a pszichoakusztika egyesíti az akusztika és a hallásfiziológia tanulmányozását, hogy meghatározza a hang jellemzői és az általa kiváltott hallási érzés közötti kapcsolatot. A hangosság az észlelt hangintenzitás szubjektív mértéke. Ez az érzés, amely elsősorban a hangnyomáshoz kapcsolódik, lehetővé teszi számunkra, hogy megkülönböztessük a hangos és a lágy hangokat.

az emberi hallómező 0,02 MPa (0 dB SPL) hangnyomástól 20 Pa (120 dB SPL) terjed. Ez igaz a 0,5-8 kHz közötti frekvenciákra, amelyekre a fül a legérzékenyebb. Az alacsonyabb és magasabb frekvenciák sokkal nagyobb hangnyomásszintet igényelnek a hallási küszöb eléréséhez, és a hallási mező széléhez közelebb eső frekvenciák dinamikatartománya kisebb.

Megjegyzés: Minden 20 Hz alatti frekvencia infrahangnak minősül, annak ellenére, hogy egyes állatok (például anyajegyek) néhány hertznél is alacsonyabb hangokat érzékelnek: hallási tartományuk egy-két oktávval alacsonyabb, mint az embereknél. Hasonló módon a 20 kHz feletti hangokat ultrahangnak nevezzük, annak ellenére, hogy a kutyák akár 40 kHz-es hangokat is hallanak, a denevérek pedig lenyűgöző 160 kHz-et, ami két vagy három oktávval magasabb, mint az embereknél.

egyenlő hangú kontúrok

az egyenlő hangú kontúr minden olyan tiszta hangot ábrázol, amely a frekvencia függvényében ugyanazt a hangosságérzetet eredményezi (az ISO 226:2003 nemzetközi szabvány meghatározása szerint) .

Ez a grafikon 50 normál hallású fiatal átlagos egyenlő hangú kontúrját mutatja, amelyeket egy visszhangmentes kamrában rögzítettek, kétoldalú szabadtérfogatú hangzással. Ezeknek a kontúroknak a mértékegysége a phon, amely megfelel a zajszintnek (dB SPL-ben) 1 khz-en. Például egy 1 kHz-es tiszta hang, amelyet 20 dB SPL-en mutatnak be, egyenlő lesz 20 phonnal, csakúgy, mint egy 100 Hz-es tiszta hang, amelyet 43 dB SPL-en mutatnak be.

megjegyzés: a telefon csak 1 kHz-es hang esetén egyenlő a dB SPL-lel.

Sones

a phon az egyenlő érzékelés egysége, nem pedig önmagában. Ezért egy második egységet is használnak: a sone

40 Phon feletti szinteknél, a közepes frekvenciák esetében pedig a sone a phonhoz kapcsolódik a következő egyenlettel:

Sone=2(phon-40)/10. Ezért 1 kHz-nél a 40 Phon hangja 2(40-40)/10=1 hang.

a hangerő a frekvenciától függően eltérő módon alakul. A 0,1 kHz-es hang hangereje sokkal gyorsabban növekszik, mint az 1 és 8 kHz-es hangok. Ez lefordítja azt az elképzelést, hogy a dinamikatartomány ezen a frekvencián kisebb, mint egy 1 kHz vagy 8 kHZ hangé (lásd fent ‘Hallómező’).

a differenciális küszöb vagy csak észrevehető különbség (jnd)

a jnd a legkisebb fizikai intenzitásváltozás, amely megváltoztatja a hangerőt. Mind a hang intenzitásától, mind frekvenciájától függ. Nagyobb intenzitás esetén a fül képes megkülönböztetni a 0,4 dB intenzitáskülönbséget. Becslések szerint körülbelül 150 hangossági szint van.

hangosság és kritikus sávok

ha két különböző, de közeli frekvenciájú tiszta hangból álló összetett hangot monaurálisan mutatunk be, a hangosság mindaddig változatlan marad, amíg a frekvenciák közötti rés kisebb, mint a kritikus sáv szélessége. Amint a frekvenciahézag meghaladja a kritikus sáv szélességét, a hangerő növekszik.

a kritikus sávok a sáváteresztő szűrők akkumulátorához hasonlíthatók, amelyek vágási frekvenciái változóak a cochlea mentén, de rögzítve vannak a hang frekvenciaösszetételéhez képest.

maszkolás

a komplex hang különböző összetevőinek észlelése nem történik önállóan. Valójában fiziológiai okokból bizonyos frekvenciák észlelése akadályozza a másik komponens észlelését: ezt maszkolásnak nevezik.

Ez az ábra a zöld színű maszkolás nélkül, szélessávú zajmaszkkal (1100-tól 1300 Hz-ig) kapott hallási küszöbértékeket mutatja különböző intenzitási szinteken.

a piros nyom a 60 dB SPL zajszint mellett kapott hallásküszöb módosítását mutatja. Például egy 1000 Hz-es tiszta hang csak 45 dB SPL-től hallható, 3 dB helyett zajmaszk hiányában.

Ez a grafikon azt is mutatja, hogy a zaj maszkoló hatása az intenzitással növekszik, és nagyobb hatással van a magasabb frekvenciákra. Más szavakkal, az alacsony frekvenciák könnyebben elfedik a magasabb frekvenciákat, mint fordítva.

a maszkolás egy másik formája is létezik. Információs maszkolásként ismert, ez a hang intenzitásának észlelésének módosítása központi szinten. Például, amikor az egyik fülnek tiszta hangot, a másiknak pedig zajmaszkot mutatnak be, a zajmaszk központi hatása megváltoztatja a tiszta hang hangosságát. Ily módon a maszkolás akkor is megtörténik, ha a maszkolót a másik fülnek mutatják be.

egyéb tényezők, amelyek befolyásolják a hangosságot

időtartam
a hangosság kritikus értékre emelkedik 50 és 400 ms között, majd enyhén csökken.

kiszámíthatóság
amikor a hallgató hangos hangot vár, annak hangereje alacsonyabb, mint ha a hang nem várható.

Stapedial reflex
Ez a reflex elsősorban a 80 dB feletti közepes frekvenciájú rövid hangoknál fordul elő. Úgy működik, hogy merevíti a csontos láncot, ami a hang rezgésének csillapítását, ezért a hangerő csökkenését eredményezi. Ez a reflex azonban fáradtságot szenvedhet.

fáradtság
miután a fül túl intenzív hangnak van kitéve, az idegrostok fáradtsága miatt megnőhet a hallásküszöb. Ez nyilvánvaló, ha elhagyja az éjszakai klubot, vagy a személyes MP3-lejátszók tartós használata után.