突出比 (PR)

突出比量化某个音调成分在其临界频带内相对于周围宽带噪声突出的程度。它在 ECMA-74 中定义，广泛用于 IT 设备噪声标准，基于人类听觉系统的频率掩蔽特性，为音调可闻度提供了一个客观度量。

理论

临界频带代表人耳耳蜗的频率分辨率。在每个临界频带内，能量由听觉系统累加。当某音调的能量显著超过同一临界频带内的宽带能量时，该音调会被感知为突出。

临界频带定义

围绕中心频率 f_c 的临界频带使用 Bark 标度定义。带宽随频率增大：

CB(f_c) = 25 + 75 · [1 + 1.4 · (f_c/1000)²]^0.69 [Hz]

在 1 kHz 处，临界带宽约为 160 Hz。500 Hz 以下时收窄到约 100 Hz。4 kHz 以上时则大幅展宽。

PR 计算

突出比通过将临界频带内的总功率与同一频带内估计的仅含噪声的功率进行比较来计算：

PR = 10 · log₁₀(P_total / P_noise) [dB]

噪声功率 P_noise 通过将临界频带边缘的频谱电平在音调区域内插值来估计，从而有效地重建出没有该音调时频谱的样子。

PR 与 TNR 对比

突出比和音噪比 (TNR) 都用于评估音调突出度，但它们在方法上有所不同：

方面	突出比 (PR)	音噪比 (TNR)
标准	ECMA-74、ISO 7779	ECMA-74、ISO 7779
比较基准	音调功率 vs 临界频带内总功率	音调功率 vs 临界频带内噪声功率
噪声估计	跨临界频带插值	从频带总功率中减去音调功率
灵敏度	对宽频带中的窄音调灵敏度较低	对窄音调灵敏度较高
适用场景	通用音调评估	严格的音调惩罚评估

分类阈值

ECMA-74 定义了与频率相关的突出度阈值，用于将音调分类为"突出"或"不突出"：

频率范围	PR 阈值 (dB)	TNR 阈值 (dB)
90 Hz – 1000 Hz	9.0	8.0
1000 Hz – 4000 Hz	线性递减 9.0 → 6.0	线性递减 8.0 → 5.0
4000 Hz – 11200 Hz	6.0	5.0

当 PR 在给定频率超过阈值时，该音调被分类为突出。随后对申报的噪声排放值施加音调惩罚，通常在宽带电平上增加 3–6 dB(A)。

参数

参数	选项	说明
输入通道	任意信号通道	用于分析音调突出度的信号。
频谱大小	4096 – 65536	FFT 大小。更精细的分辨率能更好地将音调与噪声分离。
平均次数	10 – 无限制	用于可靠估计噪声本底的频谱平均。
音调检测	自动 / 手动	自动模式扫描峰值；手动模式指定频率。
分类标准	ECMA-74、ISO 7779	用于突出度分类的阈值曲线。
频率范围	90 Hz – 11.2 kHz	音调成分的搜索范围。

解读

PR < 阈值：该音调不被视为突出。不对噪声排放级施加惩罚。
PR ≥ 阈值：该音调被分类为突出。产品必须申报经音调调整后的噪声级，使申报值增大。
多个音调：每个音调成分独立评估。若多个音调突出，则以惩罚最重的情形决定调整量。

实用技巧

使用不小于 8192（最好 16384）的 FFT 大小，以获得足够的频率分辨率将音调与相邻噪声分离，尤其是在 500 Hz 以下。
确保有足够的频谱平均（至少 20 次平均）以获得稳定的噪声本底估计。平均不足会导致波动，从而模拟或掩盖音调峰值。
当音调落在临界频带边缘附近时，PR 可能会低估其感知突出度。对于临界情形应交叉核对 TNR。
风扇噪声、变压器嗡鸣以及开关电源啸叫是 IT 设备和家电中突出音调的常见来源。

在谛耳中，PR 与 TNR 分析可同时运行。结果表会为每个检测到的音调并排显示两个指标，并对超过阈值的频率高亮显示突出度分类。

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