感知音頻質(zhì)量分析POLQA測(cè)試方案

一、引言

近年來(lái)，線上音視頻產(chǎn)品的形態(tài)和應(yīng)用場(chǎng)景越發(fā)的豐富，疫情的發(fā)展加速了許多的行業(yè)線下轉(zhuǎn)線上的速度。線上溝通的常態(tài)化，音視頻的技術(shù)應(yīng)用越發(fā)廣泛，如ZOOM、騰訊、阿里等各大廠商的加入使這個(gè)賽道質(zhì)量得到了飛速的提升。在該賽道中，好的音視頻質(zhì)量，好的用戶體驗(yàn)，是在激烈競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出的關(guān)鍵因素。除了線上會(huì)議等方式，在各種通話中，無(wú)論使用什么樣的終端通話設(shè)備，借助何種網(wǎng)絡(luò)，語(yǔ)音質(zhì)量的好壞一直是通話性能評(píng)估的一項(xiàng)重要指標(biāo)。

二、發(fā)展歷程

早在電話發(fā)明后，如何系統(tǒng)地評(píng)價(jià)語(yǔ)音質(zhì)量就成了一個(gè)難題。ITU-T在1996年8月30日，正式推出了P.800: Methods for subjective determination of transmission quality標(biāo)準(zhǔn)。在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)里面有一個(gè)重要的指標(biāo)被提出來(lái)：MOS(Mean Opinion Score)，是如今被沿用最為廣泛的主觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。MOS的分值分別為1-5，對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)Bad，Poor，F(xiàn)air，Good，Excellent。

2010年6月，因移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)VoLTE、VoNR、互聯(lián)網(wǎng)通話軟件SKYPE（現(xiàn)為MS Teams）等新傳輸技術(shù)及高階的編碼方式的快速發(fā)展及應(yīng)用，語(yǔ)音質(zhì)量評(píng)估方法的要求不斷提高，ITU推出了ITU-T P.863，采納了OPTICOM、SwissQual和TNO的聯(lián)合解決方案POLQA為新一代的語(yǔ)音質(zhì)量評(píng)估算法。POLQA算法支持可變的輸入信號(hào)電平范圍、更寬的信號(hào)帶寬（從窄帶到超寬帶）及最新的語(yǔ)音編碼技術(shù)（Skype、EVS等），對(duì)3G、4G/LTE和VoIP網(wǎng)絡(luò)評(píng)估具有更高的準(zhǔn)確度，并擴(kuò)展了對(duì)提供高清語(yǔ)音服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)的支持。POLQA算法的評(píng)分范圍是1-5分，5分為最高分。現(xiàn)在的線上會(huì)議，通話等一般采用的都是POLQA算法。

三、POLQA介紹

1. POLQA是用于對(duì)固定、移動(dòng)和基于IP的網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ)音質(zhì)量進(jìn)行基準(zhǔn)測(cè)試的全球標(biāo)準(zhǔn)?？捎糜赩oIP、高清語(yǔ)音、3G、4G / VoLTE和5G網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ)音質(zhì)量分析。
2. POLQA提供了更高水平的基準(zhǔn)準(zhǔn)確度，并為超寬帶（HD）和全頻帶語(yǔ)音信號(hào)增加了重要的新功能，并支持最新語(yǔ)音編碼和VoIP /VoLTE傳輸技術(shù)。
3. POLQA非常適合評(píng)估、優(yōu)化和監(jiān)視下一代網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ)音質(zhì)量，并提供標(biāo)準(zhǔn)化的、經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的平均意見(jiàn)評(píng)分（MOS）。
4. POLQA無(wú)需大量聽(tīng)眾即可生成MOS，語(yǔ)音評(píng)估結(jié)果，將預(yù)錄的語(yǔ)音樣本通過(guò)被測(cè)設(shè)備（DUT），并與原語(yǔ)音樣本比較。算法評(píng)估參考音頻和劣化音頻之間的差異并生成結(jié)果。

四、測(cè)試方案

4.1 實(shí)現(xiàn)方法

針對(duì)POLQA的測(cè)試，我司音頻分析儀Ax系列可完全支持，具體實(shí)現(xiàn)框圖如下：

通過(guò)我司音頻分析儀Ax的信號(hào)發(fā)生部分給被測(cè)物發(fā)送POLQA基準(zhǔn)測(cè)試信號(hào)，分析部分將經(jīng)過(guò)被測(cè)物之后的信號(hào)收集并進(jìn)行處理，之后儀器對(duì)這兩組信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)對(duì)比分析，給出MOS值。

4.2 測(cè)試案例

以藍(lán)牙耳機(jī)POLQA測(cè)試為例，測(cè)試方案主要分為上行鏈路測(cè)試與下行鏈路測(cè)試：

4.2.1 上行鏈路測(cè)試

說(shuō)明：上行鏈路測(cè)試主要包含儀器為音頻分析儀主機(jī)、電聲測(cè)試接口、人工嘴。

音頻分析儀通過(guò)同軸線纜將測(cè)試信號(hào)傳遞給電聲測(cè)試接口，電聲測(cè)試接口將音頻分析儀的測(cè)試信號(hào)傳遞給人工嘴同時(shí)給人工嘴供電，人工嘴將測(cè)試信號(hào)模擬人的聲場(chǎng)播放出來(lái)，被測(cè)物的麥克風(fēng)收集到該信號(hào)之后，通過(guò)藍(lán)牙的形式傳遞給音頻分析儀，音頻分析儀將采集的聲音與測(cè)試文件比較進(jìn)行POLQA測(cè)試，給出MOS值。

4.2.2 上行鏈路測(cè)試

說(shuō)明：下行鏈路測(cè)試主要包含儀器為音頻分析儀主機(jī)、電聲測(cè)試接口、人工耳測(cè)試套件。

音頻分析儀通過(guò)藍(lán)牙將測(cè)試信號(hào)傳遞給被測(cè)物，人工耳收集被測(cè)物播放的聲音，電聲測(cè)試接口在給人工耳供電的同時(shí)將人工耳采集的信號(hào)傳遞給音頻分析儀，音頻分析儀將采集的聲音與測(cè)試文件比較進(jìn)行POLQA測(cè)試，給出MOS值。

五、核心測(cè)試設(shè)備介紹

北京度緯科技有限公司銷售的A5音頻分析儀，是一款具備高性能、多接口類型、多測(cè)試功能于一體的專業(yè)音頻分析儀。支持多種測(cè)試插件拓展，支持各種數(shù)字音頻接口（BT/I2S/HDMI/PDM等），是消費(fèi)類音頻和汽車電子等音視頻產(chǎn)品研發(fā)階段的首選測(cè)試設(shè)備。

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