语言传输指数 STIPA 的概况和常见误区
语言传输指数 STIPA 日益受到人们关注，国家或地方主管部门也推出了一系列标准或法规对这一参数提出要求。尽管具体要求不尽相同，但测量语言传输指数是大势所趋。
关于语言传输指数 STIPA 我们做过许多介绍，但很多朋友还是对其存在不少错误认知，今天我们就集中了大家最关心的一些话题做一个梳理。
语言传输指数第五版标准
2020 年 9 月，语言传输指数测量标准 IEC 60268-16 的第五个版本正式发布，其中最显著的改变就是对测试信号（激励信号）的频谱计权做出了调整，其整体上轻微提升但在低频部分稍有降低，这样调整的目的是为了跟上人类语音研究的最新进展。
STIPA 测试信号
并非随便播放一段音乐或人声就能客观测量语言传输指数。进行 STIPA 测量必须使用专用测试信号，它基于一个限宽男性语音频谱的随机噪声合成，测量时必须按规定的距离和大小进行播放。你可以听听看：
此外，并非所有设备都适合用于播放测试信号，它的精度必须达到 +/- 20 ppm（如播放一个 1 kHz 正弦波信号，其电输出的频率应在 0.99998 kHz - 1.00002 kHz 之间），因此建议使用专业信号发生器。
电输入法和声输入法
语言传输指数测试信号有两种方式播放：
- 电输入法：直接电输入至扩声系统，比如使用 MR-PRO 信号发生器；
（CD 或 MP3 播放器并不适合用于测量场合，因为它们的采样率存在波动，还可能对测试信号有所压缩，从而影响最终测试结果） - 声输入法：使用专用的扬声器（人工嘴），比如 NTi Audio 的 TalkBox 声学信号发生器，它经过校准，能够精确地在 1 米外发出 60 dB 的声压级（人类正常讲话的声压级）。
这种方式适合通过麦克风播报信息的场合，或不经功放放大的场合，如教室等。
声压级越大，STIPA 越好吗？
不完全是。最初，人们认为当声压级达到 60 dBA 以后，语言传输指数将不再有明显变化（红色曲线），但随着技术进步和实验数据的丰富，这一固有认知被打破，右图中绿色曲线可以看出，当声压级小于 60 dBA 时，语言传输指数确实随着声压级增大而增大，而超过 80 dBA 后，声压级变大，人们反而更加难以听清。
STI 与 STIPA 和 RASTI 的区别
简单来说，STI 即是语言传输指数（Speech Transmission Index），它跟语言清晰度（Speech Intelligibility）之间始终有着良好的一致性，能较好的反映和预测实际的语言清晰度。而 RASTI 和 STIPA 都是测量 STI 的简化方法。
测量公共广播系统 STI 的原始客观方法一直非常耗时。一个完整的测量，需要得到并分析 98 组调制传递函数（MTF)。由于操作过于复杂并耗时，因此多年以来没有真正可用的测量系统问世。后来，随着技术进步，传递函数可以被测量并计算出来。但测量要求极为苛刻，整个系统必须是严格线性和同步的。比如，不能存在任何非线性处理设备，像压缩器与限制器等，甚至对测量时的风速都要求接近于零，麦克风和扬声器在量测过程中不能移动。所以，这一方法不仅耗时，也不可能用于便携式仪器。
RASTI 指房间声学语言传输指数，它专为特殊情况开发，比如验证一个讲话者在没有回声的小房间里演讲等，它不适用于电声系统。开发 RASTI 的目的是解决原始 STI 方法测量过于耗时的问题。但无论是综合测试能力还是抗干扰能力，RASTI 都有妥协。这也导致 RASTI 和主观验证的清晰度之间一致性很差。但很长一段时间内，RASTI 都是便携式仪器唯一可选的语言清晰度测量方法，并被用于测量航空工业中的广播系统。
语言清晰度评价方法的发展
RASTI 法测量的调制传递函数
从 IEC 60268-16:2011，4.0 版标准开始，RASTI 不再是经认可的测量方法。
STIPA 表示的完整意义是公共广播系统语言传输指数，它解决了前两者的诸多问题，允许使用便携式设备快速精确地测量语言传输指数。STIPA 通过简化的流程测量 MTF。在没有严重的环境噪声以及大量非线性失真时，STIPA 结果精度与完整的 STI 方法一致性可达 99%。NTi Audio 在此基础上进一步完善，确保结果精确可靠的同时，15 秒即可测量一次，这一方法不仅通过 TNO 认证，更被写入 IEC60268-16:2011 标准。
原始 STIPA 法
NTi Audio 改进的 STIPA 法
那么问题来了，TNO 是什么组织？
TNO（荷兰应用科学研究组织）是一家研究和认证机构。他们的研究围绕着国防、公共安全等方面。像 STI 和 STIPA 等测量技术就是由他们最先研究出来的。TNO 制造了早期的能完整测量 STI 的设备，这些设备不仅造价高昂，而且很笨重，目前的 TNO 并不销售相关测量设备。
作为一家认证机构，TNO 的研究成果是所有认证测试和测量公司提供可靠测试结果的一种保证。
位于海牙的 TNO 总部
其它
专利保护和兼容性?
STI 和 STIPA 研究中的一部分是不受专利保护的，但进行 STI 或 STIPA 测量则涉及扬声器制造商 BOSE 公司的一项专利。NTi Audio 拥有专利许可，因而可以在全球生产与销售 STIPA 相关的仪器设备。
谁能进行 STIPA 量测？
尽管 STIPA 的量测对背景噪声要求很高，但得益于优秀的设计，使用 NTi Audio 的仪器进行测量却非常简单。一个拥有基本声学知识的人就可以进行操作。分析仪的存储功能可以支持在较大范围的厅堂内进行量测并将各位置测得的数据储存在仪器内。仪器将自动计算 MTF（调制传递函数）和 STIPA 结果。