JPH10232163A - 音質評価装置および音質評価方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 騒音の構成音である重苦しい音を評価する装
置において、音の評価を精度良くし、心理的なうるささ
との対応を容易にすることを目的とする。 【解決手段】 評価対象音取得手段１にて取得した騒音
を周波数分析手段２にて周波数分析する。ここで、騒音
源に応じて、周波数領域分割手段３にて周波数領域を分
割し、それぞれの周波数領域にて、評価精度を上げるた
めに衝撃音除去手段４にて純音成分をあらかじめ除去し
ておく。その後、近似演算手段５において、周波数対数
軸における周波数分析波形を複数の直線によって近似
し、そこで得られた領域の音を物理量算出手段７にて評
価する。また、直線によって近似された周波数分析波形
を人工音作成手段６によって再現し、その再現された音
を物理量算出手段７で評価することにより、他の構成音
の影響を受けることなく、重苦しい音のみを評価するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は音質評価装置および
音質評価方法に関し、特に複写機やプリンタなどのオフ
ィス機器から発生する排気音などのエアフロー系の騒音
の音質を評価する音質評価装置および音質評価方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境へのやさしさの観点から、騒
音問題への関心が高まってきており、オフィス機器に対
しても騒音低減の要望が高まってきている。従来、騒音
のうるささを評価する方法として、等価騒音レベル（Ｊ
ＩＳ Ｚ８７３１）が一般的に用いられている。しかし
ながら、等価騒音レベルは、複写機やプリンタなどのオ
フィス機器から発生する騒音の心理的なうるささとの相
関があまり良くないことが知られている。

【０００３】これは、人が騒音のうるささを評価する場
合には、騒音全体の大きさで判断しているのではなく、
騒音に含まれている音の種類ごとにうるささを判断して
いるためである。音の種類とは、たとえば低周波の重苦
しい音、高周波の甲高い音、衝撃的に発生する音などで
ある。そこで、従来では、自動車の室内騒音や空調機騒
音のような音色の単調なものに対しては、いくつかの音
質評価方法が提案されている。

【０００４】しかし、複写機やプリンタなどのオフィス
機器から発生する騒音は、機構の複雑さから、多くの音
色の騒音によって構成されており、一つの物理量では評
価が困難である。そこで、いろいろな音色の騒音が重な
り合っている中から、それらを分解して、個々の音の心
理的なうるささと合った評価尺度を求めることが必要で
ある。

【０００５】そこで、代表的な複写機やプリンタの騒音
を分析し、これらの騒音を構成している個々の構成音を
聴覚的に認識できる音色で分類し、擬音による表現で抽
出した。ここで抽出された音は、ファンなどの排気によ
る空力音で構成される低周波のランダムノイズである
「ゴー音」、用紙のこすれによる高周波のランダムノイ
ズである「シャー音」、原稿読み取りのスキャナの移動
による瞬間的に発生する純音の「ウィン音」、スキャナ
モータなどの高速回転や電磁波による純音の「キーン
音」、駆動系のうなりによる近接する複数の純音からな
る「ウォンウォン音」、用紙の搬送系による衝撃音であ
る「カチャ音」の六つである。これらの構成音を図を用
いて以下に説明する。

【０００６】図９は異なる機種の複写機やプリンタの動
作中の代表的な騒音波形を示した図であって、（Ａ）お
よび（Ｂ）は時間軸における音圧レベルの変化を示した
ものであり、（Ｃ）は周波数軸における音圧レベルの分
布を示している。

【０００７】擬音により表現した構成音において、ゴー
音は、図９（Ｃ）において斜線で示した約１００Ｈｚ〜
５ｋＨｚの周波数領域に分布している音であり、聴覚的
には低周波の重苦しい音として感じる音である。シャー
音は、図９（Ｃ）において網かけで示した約５ｋＨｚ以
上の周波数領域に分布している音で、ゴー音と比較して
音圧レベルは小さいものの認識しやすく、耳障りに感じ
る音である。ウィン音は、図９（Ａ）において網かけで
示した周期的に発生する部分の音であり、発生している
時間は短いが、瞬間的な音圧レベルは大きい。キーン音
は、図９（Ｃ）において星印で示した連続的に発生する
純音であり、周囲の周波数成分の音圧レベルに対して大
きく突出しているときに認識しやすい音である。ウォン
ウォン音は、図９（Ｂ）において斜線で示した部分の音
であり、音圧レベルの振幅変調波であって、低周波のう
なりとして認識される音である。そして、カチャ音は、
図９（Ａ）および（Ｂ）において丸で囲んだ部分で瞬間
的な音圧レベルのピークを持つ衝撃音であり、瞬間的な
音圧レベルの変化が大きいことから認識しやすい音であ
る。

【０００８】本発明は、これら構成音の中のゴー音の抽
出および評価に関するものである。複写機やプリンタ
は、駆動部分や熱源が多いために、ファンなどを用いた
排熱が必須となっている。したがって、空力音で構成さ
れるゴー音は複写機やプリンタなどのオフィス機器を設
置している場所では必ず耳にする音である。しかし、長
時間ゴー音のような低周波の重苦しい音が発生する環境
に置かれると、気分が悪いとか不快で仕事にならないな
どといった苦情も多く聞かれ、ゴー音のみの心理的なう
るささを精度良く評価する必要性が出てきている。この
ような音を評価するためのものとして、たとえば特開平
６−１１７９１２号公報や特開平８−２９７０４８号公
報に記載のものがある。

【０００９】特開平６−１１７９１２号公報に記載の評
価方法では、騒音波形の包絡線を検出し、この波形から
音質の評価値を演算している。この方法は、連続した音
だけで構成されている騒音の変動感の評価に適してい
る。

【００１０】また、特開平８−２９７０４８号公報に記
載の評価方法では、周波数帯域フィルタで所定の周波数
成分だけを抽出し、その抽出波形から所定音圧以下の範
囲の音で構成されている騒音を評価するようにしてい
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、複写機やプリ
ンタの騒音は、回転系による純音や用紙の搬送系の衝突
音なども同時に発生しているので、特開平６−１１７９
１２号公報に記載の方法を用いてゴー音のうるささを評
価しようとしても、常に他の音の影響を強く受けてしま
い、ゴー音のみが心理的なうるささに与える影響を調べ
ることができない。また、ゴー音は広帯域に分布するラ
ンダム音であるので、ゴー音の抽出に特開平８−２９７
０４８号公報に記載の方法のようなフィルタを用いたと
しても、フィルタにて抽出した騒音には別の回転系によ
る純音や用紙の搬送系の衝突音なども多く含まれてしま
うので、ゴー音のみを評価することができない、という
問題点があった。

【００１２】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、多くの音色の音によって構成されている騒音
から、排気音などのエアフロー系にて発生する重苦しい
騒音であるゴー音のみの評価を可能とする音質評価装置
および音質評価方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明では上記問題を解
決するために、騒音を構成している構成音の中で重苦し
い音として認識される低周波ランダムノイズを評価する
音質評価装置において、評価対象とする音を採取して電
気信号に変換する評価対象音取得手段と、前記電気信号
を周波数分析する周波数分析手段と、前記周波数分析手
段により周波数分析したときの周波数と音圧レベルとの
関係を周波数対数軸に対して直線で近似した領域を算出
する近似演算手段と、直線で近似された領域の周波数特
性から音の物理量を算出する物理量算出手段とを備えて
いることを特徴とする音質評価装置が提供される。

【００１４】このような音質評価装置によれば、近似演
算手段により周波数と音圧レベルとの関係を周波数対数
軸に対して直線で近似し、そこで得られた領域の重苦し
い騒音に対応する音を物理量算出手段にて評価すること
により、重苦しい騒音のみが評価され、純音などの音は
直線で近似されることにより影響を受けることが少な
く、心理的なうるささとの対応も容易になる。

【００１５】また、本発明によれば、騒音を構成してい
る構成音の中で重苦しい音として認識される低周波ラン
ダムノイズを評価する音質評価方法において、評価対象
とする音を採取して電気信号に変換し、前記電気信号を
周波数分析し、前記周波数分析手段により周波数分析し
たときの周波数と音圧レベルとの関係を周波数対数軸に
対して直線で近似した領域を算出し、直線で近似された
領域の周波数特性から音の物理量を算出することからな
る音質評価方法が提供される。

【００１６】この音質評価方法では、評価対象の音を周
波数分析し、このときの周波数と音圧レベルとの関係を
周波数対数軸に対して直線で近似することにより、純音
などの音の影響のない重苦しい騒音に対応する音を得、
この音を評価するようにした。これにより、重苦しい騒
音のみが評価されることにより、心理的なうるささとの
対応も容易になる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明するが、まず、本発明の概略について説
明する。

【００１８】図１は本発明の原理的な構成を示す図であ
る。本発明の音質評価装置は、特に、騒音の中で重苦し
い音として認識されるエアフロー系の低周波ランダムノ
イズを評価するものであって、評価対象の騒音を取得す
る評価対象音取得手段１と、取得した騒音を周波数分析
する周波数分析手段２と、周波数分析されたデータを複
数の周波数領域に分割する周波数領域分割手段３と、複
数に分割された周波数領域ごとに周波数分析されたデー
タから衝撃音を除去する複数の衝撃音除去手段４と、周
波数領域ごとにエアフロー系の低周波ランダムノイズの
周波数波形を直線で近似する複数の近似演算手段５と、
複数の近似演算手段５にてそれぞれ近似された直線から
なる周波数特性の音を人工的に再現する人工音作成手段
６と、人工的に作られた音を評価する物理量算出手段７
とから構成されている。

【００１９】上記構成の音質評価装置によれば、まず、
評価対象音取得手段１が評価対象とする音を採取して電
気信号に変換する。次に、評価対象音取得手段１にて得
られた電気信号を周波数分析手段２が周波数分析し、そ
の周波数分析されたデータを周波数領域分割手段３が複
数の周波数領域に分割する。分割されたデータは衝撃音
除去手段４にてこのデータに含まれている衝撃音があら
かじめ除去されて、近似演算手段５に入力される。近似
演算手段５では、複数の周波数領域ごとに周波数と音圧
レベルとの関係を周波数対数軸に対して直線で近似す
る。これにより、騒音に多く含まれている純音などの影
響のない、エアフロー系の低周波ランダムノイズの周波
数波形における特徴が、近似直線により高い精度で求め
られることになる。次に、近似演算手段５で得られた直
線近似の領域の周波数特性を有する音が人工音作成手段
６により作成される。物理量算出手段７は人工音作成手
段６で作成された人工音に対して物理量を算出する。こ
れにより、物理量の算出は騒音の他の構成音である余分
な騒音成分を含まない音を対象としているので、算出結
果は心理的なうるささとほぼ対応したものとなる。

【００２０】次に、本発明の実施の形態を、複写機およ
びプリンタが発生する騒音の評価に適用した場合であっ
て、周波数分析されたデータが二つの周波数領域に分割
されて処理される場合を例にして説明する。

【００２１】図２は本発明の音質評価装置の構成を示す
ブロック図である。この図２において、評価対象音を取
得する部分は、評価対象音を電気信号に変換するマイク
ロホン１１と、このマイクロホン１１から出力されたア
ナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ（analog-t
o-digital ）変換器１２と、変換されたデジタル信号を
記憶するデータ記憶器１３とから構成される。この構成
例では、Ａ／Ｄ変換器１２によりマイクロホン１１から
のアナログの音をデジタル信号に変換している。これ
は、音の信号をデジタル信号にすることで、一度測定し
たデータは一定に保たれるためにデータの信頼性が増
し、このデジタル信号から周波数と音圧レベルの関係を
近似していることで、近似演算の精度が向上するからで
ある。データ記憶器１３は、たとえばＤＡＴ（Digital
Audio Tape）、ＭＤ（Mini Disc ）、パーソナルコンピ
ュータ内のハードディスクなどで構成することができ
る。データ記憶器１３の出力は特徴量算出装置１４の入
力に接続される。

【００２２】特徴量算出装置１４は、データ記憶器１３
からのデジタル信号を受けて周波数分析を行う周波数分
析部１４０と、この周波数分析部１４０の出力データを
二つの周波数領域に分割する二つの周波数フィルタ１４
１，１４２と、これら周波数フィルタ１４１，１４２の
出力データのピーク波形を検出するピーク検出部１４
３，１４４と、これらピーク検出部１４３，１４４にて
検出されなかったデータを選択するデータ選択部１４
５，１４６と、これらデータ選択部１４５，１４６にて
選択されたデータを受けて近似演算を行う近似演算部１
４７，１４８と、これら近似演算部１４７，１４８で得
られた直線の出力データを受けて直線の交点を演算する
交点演算部１４９と、この交点演算部１４９の出力デー
タをもとに音を作成する人工音作成部１５０と、この人
工音作成部１５０から出力された人工音を受けて物理量
を算出する物理量算出部１５１とから構成されている。

【００２３】ここで、周波数フィルタ１４１，１４２は
周波数分析部１４０による分析データから二つの周波数
領域を抽出するためのもので、たとえば通過帯域の異な
る二つのバンドパスフィルタによって構成される。これ
は、次の理由による。すなわち、代表的な複写機やプリ
ンタでは、その騒音の分析の結果、騒音の構成音の中の
ゴー音は、約１００Ｈｚ〜５ｋＨｚの周波数領域に分布
しており、周波数と音圧レベルとの関係を周波数対数軸
に対して直線で近似しようとする場合に、ゴー音の重苦
しさを支配する低周波領域と高周波領域とがそれぞれ傾
きの異なる２直線で近似できることが分かっていること
と、その２直線の近似演算を同時に行えば、演算を効率
よく行うことができることによる。また、ゴー音の低周
波領域と高周波領域との境目はおおよそ５００〜１．５
ｋＨｚの周波数領域に分布しているので、周波数と音圧
レベルとの関係を近似するための周波数領域を略１ｋＨ
ｚを境にして二分している。したがって、周波数フィル
タ１４１は約１００Ｈｚ〜１ｋＨｚの通過帯域を有し、
周波数フィルタ１４２は約１ｋＨｚ〜５ｋＨｚの通過帯
域を有している。このように、近似の領域の境をあらか
じめ約１ｋＨｚと固定しておくことにより、効率の良い
近似演算を可能にしている。

【００２４】ピーク検出部１４３，１４４およびデータ
選択部１４５，１４６は、瞬間的な音圧レベルのピーク
を持った純音成分を除去する機能を有する。前述の通
り、複写機やプリンタから発生する騒音には、キーン音
やウォンウォン音などの純音成分が多く含まれているこ
とが分かっている。これらの純音成分を持つ周波数の音
圧レベルは、隣接する周波数の音圧レベルに対して大き
いところでは４０ｄＢ以上突出している。したがって、
純音成分を含んだままでは、純音の影響が大きすぎて、
ゴー音のみの特徴を抽出することが困難である。そこ
で、ピーク検出部１４３，１４４によってピークを持つ
周波数を検出し、データ選択部１４５，１４６でピーク
を持たない周波数のデータのみを選択し、このピークを
持たない周波数のデータを用いて直線近似をするように
している。これにより、一層精度の良い近似を可能にし
ている。

【００２５】ここで、ピーク検出部１４３，１４４はコ
ンピュータによる演算装置によって構成することがで
き、たとえば次のような演算を行う。すなわち、周波数
分析器１４０によって求められた分析結果を取り込み、
隣接する周波数からその音圧レベルの変化量を計算し、
その変化量があるしきい値を超えた場合にピークがある
と判断する、という演算を行う。

【００２６】また、データ選択部１４５，１４６もコン
ピュータによる演算装置によって構成することができ、
たとえば次のような演算を行う。すなわち、ピーク検出
部１４３，１４４によって求められたデータを取り込ん
で、ピークと判断された周波数の音圧レベルをゼロとす
るような演算を行う。

【００２７】次に、近似演算部１４７，１４８はコンピ
ュータによる演算装置によって構成することができ、た
とえば次のような演算を行う。すなわち、近似演算部１
４７，１４８はデータ選択部１４５，１４６によって選
択されたデータを取り込み、約１００Ｈｚ〜１ｋＨｚの
周波数領域および約１ｋＨｚ〜５ｋＨｚの周波数領域に
て、周波数分析結果を回帰分析することにより、近似直
線を求めている。

【００２８】交点演算部１４９はコンピュータによる演
算装置によって構成され、近似演算部１４７，１４８に
てそれぞれ演算された近似直線を取り込んで、それら直
線の交点を演算により求めるものである。

【００２９】人工音作成部１５０は、交点演算部１４９
により求められた近似直線をもとに、その直線で近似さ
れた周波数分布を有する人工的な音を作成する。後続す
る物理量算出部１５１では、この人工音に対して、音の
特徴量を算出する。これは、複写機やプリンタの実機音
を用いて、たとえば等価騒音レベルやラウドネスレベル
などの物理量を測定する場合には、ゴー音のみの結果で
はなく、純音などの影響を強く受けた結果になってしま
うためである。ここで、人工音作成部１５０は、たとえ
ば広帯域ランダムノイズの作成機能、近似直線を再現す
るための周波数フィルタの作成、周波数フィルタ機能、
および全体の音量調整機能を有する音響解析装置によっ
て構成される。

【００３０】そして、人工音作成部１５０にて作成され
た人工音から音の特徴量を算出する物理量算出部１５１
は、算出しようとする特徴量に応じて種々の装置を使用
することができる。たとえば、音の大きさを求める場合
には、物理量算出部１５１として騒音計が用いるられ
る。また、音の周波数軸による特徴を求めるという場合
には、物理量算出部１５１として、周波数分析器などの
信号分析器が用いるられる。さらに、時間軸波形や周波
数波形上での編集および等価騒音レベルやラウドネスレ
ベルなどの物理量の計算などを行う場合には、コンピュ
ータ上で動作する音響解析装置が用いられる。

【００３１】次に、図３を参照して、上記構成を有する
音質評価装置の処理の流れについて説明する。図３は音
質評価装置の処理の流れを示すフローチャートである。
まず、複写機やプリンタから発生する騒音はマイクロホ
ン１１によって騒音信号として電気信号に変換される
（ステップＳ１）。電気信号に変換された騒音信号はＡ
／Ｄ変換器１２によってデジタル信号に変換され（ステ
ップＳ２）、データ記憶器１３に収容される（ステップ
Ｓ３）。ここで、電気信号をデジタル信号に変換してお
くことにより、周波数と音圧レベルとの関係はデジタル
信号から近似されることになり、データの信頼性が向上
し、周波数波形における特徴を精度高く求められる。そ
して、デジタル信号に変換された騒音信号は、特徴量算
出装置１４によって特徴が分析され、さまざまな物理量
が算出されることになる。

【００３２】特徴量算出装置１４において、まず、デー
タ記憶器１３から供給された騒音信号は周波数分析部１
４０にて周波数分析される（ステップＳ４）。周波数分
析された騒音信号は、周波数フィルタ１４１，１４２に
おいて、１００〜１ｋＨｚのデータと１ｋ〜５ｋＨｚの
データとに分けられ、それぞれピーク検出部１４３，１
４３に送られる（ステップＳ５，Ｓ６）。このように、
周波数と音圧レベルの関係を近似するための周波数領域
を略１ｋＨｚを境にして二つの領域に分割することによ
り、近似演算が効率の良くなる。この二つの周波数範囲
は、いくつかの複写機およびプリンタの騒音を分析した
結果から求めたものであり、周波数と音圧レベルとの関
係をゴー音の重苦しさを支配する低周波領域と高周波領
域との二つの領域でそれぞれ異なる傾きで近似できるこ
とによる。ここで、最小周波数を１００Ｈｚとしたの
は、１００Ｈｚ以下の領域は暗騒音の影響を強く受ける
ことと、人間の聴感としての感度が悪いことから決めて
いる。もちろん、測定の環境が良い場所では、１００Ｈ
ｚ以下のデータを用いても構わない。また、最大周波数
を５ｋＨｚとしたのは、５ｋＨｚ以上の領域に用紙のこ
すれ音であるシャー音が多く含まれていることが多く、
分析が困難であるためである。したがって、用紙の搬送
速度が遅くシャー音の少ない機種では５ｋＨｚ以上でも
近似は可能である。

【００３３】ピーク検出部１４３，１４３では周囲の周
波数と音圧レベルの比較を行い、音圧レベルの突出量を
求める（ステップＳ７，Ｓ８）。次いで、データ選択部
１４５，１４６において、突出量がしきい値以下のデー
タだけを取り出すことで、周波数波形にピークを持つ純
音成分の周波数を削除し、ゴー音のデータを近似演算部
（ステップＳ９，Ｓ１０）に送る。ここで、ピーク検出
部１４３，１４３が、純音成分か否かを見極める方法と
して、対象の周波数の音圧レベルと隣の周波数の音圧レ
ベルとの音圧レベル差を用いた。この音圧レベル差があ
るしきい値を超えたものを純音と判断して、そのデータ
を削除する。しきい値の決め方としては、音響解析ソフ
トなどを用いて作成した広帯域ランダム音の分析結果を
参考にした。

【００３４】図４はホワイトノイズの周波数分析結果を
示す図である。このホワイトノイズの周波数分析結果か
ら、この波形で隣同士の周波数における音圧レベルの差
を計算したところ、最大で２．４ｄＢであった。そこ
で、本実施の形態では、純音でないものが純音と検出さ
れてしまわないように、しきい値を２．４ｄＢよりも大
きな３ｄＢと設定し、隣同士の周波数における音圧レベ
ルの差が３ｄＢ以上であるものを純音と見做した。な
お、周波数分析において、ある周波数の値が分析の周波
数幅の関係で二つの周波数に分かれてしまうことも考慮
して、二つ前の周波数における音圧レベルとの差が５ｄ
Ｂ以上であるものも純音とした。

【００３５】この方法で純音成分のあまり含まれていな
い機種と、純音成分が含まれている機種の２機種につい
て周波数フィルタ１４１を通った１００〜１ｋＨｚの騒
音を分析した例を図５に示す。

【００３６】図５はデータの取り扱いを説明するための
図であって、（Ａ）は純音成分の少ない機種、（Ｂ）は
純音成分が含まれている機種についての近似演算に用い
るデータを示している。図５（Ａ）、（Ｂ）において、
実線は実際の機種の周波数分析結果である。これらにつ
いて、前述のピーク検出部１４３，１４４を用いて、純
音データを除去したものが「●」で示したデータであ
る。それぞれ、純音のピークがおおむね除去されている
ことが分かる。

【００３７】この「●」で示したデータのみが近似演算
部１４７，１４８に入力され、そのデータのみから、近
似直線を回帰分析によって近似直線の傾きと切片とが求
められる（ステップＳ１１，Ｓ１２）。なお、近似演算
部１４７によって求めた近似線を図５（Ａ）、（Ｂ）に
おいて点線で示した。

【００３８】近似演算部１４７，１４８により１００〜
１ｋＨｚと１ｋ〜５ｋＨｚの周波数領域で個々に求めら
れた近似直線のデータは、交点演算部１４９に送られ、
２直線の傾きと切片および２直線の交点周波数が算出さ
れ、ゴー音の周波数形状が決定される（ステップＳ１
３）。近似演算部１４７，１４８および交点演算部１４
９による近似結果を図６に示す。

【００３９】図６は周波数と音圧レベルとの近似結果を
示す図であって、（Ａ）はゴー音が多く含まれている機
種、（Ｂ）はゴー音が小さく、大きく突出した純音を含
んでいる機種の近似結果を示している。この図６におい
て、実線は実機の騒音の周波数分析結果、一点鎖線は実
機音の１００〜５ｋＨｚの領域のデータを純音データを
除去せずに用いて求めた近似直線（通常近似）、点線は
１００〜５ｋＨｚのデータから純音データを除去した残
りのデータに対して求めた近似直線である。これらの図
より、大きな純音成分を持つ機種の騒音を実機音のデー
タから直接近似したものは、図６（Ｂ）の一点鎖線のよ
うに、純音の影響で大きく評価されてしまうが、図６
（Ｂ）の点線のように、純音の成分を除去したデータを
用いることでより実際のゴー音の大きさを評価できるよ
うになる。

【００４０】次に、近似演算部１４７，１４８および交
点演算部１４９で求めた近似直線をもとに、その近似直
線の周波数分布を再現する人工音が作成される（ステッ
プＳ１４）。本実施の形態では、元音としてホワイトノ
イズを用い、音響解析ソフトを用いて近似直線の形状を
再現するための周波数フィルタを作成した。そして、作
成した周波数フィルタにホワイトノイズを入力すること
により、その周波数フィルタの出力にはゴー音成分のみ
を再現した音が作成されることになる。そして、このよ
うにして作成された人工音は物理量算出部１５１にて直
接測定され、ゴー音のさまざまな特徴を表わす物理量が
算出される（ステップＳ１５）。物理量の例としては、
近似直線の傾き、二つの近似直線の交点周波数、近似直
線の特定周波数における音圧レベル、ゴー音のみの等価
騒音レベル、などがある。物理量算出部１５１では、ゴ
ー音成分のみからなる人工音を直接測定するので、その
算出結果は心理的なうるささとも対応付けられたものと
なる。

【００４１】次に、ゴー音の測定結果と心理的なうるさ
さとの対応を調べた例を示す。図７は人工音および実機
音の等価騒音レベルの測定結果を示す図である。この図
７において、機種Ａおよび機種Ｂは図６（Ａ）および
（Ｂ）で示したゴー音が多く含まれている機種およびゴ
ー音が小さく、大きく突出した純音を含んでいる機種に
対応し、これらの機種に対して、実機の音に５ｋＨｚ以
下の通過帯域を有するローパスフィルタを通した音（実
機音）、実機音のデータから作成した人工音（実機近
似）、純音成分を除去したデータから作成した人工音
（純音除去）の３種類の音の等価騒音レベルの測定結果
を示している。

【００４２】図７より、純音成分をあまり含まない機種
Ａでは、測定結果の差があまり見られない。しかし、大
きな純音を含む機種Ｂでは、実機音をそのまま測定した
ものでは純音の影響が大きく、この機種の例では約６ｄ
ＢＡ以上の過大評価をしてしまうことが分かる。また、
純音の成分を除去したデータから近似した人工音はさら
に１ｄＢＡ程度小さくなり、よりゴー音のみの評価でき
るようになっていることが分かる。

【００４３】図８は等価騒音レベルと心理的なうるささ
との関係を示す図であって、（Ａ）は実機音、（Ｂ）は
人工音の等価騒音レベルの測定結果を示している。この
図８において、（Ａ）の縦軸は実機の音に５ｋＨｚ以下
の通過帯域を有するローパスフィルタを通した音（実機
ＬＰ）の等価騒音レベルを示し、（Ｂ）の縦軸は純音成
分を除去したデータから作成した人工音（純音除去）の
等価騒音レベルを示している。また、図８の（Ａ）およ
び（Ｂ）の横軸は８機種の代表的な複写機およびプリン
タの実機音の心理的なうるささを等価騒音レベルに換算
した主観的等価値（ＰＳＥ：Point of Subjective Equa
lity）である。心理的なうるささは、官能評価によって
求めた。

【００４４】この図８より、実機音にローパスフィルタ
をかけた音の等価騒音レベルよりも純音を除去したデー
タから作成した人工音の等価騒音レベルの方が主観的等
価値との相関が高いことが分かる。たとえば、図８の
（Ａ）に示したように、５１〜５２ｄＢＡ程度の等価騒
音レベルを示す機種が５機種あるが、それぞれ心理的な
うるささは大きく相違していて、相関は低いことが分か
る。一方、図８の（Ｂ）では、各機種の等価騒音レベル
はほぼ回帰直線に沿った位置にあり、相関が高いことが
分かる。すなわち、ここで示した機種では、純音の大き
さよりも、ゴー音の大きさの心理的なうるささへの効果
が大きいということが分かる。したがって、いろいろな
音色の騒音から構成されている複写機・プリンタの騒音
において、騒音全体を測定した等価騒音レベルは、心理
的なうるささと相関があまり良くないが、低周波領域の
重苦しいと認識されているゴー音のみを抽出した場合
は、等価騒音レベルと心理的なうるささとの相関が良く
なるということが分かる。

【００４５】以上、本発明の実施の形態は、音質評価の
対象を複写機やプリンタから発生する騒音の構成音であ
るゴー音とし、このゴー音の分布する約１００〜５ｋＨ
ｚの周波数領域を約１ｋＨｚで２分し、２系統で演算処
理して二つの直線でゴー音の周波数と音圧レベルとの関
係を近似する場合について説明した。しかし、プリント
速度が遅い機種などでは、ファンの回転が低く、ゴー音
の傾きの差が小さい場合もあり、このような場合には近
似直線を一つにしても構わない。したがって、ゴー音の
重苦しさを支配する周波数と音圧レベルとの関係が一つ
の直線で近似できる場合には、周波数フィルタから近似
演算部までは１系統でよい。逆に、周波数と音圧レベル
との関係が三つ以上の直線で近似される場合には、周波
数フィルタから近似演算部までを３以上の系統で演算す
ることになる。

【００４６】また、以上の説明では、近似演算部はゴー
音の分布する約１００〜５ｋＨｚの周波数領域において
周波数分析結果を回帰分析することにより近似直線を求
めていたが、ゴー音が広い周波数領域に平均して分布し
ていて周波数と音圧レベルとの関係が一つの直線で近似
できるような場合には、その周波数領域または全周波数
の平均値を求めるようにしてもよい。

【００４７】さらに、上記のピーク検出部では、対象の
周波数の音圧レベルと一つおよび二つ前の周波数の音圧
レベルとの差があるしきい値を超えたものを純音と判断
したが、ある周波数帯域における音圧レベルの平均値と
その帯域内の個々の周波数の音圧レベルとを比較し、音
圧レベルと平均値との差があるしきい値を超えた場合に
ピークがあると判断したり、周波数における微分を計算
し、上に凸であり、かつ、凸部の開始点から頂点までの
変化量があるしきい値を超えた場合にピークがあると判
断するようにしてもよい。

【００４８】また、上記のデータ選択部では、ピーク検
出部にてピークと判断された周波数の音圧レベルをゼロ
とするようにしたが、ピーク検出部にてピークと判断さ
れた周波数のデータに近似演算に用いないような印を付
けたり、ピークと判断された周波数と音圧レベルのデー
タとを全て削除するようなデータ選択方法を採ってもよ
い。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、評価対
象とする音を周波数分析したときの周波数と音圧レベル
の関係を周波数対数軸に対して直線で近似することによ
り、簡単な構成で低周波の重苦しい音の特徴を抽出する
ことが容易となり、これらの音の心理的なうるささとの
対応付けが可能となることで、心理的なうるささとの対
応の良い音質評価装置および音質評価方法を提供するこ
とができる。

【００５０】また、評価対象音を周波数分析したときの
周波数と音圧レベルの関係を近似する直線の数を評価音
の特性に応じて複数とすることで、周波数波形における
特徴をより精度高く求めることが可能となる。

【００５１】また、評価対象音を周波数分析したときの
周波数と音圧レベルの関係を近似するときに、あらかじ
めピークのデータを除去しておくことにより、複写機や
プリンタに多く含まれている純音成分の影響を取り除い
た周波数波形における特徴を精度高く求めることが可能
となる。

【００５２】また、直線で近似した周波数分布を元に人
工音を作成し、この人工音に対して、音の特徴量を算出
することにより、衝撃音の影響を除いたさまざまな物理
量を得ることができ、ゴー音のみの心理的なうるささと
の対応付けが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理的な構成を示す図である。

【図２】本発明の音質評価装置の構成を示すブロック図
である。

【図３】音質評価装置の処理の流れを示すフローチャー
トである。

【図４】ホワイトノイズの周波数分析結果を示す図であ
る。

【図５】データの取り扱いを説明するための図であっ
て、（Ａ）は純音成分の少ない機種、（Ｂ）は純音成分
が含まれている機種についての近似演算に用いるデータ
を示している。

【図６】周波数と音圧レベルとの近似結果を示す図であ
って、（Ａ）はゴー音が多く含まれている機種、（Ｂ）
はゴー音が小さく、大きく突出した純音を含んでいる機
種の近似結果を示している。

【図７】人工音および実機音の等価騒音レベルの測定結
果を示す図である。

【図８】等価騒音レベルと心理的なうるささとの関係を
示す図であって、（Ａ）は実機音、（Ｂ）は人工音の等
価騒音レベルの測定結果を示している。

【図９】異なる機種の複写機やプリンタの動作中の代表
的な騒音波形を示した図であって、（Ａ）および（Ｂ）
は時間軸における音圧レベルの変化を示したものであ
り、（Ｃ）は周波数軸における音圧レベルの分布を示し
ている。

【符号の説明】

１ 評価対象音取得手段 ２ 周波数分析手段 ３ 周波数領域分割手段 ４ 衝撃音除去手段 ５ 近似演算手段 ６ 人工音作成手段 ７ 物理量算出手段

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 騒音を構成している構成音の中で重苦し
   い音として認識される低周波ランダムノイズを評価する
   音質評価装置において、 評価対象とする音を採取して電気信号に変換する評価対
   象音取得手段と、 前記電気信号を周波数分析する周波数分析手段と、 前記周波数分析手段により周波数分析したときの周波数
   と音圧レベルとの関係を周波数対数軸に対して直線で近
   似した領域を算出する近似演算手段と、 直線で近似された領域の周波数特性から音の物理量を算
   出する物理量算出手段と、 を備えていることを特徴とする音質評価装置。
2. 【請求項２】 前記近似演算手段が近似演算を行う前の
   前記周波数と音圧レベルとの関係を表すデータに対して
   衝撃音を除去する衝撃音除去手段をさらに備えているこ
   とを特徴とする請求項１記載の音質評価装置。
3. 【請求項３】 前記衝撃音除去手段は、前記周波数と音
   圧レベルとの関係を表すデータから音圧レベルのピーク
   を検出するピーク検出手段と、前記ピーク検出手段にて
   検出されたピークが存在する領域を前記近似演算手段に
   よる近似演算の対象から除く演算対象データ選択手段と
   を有することを特徴とする請求項２記載の音質評価装
   置。
4. 【請求項４】 前記周波数分析手段により周波数分析さ
   れた前記周波数と音圧レベルとの関係を表すデータを複
   数の周波数領域に分割し、前記近似演算手段による周波
   数と音圧レベルとの関係の直線近似を複数の直線で行う
   ようにする周波数領域分割手段をさらに備えていること
   を特徴とする請求項１記載の音質評価装置。
5. 【請求項５】 前記周波数領域分割手段は、略１ｋＨｚ
   の周波数を境にして二つの周波数領域に分割したことを
   特徴とする請求項４記載の音質評価装置。
6. 【請求項６】 前記評価対象音取得手段は、前記電気信
   号をデジタル信号に変換し、前記デジタル信号から前記
   周波数と音圧レベルとの関係の直線近似を行うようにす
   るデジタル信号変換手段を有していることを特徴とする
   請求項１記載の音質評価装置。
7. 【請求項７】 前記近似演算手段により直線で近似され
   た領域の周波数特性を有する音を人工的に作成し、作成
   された人工音から前記物理量算出手段が音の物理量を算
   出するようにする人工音作成手段をさらに備えているこ
   とを特徴とする請求項１記載の音質評価装置。
8. 【請求項８】 前記人工音作成手段は、広帯域のランダ
   ムノイズを生成するランダムノイズ生成手段と、前記直
   線で近似された周波数領域の形状を再現し、前記ランダ
   ムノイズ生成手段で生成されたランダムノイズを入力と
   するフィルタ手段とを有することを特徴とする請求項７
   記載の音質評価装置。
9. 【請求項９】 騒音を構成している構成音の中で重苦し
   い音として認識される低周波ランダムノイズを評価する
   音質評価方法において、 評価対象とする音を採取して電気信号に変換し、 前記電気信号を周波数分析し、 前記周波数分析手段により周波数分析したときの周波数
   と音圧レベルとの関係を周波数対数軸に対して直線で近
   似した領域を算出し、 直線で近似された領域の周波数特性から音の物理量を算
   出する、 ことからなる音質評価方法。
10. 【請求項１０】 前記直線で近似した領域を算出するス
    テップの前に、前記周波数と音圧レベルとの関係を表す
    データから衝撃音を除去するステップを有することを特
    徴とする請求項９記載の音質評価方法。
11. 【請求項１１】 前記衝撃音を除去するステップは、前
    記周波数と音圧レベルとの関係を表すデータから音圧レ
    ベルのピークを検出し、検出されたピークが存在する領
    域を近似演算の対象から除くステップからなることを特
    徴とする請求項１０記載の音質評価方法。
12. 【請求項１２】 前記周波数分析をするステップの後
    に、周波数分析された前記周波数と音圧レベルとの関係
    を表すデータを複数の直線で近似するために複数の周波
    数領域に分割するステップを有することを特徴とする請
    求項９記載の音質評価方法。
13. 【請求項１３】 前記複数の周波数領域に分割するステ
    ップは、前記周波数と音圧レベルとの関係を表すデータ
    を略１ｋＨｚの周波数を境にして二つの周波数領域に分
    割することを特徴とする請求項１２記載の音質評価方
    法。
14. 【請求項１４】 前記電気信号に変換するステップは、
    前記電気信号をさらにデジタル信号に変換するステップ
    を有することを特徴とする請求項９記載の音質評価方
    法。
15. 【請求項１５】 前記直線で近似した領域を算出するス
    テップの後に、直線で近似された領域の周波数特性を有
    する音を人工的に作成し、作成された人工音に対して音
    の物理量を算出させるステップを有することを特徴とす
    る請求項９記載の音質評価方法。