教室音质的实验研究与控制策略

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教室的功能决定着其对内部音质有着更为严苛的要求,良好的教室语言清晰度是保证教师授课质量与学生听课效率的重要前提。教室音质的控制策略主要为抑制背景噪声级与降低教室混响时间,而从教室内部声场结构序列及语言声信号的频谱特性作为切入点的研究较少。由上述因素作为引导的应用实践同样亟待探讨与研究。本文选取混响时间T20,语言传输指数STI以及舞台支持度STearly作为音质客观评价指标,通过对现有教室声环境调研,探究目前教室声环境现状。在此基础之上,分析教室内部的声场结构序列及语言声信号频谱特性,采用了能够灵活布置的角部吸声体来改善教室音质。为探寻角部吸声体不同布置方式对教室音质的改善差异,将其安装于1:5普通教室缩尺模型内开展实验比较。采集各类实验工况下的脉冲响应,与语言清晰度测试干信号卷积混响,以此音频信号进行主观听音测试,衡量不同模拟工况的教室语言清晰度。在保证角部吸声体能够有效地改善教室音质的前提下,将其应用于实际教室中,再次调研教室声环境状况。实践表明角部吸声体能够在投入很少、安装简便、对教室几乎没有任何影响的前提下,可以获得较大的音质改善,为教室音质的优化提供一种可行的解决方案。研究过程及结果表明:客观全面地评价教室声环境,需要采用多元化的评价指标,并且需要注意声环境空间分布的规律。经由教室声环境调研,发现目前教室音质有着较大的改善空间,同时教室音质在空场(学生座位区无人)与满场(学生座位区有人)情况间有所差异。角部吸声体能够吸收语言声信号中较多低频成分,进而提升语言清晰度。在各类布置方案中,综合式布置的效果最为优良,并且文中所述布置方案皆优于布置吸声吊顶的改善方案。
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