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 hf(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 fm
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)
