JP2001165766A - Device for evaluating loudness of unsteady noise - Google Patents

Device for evaluating loudness of unsteady noise

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JP2001165766A
JP2001165766A JP34879999A JP34879999A JP2001165766A JP 2001165766 A JP2001165766 A JP 2001165766A JP 34879999 A JP34879999 A JP 34879999A JP 34879999 A JP34879999 A JP 34879999A JP 2001165766 A JP2001165766 A JP 2001165766A
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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To evaluate the loudness of unsteady noise, to clarify noise problems from an auditory point of view, and to plan and take antinoise measures based on the sense of hearing. SOLUTION: Mechanical noise is measured by a noise measuring device 1, and its measurement data is converted to a digital amount and stored in a data storage device 3. The digital data stored in the data storage device 3 is inputted to a digital filter 4 to pass noise components in a critical band within the audio-frequency region to rectify a pass sound-pressure waveform for every band by a half-wave rectifier 5. The envelope of each rectified waveform is obtained by an envelope computing unit 6 to output a corresponding sound level to a level computing unit 7 to convert levels. Loudness for every critical band is obtained by an auditory characteristic device 8 from the conversion output of the level computing unit 7. A change in loudness which attracts human attention is taken as a characteristic amount by statistical analysis by a characteristics extractor 9, and total loudness ZH is computed from the characteristic amount by a neural network device 10 for unsteady sound and displayed on a display 11.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、建設機械・車両等
の産業機械、並びに空調機等の民生機械に適用される非
定常騒音のラウドネス評価装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for evaluating loudness of unsteady noise applied to industrial machines such as construction machines and vehicles, and consumer machines such as air conditioners.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の機械騒音は、騒音計測器による音
量の大小によって騒音の大きさ、やかましさ等を判断し
て騒音対策が施され、音量を低減させることにより、周
囲の環境保全がなされてきた。音量は通常「デシベル」
を単位とする評価基準が定まっており、騒音のデシベル
数(レベル)を測定することにより、その騒音を法令で
定められたレベル以下にすることが騒音対策の目的であ
った。
2. Description of the Related Art Conventional mechanical noise measures are taken based on the loudness and loudness of a noise measured by a noise measuring instrument, and noise measures are taken. By reducing the loudness, the surrounding environment is protected. Have been. Volume is usually "dB"
The standard of evaluation has been determined, and the purpose of noise control was to reduce the noise to or below the level specified by law by measuring the number of decibels (level) of noise.

【0003】しかしながら、時間変化に伴い音圧が変動
する非定常騒音については騒音計の動特性が人間の聴覚
期間の動特性を正確に近似したものではないため、騒音
を聴取した人間の聴覚と騒音計の指示値の傾向が異なる
問題が発生する場合があった。特に衝撃音並びに衝撃性
の間欠音については、騒音計の動特性が非常に大きく影
響するため、人間が感じる聴覚を再現し得る騒音計測及
び評価は現在ではなし得ない。
However, with regard to unsteady noise whose sound pressure fluctuates with time, the dynamic characteristics of the sound level meter do not accurately approximate the dynamic characteristics of the human auditory period, so that the noise perceived by humans who hear the noise differs from the human auditory perception. There was a case where a problem that the tendency of the indicated value of the sound level meter was different occurred. In particular, as for the impact sound and the intermittent impact sound, the dynamic characteristics of the sound level meter have a great influence, so that noise measurement and evaluation that can reproduce the human sense of hearing cannot be performed at present.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の騒音計による非
定常音計測には、次の解決すべき課題がある。すなわ
ち、騒音計の基本的な計測処理としては、図7に示すよ
うに、マイクロホンにより計測された音圧を時刻刻みΔ
tで離散化した第iステップの音圧をP(i)とする
と、基準音圧(P0 )により除算され無次元化されると
共に二乗化され、一次遅れ系の伝達特性を掛け合わせて
騒音レベルLp(i)が演算される。なお、一次遅れ系
の時定数Tとしては、通常のFastモードで125m
secと設定されている。
However, the conventional non-stationary sound measurement using a sound level meter has the following problems to be solved. That is, as a basic measurement process of the sound level meter, as shown in FIG. 7, the sound pressure measured by the microphone is measured at time intervals Δ
Assuming that the sound pressure at the i-th step discretized by t is P (i), the sound pressure is divided by the reference sound pressure (P 0 ) to be dimensionless, squared, and multiplied by the transfer characteristic of the first-order lag system. The level L p (i) is calculated. The time constant T of the first-order lag system is 125 m in the normal Fast mode.
sec.

【0005】また、従来は、図7の回路をベースに、測
定時間内の音圧のエネルギー平均を求める等価騒音レベ
ル(Leq)で騒音レベルの大小を判定する場合が多い。
しかしながら、この方法では、例えば衝撃性騒音の立ち
上がり、大きさ及び継続時間が異なり、聴感的には全く
異なった音でもエネルギーレベルさえ同じであれば、当
然同じ騒音レベルを示すことになるため、騒音評価技術
としては不備な点がある。
Conventionally, the magnitude of the noise level is often determined based on the equivalent noise level (L eq ) for obtaining the energy average of the sound pressure within the measurement time based on the circuit of FIG.
However, in this method, for example, the rise, magnitude and duration of the impact noise are different, and if the energy level is the same even if the sound is completely different from the auditory sense, the sound level will naturally show the same noise level. There are deficiencies in the evaluation technology.

【0006】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、非定常騒音のラウドネス(音の大きさ)を評価で
き、聴感上の騒音の問題点の明確化及び人間の聴感覚に
基づく騒音対策の立案、実施が可能となる非定常騒音の
ラウドネス評価装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and can evaluate the loudness (loudness) of non-stationary noise, clarify the problem of auditory noise, and reduce noise based on human hearing. It is an object of the present invention to provide a loudness evaluation device for non-stationary noises, which makes it possible to plan and implement the method.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】第1の発明に係る非定常
騒音のラウドネス評価装置は、非定常騒音を計測する計
測手段と、この計測手段で計測された騒音を臨界帯域毎
に周波数分離して取り出すフィルタと、このフィルタに
より取り出された騒音信号を整流する整流手段と、この
整流手段で整流された音量のエンベロープを求めるエン
ベロープ演算手段と、このエンベロープ演算手段で求め
たエンベロープのレベルを変換するレベル演算手段と、
このレベル演算手段で変換されたレベルから臨界帯域毎
のラウドネスを求める聴覚特性器と、この聴覚特性器で
求めたラウドネスの変化を特徴量として抽出する特徴抽
出手段と、この特徴抽出手段で抽出された特徴量に基づ
いて総合ラウドネスを求める非定常音用ニューラルネッ
トと、この非定常音用ニューラルネットで求めた総合ラ
ウドネスを表示するラウドネス表示手段とを具備したこ
とを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a loudness evaluation apparatus for unsteady noise, comprising: a measuring means for measuring the unsteady noise; and a frequency separating means for separating the noise measured by the measuring means for each critical band. Filter, a rectifier for rectifying the noise signal extracted by the filter, an envelope calculator for obtaining an envelope of the volume rectified by the rectifier, and a level of the envelope obtained by the envelope calculator. Level calculation means,
An auditory characteristic device for obtaining the loudness for each critical band from the level converted by the level calculating device, a characteristic extracting device for extracting a change in the loudness obtained by the auditory characteristic device as a feature amount, And a loudness display means for displaying the total loudness obtained by the non-stationary sound neural network for obtaining the total loudness based on the obtained characteristic amount.

【0008】第2の発明に係る非定常騒音のラウドネス
評価装置は、非定常騒音を計測する計測手段と、この計
測手段で計測された騒音を臨界帯域毎に周波数分離して
取り出すフィルタと、このフィルタにより取り出された
騒音信号を整流する整流手段と、この整流手段で整流さ
れた音量のエンベロープを求めるエンベロープ演算手段
と、このエンベロープ演算手段で求めたエンベロープの
レベルを変換するレベル演算手段と、このレベル演算手
段で変換されたレベルから臨界帯域毎のラウドネスを求
める聴覚特性器と、定常音に対して臨海帯域毎のラウド
ネスと総合ラウドネスの間を非直線近似するように予め
同定され、前記聴覚特性器で求めた臨界帯域毎のラウド
ネスに基づいて非定常音に対する総合ラウドネスを求め
る定常音用ニューラルネットと、この定常音用ニューラ
ルネットで求めた総合ラウドネスを表示するラウドネス
表示手段とを具備したことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an unsteady noise loudness evaluation device, comprising: a measuring means for measuring the unsteady noise; a filter for separating the noise measured by the measuring means by frequency separation for each critical band; A rectifier for rectifying the noise signal extracted by the filter, an envelope calculator for obtaining an envelope of the volume rectified by the rectifier, a level calculator for converting the level of the envelope obtained by the envelope calculator, An auditory characteristic device for obtaining a loudness for each critical band from the level converted by the level calculating means, and an audio characteristic device which is identified in advance so as to nonlinearly approximate between the loudness for each critical band and the total loudness for a stationary sound, Sound for the unsteady sound based on the loudness for each critical band And Runetto, characterized in that it was and a loudness display means for displaying the overall loudness obtained by the neural net for this steady sound.

【0009】第3の発明に係る非定常騒音のラウドネス
評価装置は、非定常騒音を計測する計測手段と、この計
測手段で計測された騒音を臨界帯域毎に周波数分離して
取り出すフィルタと、このフィルタにより取り出された
騒音信号を整流する整流手段と、この整流手段で整流さ
れた音量のエンベロープを求めるエンベロープ演算手段
と、このエンベロープ演算手段で求めたエンベロープの
レベルを変換するレベル演算手段と、このレベル演算手
段で変換されたレベルから臨界帯域毎のラウドネスを求
める聴覚特性器と、定常音に対して臨海帯域毎のラウド
ネスと総合ラウドネスの間を非直線近似するように予め
同定され、前記聴覚特性器で求めた臨界帯域毎のラウド
ネスに基づいて非定常音に対する総合ラウドネスを求め
る定常音用ニューラルネットと、この定常音用ニューラ
ルネットで求めた総合ラウドネスの波形を表示するラウ
ドネス波形表示手段と、前記定常音用ニューラルネット
で求めた総合ラウドネスの波形を用途に応じて加工する
ラウドネス演算手段と、このラウドネス演算手段で加工
された総合ラウドネスを表示するラウドネス表示手段と
を具備したことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an apparatus for evaluating loudness of unsteady noise, comprising: a measuring means for measuring the unsteady noise; a filter for separating the noise measured by the measuring means by frequency separation for each critical band; A rectifier for rectifying the noise signal extracted by the filter, an envelope calculator for obtaining an envelope of the volume rectified by the rectifier, a level calculator for converting the level of the envelope obtained by the envelope calculator, An auditory characteristic device for obtaining a loudness for each critical band from the level converted by the level calculating means, and an audio characteristic device which is identified in advance so as to nonlinearly approximate between the loudness for each critical band and the total loudness for a stationary sound, Sound for the unsteady sound based on the loudness for each critical band Lunet, loudness waveform display means for displaying the waveform of the total loudness determined by the neural network for stationary sound, loudness calculation means for processing the waveform of the total loudness determined by the neural network for stationary sound according to the application, And a loudness display means for displaying the total loudness processed by the loudness calculation means.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0011】(第1実施形態)図1は、本発明の第1実
施形態に係る非定常騒音のラウドネス評価装置の構成を
示すブロック図である。
(First Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a non-stationary noise loudness evaluation apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【0012】図1において、1は機械装置から放射され
る機械騒音を計測する騒音計測器(騒音計)で、この騒
音計測器1により計測された音圧データはアナログ/デ
ィジタル変換器2によりディジタル量に変換され、デー
タ記憶器3に記憶される。これらの騒音計測器1、アナ
ログ/ディジタル変換器2及びデータ記憶器3により、
被検体である機械騒音の計測及びデータ収録が行なわれ
る。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a noise measuring instrument (sound meter) for measuring mechanical noise radiated from a mechanical device, and sound pressure data measured by the noise measuring instrument 1 is digitally converted by an analog / digital converter 2. It is converted into a quantity and stored in the data storage 3. By these noise measuring instrument 1, analog / digital converter 2 and data storage 3,
Measurement and data recording of the mechanical noise of the subject are performed.

【0013】そして、上記データ記憶器3に記憶された
騒音データは、ディジタルフィルタ器4に入力される。
このディジタルフィルタ器4は、上記騒音データに対し
て可聴周波数域内での例えば24個の臨界帯域における
騒音成分を通過させるフィルタF1 ,F2 ,…,F24
らなっている。上記臨界帯域とは、人間の周波数弁別等
の聴覚現象と深く関わり合いのある周波数帯域のこと
で、図2に示すように可聴周波数域において、合計24
個の帯域が代表例としてある。
The noise data stored in the data storage 3 is input to a digital filter 4.
The digital filter 4 includes filters F 1 , F 2 ,..., F 24 that pass through the noise data, for example, noise components in 24 critical bands in the audible frequency range. The critical band is a frequency band that is closely related to an auditory phenomenon such as human frequency discrimination, and as shown in FIG.
Are representative examples.

【0014】上記ディジタルフィルタ器4の出力は、各
帯域毎の通過音圧波形が半波整流器5により整流され、
音量A1 ,A2 ,…,A24がエンベロープ演算器6へ送
られる。このエンベロープ演算器6は、波形のエンベロ
ープ(包絡線)を求め、各対応する音量P1 ,P2
…,P24をレベル演算器7へ出力する。このレベル演算
器7は、エンベロープ演算器6で求めた音量をレベル変
換し、その変換したレベルL1 ,L2 ,…,L24を聴覚
特性器8へ出力する。この聴覚特性器8は、人間の聴覚
特性を模擬した聴覚フィルタにより、臨界帯域毎のラウ
ドネスH1 ,H2,…,H24を求めて特徴抽出器9へ出
力する。
The output of the digital filter 4 is obtained by rectifying a passing sound pressure waveform for each band by a half-wave rectifier 5,
The volumes A 1 , A 2 ,..., A 24 are sent to the envelope calculator 6. The envelope calculator 6 determines the envelope of the waveform (envelope), and determines the corresponding volume P 1 , P 2 ,
.., P 24 are output to the level calculator 7. The level calculator 7 converts the level of the sound volume obtained by the envelope calculator 6 and outputs the converted levels L 1 , L 2 ,..., L 24 to the auditory characteristic device 8. The auditory characteristic unit 8 obtains loudnesses H 1 , H 2 ,..., H 24 for each critical band using an auditory filter simulating human auditory characteristics, and outputs the loudnesses to the feature extractor 9.

【0015】上記特徴抽出器9は、統計解析により人間
が注目するラウドネス変化、例えば変動幅、頻度、時間
当たりの変動量等を特徴量S1 ,S2 ,…,S24として
非定常音用ニューラルネット器10へ出力する。上記非
定常音用ニューラルネット器10は、事前に上記特徴量
1 ,S2 ,…,S24と騒音のラウドネスの関係を非線
形近似できるように同定されたものであり、特徴量の入
力を受けると、総合ラウドネスZH を出力することがで
きる。この非定常音用ニューラルネット器10の出力
(総合ラウドネスZH )は、ラウドネス表示器11で表
示される。
The feature extractor 9 converts loudness changes, for example, fluctuation width, frequency, fluctuation amount per time, etc., which are noticed by humans by statistical analysis, as characteristic amounts S 1 , S 2 ,..., S 24 for non-stationary sounds. Output to the neural network device 10. The non-stationary sound neural network device 10 is identified in advance so that the relationship between the feature amounts S 1 , S 2 ,..., S 24 and the loudness of noise can be nonlinearly approximated. Then, the total loudness Z H can be output. The output (total loudness Z H ) of the non-stationary sound neural network device 10 is displayed on a loudness display 11.

【0016】次に上記実施形態の動作を説明する。Next, the operation of the above embodiment will be described.

【0017】計測工程では、時間刻みΔtで離散化され
た第iステップにおいて、騒音計測器1により計測され
た音圧P(i)を即座に基準音圧(P0 )により除算
し、その時間変化をアナログ/ディジタル変換器2によ
りサンプリング(離散化)し、データ記憶器3に保存す
る。このデータ記憶器3に保存された音圧データは、演
算処理系に送られる。
In the measuring step, the sound pressure P (i) measured by the noise measuring device 1 is immediately divided by the reference sound pressure (P 0 ) in the i-th step discretized by the time step Δt, The change is sampled (discretized) by the analog / digital converter 2 and stored in the data storage 3. The sound pressure data stored in the data storage 3 is sent to an arithmetic processing system.

【0018】次の演算工程においては、保存データに対
してディジタルフィルタ器4の帯域通過(バンドパス)
フィルタを用いて図2に示す臨界帯域毎の通過音圧波形
を求め、半波整流器5により整流した後、エンベロープ
演算器6で波形のエンベロープ(包絡線)を求め、更に
レベル演算器7でレベル波形に変換する。
In the next operation step, the stored data is subjected to band pass (band pass) of the digital filter 4.
A passing sound pressure waveform for each critical band shown in FIG. 2 is obtained by using a filter, rectified by a half-wave rectifier 5, an envelope (envelope) of the waveform is obtained by an envelope calculator 6, and a level is calculated by a level calculator 7. Convert to waveform.

【0019】次の評価工程においては、臨界帯域毎のレ
ベル波形が聴覚特性器8に入力されるが、図3に示すよ
うにレベル波形とラウドネス波形の間に成立するマスキ
ングの関係、つまり、 a.レベル波形により発生したラウドネスは後続するレ
ベル波形をマスクし、 b.レベルがそのときのラウドネスを越えない限り認識
されない、 を満足するような信号処理を行なう。
In the next evaluation step, the level waveform for each critical band is input to the auditory characteristic device 8, and as shown in FIG. 3, the masking relationship established between the level waveform and the loudness waveform, ie, a . Loudness generated by the level waveform masks subsequent level waveforms, b. The signal processing that satisfies the condition that is not recognized unless the level exceeds the loudness at that time is performed.

【0020】すなわち、図4のように第j番目の帯域
で、第iステップのレベルをLj(i)、第i-1ステップの
レベルをLj(i-1)とすると、減算器21でレベル増分Δ
j(i)が求められ、マスキングが無い(OFF)時には
これがそのまま聴覚フィルタ25に作用し、ラウドネス
増分Δhj(i)を演算し、その時までに積算されて記憶子
27に保持されている瞬時ラウドネスhj(i)に加算され
る。そして、その時のレベルLj(i)と大小比較し(ステ
ップA)、その比較結果により、 (1) hj(i) > Lj(i) :マスキング発生 (2) Lj(i) > hj(i) :マスキング解除 の条件処理を図中の破線内ルーチンで行なう。この破線
内ルーチンは、例えば減算器21から記憶子23への入
力ΔLj(i)をON/OFFするスイッチ素子22及び上
記減算器21の出力ΔLj(i)と記憶子23に記憶された
信号を切替えるスイッチ素子24からなり、上記ステッ
プAの比較結果に従ってスイッチ素子22、24を切替
えることにより実行される。更には、その帯域で評価さ
れる帯域ラウドネスHj(i)は、瞬時ラウドネスhj(i)と
レベルLj(i)の大小比較(ステップA)により最大値2
8をとる。
That is, as shown in FIG. 4, in the j-th band, if the level of the i-th step is L j (i) and the level of the i-th step is L j (i-1), the subtractor 21 And the level increment Δ
L j (i) is obtained, and when there is no masking (OFF), this acts on the auditory filter 25 as it is, calculates the loudness increment Δh j (i), and is accumulated by that time and stored in the memory 27. It is added to the instantaneous loudness h j (i). Then, the level is compared with the level L j (i) at that time (step A). According to the comparison result, (1) h j (i)> L j (i): occurrence of masking (2) L j (i)> h j (i): The masking release condition processing is performed by the routine within the broken line in the figure. The dashed line in the routine, for example stored from the subtracter 21 to the switching element 22 and the output [Delta] L j (i) and Kiokuko 23 of the subtractor 21 for ON / OFF input ΔL j (i) to Kiokuko 23 The switching operation is performed by switching the switching elements 22 and 24 according to the comparison result of the above step A. Further, the band loudness H j (i) evaluated in the band is the maximum value 2 by comparing the magnitude of the instantaneous loudness h j (i) and the level L j (i) (step A).
Take 8.

【0021】また、聴覚特性器8は、図5に示されるよ
うにsをラプラス変換とすると、音圧レベルに対する積
分型と微分型の下記の伝達特性を有しており、特に微分
型はレベル上昇時のみに作用する特性となる。
As shown in FIG. 5, the auditory characteristic device 8 has the following integral-type and differential-type transfer characteristics with respect to the sound pressure level, where s is Laplace transform. This is a characteristic that works only when the ascending is performed.

【0022】 微分型: Gd(s)=Kd s/{(Td s+1)(s2 +2ζω0 s+1)} 積分型: Gi(s)=Ki /(Ti s+1) ここにKd 、Ki はゲイン定数、Td 、Ti は時定数、
ω0 とζは二次遅れ系の固有振動数と減衰比である。一
例として中心周波数1kHzの帯域では次のように定め
る。
The differential: G d (s) = K d s / {(T d s + 1) (s 2 + 2ζω 0 s + 1)} integral: G i (s) = K i / (T i s + 1) where K d and K i are gain constants, T d and T i are time constants,
ω 0 and ζ are the natural frequency and damping ratio of the second-order lag system. As an example, in the band of the center frequency of 1 kHz, it is determined as follows.

【0023】 Kd =2×104d =0.06(sec) ω0 =6.283×102(rad/sec) ζ =0.4 Ki =1 Ti =0.08(sec) そして、それぞれを積分型及び微分型ラウドネスと称
し、hj(I)(i)及びhj(D )(i)と表し、総合的な瞬時ラウ
ドネスhj(i)はそれらの総和とする。
[0023] K d = 2 × 10 4 T d = 0.06 (sec) ω 0 = 6.283 × 102 (rad / sec) ζ = 0.4 K i = 1 T i = 0.08 (sec) Then, they are respectively referred to as integral type and differential type loudness, denoted as hj (I) (i) and hj (D ) (i), and the total instantaneous loudness hj (i) is the sum of them.

【0024】次の特徴抽出器9は非定常音用ニューラル
ネット器10と密接な関係があり、ニューラルネット器
10はその入力になる特徴量S1 ,S2 ,…,S24と出
力(総合ラウドネスZH )の関係を良好に表し得るもので
なければならない。通常、本実施形態への適用の前に、
基礎実験等によりネットワークを構築する必要がある。
この特徴量については騒音の種類、性状により異なり、
各帯域毎のラウドネスの変動幅、頻度、時間変化等とな
る。
The next feature extractor 9 has a close relationship with the neural network unit 10 for non-steady sounds, neural network 10 will feature amount S 1, S 2 becomes the input, ..., S 24 and the output (Overall It must be able to express the relationship of loudness Z H ) well. Usually, before application to this embodiment,
It is necessary to build a network through basic experiments.
This feature varies depending on the type and nature of the noise.
The variation range, frequency, and time change of the loudness for each band are obtained.

【0025】これら一連のデータ処理は自動的に行なわ
れるので、騒音計測を行なえば、機械騒音等の非定常騒
音に対する実際の聴感に近いラウドネス波形が演算さ
れ、騒音の問題点の明確化がなされる。
Since these series of data processing are automatically performed, if noise measurement is performed, a loudness waveform close to the actual audibility of unsteady noise such as mechanical noise is calculated, and the problem of noise is clarified. You.

【0026】上記第1実施形態によれば、非定常音の周
波数分離を代表的な聴覚特性である臨海帯域で行ない、
その後、音圧波形を半波整流してそのエンベロープに注
目しているので、データの取り扱いを容易にすることが
できる。また、聴覚特性器8では、微分型と積分型のラ
ウドネスに分け、その総和を瞬時ラウドネスとすると同
時に、そのときの音圧レベルを比較することによりマス
キングの信号処理を行なっているので、その信号処理を
効率的に行なうことができる。更に、非定常音の判断部
にニューラルネットを用いているので、全臨界帯域(2
4個)のラウドネスが全体に与える影響を正確に近似す
ることができる。
According to the first embodiment, the frequency separation of the unsteady sound is performed in the critical band, which is a typical auditory characteristic,
After that, since the sound pressure waveform is half-wave rectified and attention is paid to its envelope, data handling can be facilitated. Further, in the auditory characteristic device 8, the loudness is divided into a differential type and an integral type, and the sum thereof is used as an instantaneous loudness. Processing can be performed efficiently. Further, since a neural network is used for the non-stationary sound determination unit, the entire critical band (2
Four) loudness can accurately approximate the overall effect.

【0027】(第2実施形態)次に本発明の第2実施形
態について説明する。図6は本発明の第2実施形態に係
わる非定常騒音のラウドネス評価装置の構成を示すブロ
ック図である。図6において、1は機械装置から放射さ
れる機械騒音を計測する騒音計測器(騒音計)で、計測さ
れた音圧データはアナログ/ディジタル変換器2により
ディジタル量に変換され、データ記憶装置3に記憶され
る。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the loudness evaluation device for unsteady noise according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 6, reference numeral 1 denotes a noise measuring instrument (sound level meter) for measuring mechanical noise radiated from a mechanical device. The measured sound pressure data is converted into a digital quantity by an analog / digital converter 2 and a data storage device 3 is provided. Is stored.

【0028】データ記憶器3に記憶された音圧データ
は、ディジタルフィルタ器4に入力される。このディジ
タルフィルタ器4は、上記音圧データに対して可聴周波
数域内での例えば24個の臨界帯域における騒音成分を
通過させるフィルタF1 ,F2,…,F24からなってい
る。
The sound pressure data stored in the data storage 3 is input to the digital filter 4. The digital filter 4 is composed of filters F 1 , F 2 ,..., F 24 that pass through the sound pressure data noise components in, for example, 24 critical bands within the audible frequency range.

【0029】上記ディジタルフィルタ器4の出力は、各
帯域毎の通過音圧波形が半波整流器5により整流され、
音量音量A1 ,A2 ,…,A24がエンベロープ演算器6
へ送られる。このエンベロープ演算器6は波形のエンベ
ロープ(包絡線)を求め、各対応する音量P1 ,P2
…,P24をレベル演算器7へ出力し、その変換したレベ
ルL1 ,L2 ,…,L24を聴覚特性器8へ出力する。こ
の聴覚特性器8は、臨界帯域毎のラウドネスH1
2 ,…,H24を求めて定常音用ニューラルネット器1
2へ出力する。
The output of the digital filter 4 is obtained by rectifying a passing sound pressure waveform for each band by a half-wave rectifier 5,
Volumes A 1 , A 2 ,..., A 24 are envelope calculators 6
Sent to The envelope calculator 6 determines the envelope of the waveform, and finds the corresponding volume P 1 , P 2 ,
, P 24 are output to the level calculator 7 and the converted levels L 1 , L 2 ,..., L 24 are output to the auditory characteristic device 8. This auditory characteristic device 8 has a loudness H 1 ,
H 2, ..., neural network device for the steady sound in search of H 24 1
Output to 2.

【0030】上記定常音用ニューラルネット器12は、
定常音に対して臨界帯域毎のラウドネスH1 ,H2
…,H24と総合ラウドネスZH の間を非線形近似できる
ように事前に同定されたものである。従って、この場合
は時間関数であるラウドネスH 1 ,H2 ,…,H24の変
化に伴って総合ラウドネスZH は同様に時間関数とな
る。
The neural network device 12 for stationary sound is
Loudness H for each critical band for stationary sound1, HTwo,
…, Htwenty fourAnd total loudness ZHNonlinear approximation between
As previously identified. So in this case
Is the loudness H which is a function of time 1, HTwo, ..., Htwenty fourStrange
Loudness ZHIs also a time function
You.

【0031】ラウドネス波形表示器13は瞬時瞬時のラ
ウドネスを表示し、次のラウドネス演算器14は用途に
応じてラウドネス波形を例えば平均化する等の加工処理
する。そして、このラウドネス演算器14で加工された
ラウドネス波形の加工結果をラウドネス表示器11で表
示する。
The loudness waveform display 13 displays the instantaneous loudness, and the next loudness calculator 14 performs processing such as averaging the loudness waveform according to the application. The loudness waveform processed by the loudness calculator 14 is displayed on the loudness display 11.

【0032】上記第2実施形態によれば、聴覚特性器8
で求めた臨界帯域毎のラウドネスを定常音用ニューラル
ネット器12へ入力し、時間関数で得られる総合ラウド
ネスと音圧データの両者を比較して非定常騒音の問題を
特定するようにしたので、非定常騒音の問題、すなわ
ち、どの部分の音が人間に不快感を与えているのかを迅
速に特定することができる。
According to the second embodiment, the auditory characteristic device 8
Since the loudness for each critical band obtained in the above is input to the neural network device 12 for stationary sound, and the total loudness obtained by the time function and the sound pressure data are compared to identify the problem of unsteady noise. The problem of unsteady noise, that is, which part of the sound is causing discomfort to humans can be quickly identified.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、非
定常音の周波数分離を代表的な聴覚特性である臨海帯域
で行ない、その音圧波形を半波整流してエンベロープを
検出し、レベル変換した後、聴覚特性器に入力し、この
聴覚特性器では、微分型と積分型のラウドネスに分け、
その総和を瞬時ラウドネスとすると同時に、そのときの
音圧レベルを比較することによりマスキングの信号処理
を行ない、更に、ニューラルネットを用いて非定常音の
判断を行なっているので、全臨界帯域のラウドネスが全
体に与える影響を正確に近似することができる。
As described above in detail, according to the present invention, the frequency separation of unsteady sound is performed in the critical frequency band, which is a typical auditory characteristic, and the sound pressure waveform is half-wave rectified to detect the envelope. , After level conversion, the signal is input to the auditory characteristic device. In this auditory characteristic device, the loudness is divided into a differential type and an integral type.
The sum is used as the instantaneous loudness, and at the same time, the masking signal processing is performed by comparing the sound pressure levels at that time, and the unsteady sound is judged using a neural network. Can be accurately approximated to the overall effect.

【0034】また、本発明は、聴覚特性器で求めた臨界
帯域毎のラウドネスを定常音用ニューラルネット器へ入
力し、時間関数で得られる総合ラウドネスと音圧データ
の両者を比較して非定常騒音の問題を特定するようにし
たので、非定常騒音の問題を迅速に特定することができ
る。従って、本発明によれば、非定常騒音のラウドネス
を評価でき、聴感上の騒音の問題点の明確化及び人間の
聴感覚に基づく騒音対策の立案、実施が可能となる。
Further, according to the present invention, the loudness for each critical band obtained by the auditory characteristic device is input to the neural network device for stationary sound, and the total loudness obtained by the time function and the sound pressure data are compared to determine the unsteady state. Since the problem of noise is specified, the problem of unsteady noise can be specified quickly. Therefore, according to the present invention, it is possible to evaluate the loudness of unsteady noise, to clarify the problem of auditory noise, and to plan and implement noise countermeasures based on human hearing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態に係る非定常騒音のラウ
ドネス評価装置の構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of a loudness evaluation device for unsteady noise according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同実施形態に適用される聴覚における代表的な
臨界帯域の周波数定義を示す図。
FIG. 2 is an exemplary view showing a frequency definition of a representative critical band in the auditory sense applied to the embodiment.

【図3】同実施形態におけるエンベロープのレベル波形
とラウドネス波形の間に成立するマスキングの関係を示
す図。
FIG. 3 is an exemplary view showing a masking relationship established between an envelope level waveform and a loudness waveform in the embodiment;

【図4】同実施形態における第j番目の臨界帯域におけ
る聴覚特性器の内部構成図。
FIG. 4 is an internal configuration diagram of an auditory characteristic device in a j-th critical band in the embodiment.

【図5】同実施形態における聴覚特性器の伝達特性を示
す図。
FIG. 5 is an exemplary view showing transfer characteristics of the auditory characteristic device in the embodiment.

【図6】本発明の第2の実施形態に係る非定常騒音のラ
ウドネス評価装置の構成図。
FIG. 6 is a configuration diagram of an unsteady noise loudness evaluation device according to a second embodiment of the present invention.

【図7】従来の騒音計における信号処理装置の構成図。FIG. 7 is a configuration diagram of a signal processing device in a conventional sound level meter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 騒音計測器 2 アナログ/ディジタル変換器 3 データ記憶器 4 ディジタルフィルタ器 5 半波整流器 6 エンベロープ演算器 7 レベル演算器 8 聴覚特性器 9 特徴抽出器 10 非定常音用ニューラルネット器 11 ラウドネス表示器 12 定常音用ニューラルネット器 13 ラウドネス波形表示器 14 ラウドネス演算器 REFERENCE SIGNS LIST 1 noise measuring device 2 analog / digital converter 3 data storage device 4 digital filter device 5 half-wave rectifier 6 envelope calculator 7 level calculator 8 auditory characteristic device 9 feature extractor 10 neural network device for unsteady sound 11 loudness display 12 Neural network device for stationary sound 13 Loudness waveform display 14 Loudness calculator

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 非定常騒音を計測する計測手段と、 前記計測手段で計測された騒音を臨界帯域毎に周波数分
離して取り出すフィルタと、 前記フィルタにより取り出された騒音信号を整流する整
流手段と、 前記整流手段で整流された音量のエンベロープを求める
エンベロープ演算手段と、 前記エンベロープ演算手段で求めたエンベロープのレベ
ルを変換するレベル演算手段と、 前記レベル演算手段で変換されたレベルから臨界帯域毎
のラウドネスを求める聴覚特性器と、 前記聴覚特性器で求めたラウドネスの変化を特徴量とし
て抽出する特徴抽出手段と、 前記特徴抽出手段で抽出された特徴量に基づいて総合ラ
ウドネスを求める非定常音用ニューラルネットと、 前記非定常音用ニューラルネットで求めた総合ラウドネ
スを表示するラウドネス表示手段とを具備したことを特
徴とする非定常騒音のラウドネス評価装置。
1. A measuring means for measuring unsteady noise, a filter for separating the noise measured by the measuring means for each critical band, and a rectifying means for rectifying a noise signal extracted by the filter. An envelope calculating means for obtaining an envelope of a volume rectified by the rectifying means; a level calculating means for converting a level of the envelope obtained by the envelope calculating means; and a level for each critical band from the level converted by the level calculating means. An auditory characteristic device for obtaining a loudness; a feature extraction unit for extracting a change in loudness obtained by the auditory characteristic device as a characteristic amount; and a non-stationary sound for obtaining an overall loudness based on the characteristic amount extracted by the characteristic extraction unit. A neural network, and a loudnet for displaying the total loudness obtained by the non-stationary sound neural net. Loudness evaluation device unsteady noise, characterized by comprising a display means.
【請求項2】 非定常騒音を計測する計測手段と、 前記計測手段で計測された騒音を臨界帯域毎に周波数分
離して取り出すフィルタと、 前記フィルタにより取り出された騒音信号を整流する整
流手段と、 前記整流手段で整流された音量のエンベロープを求める
エンベロープ演算手段と、 前記エンベロープ演算手段で求めたエンベロープのレベ
ルを変換するレベル演算手段と、 前記レベル演算手段で変換されたレベルから臨界帯域毎
のラウドネスを求める聴覚特性器と、 定常音に対して臨海帯域毎のラウドネスと総合ラウドネ
スの間を非直線近似するように予め同定され、前記聴覚
特性器で求めた臨界帯域毎のラウドネスに基づいて非定
常音に対する総合ラウドネスを求める定常音用ニューラ
ルネットと、 前記定常音用ニューラルネットで求めた総合ラウドネス
を表示するラウドネス表示手段とを具備したことを特徴
とする非定常騒音のラウドネス評価装置。
2. A measuring means for measuring unsteady noise, a filter for separating the noise measured by the measuring means by frequency for each critical band, and a rectifying means for rectifying a noise signal taken out by the filter. An envelope calculating means for obtaining an envelope of a volume rectified by the rectifying means; a level calculating means for converting a level of the envelope obtained by the envelope calculating means; and a level for each critical band from the level converted by the level calculating means. An auditory characteristic device for determining loudness, and a non-linear characteristic based on the loudness for each critical band determined in advance so as to nonlinearly approximate between the loudness for each critical band and the total loudness for the stationary sound. A neural network for a stationary sound for obtaining a total loudness for the stationary sound, and a neural network for the stationary sound. Loudness evaluation device unsteady noise, characterized by comprising a loudness display means for displaying meta overall loudness.
【請求項3】 非定常騒音を計測する計測手段と、 前記計測手段で計測された騒音を臨界帯域毎に周波数分
離して取り出すフィルタと、 前記フィルタにより取り出された騒音信号を整流する整
流手段と、 前記整流手段で整流された音量のエンベロープを求める
エンベロープ演算手段と、 前記エンベロープ演算手段で求めたエンベロープのレベ
ルを変換するレベル演算手段と、 前記レベル演算手段で変換されたレベルから臨界帯域毎
のラウドネスを求める聴覚特性器と、 定常音に対して臨海帯域毎のラウドネスと総合ラウドネ
スの間を非直線近似するように予め同定され、前記聴覚
特性器で求めた臨界帯域毎のラウドネスに基づいて非定
常音に対する総合ラウドネスを求める定常音用ニューラ
ルネットと、 前記定常音用ニューラルネットで求めた総合ラウドネス
の波形を表示するラウドネス波形表示手段と、 前記定常音用ニューラルネットで求めた総合ラウドネス
の波形を用途に応じて加工するラウドネス演算手段と、 前記ラウドネス演算手段で加工された総合ラウドネスを
表示するラウドネス表示手段とを具備したことを特徴と
する非定常騒音のラウドネス評価装置。
3. A measuring means for measuring unsteady noise, a filter for separating the noise measured by the measuring means for each critical band, and a rectifying means for rectifying a noise signal extracted by the filter. An envelope calculating means for obtaining an envelope of a volume rectified by the rectifying means; a level calculating means for converting a level of the envelope obtained by the envelope calculating means; and a level for each critical band from the level converted by the level calculating means. An auditory characteristic device for determining loudness, and a non-linear characteristic based on the loudness for each critical band determined in advance so as to nonlinearly approximate between the loudness for each critical band and the total loudness for the stationary sound. A neural network for a stationary sound for obtaining a total loudness for the stationary sound, and a neural network for the stationary sound. Loudness waveform display means for displaying the waveform of the total loudness obtained, loudness calculating means for processing the loudness waveform of the total loudness obtained by the stationary sound neural network according to the intended use, and total loudness processed by the loudness calculating means And a loudness display means for displaying a loudness.
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