En acústica , la sonoridad es la percepción subjetiva de la presión sonora . Más formalmente, se define como el "atributo de la sensación auditiva en términos del cual los sonidos pueden ordenarse en una escala que se extiende de bajo a fuerte". [1] La relación entre los atributos físicos del sonido y el volumen percibido consta de componentes físicos, fisiológicos y psicológicos. El estudio del volumen aparente se incluye en el tema de la psicoacústica y emplea métodos de la psicofísica .
En diferentes industrias, el volumen puede tener diferentes significados y diferentes estándares de medición. Algunas definiciones, como la ITU-R BS.1770, se refieren al volumen relativo de diferentes segmentos de sonidos reproducidos electrónicamente, como los de radiodifusión y cine. Otros, como ISO 532A (sonoridad de Stevens, medida en sones ), ISO 532B ( sonoridad de Zwicker ), DIN 45631 y ASA/ANSI S3.4, tienen un alcance más general y se utilizan a menudo para caracterizar la sonoridad del ruido ambiental. Estándares más modernos, como Nordtest ACOU112 e ISO/AWI 532-3 (en progreso) tienen en cuenta otros componentes de la sonoridad, como la tasa de inicio, la variación del tiempo y el enmascaramiento espectral.
La sonoridad, una medida subjetiva, a menudo se confunde con medidas físicas de la intensidad del sonido, como la presión sonora, el nivel de presión sonora (en decibeles ), la intensidad del sonido o la potencia del sonido . Los filtros de ponderación , como la ponderación A y LKFS, intentan compensar las mediciones para que correspondan con el volumen percibido por el ser humano típico.
La percepción del volumen está relacionada con el nivel de presión sonora (SPL), el contenido de frecuencia y la duración de un sonido. [2] La relación entre SPL y el volumen de un solo tono se puede aproximar mediante la ley de potencia de Stevens en la que SPL tiene un exponente de 0,67. [a] Un modelo más preciso conocido como función Exponencial Inflexionada , [3] indica que el volumen aumenta con un exponente más alto en niveles bajos y altos y con un exponente más bajo en niveles moderados. [4]
La sensibilidad del oído humano cambia en función de la frecuencia, como se muestra en el gráfico de igual volumen . Cada línea de este gráfico muestra el SPL requerido para que las frecuencias se perciban como igualmente fuertes, y diferentes curvas pertenecen a diferentes niveles de presión sonora. También muestra que los humanos con audición normal son más sensibles a los sonidos de entre 2 y 4 kHz, y la sensibilidad disminuye a ambos lados de esta región. Un modelo completo de percepción de sonoridad incluirá la integración de SPL por frecuencia. [5]
Históricamente, el volumen se medía utilizando un audiómetro "equilibrado en el oído" en el que el usuario ajustaba la amplitud de una onda sinusoidal para igualar el volumen percibido del sonido que se estaba evaluando. Los estándares contemporáneos para medir el volumen se basan en la suma de energía en bandas críticas . [6]
Cuando hay pérdida auditiva neurosensorial ( daño en la cóclea o en el cerebro), la percepción del volumen se altera. Los sonidos de niveles bajos (a menudo percibidos por quienes no tienen pérdida auditiva como relativamente tranquilos) ya no son audibles para las personas con discapacidad auditiva, pero los sonidos de niveles altos a menudo se perciben con el mismo volumen que tendrían para un oyente sano. Este fenómeno puede explicarse mediante dos teorías, llamadas reclutamiento de sonoridad e impercepción de suavidad .
El reclutamiento del volumen postula que el volumen crece más rápidamente para ciertos oyentes que para los oyentes normales con cambios de nivel. Esta teoría ha sido aceptada como la explicación clásica.
La impercepción de suavidad, un término acuñado por Mary Florentine alrededor de 2002, [7] propone que algunos oyentes con pérdida auditiva neurosensorial pueden exhibir una tasa normal de crecimiento del volumen, pero en cambio tienen un volumen elevado en su umbral. Es decir, el sonido más suave audible para estos oyentes es más fuerte que el sonido más suave audible para oyentes normales.
El control de volumen asociado con una función de compensación de volumen en algunos equipos estéreo de consumo altera la curva de respuesta de frecuencia para que se corresponda aproximadamente con la característica de igual volumen del oído. [8] La compensación del volumen tiene como objetivo hacer que la música grabada suene más natural cuando se reproduce a niveles más bajos al aumentar las frecuencias bajas, a las que el oído es menos sensible a niveles de presión sonora más bajos.
La normalización del volumen es un tipo específico de normalización de audio que ecualiza el nivel percibido de modo que, por ejemplo, los comerciales no suenen más alto que los programas de televisión. Existen esquemas de normalización del volumen para varias aplicaciones de audio.
Históricamente, las unidades Sone (sonoridad N ) y Phon (nivel de sonoridad L N ) se han utilizado para medir la sonoridad. [10]
La ponderación A sigue la sensibilidad humana al sonido y describe el volumen relativo percibido en niveles de habla bajos a moderados, alrededor de 40 fonios .
El monitoreo del volumen relativo en producción se mide de acuerdo con ITU-R BS.1770 en unidades de LKFS. [11] El trabajo en ITU-R BS.1770 comenzó en 2001 después de que se hiciera evidente una distorsión de nivel 0 dBFS+ en convertidores y códecs con pérdidas; y la métrica de sonoridad original Leq(RLB) [ se necesita aclaración ] fue propuesta por Gilbert Soulodre en 2003. [12] Basado en datos de pruebas de escucha subjetivas, Leq(RLB) se comparó favorablemente con muchos otros algoritmos. CBC , Dolby y TC Electronic y numerosas emisoras contribuyeron a las pruebas de escucha. Los niveles de sonoridad medidos según Leq(RLB) especificado en ITU-R BS.1770 se informan en unidades LKFS .
El sistema de medición ITU-R BS.1770 fue mejorado para aplicaciones multicanal ( monoaural a sonido envolvente 5.1 ). Para que la métrica de sonoridad sea compatible con todos los géneros, se agregó una puerta de medición relativa. Este trabajo fue realizado en 2008 por la UER. Las mejoras se reintrodujeron en BS.1770-2. Posteriormente, la UIT actualizó la métrica de pico real (BS.1770-3) y agregó disposiciones para aún más canales de audio, por ejemplo, sonido envolvente 22.2 (BS.1770-4).
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