扬声器频率特性对语言清晰度的影响

扬声器频率特性对语言清晰度的影响1、 引言以语言传输为主的厅堂的声学设计最重要的一项指标是语言清晰度，它与语言信号的信噪比和室内空间的声学特性有关。对于语言传输系统，一个或几个发音人所说的语言单位（音素、元音、辅音、音节、单字、词汇、句子等）或其失真可忽略的录音信号，经被测系统传输后，能为听音者正确辨认的百分数称语言清晰度或称语言的可懂度【1】。通常对无字义联系的发音材料的测试结果称为清晰度，如辅音清晰度、音节清晰度；对有字义联系的测试结果称为可懂度。对在厅堂内人以自然声讲话不能满足语言听闻要求或需要安装公共广播系统的场合，需安装电声辅助系统以提高听闻区域内的语言清晰度。成功的电声辅助系统必须具有足够的响度（足够的声增益）和足够的清晰度，并且能使声音均衡的覆盖听众。一般来说，电声辅助系统所采用的扬声器应具有良好的频率特性和频率范围。本文采用3个具有不同频率特性的扬声器重放汉语语言清晰度测试信号，探讨扬声器的频率特性对汉语语言清晰度的影响。2、 实验方法2.1汉语语言清晰度主管评价语言清晰度的主观评价实验，我国和国际上都制定了一些相应的标准【2】。实验采用的发音材料是根据语言出现率编制的语音平衡字汇表，例如英语有32个字、256个字、1000个字的语音平衡字汇表以及1000个无意义的音节表等。对于汉语的语言清晰度主观评价，我国则制定了一些相关国家标准，如GB/T15508-1995-语言清晰度测试方法、GB/T13504-2008-汉语清晰度诊断押韵测试（DRT）法等。本文实验采用的发音材料为GB/T15508-1995-语言清晰度测试方法规定的KXY表。KXY表一套共10张，每张有文/华南理工大学毕助逵张鑫鑫林天逸王若璨詹婉妮郭学龙75个音节，随机分为25组，每组有3个音节，每组音节应当构成一个单词。KXY表是语言平衡音节表，各表之间有良好的等价性。发音人采用普通话发音标准、口齿清楚的男、女发音人各一名组成。录音在消声室内进行。录音时发音人以正常的语速（约每秒4音节）、语调读出字表中的音节，每组前加引导句“第X组是X、X、X”整个语句音量平稳。采样频率为44.1kHz，精度为16位。声音由传声器拾取，经室内分析仪、计算机声卡放大后用数字音频编辑软件CoolEditPro进行记录，以声音文件格式（WAV）保存在计算机中。录音完成后，采用数字音频编辑软件Coo;EditPro对录音文件进行编辑修改。每组中的三个音节连起来的长度均调整为0.7-0.9s，组与组之间留出9s左右的间隔时间共听音人记录。整张字表的总长度约为4分30秒。2.2扬声器及其频率特性实验采用三种不同型号的扬声器，其中一个扬声器频率响应比较平直，其频率响应如图1（a）所示，实验时没有对该扬声器进行频率补偿。另两个扬声器的频率响应如图1（b）和（c）所示，实验中采用Kirkeby逆滤波【3】对这两个扬声器的频率相应进行补偿等化，图2为经等化后的频率特性。2.3测试条件实验在一个长约30m、宽1.2m的走廊中进行。声源位于走廊入口，高1.5m，听音者坐在走廊内离声源10m处，其声学参数如表1所示。测试时，对于每个扬声器重放汉语语言清晰度测试信号，测量距声源1m位置的声压级为75dBA。相关扬声器的测试条件见表2。共有4名听力正常的本科生参加测试，他们熟悉测试字表内容，预测试正确率在95%以上。对每个扬声器，采用男、女发声字表个一张。最后得分为8张字表得分的平均。-7WiOk20kFronix*nc<<Hi)图1场声器械密待性700'i.Ok 2.林 40k*6Ok',1001：FccauencvOU)<as«3wdwO4MVM160200 400 703*VOK20k 4OK60♦:,*1001：FrgucEfg图2图1th)浙示的场产器顿率岬应的冷吟应⑶和等化后眦率岫b)CDSgnMFSW~£多故倍颠诰,'Hz1252S05031CCC2CCC40^accoE2T:s|1751.10O.?208fi0HOo.?e。辰T3C|si1691.42109M3；.««1.”07STslrrs)IC4056.U44.438.632024a/53C30；d6|1.03Z.631.&1275*344.67C50IdHI0.59•1*5.145326.C25.466.9?CSC|c3：1/95136877.50sag7.5?9.41DbO0540.730.770.780HQ0J&时STI070表1听音位置声学参数表2扬声器及信号重放方式1"场声落液惟牌.E浏2佑蜡史放力n I)囹1印冬求为的况试字以押协心心拦'1＞1 '2k：lb>消户安钥的湖试-~.&拚褊P＞况w搂•＞芯3A浦1⑴"京s1＞：秘浏x?去经炫卢器诣建市a3)1(0)经频宅朴径等化商:;"31的.'过字袤，,免声器的紫*点应的泾响版卷”疽1整?§?-HiEAtS图1©抻我率补冷等七附空弟