2018 Fiscal Year Research-status Report

モバイルデバイスを用いた3次元実測型騒音マッピングシステムの開発

Research Project

Project/Area Number	18K18897
Research Institution	Niigata University
Principal Investigator	大嶋拓也新潟大学, 自然科学系, 准教授 (40332647)
Project Period (FY)	2018-06-29 – 2021-03-31
Keywords	都市環境音響 / スマートフォン / 騒音マッピング / ハンズフリー測定
Outline of Annual Research Achievements	平成30年度は本研究の1年目であり，主に以下の検討を行った。 1. 騒音測定アプリケーションの騒音レベル測定にかかわる基本的機能を，主要なモバイルデバイスであるスマートフォン上に実装し，サウンドレベルメータとの測定値の比較により測定値の妥当性を確認した。アプリケーションの主な構成としては，スマートフォン内蔵マイクロホンにより標本化周波数48 kHzで収録された1秒間の音声を，A特性近似無限インパルス応答 (IIR) デジタルフィルタに通す。IIRフィルタの出力に対し2乗積分およびレベル変換を行い，1秒間の等価騒音レベルを得る。さらに，この1秒間の等価騒音レベルを2秒間隔で5回測定し，10秒間の等価騒音レベル近似値を得るものである。ただし，当該スマートフォン機種のマイクロホン特性が現段階では不明なため，マイクロホンの周波数特性補正は行っていない。また，本実装のテスト段階で測定した騒音レベルの範囲ではマイクロホン感度の線形性が良好であったことから，線形性補正処理は行っていない。 2. 1. で開発した騒音測定アプリケーションを用い，モバイルデバイスを衣服ポケットなどに格納したハンズフリー測定で見込まれる，騒音測定値に対する人体の遮蔽効果に対する補正量の検討を行った。すなわち，スマートフォンを手で把持，胸ポケットに格納，ズボンポケットに格納の3種の携帯状態において，スピーカ音源を人体周囲に360°回転させながらスマートフォンおよびサウンドレベルメータによる等価騒音レベル測定値の比較を行い，遮蔽効果の入射方向依存性を調べた。その結果，スマートフォンから人体を挟んだ方向からの入射において遮蔽効果は見られるものの，全体に差は小さかった。したがって，スマートフォンの携帯状態それぞれにおいて全方向一様の補正量とすることとした。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 以下の2点から，平成30年度はおおむね順調に進展したものとした。 1. 研究のスタートアップにおける最大の課題である，スマートフォンへの騒音測定アプリケーションの基本的アルゴリズムの確立およびその実装が達成されたこと。 2. ハンズフリー測定において見込まれる人体の影響の定量化が図られ，スマートフォン携帯状態に対する補正量を求められたこと。
Strategy for Future Research Activity	平成30年度は騒音測定アプリケーションの基本的機能の実装およびスピーカ音源によるテストを行ったが，さらに多様な状況におけるスマートフォンの音響測定への適用性を把握する。すなわち，スマートフォン内蔵マイクロホンの周波数特性，線形性および変動騒音への追従性を，同機種の個体差，異機種間の差も含めて把握する。さらに，スマートフォン内蔵の各種センサを用いた身体携帯位置の自動判別および測定値補正処理，測定データのサーバへの集約蓄積および可視化処理を実装し，ノイズマッピングシステムの完成を図る。
Causes of Carryover	研究計画上，平成30年度後半～平成31年度前半における騒音測定アプリケーションの開発実装およびスマートフォン機種間および同一機種個体間の特性差検討のため，平成30年度に数機種を各5台程度購入することとしていた。しかしながら，開発実装は数台のスマートフォンで可能であること，およびスマートフォンは価格および技術面で進歩の速い部材であることから，大量調達時期を遅らせ，平成31年度にすることとした。一方で，最終年度の3年目に予定した騒音レベル分布推計計算との比較に用いるための推計計算ソフトウエアの習熟には時間を要することが見込まれるため，予定を前倒しして平成30年度に調達を行った。よって，それらの差額が次年度使用額となった。平成31年度はスマートフォンの調達を実施し，検討課題達成を図っていく。