Parametri Acustici Parametri Acustici temporali e spaziali temporali e spaziali

Parametri Acustici Parametri Acustici

temporali e spaziali

temporali e spaziali

Informazioni estraibili dalla Risposta Impulsiva

Energia Utile Energia Dannosa

Alcuni Descrittori Acustici

I parametri acustici (ISO 3382)



Tempo di Riverberazione Iniziale (EDT):

estrapolato da 0 a -10 dB



Tempo di riverberazione T

₁₀

: estrapolato da -5 a -15 dB



Tempo di riverberazione T

₂₀

: estrapolato da -5 a -25 dB



Tempo di riverberazione T

₃₀

:

estrapolato da -5 a -35 dB

I parametri acustici (ISO 3382)

 

  _ ^

 





 

 

















 ms ms

dτ τ

p

dτ τ

p C

80

2 80

0

2

80

10 lg



Indice di chiarezza C

₈₀

(musica sinfonica):

Valore ottimale = +/- 1 dB

I parametri acustici (ISO 3382)



Indice di chiarezza C

₅₀

(parlato):

Valore ottimale = +/- 1 dB

 

  _ ^

 





 

 

















 ms ms

dτ τ

p

dτ τ

p C

50

2 50

0

2

50

10 lg

I parametri acustici (ISO 3382)



Tempo baricentrico T

_S

:

 

  

























0 2 0

2

s

d p

d p

T

 

 

100 d

p

d p

D

0 2 ms 50

0 2























Indice di definizione D:



I parametri acustici (ISO 3382)

• Strenght: G  SPL  L _w  31 dB

     

    























































d t

h d

h

d t

h h

t

s d

s d

2 2



IACC:

SPL a 10 m

I parametri acustici (ISO 3382)

   

  









 _ms

ms W ms

ms

W Y

d h

d h

h LFC ₈₀

0

2 80

5













LFC:

 

  









_ms

ms W ms

ms Y

d h

d h

LF

₈₀

0

2 80

5

2











Lateral Fraction:

Parametri spaziali – microfoni a 2 canali

• Per la misura dei parametri «spaziali» IACC ed LF occorre registrare risposte all’impulso stereo (a due canali)

• A tal fine possono essere impiegati due diversi tipi di microfoni: manichini binaurali e microfoni a pressione/velocità:

Manichino Manichino binaurale binaurale

(Sin.) (Sin.)

e e

Microfono a Microfono a doppia direttività doppia direttività

(Des.) (Des.)

IACC

• Il tentativo è quello di ottenere un parametro acustico «oggettivo» da una registrazione fatta da una testa artificiale (o umana)

• Viene così definita la IACC (Inter Aural Cross Correlation), a partire da una misura di risposta all’impulso binaurale

LeftLeft

Right Right

80 ms 80 ms

p p_LL(())

p p_RR(())

 

   

   

  ^{t t}  ^{1ms... 1ms}

Max IACC

d t p

d p

d t p

p

t _E

ms 80

0 2R ms

80 0

2L ms 80

0

R L

















































Lateral Fraction (LF)

• Un altro parametro «spaziale» è la Lateral Fraction LF

• Questo è definito a partire da una risposta all’impulso a due canali, il primo è il segnale di un microfono omnidirezionale (pressione), il secondo di un microfono a «figura di 8» (velocità):

Figure Figure

of 8of 8 OmniOmni

 



 















 _80ms

o2 ms 80

ms 5

82

d h

d h

LF

hh_oo(())

hh₈₈(())

Risposta all’impulso a 4 canali (microfono Soundfield)

• Il microfono Soundfield registra contemporaneamente il segnale di pressione (omni) ed i tre segnali delle componenti cartesiane della velocità delle particelle (figura di 8)

Il plug-in Aurora Acoustical Parameters

Intellegibilità della Parola Intellegibilità della Parola

STI (speech transmission index)

STI (speech transmission index)

Lo Speech Transmission Index (STI)

• Il metodo STI si basa sul concetto di Modulation Transfer Function (MTF): un segnale «portante» (rumore rosa

filtrato in banda d’ottava f) è dotato di intensità che varia nel tempo con un certa frequenza di modulazione F.

• Al ricevitore, rumore di fondo, echi e riverbero riducono la profondità di modulazione.

Energy Envelope

Acoustic system

1/F 1/F

time time

Lo Speech Transmission Index (STI)

• Le riflessioni ed il rumore di fondo

riducono la profondita’

della

modulazione

del segnale

MTF dalla Risposta all’Impulso

• E’ possibile ricavare il valore di MTF dalla risposta all’impulso:

   

  

























0 2 0

2 exp 2

) , (













d h

d F

j h

f F m

f f

Per calcolare m(F,f) dalla risposta all’impulso h(t), anzitutto si applica a quest’ultima un filtro di banda d’ottava alla

frequenza f, ottenendo la versione filtrata h_f(t). Poi m(F,f) si ottiene come:

Rapporto segnale – rumore di fondo

• Se la risposta all’impulso è stata ottenuta da MLS o ESS, essa è priva di rumore di fondo

• in questo caso occorre correggere il valore di m’(F,f)

ottenuto, applicando un fattore correttivo che tiene conto della differenza fra livello sonoro del segnale emesso e livello del rumore di fondo:



 



 







10

, ,

10 1

) 1 ,

( ' )

,

( F f m F f

Lnoise f Lsignal f

m

 Dunque, dopo aver operato la misura delle risposta

all’impulso, occorre registrare separatamente lo spettro in ottave del segnale e quello del rumore di fondo

Sorgente sonora: bocca artificiale

• La sorgente sonora deve possedere peculiari

caratteristiche di

direttività, risposta in frequenza e potenza sonora.

• Le figure mostrano una bocca artificiale

autocostruita

Sorgente sonora: bocca artificiale

• Bocche artificiali commerciali della Bruel &

Kjaer

125 Hz

-35 -25 -15 -5

5^+0° +15°

+30°

+45°

+60°

+75°

+90°

+105°

+120°

+135°

+150°

+165°

±180°

-165°

-150°

-135°

-120°

-105°

-90°

-75°

-60°

-45°

-30°

-15°

Direttività di una bocca artificiale

250 Hz

-35 -25 -15 -5

5^+0° +15°

+30°

+45°

+60°

+75°

+90°

+105°

+120°

+135°

+150°

+165°

±180°

-165°

-150°

-135°

-120°

-105°

-90°

-75°

-60°

-45°

-30° -15° 500 Hz

-35 -25 -15 -5

5^+0° +15°

+30°

+45°

+60°

+75°

+90°

+105°

+120°

+135°

+150°

+165°

±180°

-165°

-150°

-135°

-120°

-105°

-90°

-75°

-60°

-45°

-30°

-15° 1000 Hz

-35 -25 -15 -5

5^+0° +15°

+30°

+45°

+60°

+75°

+90°

+105°

+120°

+135°

+150°

+165°

±180°

-165°

-150°

-135°

-120°

-105°

-90°

-75°

-60°

-45°

-30°-15°

2000 Hz

-35 -25 -15 -5

5^+0° +15°

+30°

+45°

+60°

+75°

+90°

+105°

+120°

+135°

+150°

+165°

±180°

-165°

-150°

-135°

-120°

-105°

-90°

-75°

-60°

-45°

-30°-15° 4000 Hz

-35 -25 -15 -5

5^+0° +15°

+30°

+45°

+60°

+75°

+90°

+105°

+120°

+135°

+150°

+165°

±180°

-165°

-150°

-135°

-120°

-105°

-90°

-75°

-60°

-45°

-30°-15° 8000 Hz

-45 -35 -25 -15 -5

5^+0° +15°

+30°

+45°

+60°

+75°

+90°

+105°

+120°

+135°

+150°

+165°

±180°

-165°

-150°

-135°

-120°

-105°

-90°

-75°

-60°

-45°

-30°-15° 16000 Hz

-65-55 -45 -35 -25 -15 -5

5^+0° +15°

+30°

+45°

+60°

+75°

+90°

+105°

+120°

+135°

+150°

+165°

±180°

-165°

-150°

-135°

-120°

-105°

-90°

-75°

-60°

-45°

-30°-15°

Direttività di un vero parlatore (I. Bork, PTB)

125 Hz

-35 -25 -15 -5 5 0

10 20 30

40 50

60 70

80 90 100 110 120 130 140 160150 170 180 200190 210 220 230 240 250 260 270 280 290

300 310

320 330340 350

250 Hz

-35 -25 -15 -5 5 0

10 20 30

40 50

60 70

80 90 100 110 120 130 140 160150 170 180 200190 210 220 230 240 250 260 270 280 290

300 310

320 330340 350

500 Hz

-35 -25 -15 -5 5 0

10 20 30

40 50

60 70

80 90 100 110 120 130 140 160150 170 180 200190 210 220 230 240 250 260 270 280 290

300 310

320 330340 350

1000 Hz

-35 -25 -15 -5 5 0

10 20 30

40 50

60 70

80 90 100 110 120 130 140 160150 170 180 200190 210 220 230 240 250 260 270 280 290

300 310

320 330340 350

2000 Hz

-35 -25 -15 -5 5 0

10 20 30

40 50

60 70

80 90 100 110 120 130 140 160150 180 170 200190 210 220 230 240 250 260 270 280 290

300 310

320 330340 350

4000 Hz

-35 -25 -15 -5 5 0

10 20 30

40 50

60 70

80 90 100 110 120 130 140 160150 170 180 200190 210 220 230 240 250 260 270 280 290

300 310

320 330340 350

Equalizzazione della bocca artificiale

• Lo spettro del segnale emesso deve

corrispondere a quello fissato dalla norma.

• Il livello di pressione sonora generato deve essere pari a 60 dB(A) ad 1m, in asse, secondo la norma

IEC 60268-16:2011

Equalizzazione della bocca artificiale

• Segnale rosa non equalizzato emesso dalla bocca artificiale a confronto col segnale da

ottenere.

• Il segnale rosa viene dunque equalizzato, ad ogni

frequenza, di un offset dato dalla differenza dei due.

• Si utilizza a tal fine il modulo

“Graphic Equalizer” di Adobe

Audition

Misura STI step 1: calibrazione microfono

• Si posiziona il calibratore sul

microfono e si registra un segnale di riferimento (94 dB, 1 kHz)

• Si impone nel modulo Aurora STI che il valore di Leq sia pari a

94 dB e si calcola lo spettro in bande di ottava

• In questo modo il valore di Full Scale viene correttamente

impostato

Misura STI step 2: rumore di fondo

• Si registra uno spezzone di rumore di fondo (sorgente sonora spenta)

• Si effettua l’analisi in ottave senza cambiare il valore del Full Scale

• Si ottiene lo spettro del rumore di fondo e lo si memorizza

(Store as Noise)

Misura STI step 3: segnale

• Si attiva la bocca artificiale,

facendole emettere il rumore rosa equalizzato, e si registra tale

segnale col microfono posto al punto di ascolto

• Si effettua l’analisi in ottave senza cambiare il valore del Full Scale

• Si ottiene lo spettro del segnale e lo si memorizza

(Store as Sig+N)

Misura STI step 4: rispsota all’impulso

• Si effettua una misura di risposta all’impulso usando il segnale ESS

• Si elabora la risposta all’impulso (Compute STI)

• Si ottiene il grafico della MTF e il valore dello STI male e female

The STI Method – MTF matrix

Octave-band STI value, computed by the average of MTF values

Overall weight STI (male)

The STI Method – MTF matrix

Octave-band STI value, computed by the average of MTF values

Overall weight STI (male)