Sección
IV 
Instrumental de Medición de la Inteligibilidad del Habla |
| Los tests estadísticos que utilizan oradores y oyentes entrenados
son los métodos más precisos y confiables para evaluar la
inteligibilidad. Desdichadamente, éstos son complicados de implementar
y requieren bastante tiempo para su realización y un análisis
estadístico extenso para su interpretación.
Por lo tanto, los consultores en audio y en acústica han luchado intensamente por crear tests automatizados que puedan rápida y fácilmente proveer valores de medición significativos para los sistemas de comunicación. En los pasados cincuenta años han surgido algunos métodos que podemos dividir básicamente en dos categorías: análisis del campo reverberante, y mediciones basadas en la relación señal a ruido. Análisis de la Reverberación Desde el período Clásico, los arquitectos han reconocido que el eco y la reverberación obstaculizan la inteligibilidad. Uno de los resultados de esta comprensión fue el desarrollo del Anfiteatro Griego, un modelo arquitectónico que perdura hasta nuestros días. Los ingenieros y consultores actuales disponen hoy de diferentes métodos para evaluar la reverberación en ambientes cerrados. Los más comúnmente utilizados son:
Métodos basados en la Relación Señal a Ruido Con el advenimiento de los sistemas de comunicación electrónicos y sus complejos problemas potenciales, ingenieros y consultores reconocieron la necesidad de instrumental basado en diferentes metodologías de evaluación. Comenzando en 1940 con la investigación sobre telefonía en los Laboratorios Bell, fueron desarrollados varios tests basados en instrumental. Cada uno de ellos se basa en la Relación Señal a Ruido de una u otra manera. Estos son:
El test SII (propuesto como estándar ANSI S 3.5-1997) es el más robusto de los instrumentales de medición de la inteligibilidad, pero requiere equipamiento sofisticado y los cálculos que demanda son altamente complejos. Afortunadamente, la potencia de las actuales computadoras de que se dispone actualmente a un costo razonable, permitirá que en un futuro cercano sea accesible instrumental de medición del SII. Limitaciones del Instrumental de Medición No obstante su relativa conveniencia, todas las mediciones basadas en instrumental tienen sus limitaciones inherentes. Cada método basado en aparatos de medición requiere que su operador tenga significativa experiencia y habilidad analítica para que los resultados sean precisos y útiles. Puede llegar a ser muy difícil identificar mediciones erróneas o imprecisas y sus causas. Más significativo es el hecho de que algunos ajustes que podamos realizar en el sistema de sonido, que efectivamente mejoren la inteligibilidad, pueden no afectar los valores de medición obtenidos. Análogamente, algunos ajustes que mejoren los valores no necesariamente mejorarán la inteligibilidad. Paralelamente a estos factores, cada método de evaluación tiene sus limitaciones particulares que deben ser sopesadas durante el desarrollo del test y durante la interpretación de los resultados. Porcentaje de Pérdida de Articulación de Consonantes. Esta medición de inteligibilidad está estrechamente asociada con el analizador TEF (Tiempo-Energía-Frecuencia) Se calcula a partir de mediciones de la Relación de sonido directo a reverberante y del Tiempo de caída temprano utilizando un conjunto de correlaciones definido por SynAudCon. Se especifica como un valor porcentual. Ya que %ALcons expresa la pérdida de definición de consonantes, valores pequeños están asociados con una buena inteligibilidad. Se asume que el máximo valor aceptable para aplicaciones de mensajes de voz es del 10%, considerando que el ambiente está relativamente libre de ruido enmascarante. Para ambientes de estudio y aprendizaje, así como también en sistemas de voceo, el valor deseable debe ser igual o menor al 5 %. El método % ALcons es ampliamente utilizado por consultores en acústica (particularmente en los Estados Unidos), pero tiene algunos inconvenientes considerables. Principalmente, está basado en mediciones sobre una sola banda de 1/3 de octava, centrada en 2 Khz; todas las otras frecuencias son ignoradas, por lo tanto, la respuesta de frecuencia del sistema debe ser verificada de alguna otra manera para que los valores del test % ALcons sean representativos. Por otra parte, el método no contempla algunos factores que afectan dramáticamente la inteligibilidad, incluyendo la relación señal a ruido, el espectro de ruido de fondo, la distorsión, las reflexiones tardías y los ecos, la respuesta de frecuencia del sistema, la compresión, el alineamiento de fase, la ecualización y la potencia acústica. Las mediciones de % ALcons en sistemas de sonido proporcionan, por lo tanto valores demasiado optimistas. Sin embargo, en casos en donde la reverberación o fuertes reflexiones tardías son un problema considerable, pueden ser en ocasiones más útiles y precisas que el test RASTI. Relación de Sonido Directo a Reverberante Es la relación entre las intensidades del sonido directo y de la reverberación. Hay varias mediciones para esta cantidad. C50, una de las más populares, expresa la claridad del habla como la proporción entre la energía de los primeros 50 milisegundos de sonido directo y la energía total de la reverberación. Un valor de 0 dB sería el mínimo aceptable y +4 dB o superior el preferido. Una medición similar, C7, es utilizada en Alemania; C35 es también otra versión. Las mediciones son realizadas en una sola banda de frecuencias, generalmente 1 khz. Cada una de estas mediciones puede ser más confiable y repetible que el test %ALcons, que también se ocupa de la relación entre sonido directo y reverberante. Relación de Sonido Útil a Destructivo Es el logaritmo entre la energía de los sonidos que benefician la inteligibilidad y aquellos que son perjudiciales para ella. Se expresa en dB. Podemos denominar "sonidos útiles" a la energía integral de los sonidos del habla que nos llega dentro de los primeros 50 u 80 ms luego del sonido directo. En consecuencia, los sonidos "perjudiciales" son la suma de la energía del habla y del ruido ambiente que nos llega más tardíamente. En la práctica, ambas cantidades pueden ser ponderadas incorporando las porciones apropiadas de la respuesta de impulso de la sala en cuestión. Relación de Energía Sonora Temprana a Tardía Propuesta en 1996 por G. Marshall, esta relación (ELR) es similar al test C50 pero es aplicada al habla e incorpora mediciones en más de una banda de frecuencias. Sin embargo, al igual que otros métodos que contemplan el sonido directo y el reverberante, factores diferentes a la reverberación no son contemplados aquí. Fue uno de los primeros intentos de medir la inteligibilidad de un sistema de comunicación utilizando instrumental. El Indice de Articulación fue desarrollado por los Laboratorios Bell en los años 1940. El test AI se basa en la idea de que la respuesta de un sistema de comunicación puede ser dividida en 20 bandas de frecuencias. Cada una de ellas realiza un aporte independiente a la inteligibilidad el sistema. La contribución total de todas las bandas es la suma de las contribuciones de cada banda individual. El Indice de Articulación también puede ser medido utilizando bandas de una octava o de un tercio de octava. Para cada banda se calcula un valor de la relación señal a ruido. Estos valores individuales son luego combinados para obtener un valor de inteligibilidad. Los valores del AI varían entre 0 (completamente ininteligible) hasta 1 (inteligibilidad perfecta) Los valores son considerados de la siguiente manera, iguales o inferiores a 0.3: insatisfactorios, 0.3 a 0.5: satisfactorios, 0.5 a 0.7: buenos, mayores a 0.7 y hasta 1: muy buenos hasta excelentes Desarrollado a principios de 1970, el Indice de Transmisión del Habla (STI) es un instrumento de medición de la inteligibilidad cuyos valores varían desde 0 (completamente ininteligible) hasta 1 (inteligibilidad perfecta). En el test STI, el habla es modelada por una señal especial cuyas características son similares al habla misma. Basándose en el concepto de que el habla puede ser descrita como una forma de onda fundamental que es modulada por señales de baja frecuencia, el test STI emplea un esquema complejo de modulación de amplitud para generar dicha señal de prueba. En el extremo final donde es recibida la señal que entregó el sistema de comunicación, la profundidad de la modulación de la señal recibida es comparada con la señal original en diversas bandas de frecuencias. Las reducciones en la profundidad de la modulación se asocian a pérdida de inteligibilidad. Es un instrumento de medición de la inteligibilidad de sistemas de sonorización asociado con Brüel & Kjaer, una empresa dedicada a la fabricación de instrumental que fabrica un dispositivo portátil para llevarlo a cabo. RASTI fue desarrollado como una alternativa más simple que el STI (Indice de Rapidez de Transmisión del Habla). En contraste con STI, RASTI mide solamente en dos octavas centradas en 500 hz. y 2 Khz. respectivamente. Utiliza una señal similar a la del habla y, al igual que STI, asocia las reducciones en la profundidad de la modulación con pérdida de inteligibilidad. RASTI ha sido implementado en un instrumento simple y portátil que puede realizar mediciones muy rápidas, ya sea acústicas o de un sistema de sonido instalado. Por esta razón, ha sido adoptado por un número de estándares Europeos y de especificaciones de sistemas civiles. Sin embargo, al ser una versión simplificada del STI, presenta algunos compromisos que obligan a la reevaluación de tales estándares. Por ejemplo, RASTI evalúa solamente dos bandas de frecuencias, asumiendo que la respuesta del sistema realmente se extiende de manera razonablemente plana desde aproximadamente 100 Hz o aún más abajo, hasta 8 Khz o más arriba. Mientras que esto debería ser lo que se esperaría en un sistema bien diseñado para un auditorio, muchos sistemas destinados a la reproducción de mensajes están lejos de alcanzar este desempeño. En estos casos, RASTI casi invariablemente proporciona una descripción demasiado optimista. (De hecho, un sistema que reprodujera solamente las dos bandas evaluadas, recibiría una valuación perfecta). Por otra parte, como trata con la profundidad de la modulación, cualquier compresión o limitación en el sistema podría causar un valor artificialmente inferior de RASTI, aún cuando estos procesos en realidad podrían en realidad mejorar la inteligibilidad. RASTI tampoco considera la distorsión y la amplitud no-lineal ni la fase del sistema. Derivado del STI, y en esencia idéntico a éste, SII es el método de medición de la inteligibilidad basado en instrumental que actualmente se propone como proyecto preliminar para el estándar ANSI S3.5-1997. En este estándar, cuatro procedimientos de medición son permitidos. Cada uno de ellos utiliza una cantidad de bandas y un ancho de las mismas diferente. En orden descendiente de precisión, ellos son:
SII es un método altamente calificado de evaluación el cual, bajo las condiciones adecuadas, muestra una buena correlación con los tests estadísticos. Contempla un amplio espectro de frecuencias (150 Hz a 8.5 Khz) y, especialmente en el procedimiento de la bandas críticas, mucho mayor resolución que cualquier otro método. SII incluye apropiadamente la reverberación, el ruido y la distorsión. Cada uno de estos factores es considerado en la función de transferencia de la modulación. Operadores experimentados pueden ir más allá de la simple generación de un único valor al diagnosticar la fuente que causa la pérdida de inteligibilidad. Sin embargo, bajo ciertas condiciones, SII puede proveer resultados engañosos. Particularmente las reflexiones tardías y los ecos pueden distorsionar significativamente las mediciones. Al igual que RASTI, SII es susceptible de entregar valores artificialmente bajos si se aplica compresión o limitación al sistema. Además, como aún el procedimiento de las bandas críticas ignora las frecuencias inferiores a 100 hz. puede muy bien dejar de lado significantes fuentes enmascarantes de bajas frecuencias. Finalmente, SII no contempla la fase no-lineal. Aún así, cuando es correctamente utilizado por un operador entrenado, sigue siendo uno de los métodos de medición más preciso y confiable basado en instrumental.
y esperamos poder crear a partir de ello un foro de discusión. |
| u |
