Group Estimation of Loudness in Sound Fields

Groups of listeners judged the loudness of a 1000-Hz tone by the method of magnitude estimation in an anechoic chamber and in semi-reverberant classrooms and auditoria. A total of 392 listeners in 29 groups assigned numbers to match the loudness of tone-bursts presented at four to eight levels. The listeners used any positive number that seemed appropriate for the loudness magnitude. For the 70 listeners tested in nine groups inside an anechoic chamber, the best fitting line to the normalized data above 30 dB SPL is a power function of sound pressure with an exponent (slope) of 0·55. Below 30 db SPL, the loudness function becomes progressively steeper as it approaches threshold. For the 20 groups of 6 to 42 listeners tested in classrooms the best-fitting lines are power functions of sound pressure with exponents ranging from 0·45 to 0·76 and an overall average of 0·60. These results agree closely with the international standard [ISO/R 131-1959] and demonstrate that magnitude estimation is a simple, yet reliable and valid method for measuring loudness with inexperienced listeners tested in groups under various sound field conditions, as well as with relatively experienced listeners tested via headphones. Magnitude estimation is also recommended as a viable procedure for the group measurement of subjective auditory magnitudes other than loudness.

Zusammenfassung

Gruppen von Zuhörern schätzten die Lautheit eines 1-kHz-Tones durch die Methode der ,,magnitude estimation“ in einem reflexionsfreien Raum und in gewöhnlichen Seminarräumen und Hörsälen ein. Insgesamt 392 Zuhörer, verteilt auf 29 Gruppen, wählten Zahlen, die ihnen ebenso groß wie die Lautheit des Tons erschien, der in 4 bis 8 Pegeln dargeboten wurde. Die Zuhörer konnten jede beliebige positive Zahl wählen, die der Lautheit zu entsprechen schien. Eine Potenzfunktion des Schalldruckes mit einem Exponenten von 0·55 beschreibt am besten die normierten Ergebnisse des Bereiches über 30 dB Schalldruckpegel für die 70 Zuhörer der 9 Gruppen im reflektionsfreien Raum. Unter 30 dB wird die Lautheitsfunktion zunehmend steiler bis sie die Hörschwelle erreicht. Für die 20 Gruppen von 6 bis 42 Zuhörern, die in normalen Seminarräumen getest wurden, passen Potenzfunktionen des Schalldruckes mit Exponenten im Bereich von 0,45 bis 0,76 am besten. Der Durchschnittswert lag bei 0,6. Diese Ergebnisse sind in sehr guter Übereinstimmung mit dem internationalen Standard (ISO/R 131-1959) und zeigen, daß ,,magnitude estimation“ eine einfache, aber zuverlässige und wertvolle Methode ist, urn die Lautheit sowohl mit ungeübten Zuhörern in Gruppen unter verschiedenen Schallfeldbedingungen, als auch mit relativ erfahrenen Zuhörern mit Hilfe von Köpfhorern zu bestimmen. ,,Magnitude estimation“ wird als zuverlässiges Verfahren auch zur Bestimmung anderer Hörgrößen neben der Lautheit empfohlen.

Sommaire

Cet article présente les résultats d'estimations de sonie effectuées par des groupes d'auditeurs en chambre anéchoïque et dans des salles partiellement réverbérantes. Au total 392 personnes, réparties en 29 groupes ont participé aux expériences. Leur tâche consistait à caractériser par des nombres positifs de leur choix la sonie de trains d'ondes à 1000 Hz qui leur étaient présentés successivement à diffférents niveaux, de 4 à 8 suivant les groupes. Pour les 70 auditeurs testés en chambre anéchoïque, les estimations normalisées traduisent une relation de type «fonction puissance» entre la sonie et le niveau sonore. L'exposant de cette fonction est de 0,55 au-dessus de 30 dB. Au-dessous de cette valeur la sonie varie plus rapidement avec le niveau. Pour les 20 groupes, de 6 à 42 auditeurs, testés en salles semi-réverbérantes, on a également obtenu des fonctions puissance, mais avec des exposants allant de 0,45 à 0,76, la valeur moyenne pour l'ensemble des 20 groupes étant de 0,6. Ces résultats correspondent bien à la norme internationale ISO/R 131-1959 et démontrent que la méthode d'estimation de grandeur est aussi fiable avec des sujets inexpérimentés testés par groupes dans des environnements variés qu'avec des sujets expérimentés testés en laboratoire à l'aide d'écouteurs. En plus de la sonie, la méthode d'estimation de grandeur pourrait servir pour la mesure par groupe d'autres grandeurs subjectives.