隨著平板裝置這一年多來在消費(fèi)電子產(chǎn)品市場的火速竄紅，越來越多不論是傳統(tǒng)電腦或是手機(jī)廠商都紛紛投入這塊領(lǐng)域積極開發(fā)，而這項產(chǎn)品也成為越來越多現(xiàn)代人隨身攜帶的配件之一，從網(wǎng)頁瀏覽、閱讀電子書、社群互動、收發(fā)郵件到遊戲消遣等多種功能應(yīng)用，儼然已在許多人的生活中扮演了密不可分的角色。
目前市面上的平板裝置五花八門，命名方式從Tablet、Pad到Slate等不一而足，事實上，若是依據(jù)實際的架構(gòu)與應(yīng)用方向來看，可以簡單區(qū)分為媒體平板（Media Tablet）與PC型平板（PC Tablet）兩種類型。所謂的媒體平板，顧名思義是以多媒體資料的處理為核心應(yīng)用，包括像是收聽音樂、即時視訊、觀看線上影片、遊戲娛樂等等，使用方式較為簡易直覺，像是iPad的產(chǎn)品定位就可以被歸屬於媒體平板這個類型；至於PC型平板則是近似於一般傳統(tǒng)電腦的設(shè)計架構(gòu)，在硬體規(guī)格上更接近電腦的配置，而能滿足更多元的工作任務(wù)需求，但也因此在使用行為上更為複雜。不過值得注意的是，不論是媒體平板或PC型平板，多媒體影音播放的這項功能都是不可或缺、也持續(xù)是各廠商的開發(fā)重點。
然而市面上的平板裝置規(guī)格五花八門，其硬體規(guī)格包括處理器、記憶體、儲存容量、鏡頭像素等，消費(fèi)者都能輕鬆查詢、選擇自己想要的規(guī)格，但提到與多媒體影音娛樂最直接相關(guān)的“音質(zhì)”表現(xiàn)，則多半難以從其表面規(guī)格衡量該產(chǎn)品是否真能帶給使用者所喜好的音效聆聽體驗。我們知道音質(zhì)是影響使用者觀感的一大重點、更是消費(fèi)者難以自行判斷選擇的，因此為協(xié)助大眾更明瞭目前市面上平板裝置的音訊品質(zhì)，百佳泰（Allion Test Labs, Inc）在此特別揀選了六款較具代表性的平板裝置，包括目前所有市面上的主流作業(yè)系統(tǒng)版本，透過各種音質(zhì)測量方式進(jìn)行評比，包括有Apple出產(chǎn)的iPad與iPad 2、華為的IDEOS S7、Motorola的XOOM、Acer的A500與Asus的TF101，為將本文焦點聚焦於測試方式與實際的觀察發(fā)現(xiàn)，所有受測產(chǎn)品的測試結(jié)果將以僅以代號方式顯示。
音質(zhì)測試概念釋疑
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表一 受測平板裝置總表
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在實際的測試上，我們使用音頻分析測試系統(tǒng)，並依據(jù)現(xiàn)實生活中可能遇到的實際使用情況，設(shè)計出各種不同的測試情境，以進(jìn)行受測產(chǎn)品音源訊號在各種測試項目上的測量觀察、再根據(jù)測量結(jié)果來作音訊品質(zhì)的比對與進(jìn)一步分析，詳細(xì)的測試項目及測試情境包括有：
l 測試項目
1. 最大輸出不失真測試（Full Scale Test）
2. 動態(tài)範(fàn)圍測試（Dynamic Range Test）
3. 全頻總諧波失真加噪聲測試（THD + n vs. Frequency Test）
4. 頻率響應(yīng)測試（Frequency Response Test）
5. 串音測試（Crosstalk Test）
6. 聲道平衡度測試（Gain Ratio between Channel Test）
7. 聲道相位差測試（Interchannel Phase Difference Test）
l 測試情境
1. 44K音訊輸出（44K Audio Only）
2. 48K音訊輸出（48K Audio Only）
3. 44K藍(lán)牙音訊輸出（44K Bluetooth Audio Only）
4. 44K音訊及影像輸出（44K Audio & Video）
5. 音量控制（Volume Level）
為協(xié)助讀者更具體瞭解每個測試項目所代表的意義，以下僅就各個測試項目進(jìn)行說明，以更清楚各項測試背後的邏輯及重點：
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圖一 截波現(xiàn)象
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1. 最大輸出不失真測試（Full Scale Test）
這個測項主要是在確認(rèn)受測產(chǎn)品在不失真的情況下的最大輸出電壓，並觀察是否產(chǎn)生截波現(xiàn)象。輸出電壓會影響產(chǎn)品可輸出的最大音量，也就是會左右推動負(fù)載（像是耳機(jī)）的能力，當(dāng)輸出電壓不足或是超出產(chǎn)品工作範(fàn)圍限制而導(dǎo)致推力不佳時，便會使得播放出來的音質(zhì)顯得生硬而乾扁、或是截波（Wave Clipping）而造成聲音失真的現(xiàn)象。
2. 動態(tài)範(fàn)圍測試（Dynamic Range Test）
這個測項主要是在瞭解受測產(chǎn)品的音質(zhì)乾淨(jìng)程度。所謂的動態(tài)範(fàn)圍所要量測的便是原始音訊與背景噪訊的相對差距，以及噪訊在頻域上的分佈情形。訊噪比（Signal to Noise Ratio，SNR）指的是訊號與噪訊的比例（SNR=Psignal/ Pnoise），由於產(chǎn)品在輸出聲音訊號的同時也會同時輸出雜訊，因此，訊噪比越高就代表雜訊越小，音質(zhì)越乾淨(jìng)；反言之訊噪比低則代表雜訊較大較多，因而直接或間接的影響到原始訊號的音質(zhì)和音色。
3. 全頻總諧波失真加噪聲測試（THD + n vs. Frequency Test）
諧波失真（Total Harmonic Distortion）是一種非線性失真（Nonlinear Distortion）的結(jié)果，指的是輸入音訊經(jīng)過受測裝置處理後在原始訊號頻率倍數(shù)位置產(chǎn)生的非原始的訊號，稱之為諧波。諧波失真的發(fā)生會使聲音訊號的品質(zhì)下降、以及一些音訊細(xì)節(jié)的損失，而當(dāng)諧波失真過大時則會相當(dāng)程度改變原始的音色。諧波失真產(chǎn)生的主因可能來自主動元件（例如CODEC、Amplifier）或被動元件（例如Capacitor、Ferrite Bead）等。而這個測項便是在觀察受測產(chǎn)品諧波失真及噪訊在頻域分佈的情形，而由於音源在透過藍(lán)牙傳輸時受到的高頻干擾較大，因此在此測試情境下我們設(shè)定了不同標(biāo)準(zhǔn)，以符合實際情境。
4. 頻率響應(yīng)測試（Frequency Response Test）
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圖二 頻率響應(yīng)示意圖，可見在高頻處的訊號衰減
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頻率響應(yīng)（Frequency Response）指的是一個裝置重現(xiàn)原始音訊的精度，也就是完整複製（重播）原始音色的能力。在實際的測試上需透過輸入一個振幅不變而頻率變化的訊號，觀察其輸出端的響應(yīng)，若是頻率響應(yīng)功能不佳，則會影響到裝置重現(xiàn)聲音頻率範(fàn)圍的能力。好的頻率響應(yīng)能力，是在不同頻率點都能輸出穩(wěn)定的訊號，不過由於在高低頻訊號重建困難，所以在這兩個頻段通常都會出現(xiàn)衰減現(xiàn)象。這個測試項目主要就在量測聲音在各個不同頻率的位準(zhǔn)並評估其漣波值（Passband Ripple）是否平順、以及觀察受測產(chǎn)品在高頻與低頻時的音訊重現(xiàn)能力，通帶漣波值代表的是音頻震盪的幅度，峰值與谷值間的距離越接近，代表漣波值越平穩(wěn)。
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圖三 左右聲道音場示意圖
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5. 串音測試（Crosstalk Test）
串音（Crosstalk）是指來自不同聲道的干擾噪訊和原始訊號的比值，由於左右聲道相位不同，因此串音有可能造成聲道分離度不足、音場模糊、而無法準(zhǔn)確定位原始訊號要傳達(dá)的訊息。因此這個測試項目主要就在觀察受測產(chǎn)品防治串音的能力，以及評估其聲道分離度（Channel Separation）。
6. 聲道平衡度測試（Gain Ratio between Channel Test）
左右兩聲道的輸出電壓不同時，會影響到立體聲的平衡度、造成音場偏左或偏右，而使發(fā)出的聲音產(chǎn)生落差，這個測試項目就在檢視兩聲道間輸出電壓的差異和比值。
7. 聲道相位差測試（Interchannel Phase Difference Test）
兩聲道的相位差距過大時，會造成音像定位不準(zhǔn)確而導(dǎo)致聲音模糊，而這個測試項目就在觀察兩聲道相位間的時間延遲（時間差），時間差越小就代表相位差越小、音像定位越準(zhǔn)確。左右聲道的時間差會直接影響到正確的聲音相位，由於不同相位的互相抵消原理，因此會對原始音訊產(chǎn)生很大的影響。
平板裝置音質(zhì)測試結(jié)果分析
在瞭解了前述基本的測試?yán)碚摶A(chǔ)之後，我們便可根據(jù)不同的測試情境進(jìn)行測試執(zhí)行與結(jié)果分析，本次測試所設(shè)計的五個情境，都是百佳泰根據(jù)我們的專業(yè)測試經(jīng)驗，挑選出五個最具代表性、也是在一般消費(fèi)者生活中最常見的可能使用情境，包含了對本機(jī)DAC的音質(zhì)量測、不同音源格式的量測、透過藍(lán)牙傳輸?shù)牧繙y、影音同時播放的量測、以及音量控制的安全性驗證等。同時，由於各個測試情境的環(huán)境條件不相同，因此在不同的測試情境中，即使是執(zhí)行相同的測試項目，我們也設(shè)定出不同的評斷標(biāo)準(zhǔn)，以符合實際使用環(huán)境的要求。在下列圖表中，數(shù)字越大者代表分?jǐn)?shù)越佳、表現(xiàn)越好，以下便是在各個測試情境下所測得的測試結(jié)果。
1. 44K音訊輸出（44K Audio Only）
44K是音訊播放所常見的採樣率，因此也是常見的使用情境，像是一般的音樂CD都是採用44K採樣率，因此大多數(shù)的使用者將CD轉(zhuǎn)為MP3時會延用原始的44K設(shè)定來避免二次採樣。這個測試情境是在觀察在44K音訊輸出時，受測產(chǎn)品本機(jī)DAC/ AMP的表現(xiàn)能力。
在總共八項的測試評量項目中，有其中兩個受測品（B及D）的整體表現(xiàn)為最佳，其餘四者則水準(zhǔn)各有落差，受測品B並在總諧波失真這個項目表現(xiàn)最為突出，可惜的是觀察到串音變大的現(xiàn)象，至於受測品F則在高頻頻率響應(yīng)衰減明顯，連帶導(dǎo)致漣波值過大，而受測品C則是在總諧波失真、聲道增益與相位差等三個項目較需改進(jìn)，從表二簡單的評量結(jié)果便可看出，這六臺平板裝置產(chǎn)品在音質(zhì)處理能力的迥異。
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表二 44K音訊輸出測試結(jié)果
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2. 48K音訊輸出（48K Audio Only）
48K也是另一個音訊播放所常見的採樣率，主要應(yīng)用在影像串流和DVD上，由於44K與48K兩者取樣頻率不同，因此在相同裝置上播放也可能會有不同的表現(xiàn)。這個測試情境是在觀察在48K音訊輸出時，受測產(chǎn)品本機(jī)DAC/ AMP的表現(xiàn)能力，我們選擇了在44K與48K音訊輸出可能會產(chǎn)生差異的五個測試評量項目來進(jìn)行實際的測試。
從表三可以看出，受測品A與B在五個測項中的表現(xiàn)與前一個測試情境（44K音訊輸出）相似，但其餘四臺受測品則在總諧波失真這個項目的表現(xiàn)則明顯產(chǎn)生落差，失真程度較為嚴(yán)重，為什麼會普遍出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象呢？由於這四臺受測品均是採用Android作業(yè)系統(tǒng)，而Android的原始碼是預(yù)設(shè)為會對48K音源進(jìn)行重取樣（Re-sampling）成44K，因此會造成明顯諧波失真的現(xiàn)象。由此觀之，Android系統(tǒng)會對48K音源進(jìn)行重取樣而影響音質(zhì)的現(xiàn)象並未被相關(guān)廠商注意到，也才會使這樣的問題普遍出現(xiàn)在不同品牌的Android平板裝置中。
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表三 48K音訊輸出測試結(jié)果
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3. 44K藍(lán)牙音訊輸出（44K Bluetooth Audio Only）
藍(lán)牙在目前已是各種行動裝置不可或缺的規(guī)格之一，檔案傳輸以及即時音訊串流都是經(jīng)常被應(yīng)用的方向。由於透過藍(lán)牙音訊傳輸?shù)褥独盟{(lán)牙發(fā)送器（Bluetooth transmitter）進(jìn)行輸出的動作，因此這個測試情境就是在觀察藍(lán)牙傳輸會不會對音質(zhì)產(chǎn)生影響，總共有五個測試評量項目。
從表四的測試結(jié)果可以看出，雖然受測品C在前面兩個測試情境中表現(xiàn)不甚突出，但在透過藍(lán)牙傳輸時，反而是在所有受測品中表現(xiàn)最佳、最無失真影響的裝置，由此便可歸納出受測品C所選用的藍(lán)牙發(fā)送器在音訊處理的能力上較其他受測產(chǎn)品來的優(yōu)秀。從上述的例子我們也可以瞭解到，任何一個零組件的選用都有可能大大影響到最終的產(chǎn)品品質(zhì)功能，因此透過完善的前期驗證測試與比對，選擇出最合適的零組件是至關(guān)重要的課題。
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表四 44K藍(lán)牙音訊輸出測試結(jié)果
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4. 44K音訊及影像輸出（44K Audio & Video）
除了單純的音訊播放外，影片的播放也是常見於平板裝置的應(yīng)用中，因此這個測試情境就是在觀察產(chǎn)品同時處理影音訊號時，本機(jī)DAC/ AMP的音質(zhì)表現(xiàn)能力，共有六個測試評量項目。在與第一個測試情境（44K音訊輸出）比較後可以發(fā)現(xiàn)到，加上了影像檔的播放後，受測品A出現(xiàn)了串音變大的現(xiàn)象，受測品E則產(chǎn)生較多的諧波失真，相較之下受測品B與D則是不論是否加入影像檔播放，都能維持相同的音質(zhì)表現(xiàn)，因此可以得知在實際的影音娛樂享受（同時播放音訊與影像）上，這兩臺產(chǎn)品能提供較穩(wěn)定的聲音效果。
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表五 44K影像及音訊輸出測試結(jié)果
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5. 音量控制（Volume Control）
除了前述的幾個測試情境外，另外一個必須注意的便是音量大小的控制，由於過大的音量會造成對使用者聽覺上的損害，因此設(shè)計這個測試情境的重點就在觀察受測產(chǎn)品的各個可能聲音來源是否能輸出較接近的音量大小。試想，當(dāng)使用者原本正在觀看網(wǎng)路串流影片，突然轉(zhuǎn)而聆聽本機(jī)中存放的音樂時，音量若是突然變大許多，極有可能會造成使用者聽覺上的不適，長此以往嚴(yán)重者更可能造成對聽力的危害。因此，廠商在設(shè)計上，便應(yīng)注意到對不同聲音來源的音量大小控制。
在這個測試情境中我們便列出四種可能聲音來源，來量測所產(chǎn)生的輸出音量，並進(jìn)一步比較這四種來源間音量的差距，差距越小代表越不會對使用者產(chǎn)生音量差異的衝擊。根據(jù)表六可以看出，以受測品C的音量差距為最小，僅有30.3mV，受測品D在播放44K本機(jī)音訊檔與播放Youtube內(nèi)容時差距最大，達(dá)到104 mV，這樣的差距就有可能對使用者在音源切換時造成聆聽時的不舒適。
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表六 音量強(qiáng)度控制測試結(jié)果
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追求好用、好看也”好聽”的平板裝置
從前述的測試結(jié)果可以觀察到，我們這次選擇的六臺平板裝置出現(xiàn)的音質(zhì)狀況各不相同，像是有的受測品在本機(jī)DAC就產(chǎn)生明顯失真，有的則是在透過藍(lán)牙傳輸時影響音質(zhì)，有的是因為軟體設(shè)計重採樣而導(dǎo)致音質(zhì)降低、有的則在播放影片檔時失真變大，也有在處理不同音源時音量差異過大而影響使用者感受。
這些狀況背後的原因各有不同，有可能是由於硬體的選擇不適當(dāng)，像是DSP（數(shù)位訊號處理器，Digital Signal Processor）、DAC（數(shù)位類比轉(zhuǎn)換器，Digital to Analog Converter）、線纜、或其他主動、被動元件或擴(kuò)大線路的影響；也可能是因為軟體面的問題，像是前面提到的Android系統(tǒng)原始設(shè)計會對48K音源進(jìn)行重採樣所造成的問題，而廠商未能注意並加以修正；此外，裝置軟硬體間的整合不當(dāng)，也會造成使用者感受上的極大差異。這些所有潛在的問題風(fēng)險，都需要靠多樣化的測試情境設(shè)計，並經(jīng)過反覆的測試驗證，才能找出問題所在、進(jìn)而改善並提升品質(zhì)。
百佳泰多年來在專業(yè)測試領(lǐng)域不斷鑽研，專精於各種不同產(chǎn)品項目的客製化測試與驗證分析，也積極將研究方向拓展到更多更新的技術(shù)領(lǐng)域，以平板裝置這項晚近才推出的新式產(chǎn)品為例，百佳泰便積極投入研發(fā)，目前已能提供從軟體到硬體的全面性整合驗證。本文僅以”音質(zhì)”這項常被一般大眾忽略的重要功能為例，點出在目前市場上平板裝置所會出現(xiàn)的音質(zhì)問題，希冀能作為相關(guān)廠商在開發(fā)時的一個參考指標(biāo)，不論是媒體平板或是PC型平板，相信音質(zhì)表現(xiàn)都是影響產(chǎn)品在多媒體效能的重要環(huán)節(jié)，而也唯有持續(xù)推動這項產(chǎn)品的技術(shù)進(jìn)步、成熟，才能讓消費(fèi)者享受到更好、更方便的產(chǎn)品。 |
