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STI测量与背景噪声是有非常大的关系的,由于STI测量发出的信号是一个标准信号,即各个频带的声压级是有具体要求的(具体参见本小节*7部分)。因此实际声源的声压级与测试STI的声压级肯定是不一致的。同时在实际使用时,其背景噪声也会与当初测试时不一致。因此需要计算在当前测量的STI值如何应用到实际使用下的背景噪声、不同语音声级的STI结果。
与听觉相关的效应,例如听觉掩蔽(由一个较强的低频声引起的听觉敏感度降低)以及言语接收阈等,通过应用合适的噪声项在STI的计算模型中已经考虑。听觉掩蔽效应会降低一些信频带的有效信噪比,表现为调制传递函数的降低,通常导致更低的STI值。
因此在上述情况下,不但需要考虑背景噪声的影响,还需要考虑听觉效应对STI的影响。这些影响主要包括听觉掩蔽和言语接收域两个方面的影响。
STI 概念基于完全根据经验的发现,语音信号的波动带有涉及语音清晰度的相关的信息。语音的波动是由于句子、单词和音素(这些都是语音的基本要素)的声学间隔而产生的。这种波动的专有名词是调制,可以通过产生调制频谱的调制频率 fm的函数来进行量化。对于清晰的语音,典型的调制频率从 0.5 Hz延伸到 16 Hz,调制在大约 3 Hz处。
调制频谱通过传输通道的任何降低通常被认为是会导致语音清晰度的降低。调制频谱的这种降低对应于在一个或多个调制频率处的调制深度的降低,并且作为每个倍频带在语音频谱范围上的调制传输数值来计算。
1)与声级有关的听觉掩蔽
听觉掩蔽是人听觉过程中的一个固有效应。当人耳听到一个较响的低频声时,它会掩蔽更高的频率。如果它们之间的声级差**过一个给定的闷值,更高频率的声音就可能听不到。这种现象被称为掩蔽的高频扩展。听觉掩蔽效应也取决于掩蔽与被掩蔽频率的声级。由于低声级时掩蔽函数的斜率比高声级时陡,因此在掩蔽与被掩蔽频率的声级差相同的情况下,声级越大,掩蔽效应越明显。
由于掩蔽效应主要是低频对高频,而STI的信号主要是125Hz~8000Hz。因此STI的听觉掩蔽模型考虑了250Hz~8000Hz受上一倍频带声级的影响,125Hz倍频带不受影响。
建筑应用领域:会议室,多功能厅,影剧院,体育场,体育馆
与语音清晰度相关的标准
GB/T 36075.3-2018声学 室内声学参量测量 *3部分:开放式办公室
GB/T 4959-2011 厅堂扩声特性测量方法
JGJ/T 131-2012体育场馆声学设计及测量规程
由于完整STI方法的调制比测试需要进行98次独立测试,这是非常耗时的。因此目前开发了一种简化的测量方法,根据使用场合分为直接法STIPA与直接法STITEL。
与完整的STI依次对7个倍频带中的每个频带应用14个调制频率不同,STIPA方法同时对7个倍频带中的每个倍频带应用2个的调制频率(表3.7.14),一共使用14个调制频率。STIPA只适用于男声频谱,一次测量需要15s~20s。同时STIPA结果也可以模拟使用背景噪声、不同语音声级对测量结果进行调整。
每个倍频带同时使用两个频率比为5的调制频率同时调制。由两个相位差180º的正弦波相加可知,每个调制频率的调制指数为0.55.
可依据 ISO 3382(室内声学)、ISO 18233(分析方法)和 IEC 60268-16(语音清晰度)相关标准,在现场或实验室测量室内声学参数
测试方法
EC 60268-16:2011 Sound system equipment - Part 16: Objective rating of speech intelligibility by speech transmission index
语言是人与人之间沟通交流的主要手段。如果言语信号受说话人与听者之间信号路径或传输通路的影响而减弱,就会导致在听者位置处的言语可懂度降低。为确定经过传输通路后言语可懂度的降低程度,一个快速客观的测量方法被开发出来,即语音传输指数(Speech transmission index STI )。通过对传输通路发出特定的测试信号,然后分析接收到的信号。导出传输通路的传输品质并使用0~1之间的值表达,这就是STI。根据STI值,就可以确定传输通路可能的言语可懂度。STI方法自上世纪70年代被提出后,一直处于完善与发展的过程中。随着IEC 60268-16的不断修订,STI方法的主要改进成果被整合进来,以提供一个广泛的、完整的、明确的STI技术标准。