ISO/PAS 20065:2016

PUBLICLY ISO/PAS
AVAILABLE 20065
SPECIFICATION
First edition
Acoustics — Objective method for
assessing the audibility of tones in
noise — Engineering method
Acoustique — Méthode objective pour évaluer l’audibilité des tons
dans le bruit — Méthode d’expertise
PROOF/ÉPREUVE
Reference number
©
ISO 2016
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Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Measurement procedure . 5
4.1 General . 5
4.2 Measurement instruments . 5
4.3 Merging the basic spectra . 5
5 Evaluation . 6
5.1 General information . 6
5.2 Width Δf of the critical band . 6
c
5.3 Determination of prominent tones . 7
5.3.1 General information . 7
5.3.2 Determination of the mean narrow-band level L of the masking noise . 7
S
5.3.3 Determination of the tone level L of a tone in a critical band . 8
T
5.3.4 Distinctness of a tone . 9
5.3.5 Determination of the critical band level, L , of the masking noise .10
G
5.3.6 Masking index .10
5.3.7 Determination of the audibility, ΔL .10
5.3.8 Determination of the decisive audibility, ΔL , of a narrow-band spectrum .10
j
5.3.9 Determination of the mean audibility ΔL of a number of spectra .12
6 Calculation of the uncertainty of the audibility ΔL .13
7 Recommendations on the presentation of results .15
7.1 Measurement .15
7.2 Acoustic environment .15
7.3 Instruments for measurement, recording and evaluation .16
7.4 Acoustic data .16
Annex A (informative) Window effect and Picket fence effect .17
Annex B (informative) Resolving power of the human ear at frequencies below 1 000 Hz
and geometric position of the critical bands — corner frequencies .21
Annex C (informative) Masking, masking threshold, masking index .23
Annex D (informative) Iterative method for the determination of the audibility, ∆L .24
Annex E (informative) Example for the determination of the tonal audibility .28
Annex F (informative) Sample program to determine the audibility .34
Bibliography .53
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment,
as well as information about ISO’s adherence to the World Trade Organization (WTO) principles in the
Technical Barriers to Trade (TBT) see the following URL: www.iso.org/iso/foreword.html.
The committee responsible for this document is ISO/TC 43, Acoustics, Subcommittee SC 1, Noise.
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PUBLICLY AVAILABLE SPECIFICATION ISO/PAS 20065:2016(E)
Acoustics — Objective method for assessing the audibility
of tones in noise — Engineering method
1 Scope
This Publicly Available Specification describes a method for the objective determination of the audibility
of tones in environmental noise.
This Publicly Available Specification is intended to augment the usual method for evaluation on the
basis of aural impression, in particular, in cases in which there is no agreement on the degree of the
audibility of tones. The method described can be used if the frequency of the tone being evaluated is
equal to, or greater than, 50 Hz. In other cases, if the tone frequency is below 50 Hz, or if other types of
noise (such as screeching) are to be captured, then this method cannot replace subjective evaluation.
The method presented herein can be used in continuous measurement stations that work automatically.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 1996-1, Acoustics — Description, measurement and assessment of environmental noise — Part 1: Basic
quantities and assessment procedures
IEC 61672-1, Electroacoustics — Sound level meters — Part 1: Specifications
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 1996-1 and the following apply.
3.1
tonality
presence of a tone in a noise, the level of which is below that of the remaining noise components in the
critical band (3.5) about the tone frequency (3.2) by less than the value of the masking index (3.16), a
v
3.2
tone frequency
f
T
frequency of the spectral line (3.23) (or mid-band frequency of the narrow-band filter), to the level of
which the tone contributes most strongly
3.3
tone level
L
T
energy summation of the narrow-band level (3.22) with the tone frequency (3.2), f , and the lateral lines
T
about f , assignable to this tone
T
Note 1 to entry: If the critical band (3.5) for the frequency, f , under consideration contains a number of tones,
T
then the tone level, L , is the energy sum of these tones. This level, L , is then assigned to the frequency of the
T T
participating tone that has the maximal value of audibility (3.4), ΔL.
Note 2 to entry: The method for the determination of the tone level, L , of a tone in a critical band is described
T
in 5.3.3.
3.4
audibility
ΔL
′
difference between the tone level (3.3), L , and the masking threshold (3.15), L
T
T
Note 1 to entry: The method for the determination of the decisive audibility (3.24), ΔL , of a narrow-band spectrum
j
(3.12) is described in 5.3.8.
3.5
critical band
frequency band with a bandwidth (3.17), ∆f , within which the auditory system integrates the sound
c
intensity in the formation of loudness and within which it integrates the sound intensity in the
formation of the masking threshold (3.15)
Note 1 to entry: This characteristic of a critical band (see also References [3] and [4]) holds only for a restricted
sound level range. This dependence is neglected here.
3.6
mean narrow-band level of the critical band
L
S
energy mean value of all narrow-band levels (3.22) in a critical band (3.5) that (as a rule) does not exceed
this mean value by more than 6 dB
Note 1 to entry: The method for the determination of the mean narrow-band level L of the masking noise is
S
described in 5.3.2 and Annex D (iterative method).
3.7
critical band level
L
G
level of noise that is assigned to the critical band (3.5) that describes the masking characteristic of the
noise for one or more tones of the noise in this critical band
Note 1 to entry: See narrow-band level (3.22) and Annex C for masking.
Note 2 to entry: For the definition formula for L , see Formula (12).
G
3.8
sampling frequency
f
S
number of samples taken per second
Note 1 to entry: The analogue data provided continuously are converted into samples through sampling at
discrete time intervals for digital processing.
Note 2 to entry: To ensure the reproducibility of a digitized signal, the Shannon theorem requires that the
sampling frequency, f , is at least 2 times the highest frequency of the signal components used for evaluation
S
in the time signal [ f ≥ 2 f , see also aliasing (3.9), antialiasing filter (3.10) and useable frequency (3.20)]. The
S N
algorithm of a Fast Fourier Transform analysis (the variant of a discrete Fourier Transform used typically and
optimized for calculation) only permits block lengths (3.11), N, that correspond to a power of two. FFT analyzers
thus need a sampling frequency that is at least 2,56 times the maximum frequency to be analysed.
3.9
aliasing
reflection in the line spectrum (3.12) of frequency components from the range above the sampling
frequency (3.8) divided by two ( f /2) in the range below f /2
S S
Note 1 to entry: Antialiasing filters (3.10) are used to avoid errors through such reflections.
Note 2 to entry: Half the sampling frequency ( f /2) is also known as the Nyquist frequency.
S
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3.10
antialiasing filter
low-pass filter
ideal filter that allow frequencies below half the sampling frequency (3.8) to pass through completely
(without influencing the signal), but completely block all higher frequencies
...

SPÉCIFICATION ISO
PUBLIQUEMENT 20065
DISPONIBLE
Première édition
2016-07-01
Acoustique — Méthode objective
d’évaluation de l’audibilité des
tonalités dans le bruit — Méthode
d’expertise
Acoustics — Objective method for assessing the audibility of tones in
noise — Engineering method
Numéro de référence
©
ISO 2016
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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définition . 1
4 Mode opératoire de mesurage . 5
4.1 Généralités . 5
4.2 Instruments de mesurage . 5
4.3 Moyennage des spectres de base . 6
5 Évaluation . 6
5.1 Informations générales . 6
5.2 Largeur Δf de la bande critique . 7
c
5.3 Détermination des tonalités marquées. 7
5.3.1 Informations générales . 7
5.3.2 Détermination du niveau moyen en bande fine L du bruit de masquage . 7
S
5.3.3 Détermination du niveau de la tonalité L d’une tonalité dans une
T
bande critique . 8
5.3.4 Distinction d’une tonalité . 9
5.3.5 Détermination du niveau de bande critique L du bruit de masquage .10
G
5.3.6 Indice de masquage .10
5.3.7 Détermination de l’audibilité ΔL . 10
5.3.8 Détermination de l’audibilité décisive ΔL d’un spectre en bande fine .11
j
5.3.9 Détermination de l’audibilité moyenne ΔL d’un nombre de spectres .12
6 Calcul de l’incertitude de l’audibilité ΔL .13
7 Recommandations pour la présentation des résultats .16
7.1 Mesurage .16
7.2 Environnement acoustique .16
7.3 Instruments de mesurage, d’enregistrement et d’évaluation.16
7.4 Données acoustiques .16
Annexe A (informative) Effet de fenêtre et effet de palissade .17
Annexe B (informative) Pouvoir de résolution de l’oreille humaine à des fréquences
inférieures à 1 000 Hz et positions géométriques des bandes critiques —
fréquences de coupure .20
Annexe C (informative) Masquage, seuil de masquage, indice de masquage .22
Annexe D (informative) Méthode itérative de détermination de l’audibilité ∆L .23
Annexe E (informative) Exemple de détermination de l’audibilité tonale.27
Bibliographie .33
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à
l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes
de l’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos —
Informations supplémentaires.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 43, Acoustique sous-comité SC 1, Bruit.
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SPÉCIFICATION PUBLIQUEMENT DISPONIBLE ISO/PAS 20065:2016(F)
Acoustique — Méthode objective d’évaluation de
l’audibilité des tonalités dans le bruit — Méthode
d’expertise
1 Domaine d’application
La présente Spécification publiquement disponible décrit une méthode de détermination objective de
l’audibilité des tonalités dans le bruit environnemental.
La présente Spécification publiquement disponible est destinée à améliorer la méthode habituelle
d’évaluation sur la base de l’impression auditive, en particulier en cas d’absence d’accord sur le degré
d’audibilité des tonalités. La méthode décrite peut être utilisée lorsque la fréquence de la tonalité
évaluée est égale ou supérieure à 50 Hz. Dans les autres cas, si la fréquence de la tonalité est inférieure
à 50 Hz ou si d’autres types de bruit (par exemple un crissement) doivent être capturés, la présente
méthode ne peut pas remplacer l’évaluation subjective.
La méthode présentée ici peut être utilisée sur les postes de mesurage continu qui fonctionnent
automatiquement.
2 Références normatives
Les documents ci-après, dans leur intégralité ou non, sont des références normatives indispensables à
l’application du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les
références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 1996-1, Acoustique — Description, mesurage et évaluation du bruit de l’environnement — Partie 1:
Grandeurs fondamentales et méthodes d’évaluation.
IEC 61672-1, Électroacoustique — Sonomètres — Partie 1: spécifications.
3 Termes et définition
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les termes et définitions donnés dans l’ISO 1996-1
ainsi que les suivants s’appliquent.
3.1
tonalité
présence d’une tonalité dans un bruit, dont le niveau est inférieur à celui des autres composantes de
bruit dans la bande critique (3.5) autour de la fréquence de la tonalité (3.2) de moins de la valeur de
l’indice de masquage (3.16), a
v
3.2
fréquence de la tonalité
f
T
fréquence de la raie spectrale (3.23) (ou de la fréquence à mi-bande du filtre en bande fine), au niveau de
laquelle la tonalité contribue le plus fortement
3.3
niveau de la tonalité
L
T
sommation d’énergie du niveau en bande fine (3.22) contenant la fréquence de la tonalité (3.2), f , et de
T
ceux des raies latérales autour de f pouvant être assignées à cette tonalité
T
Note 1 à l’article: Si la bande critique (3.5) pour la fréquence f considérée contient un certain nombre de tonalités,
T
alors le niveau de la tonalité L est la somme de l’énergie de ces tonalités. Ce niveau L est ensuite assigné à la
T T
fréquence de la tonalité participante qui présente la valeur maximale d’audibilité (3.4) ΔL.
Note 2 à l’article: Le procédé de détermination du niveau de la tonalité L d’une tonalité dans une bande critique
T
est décrit en 5.3.3.
3.4
audibilité
ΔL
différence entre le niveau de la tonalité (3.3), L et le seuil de masquage (3.15), L′
T
T
Note 1 à l’article: Le procédé de détermination de l’audibilité décisive (3.24), ΔL d’un spectre à bande fine (3.12) est
j
décrit en 5.3.8.
3.5
bande critique
bande de fréquence d’une largeur de bande (3.17) ∆f dans laquelle le système auditif intègre l’intensité
c
acoustique dans la formation de la sonie et dans laquelle il intègre l’intensité acoustique dans la
formation du seuil de masquage (3.15)
Note 1 à l’article: Cette caractéristique d’une bande critique (voir également les Références [3] et [4]) ne vaut que
pour une gamme de niveau sonore limitée. Cette dépendance est ici négligée.
3.6
niveau moyen de la bande critique en bande fine
L
S
valeur énergétique moyenne de tous les niveaux à bande fine (3.22) dans une bande critique (3.5) qui (en
règle générale) ne dépasse pas cette valeur moyenne de plus de 6 dB
Note 1 à l’article: Le procédé de détermination du niveau moyen à bande fine L du bruit de masquage est décrit
S
en 5.3.2 et à l’Annexe D (méthode itérative).
3.7
niveau de bande critique
L
G
niveau de bruit qui est assigné à la bande critique (3.5) qui décrit la caractéristique de masquage du
bruit pour une ou plusieurs tonalités du bruit dans cette bande critique
Note 1 à l’article: Voir niveau à bande fine (3.22) et Annexe C pour le masquage.
Note 2 à l’article: Pour la formule de définition de L , voir la Formule (12).
G
3.8
fréquence d’échantillonnage
f
S
nombre d’échantillons pris par seconde
Note 1 à l’article: Les données analogiques fournies en continu sont converties en échantillons par échantillonnage
à des intervalles de temps discrets pour le traitement numérique.
2 © ISO 2016 – Tous droits réservés

Note 2 à l’article: Pour garantir la reproductibilité d’un signal numérisé, le théorème de Shannon exige que la
fréquence d’échantillonnage f soit au moins 2 fois supérieure à la fréquence la plus élevée des composantes
S
de signaux utilisés pour l’évaluation du signal temporel [ f ≥ 2 f , voir également repliement (3.9), filtre anti-
S N
repliement (3.10) et fréquence utile (3.20)
...