我们是如何测试智能手机的音频录制质量

人们利用智能手机创造出越来越多的视频影像,而这几年来,智能手机的相机拍摄出的图像质量已显著提升,不过,麦克风的声音质量又是如何呢?DXOMARK已研发出一套独特且严谨的评测基准,以反映人们在使用智能手机录制音频时的体验。

在位于法国巴黎的总公司专门打造的这间实验室里,我们的音频工程师运用一系列的多媒体和音频样本进行测试,这些样本代表了用户使用手机录制音频和使用扬声器播放声音时的全部体验。我们利用这些称为「使用场景」的真实例子,做为测试每一款设备在录制音频时的评估基准,确保两相比较时具有公平性。

我们有些评测基准纯粹运用客观测试,换句话说,测试设备提供清楚的量化结果,例如,根据评估频谱做为麦克风输出的客观测试。话虽如此,还是没有任何一种测试设备能比得上人耳的听觉能力,因此有些评测基准在某种程度上会涉及到感知测试(我们将在后面详细解释)。

智能手机的音频输入仰赖麦克风,而设备上麦克风的数量和位置则取决于智能手机本身的考量。例如,智能手机最常见的麦克风配置为三个— 两个用于后置(或主)摄像头,另一个则用于前置(或自拍)摄像头。

由于智能手机上的空间非常有限,因此麦克风不但小巧且性能必须优越,所捕捉到的声音质量才能符合用户的期待。它们是全向性的,会收录到手机四周所有的声音。也就是说,设备通常必须应付不佳的声学环境,像是声波会从墙壁、天花板和地板上回弹,而且会比直接从声源接收到的声音晚了一秒钟,所以,麦克风收到的并不是清晰的声音,而是失真的声谱,因此设备必须对此加以修补。

智能手机比独立麦克风的优势在于手机拥有强大的计算能力。许多智能手机(尤其是旗舰和高端机型)可以检测在一些情境和使用场景中所录制的声音效果。DXOMARK可以评测这些录制的功能。每项评测都有各自的分数且加权也不同。

DXOMARK音频测试实验室

我们所有的音频评测都是在精心设计的DXOMARK音频测试实验室中进行,实验室内设有消音室与试听室。

消音室

消音室是一处可以完全吸收声波的空间。这间房间隔绝了外部的噪音,整个天花板、地板和墙壁都铺设着楔形玻璃纤维棉,能消散声波的所有能量,进而完全消除回声。消音室可说是地球上最安静的地方。

依我们的测试基准,我们会将设备放置在消音室内,通过调高扬声器的音量来测试声压级,以及量测播放时的失真程度。

消音室内的隔音板
消音室内的麦克风
消音室内用来重现使用场景的扬声器

试听室

试听室的房间较大,放置着数个扬声器,将受测的人员或设备团团围住。

我们在试听室里重现使用场景
客观测试通常依据频谱图进行分析

在试听室里,我们忠实地重现从真实世界中录制的使用场景(例如繁忙的街道)。试听室里有数个扬声器,通过播放模仿各种情况的录音,忠实地重现各种环境中的声响。我们以数个麦克风录下真实世界的声音,将此相同的情境呈现在试听室里的扬声器。

为了测试设备的麦克风功能,DXOMARK利用消音室和试听室来重现各种使用场景的状况。

录制使用场景

DXOMARK采用不同的使用场景来测试每个设备。如上所述,我们运用代表了各种情境的音频样本供设备进行录制。

我们将受测的设备放在实验室的试听室里,然后通过环绕着设备的数个扬声器播放音频样本,以重现使用场景。

有一种使用场景是「在户外繁忙的环境中录制实时视频」,例如公园或是车水马龙的街道。此控制条件为重现用户尝试录制双向对话的情况。测试的目的是要检视麦克风收录各个声音的状况,以及能将环境背景的噪音减少到何种程度。

在实验室中,我们所重现另一种常见的使用场景为自拍视频。通常,用户会在人像模式下操作手机,在此受控测试中,我们从自拍摄像头前录下了两位主体的声音。与上述的实时视频测试类似,我们评测摄像头以了解其从周围环境中辨识出主体声音的性能如何。

录制街头表演
录制含有音频的自拍视频

其中一项更具挑战性的测试环境为在音量大且低音强烈的现场演唱会中录制音乐。对于智能手机而言,往往很难在不明显失真的情况下如实录制相同的音量与低音感。

同样颇有挑战性的环境是古典音乐会,不过,原因却是截然不同。在此场景中,更加强调的是重现音乐会的空间环境。对于听众来说,重要的是能够区隔出各个乐器的音色并将它们定位在声景中,而基本上,这正是DXOMARK所要测试的。

录制会议的情境有不一样的挑战。在此场景中,主要是必需从数个不同的方向录制好几个声音。DXOMARK的工程师要评测的是设备收录各别声音的状况,以及抑制环境噪声的能力。

用户以智能手机录制摇滚演唱会
录制会议情境有其挑战

录制与播放的评测基准

DXOMARK的音频录制评测基准包含以下几项属性— 音色、空间感、力度、音量、音损和背景。这些属性会依据使用场景而有各自不同的权重。

音色

DXOMARK会测试声音音色中的低音、中音和高音频率以及音域平衡,能评测出在录音时能表现整体频率平衡的设备。良好的平衡通常包括频率能均匀分布。

空间感

工程师也会测试音频的空间感,以及设备如何运用麦克风和传感器来准确体现音频里的空间感(宽度和距离),并且在声景中呈现出各个声响。

空间定位能力差
适当的空间定位

空间感属性项下的定位测试可评估设备在呈现整个声景时,能否让特定的声音来自特定的位置。

空间方向性差
适当的空间方向性

空间方向性的评测是根据声音的来源与使用场景来评估设备处理声级的能力。在录制视频时,设备正面和背面的声音都必须以适当的声级录制下来,回放时才能体现原始声源的位置与声级。

音量

音量是测试声音的响度或强度 — 尤其是音频来源的最大振幅能力。无论输入的声级如何,DXOMARK评测的是设备以适当音量录制音频的能力。

力度

DXOMARK 测试设备录制力度的能力,像是声音包络。声波的包络有助于建立声音的独特性,而包络也大大的影响了我们对声音的诠释。举例来说,用包络加以阐述一种声音,可能会特别强而有力

音损

音损是原始音源中不存在的异常声音,而在音频播放时会听到。用户通常会觉得这种声音很烦人。

手持的位置造成遮挡
手持的位置并不总是会造成遮挡音损

当设备在录制音频时,用户的手持位置会影响到音损属性项下的遮挡项目。用户可能不知道他们握住设备的方式可能会妨碍到录制的结果,因此许多设备会针对此点加以改进。

背景

背景是指录制音频时的环境音;依据使用场景以及录制的目的,环境音可能是合宜的,但也可能是不佳的。例如,当录制自拍时,用户会希望背景没什么噪音,才不会盖掉他们的声音。

背景音损:使用场景中的环境音太大
背景音损:环境音的适当水平

智能手机的录音功能通常是定向的,也就是说,手机的麦克风会在从特定的方向收录声音;有些智能手机的传感器可以依需要而让定向的范围更广。声景越窄,播放或录音时的方向性越强。当方向很明确,像是录制自拍,DXOMARK会评测主体的声音是否清晰以及背景有无噪音。

背景属性项下的音损
智能手机制造商希望他们的设备能录制到 「干净」的背景音

音损是背景属性项下的项目,是录制过程中收录到的异常声音,可能是来自于背景音,在播放中听众会听得到。

「感知」和「客观」评测

当我们谈到感知评测时,说的是使用人耳和大脑作为主要的测量工具。由于我们的声音专家在各个行业中的音频工程与音频工业设计领域中有多年的经验,因此他们能够分辨各方面音频和声音的能力,远远超过未经培训的听众。除此之外,DXOMARK已经制定了明确的基准,以确保与时俱进下的任何感知评测都是一致的。因此,同一款设备在几个月后进行相同的测试会得到相同的结果。

另一方面,我们的客观评测则仰赖受测设备的传感器所录制的结果,像是频谱图或是声级计。不论是感知评测或客观评测,亦或是两者合而为一,所有的评测都可利用专有的基准进行量化。

这一切都意味着感知评测的精确性并不亚于客观评测。我们会仔细地记录测量结果,重复测试数次以确保结果准确且公正。

分数

对一般用户而言要在较短的时间内评估手机音频质量是非常困难的,尤其还要在绝大多数的使用场景中评估。此外,大部份的人不曾有过将两款手机一起做比较的机会。用户能够以量化的方式看到竞争设备间的差异,这就是公正的评分系统所具有的基本价值。

在评测基准中,属性和使用场景都有自己的分数。 此外,每个属性都各自有几个不同的项目,我们也对这些项目进行了测试和评分。 我们分别对这些得分进行加权,再运用复杂的算法计算,最后得到标题分数。

各属性的数个不同测试项目分数汇总成录制分数后,成为DXOMARK 音频总体分数中的一项分数

DXOMARK 评测将深入研究设备的音频在各方面的性能,以及使用场景和各种属性。也就是说,任何阅读我们评论的人都能查看自己的手机在相关的使用场景中,一些特定项目的分数。

最后,与一些评测基准的系统不同,DXOMARK的音频分数将是开放的模式。 这表示标题得分(以及各项目分数)将随着技术和性能的增进而不断提高。这种开放的模式可以让您将当前旗舰智能手机与任何未来将发布的机种做客观的比较。

有关我们的音频评测的更多信息,请参阅我们如何测试扬声器的文章或查看词汇表


Videos