GY∕T 349-2021 感知音频质量的客观测量方法

GY中华人民共和国广播电视和网络视听行业标准GY/T349—2021感知音频质量的客观测量方法Methodforobjectivemeasurementsofperceivedaudioquality（ITU-RBS.1387-1,MOD）2021-03-29发布2021-03-29实施国家广播电视总局发布GY/T349—2021I目次前言................................................................................II引言...............................................................................III1范围...............................................................................12规范性引用文件.....................................................................13术语、定义和缩略语.................................................................13.1术语和定义....................................................................13.2缩略语........................................................................24概述..............................................................................35应用..............................................................................36版本..............................................................................47主观领域..........................................................................48分辨率和精准度....................................................................59要求及限制........................................................................510模型的描述.......................................................................510.1概述.........................................................................510.2耳朵周边模型.................................................................710.3激励模式的预处理............................................................2410.4模型输出变量(MOV)的计算.....................................................2710.5平均法......................................................................3410.6感知基本音频质量的估算......................................................3510.7实现方案的一致性............................................................38附录A（资料性）本文件与ITU-RBS.1387-1相比的结构变化情况.........................41附录B（规范性）感知音频质量的客观测量方法的原则和特点.............................42附录C（规范性）应用...............................................................47附录D（规范性）输出变量...........................................................51附录E（规范性）模型补充说明.......................................................53参考文献............................................................................55GY/T349—2021II前言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件使用重新起草法修改采用ITU-RBS.1387-1《感知音频质量的客观测量方法》。本文件与ITU-RBS.1387-1相比，在结构上有较多的调整，附录A中列出了本文件与ITU-RBS.1387-1章条编号变化对照一览表。本文件与ITU-RBS.1387-1的技术性差异及其原因如下：——为符合GB/T1.1—2020的要求，增加了第1章“范围”、第2章“规范性引用文件”、第3章“术语、定义和缩略语”。本文件对以下内容进行了编辑性修改：——删除了附件1“概述”中过去相关研究情况的叙述内容；——删除了附件1主观领域中的对主观评价的叙述内容；——删除了附件2第7章中的关于测试条目从数据库3中选择的描述性内容；——删除了附件1的附录3中关于PAQM的部分论述性语句；——删除了附件1的附录1中的版权部分的描述；——删除了附件1的附录4中的介绍与历史部分的描述；——删除了附件2的附录1验证过程；——删除了附件2的附录2参考数据库描述。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国广播电影电视标准化技术委员会（SAC/TC239）归口。本文件起草单位：国家广播电视总局广播电视规划院。本文件主要起草人：覃毅力、邓向冬、韦安明、董文辉、郏涛、汪芮、王倩男。GY/T349—2021III引言考虑到：a)对采用低比特率编码算法，以及采用模拟或数字信号处理的系统，传统的客观测量方法（如信噪比和失真的测量）不适用于感知音频质量的测量；b)低比特率编码算法已得到迅速应用；c)并非所有符合某种规范或标准的系统/设备都可以保证达到规范或标准所规定的最高质量；d)通常的主观评价方法不适用于音频质量的连续监测，例如在系统运行的情况下；e)在整个测量领域中，感知音频质量的客观测量方法将补充或替代传统的客观测量方法；f)感知音频质量的客观测量方法可以有效地对主观评价方法进行补充；g)对一些应用，需要可实时测量的方法。建议对于本文件所列的应用，使用本文件规定的方法进行感知音频质量的客观测量。GY/T349—20211感知音频质量的客观测量方法1范围本文件规定了感知音频质量的客观测量方法。本文件适用于在电视节目或广播节目的收录、分配、传送和监测等环节，也适用于编解码器等音频处理设备的研究、开发、测试和维护。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GY/T298—2016音频系统小损伤主观评价方法（ITU-RBS.1116-3,MOD）ITU-RBS.1284-1：2003声音质量主观评价通用方法（Generalmethodsforthesubjectiveassessmentofsoundquality）3术语、定义和缩略语3.1术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1.1绝对误差值absoluteerrorscore；AES反映SDG置信区间大小与SDG和ODG之差的关联平均值，其计算公式见公式（1）。AES = 2 √ ∑((ODG - SDG)/CI)2N…………………………………（1）式中：CI——置信区间大小，若CI＜0.25，则CI＝0.25；N——被评价音频素材的数量。3.1.2基本音频质量basicaudioquality一个通用主观属性，该属性包含了任意及所有可检测到的参考信号及其处理版本之间的差异。3.1.3编码余量codingmargin一个质量参数，表示编码损伤从不可感知到可感知的阈值余量。3.1.4模型输出变量modeloutputvariables；MOV感知测量方法的中间输出值。这些变量以基本心理声学研究为基础，用于进一步描述编码损伤特性。3.1.5GY/T349—20212主观差异等级subjectivedifferencegrade；SDG根据GY/T298—2016开展的音频主观评价，采用5级损伤标度对隐藏参考和被测信号的基本音频质量进行打分得到相应的评分等级，由被测信号评分等级减去隐藏参考信号评分等级所得的差值，见公式（2）。1SDG=GUDT-GRef…………………………………………（2）式中：GUDT——被测信号评分等级；GRef——隐藏参考信号评分等级。3.1.6客观差异等级objectivedifferencegrade；ODG感知测量方法的主要输出参数，相应于主观差异等级，为通用基本音频质量的测量参数。23.1.7离线测量off-linemeasurement一种测量程序，其测量过程不会影响正在进行节目传输的系统。3.1.8在线测量on-linemeasurement一种测量程序，测试过程需依赖于正在进行传输的系统或是节目传输的一部分。3.2缩略语下列缩略语适用于本文件。ADB平均失真块（AverageDistortedBlock）ASD听觉频谱差异（AuditorySpectralDifference）BAQ基本音频质量（BasicAudioQuality）CI置信区间（ConfidenceInterval）DC直流（DirectCurrent）DFT离散傅里叶变换（DiscreteFourierTransform）DIX干扰指数（DisturbanceIndex）EHS谐波失真结构（ErrorHarmonicStructure）ERB等效矩形带宽（EquivalentRectangularBandwidth）FFT快速傅里叶变换（FastFourierTransform）FIR有限脉冲响应（FiniteImpulseResponse）IIR无限脉冲响应（InfiniteImpulseResponse）ITU国际电信联盟（InternationalTelecommunicationUnion）ISO国际标准化组织（InternationalStandardsOrganization）JNLD临界可察觉电平差（JustNoticeableLevelDifference）MFPD最大过滤检测概率（MaximumFilteredProbabilityofDetection）NL噪音响度（NoiseLoudness）NMR噪声掩蔽比（Noise-To-MaskRatio）PAQM感知音频质量测量（PerceptualAudioQualityMeasure）PERCEVAL感知评价（Per