談聲學指向性量測及作圖

Allion Labs / Greg Tsai

近年來，語音助理的應用如雨後春筍般興起，語音辨識技術也就成為各大廠競逐的主要項目。不過，要達成良好的語音辨識，有一些先決條件，其中一個就是收音裝置排除干擾的能力。收音裝置如果受到太大干擾，就會影響語音辨識的準確度。在眾多抗噪技術中，最容易實現的收音技術就是指向性麥克風。透過麥克風的指向性來排除週遭干擾，強化語音／噪音的訊雜比（Signal to Noise Ratio）。

在應用上，除了麥克風需要量測指向性（Directivity），有些製造商或是研究單位也會去量測揚聲器的指向性。

揚聲器有一項規格，稱之為 「頻率響應（Frequency Response）」。頻率響應此規格是將量測裝置放置在揚聲器軸線上、距離揚聲器表面一公尺處所量測到的頻率響應數據。但揚聲器實際在使用時，人們除了在軸向方位聆聽，更常會在離軸的其他方位聽揚聲器發出的聲音，這對於講究高品質揚聲器的廠商或消費者來說，也是受關注的指標。

對於救護車揚聲器，指向性特性將更為重要！該特性用以確保鳴笛聲響能夠被四面八方的用路人察覺，才能避免救護車和其他用路人發生碰撞。

此外，對於日常生活中和人們生活息息相關的裝置設備，其工作時或是閒置狀態下的噪音音量，也常常成為惱人的聲源。為了探討這些裝置設備的主要聲源來自何處，運用指向性量測技術，就能夠從量化數據得知該裝置／設備朝各方向的散發出來的聲壓級，工程師就可以回推找到主要的發聲位置，進而分析其成因，最終改善噪音音量。

百佳泰聲學自動化量測　減少人為誤差、提高驗證效率！

在電聲量測中，「Frequency Response」、「Total Harmonic Distortion(THD)」是比較基本的聲學特性量測。然而，進行指向性量測時，往往需要人工不斷進出無響室來回移動轉盤的角度，如此不僅增加了誤差可能性，也增加了量測時間；特別是角度解析度愈高，量測次數的增加，測試時間將更冗長。

為了讓測試數據減少誤差、提高測試效率，百佳泰團隊獨自開發了一套自動化軟體，整合了Audio Precision APx500 軟體的強大能力、以及轉盤控制、指向性繪圖於一身。可以一次性提供指向性的量測結果。

 

指向性作圖

我們不但可以產生傳統的極座標指向性繪圖（如下）：

還可以產生頻率資訊含蓋更廣的Polar maps (the Geddes approach) 作圖：

傳統的極座標指向性繪圖，雖然從曲線上容易明白特定頻率的指向性，但若同時疊套4,5 個以上的頻率指向性曲線，那麼將很難看清楚整體的指向性分佈；因此，有了Polar maps 的作圖方式，就可以一眼看出整體的指向性分佈了。

百佳泰的聲學實驗室

百佳泰在台北及南投各設立聲學實驗室，有兩座聆聽室及一座無響室，不僅可執行Amazon Alexa 的認證測試，也廣泛支持各種聲學量測（例如：Google WWCB認證、Power Supply 噪聲量測）

更多的聲學相關測試服務，請參考Audio聲學驗證實驗室。