如何避免语音清晰度验证中的一些常见错误?

时间:2022/12/23 来源:专业视听网

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在系统评估和测量过程中进行声压级测量时可能发生的一些错误。本文将注意力转移到语音清晰度的所有重要因素上。如果声音增强系统或扩声系统不清晰,那就没有意义了。本质上,有两种评估声音系统潜在清晰度的方法:1)基于主题的评估;2)基于电声的评估。这些通常被错误地称为“主观”和“客观”测量。

首先让我们处理基于主观的评估。这可以采取客观测试或主观评估的形式。客观测试是指通过评估从一组训练有素的听众那里获得的分数(即正确答案的百分比)来量化单词或句子的清晰度。测试本身可能涉及标记或写下预先准备好的列表中的一系列单词,或者标识特殊结构化句子中的关键词,从而避免猜测或推断这些单词。然后对分数(正确的百分比)进行统计处理,并针对给定目标进行评估。这可能是一个非常耗时的过程,很少在实验室环境之外进行。


主观测试,听众小组对感知的清晰度或听觉的容易程度进行评估,非常容易执行;但是,很难客观地进行评分并与已知的声学指标进行比较。此外,聆听面板可能会受到测试过程的影响,或者受那些进行测试的人无意间做出的评论的影响。尽管如此,这样的测试还是非常有用的。


为了克服上述测试的不确定性、费用和繁琐的测试性质,通常会执行基于电声的评估。到目前为止,最常用的方法是使用语音传输指数,该指数已是实施多年的国际标准,并且是目前可用的研究和验证最多的技术。2001年,引入了一种简化的方法,即用于公共广播系统的语音传输指数。最终导致了几款手持式电表或测量设备的现成可用性。不幸的是,尽管许多人没有意识到这一点,但是进行测量的不仅仅是在目标的公共广播上广播特殊的语音传输指数测试信号并在测量仪周围摇摆。


我们还应该说,可以使用数学关系从系统的脉冲响应得出语音传输指数值。但是,这假设系统线性,尤其是在时域内,并且等效声级的校准虽然必不可少,但却可能很困难。从脉冲响应中导出语音传输指数被称为“间接方法”,而使用公共广播语音传输指数信号和仪表直接测量参数被称为“直接方法”。正是后者技术已成为最广泛采用和使用的方法。语音传输指数和公共广播语音传输指数在IEC60268-16中进行了国际标准化,其最新版本(修订版5)于去年发布。

特殊的公共广播语音传输指数测试信号是一种语音形状的调制信号,尽管它具有许多类似语音的特性,但仍然与真实语音有很大不同。此外,必须认识到,当进行语音传输指数或公共广播语音传输指数(这两个术语实际上是同义的)测量时,实际上并未测量系统的语音清晰度。相反,它是对潜在清晰度的一种度量。换句话说,它进行的电声测量与语音清晰度之间具有非常良好的关联,因此可以推断出传输通道的潜在清晰度。因此,语音传输指数(或公共广播语音传输指数)是系统或给定情况可能的可理解性的指标。这不是绝对的措施。

如前所述,尽管公共广播语音传输指数信号具有许多类似语音的特征,但与真实语音还是有很大不同。特别是连续信号;这与语音不同,语音可以认为是一系列独立的声音事件。它的动态特性也大不相同。如图所示,其中动态变化为15秒。公共广播语音传输指数信号显示为1.5dBA,而典型语音可能为12dBA。本例中的公共广播语音传输指数信号和语音的长期平均值均为70dBA,相当于在1m处升高的语音水平。对这两种信号的精细结构的分析显示出其他显着差异,但是讨论超出了本专栏的范围。

图:15秒内典型语音和公共广播语音传输指数信号变化的比较。周期1秒。

测量公共广播语音传输指数时最常见的错误如下:


不正确信号电平/语音电平等效性:设置测试信号的电平时,可能会期望将公共广播语音传输指数信号设置为与正常语音通知等效。但是,由于信号之间的动态性和音频能量不同,必须将“A加权”公共广播语音传输指数信号设置为比“A加权”语音电平高3dB。换句话说,如果正常公告以75dBA广播,则必须将公共广播语音传输指数信号设置为在78dBA处广播高3dB的信号。


测试信号声压级不正确或考虑不充分:正如我在本专栏中先前所指出的,语音传输指数/公共广播语音传输指数与电平有关;对于语音传输指数/公共广播语音传输指数,它取决于电平。具体来说,在高于大约80dBA的声压级时,对测量值施加“惩罚”,以考虑在高声压级时自然发生的掩盖效果和清晰度降低。但是,有时候,不可能或不希望以高声压级广播测试信号,因此,可以采用较低的电平。但是,可能必须将其纠正为等同于通常会广播的更高的声压级。而且,在无人的空间中,在紧急广播级别测量语音传输指数可能不合逻辑,特别是在由于占用而导致的混响时间可能发生显著变化的情况下。这反过来会影响测得的语音传输指数值。


无法解释职业噪声水平:例如,在机场或火车站,通常无法在正常运行时间内进行测量。因此,取而代之的是在设施关闭时对系统进行测量。但这意味着环境噪声水平会降低,因此,在测量期间,信噪比(即语音与环境噪声比)将不正确。如果您在正常居住情况下独立测量噪声水平,则可以使用此信息校正在安静条件下获得的语音传输指数读数。但是,该步骤通常被忽略。


选择不良的或不正确的测量地点/位置:重要的是要获得一组有代表性的测量数据,这些数据应真实地反映出所测试的空间或区域的覆盖范围。例如,不应将测量结果直接聚集在扬声器下面,而应将其均匀分布在整个区域中。而且,必须在合理预期会被占用的位置进行测量。


操作员身体的声音反射或信号掩盖:由于大多数语音传输指数仪表都是手持式设备,因此只需握住仪表并进行读数就太容易了。但是,这样做可能会导致错误,这可能是由于操作员的身体反射回麦克风而引起的,也可能是由于阻碍了传到仪表麦克风的声音而引起的。


无法平均读数或无法忽略异常读数:公共广播语音传输指数测试信号是基于伪随机噪声的,因此,每秒之间会有一点变化。因此,公共广播语音传输指数读数在连续读数之间变化0.02至0.03是非常普遍的,有时变化甚至超过该值。因此,至少要重复测量三次以确保其稳定和可重复性,这一点很重要。任何大于0.03的读数均应丢弃,并重复进行测量。然后应取三个读数的平均值。


从报告中省略采用的语音传输指数标准(修订版或年份):引用进行测量的标准版本很重要,因为在该标准的最近三次修订中,两个信号都进行了重大更改及其分析。例如,超过80dBA的信号屏蔽的介绍和修改。


测试信号的压缩或削波或其他信号处理效果:很难始终确定公共广播语音传输指数信号是否被削波或压缩;但是,这可能会对测量结果产生不良影响,某些形式的非线性或与时间有关的处理也会如此。

本文不可能进行详细的语音传输指数测试,但是国际电工委员会标准包含许多与此有关的有用信息。

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