JP5146861B1

JP5146861B1 - 測定手段と音響効果調整手段

Info

Publication number: JP5146861B1
Application number: JP2012113300A
Authority: JP
Inventors: 進谷口
Original assignee: 進谷口
Priority date: 2012-05-17
Filing date: 2012-05-17
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2032-05-17
Also published as: JP2013238810A; WO2013172240A1

Abstract

【課題】
従来の規格曲線を用いた計測・分析では、測定出力を規格曲線で換算する必要がある。また、従来の音響効果調整では、検出した電気信号を制御信号として直接用いるために音圧レベル単位よって制御行う結果となり、フィルタやイコライザなどで調整する必要がある。
【解決手段】
一般的な測定方法の機能構成に、「逆特性フィルタ」と「単位変換演算」を追加して構成することにより、測定結果を、たとえば聴覚レベルの測定では聴覚レベル、ＮＣレベルの測定ではＮＣレベル、などの規格曲線の単位で出力することや、聴覚レベルでの音響効果調整の制御が出来る。
【選択図】図１

Description

本発明は、検出した電気信号の計測・分析で、測定値から規格曲線を用いた換算を必要とする測定及び音響効果調整に関するものである。

アナログ式やデジタル技術を使った計測・分析装置や音響効果調整装置がある。

特許第４４５６５３８号公報

従来の規格曲線を用いた換算を必要とする計測・分析では、例えば聴覚（Ｌｏｕｄｎｅｓｓ、Ｈｅａｒｉｎｇ）レベルやＮＣ（ＮｏｉｓｅＣｒｉｔｅｒｉａ、騒音基準）レベルを測定した場合に、単位が音圧レベル（ＳｏｕｎｄＰｒｅｓｓｕｒｅＬｅｖｅｌ）で表現されて出力されるため、ＩＳＯ２２６：２００３等ラウドネス曲線（以下ＩＳＯ２２６：２００３と表記）やＮＣ曲線などの規格曲線を用いて、聴覚レベルあるいはＮＣレベルに換算する必要があり、特にリアルタイム測定では不便であった。

また、従来の音響効果調整では、制御信号に検出した電気信号を直接用いることによって、音圧レベルによる制御を行っているが、レベルが大きい低域周波数の信号に敏感な反応をする制御がかかるため、検出した電気信号をフィルタやイコライザなどで調整する必要がある。

課題を解決するための手段は、一般的な測定方法の機能構成に、「逆特性フィルタ」の機能と「単位変換演算」の機能を追加して構成する、測定手段や音響効果調整手段を用いることである。

前記測定手段は、従来の測定手段の測定結果が音圧レベルの単位であるのに対し、本発明では規格曲線の単位（聴覚レベル、ＮＣレベル）で測定結果が得られる測定手段である。

図１、図２は、本発明の測定手段で聴覚レベルの周波数分布を計測・分析する測定で、図１ではアナログ式などで個別の機能を組み合わせた構成であり、図２ではＦＦＴ処理とデジタル演算機能を用いた、構成と信号の変化の様子を示している。

図３は、本発明の測定手段でＮＣレベルの周波数分布を計測・分析する測定で、個別の機能を組み合わせた、構成と信号の変化の様子を示している。

図４は、本発明の音響効果調整手段でリミッターコンプレッサーにおいて、個別の機能を組み合わせた、聴覚レベルでの制御による構成を示している。

図１、図２、図３では、入力信号としての「規格曲線や規格曲線の近似曲線」（以下規格曲線と略記）の信号を、出力では同じ規格曲線上の信号が各々の規格曲線のレベルで横一線の配置となり、単位を音圧レベルから規格曲線の単位（聴覚レベル、ＮＣレベル）に変換出来ている。

前記「逆特性フィルタ」の機能は、入力信号としての規格曲線（絶対レベル）を、「基準とする曲線（以下基準曲線と略記）に対しての変化の曲線」に変換するもので、複数の曲線で構成される規格曲線の中の一つの曲線を逆特性にしたものであり、単独のフィルタとして構成される（図１、図３）場合と、一般的な測定方法の出力値への演算による（図２）場合がある。

逆特性フィルタは、図１、図２、図４ではＩＳＯ２２６：２００３の規格曲線から基準曲線を抽出し、図３ではＮＣの規格曲線から基準曲線を抽出して、逆特性を算出したフィルタ曲線（図６、図１４、図１８）を用いている。

図７、図１８は、入力としての規格曲線の信号の逆特性フィルタ出力での特性曲線である。

前記「単位変換演算」の機能は、フィルタ出力の信号から「基準曲線の基準点（１ｋＨｚ）の音圧レベル値（聴覚レベル測定では６０、ＮＣ測定では約４０）」を引き算して基準曲線を０ｄＢにして「基準曲線との差の曲線（相対レベル）」に変換する演算と、「基準曲線との差の曲線」に「単位変換定数」を掛け算して「同一規格曲線単位の曲線」を「同一レベル」に変換（図１０）する演算、及び変換した曲線に「基準曲線の規格曲線単位の値（聴覚レベルでは６０、ＮＣでは４０）」を足し算して「規格曲線の単位（絶対レベル）」の出力値に変換（図１１、図１６、図２０）する演算により構成している。

単位変換定数は、規格曲線の中の２つの曲線の測定点ごとのレベルから変化幅（図９、図１２、図１５、図１９）を求め、「基準変化幅÷個別変化幅」の計算で求める測定点ごとの定数である。

なお、図２１や図２２に示すような規格曲線間に線形な関係から外れる部分がある場合には、図１０や図１１及び図１６での曲線に誤差が発生するが、曲線間が線形な関係になる近似規格曲線（図２３）を設定（図１７）することで、測定誤差を少なくすることが出来る（図３）。

また、単位変換演算の出力に最大値検出機能を追加して構成し、一つのレベル計を配置するすると、信号全体の中の規格曲線の単位での最大値を示す規格曲線の単位によるレベルメータを構成出来る。

前記測定手段によって、測定結果を、例えば聴覚レベルの測定では聴覚レベル、ＮＣレベルの測定ではＮＣレベル、などの「規格曲線の単位」で出力出来る。

また、前記音響効果調整手段では、聴覚レベルによる音響効果調整の制御が出来る。

本発明の実施例の一つとしての聴覚レベル測定で、個別機能での構成と信号の変化の様子を示している。本発明の実施例の一つとしての聴覚レベル測定で、逆特性フィルタと単位変換演算を一括して行う構成と信号の変化の様子を示している。本発明の実施例の一つとしてのＮＣ測定で、個別機能での構成と規格曲線と規格曲線の近似曲線で比較して信号の変化の様子を示している。本発明の実施例の一つとして音響効果調整手段のリミッターコンプレッサーにおいて、個別機能での聴覚レベル制御の構成を示している。入力信号としてのＩＳＯ２２６：２００３から一部の曲線を抽出した規格曲線を示している。６０Ｐｈｏｎｓの逆特性フィルタの周波数特性を示している。６０Ｐｈｏｎｓの逆特性フィルタの出力の周波数特性を示している。６０Ｐｈｏｎｓの基準規格曲線を０ｄＢにした周波数特性を示している。聴覚レベル測定での単位変換定数の求め方の一つを説明している。聴覚レベル測定での単位変換定数による演算した後の周波数特性を示している。本発明の実施例の一つとしての聴覚レベル測定での出力の周波数特性を示している。聴覚レベル測定での単位変換定数の求め方の一つを説明している。入力信号としてのＮＣ規格曲線を示している。ＮＣ−４０の逆特性フィルタの周波数特性を示している。ＮＣ−４０の基準規格曲線を０ｄＢにした周波数特性を示している。本発明の実施例の一つとしてのＮＣレベル測定での出力の周波数特性を示している。入力信号としてのＮＣ規格曲線の近似曲線を示している。ＮＣ−４０の基準近似規格曲線の逆特性フィルタの周波数特性を示している。基準近似規格曲線を０ｄＢにした周波数特性を示している。本発明の実施例の一つとしてのＮＣレベル測定で規格近似曲線による出力の周波数特性を示している。２２６：２００３規格曲線の周波数単位の音圧レベルと聴覚レベルの比例関係を示している。ＮＣ規格曲線の周波数単位の聴覚レベルと音圧レベルの比例関係を示している。ＮＣ規格曲線とＮＣ規格曲線の近似曲線の違いを示している。２２６：２００３等ラウドネス曲線を示している。ＮＣ規格曲線を示している。

一般的なアナログ式やデジタル技術を使った計測・分析装置や音響効果調整装置へ、従来技術で実施可能な「逆特性フィルタ」と「単位変換演算」の機能を追加して、本発明を構成出来る。

図１は、本発明のアナログ式などによる測定手段での実施例の一つとしての構成図である。

図２は、本発明のデジタル技術による測定手段での実施例の一つとしての構成図である。

図３は、本発明のＮＣ測定手段での実施例の一つとしての構成図である。

図４は、本発明の音響効果調整手段での実施例の一つとしての構成図である。

産業上の利用の可能性は、検出した電気信号の計測・分析で測定値から規格曲線を用いた換算を必要とする測定分野と、リミッターコンプレッサーや自動音量調整などの音響効果調整の制御分野である。

Claims

検出した電気信号の計測・分析で、測定値から聴覚（Ｌｏｕｄｎｅｓｓ）レベルでは等ラウドネス曲線、ＮＣ（ＮｏｉｓｅＣｒｉｔｅｒｉａ、騒音基準）レベルではＮＣ曲線の規格曲線を用いた換算を必要とする測定における、測定手段であって、
前記測定手段は、音圧レベルの単位で周波数分布を測定する機能構成に、「逆特性フィルタ」の機能と「単位変換演算」の機能を追加して構成（例として図１、図２を参照）するものであり、
「逆特性フィルタ」は、複数の曲線で構成される「規格曲線や規格曲線の近似曲線」の中の一つの曲線（基準規格曲線）を逆特性にしたフィルタを用いて、
検出した電気信号（絶対レベル）を「基準規格曲線との差の信号（絶対レベルの要素を含む相対レベル）」に変換する作用をするものであり、
「単位変換演算」は、「基準規格曲線との差の信号」のレベルの演算と、「規格曲線や規格曲線の近似曲線」で、基準とする「基準変化幅」と個々の測定点の「個別変化幅（例として図９、図１２を参照）」の比によって求められる測定点ごとの「単位変換定数」を用いて、「逆特性フィルタとその後の処理」を施した各々の出力値との下記式１、式２による演算を行うことで、単位を「規格曲線の単位」に変換する作用をするものであり、
測定結果を、規格曲線の単位で出力する。
（式１）（「単位変換定数」）＝（「基準変化幅」）÷（「個別変化幅」）
（式２）（「単位変換演算」）＝（（「基準規格曲線との差の信号」の測定値単位のレベル）−（基準規格曲線の基準点での測定値単位のレベル））×（「単位変換定数」）＋（基準規格曲線の規格曲線単位のレベル）
なお、測定値単位とは聴覚レベル測定とＮＣレベル測定では音圧レベル（ＳＰＬ）で、規格曲線単位とは聴覚レベル測定では聴覚レベル、ＮＣレベル測定ではＮＣレベルであり、基準点とは逆特性フィルタで基準（１ｋＨｚ、０ｄＢ）とした基準規格曲線上の点である。
請求項１での「測定結果の出力」又は「測定結果で単位変換演算を省略した出力」を制御信号として構成（例として図４を参照）した、リミッターコンプレッサー又は自動音量調整装置の音響効果調整手段である。