JP4005111B2

JP4005111B2 - 室間音圧レベル差の測定方法及びその装置

Info

Publication number: JP4005111B2
Application number: JP2006335219A
Authority: JP
Inventors: 雅直大脇; 健史財満; 正克岡崎
Original assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 2006-12-13
Filing date: 2006-12-13
Publication date: 2007-11-07
Anticipated expiration: 2018-08-07
Also published as: JP2007101560A

Description

本発明は、戸建て住宅や集合住宅における部屋の遮音性能を調べるために行う室間音圧レベル差の測定方法とその装置に関するものである。

従来、室間音圧レベル差の測定は、法律で定める一定の工業基準規格に規定された方法によって行われている。図７は、上記従来の測定に使用される室間音圧レベル差の測定装置の構成と測定方法とを示す図で、室間音圧レベル差の測定装置は、音源室Ａに設置された、音圧レベルの測定に使用される雑音を発生させる音源発生器２１と電力増幅器２２とスピーカ２３とを備えた音源装置２４と、上記音源室Ａ及び上記音源室Ａとは異なる受音室Ｂとにそれぞれ設置され、上記音源室Ａ内と上記受音室Ｂ内の音圧信号を採取する２つのマイクロホン２５ａ，２５ｂを備えた受音装置２６とから構成される。この受音装置２６は、上記マイクロホン２５ａ，２５ｂで採取した音圧信号の入力切換えを行う切換スイッチ２７と、上記入力した音圧信号を帯域制限するフィルタであるオクターブ帯域フィルタ２８とレベル表示器２９とを有し、上記オクターブ帯域フィルタ２８により帯域制限された上記音圧信号の音圧レベル（ｄＢ）を検出し上記レベル表示器２９に上記音圧レベル（ｄＢ）をアナログ表示する騒音計３０とを備えている。
音源発生器２１は、図８に示すように、125Hzを基本周波数とし、周波数が１オクターブずつ増加する６種類の周波数（ｆ₁＝125Hz，ｆ₂＝250Hz, ｆ₃＝500Hz, ｆ₄＝1000Hz, ｆ₅＝2000Hz，ｆ₆＝4000Hz ）をそれぞれ中心周波数とした１オクターブの幅を持つ雑音を発生させるもので、室間音圧レベル差の測定時には、上記６種類の雑音を１種類ずつ発生させる。音源発生器２１で発生された雑音は電力増幅器２２で増幅されスピーカ２３から音源室Ａ内に放射される。なお、上記スピーカ２３は、音源室Ａ内の音圧レベルがほぼ一定となるように、また、上記雑音が受音室Ｂに直接入射しないように、通常音源室Ａの隅の床上に床からほぼ１．２〜１．５ｍの高さに設置される。

次に、室間音圧レベル差の測定方法について説明する。マイクロホン２５ａ，２５ｂで音圧信号を採取する個所（以下、測定点という）は、図７に示すように、音源室Ａで５個所（Ａ₁〜Ａ₅）、受音室Ｂで５個所（Ｂ₁〜Ｂ₅）の合計１０個所である。なお、同図において、測定を行う作業者Ｓ₁〜Ｓ₄は省略した。
まず、音源室Ａにおいて、作業者Ｓ₁は音源装置２４を操作しｆ₁＝125Hzを中心周波数とした１オクターブの幅の帯域を持つ雑音をスピーカ２３から発生させるとともに、作業者Ｓ₂が音源室Ａの測定点Ａ₁にマイクロホン２５ａをセットして上記測定点Ａ₁での音圧信号を採取する。一方、受音室Ｂでは、作業者Ｓ₃が測定点Ｂ₁にマイクロホン２５ｂをセットし、上記測定点Ｂ₁での音圧信号を採取する。また、作業者Ｓ₄は、受音装置２６を操作し、オクターブ帯域フィルタ２８の中心周波数をｆ₁＝125Hzに合わせるとともに、切換スイッチ２７をマイクロホン２５ａ側に接続し、マイクロホン２５ａで採取した測定点Ａ₁での音圧信号を騒音計３０に入力させ、騒音計３０で検出された測定点Ａ₁での音圧レベルＬ_A11（ｄＢ）をレベル表示器２９から読み取り記録用紙に記録する。その後、作業者Ｓ₄は、切換スイッチ２７を操作して騒音計３０への入力信号を切換え、マイクロホン２５ｂで採取した測定点Ｂ₁での音圧信号の音圧レベルＬ_B11（ｄＢ）を騒音計３０のレベル表示器２９から読み取り記録用紙に記録する。なお、以下において、Ｌ_Aij（ｄＢ）は、測定点がＡ_iで、雑音の中心周波数がｆ_jである音圧レベルを表わし、Ｌ_Bij（ｄＢ）は、測定点がＢ_iで、雑音の中心周波数がｆ_jである音圧レベルを表わすものとする。
次に、作業者Ｓ₂及び作業者Ｓ₃は、音源室Ａ内及び受音室Ｂ内でそれぞれマイクロホン２５ａ，２５ｂを次の測定点である測定点Ａ₂，Ｂ₂（図７参照）に移動させ、測定点Ａ₂，Ｂ₂において、音源室Ａ内及び受音室Ｂ内の音圧信号を測定する。作業者Ｓ₄は、マイクロホン２５ａで採取した測定点Ａ₂での音圧信号の音圧レベルＬ_A21（ｄＢ）とマイクロホン２５ｂで採取した測定点Ｂ₂での音圧信号の音圧レベルＬ_B21（ｄＢ）とをそれぞれ騒音計３０のレベル表示器２９から読み取り記録用紙に記録する。このように、作業者Ｓ₂，Ｓ₃は、測定点Ａ₁〜Ａ₅及び測定点Ｂ₁〜Ｂ₅にマイクロホン２５ａ，２５ｂをそれぞれセットして各測定点での音圧信号を採取し、作業者Ｓ₄は、音圧信号の音圧レベルＬ_A11（ｄＢ）〜Ｌ_A51（ｄＢ）及び音圧レベルＬ_B11（ｄＢ）〜Ｌ_B51（ｄＢ）をそれぞれ検出し記録用紙に記録する。
中心周波数ｆ₁＝125Hzの雑音に対する音圧レベルの測定が終了すると、作業者Ｓ₁は音源装置２４を操作して、発生させる雑音の中心周波数をｆ₂＝250Hzに設定する。作業者Ｓ₂，Ｓ₃は、上述した作業と同様の作業により、各測定点（Ａ₁〜Ａ₅及びＢ₁〜Ｂ₅）の音圧信号を採取し、作業者Ｓ₄は、上記採取された音圧信号から各測定点（Ａ₁〜Ａ₅及びＢ₁〜Ｂ₅）の音圧レベルＬ_A12（ｄＢ）〜Ｌ_A52（ｄＢ）及び音圧レベルＬ_B12（ｄＢ）〜Ｌ_B52（ｄＢ）をそれぞれ検出し記録用紙に記録する。このようにして、６種類の周波数について、測定点Ａ₁〜Ａ₅及び測定点Ｂ₁〜Ｂ₅における音圧レベルＬ_Aij（ｄＢ）及びＬ_Bij（ｄＢ）を検出し記録用紙等に記録する。
なお、音圧レベルＬ_ij（ｄＢ）の測定は、音源室Ａ内の測定点Ａ₁〜Ａ₅で行った後、受音室Ｂ内の測定点Ｂ₁〜Ｂ₅にて測定するようにしても良い。また、測定の簡易化を図るため、マイクロホンをオクターブ帯域フィルタとレベル表示器とを有する騒音計に接続した受音装置２６を２台準備して、音源室Ａ内及び受音室Ｂ内において、それぞれ音圧レベルＬ_ij（ｄＢ）の測定を行うケースも多い。この場合には、予め上記２台の受音装置２６のレベル合わせを行う。

音源室Ａ内及び受音室Ｂ内での各測定点における音圧レベルＬ_Aij（ｄＢ）及びＬ_Bij（ｄＢ）の最大値と最小値とのレベル差が１０ｄＢ以下の場合には、室間音圧レベル差を室間平均音圧レベル差として求める。なお、上記最大値と最小値との差が１０ｄＢを越えた場合には、室間平均音圧レベル差を算出せず特定場所間音圧レベル差を算出することになっているが、本発明の課題とは関連がないので、室間平均音圧レベル差を求める場合についてのみ説明する。
まず、上記音圧レベルＬ_Aij（ｄＢ）及びＬ_Bij（ｄＢ）を、以下の式（１）を用いて音圧実効値Ｐ_Aij，Ｐ_Bijに変換した後、以下の式（２）により各周波数（ｆ₁〜ｆ₆）についての音圧実効値の平均値Ｐ_Aj，Ｐ_Bjを算出する。なお、以下の数式においては、音源室Ａまたは受音室Ｂを示す添字Ａ，Ｂを省略してある。
Ｐ² _ij＝Ｐ² ₀log₁₀ ^-1（Ｌ_ij／10）＝Ｐ² ₀・１０^{（Ｌij／10）}‥‥（１）
Ｐ² _j＝（１／ｎ）・ΣＰ² _ij
＝（Ｐ² ₀／ｎ）・Σ１０^{（Ｌij／10）} ‥‥（２）
但し、Ｐ₀は基準音圧でＰ₀＝２０μＰａであり、Σは測定点Ａ_iまたはＢ_i（ｉ＝1〜ｎ）についての和を示す。なお、ここでは、ｎ＝５である。
周波数ｆ_jについての音圧レベルのパワー平均Ｌ_jは、上記式（２）の音圧実効値の平均値Ｐ_jを用いて以下の式（３）で表わせる。
Ｌ_j＝１０log₁₀（Ｐ² _j／Ｐ² ₀）
＝１０log₁₀（Σ１０^{（Ｌij／10）}）−１０log₁₀ｎ ‥‥（３）
したがって、周波数ｆ_jでの室間平均音圧レベル差Ｄ_jは以下の式（４）で表わせる。
Ｄ_j＝Ｌ_Aj−Ｌ_Bj ‥‥（４）
なお、室間平均音圧レベル差Ｄ_jの算出においては、音源室Ａ内と受音室Ｂ内の音圧レベルのパワー平均Ｌ_AijとＬ_Bijとの差をとるので、上記式（３）の第２項である測定点数ｎに関する項は相殺される。したがって、Ｌ_Aij及びＬ_Bijの計算では上記式（３）の第２項を省略しても良い。
この測定結果はグラフまたは表で示す。グラフの場合、横軸を周波数とし縦軸を音圧レベル差とし、各中心周波数毎の音圧レベルを順次直線で結ぶ。
なお、音源室Ａ内及び受音室Ｂ内の各測定点における音圧レベルＬ_Aij（ｄＢ）及びＬ_Bij（ｄＢ）の最大値と最小値との差が５ｄＢ以下の場合には、計算の手間を省く目的で、室間平均音圧レベル差を以下の式（５）で表される算術平均の差で近似してもよいことになっている。
Ｄ_j＝｛（１／ｎ）・ΣＬ_Aij−（１／ｎ）・ΣＬ_Bij｝ ‥‥（５）

しかしながら、従来の室間音圧レベル差の測定方法は、各中心周波数ｆ_j毎に各測定点Ａ₁〜Ａ₅及び測定点Ｂ₁〜Ｂ₅にて音圧レベルＬ_Aij（ｄＢ）及びＬ_Bij（ｄＢ）を１個ずつ測定しているため、１室の測定に約３０分程度の時間を必要とするだけでなく、上述したように、作業者も４人程度必要であり作業効率が著しく低いといった問題点があった。特に、集合住宅において上記測定を行う場合には部屋数が多いため、部屋の遮音性能を測定するだけで膨大な時間がかかってしまうという問題点があった。また、最終測定結果である室間平均音圧レベル差Ｄ_jの算出は、測定後に記録用紙に記入された各測定値Ｌ_Aij（ｄＢ）及びＬ_Bij（ｄＢ）の６（周波数）×５（測定点）×２個の合計６０個のデータに基づいてパワー平均あるいは算術平均を行って求めるため、測定結果を算出する手間もかかるといった問題点があった。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、測定に必要な周波数帯域における平均音圧レベルを１回の測定で求めることのできるような室間音圧レベル差の測定方法及びその装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の発明は、音源を備えた音源室とこの音源室とは異なる室（受音室）との間の音圧レベル差を測定する室間音圧レベル差の測定方法であって、音源室において音圧レベルの測定に使用する複数の周波数を含む雑音を発生させるとともに、上記音源室内及び上記音源室とは異なる受音室内において、上記雑音の音圧信号を採取する受音手段をそれぞれ所定のルートで連続的に移動させて上記雑音の音圧信号を採取し、上記採取された音源室と受音室のそれぞれの音圧信号から上記複数の周波数毎に帯域制限した音圧信号を抽出して各周波数毎の音圧信号の時間変化の平均値を演算し、この演算された平均値を用いて各周波数毎の室間音圧レベル差を算出するようにしたことを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、音源室において雑音を発生させる音源装置と、上記音源室及び上記音源室とは異なる受音室において上記雑音の音圧信号を採取する受音手段を有する受音装置とを備えた室間音圧レベル差測定装置において、上記音源装置を音圧レベルの測定に使用する複数の周波数を含む雑音を発生させる音源装置とするとともに、上記受音装置に、上記音源室内及び上記音源室とは異なる受音室内において、上記受音手段をそれぞれ所定のルートで連続的に移動させて採取した音圧信号を所定のサンプリング周波数でサンプリングして音圧データに変換する手段と、この音圧データから上記複数の周波数毎にそれぞれ帯域制限した音圧データを抽出する手段と、上記抽出された各周波数毎の音圧データの時間変化から各周波数毎の音圧データの平均値を演算して各周波数毎の室間音圧レベル差を算出する手段とを設けたことを特徴とするものである。

本発明によれば、音源室において音圧レベルの測定に使用する複数の周波数を含む雑音を発生させるとともに、上記音源室内及び上記音源室とは異なる受音室内において、上記雑音の音圧信号を採取する受音手段をそれぞれ所定のルートで連続的に移動させて上記雑音の音圧信号を採取し、上記採取された音源室と受音室の音圧信号から上記複数の周波数毎に帯域制限した音圧信号を抽出して各周波数毎の音圧信号の時間変化の平均値を演算し、この演算された平均値を用いて各周波数毎の室間音圧レベル差を算出するようにしたので、測定に必要な複数の周波数帯域での測定を１回の測定で行うことができ、測定時間を大幅に短縮することができる。

以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
図１は、本最良の形態に係わる室間音圧レベル差の測定装置の構成と測定方法とを示す図で、室間音圧レベル差の測定装置は、音源室Ａに設置された、音圧レベルの測定に使用される複数の周波数を含んだ雑音を発生させる広帯域雑音発生器１と電力増幅器２とスピーカ３とを備えた音源装置４と、音源室Ａ内及び上記音源室Ａとは異なる受音室Ｂ内の音圧信号を採取する受音手段である１個のマイクロホン５と、上記マイクロホン５の出力を増幅する低雑音増幅器６と上記低雑音増幅器６の出力から音源室Ａ内及び受音室Ｂ内のれぞれの音圧信号の平均値を演算し室間音圧レベル差を算出する手段であるＣＰＵ７とを有する計測部８Ａとを備えた受音装置８とから構成される。なお、図１では、測定を行う作業者（Ｓ₁，Ｓ₂）は省略した。
上記広帯域雑音発生器１は、図２（ａ）に示すように、音圧測定に使用される６種類の周波数（ｆ₁＝125Hz，ｆ₂＝２50Hz, ｆ₃＝500Hz, ｆ₄＝1000Hz, ｆ₅＝2000Hz，ｆ₆＝4000Hz ）を含んだ広帯域の雑音を発生させるもので、上記雑音は一般にホワイトノイズといわれ、その出力は周波数に対して平坦である。なお、人間の聴覚では同じ音圧でも、低周波側が小さく感じられることから、低周波側の出力の大きい雑音を用いて室間音圧レベル差の測定を行う場合もあるため、上記広帯域雑音発生器１は、図２（ｂ）に示すように、低周波側の出力が大きい、いわゆるピンクノイズを発生可能としている。なお、本最良の形態においては、雑音として上記ホワイトノイズを使用する。
受音装置８のＣＰＵ７は、低雑音増幅器６を介してマイクロホン５から入力した音圧信号を所定のサンプリング周波数でＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器９と、Ａ／Ｄ変換器９でＡ／Ｄ変換された音圧信号（以下、音圧データという）を記憶するＲＡＭ１０と、上記ＲＡＭ１０に格納された音源室Ａ内及び受音室Ｂ内の音圧データに対して、上記６つの周波数f₁〜f₆のいずれかを中心周波数とし、上記中心周波数の１オクターブ帯域の上限を遮断周波数ｆ_c1とするデジタルローパスフィルタ１１と、上記中心周波数の１オクターブ帯域の下限を遮断周波数ｆ_c2とするデジタルハイパスフィルタ１２と、上記デジタルローパスフィルタ１１及びデジタルハイパスフィルタ１２に、上記遮断周波数ｆ_c1，ｆ_c2を通知する周波数設定手段１３と、上記デジタルハイパスフィルタ１２から出力される帯域制限された音圧信号から、音源室Ａ内または受音室Ｂ内の当該中心周波数ｆ₀での平均音圧レベルＬ_Aj（ｄＢ），Ｌ_Bj（ｄＢ）を演算する音圧レベル演算手段１４と、上記平均音圧レベルＬ_Aj（ｄＢ），Ｌ_Bj（ｄＢ）から各周波数毎の室内音圧レベル差Ｄ_j（ｄＢ）を算出する音圧レベル差算出手段１５とを備えている。

次に、本最良の形態の室間音圧レベル差の測定装置を用いて室間音圧レベル差を測定する方法について説明する。まず、装置のキャリブレーションを行う。これは、受音装置に内蔵された校正信号を計測部８Ａに入力し、Ａ／Ｄ変換した時の量子化最大値が、予め設定された電圧値Ｖ₀となっているかどうかを調べるもので、上記Ｖ₀を校正音圧信号の基準値とする。
次に、音源室Ａでの音圧レベルの測定を行う。音源室Ａにおいて、作業者Ｓ₁が音源装置４を操作し、上述したホワイトノイズ（図２（ａ）参照）を発生させる。作業者Ｓ₂は、音源室Ａにおいて、マイクロホン５を、図１の実線で示すような、予め設定された所定のルートで、１０〜３０秒間連続的にかつほぼ等速度で移動させ、音源室Ａ内の音圧信号を採取して計測部８Ａに送り、計測部８Ａにおいて、後述する音圧レベルの算出方法により音源室Ａ内の音圧レベルを算出する。次に、作業者Ｓ₂は、受音室Ｂに移動し、マイクロホン５を、図１の破線で示すような、予め設定された所定のルートで、１０〜３０秒間連続的に移動させ受音室Ｂ内の音圧信号を採取し、計測部８Ａにより受音室Ｂ内の音圧レベルを算出する。計測部８Ａでは、上記算出した音源室Ａ内の音圧レベルと受音室Ｂ内の音圧レベルから室間音圧レベル差を算出する。受音装置８の計測部８Ａは、例えば、音源室Ａ内の音源装置４の近くに設置され、上記作業者Ｓ₁が管理するものとする。なお、音圧信号を採取時には、音源装置４はホワイトノイズを出し続けているので、音圧信号を採取する作業者Ｓ₂が上記音源装置４を操作するとともに、上記受音装置８の計測部８Ａを携帯するかあるいはリモコン等で上記計測部８Ａを操作するようにすれば、一人の作業者で音圧レベルの測定を行うことも可能である。

次に、マイクロホン５で採取した音圧信号から音圧レベルを算出する方法について詳細に説明する。音圧レベルの算出方法は音源室Ａ内と受音室Ｂ内とで同一であるので、ここでは受音室Ｂ内で採取された音圧信号から音圧レベルを算出する場合について説明する。なお、音源室Ａ内において上記マイクロホン５で採取された音圧信号は、後述する演算処理を施され、既に音圧レベルに変換された後、音圧レベル演算手段１４に備えられた図示しない記憶手段に格納されているものとする。
音源室Ａのスピーカ３から放射された雑音は、受音室Ｂ内において上記マイクロホン５で音圧信号として採取され、計測部８Ａの低雑音増幅器６で増幅された後ＣＰＵ７のＡ／Ｄ変換器９に出力される。Ａ／Ｄ変換器９では、上記増幅された音圧信号を、例えば、サンプリング周波数Ｆ_S0＝44.1kHzでサンプリングし、量子化ビット数16bitのデジタルデータ（音圧データ）に変換する。上記量子化された音圧データはＲＡＭ１０に記憶される。図３（ａ）は、上記音圧データの時間変化を示す図で、図３（ｂ）はその部分拡大図である。上記音圧データの振幅は、図３（ａ）に示すように、受音室Ｂ内の上述した所定のルートでマイクロホン５を連続的に移動させたときのマイクロホン５の位置に応じて増減する。また、上記量子化された音圧データは、図３（ｂ）に示すように、音圧測定に使用される６種類の周波数（f₁〜f₆）を含んだ音圧信号となっている。

図４は、上記ＲＡＭ１０に記憶された音圧データから、上記６つの周波数f₁〜f_６のそれぞれに対する平均音圧レベルＬ_j（ｊ＝１〜６）を演算するためのフローチャートである。まず、周波数設定手段１３において、中心周波数をｆ₀＝4kHzに設定し（ステップＳ１）、上記受音室Ｂ内の音圧データ（図３参照）からｆ₆＝4kHzでの平均音圧レベルＬ_B６を演算する。なお、このフローチャートでは、上記中心周波数ｆ₀を１オクターブずつ減じて、ｆ₆＝4kHzからｆ₁＝125Hzまでの平均音圧レベルＬ_B１を順次演算するようにしている。
周波数設定手段１３は、量子化された受音室Ｂ内の上記音圧データをＲＡＭ１０から読み出し、デジタルローパスフィルタ１１に送るとともに、上記デジタルローパスフィルタ１１の遮断周波数を上記中心周波数ｆ_０＝4kHzの１オクターブ帯域の上限値ｆ_c1とする指示を行う。上記デジタルローパスフィルタ１１のサンプリング周波数Ｆ_Sは、当該中心周波数ｆ₀の11.025倍とするが、ｆ₀＝4kHzの場合には上記Ｆ_SはＡ／Ｄ変換器９でのサンプリング周波数Ｆ_S0と等しいので、上記音圧データ全てを用いてフィルタリングを行うことになる（ステップＳ２）。次に、上記フィルタリングされた音圧データに対して、上記中心周波数ｆ_０の１オクターブ帯域の下限を遮断周波数ｆ_c2とするデジタルハイパスフィルタ１２により、上記Ｆ_Sと等しいサンプリング周波数Ｆ_Sフィルタリングを行い、上記音圧データから、図５（ａ）に示すような、中心周波数ｆ₀＝4kHzで１オクターブ帯域の音圧データを抽出する（ステップＳ３）。なお、上記抽出された音圧データは、１オクターブの帯域幅を持つが、図５（ａ）では上記中心周波数ｆ₀の信号のみが取り出されたような簡略した図とした。

次に、上記帯域制限された音圧データを、図６（ａ）に示すように、２乗平均化処理して音圧データの大きさに変換した後、上記変換された音圧データを予め設定した時間間隔ΔＴ（例えば、１秒）毎に平均し、時間間隔ΔＴ毎の音圧データの大きさＶ_ijを求める（ステップＳ４）。すなわち、上記Ｖ_ijは、図６（ｂ）に示すように、マイクロホン５の移動ルートをΔＴ毎に時間分割した位置をＰ₁，Ｐ₂，‥，Ｐ_i-1，Ｐ_i，‥‥としたときの、区間（Ｐ_i-1−Ｐ_i）における音圧データの平均値に相当する。
したがって、区間（Ｐ_i-1−Ｐ_i）での音圧レベルＬ_ij（ｄＢ）は、上記Ｖ_ijと、上述した校正音圧信号の基準値Ｖ₀の実効値Ｖ_C＝Ｖ₀／√2と、校正音圧信号の音圧レベルＬ_Cとから、計算式Ｌ_ij＝２０log₁₀（Ｖ_ij／Ｖ_C）＋Ｌ_Cによって求める（ステップＳ５）ことができる。なお、上記２乗平均化は、データを２乗整流した後に、音の時間的変動に対して人間の耳の特性を反映させるために動特性Fastのデジタルローパスフィルタを掛けて補正した後平方根をとり、音圧実効値に対応する量子化値を求めるものである。
受音室Ｂ内の中心周波数ｆ_j（ここでは、j＝６）での平均音圧レベルＬ_jは、上記Ｌ_ijを用いて、下記の式（６）より算出する。
Ｌ_j＝１０log₁₀（Σ１０^{（Ｌij／10）}）‥‥（６）
上記式（６）には上記所定のルートの分割数に関する項もあるが、レベル差の算出時には相殺されるので省略し、上記式（６）の値を平均音圧レベルＬ_jとして音圧レベル演算手段１４に備えられた図示しない記憶手段に記憶する。
中心周波数ｆ_jにおける音平均音圧レベルＬ_jの測定が終了すると、上記中心周波数ｆ_jが、音圧測定に使用される周波数の内最も低い周波数であるｆ₁＝125Hzであるかどうかを判定する（ステップＳ７）。ここでは、上記中心周波数がｆ₆＝4kHzであるので、周波数設定手段１３は中心周波数ｆ_jを（１／２）ｆ_jであるｆ₅＝2kHzとしステップＳ２に戻り（ステップＳ８）、中心周波数ｆ₅＝2kHzでの平均音圧レベルＬ_jを演算する。
このように、中心周波数ｆ₀を１オクターブずつ減じて、ｆ₆＝4kHzからｆ₁＝125Hzまでの平均音圧レベルＬ_B1を順次演算する。したがって、上記ステップＳ７で中心周波数ｆ_jがｆ₁＝125Hzである場合には、音圧測定に使用される６種類の周波数での平均音圧レベルＬ_jが求められたことになるので、図４のフローチャートを完了し、室間音圧レベル差の算出を行う。

なお、中心周波数（１／２）ｆ_jでの平均音圧レベルＬ_jを演算する際に使用する量子化データ（音圧データ）としては、ＲＡＭ１０に記憶されたデータを再度使用せず、上記ステップＳ２で求められたデジタルローパスフィルタ１１でフィルタリングされたデータを１個おきに間引きしたデータを使用する。これにより、処理するデータ数が少なくなって計算時間を短縮することができる。また、デジタルローパスフィルタ１１及びデジタルハイパスフィルタ１２のサンプリング周波数Ｆ_Sが当該中心周波数ｆ₀の11.025倍としているので、上記間引きされたデータをすべて用いてフィルタリングを行えば良い。図５（ｂ）は、中心周波数ｆ_jがｆ₅＝2kHzのときのデジタルローパスフィルタ１１及びデジタルハイパスフィルタ１２によりフィルタリングされて抽出された音圧データを示すもので、図５（ａ）に示したｆ₆＝4kHzの場合と比較すると、サンプリング周波数Ｆ_Sが１／２でも中心周波数ｆ₀も１／２なので、１波長あたりのサンプリング数は等しくなる。したがって、上記ステップＳ４での２乗平均の精度は、中心周波数ｆ₀には依存しない。

各周波数ｆ_jでの室間音圧レベル差の算出は、室間音圧レベル差算出手段１５において、音源室Ａの音圧レベルＬ_Aj（ｄＢ）と受音室Ｂの音圧レベルＬ_Bj（ｄＢ）とを、音圧レベル演算手段１４に備えられた図示しない記憶手段から読み出し、以下の式（７）により算出する。
Ｄ_j＝Ｌ_Aj−Ｌ_Bj ‥‥（７）
最後に、この測定結果を横軸を周波数とし縦軸を音圧レベル差とし、各中心周波数毎の音圧レベルを順次直線で結んだグラフで表わし、室間音圧レベル差の測定を完了する。なお、上記本最良の形態の測定方法では、測定に要する時間は準備を含めて５分程度である。

このように、本最良の形態によれば、音源室Ａにおいて、音源装置４の広帯域雑音発生器１を用いて音圧レベルの測定に使用する複数の周波数（ｆ₁〜ｆ₆）を含む雑音を発生させるとともに、マイクロホン５を音源室Ａ内と受音室Ｂ内においてそれぞれ所定のルートで、１０〜３０秒間移動させて採取した音圧信号から、上記複数の周波数毎にそれぞれ帯域制限した音圧信号を抽出し、上記抽出された音圧信号から上記各周波数毎の音圧信号の平均音圧レベルＬ_Aj（ｄＢ）と受音室Ｂの平均音圧レベルＬ_Bj（ｄＢ）を演算するようにしたので、測定に必要な全周波数帯域を１回の測定で行うことができ、測定時間を大幅に短縮することができるとともに、作業員数も少なくできるので、作業効率を大幅に改善することができる。

なお、本最良の形態においては、音圧レベルの測定に使用される複数の周波数を含んだ雑音を発生させる広帯域雑音発生器１を備えた音源装置４を用いて、上記複数の周波数での平均値音圧レベルＬ_jを同時に測定したが、従来の音源装置２４を用いても、マイクロホン５を予め設定された所定のルートで連続的にかつほぼ等速度で移動させるようにしたので、測定時間を大幅に短縮することができることは言うまでもない。なお、この場合には、マイクロホン５で採取される音圧信号の帯域幅が狭いので、受音装置８のデジタルローパスフィルタ１１やデジタルハイパスフィルタ１２を簡素化するなど、計測部８Ａの構成を簡素化することが可能である。
また、上記例では、マイクロホン５を予め設定された所定のルートで連続的にかつほぼ等速度で移動させるようにして、音源室Ａ内及び受音室Ｂ内の音圧信号を採取したが、特定の構造の部屋でない限り、室内の音圧レベルが場所により急激に変化することはないので、マイクロホン５を厳密に連続的にかつほぼ等速度で移動させる必要はない。なお、マイクロホン５の移動時間及び移動速度を別途検出するなどして、マイクロホン５の移動による音圧信号の時間変化を音圧信号の位置変化に変換するようにすれば、マイクロホン５を必ずしも連続的にかつほぼ等速度で移動させる必要はない。

ところで、音圧信号の位置平均、すなわち、上述した区間（Ｐ_i-1−Ｐ_i）での音圧レベルＬ_ij（ｄＢ）のデータは、室内の音圧分布を知る上での参考データではあるが、室間音圧レベル差を算出するためには必ずしも求めなければならないデータではない。したがって、時間間隔ΔＴを設定して上述した区間（Ｐ_i-1−Ｐ_i）での音圧レベルＬ_ij（ｄＢ）のデータをいちいち演算する作業を省略し、以下に示すように、中心周波数ｆ_jでの平均音圧レベルＬ_jを求めるようにしても良い。
まず、量子化されたそれぞれの音圧データを２乗整流した後に、上述した動特性Fastのデジタルローパスフィルタを掛けて補正し、上記補正された音圧データに対して平方根をとり、その値を音圧データの大きさＶ_ijとする。次に、各データの音圧レベルＬ_ij（ｄＢ）を計算式Ｌ_ij＝２０log₁₀（Ｖ_ij／Ｖ_C）＋Ｌ_Cによって求め、中心周波数ｆ_jでの平均音圧レベルＬ_jを、上記Ｌ_ijを用いて、上記式（６）より算出すればよい。このときの和（Σ）は、当該中心周波数ｆ_jに対応するサンプリング周波数でサンプリングされた全音圧データに対しての和を表わすものである。なお、このようなデータ処理は、上述した図４のステップＳ４において、時間間隔ΔＴをデジタルローパスフィルタ１１及びデジタルハイパスフィルタ１２のサンプリング周期と等しい値とした場合に相当する。

また、上記例では、マイクロホン５を１台とし、音源室Ａ内及び受音室Ｂ内の音圧を採取したが、マイクロホンを２台とし、計測部８Ａを音源室Ａ内及び受音室Ｂ内の２つの音圧信号をそれぞれ独立に処理できる。例えば、増幅器６及びＡ／Ｄ変換器９から音圧レベル演算手段１４までの構成を２系列有する２チャンネル型とすれば、測定時間を更に短縮することができる。
なお、上記最良の形態では、従来とは異なり、音圧レベルを精度の良いパワー平均により算出できるので、Ｌ_Aij（ｄＢ）及びＬ_Bij（ｄＢ）の最大値と最小値との差が５ｄＢ以下の場合を特に区別することなく、室間音圧レベル差を算出することができる。

以上説明したように、本発明によれば、測定に必要な複数の周波数帯域での測定を１回の測定で行うことができ、測定時間を大幅に短縮することができるので、室間音圧レベル差の測定を効率的に行うことができる。

本発明の最良の形態に係わる室間音圧レベル差の測定方法と測定装置を示す図である。本最良の形態における発生雑音の周波数分布を示す図である。Ａ／Ｄ変換された音圧信号を示す図である。本最良の形態における音圧レベルの演算方法を示す図である。本最良の形態における音圧データの処理方法を示す図である。本最良の形態における音圧データの処理方法を示す図である。従来の室間音圧レベル差の測定方法と測定装置を示す図である。従来の発生雑音の周波数分布を示す図である。

符号の説明

１広帯域雑音発生器、２電力増幅器、３スピーカ、４音源装置、
５マイクロホン、６低雑音増幅器、７ＣＰＵ、８受音装置、８Ａ計測部、
９Ａ／Ｄ変換器、１０ＲＡＭ、１１デジタルローパスフィルタ、
１２デジタルハイパスフィルタ、１３周波数設定手段、１４音圧レベル演算手段、１５音圧レベル差算出手段。

Claims

音源室において音圧レベルの測定に使用する複数の周波数を含む雑音を発生させるとともに、上記音源室内及び上記音源室とは異なる受音室内において、上記雑音の音圧信号を採取する受音手段をそれぞれ所定のルートで連続的に移動させて上記雑音の音圧信号を採取し、上記採取された音源室と受音室のそれぞれの音圧信号から上記複数の周波数毎に帯域制限した音圧信号を抽出して各周波数毎の音圧信号の時間変化の平均値を演算し、この演算された平均値を用いて各周波数毎の室間音圧レベル差を算出するようにしたことを特徴とする室間音圧レベル差の測定方法。
音源室において雑音を発生させる音源装置と、上記音源室及び上記音源室とは異なる受音室において上記雑音の音圧信号を採取する受音手段を有する受音装置とを備えた室間音圧レベル差の測定装置において、上記音源装置を音圧レベルの測定に使用する複数の周波数を含む雑音を発生させる音源装置とするとともに、上記受音装置に、上記音源室内及び上記音源室とは異なる受音室内において、上記受音手段をそれぞれ所定のルートで連続的に移動させて採取した音圧信号を所定のサンプリング周波数でサンプリングして音圧データに変換する手段と、この音圧データから上記複数の周波数毎にそれぞれ帯域制限した音圧データを抽出する手段と、上記抽出された各周波数毎の音圧データの時間変化から各周波数毎の音圧データの平均値を演算して各周波数毎の室間音圧レベル差を算出する手段とを設けたことを特徴とする室間音圧レベル差の測定装置。