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Erschienen in:

2018 | OriginalPaper | Buchkapitel

Psychoakustische Messtechnik

verfasst von : Christian Maschke, André Jakob

Erschienen in: Psychoakustische Messtechnik

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Zusammenfassung

Der heute in zahlreichen Regelwerken überwiegend zur Messung und Beurteilung von Schallpegeln verwendete A-bewertete Schalldruckpegel stellt nur eine sehr grobe Näherung an die Lautstärkewahrnehmung dar. Darüber hinaus ist ein geringer A-bewerteter Schalldruckpegel nicht immer gleichbedeutend mit akustischem „Wohlbefinden“. Insbesondere in der Fahrzeugakustik und im Produkt-Sound-Design werden psychoakustische Messverfahren eingesetzt, um eine gehörgerechtere Schallanalyse zu ermöglichen.

Im Buchkapitel „Psychoakustische Messtechnik“ werden ausgehend von den Grundlagen der gehörgerechten Schallanalyse (Hörschwelle, Verdeckungseffekte, Frequenzgruppen) über die wichtigsten psychoakustischen Kenngrößen elementarer Wahrnehmungskomponenten, wie Lautstärkepegel, Lautheit, Verhältnistonhöhe, Tonhaltigkeit, Schärfe, Rauhigkeit, Schwankungsstärke, Klanghaftigkeit auch psychoakustische Kenngrößen komplexer Wahrnehmungskomponenten, wie Lästigkeit und Wohlklang beschrieben. Den Abschluss des Kapitels bildet ein Abschnitt zum binauralen Hören (Kunstkopfmesstechnik) mit den Themen Lateralisation, Lokalisation, interauraler Korrelation und der binauralen Lautheit.

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Die Normalhörschwelle unterscheidet sich von den Angaben in ISO 389-1, ISO 389-2, ISO/TR 389-5 und ISO 389-8, da sich diese Daten auf monoaurale Wiedergabe durch Kopfhörer beziehen, die mit speziellen Kupplern bzw. Ohrsimulatoren erhoben wurden. Ein direkter Vergleich zwischen den Daten in den Teilen der genannten ISO 389 und den Daten in ISO 389-7: [35] ist deshalb nicht sinnvoll.

Die Vorverdeckung steht nicht im Widerspruch zur physikalischen Kausalität. Das Gehör braucht zur Verarbeitung eines Schallreizes unterschiedlich viel Zeit bis eine Wahrnehmung entsteht [61]. Daher ist es möglich, dass ein lauter Störschall in kürzerer Zeit eine Wahrnehmung auslöst als ein leiser Testschall.

Zur Tonheit siehe Absatz „Verhältnistonhöhe (Ratio Pitch)“.

Benannt nach Heinrich Barkhausen (1881–1956).

In neueren Ansätzen wird die Bark Skala durch die (ERB) Skala (equivalent rectangular bandwidth) ersetzt (z. B. [44]). Die ERB-Skala unterteilt den hörbaren Frequenzbereich in 40 Frequenzbänder.

Vgl. Abschnitt Lautstärkepegel (Loudness level).

In DIN 45630 Blatt 1 und in ISO/R 131 auch als Ls bezeichnet.

Der Normalwert des Lautstärkepegels ist der Lautstärkepegel, der mit einer Häufigkeit von 0,5 von otologisch normalen Personen im Alter von 18 bis 25 Jahren angegeben wird.

In DIN 45630 Blatt 1 und in ISO/R 532–1966 wird die Lautheit mit dem Formelzeichen S angegeben.

Durch die Übertragungsfunktion wird der Filterwirkung des Außenohres Rechnung getragen. Dabei ist zu berücksichtigen, ob der Schall aus einem ebenen oder diffusen Schallfeld stammt.

Stevensches Potenzgesetz: Wahrnehmung = c (Reiz)n.

Die Verfahren der ISO 532b und der DIN 54631 weichen leicht von den hier beschriebenen Spezifikationen ab.

Die Maskiertiefe berechnet sich nach Zwicker [62] aus der Pegeldifferenz zwischen Minima und Maxima von Mithörschwellen-Zeitmustern.

Die relativen Hüllkurvenschwankungen m* werden als Quotient des Effektivwerts der Hüllkurve an der Stelle z und des Mittelwerts der Erregungszeitfunktion |e(t, z)| gebildet. Die Erregungszeitfunktion e(t, z) kann aus der Erregungspegelverteilung über der Tonheit durch inverse Fouriertransformation gewonnen werden.

Es wird vorausgesetzt, dass es sich nicht um Musik bzw. Instrumentalklänge handelt.

Als Pegelüberschuss wird der Abstand des Pegels einer tonalen Komponente zum Verdeckungspegel hervorgerufen durch den Restschall bezeichnet.

Der Exponent (1/0,29) ist nur in Verbindung mit Gl. 41 erforderlich.

Der im Vergleich mit Aures [2] fehlende Exponent von 0,29 ist für Gl. 41 entbehrlich.

Als ipsilaterales Ohr bezeichnet man das dem Schallereignis zugewandte Ohr, zu dem der Schall den kürzeren Weg hat. Das kontralaterale Ohr ist das vom Schallereignis abgewandte Ohr.

Diotisch: das gleiche Signal auf beiden Ohren.

Aures, W.: Berechnungsverfahren für den Wohlklang beliebiger Schallsignale, ein Beitrag zur gehörbezogenen Schallanalyse. Dissertation an der Technischen Universität München (1984)

Aures, W.: Berechnungsverfahren für den sensorischen Wohlklang beliebiger Schallsignale. Acustica 59, 130–141 (1985)

Aures, W.: Ein Berechnungsverfahren der Rauhigkeit. Acustica 58, 268–281 (1985)

Aures, W.: Der sensorische Wohlklang als Funktion psychoakustischer Empfindungsgrößen. Acustica 58, 282–290 (1985)

Barkhausen, H.: Ein neuer Schallmesser für die Praxis. Zeitschr. f. techn. Phys. 7(12), 599–601 (1926)

von Bismarck, G.: Sharpness as an attribute of the timbre of steady sounds. Acustica 30, 159–172 (1974)

Blauert, J.: Räumliches Hören. Hirzel Verlag, Stuttgart (1974)

Blauert, J.: Spatial Hearing. The Psychophysics of Human Sound Localization. Revised edition. MIT Press, Cambridge (1997)

Blauert, J.; Braasch, J.: Räumliches Hören. In: Weinzierl, S. v. (Hrsg.) Handbuch der Audiotechnik. Springer, Berlin (2007):

10.

Braasch, J.: Modelling of binaural hearing. In: Blauert J. (Hrsg) Communication Acoustics, S. 75–108. Springer, Berlin (2005)

11.

Cardozo, B.L., Van der Ven, K.G.: Estimation of Annoyance due to Low Level Sound. Appl. Acoust. 12, 389–396 (1979)CrossRef

12.

Cardozo, B.L., Van Lieshout, R.: Estimation of Annoyance of Sounds of Different Character. Appl. Acoust. 14, 323–329 (1981)CrossRef

13.

Cardozo, B.L, Van Lieshout, R.: Splitting Sound Annoyance into two Components Level and Sound Character. Annual Progress Report 16, IPO (1981b)

14.

Colburn, H.S., Durlach, N.I.: Models of binaural interaction. In: Carterette, E.C; Friedman, M.P. (Hrsg) Handbook of Perception, Bd. 4, S. 467–518. Academic Press, New York (1978)CrossRef

15.

Cremer, L.: Die wissenschaftlichen Grundlagen der Raumakustik, Bd. 1. Hirtzel-Verlag, Stuttgart (1948)

16.

Daniel, P.: Berechnung und kategoriale Beurteilung der Rauhigkeit und Unangenehmheit von synthetischen und technischen Schallen. Dissertation, Carl von Ossietzky Universität Oldenburg (1995)

17.

Daniel, P., Weber, R.: Psychoacoustical Roughness: Implementation of an optimized Model. Acustica 83, 113–123 (1997)

18.

DIN 45631: Berechnung des Lautstärkepegels und der Lautheit aus dem Geräuschspektrum; Verfahren nach E. Zwicker. Beuth Verlag, Berlin (1991)

19.

DIN EN 6167-1: Elektroakustik – Schallpegelmesser – Teil 1: Anforderungen. Beuth Verlag, Berlin (2003)

20.

DIN EN ISO 389-7: Akustik – Standard-Bezugspegel für die Kalibrierung von audiometrischen Geräten – Teil 7: Bezugshörschwellen unter Freifeld- und Diffusbedingungen. Beuth Verlag, Berlin (2006)

21.

DIN ISO 226: Akustik – Normalkurven gleicher Lautstärkepegel. Beuth Verlag, Berlin (2006)

22.

DIN 45631/A1 : Berechnung des Lautstärkepegels und der Lautheit aus dem Geräuschspektrum – Verfahren nach E. Zwicker – Änderung 1: Berechnung der Lautheit zeitvarianter Geräusche; mit CD-ROM. Beuth Verlag, Berlin (2010)

23.

DIN 45692: Messtechnische Simulation der Hörempfindung Schärfe. Beuth Verlag, Berlin (2009)

24.

Ellermeier, W; Sivonen, V.P.: Richtungsabhängigkeit binauraler Lautheit. Fortschritte der Akustik – DAGA ‘06, Braunschweig (2006)

25.

Fastl, H.: Beschreibung dynamischer Hörempfindungen anhand von Mithörschwellen-Mustern (Dissertation). Hochschulverlag, Freiburg (1982)

26.

Fastl, H.: Beurteilung und Messung der wahrgenommenen äquivalenten Dauerlautheit. Z. für Lärmbekämpfung 38, 98–103 (1991)

27.

Fastl, H.: Fluctuation strength of narrow band noise. In: Horner, D. (Hrsg.) Auditory Physiology and Perception. Advances in the Biosciences, Bd. 83, S. 331–336. Pergamon Press (1992)CrossRef

28.

Fastl H.: Psychoakustik II. Tagungsband „Psychoakustik – Gehörbezogene Lärmbewertung“ Österreichischer Arbeitsring für Lärmbekämpfung, Innsbruck (1993)

29.

Fastl, H.: Gehörgerechte Geräuschbeurteilung. Tagungsband DAGA 97, Kiel, S. 57–64 (1997)

30.

Fellner, M; Höldrich, R.: Physiologische und Psychoakustische Grundlagen des räumlichen Hörens. IEM-Report 03/98 (1998)

31.

Fields, J.M., De Jong, R.G., Gjestland, T., Flindell, I.H., Job, R.F.S., Kurra, S., Lercher, P., Vallet, M., Yano, T., Guski, R., Felscher-Suhr, U., Schümer, R.: Standardized General-Purpose noise reaction questions for community noise surveys – research and recommendation. J. Sound Vibr. 242(4), 641–679 (2001)CrossRef

32.

Genuit, K., Blauert, J., Bodden, M., Jansen, G., Schwarze, S., Mellert, V., Remmert, H.: Entwicklung einer Messtechnik zur physiologischen Bewertung von Lärmeinwirkungen unter Berücksichtigung der psychoakustischen Eigenschaften des menschlichen Gehörs. FB 774. Schriftenreihe der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin. Wirtschaftsverlag NW, Bremerhaven (1997)

33.

Guski, R., Bosshardt, H.-G.: Gibt es eine „unbeeinflußte“ Lästigkeit? Z. für Lärmbekämpfung 39,67–74 (1992)

34.

Humes, L.E., Jestead, W.: Models of the additivity of masking. J. Acoust. Soc. Am., 83 (1989)

35.

ISO 389-7: Akustik – Standard-Bezugspegel für die Kalibrierung von audiometrischen Geräten – Teil 7: Bezugshörschwellen unter Freifeld- und Diffusfeldbedingungen. Beuth Verlag (2005)

36.

Kohler, M., Kotterba, B.: Fusion gemessener Empfindungsgrößen zur objektiven Bestimmung des Wohlklangs. Fortschritte der Akustik – DAGA 1992, S. 905–908. Berlin (1992)

37.

Kurakata, K., Mizunami, T., Matsushita, K.: Percentiles of normal hearing-threshold distribution under free-field listening conditions in numerical form. Acoust. Sci. & Tech. 26, 5 (2005)

38.

Lyon, R.H.: Product Sound Quality – from Perception to Design. Sound Vibr. 2003, 18–22 (2003)

39.

Maschke, C., Hecht, K.: Stellungnahme zur Eignung der 100%-Regelung für die Festlegung von Schutzzonen in der Umgebung von Flughäfen (Bericht 06-ZRM-050710). Forschung- und Beratungsbüro Maschke, Berlin (2003)

40.

Maschke, C., Feldmann, J., Hecht, K.: „Kritische Toleranzwerte“ – lärmmedizinischer Fortschritt oder anachronistische Richtwerte in neuem Gewand? Z. für Lärmbekämpfung 51(2), 59–64 (2004)

41.

Mellert, V., Weber, R.: Physikalische Faktoren der Lästigkeit. In: Schick, A. (Hrsg.) Akustik zwischen Physik und Psychologie – Ergebnisse des 2. Oldenburger Symposiums zur psychologischen Akustik, S. 48 f. Klett-Cotta, Stuttgart (1981)

42.

Mellert, V., Weber, R.: Gehörbezogene Verfahren zur Lärmbeurteilung. In: Walcher, K.P., Schick, A. (Hrsg.) Bedeutungslehre des Schalls, S. 183 f. Verlag Peter Lang, Bern (1984)

43.

Moore, B.C.J, Glasberg, B.R.: A Revision of Zwicker‘s Loudness Model. Acoustica united with acta acoustica, S. 335–345 (1996)

44.

Moore, B.C.J., Glasberg, B.R., Baer, T.: Model for the prediction of thresholds, loudnes and partial loudness. Journal of Audio Engineering Society 45(4), 224–239 (1997)

45.

Pflüger, M, Höldrich, R, Brandl, F, Biermayer, W.: Psychoacoustic Measurement of Roughness for Vehicle Interior Noise. In: Proceedings of the 137th meeting of the Acoustical Society of America, Berlin, S. 14–19 (1999)

46.

Prante, H.U.: Modeling Judgements of Environmental Sounds by means of Artificial Neural Networks. Dissertation an der Technischen Universität, Berlin (2001)

47.

Sivonen, V.K., Ellermeier, W.: Directional loudness in an anechoic sound field, head related transfer functions, and binaural summation. J. Acoust. Soc. Am. 119(5), 2965–2980 (2006)CrossRef

48.

Sontacchi, A.: Entwicklung eines Modulkonzeptes für die psychoakustische Geräuschanalyse unter Matlab. Diplomarbeit an der Technischen Universität Graz (1998)

49.

Stevens, S.S.: On the psychophysical law. Psychol Rev. 64(3), 153–181 (1957)CrossRef

50.

Strehl, M.: Entwicklung einer Psychoakustik-Toolbox in Matlab. Diplomarbeit an der TU Kaiserslautern (2005)

51.

Theile, G.: Zur Theorie der optimalen Wiedergabe von stereophonen Signalen über Lautsprecher und Kopfhörer. Rundfunktechn Mitt. 25, 155–169 (1981)

52.

Terhardt, E.: Pitch, consonance and harmony. J. Acoust. Soc. Am. 55, 1061 (1974)CrossRef

53.

Terhardt, E., Stoll, G., Seewann, M.: Algorithm for extraction of pitch salience from complex tonal signals. J. Acoust. Soc. Am. 71, 3 f (1982)

54.

Terhardt, E.: Akustische Kommunikation – Grundlagen mit Hörbeispielen. Springer, Berlin (1998)CrossRef

55.

Terhardt, E., Stoll, G.: Skalierung des Wohlklangs (der sensorischen Konsonanz) von 17 Umweltschallen und Untersuchung der beteiligten Hörparameter. Acustica 48, 248–253 (1981)

56.

Terhardt, E.: Hearing Research 1, S. 155–182 (1979)

57.

Vogel, A.: Über den Zusammenhang zwischen Rauhigkeit und Modulationsgrad. Acustica 32, 300 (1975)

58.

Widmann, U.: Ein Modell der Psychoakustischen Lästigkeit von Schallen und seine Anwendung in der Praxis der Lärmbeurteilung. Dissertation, TU – München (1992)

59.

Zollner, W. „Psychoakustische Meßtechnik“, Cortex electronic GmbH (1996)

60.

Zwicker, E.: Ein Beitrag zur Unterscheidung von Lautstärke und Lästigkeit. Acustica 17, 22–25 (1966)

61.

Zwicker, E., Feldtkeller, R.: Das Ohr als Nachrichtenempfänger. S. Hirzel Verlag, Stuttgart (1967)

62.

Zwicker, E.: Psychoakustik. Springer, Berlin (1982)CrossRef

63.

Zwicker, E., Fastl, H.: Psychoakustics – Facts and Models. Springer, Berlin (1990)

64.

Zwicker, E.: Ein Vorschlag zur Definition und zur Berechnung der unbeeinflussten Lästigkeit. ZfL 38, 91–97 (1991)

65.

Zwicker, E., Fastl, H.: Psychoacoustics – Facts and Models, 2. Aufl. Springer, Berlin (1999)CrossRef

Titel: Psychoakustische Messtechnik
verfasst von: Christian Maschke
André Jakob
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Buch: Psychoakustische Messtechnik
Print ISBN: 978-3-662-56630-5

Electronic ISBN: 978-3-662-56631-2

Copyright-Jahr: 2018
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-56631-2_1

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