汉语母语听音人的室内汉语与英语语言清晰度比较

汉语母语听音人的室内汉语与英语语言清晰度比较木对于语言用厅堂，尤其是会议室、报告厅、教室等主要用于言语交流的场合，衡量其厅堂音质好坏的一个重要指标是尽可能让听众区域达到最大的语言清晰度．对于语言传输系统，一个或几个发音人所说的语言单位(音节、单字、句子等)或其失真可忽略的录音信号，经被测系统传输后，能为听众正确辨认的百分数称语言清晰度或可懂度…．语言清晰度客观评价是通过测量厅堂内的客观声学参数(如早迟声能比C价语言传输指数STI等)来评价厅堂内的语言清晰度．语言清晰度主观评价是最终的判断．但是，主观评价只能由听音小组的主观测听来进行评价，费时费力．对外汉语许多研究者通过语言清晰度主观评价和客观声学测量，建立语言清晰度主客观参数之间的对应关系，通过客观语言清晰度参数预测厅堂内的主观语言清晰度口弓J．由于大部分客观语言清晰度评价参数，如STI，都是基于西方语言建立起来的【斗3|，而西方语言不像汉语那样声调明显突出，当室内语言清晰度对英语满足要求时，并不一定满足汉语的情况，反之亦然”J．有关实际厅堂中关于汉语与英语两种语言的主观语言清晰度评价结果的差异较少见报道，Kang悼1采用母语发音人和听音人在一走廊和研究室(早期衰变时间(EDT)范围为0．6一1．3s)进行主观评价实验，比较了汉语和英语主观语言清晰度与客观声学参数STI关系的差异，得到了一些很有意义的结果．研究表明，主观英语语言清晰度评价采用母语为英语发音人和听音人，与采用以其它语言为母语的听音人相比，其结果会存在一些差异№·J．随着国际交流合作的Et益广泛，英语作为第二语言，在国内越来越受到人们的重视；而且同时使用汉语和英语两种语言的场所越来越多，如学校教室、车站、机场、会议室(厅)等．对西方语言的研究表明，对于非母语的听音人或发音人，为保证良好语言清晰度，要求厅堂具有更高的STI值旧J．文中在较宽的(不同信噪比、不同混响时间)范围内、相同的测试条件下采用以汉语为母语的听音人来评价汉语和英语测试字的清晰度和句子的可懂度，比较分析汉语和英语两种语言的主观语言清晰度(可懂度)得分差异及其与客观语言清晰度参数STI的关系，为语言用厅堂(尤其是中小学教室)的声学设计和声环境改善提供重要的参考依据．研究表明，采用室内声场仿真和可听化技术来评价室内语言清晰度是可行的【9d0|．文中应用建筑声学仿真软件ODEON，针对两个教室模型，通过改变教室内各界面材料的布置获取5个具有不同声学特性的听音位置处的客观声学参数和双耳房间脉冲响应．表1为仿真得到的这些听音位置处的一些声学参数统计，包括早期衰变时间EDT、混响时间％、清晰度D舶、语言传输指数STI(无噪声)等．通过调节背景噪声级改变信噪比，获得不同信噪比条件下的语言传输指数STI值．语言清晰度测试采用韵律测试字表进行．汉语的测试材料由5张基本字表派生的11张发音字表组成，每张25行，每行5个字【11|．英语的测试材料与汉语相似，由6张基本字表派生12张发音字表，每张50行，每行6个字归J．测试时，随机播放测试字表，由引导句将被读字带出，听音人圈出所听到的字，按照相关标准进行评分【12J．语言可懂度测试句表采用噪声下言语测试材料(HINT)，它由24个等价句表和4—6个练习句表组成，每个句表内包含10个简单句．每个英语句子包含4—7个英文单词，每个汉语句子包含10个汉字．文中选用10张测试句表和l张练习句表．测试时，听音人写出所听到的句子中的汉字(英文单词)，然后统计记录正确的字(词)百分率．汉语和英语测试信号分别由以汉语、英语为母语的男性发音人在消声室录制而成，然后采用CooleditPro编辑测试信号，并插入适当的静音，以便听音人记录．同时采用粉红噪声产生与测试信号具有相同频谱特性的语言形状噪声信号．将在消声室录制的汉语和英语语言清晰度测试声信号和相对应的噪声信号分别与ODEON仿真得到的双耳房间脉冲响应卷积后，通过CooleditPro按照给定的信噪比混合，通过耳机(SennheiserHD580)重放，供听音人进行语言清晰度主观评价．英语和汉语字／句的语言清晰度／可懂度测试分别采用5种信噪比(一5、0、5、10和15dB(A))，5个不同的听音位置(中频混响时间分别为0．3、0．6、1．0、1．5和2．0S)，共25种测试条件，由ODEON计算得到这些测试条件的STI值范围为0．16—0．82，这个范围包括了实际应用中s耵可能的取值范围．听音人均为以汉语为母语、听力正常的大学生，其中汉语测试要求听音人能听说正确的普通话，英语测试采用通过国家英语4级考试的大学生．每种测试条件下共4位听音人参加测试，每个测试条件播放2张测试字(句)表，语言清晰度(可懂度)得分为该条件下8张字(句)表主观语言清晰度(可懂度)得分的平均值．图1为由听音人在相同的听音条件下对汉语和英语测试(韵律)字表进行主观评价得到的语言清晰度得分，及其与客观语言清晰度参数STI之间的三次多项式拟合曲线，判定系数砰分别为0．96(P0．001)、0．95(P0．001)，标准偏差分别为3．2％、4．5％．图2为由听音人在相同的听音条件下对汉语和英语测试句(HINT)表进行主观评价得到的语言可懂度得分，及其与STI之间的拟合(采用Logisitc非线性拟合)曲线，萨分别为0．91(P0．001)、0．95(P0．001)，标准偏差分别为4．0％、6．3％．这些数据表明，采用汉语普通话为母语的听音人评价得到的汉语和英语语言清晰度(可懂度)得分与STI之间具有较高的相关性．表2为25种测试条件下得到的英语和汉语字(句)表的语言清晰度(可懂度)得分方差分析结果．表2表明，听音位置的混响时间日和信噪比A对汉语和英语语言清晰度(可懂度)有显著影响(P0．001)，信噪比因素的，值比混响时间特性的F值大得多，表明信噪比比混响时间特性对语言清晰度(可懂度)有更加显著的影响．混响时间特性和信噪比的交互作用对汉语和英语字表的语言清晰度和汉语句表的可懂度也有显著影响(P0．001)，但其F值均比相同条件下的混响时间和信噪比因素小得多，其影响比混响时间和信噪比因素的作用弱；而混响时间特性和信噪比的交互作用对英语句表的可懂度无显著影响(F=1．59，P=0．117)．的等效A声级，英语的峰值电平比汉语普通话的大约要高3dB．这样在低信噪比条件下一些英语单词可以只根据一些峰值就能理解．由图1可知，以母语为汉语普通话的听音人得到的汉语韵律测试的主观语言清晰度得分容易饱和，出现天花板效应，这与Bradleypl以英语为母语的听音人在教室采用韵律测试得到的英语语言清晰度得分相似．由于天花板效应，当STI较高时，无论是英语还是汉语，对母语听音人采用韵律测试均可得到100％语言清晰度得分．但是，当STI较低时，汉语语言清晰度得分比Bradley的结果低，这与Kang【51得到的在走廊的结果一致．对比以汉语为母语的听音人得到的汉语和英语韵律测试的主观语言清晰度得分与STI的拟合曲线(图1)可知，当STI较低时，语言清晰度得分均随STI的增加而迅速增加，当STI0．5时，增加较缓慢．当STI0．61时，其汉语语言清晰度得分达到100％．在相同测试条件下，汉语语言清晰度得分比英语语言清晰度得分高．Bent等¨纠针对英语采用母语听音人和非母语听音人(美国西北大学留学生，约80％来自中国)进行主观语言清晰度评价，非英语母语听音人的分比英语母语听音人的得分低20％以上．考虑这一因素的影响，对以汉语为母语的听音人得到的英语语言清晰度得分进行修正，当STI较高时，其结果与Bradley的结果基本一致，但当STI较低时，其得分比与Bradley的结果略低，这与听音人(针对Bent等采用的听音人而言)对英语试，当STI较高(对应于信噪比较高)时，汉语句子的可懂度比英语的高，而当STI较低(信噪比较低)时，英语可懂度比汉语的高．以汉语为母语的听音人需要进行英语交流的场合，必须尽可能改善听音人位置的客观声环境，以保证较高的STI值，获取良好的语言清晰度(可懂度)．这些结果将为语言用厅堂的声学设计提供重要的参考依据．