
- •Список основных сокращений
- •Краткий словарь акустических терминов
- •Предисловие
- •Работа № 1 «Основные свойства слуха и акустические сигналы»
- •Введение
- •Краткие теоретические сведения
- •Динамический диапазон, пик-фактор и уровни
- •Частотный диапазон и спектры
- •Описание рабочего места
- •Методические указания по выполнению работы
- •Порядок выполнения работы в аудитории
- •Содержание отчёта
- •Контрольные вопросы
- •Работа №2 «Микрофоны»
- •Введение
- •Краткие теоретические сведения
- •Основные характеристики микрофонов
- •Измерения основных параметров микрофонов
- •Методические указания по выполнению работы
- •Порядок выполнения работы
- •Указания по составлению отчета по работе
- •Контрольные вопросы.
- •Работа №3 «Громкоговорители»
- •Введение
- •Краткие теоретические сведения
- •Основные характеристики громкоговорителей
- •Измерения основных параметров громкоговорителей
- •Методические указания по выполнению работы
- •Порядок выполнения работы
- •5. Указания по составлению отчета по работе.
- •6. Контрольные вопросы.
- •Работа №4 «Акустика помещений»
- •Введение
- •Краткие теоретические сведения
- •Методические указания по выполнению работы
- •Порядок выполнения работы
- •4.1. Измерение уровня прямого звука
- •4.2. Измерение уровня диффузного звука
- •4.3. Измерение уровней звука в узлах и пучностях (для гармонических сигналов)
- •4.4. Измерение уровней звука в узлах и пучностях для сигналов вида «белый шум»
- •4.5. Измерение уровней звука в узлах и пучностях для свипирующего сигнала
- •4.6. Выполнение расчетов и оформление результатов измерений
- •Указания по составлению отчета по работе.
- •Контрольные вопросы.
- •Приложение 1 Перечень измерительных приборов и оборудования
- •Приложение 2 Образцы таблиц для оформления результатов измерений
- •Литература
Описание рабочего места
Рабочее место, предназначенное для выполнения данной работы, состоит из персонального компьютера, оснащённого звуковой платой, микрофоном, наушниками и программным обеспечением - Adobe Audition 1.0 (Sony SoundForge 7.0).
Методические указания по выполнению работы
Правила выполнения звукозаписей.
Регулировки микрофонного входа драйвера звуковой платы поставить в положение максимума. Регулировку уровня записи следует установить таким образом, чтобы с одной стороны записываемый звук получил необходимое усиление, а с другой, чтобы не возникали перегрузки и соответствующие нелинейные искажения.
Микрофон необходимо располагать сбоку ото рта, чтобы вместе с произносимым звуком не записывать турбулентность дыхательного тракта.
Гласные однозвучные звуки можно записывать в режиме вокала (тянуть ноту в течение 5-10 сек.).
Многозвучные и согласные звуки следует записывать в пакетном режиме, контролируя отсутствие посторонних звуков («мэ», «эм» и т.п. вместо «м»).
В процессе предварительной подготовки:
4.1. Произведите запись акустического сигнала (АС) выбранного объекта и собственной речи (речевого сигнала – РС) в два соответствующих файла по три-четыре фразы длительностью до 30 с помощью одного из предложенных приложений программного обеспечения (ПО). Форматы wav-файлов для записи: моно, 16 бит, частота дискретизации 22050 Гц; стерео, 8 бит, частота дискретизации 22050 Гц; моно 16 бит, частота дискретизации 8000 Гц. Опишите условия, в которых проводилась запись исходного (первичного) сигнала.
Сравните качество речевых сигналов, записанных с различными параметрами оцифровки сигналов. Сравните численные значения пик-фактора и динамического диапазона при различных показателях оцифровки РС.
4.2. Оцените качество полученных файлов на слух. Преобразуйте записанные файлы в формат 16 бит, 8000 Гц, моно, и оцените характеристики речи с помощью представления сигнала в виде динамической узкополосной сонограммы. Поэкспериментируйте с параметрами сонограммы, выберите оптимальные их значения для наблюдения и оценки графического образа (ГО) речевого сигнала (РС). Наилучший на ваш взгляд результат ГО РС и его цифровую аудиозапись в исходном формате сохраните для дальнейшего использования в данной работе.
Примечание. Перед проведением анализа сигнала необходимо провести его нормализацию: удалить из сонограммы сигнала фрагменты помехи (если уровень помехи превышает уровень сигнала), далее в линейке меню выбрать эффекты/амплитуда/ нормализация – установить уровень в 100% (0 дБ).
Порядок выполнения работы в аудитории
5.1. Для АС проведите анализ временной сонограммы и спектра акустического сигнала. Время анализа музыкальных АС (по ГОСТ) должно быть не менее 1,5 мин.
Оценка (измерение) интегральных показателей РС, по методикам ФСТЭК России, осуществляется на интервале не менее 30 сек.
Определите временные характеристики АС. Определите уровни сигнала: максимальный, минимальный, динамический диапазон, средний уровень.
Исходные данные оформите в виде таблицы. Приведите расчетные формулы. Спектр акустического сигнала с синхронно подписанной под ним расшифровкой источника звука включите в отчёт по работе. Сделайте выводы.
5.2. Для РС проведите анализ временной сонограммы и спектра речевого сигнала.
Определите временные характеристики РС. Определите уровни сигнала для исходного сигнала (22050 Гц; моно 16 бит) и преобразованного (8000 Гц; моно 16 бит): максимальный, минимальный, динамический диапазон, средний уровень и пик-фактор РС. Сравните полученные результаты, сделайте выводы.
Уровни сигнала определяются с помощью функции «анализ» (окно «статистика») звукового редактора Adobe Audition. Исходные данные оформите в виде таблицы. Приведите расчетные формулы.
По полученной сонограмме РС или ГО РС, рассчитанной для Fs = 8 кГц постройте график мелодии основного тона Fот (t) и оцените среднюю частоту основного тона Fср для всего фрагмента записанной речи (три-четыре фразы), рассчитайте дисперсию. Сонограмму этого исходного варианта с синхронно подписанной под ней расшифровкой текста, а также построенный график мелодии основного тона (ОТ), его среднюю частоту, частоту и включите в отчёт по работе. Сделайте выводы.
5.3. Проведите анализ спектра речевого сигнала.
Определите количество наблюдаемых формант, формантные области соответствующие: гласным звукам, вокализованным согласным, невокализованным согласным. Укажите области антиформант.
Определите ширину полос формантных областей. Определите наиболее информативные участки спектра РС.
С помощью взвешивающих фильтров (FFT) определите частотные диапазоны РС, в которых содержится по 50% энергии РС.
Определите относительную энергетическую насыщенность наиболее информативных участков спектра РС. Спектр речевого сигнала с синхронно подписанной под ним расшифровкой фразы включите в отчёт по работе. Сделайте выводы.
5.4. Осуществите микрофонную запись (до 15 сек.) гласных звуков (а, у, е, ы, о, э, ё, и, я, ю).
Проведите анализ спектра звуков. Распределение формантных областей для каждого звука, ширина полосы формантных областей и их уровни.
Спектр звука сигнала с синхронно подписанной под ним расшифровкой звука включите в отчёт по работе.
5.5. Осуществите микрофонную запись (до 15 сек.) согласных звуков (м, н, з, р, л, ж, ).
Проведите анализ спектра звуков. Распределение формантных областей для каждого звука, ширина полосы формантных областей и их уровни.
Спектр звука сигнала с синхронно подписанной под ним расшифровкой звука включите в отчёт по работе.
5.6. Осуществите микрофонную запись (до 15 сек.) согласных звуков (ц, г, ш, щ, х, с, б, в, д, т).
Проведите анализ спектра звуков. Распределение формантных областей для каждого звука, ширина полосы формантных областей и их уровни.
Спектр звука сигнала с синхронно подписанной под ним расшифровкой звука включите в отчёт по работе.
5.7. Проведите сравнительный анализ спектров записанных звуков.
По пунктам 5.3 – 5.6 – построить сводную таблицу ширины полос формант и других параметров (в т.ч. частоты ОТ) для различных звуков. Сделайте выводы.