聲音之分貝


作為音頻從業人員,筆者常常聽到這樣的討論,“大街上能到50分貝啊”,“你們新出的耳機降噪能達到35分貝啊”,“在30分貝下,聲音質量。。。”

他們說的分貝,是一樣呢,還是不一樣呢?

 

首先我們來看看 分貝的定義,分貝(decibel,/'dɛsɪ.bɛl/)是量度兩個相同單位之數量比例的計量單位,主要用於度量聲音強度,常用dB表示。

dB是一個比值,是一個數值,是一個純計數方法,沒有任何單位標注。在不同領域有着不同的名稱,因此它也代表不同的實際意義。

可見,雖然音頻中常用分貝來做計量單位,但是dB在不同領域有不同的物理意義,即便是在音頻中,分貝也有着不同的含義。

 

其次我們來看看信噪比,音頻中的信噪比,英文名稱叫做SNR(SIGNAL-NOISE RATIO),是指音頻信號中,有用信號與噪聲的比例。

其計算方法是10lg(Ps/Pn),其中Ps和Pn分別代表信號和噪聲的有效功率,因此其單位為dB.

 

再次,我們來看看聲壓級的定義,聲壓級定義為將待測聲壓p與參考聲壓p(ref)的比值取常用對數,再乘以20,即:20lg p/p(ref),其單位是分貝。聲強級則是10lg I/I(ref)。

在空氣中參考聲壓p一般取為2E-5帕,這個數值是正常人耳對1.4m(250Hz)機械波剛剛能覺察其存在的聲壓值,也就是波長1.4m(250Hz)機械波的最小可聽聲壓。

一般講,低於這一聲壓值,人耳就再也不能覺察出這個機械波的存在了。顯然該可聽閾聲壓的聲壓級即為零分貝。

專業人士為了准確的表達聲壓級的概念,在使用dB時會增加一個后綴:SPL, 也就是sound pressure level的縮寫,以便明確其物理意義。

 

再者,我們來看看主動降噪,也就是ANC 的降噪能力的評價方式,我們常常看到藍牙耳機的宣傳,ANC達到35dB啦之類,這是什么意思呢?

實際上,這些宣傳往往指的是,在整個耳機的頻率范圍內,開啟和關閉主動降噪時,在人耳內部聽到的環境聲衰減了多少比例。

借用信噪比的公示,這里應該是 10lg(P開啟ANC/P關閉ANC).

 

最后我們看看開頭的討論,第一個顯然指的是聲壓級,第二個是指開啟和關閉主動降噪時聲音的比例,第三個是指信噪比。

 

實際上在音頻編碼領域也會用到dB,這里是PSNR,峰值信噪比,尤其需要注意的是,這里的噪聲不是指真正的噪聲,而是指編碼誤差,信號指的是編碼前的原始信號。

 


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