室內語言輔音的清晰度損失與聲源指向特性的關系

趙其昌

【摘 要】 介紹了室內音質評價量、輔音清晰度損失的計算方法；室內語言清晰度損失與聲源指向特性的關系以及漢語語 音的特性，聽力隨年齡增長的聽閾下降的統計值和通過聲源覆蓋角計算指向性因數的方法。

【關鍵詞】 室內音質評價；輔音清晰度損失；聲源的指向性因數；覆蓋角

文章編號： 10.3969/j.issn.1674-8239.2014.05.006

【Abstract】The computer method for the articulation loss of consonants as a criterion for speech transmission in a room and the relationship between the articulation loss of consonants and the directive characteristic of sound source were presented in the paper. The following contacts were introduced including the characteristic of Chinese speech sounds， the statistical distribution of hearing thresholds descent as a function of age， the compte method of directive factor by the coverage angle of sound source.

【Key Words】sound quality evaluation， articulation loss of consonants， directive factor， coverage angle

1 引言

在設計廳堂音質時，最重要的也是最基本的要求是講話要聽得清楚、能聽懂，于是提出了語言可懂度的指標。發音的人所發出的語言單位（句、詞、音節）經語言傳遞系統而被聽者正確識別的比率，稱為語言可懂度。影響語言可懂度的因素很多，在廳堂內有混響時間、信噪比、廳堂的結構、擴聲系統的設置、聲源的指向特性和觀眾的位置等。筆者主要介紹室內語言的清晰度損失與揚聲器系統的指向特性之間的關系，同時也給出了漢語語音的特性，聽力隨年齡增長的聽閾下降的統計值和通過聲源覆蓋角計算指向性因數的方法。

2 語言與聽覺

漢語的語音主要分為元音和輔音，元音和輔音的物理特性可以用頻譜圖表描述。語音頻譜的包絡上出現的一系列的共振峰是發音人聲道共振形成的，共振峰隨時間變化是區別語音的主要特征。一般元音有6?7個共振峰，但是區分不同元音只要2?3個共振峰。輔音可以分為濁輔音和清輔音。濁輔音也可以和元音一樣找出共振頻率，但頻譜和元音稍不同。清輔音則具有噪聲性質，在頻譜的一定范圍內出現能量集中現象，表1是普通話濁輔音的共振頻率平均數據（男聲），表2是同一發音人普通話清輔音能量集中區域的頻率數據。

漢語中，元音的第一共振峰頻率都在1 000 Hz以下，它是元音能量集中區域；清輔音的能量集中區域在高頻，最高可達8 000 Hz?10 000 Hz。

人們長期生活在噪聲環境中，聽力會受到損傷，首先是高頻段的聽力受到傷害。但是，選擇無任何耳疾癥狀、耳道中無耵聹堵塞、無過度噪聲暴露史的耳科正常人作為受試者，發現隨著年齡的增長，其聽力閾值也在下降。國際標準化組織（ISO）2000年發布了標準ISO 7029：2000 《聲學 聽閾與年齡關系的統計分布》。在標準中，給出了耳科正常人隨年齡變化，其聽閾與18歲同性耳科正常人群的聽閾的偏差值。這是一個統計值，對估計一個群體中由某一特定因素（例如年齡）引起的聽力損失有指導意義。筆者根據標準提供的數據，編輯性整理了表3，預期會被耳科正常人中50%的人群所超過的聽閾偏差值。

隨著年齡的增長，大多數人的聽力在下降，低頻聽閾下降比較小，而高頻隨頻率的升高下降更快。30歲人的聽閾衰減，高頻與低頻的衰減差不多只有2 dB?3 dB；而60歲的人，1 000 Hz以下衰減只有5 dB?7 dB，而到6 000 Hz以上衰減達32 dB?39 dB，女生衰減慢一些。通常，人老了，有時聽不清楚別人講話，主要是因為高頻衰減而聽不清。從語言的角度去分析，主要是輔音聽不清，導致講話聽不懂或聽不清。

3 輔音的清晰度損失與音質評價

6 結束語

本文中，介紹了根據聲源的覆蓋角計算廳堂輔音清晰度損失的方法，對廳堂音質的評估有一定的實用價值。

隨著電聲技術的發展，聲源的指向性控制技術越來越成熟，廳堂擴聲用的聲源的選擇越來越多。好的廳堂音質，除了清晰度外還涉及聲場的干涉、不均勻度、傳輸頻率特性、早期側向反射聲和噪聲等，尚有很多因素需要考慮。endprint

【摘 要】 介紹了室內音質評價量、輔音清晰度損失的計算方法；室內語言清晰度損失與聲源指向特性的關系以及漢語語 音的特性，聽力隨年齡增長的聽閾下降的統計值和通過聲源覆蓋角計算指向性因數的方法。

【關鍵詞】 室內音質評價；輔音清晰度損失；聲源的指向性因數；覆蓋角

文章編號： 10.3969/j.issn.1674-8239.2014.05.006

【Abstract】The computer method for the articulation loss of consonants as a criterion for speech transmission in a room and the relationship between the articulation loss of consonants and the directive characteristic of sound source were presented in the paper. The following contacts were introduced including the characteristic of Chinese speech sounds， the statistical distribution of hearing thresholds descent as a function of age， the compte method of directive factor by the coverage angle of sound source.

【Key Words】sound quality evaluation， articulation loss of consonants， directive factor， coverage angle

1 引言

在設計廳堂音質時，最重要的也是最基本的要求是講話要聽得清楚、能聽懂，于是提出了語言可懂度的指標。發音的人所發出的語言單位（句、詞、音節）經語言傳遞系統而被聽者正確識別的比率，稱為語言可懂度。影響語言可懂度的因素很多，在廳堂內有混響時間、信噪比、廳堂的結構、擴聲系統的設置、聲源的指向特性和觀眾的位置等。筆者主要介紹室內語言的清晰度損失與揚聲器系統的指向特性之間的關系，同時也給出了漢語語音的特性，聽力隨年齡增長的聽閾下降的統計值和通過聲源覆蓋角計算指向性因數的方法。

2 語言與聽覺

漢語的語音主要分為元音和輔音，元音和輔音的物理特性可以用頻譜圖表描述。語音頻譜的包絡上出現的一系列的共振峰是發音人聲道共振形成的，共振峰隨時間變化是區別語音的主要特征。一般元音有6?7個共振峰，但是區分不同元音只要2?3個共振峰。輔音可以分為濁輔音和清輔音。濁輔音也可以和元音一樣找出共振頻率，但頻譜和元音稍不同。清輔音則具有噪聲性質，在頻譜的一定范圍內出現能量集中現象，表1是普通話濁輔音的共振頻率平均數據（男聲），表2是同一發音人普通話清輔音能量集中區域的頻率數據。

漢語中，元音的第一共振峰頻率都在1 000 Hz以下，它是元音能量集中區域；清輔音的能量集中區域在高頻，最高可達8 000 Hz?10 000 Hz。

人們長期生活在噪聲環境中，聽力會受到損傷，首先是高頻段的聽力受到傷害。但是，選擇無任何耳疾癥狀、耳道中無耵聹堵塞、無過度噪聲暴露史的耳科正常人作為受試者，發現隨著年齡的增長，其聽力閾值也在下降。國際標準化組織（ISO）2000年發布了標準ISO 7029：2000 《聲學 聽閾與年齡關系的統計分布》。在標準中，給出了耳科正常人隨年齡變化，其聽閾與18歲同性耳科正常人群的聽閾的偏差值。這是一個統計值，對估計一個群體中由某一特定因素（例如年齡）引起的聽力損失有指導意義。筆者根據標準提供的數據，編輯性整理了表3，預期會被耳科正常人中50%的人群所超過的聽閾偏差值。

隨著年齡的增長，大多數人的聽力在下降，低頻聽閾下降比較小，而高頻隨頻率的升高下降更快。30歲人的聽閾衰減，高頻與低頻的衰減差不多只有2 dB?3 dB；而60歲的人，1 000 Hz以下衰減只有5 dB?7 dB，而到6 000 Hz以上衰減達32 dB?39 dB，女生衰減慢一些。通常，人老了，有時聽不清楚別人講話，主要是因為高頻衰減而聽不清。從語言的角度去分析，主要是輔音聽不清，導致講話聽不懂或聽不清。

3 輔音的清晰度損失與音質評價

6 結束語

本文中，介紹了根據聲源的覆蓋角計算廳堂輔音清晰度損失的方法，對廳堂音質的評估有一定的實用價值。

隨著電聲技術的發展，聲源的指向性控制技術越來越成熟，廳堂擴聲用的聲源的選擇越來越多。好的廳堂音質，除了清晰度外還涉及聲場的干涉、不均勻度、傳輸頻率特性、早期側向反射聲和噪聲等，尚有很多因素需要考慮。endprint

【摘 要】 介紹了室內音質評價量、輔音清晰度損失的計算方法；室內語言清晰度損失與聲源指向特性的關系以及漢語語 音的特性，聽力隨年齡增長的聽閾下降的統計值和通過聲源覆蓋角計算指向性因數的方法。

【關鍵詞】 室內音質評價；輔音清晰度損失；聲源的指向性因數；覆蓋角

文章編號： 10.3969/j.issn.1674-8239.2014.05.006

【Abstract】The computer method for the articulation loss of consonants as a criterion for speech transmission in a room and the relationship between the articulation loss of consonants and the directive characteristic of sound source were presented in the paper. The following contacts were introduced including the characteristic of Chinese speech sounds， the statistical distribution of hearing thresholds descent as a function of age， the compte method of directive factor by the coverage angle of sound source.

【Key Words】sound quality evaluation， articulation loss of consonants， directive factor， coverage angle

1 引言

在設計廳堂音質時，最重要的也是最基本的要求是講話要聽得清楚、能聽懂，于是提出了語言可懂度的指標。發音的人所發出的語言單位（句、詞、音節）經語言傳遞系統而被聽者正確識別的比率，稱為語言可懂度。影響語言可懂度的因素很多，在廳堂內有混響時間、信噪比、廳堂的結構、擴聲系統的設置、聲源的指向特性和觀眾的位置等。筆者主要介紹室內語言的清晰度損失與揚聲器系統的指向特性之間的關系，同時也給出了漢語語音的特性，聽力隨年齡增長的聽閾下降的統計值和通過聲源覆蓋角計算指向性因數的方法。

2 語言與聽覺

漢語的語音主要分為元音和輔音，元音和輔音的物理特性可以用頻譜圖表描述。語音頻譜的包絡上出現的一系列的共振峰是發音人聲道共振形成的，共振峰隨時間變化是區別語音的主要特征。一般元音有6?7個共振峰，但是區分不同元音只要2?3個共振峰。輔音可以分為濁輔音和清輔音。濁輔音也可以和元音一樣找出共振頻率，但頻譜和元音稍不同。清輔音則具有噪聲性質，在頻譜的一定范圍內出現能量集中現象，表1是普通話濁輔音的共振頻率平均數據（男聲），表2是同一發音人普通話清輔音能量集中區域的頻率數據。

漢語中，元音的第一共振峰頻率都在1 000 Hz以下，它是元音能量集中區域；清輔音的能量集中區域在高頻，最高可達8 000 Hz?10 000 Hz。

人們長期生活在噪聲環境中，聽力會受到損傷，首先是高頻段的聽力受到傷害。但是，選擇無任何耳疾癥狀、耳道中無耵聹堵塞、無過度噪聲暴露史的耳科正常人作為受試者，發現隨著年齡的增長，其聽力閾值也在下降。國際標準化組織（ISO）2000年發布了標準ISO 7029：2000 《聲學 聽閾與年齡關系的統計分布》。在標準中，給出了耳科正常人隨年齡變化，其聽閾與18歲同性耳科正常人群的聽閾的偏差值。這是一個統計值，對估計一個群體中由某一特定因素（例如年齡）引起的聽力損失有指導意義。筆者根據標準提供的數據，編輯性整理了表3，預期會被耳科正常人中50%的人群所超過的聽閾偏差值。

隨著年齡的增長，大多數人的聽力在下降，低頻聽閾下降比較小，而高頻隨頻率的升高下降更快。30歲人的聽閾衰減，高頻與低頻的衰減差不多只有2 dB?3 dB；而60歲的人，1 000 Hz以下衰減只有5 dB?7 dB，而到6 000 Hz以上衰減達32 dB?39 dB，女生衰減慢一些。通常，人老了，有時聽不清楚別人講話，主要是因為高頻衰減而聽不清。從語言的角度去分析，主要是輔音聽不清，導致講話聽不懂或聽不清。

3 輔音的清晰度損失與音質評價

6 結束語

本文中，介紹了根據聲源的覆蓋角計算廳堂輔音清晰度損失的方法，對廳堂音質的評估有一定的實用價值。

隨著電聲技術的發展，聲源的指向性控制技術越來越成熟，廳堂擴聲用的聲源的選擇越來越多。好的廳堂音質，除了清晰度外還涉及聲場的干涉、不均勻度、傳輸頻率特性、早期側向反射聲和噪聲等，尚有很多因素需要考慮。endprint