| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Impulsstøj

7. Fysiske målinger og lyttetest

7.1 Indledende bemærkninger

Vi har tre grupper af støjeksempler, som adskiller sig på flere måder som angivet i Tabel 7.1.

Tabel 7.1 Se her!
Oversigt over egenskaberne ved de tre grupper af støjeksempler. Gruppe P betegner de lydeksempler, som har været anvendt i 7. sammenlignende støjmåling ("7. Proficency test").
* Undtagen eksempel 1 (stereo).

Det ses, at gruppe P adskiller sig på flere måder fra de to andre grupper. De væsentligste forskelle er, at lydeksemplerne i gruppe P:

- kun er vurderet af 5 personer (eksperterne),

- blev præsenteret uden baggrundsstøj.

- blev præsenteret i mono.

Endvidere blev spørgsmålene stillet i en anden rækkefølge.

Endelig var der det særlige ved gruppe P, at lytterne var eksperter med mange års erfaring i administration af impulstillæget efter Miljøstyrelsens vejledninger. Derfor kan det ikke udelukkes, at der forekommer en bias af den lyttemæssige vurdering, som er forårsaget af støjkildens art (jf. Afsnit 1.1).

Disse forskelle vurderes at være så væsentlige, at det vil være relevant at betragte de opnåede resultater både med og uden gruppe P. Dette illustreres af Figur 7.1 og Figur 7.2 i det følgende. Ved tolkningen af angivelser af andelen af forklaret varians, R², skal man være opmærksom på, om datasættet indeholder P-gruppen (L, H, og P udgør i alt 47 datapunker) eller ej (L- og H-gruppen udgør 34 datapunkter).

Et andet forhold, man skal gøre sig klart er, at når lydeksemplerne præsenteres ved flere niveauer (L_Aeq), vil en del af den varians, der optræder i resultaterne, direkte kunne forklares ved niveauet. Dette illustreres af Figur 7.1.

Figur 7.1
Sammenhængen mellem L_Aeq og middelværdien af alle 17 lytteres vurdering af impulsernes "gene" fra lytteforsøgene ved L_Aeq = 40 dB , L_Aeq = 60 dB  og 7. samml. . I højre(nederste) figur er lydeksemplerne fra 7. sammenlignende støjmåling (P-gruppen) udeladt.

På figurerne er anført værdien af R². R er korrelationskoefficienten, og R² angiver den del af variansen, som data kan forklare. (Ved sammenligning med andre undersøgelser skal man være opmærksom på, om det er R eller R², der opgives; R-værdierne giver større tal, hvilket umiddelbart ser mere overbevisende ud).

Det ses, at når alle data er medtaget, forklarer L_Aeq 58% af variationen i data. Hvis P-gruppen udelades (højre figur), stiger andelen af forklaret varians til 78%. Punktgrupperne varierer imidlertid i x-aksens retning, hvilket er et udtryk for den del af variansen, som ikke forklares af L_Aeq. Ved tolkningen af resultaterne i det følgende er det altså ikke alene en høj værdi af R², der betyder noget. Det er lige så vigtigt, at den betragtede parameter forklarer variansen inden for hver af de tre grupper L, H og P.

Det er ikke overraskende, at der en direkte sammenhæng mellem L_Aeq og genepotentialet af støjen. Derimod kan det umiddelbart undre, at der også er en sammenhæng mellem L_Aeq og impulsernes tydelighed som illustreret på Figur 7.2.

Sammenhængen er dog langt svagere og må karakteriseres som indirekte, idet impulserne med L_Aeq på 60 dB rent faktisk er tydeligere, fordi de generelt er mere fri af baggrundsstøjen. De udstrakte vandrette punktgrupper viser også, at der er en væsentlig del af variansen, som ikke forklares af L_Aeq.

Figur 7.2
Sammenhængen mellem L_Aeq og middelværdien af alle 17 lytteres vurdering af impulsernes tydelighed fra lytteforsøgene ved L_Aeq = 40 dB, L_Aeq = 60 dB og 7. samml. . I højre (nederste) figur er lydeksemplerne fra 7. sammenlignende støjmåling (P-gruppen) udeladt.

7.2.1 L_AF - L_AS

Ud fra målingerne af L_AF - L_AS (se Afsnit 6.3) er der angivet to forskellige værdier, nemlig den maksimale værdi for hvert lydeksempel og middelværdien af de tre højeste værdier for hvert eksempel.

Figur 7.3
L_AF - L_AS afbildet mod middelværdien af parameteren "tydelig" af alle lytteres svar. Til venstre vises sammenhængen med maksimalværdien af L_AF - L_AS. Til højre(nederste) vises sammenhængen med middelværdien af de tre højeste værdier af L_AF - L_AS. Signaturer: L_Aeq = 40 dB, L_Aeq = 60 dB og 7. samml. . Hvis kun ekspertlytternes svar medtages, er korrelationskoefficienten R² = 0,42 for sammenhængen mellem Max. (L_AF - L_AS) og "tydelig".

Det ses af Figur 7.3, at der er en sammenhæng mellem L_AF - L_AS og parameteren "tydelig", men korrelationskoefficienten er lav.

I forhold til resultaterne af lyttetesten er specielt eksempel 8P Slibning og banken for lavt placeret, hvilket skyldes, at hammerslagene kommer med en hyppighed på næsten 4 pr. sekund, jf. Afsnit 6.3.

To af de eksempler, der får en høj værdi af L_AF - L_AS (3P Vindmølle L_AF - L_AS = 7,2 og 5H Udluftning L_AF - L_AS = 8,9) i forhold til vurderingen af impulsernes tydelighed, er karakteristiske, ved at der er tale om en hurtig niveauændring snarere end en kort impuls.

Figur 7.4
L_AF - L_AS afbildet mod ekspertlytternes vurderinger af "tillæg"(til venstre) og middelværdien af parameteren "gene" af alle lytteres svar (til højre)(nederste). Signaturer: L_Aeq=40 dB, L_Aeq = 60 dB og 7. samml. .

Ekspertlytternes vurderinger af, om der skal gives tillæg, korrelerer med R² = 0,49. Der forekommer værdier af L_AF - L_AS på mellem 2,2 dB og 8,9 dB i gruppen med gennemsnit mellem "Måske tillæg" og "Ja!" til tillæg. Til sammenligning kan nævnes, at vejtrafikstøj (med 7,5 m til nærmeste vejbane) for enkelte bilpassager giver L_AF - L_AS = 3,8 dB ved 50 km/h og 5,8 dB ved 110 km/h. Vejtrafikstøjen har i øvrigt ikke været vurderet ved lytteforsøgene.

Det ses af højre figur, at der ingen sammenhæng er mellem "gene" og L_AF - L_AS.

Det kan konkluderes, at korrelationen med relevante parametre fra lyttetesten ikke kommer højere end R² = 0,5. Der vil forekomme fejlklassificeringer af lydeksempler i forhold til lyttetestens resultater.

Ud fra eksperternes vurderinger af de foreliggende eksempler bør der i hvert fald gives tillæg for L_AF - L_AS > 6dB, men der forekommer også eksempler med værdier af L_AF - L_AS, ned til 2,2 dB, som bør have tillæg.

Det skal betones, at L_AF - L_AS ved denne måling er resultatet af en samtidig og løbende måling af L_AF og L_AS. En simpel subtraktion af L_AmaxF og L_AmaxS,vil give andre resultater.

7.2.2 L_AmaxF - L_Aeq,1sek

Figur 7.5
L_AmaxF - L_Aeq afbildet mod middelværdien (af alle lytteres svar) af parameteren tydelig (til venstre) og ekspertlytternes vurderinger af "tillæg"(til højre) (nederste) . For et enkelt datapunkt (2H) er benyttet værdien 9,1dB, som blev målt flest gange, men en enkelt måling gav værdien 18,9 dB for samme punkt, se nærmere Afsnit 6.4. Signaturer: L_Aeq = 40 dB , L_Aeq = 60 dB  og 7. samml. .

Der er en sammenhæng mellem lyttetestens resultater og L_AmaxF - L_Aeq,1sek, men korrelationen er lav. Som tidligere nævnt (Afsnit 6.4) kan der tilfældigt opstå høje måleresultater, hvis der i yderkanten af en integrationsperiode for L_Aeq,1sek forekommer impulser, der er længere end integrationsperioden.

Problemet med forekomsten af for høje måleresultater kan afhjælpes ved at gentage målingen med forskudt start nogle gange og derefter vurdere resultaterne. Målingen kan også udføres med en integrationsperiode for L_Aeq,1sek, som fastlægges i forhold til impulsen efter nærmere fastsatte principper. Begge muligheder vil dog besværliggøre målingen væsentligt.

Det må konkluderes, at korrelationen med relevante parametre fra lyttetesten er lav, og metoden kan give fejlagtigt høje resultater. Dette kan i nogen grad afhjælpes, men det vil besværliggøre metoden.

Ud fra eksperternes vurderinger af de foreliggende eksempler bør der i hvert fald gives tillæg for L_AmaxF - L_Aeq,1sek > 7dB (hvis risikoen for fejlagtigt høje resultater elimineres), men der forekommer også eksempler med værdier af L_AmaxF - L_Aeq,1sek ned til 2,3 dB, som bør have tillæg.

7.2.3 L_Amax, L_AmaxF - L_Aeq,30sek og L_Amax - L_A95

Størrelserne L_Amax, L_AmaxF - L_Aeq,30sek og L_Amax - L_A95 er på Figur 7.6 og Figur 7.7 sammenlignet dels med vurderingen af impulsernes tydelighed og dels med vurderinger af "gene".

Figur 7.6
Sammenhængen mellem middelværdien af alle 17 lytteres vurdering af impulsernes tydelighed og parametrene L_Amax, L_AmaxF - L_Aeq,30sek samt L_Amax - L_A95 .(7. sammenlignede støjmåling er kun vurderet af de fem ekspertlyttere). Signaturer: L_Aeq = 40 dB , L_Aeq = 60 dB  og 7. samml. .

Der er en korrelation, men korrelationskoefficienterne er lave. For L_Amax ses det, at resultaterne grupperer sig pænere, hvis man betragter resultaterne ved 40 dB og 60 dB hver for sig. Korrelationskoefficienterne (R²) er hhv. 0,47 og 0,53. Resultaterne fra 7. sammenlignende støjmåling, som altså kun er middelværdien af svarene fra de fem eksperter, havde dog kun R² = 0,26.

Figur 7.7
Sammenhængen mellem L_AmaxF og middelværdien af alle 17 lytteres vurdering af impulsernes gene (7. sammenlignede støjmåling er kun vurderet af de fem ekspertlyttere). Signaturer: L_Aeq = 40 dB , L_Aeq = 60 dB  og 7. samml. .

Man kunne umiddelbart have den fornemmelse, at maksimalniveauet alene havde en sammenhæng med genen. Med de væsentlige forbehold, der tidligere er givet udtryk for i relation til den laboratoriemålte gene, ses i Figur 7.7 sammenhængen mellem L_AmaxF og "gene" Ud fra den venstre figur at dømme er der tilsyneladende en pæn sammenhæng, men hvis L_Aeq-værdien trækkes fra, ses af den højre figur, at L_AmaxF kun forklarer en meget lille del af variansen.

Det kan også udtrykkes på den måde, at sammenhængen mellem L_AmaxF og "gene" inden for de tre punktgrupper i venstre figur er vanskelig at få øje på.

7.2.4 Niveaudifferens ud fra L_AF

Sammenhængen mellem niveaudifferensen (denne størrelse er defineret i Afsnit 6.6) og den gennemsnitlige vurdering af impulsernes tydelighed er vist på Figur 7.8.

Figur 7.8
Sammenhængen mellem niveaudifferensen og middelværdien af alle 17 lytteres vurdering af impulsernes tydelighed. De to figurer viser samme data. Venstre (øverste)  figur har lineær ordinatakse, højre figur har logaritmisk. Signaturer: L_Aeq = 40 dB , L_Aeq = 60 dB  og 7. samml. .

Af den venstre figur med lineær ordinatakse ses det, at der vil kunne opnås en rimelig lineær korrelation, hvis der indføres et loft på f.eks. 25 dB for niveaudifferensen. Denne måde at begrænse data på ses jævnligt ud fra en betragtning om, at når værdierne når op på en vis størrelse, er effekten af dem gået i mætning. En måske mere rimelig måde er at antage, at de største værdier har en i forhold til deres størrelse mindre betydning, end en lineær sammenhæng medfører. Denne betragtning kan føres ud i livet ved indførelse af en logaritmisk skala som vist til højre. Det ses, at andelen af forklaret varians R² stiger fra 0,36 til 0,42 ved indførelse af den logaritmiske skala.

Endelig ses det af figuren, at især inden for de to grupper "40 dB" og "60 dB" forklarer dette mål en pæn del af variansen af parameteren "tydelig".

Niveaudifferensen er lidt i familie med størrelsen L_AmaxF - L_Aeq,1sek , men ved sammenligning med Figur 7.5 ses det, at niveaudifferensen giver en bedre sammenhæng med lyttetesten; dette gælder også inden for de tre punktgrupper.

7.2.5 Onset-rate ud fra L_AF

Onset rate er defineret i Afsnit 6.7.

Figur 7.9
Sammenhængen mellem onset rate og middelværdien af alle 17 lytteres vurdering af impulsernes tydelighed. De to figurer viser samme data. Venstre (øverste) figur har lineær ordinatakse, højre figur har logaritmisk. Signaturer: L_Aeq = 40 dB , L_Aeq = 60 dB  og 7. samml. .

Med samme begrundelser som anført for niveaudifferensen kan det overvejes at sætte loft over værdierne. Af den venstre figur ses, at et passende loft kunne være 400 dB/s. Dette lidt kunstige indgreb kan udelades ved indførelse af en logaritmisk skala. Som det ses af den højre figur, kommer andelen af forklaret varians herved op på 0,57, hvilket er den højeste, der er opnået med nogen enkeltparameter i denne undersøgelse.

Det skal også bemærkes, at også inden for grupperne "40 dB", "60 dB" og "7.samml." forklarer dette mål en pæn del af variansen.

7.2.6 Antal impulser

Det er ofte diskuteret, om antallet af impulser er af betydning for tydeligheden/genen af impulsstøj.

I denne undersøgelse har lydeksemplerne næsten samme længde. Det betyder, at hvis der er mange og dermed hyppige impulser kan de pga. hørelsens tidskonstanter flyde sammen til et hele. Hvis de optræder regelmæssigt, vil de så opfattes enten som et tonefænomen. Hvis de optræder uregelmæssigt, kan de opfattes som et støjlignende signal.

Få impulser bidrager ikke meget til L_Aeq. Man kunne derfor i nærværende undersøgelse forvente, at få impulser giver større gene end mange impulser, da få impulser er ensbetydende med højere maksimalniveauer, fordi L_Aeq-værdierne af lydeksemplerne er ens inden for de tre grupper af lydeksempler.

Ovenstående spekulationer, antyder, at hvis der er en sammenhæng med antallet af impulser, vil den nok ikke være lineær, og brugen af lineær regression kan i så fald være misvisende.

Figur 7.10
Sammenhængen mellem antallet af impulser pr. minut og middelværdien af alle 17 lytteres vurdering af impulserne. Den venstre figur viser med lineær ordinatakse den nederste del af punktmængdens sammenhæng med "tydelig", mens den højre(nederste) med logaritmisk ordinat viser alle punkters sammenhæng med genen. Signaturer: L_Aeq = 40 dB , L_Aeq = 60 dB  og 7. samml. .

Det må ud fra Figur 7.10 konkluderes, at nærværende undersøgelse ikke viser nogen sammenhæng mellem hverken gene eller tydelighed og antallet af impulser i de 30-50 sekunder lange lydeksempler; hverken generelt eller inden for de tre grupper af lydeksempler.

Det må her være på sin plads at advare mod en for vidtgående generalisering af dette resultat.

I visse sammenhænge defineres gene som antal gange i løbet af en dag, man bliver forstyrret af støjen. Der kan være tale om forstyrrelser ved arbejde, læsning, TV-kikkeri, samtaler mv. Ud fra resultaterne i Figur 7.10 og ovenstående vil det måske snarere være antallet af hændelser indeholdende impulser i løbet af en dag, der har betydning, end antallet af impulser i hver hændelse.

Der er i ovenstående ikke direkte grundlag for at fastsætte varigheden af en hændelse. Den er tilsyneladende længere end 0,5-1 minut og skønnes at være en del kortere end et døgn. En rimelig hypotese vil være, at en impulsholdig hændelse har betydning for opfattelsen af støjen (og støjgenen) i en periode på mellem nogle minutter og en time.

Med henblik på den praktiske administration af et tillæg for impulser er tidsrum i denne størrelsesorden også håndterbare.

7.2.7 Psykoakustiske mål

Som for de A-vægtede mål gælder også for de psykoakustiske mål, at størstedelen af genepotentialet forklares af et mål for lydens styrke, nemlig "loudness". Det fremgår af Figur 7.11. Det kan umiddelbart undre, at R² for sammenhængen mellem "gene" og "loudness" er lidt ringere end mellem gene og L_Aeq.

Figur 7.11
Sammenhængen mellem "loudness" (til venstre) (øverste), "Psychoacoustic Annoyance"(til højre) og middelværdien af alle 17 lytteres vurdering af impulsernes genepotentiale. Signaturer: L_Aeq = 40 dB , L_Aeq = 60 dB  og 7. samml. .

I [28] er størrelsen "Psychoacoustic Annoyance" (PA) defineret. Det er i denne reference anført, at man i laboratoriesituationer ikke kan vurdere alle faktorer, der bidrager til genevirkningen af en støj, men at "Psychoacoustic Annoyance" beskriver de psykoakustiske elementer, som bidrager til genen. PA er givet ved:

hvor N₅ er 5%-percentilen af "loudness"

hvor S er "sharpness".

hvor F er "fluctuation strength", og R er "roughness".

Figur 7.11 (højre del) viser sammenhængen mellem PA og middelværdien af lytternes vurdering af "gene" for de lydeksempler, der indgik i lyttetesten.

Af de tre punktgrupper "40 dB", "60 dB" og "7. samml." ses, at størstedelen af variansen af "gene" forklares af niveauet. Inden for hver gruppe er der ingen påfaldende sammenhæng mellem "gene" og "Psychoacoustic Annoyance".

Figur 7.12
Sammenhængen mellem "sharpness", "fluctuation strength" samt "roughness" og middelværdien af alle 17 lytteres vurdering af impulsernes genepotentiale. Signaturer: L_Aeq = 40 dB , L_Aeq = 60 dB  og 7. samml. .

Af den midterste figur ses det, at "fluctuation strength" er den enkeltfaktor, der korrelerer bedst med lytternes vurdering af gene. Beliggenheden af de tre punktgrupper viser, at niveauet forklarer en væsentlig del af variansen, men også inden for grupperne er der dog en sammenhæng mellem "gene" og "fluctuation strength". Sammenhængen er tydeligvis ikke den samme for de tre punktgrupper.

R² for sammenhængen mellem "fluctuation strength" og "tydelig" er lidt mindre, nemlig 0,41, men det antyder alligevel, at signalets niveauvariation er en væsentlig parameter for lytternes vurdering af både gene og impulsernes tydelighed.

7.2.8 Niveaudifferens og onset rate ud fra "loudness"

Niveaudifferensen kan bestemmes ud fra en loudness-registrering efter samme principper som nævnt i Afsnit 6.6 for den A-vægtede niveaudifferens.

Da målestørrelsen son (for "loudness") angiver, hvor mange gange kraftigere eller svagere man opfatter en lyd i forhold til en anden, udtrykkes begrebet niveaudifferens mest hensigtsmæssigt som forholdet mellem son-værdierne af de to lyde, man sammenligner; i dette tilfælde altså forholdet mellem son-værdierne for baggrundsstøjen og maksimum af impulsen.

Onset ratio kan ligeledes bestemmes ud fra en loudness-registrering efter tilsvarende principper som nævnt i Afsnit 6.7 for den A-vægtede onset rate.

For onset rate bliver den relevante størrelse den forholdsmæssige ændring af son-værdien pr. sekund.

Figur 7.13
Sammenhængen mellem niveaudifferens udtrykt som son-forhold (til venstre (øverste)) hhv. onset rate udtrykt som son-forhold pr. sekund (til højre) og middelværdien af alle 17 lytteres vurdering af impulsernes tydelighed. Bemærk, at begge figurer har logaritmisk ordinat. Signaturer: L_Aeq = 40 dB , L_Aeq = 60 dB  og 7. samml. .

R² er lidt højere for den loudness-baserede niveaudifferens end for den A-vægtede. R² for onset rate er derimod højere for den A-vægtede niveaudifferens end for den loudness-baserede. Det sidste kan give anledning til undren.

Der er derfor ikke gjort yderligere for at opklare ovennævnte problemstilling.

7.2.9 Oversigt og konklusion af endimensionale variable

Tabel 7.2 giver en oversigt over de testede endimensionale variable og R²-værdierne. Ved tolkningen af tabellen skal man være opmærksom på, at en høj R²-værdi kan skyldes en udpræget niveau-afhængighed, som måske allerede tilgodeses ved L_Aeq eller "loudness". Ved vurderingen af resultaterne skal man derfor også vurdere variationen inden for de tre punktgrupper L: "40 dB", H: "60 dB" og P: "7. samml. måling".

Tabel 7.2
R²-værdier for sammenhængen mellem forskellige fysiske mål og lyttetestens resultater.

På baggrund af de foregående afsnit og oversigten over R²-værdier i Tabel 7.2 konkluderes det, at ingen enkeltparameter med tilstrækkelig sikkerhed kan karakterisere impulsernes tydelighed eller den ekstra "gene" - ud over hvad der allerede er forklaret ved deres niveau (L_Aeq eller "loudness") - de giver anledning til.

De mest lovende mål for impulsernes tydelighed udgøres af "log (level difference)" og "log (onset rate)" baseret på A-vægtede værdier med tidsvægtning F samt "log (level difference)" baseret på loudness-værdier. Det sidste mål er ikke væsentligt bedre end det tilsvarende A-vægtede mål, og da det af måletekniske grunde er mindre attraktivt, koncentreres opmærksomheden mod de to førstnævnte.

7.3 Flerdimensionale mål

For de flerdimensionale mål gælder også de indledende bemærkninger i Afsnit 7.1, og arbejdsprocessen har i princippet været den samme. Da antallet af mulige og tilsyneladende relevante kombinationer er stort, vil kun de mest relevante blive vist i grafisk form.

Når flere variable kombineres til en målestørrelse, opstår der et behov for at vurdere, hvilke af de indgående variable der er signifikante. p-værdien udtrykker sandsynligheden for, at den fundne sammenhæng kan forklares ved en tilfældighed. Jo mindre p er, jo mere sikkert er resultatet. p-værdien eller signifikansniveauet markeres med en stjernemærkning af resultaterne på følgende måde:

*** p < 0,001

** 0,001 < p < 0,01

* 0,01 < p < 0,05

- 0,05 < p <0,1

De trestjernede resultater har altså den højeste signifikans og "-" den laveste af de mærkede signifikanser. Hvis p > 0,1, kaldes resultaterne for nemheds skyld for "ikke signifikante", selv om der er kan være tale om en vis grad af signifikans alt efter størrelsen af p.

7.3.1 A-vægtede mål og "tydelig"

Af Tabel 7.3 ses det, at andelen af forklaret varians, R², for de regressioner, der indeholder alle tre grupper af lydeksempler (regressionerne 1-5), er lavere end for de regressioner, der kun indeholder grupperne L og H. Årsagen til dette er omtalt i Afsnit 7.1.

Tabel 7.3 Se her!
Regressionsanalyser mellem A-vægtede mål og parameteren "tydelig". Felter med grå farve indikerer, at denne parameter indgår i analysen. Antallet af stjerner angiver signifikansen. *** er højeste signifikans, "-" er lav signifikans, og gråt felt uden indikation angiver, at p > 0,1, jf. teksten. R er korrelationskoefficienten, og R² angiver andelen af forklaret varians.

Regressionerne 1 og 2 har den højeste R²-værdi. I regression 2 indgår logaritmen til onset rate og niveaudifferens (level diff.) i stedet for de begrænsede værdier ("limit") i regression 1 af årsager, som er anført i Afsnit 7.2.4 og 7.2.5. Det ses, at R² er uændret. L_Amax indgår i begge, men er ikke signifikant. I regression 3 er L_Amax udeladt, hvilket ikke ændrer R² nævneværdigt.

I regressionerne 4 og 5 indgår logaritmen til produktet mellem onset rate og niveaudifferens (level diff.) dels med og dels uden L_Amax. Data er illustreret i Figur 7.14. Det ses, at variansen forklares rimeligt for punkterne L: "40 dB" og H: "60 dB", mens sammenhængen for punkterne fra P-gruppen: "7.samml." er ringe. Dette dokumenteres også af regressionerne 15-17, som gælder for logaritmen til produktet mellem onset rate og niveaudifferens og de tre punktgrupper hver for sig.

Af figuren fremgår det også, at det er uvæsentligt, om L_Amax er med (venstre figur) eller ej (højre figur).

Figur 7.14
Illustration af data bag regressionerne 4 (venstre (øverste) figur: L_Amax og log (onset rate × level diff.)) og  5 (højre figur: log (onset rate × level diff.)), jf. teksten og Tabel 7.3. Abscissen angiver lytternes respons på parameteren "tydelig", og ordinaten er de beregnede værdier ud fra resultaterne af regressionsanalysen. Signaturer: L_Aeq = 40 dB , L_Aeq = 60 dB  og 7. samml. .

I de følgende regressioner er punktgruppen P udeladt.

Vi ser nu på regressionerne 9 og 10, som er illustreret på Figur 7.15. I begge analyser indgår logaritmen til produktet mellem onset rate og niveaudifferens, i venstre figur sammen med L_Aeq og i højre figur sammen med L_Amax. Det ses, at figurerne stort set er identiske. Begge analyser giver en andel af forklaret varians på 0,77.

Ved at betragte resultaterne nærmere kan man få den ide, at sharpness kan forklare enkelte datapunkters beliggenhed. I analyse 8 er denne parameter tilføjet, og R² er steget en smule til 0,78. Da måling af sharpness, øger kompleksiteten af målingen væsentligt, er det vurderet, at fordelen er for lille i forhold til de praktiske problemer.

Figur 7.15
Illustration af data bag regressionerne 9 (venstre (øverste) figur: L_Aeq og log (onset rate × level diff.)) og 10 (højre figur: L_Amax og log (onset rate × level diff.)), jf. teksten og Tabel 7.3. Abscissen angiver lytternes respons på parameteren "tydelig", og ordinaten er de beregnede værdier ud fra resultaterne af regressionsanalysen. Signaturer: L_Aeq = 40 dB  og L_Aeq = 60 dB .

Regressionerne 9 og 10 har en pæn stor andel af forklaret varians og kan umiddelbart synes ideelle. Imidlertid er vi er ude efter en målestørrelse, der skal supplere målingen af L_Aeq, og det vil derfor være passende, at L_Aeq ikke indgår i målestørrelsen. (Det vurderes, at L_Aeq og L_Amax kan betragtes under et i denne sammenhæng).

Det ses endvidere af Tabel 7.3, at logaritmen til produktet mellem onset rate og niveaudifferens har en højere signifikans end både L_Aeq og L_Amax, hvilket antyder, at onset rate og niveaudifferens i kombination er de væsentligste. Regression 11 viser, at hvis L_Aeq og L_Amax udelades, falder R² til 0,74, hvilket stadig er et pænt resultat.

I regressionerne 9 og 10 indgår L_Aeq henholdsvis L_Amax samt produktet mellem onset rate og niveaudifferens. Der kan skabes en ekstra frihedsgrad ved at lade de to størrelser onset rate og niveaudifferens indgå hver for sig, hvilket er tilfældet i regressionerne 6 og 7. Det ses, at andelen af forklaret varians øges til 0,78, og at alle de indgående parametre er signifikante.

Ideelt set bør en lytterrespons på 0 cm for "tydelig" modvares af en "beregnet tydelig" på 0, svarende til at regressionslinien går gennem (0,0). Af Figur 7.15 ses det, at dette ikke er tilfældet. Hvis regressionslinien tvinges gennem (0,0), ses det af regression 14, at R² falder fra 0,78 til 0,76.

Hvis man for regressionerne 6 og 7 udelader L_Aeq og L_Amax ses det af regression 12, at R² falder til 0,74. Af regression 13 ses det, at hvis man i dette tilfælde tvinger regressionslinien til at gå gennem (0,0), falder R² ikke yderligere.

Endelig skal det bemærkes, at hvis man sammenligner regressionerne 12 og 13 med regression 11 ses det, at det ikke gør den store forskel, om parametrene onset rate og niveaudifferens indgår hver for sig eller som et produkt (sidstnævnte betyder, at de får samme koefficient). Ved at lade parametrene indgå hver for sig åbnes imidlertid for en optimering, hvilket er omtalt nærmere i Afsnit 8.

Ud fra de overvejelser, der er redegjort for i det foregående, konkluderes det foreløbigt, at et mål, der bygger på parametrene onset rate og niveaudifferens, er det mest hensigtsmæssige mål, som bedst forklarer variationen i lytternes respons, når impulsernes tydelighed vurderes.

7.3.2 A-vægtede mål og "gene"

Der er udført en række regressionsanalyser til belysning af sammenhængen mellem den laboratoriemålte gene (genepotentialet) og A-vægtede mål for støjens styrke og karakter.

Tabel 7.4 Se her!
Regressionsanalyser mellem A-vægtede mål og parameteren "gene". Felter med grå farve indikerer, at denne parameter indgår i analysen. Antallet af stjerner angiver signifikansen. *** er højeste signifikans, "-" er lav signifikans, og gråt felt uden indikation angiver, at p > 0,1, jf. teksten. R er korrelationskoefficienten, og R² angiver andelen af forklaret varians.

Som det fremgår af Tabel 7.4, er det kun de mål, der direkte afspejler støjens styrke, der er signifikante. Ved sammenligning med regression nr. 21, som kun indeholder L_Aeq, ses det, at langt den største del af variansen forklares af denne størrelse alene, og at R² ikke stiger nævneværdigt, når der suppleres med andre mål. Dette illustreres af Figur 7.16.

Figur 7.16
Illustration af data bag regressionerne 21 (venstre (øverste) figur: L_Aeq) og 22 (højre figur: L_Aeq og et tillæg baseret på en subjektiv vurdering, jf. Figur 5.1), jf. teksten og Tabel 7.4. Abscissen angiver lytternes respons på parameteren "gene"; og ordinaten er de beregnede værdier ud fra resultaterne af regressionsanalysen. Signaturer: L_Aeq = 40 dB og L_Aeq = 60 dB .

Den venstre del af figuren viser tydeligt, at det er niveauet, der er afgørende for lytternes respons på "gene"-aksen. Denne del af figuren er i øvrigt principielt identisk med Figur 7.1. I højre del af Figur 7.16 er det valgt at vise den ekstra parameter, som sammen med L_Aeq giver den største R²-værdi, nemlig det subjektivt relaterede tillæg, som er omtalt i Afsnit 5.5.6. Tilsvarende afbildninger af regressionerne 24 og 25 (ikke bragt i rapporten) viser næsten identiske billeder. De her omtalte størrelser "beregnet tydelighed" (predicted prominence, P) og "tillæg" (penalty, K_I) er nærmere omtalt i Afsnit 9 og 10. Det ses, at variansen inden for de to punktgrupper ikke forklares af den ekstra parameter, idet punkterne i så fald burde følge regressionslinien i højere grad.

Det kan undre, at andelen af forklaret varians på den laboratoriemålte gene ikke stiger mere, når der gives et tillæg for impulser, som har en god sammenhæng med den opfattede tydelighed af impulserne. Forklaringen er primært, at der heller ikke i lyttetesten blev fundet en klar sammenhæng mellem "tydelig" og "gene", se nærmere i Afsnit 5.5.3.

7.3.3 Psykoakustiske mål og "tydelig"

Ud fra praktiske, måletekniske grunde skal der være væsentlige fordele ved de psykoakustiske mål, for at disse foretrækkes frem for de A-vægtede mål. Tabel 7.5 giver en oversigt over de gennemførte regressionsanalyser.

Tabel 7.5 Se her!
Regressionsanalyser mellem psykoakustiske mål og parameteren "tydelig". Felter med grå farve indikerer, at denne parameter indgår i analysen. Antallet af stjerner angiver signifikansen. *** er højeste signifikans, "-" er lav signifikans, og gråt felt uden indikation angiver, at p > 0,1, jf. teksten. R er korrelationskoefficienten, og R² angiver andelen af forklaret varians.

Først bemærkes det, at den højest opnåede andel af forklaret varians opnås i regression 30 med R² = 0,83. Dette er illustreret i venstre del af Figur 7.17. Det højest opnåede R² med A-vægtede mål var 0,78 (sammenlign evt. med Figur 7.15). Venstre del af Figur 7.17 viser en særdeles nydelig sammenhæng mellem lytterresponsen og den beregnede tydelighed ud fra de psykoakustiske mål. Det bemærkes imidlertid, at der er temmelig mange parametre indblandet, og kun onset rate udtrykt i son/s er direkte signifikant. En mere "fornuftig" analyse er regression 34, som er vist i højre del af figuren. R² er faldet til 0,80, hvilket også er et pænt resultat.

Figur 7.17
Illustration af data bag regressionerne 30 (venstre (øverste) figur: mange psykoakustiske parametre) og 34 (højre figur: "loudness", "sharpness", "roughness", "fluctuation strength", log (onset range) og log (son-ratio)), jf. teksten og Tabel 7.5. Abscissen angiver lytternes respons på parameteren "tydelig", og ordinaten er de beregnede værdier ud fra resultaterne af regressionsanalysen. Signaturer: L_Aeq = 40 dB  og L_Aeq = 60 dB .

Fælles for regressionerne 32-34 er, at onset rate og son-ratio har den højeste signifikans, og at sharpness også er signifikant. Ved sammenligning af regression 31 med regression 33 ses det, at sharpness øger R² fra 0,75 til 0,78, se Figur 7.18.

Figur 7.18
Illustration af data bag regressionerne 31 (venstre (øverste) figur: log (niveaudifferens) og log (onset rate) ud fra loudness) og 33 (højre figur: log (niveaudifferens), log (onset rate) ud fra loudness samt sharpness), jf. teksten og Tabel 7.5. Abscissen angiver lytternes respons på parameteren "tydelig", og ordinaten er de beregnede værdier ud fra resultaterne af regressionsanalysen. Signaturer: L_Aeq = 40 dB  og L_Aeq = 60 dB .

Idet de her angivne mål for niveaudifferens og onset rate baserer sig på "loudness", kan regressionslinien i venstre figur beskrives med:

Y = 3,40 × log (niveaudifferens [son/son]) + 3,17 × log (onset rate [son ratio/s]) - 0,42

Regressionslinien i højre figur kan beskrives med:

Y = 3,20 × log (niveaudifferens [son/son]) + 4,43 × log (onset rate [son ratio/s]) + 1,35 × sharpness [acum] - 2,44

En sammenligning mellem regressionerne 31 og 12 viser, at forskellen på R² for onset rate kombineret med niveaudifferens er ubetydelig mellem A-baserede og loudness-baserede værdier. Det samme gælder ved sammenligningen mellem regression 3 og 28, hvor alle lydeksemplerne indgår. I begge tilfælde er de loudness-baserede værdier dog højest.

7.3.4 Psykoakustiske mål og "gene"

Tabel 7.6 giver en oversigt over regressioner mellem psykoakustiske parametre og "gene".

Tabel 7.6 Se her!
Regressionsanalyser mellem psykoakustiske mål og parameteren "gene". Felter med grå farve indikerer, at denne parameter indgår i analysen. Antallet af stjerner angiver signifikansen. *** er højeste signifikans, "-" er laveste signifikans, og gråt felt uden indikation angiver, at p > 0,1, jf. teksten. R er korrelationskoefficienten, og R² angiver andelen af forklaret varians.

Et gennemgående træk er ligesom for sammenhængen mellem de A-vægtede parametre og genen, at niveauet, dvs. "loudness", er den mest signifikante parameter. Dernæst følger "fluctuation strength", "onset ratio" og "sharpness". Et mål kombineret af "loudness" og "fluctuation strength" kunne være relevant for den aktuelle problemstilling, men vil lide af den svaghed, at lyde med langsomme niveaustigninger og brat afslutning ville få samme vurdering som lyde, der starter brat og slutter langsomt.

I regressionerne 35 og 37 er der forholdsvis ukritisk medtaget stort set alle psykoakustiske parametre, hvilket medfører redundans mellem nogle af parametrene. Det ses, at der opnås en høj andel af forklaret varians; højest når eksemplerne fra P-gruppen, "7. samml", udelades. Figur 7.19 viser resultaterne.

Figur 7.19
Illustration af data bag regressionerne 35 (venstre (øverste) figur) og 37 (højre figur). Begge indeholder de samme og stort set alle psykoakustiske variable. I højre figur er P-gruppen af data udeladt, jf. teksten og Tabel 7.5. Abscissen angiver lytternes respons på parameteren "gene", og ordinaten er de beregnede værdier ud fra resultaterne af regressionsanalysen. Signaturer: L_Aeq = 40 dB , L_Aeq = 60 dB  og 7. samml. .

I begge figurer ligger data fra H-gruppen pænt, mens variansen i de to andre grupper forklares dårligere, når der ses bort fra den del, som kan forklares med niveauet.

Regressionerne 38 og 39 må betegnes som mere "fornuftige" idet der her kun er medtaget de "normale" psykoakustiske mål, som i regression 39 er suppleret med onset rate og niveaudifferens baseret på "loudness". I begge tilfælde er "loudness" den afgørende faktor, men "fluctuation strength" er dog også signifikant. Signifikansen af "fluctuation strength" aftager, når onset rate og niveaudifferens medtages i analysen, fordi de overtager en del af forklaringen, men de er ikke i sig selv signifikante.

Resultatet er vist i Figur 7.20.

Figur 7.20
Illustration af data bag regressionerne 38 (venstre (øverste) figur: de "sædvanlige" psykoakustiske  parametre samt log (niveaudifferens) og log (onset rate) ud fra loudness) og 39 (højre figur:
de "sædvanlige" psykoakustiske parametre uden log (niveaudifferens) og log (onset rate) ud  fra loudness), jf. Tabel 7.6. Abscissen angiver lytternes respons på parameteren "gene", og ordinaten er de beregnede værdier ud fra resultaterne af regressionsanalysen. Signaturer: L_Aeq = 40 dB  og L_Aeq = 60 dB .

Også af Figur 7.20 ses det, at størstedelen af variansen forklares af "loudness". Inden for L-gruppen er R² = 0,28, og inden for H-gruppen er R² = 0,38, og det er således kun en lille del af variansen af "gene", der forklares af andet end "loudness".

7.3.5 Konklusion af flerdimensionale mål

I Afsnit 7.3.1 blev det fundet, at log (onset rate) og log (niveaudifferens) baseret på A-vægtede værdier var væsentlige i kombination. Hvis L_Aeq eller L_Amax var med i regressionen, øgedes R² en smule, men det var uønsket at have disse to størrelser med i et mål, der netop skulle supplere dem.

Lytternes vurdering af "tydelig" lå for enkelte lydeksempler (med en skarpere lyd) højere, end man umiddelbart skulle forvente ud fra de gennemførte regressioner. Hvis "sharpness" blev medtaget i regressionerne, steg andelen af forklaret varians en smule, men det blev vurderet, at gevinsten var for lille til at opveje de ekstra besværligheder ved praktiske støjmålinger.

Regressioner med både log (onset rate × niveaudifferens) og med hver af størrelserne log (onset rate) og log (niveaudifferens) blev udført. Forskellen var ikke stor, men ved at lade størrelserne indgå hver for sig åbnes der muligheder for optimering ud fra andre hensyn.

I Afsnit 7.3.3 blev "tydelig" undersøgt i lyset af psykoakustiske parametre. Også her viste størrelserne log (onset rate) og log (niveaudifferens) - her baseret på loudness-målinger - sig væsentlige. Desuden viste "sharpness" sig at være signifikant i de relevante kombinationer. Generelt gav de psykoakustiske mål lidt større R²-værdier end analyserne baseret på A-vægtede værdier, men igen vurderes det, at de praktiske problemer p.t. er for store i forhold til gevinsten, til at det er fornuftigt at basere støjmålinger på mål indeholdende psykoakustiske parametre.

Analyserne af den laboratoriemålte gene (Afsnit 7.3.2 og 7.3.4) viste, at niveauet var den altdominerende faktor i "gene". De psykoakustiske mål var her væsentligt bedre, idet en kombination af disse kunne forklare 87% af variansen i lytterresponsen, mens de A-vægtede mål højest kunne forklare 79% af variansen.

Det viste sig, at et tillæg for impulser til L_Aeq (eller til "loudness") kun øgede den forklarede varians på den laboratoriemålte gene en smule.

Det har ikke været muligt inden for rammerne af dette projekt at gå dybere ned i denne problemstilling, hvoraf de væsentligste emner er:

I erkendelse af problemets omfang er det (som det i øvrigt også praktiseres med tydeligt hørbare toner i støjen) valgt at koncentrere arbejdet om at definere en metode, der kan udtrykke impulsernes tydelighed.

Ud fra sammenfatningen i det foregående konkluderes det, at det mest anvendelige mål for impulsernes tydelighed til brug for praktiske målinger bør bestå af en kombination af størrelserne log (onset rate) og log (niveaudifferens) baseret på A-vægtede målinger. Hvis psykoakustiske mål på et senere tidspunkt vinder indpas i forbindelse med støjmålinger, ligger der muligheder for forbedringer ved at udnytte de tilsvarende psykoakustiske parametre, evt. kombineret med "sharpness".