Lautheitsberechnung
Die Lautheitsberechnung ist ein Verfahren zur rechnerischen Ermittlung der psychoakustisch empfundenen Lautheit.
Die Berechnung der Lautstärke bzw. des Lautstärkepegels eines Schalls aus seinen objektiv messbaren Daten, wie Schallpegel, Spektrum, Zeitfunktion, ist ein aufwändiges Verfahren, weil viele Eigenschaften des menschlichen Gehörs berücksichtigt werden müssen.
Das Ergebnis wird bei einfachen Verfahren nur in seltenen Fällen exakt mit dem Mittelwert der subjektiv gefundenen Ergebnisse übereinstimmen. Für zwei Berechnungsverfahren lässt sich jedoch eine Genauigkeit erreichen, die derjenigen der subjektiven Messungen entspricht.
Beide Verfahren sind für gleichförmige, quasistationäre Schalle standardisiert worden. Das Verfahren nach Stanley Smith Stevens wird meistens angewendet, wenn Oktavfilter als Spektralanalysatoren benutzt werden (Einzelwerte: Oktavpegel), während für das Verfahren nach Eberhard Zwicker als Näherung für die Frequenzgruppen Terzfilter benutzt werden. (Einzelwerte: Terzpegel) Während das Verfahren nach Stevens die gegenseitige Beeinflussung der Teillautheiten mit Hilfe einer Formel und mit Hilfsdiagrammen zu bestimmen versucht, wird beim Verfahren nach Zwicker mit 10 Schablonen gearbeitet, die für bestimmte Terzpegelbereiche bzw. die Schallfeldformen eben oder diffus gelten. In diese Schablonen werden die gemessenen Terzpegel eingetragen und graphisch unter Anwendung des Grundsatzes weiterverarbeitet, dass Teilflächen Teillautheiten und die Gesamtfläche der Gesamtlautheit entsprechen. Auf diese Weise entsteht ein für den Anwender sehr anschauliches Bild. Ein Rechenprogramm übernimmt wahlweise die graphische Auswertung, was die Anwendung des Verfahrens weiter vereinfacht.
Mit beiden Verfahren wird zunächst die Lautheit des Schalls als diejenige Maßzahl bestimmt, die der Empfindungsstärke proportional ist. Der zugehörige Lautstärkepegel wird über den in DIN 45631 (siehe Literatur) festgelegten Zusammengang zwischen Lautheit und Lautstärkepegel gewonnen.
Schallpegelmesser messen im Gegensatz dazu nur den physikalischen Pegel eines Schalles, der durch Bewertungsfilter frequenzabhängig gewichtet werden kann. Es sind auch Messgeräte erhältlich, die zusätzlich die Lautheitsberechnung nach Zwicker durchführen können.
Literatur
- ISO 532, Acoustics-Method for Calculating Loudness Level
- DIN 45631, "Berechnung des Lautstärkepegels aus dem Geräuschspektrum". Verfahren nach Eberhard Zwicker
- ANSI S3.4-2007 American National Standard Procedure for the Computation of Loudness of Steady Sounds. Verfahren nach Glasberg, B.R. and Moore, B.C.J.(2006) "Prediction of absolute thresholds ..." J.Acoust.Soc.Am. 120, 585-588