基于脉冲响应的教室汉语语言清晰度研究

发布时间：2020-08-27 20:40

【摘要】：我国不少学校的普通教室和阶梯教室存在着语言清晰度方面问题,而在规划初期经常忽略听闻环境对建筑的重要性。有高清晰度的听闻环境的可以确保学生从教师授课中获得更多有用的信息,为师生之间良好的沟通提供保证。本文选取东莞市技师学院职教城校区的5间普通教室和3间阶梯教室作为研究载体,教室均为矩形教室,皆没经过声学处理,具有普遍性与代表性。通过主观评价、客观测量、多因素分析等研究方法,研究分析教室汉语言清晰度。根据国标《GB 15508-1995声学——语言清晰度测试方法》对所选取的普通教室和阶梯教室分别在开门开窗和关门关窗两种状态下进行主观语言清晰度测试,获得对应主观语言清晰度得分。用软件Dirac和相关设备,测量出每个教室对应测点在开门开窗和关门关窗状态下的脉冲响应。再通过计算机处理脉冲响应得到相应的教室客观声学参量,包括混响时间T_(30)、信噪比SNR、早迟声能比C_(50)、明晰度C_(80)、声学比Ks等。通过对比主观语言清晰度得分和信噪比SNR、清晰度C_(50)、明晰度C_(80、)声学比Ks以及混响时间。发现早期反射声声能的比重越大,主观语言清晰度得分越高。直达声声能的比重越大,主观语言清晰度的得分越高。信噪比SNR越高,主观语言清晰度得分越高。教室混响时间与主观语言清晰度得分逞递减,通过分析模型预测若教室混响时间在0.5秒~0.7秒区间,可以得到较高的主观语言清晰度得分。探讨主观汉语语言清晰度得分和混响半径之间的关系的过程中。发现若测点在2倍混响半径外,则主观语言清晰度得分会随着与声源的距离增大而快速衰减。另,比较混响半径时需要把测点是否在声源指向性角度内考虑进去。若测点在覆盖角以外,满足不了信噪比需求,主观语言清晰度得分也会偏低。研究最后,使用统计学软件SPSS,对影响主观语言清晰度得分的多个客观声学参量进行多因素分析,得到影响教室主观语言清晰度得分的主要因素为声学比Ks。此结论可提供工程方理论依据,使其可以有针对性地对教室的听闻环境进行改良。
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU244;TU112
【图文】：

线性系统,可理解

统输出 y(t),然后 h(t)是声场的脉冲响应。图 2-1 线性系统图2-1中 x(t) , h(t) , y(t)分别是该系统的输入信号(实验中可理解为测试信号)、系统脉冲响应和输出信号(实验中可理解为测点传声器接收到的信号)。根据系统理论，对于给定的输入信号 x(t),要想得到输出信号 y(t)，必须知道该系统的脉冲响应函数 h(t),因为： y ( t) x(t )h( )d （2-1）或者在频域上有：Y ( ) X( )H( )（2-2）

脉冲响应

图 2-2 脉冲响应由此可知，确定系统的输出信号的关键是确定系统的脉冲响应函数。在室内声学中，这些系统的脉冲响应函数通常称为声场脉冲响应。从系统的角度出发，该思想较好地解释了室内声场中声辐射与接收信号的关系，在声场建模中得到了广泛的应用。精确测量脉冲响应可以实现模拟声场的重建和室内声场质量的评价。2.2 语言清晰度客观参量2.2.1 混响时间混响时间 T60是用来描述室内声衰减速度的物理量[33]。工程上常使用赛宾公式:S VT0.16160 （2-3）V——房间的体积，单位为 m3;

计算原理,声能比

图 2-3 T10、T20、T30 的计算原理2.3.2 脉冲响应计算早迟声能比根据早迟声能比的定义，以 50 毫秒和 80 毫秒作为界限，分别有 C50和 C80两个客观参量，其物理表达式如公式（2-17）和（2-18）所示。由于 Dirac 没有直接给出 C50，而是 D50，D50由 Thiele 提出，表示为清晰度 D声学参量，清晰度 D50与 C50有直接的数学对应关系，如公式（2-20）：)110log(505050DDC （2-20）大量研究表明，D50主要影响语音信号，C80主要影响音乐信号。

【参考文献】