In welcher Beziehung stehen Phons zur Lautstärke?

Angenommen, ich habe das gleiche Signal in 2 .wavDateien gespeichert . Nehmen wir an, ich verarbeite jede Datei mit einer Funktion und es wird festgestellt, dass eine Datei 20 Phons größer ist als die andere. Ignorieren wir, wie diese Funktion dies berechnet.

Bedeutet dies, dass eine Datei ungefähr viermal lauter ist als die andere?

Welche Formel kann ich verwenden, um den Unterschied in Phons für zwei Signale mit dem Unterschied in ihrer Lautstärke in Beziehung zu setzen?

-10 phons = 0.5 
0 phons = 1
10 phons = 2

audio music acoustics

— Baz
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Huh, ich hatte noch nie von "Phons" gehört. en.wikipedia.org/wiki/Phon

— Nibot

Ihre Gleichungen sind korrekt (als Annäherung erster Ordnung).

Das Phon ist ein Versuch, eine Wahrnehmungslautstärkemessung durchzuführen. Die wahrgenommene Lautstärke ist ziemlich kompliziert, da berücksichtigt werden muss, was im menschlichen Hörsystem und im menschlichen Gehirn geschieht.

So funktioniert es: Zuerst messen Sie die Schallenergie an der Position des Hörers. Die relevante physikalische Größe ist die Änderung des Luftdrucks, die als "Schalldruck" bezeichnet wird und wie jeder andere Druck in Pascal oder Pa gemessen wird. Dies wird dann auf 20 Mikropascal bezogen und so in dB umgewandelt

x = 20 \cdot l o g_{10} \frac{p}{20 μ P a}

$x = 20\cdot log_{10}\frac{p}{20\mu Pa}$ Dabei ist p der gemessene Schalldruck und x der Schalldruckpegel in dBSPL. Dies ist eine direkte Messung der physikalischen Schallenergie.

Das menschliche Hörsystem hat bei verschiedenen Frequenzen unterschiedliche Empfindlichkeit. Es ist bei 2 kHz-4 kHz am empfindlichsten, bei 100 Hz viel weniger empfindlich und bei 30 kHz hört man überhaupt nichts, unabhängig davon, wie viel Schallenergie vorhanden ist. Das "Phon" berücksichtigt dies. Es basiert auf Messungen, die die wahrgenommene Lautstärke von Sinuswellen bei verschiedenen Frequenzen vergleichen. Die Ergebnisse werden oft als "Konturen gleicher Lautstärke" bezeichnet (siehe zum Beispiel http://en.wikipedia.org/wiki/Equal-loudness_contour ).

Eine Lautstärke von X-Phons bedeutet "so laut wie eine 1-kHz-Sinuswelle bei X-dBSPL". Bei 1-kHz-Sinuswellen sind Phons und dBSPL dasselbe. Für Sinuswellen anderer Frequenzen werden Phons und dBSPL durch die Konturen gleicher Lautstärke in Beziehung gesetzt. Für kompliziertere Signale ist das Berechnen von Phons etwas schwieriger.

Phon ist keine direkte Lautstärkemessung. Die wahrgenommene Lautstärke folgt wie die meisten menschlichen Modalitäten in etwa dem Weber-Fechner-Gesetz (z . B. http://en.wikipedia.org/wiki/Weber%E2%80%93Fechner_law ). Als Annäherung erster Ordnung benötigt es das Zehnfache der Energie, um die wahrgenommene Lautstärke zu verdoppeln (alle anderen Dinge sind gleich). Eine Erhöhung von 10 Telefonen verdoppelt die Lautstärke und eine Erhöhung von 20 Telefonen erhöht tatsächlich die wahrgenommene Lautstärke um den Faktor 4.

Um Phon (relativ oder absolut) aus einer WAV-Datei zu berechnen, MUSS die Datei in Pascal-Einheiten (Schalldruck) kalibriert werden, da die Konturen mit gleicher Lautstärke nicht linear sind und sich mit dem absoluten Pegel ändern.

— Hilmar
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Gibt es eine Standardmethode für Metadaten, um eine WAV-Datei auf absoluten Schalldruck zu kalibrieren?

— Endolith

Nicht dass ich es wüsste. Bei einer Aufnahme wird die Aufnahme normalerweise mit einem Kalibrierungston gestartet (und dann niemals die Aufnahmeverstärkung geändert). Für die Wiedergabe ist es bedeutungslos, da alles von der Lautstärke der Wiedergabe abhängt

— Hilmar