噪声、振动复合因素对汉语语音清晰度影响的研究
作者：高慧 周笃强 黄端生
单位：(航天医学工程研究所，北京 100094)
关键词：语音清晰度；噪声；振动；复合因素
般航天医学与医学工程/990303摘要： 目的 探讨噪声、振动复合因素下生成语音在听觉效果上的变化及变化规律。 方法 在安静及信噪比分别为0dB和-6dB三种状态下进行清晰度测试，以研究噪声、振动复合因素组、单独噪声组、单独振动组及对照组4个组的语音材料清晰度变化规律。 结果 和对照组相比，复合因素作用下语音清晰度有明显降低，检验结果非常显著;和单因素相比,多数情况下有显著性变化。研究还发现,清晰度的降低随听音环境的信噪比的降低而变得严重，当信噪比为-6dB时，清晰度得分低于70%。 结论 噪声、振动复合因素对发音人发音的影响，会使通话效果变差，并且在听音环境恶劣时尤为突出。本研究结果对改善航天及军事环境语言通信效果具有重要意义。
, 百拇医药
中图分类号：R852.24，R852.25 文献标识码：A 文章编号：1002-0837(1999)03-0165-04
The Combined Effect of Noise and Vibration on Intelligibility of Chinese
Syllables.
Institute of Space Medico-Engineering,Beijing 100094,China
GAO Hui，ZHOU Du-qiang，HUANG Duan-sheng.
Space Medcine & Medical Engineering，1999，12(3)：165～168
, 百拇医药
Abstract： Objective The changes of auditory effect on Chinese single syllables uttered by talker under combined condition of noise and vibration were investigated. Method The intelligibility tests were made under three conditions( quiet,0 dB and -6 dB S/N ratios). The utterances were recorded under combined factors of noise and vibration, single factor of noise or vibration, and the control condition. Result As compared with control group, the decrease of speech intelligibilities in combined factors groups was significant. It also occurred in most cases as compared with the single factors groups. It showed that combined effects played greater roles as S/N decreased in listenning environment. As S/N was -6 dB, the intelligibilities were less than 70 percent. Conclusion The speech production will be changed under noise and vibration,and the changes will deteriorate communication, especially in adverse listenning environment. The results have important implications for communication in aerospace and military environments.
, http://www.100md.com
Key words：intelligibility of speech;noise;vibration;combined factors
在航天和军事领域，影响通讯效果的诸多因素里，噪声和振动的影响是一个重要方面。多年来, 国内外有关噪声、振动环境因素对发音影响的研究多集中在单因素上,而且主要以噪声影响研究为主，在Draegert[1]、Summers等[2]人的研究中得到了噪声环境可显著提高语音清晰度的结论。但是，当发音人竭力呼喊达到喊叫声时，清晰度反而下降。这在 Pickett[3]和Pollack[4]及Rostolland等[5]多人的研究结果中得到证实。由此可见，环境噪声对语言声的清晰度影响是双方面的。有关振动方面研究较少，Bond[6]的研究指出振动对语音清晰度影响不大。实际环境中噪声和振动往往同时存在，但噪声、振动对语音的复合效应研究目前还未见报道。本文作者曾就语音特征的变化来研究噪声与振动复合因素对汉语发音的影响[7]，发现发音的音节时长、能量、元音基频、共振峰F1、F2都发生改变，这些客观参数变化时，对生成语音在主观听觉有何影响成为本文的研究内容。为此我们又进行了汉语清晰度实验，以探求噪声、振动复合因素下生成语音在听觉效果上的变化。
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方 法
发音条件 噪声采用声压级分别为80、90、100dB的白噪声，通过耳机作用于发音人两耳。振动采用2～20Hz的随机振动,振动加速度为0.3、0.5、0.7G,振动方向为坐姿的Z方向，振动通过振动台与座椅传递给发音人。发音环境共分四组：正常对照组(1种状态)、复合因素组(不同噪声、振动强度组合7种状态，见表1)、单因素的噪声组(3种状态)和振动组(3种状态)共14种状态。
表1 复合因素组噪声和振动强度
Table 1 Noise levels and vibration accelerations of the combined factors 代码
(code)
噪声声压级(dB)
, 百拇医药
(noise levels)
振动加速度(G)
(vibration accelerations)
C1
80
0.3
C2
80
0.5
C3
90
0.3
, http://www.100md.com C4
90
0.5
C5
90
0.7
C6
100
0.5
C7
100
0.7
语音材料由50个汉字构成，见表2。汉字的选取在发音上包含8种区别特征，具有均衡性，并符合语音出现的统计规律。发音人每次所读的字表汉字次序随机化。表2 字表
, http://www.100md.com
Table 2 Chinese syllables list 汉字
拼音
汉字
拼音
汉字
拼音
汉字
拼音
汉字
拼音
(Chinese
character)
, http://www.100md.com (phon.
alphabet)
(Chinese
character)
(phon.
alphabet)
(Chinese
character)
(phon.
alphabet)
(Chinese
character)
, 百拇医药
(phon.
alphabet)
(Chinese
character)
(phon.
alphabet)
口
kǒu
存
cún
昌
chāng
, http://www.100md.com 革
gé
娃
wá
染
rǎn
信
xìn
敲
qiāo
惯
guàn
前
, http://www.100md.com
qián
嫂
sǎo
胜
shìng
翻
fān
给
gěi
谆
zhūn
平
píng
, http://www.100md.com
刨
páo
务
wù
孔
kǒng
眉
méi
短
duǎn
命
mìng
层
, 百拇医药
céng
抡
lūn
炒
chǎo
闸
chá
蕊
ruǐ
扯
chě
受
shòu
, 百拇医药
尿
niào
张
zhāng
哲
zhé
宗
zōng
捉
zhuō
举
jǔ
捆
, 百拇医药
kǔn
位
wèi
吕
l
春
zhūn
色
shǎi
采
cǎi
停
, 百拇医药
tíng
机
jī
母
mǔ
日
rì
匍
pú
竟
jìng
阵
zhèn
, http://www.100md.com
最
zuì
问
wèn
发音人为3名发音标准的青年男性，在4组发音环境下按字表发音，并录制在B.K.7005磁带机上。
听音条件 听音环境为三种不同信噪比的声环境:安静状态,信噪比为0dB、-6dB的声环境，背景噪声采用白噪声。听音人员为6名青年, 4名男性, 2名女性, 听、说准确,听力正常。
清晰度测试 实验在隔声室内进行。实验装置见图1。语音材料通过SHARP GF-575收录机播放, 由音箱2输出; 噪声通过与SHARP777相连的音箱1和音箱3输出, 声级通过传声器B.K4165送B.K2107频率分析仪监测。听音人员在隔声室内的不同声环境中, 将所听的发音记录在清晰度测试表上, 实验结束后对清晰度测试表进行判分。实验共756人次。
, 百拇医药
图1 清晰度实验装置图
Fig.1 Set-up of the intelligibility test
结 果
发音环境因素的影响
对清晰度的统计, 是对不同发音环境下, 所有听音人的所有得分进行平均。结果见表3。
单因素与对照组 对照组的清晰度均值为90.4%。单因素环境中, 低强度噪声使清晰度得分提高2.4%, 中高强度噪声使得分降低4.5%和5.2%；振动对清晰度得分几乎没有影响,该结果与国外文献结果一致[6]。其中噪声因素下的清晰度变化与对照组相比具有显著性(P<0.001),振动因素与对照组相比不具显著性(P>0.05)。
复合因素与对照组 复合因素下得分有6.1～8.6%的降低。统计分析表明, 复合因素下与对照情况相比, 清晰度极显著降低(P<0.001)。
, 百拇医药
复合因素与单因素组 复合因素对清晰度的影响与单因素相比是不同的。低强度噪声使清晰度提高, 中高强度噪声使之降低, 这是由于中高强度下某些发音幅度显著提高, 造成语音失真，清晰度得分下降; 振动对清晰度影响不大，而复合因素使清晰度降低。复合因素组得分低于单独噪声组,除与80 dB噪声组相比具有显著性外(P<0.001)，其余不具显著性(P>0.05)。与单独振动组相比，清晰度显著性降低(P<0.001)。复合因素中二因素的强度影响没有给清晰度带来显著性变化,不同强度间清晰度得分均值仅相差0.2～2.5%。
表3 清晰度得分表
Table 3 Intelligibility of all the groups 组别
(groups)
清晰度均值(average
, 百拇医药
intelligibility)(%)
对照组(control)
90.4±9.7
噪声组(noise)(80dB)
92.8±7.6
噪声组(noise)(90dB)
85.9±13.6
噪声组(noise)(100dB)
85.2±15.5
振动组(vibration)(0.3G)
90.1±9.9
, 百拇医药
振动组(vibration)(0.5G)
90.2±9.0
振动组(vibration)(0.7G)
92.2±10.0
复合组(combined)(0.3G,80dB)
83.6±16.3
复合组(combined)(0.5G,80dB)
81.8±17.9
复合组(combined)(0.3G,90dB)
84.3±17.7
, 百拇医药
复合组(combined)(0.5G,90dB)
82.8±17.3
复合组(combined)(0.7G,90dB)
83.8±16.2
复合组(combined)(0.5G,100dB)
83.3±14.0
复合组(combined)(0.7G,100dB)
82.7±15.3
发音环境与信噪比两因素对清晰度的影响
发音环境条件与清晰度测试声环境的信噪比两因素对清晰度的影响是极为显著的(P<0.001)，表4显示所有听音人在不同信噪比下各实验分组的清晰度得分范围(已取整)。 随着信噪比的降低,发音环境因素对清晰度的影响程度加大。在无环境噪声掩蔽的安静状态下, 复合因素及单因素组的发音清晰度与对照组相差小于2%,且所有得分都高于96%; 当信噪比降到0 dB时, 即环境噪声与语言声声级相同的情况下，不同环境因素的影响差异变大, 与对照情况相比,最大相差10%; 在信噪比为-6 dB时,即环境噪声已高出语言声声级6dB, 此时不同环境因素的影响差异被突出体现出来,与对照情况相比,最大相差为20%,复合因素组的得分全部低于70%。这说明复合因素下生成语音发生变化，使听音人对该语音的听辨正确率下降，也即清晰度得分下降，该影响在信噪比较低的情况下表现得尤为突出。表4 不同信噪比下各组清晰度得分最大最小值(%)
, 百拇医药
Table 4 Intelligibility of groups under different S/N ratios(%) 实验分组
(groups)
安静状态
(quiet)
信噪比0dB
(S/N 0dB)
信噪比-6dB
(S/N -6dB)
对照组(control)
98
94
, 百拇医药
79
噪声组(noise)
98
90～96
66～84
振动组(vibration)
98～99
91～95
81～82
复合因素组
96～98
84～91
, 百拇医药 59～68
(combined)
发音环境与发音人两因素对清晰度的影响
发音环境与发音人两因素对清晰度的影响也很明显。表5显示不同的发音人在不同信噪比下的清晰度得分。在无噪声掩蔽的安静环境中, 每个发音人的清晰度得分都很高, 且相差很小; 当信噪比降到0dB时, 发音环境对清晰度的影响就已极显著(复合因素组P<0.001),发音人C的得分显著低于其他发音人,但其得分大于80%; 当信噪比降到-6dB时,分在复合因素组为60%, 比其他人低6%、10%。这说明发音人对发音环境 发音人C的得的敏感程度不同, 发音人C的发音受环境影响要比其他人大, 这一影响反映在清晰度上使得分降低, 并在信噪比较低时更为突出。表5 不同发音人在不同信噪比下的清晰度得分(%)
Table 5 The intelligibility of all the talkers under different S/N ratios(%) 实验分组
, 百拇医药
发音人
安静状态
信噪比0dB
信噪比-6dB
(groups)
(talker)
(quiet)
(S/N 0dB)
(S/N -6dB)
对照组
(control)
C
, 百拇医药
99
96
81
L
98
95
77
Z
97
91
80
噪声组
(noise)
C
, 百拇医药
98
93
72
L
98
93
74
Z
98
92
78
振动组
(vibration)
, 百拇医药 C
99
91
77
L
98
96
86
Z
98
91
79
复合组
(combined)
, 百拇医药
C
99
86
60
L
98
94
66
Z
95
88
70
讨 论 说话人在噪声、振动复合因素下生成语音发生改变，并影响到其听觉效果，在听音环境恶劣的条件下尤为突出。当听音环境噪声高于语言声6dB时,复合因素下生成语音的清晰度得分已低于70%,这在航天和军事领域是不符合基本通讯要求的。在航天和军事领域中,噪声和振动是经常并存的两个环境因素,它们对发音人的影响又是不可避免的,本文结果表明,在恶劣环境中通讯，噪声和振动对发音的复合效应需要得到足够的重视。在通讯系统的工程设计中,不仅需要对作业人员提供一定的防护措施,以减轻或避免噪声和振动对人造成的病理性危害,同时也应注意到它们对通讯的不良影响,并通过某些技术手段减弱噪声、振动复合效应的作用,从而保障正常的语言通讯能力和良好的通讯效果。
, http://www.100md.com
此外发音人的个体特征与清晰度也有一定的关系。本研究中发音人C复合因素下的发音在信噪比是0dB和-6dB的测听环境中,清晰度得分低于其他发音人,并在信噪比是-6dB时,与其他人差距更为显著。这种个体差异不仅是在复合因素下,而且在单因素中也有体现, 该结果说明发音人C的发音较易受环境因素的影响。同时在实验中也发现该受试者对噪声和振动强度的提高颇为敏感,发音抖动现象甚于其他受试者。由此可见, 在航天和军事作业中, 选拔对恶劣环境忍耐力强, 环境适应力强, 稳定性好的人员对保障通讯任务的顺利实施是极为有益的。
总之，本文首次从主观听觉上探讨了噪声、振动复合因素对汉语发音的影响，并在噪声、振动单因素效应获得与国外文献一致的结论。今后还可从词、句可懂度上做进一步研究，并可就噪声、振动复合因素下，发音的客观特征参数的变化与其主观清晰度变化的内在联系上做深入探索，从而为特因下语言通讯效果的研究注入新内容，对航天和军事通讯效果的改善提供重要依据。
参考文献
, 百拇医药
[1] Draegert GL.Relationships between voice variables and speech intelligibility in high level noise[J].Speech Monogr,1951,18:272～278
[2] Summers WV.Effects of noise on speech production:Acoustic and perceptual analyses[J].J Acoust Soc Am,1988,84(3):917～928
[3] Pickett JM.Effects of vocal force on the intelligibility of speech sounds[J].J Acoust Soc Am,1956,28:902～905
[4] Pollack I,Pickett J M.Masking of speech by noise at high sound levels[J].J Acoust Soc Am,1958,30:127～130
, http://www.100md.com
[5] Rostolland D.Intelligibility of shouted voice[J].Acoustica,1985,57:103～121
[6] Bond ZS,Moore TJ.Effect of whole-body vibration on acoustic measures of speech[J].Aviation Space Environ Med,1990,11:989～993
[7] Gao Hui,Zhou Duqiang,HuangDuansheng.Combined effect of noise and vibration on articulation of Chinese syllables[J].Space Medcine & Medical Engineering，1997,10(4):235～239
[8] Pearson KS,Bennett RL,Fidell S.Speech levels in various noise environment[S].EP-600/1-77-025 U.S.Environmental Protecttion Agency,1977
[9] Bond ZS,Moore TJ,Gable B. Acoustic-phonetic characteristics of speech production in noise and while wearing an oxygen mask[J].J Acoust Soc Am,1989,85(2):907～912
[10] Lane HL,Tranel B. The Lombard sign and the roles hearing in speech[J].J Speech hear Res,1971,14:677～709
收稿日期：1998-06-11, http://www.100md.com
单位：(航天医学工程研究所，北京 100094)
关键词：语音清晰度；噪声；振动；复合因素
般航天医学与医学工程/990303摘要： 目的 探讨噪声、振动复合因素下生成语音在听觉效果上的变化及变化规律。 方法 在安静及信噪比分别为0dB和-6dB三种状态下进行清晰度测试，以研究噪声、振动复合因素组、单独噪声组、单独振动组及对照组4个组的语音材料清晰度变化规律。 结果 和对照组相比，复合因素作用下语音清晰度有明显降低，检验结果非常显著;和单因素相比,多数情况下有显著性变化。研究还发现,清晰度的降低随听音环境的信噪比的降低而变得严重，当信噪比为-6dB时，清晰度得分低于70%。 结论 噪声、振动复合因素对发音人发音的影响，会使通话效果变差，并且在听音环境恶劣时尤为突出。本研究结果对改善航天及军事环境语言通信效果具有重要意义。
, 百拇医药
中图分类号：R852.24，R852.25 文献标识码：A 文章编号：1002-0837(1999)03-0165-04
The Combined Effect of Noise and Vibration on Intelligibility of Chinese
Syllables.
Institute of Space Medico-Engineering,Beijing 100094,China
GAO Hui，ZHOU Du-qiang，HUANG Duan-sheng.
Space Medcine & Medical Engineering，1999，12(3)：165～168
, 百拇医药
Abstract： Objective The changes of auditory effect on Chinese single syllables uttered by talker under combined condition of noise and vibration were investigated. Method The intelligibility tests were made under three conditions( quiet,0 dB and -6 dB S/N ratios). The utterances were recorded under combined factors of noise and vibration, single factor of noise or vibration, and the control condition. Result As compared with control group, the decrease of speech intelligibilities in combined factors groups was significant. It also occurred in most cases as compared with the single factors groups. It showed that combined effects played greater roles as S/N decreased in listenning environment. As S/N was -6 dB, the intelligibilities were less than 70 percent. Conclusion The speech production will be changed under noise and vibration,and the changes will deteriorate communication, especially in adverse listenning environment. The results have important implications for communication in aerospace and military environments.
, http://www.100md.com
Key words：intelligibility of speech;noise;vibration;combined factors
在航天和军事领域，影响通讯效果的诸多因素里，噪声和振动的影响是一个重要方面。多年来, 国内外有关噪声、振动环境因素对发音影响的研究多集中在单因素上,而且主要以噪声影响研究为主，在Draegert[1]、Summers等[2]人的研究中得到了噪声环境可显著提高语音清晰度的结论。但是，当发音人竭力呼喊达到喊叫声时，清晰度反而下降。这在 Pickett[3]和Pollack[4]及Rostolland等[5]多人的研究结果中得到证实。由此可见，环境噪声对语言声的清晰度影响是双方面的。有关振动方面研究较少，Bond[6]的研究指出振动对语音清晰度影响不大。实际环境中噪声和振动往往同时存在，但噪声、振动对语音的复合效应研究目前还未见报道。本文作者曾就语音特征的变化来研究噪声与振动复合因素对汉语发音的影响[7]，发现发音的音节时长、能量、元音基频、共振峰F1、F2都发生改变，这些客观参数变化时，对生成语音在主观听觉有何影响成为本文的研究内容。为此我们又进行了汉语清晰度实验，以探求噪声、振动复合因素下生成语音在听觉效果上的变化。
, http://www.100md.com
方 法
发音条件 噪声采用声压级分别为80、90、100dB的白噪声，通过耳机作用于发音人两耳。振动采用2～20Hz的随机振动,振动加速度为0.3、0.5、0.7G,振动方向为坐姿的Z方向，振动通过振动台与座椅传递给发音人。发音环境共分四组：正常对照组(1种状态)、复合因素组(不同噪声、振动强度组合7种状态，见表1)、单因素的噪声组(3种状态)和振动组(3种状态)共14种状态。
表1 复合因素组噪声和振动强度
Table 1 Noise levels and vibration accelerations of the combined factors 代码
(code)
噪声声压级(dB)
, 百拇医药
(noise levels)
振动加速度(G)
(vibration accelerations)
C1
80
0.3
C2
80
0.5
C3
90
0.3
, http://www.100md.com C4
90
0.5
C5
90
0.7
C6
100
0.5
C7
100
0.7
语音材料由50个汉字构成，见表2。汉字的选取在发音上包含8种区别特征，具有均衡性，并符合语音出现的统计规律。发音人每次所读的字表汉字次序随机化。表2 字表
, http://www.100md.com
Table 2 Chinese syllables list 汉字
拼音
汉字
拼音
汉字
拼音
汉字
拼音
汉字
拼音
(Chinese
character)
, http://www.100md.com (phon.
alphabet)
(Chinese
character)
(phon.
alphabet)
(Chinese
character)
(phon.
alphabet)
(Chinese
character)
, 百拇医药
(phon.
alphabet)
(Chinese
character)
(phon.
alphabet)
口
kǒu
存
cún
昌
chāng
, http://www.100md.com 革
gé
娃
wá
染
rǎn
信
xìn
敲
qiāo
惯
guàn
前
, http://www.100md.com
qián
嫂
sǎo
胜
shìng
翻
fān
给
gěi
谆
zhūn
平
píng
, http://www.100md.com
刨
páo
务
wù
孔
kǒng
眉
méi
短
duǎn
命
mìng
层
, 百拇医药
céng
抡
lūn
炒
chǎo
闸
chá
蕊
ruǐ
扯
chě
受
shòu
, 百拇医药
尿
niào
张
zhāng
哲
zhé
宗
zōng
捉
zhuō
举
jǔ
捆
, 百拇医药
kǔn
位
wèi
吕
l
春
zhūn
色
shǎi
采
cǎi
停
, 百拇医药
tíng
机
jī
母
mǔ
日
rì
匍
pú
竟
jìng
阵
zhèn
, http://www.100md.com
最
zuì
问
wèn
发音人为3名发音标准的青年男性，在4组发音环境下按字表发音，并录制在B.K.7005磁带机上。
听音条件 听音环境为三种不同信噪比的声环境:安静状态,信噪比为0dB、-6dB的声环境，背景噪声采用白噪声。听音人员为6名青年, 4名男性, 2名女性, 听、说准确,听力正常。
清晰度测试 实验在隔声室内进行。实验装置见图1。语音材料通过SHARP GF-575收录机播放, 由音箱2输出; 噪声通过与SHARP777相连的音箱1和音箱3输出, 声级通过传声器B.K4165送B.K2107频率分析仪监测。听音人员在隔声室内的不同声环境中, 将所听的发音记录在清晰度测试表上, 实验结束后对清晰度测试表进行判分。实验共756人次。
, 百拇医药
图1 清晰度实验装置图
Fig.1 Set-up of the intelligibility test
结 果
发音环境因素的影响
对清晰度的统计, 是对不同发音环境下, 所有听音人的所有得分进行平均。结果见表3。
单因素与对照组 对照组的清晰度均值为90.4%。单因素环境中, 低强度噪声使清晰度得分提高2.4%, 中高强度噪声使得分降低4.5%和5.2%；振动对清晰度得分几乎没有影响,该结果与国外文献结果一致[6]。其中噪声因素下的清晰度变化与对照组相比具有显著性(P<0.001),振动因素与对照组相比不具显著性(P>0.05)。
复合因素与对照组 复合因素下得分有6.1～8.6%的降低。统计分析表明, 复合因素下与对照情况相比, 清晰度极显著降低(P<0.001)。
, 百拇医药
复合因素与单因素组 复合因素对清晰度的影响与单因素相比是不同的。低强度噪声使清晰度提高, 中高强度噪声使之降低, 这是由于中高强度下某些发音幅度显著提高, 造成语音失真，清晰度得分下降; 振动对清晰度影响不大，而复合因素使清晰度降低。复合因素组得分低于单独噪声组,除与80 dB噪声组相比具有显著性外(P<0.001)，其余不具显著性(P>0.05)。与单独振动组相比，清晰度显著性降低(P<0.001)。复合因素中二因素的强度影响没有给清晰度带来显著性变化,不同强度间清晰度得分均值仅相差0.2～2.5%。
表3 清晰度得分表
Table 3 Intelligibility of all the groups 组别
(groups)
清晰度均值(average
, 百拇医药
intelligibility)(%)
对照组(control)
90.4±9.7
噪声组(noise)(80dB)
92.8±7.6
噪声组(noise)(90dB)
85.9±13.6
噪声组(noise)(100dB)
85.2±15.5
振动组(vibration)(0.3G)
90.1±9.9
, 百拇医药
振动组(vibration)(0.5G)
90.2±9.0
振动组(vibration)(0.7G)
92.2±10.0
复合组(combined)(0.3G,80dB)
83.6±16.3
复合组(combined)(0.5G,80dB)
81.8±17.9
复合组(combined)(0.3G,90dB)
84.3±17.7
, 百拇医药
复合组(combined)(0.5G,90dB)
82.8±17.3
复合组(combined)(0.7G,90dB)
83.8±16.2
复合组(combined)(0.5G,100dB)
83.3±14.0
复合组(combined)(0.7G,100dB)
82.7±15.3
发音环境与信噪比两因素对清晰度的影响
发音环境条件与清晰度测试声环境的信噪比两因素对清晰度的影响是极为显著的(P<0.001)，表4显示所有听音人在不同信噪比下各实验分组的清晰度得分范围(已取整)。 随着信噪比的降低,发音环境因素对清晰度的影响程度加大。在无环境噪声掩蔽的安静状态下, 复合因素及单因素组的发音清晰度与对照组相差小于2%,且所有得分都高于96%; 当信噪比降到0 dB时, 即环境噪声与语言声声级相同的情况下，不同环境因素的影响差异变大, 与对照情况相比,最大相差10%; 在信噪比为-6 dB时,即环境噪声已高出语言声声级6dB, 此时不同环境因素的影响差异被突出体现出来,与对照情况相比,最大相差为20%,复合因素组的得分全部低于70%。这说明复合因素下生成语音发生变化，使听音人对该语音的听辨正确率下降，也即清晰度得分下降，该影响在信噪比较低的情况下表现得尤为突出。表4 不同信噪比下各组清晰度得分最大最小值(%)
, 百拇医药
Table 4 Intelligibility of groups under different S/N ratios(%) 实验分组
(groups)
安静状态
(quiet)
信噪比0dB
(S/N 0dB)
信噪比-6dB
(S/N -6dB)
对照组(control)
98
94
, 百拇医药
79
噪声组(noise)
98
90～96
66～84
振动组(vibration)
98～99
91～95
81～82
复合因素组
96～98
84～91
, 百拇医药 59～68
(combined)
发音环境与发音人两因素对清晰度的影响
发音环境与发音人两因素对清晰度的影响也很明显。表5显示不同的发音人在不同信噪比下的清晰度得分。在无噪声掩蔽的安静环境中, 每个发音人的清晰度得分都很高, 且相差很小; 当信噪比降到0dB时, 发音环境对清晰度的影响就已极显著(复合因素组P<0.001),发音人C的得分显著低于其他发音人,但其得分大于80%; 当信噪比降到-6dB时,分在复合因素组为60%, 比其他人低6%、10%。这说明发音人对发音环境 发音人C的得的敏感程度不同, 发音人C的发音受环境影响要比其他人大, 这一影响反映在清晰度上使得分降低, 并在信噪比较低时更为突出。表5 不同发音人在不同信噪比下的清晰度得分(%)
Table 5 The intelligibility of all the talkers under different S/N ratios(%) 实验分组
, 百拇医药
发音人
安静状态
信噪比0dB
信噪比-6dB
(groups)
(talker)
(quiet)
(S/N 0dB)
(S/N -6dB)
对照组
(control)
C
, 百拇医药
99
96
81
L
98
95
77
Z
97
91
80
噪声组
(noise)
C
, 百拇医药
98
93
72
L
98
93
74
Z
98
92
78
振动组
(vibration)
, 百拇医药 C
99
91
77
L
98
96
86
Z
98
91
79
复合组
(combined)
, 百拇医药
C
99
86
60
L
98
94
66
Z
95
88
70
讨 论 说话人在噪声、振动复合因素下生成语音发生改变，并影响到其听觉效果，在听音环境恶劣的条件下尤为突出。当听音环境噪声高于语言声6dB时,复合因素下生成语音的清晰度得分已低于70%,这在航天和军事领域是不符合基本通讯要求的。在航天和军事领域中,噪声和振动是经常并存的两个环境因素,它们对发音人的影响又是不可避免的,本文结果表明,在恶劣环境中通讯，噪声和振动对发音的复合效应需要得到足够的重视。在通讯系统的工程设计中,不仅需要对作业人员提供一定的防护措施,以减轻或避免噪声和振动对人造成的病理性危害,同时也应注意到它们对通讯的不良影响,并通过某些技术手段减弱噪声、振动复合效应的作用,从而保障正常的语言通讯能力和良好的通讯效果。
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此外发音人的个体特征与清晰度也有一定的关系。本研究中发音人C复合因素下的发音在信噪比是0dB和-6dB的测听环境中,清晰度得分低于其他发音人,并在信噪比是-6dB时,与其他人差距更为显著。这种个体差异不仅是在复合因素下,而且在单因素中也有体现, 该结果说明发音人C的发音较易受环境因素的影响。同时在实验中也发现该受试者对噪声和振动强度的提高颇为敏感,发音抖动现象甚于其他受试者。由此可见, 在航天和军事作业中, 选拔对恶劣环境忍耐力强, 环境适应力强, 稳定性好的人员对保障通讯任务的顺利实施是极为有益的。
总之，本文首次从主观听觉上探讨了噪声、振动复合因素对汉语发音的影响，并在噪声、振动单因素效应获得与国外文献一致的结论。今后还可从词、句可懂度上做进一步研究，并可就噪声、振动复合因素下，发音的客观特征参数的变化与其主观清晰度变化的内在联系上做深入探索，从而为特因下语言通讯效果的研究注入新内容，对航天和军事通讯效果的改善提供重要依据。
参考文献
, 百拇医药
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收稿日期：1998-06-11, http://www.100md.com