Pomiary zrozumiałości mowy

OFERTA JR PST

	Zrozumiałość mowy nie jest wartością czysto fizyczną. Na zrozumiałość mowy mają wpływ takie czynniki jak czas pogłosu, poziom szumu tła a raczej stosunek sygnału do szumu (S/N), objętość pomieszczenia i jego geometria wraz z umiejscowieniem powierzchni odbijających, pochłaniających i rozpraszających dźwięki.

Mowa nie jest zrozumiała tylko dlatego, że jest wystrczająco głośna by ja słyszeć. Dostatecznie głośny, lecz obciążony pogłosem sygnał może być całkowicie niezrozumiały, czesto możemy sie o tym przekonac na lotniskach, dworcach czy choćby w supermarketach. Im krótszy czas pogłosu, tym lepsza zrozumiałość mowy - o ile nie zacznie dominować szum tła.

Główne międzynarodowe, europejskie oraz północnoamerykańskie normy dotyczące systemów przeciwpożarowych nakładają na dźwiękowe systemy ostrzegawcze obowiązek, aby spełniały pewne, minimalne wymagania związane z poziomem zrozumiałości mowy. Nowe normy i standardy zrodziły zapotrzebowanie na informacje o podstawach zrozumiałości oraz na przyrządy umożliwiające badanie systemów pod tym kątem – przy oddawaniu do użytku, a także w razie okresowych testów w czasie użytkowania systemu.

Czynniki związane z drogą transmisji „Nadawca – Odbiorca” Dla przypomnienia, umiejętności nadawcy i odbiorcy przyjmowane są jako normalne dla unormowanych testów zrozumiałości mowy, aby skupić się na zmiennych znajdujących się w drodze transmisji sygnału. Po drugie, zawartość i dostarczenie wiadomości grają bardzo ważna rolę dla efektywności dźwiękowego systemu ostrzegawczego, ale nie dla zrozumiałości. A zatem, zmiennymi i czynnikami wpływającymi na zrozumiałość mowy są te, które wpływają na sygnał głosowy od opuszczenia ust nadawcy, do momentu tuż przed dotarciem do kanalików usznych odbiorcy. Czynniki, które mogą zniekształcić sygnał na tej drodze są zebrane poniżej:

Stosunek S/N mowy. Szum powoduje maskowanie lub przytłumianie sygnału głosowego. Jesteśmy w stanie znieść duża dozę szumów w sygnale nim zrozumiałość spadnie znacząco, ale gdy spadek się rozpocznie, jest bardzo gwałtowny.
Pogłos. Większość z nas wie, jak trudno zrozumieć mowę w otoczeniu pełnym pogłosów, jak katedra czy sala gimnastyczna. Pogłos powstaje z odbić dźwięku, które powodują rozmycie dźwięku, przez co staje się mniej czysty i wyraźny, a przez to mniej zrozumiały.
Echa. Jeśli echo pojawia się dużo później, niż pierwsze pojawienie się dźwięku, powoduje pogorszenie zrozumiałości. W przypadku ciągłej mowy, echo poprzednio wypowiedzianych sylab ukrywa lub zniekształca brzmienie następnych, czyniąc je trudniejszymi do zrozumienia. Opóźnienie i poziom echa są głównymi zmiennymi wpływającymi na jego stopień uciążliwości.
Zniekształcenia. Jeśli jeden z elektrycznych lub elektroakustycznych komponentów systemu powoduje zniekształcenia, generuje formę szumu, zniekształcającego oryginalny sygnał. Na przykład obcinanie przez wzmacniacz, może z idealnego sygnału na wejściu uczynić trudnym do zrozumienia na wyjściu. Aby ściśle określić wpływ tych czynników, muszą być one zmierzone w zakresie rozdzielczości przynajmniej pasma-oktawy. Pojedynczy zakres pomiarowy jest niewystarczający, a rozdzielczość większa niż pasmo-oktawa jest prawie zawsze nieuzasadniona.

Metody pomiarów zrozumiałości mowy.

Istnieje kilka metod pomiaru zrozumiałości mowy na drodze transmisji nadawca – odbiorca, które zostały zaaprobowane przez największe międzynarodowe organizacje i są wymienione w dodatku do norm alarmowych systemów przeciwpożarowych (NFPA 72). Niektóre z tych metod bazują na pomiarze wartości fizycznych, jak poziom mowy i szumów tła, podczas gdy inne opierają się na testach subiektywnych, gdzie specjalnie zaprojektowane listy słów są odczytywane i zapisywane przez słuchaczy. Pierwsza klasa zwana jest metodami ilościowymi, druga metodami subiektywnymi. Poniżej znajduje się podsumowanie głównych metod.

Speech Transmission Index (STI): Metoda ilościowa. Sposób przeprowadzania pomiarów opisany jest w standardzie IEC 60268-16. Zawiera on kilka metod pozwalających na duże oszczędności czasu pomiarów.
Articulation Index (AI): Metoda ilościowa. Sposób przeprowadzania pomiarów opisany jest w standardzie ANSI S3.5-1969 (Wskaźnik 1986).
Articulation Loss of Consonants: Metoda ilościowo-subiektywna. Metoda ilościowa została opublikowana, ale żadna z nich nie jest ustandaryzowana.
Phonetically Balanced World Scores: Metoda subiektywna. Sposób przeprowadzania pomiarów opisany jest w standardzie ANSI S3.2 (1989) oraz ISO/TR 4870.
Modified Rhyme Test: Metoda subiektywna. Sposób przeprowadzania pomiarów opisany jest w standardzie ANSI S3.2 (1989).

Ze wszystkich metod pomiarów zrozumiałości mowy, STI ma tę zaletę, że prawidłowo uwzględnia wszystkie czynniki na drodze transmisji nadawca-odbiorca, wpływające na zrozumiałość oraz jest relatywnie prosta do przeprowadzenia. Metoda bazuje na pomyśle zastąpienia mowy powtarzalnym sygnałem, który ma te same charakterystyki w zakresie dotyczącym mowy, a następnie pomiar zniekształceń tego sygnału w systemie. W następnym podpunkcie przedstawione są podstawy działania tej metody.

Mowa złożona jest (spośród innych elementów) z dwóch widm. Pierwsze z nich to widmo słyszalne – odgłosy mowy, które słyszymy. Widmo słyszalne obejmuje szeroki zakres częstotliwości od ok. 100 Hz do 10 kHz, które można przedstawić jako siedem oktaw o środkowych częstotliwościach od 125 Hz do 8 kHz. Widmo słyszalne mowy nie jest płaskie; większa energia zawarta jest w częstotliwościach niskich i średnich, niż wysokich. Mowa jednakże składa się nie tylko z dźwięku zawartego w 7 oktawach od 125 Hz do 8 kHz. Brzmienie które słyszymy w mowie jest zorganizowane w pakiety językowe – słowa lub nawet mniejsze pakiety z których zbudowane są słowa, zwanych fonemami. Tempo (częstotliwość) w jakim wypowiadamy fonemy jest o wiele niższa, niż zakres częstotliwości słyszalnych. Okazuje się, że możemy wypowiedzieć tylko kilka fonemów na sekunde, co odpowiada kilku hercom.

drukuj

« powrót