good - Uniwersytet im. Adama Mickiewicza

Tradycyjne i
środowiskowe podejście
do dokuczliwości,
rozróżnienie pojęcia hałas
i dźwięk
Anna Preis
Instytut Akustyki, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w
Poznaniu
apraton@amu.edu.pl
23.02.2012
AS_2_2012

Dźwięk i hałas
• Dźwięk- fizyczny bodziec
wywołujące
wrażenie słuchowe
– dźwięk w psychoakustyce
– dźwięk środowiskowy
• Hałas-dźwięk niepożądany

Środowiskowe podejście
do dokuczliwości
Dźwięk środowiskowy
Percepcja
Recepcja
Naturalne środowisko Zniekształcone środowisko
Cechy wrażenia
słuchowego
głośność
wysokość
barwa
Cechy
dokuczliwości hałasu
dokuczliwa głośność
uciążliwość
zawartość informacyjna

Demonstracja
• Dźwięki środowiskowe
• Dokuczliwość dźwięków mowy –
zrozumiałej i niezrozumiałej
• Wpływ informacji na percepcje
głośności dźwięków mowy

Tradycyjne podejście
do dokuczliwości
L DWN =10log[1/24(12x10 0.1LD+ 8x10 0.1(LW+5)+ 4x10 0.1(LN+10 )]
L DWN depends on: L D , L W , L N
L D , L W , L N – day, evening, night
L D
L AeqT
L
AeqT
= 10lg
p
p
2
A
2
o
p
2
A
1
T
T pA
0
2
( t)
dt

L
A
10lg
p
p
2
A
2
o
stationary source LA
nonstationary
source
2
( t )
pA
LAE
E
2
A pA(
t)
dt
czas

Equivalent continuous A-weighted sound pressure level
L
AeqT
L
AE
10
log
N
t
o
T
Sound Exposure Level
L
AE
10
log
E
A
p
2
o
t
o
Exposure of sound
E
A
p
2
A
t
dt

Decybele A
• Skąd się wzięły?
• Dlaczego są stosowane we
wskaźnikach oceny hałasu (WHO)?

Dokuczliwość
Podejście do dokuczliwości
Tradycyjne
Środowiskowe
Jeden czynnik
Wiele czynników
Parametry hałasu
Parametry hałasu i tła

Wieloczynnikowe WHO
UBA
N
10
1.3
d s f au
sone
1
A AL
IN
DR
n
PA
N
(1 w
2
w
2
5 S FR
)

Model głośności w ocenie
dokuczliwości hałasu,
ostrości, chropowatości,
siły fluktuacji i tonalności

Dokuczliwość
• Głośność
• Ostrość
• Chropowatość
• Siła fluktuacji
• Siła wysokości (tonalność)

• Loudness:
• Sharpness:
• Roughness/:
Fluctuation
strength:
• Tonality:
Consideration of distribution of critical bands and
masking properties in the hearing,
DIN 45 631, ISO 532 B
Weighted first moment of distribution of critical band
rates of specific loudness, proportion of high-frequency
spectral components to low-frequency ones
Time structure of the sound signal, modulation factor
and level difference determine roughness amplitudeand
frequency modulation
Share of tonal, narrow-band components of a sound
signal, depending on frequency, level difference and
bandwidth

Dokuczliwość a głośność
• dB
• dB A – trzy przykłady, równy
poziom dźwięku różna dokuczliwość
• Głośność Zwickera ISO 532B
• Głośność Stevensa

74,2 dB 75,1 dB 74,7 dB
Same A-level, Same Third
Octave Spectrum

77.0 dB(A), 36.7 sone
77.0 dB(A), 14.0 sone

Simultaneous

Różna ostrość

white noise
Sharpness: Comparison
von Bismark Aures
of
Bismark / Aures
white noise and amplification of 8 kHz
von Bismark
Aures

Różna chropowatość, siła
fluktuacji

Two Tones, Different
Hearing Events
Sinuston 1 kHz und 1001 1004 1020 1070 1414 Hz
Schwebung
Fluktuation, R-Rauhigkeit Rauhigkeit
Zweiton Komplex Schwankung
(Rumbling, Kollern)

1976
Fundamental
experiments in headrelated
recording
technology using a
special arrangement
of defined
positionable and
equalized probe
1982
First calibratable
Artificial Head
Measurement System
with true-to-theoriginal
head and pinna
simulation and transfer
characteristics
Since 1989
Artificial Head
Measurement System
HMS II including
mathematically
describable,
simplified geometry
and typical

Frequency
Outer Ear Transfer Function Artificial Head in the Free Field
Sound incidence direction

20
10
dB
0
-10
-20
-30
H ff
(f,r)
+9 0 o
0 o 0 o
-9
f -> kHz
180 o
0,2 0,5 1 2 5 10 20
sound pressure level
in the left ear of a
test subject
0° sound incidence
from the front
-90° turned to the
side
180° sound incidence
from behind
+90° turned away to
the side
Measurements with Test Persons

Artificial Head, left ear
Measurement Microphon
Sound Source Moving Around a Head

Influence of Spatial Position on
Hearing Event

Two sound sources: Third noise by 4 kHz and temporal sine tone 4 kHz
both sources from the front
Sources +/- 60 grd. left - right

"good"
3rd octave
spectrum
spec.
loudness
spec. roughness
Application: Tire noise in the

"noisy"
"good"
3rd octave
spectrum
spec.
loudness
spec. roughness
- 3 dB
Example: Tire noise in the

Modulation spectrum versus frequency
"good"
“annoying"
strong modulation in the
higher frequent area
15 Hz + harmonics -> Tire rotation
Example: Tire noise in the

frequency selected level versus time, 2 ms integration time constant
"good"
“annoying"
Example: Tire noise in the
ca. 10 dB level fluctuation
narrow band level at 3200 Hz
vehicle interior
• higher level
• strong temporal structure
ca. 20 dB level difference

"noisy"
significant timeand
frequency
pattern
lower level and
loudness
"Relative Approach"
(Adaptivity of
Human Hearing
"good"
Application: Dish

ad
Passing PKW, 100 km/h, engine in running
right artificial head
microphone
left artificial head
microphone
A-weighted sound pressure level
good
Driving direction from right to left

Loudness

left ear
right ear
bad
good

Schärfe nach AURES

Application: Take Off Noise
of Airplanes
• Three different airplanes were be
measured close to an airport in a garden
of a house
• Boeing B 727
• Boeing B 747
• Airbus A 320

A 320
B 747
B 727
stronge change of
loudness vs. time

prominence

modulation spectrum vs. band

Level, lin.,
A-, B-, C-weighted
Duration Time
Energy
Spectral
Contribution
Subjective
Attitude
Classification
of Sound Event
Temporal
Structure
Signal
Information
Spatial
Distrubution
Quantity
Position
Psychoacoustical Binaural Physical Cognitive Aspect Aspect
Sound Content

LSPL
85 dB(A)
65 dB(A)
Physical damage of hearing possibly caused
by sound
Measurement by sufficient A-weighted sound
pressure level
Physiological impairment caused by sound
A-weighted sound pressure level
measurements necessary but not sufficient
Annoyance by noise with vegetative effects
possible
A-weighted sound pressure level is not suited
for describing the sound quality
Importance of the A-weighted
Sound Pressure Level