用於監控系統或公共廣播系統的可理解度測試的製作方法
2023-10-18 19:31:59
專利名稱：用於監控系統或公共廣播系統的可理解度測試的製作方法
技術領域：
本發明涉及評估用來幫助或告知區域中個體的可聽輸出的質量的系統及方法。更具體地，通過感測音頻輸出換能器的多個預定的可聽輸出，並基於每一傳感器評估其可理解度(intelligibility)，來評估所提供的音頻的可理解度。
背景技術：
人們已經認識到，投射或發送到一個區域的語音不會僅因為其是可聽見的就必然是可理解的。在例如體育館、機場、公共建築等許多情況下，發送到一個區域的語音可以是足夠大聲能夠聽到的，但它可能是不可理解的。通常這些考慮適用於公共廣播系統以及與防火安全、建築或區域監控系統有關的系統。
相對於後者，已知通過使安裝人員或技術人員人步行走遍監控的建築或區域，並聆聽從公共廣播或警報疏散系統的各揚聲器的輸出，以評估這些設備輸出的指示或信息的可理解度，來對這些系統進行可理解度測試。或者可以攜帶便攜可理解度分析儀通過感興趣的建築或區域。
還認識到，如上所述的測試要求安裝人員或技術人員必須嚴格地走遍所監控的建築或區域的絕大部分，來聆聽或評估測試的每一換能器的輸出。這一過程不僅費時而且昂貴，特別是在大型的建築中。此外，當該區域的一層或一部分被重新裝修或擴建以用於不同承租人時，在完成構築和/或擴建後，必須對該建築或區域的這部分進行重新評估。
可能會希望以某種方式利用這些系統的某些或全部現有設備，來改進可理解度測試/評估。在這種情況下，將在整個監控的區域或建築進行更頻繁的評估/測試。
並且還認識到，從區域語音可理解度的主觀評估轉向至少提供了更高程度可重複性的更加定量的評估是有益的。已經開發出標準化的語音傳輸指標STI，用於自動評估語音可理解度，而不需要任何的人對評估的音頻的反應。
STI類型的測試產生總共98個預定音調(tune)。從源，例如擴音揚聲器，將這98個音調發送到感興趣的區域的一部分。通過例如麥克風檢測這些音調。通過在每一頻帶比較接收信號的調製深度與測試信號的調製深度，來分析所接收的信號。接收信號調製深度的減少與可理解度的損失相關。
STI類型評估的細節已經公開出版，並且可以從例如「TheModulation Transfer Function In Room Acoustics as s Predictor of SpeechIntelligibility」(作為語音可理解度預測的室內聲學中的調製轉移函數)(Steeneken and Houtgast，Acustica V28，PG66-73(1973))，以及「AReview of the MTF Concept in Room Acoustics and its Use for EstimatingSpeech Intelligibility in Auditoria」(室內聲學中MTF概念評述及其在評估會堂中語音可理解度中的應用)(Steeneken and Houtgast，Institutefor Perception TNO，Soesterberg，the Netherlands(1984))中獲知。
可以由如本領域技術人員可以獲得的各種公開的任意一種分析程序來執行上述評估方法。在下面的文獻中已經公開並討論了一種這樣的程序，「The Speech Transmission Index Program is Up and Running」(Lexington Center and School for the Deaf，V3.1(September 9，2003))。此外，如本領域技術人員所知的，可以獲得早期的評估STI的程序。
因此，對於改進的、更有效的與防火安全/疏散系統有關的可理解度測試的需求是持續不斷的。如果能夠將公認的語音傳輸指標類型處理的益處合併入這些系統來改進其可理解度測試，這將是所期望的。並且還期望能夠以利用特意分布在整個監控區域中監控設備的方式來合併這些功能性，以便使額外的安裝成本和/或設備需求最小化。優選地，這種功能度不僅能夠合併入當前安裝的監控系統，而且能夠成本經濟地將其合併作為現有系統的升級。
圖1是本發明的系統的框圖；圖2A是表示本發明包含一個或多個環境狀況傳感器以及一個或多個麥克風的模塊的框圖；以及圖2B是本發明包含四個麥克風之一的示範模塊的框圖。
具體實施例方式
儘管本發明容許多種不同形式的實施例，但是應當理解，本公開被認為是本發明原理的示例，並且以這樣的理解而在附圖中示出並在此詳細說明了本發明的具體實施例。本發明不限於具體實施例。
根據本發明，可以將可理解度測試合併或嵌入與公共廣播系統有關的硬體中。在一個實施例中，可以將麥克風散布於整個監控的區域或建築。與各麥克風有關的電路可以執行對從多個揚聲器接收的音頻的STI類型測量處理，其將與建築或區域的揚聲器或公共廣播系統有關。
在一個方面，為執行可理解度測試，從系統擴音揚聲器發送STI測試信號、快速語音傳輸指標測試信號(RASTI)或SII類型測試信號(ANSI標準S3.5-1997)的序列。可以利用STI類型處理或任何其他可用類型的處理，在一個或多個麥克風處本地地進行評估所接收的信號。替換地，可以將信號連接到公共位置以進行分析。
在至少部分本地地在單個麥克風或多個麥克風處進行所述分析的情況下，可以通過電纜或無線地將計算的STI指標或其他指標發送到控制臺以便操作人員檢查和評估。在相應指標值不合適的情況下，可以利用圖形用戶界面等通知操作人員。
該系統使得操作人員能夠從公共控制臺在任何給定的時間測試整個建築或區域或僅在特定範圍中的語音可理解度。因此，可以安排定期測試，並在非高峰時刻、例如夜間、周末等自動執行。
圖1示例了監控系統10，其可以是適用於監控區域R的已知類型的防火報警系統。監控系統10包括公共控制電路或防火報警控制面板12。該系統10可以包括多個環境狀況探測器14。探測器14可以是例如各種煙霧探測器、熱探測器或氣體探測器，對這些探測器沒有任何限制。本領域普通技術人員將理解可用來實現這些探測器的具體類型的結構。
探測器14經由如16所一般表示的有線或無線媒介，與控制電路12通信。在一個實施例中，某些探測器，例如14-1、14-3以及14-N還包括音頻換能器，例如以20-1、20-3和20-N所一般表示的麥克風。麥克風20-1...20-N可以被包括在僅僅某些探測器14或全部探測器14中。
如隨後更詳細討論的，經由麥克風20-1...20-N所接收的信號可以部分或完全地在各探測14-1...14-N進行處理。替換地，可以在控制電路12執行部分或全部這些處理。將理解，可以將來自麥克風20-1...20-N的信號以多種方式，經由媒介16，發送到控制電路12，在這方面沒有任何限制。
區域R還可以包含有公共廣播系統30，其可以連接到以幻象電路(phantom)表示的控制電路12或者可以是該控制電路12的一部分。公共廣播系統30包括一個或多個擴音揚聲器32-1...32-M，其散布於整個區域R。如本領域技術人員所理解的，這些揚聲器32-1...32-M可以用於向工作在或出現在區域R中人員可聽地輸出例行消息。替換地，這些揚聲器32-1...32-M可以與監控系統10一道用來告知區域R中的人員發生了危險情況，例如火災等，並向其提供信息和指示。
在所述多個麥克風20之外，或代替所述多個麥克風20，系統30還可以包括與其連接的多個麥克風34，例如麥克風34-1...34-K，其散布於整個區域R。麥克風34可以通過有線或無線媒介36連接到系統30。
測試信號源40可以聲學地或者電學地連接到公共廣播系統30，這方面沒有任何限制，以在整個區域R中提供經揚聲器32輸出的可理解度測試信號。如本領域技術人員所了解的，測試信號可以是例如STI類型測試信號、RASTI、SII測試信號、這些信號的子集或可用於評估可理解度的其他類型標準化測試信號。
響應揚聲器32的輸出，麥克風20、34根據它們與所述多個揚聲器32各自的物理關係，接收與其對應的音頻輸入。麥克風20、34還可以包含有處理電路以在每一位置表示STI指標值、RASTI指標值、SII指標值或任何其他類型的指標值，這方面不受任何限制。
可以在各麥克風位置確定各指標值，並經由如媒介16或36的媒介分別發送到控制電路12和/或公共廣播系統30。可以例如在圖形顯示器42上顯示這些指標值，以由操作人員觀看。
替換地，某些或全部涉及指標值的處理可以在控制電路12或系統30上執行，而不偏離本發明的精神和範圍。在這樣的實施例中，可以將來自諸麥克風的信號數位化，並利用數字協議發送到電路12或系統30。
上述可理解度測試過程可以在業餘時間(off hour)在整個區域R中自動地進行，然後來將結果顯示給操作人員。其還具有這樣的優點，如果區域R中的空間是部分改裝的，則可以重新啟動並執行該過程，以確定或建立整個區域R的改裝部分的音頻可理解度。此外，由於該測試包括來自揚聲器32又反過來被麥克風20、30感測的音頻之間的相互作用，因此不需要操作人員在區域R中走動來作為測試過程的一部分。最後，該語音可理解度指標提供了對可理解度的量化評估，並消除了在個體試圖基於其自身感覺來評估可理解度的情況下可能出現的任何主觀影響。
還應當理解，例如探測器14，麥克風20、34或揚聲器32的部件的任何具體細節都不代表對本發明的限制。類似的，這些設備的數量也不是對本發明的限制。最後，進行所述可理解度測試處理的位置可以部分位於每一相應探測器14，或部分位於控制電路12或公共廣播系統30，這方面不受任何限制，這些位置也代表對本發明的限制。
圖2A的框圖示例了代表性的探測器14-i的另外的細節，其具有承載麥克風20-i的外殼48。外殼48可以安裝在區域R中所選擇的表面上，或與其鄰近。探測器14-i包括至少一個環境狀況傳感器50，其可以是煙霧傳感器、火焰傳感器、熱傳感器、氣體傳感器或者這些傳感器的組合。
傳感器50和麥克風20-i的輸出連接到控制電路52，該控制電路52的一部分可以用執行預存儲指令52a的處理器來實現。該指令52a可以包括處理指令，該處理指令用於響應在麥克風20-i感測的進入音頻而建立語音可理解度指標、STI、RASTI或SII，或者這些指標的子集，在這方面不受任何限制。
電路52的輸出可以包括表示來自傳感器50及麥克風20-i的輸出的標記，或者優選任何形式的處理的可理解度標記。這些輸出經由接口電路54連接到有線或無線媒介16，用於傳輸到控制系統或防火報警控制面板12。還應理解，如果需要，所述接口54可以執行媒介16與探測器14-i之間的雙向通信，全然不受限制。
圖2B以框圖形式示例了多個麥克風34的一個成員34-i。模塊34-i包括外殼58，其可安裝在區域R中所選擇的表面上。外殼58包括麥克風，，如又連接到控制電路62的麥克風60。根據需要，電路62可以包括硬布線電路和可執行指令62a兩者，以執行語音可理解度處理並本地地產生可理解度指標給模塊34-i。控制電路62可以經由接口電路64和媒介36，將產生的可理解度指標發送到系統30，以進行分析並根據需要顯示在例如顯示器42上。
應當理解，所示模塊14-i和34-i的實施方案僅是示例性的。如本領域技術人員所理解的，根據具體應用其中可以包括各種變化，而所有這些都沒有偏離本發明的精神或範圍。
從上面的描述可以得出，可以實現許多變化和修改而不偏離本發明的精神和範圍。應當理解，無意或不應推斷出對於在此所示的具體設備的任何限制。當然，意圖由所附權利要求覆蓋所有這些落入權利要求範圍內的修改。
權利要求
1.一種系統，包括多個可固定安裝的音頻換能器；以及電子電路，其連接到相應的一些所述傳感器，其包括用於評估各換能器所接收的音頻的可理解度並基於每一傳感器產生可理解度標誌的電路系統，該電子電路每一都包括網絡輸出埠。
2.如權利要求1所述的系統，其包括多個環境狀況探測器，至少一些換能器由相應的一些探測器所承載。
3.如權利要求2所述的系統，其中至少一些所述電子電路由相應的一些探測器所承載，其連接到也由相同探測器所承載的相應換能器。
4.如權利要求1所述的系統，其包括至少一個音頻輸出設備，該音頻輸出設備產生針對這些換能器的標記。
5.如權利要求4所述的系統，其包括連接到該換能器和音頻輸出設備的控制電路，該控制電路將該標記的電子表示連接到輸出設備。
6.如權利要求5所述的系統，其包括連接到該控制電路的多個音頻輸出設備。
7.如權利要求6所述的系統，其包括多個替換的環境狀況探測器。
8.如權利要求7所述的系統，其中至少一些探測器承載相應的一些換能器。
9.如權利要求5所述的系統，其中該控制電路包括可執行指令，用於產生語音可理解度標記，以通過至少一個音頻輸出設備可聽地輸出。
10.如權利要求9所述的系統，其包括在處理從各換能器接收的可理解度標誌中的另外的可執行指令。
11.一種方法，包括產生至少一個語音可理解度標記；在至少一個固定位置感測所述標記；評估所感測的標記的可理解度。
12.如權利要求11所述的方法，其包括產生多個音頻可理解度標記。
13.如權利要求11所述的方法，其包括在多個間隔的固定位置感測所述標記。
14.如權利要求13所述的方法，其包括將從所述多個位置感測的標記發送到公共站點，並然後處理之以評估其可理解度。
15.如權利要求14所述的方法，其中在公共站點的處理包括圖形地表示處理結果。
16.如權利要求14所述的方法，其中在被連接到公共站點之前，所感測的標記受到初始處理。
17.如權利要求16所述的方法，其中基於每一位置進行所述初始處理，並且其中初始處理的結果每一都表示所接收的音頻的可理解度。
18.一種裝置，包括至少一個環境狀況傳感器；連接到該傳感器的控制電路；音頻輸入換能器，其連接到該控制電路，該控制電路響應來自輸入換能器的信號建立可理解度標記。
19.如權利要求18所述的裝置，其包括網絡通信埠。
20.如權利要求19所述的裝置，其中該可理解度標記包括下列的至少一個STI，RASTI，SII，或STI、RASTI、SII的一個的子集。
21.如權利要求18所述的裝置，其中該環境狀況傳感器包括煙霧傳感器、火焰傳感器、熱傳感器或氣體傳感器的一種。
22.如權利要求21所述的裝置，其包括網絡通信埠，該埠便於將電能連接到至少一個控制電路，並至少將可理解度標記從該控制電路連接到媒介。
23.如權利要求22所述的裝置，其中該控制電路包括用於執行可理解度標記處理的處理器和可執行指令。
24.如權利要求23所述的裝置，其中該通信埠包括用於經有線媒介進行雙向通信的接口。
25.如權利要求24所述的裝置，其中該接口包括連接到電纜或光纜中的一種的電路。
26.一種裝置，包括音頻輸入換能器，其具有對應於入射音頻的電輸出；控制電路，其連接到該換能器，該控制電路實現與入射音頻有關的可理解度處理；以及網絡通信埠，其連接到該控制電路。
27.如權利要求26所述的裝置，其包括可附著到安裝表面的外殼。
28.一種系統，包括多個可網絡化的音頻輸入換能器；至少一個處理器，其執行響應入射在至少一些換能器上的音頻的語音指標處理。
29.如權利要求28所述的系統，其包括多個處理器，所述多個的每一個都連接到相應換能器，並從相應換能器接收音頻輸入信號。
30.如權利要求29所述的系統，其中所述多個的每一個都執行對所接收的音頻的語音可理解度處理。
全文摘要
本發明公開一種音頻可理解度系統和方法，其將公共廣播系統(10)與多個間隔的傳感器(60)組合，來評估從公共廣播系統(10)的揚聲器(34)輸出的音頻的可理解度。可以在某些或全部傳感器以及在公共控制元件上進行處理。可以基於使用預定的語音傳輸指標進行評估。
文檔編號H04R3/00GK1895000SQ200480037650
公開日2007年1月10日 申請日期2004年10月19日 優先權日2003年12月18日
發明者查爾斯·R·奧布拉諾維奇, 菲利普·J·楚姆施特格, 安德魯·G·貝雷佐夫斯基, 沃爾特·海默丁格, 約翰·A·費爾普斯 申請人:霍尼韋爾國際公司