Как я могу рассчитать уровень звукового дБ?

Ответ 1

Все предыдущие ответы верны, если вы хотите получить технически точный или научно обоснованный ответ. Но если вам просто нужна общая оценка сравнительной громкости, например, если вы хотите проверить, лает собака или плачет ребенок, и вы хотите указать порог в дБ, тогда это относительно простой расчет.

Многие редакторы волновых файлов имеют вертикальную шкалу в децибелах. Калибровочных или контрольных измерений нет, просто расчет:

dB = 20 * log10(amplitude)

Амплитуда в этом случае выражается как число от 0 до 1, где 1 представляет максимальную амплитуду в звуковом файле. Например, если у вас есть 16-битный звуковой файл, амплитуда может достигать 32767. Таким образом, вы просто разделите образец на 32767. (Мы работаем только с абсолютными значениями, только с положительными номерами.) Итак, если у вас есть волна, которая достигает максимума при 14731, затем:

amplitude = 14731 / 32767
          = 0.44

dB = 20 * log10(0.44)
   = -7.13

Но есть очень важные вещи, которые следует учитывать, в частности ответы, данные другими.

1) Как говорит Йорг W Миттаг, дБ является относительным измерением. Поскольку у нас нет калибровок и ссылок, это измерение относится только к самому себе. И под этим я имею в виду, что вы сможете увидеть, что звук в звуковом файле на данный момент на 3 дБ громче, чем в тот момент, или что этот всплеск на 5 децибел громче фона. Но вы не можете знать, насколько это громко в реальной жизни, не без калибровки, о которых говорят другие.

2) Это также упоминалось PaulR и user545125: потому что вы оцениваете в соответствии с записанным звуком, вы измеряете только звук в определенном месте, где находится микрофон, смещен в направлении направления микрофона и фильтруется по частотной характеристике вашего оборудования. В нескольких футах от человека, слушая человеческие уши, будет совершенно другой уровень звука и разные частоты.

3) Без откалиброванного оборудования вы не можете сказать, что звук составляет 60 дБ или 89 дБ или что-то еще. Все, что может дать вам этот расчет, - это то, как пики в звуковом файле сравниваются с другими пиками в том же звуковом файле.

Если это все, что вам нужно, тогда это хорошо, но если вы хотите сделать что-то серьезное, например, определить, безопасен ли уровень шума в factory для работников, а затем прослушать Paul, user545125 и Jörg.

Ответ 2

Для расчета уровня шума (дБ SPL или уровня звукового давления) вам понадобится эталонное оборудование (например, опорный микрофон). Одна вещь, которую продает Radio Shack, - это метр SPL на 50 дБ. Если вы делаете научные вычисления, я бы не использовал его. Но если цель состоит в том, чтобы получить общее представление о взвешенном измерении (dBA или dBC) звукового давления в данной среде, тогда это может быть полезно. Как инженер-звукорежиссер, я все время использую все, чтобы посмотреть, сколько звука я генерирую, пока я смешиваю. Он обычно с точностью до 2 дБ.

Это мой ответ. Остальное - материал FYI.

Jorg правильно, что дБ SPL является относительным измерением. Все измерения децибел. Но вы подразумевали ссылку на 0 дБ SPL, или 20 микропаскалей, с научной точки зрения согласившейся быть самым тихим звуком, которое может обнаружить человеческое ухо (хотя, понятно, то, что человек действительно может услышать, очень сложно определить). Это, согласно Википедии, касается звука летающего комара примерно в 10 футах (http://en.wikipedia.org/wiki/Decibel).

Предполагая, что вы не понимаете децибел, я думаю, что Йорг просто пытается выкрикнуть вас. Он явно не дал вам практического ответа.: -)

Невзвешенные измерения (дБ, вместо dBA или dBC) редко используются, поскольку большинство звукового давления не обнаруживается человеческим ухом. В данной офисной среде обычно обычно составляет 80-100 дБ SPL (уровень звукового давления). Чтобы дать вам представление о том, насколько точно не слышно, в США профессиональные правила ограничивают уровень шума 80 дБА для данной 8-часовой рабочей смены (80 дБА - это уровень фонового шума вашей средней улицы в центре города - но не невозможно говорить). 85 дБА репрессивны, и в 90 лет большинство людей пытается уйти. Таким образом, разница между 80 дБ и 80 дБА очень значительна - 80 дБА трудно говорить, а 80 дБ довольно мирные.: -)

Итак, что такое взвешивание? Вес "А" компенсирует тот факт, что мы не воспринимаем низкочастотные звуки, а также высокочастотные звуки (мы слышим от 20 Гц до 20 000 Гц). Там очень много шума, что наши уши/мозги в значительной степени игнорируют. Кроме того, мы более чувствительны к определенному среднечастотному диапазону (от 1000 Гц до 4000 Гц). Большинство согласны с тем, что этот диапазон частот содержит звуки согласных речи (гласные происходят на гораздо более низкой частоте). Представьте, что вы говорите только с гласными. Вы ничего не понимаете. Таким образом, способность человека быть способным к общению (условно) лежит на частоте 1 кГц-5 кГц при чувствительности к слуху. Интересно, поэтому большинство телефонных систем передают от 300 Гц до 3000 Гц. Было установлено, что это минимальный ответ, необходимый для понимания голоса на другом конце.

Но я думаю, что больше, чем вы хотели знать. Надеюсь, поможет.: -)

Ответ 3

Вы не можете легко измерить абсолютный dB SPL, поскольку ваш микрофон и аналоговое оборудование не откалиброваны. Возможно, вы сможете выполнить приблизительную калибровку для определенного аппаратного обеспечения, но вам нужно будет повторить это для каждого другого микрофона и аппаратного обеспечения, которые вы планируете поддерживать.

Если у вас есть какой-то источник ссылок SPL, который вы можете использовать, тогда он становится проще:

• используйте исходный источник для генерации тона при известном значении dB SPL - измерьте это
• Измерение окружающего шума
• рассчитать уровень шума = 20 * log10 (V_noise / V_ref) + dB_ref

Конечно, это предполагает, что частотная характеристика вашего микрофона и аудиооборудования достаточно плоская, и вам просто нужен плоский (невзвешенный) показатель шума. Если вы хотите получить взвешенный (например, A-weight) шум, вам нужно будет сделать больше обработки.

Ответ 4

Вы не можете. дБ - относительная единица, IOW - это единица для сравнения двух измерений друг с другом. Вы можете только сказать, что измерение A на x dB громче, чем измерение B, но в вашем случае у вас есть только одно измерение. Поэтому просто невозможно вычислить уровень дБ.

Ответ 5

Согласно Merchant et al. (раздел 3.2 в приложении: "Измерение акустических местообитаний", "Методы в области экологии и эволюции", 2015), вы можете фактически рассчитать абсолютные, откалиброванные значения SPL с использованием спецификаций производителя, вычитая поправочный член S в относительные (с масштабированием до максимального) значения SPL

S = M + G + 20 * log10 (1/Vadc) + 20 * log10 (2 ^ Nbit-1)

где M - чувствительность преобразователя (микрофона) re 1 V/Pa. G - коэффициент усиления, применяемый пользователем. Vadc - это напряжение от нуля до пикового значения, заданное умножением среднеквадратичного напряжения АЦП на коэффициент преобразования squareroot (2). Nbit - глубина выборки бит.

Последний термин необходим, если ваша система масштабирует амплитуду по максимуму.

Коррекция будет более точной с использованием сквозной калибровки со звуковыми калибраторами.

Обратите внимание, что приведенная выше формула зависит от частоты, но вы можете применить ее в более широком диапазоне частот, если ваш микрофон имеет плоскую частотную характеристику.

Ответ 6

Я использую калибратор уровня звука. Он производит 94 дБ или 114 дБ на частоте 1 кГц, которая является частотой, когда весовые фильтры имеют одинаковый уровень. С калибратором на 114 дБ я настраиваю усиление микрофона, чтобы достичь почти полного ввода, просто просматривая виртуальный осцилоскоп на основе звуковой карты. Теперь я знаю Vref @114dB. Я разработал простой программный SPL-метр, который может быть предоставлен при необходимости. Вы также можете использовать REW. Вы должны знать, что аппаратное обеспечение ПК едва достигает 60 дБ динамического диапазона, поэтому калибровка при 114 дБ обычно не читается менее чем на 54 дБ, что довольно хорошо, если вы считаете, что спящий режим хорош с уровнем менее 35 дБ. В этом случае вы можете откалибровать на 94 дБ, а затем вы можете измерить до 34 дБ, но опять-таки вы столкнетесь с самоконтролем ПК и микрофона, который может помочь вам достичь таких низких уровней. Во всяком случае, после калибровки, меры на 114dB и 94dB должны хорошо читать. Примечание: стандартный калибратор поршневого калибра работает с частотой 250 Гц.

Ответ 7

Короткий ответ: вы не можете выполнять измерения уровня звука с помощью своего ноутбука, а также со своим мобильным телефоном и т.д. По всем причинам, изложенным ранее, плюс тот факт, что ваш мобильный телефон, ноутбук и т.д. Используют алгоритмы сжатия, чтобы гарантировать, что все записанное аппаратные возможности. Итак, если, например, вы измеряете звук, а затем запускаете его через программное обеспечение обработки сигналов, такое как Head Artemis или LMS Test.Lab, указанный уровень звукового давления всегда будет находиться в районе 80 дБ (A) независимо от истинного уровня. Я могу сказать, что это из-за использования звука сотового телефона или ноутбука, чтобы получить представление о частотном спектре шума, а также измерения уровня с помощью калиброванного измерителя уровня звука. Интересно, что Radio Shack продавал микрофон, предназначенный для ввода речи, в то время как видеоконференции, которые имели очень плоскую частотную характеристику в широком диапазоне, и стоили всего около 15 долларов.