Generalized prediction of quiet indoor soundscapes based on retrospective and in-situ judgements
- This dissertation aims to enhance the understanding of how people perceive and react to everyday sounds, particularly in their homes. The focus is laid on indoor soundscapes and the interplay between acoustic measures, individual differences, and contextual factors. A retrospective online study and a field study at peoples’ homes based on the Experience Sampling Method were the ecologically valid ground truth for four key publications. These address significant gaps in soundscape research by providing insights into the factors influencing sound perception in real-life contexts, the evaluation of low-level (i.e., quiet) sounds, and the consequences of (in)appropriate statistical analysis of imbalanced hierarchical soundscape data. The studies reveal that the sound source category is a critical predictor of annoyance and the pleasantness of soundscapes, with different types of sounds (e.g., natural, human, technical) having distinct impacts. Contrary, the effect of acoustic measures likeThis dissertation aims to enhance the understanding of how people perceive and react to everyday sounds, particularly in their homes. The focus is laid on indoor soundscapes and the interplay between acoustic measures, individual differences, and contextual factors. A retrospective online study and a field study at peoples’ homes based on the Experience Sampling Method were the ecologically valid ground truth for four key publications. These address significant gaps in soundscape research by providing insights into the factors influencing sound perception in real-life contexts, the evaluation of low-level (i.e., quiet) sounds, and the consequences of (in)appropriate statistical analysis of imbalanced hierarchical soundscape data. The studies reveal that the sound source category is a critical predictor of annoyance and the pleasantness of soundscapes, with different types of sounds (e.g., natural, human, technical) having distinct impacts. Contrary, the effect of acoustic measures like perceived and calculated loudness on sound perception was expected to be high but was masked by contextual factors. These were the perceived control over the acoustic situation and the affective state of a person in the specific situation, proving context-related perceptual measures to be more important than the sound itself. The research consequently highlights the need for automatic sound source identification in complex polyphony everyday sound environments and suggests that individual preferences and liking of sounds could be potential factors in predicting individual sound perception. The dissertation also emphasizes the importance of using appropriate statistical methods, including mixed-effects models and nonlinear regression techniques, to generate more generalizable and more valid results based on hierarchical and imbalanced soundscape data. The findings underscore the limitations of traditional acoustic metrics and advocate for the use of time-series data to better capture the dynamic nature of everyday sound environments in contrast to stimuli typically used in laboratory studies. The author further developed a multi-objective function for avoiding both over- and underfitting during hyperparameter tuning, significantly improving generalized model fitting in soundscape research. Overall, this work contributes to the field of soundscape research by providing a comprehensive analysis of sound perception in indoor environments, highlighting the importance of context, individual differences, and advanced statistical methods in understanding and modeling soundscapes. Finally, future perspectives were discussed, such as the focus on individual preferences, experiences, and expectations for the improved prediction of individual sound perception.…


- Diese Dissertation verbessert das Verständnis dafür, wie Menschen alltägliche Geräusche wahrnehmen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Geräuschkulisse in Innenräumen und dem Zusammenspiel von (psycho-)akustischen Messgrößen, individuellen Unterschieden und kontextuellen Faktoren. Eine retrospektive Online-Studie und eine Feldstudie in Wohnräumen der Probanden bildeten die ökologisch valide Grundlage der vier Schlüsselpublikationen. Diese untersuchen Faktoren, die die Geräuschwahrnehmung in realen Kontexten beeinflussen, indem sie die Bewertung von Geräuschen und die Folgen einer (un-)angemessenen statistischen Analyse von unausgewogenen hierarchischen Soundscape-Daten betrachten. Die Studien zeigen, dass die Kategorie der Geräuschquelle ein entscheidender Prädiktor für die Belästigung und die Angenehmheit ist. Entgegen der Erwartung, dass akustische Messgrößen wie die wahrgenommene und berechnete Lautheit einen großen Einfluss auf die Geräuschwahrnehmung haben, zeigte sich jedoch,Diese Dissertation verbessert das Verständnis dafür, wie Menschen alltägliche Geräusche wahrnehmen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Geräuschkulisse in Innenräumen und dem Zusammenspiel von (psycho-)akustischen Messgrößen, individuellen Unterschieden und kontextuellen Faktoren. Eine retrospektive Online-Studie und eine Feldstudie in Wohnräumen der Probanden bildeten die ökologisch valide Grundlage der vier Schlüsselpublikationen. Diese untersuchen Faktoren, die die Geräuschwahrnehmung in realen Kontexten beeinflussen, indem sie die Bewertung von Geräuschen und die Folgen einer (un-)angemessenen statistischen Analyse von unausgewogenen hierarchischen Soundscape-Daten betrachten. Die Studien zeigen, dass die Kategorie der Geräuschquelle ein entscheidender Prädiktor für die Belästigung und die Angenehmheit ist. Entgegen der Erwartung, dass akustische Messgrößen wie die wahrgenommene und berechnete Lautheit einen großen Einfluss auf die Geräuschwahrnehmung haben, zeigte sich jedoch, dass diese durch kontextbezogene Faktoren maskiert wurde. Dabei handelte es sich um die empfundene Kontrolle über die akustische Situation und den emotionalen Zustand einer Person in der spezifischen Situation, wobei sich kontextbezogene Wahrnehmungsmaße als wichtiger erwiesen als das Umgebungsgeräusch selbst. Die Untersuchung unterstreicht folglich die Notwendigkeit einer automatischen Identifizierung von Geräuschquellen in komplexen polyphonen alltäglichen Geräuschumgebungen und legt nahe, dass individuelle Vorlieben für bestimmte Klänge wichtige Faktoren bei der Vorhersage der individuellen Geräuschwahrnehmung sein könnten. Die Dissertation unterstreicht zusätzlich die Bedeutung der Verwendung geeigneter statistischer Methoden, einschließlich Modellen mit gemischten Effekten und nichtlinearen Regressionstechniken, um verallgemeinerungsfähigere Ergebnisse auf der Grundlage hierarchischer und unausgewogener Daten von Soundscape-Studien zu erzielen. Die Ergebnisse zeigen zudem die Grenzen akustischer und psychoakustischer Metriken auf und implizieren die Verwendung von Zeitreihendaten, um die dynamische Natur alltäglicher Geräuschumgebungen besser zu repräsentieren. Darüber hinaus entwickelte der Autor eine Mehrzieloptimierung zur Vermeidung von Über- und Unteranpassung beim Hyperparametertuning, wodurch die Anpassung verallgemeinerbarer Modelle erheblich verbessert wird. Insgesamt leistet diese Arbeit einen wesentlichen Beitrag, indem sie eine umfassende Analyse der Geräuschwahrnehmung in Innenräumen liefert und die Bedeutung von Kontext, individuellen Unterschieden und angemessenen statistischen Methoden für das Verständnis und die Modellierung von Soundscapes hervorhebt. Abschließend werden mögliche Zukunftsperspektiven erörtert, wie z. B. der Fokus auf individuelle Präferenzen, Erfahrungen und Erwartungen für eine verbesserte Vorhersage der individuellen Geräuschwahrnehmung.…


| Author: | Siegbert VersümerORCiD |
|---|---|
| open access: | Bronze - frei zugänglich aber ohne Lizenzhinweis, d.h. keine Weitergabe |
| Institutes: | Institute of Sound and Vibration Engineering (ISAVE) |
| Research fields: | Leben und Wohlergehen / Prävention von Krankheiten |
| Fachbereich/Einrichtung: | Hochschule Düsseldorf / Fachbereich - Medien |
| Document Type: | Doctoral Thesis |
| Year of Completion: | 2025 |
| Referee: | Stefan WeinzierlORCiDGND, André FiebigORCiDGND, Jochen SteffensORCiDGND, Christoph PörschmannORCiDGND |
| Language of Publication: | English |
| Publisher: | Berlin |
| Place of publication: | Technische Universität Berlin |
| Contributing Corporation: | Hochschule Düsseldorf |
| Page Number: | 199 |
| DOI: | https://doi.org/10.14279/depositonce-23962 |
| Other Person(s): | Meike HoppGND |
| GND Keyword: | PsychoakustikGND; LautwahrnehmungGND; LautstärkeGND; BelästigungGND |
| Funding institution: | BMBF |
| Funding number: | 13FH729IX6 |
| Dewey Decimal Classification: | 1 Philosophie und Psychologie / 15 Psychologie / 152 Sinneswahrnehmung, Bewegung, Emotionen, Triebe |
| Licence (German): | |
| Release Date: | 2025/07/16 |