شاخص تراگسیل گفتار (STI) Speech Transmission Index
شاخص تراگسیل گفتار (STI) Speech Transmission Index
شاخص تراگسیل گفتار (STI) Speech Transmission Index
شاخص تراگسیل گفتار (STI) Speech Transmission Index
شاخص تراگسیل گفتار (Speech Transmission Index – STI) یکی از مهم‌ترین معیارهای سنجش کیفیت انتقال گفتار و وضوح آن در محیط‌های داخلی و خارجی است.
این شاخص به‌صورت عددی بین ۰ تا ۱ بیان می‌شود و نشان می‌دهد که سیگنال گفتاری تا چه اندازه در مسیر خود به‌درستی و بدون تخریب به شنونده می‌رسد. هرچه مقدار STI بالاتر باشد، وضوح، فهم‌پذیری و درک کلمات Speech Intelligibility برای شنونده بهتر خواهد بود.
اهمیت STI از آن‌جاست که گفتار، برخلاف موسیقی، وابستگی بسیار زیادی به شفافیت زمانی و طیفی دارد.
عواملی مانند انعکاس‌های متعدد، نویز زمینه، ریورب بیش از حد، دیستورشن سیستم صوتی، و حتی فاصله و جهت منبع صوت می‌توانند اطلاعات گفتاری را از بین ببرند و باعث شوند شنونده بخش‌هایی از کلمات را از دست بدهد.
STI این تأثیرات را به‌طور یکجا اندازه‌گیری می‌کند و نتیجه‌ای قابل‌اعتماد برای تحلیل «فهم گفتار» ارائه می‌دهد.
این شاخص امروزه به‌عنوان استاندارد جهانی در طراحی و ارزیابی سالن‌های کنفرانس، کلاس‌های درس، فضاهای عمومی، ایستگاه‌های راه‌آهن، سیستم‌های اعلان عمومی (PA)، مساجد، سالن‌های نمایش و حتی سیستم‌های امنیتیِ مبتنی بر گفتار استفاده می‌شود.
مهندسان آکوستیک و صداکاران با کمک STI می‌توانند تشخیص دهند که آیا یک فضا یا سیستم صوتی نیاز به بهبود جذب، کنترل ریورب، تقویت نقاط بحرانی یا اصلاح طراحی سیستم پخش دارد یا خیر.
چطور شد که پارامتر STI به‌وجود آمد؟
در دهه‌های میانی قرن بیستم، مهندسان آکوستیک و طراحان سیستم‌های صوتی با یک مشکل مشترک روبه‌رو بودند: هیچ معیار دقیق، استاندارد و عددی برای سنجش میزان فهم‌پذیری گفتار وجود نداشت.
تا آن زمان روش‌های موجود بیشتر ذهنی بودند، مانند:
تست‌های شنیداری انسانی (Articulation Tests)
آزمون‌های شمارش هجاها و کلمات
آزمون‌های RASTI با محدودیت فرکانسی
ارزیابی‌های فردبه‌فرد با تکرار کلمات
این روش‌ها مشکلات بزرگی داشتند:
نتایج ناپایدار و وابسته به انسان (خستگی، حافظه، شرایط آزمون، لهجه و…)
هزینه و زمان بالا
غیرقابل‌اعتماد بودن برای فضاهای بزرگ
عدم امکان مقایسه بین پروژه‌های مختلف
عدم توانایی در اندازه‌گیری اثرات دقیق ریورب، نویز، و دیستورشن
در همین دوران پژوهشگران به‌دنبال یک معیار کاملاً عینی، عددی و قابل‌محاسبه بودند که بتواند به‌طور دقیق نشان دهد که «چقدر اطلاعات گفتاری» در مسیر انتقال از گوینده به شنونده حفظ می‌شود.
پیشنهاد ویژه:
« اولین و کاملترین دوره آموزشی نرم افزار اودئون ODEON برای طراحی آکوستیک »
ب) STIPA (Speech Transmission Index for Public Address)
نسخهٔ سریع‌شدهٔ STI
فقط دو فرکانس مدولاسیون برای هر باند
کوپل کردن چند باند برای کاهش زمان کاربرد: سیستم‌های اعلان عمومی، ارزیابی سریع PA، فرودگاه‌ها و مترو.
ج) RASTI (Room Acoustics STI) – منسوخ
نسخهٔ قدیمی و ناکامل STI
فقط مناسب برای اتاق‌های کوچک
امروزه توسط IEC حذف شده و توصیه نمی‌شود.
د) ESTI (Envelope STI)
مبتنی بر پردازش پاکت (Envelope) سیگنال
برای برخی کاربردهای مخابراتی/شنوایی
۲–۲) روش‌های مبتنی بر تحلیل پاسخ ضربه (IR-Based Methods)
اینها روش‌های غیرمستقیم (Indirect) محاسبه STI هستند.
الف) IR + STI (Indirect Method)
اندازه‌گیری پاسخ ضربهٔ فضا از طریق Swept Sine یا MLS
محاسبهٔ MTF از IR با روش شوپرِدر
محاسبهٔ STI بدون نیاز به سیگنال مدوله‌شده مزیت: قابل‌اتکاتر در فضاهای خطی–ایستا ضعف: در سیستم‌های غیرخطی / زمان‌متغیر خطا دارد.
ب) IR + Clarity/C50/C80 → Intelligibility prediction
استفاده از پارامترهای زمان‌واکنش برای تخمین فهم‌پذیری
دقت پایین‌تر نسبت به STI واقعی کاربرد: تحلیل اولیهٔ شبیه‌سازی اتاق‌ها (Room Simulation).
۲–۳) روش‌های مبتنی بر کیفیت صوتی مخابرات (Telecom)
الف) PESQ (Perceptual Evaluation of Speech Quality)
مقایسهٔ سیگنال ورودی و خروجی
شاخص کیفیت مخابراتی—not intelligibility
مکمل STI ولی جایگزین آن نیست.
ب) POLQA (نسخهٔ حرفه‌ای PESQ)
استاندارد جدید ITU برای شبکهٔ موبایل و VoIP.
جمع‌بندی دسته‌بندی
روش‌های ذهنی (Subjective)
آرتیکولیشن (کلمه/هجا)
PB/NU-6
DRT/MRT
جمله‌ای (SPIN/STARR)
آزمون‌های شنوایی (HINT/QuickSIN)
روش‌های عینی (Objective)
الف) مبتنی بر MTF
Full STI
STIPA
RASTI (قدیمی)
ESTI
ب) مبتنی بر پاسخ ضربه (IR-Based)
IR + STI
IR + C50/C80 predictors
ج) مبتنی بر کیفیت مخابراتی
PESQ
POLQA
استانداردهای مربوط با شاخص تراگسیل گفتار STI
در این بخش تمام استانداردهای مهم و بین‌المللی که نحوهٔ محاسبه و اندازه‌گیری فهم‌پذیری گفتار (به‌ویژه STI) را تعریف کرده‌اند، با گروه‌بندی دقیق معرفی می‌کنم. اینها همان منابع رسمی هستند که روش محاسبه، نوع سیگنال، تجهیزات و الزامات اندازه‌گیری را تعیین می‌کنند.
۱) استانداردهای اصلی مرتبط با STI (Speech Transmission Index)
این گروه مهم‌ترین و مرجع‌ترین استانداردها هستند.
۱–۱) IEC 60268-16
Objective rating of speech intelligibility by Speech Transmission Index
مهم‌ترین استاندارد STI — نسخه اصلی
این سند موارد زیر را دقیقاً تعریف می‌کند:
نحوهٔ محاسبهٔ MTF
تبدیل MTF → SNR → TI → STI
انواع روش‌ها (Full STI، STIPA، RASTI، ESTI)
مشخصات سیگنال آزمون
روش‌های اندازه‌گیری مستقیم و غیرمستقیم
شرایط نویز، آستانه شنیداری، ماسکینگ
شرایط میکروفون و لود اسپیکر
نحوهٔ صحت‌سنجی سیستم‌های اندازه‌گیری
این استاندارد مهم‌ترین مرجع جهانی برای STI است.
۱–۲) IEC 60268-4
Sound system equipment – Microphones
این استاندارد مشخص می‌کند:
ویژگی‌های میکروفون‌هایی که برای اندازه‌گیری STI باید استفاده شوند
الزامات حساسیت، جهت‌گیری، خطی بودن، نویز داخلی
کاربرد: انتخاب صحیح میکروفون برای اندازه‌گیری STI.
۱–۳) IEC 60268-1 / IEC 60268-5
Sound system equipment – Loudspeakers & General requirements
این استانداردها ویژگی‌های لازم برای بلندگوها در تست STI را مشخص می‌کنند:
خطی بودن
اعوجاج هارمونیک
توانایی بازتولید سیگنال مدوله‌شده STI
سطح فشار صوتی مناسب برای تست
۲) استانداردهای آکوستیکی محیطی و معیارهای گفتار
این استانداردها STI را در بطن ارزیابی آکوستیکی فضاها لازم می‌دانند.
۲–۱) ISO 3382-1
Acoustics – Measurement of room acoustic parameters – Part 1: Performance spaces
این استاندارد پارامترهایی مانند C50، C80، EDT، RT را تعریف می‌کند و در بخش‌های مختلف به رابطهٔ STI با کیفیت گفتار در سالن‌های اجرا اشاره دارد.
۲–۲) ISO 3382-2
Acoustics – Reverberation time in ordinary rooms
الزاماتی در خصوص اندازه‌گیری صحیح پاسخ ضربه
استفاده از همین IR برای محاسبهٔ غیرمستقیم STI
۲–۳) ISO 7240-19
Fire detection and alarm systems – Design and installation of voice alarm systems**
این استاندارد بیان می‌کند:
در سیستم‌های اعلان حریق صوتی، STI حداقلی 0.45–0.50 لازم است.
روش اندازه‌گیری STI و STIPA باید طبق IEC 60268-16 باشد.
To provide the best experiences, we use technologies like cookies to store and/or access device information. Consenting to these technologies will allow us to process data such as browsing behavior or unique IDs on this site. Not consenting or withdrawing consent, may adversely affect certain features and functions.
Functional
Always active
The technical storage or access is strictly necessary for the legitimate purpose of enabling the use of a specific service explicitly requested by the subscriber or user, or for the sole purpose of carrying out the transmission of a communication over an electronic communications network.
Preferences
The technical storage or access is necessary for the legitimate purpose of storing preferences that are not requested by the subscriber or user.
Statistics
The technical storage or access that is used exclusively for statistical purposes.The technical storage or access that is used exclusively for anonymous statistical purposes. Without a subpoena, voluntary compliance on the part of your Internet Service Provider, or additional records from a third party, information stored or retrieved for this purpose alone cannot usually be used to identify you.
Marketing
The technical storage or access is required to create user profiles to send advertising, or to track the user on a website or across several websites for similar marketing purposes.
