JP3554446B2

JP3554446B2 - Tone evaluation device

Info

Publication number: JP3554446B2
Application number: JP23532796A
Authority: JP
Inventors: 恵伸野口; 精一永田
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1996-09-05
Filing date: 1996-09-05
Publication date: 2004-08-18
Anticipated expiration: 2016-09-05
Also published as: JPH1082693A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検出した音を人間の感覚量として評価する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
音の測定データから人間の感覚量である音色を評価するものとしては、心理学的手法で調べた人間の騒音に対する感覚量と、検出した音信号の特徴との相関関係を統計的手法によって予め求めておき、評価対象となる音を周波数分析装置などによって信号の特徴を検出し、この信号的特徴から人間の感覚量への変換を、上記相関関係を利用して行うものが知られており、周波数分析装置と、この分析結果を音色に変換する変換装置から構成されている。
【０００３】
このような、音色の評価は、例えば、機械製品の完成検査などに採用することができ、例えば、油圧ポンプ等の機械では、組み立て完了後のポンプを運転して完成検査を行う際に、油圧ポンプが発生する騒音の測定データを音色に変換することで、組み付け不良などを迅速かつ安定して判定することができ、従来から行ってきた人間の聴覚及び主観に基づく合否判定に比して、熟練度等の個人差や体調などに起因する不安定な要因を排除することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、測定した音から人間の感覚量である音色へ変換する際に、周波数分析装置による処理と、この処理結果を変換装置で変換して初めて音色として評価するため、人間の感覚量への変換は、周波数分析後の物理量から２次的に求める必要があり、迅速に感覚量を知ることができないという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、測定した音データから直接的に人間の感覚量を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、図１１に示すように、機械作動中の音をサンプリングする音サンプリング手段５０と、前記サンプリングされた音データから周波数に応じた音の振幅を演算する周波数分析手段５１とを備えて、周波数と振幅の演算結果に応じて音色を評価する音色評価装置において、前記サンプリングデータに基づいてオーバーオール値を演算するオーバーオール値演算手段５２と、前記機械の周期的な運動をサンプリングする運動周期サンプリング手段５３と、この運動周期サンプリング手段５３が検出した周期から次数成分周波数を演算する次数成分周波数演算手段５４と、前記周波数分析手段５１の演算結果から、次数成分周波数演算手段５４で求めた次数成分周波数に対応する振幅を検索する次数成分振幅演算手段５５と、この次数成分周波数に対応した振幅と、前記オーバーオール値から所定の第１感覚量を演算する第１感覚量変換手段５６と、前記音サンプリング手段５０のサンプリングデータを複数の周波数帯域に分割する帯域分割処理手段５７と、これら各周波数帯域毎のオーバーオール値を演算する各帯域オーバーオール値演算手段５８と、これら各周波数帯域毎のオーバーオール値に基づいて所定の第２感覚量を演算する第２感覚量変換手段５９とを備え、前記第１感覚量変換手段５６及び第２感覚量変換手段５９は、以下の式によって前記第１及び第２感覚量を算出する。
【数３】

【数４】

ただし、Ｙ１及びＹ２は前記第１感覚量、Ｙ３、Ｙ４及びＹ５は前記第２感覚量、Ｊ０、Ｍ０、Ｇ０、Ｈ０及びＩ０は定数、Ｊｋ、Ｍｋ、Ｇｋ、Ｈｋ及びＩｋは統計的手法によって予め設定された定数、ｎは測定対象の音の種類に応じて予め設定される値、Ｌｋは前記次数成分周波数の振幅、Ｌａは前記オーバーオール値、Ａｋは前記各周波数帯域毎のオーバーオール値とする。
【０００７】
また第２の発明は、前記第１の発明において、前記第１及び第２感覚量変換手段が求めた第１及び第２感覚量を表示する表示手段６０とを備える。
【００１０】
【作用】
したがって、第１の発明は、機械作動中の音と運動周期がそれぞれサンプリングされ、サンプリングした音データから周波数に応じた音の振幅と、オーバーオール値が演算される一方、運動周期から次数成分周波数が演算され、この次数成分周波数に応じた音の振幅を求め、この振幅とオーバーオール値から直接的に人間の感覚量である第１の感覚量、例えば、「ざらつき」等へ変換し、さらに、サンプリングした音データを複数の周波数帯域に分割して、各帯域毎のオーバーオール値から直接的に人間の感覚量である第２の感覚量、例えば、「明るさ」等へ変換し、これら第１及び第２の感覚量から定量的に音色を評価することができる。また、次数成分周波数に対応する振幅とオーバーオール値の差と、予め統計的に求めた定数の積に基づいて第１感覚量を演算することで、検出した音の全体的な感覚量、例えば、「ざらつき」や「とげとげしさ」等を定量化する事ができる。また、各周波数帯域毎のオーバーオール値と、予め統計的に求めた定数の積に基づいて第２感覚量を演算することで、検出した音の特徴的な感覚量、例えば、「明るさ」や「躍動感」等を定量化する事ができる。
【００１１】
また、第２の発明は、第１及び第２の感覚量を表示手段へ出力することにより、検出した機械作動音の音色を視覚的に判断することができる。
【００１４】
【実施形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明を油圧ポンプ等の機械作動音の音色の評価に適用した場合を示し、油圧ポンプの騒音を含む作動音を検出する手段としてのマイクロホン１が検出した信号は、アンプ３で増幅された後、マイクロプロセッサ８を主体とするコントローラ１０へ音データとして入力され、同時に、運動周期検出手段２は、測定対象である油圧ポンプの運動周期を検出する回転センサ等の構成されて、検出した周期信号も上記と同様にアンプ４を介してコントローラ１０へ入力される。
【００１６】
コントローラ１０は、上記アンプ３、４からの信号をデジタル信号へ変換するＡ／Ｄ変換器５、６と、演算結果やサンプリングデータ等を記憶するメモリ７及び判定結果を表示する表示装置９が、インターフェースＩ／Ｆを介してマイクロプロセッサ８に接続され、図２に示すような音信号処理及び人間の感覚量への変換処理が行われる。
【００１７】
この図２のブロック図及び上記図１を参照しながら、コントローラ１０で行われる処理につて詳述する。
【００１８】
まず、マイクロホン１で検出された音、ここでは油圧ポンプの騒音は、アンプ３で増幅された後に、Ａ／Ｄ変換器５で音データに変換されてから、データサンプリング部によって所定時間測定され、図３（Ａ）のように時間に応じた振幅としてメモリ７へ格納される。
【００１９】
メモリ７へ格納された音データは、マイクロプロセッサ８の指令に応じて周波数分析処理部でＦＦＴ（高速フーリエ変換、以下同様）演算が行われ、図３（Ａ）の音データは、図４（Ａ）に示すように、周波数に応じた振幅として表され、さらに、この周波数分析部では、図４（Ｂ）のようにＦＦＴ演算結果を周波数に応じた振幅として配列化する。
【００２０】
上記メモリ７へ格納された音データは、ＦＦＴ演算に加えて、オーバーオール値演算部で、暗騒音を含む測定時の振幅（ｄＢ）の平均値であるオーバーオール値Ｌａが、図５に示すように演算される。
【００２１】
一方、運動周期検出手段２からは、図３（Ｂ）に示すように、油圧ポンプの回転に応じたパルスが出力され、データサンプリング部はこの周期的なパルスを、上記と同様の所定時間だけサンプリングする。
【００２２】
そして、次数成分周波数計算部では、図６に示すように、パルスの周期Δｔに応じた１次成分周波数Ｆ１より、周期的なパルスによって発生するｋ次成分周波数Ｆｋを演算する。ただし、ｋ＝１〜ｎで、ｎは測定対象の音の種類に応じて予め設定されるものである。
【００２３】
次に、次数成分振幅検出部では、図４（Ｂ）のように、周波数分析部で求めた音データの周波数に応じた振幅配列と、次数成分周波数計算部で求めた次数成分周波数Ｆｋから、ｋ次成分周波数Ｆｋに対応する振幅Ｌｋを図４（Ｂ）の配列より読み込む。
【００２４】
こうして、音データの周波数分析結果（ＦＦＴ演算結果）から得た次数成分周波数の振幅Ｌｋと、オーバーオール値計算部で求めたオーバーオール値Ｌａから、図２の第１感覚量計算部では次のような式に基づいて人間の感覚量である「さわやかさ」Ｙ１と「とげとげしさ」Ｙ２の演算を行う。
【００２５】
【数５】

【００２６】
ただし、Ｊｋ、Ｍｋは統計的手法によって予め設定された定数であり、Ｊ_０、Ｍ_０は定数である。
【００２７】
一方、上記メモリ７へ格納された音データは、図２に示す帯域分割処理部で、予め設定されてた複数のバンドパスフィルタ等によって、図８に示すように、各周波数帯域ΔＦ１からΔＦｎに分割され、さらに、各帯域オーバーオール値計算部で、各周波数帯域ΔＦｎ毎のオーバーオール値Ａｎを図９のように算出する。
【００２８】
そして、第２感覚量演算部では、これらオーバーオール値Ａｎに基づいて、次式から人間の感覚量である「明るさ」Ｙ３、「ざらつき」Ｙ４及び「躍動感」Ｙ５を演算する。
【００２９】
【数６】

【００３０】
ただし、Ｇｋ、Ｈｋ、Ｉｋは統計的手法によって予め設定された定数であり、Ｇ_０、Ｈ_０、Ｉ_０は定数である。
【００３１】
こうして、第１及び第２感覚量計算部で得られた人間の感覚量Ｙ１〜Ｙ５の「さわやかさ」Ｙ１、「とげとげしさ」Ｙ２、「明るさ」Ｙ３、「ざらつき」Ｙ４及び「躍動感」Ｙ５は図１の表示装置９へ出力され、例えば、図１０に示すようにレーダーチャートとして表示される。
【００３２】
このレーダーチャート上で所定の音色、例えば、「とげとげしさ」が所定の振幅を超えたとき等に、測定対象である機械の不良を判定することができる。
【００３３】
このように、第１及び第２感覚量計算部によって、ＦＦＴ演算と帯域分割処理による信号処理を加えた音データから、直接的に人間の感覚量である音色を出力することが可能となって、前記従来例のように物理量から２次的に感覚量へ変換する必要がなくなって、測定した音データから迅速に人間の感覚量を安定して求めることができ、この装置を上記油圧ポンプのような機械の完成検査工程に採用すれば、人間による異音判定のような熟練度や健康状態等の個人差等を排除して常に安定した判定を、前記従来例よりも高速に行うことができ、完成検査工程に要する時間を短縮して生産性を向上させることができるのである。
【００３４】
なお、上記実施形態において、人間の感覚量として複数の音色Ｙ１〜Ｙ５の「さわやかさ」Ｙ１、「とげとげしさ」Ｙ２、「明るさ」Ｙ３、「ざらつき」Ｙ４及び「躍動感」Ｙ５を求めたが、単一の音色を評価してもよく、この場合、第１または第２感覚量計算部の出力のうちの一方を用いればよい。
【００３５】
また、求める感覚量は、予め統計的手法により求めた定数Ｊｋ、Ｍｋ、Ｇｋ、Ｈｋ、Ｉｋ等を適宜変更することにより、任意の感覚量を得ることが可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、第１の発明は、機械作動中の音と運動周期がそれぞれサンプリングされ、サンプリングした音データから周波数に応じた音の振幅と、オーバーオール値が演算される一方、運動周期から次数成分周波数が演算され、この次数成分周波数に応じた音の振幅を求め、この振幅とオーバーオール値から直接的に人間の感覚量である第１の感覚量、例えば、「ざらつき」等へ変換し、さらに、サンプリングした音データを複数の周波数帯域に分割して、各帯域毎のオーバーオール値から直接的に人間の感覚量である第２の感覚量、例えば、「明るさ」等へ変換し、これら第１及び第２の感覚量から定量的に音色を評価することができ、検出した音データ及び運動周期から直接的に人間の感覚量へ変換することが可能となって、前記従来例のように物理量から２次的に感覚量へ変換する必要がなくなって、検出した音データから人間の感覚量である音色を迅速に評価することが可能となる。また、次数成分周波数に対応する振幅とオーバーオール値の差と、予め統計的に求めた定数の積に基づいて第１感覚量を演算することで、検出した音の全体的な感覚量、例えば、「ざらつき」や「とげとげしさ」等を定量化して、全体的な音色の評価を正確に行う事ができる。また、各周波数帯域毎のオーバーオール値と、予め統計的に求めた定数の積に基づいて第２感覚量を演算することで、検出した音の特徴的な感覚量、例えば、「明るさ」や「躍動感」等を定量化して、特徴的な音色の評価を正確に行う事ができる。
【００３７】
また、第２の発明は、第１及び第２の感覚量を表示手段へ出力することにより、検出した機械作動音の音色を視覚的に判断することができ、音色の評価を迅速かつ正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す音色評価装置の概略構成図。
【図２】コントローラで行われる処理の概念図である。
【図３】入力信号の振幅と時間の関係を示し、（Ａ）はマイクロホンから入力された音信号を、（Ｂ）は運動周期検出手段から入力された周期信号をそれぞれ示す。
【図４】周波数分析の様子を示し、（Ａ）はＦＦＴによる周波数と振幅の関係を示すグラフで、（Ｂ）は周波数ごとに配列化された振幅を示す。
【図５】オーバーオール値の演算の様子を示し、振幅と時間の関係のグラフである。
【図６】周期運動に基づく周期信号と実数成分周波数の関係を示すグラフである。
【図７】各次数成分周波数とＦＦＴ演算結果の振幅配列の概略図。
【図８】帯域分割処理の様子を示し、各帯域ごとの波形を示すグラフである。
【図９】各帯域ごとのオーバーオール値を示す配列の概念図である。
【図１０】人間の感覚量に応じた音色表示の一例を示す概略図。
【図１１】第１ないし第４の発明のいずれかひとつに対応するクレーム対応図。
【符号の説明】
１マイクロホン
２周期信号検出手段
３、４アンプ
５、６Ａ／Ｄ変換器
７メモリ
８マイクロプロセッサ
９表示装置
１０コントローラ
５０音サンプリング手段
５１周波数分析手段
５２オーバーオール値演算手段
５３運動周期サンプリング手段
５４次数成分周波数演算手段
５５次数成分振幅演算手段
５６第１感覚量変換手段
５７帯域分割処理手段
５８各帯域オーバーオール値演算手段
５９第２感覚量変換手段
６０表示手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for evaluating a detected sound as a human sense.
[0002]
[Prior art]
To evaluate the timbre, which is the amount of human sensation from sound measurement data, the correlation between the amount of sensation to human noise examined by psychological methods and the characteristics of detected sound signals is determined in advance by statistical methods. It is known that a sound to be evaluated is detected by using a frequency analysis device or the like to detect the characteristics of a signal, and the signal characteristics are converted into human sensations using the above correlation. , A frequency analyzer, and a converter for converting the analysis result into a timbre.
[0003]
Such evaluation of the tone can be employed, for example, in the completion inspection of a machine product.For example, in a machine such as a hydraulic pump, when the completion inspection is performed by operating the pump after the completion of the assembly, the hydraulic pressure is evaluated. By converting the measurement data of the noise generated by the pump into a timbre, it is possible to quickly and stably judge an improper assembly, etc., compared to the conventional pass / fail judgment based on human hearing and subjectivity, Unstable factors caused by individual differences such as skill level and physical condition can be eliminated.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above conventional example, when the measured sound is converted into a timbre, which is a human sensation, the processing by the frequency analyzer and the result of this processing are converted by the converter to be evaluated as a timbre for the first time. The conversion into the sensation amount needs to be secondarily obtained from the physical amount after the frequency analysis, and there is a problem that the sensation amount cannot be quickly known.
[0005]
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to directly obtain a human sense amount from measured sound data.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the first invention, as shown in FIG. 11, a sound sampling means 50 for sampling a sound during machine operation and a frequency analysis means 51 for calculating an amplitude of a sound corresponding to a frequency from the sampled sound data. A timbre evaluation device for evaluating a timbre according to a calculation result of a frequency and an amplitude; an overall value calculating means 52 for calculating an overall value based on the sampling data; and a motion for sampling a periodic motion of the machine. The cycle sampling means 53, the order component frequency calculating means 54 for calculating the order component frequency from the cycle detected by the movement cycle sampling means 53, and the order component frequency calculating means 54 obtained from the calculation result of the frequency analyzing means 51. An order component amplitude calculating means 55 for searching for an amplitude corresponding to the order component frequency; First sensation quantity conversion means 56 for calculating a predetermined first sensation quantity from the amplitude corresponding to the divided frequency and the overall value, and band division processing means for dividing the sampling data of the sound sampling means 50 into a plurality of frequency bands. 57, each band overall value calculating means 58 for calculating an overall value for each frequency band, and second sensory amount converting means 59 for calculating a predetermined second sensory amount based on the overall value for each frequency band. The first sensory amount converter 56 and the second sensory amount converter 59 calculate the first and second sensory amounts by the following equations .
(Equation 3)

(Equation 4)

Here, Y1 and Y2 are the first sensory quantities, Y3, Y4 and Y5 are the second sensory quantities, J0, M0, G0, H0 and I0 are constants, and Jk, Mk, Gk, Hk and Ik are statistical methods. A preset constant, n is a value preset according to the type of sound to be measured, Lk is the amplitude of the order component frequency, La is the overall value, and Ak is the overall value for each frequency band. .
[0007]
Further, a second invention is provided with a display means 60 for displaying the first and second sensation quantities obtained by the first and second sensation quantity conversion means in the first invention .
[0010]
[Action]
Therefore, in the first invention, the sound during the operation of the machine and the movement cycle are sampled, and the amplitude of the sound corresponding to the frequency and the overall value are calculated from the sampled sound data, while the order component frequency is calculated from the movement cycle. The amplitude of the sound corresponding to the order component frequency is calculated, and the amplitude and the overall value are directly converted into a first sensation amount, which is a human sensation amount, for example, “roughness”. The divided sound data is divided into a plurality of frequency bands, and the overall value of each band is directly converted into a second sensory amount, such as "brightness", which is a human sensory amount. The timbre can be quantitatively evaluated from the second sensory quantity. Further, by calculating the first sensory amount based on the product of the difference between the amplitude corresponding to the order component frequency and the overall value and a constant statistically obtained in advance, the overall sensory amount of the detected sound, for example, "Roughness" and "thorniness" can be quantified. In addition, by calculating the second sensory amount based on the product of the overall value for each frequency band and a constant statistically obtained in advance, a characteristic sensory amount of the detected sound, for example, “brightness” or It is possible to quantify "dynamic feeling" and the like.
[0011]
Further, according to the second aspect, the timbre of the detected mechanical operation sound can be visually determined by outputting the first and second sensory amounts to the display means.
[0014]
Embodiment
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0015]
FIG. 1 shows a case in which the present invention is applied to the evaluation of the timbre of a mechanical operation sound of a hydraulic pump or the like. A signal detected by a microphone 1 as a means for detecting an operation sound including a noise of the hydraulic pump is supplied to an amplifier 3. After being amplified, it is input as sound data to a controller 10 mainly composed of a microprocessor 8, and at the same time, the movement cycle detecting means 2 is configured by a rotation sensor or the like for detecting a movement cycle of a hydraulic pump to be measured, The detected periodic signal is also input to the controller 10 via the amplifier 4 as described above.
[0016]
The controller 10 includes A / D converters 5 and 6 that convert signals from the amplifiers 3 and 4 into digital signals, a memory 7 that stores calculation results, sampling data, and the like, and a display device 9 that displays determination results. It is connected to the microprocessor 8 via the interface I / F, and performs the sound signal processing and the conversion processing to the amount of human sensation as shown in FIG.
[0017]
The processing performed by the controller 10 will be described in detail with reference to the block diagram of FIG. 2 and FIG.
[0018]
First, the sound detected by the microphone 1, here, the noise of the hydraulic pump, is amplified by the amplifier 3, converted into sound data by the A / D converter 5, and measured by the data sampling unit for a predetermined time. As shown in FIG. 3A, the amplitude is stored in the memory 7 as the amplitude according to time.
[0019]
The sound data stored in the memory 7 is subjected to an FFT (Fast Fourier Transform, hereinafter the same) operation in the frequency analysis processing unit in accordance with a command from the microprocessor 8, and the sound data in FIG. As shown in FIG. 4A, the amplitude is represented as an amplitude corresponding to the frequency. Further, in this frequency analysis unit, as shown in FIG.
[0020]
In addition to the FFT operation, the sound data stored in the memory 7 is subjected to an overall value operation unit to calculate an overall value La, which is an average value of amplitude (dB) at the time of measurement including background noise, as shown in FIG. It is calculated.
[0021]
On the other hand, as shown in FIG. 3 (B), a pulse corresponding to the rotation of the hydraulic pump is output from the movement cycle detecting means 2, and the data sampling unit outputs this periodic pulse for a predetermined time similar to the above. Sample.
[0022]
Then, as shown in FIG. 6, the order component frequency calculation unit calculates a k-order component frequency Fk generated by the periodic pulse from the primary component frequency F1 corresponding to the pulse period Δt. However, k = 1 to n, where n is preset according to the type of the sound to be measured.
[0023]
Next, as shown in FIG. 4 (B), the order component amplitude detection unit obtains an amplitude array corresponding to the frequency of the sound data obtained by the frequency analysis unit and the order component frequency Fk obtained by the order component frequency calculation unit. The amplitude Lk corresponding to the kth-order component frequency Fk is read from the array in FIG.
[0024]
Thus, from the amplitude Lk of the order component frequency obtained from the frequency analysis result (FFT operation result) of the sound data and the overall value La obtained by the overall value calculation unit, the first sensory amount calculation unit in FIG. Based on the equation, the calculation of the “freshness” Y1 and the “thorniness” Y2, which are the amounts of human perception, are performed.
[0025]
(Equation 5)

[0026]
Here, Jk and Mk are constants set in advance by a statistical method, and J ₀ and M ₀ are constants.
[0027]
On the other hand, the sound data stored in the memory 7 is converted into frequency bands ΔF1 to ΔFn as shown in FIG. 8 by a plurality of band-pass filters preset in the band division processing unit shown in FIG. After being divided, each band overall value calculator calculates an overall value An for each frequency band ΔFn as shown in FIG.
[0028]
Then, based on these overall values An, the second sensory amount calculation unit calculates the human sense amounts “brightness” Y3, “roughness” Y4, and “dynamic sense” Y5 from the following equation.
[0029]
(Equation 6)

[0030]
However, Gk, Hk, Ik is the preset constant by statistical _{_{_{techniques, G 0, H 0, I}}} 0 is a constant.
[0031]
Thus, the “freshness” Y1, the “thorniness” Y2, the “brightness” Y3, the “roughness” Y4, and the “dynamic feeling” of the human sensory amounts Y1 to Y5 obtained by the first and second sensory amount calculators. Y5 is output to the display device 9 of FIG. 1, and is displayed as, for example, a radar chart as shown in FIG.
[0032]
When a predetermined tone color, for example, “thorniness” exceeds a predetermined amplitude on the radar chart, it is possible to determine the failure of the machine to be measured.
[0033]
As described above, the first and second sensory amount calculators can directly output a tone which is a human sensory amount from the sound data to which the signal processing by the FFT operation and the band division processing has been performed. This eliminates the need to secondarily convert the physical quantity into the sensory quantity as in the conventional example, and allows the human sensory quantity to be quickly and stably obtained from the measured sound data. If it is adopted in the completion inspection process of such a machine, it is possible to always perform stable determination at a higher speed than the conventional example by eliminating individual differences such as skill level and health condition such as abnormal noise determination by human. As a result, the time required for the completion inspection process can be shortened and the productivity can be improved.
[0034]
In the above-described embodiment, the “freshness” Y1, the “thorniness” Y2, the “brightness” Y3, the “roughness” Y4, and the “dynamic feeling” Y5 of the plurality of timbres Y1 to Y5 are obtained as the amounts of human perception. However, a single timbre may be evaluated, and in this case, one of the outputs of the first and second sensory amount calculation units may be used.
[0035]
Also, the desired amount of sensation can be obtained by appropriately changing constants Jk, Mk, Gk, Hk, Ik, etc., which are obtained in advance by a statistical method.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the first invention, the sound and the movement period during the mechanical operation are sampled, and the amplitude of the sound corresponding to the frequency and the overall value are calculated from the sampled sound data, while the movement period is calculated from the movement period. The order component frequency is calculated, the amplitude of the sound corresponding to the order component frequency is obtained, and the amplitude and the overall value are directly converted into a first sensory amount that is a human sensory amount, for example, “roughness” or the like. Further, the sampled sound data is divided into a plurality of frequency bands, and the overall value of each band is directly converted into a second sensory amount that is a human sensory amount, such as “brightness”, The timbre can be quantitatively evaluated from the first and second sensory quantities, and the detected sound data and motion cycle can be directly converted to human sensory quantities. It unnecessary to convert the secondary sensory quantity from the physical quantity as in the conventional example, it is possible to quickly evaluate the tone is a sense of human from the detected sound data. Further, by calculating the first sensory amount based on the product of the difference between the amplitude corresponding to the order component frequency and the overall value and a constant statistically obtained in advance, the overall sensory amount of the detected sound, for example, By quantifying “roughness” and “thorniness”, it is possible to accurately evaluate the overall timbre. In addition, by calculating the second sensory amount based on the product of the overall value for each frequency band and a constant statistically obtained in advance, a characteristic sensory amount of the detected sound, for example, “brightness” or It is possible to accurately evaluate characteristic timbres by quantifying “lively feeling” and the like.
[0037]
Further, according to the second invention, by outputting the first and second sensory quantities to the display means, the timbre of the detected machine operation sound can be visually judged, and the evaluation of the timbre can be performed quickly and accurately. It can be carried out.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a timbre evaluation device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram of a process performed by a controller.
3A and 3B show the relationship between the amplitude and time of an input signal, wherein FIG. 3A shows a sound signal input from a microphone, and FIG. 3B shows a periodic signal input from a movement period detecting means.
4A and 4B show a state of frequency analysis, in which FIG. 4A is a graph showing a relationship between frequency and amplitude by FFT, and FIG. 4B shows amplitudes arranged for each frequency.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between amplitude and time, showing how the overall value is calculated.
FIG. 6 is a graph showing a relationship between a periodic signal based on a periodic motion and a real component frequency.
FIG. 7 is a schematic diagram of each order component frequency and an amplitude array of an FFT operation result.
FIG. 8 is a graph showing a state of band division processing and showing a waveform for each band.
FIG. 9 is a conceptual diagram of an array showing an overall value for each band.
FIG. 10 is a schematic diagram showing an example of a tone color display according to the amount of human perception.
FIG. 11 is a claim correspondence diagram corresponding to any one of the first to fourth inventions.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 microphone 2 period signal detection means 3, 4 amplifier 5, 6 A / D converter 7 memory 8 microprocessor 9 display device 10 controller 50 sound sampling means 51 frequency analysis means 52 overall value calculation means 53 movement period sampling means 54 order component Frequency calculation means 55 Order component amplitude calculation means 56 First sensation quantity conversion means 57 Band division processing means 58 Overall band value calculation means 59 Second sensation quantity conversion means 60 Display means

Claims

A sound sampling unit for sampling a sound during machine operation; and a frequency analysis unit for calculating a sound amplitude according to a frequency from the sampled sound data, and evaluating a timbre according to a calculation result of the frequency and the amplitude. An overall value calculating means for calculating an overall value based on the sampling data, a motion cycle sampling means for sampling a periodic motion of the machine, and an order from a cycle detected by the motion cycle sampling means. Order component frequency calculating means for calculating a component frequency; order component amplitude calculating means for searching an amplitude corresponding to the order component frequency obtained by the order component frequency calculating means from the calculation result of the frequency analyzing means; And a predetermined first sensory quantity from the amplitude corresponding to First sensory amount conversion means for calculating, a frequency division processing means for dividing the sampling data of the sound sampling means into a plurality of frequency bands, each band overall value calculation means for calculating an overall value for each of these frequency bands, A second sensory amount conversion unit that calculates a predetermined second sensory amount based on the overall value of each of these frequency bands , wherein the first and second sensory amount converters are configured to calculate the first and second sensory amount by the following equations. A timbre evaluation device for calculating a second sensory quantity .

Here, Y1 and Y2 are the first sensory quantities, Y3, Y4, and Y5 are the second sensory quantities, J0, M0, G0, H0, and I0 are constants, and Jk, Mk, Gk, Hk, and Ik are statistical methods. A preset constant, n is a value preset according to the type of sound to be measured, Lk is the amplitude of the order component frequency, La is the overall value, and Ak is the overall value for each frequency band. .

Tone evaluation apparatus according to claim 1, further comprising a display means for displaying the first and second sensory quantity of the first and second sensory quantity conversion means is determined.