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Berechnung von Frequenzgruppenbreite und Tonheit

Ein wesentlicher Bestandteil vieler gehörangepasster Algorithmen und Modelle ist das von Zwicker et al. (JASA 29, 548-557, 1957) basierend auf Arbeiten von Fletcher und Munson (JASA 9, 1-10, 1937) vorgeschlagene Frequenzgruppenkonzept, das wesentliche Aspekte der Schallverarbeitung im peripheren Hörsystem widerspiegelt. Insbesondere basiert das Konzept auf der aus psychoakustischen Experimenten abgeleiteten Annahme, dass Schallsignale vom Hörsystem mit frequenzabhängiger Bandbreite verarbeitet werden, mit der sogenannten Frequenzgruppenbreite (häufig fälschlich aus dem Englischen als kritische Bandbreite rückübersetzt). Darüber hinaus wird die sogenannte Tonheitsskala, eine ebenfalls psychoakustisch motivierte Zuordnung von Frequenz zu Tonheit eingeführt. Auf der Tonheitsskala mit der Einheit Bark sind alle Frequenzgruppen gleich breit. Ein ähnlicher Ansatz wurde von Moore und Glasberg (JASA 74, 750-753, 1983) basierend auf der von Patterson (JASA 59, 640-654, 1976) verwendeten äquivalenten Rechteckbandbreite vorgeschlagen.

Für die Zuordnung von Frequenz zu Tonheit und die Berechnung der Frequenzgruppenbreite bei gegebener Frequenz wurden verschiedene Formeln angegeben. Der von uns bevorzugte Satz von Gleichungen wurde speziell für die Verwendung mit digitaler Signalverarbeitung von [1,2] vorgeschlagen (Referenzen unten, siehe auch Publikationen).

Die entsprechenden Formeln implementierende MATLAB®-Funktionen sind hier verfügbar:

>> wa_cb [zip-Datei, 8kB] <<

Die enthaltenen Funktionen können (ohne Gewährleistung) unter Angabe der entsprechenden Literaturstelle(n) im Code und allen resultierenden Publikationen frei verwendet werden:

[1] Völk F.: Updated analytical expressions for critical bandwidth and critical-band rate.
Fortschritte der Akustik, DAGA 2015 (Dt. Gesell. für Akustik e.V., Berlin, 2015) PDF
[2] Völk F.: Comparison and fitting of analytical expressions to existing data for the critical-band concept.
Acta acustica united with Acustica 101(6), 1157-1167, 2015 PDF