Zur grundlegenden Signalanalyse der Bewertung von charakteristischen Klangeigenschaften eines Geräusches gehören der (frequenzselektiv bewertete) Schalldruckpegel und die Spektralanalyse. Der Schalldruckpegel (L in der Einheit [dB]) wird zur Vergleichbarkeit von Automobilgeräuschen einheitlich mit dem Bewertungsfilter A nach DIN EN 61672 in Abhängigkeit der Frequenz gewichtet und ist als Einzahlwert zum quantitativen Vergleich der Schallemission aber nicht als Größe zur Beschreibung der qualitativen Wahrnehmung des Schallsignals zu interpretieren. (Otto et al., 2001)
Das Frequenzspektrum, welches sich mit Hilfe der Fourieranalyse oder der Wavelet-Transformation aus dem Zeitsignal bestimmen lässt, stellt die Amplituden der jeweiligen Frequenzanteile dar und ermöglicht somit eine gezielte Auswahl
weiterer notwendiger Analysen. Die Darstellung und Auswertung des Frequenzspektrums ist, wie der Schalldruckpegel, nicht ausreichend die subjektiv wahrgenommene Qualität des Schallsignals zu beschreiben.
Inhaltsverzeichnis
1 Allgemeine Signalanalyse
2 Psychoakustische Größen
2.1 Lautheit
2.2 Schärfe
2.3 Rauigkeit
2.4 Schwankungsstärke
2.5 Tonhaltigkeit
3 Sensorischer Wohlklang
Zielsetzung und Themen
Die Arbeit untersucht die wissenschaftliche Bewertung von Geräuscheigenschaften mittels psychoakustischer Parameter, um eine objektive Messbarkeit der subjektiven Wahrnehmung von Klangqualität zu ermöglichen. Das primäre Ziel ist es, verschiedene Berechnungsverfahren für akustische Empfindungsgrößen vorzustellen und deren Zusammenwirken für die Bestimmung des sensorischen Wohlklangs zu erläutern.
- Methoden der allgemeinen Signalanalyse
- Bestimmung psychoakustischer Größen (Lautheit, Schärfe, Rauigkeit)
- Analyse von Schwankungsstärke und Tonhaltigkeit
- Modellierung des sensorischen Wohlklangs
Auszug aus dem Buch
2.2 Schärfe
Die Schärfe (S in der Einheit [acum]) wird durch die Mittenfrequenz und die spektrale Zusammensetzung des Schallsignals bestimmt, d.h. je größer der Anteil hoher Frequenzen bzw. je höher die Mittenfrequenz des Signals ist, desto größer ist die Schärfe. Per Definition hat ein Schmalbandrauschen der Mittenfrequenz 1 kHz und einem Schalldruckpegel von 60 dB SPL, der Bandbreite von 160 Hz, welches der Bandbreite des kritischen Frequenzbandes entspricht, eine Schärfe von 1 acum. Hohe Frequenzen verursachen im Allgemeinen eine erhöhte Aufmerksamkeit und haben einen erheblichen Einfluss auf die wahrgenommene Unangenehmheit von Schallsignalen. Die Schärfe ist, wie die Lautheit, eine elementare psychoakustische Empfindungsgröße, die getrennt von den anderen wahrgenommen und bewertet werden kann. (Zwicker and Fastl, 1999)
Zur Berechnung der Schärfe existieren verschiedene Berechnungsmodelle. Die drei am häufigsten verwendeten Verfahren sind die nach Zwicker (gleichbedeutend mit dem von von Bismarck), nach Widmann und nach Aures, von denen zur Zeit jedoch keines standardisiert ist. Alle Verfahren basieren auf dem spezifischen Lautheitstonmuster der Lautheitsberechnung, unterscheiden sich jedoch in der Gewichtungsfunktion für hohe Frequenzen. Die Gleichungen 4 und 5 zeigen die Berechnungsvorschrift der Schärfe nach Zwicker bzw. von Bismarck.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Allgemeine Signalanalyse: Dieses Kapitel erläutert grundlegende physikalische Verfahren wie den Schalldruckpegel und die Spektralanalyse, die zur ersten Bewertung von Klangeigenschaften dienen, jedoch zur Beschreibung der subjektiven Qualität oft unzureichend sind.
2 Psychoakustische Größen: Hier werden zentrale Empfindungsgrößen wie Lautheit, Schärfe, Rauigkeit, Schwankungsstärke und Tonhaltigkeit detailliert definiert und deren mathematische Berechnungsmodelle erläutert.
3 Sensorischer Wohlklang: Dieses Kapitel beschreibt den sensorischen Wohlklang als abgeleitete, komplexe Empfindungsgröße, die sich aus der gewichteten Kombination verschiedener psychoakustischer Einzelparameter zusammensetzt.
Schlüsselwörter
Allgemeine Signalanalyse, Psychoakustik, Lautheit, Schärfe, Rauigkeit, Schwankungsstärke, Tonhaltigkeit, Sensorischer Wohlklang, Schalldruckpegel, Spektralanalyse, Frequenzspektrum, Modulationsanalyse, Akustische Wahrnehmung, Geräuschqualität
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit den physikalischen und psychoakustischen Grundlagen zur Bewertung von Geräuschen und der objektiven Bestimmung ihrer Qualität.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Zentrale Themen sind die Signalanalyse sowie die Berechnung und Bedeutung psychoakustischer Parameter wie Lautheit, Schärfe, Rauigkeit und Tonhaltigkeit.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Ziel ist es, Methoden darzustellen, mit denen subjektive Höreindrücke durch quantifizierbare Parameter und mathematische Modelle vergleichbar und bewertbar gemacht werden können.
Welche wissenschaftliche Methode wird primär verwendet?
Es werden etablierte psychoakustische Berechnungsverfahren, insbesondere die Modelle nach Zwicker, Aures und Sottek, analysiert und mathematisch gegenübergestellt.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die instrumentelle Signalanalyse, die detaillierte Definition einzelner psychoakustischer Größen und die abschließende Zusammenführung dieser Größen zum sensorischen Wohlklang.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit wird maßgeblich durch Begriffe wie Lautheit, Schärfe, Rauigkeit, Tonhaltigkeit und den sensorischen Wohlklang geprägt.
Warum reicht der Schalldruckpegel allein nicht zur Qualitätsbewertung aus?
Der Schalldruckpegel ist ein rein physikalischer Einzahlwert, der die komplexe menschliche Wahrnehmung und die qualitative Beschaffenheit eines Geräusches nicht ausreichend abbildet.
Wovon hängt der sensorische Wohlklang nach Aures ab?
Der Wohlklang ist keine elementare Größe, sondern eine Funktion aus der Rauigkeit, Schärfe, Tonhaltigkeit und der Gesamtlautheit.
- Citation du texte
- Jacqueline Rausch (Auteur), 2006, Analyse und Bewertung akustischer Signale und Klangeigenschaften von Geräuschen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/300073
