Grundlagen
Die Sprachverständlichkeit an einem Punkt im Raum (Empfangsort) wird zum einen von Parametern des Übertragungssystems (also Raum und ggf. Lautsprecheranlage+Mikrofon), wie z.B. Raumakustik, Schallpegel des Testsignals, Frequenzgang oder z.B. Verzerrungen bestimmt. Einen ganz zentralen Einfluss hat jedoch der Hintergrundlärm. Es ist offensichtlich das eine optimale Akustik von dem Geräusch eines Kompressor drastisch verschlechtert wird. Eine Sprachverständigung ist kaum möglich. Ein menschlicher Sprecher würde unbewusst seine Sprache anheben bis hin zum Schreien. Bei einer Lautsprecheranlage (ELA)könnt e man den Pegel erhöhen. In einem gewissen Rahmen kann dadurch eine gewisse Sprachverständlichkeit wieder erreicht werden. Aber, schreien strengt an und nicht jede ELA hat ausreichend Pegelreserven. Ab einem gewissen Pegel ist aber unser Ohr begrenzend, d.h. wir können die Sprachverständlichkeit durch höhere Pegel nicht mehr verbessern.
Es ist daher nicht ausreichend die Sprachverständlichkeit z.B. eines Evakuierungssystems (ENS) in einem leeren Kaufhaus zu messen. Die Sprachverständlichkeit eines solchen Systems muss jedoch gerade bei dem Lärm einer Notfallsituation verstanden werden.
Signal-zu Rauschabstand
Der Signal-zu Rauschabstand (SNR) hat einen wichtigen Einfluss auf die Sprachverständlichkeit. Der SNR berechnet sich aus dem Pegeldifferenz des Nutzsignal und des Störsignals. Die Pegeldifferenz wird in dB angegeben. Der SNR sollte für STI-Messungen in Oktav-Bändern bestimmt werden. Je schlechter das SNR, desto schlechter ist auch die Sprachverständlichkeit. Das SNR liegt für STI-Messungen in einem relevanten Bereich von –15dB bis +15dB. Das bedeutet auch, wenn der SNR bereits bei +15dB liegt, kann die Sprachverständlichkeit durch Pegelerhöhung nicht mehr verbessert werden.
Pegelabhängigkeit der Sprachverständlichkeit
Die Sprachverständlichkeit hängt auch vom absoluten Pegel des Sprachsignals ab. Bei sehr niedrigen Pegeln überwiegt das Rauschen und die Sprachverständlichkeit ist schlecht. Das menschliche Ohr ist sehr leistungsfähig, da der Pegel des Sprachsignal sogar unterhalb des Störsignals liegen darf.
Nimmt der Signal-Pegel zu, verbessert sich der Störabstand und auch die Sprachverständlichkeit. Ab einer bestimmten Lautstärke nimmt die Sprachverständlichkeit durch Maskierungseffekte wieder ab. Dieser Effekt wird durch die STI-Methode simuliert. Hohe Pegel führen daher zu einer Abwertung der Sprachverständlichkeit. Aus diesem Grund müssen STI-Messungen auch kalibriert durchgeführt werden, um den absoluten Schallpegel zu erfassen.
Wie laut darf der Hintergrundlärm sein?
In diesem Bereich wurden viele Hörversuche durchgeführt, die letztlich in das Modell der DIN60268-16 führten. Relevant sind die 7 Oktavbänder von 125Hz bis 8000Hz. In jedem Oktavband ist der Signal-zu Rauschabstand (SNR) entscheidend. Der Pegel der Hintergrundlärms muss in Bezug gesetzt werden zu dem typischen Pegel der Sprache.
In dem Modell der DIN DIN60268-16 wird der Signal-zu Rauschabstand in den 7 Oktavbändern benötigt.
Der relevante Bereich für den Signal-zu Rauschabstand liegt zwischen -15dB und +15dB.
Liegt der Pegel der Sprache 15dB unterhalb des Störpegel, so ist eine Sprachverständlichkeit nicht mehr möglich (STI=0).
Haben der Pegel der Sprache und der Hintergrundlärm den gleichen Pegel, so ist die Sprachverständlichkeit STI=0.5.
Ist der Hintergrundlärm so gering, dass der Pegel der Sprache in allen Oktavbändern 15dB oberhalb des Hintergrundlärms liegt, so führt der Hintergrundlärm zu keiner Abwertung mehr. Das bedeutet, wir können die Sprachverständlichkeit nicht mehr verbessern, indem wir den Störpegel weiter verringern.
Wie wird eine praktische STIPA-Messung durchgeführt mit Berücksichtigung des Hintergrundlärms?
Es ist in den meisten Fällen leider nicht praktikabel eine Messung der Sprachverständlichkeit während des normalen Publikumsverkehrs durchzuführen, da dies zu einer erheblichen Belästigung führt. Desweiteren kann das Hintergrundgeräusch die STI-Berechnung stark verfälschen, insbesondere wenn tonale oder impulsive Komponenten enthalten sind.
Daher ist es sinnvoll, die Messung ohne Publikum durchzuführen und den zu erwartenden Hintergrundlärm durch einen Korrekturfaktor pro Oktavband getrennt zu berücksichtigen.
Grundregel
Bei jeder Messung sollte als erstes der Hintergrundlärm in Oktavbändern vermessen oder abgeschätzt werden. Im zweiten Schritt sollte der Sprachpegel vermessen oder abgeschätzt werden. Die Differenz dieser Oktavpegel bildet den Signal-zu Rauschabstand. Dieser sollte dokumentiert werden. Ist dieser größer als 15dB, so kann der Hintergrundlärm unberücksichtigt bleiben. Ist der jedoch kleiner als -15dB, so kann man sich die STIPA-Messung zunächst sparen, denn der Wert wird 0 (unverständlich) sein. In solchen Fällen muss man sich erst um den Signal-zu Rauschabstand kümmern.
- Messung des Hintergrundlärms im normalen Betrieb
- Messung des Sprachpegels
- Durch Differenzbildung der 7 Pegel in Oktavbändern erhalten wird den Signal-zu Rauschabstand. Relevant sind -15dB bis +15dB
- STIPA-Messung ohne Hintergrundlärm (leer)
- In der Nachbearbeitung (Post-Processing) wird der Signal-zu Rauschabstand berücksichtigt
