JP2012141214A - 音量誤差測定装置及び音量誤差測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ノイズ源を含む環境における評価位置において測定された、測定対象機器の音量の精度を正確に評価することを目的とする。
【解決手段】模擬音量測定装置５０は、マイクロフォンＳ１で測定された音量とマイクロフォンＳ２で測定された音量とのコヒーレンス（音源−ノイズ源間コヒーレンスＣｏｈ１２）を算出し、マイクロフォンＳ１で測定された音量とマイクロフォンＲ１で測定された音量とのコヒーレンス（音源−評価位置間コヒーレンスＣｏｈ１３）を算出し、音源−ノイズ源間コヒーレンスＣｏｈ１２とマイクロフォンＲ１で測定された音量に基づいて、評価位置における模擬音源５２の音量を算出する。さらに、模擬音量測定装置５０は、音源−ノイズ源間コヒーレンスＣｏｈ１２、音源−評価位置間コヒーレンスＣｏｈ１３、及び評価位置における模擬音源５２の音量に対して予測される誤差との関係を示す予測誤差データを導出する。
【選択図】図４

Description

本発明は、音量誤差測定装置及び音量誤差測定方法に関するものである。

発電所等で騒音の測定を行う場合、音源となる測定対象機器（ファンやポンプ等）の音量を所定の評価位置で測定する。しかし、他の周辺機器からの音（ノイズ）の影響を受けて、評価位置における対象機器の音量を正確に測定することが困難であった。

そこで、例えば、特許文献１には、直線上に配置された複数のマイクロフォンと、その直線上の複数の音源と１つのマイクロフォンとの間の距離を測定する距離測定手段と、１つのマイクロフォンと各音源間、および他のマイクロフォン間の距離の情報を用い、各音源が発した音波を混合した混合波であって、各マイクロフォンで収音されて得られた混合信号から、目的音の信号成分を分離する音源分離手段を備え、音源分離手段は、各マイクロフォンから出力される出力信号を相互に分離係数を用いて線形結合し、線形結合後の信号間の相互相関係数の値が最小となるように分離係数での信号を出力信号とする技術が記載されている。従って、特許文献１に記載の技術では、同一方向から到来する目的音とノイズを分離して収音することができ、所望の出力に目的音を特定して出力できる。

また、複数のマイクロフォンで構成されるマイクロフォンアレイを用いて、騒音の発生方向を特定し、音量の測定を行う技術も開発されている。

さらに、評価位置で測定された音と、測定対象機器に近接した位置で測定された音とのコヒーレンスから、評価位置における測定対象機器の音量を評価する技術が開発されている。

特開２００３−９８００３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の測定では、同一方向から到来する目的音とノイズとを分離することはできるが、異なる方向から到来する目的音とノイズとを分離することはできなかった。
また、上記マイクロフォンアレイを用いる測定では、非常に多数のマイクロフォンが必要となり、その構成が複雑になった。
さらに、上記コヒーレンスを用いる測定では、測定環境下においてノイズ源がある場合は、評価位置において測定された、測定対象機器の音量の精度を正確に評価できなかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ノイズ源を含む環境における評価位置において測定された、測定対象機器の音量の精度を正確に評価できる音量誤差測定装置及び音量誤差測定方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の音量誤差測定装置及び音量誤差測定方法は以下の手段を採用する。

すなわち、本発明に係る音量誤差測定装置は、測定対象機器に近接して設置された第１マイクロフォンと、ノイズ源に近接して設置された第２マイクロフォンと、前記第１マイクロフォン及び前記第２マイクロフォンの設置位置よりも離れた位置である評価位置に設置された第３マイクロフォンと、前記第１マイクロフォンで測定された音量と前記第２マイクロフォンで測定された音量とのコヒーレンスである第１コヒーレンスを算出する第１算出手段と、前記第１マイクロフォンで測定された音量と前記第３マイクロフォンで測定された音量とのコヒーレンスである第２コヒーレンスを算出する第２算出手段と、前記第２算出手段で算出された前記第２コヒーレンスと前記第３マイクロフォンで測定された音量に基づいて、前記評価位置における前記測定対象機器の音量を算出する第３算出手段と、前記第１算出手段で算出された前記第１コヒーレンス、前記第２算出手段で算出された前記第２コヒーレンス、及び前記第３算出手段で算出された前記測定対象機器の音量に対して予測される誤差との関係を示す予測誤差データを導出する導出手段と、を備える。

本発明によれば、第１マイクロフォンが測定対象機器に近接して設置され、第２マイクロフォンがノイズ源に近接して設置され、第３マイクロフォンが第１マイクロフォン及び第２マイクロフォンの設置位置よりも離れた位置である評価位置に設置される。

第１算出手段によって、第１マイクロフォンで測定された音量と第２マイクロフォンで測定された音量とのコヒーレンスが算出され、第２算出手段によって、第１マイクロフォンで測定された音量と第３マイクロフォンで測定された音量とのコヒーレンスが算出される。そして、第３算出手段によって、第２算出手段で算出された第２コヒーレンスと第３マイクロフォンで測定された音量に基づいて、評価位置における測定対象機器の音量が算出される。
さらに、導出手段によって、第１算出手段で算出された第１コヒーレンス、第２算出手段で算出された第２コヒーレンス、及び第３算出手段で算出された測定対象機器の音量に対して予測される誤差との関係を示す予測誤差データが導出される。

このように、ノイズ源に近接して設置されたマイクロフォンで測定された音量も加味して、評価位置で測定される測定対象機器の音量の誤差を導出するので、本発明は、ノイズ源を含む環境における評価位置において測定された、測定対象機器の音量の精度を正確に評価できる。

一方、本発明に係る音量誤差測定方法は、測定対象機器を模擬した模擬音源に近接して設置された第１マイクロフォン、ノイズ源を模擬した模擬ノイズ源に近接して設置された第２マイクロフォン、前記第１マイクロフォン及び前記第２マイクロフォンの設置位置よりも離れた位置である評価位置に設置された第３マイクロフォンを用いて、音量を測定する第１工程と、前記第１マイクロフォンで測定された音量と前記第２マイクロフォンで測定された音量とのコヒーレンスである第１コヒーレンス、及び前記第１マイクロフォンで測定された音量と前記第３マイクロフォンで測定された音量とのコヒーレンスである第２コヒーレンスとを算出する第２工程と、前記第２工程で算出された前記第２コヒーレンスと前記第３マイクロフォンで測定された音量に基づいて、前記評価位置における前記測定対象機器の音量を算出する第３工程と、前記第２工程で算出された前記第１コヒーレンス、前記第２工程で算出された前記第２コヒーレンス、及び前記第３工程で算出された前記測定対象機器の音量に対して予測される誤差との関係を示す予測誤差データを導出する第４工程と、を含む。

本発明によれば、ノイズ源に近接して設置されたマイクロフォンで測定された音量も加味して、評価位置で測定される測定対象機器の音量の誤差を導出するので、本発明は、ノイズ源を含む環境における評価位置において測定された、測定対象機器の音量の精度を正確に評価できる。

また、本発明の音量誤差測定方法は、測定対象機器である音源に近接して設置された第４マイクロフォン、ノイズ源に近接して設置された第５マイクロフォン、前記第４マイクロフォン及び前記第５マイクロフォンの設置位置よりも離れた位置である評価位置に設置された第６マイクロフォンを用いて測定された前記測定対象機器の音量の誤差を、前記第４工程で導出された前記予測誤差データを用いて評価してもよい。

本発明によれば、測定対象機器である音源に近接して設置された第４マイクロフォン、ノイズ源に近接して設置された第５マイクロフォン、第４マイクロフォン及び第５マイクロフォンの設置位置よりも離れた位置である評価位置に設置された第６マイクロフォンを用いて、測定対象機器の音量が測定される。
そして、測定対象機器の音量が予め導出された予測誤差データを用いて評価されるので、本発明は、ノイズ源を含む環境における評価位置において測定された、測定対象機器の音量の精度を正確に評価できる。

また、本発明は、予め予測誤差データが導出されているので、測定対象機器の音量の誤差が所望の大きさとなるように、第４マイクロフォン、第５マイクロフォン、及び第６マイクロフォンの設置位置を定めることができる。

また、本発明の音量誤差測定方法は、前記第４マイクロフォンを、前記測定対象機器に対して指向性を有するマイクロフォン、又は前記測定対象機器以外からの音を吸音する吸音ボックスに入れられたマイクロフォンとし、前記第５マイクロフォンを、前記ノイズ源に対して指向性を有するマイクロフォン、又は前記ノイズ源以外からの音を吸音する吸音ボックスに入れられたマイクロフォンとしてもよい。

第４マイクロフォンで測定される音量と第５マイクロフォンで測定される音量とのコヒーレンスが小さいほど、算出される測定対象機器の評価位置における音量の誤差は、小さくなる。
そこで、本発明によれば、測定対象機器に対して指向性を有するマイクロフォン、又は測定対象機器以外からの音を吸音する吸音ボックスに入れられたマイクロフォンが、第４マイクロフォンとされ、ノイズ源に対して指向性を有するマイクロフォン、又はノイズ源以外からの音を吸音する吸音ボックスに入れられたマイクロフォンが、第５マイクロフォンとされる。

これにより、第４マイクロフォンは、測定対象機器の音量のみを測定し易くなり、第５マイクロフォンは、ノイズ源の音量のみを測定し易くなるので、第４マイクロフォンで測定される音量と第５マイクロフォンで測定される音量とのコヒーレンスが小さくなる。従って、本発明は、算出される測定対象機器の評価位置における音量の誤差をより小さくできる。

また、本発明の音量誤差測定方法は、前記第４マイクロフォンに替えて、前記測定対象機器の振動を検知する振動検知手段を備えてもよい。

第４マイクロフォンで測定される音量と第５マイクロフォンで測定される音量とのコヒーレンスが小さいほど、算出される測定対象機器の評価位置における音量の誤差は、小さくなる。
そこで、本発明によれば、第４マイクロフォンに替えて、測定対象機器の振動を検知する振動検知手段を用いる。測定対象機器の振動は、測定対象機器の音量と周期及び大きさが関連しており、かつノイズ源からの音が測定対象機器の振動に与える影響は小さい。

これにより、第４マイクロフォンで測定される音量と第５マイクロフォンで測定される音量とのコヒーレンスに比較して、振動検知手段によって測定される振動と第５マイクロフォンで測定される音量とのコヒーレンスは小さくなる。従って、本発明は、算出される測定対象機器の評価位置における音量の誤差をより小さくできる。

本発明によれば、ノイズ源を含む環境における評価位置において測定された、測定対象機器の音量の精度を正確に評価できる、という優れた効果を有する。

本発明の第１実施形態に係る音量測定装置の構成を示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る情報処理装置の電気的構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る音量測定プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る模擬音量測定装置の構成を示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る評価位置におけるＳＮ比と予測誤差との関係を示すグラフである。 本発明の第１実施形態に係るＳＮ比と音源−評価位置間コヒーレンスとの関係を示すグラフである。 本発明の第１実施形態に係る音源−評価位置間コヒーレンスと予測誤差との関係を示すグラフである。 本発明の第１実施形態に係る予測誤差データ導出プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る音源−ノイズ源間コヒーレンス、音源−評価位置間コヒーレンス、及び予測誤差の関係を示すグラフである。 本発明の第２実施形態に係るマイクロフォンＳ１，Ｓ２を吸音ボックスに入れない場合のコヒーレンス及びＣＯＰと、マイクロフォンＳ１，Ｓ２を吸音ボックスに入れた場合のコヒーレンス及びＣＯＰとを示すグラフである。 本発明の第３実施形態に係音量測定装置の構成を示す模式図である。 本発明の第３実施形態に係るマイクロフォンＳ１，Ｓ２を用いた場合のコヒーレンス及びＣＯＰと、マイクロフォンＳ１の替わりに振動計を用いた場合のコヒーレンス及びＣＯＰとを示すグラフである。

以下に、本発明に係る音量誤差測定装置及び音量誤差測定方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、本第１実施形態に係る音量測定装置１０の構成を示す模式図である。
音量測定装置１０は、音源となる測定対象機器１２に近接して設置されたマイクロフォンＳ１と、ノイズ源となる機器（以下、「ノイズ源機器１４」という。）に近接して設置されたマイクロフォンＳ２と、マイクロフォンＳ１及びマイクロフォンＳ２の設置位置よりも離れた位置である評価位置に設置されたマイクロフォンＲ１と、を備える。

測定対象機器１２とは、例えば、発電所等におけるファンやポンプ等であり測定対象音となる音Ｎ１（騒音）を発する機器であり、ノイズ源機器１４とは、測定対象機器１２以外であって、測定対象音に対して雑音となる音Ｎ２を発する機器である。なお、本第１実施形態に係る測定対象機器１２からの音Ｎ１とノイズ源機器１４からの音Ｎ２とは、相関関係がない。
また、マイクロフォンＳ１の位置は、例えば、測定対象機器１２から数ｃｍ〜数十ｃｍ離れた位置であり、同様に、マイクロフォンＳ２の位置は、例えば、ノイズ源機器１４から数ｃｍ〜数十ｃｍ離れた位置である。なお、図１に示されるマイクロフォンＲ１の位置は、測定対象機器１２の位置とマイクロフォンＳ１の位置を結ぶ略直線上であるが、これは一例であり、マイクロフォンＳ１及びマイクロフォンＳ２の設置位置よりも離れた位置であれば、マイクロフォンＲ１の位置（評価位置）は限定されない。

さらに、音量測定装置１０は、マイクロフォンＳ１，Ｓ２，Ｒ１で測定された音を示すデータ（以下、「音データ」という。）が入力され、該データに対して種々の処理を行う情報処理装置１６を備えている。

図２は、情報処理装置１６の電気的構成を示すブロック図である。
本第１実施形態に係る情報処理装置１６は、情報処理装置１６全体の動作を司るＣＰＵ（Central Processing Unit）２０、各種プログラムや各種パラメータ等が予め記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）２２、ＣＰＵ２０による各種プログラムの実行時のワークエリア等として用いられるＲＡＭ（Random Access Memory）２４、各種プログラム及び各種情報を記憶する記憶手段としてのＨＤＤ（Hard Disk Drive）２６を備えている。

さらに、情報処理装置１６は、キーボード及びマウス等から構成され、各種操作の入力を受け付ける操作入力部２８、各種画像を表示する、例えば液晶ディスプレイ装置等の画像表示部３０、マイクロフォンＳ１，Ｓ２，Ｒ１と接続され、音データを受信する外部インタフェース３２を備えている。

これらＣＰＵ２０、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２４、ＨＤＤ２６、操作入力部２８、画像表示部３０、及び外部インタフェース３２は、システムバス３４を介して相互に電気的に接続されている。従って、ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２４、及びＨＤＤ２６へのアクセス、操作入力部２８に対する操作状態の把握、画像表示部３０に対する画像の表示、及び外部インタフェース３２を介したマイクロフォンＳ１，Ｓ２，Ｒ１からの音データの受信等を各々行なうことができる。

ところで、マイクロフォンＳ１は、測定対象機器１２に近接して設置されるので、主に測定対象機器１２からの音Ｎ１を測定するが、測定対象機器１２からの音Ｎ１と共にノイズ源機器１４からの音Ｎ２も測定してしまう。また、マイクロフォンＲ１は、評価位置における測定対象機器１２からの音Ｎ１を測定するが、測定対象機器１２からの音Ｎ１と共にノイズ源機器１４からの音Ｎ２も測定してしまう。
このため、マイクロフォンＳ１，Ｒ１で、測定される音には、測定対象機器１２からの音とノイズ源機器１４からの音とが混在するため、マイクロフォンＳ１，Ｒ１だけでは、測定対象機器１２の音量を正確に測定することができない。

そこで、本第１実施形態に係る音量測定装置１０は、ノイズ源機器１４に近接して設置されたマイクロフォンＳ２で測定された音量も用いることによって、評価位置における測定対象機器の音量をより正確に測定する音量測定処理を行う。
なお、マイクロフォンＳ２は、ノイズ源機器１４に近接して設置されるので、主にノイズ源機器１４からの音Ｎ２を測定するが、ノイズ源機器１４からの音Ｎ２と共に測定対象機器１２からの音Ｎ１も測定することとなる。

図３は、音量測定処理を行う場合に、ＣＰＵ２０によって実行される音量測定プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、音量測定プログラムはＨＤＤ２６の所定領域に予め記憶されている。なお、音量測定プログラムは、オペレータによって、音量測定処理の実行指示が操作入力部２８を介して情報処理装置１６に入力された場合に、実行を開始する。

まず、ステップ１００では、マイクロフォンＳ１，Ｓ２，Ｒ１に測定対象機器１２及びノイズ源機器１４からの音を測定させ、マイクロフォンＳ１，Ｓ２，Ｒ１から出力された音データの入力を受け付ける。音データは、不図示のアナログデジタル変換機によって、アナログデータからデジタルデータである音データに変換され、情報処理装置１６に入力される。

次の、ステップ１０２では、マイクロフォンＳ１によって測定された音量とマイクロフォンＳ２によって測定された音量とのコヒーレンスである、音源−ノイズ源間コヒーレンスを算出する。
音源−ノイズ源間コヒーレンスは、下記（１）式のコヒーレンス関数γ_Ｓ１Ｓ２ ^２によって算出される。

（１）式において、Ｇ_Ｓ１Ｓ１は、マイクロフォンＳ１の音データのパワースペクトルであり、Ｇ_Ｓ２Ｓ２は、マイクロフォンＳ２の音データのパワースペクトルであり、Ｇ_Ｓ１Ｓ２は、マイクロフォンＳ１の音データとマイクロフォンＳ２の音データとのクロススペクトルである。

次のステップ１０４では、マイクロフォンＳ１で測定された音量とマイクロフォンＲ１で測定された音量とのコヒーレンスである音源−評価位置間コヒーレンスを算出する。
音源−評価位置間コヒーレンスは、下記（２）式のコヒーレンス関数γ_Ｓ１Ｒ１ ^２によって算出される。

（２）式において、Ｇ_Ｒ１Ｒ１は、マイクロフォンＲ１の音データのパワースペクトルであり、Ｇ_Ｓ１Ｒ１は、マイクロフォンＳ１の音データとマイクロフォンＲ１の音データとのクロススペクトルである。

そして、コヒーレンス関数γ_Ｓ１Ｒ１ ^２は、マイクロフォンＲ１で測定された音量に含まれるマイクロフォンＳ１で測定された音量の割合となる。すなわち、ステップ１０４で算出される割合とは、マイクロフォンＲ１で測定された音量から、マイクロフォンＳ１で測定された音量以外の他の音量（ノイズ源機器１４の音量）を除いた割合である。

次のステップ１０６では、ステップ１０４で算出したコヒーレンス関数γ_Ｓ１Ｒ１ ^２とマイクロフォンＲ１で測定された音量に基づいて、評価位置における測定対象機器１２の音量を算出する。

具体的には、マイクロフォンＲ１で測定された音量に含まれるマイクロフォンＳ１で測定された音量の割合を示すコヒーレンス関数γ_Ｓ１Ｒ１ ^２を用いて、下記（３）式から、評価位置に設置されているマイクロフォンＲ１で測定された音量における測定対象機器１２の音量を示すＣＯＰ（Coherent Output Power）を算出する。

なお、上記のような、ＣＯＰによって音源の音量を特定する方法をＣＯＰ法という。

次のステップ１０８では、評価位置における測定対象機器１２の音量の算出結果を出力する出力処理を行い、本プログラムを終了する。
なお、出力処理としては、例えば、画像表示部３０に算出結果を表示させたり、ＨＤＤ２６に算出結果を記憶させる。

そして、本第１実施形態では、ＣＯＰ法によって算出した測定対象機器１２の音量は、以下で説明するように、模擬音量測定装置５０を用いて予め導出された予測誤差データに基づいて評価される。

図４は、予測誤差データを導出するための模擬音量測定装置５０の構成を示す。なお、図４における図１と同一の構成部分については図１と同一の符号を付して、その説明を省略する。
本第１実施形態に係る模擬音量測定装置５０は、測定対象機器１２を模擬した模擬音源５２に近接してマイクロフォンＳ１が設置され、ノイズ源機器１４を模擬した模擬ノイズ源５４に近接してマイクロフォンＳ２が設置され、マイクロフォンＳ１及びマイクロフォンＳ２の設置位置よりも離れた位置である評価位置にマイクロフォンＲ１が設置されている。
なお、本第１実施形態に係る模擬音源５２及び模擬ノイズ源５４としては、一例として、測定対象機器１２及びノイズ源機器１４が発する音と同様の音を発するスピーカーを用いる。

そして、本第１実施形態に係る模擬音量測定装置５０は、音源−ノイズ源間コヒーレンスＣｏｈ１２と、音源−評価位置間コヒーレンスＣｏｈ１３と、第１実施形態に係る音量測定処理によって算出される評価位置における測定対象機器１２の音量(ＣＯＰ)に対して予測される誤差（以下、「予測誤差」という。）と、の関係を示す予測誤差データを導出する予測誤差データ導出処理を行う。
なお、本第１実施形態では、予測誤差データ導出処理に用いられる音データとして、マイクロフォンＳ１，Ｓ２，Ｒ１で測定された音データのうち、１／３（３分の１）オクターブバンドデータを用いる。

ここで、図５は、評価位置におけるＳＮ比と予測誤差との関係を示すグラフの一例であるであり、図５の例では、ＳＮ比が−５ｄＢ以下の環境においては、予測誤差が±５ｄＢ以下である。

図５に示されるような環境下において、ＳＮ比と音源−評価位置間コヒーレンスＣｏｈ１３との関係を示したグラフの一例が図６である。
図６の例では、図６の円で囲まれた領域で示されるように、ＳＮ比が小さい場合に、音源−評価位置間コヒーレンスＣｏｈ１３が大きい。

また、図５に示されるような環境下において、音源−評価位置間コヒーレンスＣｏｈ１３と予測誤差との関係を示したグラフの一例が図７である。
図７の例では、図７の円で囲まれた領域で示されるように、音源−評価位置間コヒーレンスＣｏｈ１３が大きくても、予測誤差が大きい。

そして、本第１実施形態では、音源−ノイズ源間コヒーレンスＣｏｈ１２と予測誤差との関係と、音源−評価位置間コヒーレンスＣｏｈ１３と予測誤差との関係を組み合わせることによって、予測誤差データを導出する。

図８は、予測誤差データ導出処理を行う場合に、ＣＰＵ２０によって実行される予測誤差データ導出プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、予測誤差データ導出プログラムはＨＤＤ２６の所定領域に予め記憶されている。なお、予測誤差データ導出プログラムは、オペレータによって、予測誤差データ導出処理の実行指示が操作入力部２８を介して情報処理装置１６に入力された場合に、実行を開始する。

まず、ステップ２００では、マイクロフォンＳ１，Ｓ２，Ｒ１に模擬音源５２及び模擬ノイズ源５４からの音を測定させ、マイクロフォンＳ１，Ｓ２，Ｒ１からの出力された音データの入力を受け付ける。音データは、不図示のアナログデジタル変換機によって、アナログデータからデジタルデータである音データに変換され、情報処理装置１６に入力される。
なお、本第１実施形態では、模擬音源５２と模擬ノイズ源５４から同時に音を出力させて音の測定を行う。また、本第１実施形態では、ノイズの影響の無い、より正確な音源−評価位置間コヒーレンスＣｏｈ１３を算出するために、模擬音源５２からの音を出力させる一方、模擬ノイズ源５４からの音の出力を停止させた場合の音の測定も行う。

次のステップ２０２では、音源−ノイズ源間コヒーレンスＣｏｈ１２と予測誤差との関係、及び音源−評価位置間コヒーレンスＣｏｈ１３と予測誤差の関係を導出する。

なお、音源−ノイズ源間コヒーレンスＣｏｈ１２は、上述した音量測定処理におけるステップ１０２による音源−ノイズ源間コヒーレンス（コヒーレンス関数γ_Ｓ１Ｓ２ ^２）の算出方法と同様に算出される。また、音源−評価位置間コヒーレンスＣｏｈ１３は、上述した音量測定処理におけるステップ１０４による音源−評価位置間コヒーレンス（コヒーレンス関数γ_Ｓ１Ｒ１ ^２）の算出方法と同様に算出される。

また、予測誤差は、模擬音源５２と模擬ノイズ源５４を用いて算出される。具体的には、「模擬音源５２のみから音を出力させた場合のＣＯＰ」と「模擬音源５２と模擬ノイズ源５４から音を出力させた場合のＣＯＰ」の差が本第１実施形態にかかる予測誤差となる。
なお、ＣＯＰの算出方法は、上述した音量測定処理におけるステップ１０６による評価位置における測定対象機器１２の音量の算出方法と同様に算出される。

次のステップ２０４では、ステップ２０２で導出した音源−ノイズ源間コヒーレンスＣｏｈ１２と予測誤差との関係、及び音源−評価位置間コヒーレンスＣｏｈ１３と予測誤差との関係を組み合わせることによって、予測誤差データを導出する。

図９は、導出した予測誤差データの一例を示すグラフである。
図９に示されるように、音源−ノイズ源間コヒーレンスＣｏｈ１２が小さく、音源−評価位置間コヒーレンスＣｏｈ１３が大きいほど、予測誤差は小さくなることが分かる。

また、下記表１は、図９に示される予測誤差データのうち代表点と、音源−ノイズ源間コヒーレンスＣｏｈ１２と音源−評価位置間コヒーレンスＣｏｈ１３との関係を表形式で表わしたものである。

次のステップ２０６では、ステップ２０４で導出した予測誤差データを出力する出力処理を行い、本プログラムを終了する。なお、出力処理としては、例えば、図９に示されるようなグラフ又は表１に示されるような表形式で予測誤差データを画像表示部３０に表示させたり、図９に示されるようなグラフ又は表１に示されるような表形式で予測誤差データをＨＤＤ２６に記憶させる。

以上説明したように、本第１実施形態に係る模擬音量測定装置５０は、マイクロフォンＳ１が測定対象機器１２を模擬した模擬音源５２に近接して設置され、マイクロフォンＳ２がノイズ源機器１４を模擬した模擬ノイズ源５４に近接して設置され、マイクロフォンＲ１がマイクロフォンＳ１及びマイクロフォンＳ２の設置位置よりも離れた位置である評価位置に設置される。

そして、模擬音量測定装置５０は、マイクロフォンＳ１で測定された音量とマイクロフォンＳ２で測定された音量とのコヒーレンス（音源−ノイズ源間コヒーレンスＣｏｈ１２）を算出し、マイクロフォンＳ１で測定された音量とマイクロフォンＲ１で測定された音量とのコヒーレンス（音源−評価位置間コヒーレンスＣｏｈ１３）を算出し、音源−ノイズ源間コヒーレンスＣｏｈ１２とマイクロフォンＲ１で測定された音量に基づいて、評価位置における模擬音源の音量を算出する。
さらに、模擬音量測定装置５０は、音源−ノイズ源間コヒーレンスＣｏｈ１２、音源−評価位置間コヒーレンスＣｏｈ１３、及び評価位置における模擬音源の音量に対して予測される誤差との関係を示す予測誤差データを導出する。

このように、模擬音量測定装置５０は、模擬ノイズ源に近接したマイクロフォンＳ２で測定された音量も加味して、評価位置で測定される測定対象機器の音量の誤差を導出するので、ノイズ源を含む環境における評価位置において測定された、測定対象機器の音量の精度を正確に評価できる。

また、本第１実施形態に係る音量測定装置１０は、測定対象機器１２である音源に近接して設置されたマイクロフォンＳ１、ノイズ源機器１４に近接して設置されたマイクロフォンＳ２、マイクロフォンＳ１及びマイクロフォンＳ２の設置位置よりも離れた位置である評価位置に設置されたマイクロフォンＲ１を用いて、測定対象機器１２の音量(ＣＯＰ)を測定する。そして、音量測定装置１０によって測定された測定対象機器１２の音量(ＣＯＰ)の精度が、模擬音量測定装置５０によって予め導出された予測誤差データを用いて評価される。
さらに、本第１実施形態では、模擬音量測定装置５０によって予め予測誤差データが導出されているので、測定対象機器１２の音量の誤差が所望の大きさとなるように、音量測定装置１０のマイクロフォンＳ１、マイクロフォンＳ２、及びマイクロフォンＲ１の設置位置を定めることができる。

なお、本第１実施形態では、模擬音源５２及び模擬ノイズ源５４を用いた模擬音量測定装置５０によって予測誤差データを導出する形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、実際の測定対象機器１２及びノイズ源機器１４を用いて予測誤差データを導出する形態としてもよい。
この形態の場合、予測誤差データを作成するために、測定対象機器１２を動作させる一方、ノイズ源機器１４を停止させて、音源−評価位置間コヒーレンスＣｏｈ１３、及び予測誤差を算出する。

〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態について説明する。
なお、本第２実施形態に係る音量測定装置１０の構成は、図１に示される第１実施形態に係る音量測定装置１０の構成と同様であるので説明を省略する。

第１実施形態に係る模擬音量測定装置５０で導出された予測誤差データから分かるように、音源−ノイズ源間コヒーレンスＣｏｈ１２が小さいほど、予測誤差は小さくなる。すなわち、音源−ノイズ源間コヒーレンスＣｏｈ１２を小さくできれば、換言すると、ノイズの影響を小さくできれば、評価位置における測定対象機器１２の音量の算出結果の誤差を小さくできる。

そこで、本第２実施形態に係る音量測定装置１０のマイクロフォンＳ１を、測定対象機器１２に対して指向性を有するマイクロフォン、又は測定対象機器１２以外からの音を吸音する吸音ボックスに入れられたマイクロフォンとする。さらに、本第２実施形態に係る音量測定装置１０のマイクロフォンＳ２を、ノイズ源機器１４に対して指向性を有するマイクロフォン、又はノイズ源機器１４以外からの音を吸音する吸音ボックスに入れられたマイクロフォンとする。
これにより、マイクロフォンＳ１は、測定対象機器１２の音量のみを測定し易くなり、マイクロフォンＳ２は、ノイズ源機器１４の音量のみを測定し易くなるので、音源−ノイズ源間コヒーレンスＣｏｈ１２が小さくなる。

図１０に、マイクロフォンＳ１，Ｓ２を吸音ボックスに入れない場合のコヒーレンス及びＣＯＰと、マイクロフォンＳ１，Ｓ２を吸音ボックスに入れた場合のコヒーレンス及びＣＯＰとを示す。

図１０（Ａ−１）は、マイクロフォンＳ１，Ｓ２を吸音ボックスに入れない場合における、音源−ノイズ源間コヒーレンスＣｏｈ１２及び音源−評価位置間コヒーレンスＣｏｈ１３と周波数との関係を示すグラフである。
図１０（Ｂ−１）は、マイクロフォンＳ１，Ｓ２を吸音ボックスに入れない場合における、マイクロフォンＲ１のＣＯＰ（Ｒ１_ＣＯＰ）、マイクロフォンＳ１のＣＯＰ（Ｓ１_ＣＯＰ）、及びマイクロフォンＳ１で測定された音量（Ｓ１）と周波数との関係を示すグラフである。
図１０（Ａ−２）は、マイクロフォンＳ１，Ｓ２を吸音ボックスに入れた場合における、音源−ノイズ源間コヒーレンスＣｏｈ１２及び音源−評価位置間コヒーレンスＣｏｈ１３と周波数との関係を示すグラフである。
図１０（Ｂ−２）は、マイクロフォンＳ１，Ｓ２を吸音ボックスに入れた場合のおける、マイクロフォンＲ１のＣＯＰ（Ｒ１_ＣＯＰ）、マイクロフォンＳ１のＣＯＰ（Ｓ１_ＣＯＰ）、及びマイクロフォンＳ１で測定された音量（Ｓ１）と周波数との関係を示すグラフである。

図１０に示されるグラフは、第１実施形態に係る模擬音量測定装置５０を用いて実験的に測定された結果である。また、図１０（Ａ−２），（Ｂ−２）に示されるグラフは、マイクロフォンＳ１と共に模擬音源５２を吸音ボックスに入れ、マイクロフォンＳ２と共に模擬ノイズ源５４を吸音ボックスに入れて音量を測定された結果である。
なお、ＣＯＰ（Ｒ１_ＣＯＰ）とＣＯＰ（Ｓ１_ＣＯＰ）とは、模擬音源５２及び模擬ノイズ源５４から音を出力して測定した場合である。一方、音量（Ｓ１)は、模擬音源５２のみから音を出力して測定した場合、すなわち、ノイズが無い環境で測定された結果である。

図１０（Ａ−１），（Ａ−２）の円内を比較して分かるように、マイクロフォンＳ１，Ｓ２を吸音ボックスに入れた場合のコヒーレンスは、マイクロフォンＳ１，Ｓ２を吸音ボックスに入れない場合に比較して小さくなっている。
また、図１０（Ｂ−１），（Ｂ−２）の円内を比較して分かるように、マイクロフォンＳ１，Ｓ２を吸音ボックスに入れた場合のＣＯＰ（Ｓ１_ＣＯＰ）は、ノイズが無い環境における音量Ｓ１と同等となっており、ノイズの影響を受ける度合いが、マイクロフォンＳ１，Ｓ２を吸音ボックスに入れない場合に比較して小さく、ノイズの影響による誤差が小さくなることが分かる。

なお、マイクロフォンＳ１，Ｓ２を指向性のマイクロフォンとすることでも、同様の結果が得られる。

以上説明したように、本第２実施形態に係る音量測定装置１０は、測定対象機器１２に対して指向性を有するマイクロフォン、又は測定対象機器１２以外からの音を吸音する吸音ボックスに入れられたマイクロフォンが、マイクロフォンＳ１とされ、ノイズ源に対して指向性を有するマイクロフォン、又はノイズ源以外からの音を吸音する吸音ボックスに入れられたマイクロフォンが、マイクロフォンＳ２とされる。
従って、本第２実施形態に係る音量測定装置１０は、評価位置で算出される測定対象機器１２の音量の誤差をより小さくできる。

〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態について説明する。
図１１に本第３実施形態に係る音量測定装置７０の構成を示す。なお、図１２における図１と同一の構成部分については図１と同一の符号を付して、その説明を省略する。
本第３実施形態に係る音量測定装置７０は、マイクロフォンＳ１の替わりに、測定対象機器１２の表面に設置され、測定対象機器１２の振動を検知する振動計７２を用いる。なお、振動計７２としては、例えば、加速度計が用いられる。

測定対象機器１２の振動は、測定対象機器の音量と周期及び大きさが関連しており、かつノイズ源機器１４からの音が、測定対象機器１２の振動に与える影響は小さい。
そのため、マイクロフォンＳ１で測定される音量とマイクロフォンＳ２で測定される音量とのコヒーレンスに比較して、振動計７２によって測定される振動とマイクロフォンＳ２で測定される音量とのコヒーレンスは小さくなる。

図１２に、マイクロフォンＳ１，Ｓ２を用いた場合のコヒーレンス及びＣＯＰと、マイクロフォンＳ１の替わりに振動計７２を用いた場合のコヒーレンス及びＣＯＰとを示す。

図１２（Ａ−１）は、振動計７２用いない場合における、音源−ノイズ源間コヒーレンスＣｏｈ１２及び音源−評価位置間コヒーレンスＣｏｈ１３と周波数との関係を示すグラフである。
図１２（Ｂ−１）は、振動計７２を用いない場合のマイクロフォンＲ１における、ＣＯＰ（Ｒ１_ＣＯＰ）、マイクロフォンＳ１におけるＣＯＰ（Ｓ１_ＣＯＰ）、及びマイクロフォンＳ１で測定された音量（Ｓ１）と周波数との関係を示すグラフである。
図１２（Ａ−２）は、マイクロフォンＳ１の替わりに振動計７２を用いた場合における、音源−ノイズ源間コヒーレンスＣｏｈ１２及び音源−評価位置間コヒーレンスＣｏｈ１３と周波数との関係を示すグラフである。
図１２（Ｂ−２）は、マイクロフォンＳ１の替わりに振動計７２を用いた場合における、マイクロフォンＲ１のＣＯＰ（Ｒ１_ＣＯＰ）、振動計７２のＣＯＰ（Ｓ１’_ＣＯＰ）、参考用のマイクロフォンＳ１で測定された音量（Ｓ１）と周波数との関係を示すグラフである。

図１２に示すグラフは、第１実施形態に係る模擬音量測定装置５０を用いて実験的に測定された結果である。
なお、ＣＯＰ（Ｒ１_ＣＯＰ）とＣＯＰ（Ｓ１’_ＣＯＰ）とは、模擬音源５２及び模擬ノイズ源５４から音を出力して測定した場合である。一方、音量（Ｓ１)は、模擬音源５２のみから音を出力して測定した場合、すなわち、ノイズが無い環境で測定された結果である。

図１２（Ａ−１），（Ａ−２）の円内を比較して分かるように、マイクロフォンＳ１の替わりに振動計７２を用いた場合のコヒーレンスは、振動計７２を用いない場合に比較して小さくなっている。
また、図１２（Ｂ−１），（Ｂ−２）の円内を比較して分かるように、マイクロフォンＳ１の替わりに振動計７２を用いた場合のＣＯＰ（Ｓ１’_ＣＯＰ）は、ノイズが無い環境における音量Ｓ１と同等となっており、ノイズの影響を受ける度合いが、振動計７２を用いない場合に比較して小さい。

以上説明したように、本第３実施形態に係る音量測定装置１０は、マイクロフォンＳ１の替わりに振動計７２を用いることによって、評価位置で算出される測定対象機器１２の音量の誤差をより小さくできる。

以上、本発明を、上記各実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

例えば、上記各実施形態では、ノイズ源機器１４を一つとする形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、ノイズ源機器１４を複数とする形態としてもよい。この形態の場合、各ノイズ源機器１４毎に音源−ノイズ源間コヒーレンスを算出し、各音源−ノイズ源間コヒーレンスに基づいて、音量測定処理や予測誤差データ導出処理が行われる。

１０ 音量測定装置
１２ 測定対象機器
１４ ノイズ源機器
１６ 情報処理装置
２０ ＣＰＵ
５０ 模擬音量測定装置
５２ 模擬音源
５４ 模擬ノイズ源
７２ 振動計
Ｓ１ マイクロフォン
Ｓ２ マイクロフォン
Ｒ１ マイクロフォン

Claims (5)

1. 測定対象機器に近接して設置された第１マイクロフォンと、
   ノイズ源に近接して設置された第２マイクロフォンと、
   前記第１マイクロフォン及び前記第２マイクロフォンの設置位置よりも離れた位置である評価位置に設置された第３マイクロフォンと、
   前記第１マイクロフォンで測定された音量と前記第２マイクロフォンで測定された音量とのコヒーレンスである第１コヒーレンスを算出する第１算出手段と、
   前記第１マイクロフォンで測定された音量と前記第３マイクロフォンで測定された音量とのコヒーレンスである第２コヒーレンスを算出する第２算出手段と、
   前記第２算出手段で算出された前記第２コヒーレンスと前記第３マイクロフォンで測定された音量に基づいて、前記評価位置における前記測定対象機器の音量を算出する第３算出手段と、
   前記第１算出手段で算出された前記第１コヒーレンス、前記第２算出手段で算出された前記第２コヒーレンス、及び前記第３算出手段で算出された前記測定対象機器の音量に対して予測される誤差との関係を示す予測誤差データを導出する導出手段と、
   を備える音量誤差測定装置。
2. 測定対象機器を模擬した模擬音源に近接して設置された第１マイクロフォン、ノイズ源を模擬した模擬ノイズ源に近接して設置された第２マイクロフォン、前記第１マイクロフォン及び前記第２マイクロフォンの設置位置よりも離れた位置である評価位置に設置された第３マイクロフォンを用いて、音量を測定する第１工程と、
   前記第１マイクロフォンで測定された音量と前記第２マイクロフォンで測定された音量とのコヒーレンスである第１コヒーレンス、及び前記第１マイクロフォンで測定された音量と前記第３マイクロフォンで測定された音量とのコヒーレンスである第２コヒーレンスとを算出する第２工程と、
   前記第２工程で算出された前記第２コヒーレンスと前記第３マイクロフォンで測定された音量に基づいて、前記評価位置における前記測定対象機器の音量を算出する第３工程と、
   前記第２工程で算出された前記第１コヒーレンス、前記第２工程で算出された前記第２コヒーレンス、及び前記第３工程で算出された前記測定対象機器の音量に対して予測される誤差との関係を示す予測誤差データを導出する第４工程と、
   を含む音量誤差測定方法。
3. 測定対象機器である音源に近接して設置された第４マイクロフォン、ノイズ源に近接して設置された第５マイクロフォン、前記第４マイクロフォン及び前記第５マイクロフォンの設置位置よりも離れた位置である評価位置に設置された第６マイクロフォンを用いて測定された前記測定対象機器の音量の誤差が、前記第４工程で導出された前記予測誤差データを用いて評価される請求項２記載の音量誤差測定方法。
4. 前記第４マイクロフォンを、前記測定対象機器に対して指向性を有するマイクロフォン、又は前記測定対象機器以外からの音を吸音する吸音ボックスに入れられたマイクロフォンとし、
   前記第５マイクロフォンを、前記ノイズ源に対して指向性を有するマイクロフォン、又は前記ノイズ源以外からの音を吸音する吸音ボックスに入れられたマイクロフォンとする請求項３記載の音量誤差測定方法。
5. 前記第４マイクロフォンに替えて、前記測定対象機器の振動を検知する振動検知手段を備えた請求項３記載の音量誤差測定方法。

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