什么是声级计?13
11.倍频程分析 (频率分析)
11-7 响度分析
(响度、响度级别、锐度)
响度级是一种声音评估方法,它包含传统噪声级 (LA) 未考虑的听觉掩蔽效果,用于描述更接近人类感知的声音。
在最近的家用电器中,PR在目录等中被称为“与传统机器相比安静1/2”,但是响度值是基础。
我们的LA-7000系列声级计可让您使用1/3实时倍频程分析数据进行响度分析。除了“响度”之外,我们还提供“音质评估功能”,该功能使用六个物理量来量化和评估声音:“清晰度”、“粗糙度”、“变化强度”、“AI”和“音调”,这些都是心理声学参数。
(1) 什么是响度?
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图11-12心理音响评价的思考方法
当人们听到声音时,我们会在考虑各种因素的同时做出判断,如上图11-12所示。对听惯的声音等不在意等对声音的感觉根据心理状态会有个人差异。以各种方式考虑包括心理因素的评估,并且也可以通过敝公司的“ O-Solution音质评估功能OS-0525 ”来获得音质评估指标。
在表示音质评价的各项指标中,从对声音大小 (Loudness) 的听觉感觉来看,它严重依赖于物理测量量的声压级,通常作为噪音评价量使用的声压级(A特性声压级A加权声音压力级别)是为了模仿听觉,以40 phon的纯音响度特性 (等感曲线ISO R226) 为近似值,实施了频率加权的声压级。但是,当听到相同声音大小的两个纯音时,如果频率分开,则听起来是两倍大,但如果频率接近,则听起来不是两倍大,而是更小的声音,这称为掩蔽效果。
由于噪音等级表示对纯音的响度曲线进行加权后得到的量,所以像普通噪音那样含有各种频率的声音,与人感觉到的声音大小不一致。为了获得更适合听觉感觉的声音大小,考虑了掩蔽效果的方法,并且在ISO 532中标准化为关于稳态噪声的响度的计算方法。有两种标准:Stevens,S.S.的方法A和Zwicker, E.的方法B。以下是补充说明。
(2) 等效曲线和音量 (phon)、音量 (sone)
下图11-13所示为纯音的等响度曲线 (2003年ISO 226国际标准) 。该图与前6章第4节“音量级别 (loudness level) ”中列出的相同。也请参考第6章第4节的解说。
曲线上的数值是声音大小的级别 (Loudness Level),与1kHz纯音的声压级 (dB) 相同的数值以phon (phone) 为单位表示,与1kHz纯音相同的各频率的声压级连接起来表示为等感曲线。采用了与40 phon时的等感曲线近似的A特性滤镜。对A特性加权进行能量相加评估后的值为噪声级。然而,声音的大小水平不是心理数量,在一般复杂的噪音中,50 phon的声音听起来不是40 phon的2倍,即使你同时听到2个40 phon的声音,它也是50 phon我听不到。因此,作为表示声音大小的单位,将1 kHz 40 dB (声压级) 的声音定义为1 sone (声音),听到与此相同大小的噪音的大小被定义为1 sone,其大小的2倍被定义为2 sone。
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图11-13纯音等响度曲线 (2003年ISO 226国际标准)
另外,将其表示为声压级Lp、噪声级LA为dB,声音的大小也同样变换为dB,其单位表示为phon。L为40~120 phon时,音量级别L (phon) 与音量S (sone) 之间的关系可由下式表示:。
公式11-9
此关系表示音量增大10 phone时,音量变化2倍 (S=2 sone时L=50 phone) 。
另外,S<1时,按下式计算。
公式11-10
(3) 临界波段和响度
根据声音的频率,人的耳朵感觉声音的位置不同,似乎正在进行频率分析。与频率分析的带宽相当的带宽称为临界带宽,可以认为每个临界带宽都具有屏蔽效果。例如,如左下图所示,当合成250 Hz和1 kHz的纯音时,它听起来是2倍的大小,但合成250 Hz和500 Hz的纯音听起来不是2倍,因为临界频段相关,如右下图所示,250 Hz的声音掩盖了500 Hz的声音。
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图11-14响度和掩蔽
250 Hz的声音大小对应于斜线的面积,250 Hz和500 Hz的声音大小 (响度) 根据上图中斜线的面积计算。由于500 Hz纯音被屏蔽为250 Hz纯音的部分 (重叠区域) 被去除,因此该值小于1 kHz,表示更接近听觉的声音大小。从250 Hz的斜线面积可以看出,掩蔽效果的特征在于低频侧的掩蔽量小 (基本上没有掩蔽) 并且具有在高频侧发生的特征。此外,声音越大,遮蔽范围越宽。
(4) 锐度
锐度 (声音锐度) 表示声音的音高,其计算单位为acum (粗糙度),即广义响度与普通响度之比。一般来说,据说响度与强大的感觉(大、有魄力、有力量等等)和锐度与金属(坚硬,刺耳,尖锐)有关。
(5) 测量示例
下图显示了通过考虑遮罩效果获得的响度 (sone) 以及随后获得的响度级别 (phon) 的简单测量和显示示例。
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声级计显示示例
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图 11-15 使用声级计计算响度的示例
ISO 532-1响度值来自1/3倍频程FLAT (平面特性) 的实时分析。
响度在无音室或广场等没有声音回响的场所测定的自由声场时,与在体育馆、普通房间等有声音回响的场所测定的扩散声场时计算不同,分别使用GF、GD的首字母表示其值,因此请采用符合测定环境的数值。
(注意)
可正确测定的对象音为连续稳定音,不适用于间断音或冲击音,敬请注意。本公司产品“ O-Solution音质评估功能OS-0525 ”为了对间歇音、冲击音等变动噪声进行评价,进行了考虑到时间变动的高度计算处理。