Дополнительные материалы к данному разделу Вы можете скачать здесь.
Семь несложных виртуальных приборов (ВП), созданных в программной среде LabVIEW, предлагаются вашему вниманию в конце этой работы. Как правило, каждый виртуальный прибор представляет собой измерительный комплекс [16, 17].
Загрузите программу LabVIEW, либо установите приложения, необходимые для работы виртуальных приборов с операционной системой Windows: Installer и RunTimeEngine7-0 или выше.
Откройте файл . Определите на лицевой панели виртуального прибора поле элементов, относящихся к функциональному генератору и поле элементов, относящихся к осциллографу. Проверьте взаимное соответствие заданных на генераторе и полученных на осциллографе параметров сигнала. Зафиксируйте эти действия в отчете, в виде двух столбиков: слева - задано (форма, амплитуда и частота, установленные на генераторе); справа - получено (форма, амплитуда и частота, полученные на осциллографе).
Откройте файл . Заполните таблицу данных, кроме последней строки.
| Амплитуда сигнала ( $$U_A$$ ) | Форма сигнала | Значение напряжения на аналоговом вольтметре ( $$U_V$$ ) | Значение напряжения на цифровом вольтметре ( $$U_V$$ ) |
|---|---|---|---|
| 1 В | Синусоидальный | ||
| Треугольный | |||
| Пилообразный | |||
| Прямоугольный | |||
| Синусоидальный | 220 В |
Прокомментируйте различие измеренных значений напряжений для сигналов одинаковой амплитуды, но разной формы.
Какие формы сигналов соответствуют следующим функциональным зависимостям?
$$U_V=U_A,\\U_V=U_A/\sqrt 2,\\U_V=U_A/\sqrt 3.$$Подтвердите свои выводы соответствующими вычислениями и зафиксируйте эти действия в отчете.
Заполните последнюю строку таблицы. Объясните причину возникновения погрешности моделирования.
Откройте файл . При необходимости синхронизации изображения, щелкните тумблер "reset signal". Выбирайте спектр сигнала, переключая поле "formula selection". Прокомментируйте изменение формы сигнала в зависимости от числа гармонических составляющих (гармоник) в спектре сигнала, задаваемых формулой. Обратите внимание, что уже при двух гармониках, определенным образом подобранных по амплитуде и частоте, сигнал начинает приобретать прямоугольную форму. Можете поэкспериментировать с формой сигнала, набирая формулу в окне "user formula".
Откройте файл 4_Signal Generation and Processing.vi (Генерирование и обработка сигнала). Комплекс приборов, представленных на лицевой панели виртуального средства измерений, можно разделить на два блока. Слева - два задающих генератора ( Input signal 1 и Input signal 2 ). Справа (сверху вниз) два осциллографа и анализатор спектра.
Этим комплексом приборов выполним моделирование измерительных процессов. Проследим трансформацию сигнала в процессе измерения его параметров. При этом будем рассматривать сигнал, влияющую физическую величину внешнюю (помеха) и внутреннюю (полоса пропускания средства измерения).
Пусть Input signal 1 имитирует сигнал, Input signal 2 имитирует помеху; первый осциллограф показывает состояние сигнала и помехи на входе средства измерения; второй осциллограф показывает их состояние на выходе средства измерения; анализатор спектра показывает полосу пропускания средства измерения (вертикальная красная линия) и спектры сигнала и помехи. Спектральные составляющие (гармоники), расположенные левее вертикальной красной линии, находятся в полосе пропускания средства измерения и оказывают влияние на результат измерения. Гармоники, расположенные справа, находятся вне полосы пропускания средства измерения (отфильтровываются), их влияние на результат измерения оказывается незначительным.
Анализируя картину на втором осциллографе, приходим к выводу, что результаты измерений могут быть недостоверны, т.к. вместе с сигналом мы измеряем помеху. Попробуем разнести сигнал и помеху по частоте и по форме, выбрать полосу пропускания средства измерения, чтобы выполнить
Частоту сигнала выберем 50 Гц, частоту помехи выберем 200 Гц. Форму сигнала выберем синусоидальной, форму помехи - прямоугольной. Плавно перемещая мышью красную линию анализатора спектра, установим ее между единственной гармоникой сигнала и первой гармоникой помехи. Анализируя картину на втором осциллографе, приходим к выводу, что результаты измерений достоверны, т.к. помеха исчезла (осциллограмма помехи выродилась в прямую), а сигнал остался без искажений.
Какой сигнал легче измерить без искажений, синусоидальный или прямоугольный? Попробуйте выполнить моделирование для прямоугольного сигнала. Попробуйте оставить от прямоугольного сигнала две гармоники, похожа ли картина такого сигнала на сигнал, синтезированный по формуле в виртуальном приборе 3_Formula Waveform example.vi? Прокомментируйте изменение спектра в зависимости от изменения частоты и формы сигналов.
В левой нижней части лицевой панели расположено окно выбора фильтра. Тип фильтра определяет степень подавления вне полосы пропускания и степень искажения в полосе пропускания. Допустим, что моделируемое средство измерения - вольтметр. Будет ли меняться значение напряжения, считываемого с вольтметра, если амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) вольтметра будет принимать разные формы (в данном примере изменение АЧХ эквивалентно выбору фильтра). Объясните причину возникновения основной и дополнительной инструментальной погрешности.
Откройте файл 5_Get Waveform Time Array example.vi (Пример формы волны за период времени). Меняя значения частоты и амплитуды, наблюдайте на экране изменение формы сигнала. Можно ли назвать полученные изображения фигурами Лиссажу? Как измерять параметры такого сигнала?
Откройте файл . При помощи этого виртуального прибора можно моделировать влияние на результат измерения внешних факторов (регулятором уровня помехи, "Additive Noise" ) и внутренних факторов (выбором порядка фильтра, "Filter Order" ). На осциллографе, расположенном в правой части лицевой панели, красным цветом изображен измеряемый сигнал, а зеленым цветом - тот же сигнал, но искаженный помехами. Необходимо добиться максимального совпадения этих сигналов и, исходя из полученного опыта, сформулировать требования для высокоточных измерений.
В чем, на ваш взгляд, состоит особенность
Откройте файл 7_Function Generator example (Пример функционального генератора). Назовите тип волны в электрическом сигнале: продольная или поперечная. В чем их отличие? Имеет ли значение учет типа волны при определении основных характеристик сигнала: частота, амплитуда, фаза?
Дополнительные материалы к данному разделу Вы можете скачать здесь.
Цель работы - научиться выполнять измерения параметров качества экспертным методом и таким образом получить опыт практической работы в одном из наиболее динамично развивающихся разделов метрологии - квалиметрии, а также получить навыки работы со стандартами.
Количественная оценка качества. Качество продукции, совокупность свойств продукции, обусловливающих ее способность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением. Количественная оценка качества продукции - определение численных значений показателей качества продукции.
Свойства, составляющие качество продукции, характеризуются непрерывными или дискретными величинами - показателями качества, количественные характеристики которых - параметры качества.
Показатель качества продукции, характеризующий одно ее свойство, называется единичным, два и более свойств - комплексным. Интегральный показатель качества продукции - комплексный показатель качества продукции, отражающий соотношение суммарного полезного эффекта от эксплуатации или потребления продукции и суммарных затрат на ее создание и эксплуатацию или потребление. Относительная характеристика качества продукции, основанная на сравнении ее с соответствующей совокупностью базовых показателей, называется уровнем качества продукции.
Квалиметрия (от лат. qualis - какой по качеству и ...метрия), раздел метрологии, объединяющий методы количественной оценки качества продукции. Основные задачи квалиметрии: обоснование номенклатуры показателей качества, разработка методов измерения параметров качества [15 ].
Чтобы уверенно пользоваться инструментами квалиметрии, целесообразно сопоставить хорошо известные этапы технических измерений и квалиметрии. Такое сопоставление показано на диаграмме рис 5.1.
(рис 5.1) Сопоставление этапов технических измерений и квалиметрииНа диаграмме рис 5.1 показано, что понятиям "физические величины" и "значения физических величин" в технических измерениях аналогичны понятия "показатели качества" и "параметры качества" в квалиметрии. Аналогия становится особенно очевидной, когда в квалиметрии удается реализовать инструментальные методы измерений.
Инструментальный метод основывается на использовании технических средств измерений. Этим методом определяется, например, масса продукции, габаритные размеры изделия, время наработки на отказ и т.п. Измерения могут выполняться по любой измерительной шкале (см. прил. 5.1), но чаще других используется
Экспертный метод измерения показателей качества применяется тогда, когда использование технических средств измерений невозможно, сложно или экономически неоправданно. Очень часто к нему прибегают, например, при определении эргономических и эстетических показателей. Экспертами используются все измерительные шкалы, но чаще других - шкалы порядка и интервалов [20, 21]. К экспертным методам относятся органолептический, социологический. Экспертные методы измерения показателей качества часто дополняются комбинаторным методом, а также методом Дельфы.
В органолептическом методе измерений в качестве первичных измерительных преобразователей используются органы чувств экспертов - зрения, слуха, обоняния, осязания и вкуса, а также чувство гравитации. Широкое распространение органолептический метод получил в медицине, пищевой и парфюмерной промышленности.
Социологический метод измерения показателей качества строится на массовых опросах населения или отдельных его социальных групп, члены которых тем самым выступают в качестве экспертов. Опрос может проводиться путем анкетирования, интервьюирования, голосования и т.п. Этот метод требует научно обоснованных систем сбора и обработки информации, предполагающих широкое применение средств автоматики и вычислительной техники. Социологический метод используется для определения значений показателей
Комбинаторный метод измерений сочетает инструментальное и органолептическое измерение качества продукции. Метод Дельфы содержит алгоритм действий, позволяющий достигать при экспертных измерениях заданных уровней точности и достоверности результатов.
Непосредственно с помощью измерений определяются обычно параметры единичных показателей качества. Патентно-правовые и экономические показатели, показатели однородности продукции, стандартизации и унификации получают расчетным путем. Посредством расчетов находят также значения комплексных показателей, как правило, путем взвешенного суммирования, хотя определение весовых коэффициентов при этом производится обычно экспертным или инструментальным методом. Во всех случаях нужно помнить, что результаты измерений являются случайными значениями параметров качества и математические действия над ними должны выполняться по правилам математической статистики.
Особое место в обеспечении качества продукции принадлежит стандартизации. Стандартизация устанавливает оптимальные показатели качества, параметрические ряды продукции, методы контроля и испытаний.
Стандарт ГОСТ Р 51061 - 97 [18] распространяется на системы низкоскоростной передачи речи по цифровым каналам, имеющим выход в телефонную сеть общего пользования, и устанавливает параметры и нормы качества передачи (воспроизведения) речи и методы измерений следующих показателей:
Термины, определения и сокращения. В ГОСТ Р 51061 - 97 применяются следующие термины с соответствующими определениями.
| Низкоскоростные кодеки | - устройства преобразования речевых сигналов в цифровой поток двоичных символов, следующих со скоростью менее 16 кбит/с, входящие в состав систем низкоскоростной передачи речи. |
| Разборчивость речи | - относительное количество правильно принятых элементов речи (звуков, слогов, слов, фраз), выраженное в процентах от общего числа переданных элементов. |
| Качество речи | - параметр, характеризующий субъективную оценку звучания речи в испытуемой системе низкоскоростной передачи речи, выраженную в баллах по пятибалльной шкале или в процентах предпочтения при сравнении с эталонным трактом. |
| Эталонный тракт | - тракт, показатели качества речи которого известны и с которым сравнивают оцениваемую систему низкоскоростной передачи речи. |
| Нормальный темп речи | - произношение речи со скоростью, при которой средняя длительность контрольной фразы равна 2,4 с. |
| Ускоренный темп речи | - произношение речи со скоростью, при которой средняя длительность контрольной фразы равна 1,5 - 1,6 с. |
| Выход в сеть ТФОП | - организация взаимодействия между низкоскоростной цифровой системой и сетью ТФОП, при котором становится возможным установление соединения и передачи речевой информации между пользователем низкоскоростной цифровой системы и абонентом ТФОП. |
| Узнаваемость голоса говорящего | - возможность слушателей отождествлять звучание голоса, принимаемого из телефонного тракта, с конкретным лицом, известным слушателю ранее. |
| Смысловая разборчивость | - показатель степени правильного воспроизведения информационного содержания речи. |
| Интегральное качество речи | - показатель, характеризующий общее впечатление слушателя от принимаемой речи. |
| АЧХ | - амплитудно-частотная характеристика. |
| ТФОП | - телефонная сеть общего пользования. |
| ТЧ канал | - канал тональной частоты с полосой пропускания 300 - 3400 Гц. |
Низкоскоростные системы передачи речи. К низкоскоростным системам относят системы передачи речи, в которых речевой сигнал в цифровой форме передается со скоростью от 16 кбит/с и меньше до 0,6 - 0,8 кбит/с вместо стандартной скорости цифрового потока 64 или 32 кбит/с. При этом, в зависимости от метода обработки речевого сигнала и скорости цифрового потока, обеспечивается большой диапазон градаций разборчивости и качества переданной речи.
Все методы низкоскоростной передачи речи основаны на параметрическом кодировании, т. е. ее представлении не речевым колебанием, а набором медленно изменяющихся параметров, определяющих понятность речи и в ряде случаев узнаваемость говорящего, требующих для своей передачи меньшей скорости цифрового потока.
При представлении речи параметрическими методами из речевого сигнала исключается часть имеющейся в нем избыточности, но одновременно происходит и изменение его структуры, приводящее к изменению характера звучания переданной речи. Это изменение обычно тем сильнее, чем меньше скорость передающего речь цифрового потока. При скорости менее 2 кбит/с речь, как правило, имеет механическое, "роботоподобное" звучание.
Основным элементом систем низкоскоростной передачи речи являются низкоскоростные кодеки, преобразующие речевой сигнал в низкоскоростные цифровые потоки, передаваемые по цифровым каналам связи.
В ГОСТ Р 51061 - 97 для упрощения записи во всех случаях вместо термина "система низкоскоростной передачи речи" используется термин "низкоскоростной кодек" или "кодек".
ГОСТ Р 51061 - 97 позволяет оценить пригодность низкоскоростных систем передачи речи для выхода в телефонную сеть общего пользования только по критерию качества звучания передаваемой речи.
Другие параметры речевого сигнала (например, его задержка), также являющиеся определяющими при выходе данной системы в ТФОП, установлены соответствующими нормативными документами Министерства связи РФ и Рекомендациями МСЭ.
Приборы и оборудование, нормативные документы. При выполнении измерений применяются следующие приборы и оборудование:
В основу работы положен Государственный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р 51061 - 97 "Системы низкоскоростной передачи речи по цифровым каналам. Параметры качества речи и методы измерений". Применение этого стандарта в данной работе основано на следующих допущениях:
В соответствии с этими допущениями произведена адаптация текста стандарта для его применения в учебных целях и рассматриваются два варианта выполнения работы:
Выбор варианта выполнения работы определяется преподавателем, в зависимости от условий проведения эксперимента и от структуры аудитории.
Подготовка к измерениям. Измерения должны проводиться в нормальных климатических условиях согласно ГОСТ 15150. Уровень и форма спектра акустического шума в помещении для испытаний должны быть указаны в технических условиях на испытуемый тракт конкретного типа. При отсутствии указаний, испытания проводят при уровне шума не более 50 дБ (по шкале А ГОСТ 13107).
Измерения проводит бригада операторов (дикторы и аудиторы), не имеющих явных дефектов речи и слуха. Измерения разборчивости речи проводит бригада в возрасте от 18 до 30 лет, в составе которой должно быть не менее трех дикторов (двух мужчин и одной женщины) и трех аудиторов. Состав бригады аудиторов произвольный. Аудиторы могут быть дикторами.
| ВЫПОЛНЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА | |
|---|---|
| Вариант 1 | Вариант 2 |
| Для оценки качества речи в системе низкоскоростной передачи речи по цифровым каналам потребуется оборудование в одном из трех вариантов комплектации: |
Для изучения экспертного В этом варианте оценивается качество речи, переданной по протяженному (около десяти метров) акустическому каналу связи. В качестве эталонного канала применяется короткий акустический канал. |
Получите у преподавателя слоговые таблицы и бланки для измерений слоговой разборчивости речи методом артикуляционных испытаний, а также набор дискет с речевыми тестами и слоговыми артикуляционными таблицами.
Слоговую разборчивость измеряют по методике и таблицам слогов согласно ГОСТ Р 50840 - 95 [19]. Измерения проводит бригада операторов, прошедшая специальное обучение (тренировку), путем прослушивания на головные телефоны слоговых артикуляционных таблиц. Бригаду операторов рекомендуется обучить в два этапа.
На первом этапе обучения операторы знакомятся со структурой речевого материала, осваивают технику его произношения, а также адаптируются к восприятию речи, искаженной в испытуемом тракте или в соответствующих акустических условиях. Чтение слогов осуществляется диктором ровным голосом, четко, но без подчеркивания отдельных звуков, с постоянным уровнем громкости речи, который контролируется шумомером на испытательной фразе "Не видали мы такого невода". Слоги следует читать в следующем ритме: один слог за три секунды. Диктор должен выдерживать постоянный ритм речи на протяжении чтения всей таблицы. Аудитор записывает принятые слоги в бланк, форма которого приведена на рис 5.2. Если аудитор не понял переданного слога, в соответствующей графе бланка ставится прочерк.
(рис 5.2) Форма бланка для измерений слоговой разборчивости речи методом артикуляционных испытанийНа втором этапе тренировки проводится цикл измерений при использовании испытуемого тракта. Цикл измерений включает прием всеми аудиторами от всех дикторов по пять таблиц. Пятерки таблиц должны иметь номера 1 - 5, 6 - 10, 11 - 15 и т.д. Использование при измерении неполной пятерки таблиц не допускается. Для цикла измерений вычисляется среднее значение разборчивости $$S$$ согласно формуле 5.1.
$$S=\frac 1N\sum\limits_{i=1}^N S_i,$$где:
Тренировку считают законченной при достижении бригадой стабильных результатов измерения разборчивости согласно допустимым отклонениям, приведенным в табл. 5.1. Аудиторы, результаты которых имеют отклонение больше допустимых, подлежат замене или исключению из бригады.
| Среднее значение разборчивости, % | Отклонение от среднего значения, % |
|---|---|
| 91 и более | 5 |
| 86 - 90 | 6 |
| 81 - 85 | 7 |
| 71 - 80 | 8 |
| 70 и менее | 9 |
При работе в акустических шумах бригада приступает к измерениям спустя 5 - 10 минут после пребывания в условиях шума. Полученное в результате измерений среднее значение разборчивости речи классифицируется по нормам согласно ГОСТ Р 50840 (табл. 5.2). Так определяется класс качества аппаратуры связи. Для работы в телефонной сети общего пользования допускается использовать кодеки, обеспечивающие класс качества по разборчивости речи не ниже первого.
| Класс качества по разборчивости | Характеристика класса качества | Норма слоговой разборчивости речи для трактов с параметрическим кодированием, % | Норма слоговой разборчивости речи для трактов с кодированием волны речевого сигнала, % |
|---|---|---|---|
| Высший | Понимание передаваемой речи без малейшего напряжения внимания | >93 | >80 |
| I | Понимание передаваемой речи без затруднений | 86 - 93 | 56 - 80 |
| II | Понимание передаваемой речи с некоторым напряжением внимания, без переспросов и повторений | 76 - 85 | 41 - 55 |
| III | Понимание передаваемой речи с некоторым напряжением внимания, редкими переспросами и повторениями | 61 - 75 | 25 - 40 |
| IV | Понимание передаваемой речи с большим напряжением внимания, частыми переспросами и повторениями | 45 - 60 | <25 |
Записи в отчет для вариантов 1 и 2:
Фразовую разборчивость при ускоренном темпе произношения измеряют по таблицам, состоящим из коротких (3 - 4 слова) фраз, в соответствии с ГОСТ Р 50840. Таблицы и бланки измерений слоговой разборчивости речи методом артикуляционных испытаний получить у преподавателя.
Бригада операторов состоит из дикторов (не менее 3 человек - мужчин и женщин) и аудиторов (4 - 5 человек). Тренировка бригады операторов не производится. Диктор читает одну таблицу фраз в нормальном темпе произношения (одна фраза за 2,4 с) и вторую таблицу в ускоренном темпе (одна фраза за 1,5 - 1,6 с). Пауза между фразами должна быть 5 - 6 с. Аудитор прослушивает сначала таблицу, прочитанную диктором в нормальном темпе, затем таблицу, прочитанную тем же диктором в ускоренном темпе.
Цикл измерений состоит из передачи всеми дикторами по 10 таблиц каждым и приема всеми аудиторами всех переданных таблиц.
Фразу считают неправильно принятой, если хотя бы одно слово принято неправильно, пропущено или добавлено. Фразовую разборчивость $$J$$ находят как среднее значение для цикла измерений согласно формуле 5.2.
$$J_{Н,У}=\frac 1N\sum\limits_{i=1}^N j_i,$$где:
Показатель снижения фразовой разборчивости вычисляют согласно 5.3.
$$\Delta=J_У/J_Н$$Этот показатель для кодеков, предназначенных для работы в телефонной сети общего пользования, должен быть не менее 0,98.
Записи в отчет для вариантов 1 и 2:
Качество речи оценивают по контрольным фразам, в соответствии с ГОСТ Р 50840. Получите у преподавателя текст с контрольными фразами, бланки оценки качества речи по методу парных сравнений. Бригада аудиторов должна состоять из 10 - 12 человек. Аудиторами не могут быть специалисты по кодекам речи. Число дикторов должно быть не менее 5 (мужчины и женщины).
Каждую контрольную фразу диктор произносит два раза - один раз через оцениваемый тракт, другой - через эталонный тракт. Порядок чередования трактов - случайный. Контрольные фразы, произносимые диктором, могут быть записаны в персональный компьютер, а затем прослушаны аудиторами в записи. Пауза между фразами 2 - 3 с, пауза между парами фраз 4 - 5 с.
Возможны два варианта оценки качества речи, либо по критерию "лучше - хуже", либо в баллах по пятибалльной шкале. В первом случае при прослушивании аудитор в бланке, образец которого приведен в прил. 5.2, ставит знак "+" в графе 1 или 2 в зависимости от того, какая фраза, по его мнению, звучит лучше. В том случае, если аудитор не может отдать предпочтение какому-либо варианту, он оставляет обе графы незаполненными. При подсчете числа предпочтений в случае незаполненных граф обоим вариантам засчитывается по 0,5.
Результат испытаний оценивают средним числом предпочтений согласно 5.4.
$$P_{1,2}=\frac 1N\sum\limits_{i=1}^N p_i,$$где:
Далее вычисляют разницу чисел предпочтений согласно 5.5.
$$\Delta P=\frac {|P_1-P_2|}{P_1+P_2}\cdot 100\%$$где:
При $$\Delta P\le 15\%$$ тракты считают одинаковыми, т. е. оцениваемый тракт с низкоскоростным кодеком передает речь с тем же качеством, что и стандартный телефонный тракт, и по показателю качества речи, измеренного по методу парных сравнений, пригоден для использования в телефонной сети общего пользования.
При $$15\%<\Delta P\le 75\%$$ полагают, что кодек вносит искажения, заметные только при парных сравнениях испытательных фраз и незаметные при реальном телефонном обмене. Такой кодек по показателю качества речи, измеренного по методу парных сравнений, пригоден для использования в телефонной сети общего пользования.
При $$\Delta P > 75\%$$ критерий "лучше - хуже" неприменим. Полагают, что в передаваемой оцениваемым кодеком речи имеются искажения, хотя и не мешающие ее восприятию, но легко различимые. В этом случае качество речи по методу парных сравнений необходимо оценивать в баллах, согласно табл. 5.3.
При оценке трактов в баллах, аудитор, прослушав одну и ту же фразу, прошедшую через сравниваемые тракты, выставляет в графах 1 и 2 оценки в баллах с точностью до 0,1, соответствующие, по его мнению, качеству того и другого тракта, руководствуясь табл. 5.3 и учитывая, что качество речи, передаваемой через стандартный ТЧ канал, принято оценивать в 4 балла при работе от телефонного аппарата с динамическим микрофоном и при номинальном уровне сигнала.
| Характеристика качества речи | Баллы |
|---|---|
| Естественность звучания речи. Высокая узнаваемость. Полное отсутствие помех и искажений | 4,6-5,0 |
| Естественность звучания речи. Высокая узнаваемость. Отдельные малозаметные искажения или помехи | 4,0-4,5 |
| Естественность звучания речи. Высокая узнаваемость. Слабое постоянное присутствие отдельных видов искажений или помех | 3,5-3,9 |
| Незначительное нарушение естественности и узнаваемости. Заметное присутствие отдельных искажений или помех | 3,0-3,4 |
| Заметное нарушение естественности и ухудшение узнаваемости, присутствие нескольких видов искажений (картавость, гнусавость и др.) или помех | 2,5-2,9 |
| Существенное искажение естественности и ухудшение узнаваемости. Постоянное присутствие искажений типа картавость, гнусавость и др. или помех | 1,7-2,4 |
| Сильные искажения типа картавость, гнусавость и др. Механический голос. Наблюдается потеря естественности и узнаваемости | <1,7 |
При оценке результата измерений в баллах средний балл вычисляют согласно 5.6.
$$X=\frac 1N\sum\limits_{i=1}^N x_i,$$где
К выходу в ТФОП по параметру качества речи, определенного по методу парных сравнений, допускаются кодеки, получившие оценку, отличающуюся от оценки эталонного тракта не более чем на 0,6 балла.
Записи в отчет:
Качество речи оценивают абоненты, ведущие служебные или личные переговоры и давшие согласие на участие в испытаниях. Для испытаний используют телефон, включенный в местную ТФОП, которым пользуется большое число лиц - сотрудников данного учреждения и его посетителей. Телефонные разговоры ведутся на произвольную тему, специальных текстов произносить не требуется.
Во время испытаний при помощи переключателя П телефон абонента 1 подключают к абонентской линии либо непосредственно, либо через оцениваемый кодек. Абонент 1 оценивает качество речи обычного телефонного тракта (канал тональной частоты, ТЧ) для данного соединения, используемого в качестве эталонного тракта, и качество речи составного тракта (канал ТЧ плюс низкоскоростной кодек).
В качестве абонента 2 выступают все корреспонденты абонента 1 - абоненты местной ГТС или выходящие на нее по каналам междугородней связи, вызывающие абонента 1 или отвечающие на его вызов. Оценки производят по обменам, вызванным текущей потребностью абонентов (служебной или частной). Нежелательно производить оценку по переговорам, специально организованным для этой цели. Число контрольных связей должно быть не менее 50.
После каждого разговора абонент 1 выставляет оценки по интегральному качеству речи, по узнаваемости и по смысловой разборчивости для тракта с использованием низкоскоростного кодека и без него в специальный бланк, образец которого приведен в прил. 5.3.
Оценку в баллах ставят только абоненты 1. Оценку производят только в случае разговора с корреспондентом, голос которого знаком. Оценку производят по пятибалльной шкале в соответствии с градациями качества разговора, приведенными в таблицах 5.4 - 5.6.
Форма бланка для оценки интегрального качества речи приведена в прил. 5.3. Бланки для оценки качества речи по узнаваемости и для оценки качества речи по смысловой разборчивости имеют такую же форму.
Ввиду сложности процедуры получения исходных данных для метода абонентской оценки качества речи, получите исходные данные у преподавателя в виде заполненных бланков. Среднюю оценку качества речи для каждого критерия и вида тракта вычисляют согласно формуле 5.7.
$$X=\frac 1N\sum\limits_{i=1}^N x_i,$$где
Если любая из этих трех средних оценок для тракта с кодеком отличается от средней оценки обычного телефонного тракта не более чем на 0,2 балла, считают, что кодек не ухудшает качества телефонной связи и может быть применен в телефонной сети общего пользования. Разница средних оценок более 0,6 является недопустимой для работы кодека в телефонной сети общего пользования. К выходу в телефонную сеть общего пользования не допускаются также кодеки, у которых вычисленные согласно формуле 5.7 средние оценки хотя бы по одному из показателей составили менее 3,4 балла.
| Балл | Оценка качества | Характеристика оцениваемого тракта |
|---|---|---|
| 5 | Отлично | В речи, прошедшей через оцениваемый тракт, незаметны какие-либо дополнительные искажения или помехи по сравнению с речью, прошедшей через эталонный тракт |
| 4 | Хорошо | Отличие речи на выходе оцениваемого тракта от речи на выходе эталонного тракта не воспринимается как ухудшение, а наличие незначительных искажений и помех не создает затруднений при разговоре |
| 3 | Удовлетворительно | В речи на выходе оцениваемого тракта, по сравнению с эталонным, имеются заметные искажения или помехи, несколько затрудняющие ведение разговора и требующие некоторого напряжения внимания |
| 2 | Неудовлетворительно | Искажения и помехи сильные. Ощущается чувство утомления и раздражения. Разговор возможен лишь при сильном напряжении внимания и при условии привыкания к звучанию передаваемой оцениваемым трактом речи |
| 1 | Плохо | Разговор практически невозможен из-за сильных искажений или помех |
| Балл | Оценка качества | Характеристика оцениваемого тракта |
|---|---|---|
| 5 | Отлично | Голос говорящего узнается без затруднения сразу после начала разговора |
| 4 | Хорошо | Голос говорящего узнается без затруднений через некоторое время после начала разговора и при повторных разговорах с данным лицом по оцениваемому тракту. После привыкания к звучанию голоса этого лица по оцениваемому тракту узнавание голоса говорящего не вызывает затруднений |
| 3 | Удовлетворительно | Голос говорящего узнается с трудом, больше по манере говорить, чем по звучанию. Голоса разных лиц различаются с трудом |
| 2 | Неудовлетворительно | Узнаются только голоса лиц с особо характерной манерой говорить. Тембр звучания речи усредненный, не несущий индивидуальных особенностей |
| 1 | Плохо | Узнаваемость отсутствует |
| Балл | Оценка качества | Характеристика оцениваемого тракта |
|---|---|---|
| 5 | Отлично | Понимание содержания речи корреспондента полное, без переспросов (за исключением случаев всплеска шумов в телефонной сети) для любого голоса, в т. ч. для голосов с некоторыми дефектами произношения |
| 4 | Хорошо | Понимание речи полное; возможны переспросы необычных слов, фамилий и терминов |
| 3 | Удовлетворительно | Необходимы переспросы отдельных слов и фраз, но в целом ошибочного восприятия речевой информации не происходит |
| 2 | Неудовлетворительно | Отдельные слова во фразах не понимаются даже после их повторения при переспросе, их приходится объяснять целыми фразами. Разговор приходится вести в замедленном темпе |
| 1 | Плохо | Смысл передаваемой информации понимается с трудом, выпадают целые фразы |
Сопоставьте данные, приведенные в таблицах 5.4 - 5.6. Ответьте на следующие вопросы.
Записи в отчет:
Расположенные в порядке возрастания или убывания размеры измеряемых величин образуют шкалу порядка. Построив людей по росту, можно, пользуясь шкалой порядка, сделать вывод о том, кто выше кого, однако сказать на сколько выше или во сколько раз нельзя.
Для облегчения измерений по шкале порядка некоторые точки на ней можно зафиксировать в качестве опорных ( реперных ). Знания, например, измеряют по реперной шкале порядка, имеющей следующий вид: неудовлетворительно, удовлетворительно, хорошо, отлично. Точкам реперной шкалы могут быть поставлены в соответствие цифры, называемые баллами. Недостатком реперных шкал является неопределенность интервалов между реперными точками. Поэтому баллы нельзя складывать, вычитать, перемножать, делить и т.п.
Более совершенными в этом отношении являются шкалы, составленные из строго определенных интервалов. Общепринятым, например, является измерение времени по шкале, разбитой на интервалы, равные периоду обращения Земли вокруг Солнца (летоисчисление). Такая шкала называется шкалой интервалов. По шкале интервалов можно уже судить не только о том, что один размер больше другого, но и о том, насколько больше, т.е. на шкале интервалов определены такие математические действия, как сложение и вычитание.
Если на шкале интервалов в качестве нулевой точки возможно выбрать такую, в которой размер не принимается условно равным нулю, а равен нулю на основании фундаментальных физических процессов, то по такой шкале уже можно отсчитывать абсолютное значение размера и определять не только, на сколько один размер больше или меньше другого, но и во сколько раз он больше или меньше. Эта шкала называется шкалой отношений. Примером может служить температурная шкала Кельвина. В ней за начало отсчета принят абсолютный нуль температуры, при котором прекращается тепловое движение молекул.
Дополнительные материалы к данному разделу Вы можете скачать здесь.
Семь несложных виртуальных приборов (ВП), созданных в программной среде LabVIEW, предлагаются вашему вниманию в конце этой работы. Как правило, каждый виртуальный прибор представляет собой измерительный комплекс [16, 17].
Загрузите программу LabVIEW, либо установите приложения, необходимые для работы виртуальных приборов с операционной системой Windows: Installer и RunTimeEngine7-0 или выше.
Откройте файл . Определите на лицевой панели виртуального прибора поле элементов, относящихся к функциональному генератору и поле элементов, относящихся к осциллографу. Проверьте взаимное соответствие заданных на генераторе и полученных на осциллографе параметров сигнала. Зафиксируйте эти действия в отчете, в виде двух столбиков: слева - задано (форма, амплитуда и частота, установленные на генераторе); справа - получено (форма, амплитуда и частота, полученные на осциллографе).
Откройте файл . Заполните таблицу данных, кроме последней строки.
| Амплитуда сигнала ( $$U_A$$ ) | Форма сигнала | Значение напряжения на аналоговом вольтметре ( $$U_V$$ ) | Значение напряжения на цифровом вольтметре ( $$U_V$$ ) |
|---|---|---|---|
| 1 В | Синусоидальный | ||
| Треугольный | |||
| Пилообразный | |||
| Прямоугольный | |||
| Синусоидальный | 220 В |
Прокомментируйте различие измеренных значений напряжений для сигналов одинаковой амплитуды, но разной формы.
Какие формы сигналов соответствуют следующим функциональным зависимостям?
$$U_V=U_A,\\U_V=U_A/\sqrt 2,\\U_V=U_A/\sqrt 3.$$Подтвердите свои выводы соответствующими вычислениями и зафиксируйте эти действия в отчете.
Заполните последнюю строку таблицы. Объясните причину возникновения погрешности моделирования.
Откройте файл . При необходимости синхронизации изображения, щелкните тумблер "reset signal". Выбирайте спектр сигнала, переключая поле "formula selection". Прокомментируйте изменение формы сигнала в зависимости от числа гармонических составляющих (гармоник) в спектре сигнала, задаваемых формулой. Обратите внимание, что уже при двух гармониках, определенным образом подобранных по амплитуде и частоте, сигнал начинает приобретать прямоугольную форму. Можете поэкспериментировать с формой сигнала, набирая формулу в окне "user formula".
Откройте файл 4_Signal Generation and Processing.vi (Генерирование и обработка сигнала). Комплекс приборов, представленных на лицевой панели виртуального средства измерений, можно разделить на два блока. Слева - два задающих генератора ( Input signal 1 и Input signal 2 ). Справа (сверху вниз) два осциллографа и анализатор спектра.
Этим комплексом приборов выполним моделирование измерительных процессов. Проследим трансформацию сигнала в процессе измерения его параметров. При этом будем рассматривать сигнал, влияющую физическую величину внешнюю (помеха) и внутреннюю (полоса пропускания средства измерения).
Пусть Input signal 1 имитирует сигнал, Input signal 2 имитирует помеху; первый осциллограф показывает состояние сигнала и помехи на входе средства измерения; второй осциллограф показывает их состояние на выходе средства измерения; анализатор спектра показывает полосу пропускания средства измерения (вертикальная красная линия) и спектры сигнала и помехи. Спектральные составляющие (гармоники), расположенные левее вертикальной красной линии, находятся в полосе пропускания средства измерения и оказывают влияние на результат измерения. Гармоники, расположенные справа, находятся вне полосы пропускания средства измерения (отфильтровываются), их влияние на результат измерения оказывается незначительным.
Анализируя картину на втором осциллографе, приходим к выводу, что результаты измерений могут быть недостоверны, т.к. вместе с сигналом мы измеряем помеху. Попробуем разнести сигнал и помеху по частоте и по форме, выбрать полосу пропускания средства измерения, чтобы выполнить
Частоту сигнала выберем 50 Гц, частоту помехи выберем 200 Гц. Форму сигнала выберем синусоидальной, форму помехи - прямоугольной. Плавно перемещая мышью красную линию анализатора спектра, установим ее между единственной гармоникой сигнала и первой гармоникой помехи. Анализируя картину на втором осциллографе, приходим к выводу, что результаты измерений достоверны, т.к. помеха исчезла (осциллограмма помехи выродилась в прямую), а сигнал остался без искажений.
Какой сигнал легче измерить без искажений, синусоидальный или прямоугольный? Попробуйте выполнить моделирование для прямоугольного сигнала. Попробуйте оставить от прямоугольного сигнала две гармоники, похожа ли картина такого сигнала на сигнал, синтезированный по формуле в виртуальном приборе 3_Formula Waveform example.vi? Прокомментируйте изменение спектра в зависимости от изменения частоты и формы сигналов.
В левой нижней части лицевой панели расположено окно выбора фильтра. Тип фильтра определяет степень подавления вне полосы пропускания и степень искажения в полосе пропускания. Допустим, что моделируемое средство измерения - вольтметр. Будет ли меняться значение напряжения, считываемого с вольтметра, если амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) вольтметра будет принимать разные формы (в данном примере изменение АЧХ эквивалентно выбору фильтра). Объясните причину возникновения основной и дополнительной инструментальной погрешности.
Откройте файл 5_Get Waveform Time Array example.vi (Пример формы волны за период времени). Меняя значения частоты и амплитуды, наблюдайте на экране изменение формы сигнала. Можно ли назвать полученные изображения фигурами Лиссажу? Как измерять параметры такого сигнала?
Откройте файл . При помощи этого виртуального прибора можно моделировать влияние на результат измерения внешних факторов (регулятором уровня помехи, "Additive Noise" ) и внутренних факторов (выбором порядка фильтра, "Filter Order" ). На осциллографе, расположенном в правой части лицевой панели, красным цветом изображен измеряемый сигнал, а зеленым цветом - тот же сигнал, но искаженный помехами. Необходимо добиться максимального совпадения этих сигналов и, исходя из полученного опыта, сформулировать требования для высокоточных измерений.
В чем, на ваш взгляд, состоит особенность
Откройте файл 7_Function Generator example (Пример функционального генератора). Назовите тип волны в электрическом сигнале: продольная или поперечная. В чем их отличие? Имеет ли значение учет типа волны при определении основных характеристик сигнала: частота, амплитуда, фаза?
Дополнительные материалы к данному разделу Вы можете скачать здесь.
Цель работы - научиться выполнять измерения параметров качества экспертным методом и таким образом получить опыт практической работы в одном из наиболее динамично развивающихся разделов метрологии - квалиметрии, а также получить навыки работы со стандартами.
Количественная оценка качества. Качество продукции, совокупность свойств продукции, обусловливающих ее способность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением. Количественная оценка качества продукции - определение численных значений показателей качества продукции.
Свойства, составляющие качество продукции, характеризуются непрерывными или дискретными величинами - показателями качества, количественные характеристики которых - параметры качества.
Показатель качества продукции, характеризующий одно ее свойство, называется единичным, два и более свойств - комплексным. Интегральный показатель качества продукции - комплексный показатель качества продукции, отражающий соотношение суммарного полезного эффекта от эксплуатации или потребления продукции и суммарных затрат на ее создание и эксплуатацию или потребление. Относительная характеристика качества продукции, основанная на сравнении ее с соответствующей совокупностью базовых показателей, называется уровнем качества продукции.
Квалиметрия (от лат. qualis - какой по качеству и ...метрия), раздел метрологии, объединяющий методы количественной оценки качества продукции. Основные задачи квалиметрии: обоснование номенклатуры показателей качества, разработка методов измерения параметров качества [15 ].
Чтобы уверенно пользоваться инструментами квалиметрии, целесообразно сопоставить хорошо известные этапы технических измерений и квалиметрии. Такое сопоставление показано на диаграмме рис 5.1.
(рис 5.1) Сопоставление этапов технических измерений и квалиметрииНа диаграмме рис 5.1 показано, что понятиям "физические величины" и "значения физических величин" в технических измерениях аналогичны понятия "показатели качества" и "параметры качества" в квалиметрии. Аналогия становится особенно очевидной, когда в квалиметрии удается реализовать инструментальные методы измерений.
Инструментальный метод основывается на использовании технических средств измерений. Этим методом определяется, например, масса продукции, габаритные размеры изделия, время наработки на отказ и т.п. Измерения могут выполняться по любой измерительной шкале (см. прил. 5.1), но чаще других используется
Экспертный метод измерения показателей качества применяется тогда, когда использование технических средств измерений невозможно, сложно или экономически неоправданно. Очень часто к нему прибегают, например, при определении эргономических и эстетических показателей. Экспертами используются все измерительные шкалы, но чаще других - шкалы порядка и интервалов [20, 21]. К экспертным методам относятся органолептический, социологический. Экспертные методы измерения показателей качества часто дополняются комбинаторным методом, а также методом Дельфы.
В органолептическом методе измерений в качестве первичных измерительных преобразователей используются органы чувств экспертов - зрения, слуха, обоняния, осязания и вкуса, а также чувство гравитации. Широкое распространение органолептический метод получил в медицине, пищевой и парфюмерной промышленности.
Социологический метод измерения показателей качества строится на массовых опросах населения или отдельных его социальных групп, члены которых тем самым выступают в качестве экспертов. Опрос может проводиться путем анкетирования, интервьюирования, голосования и т.п. Этот метод требует научно обоснованных систем сбора и обработки информации, предполагающих широкое применение средств автоматики и вычислительной техники. Социологический метод используется для определения значений показателей
Комбинаторный метод измерений сочетает инструментальное и органолептическое измерение качества продукции. Метод Дельфы содержит алгоритм действий, позволяющий достигать при экспертных измерениях заданных уровней точности и достоверности результатов.
Непосредственно с помощью измерений определяются обычно параметры единичных показателей качества. Патентно-правовые и экономические показатели, показатели однородности продукции, стандартизации и унификации получают расчетным путем. Посредством расчетов находят также значения комплексных показателей, как правило, путем взвешенного суммирования, хотя определение весовых коэффициентов при этом производится обычно экспертным или инструментальным методом. Во всех случаях нужно помнить, что результаты измерений являются случайными значениями параметров качества и математические действия над ними должны выполняться по правилам математической статистики.
Особое место в обеспечении качества продукции принадлежит стандартизации. Стандартизация устанавливает оптимальные показатели качества, параметрические ряды продукции, методы контроля и испытаний.
Стандарт ГОСТ Р 51061 - 97 [18] распространяется на системы низкоскоростной передачи речи по цифровым каналам, имеющим выход в телефонную сеть общего пользования, и устанавливает параметры и нормы качества передачи (воспроизведения) речи и методы измерений следующих показателей:
Термины, определения и сокращения. В ГОСТ Р 51061 - 97 применяются следующие термины с соответствующими определениями.
| Низкоскоростные кодеки | - устройства преобразования речевых сигналов в цифровой поток двоичных символов, следующих со скоростью менее 16 кбит/с, входящие в состав систем низкоскоростной передачи речи. |
| Разборчивость речи | - относительное количество правильно принятых элементов речи (звуков, слогов, слов, фраз), выраженное в процентах от общего числа переданных элементов. |
| Качество речи | - параметр, характеризующий субъективную оценку звучания речи в испытуемой системе низкоскоростной передачи речи, выраженную в баллах по пятибалльной шкале или в процентах предпочтения при сравнении с эталонным трактом. |
| Эталонный тракт | - тракт, показатели качества речи которого известны и с которым сравнивают оцениваемую систему низкоскоростной передачи речи. |
| Нормальный темп речи | - произношение речи со скоростью, при которой средняя длительность контрольной фразы равна 2,4 с. |
| Ускоренный темп речи | - произношение речи со скоростью, при которой средняя длительность контрольной фразы равна 1,5 - 1,6 с. |
| Выход в сеть ТФОП | - организация взаимодействия между низкоскоростной цифровой системой и сетью ТФОП, при котором становится возможным установление соединения и передачи речевой информации между пользователем низкоскоростной цифровой системы и абонентом ТФОП. |
| Узнаваемость голоса говорящего | - возможность слушателей отождествлять звучание голоса, принимаемого из телефонного тракта, с конкретным лицом, известным слушателю ранее. |
| Смысловая разборчивость | - показатель степени правильного воспроизведения информационного содержания речи. |
| Интегральное качество речи | - показатель, характеризующий общее впечатление слушателя от принимаемой речи. |
| АЧХ | - амплитудно-частотная характеристика. |
| ТФОП | - телефонная сеть общего пользования. |
| ТЧ канал | - канал тональной частоты с полосой пропускания 300 - 3400 Гц. |
Низкоскоростные системы передачи речи. К низкоскоростным системам относят системы передачи речи, в которых речевой сигнал в цифровой форме передается со скоростью от 16 кбит/с и меньше до 0,6 - 0,8 кбит/с вместо стандартной скорости цифрового потока 64 или 32 кбит/с. При этом, в зависимости от метода обработки речевого сигнала и скорости цифрового потока, обеспечивается большой диапазон градаций разборчивости и качества переданной речи.
Все методы низкоскоростной передачи речи основаны на параметрическом кодировании, т. е. ее представлении не речевым колебанием, а набором медленно изменяющихся параметров, определяющих понятность речи и в ряде случаев узнаваемость говорящего, требующих для своей передачи меньшей скорости цифрового потока.
При представлении речи параметрическими методами из речевого сигнала исключается часть имеющейся в нем избыточности, но одновременно происходит и изменение его структуры, приводящее к изменению характера звучания переданной речи. Это изменение обычно тем сильнее, чем меньше скорость передающего речь цифрового потока. При скорости менее 2 кбит/с речь, как правило, имеет механическое, "роботоподобное" звучание.
Основным элементом систем низкоскоростной передачи речи являются низкоскоростные кодеки, преобразующие речевой сигнал в низкоскоростные цифровые потоки, передаваемые по цифровым каналам связи.
В ГОСТ Р 51061 - 97 для упрощения записи во всех случаях вместо термина "система низкоскоростной передачи речи" используется термин "низкоскоростной кодек" или "кодек".
ГОСТ Р 51061 - 97 позволяет оценить пригодность низкоскоростных систем передачи речи для выхода в телефонную сеть общего пользования только по критерию качества звучания передаваемой речи.
Другие параметры речевого сигнала (например, его задержка), также являющиеся определяющими при выходе данной системы в ТФОП, установлены соответствующими нормативными документами Министерства связи РФ и Рекомендациями МСЭ.
Приборы и оборудование, нормативные документы. При выполнении измерений применяются следующие приборы и оборудование:
В основу работы положен Государственный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р 51061 - 97 "Системы низкоскоростной передачи речи по цифровым каналам. Параметры качества речи и методы измерений". Применение этого стандарта в данной работе основано на следующих допущениях:
В соответствии с этими допущениями произведена адаптация текста стандарта для его применения в учебных целях и рассматриваются два варианта выполнения работы:
Выбор варианта выполнения работы определяется преподавателем, в зависимости от условий проведения эксперимента и от структуры аудитории.
Подготовка к измерениям. Измерения должны проводиться в нормальных климатических условиях согласно ГОСТ 15150. Уровень и форма спектра акустического шума в помещении для испытаний должны быть указаны в технических условиях на испытуемый тракт конкретного типа. При отсутствии указаний, испытания проводят при уровне шума не более 50 дБ (по шкале А ГОСТ 13107).
Измерения проводит бригада операторов (дикторы и аудиторы), не имеющих явных дефектов речи и слуха. Измерения разборчивости речи проводит бригада в возрасте от 18 до 30 лет, в составе которой должно быть не менее трех дикторов (двух мужчин и одной женщины) и трех аудиторов. Состав бригады аудиторов произвольный. Аудиторы могут быть дикторами.
| ВЫПОЛНЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА | |
|---|---|
| Вариант 1 | Вариант 2 |
| Для оценки качества речи в системе низкоскоростной передачи речи по цифровым каналам потребуется оборудование в одном из трех вариантов комплектации: |
Для изучения экспертного В этом варианте оценивается качество речи, переданной по протяженному (около десяти метров) акустическому каналу связи. В качестве эталонного канала применяется короткий акустический канал. |
Получите у преподавателя слоговые таблицы и бланки для измерений слоговой разборчивости речи методом артикуляционных испытаний, а также набор дискет с речевыми тестами и слоговыми артикуляционными таблицами.
Слоговую разборчивость измеряют по методике и таблицам слогов согласно ГОСТ Р 50840 - 95 [19]. Измерения проводит бригада операторов, прошедшая специальное обучение (тренировку), путем прослушивания на головные телефоны слоговых артикуляционных таблиц. Бригаду операторов рекомендуется обучить в два этапа.
На первом этапе обучения операторы знакомятся со структурой речевого материала, осваивают технику его произношения, а также адаптируются к восприятию речи, искаженной в испытуемом тракте или в соответствующих акустических условиях. Чтение слогов осуществляется диктором ровным голосом, четко, но без подчеркивания отдельных звуков, с постоянным уровнем громкости речи, который контролируется шумомером на испытательной фразе "Не видали мы такого невода". Слоги следует читать в следующем ритме: один слог за три секунды. Диктор должен выдерживать постоянный ритм речи на протяжении чтения всей таблицы. Аудитор записывает принятые слоги в бланк, форма которого приведена на рис 5.2. Если аудитор не понял переданного слога, в соответствующей графе бланка ставится прочерк.
(рис 5.2) Форма бланка для измерений слоговой разборчивости речи методом артикуляционных испытанийНа втором этапе тренировки проводится цикл измерений при использовании испытуемого тракта. Цикл измерений включает прием всеми аудиторами от всех дикторов по пять таблиц. Пятерки таблиц должны иметь номера 1 - 5, 6 - 10, 11 - 15 и т.д. Использование при измерении неполной пятерки таблиц не допускается. Для цикла измерений вычисляется среднее значение разборчивости $$S$$ согласно формуле 5.1.
$$S=\frac 1N\sum\limits_{i=1}^N S_i,$$где:
Тренировку считают законченной при достижении бригадой стабильных результатов измерения разборчивости согласно допустимым отклонениям, приведенным в табл. 5.1. Аудиторы, результаты которых имеют отклонение больше допустимых, подлежат замене или исключению из бригады.
| Среднее значение разборчивости, % | Отклонение от среднего значения, % |
|---|---|
| 91 и более | 5 |
| 86 - 90 | 6 |
| 81 - 85 | 7 |
| 71 - 80 | 8 |
| 70 и менее | 9 |
При работе в акустических шумах бригада приступает к измерениям спустя 5 - 10 минут после пребывания в условиях шума. Полученное в результате измерений среднее значение разборчивости речи классифицируется по нормам согласно ГОСТ Р 50840 (табл. 5.2). Так определяется класс качества аппаратуры связи. Для работы в телефонной сети общего пользования допускается использовать кодеки, обеспечивающие класс качества по разборчивости речи не ниже первого.
| Класс качества по разборчивости | Характеристика класса качества | Норма слоговой разборчивости речи для трактов с параметрическим кодированием, % | Норма слоговой разборчивости речи для трактов с кодированием волны речевого сигнала, % |
|---|---|---|---|
| Высший | Понимание передаваемой речи без малейшего напряжения внимания | >93 | >80 |
| I | Понимание передаваемой речи без затруднений | 86 - 93 | 56 - 80 |
| II | Понимание передаваемой речи с некоторым напряжением внимания, без переспросов и повторений | 76 - 85 | 41 - 55 |
| III | Понимание передаваемой речи с некоторым напряжением внимания, редкими переспросами и повторениями | 61 - 75 | 25 - 40 |
| IV | Понимание передаваемой речи с большим напряжением внимания, частыми переспросами и повторениями | 45 - 60 | <25 |
Записи в отчет для вариантов 1 и 2:
Фразовую разборчивость при ускоренном темпе произношения измеряют по таблицам, состоящим из коротких (3 - 4 слова) фраз, в соответствии с ГОСТ Р 50840. Таблицы и бланки измерений слоговой разборчивости речи методом артикуляционных испытаний получить у преподавателя.
Бригада операторов состоит из дикторов (не менее 3 человек - мужчин и женщин) и аудиторов (4 - 5 человек). Тренировка бригады операторов не производится. Диктор читает одну таблицу фраз в нормальном темпе произношения (одна фраза за 2,4 с) и вторую таблицу в ускоренном темпе (одна фраза за 1,5 - 1,6 с). Пауза между фразами должна быть 5 - 6 с. Аудитор прослушивает сначала таблицу, прочитанную диктором в нормальном темпе, затем таблицу, прочитанную тем же диктором в ускоренном темпе.
Цикл измерений состоит из передачи всеми дикторами по 10 таблиц каждым и приема всеми аудиторами всех переданных таблиц.
Фразу считают неправильно принятой, если хотя бы одно слово принято неправильно, пропущено или добавлено. Фразовую разборчивость $$J$$ находят как среднее значение для цикла измерений согласно формуле 5.2.
$$J_{Н,У}=\frac 1N\sum\limits_{i=1}^N j_i,$$где:
Показатель снижения фразовой разборчивости вычисляют согласно 5.3.
$$\Delta=J_У/J_Н$$Этот показатель для кодеков, предназначенных для работы в телефонной сети общего пользования, должен быть не менее 0,98.
Записи в отчет для вариантов 1 и 2:
Качество речи оценивают по контрольным фразам, в соответствии с ГОСТ Р 50840. Получите у преподавателя текст с контрольными фразами, бланки оценки качества речи по методу парных сравнений. Бригада аудиторов должна состоять из 10 - 12 человек. Аудиторами не могут быть специалисты по кодекам речи. Число дикторов должно быть не менее 5 (мужчины и женщины).
Каждую контрольную фразу диктор произносит два раза - один раз через оцениваемый тракт, другой - через эталонный тракт. Порядок чередования трактов - случайный. Контрольные фразы, произносимые диктором, могут быть записаны в персональный компьютер, а затем прослушаны аудиторами в записи. Пауза между фразами 2 - 3 с, пауза между парами фраз 4 - 5 с.
Возможны два варианта оценки качества речи, либо по критерию "лучше - хуже", либо в баллах по пятибалльной шкале. В первом случае при прослушивании аудитор в бланке, образец которого приведен в прил. 5.2, ставит знак "+" в графе 1 или 2 в зависимости от того, какая фраза, по его мнению, звучит лучше. В том случае, если аудитор не может отдать предпочтение какому-либо варианту, он оставляет обе графы незаполненными. При подсчете числа предпочтений в случае незаполненных граф обоим вариантам засчитывается по 0,5.
Результат испытаний оценивают средним числом предпочтений согласно 5.4.
$$P_{1,2}=\frac 1N\sum\limits_{i=1}^N p_i,$$где:
Далее вычисляют разницу чисел предпочтений согласно 5.5.
$$\Delta P=\frac {|P_1-P_2|}{P_1+P_2}\cdot 100\%$$где:
При $$\Delta P\le 15\%$$ тракты считают одинаковыми, т. е. оцениваемый тракт с низкоскоростным кодеком передает речь с тем же качеством, что и стандартный телефонный тракт, и по показателю качества речи, измеренного по методу парных сравнений, пригоден для использования в телефонной сети общего пользования.
При $$15\%<\Delta P\le 75\%$$ полагают, что кодек вносит искажения, заметные только при парных сравнениях испытательных фраз и незаметные при реальном телефонном обмене. Такой кодек по показателю качества речи, измеренного по методу парных сравнений, пригоден для использования в телефонной сети общего пользования.
При $$\Delta P > 75\%$$ критерий "лучше - хуже" неприменим. Полагают, что в передаваемой оцениваемым кодеком речи имеются искажения, хотя и не мешающие ее восприятию, но легко различимые. В этом случае качество речи по методу парных сравнений необходимо оценивать в баллах, согласно табл. 5.3.
При оценке трактов в баллах, аудитор, прослушав одну и ту же фразу, прошедшую через сравниваемые тракты, выставляет в графах 1 и 2 оценки в баллах с точностью до 0,1, соответствующие, по его мнению, качеству того и другого тракта, руководствуясь табл. 5.3 и учитывая, что качество речи, передаваемой через стандартный ТЧ канал, принято оценивать в 4 балла при работе от телефонного аппарата с динамическим микрофоном и при номинальном уровне сигнала.
| Характеристика качества речи | Баллы |
|---|---|
| Естественность звучания речи. Высокая узнаваемость. Полное отсутствие помех и искажений | 4,6-5,0 |
| Естественность звучания речи. Высокая узнаваемость. Отдельные малозаметные искажения или помехи | 4,0-4,5 |
| Естественность звучания речи. Высокая узнаваемость. Слабое постоянное присутствие отдельных видов искажений или помех | 3,5-3,9 |
| Незначительное нарушение естественности и узнаваемости. Заметное присутствие отдельных искажений или помех | 3,0-3,4 |
| Заметное нарушение естественности и ухудшение узнаваемости, присутствие нескольких видов искажений (картавость, гнусавость и др.) или помех | 2,5-2,9 |
| Существенное искажение естественности и ухудшение узнаваемости. Постоянное присутствие искажений типа картавость, гнусавость и др. или помех | 1,7-2,4 |
| Сильные искажения типа картавость, гнусавость и др. Механический голос. Наблюдается потеря естественности и узнаваемости | <1,7 |
При оценке результата измерений в баллах средний балл вычисляют согласно 5.6.
$$X=\frac 1N\sum\limits_{i=1}^N x_i,$$где
К выходу в ТФОП по параметру качества речи, определенного по методу парных сравнений, допускаются кодеки, получившие оценку, отличающуюся от оценки эталонного тракта не более чем на 0,6 балла.
Записи в отчет:
Качество речи оценивают абоненты, ведущие служебные или личные переговоры и давшие согласие на участие в испытаниях. Для испытаний используют телефон, включенный в местную ТФОП, которым пользуется большое число лиц - сотрудников данного учреждения и его посетителей. Телефонные разговоры ведутся на произвольную тему, специальных текстов произносить не требуется.
Во время испытаний при помощи переключателя П телефон абонента 1 подключают к абонентской линии либо непосредственно, либо через оцениваемый кодек. Абонент 1 оценивает качество речи обычного телефонного тракта (канал тональной частоты, ТЧ) для данного соединения, используемого в качестве эталонного тракта, и качество речи составного тракта (канал ТЧ плюс низкоскоростной кодек).
В качестве абонента 2 выступают все корреспонденты абонента 1 - абоненты местной ГТС или выходящие на нее по каналам междугородней связи, вызывающие абонента 1 или отвечающие на его вызов. Оценки производят по обменам, вызванным текущей потребностью абонентов (служебной или частной). Нежелательно производить оценку по переговорам, специально организованным для этой цели. Число контрольных связей должно быть не менее 50.
После каждого разговора абонент 1 выставляет оценки по интегральному качеству речи, по узнаваемости и по смысловой разборчивости для тракта с использованием низкоскоростного кодека и без него в специальный бланк, образец которого приведен в прил. 5.3.
Оценку в баллах ставят только абоненты 1. Оценку производят только в случае разговора с корреспондентом, голос которого знаком. Оценку производят по пятибалльной шкале в соответствии с градациями качества разговора, приведенными в таблицах 5.4 - 5.6.
Форма бланка для оценки интегрального качества речи приведена в прил. 5.3. Бланки для оценки качества речи по узнаваемости и для оценки качества речи по смысловой разборчивости имеют такую же форму.
Ввиду сложности процедуры получения исходных данных для метода абонентской оценки качества речи, получите исходные данные у преподавателя в виде заполненных бланков. Среднюю оценку качества речи для каждого критерия и вида тракта вычисляют согласно формуле 5.7.
$$X=\frac 1N\sum\limits_{i=1}^N x_i,$$где
Если любая из этих трех средних оценок для тракта с кодеком отличается от средней оценки обычного телефонного тракта не более чем на 0,2 балла, считают, что кодек не ухудшает качества телефонной связи и может быть применен в телефонной сети общего пользования. Разница средних оценок более 0,6 является недопустимой для работы кодека в телефонной сети общего пользования. К выходу в телефонную сеть общего пользования не допускаются также кодеки, у которых вычисленные согласно формуле 5.7 средние оценки хотя бы по одному из показателей составили менее 3,4 балла.
| Балл | Оценка качества | Характеристика оцениваемого тракта |
|---|---|---|
| 5 | Отлично | В речи, прошедшей через оцениваемый тракт, незаметны какие-либо дополнительные искажения или помехи по сравнению с речью, прошедшей через эталонный тракт |
| 4 | Хорошо | Отличие речи на выходе оцениваемого тракта от речи на выходе эталонного тракта не воспринимается как ухудшение, а наличие незначительных искажений и помех не создает затруднений при разговоре |
| 3 | Удовлетворительно | В речи на выходе оцениваемого тракта, по сравнению с эталонным, имеются заметные искажения или помехи, несколько затрудняющие ведение разговора и требующие некоторого напряжения внимания |
| 2 | Неудовлетворительно | Искажения и помехи сильные. Ощущается чувство утомления и раздражения. Разговор возможен лишь при сильном напряжении внимания и при условии привыкания к звучанию передаваемой оцениваемым трактом речи |
| 1 | Плохо | Разговор практически невозможен из-за сильных искажений или помех |
| Балл | Оценка качества | Характеристика оцениваемого тракта |
|---|---|---|
| 5 | Отлично | Голос говорящего узнается без затруднения сразу после начала разговора |
| 4 | Хорошо | Голос говорящего узнается без затруднений через некоторое время после начала разговора и при повторных разговорах с данным лицом по оцениваемому тракту. После привыкания к звучанию голоса этого лица по оцениваемому тракту узнавание голоса говорящего не вызывает затруднений |
| 3 | Удовлетворительно | Голос говорящего узнается с трудом, больше по манере говорить, чем по звучанию. Голоса разных лиц различаются с трудом |
| 2 | Неудовлетворительно | Узнаются только голоса лиц с особо характерной манерой говорить. Тембр звучания речи усредненный, не несущий индивидуальных особенностей |
| 1 | Плохо | Узнаваемость отсутствует |
| Балл | Оценка качества | Характеристика оцениваемого тракта |
|---|---|---|
| 5 | Отлично | Понимание содержания речи корреспондента полное, без переспросов (за исключением случаев всплеска шумов в телефонной сети) для любого голоса, в т. ч. для голосов с некоторыми дефектами произношения |
| 4 | Хорошо | Понимание речи полное; возможны переспросы необычных слов, фамилий и терминов |
| 3 | Удовлетворительно | Необходимы переспросы отдельных слов и фраз, но в целом ошибочного восприятия речевой информации не происходит |
| 2 | Неудовлетворительно | Отдельные слова во фразах не понимаются даже после их повторения при переспросе, их приходится объяснять целыми фразами. Разговор приходится вести в замедленном темпе |
| 1 | Плохо | Смысл передаваемой информации понимается с трудом, выпадают целые фразы |
Сопоставьте данные, приведенные в таблицах 5.4 - 5.6. Ответьте на следующие вопросы.
Записи в отчет:
Расположенные в порядке возрастания или убывания размеры измеряемых величин образуют шкалу порядка. Построив людей по росту, можно, пользуясь шкалой порядка, сделать вывод о том, кто выше кого, однако сказать на сколько выше или во сколько раз нельзя.
Для облегчения измерений по шкале порядка некоторые точки на ней можно зафиксировать в качестве опорных ( реперных ). Знания, например, измеряют по реперной шкале порядка, имеющей следующий вид: неудовлетворительно, удовлетворительно, хорошо, отлично. Точкам реперной шкалы могут быть поставлены в соответствие цифры, называемые баллами. Недостатком реперных шкал является неопределенность интервалов между реперными точками. Поэтому баллы нельзя складывать, вычитать, перемножать, делить и т.п.
Более совершенными в этом отношении являются шкалы, составленные из строго определенных интервалов. Общепринятым, например, является измерение времени по шкале, разбитой на интервалы, равные периоду обращения Земли вокруг Солнца (летоисчисление). Такая шкала называется шкалой интервалов. По шкале интервалов можно уже судить не только о том, что один размер больше другого, но и о том, насколько больше, т.е. на шкале интервалов определены такие математические действия, как сложение и вычитание.
Если на шкале интервалов в качестве нулевой точки возможно выбрать такую, в которой размер не принимается условно равным нулю, а равен нулю на основании фундаментальных физических процессов, то по такой шкале уже можно отсчитывать абсолютное значение размера и определять не только, на сколько один размер больше или меньше другого, но и во сколько раз он больше или меньше. Эта шкала называется шкалой отношений. Примером может служить температурная шкала Кельвина. В ней за начало отсчета принят абсолютный нуль температуры, при котором прекращается тепловое движение молекул.
Для получения официальных документов о завершении программы дополнительного профессионального образования (удостоверения о повышении квалификации, дипломов о профессиональной переподготовке и MBA) необходимо предоставить:
Внимание! Вы можете не заказывать доставку бумажной версии официального документы, а скачать его в электронном виде и распечатать самостоятельно. Информация о выданном документе в течение 1 месяца загружается в Федеральную информационную систему «Федеральный реестр сведений о документах об образовании и (или) о квалификации, документах об обучении» - ФИС ФРДО.
Доступ на новый сайт осуществляется с использованием адреса электронной почты, который был указан вами при регистрации на "старом". Мы постарались перенести все ваши данные с прежнего ресурса, однако не исключена вероятность потери части информации.
При возникновении проблемы со входом, воспользуйтесь функцией сброса пароля
Если вы обнаружите несоответствия, пожалуйста, сообщите нам.