A sensação de intensidade auditiva (loudness) é um dos descritores mais importantes nos estudos de psicoacustica, podendo-se considerar como a tradução do equivalente subjectivo de “potência”. Moore define a sensação de intensidade auditiva como o atributo segundo o qual os sons podem ser ordenados, numa escala que se estende desde o mais fraco até ao mais forte [Moore e Glasberg, 1996].
Em termos físicos, a sensação de intensidade auditiva corresponde à intensidade sonora apercebida de um estímulo [Zwicker e Fastl, 1999], relativamente a um valor de referência. A avaliação da sensação de intensidade auditiva está internacionalmente normalizada (ISO 131, 1979), sendo utilizada como unidade, o sone, definido como a intensidade auditiva de um estímulo sonoro com a frequência de 1000 Hz e nível de pressão sonora de 40 dB. Para valores acima de 40 dB, um acréscimo no nível de pressão sonora de 10 dB, corresponde a um aumento, por um factor de 2, da sensação de intensidade auditiva (ou seja, os estímulos são apercebidos como equivalendo a uma sensação sonora “duplamente mais alta”, o que corresponde a um valor de intensidade auditiva de dois sone).
A relação entre a sensação de intensidade auditiva e intensidade sonora é expressa por [Silva, 1989]. a X x I I b sone N ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ = 0 (2.13) em que Nx indica a sensação de intensidade auditiva de um som de 1 kHz ou de um ruído uniforme (ruído com a mesma intensidade para qualquer banda critica), Ix indica a
correspondente intensidade sonora, I0 a intensidade sonora de referência (10-12 W/m2).
análise. No caso de um som puro, com a frequência de 1000 Hz, a = 0,3 e b = 0,06, enquanto que, para um ruído uniforme a =0,23 e b = 0,66.
Para a avaliação da sensação de intensidade auditiva, assume-se que o som é analisado no sistema auditivo por um conjunto de filtros, em que a largura de banda de cada um desses filtros é igual à banda crítica. Este tipo de procedimento permite uma contabilização mais eficaz de diversos efeitos da percepção auditiva, como por exemplo o mascaramento, e os efeitos dependentes da frequência. A sensação de intensidade auditiva, N, é calculada a partir da soma dos valores específicos da sensação auditiva para cada banda crítica, N´ [Zwicker e Fastl, 1999].
∫
= 24 0 ´dz N N (2.14)Para estímulos sonoros de banda larga, cuja intensidade se mantém sensivelmente constante no tempo, a sensação de intensidade auditiva pode determinar-se a partir da análise espectral dos níveis de pressão sonora em bandas de oitava ou de terços de oitava. A partir destas distribuições, determinam-se as intensidades auditivas correspondentes a cada uma das bandas de frequência, procedendo-se, depois, à combinação dos valores correspondentes. Como a aproximação de medição por bandas de terço de oitava só é aceitável para frequências superiores a 300 Hz, uma vez que para frequências inferiores a este valor a largura de uma banda de terço de oitava é muito inferior à largura de banda crítica, é necessário adicionar os valores correspondentes a duas ou mesmo três bandas. O modo de realizar esta combinação está descrito na norma ISO 532 (1975), existindo dois métodos distintos (estabelecidos por Stevens em 1961 e Zwicker em 1979), consoante a distribuição espectral em causa e tipo de campo sonoro (“difuso” no método de Stevens e ”livre” ou “difuso” no método de Zwicker), respectivamente método A e método B (ISO 532, 1975):
Método A – recomendado para ruído de banda larga em campo difuso, preferencialmente de carácter estacionário (embora em alguns casos se possa utilizar para ruído intermitente quando as respectivas descontinuidades estão devidamente caracterizadas no tempo), e em que o sinal a analisar foi registado por bandas de oitava.
Método B – método formulado por Zwicker, nos anos 50, que pode ser utilizado em ruído de banda larga ou estreita. A relação entre nível de pressão sonora e a sensação de
intensidade em cada banda é dada por uma série de 10 gráficos, 5 para campo difuso e 5 para campo livre. O cálculo do nível de sensação auditiva deve ser realizado a partir da análise de ruído em bandas de terço de oitava.
Embora os métodos para o cálculo da sensação de intensidade auditiva não sejam em princípio contraditórios, a própria norma indica “os resultados obtidos nem sempre são iguais”. O método B resulta geralmente em valores ligeiramente mais elevados dos que os obtidos pelo método A, podendo esta diferença ser da ordem dos 5 fone. Em psicoacústica utiliza-se geralmente o método B.
O modelo para a sensação auditiva Zwicker foi revisto por Moore e Glasberg [Moore e Glasberg, 1996], tendo sido introduzidas algumas diferenças no método de cálculo dos filtros auditivos (ver Eqs. 2.1 a 2.4), assim como correcções para o tipo de campo e de metodologia do cálculo da excitação sonora, permitindo a reprodução com mais exactidão de vários resultados experimentais.
No que respeita a sons não estacionários, grande parte dos estudos que utilizam este tipo de estímulo é muito recente, assim como os modelos de sensação de intensidade auditiva associados, no entanto a maior parte destes modelos faz uso dos indicadores estatísticos para a determinação da sensação de intensidade auditiva total. O modelo de Zwicker e Fastl [Zwicker e Fastl, 1999] faz uso do princípio utilizado no modelo de sons estacionários, determinando a sensação de intensidade auditiva, para um estímulo sonoro variável no tempo de acordo com a norma ISO 532, em intervalos de 2 ms, e calculando a “sensação de intensidade auditiva apercebida” como o valor máximo medido que é excedido em 10% do tempo (designado também por N10). A constante de tempo de 2 ms está directamente relacionada com a resolução temporal mínima do sistema auditivo. O modelo de Glasberg e Moore [Glasberg e Moore, 2002] utiliza também o modelo de sons estacionários, mas fazendo uso de filtros com uma resposta impulsional finita. A sensação de intensidade auditiva de “curta-duração” representa a sensação apercebida em cada instante. Para a determinação da sensação de intensidade global, podem ser utilizados dois indicadores: o valor máximo STLmax e a sensação de audição a