Перейти к основному содержанию
soundlevel.net

Как откалибровать шумомер в телефоне

Что калибровка может и чего не может исправить в телефоне или браузере, единственный метод, который действительно работает без лабораторного оборудования, и как понять, сработал ли он.

Обновлено

Калибровка шумомера в телефоне означает одну и только одну вещь: поиск насколько далеко ваше устройство находится от чего-то, чему вы доверяете, и перенос этой разницы в дальнейшем в качестве фиксированного смещения.

Это не означает, что показания станут правильными. Это невозможно, и любая страница, обещающая обратное, пытается вам что-то продать. На самом деле это лишь убирает константа часть ошибки, которая на большинстве устройств является основной составляющей — и этого достаточно, чтобы изменить то, для чего пригодно это число.

Что калибровка может исправить, а что нет

Погрешность показаний телефона не является чем-то единым. Часть её — это постоянное смещение: ваш микрофон стабильно завышает или занижает показатели на несколько децибел во всем диапазоне. Эта часть исправима, и именно её устраняет смещение (offset).

Остальное — нет. Частотная характеристика микрофона настроена под речь, и никто не публикует график этой характеристики, поэтому погрешность меняется в зависимости от типа звука, так же как а также его уровень. Одно число не может исправить кривую. Автоматическая регулировка усиления, когда устройство отказывается её отключать, сжимает громкие пассажи на разную величину. И как только входной сигнал исчерпывает запас по перегрузке, никакое смещение в мире не вернет тот уровень, который оборудование так и не зафиксировало.

Честная формулировка такова: смещение сдвигает всю шкалу, и всё, что не является константой, сохраняется. Это всё равно стоит делать, потому что после этого сравнения, которые вы проводите на одном устройстве, получают примерно правильный масштаб, а не просто стабильно ошибочный.

Доказательства того, что смещения имеют значение, получены в ходе исследования, на которое ссылаются все специалисты в этой области. Когда Кардус и Шоу отбирали приложения для сравнения с эталоном, они специально включили те, которые позволяют корректировать калибровку встроенного микрофона путем ручного ввода или загрузки данных. файлыKardous & Shaw. Это стандартная функция для любого серьезного звукового приложения, и на то есть веская причина.

Метод без лабораторного оборудования

Вам понадобится только одно: звук, уровень которого вам уже известен и который остается стабильным достаточно долго, чтобы успеть снять показания.

  1. Найдите свой эталон. В порядке убывания степени доверия: акустический калибратор, подходящий к вашему микрофону; шумомер, который у вас уже есть; одолженный прибор или прибор, принадлежащий тому, чья работа связана с их использованием. Каждый из этих вариантов дает число, на которое можно ориентироваться.
  2. Поместите оба в одно и то же место. В ту же точку, на ту же высоту, в том же направлении, одновременно. Расстояние в один метр между двумя микрофонами само по себе может стоить нескольких децибел, которые напрямую повлияют на ваше смещение как постоянную ошибку.
  3. Используйте ровный звук. Не музыку, не шум комнаты, не гул транспорта. Что-то, что держит уровень: калибратор, вентилятор, тональный сигнал. Колеблющийся источник означает, что вы сравнивают два разных момента и называют разницу приборной ошибкой.
  4. Считывайте показания обоих не менее тридцати секунд. Дайте цифрам стабилизироваться и запишите где находится каждый из них, а не то, чего они касаются.
  5. Возьмите разницу и установите её в качестве смещения (offset). Если эталонное значение составляет 82, а телефон показывает 76, значит, телефон занижает уровень на шесть децибел, и смещение составляет +6. На этом сайте это значение вводится в поле управления смещением калибровки под измерителем, и оно сохраняется только на вашем устройстве.

Если у вас есть акустический калибратор, шаги с первого по четвертый сводятся к его установке на микрофон и считыванию числа: калибратор существует именно для того, чтобы выдавать известный уровень на известной частоте. Чего эта страница не будет делать, так это сообщать вам, какой уровень выдает ваш прибор — это напечатано на самом устройстве, и выдумывание какой-либо цифры здесь было бы именно тем типом неподтвержденного числа, которое остальная часть этого сайта отказывается публиковать.

Калибровка по приложению на телефоне не является калибровкой

Распространенный способ сэкономить время — открыть проверенное приложение на другом телефоне и подстроиться под него. Кажется, что это эталон. Но это не так.

Исследование, в котором десять приложений для iOS сравнивались с настоящим шумомером 1-го класса точности обнаружил, что лучшие из них находились примерно в полудецибеле от эталонаKardous & Shaw — но только три из десяти уложились в два децибела, а остальные были рассеяны далеко за пределами чтоKardous & Shaw. Выбор случайного варианта и принятие его за истину означает наследование любой содержащейся в нем ошибки в дополнение к вашим собственным, без возможности отличить одну от другой.

Если другой телефон сам был откалиброван по чему-то реальному, он является эталоном. Если же нет, вы просто вычисляете среднее арифметическое двух неизвестных.

Как проверить, сработало ли это

Сверьте показания со второй точкой на другом уровне.

Смещение — это единое число, применяемое ко всей шкале, поэтому если оно верно в тихой комнате, оно должно оставаться примерно таким же и в шумной. Если эти два показания расходятся — телефон соответствует эталонному значению на уровне разговорной речи, но отклоняется на несколько децибел рядом с оборудованием — ошибка не является постоянной величиной, поэтому простое смещение ее не исправит, и вы узнали нечто более полезное, чем просто цифру: погрешность вашего устройства меняется в зависимости от уровня громкости, и к показаниям на верхнем пределе стоит относиться с меньшим доверием доверия, чем показаниям на нижнем пороге чувствительности.

Стоит знать еще о двух признаках. Если прибор предупреждает, что автоматическую регулировку усиления не удалось отключить, все равно проведите калибровку, но учитывайте, что смещение будет сохраняться только для стабильных звуков. И если показания перестают меняться, когда обстановка становится громче, входной сигнал зашкаливает — перекалибровка ничего не меняет, потому что в тот момент число уже не имело никакого отношения к помещению.

Чего не дает калибровка

Она не делает показания допустимыми. Позиция самого NIOSH заключается в том, что там, где шумомер недоступен, приложения для измерения звука могут обеспечить оценку уровня шума в помещении, но могут не соответствовать нормативным требованиямNIOSH. Откалиброванный телефон остается телефоном; это утверждение не перестает быть верным из-за того, что вы вычли шесть децибел.

Это также не сокращает разрыв с аппаратным измерительным оборудованием. Шумомер 2-го класса построен на базе микрофона с опубликованной частотной характеристикой, он сохраняет калибровку и спроектирован так, чтобы его можно было проверить. Если показатель должен выстоять перед лицом сомнений со стороны того, кто заинтересован в его оспаривании, то это именно то, что число должно откуда-то взяться.

Какую калибровку дает покупка — это шкала, о которой можно рассуждать. После нее показание 85 на вашем устройстве означает нечто более близкое к 85 в помещении, и полоса вокруг него уже, чем ±10 дБ, которые дает некалиброванная оценка. Полная аргументация для этой полосы приведена в разделе насколько точен онлайн-шумомер.

Повторная калибровка и ее периодичность

Редко и по конкретным причинам, а не по расписанию.

Микрофон телефона не теряет точность так, как прецизионный прибор, потому что он изначально не был настолько стабильным — но меняются вещи вокруг него. Новый чехол, другой телефон, обновление операционной системы, которое меняет аудиоканал или заблокированный порт микрофона — все это причины для повторной проверки. Так же, как и любые показания, которые кажутся вам странными в знакомом помещении.

Привычка, которую стоит выработать, — это не частая перекалибровка. Это сохранение смещения (offset) привязанным к тому устройству, для которого оно было получено, и отказ от переноса значений с с одного телефона на другой. Смещение в браузерном шумомере на этом сайте сохраняется именно в этом браузере на этом устройстве именно по этой причине: это особенность вашего оборудования, а не сайта.

Sources

  1. Kardous & Shaw — Evaluation of smartphone sound measurement applications. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4545478/
  2. NIOSH — Understand Noise Exposure. https://www.cdc.gov/niosh/noise/prevent/understand.html