Transcript 講義資料3-ppt

人間の聴覚器
音波
耳介
外耳道（耳孔）
鼓膜
中耳
3つの耳小骨
〝てこ〟
インピーダンス整合器
蝸牛
リンパ液の圧力波
耳管は気圧変化など圧
力のゆっくりした変動
の調整をする。
蝸牛（引き延ばすと全長33mm程度）
基底膜によって隔てられた２本の液体の柱
●周波数が低く波長が長い⇒液中の長い寸法で共鳴
●周波数が高く波長が短い⇒基底膜の入口に近い所で共鳴
基底膜のどの部分が応動するかで音の高低を判断する。
音の刺激
基底膜に分布している聴神経の末端
電気信号を発生
電気信号⇒ 一定の大きさをもつパルス
強さに応じてパルスの数が多くなる
●どの神経が信号を発生するか
⇒ 〝周波数〟
●どれだけの数の信号を発生するか ⇒ 〝強さ〟
電気信号は脳で受信されて音の感覚を得る。
人間の聴覚
音の周波数によって感じる大きさが違う
少しだけ周波数
が違うもの
正弦波
8Hz
16Hz
31.5Hz
63Hz
125Hz
250Hz
500Hz
1KHz
2KHz
4KHz
8KHz
16KHz
32KHz
500Hz
510Hz
1000Hz
1010Hz
1020Hz
音階
ド①
ド②
ソ②
ド③
ミ③
ソ③
ド④
ミ④
ソ④
ド⑤
ミ⑤
ソ⑤
ド⑥
人間の聴覚
音の波形によって感じる大きさ・高さが違う
波の形だけが違うもの
551.25Hz
40000
30000
20000
10000
振幅
正弦波
三角波
矩形波
矩形波①
矩形波②
矩形波③
各種の音波波形
正弦波
矩形波
三角波
0
-10000
-20000
-30000
-40000
0
1
2
3
4
5
6
時間(msec)
7
8
9
10
人間の聴覚
音の大きさの変化に対して鈍感
音の振幅だけが違うもの
500Hz
30000
15000
振幅
基準
-1dB
-2dB
-3dB
-6dB
-10dB
減音の効果
0dB
-1dB
-2dB
-3dB
0
-15000
-30000
0
1
2
3
4
5
6
時間(msec)
7
8
9
10
聴感曲線
純音についての聴感曲線⇒ISO/R226(1961)
18才から25才までの聴力健常者が音源から出る平面正
弦進行波に正対して両耳で聞く実験に基づく。
1000Hzを基準として音圧レベルを決め、その音と同じ大
きさと判断。
破線で示した曲線⇒最小可聴値
(MAF, minimum audible field)
純音の聴感曲線 (Flectcher-Munson ⇒ Robinson-Dadson)
聴感補正
人間の聴覚は周波数によって大きく異なる。
⇒聴覚に基づいて音圧レベルから騒音の大きさを表す。
⇒聴感補正
〝A特性〟⇒等ラウドネス曲線のうち、
30phonまたは 40phonの反転曲線
〝B特性〟⇒等ラウドネス曲線のうち、
60phonまたは 70phonの反転曲線
〝C特性〟⇒低周波および高周波帯域以外は平坦な特性
音圧レベルの近似値
10
平坦特性
0
聴感補正量(dB)
-10
Ｃ特性
-20
-30
Ｂ特性
-40
-50
-60
Ａ特性
-70
-80
8
16
31.5
63
125
250
500
1K
2K
１／３オクターブ中心周波数(Hz)
聴感補正図
4K
8K
16K 31.5K
騒音の周波数
帯域フィルター（バンドパスフィルタ）を用いる方法
1
2
4
8
16
1/1 オクターブ中心周波数[Hz]
31.5
63
125
250
500
1K
2K
4K
8K
16K
1
2
4
8
16
31.5
63
125
250
500
1K
2K
4K
8K
16K
1.25
2.5
5
10
20
40
80
160
315
630
1.25K 2.5K
5K
10K
1.6
3.15
6.3
12.5
25
50
100
200
400
800
1.6K 3.15K 6.3K 12.5K
1/3 オクターブ中心周波数[Hz]
1/N オクターブバンドパスフィルタの通過帯域
中心周波数：fm
下限の遮断周波数：f1
上限の遮断周波数：f2
ただし、n は 1/N の N である。
fm 
f1  f 2
[ Hz ]
fm
f1  2n
2
[ Hz]
f 2  2n 2  f m
[ Hz]
スペクトルアナライザーを用いる方法
時間的に変動する音圧をA/D変換して、
FFT（Fast Fourier Transform）を行う
A/D変換に要したサンプリング時間とサンプリング個数
によって周波数分析結果が影響を受ける
騒音計の動特性(dynamic charactaristics)
速い動特性（FAST）[時定数0.125 sec.]
●騒音の変化に対する追随性は高いが、
時間平均効果は小さい。
●聴感に比較的近い。
緩い動特性（SLOW）[時定数1.0 sec.]
●変動する騒音の平均的な値を読み易くする。
音圧変動
レベル変動