【YD通讯标准】 通信终端设备环境噪声抑制性能要求和测试方法

ICS33.120.01
中华人民共和国通信行业标准
YD/T3111-2016
通信终端设备环境噪声
抑制性能要求和测试方法
Ambient noise rejectionperformancereguirement anctestmethodforcommunicationterminalequipments2016-07-11发布
2016-10-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布前
1范围
2规范性引用文件
3术语、定义、符号和缩略语·
4实验室噪声场模拟方法…
4.1实验室噪声场对环境的要求
4.2单向声源模拟
4.3有限空间散射声场模拟一一基于HATS的声场重建4.4有限空间散射声场模拟-
4.5回放的噪声场景
5测试配置
测试设备·
测试信号
5.3测试安排-
5.4测试位置
6手持终端的测量参数和方法
6.1发送噪声抑制性能
一基于麦克风的声场重建
抑噪后的语音质量及残留噪声质量·噪声抑制收敛时间…
6.4终端位置对发送语音质量的影响6.5近端语音对发送噪声传输的影响·6.6远端语音对发送噪声传输的影响·7手持扬声终端的测量参数和方法7.1发送噪声抑制性能
7.2噪声抑制收敛时间-
7.3终端位置对发送语音质量的影响YD/T3111-2016
YD/T3111-2016
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准在制定过程中参考了以下的标准：Amendmentl:RevisedAppendixII噪声抑制算法基本功能的客观测量方法ITU-TG.160
-ITU-TP.835用于评估使用噪声抑制算法的语音通信系统的主观试验方法ITU-TP.863基于感知的客观收听质量评估方法ETSITS103106移动终端背景噪声传输-客观测试方法ETSIES202396-1背景噪声模拟技术及数据库-3GPPTS26.131电话终端声学特性；要求3GPPTS26.132
2语音和视频电话终端声学测试规范YD/T1538数字移动终端音频性能技术要求及测试方法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这些专利的责任本标准由中国通信标准化协会提出并归口。本标准起草单位：中国信息通信研究院。本标准主要起草人：易高雄、赵兴龙、赵区澎、孙悦、卢玉平、朱红叶、张文奇、胡志明。I
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1范围
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通信终端设备环境噪声抑制性能要求和测试方法本标准规定了实验室环境下通信终端设备噪声抑制性能的性能要求和相应的客观测试方法。本标准适用的通信终端设备包括但不限于移动通信终端、IP电话终端、车载免提终端。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是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。GB/T13325-1991
YD/T2308-2011
ITU-TG.160
Amendment I:
Revised Appendix II
ITU-TP.57
ITU-T P.58
ITU-TP.64
ITU-TP.380
ITU-TP.501
ITU-TP.581
ITU-TP.863
ETSITS103106
ETSIES202396-1
3GPPTS26.132
3GPP2C.S0056
机器和设备辐射的噪声操作者位置噪声测量的基本准则(工程级）车载窄带语音通信设备传输性能要求和测试方法噪声抑制算法基本功能的客观测量方法（Objectivemeasuresforthecharacterization of the basic functioning of noise reduction algorithms)仿真耳（Artificialear）
用于电信测量的人头和驱干模拟器（Headandtorsosimulatorfontelephonometry)
本地电话系统灵敏度/频率特性的测定（Determinationofsensitivity/frequencycharacteristics of local telephonesystems)头戴耳机一传声器组的电声测试方法（Electro-acousticmeasurementsonheadsets)
电话电声测试所用的测试信号（Testsignalsforuseintelephonometry）为免提和手提终端测试的头肩模拟器（HATS）的使用（Useofheadandtorsosimulator for hands-free and handset terminal testing)基于感知的客观收听质量评估方法Perceptualobjectivelisteningqualityassessment
移动终端背景噪声传输-客观测试方法（SpeechandmultimediaTransmissionQuality (STQ); Speech quality performance in the presence of background noise:Background noise transmission for mobile terminals-objective test methods)背景噪声模拟技术及数据库（SpeechProcessing，TransmissionandQualityAspects (STQ); Speech quality performance in the presence of background noise;Part l:Background noise simulation technique and background noise database)语音和视频电话终端声学测试规范（Speechandvideotelephonyterminalacoustictestspecification
cdma2000移动台的电子声学推荐最低性能规范（Electro-AcousticRecommended Minimum PerformanceSpecificationfor cdma2ooo MobileStations)
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3术语、定义、符号和缩略语
3.1术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1.1
近端NearEnd
本地通话人及本地通话环境。
远端FarEnd
对方通话人及对方通话环境。
嘴参考点MouthReferencePoint
位于参考轴上，距唇平面正前方25mm的点。3.1.4
发送方向SendDirection
由通信终端设备的声信号输入接口或电信号输入接口到网络接口的信号传输方向。3.1.5
接收方向ReceiveDirection
由通信终端设备的网络接口到声信号输出接口或电信号输出接口的信号传输方向。3.1.6
稳态噪声
SteadyNoise
在观察时间内，具有可忽略不计的声级起伏的噪声。3.1.7
非稳态噪声UnsteadyNoise
在观察时间内，声级起伏很大的噪声。3.1.8
粉红噪声PinkNoise
在与频带中心频率成正比的带宽（如倍频程带宽）内具有相等功率的噪声或振动。粉红噪音的频率分量功率主要分布在中低频段。3.1.9
语音噪声SpeechNoise
对通话人产生干扰的其他说话人的声音。3.1.10
公路噪声RoadNoise
在交通繁忙的马路上的各种噪声的集合。3.1.11
车内噪声CarNoise
在平稳行驶中的汽车里录制的噪声。TiiKAoNiKAca
音乐噪声MusicNoise
通话时本地环境中存在的音乐噪声，尤其是包含鼓声等打击乐器声音的音乐。3.1.13
SingleDirectionSoundSource
单向声源
从单一方向传递过来的声音，包括单向语音、单向音乐等等。3.1.14
噪声抑制收敛时间NoiseSuppressionConvergenceTimeYD/T3111-2016
噪声抑制过程中，残留噪声功率由初始值逐渐变小，直至达到相对稳定所花费的时间。噪声收敛时间测量的前提条件是经过抑制算法后噪声能够收敛。3.1.15
HATS参考点HATSReferencePointHATS左右耳道入口点（EEP）连线的中点。3.1.16
自由场均衡Free-FieldEqualization对仿真头传输特性的均衡，使得仿真头对自由场条件下正前方入射的声波具有平直的频率响应。自由场均衡是针对HATS而言，根据ITU-TP.581，有公式（1)：Heo-r(0°,0,f) =
式中：
H,(0°,0°J)
HEo-（0°,0°，J）一一自由场均衡函数，表示为各1/3倍频程子频带内HRP（HATS参考点）处的无干扰自由场平均声压（即未放置HATS时HRP的自由场平均声压）和DRP处的平均声压之比。EQ表示均衡。H，（0°0°，）一一HATS对正前方入射声波的自由场频率响应，表示为各1/3倍频程子频带内DRP处的平均声压和HRP（HATS参考点）处的无干扰自由场平均声压（即未放置HATS时HRP的自由场平均声压）之比。开表示自由场。
在100Hz～8000Hz频率范围内，均衡曲线的精度在各1/3倍频程子频带上精度应在土0.5dB以内。3.1.17
散射场均衡Diffuse-FieldEqualization对仿真头传输特性的均衡，使得仿真头对散射声场具有平直的频率响应。散射场均衡是针对HATS而言，根据ITU-TP.581，有公式（2）Heo-ar (0°,0° f) =
式中：
Har(0°0°f)
HEo-ar（0°0°J）一一散射场均衡函数，表示为各1/3倍频程子频带内HRP（HATS参考点）处的无干扰散射场平均声压（即未放置HATS时HRP的自由场平均声压）和DRP处的平均声压之比。EQ表示均衡。3
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Har(0°,0° f) -
一HATS对散射声场的频率响应，表示为各1/3倍频程子频带内DRP处的平均声压和HRP（HATS参考点）处的散射声场平均声压（即未放置HATS时HRP的自由场平均声压）之比。df表示自由场。
在100Hz～8000Hz频率范围内，均衡曲线的精度在各1/3倍频程子频带上精度应在土0.5dB以内。3.1.18
ID均衡IndependentofDirectionEqualizationHATS的自由场响应H，（)可以分解为两部分：与方向无关的传递函数Ha（）和与方向有关的传递函数Ha（J）。ID均衡可以通过公式（3）计算得到：Heo-a(f)=
式中：
H，（）一一与方向无关的传递函数。Heo-ia（f）一—与方向无关的均衡函数。在100Hz～8000Hz频率范围内，均衡曲线的精度在各1/3倍频程子频带上精度应在土0.5dB以内。3.2符号Www.bzxZ.net
下列符号适用于本文件，
absolutepowerlevelrelativeto1milliwatt，相对于1mW的绝对功率电平，以dB表示expressed in dB
soundpressurelevelrelativeto1Pa，expressed相对于1Pa的声压级，以dB表示in dB
dBPa(A）A-weighted soundpressurelevelrelativeto1相对于1Pa的A计权声压级，以dB表示Pa, expressed in dB
3.3缩略语
soundpressurelevelrelativeto20uPa，相对于20μPa的声压级，以dB表示，expressed in dB
94dBSPL=0dBPa
A-weighted soundpressurelevelrelativeto相对于2oμPa的A计权声压级，以dB表示20μPa, expressed in dB
newton
下列缩略语适用于本文件
Absolute Category Rating
Analog toDigital Converten
BackGround Noise
Composite Source Signal
Digital to Analog Converter
ear-Drum Reference Point
Discontinuous Transmission
Ear canal EntrancePoint
牛顿，力的单位
绝对等级评分
模数转换
背景噪声
复合源信号
数模转换
耳鼓参考点
非连续性发射省电模式
耳道入口点
TiiKAoNiKAca
HATSHFRP
HFSystem
Ear Reference Point
Fast Fourier Transform
HeadAndTorso Simulator
HATS-Hands Free Reference PointHands-Free System
Hands-Free Terminal
HATS Reference Point
Mean Opinion Score
Mouth Reference Point
Noise Reduction
Pulse Code Modulation
Point of Interconnection
Quality of Service
Receiving Loudness Rating
Recommended Test Position
Recommended Wear Position
Sending Loudness Rating
Signal to Noise Ratio
Signal to Noise Ratio improved4实验室噪声场模拟方法
4.1实验室噪声场对环境的要求
耳参考点
快速傅立叶变换
人头和躯干模拟器
HATS免提参考点
免提系统
免提终端
HATS参考点
平均意见分
嘴参考点
脉冲编码调制
互连点
服务质量
接收响度评定值
推荐测试位置
推荐佩戴位置
发送响度评定值
信噪比
信噪比增强
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实验室噪声模拟可以经过一定吸声处理的普通房间或消声室半消声室内进行。如果使用普通房间则应在地面铺设地毯，屋顶应有一定吸声措施，并在一面或者两面墙上悬挂地毯以减少墙面的声反射。在200Hz～8000Hz频率范围内，混响时间应控制在0.2s～0.7s之间。对于消声室或半消声室，不需要单独做任何处理。此外，测试房间内的本地噪声应小于30dBSPL(A)。4.2单向声源模拟
4.2.1模拟方法
对于以手柄方式工作的通信终端来说，远处传来的单向噪声（区别于本地通话人的声音，包括其他人说话的声音）会对正常通话产生干扰，应尽可能去抑制。本标准使用单向语音和单向音乐声来模拟单向声源。单向语音是指使用单只扬声器、或者另一个安装在人头和躯干模拟器上的人工嘴来模拟特定距离和特定方向传来的说话声。单向音乐模拟指用单只扬声器来模拟特定距离和特定方向传来的音乐声。由于单向声源有可能来自不同的角度和方向，可以用来评估通信终端对不同距离、角度噪声的抑制能力。4.2.2幅度校准
幅度校准时应将测试用人头和躯干模拟器（HATS）移至室外，将标准测量麦克风放在HATS参考点位置。依次调节位于不同方位的单个或一组扬声器的输入噪声信号大小，使得此时麦克风测得的平均声压达到目标值。
HiikAoNiKAca
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4.3有限空间散射声场模拟一基于HATS的声场重建4.3.1方法概述
散射声场模拟的目的是使得位于声场中心的测量HATS，其双耳处录音信号尽可能接近原始声场信号。也就是说，声场模拟的目标，是使同一个试验人处于重放声场和原始声场中时，能得到基本相同的主观听觉感受。本标准推荐使用配有Type3.3仿真耳的HATS进行声音录制和声场均衡。因为HATS仿真耳的直接信号输出（DRP信号）和声音入射方向有关，为了和测量麦克风的输出相比较，应使用声场均衡函数进行转换，并将转换后的声音信号作为原始声场信号。目前，常用的的声场均衡方法有自由场均衡。散射场均衡和ID均衡。实际使用的均衡方式应与使用HATS现场录音时所用的均衡方式一致。散射声场模拟使用4个扬声器回放噪声来实现，必要时还需要增加1个额外的低音扬声器4.3.2扬声器配置
4.3.2.1室内参考摆放位置
扬声器的室内参考摆放位置如图1所示，每个扬声器距离HAT参考点2m相邻扬声器之间等距离，低音扬声器的摆放位置对声场影响不大，但注意不要放在声场中心附近。如果能证明同样能达到预期效果，扬声器和HATS参考点之间的距离可以适当变化。信号源
分析仪
4.3.2.2车内摆放位置
左前方
左后方
(HATS右耳通路）
(HATS左耳通路）
图1室内扬声器摆放
右前方
右后方
如图2所示，将低音扬声器的箱体嵌入汽车尾部的后备箱，音箱振动面朝向车内，位于车内尾部平台表面正中并与之平齐，可靠固定并密封。后排两个声器分别放置在后座靠枕与后窗玻璃之间靠近车壳的支架处，前面两个扬声器分别放在仪表面板的上部两边（如果此位置不易实现，应置于汽车司机的放腿脚的搁脚空间，即包含有油门及脚刹等的地方）。HiiKANiKAca
4.3.3扬声器均衡方法
4.3.3.1室内扬声器均衡方法
背景噪声
模拟器
测量系统
扬声器
（免提）
重低音
图2车内扬声器摆放
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使用符合ITU-TP.58要求的HATS对扬声器进行均衡，且HATS的声场转换函数与噪音录制时所使用的转换函数一致。将HATS放在声场的中心，使得HATS参考点与扬声器组几何中心重合，如图3所示。为了使室内扬声器重放声场的特性尽可能接近原始声场，应按照下列步骤进行均衡。1）单只扬声器的均衡
依次向每只扬声器输入粉红噪声信号，中音扬声器输入信号的频率范围为120Hz～20kHz，频率低于120Hz的信号输入到低音扬声器。国风
Playback
ReferereaCisnnel
Analyser
(2-channel)
图3左前方扬声器的均衡
如图3所示，首先对左前方扬声器的进行单独均衡。使用高通滤波器对粉红噪声滤波，使得高于120Hz的粉红噪声分量输入到左前方的扬声器，至少持续2s。与此同时，通过HATS左耳记录信号。在各1/3倍频程子频带内计算仿真耳记录信号和原始信号的平均功率密度谱并作比较，即公式（4）：7
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式中：
HATS仿真耳记录信号：
ISpm()一一原始粉红噪声信号：HLsO
一使用HATS测得的扬声器1/3倍频程传递函数。为了使单只扬声器的均衡符合要求，在120Hz～10000Hz范围内，HLs()的波动应不超过土3dB因此，单个扬声器的均衡函数就是Hrs()的倒数。在将原始信号输入到扬声器之前，先通过一个冲激响应是的滤波器，那么在HATS仿真耳处接收到的信号将和原始信号的频谱分量基本一致。2）单只扬声器的幅度校准
在对四个扬声器分别均衡后，接下来分别对它们进行幅度调整。由于原始的录音信号由四个扬声器共同播放，因此输入到单只扬声器的信号幅度应比原始录音信号小6dB。实际校准时，可以先通过单个扬声器回放，使测得信号幅度与录音信号一致，然后将输入给扬声器的信号幅度减小6dB，3）左侧和右侧两组的均衡
使用稳态实际宽频带噪声对左侧两个扬声器进行均衡，例如宽频带办公室噪声或者稳定行驶汽车的噪声。如图4所示，与单只扬声器的均衡类似，使用HATS左耳记录左侧两只扬声器发出的噪音信号，并在各1/3倍频程子频带与原始信号比较。调整滤波器参数，使得HATS仿真耳测得信号与原始信号在120Hz～10000Hz的差异不超过士3dB。类似的，对右侧两只扬声器进行均衡国区
·国区
Playback
Analyser
(2-channel
图4左侧一组扬声器的均衡
4）低音扬声器的均衡和幅度校准低音扬声器的均衡在30Hz～120Hz频率范围内进行。先使用一个低通滤波器对粉红噪声进行滤波（截止频率处斜率至少为18dB/oct）。通过比较HATS仿真耳测得信号与原始录音信号的平均功率谱密度，调整滤波器参数，使得30Hz～120Hz频率范围HATS仿真耳测得信号与原始信号的差异不超过土3dB调整信号幅度，使得HATS仿真耳测得信号和原始信号一致。8
如果可以证明四个扬声器可以产生足够的低音分量，也可以不使用低音扬声器。5）时延调整
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应单独测得每个扬声器到HATS仿真耳（左侧扬声器到左耳，右侧扬声器到右耳，低音扬声器到右耳）的时延并进行调整。时延调整不合理，有可能会引起梳状滤波效应，使得背景噪音听起来不自然。时延调整会测量下列时延：左侧扬声器到达左耳的时延；右侧扬声器到达右耳的时延；低音扬声器到达右耳的时延。然后将时延都调整到最大的时延（通常是低音扬声器到达右耳的时延），此时左右两侧扬声器发声同时到达对应的HATS仿真耳。若重建声场是在消声室或者半消声室中进行的，为了增强重建声场的散射性，并避免出现梳妆滤波效应，需要再分别为四个扬声器分别添加合理的时延，典型的添加的时延值分别为0ms，11ms，17ms29ms。考虑到不同的房间形状和吸声性能差别，若在此时延值下最后的总体均衡无法达到较好的效果，可以尝试考虑使用其他时延添加值，但不可超过50ms。6）总体均衡
此步骤确认包括时延补偿都在内的扬声器重放效果。如图5所示，将稳定的、预先录制的宽带噪声信号输入到四个扬声器和低音扬声器，并使均衡滤波器、幅度调整和时延补偿同时生效。比较HATS仿真耳的输出信号与原始录音信号，在50Hz～10000Hz频率范围内，两个通道各1/3倍频程子频带平均功率密度谱之差应不超过土3dB。如果超出了容差范围，应确认是哪只扬声器直接导致了这种差异，是串音还是直达声影响了均衡效果。一般来说，差异总是只出现在一小段频率范围，分别在这段频域内查看各个扬声器的传递函数，确认后调整该扬声器对应的滤波器参数1国风回
国风回
Playback
4.3.3.2车内扬声器均衡方法
国区回
Analyser
(2-chanmel)
图5总体均衡
除了扬声器的摆放位置以外，双耳录音信号的车内声场均衡方法同室内均衡方法一致。注意本标准仅关注在模拟出的噪声声场中，车载终端的抑噪性能，其他窄带传输性能要求和测试方法见YD/T2308一2011。4.4有限空间散射声场模拟一一基于麦克风的声场重建4.4.1方法概述
如果重放噪声是人工合成噪声（比如粉红噪声）或单麦克风录音信号，应使用测量麦克风来对声场进行均衡。使用麦克风对扬声器均衡的目的是使得测量点处麦克风录得的信号与原始信号一致。9
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