概述智能教學無感擴聲系統(tǒng)——無感收音自由發(fā)聲

　　教室擴聲方案經(jīng)歷了從傳統(tǒng)到現(xiàn)代的升級，解決了音質不佳、雜音等問題。達珥聞科技推出智能教學無感擴聲系統(tǒng)，利用AI技術實現(xiàn)高質量擴聲，簡化設備操作，提升教學效果，促進教育現(xiàn)代化。隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展，百行百業(yè)信息化、數(shù)字化應用持續(xù)升級，從全面智能化建設到局部應用場景創(chuàng)新，物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等信息技術功不可沒。教室作為學校局部的特殊場景之一，通過廣播系統(tǒng)可與整個校園連接起來接收校園信息，也可通過擴聲系統(tǒng)在單個空間內給師生提供清晰、舒適的聽音環(huán)境，提高教學質量。

　　教室擴聲方案發(fā)展史

　　我國教學擴聲設備從傳統(tǒng)的有線手持話筒、“小蜜蜂”擴聲器、2.4G/紅外無線音箱到移頻器系統(tǒng)，經(jīng)歷了講師受設備限制束縛了肢體和語言表達，遠距離拾音容易吃字且聲音失真，無專門降噪功能容易出現(xiàn)雜音和嘯叫聲，刺激師生的耳膜影響聽力和教學質量等一系列問題;直到無感擴聲系統(tǒng)出現(xiàn)，真正意義上肢體無束縛、解放雙手，超低的擴聲延遲確保音量始終均衡，帶來聽覺上的無感化，擴聲效果有效提升，解決教學場景高質量擴聲難題。

　　·

　　1、什么是達珥聞無感擴聲系統(tǒng)?

　　達珥聞無感擴聲系統(tǒng)中的無感，是指主講人在講話過程中無需佩戴或手持任何拾音工具，可在一定范圍內自由活動，并且在自由活動過程中拾擴聲效果不受主講人所在位置和朝向的影響。

　　達珥聞無感擴聲系統(tǒng)是新一代的本地擴聲系統(tǒng)，一般由麥克風+教學中控主機+音箱組成，通過無感擴聲AI降噪麥克風采集并處理教師授課語音，再通過擴聲設備實現(xiàn)在教室內的均勻擴聲。

　　達珥聞無感擴聲系統(tǒng)采用的無感擴聲AI降噪陣列麥克風集成高性能音頻處理芯片，無需額外的音頻處理器，即可實現(xiàn)嘯叫抑制、噪音抑制、動態(tài)增益自動調節(jié)、波束成形等功能。

　　2、什么是遠距離拾音技術?

　　一般麥克風都有距離的限制，這里不得不說京邦無感擴聲系統(tǒng)的麥克風，主要涉及的技術就是遠距離拾音技術，那什么是遠距離拾音技術?為實現(xiàn)無感擴聲中的“無感”，首先需要應用遠場拾音技術。遠場拾音技術是指在較大距離內捕捉聲音信號的能力，其拾音距離通常在2米以上。與之相對的，常見的近場拾音設備有：手持麥克風、鵝頸麥、電腦麥克風、無線麥等;由于在遠場拾音的場景下，聲源距離麥克風的距離相比于近場拾音(20cm)遠至少達10倍以上，因此在遠場拾音中對麥克風的靈敏度和噪聲處理能力都有相對應的技術要求。

　　達珥聞無感擴聲系統(tǒng)僅僅是麥克風出色的拾音能力嗎，還會涉及到什么技術?

　　達珥聞無感擴聲系統(tǒng)還會用到：波束成形技術、動態(tài)增益技術、智能降噪技術、混響抑制技術、嘯叫抑制技術、自動校正技術等，各技術的詳細說明可參看對應的技術應用白皮書。

　　3、學校為什么需要建設擴聲系統(tǒng)?

　　教室是學校建筑中至關重要的部分，其內部的聽覺環(huán)境直接關系到師生互動的質量以及教學效果的高低。有研究表明，不佳的聲學條件會對學生的學習成績和課堂表現(xiàn)產(chǎn)生負面影響，對兒童的早期智力發(fā)展，尤其是15歲以下的兒童，尤為不利。

　　在我國大多數(shù)地區(qū)，中小學教師仍然主要依靠嗓音進行授課。因此，為了讓后排的學生能夠聽清楚，教師不得不提高音量講課。教師長期大聲講話授課，喉嚨健康將受到嚴重威脅。有機構調查研究發(fā)現(xiàn)，中小學教師的喉部疾病總患病率為64.0%，且患病率與年齡成正相關性。所以，為了營造一個優(yōu)質的聽覺環(huán)境，同時降低教師嗓音的負擔，安裝教室擴聲系統(tǒng)顯得尤為必要。

　　另外，若選擇質量不達標的擴聲設備，這些設備產(chǎn)生的尖銳噪音、走調的音樂、扭曲的人聲，導致教室內聲音分布極不均勻，音質粗糙，這不僅可能損害學生的聽力，還可能導致學生神經(jīng)衰弱，進而打擊他們的學習熱情。

　　4、擴聲音量是越大越好嗎?

　　根據(jù)中國教育技術協(xié)會在2022年發(fā)布的《信息化教學環(huán)境試聽技術規(guī)范》團體標準中第七章，信息化教學環(huán)境聽覺技術要求中的說明中可知，擴聲音量過大會導致聽力損傷。

　　下表是未成年人和成年人在不同聲壓級下的聽覺暴露時間閾值表：

　　未成年人聽覺暴露時間閾值表

　　成年人聽覺暴露時間閾值表

　　安全的聲音容許量，表示一個人在不損害聽力的情況下可以接受的聲能水平，它取決于暴露在聲場中的聲壓級和持續(xù)時間。從上圖可知，未成年在75dB的聲音強度下的周暴露時間不應超過40小時，即53課時(按45分鐘算一課時)，當聲音強度達到77dB時，允許的周暴露時間縮短了15小時，僅33課時。

　　在7.4擴聲系統(tǒng)性能要求中，也對擴聲聲壓大小上限做了明確的要求，在語言類教學環(huán)境中，擴聲后的聲音達到人耳的每小時平均聲壓級上限應≤75dB。

　　所以，我們在教學講課過程中，并不是為了讓教室內每一個人都能聽到，就把聲音擴大。我們要求在教室內營造一個聲場均衡的環(huán)境。

　　5、什么是聲場均衡?

　　與聲場均衡相對應的，是不均衡的聲場。由于教室空間相對比較空曠，往往會存在混響、回聲等聲音缺陷，老師授課發(fā)出的聲音信號會經(jīng)過墻面反射形成重疊，混響約嚴重，聲音信號重疊就越多，學生對聲音的辨別就越困難，容易造成“離得近聲音太大，離得遠聽不清”等問題。在同一個空間中，前后不同位置聽到的聲音音量大小不一致，這就是一個“不均衡聲場”。

　　在不均衡聲場中，語音可懂度會大打折扣，嚴重影響學生的聽課效率。語音可懂度是表征語音傳輸質量的重要指標，即老師授課的內容，有多少被學生清晰地聽見、聽清。傳統(tǒng)的擴聲系統(tǒng)音箱裝在教室前方，教室前排的學生聽到的聲音是以直達聲為主(即直接從音箱出來的聲音)，此時學生接收到的授課聲音音量大、語音可懂度高;而中間排的學生聽到的直達聲和反射聲兩者相當，音量有所下降，語音可懂度也相應降低;后排學生聽放到的聲音以反射為主，語音可懂度大幅下降，聽到的音量也大大減弱，聽不見、聽不清的問題較為普遍。并且，在這種情況下，教室提高音量說話并不會對教學效果有所改善，反而會加劇聲場環(huán)境的嘈雜，讓學生們的注意力和舒適度進一步降低。

　　那么，有沒有一個方法來檢測，我們教室的聲場是否均衡?

　　通常我們采用九點測量法來判斷空間聲場是否均衡，即在教室環(huán)境中，找到均勻分布的9個點位，用分貝儀分別測量各個點位的聲壓級數(shù)據(jù)，比較9個點位聲壓級的數(shù)據(jù)差值范圍，如果差值≤4dB，即可認定該聲場屬于均衡聲場。

　　6、傳統(tǒng)的擴聲設備能解決聲場均衡問題嗎?

　　小蜜蜂、話筒等傳統(tǒng)擴聲設備由于不僅同樣存在“前排聲音過大，后排聲音不清楚”的問題，在設備的嘯叫抑制、噪聲抑制、教師呼吸聲抑制等方面也有不足。如果需要解決這些問題，則需要配備相應的設備，對聲音進行處理，這無疑是對成本的考驗。

　　相比于達珥聞無感擴聲系統(tǒng)，傳統(tǒng)的教室擴音系統(tǒng)普遍存在以下問題：

　　7、教室內各種擴聲系統(tǒng)之間互斥?

　　目前，部分學校已經(jīng)建設由鵝頸麥、手持無線話筒、手持有線話筒或無線領夾麥為核心的教室擴聲系統(tǒng)。這個一點與補充建設京邦無感擴聲系統(tǒng)之間并不矛盾。根據(jù)教室的教學特點，整理各類擴聲系統(tǒng)優(yōu)缺點如下。

　　從表中我們可以看到，達珥聞無感擴聲系統(tǒng)對于其他幾類教室擴聲方案而言，有其明顯的優(yōu)勢，因此如果學校已經(jīng)建設了其他類別的擴聲系統(tǒng)后，完全可以補充建設一套達珥聞無感擴聲系統(tǒng)，以滿足各類教師的教學需求。

　　吊麥擴音系統(tǒng)拓撲圖

　　概述智能教學無感擴聲系統(tǒng)——無感收音自由發(fā)聲

　　教室擴聲方案經(jīng)歷了從傳統(tǒng)到現(xiàn)代的升級，解決了音質不佳、雜音等問題。達珥聞科技推出智能教學無感擴聲系統(tǒng)，利用AI技術實現(xiàn)高質量擴聲，簡化設備操作，提升教學效果，促進教育現(xiàn)代化。隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展，百行百業(yè)信息化、數(shù)字化應用持續(xù)升級，從全面智能化建設到局部應用場景創(chuàng)新，物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等信息技術功不可沒。教室作為學校局部的特殊場景之一，通過廣播系統(tǒng)可與整個校園連接起來接收校園信息，也可通過擴聲系統(tǒng)在單個空間內給師生提供清晰、舒適的聽音環(huán)境，提高教學質量。

　　教室擴聲方案發(fā)展史

　　我國教學擴聲設備從傳統(tǒng)的有線手持話筒、“小蜜蜂”擴聲器、2.4G/紅外無線音箱到移頻器系統(tǒng)，經(jīng)歷了講師受設備限制束縛了肢體和語言表達，遠距離拾音容易吃字且聲音失真，無專門降噪功能容易出現(xiàn)雜音和嘯叫聲，刺激師生的耳膜影響聽力和教學質量等一系列問題;直到無感擴聲系統(tǒng)出現(xiàn)，真正意義上肢體無束縛、解放雙手，超低的擴聲延遲確保音量始終均衡，帶來聽覺上的無感化，擴聲效果有效提升，解決教學場景高質量擴聲難題。

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　　1、什么是達珥聞無感擴聲系統(tǒng)?

　　達珥聞無感擴聲系統(tǒng)中的無感，是指主講人在講話過程中無需佩戴或手持任何拾音工具，可在一定范圍內自由活動，并且在自由活動過程中拾擴聲效果不受主講人所在位置和朝向的影響。

　　達珥聞無感擴聲系統(tǒng)是新一代的本地擴聲系統(tǒng)，一般由麥克風+教學中控主機+音箱組成，通過無感擴聲AI降噪麥克風采集并處理教師授課語音，再通過擴聲設備實現(xiàn)在教室內的均勻擴聲。

　　達珥聞無感擴聲系統(tǒng)采用的無感擴聲AI降噪陣列麥克風集成高性能音頻處理芯片，無需額外的音頻處理器，即可實現(xiàn)嘯叫抑制、噪音抑制、動態(tài)增益自動調節(jié)、波束成形等功能。

　　2、什么是遠距離拾音技術?

　　一般麥克風都有距離的限制，這里不得不說京邦無感擴聲系統(tǒng)的麥克風，主要涉及的技術就是遠距離拾音技術，那什么是遠距離拾音技術?為實現(xiàn)無感擴聲中的“無感”，首先需要應用遠場拾音技術。遠場拾音技術是指在較大距離內捕捉聲音信號的能力，其拾音距離通常在2米以上。與之相對的，常見的近場拾音設備有：手持麥克風、鵝頸麥、電腦麥克風、無線麥等;由于在遠場拾音的場景下，聲源距離麥克風的距離相比于近場拾音(20cm)遠至少達10倍以上，因此在遠場拾音中對麥克風的靈敏度和噪聲處理能力都有相對應的技術要求。

　　達珥聞無感擴聲系統(tǒng)僅僅是麥克風出色的拾音能力嗎，還會涉及到什么技術?

　　達珥聞無感擴聲系統(tǒng)還會用到：波束成形技術、動態(tài)增益技術、智能降噪技術、混響抑制技術、嘯叫抑制技術、自動校正技術等，各技術的詳細說明可參看對應的技術應用白皮書。

　　3、學校為什么需要建設擴聲系統(tǒng)?

　　教室是學校建筑中至關重要的部分，其內部的聽覺環(huán)境直接關系到師生互動的質量以及教學效果的高低。有研究表明，不佳的聲學條件會對學生的學習成績和課堂表現(xiàn)產(chǎn)生負面影響，對兒童的早期智力發(fā)展，尤其是15歲以下的兒童，尤為不利。

　　在我國大多數(shù)地區(qū)，中小學教師仍然主要依靠嗓音進行授課。因此，為了讓后排的學生能夠聽清楚，教師不得不提高音量講課。教師長期大聲講話授課，喉嚨健康將受到嚴重威脅。有機構調查研究發(fā)現(xiàn)，中小學教師的喉部疾病總患病率為64.0%，且患病率與年齡成正相關性。所以，為了營造一個優(yōu)質的聽覺環(huán)境，同時降低教師嗓音的負擔，安裝教室擴聲系統(tǒng)顯得尤為必要。

　　另外，若選擇質量不達標的擴聲設備，這些設備產(chǎn)生的尖銳噪音、走調的音樂、扭曲的人聲，導致教室內聲音分布極不均勻，音質粗糙，這不僅可能損害學生的聽力，還可能導致學生神經(jīng)衰弱，進而打擊他們的學習熱情。

　　4、擴聲音量是越大越好嗎?

　　根據(jù)中國教育技術協(xié)會在2022年發(fā)布的《信息化教學環(huán)境試聽技術規(guī)范》團體標準中第七章，信息化教學環(huán)境聽覺技術要求中的說明中可知，擴聲音量過大會導致聽力損傷。

　　下表是未成年人和成年人在不同聲壓級下的聽覺暴露時間閾值表：

　　未成年人聽覺暴露時間閾值表

　　成年人聽覺暴露時間閾值表

　　安全的聲音容許量，表示一個人在不損害聽力的情況下可以接受的聲能水平，它取決于暴露在聲場中的聲壓級和持續(xù)時間。從上圖可知，未成年在75dB的聲音強度下的周暴露時間不應超過40小時，即53課時(按45分鐘算一課時)，當聲音強度達到77dB時，允許的周暴露時間縮短了15小時，僅33課時。

　　在7.4擴聲系統(tǒng)性能要求中，也對擴聲聲壓大小上限做了明確的要求，在語言類教學環(huán)境中，擴聲后的聲音達到人耳的每小時平均聲壓級上限應≤75dB。

　　所以，我們在教學講課過程中，并不是為了讓教室內每一個人都能聽到，就把聲音擴大。我們要求在教室內營造一個聲場均衡的環(huán)境。

　　5、什么是聲場均衡?

　　與聲場均衡相對應的，是不均衡的聲場。由于教室空間相對比較空曠，往往會存在混響、回聲等聲音缺陷，老師授課發(fā)出的聲音信號會經(jīng)過墻面反射形成重疊，混響約嚴重，聲音信號重疊就越多，學生對聲音的辨別就越困難，容易造成“離得近聲音太大，離得遠聽不清”等問題。在同一個空間中，前后不同位置聽到的聲音音量大小不一致，這就是一個“不均衡聲場”。

　　在不均衡聲場中，語音可懂度會大打折扣，嚴重影響學生的聽課效率。語音可懂度是表征語音傳輸質量的重要指標，即老師授課的內容，有多少被學生清晰地聽見、聽清。傳統(tǒng)的擴聲系統(tǒng)音箱裝在教室前方，教室前排的學生聽到的聲音是以直達聲為主(即直接從音箱出來的聲音)，此時學生接收到的授課聲音音量大、語音可懂度高;而中間排的學生聽到的直達聲和反射聲兩者相當，音量有所下降，語音可懂度也相應降低;后排學生聽放到的聲音以反射為主，語音可懂度大幅下降，聽到的音量也大大減弱，聽不見、聽不清的問題較為普遍。并且，在這種情況下，教室提高音量說話并不會對教學效果有所改善，反而會加劇聲場環(huán)境的嘈雜，讓學生們的注意力和舒適度進一步降低。

　　那么，有沒有一個方法來檢測，我們教室的聲場是否均衡?

　　通常我們采用九點測量法來判斷空間聲場是否均衡，即在教室環(huán)境中，找到均勻分布的9個點位，用分貝儀分別測量各個點位的聲壓級數(shù)據(jù)，比較9個點位聲壓級的數(shù)據(jù)差值范圍，如果差值≤4dB，即可認定該聲場屬于均衡聲場。

　　6、傳統(tǒng)的擴聲設備能解決聲場均衡問題嗎?

　　小蜜蜂、話筒等傳統(tǒng)擴聲設備由于不僅同樣存在“前排聲音過大，后排聲音不清楚”的問題，在設備的嘯叫抑制、噪聲抑制、教師呼吸聲抑制等方面也有不足。如果需要解決這些問題，則需要配備相應的設備，對聲音進行處理，這無疑是對成本的考驗。

　　相比于達珥聞無感擴聲系統(tǒng)，傳統(tǒng)的教室擴音系統(tǒng)普遍存在以下問題：

　　7、教室內各種擴聲系統(tǒng)之間互斥?

　　目前，部分學校已經(jīng)建設由鵝頸麥、手持無線話筒、手持有線話筒或無線領夾麥為核心的教室擴聲系統(tǒng)。這個一點與補充建設京邦無感擴聲系統(tǒng)之間并不矛盾。根據(jù)教室的教學特點，整理各類擴聲系統(tǒng)優(yōu)缺點如下。

　　從表中我們可以看到，達珥聞無感擴聲系統(tǒng)對于其他幾類教室擴聲方案而言，有其明顯的優(yōu)勢，因此如果學校已經(jīng)建設了其他類別的擴聲系統(tǒng)后，完全可以補充建設一套達珥聞無感擴聲系統(tǒng)，以滿足各類教師的教學需求。

　　吊麥擴音系統(tǒng)拓撲圖

　　教室布置布點圖片(8*12M)教室

　　教室布置布點圖片(9*8M)教室

　　教學擴聲演變過程：

　　有線手持話筒>>>>à“小蜜蜂”擴聲器>>>>à2.4G/紅外無線音箱到移頻器系統(tǒng)>>>>à無感吊麥擴聲系統(tǒng)

　　無感吊麥系統(tǒng)主要解決了以下幾個痛點‌：

　　傳統(tǒng)擴聲設備的束縛和不便‌：傳統(tǒng)的擴聲設備如紅外/藍牙麥、小蜜蜂等，需要老師穿戴或手持，限制了老師的肢體動作自由度，且設備管理繁瑣。無感吊麥系統(tǒng)通過遠距離拾音技術，使得老師無需穿戴任何擴聲設備，可以自由揮灑肢體語言，輕松授課‌。

　　音質問題和嘯叫困擾‌：傳統(tǒng)擴聲設備常常存在音質差、嘯叫等問題，影響教學效果和學生的聽課體驗。無感吊麥系統(tǒng)提供高質量的擴聲效果，聲音清晰保真，沒有嘯叫困擾，能夠保護學生的聽力，提高學習效率‌。

　　設備管理和維護的復雜性‌：傳統(tǒng)擴聲設備需要頻繁調試和維護，增加了學校的管理負擔。無感吊麥系統(tǒng)集成度高，免調試、免維護、零耗材，后期管理省錢、省事、省人工‌。

　　衛(wèi)生健康問題‌：傳統(tǒng)擴聲設備需要頻繁消毒，存在衛(wèi)生健康問題。無感吊麥系統(tǒng)無需接觸，避免了這一問題，確保了衛(wèi)生健康‌。

　　多場景適用性‌：無感吊麥系統(tǒng)不僅適用于教室，還適用于會議室、報告廳等多種場景，實現(xiàn)了全場景覆蓋，提升了整體的使用效率和體驗‌

　　部份工程案例

　　教室布置布點圖片(8*12M)教室

　　教室布置布點圖片(9*8M)教室

　　教學擴聲演變過程：

　　有線手持話筒>>>>à“小蜜蜂”擴聲器>>>>à2.4G/紅外無線音箱到移頻器系統(tǒng)>>>>à無感吊麥擴聲系統(tǒng)

　　無感吊麥系統(tǒng)主要解決了以下幾個痛點‌：

　　傳統(tǒng)擴聲設備的束縛和不便‌：傳統(tǒng)的擴聲設備如紅外/藍牙麥、小蜜蜂等，需要老師穿戴或手持，限制了老師的肢體動作自由度，且設備管理繁瑣。無感吊麥系統(tǒng)通過遠距離拾音技術，使得老師無需穿戴任何擴聲設備，可以自由揮灑肢體語言，輕松授課‌。

　　音質問題和嘯叫困擾‌：傳統(tǒng)擴聲設備常常存在音質差、嘯叫等問題，影響教學效果和學生的聽課體驗。無感吊麥系統(tǒng)提供高質量的擴聲效果，聲音清晰保真，沒有嘯叫困擾，能夠保護學生的聽力，提高學習效率‌。

　　設備管理和維護的復雜性‌：傳統(tǒng)擴聲設備需要頻繁調試和維護，增加了學校的管理負擔。無感吊麥系統(tǒng)集成度高，免調試、免維護、零耗材，后期管理省錢、省事、省人工‌。

　　衛(wèi)生健康問題‌：傳統(tǒng)擴聲設備需要頻繁消毒，存在衛(wèi)生健康問題。無感吊麥系統(tǒng)無需接觸，避免了這一問題，確保了衛(wèi)生健康‌。

　　多場景適用性‌：無感吊麥系統(tǒng)不僅適用于教室，還適用于會議室、報告廳等多種場景，實現(xiàn)了全場景覆蓋，提升了整體的使用效率和體驗‌

　　部份工程案例