Part 01 評(píng)價(jià)方法

當(dāng)涉及音頻質(zhì)量評(píng)價(jià)時(shí)，我們可以從主觀評(píng)價(jià)和客觀評(píng)價(jià)兩個(gè)角度展開，以全面了解音頻質(zhì)量的好壞。這兩種評(píng)價(jià)方法各自涉及不同的評(píng)估方式和應(yīng)用場(chǎng)景，專家可以根據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)選取其中的一種或者多種評(píng)價(jià)方法結(jié)合的形式來評(píng)價(jià)業(yè)務(wù)音頻質(zhì)量。

主觀評(píng)價(jià)是一種直接詢問聽眾對(duì)音頻質(zhì)量的主觀感受和體驗(yàn)的方法。它側(cè)重于收集用戶的真實(shí)反饋，以了解他們對(duì)音頻的好感度、滿意度和整體體驗(yàn)。而客觀評(píng)價(jià)是通過一系列科學(xué)指標(biāo)和算法來量化和衡量音頻信號(hào)的質(zhì)量，以提供更客觀、精確的評(píng)估結(jié)果。

除了一些評(píng)價(jià)指標(biāo)外，也可以將算法與用戶體驗(yàn)相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)更全面的音頻質(zhì)量評(píng)估。在實(shí)際應(yīng)用中，我們可以采用端到端的評(píng)估方法，將整個(gè)音頻處理系統(tǒng)作為一個(gè)整體來評(píng)估整條鏈路的音頻服務(wù)質(zhì)量。

此外，我們還可以引入先進(jìn)的人工智能技術(shù)，如深度學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，用于音頻質(zhì)量評(píng)估。這些技術(shù)可以從大量的音頻數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)，并自動(dòng)提取特征，進(jìn)一步優(yōu)化音頻質(zhì)量評(píng)估算法。當(dāng)然，這也需要對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量和模型訓(xùn)練進(jìn)行仔細(xì)的管理，以確保評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

圖1 常見音頻評(píng)價(jià)方法

Part 02 主觀評(píng)價(jià)方法

主觀評(píng)價(jià)是一種直接詢問聽眾對(duì)音頻質(zhì)量的主觀感受和體驗(yàn)的方法。通過讓被試聽眾進(jìn)行打分、排序或者從預(yù)定義的類別中選擇，來獲取用戶對(duì)音頻質(zhì)量的主觀評(píng)估。

優(yōu)點(diǎn)：主觀評(píng)價(jià)能夠準(zhǔn)確反映出用戶的真實(shí)感受和需求，是音頻質(zhì)量評(píng)估的最終標(biāo)準(zhǔn)。

缺點(diǎn)：主觀評(píng)價(jià)可能會(huì)受到個(gè)體差異和主觀偏好的影響，因此需要大量的聽眾參與才能得到可靠的結(jié)果。

兩個(gè)常用的主觀評(píng)價(jià)方法是Mean Opinion Score（MOS）和Absolute Category Rating（ACR）：

• MOS是一種常用的主觀評(píng)價(jià)方法，它要求被試聽眾對(duì)音頻質(zhì)量進(jìn)行打分，通常在1到5或1到7的范圍內(nèi)。通過對(duì)多個(gè)聽眾的打分取平均，可以得到一個(gè)綜合的評(píng)估分?jǐn)?shù)，這樣就能反映出整體用戶對(duì)音頻質(zhì)量的主觀感受。
• ACR是另一種常用的主觀評(píng)價(jià)方法，它要求被試聽眾從一系列預(yù)定義的類別中選擇一個(gè)最符合其聽覺體驗(yàn)的類別。這樣的評(píng)估方法較MOS更簡(jiǎn)單，適用于大規(guī)模評(píng)估，但也更具主觀性。

Part 03 客觀評(píng)價(jià)方法

RFM指標(biāo)計(jì)算如如你所說一般客觀評(píng)價(jià)方法是一種通過科學(xué)指標(biāo)和算法，對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行客觀分析和衡量的評(píng)價(jià)方法。這些方法不依賴于人的主觀感受，而是通過對(duì)音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和分析，從而提供相對(duì)客觀的評(píng)估結(jié)果?？陀^評(píng)價(jià)方法在音頻質(zhì)量評(píng)估和音頻處理算法優(yōu)化中扮演著重要的角色。

客觀評(píng)價(jià)一般從兩個(gè)主要維度進(jìn)行考慮：有參考評(píng)價(jià)和無參考評(píng)價(jià)。這兩種評(píng)價(jià)方法在音頻質(zhì)量評(píng)估中扮演著重要的角色，并且各自具有不同的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用場(chǎng)景。

- 有參考評(píng)價(jià)

有參考評(píng)價(jià)是一種通過比較處理后的音頻與原始音頻之間的差異來進(jìn)行評(píng)估的方法。在這種評(píng)價(jià)方法中，我們需要同時(shí)擁有原始音頻和經(jīng)過處理后的音頻。通過對(duì)這兩個(gè)音頻信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，我們可以量化處理引起的失真程度，從而得到音頻質(zhì)量的評(píng)估結(jié)果。

優(yōu)點(diǎn)：有參考評(píng)價(jià)方法能夠提供較為準(zhǔn)確的評(píng)估結(jié)果，因?yàn)樗c原始音頻進(jìn)行了直接比較，能夠定量地衡量失真程度。這種方法對(duì)于研究音頻處理算法的性能和效果非常有用。通過對(duì)不同處理算法的效果進(jìn)行比較，我們可以選擇性能最佳的算法來優(yōu)化音頻質(zhì)量。

缺點(diǎn)：有參考評(píng)價(jià)方法要求擁有原始音頻，但在某些場(chǎng)景下，原始音頻可能難以獲取或者是保密的。因此，在這些情況下，有參考評(píng)價(jià)方法可能無法應(yīng)用。

常用的有參考評(píng)價(jià)指標(biāo)包括：

• SNR（Signal-to-Noise Ratio）：SNR是一種用于衡量信號(hào)與噪聲之間比率的指標(biāo)。在音頻質(zhì)量評(píng)估中，SNR通常用于衡量音頻信號(hào)的純凈度和噪聲的影響。較高的SNR值表示音頻信號(hào)相對(duì)較純凈，噪聲干擾較小。
• ITU-T P.862 PESQ（Perceptual Evaluation of Speech Quality）：PESQ是一種常用的客觀評(píng)價(jià)方法，用于衡量語音通信質(zhì)量。它基于主觀評(píng)價(jià)模型，并模擬人耳聽覺特性，通過對(duì)比原始語音和處理后語音之間的差異，計(jì)算出一個(gè)評(píng)估分?jǐn)?shù)，表示語音通話的質(zhì)量。
• ITU-T P.863 POLQA（Perceptual Objective Listening Quality Analysis）：POLQA是PESQ的改進(jìn)版本，更適用于高清語音通話的質(zhì)量評(píng)估。它通過模擬人耳聽覺特性，對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行頻域分析，提供更準(zhǔn)確的語音質(zhì)量評(píng)分。

圖2 ITU-T 語音質(zhì)量評(píng)價(jià)算法迭代（來源于POLQA官網(wǎng)http://www.polqa.info/）

- 無參考評(píng)價(jià)

無參考評(píng)價(jià)是一種在沒有原始音頻信息的情況下，僅根據(jù)處理后的音頻信號(hào)本身來進(jìn)行評(píng)估的方法。在這種評(píng)價(jià)方法中，我們不需要原始音頻，而是使用客觀指標(biāo)來對(duì)處理后的音頻質(zhì)量進(jìn)行量化評(píng)估。

優(yōu)點(diǎn)：無參考評(píng)價(jià)方法相對(duì)簡(jiǎn)單，不需要原始音頻，因此在某些情況下更加便捷實(shí)用。這種方法在大規(guī)模評(píng)估和快速評(píng)估時(shí)非常有用，特別是在無法獲取原始音頻的情況下。

缺點(diǎn)：由于無參考評(píng)價(jià)方法僅依賴于處理后的音頻信號(hào)，可能無法全面反映出音頻的真實(shí)質(zhì)量。它主要關(guān)注音頻信號(hào)的一些特定方面，而無法涵蓋用戶的主觀感受和體驗(yàn)。對(duì)于復(fù)雜的音頻失真類型和處理任務(wù)，無參考評(píng)價(jià)方法可能效果不佳。

常用的無參考評(píng)價(jià)指標(biāo)包括：

• P.563（ITU-T Recommendation P.563）：P.563是ITU-T推薦的用于窄帶語音通信質(zhì)量評(píng)估的客觀評(píng)價(jià)算法。它是一種無參考評(píng)估方法，也就是說它不需要原始語音信號(hào)，而是僅通過分析處理后的語音信號(hào)來預(yù)測(cè)語音通信質(zhì)量。P.563基于主觀評(píng)價(jià)模型，通過模擬人耳聽覺特性，計(jì)算語音信號(hào)的質(zhì)量得分。它使用一系列聽覺特征和相關(guān)算法，如失真度、失真感知權(quán)重等，來預(yù)測(cè)用戶對(duì)語音通信的滿意度。P.563評(píng)分范圍通常是從0到100，分?jǐn)?shù)越高表示語音通話質(zhì)量越好。
• G.107（ITU-T Recommendation G.107）：G.107是ITU-T推薦的用于寬帶語音通信質(zhì)量評(píng)估的客觀評(píng)價(jià)算法。它與P.563類似，也是一種無參考評(píng)估方法，通過分析處理后的寬帶語音信號(hào)來預(yù)測(cè)語音通信質(zhì)量。G.107基于主觀評(píng)價(jià)模型，采用與P.563類似的方法，但適用于寬帶語音通信和高質(zhì)量音頻傳輸。它考慮了更多的頻帶和更高的采樣率，以適應(yīng)寬帶語音的特點(diǎn)。

Part 04 總結(jié)與展望

除了上述介紹的一些常用音頻質(zhì)量評(píng)價(jià)方法外，機(jī)器學(xué)習(xí)在音頻質(zhì)量評(píng)價(jià)中也扮演著越來越重要的角色，它可以通過訓(xùn)練模型來預(yù)測(cè)音頻質(zhì)量，減少或取代傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)的客觀評(píng)價(jià)方法。如NISQA（Non-Intrusive Speech Quality Assessment）和ViSQAL（Visual and Speech Quality Assessment Laboratory）都是用于語音質(zhì)量評(píng)估的客觀評(píng)價(jià)方法，它們分別專注于非侵入式語音質(zhì)量評(píng)估和結(jié)合視覺信息的綜合評(píng)估。

音頻質(zhì)量評(píng)價(jià)在音頻服務(wù)和通信領(lǐng)域中發(fā)揮著不可或缺的作用，同時(shí)在服務(wù)質(zhì)量（Quality of Service，QoS）和體驗(yàn)質(zhì)量（Quality of Experience，QoE）上也有重要的應(yīng)用，能夠幫助提高音頻傳輸性能，提升用戶體驗(yàn)。

綜上所述，音頻質(zhì)量評(píng)價(jià)是一個(gè)持續(xù)發(fā)展和不斷探索的領(lǐng)域。通過不斷地研究和創(chuàng)新，我們可以為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)、逼真的音頻體驗(yàn)，推動(dòng)音頻技術(shù)的發(fā)展，讓音樂、語音和娛樂的世界變得更加美好！