关于浴室淋浴时听播客的可行性研究

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想在浴室听播客!

动机:希望能在洗澡的时候听点什么,但是水声完全掩盖了播放的声音,而且播客比音乐的遮蔽效应更明显,尝试探究机理、给出优化方案。

方法:根据我最近半小时的研究,在浴室听不见播客的主要原因有三个:频段的遮蔽效应,混响造成的符号间干扰,和谐振腔的频率选择性。

水声对播客声音频段的遮蔽是主要原因。文献(其实是chatgpt)显示浴室的主要音量来自水流穿过淋浴喷头的声音(水流冲击地面的声音排第二),集中在200Hz - 2kHz,手动录音分析后发现宿舍的浴室水声主要能量集中在1k - 2.5kHz之间。同时,汉语音素的声音主要分布在200Hz - 4kHz,其中,爆破音(b、p)、赛音(n)和摩擦音(sh)刚好分布在浴室噪声范围内,极大影响信噪比。而交响乐的频谱分布更广,浴室水声基本只影响一部分铜管乐器和弦乐器。这也解释了为什么在浴室好好听播客比听交响乐更困难。

浴室混响也会影响声音的传播效果。浴室空间狭小(1.5m*1m),存在多个反射体和散射体,信号传播过程会有多条传播路径相近的多径,造成严重的符号间干扰(ISI)。对于唱歌来说这会修饰我的声音,但是对于听播客来说会严重影响我听清楚每句话是什么。

浴室的小尺寸和封闭性造成使它成为一个具有频率选择性的谐振腔,谐振频率很低大概50Hz,这意味着有很多很多n次谐波会被放大,很影响声音的质量。考虑到水声相比于人声更接近白噪音,所以被选择性放大的机会更多,这些极度放大的驻波让人耳在某些频点过载了。这个部分我猜测和人类生理上对声音的感知有关系,就不多涉及了。

考虑如何解决这些问题时,我把重心放在处理混响这里。既然原来的rich weak multipath很糟糕,我选择直接把手机的扬声器对准墙壁,让它只有一条direct path和一条strong multipath。手动调节了距离之后我估计这两条路径相干增强了,声音变得好了一些,勉强可听。

现在的解决办法比较即插即用,但是效果还没达到最理想。我觉得这应该是处理直接接一个音箱或者做一个抛物面的聚焦喇叭之外最好的办法了。

免责声明:浴室瓷砖的声音透射系数低于0.01,基本全反射。不会影响到周围同学的正常生活。而且本方法不改变声源,所以人声完全没有水声响。