感知音頻質量分析POLQA測試方案

一、引言

近年來，線上音視頻產品的形態和應用場景越發的豐富，疫情的發展加速了許多的行業線下轉線上的速度。線上溝通的常態化，音視頻的技術應用越發廣泛，如ZOOM、騰訊、阿里等各大廠商的加入使這個賽道質量得到了飛速的提升。在該賽道中，好的音視頻質量，好的用戶體驗，是在激烈競爭中脫穎而出的關鍵因素。除了線上會議等方式，在各種通話中，無論使用什么樣的終端通話設備，借助何種網絡，語音質量的好壞一直是通話性能評估的一項重要指標。

二、發展歷程

早在電話發明后，如何系統地評價語音質量就成了一個難題。ITU-T在1996年8月30日，正式推出了P.800: Methods for subjective determination of transmission quality標準。在這個標準里面有一個重要的指標被提出來：MOS(Mean Opinion Score)，是如今被沿用廣泛的主觀評價標準。MOS的分值分別為1-5，對應評價Bad，Poor，Fair，Good，Excellent。

MOS值評分表

2010年6月，因移動網絡VoLTE、VoNR、互聯網通話軟件SKYPE（現為MS Teams）等新傳輸技術及高階的編碼方式的快速發展及應用，語音質量評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的聯合解決方案POLQA為新一代的語音質量評估算法。POLQA算法支持可變的輸入信號電平范圍、更寬的信號帶寬（從窄帶到超寬帶）及語音編碼技術（Skype、EVS等），對3G、4G/LTE和VoIP網絡評估具有更高的準確度，并擴展了對提供高清語音服務的網絡的支持。POLQA算法的評分范圍是1-5分，5分為高分。現在的線上會議，通話等一般采用的都是POLQA算法。

三、POLQA介紹

1.POLQA是用于對固定、移動和基于IP 的網絡的語音質量進行基準測試的標準。可用于VoIP、高清語音、3G、4G / VoLTE 和5G 網絡的語音質量分析。

2.POLQA 提供了更高水平的基準準確度，并為超寬帶（HD）和全頻帶語音信號增加了重要的新功能，并支持語音編碼和VoIP /VoLTE 傳輸技術。

3.POLQA非常適合評估、優化和監視下一代網絡的語音質量，并提供標準化的、經過驗證的平均意見評分（MOS）。

4.POLQA無需大量聽眾即可生成MOS，語音評估結果，將預錄的語音樣本通過被測設備（DUT），并與原語音樣本比較。算法評估參考音頻和劣化音頻之間的差異并生成結果。

四、測試方案

4.1實現方法

針對POLQA的測試，我司音頻分析儀Ax系列可支持，具體實現框圖如下：

通過我司音頻分析儀Ax的信號發生部分給被測物發送POLQA基準測試信號，分析部分將經過被測物之后的信號收集并進行處理，之后儀器對這兩組信號進行自動對比分析，給出MOS值。

4.2測試案例

以藍牙耳機POLQA測試為例，測試方案主要分為上行鏈路測試與下行鏈路測試：

4.2.1下行鏈路測試

說明：下行鏈路測試主要包含儀器為音頻分析儀主機、電聲測試接口、人工耳測試套件。

    音頻分析儀通過藍牙將測試信號傳遞給被測物，人工耳收集被測物播放的聲音，電聲測試接口在給人工耳供電的同時將人工耳采集的信號傳遞給音頻分析儀，音頻分析儀將采集的聲音與測試文件比較進行POLQA測試，給出MOS值。

4.2.2上行鏈路測試

說明：上行鏈路測試主要包含儀器為音頻分析儀主機、電聲測試接口、人工嘴。

音頻分析儀通過同軸線纜將測試信號傳遞給電聲測試接口，電聲測試接口將音頻分析儀的測試信號傳遞給人工嘴同時給人工嘴供電，人工嘴將測試信號模擬人的聲場播放出來，被測物的麥克風收集到該信號之后，通過藍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試文件比較進行POLQA測試，給出MOS值。

五、核心測試設備介紹

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、多測試功能于一體的專業音頻分析儀。支持多種測試插件拓展，支持各種數字音頻接口（BT/I2S/HDMI/PDM等），是消費類音頻和汽車電子等音視頻產品研發階段的測試設備。