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尖锐度量级：我听到的这个声音是多少acum？

2022-01-28 17:11:45·  来源：海德声科 HEAD acoustics  
　
在之前的公众号文章，我们已经聊过响度的量级（相关文章《响度量级：我听到的这个声音是多少sone？》）。文内对我们日常生活、工作遇到的声音进行了响度量级的统计，读者基本上能得到一个初步认识：我们听到的某个声音达到了什么量级。但我们也会发现，有些声音的响度不高，却还是让人听着难受。究其原因，是因为影响我们听觉感受的是一系列的心理声学参数，除响度外，还有尖锐度、粗糙度、波动度、音调、调制等。本期我们就继续统计分析一下平时听到的声音的尖锐度。希望通过阅读本文，你能大概了解，听到的某个声音的尖锐度大约是什么量级。
关于尖锐度的定义，我们在之前的公众号中已经做了详细的介绍（可到公众号菜单-技术汇-热文-NVH中查看更多心理声学系列文章），在此就不赘述了。本文继续按照响度量级的思路，来统计分析尖锐度的量级，通过一些测试数据来展示和对比不同的声音在不同环境下的尖锐度的量级，以便我们在主观感受和客观数据上能更直接地对应起来。
数据均使用ArtemiS SUITE最新版本软件进行计算，尖锐度的计算标准选用了Aures，基于响度ISO 532-1算法，使用Sharpness计算出尖锐度值，并使用该值进行统计，同时也列出时间上瞬时最大的尖锐度值Max作为参考。

部分声音的分析结果如下：
尖锐度案例-地铁关门声 音频： 进度条 00:00 / 00:06

声音1：地铁-关门警示音
尖锐度案例-笔记本风扇 音频： 进度条 00:00 / 00:10

声音2：笔记本风扇
尖锐度案例-座椅电机 音频： 进度条 00:00 / 00:10

声音3：座椅电机_CW_ (3)
尖锐度案例-厨师机 音频： 进度条 00:00 / 00:10
声音4：厨师机_G6
在对大约113个声音样本进行统计后，得到了各种声音尖锐度的排序如下：
同样，为了更加直观地显示，我们简单做了个尖锐度的刻度图：
从以上的数据统计我们可以看到，尖锐度最低的声音是消声室的背景噪声，而且是声压级在10dB(A)以下的两个消声室的背景噪声，它们的尖锐度在0.5 acum以下，而其它的噪声样本的尖锐度都在0.5 acum以上。汽车车内的噪声的尖锐度基本都在2 acum以下，汽车电机单体、家电行业的产品的尖锐度基本都在2 acum以上，厨师机、破壁机、吹风机等家电产品的尖锐度甚至到了4 acum以上。
像汽车车内这种环境，我们是要长时间待在里面的，尖锐度很高的话，那可真是苦不堪言。还好汽车车内的噪声尖锐度控制得还是比较好的。不过这些都是传统燃油车的数据，小编后面有机会的话再整理新能源汽车的数据。
如果我们不去做严格的数据模型计算，单从以上的统计规律来看，我们还会发现平常接触到的声音，声压级越大，尖锐度也可能越高，两者存在一定的线性关系。但是这并不是绝对的，有的声音声压级虽大，但是尖锐度不高，例如剪草机和装载机工作时发出的噪音、地铁关门提示音等，这些样本在同等声压级的声音中，尖锐度较低。而有的声音则反之，例如座椅小电机、压缩机、机器人舵机、硬盘等产品的声音，声压级虽不高，但尖锐度都比同等声压级的其它声音样本要高。在这些声音样本中，我们还发现，一个声压级为19.23dB(A)的半消声室背景噪声，其尖锐度也有1.8 acum。这说明在偏安静的环境中，如果存在稍微高频的声音，尖锐度的值也会升高。
对于声压级不高，但是尖锐度较高的产品单体来说，往往在常规噪声测试中需要分析产品的尖锐度曲线和数值。像座椅小电机、压缩机、机器人舵机、硬盘这类产品，因为在组装到整机的过程中，已经从路径上进行了噪声控制，因此我们在平时不太能感觉到尖锐度的影响。
但是对于厨师机、破壁机、吹风机这些尖锐度高，而我们还要频繁地直接使用的产品，噪音路径控制这个方法就不太适用了。要提高这些产品的声音舒适性，的确是工程师面临的一大挑战。
在这里，我们也将声音尖锐度所对应的人的感受总结如下：
  • 0.5 acum以下：尖锐感很少；
  • 0.5-2 acum：有些尖锐，尖锐感不强；
  • 2-4 acum：比较尖锐，；
  • 4-8 acum：非常尖锐；
  • 8 acum以上：非常尖锐，只能短时间忍受。
各个行业的NVH工程师可能只接触到本行业的一些产品的声音样本，对其他行业的声音或者日常生活中接触到的声音没有相对整体的概念。通过这两次对响度、尖锐度量级的统计，希望能让大家有一个大概的印象，这对于在日常的NVH工作中对声音进行无论是主观评价，还是客观评价都有一定的帮助。
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