客观测试报告.docx

### 客观测试报告知识点详解 #### 一、频谱评估指标 ##### 1. LSD（线性Spectral Distortion指标） LSD是一种用于衡量两个频谱之间差异性的度量方法，尤其适用于评估HRTF（Head-Related Transfer Function）的准确性。其计算公式为： \[ \text{LSD} = \sqrt{\frac{1}{N}\sum_{k=1}^{N}\left[\log_{10}\left(\frac{|H_k^{\text{test}}(f)|}{|H_k^{\text{ref}}(f)|}\right)\right]^2} \] 其中，\(H_k^{\text{test}}(f)\)和\(H_k^{\text{ref}}(f)\)分别表示测试和参考HRTF的幅度响应，\(k\)为角度序数，\(f\)代表频率，\(N\)为总的频率点数。 **特点**：LSD考虑了整个频带内的差异，能够提供一个全局的差异度量。 ##### 2. ERB-LSD（ERB频率尺度下的LSD评估方法） ERB-LSD是在ERB（Equivalent Rectangular Bandwidth）频率尺度下计算的LSD，这种方法通过引入频域加权系数(C)来模拟人耳对不同频率的敏感性差异。计算公式如下： \[ \text{ERB-LSD}(k) = \sqrt{\frac{1}{N_C}\sum_{f=f_0}^{f_0+\Delta f}\left[\log_{10}\left(\frac{|H_k^{\text{test}}(f)|}{|H_k^{\text{ref}}(f)|}\right)\right]^2C(f)} \] 这里，\(C(f)\)为频域加权系数，\(N_C\)是有效频率点的数量，\(f_0\)为中心频率，\(\Delta f\)为带宽。ERB-LSD通过使用一组随着频率升高而带宽增加的滤波器处理信号，然后对每个子带信号求和平均计算LSD，以此来更好地匹配人耳的感知特性。 **特点**：相比于LSD，ERB-LSD更接近人耳的感知特性，特别是在不同频率上的敏感度差异。 ##### 3. VSD（频率方差差异） VSD是通过对测试HRIR（Head-Related Impulse Response）和参考HRIR在频域内的方差进行比较来评估两者之间的差异。计算公式为： \[ \text{VSD}(k) = \sqrt{\frac{1}{N}\sum_{f=1}^{M}\left[\log_{10}\left(\frac{|H_k^{\text{test}}(f)|^2}{|H_k^{\text{ref}}(f)|^2}\right)\right]^2} \] 其中，\(M\)通常设为13kHz以内的频域范围。 **特点**：VSD关注的是不同频率之间的相对差异而非整体差异，这有助于捕捉音色音调上的变化。 ##### 4. MFCD（Mel谱差异） MFCD通过比较Mel频率尺度下的测试HRIR和参考HRIR的差异来评估。计算公式如下： \[ \text{MFCD}(k) = \sqrt{\frac{1}{N_B}\sum_{n=1}^{N_B}\left[\text{MFCC}_n(k)^{\text{test}} - \text{MFCC}_n(k)^{\text{ref}}\right]^2} \] 其中，\(\text{MFCC}_n(k)\)表示第\(n\)个Mel频带的Mel频率倒谱系数，\(N_B\)为Mel频带数（通常是24）。 **特点**：MFCD考虑到人耳对不同频率的感知特性，特别是在Mel频率尺度下，更能反映人耳的感知差异。 #### 二、双耳指标 ##### 1. ITD（Interaural Time Difference） ITD是衡量双耳信号之间的时间差异，对于定位声音的方向至关重要。ITD的提取方式主要包括三种： - 通过分析HRIR来确定双耳脉冲响应的峰值位置。 - 基于HRTF的双耳相位差。 - 通过计算互相关函数后提取时延。 **特点**：ITD对于定位前方和后方的声音非常关键。 ##### 2. ILD（Interaural Level Difference） ILD是衡量双耳信号之间的幅度差异，也对于声音定位非常重要。计算公式如下： \[ \text{ILD}(k) = 10\log_{10}\left(\frac{|H_k^{\text{test}}(f)|}{|H_k^{\text{ref}}(f)|}\right) \] ILD通常也需要在ERB尺度下进行子带滤波来模拟人耳对不同频率的敏感性差异。 **特点**：ILD对于定位左右两侧的声音非常关键。 ##### 3. IACC（Inter-Aural Correlation Coefficient） IACC是一种评估双耳信号相似性的指标，通常用于表征声场的空间感。计算公式如下： \[ \text{IACC} = \max\left|\frac{\int_{t_1}^{t_2}p_l(t)p_r(t + \tau)dt}{\sqrt{\int_{t_1}^{t_2}p_l^2(t)dt \int_{t_1}^{t_2}p_r^2(t + \tau)dt}}\right| \] 其中，\(p_l(t)\)和\(p_r(t)\)分别为左耳和右耳的声压信号，\(\tau\)为时延。 **特点**：IACC越大，表示双耳信号越相似，声场的空间感越强。 以上这些客观测试指标不仅能够量化评估HRTF的准确性和一致性，还能够帮助我们理解声音定位和空间感知的关键因素，对于音频处理、虚拟现实以及音频技术的研发具有重要意义。