MISURAZIONE E CALCOLO DELLO STI
I luoghi in cui risulta più importante l’applicazione di questo tipo di analisi sono teatri, chiese, auditorium, ed in genere tutti i luoghi in cui è necessario una buona intellegibilità dei messaggi di allarme (impianti EVAC).
L’indice di trasmissione del parlato STI (Speech Transmission Index) si è dimostrato, sin dal primo momento della sua utilizzazione – all’incirca nel 1971– un valido strumento per la definizione oggettiva dell’intelligibilità del parlato in ambienti per i quali tale tipo di fruizione è di interesse.
L’indice STI ha lo scopo di quantificare in modo oggettivo l’intelligibilità del parlato in una specifica posizione di un ambiente, quando il “parlato” viene prodotto attraverso un segnale normalizzato in un’altra specifica posizione dell’ambiente stesso.
Il metodo STI risulta particolarmente utile per valutare gli effetti di modifiche introdotte nell’ambiente (presenza di persone, modifiche geometriche, presenza di materiali per la correzione acustica).
Inoltre, il metodo dimostra una sua utilità anche nella previsione della qualità dell’intelligibilità del parlato quando si confrontano ambienti diversi o un canale di comunicazione.
Il segnale utilizzato in questo tipo di misurazione è un segnale particolare, che cerca di riprodurre le caratteristiche di ampiezza e modulazione tipiche della voce umana: viene scelto un segnale di frequenza f1 (portante), che assume ampiezza variabile nel tempo, secondo una legge imposta da un segnale di frequenza più bassa f2 (modulante).
Vediamo ora come lo si può creare.
Per la misurazione di Sti, la portante è considerata come rumore rosa (filtrato in banda di ottava che preferisco). Per ricreare la voce umana considero quindi una variazione di ampiezza, effetto dato tramite la moltiplicazione per la funzione modulante, generalmente una sinusoidale, di pochi hertz, che fa variare il valore risultante della portante tra 0 ed 1.
Questo passaggio vuole ricreare il movimento effettuato normalmente dalla nostra bocca (bocca chiusa= 0 Hz, bocca aperta= valore massimo di 10 Hz) durante l’atto di parlare.
Il segnale risultante sarà quindi contraddistinto dalla frequenza della portante (f) e dalla frequenza di modulazione (F).
Nel metodo STI classico la portante è rappresentata da un segnale stazionario gaussiano suddiviso in sette bande di ottava di ampiezza pari a ½ banda di ottava nella gamma 125 Hz – 8 kHz, mentre ciascuna banda viene modulata in ampiezza con una frequenza variabile da 0,63 a 12,5 Hz, con un passo di 1/3 di ottava (in tutto 14 frequenze di modulazione).
Dunque si tratta di un segnale complesso costituito da un insieme di 98 combinazioni (14 frequenze di modulazione x 7 bande di frequenza), che devono essere riprodotte da un altoparlante delle dimensioni di una bocca umana, che funge da “speaker”. Poiché il segnale all’origine è noto, si può determinare l’intelligibilità del parlato in una postazione dell’ambiente in studio confrontando il grado di modulazione e il livello di ciascuna combinazione con i gli stessi parametri all’origine dell’emissione: in sostanza, il metodo associa le caratteristiche dell’ambiente con la funzione di trasferimento determinata dal confronto fra l’input (il segnale modulato con cui si alimenta l’altoparlante) e l’output (il segnale microfonico nella postazione in cui occorre determinare lo STI): il segnale microfonico viene infatti modificato dalle caratteristiche emissive della catena di amplificazione e diffusione sonora e dalle caratteristiche acustiche dell’ambiente (tempo di riverberazione, rumore di fondo o meglio rapporto segnale/rumore
Tipica schermata di acquisizione dei valori dello STI di un fonometro Bedrock
Si ricorda che per una corretta misurazione, in riferimento anche alle norme, è necessario;
- calibrare il microfono
- registrare il rumore di fondo
- calcolare l’intellegibilità del parlato usando un livello di pressione sonora di 60 dB (A) ad una distanza di almeno 1 m.
Inoltre, il suono deve essere emesso da una bocca artificiale, che può essere il mouth simulator o un altoparlante apposito (in figura è mostrato un prodotto Bedrock). Questo elemento è un altoparlante inserito all’interno di un manichino; particolare attenzione è stata data alla conformazione della bocca artificiale, che rappresenta un buon modello di direttività, variabile rispetto alle frequenza, e di spettro di emissione della voce umana sia maschile che femminile (esistono normative precise che indicano le curve di direttività a cui deve essere conforme)
In questo video è possibile vedere come si può misurare lo STI con un fonometro