北京音乐厅的音质设计

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sound absorption of seats,and other relevant issues are introduced.
【Key words】Beijing Concert Hall;sound quality;reverberation time;EDT;clarity;early lateral reflection of sound
音质设计主要从提升混响时间、增大扩散性程度 和增大演奏台支持程度3个方面着手。主要设计目标 (物理量)为:(1)混响时间:空场2.0 s,满场下降不超 过20%;(2)明晰度:空场-4 dB≤C∞(3)≤一l dB,满场 C劬(3)≤1 dB;(3)厅内达到较大扩散性程度和演奏台 支持程度。
前面提及的听众席视线调整,其在有利于观看的 同时也改善了听音,听众因此获取了更多的直达声,这 算得上第一个音质设计要点。 4.2.1提升混响时间
2001年底音乐厅因消防问题停业,2002年决定改 造。改造工程总投资约3 800万元,包括内外装修、声 学、空调、消防等,主体建筑结构不改变,音质和消防是 改造重点。改造工程于2003年4月动工,2004年11 月竣工。2004年12月焕然一新的北京音乐厅重新开 放,音乐厅外观如图1所示。
中广电广播电影电视设计研究院承担北京音乐厅 改造工程的设计,声学所负责声学设计,包括噪声振动 控制和音质设计。笔者将介绍音质设计部分。
音乐厅长约44 m,宽约20 m,高约16 in,容积约 10 000 m3,总表面积约4 500 m2,每座容积约9.8 m3/座, 平均声自由程约8.9 m。中频空场混响时间由原先 1.3 s提升到2.2 s,满场混响时间约为1.8 s。
图2~3为音乐厅内景图,图4—8为音乐厅平剖面 示意图。
H 背景模型HMM
计算置信分数
客观发音质量分数H 映射函数
图3基于HMM模型的发音质量评价算法
语音特征采用Mel频标倒谱系数(Mel Frequency Cepstrum Coemcient,MFCC),标准发音模型和背景模 型采用HMM,标准发音网络是通过文本分析得到的以 标准发音模型为节点的网络,将其与语音特征矢量序 列进行强制匹配得到最优匹配路径。通过最优路径和 背景模型构造置信分数,最终通过某种映射函数输出
演奏台上的声场很复杂:乐器有指向性,管弦乐器 有各种组合,乐队在台上配置情况有变化等。北京音乐 厅演奏台宽约20m,深约12m,面积较大,这不利于声
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电声器件与电路n
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在pC/OS和IxC/GUI的系统基础上的软件时序逻 辑状态机使得整个系统能实时地实现学习机的5大 功能:单词学习、语句学习、情景对话、考试和系统控 制功能。
5 发音质量评测算法
语音处理任务中的的发音质量评测算法基于隐马 尔可夫模型(Hidden MarkOV Model,HMM),借鉴了语 音识别中利用置信度(Confidence Measure,CM)确认 识别结果是否可靠的思想,其基本框架如图3所示。
语音
语音特征提取MFCC
标准发音模型HMM卜—叫标准发音网络强制匹配
2新北京音乐厅概况
新北京音乐厅座席减少到1 024个,其中池座538 个,楼座413个,两层侧座73个。保留两层侧座,拆掉
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图1 音乐厅外观
了原听众席池座的前3排。听众席按视线分析进行了 调整,层层加高以更适于观看,池座视线升高差为每j4 12 cm,楼座错排排列,视线升高差为每排6 cm,最远秽 距33 m,楼座后排最大俯角220。座席宽度由原来睁 53 cm加宽到55 cm,行距也有所增加。听众席池座碡 积约400 m2,楼座加侧座面积约500 m2。演奏台向前移 了70 cm,两边木制围墙也各向外退了20 cm,面积埋 大至240 m20演奏台高80 cm。保留原有管风琴,其附逆 部分墙面不动,其下方墙面翻新。在原条栅上方约2 m 处增设吊顶。仍分4排悬吊16块声反射板,但直板垄 威折板。座椅由全软包换成为木制座椅,靠垫和坐垫, 聚氨脂发泡材料织物复面。
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3 原北京音乐厅音质状况
经调查,原北京音乐厅的音质问题概括为以下3 点:(1)声音干涩不丰满;(2)声场不均匀;(3)乐队相互 听闻较差使演奏缺乏层次。
2003年3月12日对原音乐厅进行了测量,部分 参数测量结果如表1~3所示。(注:北京音乐厅测量均 按1/3 oct进行。文中按倍频程给出的数据,是由各倍 频程内3个1/3 oct数据的算术平均得出。测量采用球 声源,脉冲响应积分法。)
如果早期声非常丰富,混响声又是从各个方向——侧 向、头顶、前方、后方等到达听众的,那么听众感觉音乐 听起来优美。世界上许多优秀的音乐厅都有着藻井、圆 柱、壁龛、不规则包厢、雕像和小尺寸的装饰物等。
北京音乐厅侧墙面中、后部作锯齿状扩散造型,后 墙面作波折状扩散造型。为了在听众席中前部也有丰 富的早期侧向反射声,侧墙面前部在扩散的基础上还 考虑了一部分定向反射,作逐段展斜面造型。两侧墙 面与顶棚交接处,采用柱头与圆弧穿插的造型。每侧 墙面各5个圆壁柱。侧座挑沿起伏变化且有小尺度装 饰线条。顶棚略微下凸且镶有斜网格装饰条。大厅吊 挂6盏水晶灯。侧墙面、侧座挑沿及侧墙面与顶棚结合 处如图9-10所示。 4.2.3增大演奏台支持程度
(2)更换座椅 座椅的吸声特性对于音乐厅十分重要。让空座椅 与坐有人时的吸声量差别较小,这样在空场排练以及 听众人数变化时音乐厅音质就变化不大。选用木制座 椅,靠背和坐垫为聚氨脂发泡材料,阻燃布料复面,扶 手、靠背后面、坐垫下面为木制多层板贴榉木皮。楼座 因升起较陡而采用高靠背座椅,但靠垫面积不增大。 (3)选择装修材料构造 选用满足消防、环保且较便宜的材料。材料要求密 实且较厚,构造也力求硬实,龙骨强度大且间距较密, 为的是减少低频声吸收。起初倾向于木材,但国内木材 防火性能难达到要求,进口木材又很贵,最后选用了 GRC板、石膏板、石材、高密复合木纹板等材料。厅内 未添加其他吸声材料。 4.2.2增大扩散性程度 扩散性程度可简单地理解为厅内表面不规则物的 数量和尺度状况。扩散性程度目前还不能进行令人满 意的客观测量,但它在音乐厅中的重要地位是不争的 事实。扩散性程度是一定不能低估的音乐厅建筑特征。
n声频工程
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文章编号:1002—8684(2008)08-0012-06
北京音乐厅的音质设计
·实用设计
张明照 (中广电广播电影电视设计研究院,北京100045)
【摘 要】北京音乐厅改造工程于2003年初动工,2004年底竣工。介绍了北京音乐厅的总体情况、音质设计、建筑
装修材料构造、声学测量、座椅吸收以及其他有关情况。
(1)增设吊顶 原音乐厅没有封闭吊顶,结构楼板下方为设备管 道,管道下方为木制长条栅,条栅下为大厅上空。楼板 和条栅之间的管道及包扎物等很多,声音自大厅入射
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条栅后较少能返回,顶部成了大吸声面,这是导致厅内 混响时间短的重要原因。于是决定设吊顶,将管道等封 在其内。吊顶设在原条栅上方约2m处,距池座1排地 面约16 nl。此外,因听众席层层加高造成后区空间变 小,又配合建筑专业进一步提高了池座、楼座后区吊顶 的高度。增设吊顶是北京音乐厅音质设计的重要措施, 减少了声吸收。
表1 原音乐厅空场混响时间‰
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表3 原音乐厅空场明晰度C。0
根据心理量调查和物理量测量,结合现场主观听 音,认为原音乐厅音质问题的核心是厅内声吸收过大 导致混响时间过短,表现为声音干涩不丰满;其次为厅 内声扩散不够,包括演奏台区域,表现为声场不均匀和 乐队相互听闻较差使演奏缺乏层次。音质设计主要围 绕和针对上述2个问题展开。
口语发音质量评价分数。
6 结束语
介绍了一个新的嵌入式英语学习机的软硬件设 计特点。系统以专用的语音处理芯片UniLite作为协 处理芯片处理语音识别、提示音、语音回放等功能,以 S3C4480X作为主控芯片控制整个系统的运行,可适 应嵌入式英语学习机低功耗、低成本的要求。系统在软 件上使用开源的实时操作系统斗C/OS—II及图形界面 系统p。C/GUI,使得学习机的应用程序易于维护及管 理,并且使系统的稳定性得到了保证。采用基于 CHMM的模型算法以实现发音评测功能。 参考文献 【1】寇向晖,陈利学,田家林.基于S3C44BOX+舭Linux的嵌
【关键词】北京音乐厅;音质;混响时间;早期衰变时间;明晰度;侧向反射声
【中图分类号】TUll2.4拈
【文献标识码】A
Sound Quality Design on Beijing Concert Hall
ZHANG Ming—zhao
(Radio,Film and Television Design and Research Institute,Beijing 100045,China) 【Abstract】Beijing Concert Hall renovation project was started in early 2003 and completed by the end of 2004. The overall situation,sound quality design,construction of building and decoration materials,acoustic me酗uremem,
1 引言
北京音乐厅位于西长安街南侧,前身为中央电影 院,后更名为北京音乐厅。1978年重建,1985年9月建 成,是北京市第一座新建的音乐厅,主要功能为交响乐 演出。音乐厅体型为鞋盒式,设有池座、楼座和两层侧 座,共1 151座,全软包座椅,墙面材料为混凝土实贴 五夹板,大厅上方为双层钢板网局部木制长条栅,没有 封闭吊顶,池座地面铺薄地毯,楼座地面为水泥刷油 漆,挑沿为厚木板实贴,演奏台上方分4排悬吊16块 透明声反射板。
【4】吴倚龙,郝卫东,赵瑞芳.斗CGUI和trC/OS—II在¥3C2410 上的整合移植实现【刀.桂林电子工业学院学报,2006,26 (4):271—274.
【责任编辑】史丽丽
(上接第17页) 因素;在几何声学应用方面比较直观有效,比如确定声 反射板的角度等。
建筑师总在力求创作崭新的或创造性的形式,材 料也在发展变化,但音乐厅与其他观演场所(如歌剧 院、戏剧场等)相比,更着眼于解决听的问题,让听众听 得舒服,演奏者演奏得容易。音乐经过音乐厅传递后必 然附加了音乐厅的一些影响,什么样的影响才好呢?这 个问题涉及音乐的艺术、声学的科学和人的生理和心 理特征等。
入式以太网设计与分析田.微计算机信息,2005,21(12Z):
21—22.
【2】杨之佐,董明,刘加,等.语音识别SOC—UniLite的系统设 计阴.计算机工程,2006(21):197-200.
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4 音质设计 4.1鞋盒式体型——有利的基础条件
北京音乐厅基本为长方形——鞋盒式,鞋盒式属 经典的音乐厅形式,从音质设计上比较保险。白瑞纳克 先生统计的3个A+级“顶级”音乐厅(阿姆斯特丹音乐 厅、波士顿交响乐厅、维也纳音乐协会大音乐厅)和7 个A级“优异”中的4个音乐厅均为鞋盒式。
北京音乐厅宽度不大的侧墙容易实现为听众席提 供较为丰富的早期侧向反射声,这对视在声源宽度 (Auditory Source Width,ASW)十分重要,从而有好的 空间感。宽度小于30 m的鞋盒式音乐厅一般会有较好 的亲切感,这与其容易得到合适的初始时延间隙ITDG 有关。较短的初始时延间隙,可留出时间让大量早期 反射声到来,初始时延间隙宜在30 ms以内。北京音 乐厅初始时延间隙约为20 ms。此外,北京音乐厅规 模、容积、座席数等也较为合适,具备有实现良好音质 的基础条件。 4.2音质设计要点
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