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如果你不知道这些声学指标,就out了

声学知识

ACOUSTIC KNOWLEDGE

 

如果你不知道这些声学指标,就out了

分类:
声学知识
作者:
思成舞台设计(转载)
来源:
2022/07/25
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一、衰减参数:

EDTRT10 中文全称是「早期衰变时间」(Early DeCay Time)。定义是声源停止发声后,室内声场衰变过程早期部分从 0 dB -10 dB 的衰变曲线的斜率所确定的混响时间。这个指标实际上就是RT10,也就是声能衰减为十分之一所需的时间,edtRT的本质区别在于RT由于时间较长,一般声音都会经过墙面,天花或者地面的反射,你最终感受到的是一个混响场,这也是RT这个指标叫混响时间的由来,而edt更多的表达的是直达声场的特性,考虑到空气衰减特性,一般edt200ms左右,这个时间在剧院剧场空间声音还没有经过反射,所以空场和满场对于edt来讲变化不大,而对于RT来讲,空场和满场变化比较显著。edt是衡量房间直达声和早起声能的重要的参量。

RT60RT60 是指房间的「混响时间」(Reverberation Time),具体的定义是指声场衰减 60 dB 所用的时间,单位为「秒」。XR技术网工程师认为,RT60 越大,表示这个房间的混响时间越久,即声音消失的时间越长。如果房间里面有很多人,就叫做满场混响时间;如果房间里面只有你,就叫做空场混响时间。日常应用中,我们常用中频1000hz来标记,所以一般用中频空场混响时间来标记一个房间混响特性。

T20T30:有些声学测量软件中没有RT60,只有 T20 T30。它们分别表示根据声场衰减 20 30 dB 所用的时间算出来的 RT60。为什么不直接测 T60呢?是因为在有些测量设备或软件或现场功能房间,大多数据采集和分析设备的动态范围不超过 80 dB;并且实验环境中的声场衰减 60 dB 后往往和底噪差不多了;测出来的 T60 会不准确。XR技术网工程师认为,因此许多国际标准,如 ISO 354 规定使用测量得到的 T20 算出 T60 就可以了。

清晰度明晰度参数:
  XR技术网工程师认为,语言语清晰度指数的主要特征是给不同频段的言语声音计算出不同权重,以此界定言语声音在不同频率的分布。酒吧设计网工程师认为:可听度越高,理解言语的潜在可能性越高,反之,由于听力受损或现场清晰度不高,可听度越低,理解可能性越低。言语清晰度指数包括无意义的音节、单音节词甚至还可有简单的阅读材料等。XR技术网工程师认为,一般讲,言语清晰度最大值分布在中、高频间。

C80C80是指80ms以内的声能和80ms以后的声能的比值取对数,这个指标表征音乐的明晰度,一般对于古典交响乐来讲C80越小越好,可能是0或负数;对于流行和电音来讲,C80一般是正数,偏大比较合适。

D50D50是指50ms内声能和总声能的比取对数,D50表征语言的清晰度,正相关于STId50最大是1,约接近于1,厅堂的语言清晰度越高。

ALCONS值(辅音损失,属于清晰度指标):1940时代,贝尔实验室开发设计出首例語言子测量方法。ALcons(辅音音节损害)指的是辅音音标发音的丢失程度,用百分数来表达不可以正确认识的词或辅音。ALCons数值0.00%则表明传播过程零(未丢失辅音)。

对语言清晰度理论的研究表明:采用有效混响时间的设计,混响曲线初始下降部分L越大,语言清晰度越高。

辅音清晰度损失率百分比理论是荷兰声学家Peutz1971年在美国声学杂志上发表的,其概念是人们讲话发声的元音如aiueo,比辅音如bpmf等能量高6dB左右(即4倍),而辅音是比较短促的声音,一般是20ms左右,元音则为90ms左右,所以,往往会出现因辅音听不清楚而影响语言清晰度的情况。辅音损失率越小,清晰度越高。

式中,STI是语言传输指数,可评价体育场馆的语言清晰度;ALcons%是辅音清晰度损失率百分比;D2是扬声器至最远观众席距离;T60是体育场馆建筑声学混响时间;Q是扬声器的指向性因子;N是扬声器数量;是体育场馆容积;M是临界距离修正系数,一般取1,从公式②、③可以得出:

真正实用于建声和电声设计的是公式②。公式③是清晰度和辅音清晰度损失率百分比的换算公式,用于测量。

从辅音清晰度公式ALcons%来看,ALcons%是由建声、电声两个专业进行设计的。建声的设计理念是:在V不变的情况下,建筑声学T60越小越好;电声的设计理念是:在扬声器至观众席距离D2不变的情况下,扬声器数量N越少,扬声器Q越高,ALcons%越小,语言清晰度STI越高。

AISIIAI清晰度指数(articulation index, AI),在助听器验配时,我们常用清晰度指数(articulation index, AI)和言语清晰度指数等(Speech Intelligibility IndexSII)来指导和评估对助听器参数的调试及其效果,以提高患者对言语的可听度为目的。这些验配工具已经得到多年临床验证,成为行业的标准,比如中国国标已经规范清晰度指标的制定和使用:《声学语言清晰度指数的计算方法GBT 15485-1995 Acoustics-Methods for the calculation of the articulation index of speech》。

 

STI 即是语言传输指数(Speech Transmission Index),它跟语言清晰度(Speech Intelligibility)之间始终有着良好的一致性,能较好的反映和预测实际的语言清晰度。酒吧设计网工程师认为,测量公共广播系统 STI 的原始客观方法一直非常耗时。一个完整的测量,需要得到并分析 98 组调制传递函数(MTF)。随着技术进步,传递函数可以被测量并计算出来。但测量要求极为苛刻,整个系统必须是严格线性和同步的。比如,不能存在任何非线性处理设备,像压缩器与限制器等,甚至对测量时的风速都要求接近于零,麦克风和扬声器在量测过程中不能移动。所以,XR技术网工程师认为,这一方法不仅耗时,也不可能用于便携式仪器。

通过上式表明,STIALcons(辅音损失有密切的相关度)。语言清晰度STI越高,ALcons%越小。一般取STI=0.45,即ALcons%=15%为语言清晰度的临界值;若ALcons%15%,语言清晰度将难以保证。

RASTI 指房间声学语言传输指数,它专为特殊情况开发,比如验证一个讲话者在没有回声的小房间里演讲等,它不适用于电声系统。开发 RASTI 的目的是解决原始 STI 方法测量过于耗时的问题。但无论是综合测试能力还是抗干扰能力,RASTI 都有妥协。这也导致 RASTI 和主观验证的清晰度之间一致性很差。XR技术网工程师认为,但很长一段时间内,RASTI 都是便携式仪器唯一可选的语言清晰度测量方法,并被用于测量航空工业中的广播系统。一般RASTI >0.6,会认为比较圆满完善的清晰度。

中国也推出了GB/T14476-93客观评价厅堂语言可懂度的“RASTI”法。

RASTI 法测量的调制传递函数

IEC 60268-16:20114.0 版标准开始,RASTI 不再是经认可的测量方法。

STIPA STIPA 表示的完整意义是公共广播系统语言传输指数,它解决了前两者的诸多问题,允许使用便携式设备快速精确地测量语言传输指数。STIPA 通过简化的流程测量 MTF。在没有严重的环境噪声以及大量非线性失真时,STIPA 结果精度与完整的 STI 方法一致性可达 99%XR技术网工程师认为,NTi Audio 在此基础上进一步完善,确保结果精确可靠的同时,15 秒即可测量一次,这一方法不仅通过 TNO 认证,更被写入 IEC60268-16:2011 标准。

原始 STIPA

NTi Audio 改进的 STIPA

RASTI STIPA 都是测量 STI 的简化方法。

STIPA 的量测对背景噪声要求很高,但使用 NTi Audio 的仪器进行测量,却比较简单。一个拥有基本声学知识的人就可以进行操作,分析仪的存储功能可以支持在较大范围的厅堂内进行量测并将各位置测得的数据储存在仪器内。仪器将自动计算 MTF(调制传递函数)和 STIPA 结果。
TS重心时间ts,表征明晰度和混响感之间的关系,属于次要的参考指标。

语言清晰度评价方法的发展

STI 与 STIPA 和 RASTI 的区别

简单来说,STI 即是语言传输指数(Speech Transmission Index),它跟语言清晰度(Speech Intelligibility)之间始终有着良好的一致性,能较好的反映和预测实际的语言清晰度。而 RASTI STIPA 都是测量 STI 的简化方法。

当代测量方法,如STI(語言传送指数)或STIPA(公共广播系统語言传送指数)试着用一个单一值描述結果,将尽量多的干挠因素考虑到在内(追求完美景)。結果是接近0.00(无法理解)和1.00(完美理解)中间的标值(STI)。

以上是思成舞台设计有限公司、XR技术网、酒吧设计网以及丁丁舞台技术培训中心声学设计师整理的一系列房间声学参数,主要用来表征这个空间的声学特性,每个参数你都明白是啥意思之后,这个空间的声学特性你就了解了,这就好比你要了解一个人,就从他的性别,年龄,身高,体重,长相等参数入手,都知道以后就能在你心中勾勒出这个人的大体模样了,是一个道理。

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