技术报告什么是波动声音分析1

以响度为代表的音质评价指标现在广泛渗透，在各个领域作为将人的听觉上的印象量化的技术被使用。最近，由时间变化成分引起的音色评价或异常声音检测的话题变多了。检测粗糙度和波动强度是检测粗糙度和波动强度的一般指标，但它们都是仅提取特定时间变化成分的指标。然而，工业产品发出的机械波动声音包含各种波动周期，并且提取其特征量通常不充分。因此，通过使用可以基于响度量化各种时间变化分量的指标 (波动声音分析)，不仅可以量化声音的音色 (高度和高度)，还可以量化时间变化周期我会的。

虽然声音的大小不是那么大，但世界上有许多“令人担忧的声音”。例如，在汽车行驶时偶尔可以听到内部物品发出的声音，例如“咔嗒咔嗒”和“bilibiri”，以及与小型电机的旋转声音混合的异常声音“G”。虽然有几个“令人担忧”的原因，但是具有显着时间变化的声音即使其尺寸 (电平) 不是那么大也经常感到刺耳。

变动音分析是指，只提取不受水平影响、时间变动较大的成分的分析。这使得可以量化使用传统FFT,基本粗糙度和波动强度难以检测的各种时间变化特征。此外，不同的声音设计 (调味) 可以通过声音的音调 (音调) 和时间变化周期这两个轴进行评估，从而提供比传统技术更深入的分析。

波动声音分析的单位 (DLF) 代表亮度起伏的深度，是响度随时间变化的波峰深度 (差异) 。分析结果图以mDLF表示，因此实际结果为1000倍。DLF后面的 (s) 表示线性显示，(p) 表示日志显示。(s是响度单位sone的首字母，p是响度级别单位phon的首字母。)

因为它基于响度 (考虑到人类听觉特性的声音大小)，所以它与人们听到的感觉兼容。
对于各种时间变化分量的声音，可以一次显示每个变化的幅度。
由于能够显示任意的变动分量(频率 (临界频带)，波动频率)的趋势图，因此能够应用于用户指定的变动分量的好坏判定等。
由于可以执行除频谱屏蔽之外的波动声音分析，因此可以将分析结果反馈给结构系统。

表示声音粗糙感的粗糙度 (Roughness) 和表示声音眩晕感的波动强度 (Fluctuation Strength) 是基本波动声音分析指标，也是可以提取声音的时间变化分量的参数。这些参数中的每一个都限制了可评估的波动频率。例如，用于评估声音粗糙度的粗糙度在70 Hz的波动频率处达到峰值，并且前后频率的权重较低。另一方面，用于评估声音模糊感的波动强度在4 Hz波动周期达到峰值，并且对于更远的波动频率不敏感。因此，如果您考虑广泛的波动声音，这意味着两个参数都有优点和缺点。

如前一章所述，波动声音分析的参数侧重于响度 (考虑到人类听觉特性的声音大小) 的时间变化量。因此，响度运算过程中的频谱屏蔽效果可能会影响变音分析。

下图中的示例是AM (调幅) 声音响度模式的图像。频谱屏蔽曲线从载波频率 (1 kHz) 向上延伸，因此频率分量也随时间变化。由于波动声音分析不区分载波区域和掩蔽区域的变化分量，因此可能导致受掩蔽影响的频率区域的波动很大。

要消除这种 (频谱遮罩) 影响，必须使用未遮罩的响度 (称为核心响度) 计算变音分析。

※变动音Core分析为核心响度分析，变动音Mask分析为包含频谱遮罩效果的分析。

我将介绍一个评估汽车发动机声音的例子。

喷射燃料时，针阀与止动器碰撞会产生打音。这个声音本身并不是那么大，但它是一种周期性地重复“Pitchipi”的声音，听起来非常刺耳。
左图是FFT分析的结果，但在5kHz频带中可以看到垂直条纹图案。这是哔哔声的身份。这意味着直条纹的时间间隔 (约40毫秒) 是波动周期。

由于低频带 (800 Hz以下) 的暗噪声电平较高，因此很难从电平提取时间变化分量。
右图为对同一声音进行变动声音分析的结果。表示音色高低的频率轴 (横轴) 为5 kHz,表示时间变动的周期的变动频率轴 (纵轴) 为25 Hz,交叉的方格表示得很浓。也就是说，表示这个成分的变动很大。

对于在FFT分析中作为噪音成分出现较大的暗噪音成分 (800 Hz以下的声音)，因为是稳定的声音 (不变动)，所以在变动声音分析中没有反应。

接下来，我将介绍评估小型电机工作声音的示例。

因电机电流异常等原因，可能会产生相当高频的“G-G”噪音，目的是将其检测为NG产品。

将下述OK品与NG品进行比较后发现，两品均可观察到正常工作声音范围 (频率:1 kHz) 的变动成分，但只有NG品的高频率成分 (8~10 kHz) 有较大变动。

此成分是“G”噪音的原因，为了判断这些产品的好坏，只要观察这个频带(频率:10 kHz,波动频率:60 Hz)就可以判断。