语言清晰度STIPA的测量
语言清晰度客观评价方法——对IEC 60268-16(4.0版,2011.6)规范的解读
语言清晰度客观评价方法——对IEC 60268-16(4.0版,2011.6)规范的解读祝培生;莫方朔;路晓东;胡沈健【摘要】语言清晰度(或可懂度)是音质评价的重要指标.但语言清晰度客观评价定义复杂,修正系数众多,测量结果也容易产生误差,因此一直没有得到有效推广.结合最新发布的IEC 60268 - 16(4.0版,2011.6)规范,介绍其推荐的语言清晰度客观评价方法即语言传输指数STI以及其他几种常见的客观评价方法,并对他们的适用条件加以说明.【期刊名称】《电声技术》【年(卷),期】2012(036)005【总页数】6页(P40-45)【关键词】语言清晰度;客观评价方法;语言传输指数【作者】祝培生;莫方朔;路晓东;胡沈健【作者单位】大连理工大学建筑与艺术学院,辽宁大连116023;同济大学声学研究所,上海200092;大连理工大学建筑与艺术学院,辽宁大连116023;大连理工大学建筑与艺术学院,辽宁大连116023【正文语种】中文【中图分类】TU112.11 引言语言清晰度(或可懂度)是音质评价的重要指标,可以用来评价厅堂或扩声系统的声音传输质量。
对语言清晰度的评价,主要包括主观评价和客观评价。
主观评价是利用发音人和听音人组成的队伍,以一定的发话语言声级和语速,在现场测听并记录由发音人按实验字表发出的字,然后加以统计分析得到语言清晰度得分。
这种方法不需要太多实验设备,能够较准确反映出语言的传输质量,但需要较多的人力物力,同时受发音人、测试队伍个人条件的影响,测试结果存在一定的不确定性。
客观评价是依据对一些物理量的测量,然后将数据加以分析得到语言清晰度参量。
对语言清晰度进行客观评价的尝试从二十世纪二三十年代就开始了,随后在四五十年代提出了第一个客观评价参量:清晰度指数 AI[1](Articulation Index,近年来发展成 SII[2],Speech Intelligibility Index),到二十世纪七十年代,又提出了语言传输指数STI[3](Speech Transmission Index) 和辅音损失比%ALcons[4](Articulation Loss of Consonants)。
实验四 语言清晰度测量
实验四 语言清晰度测量(验证性:2学时)一、实验目的1. 加深对语言清晰度的理解;2. 掌握语言清晰度的客观测量方法。
二、实验原理语言清晰度的测量有主观和客观两种方法,其中主观测量是采用25个不同韵母的汉字组成发音字表,让口齿清楚、发音较准的人念,并由听众在相应的判别字表根据听音结果选择打勾。
以下为发音字表和记录表的例子。
记录表数据处理方法:首先按(1)式计算每张记录表的清晰度:)1(100(%)--=N ER T Wi (1) 其中T 为发音字数(本文取25),R 为听对字数,E 为听错字数,N 为每一行字数(本文取5)。
然后按(2)式计算清晰度的平均值:∑==ni Wi n W 11 (2)其中n 为样本数(即每组实验中记录表的总数),最后得到的清晰度平均值应该是按统计规律将异常Wi 剔除后的计算结果(本文的测量实验没发现异常数据),平均值的标准差按(3)式计算:nn 1-=δδ (3)其中1-n δ按(4)式计算: ∑=---=ni n W Wi n 121)(11δ (4)但主观测量具有测量难度大及测量结果分散的缺陷,随着技术的进步,人们试图以客观测量来代替主观测量,现在常用的指标有两个:STI 及RASTI 。
其中STI (speech transmission index )是指语言传输指数,是由调制转移函数(MTF )导出的评价语言可懂度的客观参量。
从MTF 到STI 的最主要概念是,将调制指数的作用以表观信噪比来解释,采用加权平均求出平均表观信噪比,经归一化后导出语言传输指数。
而RASTI(room acoustics speech transmission index)是指房间声学语言传输指数,它是语言传输指数法(STI 法)在某些条件下的一种简化形式,用来测定不使用通讯系统时人与人之间直接通话时与可懂度有关的语言传输质量。
RASTI 计入了噪声干扰和时域失真(回声、混响)的影响。
公共广播系统工程技术规范与测试
-
应符合图3.3.1-2的规定
设备安装4.5 系统调试4.6 系统试运行 5 公共广播系统电声性能测量方法:5.1 一般规定5.2 应备声压级、声场不均匀度和传输频
率特性的测量; 5.3 漏出声衰减的量5.4 系统设备信噪比的测量5.5 扩声系统语言传输指数 的测量 6 公共广播系统工程验收:6.1 一般规定6.2 竣工验收文件6.3 工程验收规范用词说明:
公共广播系统工程设计
3.3 电声性能指标 3.3.1 公共广播系统在各广播服务区内的电声性能指标应符合表3.3.1的规定。
分类性能指标
应备声压 声场不均匀 级 度(室内)
漏出声 衰减
系统设备 信噪比
扩声系统语 言传输指数
STIPA
传输频率特性(室内)
业务广播(一级)
≤10dB ≥15dB ≥70dB ≥0.55 应符合图3.3.1-1的规定
公共广播系统工程设计
3.1 一般规定 3.1.7 公共广播系统工程设计文件应包括: ——系统结构图及其说明文件; ——广播传输线路敷设路由及广播扬声器布点平面图; ——控制中心及其设备现场配置图; ——设备清单。 3.2 系统应备功能 3.2.4 紧急广播系统的应备功能除应符合本规范第3.2.1条的规定外,尚应符合下列规定: 1 当公共广播系统有多种用途时,紧急广播应具有最高级别的优先权。系统应能在手动或警报信 号触发的10s内,向相关广播区播放警示信号(含警笛)、警报语声文件或实时指挥语声。 2 以现场环境噪声为基准,紧急广播的信噪比应等于或大于12 dB。 5 发布紧急广播时,音量应能自动调节至不小于应备声压级界定的音量。
2.0.8 广播扬声器布点 speakers distribution 把广播扬声器配置到公共广播服务区现场各个地点上。 2.0.9 传输线路 transmission line
测量语言可懂度的STIPA法
测量语言可懂度的STIPA法公共广播国家标准论证项目钟恭良一、语言的物理描述二、语言通过传输信道所引起的变化六、STI算法七、STIPA法八STIPA的载波三、调制转移函数MTF四、STI法五STI测量系统及信号矩阵八、STIPA的载波九、STIPA测量信号波形十、STIPA测量信号频谱五、STI测量系统及信号矩阵信号频谱参考文献IEC60286-16版权所有言物描述1、语言的物理描述连续的语言信号可以认为是一连续的语言信号可以认为是系列被称为“音位phoneme”的语音碎片组成的。
而“音位”又可以认为是一个窄带噪声被又可以认为是个窄带噪声被发音器官的极低频运动所调制而形成,在时域上表现为一个以某种窄带噪声为载波的调幅波。
因而,每一个音位都有自己的包络函数,语言所传递的信息就包含在该调幅波的包络信息就包含在该幅波的包络之中。
右图示个音位的包络及其包右图示一个音位的包络及其包络的频谱。
包络频率F约在0.2~12.5Hz之间。
频谱的相对量值是用调制指数表示的,m是各调制分量对载波的调幅度2、语言通过传输信道所引起的变化语言通过传输信道所引起的变化语言在传输过程中,语言在传输过程中混响、失真、噪声(信噪比)等因素都会导致音位的包络函数发生变化。
从而导致语言可懂度恶化。
致语言可懂度恶化研究m(或调制指数)的变化,即可确定语的变化即可确定语言可懂度恶化的程度。
右图示一个音位在传输过程中,调制指数受混响和噪声影响而发生变化的情形。
发生变化的情形3、调制转移函数MTFModulation transfer function为了确定调制度恶化的程度引入调制转移数()回声混响噪输入调制转移函数(MTF)设m ( F ) =m o /m i 回声、混响、噪声输入出1/F1/F X式中mo 语言传输信道输入端(声源处)某一包络频谱时间时间分量对噪声载波的调幅度mi 语言传输信道输出端(听音处)对应包络频谱 1.0调制转移函数m(F)I i (1+m i cos2πFt)I 0(1+m 0cos2πF(t+τ))听音处)对应包络频谱分量对噪声载波的调幅度m(F ) 是调制频率F的函数,如右图所示0.40.60.8M (F )=m 0/右图所示。
sti 声学指标
sti 声学指标随着技术的发展,声学指标作为我们测量、评价声音品质和性能的一种方法越来越受到重视。
其中,STI 声学指标是评估音响系统性能的一种常用指标。
在此,我们将从以下几个方面分步骤地阐述什么是 STI 声学指标,以及它在声学领域的应用。
1. 什么是 STI 声学指标STI 声学指标(Speech Transmission Index)是一个用于测量语音传输的质量和清晰度的指标。
它是一个 0 到 1 的标度,其中 1表示完美传输,而 0 表示完全不可理解。
STI 采用了一个音频信号进行测试,该信号模拟人类语音的典型特征(如频率变化和语音强度),然后将其传输到指定的环境中进行测试。
2. STI 声学指标的应用STI 声学指标广泛应用于许多领域,包括现代音响系统的测试和评估、语音识别等。
在现代音响系统的测试中,STI 被用来衡量语音在不同的房间和环境中的可靠性和清晰度。
基于 STI 测试的结果,我们可以了解到音响系统在现实环境中的表现,以及优化音响系统的措施。
另外,STI 声学指标在语音识别和翻译等领域也有广泛的应用。
在这些领域,STI 能够提供有关语音质量的重要信息,从而帮助我们更准确地识别和理解语音。
3. 如何进行 STI 测试STI 测试程序包括两个主要部分:语音源和环境测量。
在语音源测试中,我们使用标准的白噪声生成器来模拟人类语音的主要特征。
接下来,我们通过麦克风将该语音输出到指定的环境中。
在环境测量中,我们会测量源语音到达听者的声音传输,然后将结果与标准值进行比较。
最后,在 STI 指标中,我们需要使用一些公式进行计算。
STI的计算非常复杂,所以通常需要使用专业软件来完成。
总的来说,STI 声学指标是评估音响系统表现的一种常用指标。
它通过模拟人类语音的主要特征,测试其在不同环境下的质量和清晰度,从而提供有关声音性能的重要信息。
在不同领域中的应用也非常广泛。
低SNR下汉语单音节清晰度测量与可懂度估计
低SNR下汉语单音节清晰度测量与可懂度估计刘辉;章斯宇;孟子厚【摘要】在实验室条件下测量了不同频带范围、不同信噪比条件时的语言清晰度和STI-PA,分析了清晰度,STI-PA与信噪比的关系,并根据单音节清晰度与语言可懂度的关系,估计了在满足一定可懂度条件下的最低信噪比及相应的STI-PA.【期刊名称】《电声技术》【年(卷),期】2010(034)001【总页数】4页(P60-62,66)【关键词】语言清晰度;语言传输指数;信噪比;汉语普通话【作者】刘辉;章斯宇;孟子厚【作者单位】中国传媒大学传播声学研究所,北京,100024;中国传媒大学传播声学研究所,北京,100024;中国传媒大学传播声学研究所,北京,100024【正文语种】中文【中图分类】TB541 引言语言清晰度主要受环境噪声、环境混响、系统失真三方面的影响[1]。
对于户外远距离声音广播,声音在远距离传输过程中经过衰减,到达听音人所在处时,由于环境噪声的影响,信噪比往往已经很低了,甚至低于0 dB,在如此低的信噪比条件下,语言清晰度究竟受到多大影响,是设计户外远距离声音广播系统时所关心的问题。
而对于环境混响来说,由于户外不存在过多反射界面,且自然环境中存在的吸声体较多,如树木,草地,人等,所以在户外远距离广播条件下,环境混响对语言清晰度的影响不是最主要的。
系统无明显的失真是对扩声系统的基本要求,达不到这个要求不能看作是1个合格的扩声系统。
因此,笔者主要考察的是在低信噪比条件下,噪声掩蔽对语言清晰度的影响。
研究噪声掩蔽对语言清晰度和语言传输指数的影响,应该是在大量不同的噪声环境现场实地测量,但是由于客观条件的制约,理想的测量条件几乎是不可能实现的。
笔者在实验室可控条件下,依据相关的语言清晰度测试标准[2]测量了不同频带、不同信噪比噪声条件下的汉语普通话单音节清晰度和语言传输指数STIPA,以期对研究噪声掩蔽下普通话单音节清晰度与信噪比的关系有所帮助。
语音清晰度的客观评测
2)STIPA (STI for public address) 适用于包括扩声系统的厅堂或电声系统的语音传输质量 评价 选取了7种倍频带载波,每种载波对应2中调制频率 125Hz 250Hz 500Hz 1.0Hz 1KHz 2KHz 4KHz 8KHz 2.5Hz
1.0Hz 0.63Hz 2.0Hz 1.25Hz 0.8Hz
5.0Hz
5.0Hz 3.15Hz 1.0Hz 6.25Hz 4.0Hz 12.5Hz
《公共广播系统工程技术规范》 STIPA作为评价公共广播语言传输质量的重要指标
分类
业务广播 (一级)
STIPA
≥0.55
分类
紧急广播 (一级)
STIPA
≥0.55
业务广播 (二级)
业务广播 (三级)
≥0.45
≥0.35
紧急广播 (二级)
紧急广播 (三级)
≥0.45
≥0.40
2.混响作用下STIPA与汉语清晰度的关系
对于“声韵调”结构语言—汉语,情况是怎样的?
目的:在实验室条件下对无噪声纯混响作用下STI-PA与普
通话单音节清晰度之间的关系进行实验研究。以期对搞清
楚在纯混响作用下普通话单音节清晰度与语言传输指数 STI-PA的具体关系有所贡献和帮助。对汉语语音清晰度客
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语音清晰度的客观评测
中国传媒大学 传播声学研究所
章斯宇 2010.5.21
主要内容
1
语音清晰度评测的发展概况 混响作用下STIPA与清晰度的关系
2
3 4
噪声环境下STIPA与清晰度的关系 总结与展望
1. 语音清晰度的评测
语音的清晰度或可懂度是音质评价的重要指标—反映
Nti 语言清晰度STI-PA 使用 XL2 音频分析仪量测 应用手册
建筑群中的公共广播系统必须具有在紧急情况下指导人群逃生方向的能力。
这些建筑群包括机场,火车站,购物中心或者音乐厅等。
尽管如此,如果由于广播系统质量差而导致人群不能听清楚播放的通知,而不能安全逃离,由此导致的后果可能非常悲惨。
因此设计,安装并且验证公共广播系统的语言清晰度是必不可少的。
此外,还有很多其他应用(比如法律和医疗方面),也会应用到语言清晰度为其提供佐证。
STI, RASTI 或 STI-PA 是最常用的语言清晰度测试方法。
他们都基于同样的原理,其中 RASTI 和 STI-PA 是 STI 的简化版本。
此应用手册将介绍这几种方法的区别。
目录主观分析方法 2科学方法 3STI - 语言传输指数 6RASTI - 室内声学语言传输指数 6STI-PA - 公共广播系统语言清晰度 7我需要用 TalkBox 来测试 STI-PA? 10STI-PA 测试结果 11STI-PA 测试总结 12STI-PA 后处理过程 13若环境中一直存在脉冲噪音,我该怎么量测? 14语 言 清 晰 度 STI-PA使用 XL2 音频分析仪量测相关国家标准如图1所示-这些标准需要验证电声音响系统紧急用途:根据实际情况确定最低水平的语言清晰度,以防遇到紧急情况。
因而,严格监管下的语言清晰度不是一个主观测量,而是必须是经过验证的、多少有些复杂的方法,这些测量方法在IEC 60268-16中已经被标准化。
主观分析方法尽管频率响应,混响时间,失真,信噪比,和响度都和语言清晰度相关,但是即使将这些常规参量测量出来也不能完全确定语言清晰度。
当我们将其他因素考虑进去时,比如将声波指向性和环境条件考虑进去,我们现在碰到的问题是:在不同位置上,信息可被理解的程度如何?测量语言清晰度的一个基本方法是:让一个经过训练的人读一定数目字词,而那些具有代表性的位置上的人则分别写下他们认为已经明白的字词。
然后统计分析他们记下的结果,以百分比的形式表示被理解的字词正确率。
NTi-Audio-应用手册-STIPA 语言清晰度测量
在开业后测量实际环境噪声并验证此前的 STIPA 值。
平均多次 STIPA 测量结果 IEC 60268-16 标准建议,在同一测量点连续测量两至三次后取均 值。 德国标准 VDE 0833-4 要求在同一点至少进行三次测量,以防 STI < 0.63 。 因此,基于这些标准,XL2 分析仪具备自动平均 STIPA 测量结果 的功能。
怎么使用 NTi Audio TalkBox? • 将 NTi Audio TalkBox 放在麦克风前说话人头部所在的位置 • 选择轨道 1 :STIPA 测试信号 • 选择扬声器输出,您将听到 STIPA 测试信号
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应用手册
Minirator MR-PRO 信号发生器 Minirator MR-PRO 信号发生器用于电输入的公共广播系统,这 种系统一般用一个硬盘驱动器发出警报信息(没有麦克风)。
火灾探测和报警系统,第16及19条 用语言传输指数客观评价语言清晰度
国家监管机构建议或要求维持最低的语言清晰度水平。
国家标准: NFPA 72 BS 5839-8
VDE 0828-1
全国火灾警报章程 (2010 版)
建筑物火灾探测和报警系统。设计,安装和服务 的语音报警系统的实际章程
DIN VDE 0833-4 标准中要求的电声警报系统应用 监管
Noise File
Descr. of Position
2
STIPA File Multiple_STIPA_000 (MyLocation, 2)
Noise File
Descr. of Position
体育馆声学设计的实质-语言清晰度设计
体育馆声学设计的实质语言清晰度设计体育馆声学设计的实质——语言清晰度设计引言体育馆声学设计依据行业标准JGJ/T131—2000规范要求进行,其声学设计基本有3种:建筑声学设计、扩声设计及噪声控制设计,其实质都是为了保证体育馆比赛大厅———观众席、比赛场地的语言清晰度。
笔者在此只谈建声设计和扩声设计。
1 体育馆建筑声学设计行业标准中“比赛大厅建筑声学应以保证语言清晰度为主”[1],这一点很明确。
为了保证比赛大厅观众席和比赛场地的语言清晰度,对于比赛大厅与容积相应的满场混响时间(大厅内各空间界面吸声与反射处理)提出建声设计要求,其中必须指出:(1)理论分析和工程实践证明:语言清晰度与混响时间密切相关,混响时间太长,会使语言清晰度变差,所以混响时间的设计是建筑声学设计的重点。
如果混响时间太长,偏离相应大厅容积所允许的混响时间太多(像现在一般场馆多采用球结点网架结构,容积很大,往往混响时间偏长),在设计阶段未采取措施降低其混响时间或采用电声方法给予补偿,严重时会降低观众席语言清晰度,影响使用功能。
(2)比赛大厅内观众席和比赛场地内不得出现回声、颤动回声和声聚焦等音质缺陷。
如果声学缺陷太多,会直接影响清晰度。
而且扩声系统开大时会引起啸叫,开小则信噪比不够,听不清楚,影响正常使用。
2 体育馆扩声设计行业标准中体育场馆对扩声系统总体上有3点要求:扩声系统“应保证比赛大厅有足够声压级,声音应清晰,声场应均匀[1]”,其中:(1)“足够的声压级”:主要是相对于背景噪声而言,即应保证一定的信噪比,否则不能保证语言清晰度;(2)“声音应清晰”,不言而喻,扩声目的就在于此;(3)“声场应均匀”:一般来说,低频在场馆内各点座位上相对是较均匀的,在高频往往容易出现大的偏差。
这涉及扬声器的选取、频率响应、指向性及扬声器安装布放,而且1kHz,2kHz频率(1/3oct)对语言清晰度贡献最大。
美国人研究得,2kHz(1/3oct)对语言清晰度的贡献占11%;中国人测试得,1kHz左右对语言清晰度影响很大。
语言清晰度及评价及辅助测量
语言清晰度的评价及辅助测量语言清晰度的重要性不言而喻,建筑群中的公共广播系统必须具有在紧急情况下指导人群逃生方向的能力。
这些建筑群包括机场,火车站,购物中心或者音乐厅等。
尽管如此,如果由于音响系统及广播系统质量差而导致人群不能听清楚播放的通知,而不能安全逃离,由此导致的后果可能非常悲惨。
会议系统没有足够的语言清晰度将导致人们无法听清发言者的讲话内容。
因此设计,安装并且验证音响系统及公共广播系统的语言清晰度是必不可少的。
此外,还有很多其他应用(比如法律和医疗方面),也会应用到语言清晰度为其提供佐证。
做工程的朋友们会经常碰到剧院及政府会议这样的场所,规格及功能要求很过,主要是语言扩声,所以语言清晰度是很重要的。
要想有较好的语言清晰度,首先要做好建筑声学的设计,随着现在科技的进步我们已经有了很成熟的建筑声学设计及模拟软件如EASE,通过预先设计模拟我们可以提前了解建筑物内的声学缺陷,通过建筑声学装饰手段来弥补这些缺陷。
接下来就是现场扩声,如果现场扩声没有做好的话,那么就没有很好的语言还原度及可懂度。
主观评价方法可参阅GB/T15485-1995该标准规定了清晰度指数AI方法和步骤并给出了AI与音节清晰度的函数关系是主观评价方法,客观评价可参阅GB/T14476-1993该标准适用于厅堂用或不用扩声系统时的语言传输质量。
该标准里阐述了利用转移传递函数的MFT 法对语言清晰度进行客观的评价和预测。
标准在附录中还给出了语言传输质量和RASTI指数的关系即评分等级。
我国大部分语言清晰度的评分等级都按照此附录图标进行大多将最小标准定在RASTI大于等于0.6.语言清晰度的辅助测量首先我们要了解语言清晰度的理论依据,根据语言清晰度和辅音清晰度损失率进行测量计算。
RASTI=0.9482-0.1845*LnAL% (1)LnAL%=(200D2^2*T60^2*N)/(Q*M*V) (2)ASTI 语言可懂度LnAL%辅音清晰度损失率百分比D2音响至最远听众的距离T60 混响时间N功率比Q扬声器的指向性因子V 房间的溶积M 临界距离的修正值,通常取1时间和理论证明AL%值越小语言清晰度就越高。
公共广播系统工程技术规范-secret
中华人民共和国国家标准公共广播系统工程技术规范GB XXXX – 2007条文说明(草案)目次1总则2术语3公共广播系统工程设计3.1一般规定3.2系统应备功能3.3系统电声性能指标3.4系统构建3.5传输线路3.6广播扬声器3.7 广播功率放大器3.8公共广播节目源设备4公共广播系统电声性能指标测量方法5公共广播系统工程施工6公共广播系统工程验收附录A 公共广播系统工程施工表单附录B 公共广播系统工程验收表格本规范用词说明1总则1.0.1本规范在编制过程中参考了以下相关标准和规定:《强制性产品认证管理规定》—中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局令(第5号)2001-12-03《体育馆声学设计及测量规程》JGJ/T131-2000《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004《应急声系统》GB/T16851-1997《有线电视系统工程技术规范》GB 50200。
《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB/T 50198。
《厅堂扩声特性测量方法》GB 4959-1995《通信设备汉语清晰度测试方法》SJ2467-1984《声学名词术语》GB/T 3947-1996《厅堂扩声系统设计规范》GB 50371-2006《声频放大器测量方法》GB 9001-1988《城市区域环境噪声标准》GB 3096-1993《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116-19981.0.2公共广播系统的电声部分和相关的建筑声学部分如果互不协调,不仅会引起许多争议,而且会使系统不能发挥应有的实际效果,严重浪费资源。
2术语本章所有术语及其定义均只适用于本规范。
本规范的术语定义,只为说明本规范有关条文的含义,而不一定是该术语完整的科学定义。
为了便于操作,其中有一些术语直接采用了我国公共广播行业的习惯用语。
3公共广播系统工程设计3.1 一般规定3.1.23C认证(China Compulsory Certification)是我国的市场准入认证,也是使用安全和保护环境所必须。
国家奥运会英东游泳馆工程前的扩声语言清晰度设计方案论证
国家奥运会英东游泳馆工程前的扩声语言清晰度设计方案论证——工程实施后的实际测量结果祝科(北京达尼利华科技发展有限公司)国家奥体中心英东游泳馆是2008年北京奥运中的水球与现代五项中游泳部份的比赛场馆,同时也是第11届亚运会的游泳、跳水比赛场馆,被誉为“亚洲第一馆”。
冠名“英东”的英东游泳馆是已故香港商人霍英东(2006年过世)于北京成功申办1990年亚运会时捐出1亿港元于亚运村兴建的,作为第十一届亚运会的主要场馆,是当时全亚洲最大、最先进的游泳馆,除此之外,游泳馆更曾于2001年作为世界大学生运动会的游泳专项的比赛场地,包括北京奥运会和北京残奥会在内,英东游泳馆共举办过至少4项大型的世界级运动会。
直至现时,游泳馆建筑面积达43020平方米,网架下容积V=124156立方米,固定 6000人座席,平均20.7立方米/座。
分别设标准比赛池、练习池、跳水池及热身池4个泳池。
由于游泳馆历史已久,加上这是北京奥运中的其中一个北赛场馆,因此北京奥委会在2005年12月开始为游泳馆进行修建,目标竣工日期为2007年的9月左右。
北京奥组委把扩声验收指标与国际接轨,增加扩声清晰度STIPA测量指标,是“画龙点睛”之笔,道出了体育场馆扩声设计的灵魂:是核心、是要害,使扩声系统五项指标(必要条件)更加完善充分,是实事求是的举措,将掀起体育场馆设计的新篇章。
对我国今后制定新的扩声指标和扩声设计,影响深远。
笔者曾参与了英东游泳馆前期的扩声系统设计与论证工作,包括扩声工程实施后的调试工作,见证了“北京08办”和“国家奥林匹克体育中心”分别委托“国家建筑工程质量监督检测中心”对英东游泳馆验收测量的全过程。
也有幸参与了北京奥运会的保驾护航工作。
1、概述:英东游泳馆比赛大厅的声场环境,就像一条大型船体内的,巨型底部倒扣在大厅上方做顶棚,且因金属顶棚结构承重不了多少吸声材料,因此,这种建筑结构会造成90%的有害超长混响声来自于顶棚和水面,历史上还出现了因所有吸声材料逐渐受潮,导致吸声材料失效,造成混响时间变长后的20年间,其扩声系统曾经历了两次改造,并使用过原装进口名牌扬声器系统及设备,扩声验收的五项指标包括最大声压级、声场不均匀度、传输频率特性等主要指标都很优秀。
语言传输指数STI评价汉语清晰度的失效性
语言传输指数STI评价汉语清晰度的失效性章斯宇;孟子厚【摘要】为了研究针对汉语清晰度的客观评测方法,通过汉语清晰度主观评价实验和客观测量对现有语言传输指数STI评价汉语清晰度的失效性进行分析。
从汉语清晰度与STI的关系、STI的掩蔽模型、STI的权重系数三方面论述了采用STI评价汉语清晰度可能存在的问题,对引用IEC标准作为评价汉语清晰度的国家标准或工程规范提出了一些建议。
%In order to study an objective evaluating method for Chinese Mandarin intelligibility,the inap-plicability of speech transmission index called STI for evaluating Chinese Mandarin intelligibility was ana-lyzed by a series of subjective evaluation experiments and objective measurements. The problems that may exist when using STI for evaluating Chinese Mandarin intelligibility was discussed from three different as-pects including the relationship of Chinese Mandarin intelligibility and STI,the masking model applied in STI,the weighting factors of STI,and some suggestions for adopting IEC standard as a national standard or engineering discipline were proposed.【期刊名称】《中国传媒大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】6页(P20-25)【关键词】语言传输指数;汉语清晰度;失效性【作者】章斯宇;孟子厚【作者单位】中国传媒大学传播声学研究所,北京100024;中国传媒大学传播声学研究所,北京100024【正文语种】中文【中图分类】O428语言清晰度或语言可懂度是衡量语音传输系统性能优劣的一项重要指标。
应用STIPA方法测量语言清晰度的方法和要求
m() m。 F 一 /mi 式中: m。 :语 言 传 输 信 道 输 入 端 ( 声 源 处 )某一 包 络频 谱分 量对 载波 ( 窄 带 噪声 )的调幅 度 。 m :语 言传输 信 道输 出端 ( 音 听 处 )对 应 包络 频谱 分量 对载 波 ( 带 窄 噪 声 )的调 幅 度 。 显 然 , “ 制 转 移 函数 MTF 调 —
果 也 可能不 同 ,从而 引起 歧义 。
声 对 它的影 响 。脉 冲响 应并 不适 用于 在 背景 噪 声 、带通 和非 线性 失真 明 显 存 在 的 地 方 ,因 为 脉 冲测 试 信 号 并
、
( )尽 管 客观 评 价 是 “ 充 4 不
分 ” 的 ,但仪 器和 作为 第三 方的 测试
方 组 织的 测试 队伍评 价结 果 可能 有所
不同。
\ \ .
\
、
、
音 信号 能在 实 际环 境 ( 如现 场演 出) 中确 定 MTF ,但 不 便 于 测 量 。脉 冲 响应 能 用 于确 定 MTF 以及 混 响或 回
\
、
( )主 观评 价 与客 观 评 价 的 结 3
( )主观 评价 难于 操作 。 1
究调制转移 函数 ( MTF )来实现 ,
其关 系为 :
/ 、
( ) 目前 ,还 没有 公认 的 、权 2
威的 、市 场化 的主观 评价 机 构 。当发
/
e F ”是调 制 频率 F 函数 。虽 然语 r( ) 的
生 争议 时 , 甲方 组织 的测 试 队伍 同乙
声 器 官的 极低频 运 动所 调制 的 声频信
号 ,如 图2 所示 。
语 言 在 传 输 过 程 中 ,混 响 、失
扩声系统语言传输指数(STIPA)
为了检验整个公共广播系统的符合性 情况,本标准使用的是声输入法,即测试 声源从被测系统的传声器输入,经过整个 系统的处理后在广播扬声器输出。因此, 整个测试声源就包括STIPA信号发生器 (含STIPA音源和播放设备),功放及驱 STIPA 动的扬声器或有源音箱(也称为Talkbox)。 Talkbox 按照《公共广播系统工程技术规范》的规 定,必须对整个测试声源进行计量校准, 即要求在消声室内测得测试声源本身的语 言传输指数值应等于或大于0.97,方可判 定测试声源符合要求。
三、测量信号系统的组成: 一般来说,一套测试设备主要包括测试 音源、带有STIPA测量功能的频谱分析仪。 测试音源是人工合成的语音信号(刻录在 一张光盘上),这些信号通常包括男声和 女声的合成信号,男声信号载波的低端频 率较女声要低(男声的低频为125Hz,女声 为250Hz),为了更真实地反映测试地点的 语言清晰度状况,一般推荐使用男声合成 信号作为测试信号。
扩声系统语言传输指数 (STIPA)的测量 )
广州市迪士普音响科技有限公司 曾维坚
一、测量点的选择: 测量点的选择,按《公共广播系统工程技术规 范》5.2.1条款执行。 二、测量系统的配置 1、打开STIPA测试界面后,首先测量环境噪声,测 量的结果可从界面上读出。 2、根据测出的环境噪声的情况设置测试背景噪声值。 3、设置现场所需的信号目标声压级以及目标声压级 的范围(注意目标声压级必须比背景噪声值大15 dB 或以上)。 4、选择测试声源的性别,如没有特别规定,请选择 男声的STIPA测试信号。
四、测量方法及注意事项: 按照《公共广播系统工程技术规范》第 5.8节的规定,测试系统应按下图进行配置。
0.5 m
广播 扬声器 公共广播 系统设备 广播 传声器 测量 传声器 STIPA 测试仪
基于STIPA测试对声场语言清晰度的调试
基于STIPA测试对声场语言清晰度的调试魏星【摘要】STIPA指标是厅堂、体育场馆扩声系统的重要设计指标,语言清晰度是评价建筑声学和扩声系统的重要依据.本文从工程实践出发,通过在具体工程案例的测量和分析,并尝试基于STIPA测试手段变成声场语言清晰度的调试方法,预期达到合格会场系统工程.【期刊名称】《电声技术》【年(卷),期】2013(037)002【总页数】5页(P6-10)【关键词】语言清晰度;扩声系统语言传输指数;声学测量;声场调试;线阵列【作者】魏星【作者单位】中国电子科技集团公司第三研究所,北京100015【正文语种】中文【中图分类】TU1121 实验背景STIPA[1]指标是厅堂、体育场馆扩声系统的重要设计指标,已经写入《厅堂、体育场馆扩声系统设计规范》GBT 28049—2011[2],成为竣工验收的主要指标。
如何将STIPA测量方法运用于实际工程的现场调试中[3-5],让会场系统工程提前达到合格,本次以大庆市石油体育馆为例进行了初步实验尝试,并获得了初浅的体会。
体育馆内部空间长80 m,宽52.6 m,高24 m,设置固定座椅4 876个,活动座椅1 603个,贵宾席93个。
比赛场地尺寸为43.6 m×26.8 m,敷设木制地板。
图1为体育馆现场全景照。
2 体育馆现状,语言清晰度不合格2.1 扩声系统体育馆原配有一套扩声系统,系统扬声器布置如图2~3所示。
对整个体育馆进行语言传输指数STIPA测量,测量点位图如图4所示,数据测试如表1所示。
图1 体育馆现场外景照图2 体育馆扬声器布置情况(原系统)图3 扬声器布置示意图(原系统)图4 STIPA测量点位图(原系统)表1 STIPA测量数据表(原系统)?在图5所示的全景图中,可以更加直观地看到整个体育馆STIPA测试数据的分布。
2.2 数据分析对照《厅堂、体育场馆扩声系统设计规范》GBT 28049—2011,如表2所示,可以看出在体育馆相当一部分区域语言传输指数(STIPA)指标还达不到三级指标,如主席区(10#测试位置)STIPA值仅为0.42。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ级别 A+ A
B
C D E F
G
H
I J U
STI 范围 > 0.76 0.72 - 0.76
典型应用 录音室 剧院,演讲厅,议会,法院
0.68 - 0.72
剧院,演讲厅,议会,法院
0.64 - 0.68 0.60 - 0.64 0.56 - 0.60 0.52 - 0.56
电话会议,剧院 教室,音乐厅
6
STIPA File Multiple_STIPA_000 (MyLocation, 6)
Noise File
[STI] 0.55
F
[STI] 0.80 A+
[STI] 0.94 A+
[STI] 0.97 A+
[STI] 0.98 A+
[STI] 0.97 A+
所有注册用户都可以在 XL2 支持页面 下 载 STIPA 报告生成工具(打开文件后请启用所有宏)。 系统要求: • 运行 Windows XP 或 Windows 7 的计算机 • Excel 2007 或 Excel 2010 (32 位或 64 位版本)
标准
ISO 7240-16 / - 19 标准要求验证电声音响系统紧急用途: 根据实际情况确定最低水平的语言清晰度,以防遇到紧急情 况。因而,严格监管下的语言清晰度不是一个主观测量,而 是必须是经过验证的、多少有些复杂的方法,这些测量方法 在 IEC 60268-16 中已经被标准化。
国际标准: ISO 7240 IEC 60268-16
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应用手册
• 心里声学效果(掩蔽效应)
人耳听觉系统在声压级较低或者较高的时候,敏感度降低:声压 级较低时(例如20-50dBSPL),由于听觉阈值作用而导致人耳敏 感度降低。当声压级较高时(例如大于80dBSPL),掩蔽效应导致 人耳敏感度降低。
听觉掩蔽功能曲线随 IEC60268-16 标准各版本的发展如下:
edition 3.0, 2003
0.6
edition 4.0, 2011
0.5
20
40
60
80
100
120
Level LAeq
信号电平在 70-80 dB 范围内时可获得最佳的语言清晰度。更高 的声压级也会使人耳进行自我保护,这可以从清晰度指数降低上 看出,例如在 70 dB 时 STI 为 1 的可能在更高声压级时可能降到 0.7 STI 。
音乐厅,现代教堂 购物商场广播系统,公共办公室,教堂
0.48 - 0.52
购物商场广播系统, 公共办公室
0.44 - 0.48
所处声学环境较差的广播系统
0.40 - 0.44 0.36 - 0.40
< 0.36
所处声学环境很差的广播系统 不适用广播系统 不适用广播系统
附录: 主观分析方法 科学方法 STI - 语言传输指数 RASTI - 室内声学语言传输指数 STIPA - 公共广播系统语言清晰度
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应用手册
简介
建筑群中的公共广播系统必须具有在紧急情况下指导人群逃 生方向的功能。这些建筑群包括机场,火车站,购物中心或 者音乐厅等。尽管如此,如果由于广播系统质量差而导致人 群不能听清楚播放的通知,而不能安全逃离,由此导致的后 果可能非常悲惨。因此,设计、安装并且验证公共广播系统 的语言清晰度是必不可少的。此外,还有很多其他应用( 比如法律和医疗方面),也会应用到语言清晰度为其提供佐 证。
应用手册
语言清晰度 STIPA
使用 XL2 分析仪测量
XL2 分析仪根据最新的IEC 60268-16:2011(第四版)及其之前版 本标准测量语言清晰度 STIPA。它具备环境噪声修正和自动平均 测量结果功能。以 STI 和 CIS 为单位显示测量结果,包含 7 个倍 频程带的独立结果和调制指数。
火灾探测和报警系统,第16及19条 用语言传输指数客观评价语言清晰度
国家监管机构建议或要求维持最低的语言清晰度水平。
国家标准: NFPA 72 BS 5839-8
VDE 0828-1
全国火灾警报章程 (2010 版)
建筑物火灾探测和报警系统。设计,安装和服务 的语音报警系统的实际章程
DIN VDE 0833-4 标准中要求的电声警报系统应用 监管
德国 VDE 0833-4 标准要求
STI > 0.63 单次测量即可
STI < 0.63
在该点连续进行三次测量 • 如果三次测量值最大偏差大于0.03,那还需要再
进行三次测量 • 如果三次测量值最大偏差大于0.05,则需要评估
造成不稳定的原因并将其消除 • 需要报告三次或六次测量的算数平均值
STI > 0.63 确保了语言清晰度高于0.5,置信度达到95%
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STIPA 报告生成工具
应用手册
STIPA 报告生成工具依据 IEC 60268-16 和 VDE0833 标准生成测 量报告。直接从 XL2 导入测量数据,包括测得的环境噪声,得到 对应的语言清晰度 STI 或 CIS 值。
STIPA Summary Report
All
Project Railway Station Waiting Room Comments
Descr. of Position
4
STIPA File Multiple_STIPA_000 (MyLocation, 4)
Noise File
Descr. of Position
5
STIPA File Multiple_STIPA_000 (MyLocation, 5)
Noise File
Descr. of Position
Noise File
Descr. of Position
2
STIPA File Multiple_STIPA_000 (MyLocation, 2)
Noise File
Descr. of Position
3
STIPA File Multiple_STIPA_000 (MyLocation, 3)
Noise File
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应用手册
新公共广播系统的环境噪声修正 新的广播系统需要调试,比如在一个公共区域的盛大开业之前。 因此测量 STIPA 时,没有人群在现场的真实环境噪声。您可以通 过以下的方法模拟现场的噪声数据: • 利用一个适用于现实工程的参考噪声文件,比如在其他某个类
现实的系统验证。 • 电测试信号无法输入。 • 测试信号电平没有明确定义。 • 扬声器声学环境特性不可忽略且平坦。 • 麦克风特性,灵敏度和频率响应都未知但需要考虑。 • 其他任何在现实环境下需要测试整个信号通道的情形。
标准的 STIPA 信号是基于一个限宽男性语音频谱的随机噪 声。TalkBox 同样可以发送白噪声粉噪声和其它特殊信号,所以它 是系统调试和测试的有力工具。
测量步骤 • 首先测量真实环境噪声,例如在白天测量 • 然后测量语言清晰度,例如在深夜测量
这样的测量步骤简化了 STIPA 测量:XL2 可以立即得 到含环境噪声修正的 STIPA 值。这个值为同一位置平 均值测量提供参考。更多细节,请查看“STIPA 测量 提示”章节。
如果没有在现场使用 XL2 分析仪测得环境噪声校正因子,您可 能需要在计算机上对测量数据进行后处理。NTi Audio STIPA 后 处理软件将安静环境下测得的 STIPA 值与实际的环境噪声(如白 天)组合。这就模拟出了实际环境下的预期 STIPA 值。
似的工程中测量的环境噪声,保存以便作为参考噪声文件。 • 根据您的需求在 XL2 上手动编辑噪声数据。
在开业后测量实际环境噪声并验证此前的 STIPA 值。
平均多次 STIPA 测量结果 IEC 60268-16 标准建议,在同一测量点连续测量两至三次后取均 值。 德国标准 VDE 0833-4 要求在同一点至少进行三次测量,以防 STI < 0.63 。 因此,基于这些标准,XL2 分析仪具备自动平均 STIPA 测量结果 的功能。
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应用手册
STIPA 信号源
NTi Audio TalkBox 参考声源
选择合适的 STIPA 信号源专用于您的测量配置:
NTi Audio TalkBox 参考声源 含语音麦克风的音频系统需要使用 NTi Audio TalkBox 作为声源。 它可以用精确的声级水平模拟说话人,允许测量包括麦克风在内 的整个信号通道。它的声学信号源经过校准,模拟说话人在正常 和紧急情况下的声音。推荐以下情况使用 NTi Audio TalkBox : • 规定需要进行完整的终端至终端系统测量。这是任何情况下都最
STI 和 STIPA 是最常用的语言清晰度测试方法。STIPA 是 STI 的优化版本以便适用于便携式测量仪器。此应用手册将介绍 这几种测量方法的原理。
目录: 简介 标准 XL2 分析仪 STIPA 报告生成工具 STIPA 信号源 STIPA 测量提示 谁可以并应该进行STIPA 测量?
我能为我的 XL2 分析仪单独购买 STIPA 固件功能吗? 当然可以,STIPA 是XL2 音频和声学分析仪的可选固件功能。任 何 XL2 用户都可以购买 STIPA 许可。有了许可密钥,您就能为 XL2 分析仪申请激活码。请在 输入许可密 钥。
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XL2 分析仪
应用手册
XL2 分析仪(固件版本 V2.50 )增强了 STIPA 测量功能:
• 平均多次 STIPA 测量 • 环境噪声修正 • 连续电平相关听觉掩蔽 • 品质评估分级“A+” 到“U