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Loudness (FPScript)

21.09.2021

Berechnet die Lautheit eines Schallsignals.

Syntax

Loudness(DataSet, [ Algorithm = LOUDNESS_ISO_532_1 ], [ SoundField = LOUDNESS_DIFFUSE ], [ InputType = LOUDNESS_INPUT_SPECTRUM ], [ SkipTime = 0.0 s ], [ CalibrationValue = 0.0 dB ] [ , Result = LOUDNESS_RESULT_LOUDNESS ])
oder
Loudness(Signal, ReferenceSignal, CalibrationLevel, [ Algorithm = LOUDNESS_ISO_532_1 ], [ SoundField = LOUDNESS_DIFFUSE ], [ InputType = LOUDNESS_INPUT_SOUNDPRESSURE_STAT ], [ SkipTime = 0.0 s ] [ , Result = LOUDNESS_RESULT_LOUDNESS ])

 

Die Syntax der Loudness-Funktion besteht aus folgenden Teilen:

Teil

Beschreibung

DataSet

Der Eingangsdatensatz mit den Spektren des stationären Schalls, den gemessenen Spannungen des stationären Schalls, den gemessenen Spannungen des zeitvarianten Schalls, den gemessenen Schalldruckpegeln des stationären Schalls oder den gemessenen Schalldruckpegeln des zeitvarianten Schalls.

Erlaubte Datenstrukturen sind Datenreihe, Datenmatrix, Signal und Signalreihe. Es sind alle numerischen Datentypen erlaubt.

Ist das Argument eine Liste, dann wird die Funktion für jedes Element der Liste ausgeführt und das Ergebnis ist ebenfalls eine Liste.

Signal

Das Eingangssignal mit den gemessenen Spannungen des stationären Schalls, den gemessenen Spannungen des zeitvarianten Schalls, den gemessenen Schalldruckpegeln des stationären Schalls oder den gemessenen Schalldruckpegeln des zeitvarianten Schalls.

Erlaubte Datenstrukturen sind Signal und Signalreihe. Es sind alle numerischen Datentypen erlaubt.

Für die X-Komponente gelten zusätzliche Beschränkungen.

Bei komplexen Datentypen erfolgt eine Betragsbildung.

Ist das Argument eine Liste, dann wird die Funktion für jedes Element der Liste ausgeführt und das Ergebnis ist ebenfalls eine Liste.

ReferenceSignal

Ist das Referenzsignal, mit dessen Hilfe das Eingangssignal kalibriert wird.

Erlaubte Datenstrukturen sind Signal. Es sind alle numerischen Datentypen erlaubt.

Für die X-Komponente gelten zusätzliche Beschränkungen.

Bei komplexen Datentypen erfolgt eine Betragsbildung.

Ist das Argument eine Liste, dann wird die Funktion für jedes Element der Liste ausgeführt und das Ergebnis ist ebenfalls eine Liste.

CalibrationLevel

Ist der Schalldruckpegel des Referenzsignals, den der Kalibrator erzeugt.

Erlaubte Datenstrukturen sind Einzelwert. Es sind alle numerischen Datentypen erlaubt.

Ist das Argument eine Liste, dann wird deren erstes Element entnommen. Ist dies wieder eine Liste, dann wird der Vorgang wiederholt.

Algorithm

Algorithmus zur Berechnung der Lautheit.

Das Argument Algorithm kann folgende Werte haben:

Konstante

Bedeutung

LOUDNESS_STEVENS

Algorithmus nach Stevens (ISO 532 A) (veraltete Norm).

LOUDNESS_ZWICKER

Algorithmus nach Zwicker (ISO 532 B) (veraltete Norm).

LOUDNESS_ISO_532_1

Algorithmus nach Zwicker (ISO 532-1).

LOUDNESS_ISO_532_2

Algorithmus nach Moore-Glasberg (ISO 532-2).

Ist das Argument eine Liste, dann wird deren erstes Element entnommen. Ist dies wieder eine Liste, dann wird der Vorgang wiederholt.

Wenn das Argument nicht angegeben wird, wird es auf den Vorgabewert LOUDNESS_ISO_532_1 gesetzt.

SoundField

Klangfeld. Das Verfahren nach Zwicker unterstützt Diffusfeld (Raumfeld) und Direktfeld (Freifeld). Das Verfahren nach Stevens unterstützt ausschließlich das Diffusfeld.

Das Argument SoundField kann folgende Werte haben:

Konstante

Bedeutung

LOUDNESS_DIFFUSE

Diffusfeld (Raumfeld).

LOUDNESS_FREE

Direktfeld (Freifeld).

Ist das Argument eine Liste, dann wird deren erstes Element entnommen. Ist dies wieder eine Liste, dann wird der Vorgang wiederholt.

Wenn das Argument nicht angegeben wird, wird es auf den Vorgabewert LOUDNESS_DIFFUSE gesetzt.

InputType

Typ des Eingangssignals. Gibt an, wie der Eingangsdatensatz DataSet zu interpretieren ist. Eine Umrechnung zwischen Spannungswerten (Einheit V) und Schalldruckwerten (Einheit Pa) erfolgt über eine Mikrophonempfindlichkeit von 50 mV/Pa. Für weitere Details, siehe Kalibration in der Akustik.

Das Argument InputType kann folgende Werte haben:

Konstante

Bedeutung

LOUDNESS_INPUT_SPECTRUM

Das Eingangssignal ist das Terzspektrum (ISO 532 B, ISO 532-1, ISO 532-2) bzw. Oktavspektrum (ISO 532 A) des stationären Schalls. Das Terzspektrum muss eine Datenreihe bzw. ein Signal mit 28 Terzpegeln für Frequenzen zwischen 25 Hz und 12500 Hz sein (ISO 532 B, ISO 532-1). Das Terzspektrum muss eine Datenreihe bzw. ein Signal mit 29 Terzpegeln für Frequenzen zwischen 25 Hz und 16000 Hz sein (ISO 532-2). Das Oktavspektrum muss eine Datenreihe bzw. ein Signal mit 9 Oktavpegeln für Frequenzen zwischen 31,5 Hz und 8000 Hz sein (ISO 532 A).

LOUDNESS_INPUT_VOLTAGE_STAT

Das Eingangssignal ist das gemessene Spannungssignal eines stationären Schalls.

LOUDNESS_INPUT_VOLTAGE_VAR

Das Eingangssignal ist das gemessene Spannungssignal eines zeitvarianten Schalls.

LOUDNESS_INPUT_SOUNDPRESSURE_STAT

Das Eingangssignal ist das gemessene Schalldrucksignal eines stationären Schalls.

LOUDNESS_INPUT_SOUNDPRESSURE_VAR

Das Eingangssignal ist das gemessene Schalldrucksignal eines zeitvarianten Schalls.

LOUDNESS_INPUT_SPECTRUM_DICHOTIC

Das Eingangssignal ist das dichotisch dargebotene Terzspektrum des stationären Schalls. Es handelt sich dabei um eine Datenmatrix bzw. Signalreihe mit 2 Spalten, die seitenunterschiedliche Hörsignale repräsentieren. In diesem Fall werden beide Signale verrechnet und ergeben einen Lautheitswert. Dieser Eingangstyp wird nur von dem Verfahren ISO 532-2 unterstützt.

LOUDNESS_INPUT_VOLTAGE_DICHOTIC

Das Eingangssignal ist das dichotisch dargebotene Spannungssignal eines stationären Schalls. Es handelt sich dabei um eine Datenmatrix bzw. Signalreihe mit 2 Spalten, die seitenunterschiedliche Hörsignale repräsentieren. In diesem Fall werden beide Signale verrechnet und ergeben einen Lautheitswert. Dieser Eingangstyp wird nur von dem Verfahren ISO 532-2 unterstützt.

LOUDNESS_INPUT_SOUNDPRESSURE_DICHOTIC

Das Eingangssignal ist das dichotisch dargebotene Schalldrucksignal eines stationären Schalls. Es handelt sich dabei um eine Datenmatrix bzw. Signalreihe mit 2 Spalten, die seitenunterschiedliche Hörsignale repräsentieren. In diesem Fall werden beide Signale verrechnet und ergeben einen Lautheitswert. Dieser Eingangstyp wird nur von dem Verfahren ISO 532-2 unterstützt.

Ist das Argument eine Liste, dann wird deren erstes Element entnommen. Ist dies wieder eine Liste, dann wird der Vorgang wiederholt.

Wenn das Argument nicht angegeben wird, wird es auf den Vorgabewert LOUDNESS_INPUT_SPECTRUM gesetzt.

SkipTime

Zu überspringenden Zeitbereich zu Beginn des stationären Eingangssignals. Für zeitvariante Signale wird dieser Wert ignoriert.

Erlaubte Datenstrukturen sind Einzelwert. Es sind alle numerischen Datentypen erlaubt. Das Argument wird auf die Einheit s transformiert.

Der Wert muss größer gleich 0 s sein.

Ist das Argument eine Liste, dann wird deren erstes Element entnommen. Ist dies wieder eine Liste, dann wird der Vorgang wiederholt.

Wenn das Argument nicht angegeben wird, wird es auf den Vorgabewert 0,0 s gesetzt.

CalibrationValue

Kalibrierwert, mit dem die Mikrophonempfindlichkeit berücksichtigt werden kann, in dB. Ein Kalibrierwert von 0 dB entspricht einer Mikrophonempfindlichkeit von 50 mV/Pa bzw. einer Pegelausgabe in dB über 1 µV bei Spannungen. Wenn der Kalibrierwert weggelassen wird, wird 0 dB angenommen. Der Kalibrierwert kann von der AcousticCalibration-Funktion berechnet werden.

Erlaubte Datenstrukturen sind Einzelwert. Es sind alle numerischen Datentypen erlaubt. Das Argument wird auf die Einheit dB transformiert.

Ist das Argument eine Liste, dann wird deren erstes Element entnommen. Ist dies wieder eine Liste, dann wird der Vorgang wiederholt.

Wenn das Argument nicht angegeben wird, wird es auf den Vorgabewert 0,0 dB gesetzt.

Result

Ergebnistyp. Gibt an, welches Ergebnis die Funktion zurückliefert.

Das Argument Result kann folgende Werte haben:

Konstante

Bedeutung

LOUDNESS_RESULT_LOUDNESSOVERTIME

Die Funktion liefert als Ergebnis die Lautheit über die Zeit. Dieses Ergebnis ist nur bei zeitvarianten Schallsignalen auswählbar.

LOUDNESS_RESULT_LOUDNESS

Die Funktion liefert als Ergebnis die Gesamtlautheit (sone) bei stationären Schallsignalen und die Perzentillautheit N5 bei zeitvarianten Schallsignalen.

LOUDNESS_RESULT_LOUDNESSLEVEL

Die Funktion liefert als Ergebnis die Lautstärke (phon). Zur Berechnung wird bei stationären Signalen die Gesamtlautheit herangezogen, bei zeitvarianten Signalen dagegen die Perzentillautheit N5.

LOUDNESS_RESULT_SPECIFICLOUDNESS

Die Funktion liefert als Ergebnis die spezifische Lautheit in der Einheit sone/Bark als Y-Komponente. Bei stationären Signalen enthält die X-Komponente die Tonheit in Bark. Bei zeitvarianten Signalen enthält die X-Komponente die Zeit in s und die Z-Komponente die Tonheit in Bark.

LOUDNESS_RESULT_LOUDNESSMAX

Die Funktion liefert als Ergebnis die maximale Gesamtlautheit (sone). Bei stationären Schallsignalen ist das Ergebnis identisch zur Gesamtlautheit.

Ist das Argument eine Liste, dann wird deren erstes Element entnommen. Ist dies wieder eine Liste, dann wird der Vorgang wiederholt.

Wenn das Argument nicht angegeben wird, wird es auf den Vorgabewert LOUDNESS_RESULT_LOUDNESS gesetzt.

Anmerkungen

Die Lautheit lässt sich für stationäre und zeitvariante Schalle berechnen. Beim Verfahren nach Stevens wird eine Oktavbandanalyse durchgeführt, während für das Verfahren nach Zwicker bzw. Moore-Glasberg eine Terzbandanalyse verwendet wird. Falls das Eingangsspektrum nicht der erforderlichen Pegelanzahl entspricht, so wird es mit Nullen aufgefüllt bzw. abgeschnitten. Bei Signalen wird der Pegelwert der zugehörigen Frequenz zugeordnet. Alternativ können auch Spannungssignale oder Schallpegelsignale als Eingangsgröße gewählt werden.

Verfügbarkeit

Option Akustik

Unterstützte Verfahren

Norm

Verfahren

Klangfeld

Dichotisches Hören

Zeitvariante Signale

Ergebnistyp

ISO 532-1

Zwicker

Diffusfeld / Freifeld

Nein

Ja

Alle

ISO 532-2

Moore-Glasberg

Diffusfeld / Freifeld

Ja

Nein

Lautheit / Lautstärke

ISO 532 A

Stevens (Alte Norm)

Diffusfeld

Nein

Nein

Lautheit / Lautstärke

ISO 532 B

Zwicker (Alte Norm)

Diffusfeld / Freifeld

Nein

Nein

Lautheit / Lautstärke

Eingehaltene Normen

Norm

Kurzbeschreibung

ISO 532-1:2017

Acoustics - Method for calculating loudness. Part 1 : Zwicker method

ISO 532-2:2017

Acoustics - Method for calculating loudness. Part 2 : Moore-Glasberg method

ISO 532 (ISO 532 A, ISO 532 B)

Acoustics - Method for calculating loudness level.

DIN 45631

Berechnung des Lautstärkepegels und der Lautheit aus dem Geräuschspektrum; Verfahren nach E. Zwicker.

Beispiele

Loudness(Signal1, LOUDNESS_ISO_532_1, LOUDNESS_DIFFUSE, LOUDNESS_INPUT_SOUNDPRESSURE_STAT)
 

Ermittelt aus dem stationären Schallpegelsignal 'Signal1' die Lautheit nach Zwicker. Das Signal ist bereits kalibriert.

Loudness(Signal1, Reference, 60, LOUDNESS_ISO_532_1, LOUDNESS_FREE, LOUDNESS_INPUT_SOUNDPRESSURE_STAT, 0.2, LOUDNESS_RESULT_LOUDNESSLEVEL)
 

Ermittelt aus dem stationären Schallpegelsignal 'Signal1' die Lautstärke (Verfahren nach Zwicker). Das Signal wird über ein Referenzsignal, das 60 dB entspricht, kalibriert. Bei der Berechnung werden 0,2 Sekunden zu Beginn übersprungen.

Siehe auch

AcousticCalibration-Funktion

Sharpness-Funktion

SoundLevel-Funktion

TimeDomainOctaveAnalysis-Funktion

Analyseobjekt Lautstärke

Analyseobjekt Oktavanalyse

Analyseobjekt Schallpegel

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