Оцінка розбірливості мови об’єктивним та суб’єктивним методами в університетських аудиторіях різних розмірів

Автор(и)

  • Аркадій Миколайович Продеус Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут Ігоря Сікорського", Україна https://orcid.org/0000-0001-7640-0850
  • Марина Віталіївна Дідковська Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут Ігоря Сікорського", Україна https://orcid.org/0000-0003-0818-2008

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.228405

Ключові слова:

бінауральна імпульсна характеристика приміщення, розбірливість мови, ранні відбиття звуку

Анотація

Представлені оцінки розбірливості мови, отримані об'єктивним та суб'єктивним методами, для трьох університетських аудиторій малого, середнього та великого розмірів із різним ступенем заповнення. Проблема досягнення високої розбірливості мови є актуальною як для студентів та адміністрації університету, так і для архітекторів, що проектують або реконструюють аудиторії. Розбірливість мови оцінювалася за допомогою бінауральних імпульсних характеристик приміщень, для вимірювання яких використано штучну голову та аудіоапаратуру непрофесійного рівня якості. Об’єктивним показником розбірливості мови слугував індекс передачі мови Speech Transmission Index, а суб’єктивне оцінювання розбірливості мови виконувалося артикуляційним методом.

Порівняльний аналіз ефективності параметрів імпульсної характеристики як мір розбірливості мови показав, що параметр Early Decay Time перевершує оцінку часу реверберації T30, однак є малоефективним в аудиторії малого розміру. Індекс чіткості C50 для всіх розглянутих аудиторій виявився найбільш інформативним. Виявлено кілька закономірностей, спричинених впливом ранніх відбить звуку на розбірливість мови. Зокрема, показано, що збільшення відношення енергії ранніх відбить до енергії прямого звуку супроводжується, як правило, зниженням розбірливості мови. Виняток становлять невеликі, до 30–40 см, відстані від задньої стіни приміщення, де розбірливість мови, як правило, є вищою, ніж у середині аудиторії. На відстані 0,7–1,7 м від бічних стін приміщення розбірливість мови, як правило, є меншою для вуха, яке є ближчим до стіни. Користь отриманих результатів полягає в уточненні кількісних характеристик впливу ранніх відбить звуку на розбірливість мови в різних точках навчальних приміщень

Біографії авторів

Аркадій Миколайович Продеус, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут Ігоря Сікорського"

Доктор технічних наук, професор

Кафедра акустичних та мультимедійних електронних систем

Марина Віталіївна Дідковська, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут Ігоря Сікорського"

Кандидатка технічних наук, доцентка

Кафедра математичних методів системного аналізу

Посилання

  1. Eggenschwiler, K. (2005). Lecture Halls - Room Acoustics and Sound Reinforcement. Conference: 4th European congress on acoustics (Forum Acusticum 2005). Budapest. Available at: https://www.researchgate.net/publication/238114069_Lecture_Halls_-_Room_Acoustics_and_Sound_Reinforcement
  2. Bradley, J. S., Reich, R. D., Norcross, S. G. (1999). On the combined effects of signal-to-noise ratio and room acoustics on speech intelligibility. The Journal of the Acoustical Society of America, 106 (4), 1820–1828. doi: https://doi.org/10.1121/1.427932
  3. Bradley, J. S., Sato, H., Picard, M. (2003). On the importance of early reflections for speech in rooms. The Journal of the Acoustical Society of America, 113 (6), 3233. doi: https://doi.org/10.1121/1.1570439
  4. Hu, Y., Kokkinakis, K. (2014). Effects of early and late reflections on intelligibility of reverberated speech by cochlear implant listeners. The Journal of the Acoustical Society of America, 135 (1), EL22–EL28. doi: https://doi.org/10.1121/1.4834455
  5. Yang, W., Bradley, J. S. (2009). Effects of room acoustics on the intelligibility of speech in classrooms for young children. The Journal of the Acoustical Society of America, 125 (2), 922–933. doi: https://doi.org/10.1121/1.3058900
  6. Bradley, J. S. (2011). Review of objective room acoustics measures and future needs. Applied Acoustics, 72 (10), 713–720. doi: https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2011.04.004
  7. Arweiler, I., Buchholz, J., Dau, T. (2009). Speech intelligibility enhancement by early reflections. ISAAR 2009: Binaural Processing and Spatial Hearing. 2nd International Symposium on Auditory and Audiological Research. Elsinore, Denmark. Available at: https://proceedings.isaar.eu/index.php/isaarproc/article/view/2009-29
  8. Warzybok, A., Rennies, J., Doclo, S., Kollmeier, B. (2011). Influence of early reflections on speech intelligibility under different noise conditions. Forum Acusticum. Aalborg, Denmark. Available at: https://uol.de/f/6/dept/mediphysik/ag/sigproc/download/papers/SP2011_5.pdf
  9. Nocke, C. (2016). New standards in Architectural Acoustics - a German view. Proceedings of ACOUSTICS 2016. Brisbane, Australia. Available at: https://www.acoustics.asn.au/conference_proceedings/AASNZ2016/papers/p114.pdf
  10. DIN 18041:2004-05. Acoustic quality in small to medium-sized rooms (2004). Beuth Verlag GmbH, 39. Available at: https://www.beuth.de/de/norm/din-18041/69640391
  11. ANSI/ASA S12.60-2010/Part 1 (R2015). Acoustical performance criteria, design requirements, and guidelines for schools, Part 1: permanent schools (2015). American National Standards Institute. Available at: https://webstore.ansi.org/standards/asa/ansiasas12602010partr2015
  12. BS EN 60268-16:2011. Sound System Equipment - Part 16: Objective rating of speech intelligibility by speech transmission index (2011). British Standards Institution. Available at: https://infostore.saiglobal.com/en-us/Standards/BS-EN-60268-16-2011-217511_SAIG_BSI_BSI_512663/
  13. IEC 60268-16:4.0. Sound system equipment - Part 16: objective rating of speech intelligibility by speech transmission index (2011). International Electrotechnical Committee. Available at: https://infostore.saiglobal.com/en-us/Standards/IEC-60268-16-4-0-569917_SAIG_IEC_IEC_1301856/
  14. Acoustic design of schools: performance standards. Building bulletin 93 (2015). UK Department for Education, UK Education Funding Agency. Available at: https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/400784/BB93_February_2015.pdf
  15. Canning, D., James, A. (2012). The Essex Study. Optimised classroom acoustics for all. The Association of Noise Consultants. Available at: https://www.ndcs.org.uk/media/1808/the_essex_study_optimised_classroom_acoustics_for_all1.pdf
  16. ISO 3382-1:2009(en). Acoustics – Measurement of room acoustic parameters – Part 1: Performance spaces. Available at: https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:3382:-1:ed-1:v1:en
  17. Sari, L. F., Utami, S. S., Sarwono, J. (2018). Objective and subjective acoustics measurement of audience seating areas in a medium size auditorium. Journal of Physics: Conference Series, 1075, 012015. doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1075/1/012015
  18. Choi, Y.-J. (2020). The intelligibility of speech in university classrooms during lectures. Applied Acoustics, 162, 107211. doi: https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2020.107211
  19. Eldakdoky, S. (2017). Optimizing acoustic conditions for two lecture rooms in Faculty of Agriculture, Cairo University. Ain Shams Engineering Journal, 8 (4), 481–490. doi: https://doi.org/10.1016/j.asej.2016.08.013
  20. Leccese, F., Rocca, M., Salvadori, G. (2018). Fast estimation of Speech Transmission Index using the Reverberation Time: Comparison between predictive equations for educational rooms of different sizes. Applied Acoustics, 140, 143–149. doi: https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2018.05.019
  21. Nestoras, C., Dance, S. (2013). The Interrelationship between Room Acoustics Parameters as Measured in University Classrooms Using Four Source Configurations. Building Acoustics, 20 (1), 43–53. doi: https://doi.org/10.1260/1351-010x.20.1.43
  22. Jacob, K. (1989). Correlation of Speech Intelligibility Tests in Reverberant Rooms with Three Predictive Algorithms. JAES, 37 (12), 1020–1030. Available at: https://www.aes.org/e-lib/browse.cfm?elib=6056
  23. Jeub, M., Schafer, M., Vary, P. (2009). A binaural room impulse response database for the evaluation of dereverberation algorithms. 2009 16th International Conference on Digital Signal Processing. doi: https://doi.org/10.1109/icdsp.2009.5201259
  24. Aachen Impulse Response Database. Available at: https://www.iks.rwth-aachen.de/en/research/tools-downloads/databases/aachen-impulse-response-database/
  25. Tikhonov, A. N. (1965). On incorrect problems of linear algebra and a stable method for their solution. Doklady Akademii nauk SSSR, 163 (3), 591–594. Available at: http://www.mathnet.ru/links/c317fafa3fe690e2d1c52f383762a0e2/dan31374.pdf
  26. Kuttruff, H. (2009). Room Acoustics. CRC Press, 392. doi: https://doi.org/10.1201/9781482266450
  27. Steeneken, H. (2014). Forty years of speech intelligibility assessment (and some history). Proceedings of the Institute of Acoustics, 36 (3). Available at: http://www.steeneken.nl/wp-content/uploads/2014/04/IOA-Forty-years-keynote.pdf
  28. Prodeus, A., Bukhta, K., Morozko, P., Serhiienko, O., Kotvytskyi, I., Shherbenko, I. (2018). Automated System for Subjective Evaluation of the Ukrainian Speech Intelligibility. 2018 IEEE 38th International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO). doi: https://doi.org/10.1109/elnano.2018.8477568
  29. Naida, S., Didkovskyi, V., Pavlenko, O., Naida, N. (2019). Spectral Analysis of Sounds by Acoustic Hearing Analyzer. 2019 IEEE 39th International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO). doi: https://doi.org/10.1109/elnano.2019.8783915
  30. Naida, S., Didkovskyi, V., Pavlenko, O., Naida, N. (2019). Objective Audiometry Based on the Formula of the Middle Ear Parameter: A New Technique for Researches and Differential Diagnosis of Hearing. 2019 IEEE 39th International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO). doi: https://doi.org/10.1109/elnano.2019.8783502
  31. Waterhouse, R. V. (1955). Interference Patterns in Reverberant Sound Fields. The Journal of the Acoustical Society of America, 27 (2), 247–258. doi: https://doi.org/10.1121/1.1907509
  32. Jacobsen, F., Tiana-Roig, E. (2010). Measurement of the Sound Power Incident on the Walls of a Reverberation Room with Near Field Acoustic Holography. Acta Acustica United with Acustica, 96 (1), 76–81. doi: https://doi.org/10.3813/aaa.918258
  33. Duran, S., Ausiello, L., Battaner-Moro, J. (2019). Acoustic Design Criteria for Higher-Education Learning Environments. Proceedings of the Institute of Acoustics, 41 (3), 1–12. Available at: https://pure.solent.ac.uk/ws/portalfiles/portal/10957857/Duran_Ausiello_Battaner_Moro_SOLENT_REPRODUCED_SOUND_2019_.pdf
  34. Jedidi, M., Boulila, A. (2016). Acoustic study of an auditorium by the determination of reverberation time and speech transmission index. Int. J. Architect. Eng. Urban Plan, 26 (1), 25–32. Available at: http://ijaup.iust.ac.ir/article-1-312-en.pdf
  35. Prodeus, A., Didkovska, M., Motorniuk, D., Dvornyk, O. (2020). The Effects of Noise, Early and Late Reflections on Speech Intelligibility. 2020 IEEE 40th International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO). doi: https://doi.org/10.1109/elnano50318.2020.9088854
  36. Prodeus, A., Didkovska, M. (2020). Objective assessment of speech intelligibility in small and medium-sized classrooms. Conference: 2020 IEEE International Conference "Problems of Infocommunications. Science and Technology" (PIC S&T′2020). Available at: https://www.researchgate.net/publication/347490796_Objective_Assessment_of_Speech_Intelligibility_in_Small_and_Medium-Sized_Classrooms
  37. Prodeus, A., Didkovska, M., Kukharicheva, K., Motorniuk, D. (2020). Modeling the Influence of Early Sound Reflections on Speech Intelligibility. 2020 IEEE 6th International Conference on Methods and Systems of Navigation and Motion Control (MSNMC). doi: https://doi.org/10.1109/msnmc50359.2020.9255657
  38. Lochner, J. P. A., Burger, J. F. (1964). The influence of reflections on auditorium acoustics. Journal of Sound and Vibration, 1 (4), 426–454. doi: https://doi.org/10.1016/0022-460x(64)90057-4

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-06-25

Як цитувати

Продеус, А. М., & Дідковська, М. В. (2021). Оцінка розбірливості мови об’єктивним та суб’єктивним методами в університетських аудиторіях різних розмірів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(5 (111), 47–56. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.228405

Номер

Том 3 № 5 (111) (2021): Прикладна фізика

Розділ

Прикладна фізика

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Arkadiy Prodeus, Maryna Didkovska

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.