フラクタル次元を用いた音環境の複雑性の評価

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10680523
• Research Institution: Shibaura Institute of Technology
• Principal Investigator: 柴山 秀雄 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (50052866)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 福永 一保 芝浦工業大学, 工学部, 助教授 (40052766)
• Keywords: フラクタル補間 / フラクタル次元 / フラクタル予測 / ワイエルシュトラス関数 / 逆関数 / 離散反復関数系 / 音色 / 騒音制御

Research Abstract

低域周波数特性のラウドネス曲線に着目したA特性の重みを付加した回路を含む騒音計を用いて騒音レベルを測定し、音環境の環境保全をモニターしている。音環境の騒音評価値としては、騒音レベルの時系列信号の統計的な処理過程として累積度数を求め、その後、中央値と90%レンジを算出し、それらをその地点の環境騒音レベルとしているが、平成11年中には、騒音量としてエレルギーに着目した等価騒音レベルに基づく評価値が環境基準に採用される事になっている。騒音時系列レベルデータは騒音計で測定するので、上記のごとく、測定値には人間の聴覚特性が加味され、騒音が有する物理量を直接的に表現していないが、環境基準値の改訂後の評価値である等価騒音レベルは騒音レベル量を重要視した観点で音環境保全の評価する従来の行政が行なっていた方法であり、その中には音質を考慮された項目は無い。しかし、人間は騒音レベルが低くても、非常に不快感を感じる音が環境に多く存在している事は周知である。音環境保全としての騒音問題には、騒音レベルのみでなく、音色を加味した評価値が必要である。時系列信号の構造にも注意を図る処理も必要であり、ここでは、音圧波形の自己相似性や複雑性を表わすフラクタル次元に着目した測定系を提案している。その次元と音質の関係を知るために、フラクタル次元を任意に可変できる音源が必要であり、「非線型微分方程式を用いた音源」と「ワイエルシュトラス関数を用いた音源」の制作を行った。本年度は後者の音源を用いた研究を中心に行い、聴覚試験の中にファジィ推論法を導入した測定法を提案し、ピッチ変動と聴感との関係について実験した。また、フラクタル信号を制作する際、「フラクタル補間」「フラクタル予測」「離散反復関数系」が環境音の時系列信号を表す特徴的な要素になり得るかを音色の関係を調べる中で検討する必要がある。

Research Products

• [Publications] 柴山秀雄 真壁義明 福永一保 城戸健一: "ワイエルシュトラス関数のピッチ変動と聴感の関連性" 日本音響学会講演論文集. 1-6-1. 431-432 (1993.3)
• [Publications] 柴山秀雄 飯沼良之: "時系列信号の再構成法による予測の重み付けによる精度変化" 日本音響学会講演論文集. 3-6-13. 547-548 (1993.3)
• [Publications] 柴山秀雄 福永一保: "時系列信号の欠落部分の補間について" 日本音響学会講演論文集. 3-6-12. 545-546 (1999.3)
• [Publications] 柴山秀雄 景山壮志: "時系列信号のフラクタル変換による再合成" 日本音響学会講演論文集. 3-6-9. 497-498 (1999.3)