CN111535470B - 一种提升室内语言清晰度的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提升室内语言清晰度的方法，包括：获取室内建筑的几何尺寸，根据所述几何尺寸建立室内仿真模型；在所述室内仿真模型中选择若干个参数评价点，根据预设的清晰度评价参数计算策略在所述参数评价点中选取若干个清晰度薄弱点；所述清晰度薄弱点用于作为在室内布置扩散体和反射材料的参考位置；计算所述清晰度薄弱点在所选倍频程频带下的平均混响时间；根据预设的所述倍频程频带的目标混响时间和所述平均混响时间计算所述倍频程频带对应的吸声增量；根据所述吸声增量选择吸声材料；所述吸声材料用于布置在室内的第一预设位置处。本发明还公开一种提升室内语言清晰度的系统。采用本发明实施例，能有效提升室内的语言清晰度。

Description

一种提升室内语言清晰度的方法和系统

技术领域

本发明涉及建筑声学和信号处理技术领域，尤其涉及一种提升室内语言清晰度的方法和系统。

背景技术

教室是学校教学的主要场所，很多教室都存在语言清晰度问题，特别是中后排座位和大教室。教室的语言清晰度会影响学生上课质量，语言清晰度低会导致学生由于听不清老师讲课内容而引起注意力分散、学习效果差等问题。教室的语言清晰度低会使老师不由自主地提高讲课音量，容易疲惫且不利嗓子健康。教室的语言清晰度主要与声源(如讲课的老师)的声压级大小、听音位置与声源的距离、教室内的反射声、声音的频谱特性、噪声(如风扇噪声)等因素有关，因此为提高教室语言清晰度，需要从教室选址、教室内部体型设计、建筑和装修材料等各个方面进行考虑。然而我国目前在学校建设中对提高教室语言清晰度基本上没有专门设计，学校相关管理部门对影响教室语言清晰度的因素也不够了解，认为只要配备麦克风和扬声器就能解决这个问题，但实际应用中发现并非如此，教室的扩声设备在放大教师讲课音量的同时，也会将背景噪声以及混响声放大，声能比没有改变，因此并不能提升语言清晰度。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种提升室内语言清晰度的方法和系统，能有效提升室内的语言清晰度。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种提升室内语言清晰度的方法，包括：

获取室内建筑的几何尺寸，根据所述几何尺寸建立室内仿真模型；

在所述室内仿真模型中选择若干个参数评价点，根据预设的清晰度评价参数计算策略在所述参数评价点中选取若干个清晰度薄弱点；其中，所述清晰度薄弱点用于作为在室内布置扩散体和反射材料的参考位置；

计算所述清晰度薄弱点在倍频程频带的平均混响时间；

根据预设的所述倍频程频带的目标混响时间和所述平均混响时间计算所述倍频程频带对应的吸声增量；

根据所述吸声增量选择吸声材料；其中，所述吸声材料用于布置在室内的第一预设位置处；

所述根据预设的清晰度评价参数计算策略在所述参数评价点中选取若干个清晰度薄弱点，包括：

计算所述参数评价点的脉冲响应；

根据所述脉冲响应计算每一所述参数评价点在所选的倍频程频带下的初始评价参数；

计算每一所述参数评价点的初始评价参数均值作为所述参数评价点的清晰度评价参数；

获取所述清晰度评价参数最小的若干个参数评价点为清晰度薄弱点。

作为上述方案的改进，当在室内布置完所述扩散体、反射材料和吸声材料后，所述方法还包括：

根据预设的清晰度评价参数计算策略在所述参数评价点中选取若干个清晰度薄弱点；

判断当前清晰度薄弱点与上一次计算得到的清晰度薄弱点是否相同；

若是，则以当前清晰度薄弱点作为在室内布置反射材料的参考位置；若否，则以当前清晰度薄弱点作为在室内布置扩散体和反射材料的参考位置。

作为上述方案的改进，当在室内布置完所述扩散体、反射材料和吸声材料后，所述方法还包括：

获取在所述清晰度薄弱点处的背景噪声级；

当在室内预设的声源位置处发出声音时，获取在所述清晰度薄弱点处的声压级；

根据所述背景噪声级和所述声压级计算信噪比；

当所述声压级小于预设的第一阈值或所述信噪比小于预设的第二阈值时，判定需要在所述室内的第二预设位置处安装扩声设备。

作为上述方案的改进，所述室内建筑为设有座位的建筑物，则，所述在所述室内仿真模型中选择若干个参数评价点，包括：

在所述室内仿真模型中的座位中均匀选择若干个参数评价点。

作为上述方案的改进，所述吸声材料包括中低频吸声材料和中高频吸声材料，所述第一预设位置包括所述室内建筑的后墙、所述室内建筑的天花板与侧墙的夹角处、前墙与侧墙的交界处；其中，所述中低频吸声材料用于布置于所述室内建筑的后墙，所述中高频吸声材料用于布置在所述室内建筑的天花板与侧墙的夹角处、前墙与侧墙的交界处。

作为上述方案的改进，所述反射材料布置在所述清晰度薄弱点对应的天花板位置；其中，所述反射材料按照预设的反射材料布置策略进行布置。

作为上述方案的改进，所述反射材料布置策略包括：

计算室内预设的声源位置处至听者位置处的直达声路径；

计算所述声源位置处与所述反射材料的第一反射声路径；

计算所述听者位置处与所述反射材料的第二反射声路径；

根据所述直达声路径、所述第一反射声路径和所述第二反射声路径计算所述第二反射声路径与所述直达声路径的夹角以及反射声延迟时间；

调整所述反射材料与所述天花板的水平面之间的倾斜度，直至所述夹角小于或等于预设的夹角阈值以及所述反射声延迟时间小于或等于预设的延迟时间阈值。

为实现上述目的，本发明实施例还提供了一种提升室内语言清晰度的系统，包括：

仿真模型建立模块，用于获取室内建筑的几何尺寸，根据所述几何尺寸建立室内仿真模型；

清晰度薄弱点获取模块，用于在所述室内仿真模型中选择若干个参数评价点，根据预设的清晰度评价参数计算策略在所述参数评价点中选取若干个清晰度薄弱点；其中，所述清晰度薄弱点用于作为在室内布置扩散体和反射材料的参考位置；

平均混响时间计算模块，用于计算所述清晰度薄弱点在所选的倍频程频带的平均混响时间；

吸声增量计算模块，用于根据预设的所述倍频程频带的目标混响时间和所述平均混响时间计算所述倍频程频带对应的吸声增量；

吸声材料获取模块，用于根据所述吸声增量选择吸声材料；其中，所述吸声材料用于布置在室内的第一预设位置处。

作为上述方案的改进，当在室内布置完所述扩散体、反射材料和吸声材料后，所述系统还包括：

背景噪声级测量获取模块，用于获取在所述清晰度薄弱点处的背景噪声级；

声压级获取模块，用于当在室内预设的声源位置处发出声音时，获取在所述清晰度薄弱点处的声压级；

信噪比计算模块，根据所述背景噪声级和所述声压级计算信噪比；

比较模块，用于当所述声压级小于预设的第一阈值或所述信噪比小于预设的第二阈值时，判定需要在所述室内的第二预设位置处安装扩声设备。

与现有技术相比，本发明实施例公开的提升室内语言清晰度的方法和系统，有针对性地筛选语言清晰度薄弱位置，以清晰度薄弱位置为参考位置布置扩散体以及反射材料，以及根据混响时间计算吸声增量，从而根据吸声增量选择对应的吸声材料，并在室内的第一预设位置处布置吸声材料，通过增强语言清晰度薄弱位置的有用声能以及有用早期反射声，能有效提升室内的语言清晰度。本发明实施例公开的提升室内语言清晰度的方法和系统比在教室中尽可能布置多的吸声材料等方法来说更具经济性，减少了不必要的成本，由于利用了反射声中的有用早期反射声以及有用声能，用吸声材料降低混响声能，用反射材料提高有用声能和有用早期反射声，相对于直接安装扩声系统的方法，弥补了一些缺点，如过多布置吸声材料降低了教师语言总声压级导致音量过小引发的教师发音疲惫问题，以及扩声系统未能解决的声能比问题。相比于现有技术，本发明更具针对性，对语言清晰度薄弱位置的语言清晰度提升幅度大。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种提升室内语言清晰度的方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的吸声材料的吸声系数与频率两者关系的曲线示意图；

图3是本发明实施例提供的在室内布置中低频吸声材料的示意图；

图4是本发明实施例提供的在室内布置中高频吸声材料的示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种在室内布置中高频吸声材料的示意图；

图6是本发明实施例提供的在室内布置反射材料的示意图；

图7是本发明实施例提供的在室内布置扩声设备的示意图；

图8是本发明实施例提供的在室内布置扩声设备的另一示意图；

图9是本发明实施例提供的另一种提升室内语言清晰度的方法的流程图；

图10是本发明实施例提供的一种提升室内语言清晰度的系统的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，图1是本发明实施例提供的一种提升室内语言清晰度的方法的流程图；所述提升室内语言清晰度的方法包括：

S1、获取室内建筑的几何尺寸，根据所述几何尺寸建立室内仿真模型；

S2、在所述室内仿真模型中选择若干个参数评价点，根据预设的清晰度评价参数计算策略在所述参数评价点中选取若干个清晰度薄弱点；其中，所述清晰度薄弱点用于作为在室内布置扩散体和反射材料的参考位置；

S3、现场测量所述清晰度薄弱点的所述倍频程混响时间，计算所述清晰度薄弱点在所述倍频程频带的平均混响时间；

S4、根据预设的所述倍频程频带目标混响时间和所述平均混响时间计算所述倍频程频带对应的吸声增量；

S5、根据所述吸声增量选择吸声材料；其中，所述吸声材料用于布置在室内的第一预设位置处。

值得说明的是，本发明实施例所述的室内建筑为设有座位和讲台的建筑，比如教室、会议室等。

具体地，在步骤S1中，测量所述室内建筑几何尺寸，长宽高记为L、W、H，对于阶梯教室，高度要测量两个，教室前方高度H1、教室后方高度H2。另外，计算出室内建筑的容积V。根据所述几何尺寸和所述容积利用仿真软件建立室内建筑的室内仿真模型。

具体地，在步骤S2中，在所述室内仿真模型中的座位中均匀选择M个参数评价点，M≥12。所述根据预设的清晰度评价参数计算策略在所述参数评价点中选取若干个清晰度薄弱点，包括步骤S21～S24。

S21、计算所述参数评价点的脉冲响应。示例性的，用声学仿真软件分别计算出这M个参数评价点的脉冲响应h_i(n),i＝1,2,...,M,；其中，n为时间轴的采样点,n≥1。

S22、根据所述脉冲响应计算每一所述参数评价点在所选的2个倍频程频带的初始评价参数；其中，所述倍频程频带为250Hz、500Hz。所述初始评价参数满足以下公式：

其中， C₃₀为所述初始评价参数，n₃₀为30ms处的采样点数，例如当脉冲响应的采样频率为48000Hz时，n₃₀＝1440。

S23、计算每一所述参数评价点的初始评价参数均值作为所述参数评价点的清晰度评价参数，即计算250Hz、500Hz的倍频程频带的C₃₀平均值

满足以下公式：

S24、获取所述清晰度评价参数最小的若干个参数评价点为清晰度薄弱点。示例性的，获取均值

最小的3个点为所述清晰度薄弱点。

具体地，在步骤S3中，现场测量这3个清晰度薄弱点的倍频程频带混响时间RT_f(i)；其中，i表示第i个清晰度薄弱点，i＝1，2，3；f表示所述各个倍频程的中心频率，f＝125Hz,250Hz,500Hz,1000Hz,2000Hz,4000Hz,8000Hz。值得说明的是，混响时间是指室内声场成稳态后，声源停止发声后，声压级下降60分贝所经历的时间，在本发明实施例中通过测试仪器在实际室内建筑中具体位置中测量得到。然后，计算这3个清晰度薄弱点的7个倍频程频带的平均混响时间,满足以下公式：

具体地，在步骤S4中，确定各频程的目标混响时间RT_Gf,以倍频程频带f ＝500Hz的目标混响时间RT_G500为基准，设定0.6s＜RT_G500＜0.8s，各倍频程的目标混响时间设定值如下:

RT_Gf＝a×RT_G500 公式(4)；

其中，当中心频率f＝125Hz～250Hz时，系数a＝1.0～1.2。当中心频率f ＝500Hz～8000Hz时，系数a＝0.9～1.0。

根据预设的所述倍频程频带的目标混响时间和所述平均混响时间计算所述倍频程频带对应的吸声增量，满足以下公式：

其中，ΔA_f为所述倍频程频带的吸声增量，V为所述室内建筑的容积。

具体地，在步骤S5中，所述根据所述吸声增量选择吸声材料，包括：

S51、根据所述吸声增量选择合适的吸声材料及其面积，吸声材料可以是一种也可以是多种，使得所选的吸声材料在所述各倍频程频带的总吸声量大于等于所述各倍频程频带吸声增量。每种吸声材料在所述各倍频程频带的吸声量均通过以下公式计算：

其中，A_f为吸声材料在中心频率为f的倍频程频带的吸声量，a_f为吸声材料在中心频率为f的倍频程频带的吸声系数，

为吸声材料的表面积；

S52、根据所述吸声增量选择合适吸声材料。

可选的，所述吸声材料包括中低频吸声材料和中高频吸声材料；在算出各频程应增的吸声增量的情况下，可以根据各频程应增的吸声增量的大小在中高频吸声材料、中低频吸声材料等吸声材料中选择一种合适的吸声材料，中高频吸声材料例如玻璃棉毡等，中低频吸声材料例如石棉水泥穿孔板等。所述第一预设位置包括所述室内建筑的后墙、所述室内建筑的天花板与侧墙的夹角处、前墙与侧墙的交界处。

示例性的，参见图2，图2是本发明实施例提供的吸声材料的吸声系数与频率两者关系的曲线示意图，根据所述平均吸声系数和频率即可选择对应的吸声材料。

参见图3，所述中低频吸声材料用于布置于所述室内建筑的后墙，比如可设于后墙中地面至室内预设的声源位置的等高位置偏上30cm(厘米)处，该声源位置为讲台。参见图4和图5，所述中高频吸声材料用于布置在所述室内建筑的天花板与侧墙的夹角处、前墙与侧墙的交界处，布置在此处的吸声材料的宽度应为 40cm～60cm。

具体地，所述清晰度薄弱点用于作为在室内布置扩散体的参考位置，以该参考位置两边侧墙处(与听者座位等高的位置)为中心布置扩散体(该扩散体应主要对500Hz频率以下的声音有效)，该处扩散体的长度应为1.5m～3m，高度应为 1m～1.5m。默认值设置为长2m、高1m。所述扩散体能够将声音扩散开来，使声音在空间中的传播更加均匀，所述扩散体的表面是不平整的，例如木质扩散体以及三维扩散体等。

具体地，所述清晰度薄弱点用于作为在室内布置反射材料的参考位置，所述反射材料为能使大部分声音反射的材料，例如实心木板、墙面、玻璃等，一般用硬度大的实心木板。声音反射类似光线通过镜子形成反射。

可选的，所述反射材料布置在所述清晰度薄弱点对应的天花板位置；其中，所述反射材料按照预设的反射材料布置策略进行布置。如图6所示，所述反射材料布置策略包括S101～S105：

S101、计算室内预设的声源位置处至听者位置处的直达声路径；

S102、计算所述声源位置处与所述反射材料的第一反射声路径；

S103、计算所述听者位置处与所述反射材料的第二反射声路径；

S104、根据所述直达声路径、所述第一反射声路径和所述第二反射声路径计算所述第二反射声路径与所述直达声路径的夹角以及反射声延迟时间；

所述夹角满足以下公式：

其中，θ为所述夹角，α_D为所述直达声路径，α_R1为所述第一反射声路径，α_R2为所述第二反射声路径；

所述反射声延迟时间满足以下公式：

其中，Δt 为所述反射声延迟时间，c为声速；

S105、调整所述反射材料与所述天花板的水平面之间的倾斜度，直至所述夹角小于或等于预设的夹角阈值以及所述反射声延迟时间小于或等于预设的延迟时间阈值。

进一步地，当在室内布置完所述扩散体、反射材料和吸声材料后，所述方法还包括步骤S6～S8：

S6、根据预设的清晰度评价参数计算策略在所述参数评价点中选取若干个清晰度薄弱点；

S7、判断当前清晰度薄弱点与上一次计算得到的清晰度薄弱点是否相同；

S8、若是，则以当前清晰度薄弱点作为在室内布置反射材料的参考位置；若否，则以当前清晰度薄弱点作为在室内布置扩散体和反射材料的参考位置。

具体地，若当前清晰度薄弱点与上一次计算得到的清晰度薄弱点相同，则以这些位置旁两边侧墙的上半部分以及后墙的上半部分(上半部分：与听者位置等高偏上30cm处至墙壁与天花板接壤处)为中心布置反射材料。按照步骤 S101～S105，需要调整反射材料的倾斜度，直到所述第二反射声路径与所述直达声路径所在水平面的夹角θ≤30°且反射声延迟时间Δt≤30ms。若当前清晰度薄弱点与上一次计算得到的清晰度薄弱点不相同，则还是用同样的方法处理，以当前清晰度薄弱点作为在室内布置扩散体和反射材料的参考位置，即采用上述提到的布置扩散体和反射材料的方式，在此不再赘述。

进一步地，当在室内布置完所述扩散体、反射材料和吸声材料后，所述方法还包括步骤S9～S12：

S9、获取在所述清晰度薄弱点处的背景噪声级N；

S10、当在室内预设的声源位置处发出声音时(比如人在讲台上讲话)，获取在所述清晰度薄弱点

处的声压级SPL；满足以下公式：

其中，Q为声源的指向性因素(人在讲台讲话时，Q值一般取1)，r为声源到听者位置的距离，S为所述室内建筑的内表面积，

为所述室内建筑的平均吸声系数，SWL为人讲话时的声功率级，计算如下：

其中， w₀＝10^-12w(瓦)为参考功率，w为人说话时的声功率，比如老师讲课时的声功率约为50μw；

S11、根据所述背景噪声级和所述声压级计算信噪比SNR，满足以下公式：

SNR＝SPL-N 公式(11)；

S12、当所述声压级小于预设的第一阈值或所述信噪比小于预设的第二阈值时，判定需要在所述室内的第二预设位置处安装扩声设备。示例性的，所述扩声设备为扬声器。

具体地，所述第一阈值为60dB，所述第二阈值为15dB，若SPL＜60dB或信噪比SNR＜15dB,则在第一排座位上方(即所述第二预设位置)，安装两个扬声器，两个扬声器离左右墙的距离为教室宽度的1/4，扬声器主轴往正前方指向

最小位置所在的那排座位。扩声系统的频响范围应在100Hz～12000Hz。所述扬声器的安装示意的俯视图如图7所示，剖面图如图8所示。

进一步地，上述步骤S1～S12的过程可参考图9。

与现有技术相比，本发明实施例公开的提升室内语言清晰度的方法，有针对性地筛选语言清晰度薄弱位置，以清晰度薄弱位置为参考位置布置扩散体以及反射材料，以及根据混响时间计算吸声增量，从而根据吸声增量选择对应的吸声材料，并在室内的第一预设位置处布置吸声材料，通过增强语言清晰度薄弱位置的有用声能以及有用早期反射声，能有效提升室内的语言清晰度。本发明实施例公开的提升室内语言清晰度的方法比在教室中尽可能布置多的吸声材料等方法来说更具经济性，减少了不必要的成本，由于利用了反射声中的有用早期反射声以及有用声能，用吸声材料降低混响声能，用反射材料提高有用声能和有用早期反射声，相对于直接安装扩声系统的方法，弥补了一些缺点，如过多布置吸声材料降低了教师语言总声压级导致音量过小引发的教师发音疲惫问题，以及扩声系统未能解决的声能比问题。相比于现有技术，本发明更具针对性，对语言清晰度薄弱位置的语言清晰度提升幅度大。

参见图10，图10是本发明实施例提供的一种提升室内语言清晰度的系统10 的结构框图，所述提升室内语言清晰度的系统10包括：

仿真模型建立模块11，用于获取室内建筑的几何尺寸，根据所述几何尺寸建立室内仿真模型；

清晰度薄弱点获取模块12，用于在所述室内仿真模型中选择若干个参数评价点，根据预设的清晰度评价参数计算策略在所述参数评价点中选取若干个清晰度薄弱点；其中，所述清晰度薄弱点用于作为在室内布置扩散体和反射材料的参考位置；

平均混响时间计算模块13，用于计算所述清晰度薄弱点在所述倍频程频带的平均混响时间；

吸声增量计算模块14，用于根据预设的所述倍频程频带的目标混响时间和所述平均混响时间计算所述倍频程频带对应的吸声增量；

吸声材料获取模块15，用于根据所述吸声增量选择吸声材料；其中，所述吸声材料用于布置在室内的第一预设位置处；

背景噪声级测量获取模块16，用于获取在所述清晰度薄弱点处的背景噪声级；

声压级获取模块17，用于当在室内预设的声源位置处发出声音时，获取在所述清晰度薄弱点处的声压级；

信噪比计算模块18，根据所述背景噪声级和所述声压级计算信噪比；

比较模块19，用于当所述声压级小于预设的第一阈值或所述信噪比小于预设的第二阈值时，判定需要在所述室内的第二预设位置处安装扩声设备。

可选的，所述室内建筑为设有座位的建筑物，则，所述清晰度薄弱点获取模块12，具体用于：

在所述室内仿真模型中的座位中均匀选择若干个参数评价点。

可选的，所述清晰度薄弱点获取模块12具体用于：

计算所述参数评价点的脉冲响应；根据所述脉冲响应计算每一所述参数评价点在倍频程频带下的初始评价参数；计算每一所述参数评价点的初始评价参数均值作为所述参数评价点的清晰度评价参数；获取所述清晰度评价参数最小的若干个参数评价点为清晰度薄弱点。

可选的，所述吸声材料获取模块15具体用于：

根据所述吸声增量和所述室内建筑的内表面积计算平均吸声系数；根据所述平均吸声系数选择对应的吸声材料。

可选的，所述吸声材料包括中低频吸声材料和中高频吸声材料，所述第一预设位置包括所述室内建筑的后墙、所述室内建筑的天花板与侧墙的夹角处、前墙与侧墙的交界处；其中，所述中低频吸声材料用于布置于所述室内建筑的后墙，所述中高频吸声材料用于布置在所述室内建筑的天花板与侧墙的夹角处、前墙与侧墙的交界处。

可选的，所述反射材料布置在所述清晰度薄弱点对应的天花板位置；其中，所述反射材料按照预设的反射材料布置策略进行布置；所述反射材料布置策略包括：计算室内预设的声源位置处至听者位置处的直达声路径；计算所述声源位置处与所述天花板位置的第一反射声路径；计算所述听者位置处与所述天花板位置的第二反射声路径；根据所述直达声路径、所述第一反射声路径和所述第二反射声路径计算所述第二反射声路径与所述直达声路径的夹角以及反射声延迟时间；调整所述反射材料与所述天花板的水平面之间的倾斜度，直至所述夹角小于或等于预设的夹角阈值以及所述反射声延迟时间小于或等于预设的延迟时间阈值。

进一步地，所述系统还包括判断模块20，用于根据预设的清晰度评价参数计算策略在所述参数评价点中选取若干个清晰度薄弱点，并判断当前清晰度薄弱点与上一次计算得到的清晰度薄弱点是否相同；

若当前清晰度薄弱点与上一次计算得到的清晰度薄弱点相同，则以当前清晰度薄弱点作为在室内布置反射材料的参考位置；若当前清晰度薄弱点与上一次计算得到的清晰度薄弱点不相同，则以当前清晰度薄弱点作为在室内布置扩散体和反射材料的参考位置。

值得说明的是，本发明实施例所述的提升室内语言清晰度的系统10的工作过程请参考上述实施例所述的提升室内语言清晰度的方法的工作过程，在此不再赘述。

与现有技术相比，本发明实施例公开的提升室内语言清晰度的系统，有针对性地筛选语言清晰度薄弱位置，以清晰度薄弱位置为参考位置布置扩散体以及反射材料，以及根据混响时间计算吸声增量，从而根据吸声增量选择对应的吸声材料，并在室内的第一预设位置处布置吸声材料，通过增强语言清晰度薄弱位置的有用声能以及有用早期反射声，能有效提升室内的语言清晰度。本发明实施例公开的提升室内语言清晰度的系统比在教室中尽可能布置多的吸声材料等方法来说更具经济性，减少了不必要的成本，由于利用了反射声中的有用早期反射声以及有用声能，用吸声材料降低混响声能，用反射材料提高有用声能和有用早期反射声，相对于直接安装扩声系统的方法，弥补了一些缺点，如过多布置吸声材料降低了教师语言总声压级导致音量过小引发的教师发音疲惫问题，以及扩声系统未能解决的声能比问题。相比于现有技术，本发明更具针对性，对语言清晰度薄弱位置的语言清晰度提升幅度大。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种提升室内语言清晰度的方法，其特征在于，包括：

获取室内建筑的几何尺寸，根据所述几何尺寸建立室内仿真模型；

在所述室内仿真模型中选择若干个参数评价点，根据预设的清晰度评价参数计算策略在所述参数评价点中选取若干个清晰度薄弱点；其中，所述清晰度薄弱点用于作为在室内布置扩散体和反射材料的参考位置；

计算所述清晰度薄弱点在所选倍频程频带的平均混响时间；

根据预设的所述倍频程频带的目标混响时间和所述平均混响时间计算所述倍频程频带对应的吸声增量；

根据所述吸声增量选择吸声材料；其中，所述吸声材料用于布置在室内的第一预设位置处；

所述根据预设的清晰度评价参数计算策略在所述参数评价点中选取若干个清晰度薄弱点，包括：

计算所述参数评价点的脉冲响应；

根据所述脉冲响应计算每一所述参数评价点在所选倍频程频带下的初始评价参数；

计算每一所述参数评价点的初始评价参数均值作为所述参数评价点的清晰度评价参数；

获取所述清晰度评价参数最小的若干个参数评价点为清晰度薄弱点。

2.如权利要求1所述的提升室内语言清晰度的方法，其特征在于，当在室内布置完所述扩散体、反射材料和吸声材料后，所述方法还包括：

根据预设的清晰度评价参数计算策略在所述参数评价点中选取若干个清晰度薄弱点；

判断当前清晰度薄弱点与上一次计算得到的清晰度薄弱点是否相同；

若是，则以当前清晰度薄弱点作为在室内布置反射材料的参考位置；若否，则以当前清晰度薄弱点作为在室内布置扩散体和反射材料的参考位置。

3.如权利要求1所述的提升室内语言清晰度的方法，其特征在于，当在室内布置完所述扩散体、反射材料和吸声材料后，所述方法还包括：

获取在所述清晰度薄弱点处的背景噪声级；

当在室内预设的声源位置处发出声音时，获取在所述清晰度薄弱点处的声压级；

根据所述背景噪声级和所述声压级计算信噪比；

当所述声压级小于预设的第一阈值或所述信噪比小于预设的第二阈值时，判定需要在所述室内的第二预设位置处安装扩声设备。

4.如权利要求1所述的提升室内语言清晰度的方法，其特征在于，所述室内建筑为设有座位的建筑物，则，所述在所述室内仿真模型中选择若干个参数评价点，包括：

在所述室内仿真模型中的座位中均匀选择若干个参数评价点。

5.如权利要求1所述的提升室内语言清晰度的方法，其特征在于，所述吸声材料包括中低频吸声材料和中高频吸声材料，所述第一预设位置包括所述室内建筑的后墙、所述室内建筑的天花板与侧墙的夹角处、前墙与侧墙的交界处；其中，所述中低频吸声材料用于布置于所述室内建筑的后墙，所述中高频吸声材料用于布置在所述室内建筑的天花板与侧墙的夹角处、前墙与侧墙的交界处。

6.如权利要求1所述的提升室内语言清晰度的方法，其特征在于，所述反射材料布置在所述清晰度薄弱点对应的天花板位置；其中，所述反射材料按照预设的反射材料布置策略进行布置。

7.如权利要求6所述的提升室内语言清晰度的方法，其特征在于，所述反射材料布置策略包括：

计算室内预设的声源位置处至听者位置处的直达声路径；

计算所述声源位置处与所述反射材料的第一反射声路径；

计算所述听者位置处与所述反射材料的第二反射声路径；

根据所述直达声路径、所述第一反射声路径和所述第二反射声路径计算所述第二反射声路径与所述直达声路径的夹角以及反射声延迟时间；

调整所述反射材料与所述天花板的水平面之间的倾斜度，直至所述夹角小于或等于预设的夹角阈值以及所述反射声延迟时间小于或等于预设的延迟时间阈值。

8.一种提升室内语言清晰度的系统，其特征在于，包括：

仿真模型建立模块，用于获取室内建筑的几何尺寸，根据所述几何尺寸建立室内仿真模型；

清晰度薄弱点获取模块，用于在所述室内仿真模型中选择若干个参数评价点，根据预设的清晰度评价参数计算策略在所述参数评价点中选取若干个清晰度薄弱点；其中，所述清晰度薄弱点用于作为在室内布置扩散体和反射材料的参考位置；

平均混响时间计算模块，用于计算所述清晰度薄弱点在所选的倍频程频带的平均混响时间；

吸声增量计算模块，用于根据预设的所述倍频程频带的目标混响时间和所述平均混响时间计算所述倍频程频带对应的吸声增量；

吸声材料获取模块，用于根据所述吸声增量选择吸声材料；其中，所述吸声材料用于布置在室内的第一预设位置处。

9.如权利要求8所述的提升室内语言清晰度的系统，其特征在于，当在室内布置完所述扩散体、反射材料和吸声材料后，所述系统还包括：

背景噪声级测量获取模块，用于获取在所述清晰度薄弱点处的背景噪声级；

声压级获取模块，用于当在室内预设的声源位置处发出声音时，获取在所述清晰度薄弱点处的声压级；

信噪比计算模块，根据所述背景噪声级和所述声压级计算信噪比；

比较模块，用于当所述声压级小于预设的第一阈值或所述信噪比小于预设的第二阈值时，判定需要在所述室内的第二预设位置处安装扩声设备。

Images