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1.
A
计权声压级
声压有效值定义为一定时
间间隔中,瞬时声压对时间的均方根值,用
p
e
表示:
将声压有效值
p>
p
e
与基准量
p<
/p>
0
之比的对数乘以
20
便可以得到声压
pe
的声压级,
用
L
p
表
示
:
A
计权声压级
(简称
A
声级)
用以模拟
55dB
以
下低强度噪声特性,
对
1000Hz
以下的
低中频段衰减,其结果与人对声音的感知相近。
2.
响度
响度
(
Loudness
)
是基于人耳对声音
频谱掩蔽特性的反映人耳对声音强弱感知程度的心
理声学参数,单位为宋(
sone
)
,规定
1000
Hz
纯音的声压级为
40dB
时的响度
为
1
宋。国际
标准
ISO532
规定了
A
、
B
两种计算稳态噪声响度的计算方法:
a)
Stevens
方法(
ISO532A
)
:<
/p>
详细内容参见标准
ISO532-A-1975
和。其数学表达式为:
b)
Zw
icker
方法(
ISO532B
)<
/p>
(本文所采用方法)
:
Zwicker
法适用于自由声场或混响声场的计算,在通常
情况下一般采用
Zwicker
法的响度计算模型。
Zwicker
法以
1/3
倍频程频谱为依据,引入了特征频带和特征响
p>
度的概念,首先计算每个特征频带特征响度,再由此来得到总响度值。
根据
Zwicker
的响度理
论,通过激励
E
可以计算得到特征响度,其计算公式:
式中:
E
TQ
为绝对听阈下的激励(安静状况下)
,
p>
E
0
为基准声强下的激励,被计算声
音的特征频带声压级作为激励级
E
。
对特征响度在
0-24
Bark
域上积分,即可得到总响度:
注:
掩蔽效应是指由于一个声音的存
在而使另一个声音听阈提高的现象。
人类的听觉系统具有滤波
特性,
即频率选择性。
为了描述人耳的频率选择特性和掩
蔽效应,
Zwicker
假设人的听觉系统将
声音信号分量分成
24
个频带,当确定了一个声
音的频率时,能够产生掩蔽效应的另外一个声音的频率范围称为“特征频带”
,
单位是
Bark
。在
Zwicker
模型中,特征频带
Bark
数
z
和频率
f(Hz)
的对应关系可近似表达
为:
3.
尖锐度
尖锐度(
Sharpness
)是描述高频成分在声音频谱中所占比例的物理量,主要反映人
们
主观上对高频段声音刺耳程度的感受,单位为
acum
。规定中心频率为
1000
Hz
、带宽为
160
Hz
的
60
分贝窄带噪声的尖
锐度为
1 acum
。
尖锐度的计算目前尚没有统一的标准,但国际上较为通用的计算模型有两种,分别是
< br>
Zwicker
模型和
Aur
es
模型。两种计算模型都能较为准确地计算尖锐度,但由
Au
res
模型对
响度有很大依赖,所以在已包含响度的情况下,通
常采用
Zwicker
计算模型。
a)
Zwicker
尖锐度模型(本文所采用方法)
< br>式中,
k
为加权系数,取;
N<
/p>
为总响度;
N'
(z)
< br>为临界频带
z
上的特征响度;
g
(z)
为
Zwicker
依据不同临界
频带设置的响度计权函数,
b)
Aures
尖锐度模型
式中各符号的含义和
a)
中相同。
4.
粗糙度
粗糙度(
Roughness
)是用来描述人对高频声音信号瞬时变化的感觉,主要针对调制
频
率范围在
15Hz
~
300Hz
的声音,
p>
符号为
R
,
单位为
asper
,
并规定调制比为
1
、
声压级为
60dB
的
1000Hz
幅值调制纯音在调制频率为
70Hz
时的粗糙度为
1
asper
。
声音信号的粗糙度主要
受到调制频率和调制比的影响,
调制比越大,
粗糙度也越大;<
/p>
而
中心频率和声压级对声音信号的影响相对来说较小。
目前粗糙度常见的计算方法有以下两种:
a)
Aures
方法