KR100354969B1

KR100354969B1 - 차량의 실내 소음 음질 분석 방법

Info

Publication number: KR100354969B1
Application number: KR1019990066641A
Authority: KR
Inventors: 최종대
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 1999-12-30
Filing date: 1999-12-30
Publication date: 2002-10-05
Also published as: KR20010059250A

Abstract

이 발명은 차량 실내 소음 음질 분석 방법에 관한 것으로, 차량의 실내 음질 데이터를 수집하는 제1 단계; 수집한 음질 데이터를 일반인을 상대로 청음 평가를 수행하는 제2 단계; 청음 평가 결과를 통계 분석학에 의거 조사하여 일반인에 대한 선호도를 산출하고, 소음 분석장치를 이용한 객관적인 분석의 계측 평가로 소음의 순위를 결정하는 제3 단계; 상기 일반인을 상대로 한 청음 평가 결과와 객관적인 분석에 의한 계측 평가 결과간의 상관도를 조사하고, 이 상관도로서 음질 지수를 결정하는 제4 단계; 차량 실내 소음의 음질 지수를 분석하여 소음원을 색출하는 제5 단계; 및 색출한 소음원에 음질에 영향을 주는 요소를 더하여 소음원을 변경하고, 이 소음원을 음질 평가한 후 적용 여부를 결정하는 제6 단계를 포함한다.

이 발명의 실시예에 따르면, 이 발명은 차량 실내 소음을 인간의 청감에 적합하도록 분석하여 차량에 적용하므로써 차량에서 발생하는 소음을 개선하는 효과가 있다.

Description

차량의 실내 소음 음질 분석 방법 {METHOD FOR ASSESSING SOUND QUALITY OF AUTOMOBILE INTERIOR NOISE}

이 발명은 자동차의 소음 측정 방법에 관한 것으로, 특히, 차량 실내의 소음 음질을 분석하는 방법에 관한 것이다.

기존의 소음 측정 기술은 소음원이 갖는 음향 파워(power)나 음압 레벨(sound pressure level)의 소음 수준을 기준으로 개발된다.

데시벨(decibel) 값으로 나타나는 음압은 소음원의 크기에 대한 절대적인 척도로 활용되며, 관련 법규 규제에 이용된다.

일반적으로 측정용 마이크로폰(microphone)을 사용하여 소음을 채집한 후 주파수 분석기와 오실로스코프(oscilloscope)를 이용하여 음압 레벨과 주파수 특성을분석한다.

이러한 분석 결과는 소음원 색출과 특성 규명에 유용하지만 실제 청감과는 다소 차이가 존재하여 소리의 또 다른 속성인 음색 혹은 음질에 대한 분석 체계를 필요로 한다.

따라서, 이 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 청감에 기준한 음질 개발 체계의 제안으로 음색에 대한 평가와 개선이 적용되는 차량 실내의 소음 음질 분석 방법을 제공한다.

도1은 이 발명의 실시예에 따른 차량의 실내 소음 음질 분석 방법의 플로우챠트이다.

도2는 이 발명의 실시예에 따른 차량의 실내 소음 음질 분석에 의해 얻어진 평가를 분석한 결과도이다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 이 발명의 특징에 따른 차량 실내 소음 음질 분석 방법은,차량의 실내 음질 데이터를 수집하는 제1 단계;수집한 음질 데이터를 일반인을 상대로 청음 평가를 수행하는 제2 단계;청음 평가 결과를 통계 분석학에 의거 조사하여 일반인에 대한 선호도를 산출하고, 소음 분석장치를 이용한 객관적인 분석의 계측 평가로 소음의 순위를 결정하는 제3 단계;상기 일반인을 상대로 한 청음 평가 결과와 객관적인 분석에 의한 계측 평가 결과간의 상관도를 조사하고, 이 상관도로서 음질 지수를 결정하는 제4 단계;차량 실내 소음의 음질 지수를 분석하여 소음원을 색출하는 제5 단계; 및

색출한 소음원에 음질에 영향을 주는 요소를 더하여 소음원을 변경하고, 이 소음원을 음질 평가한 후 적용 여부를 결정하는 제6 단계를 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참조로 이 발명의 실시예에 따른 차량 실내 소음 음질 분석 방법을 설명한다.

도1은 이 발명의 실시예에 따른 차량 실내 소음 음질 분석 방법의 플로우챠트(flowchart)이다.

실험자는 차량 실내 음질을 수집하기 위해, 마이크와 레코더를 차량의 조수석에 설치하고, 차량을 일정 주행 상태가 되도록 한다. 즉, 차량에서 소음이 발생되도록 차량을 시동 온시킨 후 일정 레벨의 엔진 회전수가 되도록 한다.

이러한 상태에서, 마이크를 통해 입력하는 차량의 실내 소음을 레코더에 녹음되도록 한다(S100).

이때 녹음되는 음질은 스테레오(stereo) 형식인 것이 바람직하다. 이러한 차량의 실내 소음은 차량의 주행 조건(변속단, 엔진 회전수)을 가변시키면서 다수회 반복하여 얻는다.

차량 실내 소음이 수집되면, 청음 평가 및 계측 평가를 목적으로 신호 처리한 한 후 신호 처리한 데이터를 데이터 베이스에 저장시킨다. 즉, 소음 신호는 웨이브 파일(wave file) 형식으로 변환되고, 웹(web) 환경 데이터 베이스에 저장된다(S200, S210).

그런 다음, 수집한 다수의 소음중에서, 차량의 주행 조건이 같은 때에 발생하는 두 소음을 소음에 대하여 사전 지식이 없는 일반인을 상대로 청음 평가를 실시한다(S300).

청음 평가는 두 소음을 각각 일반인에게 들려주고 두 소음 중 그 소음 음질이 낮다고 생각되는 소음을 선택하도록 한다. 이러한 청음 평가는 소음의 선호도가 결정되어 질때까지 이루어지도록 한다.

청음 평가가 이루어지면, 이러한 청음 평가의 결과를 가지고 통계 분석을 한다. 즉, 일반인이 느끼는 소음의 정도는 서로 다르므로 정확히 일치하는 결과가 유출되지 않는다. 그러므로, 이러한 청음 평가 결과를 통계 분석학에 의거하여 조사하고(S310), 조사한 사항으로 선호도를 산출한다(S320).

이때, 청음 평가에 참여하는 일반인은 적어도 30명 이상으로 하는 것이 좋다.

상기와 같이 일반인에 의한 평가는 차량의 주행 조건 별로 발생하는 소음이 각각 선호도 순위가 결정될 때까지 한다. 결국, 차량의 주행 조건에 따라 발생하는 실내 소음은 모두 일정 순위가 결정된다.

그리고, 각 개인의 의견을 일관성 기준으로 선별하고 난 후, 전체 의견과 부합 여부를 일치도에 의거하여 재차 선별한다.

한편, 일반인들을 상대로 주관적인 평가를 실시하였으므로, 청음 시험에 사용된 소음에 대하여 객관적인 분석을 실시한다.

객관적인 분석을 위해서는 소음 분석 장치를 이용하게 되는데, 소음 분석 장치를 이용한 객관적인 분석은 소음들의 주파수 성분을 추출하고, 추출한 주파수 성분을 분포도를 이용한다. 즉, 주파수 성분의 분포 대역 및 신호 파형에 따라 인간의 청감으로 느끼는 소음의 정도를 판단할 수 있게 된다.

이러한 장치를 이용한 계측 평가로서 소음의 순위가 결정되고, 그 순위로서 객관적인 지수가 도출된다.(S400, S410)

이러한 객관적인 분석 결과로는 청감 음향 인자 즉, 시끄러움(loundness), 명확성 지표(articulation index), 스피치 인터퍼런스 레벨(speech interference level) 등이 있다.

결국, 상기를 통해 차량 실내 소음은 주관적인 평가와 객관적인 분석이 이루어지게 된다.

객관적인 분석과 주관적인 평가를 가지고 실험자는 두 평가의 결과의 상관성을 조사한다. 즉, 일반인을 상대로 한 청음 시험 평가 결과와, 객관적인 분석에 의한 계측 평가 결과간의 상관성을 찾아내기 위해 두 결과의 상관도를 점검한다. 여기서, 사용되는 방법은 선형 회귀 분석법이다(S500).

상기와 같이 선형 회귀 분석법에 의해 상관도가 확보된 객관적인 분석에 의한 계측 평가 결과와 일반인을 상대로 한 청음 평가의 상관도로서, 음질 지수가 만들어진다(S600).

이때 만들어지는 음질 지수는 다음의 수학식 1과 같다.

여기서, 스피치 인터퍼런스 레벨은 언웨이티드(unweighted) 오타브(octave) 밴드(band)에서 1, 2, 4kHz의 산술 평균으로 구해진다.

이러한 음질 지수의 적용예는 도2와 같다.

도2에서는 분석 대상 소음 표본의 음압 기준으로는 EE가 BB보다 불리하지만 음질 지수로는 유리하거나 또는 동등 수준임을 나타낸다.

상기와 같이 음질 지수를 개발하면, 두 평가의 상관도를 가지고 소음원을 색출하여 소음원을 제거할 수 있도록 하는 바탕을 마련한다. 즉, 객관적 평가와 주관적 평가에서 가장 소음으로 느끼는 것을 소음원이라 결정한다(S700).

음질에 영향을 주는 요소로는 구조 기인 소음과, 공기 기인 소음이 있는데, 구조 기인 소음은 파워 트레인(train) 진동 유발 소음과 로드 노이즈가 있고, 공기 기인 소음은 파워 트레인 방사 소음과 공력 노이즈가 있다. 이러한 음질에 영향을 주는 요소 중 하나가 소음원이 된다.

이렇게 소음원이 결정되면, 이 소음원을 변경시켜 소음원이 어떻게 변경되는지에 따른 음질 영향도를 수학식1로서 평가한다(S800, S900).

상기에서 소음원의 평가 결과에 만족하지 않을 경우 새로운 소음 음질을 소음원에 더하여 새로운 소음원을 찾아내고, 소음원의 평가 결과에 만족할 경우 이를 적용 가능하도록 한다(S1000).

이 발명은 차량 실내 소음을 인간의 청감에 적합하도록 분석하여 차량에 적용하므로써 차량에서 발생하는 소음을 개선하는 효과가 있다.

Claims

차량의 실내 음질 데이터를 수집하는 제1 단계;

수집한 음질 데이터를 일반인을 상대로 청음 평가를 수행하는 제2 단계;

청음 평가 결과를 통계 분석학에 의거 조사하여 일반인에 대한 선호도를 산출하고, 소음 분석장치를 이용한 객관적인 분석의 계측 평가로 소음의 순위를 결정하는 제3 단계;

상기 일반인을 상대로 한 청음 평가 결과와 객관적인 분석에 의한 계측 평가 결과간의 상관도를 조사하고, 이 상관도로서 음질 지수를 결정하는 제4 단계;

차량 실내 소음의 음질 지수를 분석하여 소음원을 색출하는 제5 단계; 및

색출한 소음원에 음질에 영향을 주는 요소를 더하여 소음원을 변경하고, 이 소음원을 음질 평가한 후 적용 여부를 결정하는 제6 단계를 포함하는 차량 실내 소음 음질 분석 방법.
제1항에 있어서,

상기 제4 단계의 음질 지수는,

시끄러움 + 0.72 ×스피치 인터퍼런스 레벨(언웨이티드 옥타브 밴드에서의 1, 2, 4 kHz의 산술 평균)의 결과인 것을 특징으로 하는 차량 실내 소음 음질 분석 방법.