что такое кривые равной громкости

Кривые равной громкости

Кривые равной громкости – это графическое отображение нелинейности восприятия звука человеком.

Кривые равной громкости или кривые Флетчера-Мэнсона показывают, какое звуковое давление необходимо создать, чтобы различные частоты воспринимались как одинаково громкие.

Давайте посмотрим на рисунок.

По вертикали – уровень звукового давления в дБ.

По горизонтали – частота в Гц.

Глядя на кривые можно сделать вывод, что звук с частотой 1 кГц и уровнем 20 дБ будет казаться таким же громким (субъективно) как и звук с частотой 90 Гц и уровнем 55 дБ. Звук с частотой 2 кГц и уровнем 40 дБ, будет казаться таким же громким, как и звук с частотой 7 кГц и уровнем 50 дБ.

Таким образом, можно сделать вывод, что человек воспринимает низкие и высокие частоты значительно хуже, чем средние. Это связано в первую очередь с тем, что именно в диапазоне средних частот лежит человеческая речь. Кроме того, стоит обратить внимание, что лучше всего воспринимаются частоты в диапазоне от 1 до 5 кГц. Именно эта область отвечает за разборчивость.

Так как же использовать кривые равной громкости при создании музыки?

Эти кривые позволяют понять, какое соотношение низких, средних и высоких частот является оптимальным. В процессе работы над треком необходимо равняться на АЧХ приближённую к кривым равной громкости.

Возьмите свои любимые треки и проанализируйте их частотную характеристику. Я думаю, что она будет очень похожа на кривые Флетчера-Мэнсона, с той лишь разницей, что высокие частоты будут иметь плавный спад (вместо подъёма). Этот спад вызван спецификой самих высоких частот. Чрезмерное их количество режет и раздражает слух.

Вот несколько примеров.

Armin van Buuren — Hystereo (Original Mix)

Hardwell — Eclipse (Original Mix)

Bobina — Winter (Original Mix)

Еще несколько слов о зависимости восприятия от уровня звукового давления. Чем выше уровень давления (уровень громкости), тем более линейно выглядят кривые. То есть на высокой громкости низкие частоты воспринимаются намного лучше.

И в завершение хочу сказать следующее.

АЧХ – это не самое главное. В первую очередь доверяйте своим ушам.

Источник

Кривые равной громкости. Уровень громкости, фоны, высота, тембр и громкость звука: определения, расчетные формулы.

Кривые равной громкости используются при построении шумомеров, предназначенных для измерения уровня громкости шумов.

Кривые равной громкости, приведенные на рис. 119, показывают, как должен изменяться уровень силы звука в зависимости от частоты для сохранения неизменной громкости звука. Кривые приведены для разных уровней громкости. На частоте 1000 гц уровни громкости звука и уровни силы звука совпадают. При малых уровнях громкости ухо менее чувствительно к звукам низких и высоких частот, чем к звукам средних частот.

Вид семейства кривых равной громкости объясняет причину изменения тембра передачи при прослушивании на разных уровнях громкости.

Наибольшее соответствие кривым равной громкости обеспечивает схема на рис. 2.133, где используются потенциометр с двумя дополнительными отводами и две корректирующие ЯС-цепи.

Для чистых тонов кривые равной громкости были определены эмпирически. Наряду с частотной зависимостью известно, что убывание чувствительности уха к звуку низких частот в зонах низких уровней намного больше, чем в зонах высоких уровней.

На диаграмме представлены кривые равной громкости. Они позволяют определить, какую величину должны иметь при данной частоте уровень интенсивности звука и звуковое давление, чтобы воспринималась определенная громкость.

На диаграмме представлены кривые равной громкости. Они позволяют определить, какую величину должны иметь при данной частоте уровень интенсивности звука и звуковое давление, чтобы воспринималась определенная громкость. Кривые равной громкости позволяют без вычислений определять громкость Ln для каждого тона по частоте и звуковому давлению или по частоте и уровню интенсивности звука.

Частотные характеристики фильтров соответствуют кривым равной громкости при различных ин-тенсивностях звука.

Частотные характеристики фильтров соответствуют кривым равной громкости при различных интенсивностях звука.

Если еще принять во внимание кривые равной громкости, изображенные на фиг.

Величины уровней громкости L определяют по кривым равной громкости.

1.3.Излучение звука

Поршневой излучатель звука. Фронт излучаемой волны. Направленность поршневого излучателя на разных частотах. Сопротивление излучения излучателя и его зависимость от частоты. Дифракция звуковых волн излучателя («акустическое» КЗ). Волна прямая и обратная. Способы устранения дифракции волн у излучателя Колебания поршня в отверстии стенки закрытого ящика. Влияние гибкости воздуха внутри ящика на частоту резонанса поршневого излучателя

Низкочастотный поршневой излучатель предназначен для работы в газовых средах и может быть использован как для сигнализации, так и для акустической интенсификации тепломассообменных процессов, протекающих в газовой среде или на границе с жидкостью и твердым телом, например при сушке или для коагуляции аэрозолей. Сущность изобретения заключается в том, что поршень не касается стенок трубы и направляется в ней с помощью подшипников качения, так что трение скольжения заменено на трение качения. А для того чтобы через зазор между стенками трубы и поршнем не происходило перетекание газа, выравнивающее давление по обе стороны поршня, и не происходило акустическое короткое замыкание, препятствующее излучению, величина зазора не должна превышать длину вязкой волны на частоте колебаний поршня. В этом случае вязкость газа в зазоре и его инерция обеспечивают необходимую герметизацию зазора. 3 з. п. ф-лы, 1 ил.

Источник

smack

Well-Known Member

Во-вторых, сегодня общепринятым является термин «Кривые равной громкости», при всем уважении к Харви Флетчеру и Уайлдену Мансону, работникам компании Bell, начавшим свои исследования еще в конце 20х прошлого века, и в 1933 опубликовавшим свою знаменитую работу Loudness, its definition, measurement and calculation (Громкость, ее определение, измерение и расчет).

Поскольку громкость является психологической величиной, измерение которой затруднено, Флетчер и Мансон усредняли результаты множественных субъектов для получения достоверных результатов.

Сочетание эффектов маскирования и отражения создает совокупность кривых в трехмерном пространстве, которые называются HRTF (Head-Related Transfer Functions).

Таким образом, фронтальное восприятие является более предпочтительным при получении кривых равной громкости, и новые международные стандарты базируются на фронтальном и центральном представлении звука.

В 1956 году в британском журнале «Прикладная Физика» была опубликована статья Д.Робертсона и Р. Дэдсона «Пересмотр определения отношений равной громкости для чистых тонов».

Исследования охватывали большее количество испытуемых, отвечающих критериям здорового слуха, была расширена область частот (от 25 до 15000Гц), также было обнаружено наличие возрастных изменений в восприятии верхней части частотного диапазона

Эксперименты Робертсона и Дэдсона выявили причины некоторых несоответствий, обнаруженных в исследованиях предшественников. Кроме прочего, Робертсон и Дадсон проводили исследования в области измерения шума с помощью генерирования определеных полос.

Используемый сегодня международный стандарт ISO 226 устанавливает совокупности уровня звукового давления и частоты непрерывных чистых тонов, воспринимаемых испытуемыми равными по громкости. Устанавливаемые значения получены при следующих условиях:
а) звуковое поле при отсутствии испытуемого образовано свободно распространяющейся плоской волной;
b) источник звука находится прямо перед испытуемым;
c) звуковые сигналы являются чистыми тонами;
d) УЗД измеряют в точке расположения центра головы испытуемого, но при его отсутствии;
e) прослушивание является бинауральным;
f) испытуемыми являются люди с нормальным слухом в возрасте от 18 до 25 лет включительно.

В приложении А в графическом виде и в табличном приложении В приведены данные для третьоктавного ряда частот от 20 до 12500 Гц включительно в соответствии с ISO 226

И, наконец, кое-что о различиях кривых равной громкости в наушниках и от громкоговорителей.

Как было указано выше, кривые равной громкости, полученные с помощью наушников, являются достоверными только для бокового представления. Фронтальное же представление от центрального грокоговорителя (или фантомного образа) обычно характеризуется снижением интенсивности на высоких частотах, в частности от маскирующего эффекта от головы.

При восприятии стереозвука различия становятся более сложными в связи с HRTF, поскольку включается еще и фактор расположения источника по вертикали, играющий важную роль для локализации источника.

Хорошие наушники, плотно прилегающие к голове, способны обеспечить очень ровную АЧХ низких частот в слуховом канале, поскольку полость, образуемая между наушником и ухом, слишком мала для возникновения резонансов.

На высоких же частотах результаты становятся сомнительными, поскольку различные резонансы наружного уха и слухового канала в высокой степени зависят от близости к полости наушников.

В отношении громкоговорителей картина обратная: достичь ровной АЧХ в области НЧ крайне затруднительно, за исключением расположения на открытой местности (в свободном звуковом поле), причем на достаточно большой высоте от поверхности земли или в очень большой безэховой камере, не имеющей отражений вплоть до 20Гц. Кроме того, важно убедиться, что испытуемый слышит фундаментальную частоту, а не ее гармоники (особенно третью).

Ровная АЧХ в области ВЧ вплоть до 20кГц относительно легко достижима в свободном поле при использовании современныхгромкоговорителей (по оси).

Эти факты следует учитывать при сравнении результатов различных методик измерения кривых равной громкости.

Следует также помнить, что имеет различия и определение кривых равной громкости на основе чистых тонов и шума.

Это связано с тем, что улитка внутреннего уха анализирует звуки по спектральному содержимому, причем каждая нервная клетка-волосок отвечает за узкую частотную полосу. В области ВЧ полосы частот в абсолютном выражении являются более широкими, чем НЧ полосы, и таким образом «берут на себя» пропорцтонально больше энергии от источника шума.

Источник

Изолинии равной громкости часто называют кривыми Флетчера-Мансона по имени самых ранних исследователей, но эти исследования были заменены и включены в новые стандарты. Окончательные кривые определены в международном стандарте ISO 226: 2003, который основан на обзоре современных определений, сделанных в различных странах.

Содержание

Кривые Флетчера – Мансона

Первое исследование на тему того, как ухо слышит разные частоты на разных уровнях, было проведено Флетчером и Мансоном в 1933 году. До недавнего времени термин Флетчер-Мансон использовался для обозначения контуров равной громкости в целом, хотя повторное определение было проведено Робинсоном и Дадсоном в 1956 году, что стало основой для стандарта ISO 226.

Экспериментальное определение

Чёрчер и Кинг провели второе определение в 1937 году, но их результаты, а также результаты Флетчера и Мансона показали значительные расхождения по частям слуховой диаграммы.

В 1956 году Робинсон и Дадсон произвели новое экспериментальное определение, которое, по их мнению, было более точным. Он стал основой для стандарта ( ISO 226 ), который считался окончательным до 2003 года, когда ISO пересмотрел стандарт на основе недавних оценок исследовательских групп по всему миру.

Предполагаемые расхождения между ранними и недавними определениями привели к тому, что Международная организация по стандартизации (ISO) пересмотрела стандартные кривые в ISO 226. Они сделали это в ответ на рекомендации исследования, координируемого Исследовательским институтом электросвязи Университета Тохоку, Япония. В ходе исследования были получены новые кривые путем объединения результатов нескольких исследований, проведенных учеными из Японии, Германии, Дании, Великобритании и США. (Япония была крупнейшим поставщиком около 40% данных.)

Это привело к недавнему принятию нового набора кривых, стандартизированных как ISO 226: 2003. В отчете комментируются удивительно большие различия и тот факт, что исходные контуры Флетчера-Мансона лучше согласуются с недавними результатами, чем контуры Робинсона-Дадсона, которые, по-видимому, отличаются на целых 10–15 дБ, особенно в области низких частот. регион, по не объясненным причинам.

В отчете также комментируются большие различия, очевидные в низкочастотной области, которые остаются необъясненными. Возможные объяснения:

Боковое или фронтальное представление

Тестирование наушников и громкоговорителей

Хорошие наушники, плотно прилегающие к уху, обеспечивают ровную низкочастотную реакцию на давление в ушной канал с низким уровнем искажений даже при высокой интенсивности. На низких частотах ухо исключительно чувствительно к давлению, а полость между наушниками и ухом слишком мала для изменения резонансов. Таким образом, тестирование наушников является хорошим способом получения контуров равной громкости ниже примерно 500 Гц, хотя были высказаны оговорки относительно достоверности измерений наушников при определении фактического порога слышимости на основании наблюдения, что закрытие слухового прохода дает повышенная чувствительность к звуку кровотока в ухе, который мозг маскирует в нормальных условиях прослушивания. На высоких частотах измерение в наушниках становится ненадежным, а близость к полости наушников сильно влияет на различные резонансы ушных раковин (наружного уха) и слуховых проходов.

Актуальность для измерений уровня звука и шума

Источник

ГОСТ Р ИСО 226-2009
Акустика. Стандартные кривые равной громкости

Устанавливает совокупности уровня звукового давления и частоты непрерывных чистых тонов, воспринимаемых испытуемыми равными по громкости.

Оглавление

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Термины и определения

4 Формулы для построения стандартных кривых равной громкости

4.1 Расчет УЗД по уровню громкости

4.2 Расчет уровней громкости по УЗД

Приложение А (обязательное) Стандартные кривые равной громкости чистых тонов при прослушивании в условиях свободного звукового поля

Приложение В (обязательное) Таблицы стандартных кривых равной громкости чистых тонов при прослушивании в условиях свободного звукового поля

Приложение С (справочное) Комментарии к методу построения стандартных кривых равной громкости

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочного международного стандарта ссылочному национальному стандарту Российской Федерации (и действующему в этом качестве межгосударственному стандарту)

Этот ГОСТ находится в:

Организации:

Acoustics-Normal equal-loudness-level contours

Чтобы бесплатно скачать этот документ в формате PDF, поддержите наш сайт и нажмите кнопку:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО
ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ
СТАНДАРТ
РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ

ГОСТ Р исо
226-2009

СТАНДАРТНЫЕ КРИВЫЕ РАВНОЙ ГРОМКОСТИ

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Автономной некоммерческой организацией «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем» (АНО «НИЦ КД») на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 358 «Акустика»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2009 г. № 863-ст

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

1 Область применения. 2

2 Нормативные ссылки. 3

3 Термины и определения. 3

4 Формулы для построения стандартных кривых равной громкости. 3

4.1 Расчет УЗД по уровню громкости. 3

4.2 Расчет уровней громкости по УЗД.. 4

Приложение А (обязательное) Стандартные кривые равной громкости чистых тонов при прслушивании в условиях свободного звукового поля. 5

Приложение В (обязательное) Таблицы стандартных кривых равной громкости чистых тонов при прослушивании в условиях свободного звукового поля. 5

Приложение С (справочное) Комментарии к методу построения стандартных кривых равной громкости. 7

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочного международноо стандарта ссылочному национальному стандарту Российской Федерации (и действующему в этом качестве межгосударственному стандарту) 15

В ходе пересмотра настоящего стандарта ввиду необходимости установления порогов слышимости и выявившейся недостаточности данных об уровнях громкости принято решение разделить пороговые и не относящиеся к порогам слышимости данные на два отдельных документа. Пороги слышимости установлены ИСО 389-7:1996 «Акустика. Опорный нуль для калибровки аудиометрического оборудования. Часть 7. Опорные пороги слышимости в условиях свободного и диффузного звукового поля» как части серии международных стандартов, относящихся к опорным нулевым значениям для калибровки аудиометрического оборудования. Кривые равной громкости представлены в настоящем стандарте. Они уточнены по сравнению с ИСО 226:1987.

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СТАНДАРТНЫЕ КРИВЫЕ РАВНОЙ ГРОМКОСТИ

Acoustics. Normal equal-loudness-level contours

1 Область применения

a) звуковое поле при отсутствии испытуемого образовано свободно распространяющейся плоской волной;

b) источник звука находится прямо перед испытуемым;

c) звуковые сигналы являются чистыми тонами;

d) УЗД измеряют в точке расположения центра головы испытуемого, но при его отсутствии;

e) прослушивание является бинауральным;

f) испытуемыми являются люди с нормальным слухом в возрасте от 18 до 25 лет включительно. В приложении А в графическом виде и в табличном в приложении В приведены данные для третьоктавного ряда частот от 20 до 12500 Гц включительно в соответствии с ИСО 266.

2 Нормативные ссылки

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 человек с нормальным слухом (otologically normal person): Человек с нормальным состоянием здоровья, не имеющий симптомов ушных болезней, без серных пробок в ушных каналах, не подвергавшийся в прошлом чрезмерному воздействию звука, токсичных для ушей веществ и не имеющий в роду наследственной потери слуха.

3.2 свободное звуковое поле (free sound field): Звуковое поле, в котором влиянием ограждающих поверхностей помещения на звуковые волны можно пренебречь.

3.3 уровень громкости (loudness level): Величина в фонах, численно равная УЗД опорного звука в децибелах, созданного фронтально падающей плоской бегущей синусоидальной волной частотой 1000 Гц, громкость которого равна громкости оцениваемого звука.

3.4 соотношение равной громкости (equal-loudness relationship): Кривая или функция, выражающая связь между уровнем громкости и УЗД чистого тона на данной частоте.

3.6 стандартная кривая равной громкости (normal equal-loudness-level contour): Кривая равной громкости, построенная по усредненным ощущениям людей с нормальным слухом в возрасте от 18 до 25 лет включительно.

3.7 порог слышимости (threshold of hearing): УЗД, при котором испытуемый в 50 % случаев повторных испытаний, соответствующих определенным условиям, правильно указывает наличие звука.

4 Формулы для построения стандартных кривых равной громкости

4.1 Расчет УЗД по уровню громкости

УЗД L_p, дБ, чистого тона частотой f, имеющий уровень громкости L_N, фон, рассчитывают по формуле

a_f — показатель экспоненты для ощущения громкости;

L_u — модуль передаточной функции линейной системы, нормированный на частоте 1000 Гц. Значения данных величин приведены в таблице 1.

Формулу (1) применяют на всех частотах для значений уровня громкости, превышающих 20 фон, но меньших указанных ниже пределов:

90 фон для частот от 20 до 4000 Гц;

80 фон для частот от 5000 до 12500 Гц.

Вследствие недостатка экспериментальных данных для уровней громкости менее 20 фон, а также для уровней громкости в интервале от 90 до 100 фон в диапазоне частот от 20 до 1000 Гц (имеются данные только одной исследовательской организации для значения 100 фон) формула (1) может служить лишь для ориентировочной оценки УЗД.

4.2 Расчет уровней громкости по УЗД

Уровень громкости L_N, фон, чистого тона частотой f c УЗД L_p, дБ, рассчитывают по формуле

При расчете по формуле (2) имеют место те же ограничения, что при расчетах по формуле (1).

Приложение А
(обязательное)

Стандартные кривые равной громкости чистых тонов при прослушивании
в условиях свободного звукового поля

1 График порога слышимости T_f изображен пунктирной линией.

2 Кривая с уровнем громкости 10 фон изображена точками, так как недостаточно данных в интервале от порога слышимости до 20 фон. Кривая с уровнем громкости 100 фон также изображена точками, так как для ее построения имеются данные только одной исследовательской организации.

Приложение В
(обязательное)

Таблицы стандартных кривых равной громкости чистых тонов при прослушивании
в условиях свободного звукового поля

Уровень
громкости,
фон

Продолжение таблицы В.1

Уровень громкости,
фон

Окончание таблицы В.1

Уровень громкости фон

Продолжение таблицы В.2

Уровень громкости, фон

Окончание таблицы В.2

Уровень громкости, фон

Приложение С
(справочное)

Комментарии к методу построения стандартных кривых равной громкости

С.1 Экспериментальные данные

С.2 Расчетные формулы

Кривые равной громкости строят в координатах «частота-УЗД». Поскольку экспериментальные данные для построения кривых дискретны, они должны соответствующим образом интерполироваться. Для этого строят модельную функцию, представляющую собой соотношение равной громкости. Значения параметров этой функции получают по экспериментальным данным методом наименьших квадратов.

Интерполяция по оси УЗД выполнялась с помощью модельной функции громкости. Функция громкости представляет собой зависимость громкости звука от его УЗД. В качестве модельной функции громкости чистого тона l могут быть взяты, очевидно, функции различного вида. В настоящем стандарте использована функция:

Данная функция приведена в [14] и [15] и, несмотря на простоту, хорошо описывает громкость чистого тона при условии отсутствия маскирующего шума (см. [16]).

Кроме того, в [17] отмечается, что при оценке громкости имеют место два процесса: «процесс восприятия громкости» и «процесс численной оценки». В соответствии с этим предложена двухзвенная модель, в которой результаты обоих процессов описаны раздельным преобразованием звуковой энергии. Более того, в реальной слуховой системе излученный источником звук преобразуется передаточной функцией некоторой линейной системы, включающей в себя передаточную функцию головы человека, передаточные функции наружного и среднего уха, а также линейной механической части внутреннего уха. Передаточная функция данной линейной системы исчерпывающе описывает передаточную функцию между источником звука и восприятием громкости. В соответствии с вышесказанным процесс оценки громкости представляют состоящим из трех частей:

— преобразование звука линейной системой;

— численная оценка громкости.

На рисунке С.1 приведена блок-схема описанной модели.

Громкость в соответствии с данной моделью и функцией громкости (С.1) рассчитывают по формуле

Свободное звуковое поле

Свободное звуковое поле

Диапазон измерений a )

20 фон: от 2 до 63 Гц

40 фон: от 2 до 63 Гц

60 фон: от 2 до 63 Гц

80 фон: от 8 до 63 Гц

100 фон: от 31,5 до 63 Гц

20 фон: от 2 до 63 Гц

40 фон: от 2 до 63 Гц

60 фон: от 2 до 63 Гц

80 фон: от 4 до 63 Гц

100 фон: от 16 до 63 Гц

Порог слышимости: от 40 до 15000 Гц

30 фон: от 100 до 1000 Гц

40 фон: от 50 до 12500 Гц

50 фон: от 50 до 12500 Гц

60 фон: от 50 до 12500 Гц

Порог слышимости: от 63 до 12500 Гц

20 фон: от 63 до 12500 Гц

40 фон: от 125 до 8000 Гц

70 фон: от 125 до 12500 Гц

Число испытуемых (возраст)

Последовательный метод максимального правдоподобия

Последовательный метод максимального правдоподобия

Метод стационарного возбуждения

Метод стационарного возбуждения

Опорный (эталонный) тон

63 Гц постоянного уровня

63 Гц постоянного уровня

1000 Гц постоянного уровня

1000 Гц постоянного уровня

Уровень испытательного тона

Выбирался случайно в зависимости от m и m ± s с)

Выбирался случайно в зависимости от m, m ± s и m ± 2s с)

7 уровней с интервалом 5 дБ

9 уровней с интервалами от 1,5 до 4,5 дБ

Последовательность тонов в паре

Опорный тон предъявляется первым

В случайном порядке

В случайном порядке

В случайном порядке

Число мнений в критерии однократного включения/выключения

Когда оператор почувствовал, что оценка PSE выполнена с необходимой точностью

Когда пять возможных уровней для данного испытания уже были представлены

7 уровней испытательного тона ´ 3 = 21 мнение

9 уровней испытательного тона ´ 20 = 180 мнений

Оценка максимального правдоподобия

Оценка максимального правдоподобия

При коэффициенте громкости отклика, равном 50 %

Оценка максимального правдоподобия

Уровень опорного тона определялся индивидуально по результату сравнения громкости между опорным тоном на частоте 1000 Гц и испытательным тоном на частоте 63 Гц

Уровень опорного тона определялся индивидуально по результату сравнения громкости между опорным тоном на частоте 1000 Гц и испытательным тоном на частоте 63 Гц

Уровни испытательного тона между испытаниями изменялись на 2,5 дБ

Продолжение таблицы С.1.

Диапазон измерений a )

Порог слышимости: от 100 до 1000 Гц

30 фон: от 100 до 1000 Гц

50 фон: от 100 до 1000 Гц

70 фон: от 100 до 1000 Гц

Порог слышимости: от 25 до 125, 250, 500, 1000 Гц

20 фон: от 31,5 до 125, 250, 500 Гц

40 фон: от 40 до 125, 250, 500 Гц

60 фон: от 50 до 125, 250, 500 Гц

80 фон: от 50 до 125, 250, 500 Гц

Порог слышимости: от 1000 до 16000 Гц

20 фон: от 1000 до 16000 Гц

30 фон: от 1000 до 16000 Гц

40 фон: от 1000 до 16000 Гц

Число испытуемых (возраст)

Метод стационарного возбуждения

Метод группировки (группирования)

Метод группировки (группирования)

Опорный (эталонный) тон

1000 Гц постоянного уровня

1000 Гц постоянного уровня

1000 Гц постоянного уровня

Уровень испытательного тонального сигнала

± 1,875 дБ, ± 4,875 дБ, ± 7,875 дБ от равного по громкости уровня [24]

Изменялся с интервалом 2 дБ

Изменялся с интервалом 3 дБ

Длительность тонального сигнала

Последовательность тональных сигналов в паре

В случайном порядке

В случайном порядке

В случайном порядке

Число опросов в критерии однократного включения/выключения

70 опросов (20 раз для ± 1,875 дБ, 10 раз для ± 1,875 дБ, 5 раз для ± 7,875 дБ)

Когда шесть нисходящих и пять восходящих серий испытаний заканчивались

Когда четыре нисходящих и восходящих серий испытаний заканчивались

50 % психометрической функции

Среднее от последнего уровня последовательностей, исключая начальные спады

Медиана от последнего уровня последовательностей

Начальный уровень испытательного тона превышал уровень ИСО 226:1987 на величину от 15 до 20 дБ

Начальный уровень испытательного тона превышал уровень ИСО 226:1987 на 15 дБ

Продолжение таблицы С.1

Диапазон измерений а)

Порог слышимости: от 50 до 16000 Гц

20 фон: от 50 до 800 Гц

40 фон: от 50 до 800 Гц

60 фон: от 50 до 800 Гц

80 фон: от 50 до 800 Гц

90 фон: от 125 до 800 Гц

100 фон: от 250 до 800 Гц

Порог слышимости: от 20 до 100 Гц

20 фон: от 20 до 100 Гц

40 фон: от 20 до 100 Гц

60 фон: от 20 до 100 Гц

80 фон: от 20 до 100 Гц

90 фон: от 20 до 100 Гц

100 фон: от 25 до 100 Гц

Порог слышимости: от 31,5 до 20000 Гц d )

20 фон: от 31,5 до 63, 125, 250, 500, от 1000 до 4000, 8000, 12500 Гц

40 фон: от 31,5 до 63, 125,250,500 Гц

70 фон: от 63 до 125, от 250 до 4000, 8000 Гц

60 фон: 100, 200,630, 1000 Гц

60 фон: от 16 до 160 Гц

Число испытуемых (возраст)

Рандомизированный последовательный метод максимального правдоподобия

Метод стационарного возбуждения

Опорный (эталонный) тон

1000 Гц постоянного уровня

100 Гц постоянного уровня

1000 Гц постоянного уровня

1000 Гц постоянного уровня

100 Гц постоянного уровня

Уровень испытательного тонального сигнала

Выбирался случайно в зависимости от m, m ± s и m ± 2s с)

9 уровней с интервалом от 1,5 до 2,5 дБ

Начальный шаг 8 дБ, далее уменьшавшийся вдвое вплоть до конечного значения 2 дБ при каждом втором реверсировании отклика

Длительность тонального сигнала

Последовательность тональных сигналов в паре

В случайном порядке

В случайном порядке

Число мнений в критерии однократного включения/выключения

Испытания прекращены, когда были представлены пять возможных уровней

9 уровней испытательного тона ´ 20 = 180 мнений

Оценка максимального правдоподобия

Оценка максимального правдоподобия

В качестве опорного уровня испытательного сигнала применялся индивидуальный равный по громкости уровень для 100 Гц в свободном звуковом поле

В качестве опорного уровня испытательного сигнала применялся индивидуальный равный по громкости уровень для 100 Гц в свободном звуковом поле

Окончание таблицы С.1

Диапазон измерений a )

Порог слышимости: от 31,5 до 18000 Гц

20 фон: от 50 до 16000 Гц

30 фон: от 1000 до 16000 Гц

40 фон: от 80 до 15000 Гц

50 фон: от 1000 до 16000 Гц

70 фон: от 125 до 12500 Гц

90 фон: от 1000 до 4000 Гц

Порог слышимости: от 1000 до 125000 Гц

60 фон: от 1000 до 12500 Гц

80 фон: от 1000 до 6300 Гц

Число испытуемых (возраст)

Рандомизированный последовательный метод максимального правдоподобия

Рандомизированный последовательный метод максимального правдоподобия

1000 Гц постоянного уровня

1000 Гц постоянного уровня

Уровень испытательного тонального сигнала

Выбирается случайно от m, m ± s, m ± 2s, m ± 4s и m ± 6s с) дБ

Выбирался случайно от m, m ± s, m ± 2s, m ± 4s, m х ± 6s и m ± 8s с) дБ

Длительность тонального сигнала

Последовательность тональных сигналов в паре

В случайном порядке

В случайном порядке

Число опросов в критерии однократного включения/выключения

После предъявления 50 пар тональных сигналов

После предъявления 60 пар тональных сигналов

Оценка максимального правдоподобия

Оценка максимального правдоподобия

Первый и второй предъявляемые уровни отличались на ± 20 дБ от наилучшей авторской гипотезы PSE

Первый и второй предъявляемые уровни отличались на ± 20 дБ от наилучшей авторской гипотезы PSE

а) Измеряемый диапазон «от А до В Гц» означает последовательность среднегеометрических частот третьоктавных полос по ИСО 266 в диапазоне от А до В Гц.

b ) Эксперименты «по звуковому давлению» были проведены в специальном малом помещении, в котором требуемое звуковое давление создавалось во всем пространстве помещения. Эксперименты при таких условиях ограничены низкочастотной областью. Такие эксперименты должны подтверждаться с целью получения результатов, не противоречащих результатам сравнительных исследований в свободном звуковом поле.

с) m и s являются оценками среднего и стандартного отклонения психометрической функции по методу максимального правдоподобия.

d ) Порог слышимости в [9] не был указан, но приведен в [25] наряду с [4].

Соотношение равной громкости, зависящее от звукового давления, может быть выражено так же, как функция частоты. Когда громкость чистого тона частотой 1000 Гц равна громкости чистого тона частотой f, из формулы (С.2) может быть получена формула

где r_f — звуковое давление чистого тона на частоте f, когда его громкость равна громкости чистого тона, имеющего частоту 1000 Гц и звуковое давление r_г;

При выводе формулы (С.3) предполагалось, что параметры b и b «процесса численной оценки» не зависят от частоты. С помощью полученных формул можно рассчитать УЗД чистого тона на частоте f, Гц, громкость которого равна громкости чистого тона на частоте 1000 Гц.

Показатель экспоненты a_r на частоте 1000 Гц принимают равным 0,25 по следующей причине. Типичное значение a_r, полученное с помощью метода оценки абсолютного значения громкости АМЕ (Absolute Magnitude Estimation), равно 0,27 (0,54 для звукового давления) [15]. Громкость, полученная в АМЕ-эксперименте, правильно описывает выходной сигнал двухзвенной модели. Таким образом, значение показателя экспоненты 0,27 соответствует a_г b в приведенных выше формулах, где b = 1,08. Данное значение b определено в [18]. Поэтому показатель экспоненты a_г на частоте 1000 Гц взят равным 0,25 (0,25 = 0,27/1,08).

С.3 Определение зависимых от частоты значений параметров таблицы С.1

Кривые равной громкости могут быть построены, если в формуле (С.1) известны значения зависящих от частоты параметров a_f, L_U и T_f. Эти значения рассчитаны по экспериментальным данным следующим образом.

c) Значения L_U повторно оценивались с помощью формулы (1) по найденным a_f. Новые значения L_U интерполировались кубическим В-сплайном. Результат представлен в таблице 1 значениями величины L_U.

С.4 Оценка соответствия кривых равной громкости экспериментальным данным

1 Данные измерений по звуковому давлению (ЗД) получены только для низких частот [см. также таблицу С.1 и сноску b) в ней].

2 Графическими символами отмечены экспериментальные данные, кривые рассчитаны по формуле (1).

Приложение ДА
(справочное)

Сведения о соответствии ссылочного международного стандарта ссылочному национальному
стандарту Российской Федерации (и действующему в этом качестве межгосударственному
стандарту)

Обозначение ссылочного
международного стандарта

Обозначение и наименование соответствующего
национального стандарта

ГОСТ 12090-80 Частоты для акустических измерений. Предпочтительные ряды

Библиография

[1] KIRK, В. Horestyrke og genevirkning af infralyd. Institute of Electronic Systems, Aalborg University, Aalborg, Denmark, 1983, pp. 1-111 (in Danish) ISSN 0106-0791

[2] MOLLER, H., ANDRESEN, J. Loudness of pure tones at low and infrasonic frequencies. J. Low Freq. Noise and Vib., 3, 1984, pp. 78-87

[3] ВЕТКЕ, К. and MELLERT, V. New measurements of equal-loudness level contours. Proc. Inter-noise 89. 1989, pp. 793-796

[5] FASTL, H., JAROSZEWSKI, A., SHORER, E. and ZWICKER, E. Equal loudness contours between 100 and 1000 Hz for 30, 50 and 70 phon. Acustica, 70, 1990, pp. 197-201

[6] WATANABE, T. and MOLLER, H. Hearing threshold and equal loudness contours in free field at frequencies below 1 kHz. J. Low Freq. Noise and Vib., 9, 1990, pp. 135-148; WATANABE, T, MOLLER, H. Low frequency hearing thresholds in pressure field and in free field. J. Low Freq. Noise Vibr., 9, 1990, pp. 106-115

[7] POULSEN, T. and THOGERSEN, L. Hearing threshold and equal loudness level contours in a free sound field for pure tones from 1 kHz to 16 kHz. Proc. Nordic Acoust. Meeting, 1994, pp. 195-198

[8] LYDOLF, M. and MOLLER, H. New measurements of the threshold of hearing and equal-loudness contours at low frequencies. Proceedings of the 8th International meeting on Low Frequency Noise and Vibration, Gothenburg, Sweden, 1997, pp. 76-84

[10] BELLMANN, M.A., MELLERT, V., RECKHARDT, С and REMMERS, H. Sound and vibration at low frequencies. Joint meeting of ASA, EAAand DAGA, 1999, Berlin, Germany. J. Acoust. Soc. Am., 105, 1999, p. 1297

[12] TAKESHIMA, H., SUZUKI, Y., ASHIHARA, K. and FUJIMORI, T. Equal-loudness contours between 1 kHz and 12.5 kHz for 60 and 80 phons. Acoust. Sci. Tech., 23, 2002, pp. 106-109

[13] ISO/TC 43/WG 1 Threshold of hearing, Preferred test conditions for determining hearing thresholds for standardization. Scand. Audiol., 25, 1996, pp. 45-52

[14] ZWISLOCKI, J.J. and HELLMAN, R.P. On the psychophysical law. J. Acoust. Soc. Am., 32, 1960, p. 924

[15] LOCHNER, J.P.A. and BURGER, J.F. Form of the loudness function in the presence of masking noise. J. Acoust. Soc. Am., 33, 1961, pp. 1705-1707

[16] HUMES, L.E. and JESTEADT, W. Models of the effects of threshold on loudness growth and summation. J. Acoust. Soc. Am., 90, 1991, pp. 1933-1943

[17] ATTENEAVE, F. Perception and related areas. A study of science. Vol.4, S. Koch(ed.), McGrawHill, New-York, 1962

[18] ZWISLOCKI, J.J. Group and individual relations between sensation magnitudes and their numerical estimates. Perception Psychophysics, 33, 1983, pp. 460-468

[19] ROBINSON, D.W. and DADSON, M.A. A re-determination of the equal-loudness relations for pure tones. British J. Appl. Phy., 7, 1956, pp. 166-181

[20] TERANISHI, R. Study about measurement of loudness on the problems of minimum audible sound. Researches of the Electrotechnical laboratory, No. 658, Tokyo, Japan, 1965

[21] BRINKMANN, K. Audiometer-Bezugsschwelle und Freifeld-Horschwelle. Acustica, 28, 1973, pp. 147-154

[22] VORLANDER, M. Freifeld-Horshwellen von 8 kHz-16 kHz. Fortschritte der Akustik-DAGA ’91, Bad Honnef, DPG-GmbH, 1991, pp. 533-536

[24] ZWICKER, E. Psychoakustik. Hochschultext, Springer, Berlin, 1982

[25] TAKESHIMA, H., SUZUKI, Y., KUMAGAI, M., SONE, Т., FUJIMORI, T. and MIURA, H. Threshold of hearing for pure tone under free-field listening conditions. J. Acoust. Soc. Jpn. (E), 15, 1994, pp. 159-169

Ключевые слова: порог слышимости, уровень громкости, частота чистого тона, уровень звукового давления, стандартные кривые равной громкости

Источник