声音系统性能验证中的一些常见错误

时间:2023/01/05 来源:专业视听网

关键词: 声压级、混响时间、覆盖范围、语音传输指数

对常见的声音系统进行计算机预测时,声压级、混响时间、覆盖范围和语音传输指数预测会有一些错误,这些也是在声音系统测试和验证期间通常可能会误测的参数。不过,声音系统的频率响应可能也必须添加到潜在的测量误差列表中。扬声器电路/放大器的负载/阻抗可能是另一种情况,尽管这些是较小的问题。

以下将从声压级开始,因为这是一个非常简单的方法。

声压级测量

声压级的一个问题是有多种方法可以衡量它并表达其数值。也有很多过程会导致错误蔓延。例如,请考虑以下因素:1)测试信号的性质和特征(例如,粉红噪声、有形噪声、真实语音、音乐);2)将测试信号引入系统的方式(例如,直接输入预处理和后处理、实时播报、重复播报、音乐);3)用于进行测量的声级计的精度;4)声级计加权网络;5)在何处以及如何进行测量(例如,在存在其他潜在干扰或对声音有显著影响的情况下,在龙卷风期间,在边界附近,有或没有观众/旁观者的情况下);6)测量者的能力。

为了缩小变量的范围,我们最初将考虑使用一个用于寻呼/生命安全公告的系统。但是,许多注释也将直接或间接地应用于娱乐系统。我们主要对系统提供指定的声压级和清晰度级别的功能感兴趣。对于此示例,已达到的所需声压级已指定为90dB。现在,在招标过程中,已将其澄清为90dBA90dBA加权,但这一澄清并未纳入测试程序文档中。因此,在这种情况下,一方面假定为90dBA,而另一方面假定为90dB。但是,那只是随之而来的乐趣和困惑的冰山一角,其中包括前面所列内容中的其他因素。

我们将其称为甲方、乙方和丙方,而不是将涉及的各方描述为承包商、顾问和所有者。

首先,测试信号存在争议。有人表示,他们打算使用粉红色的噪音。另一些人要求发出真实的语音通知并进行测量,以确保在实际使用该系统时不会发生失真。尽管使用粉红噪声测试信号时产生的声压级非常容易测量,但与真实语音几乎没有相似之处。得出的结论是,试图离开会场的可能感到惊慌的观众更有可能在听紧急情况语音提示,而不是粉红色的噪音,因此使用了语音。这涉及到使用粉红色噪声对声压级建模的一方。

下一个问题是公告的发布方式和发布的一致性。播音员语音音量随时间的变化,实际上,播音员之间的差异可能非常显著。因此,决定使用数字消息存储/播音员和商定的预录消息。绘制了测量位置的网格,并且所有三方都决定进行声压级测量。有人很想问:可能出什么问题了?

好吧,首先,随着声压级测量的开始,出现了三个不同系谱的声级计。可是,其中只有一个最近经过校准和认证,能够进行准确的测量。在试运行期间,有一方参与建立了该系统,显然,在短暂测量的情况下,该系统已达到90dB。验证测试继续进行。轮换职位/测量人员三轮后,将这些位置的读数进行比较,以确认所有位置均一致。但结果并不是!

声压级读数与变化

一个位置的三个读数如下:83dB88dB92dB。差异高达9dB,几乎是一个数量级的误差!但是,在仔细检查数据时,结果却并非如此:一个读数是电子dBA平均值;一个是目测平均dBC;还有一个是目测平均dBA。众所周知,要想目测获得平均语音水平是非常困难的,特别是对于当今具有数字读数功能的声级计来说,因此,要准确地做到这一点,唯一的方法就是记录(即记录)读数并以数学或电子方式对它们进行平均。目测平均所得值根本行不通。其原因在图1中得到了展示,该图显示了30秒的分析。未压缩语音的样本,口语水平一致。尽管如此,语音的变化仍然超过20dB

最受关注的曲线是较低的蓝色曲线,该曲线表示A加权声级,每1秒取平均值,然后在1秒间隔处绘制。大约15秒时,演讲中出现了短暂的停顿,声音水平显示下降到约65dB。以这种方式绘制数值后,就可以对它们进行平均了。看来83dBA差不多是对的。上方的绿色曲线显示了相应的C加权水平。目测平均值表明该值约为88dB,比A加权平均值高约5dB。但是,应注意,绘制的时间为1秒。值本身就是每100毫秒获取的读数平均值,即10个样本/秒。这意味着30秒长的语音摘录实际上已经被采样了300次!

最模糊的红色曲线显示最大均方根(RMS)每1秒样本时期获取一次声压级值。(正在整合的样本在125毫秒的时间内,等于声级计上的“快速”读𬮿。)在这种情况下,平均最大值为86dBA,而记录的最大值是91dBA。换句话说,300个样本中的一个达到91dBA

任何曾经使用过声级计的人都会注意到,存在一个“慢”的时间常数(加权),这会拖延读数并能够通过视觉评估快速变化的声压级。为此,整合时间为1秒(与125ms相对应,对应于“快速”)。图1中的紫色虚线显示了最大的“慢”整合读数。在这种情况下,平均最大读数为84dBA,而记录的最大值为92dBA。(这很麻烦,但这是我们分享的现实生活中的数值。)

那么,让我们总结一下。对于相同的语音样本,长期的A加权平均值(LAeq)为83dB,而长期的C加权平均值(LCeq)为88dBA加权平均最大声压级速度为86dB,而慢速为84dB。相应的平均最大C加权值分别为91dB(快)和89dB(慢)。还是很困惑?我希望表1的摘要对您有所帮助。

现在您必须首先考虑一个问题:确定的PA系统语音水平是多少?它是83dBA83dB LAeqC加权不适用于测量语音水平,它产生的数值通常比A加权的值高5dB。如果没有具有LAeq功能的声级计,则仔细对dBA“慢”读数进行平均计算可以提供合理准确的答案——在这种情况下,是84dBA,而不是正确答案83dBA

很明显,非常有必要明确说明在规范或验证程序中如何测量语音水平!

表1:潜在的声级计读数摘要


1:以概念上一致的水平对未压缩语音进行时间/水平分析

2A加权和C加权声压级读数的比较。

3:“快速”和“慢速”声压级读数的比较。

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