Измерение разборчивости речи.

Как уже указывалось, для измерений разборчивости речи пользуются методом артикуляции или ме­тодом выбора. Для артикуляционных измере­ний пользуются специальными таблицами. Диктор читает слова или звукосочетания (сло­ги), а слушатели записывают их и после про­чтения всех таблиц сверяют их с прочтенными таблицами. При чтении необходимо строго со­блюдать интервалы (например, 3 с на один слог). Чтение должно быть четким, но без подчеркивания. Число передаваемых таблиц определяют согласно требуемой точности. После проверки подсчитывают процент пра­вильно принятых элементов и определяют среднее значение разборчивости. Артикуля­ционная бригада должна быть составлена из молодых людей без дефектов речи и слуха. Она должна быть натренирована так, чтобы полу­чать на эталонном тракте устойчивые резуль­таты. Обычный артикуляционный метод очень трудоемок: требует много операторов (в бри­гаду входят 4—5 человек слушателей и 1—2 диктора); много времени уходит на тренировку (для сильных искажений требуется несколько дней), на обработку результатов; результаты измерений частот зависят от настроения, опе­раторов и т. д. Метод выбора менее трудоемок, но его точность не настолько достаточна, что­бы им можно было пользоваться для важ­ных приемосдаточных испытаний. Обычно им пользуются только для диагностических испы­таний.

Тональный метод измерения: разборчивости речи, свободный от ряда недостатков артику­ляционных методов. Метод был распространен на тракт проводной и радиосвязи и допущен к применению - наравне с артикуляционным методом.

Тональный метод измерения: разборчи­вости речи основан на том, что человек очень точно может определить уровень звука, при котором он достигает порога слышимости. При этом методе речь заменяют определенным чис­лом отдельных тонов, последовательно вос­производимых устройством, которое создает определенный уровень звукового давления пе­ред микрофоном измеряемого тракта, а на выходе тракта определяют уровень ощущения для каждого из тонов путем прослушивания их оператором через телефон или через громко­говоритель (для громкоговорящей связи). Уро­вень ощущения тона равен затуханию, вводи­мому в цепь звуковоспроизводящего уст­ройства, до тех пор, пока не исчезнет слыши­мость каждого тона. По измеренным уров­ням ощущения тона с помощью таблиц и гра­фиков, применяемых при расчете разборчи­вости речи, определяют формантную разбор­чивость речи, а по ней — слоговую, словес­ную разборчивость и понятность речи.

 

Рис. 3.7. Схема измерения звукоизоляции перегородок:

1 — генератор тональный или белого шума; 2— третьоктавный фильтр (при измерении с шумом); 3 — мощный усилитель; 4 — громкоговорителя;. 5 и 6 — измерительные микрофоны; 7 — милливольтмет­ры; 8 —испытуемая перегородка; 9 — реверберационная камера.

 

Для тонального измерения и определения разборчивости речи применяют следующие измерительные приборы и оборудование: ис­кусственный рот, генератор звуковой частоты, электронный вольтметр, магазин затуха­ний, генератор шума с звуковоспроизводя­щим устройством, два звукоизолированных друг от друга помещения. Допускается изме­рение в одном и том же помещении, если будет исключена возможность слышимости изме­ряемого сигнала по воздуху непосредственно (для громкоговорящей связи обязательно должны быть звукоизолированные помеще­ния). Помещения должны быть защищены от воздействия посторонних звуков, сотрясений и шумов, кроме тех, которые задаются усло­виями испытаний. Измерения должны прово­диться на трактах со всеми элементами, входя­щими в них, и в рабочих режимах с соблюде­нием технических условий для данных трак­тов и методов их испытаний.

Искусственный рот на расстоянии 2 см от центра выходного отверстия по оси в за­висимости от средней частоты полос равной разборчивости должен создавать следующие уровни, звукового давления (таблица 3.3):

 

Таблица 3.3 За­висимости от средней частоты полос равной разборчивости уровней звукового давления:

Частота, Гц 265
Уровень, дБ 77,6	76,5	74,0	72,0	69,5	67,5	66,0
Частота, Гц 1320
Уровень, дБ 64,0	63,0	62,0	61,0	60,5	59,5	58,5
Частота, Гц 3020
Уровень, дБ 58,0	57,5	57,0	56,5	56,0	54,5

 

Измерение этих уровней при градуировке искусственного рта необходимо проводить в отсутствие испытуемого микрофона. Допуска­ется измерение и при наличии испытуемого микрофона, если этот микрофон небольших размеров и не искажает звукового поля вблизи искусственного рта. Уровень звукового дав­ления измеряют любым измерителем, обеспе­чивающим точность измерений не менее 0,5 дБ. Обычно применяют или специальный изме­ритель уровня звукового давления, или шумомер с включением шкалы С (а если в нем есть дополнительная шкала с равномерной частотной характеристикой, то пользуются ею). Расположение искусственного рта в поме­щении должно быть таким, чтобы отражения от стен и других предметов не влияли на зву­ковое поле у микрофона. Спектральный со­став и уровень акустических шумов в поме­щениях, в которых находятся микрофон и слушатель, должны быть заданы технически­ми условиями на испытания. Если особо не оговорено, то шум должен быть диффузным, а спектр шума — речевой, с уровнем 65 дБ. Микрофон располагается так, как около искус­ственного рта человека. Если расстояние от рта человека не задано, то располагают мик­рофон на расстоянии 2 см от центра рта по его оси.. Магазин затуханий включают между генерато­ром звуковой частоты и искусственным ртом, а располагают его. около слушателя, чтобы слушатель мог сам регулировать затухание. После подготовки аппаратуры к испытаниям устанавливают напряжение на зажимах ис­кусственного рта, соответствующее требуемому уровню Звукового давления на первой час­тоте измерения (265 Гц).

На приемном конце слушатель плавно вво­дит затухание до исчезновения слышимости тона (чтобы тон был лучше слышен, его дела­ют прерывистым), затем затухание убавляет до момента появления слышимости звуке. Среднее значение вводимого затухания этих двух измерений и является уровнем ощуще­ния данной частотной составляющей. Затем из­мерения проводят для следующей частоты и т. д. При определении уровня ощущения тона в случае слушания на телефон микротеле­фонной трубки последний должен быть плотно прижат к уху слушателя, а при ослушании на телефоны с оголовьем степень прижатия должна соответствовать условиям эксплуата­ции.

Измеренные уровни ощущения получаются для пикового уровня речи в соответствующей полосе равной разборчивости. Вычитая из них значение пик-фактора речи (12 дБ), получают средние значения уровней ощущения формант E_k. Пользуясь кривой l, по уровням находят коэффициенты раз­борчивости w_k для каждой полосы равной раз­борчивости. Суммируя эти значения и деля на 20 (число полос), получают формантную разборчивость, а по ней можно найти слоговую разборчивость.

Измерение разборчивости речи объектив­ным методом применяют, чтобы исключить влияние фактора субъективности слушателя. Порог слышимости в шумах с уровнем выше 40 дБ равен уровню шума в критической полоске слуха. Это обстоятельство используют для измерения уровня ощущения речи. В этом слу­чае вместо слушателя применяют искусст­венное ухо, на котором распо­лагают телефон (для громкоговорящего приема его помещают в том месте, где размещается ухо слушателя). В искусственном ухе есть микрофон, напряжение от которого подается на измеритель уровня звукового давления. Между микрофоном и измерителем поочередно включают полосные фильтры с шириной поло­сы, равной ширине критических полосок слу­ха. Измеряя уровень звукового давления, создаваемый шумами (в отсутствие сигнала), получают уровень порога слышимости, соответствующий действию этих шумов на слух человека. Затем генератор шума выключают и через испытуемый тракт подают тональный сигнал, как и в случае тонального метода, с уровнем, соответствующим данной полосе равной разборчивости. Вводят затухание меж­ду генератором и искусственным ртом до тех пор, пока на измерителе уровня (искусственного уха) не будет тот же уровень, что и для шумов в полосе равной разборчивости. Вве­денное затухание получается равным уровню ощущения речи.

Этот метод более стабилен, чем тональный, однако ему присущ такой недостаток: в шу­мах со спектром, сильно отличающимся от равномерного, он дает ошибку, обусловленную взаимной маскировкой составляющих шума. Оба метода дают ошибку измерений в им­пульсных шумах.

Контрольные вопросы

1. Объясните смысл понятий: речевое сообщение и речевой сигнал?

2. Что называют основным тоном речи?
3. Что такое артикуляция?

4. В чём различие понятий: форманта и фонема?

5. Чем объяснить невозможность неискажённой передачи по каналу связи некоторых звуков речи?

6. Каковы требования к ширине полосы частот и динамическому диапазону электрического канала передачи для неис­кажённого воспроизведения речи?

7.Какова роль эмоциональной составляющей в восприятии содержания речи?

8.Какими физическими характеристиками сигнала переда­ётся эмоциональная составляющая речи?

9. В каком опыте и с помощью каких устройств можно раз­ делить смысловую (семантическую) и эмоциональную (эстетическую) составляющую речи?

10. Возможно ли создать автомат, идентифицирующий личность человека по его голосу? Каковы принципы и структура этого автомата? Каковы области его применения?

11. Какова идея действия устройства, определяющего эмоциональное состояние человека по изменению параметров речи?

12. При воздействии на массы людей какие элементы более важны; логические или эмоциональные?

13. Что такое понятность и разборчивость речи?

14. Какие виды разборчивости речи Вы знаете?

15. Как можно измерить разборчивость речи?