Psychoakustik

 

 

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Die subjektive Geräuschwahrnehmung (auch Psychoakustik genannt) beschäftigt sich mit der menschlichen Wahrnehmung und Einschätzung von Geräuschen. Dazu gehört die Hörerfahrung von unterschiedlichen Schwingungsphasen und Pegeln auf das Hörerlebnis

Hörbeispiele zu Pegeldifferenzen

Die nachfolgenden Hörbeispiele verbinden den menschlichen Höreindruck mit den gebräuchlichsten objektiven Begriffen Frequenz, Phase und Pegel zur mathematischen Charakterisierung von Geräuschen. Das Referenzgeräusch von 1000 Hz wird aus dem Frequenzbereich gewählt, in dem das menschliche Ohr am empfindlichsten ist. Die nachfolgenden Geräuschproben geben einen Eindruck von typischen Pegelunterschieden (s. auch Pegelrechnung). Da PC-Lautsprecher i.a. von geringer Qualität sind, wird die Verwendung eines Kopfhörers zum Geräuschvergleich empfohlen:

1000 Hz Referenzgeräusch
     1000 Hz,  Referenzgeräusch
1000 Hz Referenzgeräusch -2 dB
    1000 Hz, Referenzgeräusch - 2 dB
1000 Hz Referenzgeräusch -3 dB
    1000 Hz, Referenzgeräusch - 3 dB
1000 Hz Referenzgeräusch - 6 dB
    1000 Hz, Referenzgeräusch - 6 dB

Das menschliche Gehör ist erst ab ca. 3 dB Unterschied in der Lage, ein lauteres von einem leiseren zu Geräusch zu unterscheiden:

1000 Hz Referenzgeräusch und -1 dB
    1000 Hz, Referenzgeräusch und um 1 dB abgesenktes Geräusch
1000 Hz Referenzgeräusch und -3dB
     1000 Hz, Referenzgeräusch und um 3 dB abgesenktes Geräusch

Siehe auch den Selbsttest zum akustischen Erinnerungsvermögen.

 

 

 

Der Einfluss der Phase auf den Höreindruck

Schwingungen und akustische Wellen bestehen i.A. aus einem Gemisch vieler Frequenzen, die zueinander phasenverschoben sind. Um diesen Höreindruck zu erleben wird eine Schwingung betrachtet, die aus 60 einzelnen Sinus-Schwingungen zusammengesetzt ist, deren Frequenz ein Vielfaches von 100 Hz ist:

60 Sinusschwingungen gleicher Amplituden; Grundfrequenz 100 Hz
Es werden nun 3 Varianten dieser Schwingung betrachtet, die sich durch die Wahl der 60 Phasenlagen Alpha unterscheiden:

Spektrum von Schwingungen gleicher Amplituden und Vielfachen von 100 Hz Frequenzspektrum einer Schwingung aus 60 Einzelschwingungen von Vielfachen der Grundfrequenz von 100 Hz. Alle Schwingungen habe die gleiche Amplitude, aber verschiedenen Phasenlagen.

  1. Die 60 Phasen Alpha werden alle zu Null gewählt
  2. Die Phasen bestehen aus 60 Zufallszahlen
  3. Die Phasen bestehen aus einem weiteren Satz von 60 neuen Zufallszahlen.

Im Frequenzspektrum sehen alle 3 Schwingungsvarianten gleich aus (siehe Abb.):

Dennoch hören sich alle drei Schwingungsvarianten unterschiedlich an, was auf die unterschiedlichen Phasen zurückzuführen ist. Im Hörbeispiel sind die 3 Geräuschvarianten (zeitlich) hintereinander kopiert, um den unterschiedlichen Höreindruck zu erfahren:

 

Aus der Auralisierung der Schwingungsvarianten wird deutlich, dass für den Höreindruck Frequenz und Phasenlage entscheidende Parameter sind. Als dritter wichtiger Parameter gilt die Schwingungsamplitude und wie diese vom Menschen als Lautstärke wahrgenommen wird:

--> Zur dB(A)-Bewertung, um den Einfluss der Frequenz auf den Höreindruck und die wahrgenommene Lautstärkenamplitude zu quantifizieren.

 

 

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