲品質(zhì)體現(xiàn)的是一種質(zhì)量感，表明這個(gè)品牌的車(chē)質(zhì)量非常不錯(cuò)。  

顏色可以是一個(gè)產(chǎn)品的標(biāo)識(shí)，同樣的道理，聲音也是一個(gè)產(chǎn)品強(qiáng)有力的標(biāo)識(shí)。記得NOKIA早期手機(jī)的鈴聲令我印象特別深刻，截止到目前為止，我不使用這個(gè)品牌的手機(jī)已有10多年了，但是這個(gè)品牌的鈴聲至今還令我記憶猶新，這恰恰說(shuō)明了這個(gè)手機(jī)品牌的聲音完美地詮釋了聲品質(zhì)的重要性：令我過(guò)了十幾年，對(duì)它還記憶猶新。既然聲品質(zhì)這么重要，那么，怎樣進(jìn)行聲品質(zhì)開(kāi)發(fā)呢？

03

—怎樣進(jìn)行聲品質(zhì)開(kāi)發(fā)

在這以一個(gè)實(shí)例來(lái)介紹聲品質(zhì)開(kāi)發(fā)的大致過(guò)程。例如，某款電動(dòng)汽車(chē)想在不同的工況下分別表現(xiàn)出“奢華性”、“運(yùn)動(dòng)性”、“穩(wěn)健性”等聲品質(zhì)特性，就需要進(jìn)行聲品質(zhì)研究，整個(gè)開(kāi)發(fā)流程大致如下：

• 調(diào)試不同的電機(jī)參數(shù)，正確采集特定工況下的相關(guān)聲音數(shù)據(jù)；

• 將聲音數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為音頻文件，并進(jìn)行相應(yīng)的處理，如裁剪成特定長(zhǎng)度，然后設(shè)計(jì)聽(tīng)審流程，并組織一定數(shù)量的目標(biāo)用戶(hù)（最好是有產(chǎn)品實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)的目標(biāo)用戶(hù)人群）執(zhí)行聽(tīng)審測(cè)試，得到表征實(shí)際使用情況的主觀評(píng)測(cè)結(jié)果；

• 另一方面，對(duì)聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的聲品質(zhì)客觀度量指標(biāo)的分析，如響度、尖銳度、波動(dòng)度、粗糙度等；

這些單一維度的客觀度量指標(biāo)并不能反映出聽(tīng)審測(cè)試中，人們對(duì)聲音的主觀評(píng)價(jià)結(jié)果，如“奢華”、“運(yùn)動(dòng)感十足”、“強(qiáng)勁有力”等聲品質(zhì)特性。因此，需要將這些客觀度量指標(biāo)與主觀評(píng)價(jià)結(jié)果結(jié)合起來(lái)，形成通過(guò)組合多個(gè)維度（一個(gè)客觀度量指標(biāo)為一個(gè)維度）的客觀度量指標(biāo)來(lái)反映這個(gè)主觀評(píng)價(jià)結(jié)果，這一過(guò)程就是相關(guān)性分析。

• 相關(guān)性分析就是要找出與主觀評(píng)價(jià)結(jié)果有緊密相關(guān)（線(xiàn)性或非線(xiàn)性）的客觀度量指標(biāo)（一個(gè)或多個(gè)）；

• 利用線(xiàn)性或非線(xiàn)性回歸，以及多元線(xiàn)性回歸分析等擬合出主觀評(píng)價(jià)結(jié)果與一個(gè)或多個(gè)客觀度量指標(biāo)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系（即新的度量指標(biāo)，也稱(chēng)為黃金公式）。

• 整合多個(gè)聲品質(zhì)度量指標(biāo)的數(shù)學(xué)關(guān)系，開(kāi)發(fā)出多維度度量指標(biāo)體系，搭建起評(píng)估模型；

• 通過(guò)魯棒性分析驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性。

最終建立起客觀度量指標(biāo)和特定的主觀感受之間的復(fù)雜可靠的聯(lián)系，進(jìn)而也就實(shí)現(xiàn)了對(duì)將來(lái)新開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品聲品質(zhì)的可靠預(yù)測(cè)，最終實(shí)現(xiàn)提升產(chǎn)品聲品質(zhì)目的，它們的關(guān)系如圖4所示。

圖4 聲品質(zhì)開(kāi)發(fā)的關(guān)系

通過(guò)相關(guān)性分析得到的某個(gè)主觀評(píng)價(jià)結(jié)果與一個(gè)或多個(gè)客觀度量指標(biāo)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系僅適用于這個(gè)產(chǎn)品在這個(gè)工況下運(yùn)行得到的主觀評(píng)價(jià)，并不適用其他工況。

04

—開(kāi)發(fā)過(guò)程面臨的挑戰(zhàn)在聲品質(zhì)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，存在一個(gè)期望結(jié)果，另外還有一個(gè)實(shí)際開(kāi)發(fā)結(jié)果。如果聲品質(zhì)開(kāi)發(fā)結(jié)果S大于期望值E，那么，聲音是令客戶(hù)滿(mǎn)意的，即使二者相等，客戶(hù)也是滿(mǎn)意的，但如果開(kāi)發(fā)結(jié)果低于期望值，那么這個(gè)產(chǎn)品肯定是不會(huì)讓客戶(hù)滿(mǎn)意的，見(jiàn)圖5。在聲品質(zhì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)第三種情況。要實(shí)現(xiàn)前面兩種情況，面臨著巨大的挑戰(zhàn)。

圖5 聲品質(zhì)開(kāi)發(fā)結(jié)果的三種情況

聲品質(zhì)開(kāi)發(fā)分為若干步，每一步都會(huì)面臨相應(yīng)的挑戰(zhàn)。首先是正確采集聲音文件，這要求滿(mǎn)足三個(gè)方面的原則，即采集聲音文件時(shí)產(chǎn)品的使用環(huán)境、運(yùn)行工況與消費(fèi)者使用的情況相同，另外測(cè)量位置與消費(fèi)者人耳位置高度相同。除此之外，采集時(shí)的其他方面也要額外考慮，如車(chē)輛的關(guān)門(mén)聲開(kāi)發(fā)時(shí)，要考慮關(guān)門(mén)的速度與力度等。要滿(mǎn)足這些條件是聲音文件采集所面臨的挑戰(zhàn)。

采集正確的聲音文件之后，要設(shè)計(jì)并執(zhí)行聽(tīng)審測(cè)試，我們知道主觀評(píng)價(jià)結(jié)果取決于參與聽(tīng)審者的年齡、性別、社會(huì)認(rèn)識(shí)、閱歷、情感與所處環(huán)境等因素，對(duì)同一個(gè)聲音，不同的人會(huì)得到不同、甚至完全相反的主觀評(píng)價(jià)結(jié)果。能獲得滿(mǎn)足要求的主觀評(píng)價(jià)結(jié)果是這一階段所面臨的挑戰(zhàn)。

第三個(gè)步驟是對(duì)聲音文件進(jìn)行客觀分析，分析出多個(gè)單一維度的客觀度量指標(biāo)，這些單一維度的客觀度量指標(biāo)并不能反映出聽(tīng)審測(cè)試中，人們對(duì)聲音的主觀評(píng)價(jià)結(jié)果，如“奢華”、“運(yùn)動(dòng)感”、“前衛(wèi)”等聲品質(zhì)特性。就需要將這些客觀度量指標(biāo)與主觀評(píng)價(jià)結(jié)果結(jié)合起來(lái)，通過(guò)回歸分析，形成通過(guò)組合多個(gè)維度的客觀度量指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)主觀評(píng)價(jià)結(jié)果。在這一過(guò)程中，到底要選用哪幾個(gè)客觀度量指標(biāo)、選用平均值還是最大值等來(lái)搭建評(píng)估模型是聲品質(zhì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中面臨的最大挑戰(zhàn)。

參考：1.Hugo Fastl, Eberhard Zwicker, Psycho-Acuoustics: Facts and Models, Springer Press, 2007
2.黃軍軍，聽(tīng)審測(cè)試主觀評(píng)價(jià)簡(jiǎn)介