Psicoacústica

La psicoacústica sustituye la pregunta «¿cuántos decibelios?» por «¿qué percibe el oyente?». Su magnitud base es la sonoridad: una magnitud perceptiva en sonios, calculada por modelos auditivos que tienen en cuenta el filtrado, el enmascaramiento y la compresión del oído. Sobre la sonoridad se asientan las sensaciones de calidad sonora que distinguen dos sonidos igual de sonoros: la agudeza (énfasis en altas frecuencias), la tonalidad (tonos discretos audibles), la aspereza (modulación rápida) y la intensidad de fluctuación (modulación lenta). Y encima, una métrica combinada de molestia que pesa la sonoridad, la agudeza, la aspereza y la intensidad de fluctuación en un único escalar.

Toda métrica de aquí es una magnitud fijada por un sonido de referencia y no por una unidad física, y conocer el ancla es lo que hace legible una cifra: 1 sonio es un tono de 1 kHz a 40 dB SPL; 1 acum, un ruido del ancho de una banda crítica a 1 kHz y 60 dB; 1 asper, una portadora de 1 kHz totalmente modulada a 70 Hz a 60 dB; 1 vacil, esa misma portadora modulada a 4 Hz; y 1 tu_HMS, un tono de 1 kHz a 40 dB. Están tabuladas juntas, al lado de las escalas de habla y de audición, bajo «Cómo leer las cifras» en la página de la sección.

Las dos familias de páginas difieren en propósito, y esa diferencia decide qué se puede concluir. La sonoridad, la agudeza, la aspereza y la intensidad de fluctuación son magnitudes abiertas para comparar diseños: no hay nota de aprobado, y la afirmación útil es siempre una comparación. Las dos páginas tonales terminan en un veredicto frente a un criterio, porque existen para justificar una declaración o una penalización. ECMA-418-2 queda entre ambas: acompaña su tonalidad (0,4 tu_HMS sobre una banda), su aspereza (0,2 asper) y su intensidad de fluctuación (0,2 vacil_HMS) con criterios de prominencia informativos, que es lo más parecido a una nota de aprobado dentro de la familia de las magnitudes. Todas comparten un prerrequisito: una señal calibrada de forma absoluta en pascales, porque toda métrica de aquí depende del nivel.

Sonoridad es la página fundacional: el método de referencia Zwicker de ISO 532-1 con su ficha de una página, junto con las líneas isofónicas de ISO 226:2023 que anclan la escala perceptiva para tonos puros. Las familias de modelos más recientes, Moore-Glasberg según ISO 532-2/-3 y el modelo auditivo de Sottek de ECMA-418-2, continúan en Sonoridad avanzada, que además lleva la tabla de elección de modelo. Métricas de calidad sonora añade la agudeza según DIN 45692 y la tonalidad, la aspereza y la intensidad de fluctuación de ECMA-418-2, que comparten el front-end auditivo de Sottek.

Los tonos en ruido reciben dos páginas dedicadas porque se les hacen dos preguntas distintas. Tonos discretos prominentes (ECMA-418-1) responde a una pregunta de ruido de producto: ¿es este tono prominente según los criterios de relación tono-ruido y relación de prominencia usados en las declaraciones de equipos informáticos? Audibilidad objetiva de tonos en ruido (ISO/PAS 20065) responde a una ambiental: ¿en cuántos decibelios supera el tono su umbral de enmascaramiento?, la audibilidad que alimenta la penalización tonal de ISO 1996-2.

Molestia psicoacústica e intensidad de fluctuación cierra la cadena con el modelo de Fastl y Zwicker, que combina sonoridad, agudeza, aspereza y la sensación de modulación lenta de la intensidad de fluctuación en un único valor de molestia. Léela en último lugar: tres de sus cuatro entradas salen de las páginas anteriores, y la cuarta, la intensidad de fluctuación, la aporta ella misma, tanto en la forma cerrada de Fastl y Zwicker como en el modelo de señal de Osses 2016. La intensidad de fluctuación de ECMA-418-2 de la página de calidad sonora es un modelo normativo más de esa misma sensación, bajo otro nombre de unidad.

Páginas de esta sección

• Sonoridad: la sonoridad Zwicker de ISO 532-1 en sonios, más las líneas isofónicas de ISO 226:2023.
• Sonoridad avanzada (ISO 532-2/-3, ECMA-418-2): los modelos de sonoridad Moore-Glasberg y Sottek y la tabla de elección de modelo.
• Métricas de calidad sonora: agudeza (DIN 45692) y tonalidad, aspereza e intensidad de fluctuación de ECMA-418-2.
• Tonos discretos prominentes (ECMA-418-1): relaciones tono-ruido y de prominencia con veredictos de prominencia.
• Audibilidad objetiva de tonos en ruido (ISO/PAS 20065): la audibilidad de un tono sobre el umbral de enmascaramiento, que alimenta el ajuste tonal de ISO 1996-2.
• Molestia psicoacústica e intensidad de fluctuación: el modelo de molestia de Fastl y Zwicker y los modelos de intensidad de fluctuación que consume.

Qué no cubre esta sección

• Aquí todo es monoaural. Las combinaciones binaurales que ECMA-418-2 define para la sonoridad, la aspereza y la intensidad de fluctuación no están implementadas, así que una grabación estéreo o binaural se analiza canal a canal, y ningún modelo de aquí tiene en cuenta la localización ni la liberación espacial del enmascaramiento. Quedan fuera además dos refinamientos opcionales: la ponderación de entropía del apartado 7.1.6, que necesita una señal externa de velocidad de giro, y el pequeño ajuste que permite la nota al pie 47.

• Un veredicto nunca está completo. El indicador prominent que devuelven las funciones de prominencia tonal es solo el criterio numérico; ECMA-418-1 exige además la confirmación auditiva y el filtro del umbral inferior de audición, y ambos quedan a cargo de quien llama. El módulo de audibilidad de tonos es agnóstico a la ponderación y no aplica la ponderación A que exige el apartado 5.3.2, así que pondera A el espectro antes de pasárselo; y toma un espectro de banda estrecha ya calculado en lugar de construirlo desde una grabación.

• Conviene conocer dos desviaciones documentadas. ISO 532-3 prescribe remuestrear a 32 kHz antes del análisis FFT deslizante; esta implementación trabaja a la frecuencia de muestreo nativa, una desviación que se mantiene dentro de la incertidumbre expandida de la norma pero que deberías deshacer remuestreando primero si te importa la conformidad estricta apartado a apartado. Y el modelo de señal de intensidad de fluctuación de Osses 2016 está validado solo para estímulos modulados en amplitud, con un suelo documentado: un tono estacionario de 1 kHz marca unos 0,09 vacil en lugar de 0.

• Por último, ninguna de estas métricas es una respuesta comunitaria: la molestia de aquí es una sensación de laboratorio calculada a partir de una señal, mientras que la molestia que declara un vecindario es una magnitud de encuesta social, que se trata con los indicadores de Medio ambiente y transporte.