Национальный стандарт РФ ГОСТ Р ИСО 24504-2015 "Эргономическое проектирование. Уровни звукового давления речевых сообщений для продукции и систем оповещения" (утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 октября 2015 г. N 1669-ст)

Ergonomics design. Sound pressure levels of spoken announcements for products and public address systems

Дата введения - 1 декабря 2016 г.

Введен впервые

Предисловие

1 Подготовлен Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (АО "НИЦ КД") на основе собственного аутентичного перевода на русский язык английской версии международного стандарта, указанного в пункте 4

2 Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 201 "Эргономика, психология труда и инженерная психология"

3 Утвержден и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 октября 2015 г. N 1669-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 24504:2014 "Эргономика. Проектирование для обеспечения доступности. Уровни звукового давления речевых сообщений для продукции и систем оповещения" (ISO 24504:2014 "Ergonomics - Accessible design - Sound pressure levels of spoken announcements for products and public address systems").

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (подраздел 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 Введен впервые

Введение

В повседневной жизни человек часто получает речевые сообщения при эксплуатации бытовых электроприборов различного назначения, пользовании информационными и телекоммуникационными устройствами при работе с автоматизированным офисным оборудованием, а также при использовании нагревательных санитарно-технических и медицинских приборов, игрушек и т.п. Инструкции о покупке билетов в автоматах по продаже билетов, о пользовании лифтами и эскалаторами передают с помощью речевых сообщений как внутри помещений, так и в общественных местах. Эти сообщения слушатели могут воспринимать как неразборчивые, что может быть обусловлено или возрастной потерей слуха, или повышенным шумовым фоном окружающей среды.

Настоящий стандарт устанавливает методы определения диапазона уровня звука (уровня звукового давления), при котором все слушатели, включая людей с возрастными нарушениями слуха, могут слышать речевые сообщения при наличии шума окружающей среды. Характеристики этого диапазона определены на основании результатов экспериментов, в которых принимали участие люди различного возраста. Речевые сообщения, соответствующие диапазону уровня звукового давления, определенного в настоящем стандарте, будут восприниматься слушающими как слышимые и комфортные по громкости.

Методы, приведенные в настоящем стандарте, необходимо применять в соответствии с типом продукции и условиями ее применения. Приведенные методы не применимы к речевым сообщениям при оповещении об эвакуации или чрезвычайных ситуациях.

В ИСО 9921* установлены рекомендуемые уровни качества речевой коммуникации, необходимые для полной передачи сообщений в различных ситуациях.

В настоящем стандарте применимы принципы обеспечения доступности, установленные в Руководстве ИСО/МЭК 71**, усиленные в ИСО/ТО 22411***.

1 Область применения

В настоящем стандарте установлены методы определения уровня звукового давления речевых сообщений в среде, где фоновый шум составляет менее 80 дБ. Указанные методы соответствуют принципам Руководства ИСО/МЭК 71 и охватывают уровни звукового давления, комфортные для пожилых людей с возрастным снижением слуха. Уровни речи, определяемые в соответствии с настоящим стандартом, ориентированы на использование в речевых системах, применяемых в продукции и публичных системах оповещения. Для повышения доступности и пригодности использования продукции голосовые сообщения должны быть не только слышимыми, но также быть комфортными для прослушивания.

Продукцией, при использовании которой использованы речевые сообщения, являются: электронные бытовые приборы, услуги информационно-коммуникационных технологий, сервисные автоматизированные системы в общественных помещениях и на открытом воздухе (например, на вокзалах, в аэропортах, конференц-залах, местных луна-парках, на ярмарках и т.п.).

Настоящий стандарт не применим к продукции, предоставляющей приватную информацию, такой, как банкоматы в общественных местах.

Методы данного стандарта ориентированы на ситуации, когда источник речевого сообщения находится на небольшом расстоянии от лица, получающего сообщение в среде, где для фонового шума корректированный по шкале А уровень звукового давления не превышает 80 дБ. Настоящий стандарт применим к речевым сообщениям, которые слышны людям с нормальным для их возраста слухом при передаче речевого сообщения в условиях тишины и отсутствии эха. Стандарт применим в тех случаях, когда речевое сообщение передают с помощью аудиозаписи или синтезированного голоса.

Настоящий стандарт не устанавливает уровни звукового давления речевых сообщений для систем с автоматическим контролем уровня звукового давления, компенсирующих колебания уровней фонового шума. Стандарт не применим к речевым сообщениям, получаемым через телефонную трубку или наушники, или от источника звука, расположенного в непосредственной близости от уха слушателя (пример - спикер уха, определенный в МЭК 60268-7). В настоящем стандарте рассмотрена только слышимость речи (не рассмотрено понимание речи).

Настоящий стандарт не устанавливает уровни звукового давления речевых сообщений, передаваемых в чрезвычайных ситуациях, таких, как сигналы пожарной тревоги, утечки газа и предупреждения преступности (см. ИСО 7240-16 и ИСО 7240-19). В стандарте не установлены уровни звукового давления речевых сообщений в автомобилях (см. ИСО 15006).

Примечание 1 - Речевое сообщение, подаваемое с повторениями в качестве вербального знака, но не в качестве речевого сообщения (например, электронной бытовой техникой) приемлемо при более низком уровне звукового давления, чем установлено настоящим стандартом.

Примечание 2 - Распознавание слов носителем языка лучше, чем слушателем, для которого данный язык не является родным.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ИСО 389-1 Акустика. Опорный нуль для калибровки аудиометрической аппаратуры. Часть 1. Опорные эквивалентные пороговые уровни звукового давления чистых тонов для прижимных телефонов (ISO 389-1 Acoustics - Reference zero for the calibration of audiometric equipment - Part 1: Reference equivalent threshold sound pressure levels for pure tones and supra-aural earphones)

ИСО 1996-1 Акустика. Описание, измерение и оценка окружающего шума. Часть 1. Основные величины и процедуры оценки (ISO 1996-1 Acoustics - Description, measurement and assessment of environmental noise - Part 1: Basic quantities and assessment procedures)

ИСО 3382-2:2008 Акустика. Измерение акустических параметров помещений. Часть 2. Время реверберации обычных помещений (ISO 3382-2:2008 Acoustics - Measurement of room acoustic parameters - Part 2: Reverberation time in ordinary rooms)

ИСО 8253-1 Акустика. Методы аудиометрических испытаний. Часть 1. Тональная пороговая аудиометрия по воздушной и костной проводимости (ISO 8253-1 Acoustics - Audiometric test methods - Part 1: Pure-tone air and bone conduction audiometry)

МЭК 60050-801 Международный электротехнический словарь. Глава 801. Акустика и электроакустика (IEC 60050-801 International Electrotechnical Vocabulary. Chapter 801. Acoustics and electroacoustics)

МЭК 60268-16 Оборудование звуковых систем. Часть 16. Объективная оценка разборчивости речи по индексу передачи речи (IEC 60268-16 Sound system equipment - Part 16: Objective rating of speech intelligibility by speech transmission index)

МЭК 61260 Электроакустика. Фильтры полосовые шириной, равной октаве или части октавы. Часть 1. Технические условия (IEC 61260 Electroacoustics - Octave-band and fractional-octave-band filters - Part 1: Specifications)

МЭК 61672-1 Электроакустика. Измерители уровня звука. Часть 1. Технические требования (IEC 61672-1 Electroacoustics - Sound level meters - Part 1: Specifications)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по МЭК 60050-801 и МЭК 60268-16, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 речевое сообщение (spoken announcement): Сообщение, воспроизведенное с помощью голоса человека, синтезируемого электронного голоса или записанного/отцифрованного человеческого голоса.

3.2 фоновый шум (ambient noise): Все звуки в области приема сигнала, кроме звуков, рассматриваемых в качестве сигнала.

Примечание 1 - В настоящем стандарте в качестве сигналов рассмотрены речевые сообщения.

3.3 канал передачи речи (speech transmission channel): Акустический и/или электроакустический путь прохождения сигнала от источника сигнала до лица, принимающего сигнал.

3.4 индекс передачи речи; STI (speech transmission index, STI): Числовой показатель, принимающий значения от 0 до 1, являющийся мерой качества речи, характеризующей разборчивость речи (0 - минимальная разборчивость речи, 1 - максимальная разборчивость речи), переданной в виде речевого сообщения по каналу передачи речи.

[МЭК 60268-16]

3.5 упрощенный; STI (simplified STI): Индекс передачи речи STI, вычисленный только с учетом разности значений уровней звукового давления октавных полос, соответствующих речевому сообщению и фоновому шуму, основанный на индексе передачи речи, определенном в МЭК 60286-16.

Примечание - Для упрощенного индекса передачи речи не учитывают реверберации.

3.6 уровень речи (speech level): Корректированный по шкале А уровень звукового давления или эквивалент уровня звукового давления голосового сообщения в октавной полосе.

3.7 отношение сигнал-шум; S/N (signal-to-noise ratio, S/N): Уровень звукового давления сигнала, измеренный по отношению к уровню звукового давления фонового шума.

3.8 минимальный уровень речи (minimum speech level): Корректированный по шкале А уровень речи, при котором слушатель слышит речь.

3.9 максимальный речевой уровень (maximum speech level): Корректированный по шкале А уровень речи, при котором у половины слушателей возникает дискомфорт от излишней громкости речевого сообщения.

3.10 слышимость (audibility): Мера распознаваемости слов голосового сообщения слушателями.

3.11 пороговый уровень слышимости; HTL (hearing threshold level, HTL): Уровень звукового давления, при котором слушатель дает предусмотренный процент правильных ответов при распознавании звуковой информации в ходе повторных испытаний без учета эквивалента затухания порогового уровня звукового давления.

Примечание - В соответствии с ИСО 8253-1 определение относится к заданному сигналу и заданному способу воспроизведения сигнала в заданных условиях. Эквивалент затухания порогового уровня звукового давления должен соответствовать ИСО 389-1.

3.12 среднее чистого тона; РТА (pure tone average, РТА): Среднеарифметическое пороговых уровней слышимости с заданными частотами в децибелах.

3.13 время реверберации; Т (reverberation time, 7): Время, необходимое для спада средней по пространству плотности звуковой энергии в ограниченном объеме на 60 дБ от первоначального уровня после прекращения распространения звука источником.

Примечание - Время реверберации измеряют в секундах.

4 Обозначения

В настоящем стандарте использованы следующие обозначения:

		- корректированный по шкале A уровень звукового давления фонового шума, измеренный в децибелах, с помощью метода, изложенного в приложении A;
		- уровень звукового давления в октавной полосе фонового шума в i-ой полосе, измеренный в децибелах с помощью метода, изложенного в приложении A;
		- корректированный по шкале A уровень речи, измеренный в децибелах с помощью метода, изложенного в приложении A;
		- уровень звукового давления в октавной полосе голосового сообщения в i-й полосе, измеренный в децибелах с помощью метода, изложенного в приложении A;
		- индекс передачи октавной полосы частот i, представляющий собой числовой показатель со значениями от 0 до 1;
I		- индекс передачи речи или упрощенный индекс передачи речи, вычисленный как взвешенное среднее значение -х октавных полос от 125 Гц до 8 кГц.

5 Уровень звукового давления речевых сообщений

5.1 Общие положения

В настоящем стандарте установлены уровни звукового давления речевых сообщений без учета реверберации и расстояния между источником звука и слушателем.

Для диапазона уровней звукового давления речевых сообщений должны быть определены минимальный и максимальный уровни речи. Минимальный уровень речи для пользователей старшего возраста выше, чем для молодых слушателей (см. приложение В). Минимальный уровень речи речевых сообщений должен быть установлен таким образом, чтобы люди пожилого возраста с нормальным для их возраста слухом распознавали речевые сообщения как сообщения комфортной слышимости. Максимальный уровень речи должен быть установлен таким образом, чтобы речевое сообщение не вызывало раздражения у слушателей. В настоящем стандарте максимальный уровень речи определен на основе слухового восприятия людей молодого возраста, так как ощущение дискомфорта от прослушивания речевого сообщения у них возникает при меньшей громкости речевого сообщения, чем у пожилых людей.

Обычно средний уровень речи составляет от 55 до 75 дБ при расположении источника звука на расстоянии 1 м от слушателя (см. [8]).

При передаче речевого сообщения с фиксированным уровнем звукового давления данный уровень должен принимать значение между минимальным и максимальным уровнями речи, рассчитанными в соответствии с настоящим стандартом.

Если пользователь продукции имеет возможность регулировать громкость (т.е. уровень звукового давления) речевого сообщения, диапазон возможного изменения громкости должен включать часть диапазона, установленного в соответствии с настоящим стандартом. При выборе диапазона уровня речи для продукции следует избегать слышимых искажений речевого сообщения.

Примечание - Для продукции, допускающей регулирование громкости речевых сообщений, полезно рядом с кнопкой, ручкой или ползунком, регулирующими громкость, указать уровни громкости, используя диапазон уровня звукового давления в соответствии с настоящим стандартом.

Метод, использующий определение корректированного по шкале А уровня звукового давления, является простейшим, но имеет ограничения. Он не применим в случае преобладания в фоновых звуках низкочастотных шумов или доминирующей тональной составляющей. В этом случае воздействие фонового шума не может давать искажения. Упрощенный метод индекса передачи речи, основанный на индексе передачи речи в соответствии с МЭК 60286-16, применим для широкополосного шума с доминирующими узкополосными составляющими и без них. Этот метод более точен, чем метод, использующий определение корректированного по шкале А уровня звукового давления.

Примечание 1 - В тех ситуациях, где необходимые условия обоих упомянутых выше методов не могут быть выполнены, может быть полезен метод индекса передачи речи, описанный в приложении D в соответствии с МЭК 60268-16.

Примечание 2 - При установлении для продукции соответствующего диапазона уровней звукового давления речевых сообщений должен быть использован уровень фонового шума, типичный для условий эксплуатации продукции.

5.2 Критерии определения уровня речи

Уровень речи, при котором речевое сообщение воспринимается как комфортное, составляет 55 дБ. Затруднения при прослушивании речевого сообщения с данным уровнем речи лицами молодого возраста при наличии ветра минимальны (см. [9]).

Требуемое отношение сигнал-шум, используемое для определения минимального уровня речи для лиц старшего возраста, рассчитывают в соответствии с приложением В. Для типичного слушателя старшего возраста отношение сигнал-шум должно составлять 5 дБ, соответствующий индекс передачи речи имеет значение 0,65 и более для лучшего понимания одного четко произнесенного слова при наличии фонового шума и отсутствии эха. Необходимое улучшение отношения сигнал-шум для слушателей старшего возраста составляет от 2 до 6 дБ для различных языков. В этом случае оказывает влияние различие в значениях средней чистоты тона для людей младшего и старшего возраста.

Максимальный уровень речи следует определять в соответствии с 5.4. В общем случае молодые люди обладают более высокой слуховой чувствительностью, чем люди старшего возраста. Люди молодого возраста испытывают перцептивный дискомфорт, расценивая речевое сообщение как слишком громкое при более низких значениях уровней речи, чем лица старшего возраста, поэтому максимальный уровень речи в настоящем стандарте установлен ориентируясь на людей молодого возраста.

5.3 Важные факторы, влияющие на восприятие речи

Предполагается, что отражение звука оказывает негативное воздействие на восприятие речи. Метод, использующий индекс передачи речи, установленный в МЭК 60268-16 (приложение L), является стандартизованным методом, с помощью которого можно прогнозировать неблагоприятное воздействие звукоотражения. В данном методе для определения индекса передачи речи учитывают время реверберации, объем помещения и расстояние от источника сигнала до слушателей. Для применения критерия STI = 0,65 в закрытых или полузакрытых пространствах соответствующие факторы необходимо рассматривать в условиях звукоотражающего пространства и/или речевого сообщения более низкого качества.

Другой фактор - воздействие, оказываемое фонетическими особенностями речи, присущими различным языкам. В приложении В представлены результаты испытаний по распознаванию слов для шести языков. Для молодых слушателей средние оценки уровней речи для различных языков различаются примерно на 5 дБ.

Предполагается, что дикторы, предоставляющие пользователям речевые сообщения или инструкции во время передачи сообщения, находятся в непосредственной физической близости от пользователей. Для метода имитационного моделирования, использующего индекс передачи речи (см. МЭК 60268-16, приложение L), расстояние между источником сигнала и слушателем, равное 2 м, соответствует индексу передачи речи равному 0,65 в условиях типовой звукоотражающей среды, где отношение сигнал-шум имеет значение от 5 до 10 дБ.

На рисунке 1 показано характерное соотношение между отношением сигнал-шум и индексом передачи речи на расстоянии от источника звука до слушателя равном 2,0 м. На расстояниях более 2,0 м звукоотражение может искажать передачу речи в условиях реверберации.

Настоящий стандарт предназначен для применения на расстоянии между источником сигнала и слушателем 2 м или менее. При использовании методов настоящего стандарта в отчете делают записи об условиях и результатах измерений. Примеры таких записей представлены в приложении C.

Примечание 1 - В условиях открытого свободного пространства без реверберации расстояние между источником и приемником речевого сообщения очень непостоянно. Реверберацию рассматривать не следует.

Примечание 2 - Характерное время реверберации для классной комнаты начальной школы (размер: 8 х 8 х 3 м) составляет 0,45 с.

Рисунок 1 - Зависимость между отношением сигнал-шум и индексом передачи речи при трех различных значениях времени реверберации для объема помещения 192  и расстояния от источника до приемника звука, равного 2,0 м

5.4 Метод определения уровня речи с коррекцией по шкале A

Диапазон уровней звукового давления речевых сообщений определяют с использованием коррекции по шкале A (см. приложение A) в соответствии с приведенным ниже алгоритмом.

a) Минимальный уровень речи (нижнее значение ).

Минимальный уровень речи, представляющий собой нижнее значение , следует определять в соответствии со следующей процедурой:

1) измеряют и проверяют, что < 80 дБ;

2) нижнее значение должно быть таким, что разность - составит приблизительно 10 дБ;

3) минимальное нижнее значение должно составлять 55 дБ, если минимальное нижнее значение составляет менее 55 дБ, это указывает на невыполнение требования 1).

Примечание - Следует избегать увеличения уровня звукового давления октавной полосы с центральной частотой в 8 кГц с целью увеличить .

b) Максимальный уровень речи (верхнее значение ).

Максимальный уровень речи, представляющий собой верхнее значение , определяют в соответствии со следующей процедурой:

1) измеряют и проверяют, что < 80 дБ;

2) верхнее значение должно составлять 75 дБ + 0,2;

3) верхнее значение должно составлять 90 дБ (если верхнее значение превышает 90 дБ, это указывает на невыполнение требования 1).

5.5 Метод определения минимального уровня речи с использованием упрощенного индекса передачи речи

Минимальный уровень речи, использующий упрощенный индекс передачи речи, получают путем измерения уровня звукового давления октавной полосы в соответствии со следующей процедурой (см. приложение A).

a) Вычисляют -, измеряя уровни звукового давления октавных полос от 125 Гц до 8 кГц сигнала и фонового шума.

b) Вычисляют (индекс передачи октавной полосы i, дБ), используя формулу (1)

.

(1)

Примечание 1 - Если полученное значение превышает 1,0, то принимают = 1.

Примечание 2 - Если полученное значение менее 0, то принимают = 0.

c) По формуле (2) с учетом полученного вычисляют значение I. Используют семь октавных полос с центральными частотами от 125 Гц до 8 кГц. Весовые коэффициенты и коэффициенты избыточности приведены в таблице 1 в соответствии с МЭК 60268-16. Если получено значение индекса передачи речи более 1,0, то за значение индекса передачи речи принимают 1,0.

,

(2)

где - индекс передачи модуляции для октавной полосы k;

- индекс передачи модуляции для октавной полосы k-1;

- весовой коэффициент для октавной полосы k (см. таблицу 1, 2-ю строку);

- коэффициент избыточности между k-й октавной полосой и (k+1)-й октавной полосой (см. таблицу 1, 3-ю строку).

Таблица 1 - Весовые коэффициенты и коэффициенты избыточности для октавных полос

Октавная полоса Гц	125	250	500	1 000	2 000	4 000	8 000
А	0,085	0,127	0,230	0,233	0,309	0,224	0,173
В	0,085	0,078	0,065	0,011	0,047	0,095	-

d) Проверить, что I превышает 0,65. Если I < 0,65, необходимо увеличить и повторить действия с 1) по 3), пока I не превысит 0,65.

Примечание - Предполагается, что при увеличении на 3 дБ I увеличивается на 0,1 в условиях типичного спектра шума жилого помещения.

_____________________________

* ИСО 9921:2003 Эргономика. Оценка речевой связи (ISO 9921:2003 Ergonomics - Assessment of speech communication).

** Руководство ИСО/МЭК 71:2014 Руководство для разработчиков стандартов, рассматривающих вопросы создания доступной среды (ISO/IEC Guide 71:2014 Guide for addressing accessibility in standards).

*** ИСО/ТО 22411:2008 Данные и руководящие указания по эргономике при применении ISO/IEC Guide 71 на изделия и услуги, направленные на удовлетворение потребностей пожилых людей и инвалидов (ИСО/ТО 22411:2008 Ergonomics data and guidelines for the application of ISO/IEC Guide 71 to products and services to address the needs of older persons and persons with disabilities).

Библиография

[1]	ISO 9921:2003	Ergonomics - Assessment of speech communication
[2]	ISO/IEC Guide 71:2001	Guidelines for standards developers to address the needs of older persons and persons with disabilities
[3]	ISO/TR 22411:2008	Ergonomics data and guidelines for the application of ISO/IEC Guide 71 to products and services to address the needs of older persons and persons with disabilities
[4]	IEC 60268-7:2010	Sound system equipment - Part 7: Headphones and earphones
[5]	ISO 7240-16:2007	Fire detection and alarm systems - Part 16: Sound system control and indicating equipment
[6]	ISO 7240-19:2007	Fire detection and alarm systems - Part 19: Design, installation, commissioning and service of sound systems for emergency purposes
[7]	ISO 15006:2011	Road vehicles - Ergonomic aspects of transport information and control systems - Specifications for in-vehicle auditory presentation
[8]	Pearsons K.S., Bennett R.L., Fidell S. Speech levels in various noise environments (Report No. EPA-600/1-77- 025). Washington, DC: U.S. Environmental Protection Agency (1977)
[9]	Kobayashi M., Morimoto M., Sato H., Sato H. Optimum speech level to minimize listening difficulty in public spaces. J. Acoust. Soc. Am. 2007, 121 (1) pp. 251 - 256
[10]	Sato H., Kurakata K., Mizunami T. Accessible speech messages for the elderly in rooms," Ninth Western Pacific Acoustics Conference Seoul, Korea, 2006
[11]	ITU-T P.800. Methods for Subjective Determination of Transmission Quality - Series P: Telephone Transmission Quality: Methods for Objective and Subjective Assessment of Quality (1996)
[12]	ISO 7029:2000, Acoustics - Statistical distribution of hearing thresholds as a function of age
[13]	ISO 1999:2013 Acoustics - Estimation of noise-induced hearing loss
[14]	Population Division of the Department of Economic and Social Affairs of the United Nations Secretariat. World Population Prospects. Revision, 2010
[15]	Wiley T.L. Chappell, R., Carmichael, L., Nondahl, D.M., and Cruickshanks, K.J. "Changes in Hearing Thresholds over 10 Years in Older Adults. J. Am. Acad. Audiol. 2008, 19(4) pp. 281 - 292
[16]	Sato H., Bradley J.S., Morimoto M. Using listening difficulty ratings of conditions for speech communication in rooms. J. Acoust. Soc. Am. 2005, 117(3) pp. 1157 - 1167
[17]	ISO 18233:2006 Acoustics - Application of new measurement methods in building and room acoustics