公共场所背景噪声的频谱建模

    1 引言

    公共广播系统是在有限的公共场所范围内为公众提供信息服务的声音广播。用于业务广播、作息信号、寻呼和信息发布、提供背景音乐以及突发事件的紧急广播等。通常设在机关、部队、企业、学校、商场、社区、大厦、超市等各种公众聚集的公共场合内[1]。为使公众能够正常接收和收听到广播，使广播的语言清晰可懂，在工程上要求公共广播系统应具备的声压级至少要大于公共场所背景噪声声级 15 dB 以上[2]。由于目前中国尚未出台有关公共广播系统的标准，在实际应用中公共广播系统往往忽略了不同场所背景噪声的声级和噪声特性，造成很多问题，如在背景噪声声级比较低的场所中公共广播系统要求却相对较高而在室外或背景噪声声级比较大的场所中对公共广播系统的要求反而较低，造成资源的浪费和分配不均匀等。公共广播系统应根据具体的使用场合和背景噪声等级的特点，对背景噪声的频谱特性进行分类定级，再选择合适的广播系统和设备的声学特性应用在各种公共场所中。

    2 公共场所背景声级调查

    对北京市内 36 个公共场所的背景噪声声级进行了现场调查，调查是在被调查现场最繁忙和嘈杂的时间段进行的，这些场所的声学环境、噪声状况及其等效声级如表 1 所示，它们的 1/3 oct频谱如图 1 所示。所调查的场所都是已经安装了或者有可能安装公共广播系统的地方，背景噪声是在公共广播系统非工作状态下测得的。

    从表 1 和图 1 中可看出这 36 个公共场所的背景噪声等效声压级大多集中在 60 dB（A）~80 dB（A）。在国际展览馆测得的背景噪声特点稍有不同，由于参展片和宣传音乐，还有主持人说话的声音。因此背景噪声声压级较普通场所的背景声压级高出近 10 dB，在某个时间段和某个地点处等效声压级甚至高达 100 dB 以上。其背景噪声中夹杂着很多的低音音乐而且占的比重也较大，相对于其他普通场所和普通场合具有丰富的低频成分。

    由图 1 中的这些曲线可看出，虽然是不同公共场所的背景噪声，它们的频谱曲线都类似于抛物线，并表现出了一些共同的特点，根据这些特点和大量的现场调查数据为基础可将公共场所背景噪声频谱分类定级，并提出对公共场所背景噪声频谱建模的问题。

    3 背景声级曲线拟合及建模

    3.1 曲线拟合

    将 36 条 1/3 oct频谱曲线进行拟合，得到 36 条参数不同的曲线 L1，L2，L3，…，L36，依据简单有效的原则对多种拟合方法进行比较，发现二阶拟合已足以表现曲线的特点。这些不同的拟合曲线可用一个共同的参数方程表达