เราจะวัดค่าความชัดเจนของเสียงในพูดระบบเสียงที่ใช้เพื่อการสื่อสารในที่สาธารณะหรือในสถานการณ์ฉุกเฉิน ได้อย่างไร
เสียงพูดที่ผ่านระบบ PA system นั้นไม่ใช่แค่ว่าต้องเสียงดัง แต่ต้องให้เข้าใจรูปประโยคในการสื่อสารอย่างชัดเจน และการเรื่องของความเข้าใจในเสียงพูดไปใช้ในด้านของความปลอดภัย ประกาศสัญญาณเตือนภัย ที่เกี่ยวข้องกับมาตรฐาน ISO7731 ที่เน้นไปในเรื่องของระดับเสียงแจ้งเตือนไปจนถึงความชัดเจนของเสียงพูดของอุปกรณ์ส่งสัญญาณ ตามมาตรฐาน ISO7240-19 หรือ NFPA 72 ที่มีเสียงประกาศเข้ามาเกี่ยวข้อง
ในช่วงยุค 70s STI (Speech Transmission Index) ถูกพัฒนาโดย Tammo Houtgast และ Herman Steeneken ในปี 1971 ที่สถาบัน The Netherlands Organisation of Applied Scientific Research (TNO) ประเทศเนเธอร์แลนด์ เพื่อแทนที่การทดสอบความชัดเจนของเสียงพูดที่ใช้เวลานาน โดยพัฒนาให้เป็นวิธีวัดแบบอัตโนมัติและรวดเร็วขึ้น
ต่อมาได้มีการพัฒนา RASTI (Room Acoustics STI) เพื่อใช้งานวัดในห้อง และใช้เวลาน้อยกว่าเดิมมาก แต่ RASTI ไม่เหมาะกับระบบที่มีอุปกรณ์ไฟฟ้า (electro-acoustic) เช่น ลำโพงหรือไมโครโฟน ทำให้ผลการวัดคลาดเคลื่อน
ในช่วงปี 2000 TNO จึงพัฒนา STIPA ซึ่งเหมาะกับการประเมิน ระบบประกาศสาธารณะ (PA systems) และกลายเป็นวิธีหลักที่ใช้แทน RASTI โดย Jan Verhave เป็นหัวหน้าฝ่ายวิจัยและพัฒนา (R&D) ด้าน Acoustics และเป็นผู้อยู่เบื้องหลังการออกแบบและพัฒนาเครื่องมือวิเคราะห์เสียง Bedrock และ Herman Steeneken จึงเริ่มพัฒนาเทคนิคการวัดแบบใหม่ที่ต่อมาเรียกว่า STIPA (Speech Transmission Index for Public Address systems) ซึ่งเหมาะสมกับการใช้งานในระบบ PA จริง
RASTI ถูกยกเลิกโดยมาตรฐานสากล IEC ในปี 2011 เมื่อมีการปรับปรุง STI ในมาตรฐาน IEC 60268-16 ซึ่งรวมถึงการปรับปรุงหลายด้าน เช่น masking, redundancy และการประยุกต์ใช้กับกลุ่มผู้ฟังพิเศษ ปัจจุบัน STIPA เป็นวิธีที่นิยมใช้มากที่สุด ซึ่งได้รับการยอมรับในระดับสากลในด้านการวัด STI/STIPA และการวิเคราะห์ระบบเสียงในงานวิศวกรรมเสียงขั้นสูง
การกำหนดมาตรฐานและเครื่องมือในการวัดค่าความชัดเจนของเสียงพูดของระบบ PA System STIPA: Speech Intelligibility of Public Address System
สามารถทำได้โดยใช้วิธีที่เป็นมาตรฐานและเครื่องมือเฉพาะซึ่งเป็น Function ในเครื่องวิเคราะห์ระดับเสียงของ Bedrock ซึ่ง วิธีที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดในระดับสากล คือ การวัดค่า STIPA (Speech Transmission Index for Public Address systems) และได้มีการกำหนด Scale มาตรฐานที่เป็นสากลเพื่อใช้เป็นเกณฑ์ในการประเมินโดยใช้เป็นค่าดัชนี STI (Speech Transmission Index) เป็นค่าตัวเลขที่แสดงถึงคุณภาพของช่องทางการสื่อสาร โดยมีค่าอยู่ระหว่าง 0 (แย่) ถึง 1 (ดีเยี่ยม) ซึ่งค่า STI อย่างน้อย 0.5 ถือว่าเหมาะสมสำหรับการใช้งานทั่วไป
CIS = 1 + log(STI) เพื่อให้การตีความค่าความชัดเจนของเสียงพูดทำได้ง่ายและเป็นเชิงเส้นมากขึ้น
STI (Speech Transmission Index) ใช้ในการ คาดการณ์ความเป็นไปได้ ที่ผู้ฟังจะ เข้าใจพยางค์ คำ และประโยค ที่ได้ยินจากระบบเสียง
ตัวอย่างเช่น สำหรับ ผู้ฟังที่เป็นเจ้าของภาษา (native speakers) ค่าความเข้าใจมีแนวโน้มตามค่า STI ดังนี้:
STI | เข้าใจพยางค์ (Syllables) | เข้าใจคำ (Words) | เข้าใจประโยค (Sentences) |
0 – 0.3 | ต่ำมาก | ต่ำมาก | แทบไม่เข้าใจ |
0.3 – 0.45 | ต่ำ | ต่ำ | เกิดความเข้าใจน้อยมาก |
0.45 – 0.6 | พอใช้ | ปานกลาง | พอเข้าใจได้ในบางบริบท |
0.6 – 0.75 | สูง | ดี | เข้าใจชัดเจนเกือบทั้งหมด |
0.75 – 1 | ดีมาก | ดีมาก | เข้าใจชัดเจนทุกประโยค |
ตัวอย่างพยันชนะเมื่อมีค่า STI ต่ำจะเกิดความเข้าใจที่ผิดพลาด โดยเฉพาะเสียงพยัญชนะต้น/ท้าย เช่น p, t, s, b, d มักหายไปจากการรับรู้ หรือเกิดความไม่ชัดเจน
หรือในภาษาไทย เสียง พยัญชนะต้น/ท้าย เบา เช่น บ, ป, พ, ม, น หายไปในสัญญาณ หรือทำให้การได้ยินผิดเพี้ยนไป
ตัวอย่างประโยคภาษาไทยที่มักฟังผิดเมื่อ STIPA ต่ำ:
ประโยคที่พูด | อาจถูกฟังผิดเป็น |
ไปซื้อปลา | ไปซื้อตา |
นั่งรถไปบางนา | นั่งรบไปบางบาน |
เขานับเลขได้ | เขานับเด็กได้ |
ฝากบอกแม่ด้วย | ฝากบอกแน่ด้วย |
มีไฟไหม้ที่โรงเรียน | มีใครไม่ที่โรงเรียน |
กรุณาออกจากอาคาร | กรุณาบอกจากอาคาร |
STI ยิ่งสูง ความเข้าใจในการสื่อสารของผู้ฟังยิ่งดีขึ้น
กราฟด้านบนแสดงความสัมพันธ์ระหว่างค่า STI (Speech Transmission Index) กับ ความเข้าใจคำศัพท์ และ ความเข้าใจประโยค ในรูปแบบเปอร์เซ็นต์:
- เมื่อค่า STI เพิ่มขึ้น ความเข้าใจคำและประโยคของผู้ฟังก็เพิ่มขึ้นตาม
- ค่า STI ≥ 0.6–0.7 ถือว่าเริ่มมีความเข้าใจในระดับดี
- ค่า STI ≥ 0.75 เหมาะสำหรับการประกาศในพื้นที่สาธารณะหรือในสถานการณ์ฉุกเฉิน
ในมาตรฐาน IEC 60268-16 ได้กำหนด ระดับคุณภาพ (qualification scale) ของค่า STI เพื่อให้สามารถปรับใช้ได้กับงานหลากหลายประเภท โดยใช้ระบบตัวอักษรแทนค่า STI ที่คำนวณได้
โดยที่ระดับ scale จะเรียกว่า “alpha-scale” และมีช่วงตั้งแต่ “U” (Unacceptable) ถึง “A+” (Excellent)
การวัดค่า STIPA ด้วย Bedrock ตามมาตรฐาน IEC 60268-16
ทำการวัดค่าความชัดเจนของเสียงพูด (STIPA) โดยใช้อุปกรณ์ Bedrock Elite เป็นเครื่องวิเคราะห์ระดับเสียงที่ได้ตามมาตรฐาน IEC61672-1 ซึ่งรองรับการวัดตามมาตรฐาน IEC 60268-16 อย่างสมบูรณ์แบบ
ขั้นตอนการวัด:
- เปิดโหมดวัด STIPA บนอุปกรณ์ Bedrock Elite (เช่น รุ่น i5, i9, i10)
- ส่งสัญญาณทดสอบ STIPA ผ่านระบบประกาศ (PA System) โดยใช้ TalkBox หรือแหล่งสัญญาณที่ได้มาตรฐาน
- ระบบจะประมวลผลอัตโนมัติ ภายในเวลา 15–20 วินาที โดยประเมินความสามารถในการส่งผ่านเสียงพูดตามดัชนี Modulation Transfer
- ผลลัพธ์ที่แสดงบนหน้าจอประกอบด้วย:
- STIPA Value: ค่าความชัดเจนของเสียงพูด (00–1.00)
- Signal Level: ระดับเสียงในขณะวัด
- Level per Octave Band: ระดับเสียงในแต่ละย่านความถี่
- Modulation Transfer Index (MTI): ดัชนีการส่งผ่านความถี่มอดูเลชัน ซึ่งเป็นพื้นฐานของการคำนวณ STI
ระบบการวัดของเครื่อง Bedrock จะรายงานค่า STIPA ทั้งในรูปแบบตัวเลข และระดับคุณภาพ (เช่น A, B, C ตาม alpha scale) เพื่อความเข้าใจง่ายและนำไปใช้งานได้อย่างสะดวก
หากค่าการวัด STIPA ต่ำกว่าเกณฑ์มาตรฐาน
ประสบการณ์ของ Geonoise สามารถให้คำแนะนำและดำเนินการปรับปรุงระบบเสียงได้อย่างเหมาะสม ทั้งในด้านการคำนวณการปรับแต่งคุณลักษณะทางเสียงของพื้นที่ใหม่ได้มาซึ่งระดับความชัดเจนที่เหมาะสมทั้งในรูปแบบ Indoor และ Outdoor การคำนวณโดยอิงหลักทางวิชาการ การปรับตำแหน่งหรือจำนวนลำโพงที่เหมาะสมโดยการคำนวณทางวิศวกรรม (Loudspeaker Placement Optimization) หรือการตั้งค่าระบบเสียง เช่น ระดับเสียง, ความถี่ และการลดเสียงรบกวนจากแหล่งกำเนิดอื่นๆ
เพื่อให้ระบบเสียงของคุณ มีค่าความชัดเจนของเสียงพูด (STIPA) อยู่ในระดับที่เหมาะสม และผ่านตามเกณฑ์มาตรฐานที่กำหนด