即將頒布的公共廣播國家標準《公共廣播系統工程技術規范》中關于系統音質評價的有關規定，并對這些規定進行了適當的討論。

一、概述
公共廣播國家標準——《公共廣播系統工程技術規范》，已于2008年7月通過建設部和信產部聯合審查，送批待頒布。該標準用三項指標規范公共廣播系統的音質：

l 擴聲系統語言傳輸指數STIPA——語言可懂度的一種客觀評價指標；

l 系統設備信噪比；

l 傳輸頻率特性。

具體指標見表1。

表1 公共廣播系統工程音質評價指標

*僅屬摘要，詳見《公共廣播系統工程技術規范》


本來，音質評價是一個十分復雜的問題。由人發出來的聲音、由樂器發出來的聲音、由電聲設備重放出來的聲音，都可以對其音質進行描述，但都很難作出是“好”或是“壞”的簡單定評。事實上，對于同一個聲音，不同的人聽起來，其評價是不同的；即使是同一個人，在不同的時間、不同的場合、不同的心境下，其評價也會是不同的。但對于電聲系統的重放聲（不包括電子樂器的原發聲），如果把其音質的好壞對應于“保真度”的高低，則應能在一定程度上予以定評。另外，對電聲工程系統的音質評價同對電聲器件的音質評價是有差別的。本文針對前者，是指對作為一項擴聲工程的電聲系統的音質評價。


對于電聲系統的音質評價，有兩種評價方法：主觀評價和客觀評價。一般認為，它們各自都是不充分的，正確的評價需要主觀評價和客觀評價互補‚。


但是，到目前為止，各種主觀音質評價方法都還不十分便于工程應用；而且主觀評價的結果，可能會同客觀指標有不同程度的矛盾。也許正是由于這個原因，現行的有關音響工程的國家標準和行業標準，都沒有直接對系統的音質作出簡明的規范。通常的做法是用一系列客觀指標來映射系統的音質，這些指標包括“混響時間”、“聲能比”、“傳輸頻率特性”、“信噪比”、“非線性失真”、“聲壓級的動態范圍（最大聲壓級）”．．．．．．等等。

毫無疑問，“音質”是所有電聲工程所追求的重要目標，因此最好用一種既易于工程操作又不容易產生歧義的辦法予以規范。對于公共廣播系統工程，音質評價問題可能比廳堂以及影劇院音響工程簡單，因為前者主要是語言擴聲而后者更重要的是音樂擴聲，所以公共廣播系統工程的音質評價，可以把重點放在對“語言可懂度”（ 或“語言清晰度”）的評價上。為此《公共廣播系統工程技術規范》首次引入了“語言可懂度”的客觀指標，作為其音質評價的主干。



二、有關語言可懂度的評價標準

有關語言可懂度的評價，有現成的國家標準和行業標準，也有IEC標準。


例如，屬于主觀評價的有《聲學 語言清晰度測試方法》GB/T 15508-1995和《通信設備漢語清晰度測試方法》SJ2467-84；屬于客觀評價的有《Objective rating of speech intelligibility by speech transmission index》IEC60268-16 (簡稱STI法)，以及前文述及的一些客觀指標的集合。


用于主觀評價的GB/T 15508-1995和SJ2467-84，其方法是相似的。首先在規定的音節表（或發音字表）中，按規定數隨機選擇若干組音節（或發音字），由經過訓練的發音人按規定的方式進行朗讀，同時讓若干經過訓練的聽音人，在現場聽辨并作記錄，然后對正確聽辨數據進行統計，從而得出被測系統的語言清晰度。音節表（或發音字表）中的每組音節（或發音字），大體上由幾個聲母不同而韻母相同的字組成，以便暴露被測系統的語言傳輸缺陷。顯然，發音人和聽音人（即測試隊伍）的素質和訓練程度，對測試結果會有重大影響。這是妨礙工程應用的主要原因。


用于客觀評價的STI法，是一種先進的方法。該法通過測量語言在傳輸過程中調制度的變化，來考量系統的語言可懂度。STI法認為，連續的語言信號是由一系列被稱為“音位phoneme”的語音碎片組成；而“音位”又可以認為是一個窄帶噪聲被發音器官的極低頻運動所調制而形成（調制頻率在0.2~12.5Hz之間）。因而，每一個音位都有自己的包絡函數，語言所傳遞的信息就包含在該包絡函數之中。語言在傳輸過程中，混響、失真、噪聲等因素都會導致音位的包絡函數發生變化，從而導致語言可懂度惡化。這種變化可用語言傳輸指數STI（speech transmission index）來界定，測出STI即可確定經過系統傳輸的語言的可懂度ƒ。


STI的取值由0.00~1.00，其值越大，表示語言可懂度越高，IEC推薦的評價尺度見表2。

STI法的測量信號是一個14×7矩陣，操作相當費時。為便于工程操作，由STI法派生出三種簡縮版：STITEL(STI for telecommunication systems)—適用于長途通信； RASTI(room acoustics STI)—適用于不用電聲設備的、僅由房間聲學特性決定的可懂度測量；STIPA(STI for pubblic address systems)—適用于擴聲系統。

至于“混響時間”、“聲能比”、“傳輸頻率特性”、“信噪比”、“非線性失真”、“聲壓級的動態范圍”．．．．．．等等客觀指標，它們各自都不能獨立地表征語言可懂度，但其集合可以在一定程度上為系統的語言可懂度提供參考。



三、《公共廣播系統工程技術規范》的主張及其理由


《公共廣播系統工程技術規范》編制組，曾經準備用主觀評價和客觀評價相結合的辦法來考量系統的語言可懂度。但是，考慮到：

l 主觀評價難于操作；

l 目前，還沒有公認的、有權威的、市場化的主觀評價機構。當發生爭議時，甲方組織的測試隊伍同乙方組織的測試隊伍評價結果可能有所不同；

l 主觀評價與客觀評價的結果可能不同，極有可能產生兩種評價的等級差異，從而引起歧義；

l 盡管客觀評價不是完全“充分”的，但只要儀器和作為第三方的測試單位是有權威的，一旦予以界定，則不容易引起爭議；

l 有現成的、先進的、有權威的、易于工程操作的客觀評價方法可用。

因此，最后決定用STIPA法對公共廣播系統的語言可懂度進行客觀評價。

STIPA法在國內應用還不十分普遍。為此，《公共廣播系統工程技術規范》編制組針對STIPA法進行了一系列實驗，并同主觀評價結果進行了對比，部分實驗數據見表3。


表3 針對STIPA法的部分實驗數據

*按SJ2467-84執行

由表3的數據可見，STIPA同主觀評價以及一些重要的客觀指標有很好的相關性。我們認為這是最重要的，這一點，堅定了編制組采用該法的決心。

表3還表明，對于我國公共廣播系統來說，大體上STIPA值大于0.35 即可以接受；STIPA值大于0.45即可認為屬中等水平；STIPA值大于0.55即屬相當不錯。這同IEC推薦的尺度略有差異，這或者是由單音節的漢語同多音節的拉丁語的差異做成的。考慮到荷蘭交通部對用于隧道類空間的公共廣播系統的語言清晰度的規定僅為STI大于0.35„，所以我們最后確定了表1的指標。表1還給出了信噪比和傳輸頻率特性兩項指標作為補充。因為系統設備引入的噪聲太大時，即使語言勉強可懂，聽眾也會覺得討厭；而眾所周知，傳輸頻率特性對背景音樂的意義不宜忽視。


國家標準屬最低標準，表1給出的是起碼應該達到的水平。

應該承認，關于STIPA，我們積累的數據還不夠充分。但我們不能無限期地等待，我們總該有個開頭，總需要邁出第一步。希望在今后的實踐中，能為將來標準的修訂提供更為符合實際的數據。


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鐘恭良：論界外指標， 《電聲技術》1997.4.

‚ 管善群：電聲學科的跨越特點和應用進展，《應用聲學》2007.1.

ƒ王 杰、鐘恭良：STIPA測試原理簡介， 《電聲技術》2008-5

„吳碩賢、趙越喆：.隧道聲學系統的語言清晰度預測，《電聲技術》2005-01

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