音の大きさ

質問

一般には　音の大きさ＝振幅　と言われていますが
実際に人間が感じる音の大きさは、周波数等も関わってきますよね。
そこで、複数の音があった場合にそれらの大きさを比べるにはどういう手法があるのでしょうか？
特に、waveファイルのように振幅データのみが与えられている状態における、音の大きさの比較方法が知りたいです。
どなたかわかる方いらっしゃいましたら教えてください。

回答No.6

dai0222 · ベストアンサー

おっしゃるとおり，wavファイルは振幅データのみですので，そのままでは大きさが比較できません。
比較するためには，
(1)計測時のゲインを記録しておき，絶対的な音圧を元に音の大小を比較する。
(2)特定の周波数帯域の音を用いて音圧を校正する。
などの処理により，音圧自身を比較できるようにする処理が必要です。
その上で，どちらの音を人間が大きく感じるかについては，他の方のおっしゃるように，A特性や，ラウドネスなどの心理音響指標を用いるといいと思います。

wavファイルを作るときに工夫が出来るならば，特定の音を鳴らしておくという手も使えるかもしれません。
例えば，１ｋHzの音を決まったボリューム＆マイクからの距離で鳴らしておいて，wavファイルにした後で1kHzの音のピークを合わせるようにゲインを調節し，1kHz以外の音で音の大きさを評価するなど。

回答No.5

tenro

物理的に音の強さは音圧もしくは単位面積を単位時間に通過する音のエネルギーで表します。音圧PはPa（パスカル）=N/m2を単位として測ります。音のエネルギーは音圧Pの２乗に比例します。通常は、音の強さは音圧の常用対数である音圧レベル
SPL = 20log(P/P0)
で表します。音圧レベルの単位はdB（デシベル）です。ここに、P0は周波数が1000Hzの音で健常な人の聞くことができる最小の音圧で
P0=20μPa
で与えられる定数です。
周波数が同じである場合、人間の感じる音の大きさはほぼこの音圧レベルに比例し、10dB音圧レベルが大きくなると、人間は２倍音が大きくなったと感じます。人間の音の大きさの感じ方は音の周波数によって変わってきます。人間が同じ大きさに感ずる音圧レベルの平均値を周波数の関数としてプロットしたものを等ラウドネス曲線といいます（参考URLをご覧下さい）。人間の聞きとれる音の周波数の範囲は20Hz～20000Hzで、聞きとれる最小の音圧レベルは1000Hzのとき0dB、4000Hzくらいのときが最大で-10dBです。

参考URL：

http://www.arch.kumamoto-u.ac.jp/yano_lab/noise/onatu.html#等ラウドネス曲線

回答No.4

fuelempty

まず、
http://www.max.hi-ho.ne.jp/lylle/oto3.html
。
次に、
http://www.cisco.com/japanese/warp/public/3/jp/service/tac/788/signalling/waveform_coding-j.html#first

これあたりで、分かりますか？

説明するとエライ長くなるので。

参考URL：

http://y-ok.cn1.jp/b_koza/a_digital/contents/contents_3.htm

補足

紹介してくださったリンクを拝見しましたが、主にＡ/Ｄ変換の仕組みを説明してありました。
音の大きさ比較にどのように関係あるのでしょうか？

回答No.3

noname#65504

音の大きさは質問にあるように周波数により感じ方が異なります。

実際は周波数ごとにより聴感補正をしています。
マイクで拾った音圧を聴感補正する方法は
JIS C 1502　でA特性として定義されています。
この辺りは騒音公害の本を見れば載っていますよ。

wavファイルについてはよくわからないのですが、一般に波形データは、振幅データのほかサンプリング周波数が決まっています。これは横軸が等間隔の時間サンプリング周波数の逆数）、デジタル化されていることを意味しており、縦軸の振幅に対して横軸のデータがあります。

テキストデータなどであれば（wavファイルのデータ構造がわかり振幅値をテキスト化できれば可能です）、FFTという手法（excelに機能があります）により周波数領域のデータに変換し、各聴覚補正を行い、各周波数ごとの振幅の２乗和の平方根を求めれば、聴感におけるおおよその大きさの比較はできます。

別な方法としては、騒音計を用いてwavファイルを同じ条件で再生した音を計測すれば、騒音計には聴感補正回路がありますので、聴感に応じた音の大きさを測定できます。

回答No.2

c80s3xxx

ラウドネスというのを調べるといいでしょう．

回答No.1

nabla

周波数は音の高さに関係があります。