JP7631741B2 - Noise evaluation device, acoustic characteristic measuring device, noise evaluation method, acoustic characteristic measuring method, and noise evaluation program - Google Patents
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Description
本発明は、雑音評価装置、音響特性測定装置、雑音評価方法、音響特性測定方法、および雑音評価プログラムに関する。 The present invention relates to a noise evaluation device, an acoustic characteristic measurement device, a noise evaluation method, an acoustic characteristic measurement method, and a noise evaluation program.
一般的に、電気製品は電子部品や機構部品・筐体など複数のモジュールによって構成されている。このような電気製品の製造では、モジュールを順に組み立てた後、機能検査及び外観検査によって問題ないことを確認して組立完了となる。 Generally, electrical products are made up of multiple modules, such as electronic components, mechanical components, and housings. When manufacturing such electrical products, the modules are assembled in order, and then functional and visual inspections are carried out to confirm that there are no problems before the assembly is complete.
前記機能検査の1つに、音の検査がある。これは、例えば、機器の操作音や警告音が正しく鳴るか・音声の品質に問題がないか等を確認するものである。このような音の検査では、周辺環境から雑音が混入して誤判定が起こる場合がある。このため、製品を遮音箱と呼ばれる防音性の高い箱に収納するなどの防音対策を施した状態で検査を行うことが一般的である。 One of the functional tests is a sound test. This is to check, for example, whether the device's operation sounds and warning sounds are sounding correctly and whether there are any problems with the audio quality. In such sound tests, noise from the surrounding environment may be mixed in and cause erroneous judgments. For this reason, it is common to carry out the test with soundproofing measures in place, such as storing the product in a highly soundproof box known as a soundproof box.
しかし、上記の遮音箱を用いる方法では、検査のたびに、検査を終了した製品を遮音箱から取り出し、次に検査する製品を遮音箱へ収納するといった作業が必要となり、生産性が低下する。そこで、遮音箱などの防音対策を施さずに集音し、信号処理によって雑音を除去して検査しようとする取組が行われている。この場合、集音した音が対象物からの音か、周辺環境からの雑音かを区別し、雑音を除去する技術が必要になる。 However, the method using the soundproof box mentioned above requires that the product that has been inspected be removed from the soundproof box and the next product to be inspected be stored back in the box after each inspection, which reduces productivity. As a result, efforts are being made to collect sound without using soundproofing measures such as soundproof boxes, and then remove noise through signal processing before carrying out inspections. In this case, technology is required that can distinguish whether the collected sound is from the target object or noise from the surrounding environment and remove the noise.
例えば、特許文献1には、周辺環境からの雑音を除去して、音声認識を行う音声認識装置の発明が開示されている。この音声認識装置では、まず、音声(測定対象音)無しの雑音をサンプリングし、雑音の時間成分の分布をFFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)により周波数成分の分布に変換する。次に、雑音を含む、ユーザの音声をサンプリングし、ユーザの音声の時間成分の分布をFFTにより周波数成分の分布に変換する。そして、音声の周波数成分から、雑音の周波数成分を差し引くことにより、音声のみの周波数成分を得ることができる。
For example,
上記の特許文献1では、雑音が時間的に変化しないことを前提としている。つまり、周辺環境音のサンプリング時と、音声のサンプリング時で、雑音が同じ場合には、正確に音声のみの周波数成分を抽出することができる。しかしながら、雑音が2つのサンプリング期間の間に変化している場合には、実際とは異なる雑音の周波数成分を、音声の周波数成分から差し引いてしまうという問題がある。この原因は、雑音が変化している場合には、雑音成分を正確に推定することができないにも関わらず、変化しない前提でサンプリングした雑音成分を用いていることにある。
The above-mentioned
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、集音信号に含まれる測定対象音以外の雑音の周波数スペクトルが推定可能か否かを判定する雑音評価装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in consideration of the above problems, and aims to provide a noise evaluation device that determines whether the frequency spectrum of noise other than the sound to be measured that is included in a collected sound signal can be estimated.
上記の課題を解決するため、本発明の雑音評価装置は、集音信号取得手段と、測定対象音オン/オフ制御手段と、判定手段とを有する。集音信号取得手段は、測定対象が出力する測定対象音および周辺環境からの音を集音して生成された集音信号を取得する。測定対象音オン/オフ制御手段は、測定対象が発生する測定対象音の出力を繰り返しオン/オフするオン/オフ制御を行う。判定手段は、測定対象音の出力がオンしている時の集音信号を第1の集音信号とし、測定対象音の出力がオフしている時の第2の集音信号とする。そして、所定期間における複数の第2の集音信号の強度あるいは周波数スペクトルの時間変化を算出し、この時間変化に基づいて、集音信号に含まれる測定対象音以外の雑音の周波数スペクトルが推定可能か否かを判定する。 In order to solve the above problems, the noise evaluation device of the present invention has a sound collection signal acquisition means, a measurement target sound on/off control means, and a judgment means. The sound collection signal acquisition means acquires a sound collection signal generated by collecting the measurement target sound output by the measurement target and sound from the surrounding environment. The measurement target sound on/off control means performs on/off control to repeatedly turn on/off the output of the measurement target sound generated by the measurement target. The judgment means sets the sound collection signal when the output of the measurement target sound is on as a first sound collection signal, and sets the sound collection signal when the output of the measurement target sound is off as a second sound collection signal. Then, the judgment means calculates the time change in intensity or frequency spectrum of multiple second sound collection signals over a predetermined period, and judges whether or not the frequency spectrum of noise other than the measurement target sound contained in the sound collection signal can be estimated based on this time change.
また本発明の音響特性測定装置は、上記の雑音評価装置と、音響特性算出部と、を有する。音響特性算出部は、雑音評価装置が、集音信号に含まれる測定対象音以外の雑音の周波数スペクトルが推定可能と判定した期間の、第1の集音信号と第2の集音信号とを用いて、測定対象音の音響特性を算出する。 The acoustic characteristic measurement device of the present invention has the above-mentioned noise evaluation device and an acoustic characteristic calculation unit. The acoustic characteristic calculation unit calculates the acoustic characteristics of the measurement target sound using the first sound collection signal and the second sound collection signal during a period in which the noise evaluation device determines that the frequency spectrum of noise other than the measurement target sound contained in the sound collection signal can be estimated.
また本発明の雑音評価方法は、測定対象が出力する測定対象音を、繰り返しオン/オフする制御を行い、測定対象音を集音して生成された集音信号を取得する。さらに、この制御に基づいて、測定対象音の出力がオンしている時の集音信号を第1の集音信号とし、測定対象音の出力がオフしている時の集音信号を第2の集音信号とし、第2の集音信号の強度あるいは周波数スペクトルの時間変化を算出する。そして、この時間変化に基づいて、集音信号に含まれる測定対象音以外の雑音の周波数スペクトルが推定可能か否かを判定する。 The noise evaluation method of the present invention controls the measurement target sound output by the measurement target to be repeatedly turned on and off, and obtains a collected sound signal generated by collecting the measurement target sound. Based on this control, the collected sound signal when the output of the measurement target sound is on is taken as a first collected sound signal, and the collected sound signal when the output of the measurement target sound is off is taken as a second collected sound signal, and the intensity or frequency spectrum of the second collected sound signal is calculated as a change over time. Then, based on this change over time, it is determined whether or not the frequency spectrum of noise other than the measurement target sound contained in the collected sound signal can be estimated.
また本発明の雑音評価プログラムは、測定対象が出力する測定対象音を集音し生成された集音信号を取得する処理と、測定対象の前記測定対象音の出力を繰り返しオン/オフする制御を行う処理と、をコンピュータに実行させる。さらに、この制御に基づいて、測定対象音の出力がオンしている時の集音信号を第1の集音信号とする処理と、測定対象音の出力がオフしている時の集音信号を第2の集音信号とする処理と、をコンピュータに実行させる。そして、第2の集音スペクトルの強度あるいは周波数スペクトルの時間変化を算出し、この時間変化に基づいて、集音信号に含まれる測定対象音以外の雑音の周波数スペクトルが推定可能か否かを判定する処理をコンピュータに実行させる。 The noise evaluation program of the present invention causes a computer to execute a process of acquiring a sound collection signal generated by collecting the measurement target sound output by the measurement target, and a process of controlling the output of the measurement target sound of the measurement target to be repeatedly turned on and off. Based on this control, the computer further executes a process of making the sound collection signal when the output of the measurement target sound is on a first sound collection signal, and a process of making the sound collection signal when the output of the measurement target sound is off a second sound collection signal. The computer then executes a process of calculating the change over time in intensity or frequency spectrum of the second sound collection spectrum, and determining whether or not the frequency spectrum of noise other than the measurement target sound contained in the sound collection signal can be estimated based on this change over time.
本発明の効果は、集音信号に含まれる測定対象音以外の雑音の周波数スペクトルが推定可能か否かを判定する雑音評価装置を提供できることである。 The effect of the present invention is to provide a noise evaluation device that determines whether the frequency spectrum of noise other than the sound to be measured that is included in a collected sound signal can be estimated.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお各図面の同様の構成要素には同じ番号を付し、説明を省略する場合がある。 Below, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the embodiment described below has limitations that are technically preferable for implementing the present invention, but does not limit the scope of the invention to the following. Note that similar components in each drawing are given the same numbers, and descriptions may be omitted.
(第1の実施形態)
図1は第1の実施形態の雑音評価装置10を示すブロック図である。雑音評価装置10は、集音信号取得手段1と、測定対象音オン/オフ制御手段2と、判定手段3とを有する。
First Embodiment
1 is a block diagram showing a
集音信号取得手段1は、測定対象が出力する測定対象音および周辺環境からの音を集音して生成された集音信号を取得する。ここで、周辺環境からの音は、雑音である。 The sound collection signal acquisition means 1 acquires a sound collection signal generated by collecting the measurement target sound output by the measurement target and the sound from the surrounding environment. Here, the sound from the surrounding environment is noise.
測定対象音オン/オフ制御手段2は、測定対象が発生する測定対象音の出力を繰り返しオン/オフするオン/オフ制御を行う。 The measurement target sound on/off control means 2 performs on/off control to repeatedly turn on/off the output of the measurement target sound generated by the measurement target.
判定手段3は、測定対象音の出力がオンしている時の集音信号を第1の集音信号とし、測定対象音の出力がオフしている時の第2の集音信号とする。そして、所定期間における複数の第2の集音信号の強度あるいは周波数スペクトルの時間変化を算出し、この時間変化に基づいて、前記第1の集音信号に含まれる雑音の周波数スペクトルが推定可能であるか否かを判定する。この処理の詳細については後述する。 The determination means 3 determines the collected sound signal when the output of the sound to be measured is on as the first collected sound signal, and determines the collected sound signal when the output of the sound to be measured is off as the second collected sound signal. Then, the determination means 3 calculates the time change in intensity or frequency spectrum of the multiple second collected sound signals over a predetermined period, and determines whether or not the frequency spectrum of the noise contained in the first collected sound signal can be estimated based on this time change. Details of this process will be described later.
図2は、雑音評価装置10の動作を示すフローチャートである。雑音評価装置10は、測定対象を制御して、測定対象が発する測定対象音を繰り返しオン/オフする(S1)。判定手段3は、測定対象音がオンの時に集音信号取得手段1が取得した集音信号を第1の集音信号とし、測定対象音がオフの時に集音信号取得手段1が取得した集音信号を第2の集音信号とする。そして、オン/オフの切り替え回数に対応する番号を付与する(S2)。例えば、2回目のオフであれば第2の集音信号(2)、5回目の第1の集音信号(5)などとすることができる。次に、測定対象音出力のオン/オフ切り替えの、あるオフの回における第2の集音信号と、当該回から所定回数後のオフの回における第2の集音信号との差分を算出する(S3)。差分の算出は、例えば、同じ時間幅の中の信号強度の時間変化を用いて行うことができる。この信号強度は、例えば二乗平均平方根(実効値)で算出することができる。そして二乗平均平方根の差分が、所定の閾値以下であれば、雑音のレベルが変化していないと判断することができる。あるいは、差分の算出に当たって、第2の集音信号強度の時間変化を回ごとにフーリエ変換して、周波数スペクトルに変換し、各周波数における音圧の差として算出しても良い。この場合、例えば、まず、ある回の第2の集音信号の周波数スペクトルを算出し、同様に、ある回から所定回後の第2の集音信号の周波数スペクトルを算出する。次いで、成分ごとに引き算を行って、差分スペクトルを算出する。そして、例えば、差分スペクトルの各周波数成分の絶対値を算出し、この絶対値に所定の閾値以上の成分が無ければ、第2の集音信号(雑音)が変化していないと判断し、閾値以上の成分があれば第2の集音信号(雑音)が変化したと判断することができる。なお、差分スペクトルの算出に当たっては、例えば、第2の集音信号の周波数スペクトルに閾値を設けておき、閾値以上の周波数成分についてだけ、差分を算出するようにしても良い。次に、上記のようにして求めた差分、例えば、差分スペクトルの成分の最大値が、予め定めた閾値未満であるか判定する(S4)。ここで、差分が閾値未満だったら(S4_Yes)、上記の差分を算出した期間における、雑音の周波数スペクトルが推定可能であると判定する(S5)。これは、上記の期間において雑音が変化していないと判定できるためである。雑音が変化していなければ、第1の集音信号に含まれる雑音成分が、対象とする第1の集音信号に隣接する回の第2の集音信号と同じであると考えられる。このため、第1の集音信号に含まれる雑音の集音スペクトルを、当該回の第2の集音信号の周波数スペクトルを算出することで推定することができる。一方、上記の差分が閾値以上であった場合は(S4_No)、上記の差分を算出した期間における、雑音の周波数スペクトルの推定が不可能であると判定する(S6)。これは、当該期間における雑音が変化しており、第1の集音信号に含まれる雑音の周波数スペクトルを正確に推定できないと判断されるためである。
2 is a flowchart showing the operation of the
以上の動作をすることにより、本実施形態の雑音評価装置によれば、集音信号に含まれる測定対象音以外の雑音の周波数スペクトルが推定可能か否かを判定することができる。 By performing the above operations, the noise evaluation device of this embodiment can determine whether or not the frequency spectrum of noise other than the measurement target sound contained in the collected signal can be estimated.
(第2の実施形態)
図3は、第1の実施形態の雑音評価装置10を利用した音響特性測定装置20を示すブロック図である。音響特性測定装置20は、雑音評価装置10に加えて音響特性算出手段4を備えている。音響特性算出手段4は、判定手段3から第1の集音信号と第2の集音信号と、判定結果とを受信する。この判定結果とは、雑音の周波数スペクトルが推定可能な期間と、雑音の周波数スペクトルが推定できない期間を示すものである。
Second Embodiment
3 is a block diagram showing an acoustic characteristic measurement device 20 that uses the
上記の構成で、音響特性算出手段4は、第1の集音信号と第2の集音信号をそれぞれフーリエ変換して、第1の集音スペクトルと第2の集音スペクトルを算出する。そして、判定手段3が、雑音の周波数スペクトルを推定可能と判定した期間において、ある回の第1の集音スペクトルから、これに隣接する回の第2の集音スペクトルを差し引くことにより雑音を除去し、測定対象音のスペクトルを抽出する。こうして、測定対象音の音響特性を、測定対象音のスペクトルとして求めることができる。 In the above configuration, the acoustic characteristic calculation means 4 performs a Fourier transform on the first sound collection signal and the second sound collection signal, respectively, to calculate the first sound collection spectrum and the second sound collection spectrum. Then, during a period in which the determination means 3 determines that the frequency spectrum of the noise can be estimated, the noise is removed by subtracting the second sound collection spectrum of an adjacent time from the first sound collection spectrum of a certain time, and the spectrum of the sound to be measured is extracted. In this way, the acoustic characteristic of the sound to be measured can be obtained as the spectrum of the sound to be measured.
以上説明したように、本実施形態の音響特性測定装置によれば、雑音の周波数スペクトルを推定することが可能な期間だけで音響特性を算出するため、精度の良い音響特性測定を行うことができる。 As described above, the acoustic characteristic measurement device of this embodiment calculates acoustic characteristics only during the period in which the frequency spectrum of the noise can be estimated, making it possible to perform highly accurate acoustic characteristic measurements.
(第3の実施形態)
本実施形態では、第2の実施形態の音響特性測定装置の具体的な構成例について説明する。図4は、第3の実施形態の音響特性測定装置100を示すブロック図である。音響特性測定装置100は、測定対象音オン/オフ制御部110と、集音信号取得部120と、集音信号分割部130と、FFT処理部140と、雑音スペクトル推定可否判定部150と、音響特性算出部160とを有している。ここでFFTとは、Fast Fourier Transform(高速フーリエ変換)の略である。音響特性測定装置100のハードウェアには、例えば、プロセッサ、メモリ、ストレージを備えたコンピュータを用いることができる。
Third Embodiment
In this embodiment, a specific configuration example of the acoustic characteristic measurement device of the second embodiment will be described. Fig. 4 is a block diagram showing an acoustic characteristic measurement device 100 of the third embodiment. The acoustic characteristic measurement device 100 has a measurement target sound on/off
測定対象音オン/オフ制御部110は、測定対象300に対して、音を出力(オン)するか、音を停止(オフ)するかの指令を出力して、測定対象300の測定対象音の出力を所定の周期でオン/オフする制御を行う。測定対象音オン/オフ制御部110は、制御信号を集音信号分割部130およびFFT処理部140にも出力する。
The measurement target sound on/off
集音信号取得部120は、集音マイク200が、測定対象から発生する音と周辺環境音とを集音し、音を電気信号に変換して生成した集音信号を取得する。集音マイク200は、測定対象から出力された測定対象音の他に、周辺環境から到来する雑音も集音するので、集音信号も雑音を含んだものとなる。
The sound collection
集音信号分割部130は、受信した集音信号を、測定対象音の出力がオンしている時の第1の集音信号と、オフしている時の第2の集音信号とに分割する。また、集音信号分割部130は、測定対象音のオン/オフの切り替えの回数をカウントし、第1の集音信号と、第2の集音信号には、オン/オフの切り替えの回数に応じた番号を付加する。そして、第1の集音信号と、第2の集音信号とをFFT処理部140へ出力する。
The sound collection
FFT処理部140は、それぞれのオンの期間、オフの期間ごとに、第1の集音信号と、第2の集音信号とをFFT処理する。
The
雑音スペクトル推定可否判定部150は、ある回の第2の集音信号と、その回の所定回数後の回の第2の集音信号の差分を求め、この差分に基づいて、差分を求めた期間で、雑音の周波数スペクトルを推定できるか否かを判定する。詳細は後述する。
The noise spectrum estimation
音響特性算出部160は、雑音スペクトル推定可否判定部150が、雑音の周波数スペクトルを推定可能と判定した期間の第1の集音信号、第2の集音信号を用いて、音響特性を算出する。音響特性の算出についても後述する。
The acoustic
次に具体例を用いて、雑音の周波数スペクトルの推定可否判定と音響特性の算出について説明する。まず集音信号について説明する。図5は、集音信号取得部120が取得した集音信号の信号強度と、測定対象音オン/オフ制御部110が出力するオン/オフ制御信号の出力例を示すタイミングチャートである。測定対象音オン/オフ制御部110から測定対象300に、オン/オフ制御信号が送信されると、測定対象300は、それに応じて、測定対象音出力のオン/オフを行う。なお、オン/オフの切り替え回数は、例えば、集音信号分割部130がカウントし、図5に示すように、それぞれのオン期間、オフ期間には、i回目のオン、i回目のオフ、i+1回目のオン、・・・といったように番号が付与される。
Next, using a specific example, the estimation of the noise frequency spectrum and the calculation of the acoustic characteristics will be described. First, the collected sound signal will be described. FIG. 5 is a timing chart showing the signal strength of the collected sound signal acquired by the collected sound
次に雑音の周波数スペクトルの推定可否判定について説明する。まず、それぞれのオン期間、オフ期間ごとにFFT処理を行い、集音信号の時間変化を周波数スペクトルに変換する。ここで、測定対象音オフ時の第2の集音信号をFFT処理した第2の集音スペクトルにおける周波数f1の音圧をPOFF(集音順)とする。また測定対象音オン時の第1の集音信号をFFT処理した第1の集音スペクトルにおける周波数f1の音圧をPON(集音順)で表すものとする。例えば、オフの場合は、i-1回目の集音であればPOFF(i-1)、i回目の集音であればPOFF(i)となる。雑音の周波数スペクトルの推定が可能であるか否かは、ある回のPOFFと、所定回後のPOFFとの差分の絶対値が閾値Pth未満であるか否かで判定する。 Next, the estimation of the frequency spectrum of noise will be described. First, FFT processing is performed for each on period and off period, and the time change of the sound collection signal is converted into a frequency spectrum. Here, the sound pressure of the frequency f 1 in the second sound collection spectrum obtained by FFT processing the second sound collection signal when the sound to be measured is off is P OFF (sound collection order). Also, the sound pressure of the frequency f 1 in the first sound collection spectrum obtained by FFT processing the first sound collection signal when the sound to be measured is on is represented by P ON (sound collection order). For example, in the case of off, if it is the i-1th sound collection, it is P OFF (i-1), and if it is the ith sound collection, it is P OFF (i). Whether or not the frequency spectrum of noise can be estimated is determined by whether the absolute value of the difference between P OFF at a certain time and P OFF after a predetermined time is less than the threshold value P th .
図6は、i-1回目のオフと、i回目のオフの周波数f1における音圧を示すグラフである。図6の場合、差分ΔPOFF(i)=POFF(i)-POFF(i-1)<Pthである。このため、i-1回目のオフとi回目のオフの間の雑音の変化は小さく、一定とみなすことができる。したがって、i回目のオンにおける第1の集音スペクトルの周波数f1の音圧PON(i)から、POFF(i)またはPOFF(i-1)、あるいはこれらの平均値を差し引くことにより、測定対象音の周波数f1の成分を求めることができる。この成分取得を所定の周波数範囲で行うことにより、測定対象音の音圧スペクトル、すなわち音響特性を求めることができる。 FIG. 6 is a graph showing the sound pressure at the frequency f 1 of the i-1th off and the i-th off. In the case of FIG. 6, the difference ΔP OFF (i)=P OFF (i)-P OFF (i-1)<P th . Therefore, the change in noise between the i-1th off and the i-th off is small and can be considered constant. Therefore, the component of the frequency f 1 of the measurement target sound can be obtained by subtracting P OFF (i) or P OFF ( i-1), or the average value of these, from the sound pressure P ON (i) of the frequency f 1 of the first sound collection spectrum at the i-th on. By performing this component acquisition in a predetermined frequency range, the sound pressure spectrum of the measurement target sound, that is, the acoustic characteristics, can be obtained.
図7は、オフ時の音圧の差が大きい場合の、i―1回目のオフと、i回目のオフの周波数f1における音圧を示すグラフである。この場合、ΔPOFF(i)=POFF(i)-POFF(i-1)≧Pthである。このような場合、2つのオフ期間の間に、雑音成分が大きく変化していることから、両者の間のオン期間における雑音成分を正確に推定することが困難である。このため、例えば、POFF(i)とPOFF(i-1)の平均値を雑音成分として差し引いて測定対象音成分を算出すると、誤差が大きいものになると考えられる。そこで、本実施形態では、差分の絶対値が閾値以上である期間の集音スペクトルは、音響特性測定には用いずに破棄するものとする。 FIG. 7 is a graph showing the sound pressure at frequency f 1 of the i-1th off and the ith off when the difference in sound pressure during off is large. In this case, ΔP OFF (i) = P OFF (i) - P OFF (i-1) ≧ P th . In such a case, since the noise component changes significantly between the two off periods, it is difficult to accurately estimate the noise component in the on period between the two. For this reason, for example, if the average value of P OFF (i) and P OFF (i-1) is subtracted as the noise component to calculate the measurement target sound component, it is considered that the error will be large. Therefore, in this embodiment, the sound collection spectrum during the period when the absolute value of the difference is equal to or greater than the threshold value is discarded without being used for acoustic characteristic measurement.
上記のようにして、雑音成分を精度よく推定できる期間の集音信号だけを用いて、雑音を除去して音響測定を行うため、本実施形態によれば、誤った雑音除去を行うことを回避し、精度の良い音響測定を行うことができる。 As described above, acoustic measurements are performed after removing noise using only the collected sound signal from a period in which the noise components can be accurately estimated. This embodiment therefore makes it possible to avoid erroneous noise removal and perform highly accurate acoustic measurements.
なお上記、図6、図7の説明では、i回目と、それより1つ前のi-1回目のオフ時の集音信号を用いて雑音除去可否判定を行ったが、例えば、2回前、3回前など、別の所定の期間で差分を計算して、判定を行っても良い。また、判定は全ての周波数で実施しても良いが、あるしきい値C1を設定し、音圧がC1以上の周波数でのみ実施するようにしても良い。また、音圧変化を差分ではなく、比POFF(i)/POFF(i-1)で判定しても良い。 6 and 7, the noise removal possibility judgment was performed using the sound collection signal when the i-th and the previous (i-1)th off-time, but the judgment may be performed by calculating the difference in another predetermined period, such as the second or third previous period. The judgment may be performed at all frequencies, but a certain threshold C1 may be set and the judgment may be performed only at frequencies where the sound pressure is C1 or higher. The sound pressure change may be judged not by the difference but by the ratio POFF (i)/ POFF (i-1).
図8は、以上に説明した音響特性測定装置100の動作を示すフローチャートである。まず、集音信号を、測定対象音の出力がオンの時の第1の集音信号と、オフの時の第2の集音信号に分割する(S101)。次に、それぞれのオン期間、オフ期間ごとにFFT処理を行い周波数分布に変換する(S102)。 Figure 8 is a flowchart showing the operation of the acoustic characteristic measuring device 100 described above. First, the collected sound signal is divided into a first collected sound signal when the output of the sound to be measured is on, and a second collected sound signal when it is off (S101). Next, FFT processing is performed for each on period and off period to convert them into a frequency distribution (S102).
次にS103からS106のループ処理Lを行う。ループ処理の中では、i回目のオンにおけるPON(i)から雑音の周波数スペクトルの推定が可能であるか判定する(S104)。そして雑音の周波数スペクトルの推定が可能であると判定された場合は、測定対象音の周波数fにおける音圧P(i)を、P(i)=PON(i)-POFF(i)によって求める(S105)。一方、雑音の周波数スペクトルの推定が不可能であると判定した場合は、その期間の集音信号を破棄する。このループ処理では、S104、S105の処理を、所定範囲として定めたN回行い、さらに所定の周波数範囲について完了するまで繰り返す(L)。以上のようにして、雑音変動の影響を小さくして、音響特性を算出することができる。 Next, loop processing L from S103 to S106 is performed. In the loop processing, it is determined whether it is possible to estimate the frequency spectrum of the noise from P ON (i) at the i-th ON (S104). If it is determined that it is possible to estimate the frequency spectrum of the noise, the sound pressure P(i) at the frequency f of the sound to be measured is calculated by P(i)=P ON (i)-P OFF (i) (S105). On the other hand, if it is determined that it is impossible to estimate the frequency spectrum of the noise, the collected sound signal for that period is discarded. In this loop processing, the processing of S104 and S105 is performed N times, which is set as a predetermined range, and is repeated until it is completed for a predetermined frequency range (L). In this way, the influence of noise fluctuations is reduced and the acoustic characteristics can be calculated.
図9は、図8のフローチャートの雑音除去判定S104の詳細を示すフローチャートである。まず、i回目のオフ時と所定回数a回前のオフ時の音圧の差分ΔPOFF(i)を、式、ΔPOFF(i)=POFF(i)-POFF(i-a)により算出する(S1041)。次に差分ΔPOFF(i)の絶対値が閾値未満であるか判定する(S1042)。ΔPOFF(i)の絶対値が閾値未満であった場合は(S1042_Yes)、i回目の第1の集音信号における雑音の周波数スペクトルの推定が可能であると判定し(S1043)、PON(i)を音響特性算出用に保持する(S1044)。 Fig. 9 is a flowchart showing the details of the noise removal judgment S104 in the flowchart of Fig. 8. First, the difference ΔP OFF (i) between the sound pressure at the i-th off time and the off time a predetermined number of times before is calculated by the formula ΔP OFF (i) = P OFF (i) - P OFF (i - a) (S1041). Next, it is determined whether the absolute value of the difference ΔP OFF (i) is less than a threshold value (S1042). If the absolute value of ΔP OFF (i) is less than the threshold value (S1042_Yes), it is determined that the frequency spectrum of the noise in the i-th first collected sound signal can be estimated (S1043), and P ON (i) is held for acoustic characteristic calculation (S1044).
一方、S1042で差分ΔPOFF(i)の絶対値が閾値Pth以上であった場合は(S1042_No)、i回目の第1の集音信号における雑音の周波数スペクトルの推定が不可能であると判定し(S1045)、PON(i)を音響特性算出の対象から除外する(S1046)。 On the other hand, if the absolute value of the difference ΔP OFF (i) is equal to or greater than the threshold value P th in S1042 (S1042_No), it is determined that it is impossible to estimate the frequency spectrum of the noise in the i-th first collected signal (S1045), and P ON (i) is excluded from the calculation of acoustic characteristics (S1046).
以上説明したように、本実施形態によれば、誤った雑音除去を行うことを回避できるため、雑音変動の影響を受けにくい音響特性測定を行うことができる。 As described above, this embodiment makes it possible to avoid erroneous noise removal, thereby enabling acoustic characteristic measurements to be performed that are less susceptible to the effects of noise fluctuations.
上述した第1乃至第3の実施形態の処理を、コンピュータに実行させるプログラムおよび該プログラムを格納した記録媒体も本発明の範囲に含む。記録媒体としては、例えば、磁気ディスク、磁気テープ、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ、などを用いることができる。 The scope of the present invention also includes a program that causes a computer to execute the processes of the first to third embodiments described above, and a recording medium on which the program is stored. As the recording medium, for example, a magnetic disk, a magnetic tape, an optical disk, a magneto-optical disk, a semiconductor memory, etc. can be used.
以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。 The present invention has been described above using the above-mentioned embodiment as an exemplary example. However, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment. In other words, the present invention can be applied in various aspects that can be understood by a person skilled in the art within the scope of the present invention.
1 集音信号取得手段
2 測定対象音オン/オフ制御手段
3 判定手段
4 音響特性算出手段
10 雑音評価装置
20、100 音響特性測定装置
110 測定対象音オン/オフ制御部
120 集音信号取得部
130 集音信号分割部
140 FFT処理部
150 雑音スペクトル推定可否判定部
160 音響特性算出部
200 集音マイク
300 測定対象
REFERENCE SIGNS
Claims (9)
前記測定対象の前記測定対象音の出力を繰り返しオン/オフする制御を行う測定対象音オン/オフ制御手段と、
前記制御に基づいて、前記測定対象音の出力がオンしている時の集音信号を第1の集音信号とし、前記測定対象音の出力がオフしている時の集音信号を第2の集音信号とし、ある期間における前記第2の集音信号の強度あるいは周波数スペクトルの時間変化を算出し、前記時間変化が予め設定したしきい値未満である場合に当該期間において前記第1の集音信号に含まれる雑音の周波数スペクトルが推定可能であると判定し、前記時間変化が前記しきい値以上である場合に当該期間において前記第1の集音信号に含まれる雑音の周波数スペクトルが推定不可能であると判定する判定手段と、
を有することを特徴とする雑音評価装置。 A sound collection signal acquisition means for acquiring a sound collection signal generated by collecting a measurement target sound outputted from a measurement target;
a measurement target sound on/off control means for repeatedly turning on/off the output of the measurement target sound of the measurement target;
a determination means for determining, based on the control, a sound collection signal when the output of the sound to be measured is on as a first sound collection signal, a sound collection signal when the output of the sound to be measured is off as a second sound collection signal, calculating a time change in intensity or frequency spectrum of the second sound collection signal during a certain period, determining that the frequency spectrum of the noise contained in the first sound collection signal during that period can be estimated if the time change is less than a preset threshold value, and determining that the frequency spectrum of the noise contained in the first sound collection signal during that period cannot be estimated if the time change is equal to or greater than the threshold value ;
A noise evaluation device comprising:
前記第2の集音信号を、それぞれのオフ期間においてFFT処理するFFT処理部を有し、
前記第2の集音信号をFFT処理して得られた第2の集音スペクトルを用いて前記第2の集音信号の前記時間変化を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の雑音評価装置。 The determination means:
An FFT processing unit that performs FFT processing on the second collected sound signal during each off period,
2. The noise evaluation device according to claim 1, wherein the time change of the second sound collection signal is calculated using a second sound collection spectrum obtained by performing FFT processing on the second sound collection signal.
前記雑音評価装置が、前記雑音の周波数スペクトルを推定可能と判定した期間の前記第1の集音信号と前記第2の集音信号とを用いて、前記測定対象音の音響特性を算出する音響特性算出部と、
を有することを特徴とする音響特性測定装置。 The noise evaluation device according to claim 1 or 2;
an acoustic characteristic calculation unit that calculates acoustic characteristics of the measurement target sound by using the first sound collection signal and the second sound collection signal during a period during which the noise evaluation device has determined that the frequency spectrum of the noise can be estimated;
1. An acoustic characteristic measuring device comprising:
ある期間の前記第1の集音信号をFFT処理して得られた第1の集音スペクトルと
前記ある期間に隣接する期間の第2の集音信号をFFT処理して得られた第2の集音スペクトルと、に基づいて、
前記音響特性の周波数成分を算出する
ことを特徴とする請求項3に記載の音響特性測定装置。 The acoustic characteristic calculation unit,
Based on a first sound collection spectrum obtained by FFT processing the first sound collection signal for a certain period and a second sound collection spectrum obtained by FFT processing a second sound collection signal for a period adjacent to the certain period,
4. The acoustic characteristic measuring device according to claim 3, further comprising: a frequency component calculating unit for calculating the acoustic characteristic.
前記測定対象の前記測定対象音の出力を繰り返しオン/オフする制御を行い、
前記制御に基づいて、前記集音信号を、前記測定対象音の出力がオンしている時の集音信号を第1の集音信号とし、前記測定対象音の出力がオフしている時の集音信号を第2の集音信号とし、
ある期間における前記第2の集音信号の強度あるいは周波数スペクトルの時間変化を算出し、前記時間変化が予め設定したしきい値未満である場合に当該期間において前記第1の集音信号に含まれる雑音の周波数スペクトルが推定可能であると判定し、前記時間変化が前記しきい値以上である場合に当該期間において前記第1の集音信号に含まれる雑音の周波数スペクトルが推定不可能であると判定する、
ことを特徴とする雑音評価方法。 Acquire a collected sound signal generated by collecting the measurement target sound output by the measurement target,
performing control to repeatedly turn on/off the output of the measurement target sound of the measurement target;
Based on the control, the sound collection signal when the output of the sound to be measured is on is set as a first sound collection signal, and the sound collection signal when the output of the sound to be measured is off is set as a second sound collection signal,
a time change in the intensity or frequency spectrum of the second sound collection signal during a certain period is calculated, and if the time change is less than a preset threshold value, it is determined that the frequency spectrum of the noise contained in the first sound collection signal during that period can be estimated, and if the time change is equal to or greater than the threshold value, it is determined that the frequency spectrum of the noise contained in the first sound collection signal during that period cannot be estimated;
A noise evaluation method comprising:
前記第2の集音信号を前記FFT処理して得られた第2の集音スペクトルを用いて前記第2の集音信号の前記時間変化を算出する
ことを特徴とする請求項5に記載の雑音評価方法。 The second collected sound signal is subjected to FFT processing during each off period;
The noise evaluation method according to claim 5 , further comprising the step of calculating the time change of the second sound collection signal using a second sound collection spectrum obtained by subjecting the second sound collection signal to the FFT processing.
前記雑音の周波数スペクトルを推定可能と判定した期間の前記第1の集音信号と前記第2の集音信号とを用いて、前記測定対象音の音響特性を算出する
ことを特徴とする音響特性測定方法。 The noise is evaluated by the noise evaluation method according to claim 5 or 6,
an acoustic characteristic measuring method comprising: calculating an acoustic characteristic of the measurement target sound using the first sound collection signal and the second sound collection signal during a period in which it is determined that a frequency spectrum of the noise can be estimated.
前記ある期間に隣接する期間の第2の集音信号をFFT処理して得られた第2の集音スペクトルを算出し、
前記第1の集音スペクトルと前記第2の集音スペクトルとに基づいて、前記音響特性の周波数成分を算出する
ことを特徴とする請求項7に記載の音響特性測定方法。 The first sound collection signal for a certain period is subjected to FFT processing to calculate a first sound collection spectrum;
A second sound collection spectrum is calculated by performing FFT processing on a second sound collection signal in a period adjacent to the certain period;
8. The acoustic characteristic measuring method according to claim 7, further comprising the step of calculating a frequency component of the acoustic characteristic based on the first sound collection spectrum and the second sound collection spectrum.
前記測定対象の前記測定対象音の出力を周期的にオン/オフする制御を行う処理と、
前記制御に基づいて、前記集音信号を、前記測定対象音の出力がオンしている時の集音信号を第1の集音信号とし、前記測定対象音の出力がオフしている時の集音信号を第2の集音信号とする処理と、
ある期間における前記第2の集音信号の強度あるいは周波数スペクトルの時間変化を算出し、前記時間変化が予め設定したしきい値未満である場合に当該期間において前記第1の集音信号に含まれる雑音の周波数スペクトルが推定可能であると判定し、前記時間変化が前記しきい値以上である場合に当該期間において前記第1の集音信号に含まれる雑音の周波数スペクトルが推定不可能であると判定する処理と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする雑音評価プログラム。 A process of acquiring a collected sound signal generated by collecting a measurement target sound output from a measurement target;
A process of periodically turning on/off the output of the measurement target sound of the measurement target;
A process of setting the sound collection signal when the output of the sound to be measured is on as a first sound collection signal and setting the sound collection signal when the output of the sound to be measured is off as a second sound collection signal based on the control;
A process of calculating a time change in the intensity or frequency spectrum of the second sound collection signal during a certain period , determining that the frequency spectrum of the noise contained in the first sound collection signal during the period can be estimated if the time change is less than a preset threshold value, and determining that the frequency spectrum of the noise contained in the first sound collection signal during the period cannot be estimated if the time change is equal to or greater than the threshold value;
A noise evaluation program that causes a computer to execute the above steps.
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