LAeq、LAFmaxとは?

LAeq と LAFmax は、音や騒音レベルを示すために使用される指標の一部です。ここでは、音響測定で一般的に使用されるこれらの指標について簡単に説明します。

例えば、LAFmaxという指標を見てみましょう。

レべル

左から始めると、最初の文字は大文字の「L」です。

指標の場合、最初の文字は常に「L」です。これは「Level」を意味し、マイクを通して測定された音圧レベル(音響)や、ミキシングデスクなどのオーディオコンポーネントの出力で測定された信号レベル(オーディオ)を指します。

オーディオとアコースティック

ここでは、「アコースティック」という言葉は空気を伝わる音を指すために使用しています。一方で、「オーディオ」という言葉は電子的にケーブルやオーディオコンポーネントを通じて伝わる音を指します。

周波数重み付け

例において、2番目の文字は大文字の「A」です。

指標では、2番目の文字は一般的に「A」、「C」、または「Z」が使われます。これは「周波数特性」を示し、音響スペクトル内の特定の周波数に重み付けがされることを意味します。つまり、これらの周波数のレベルが測定値で減少または増加します。

低周波数と高周波数での減少の理由は、私たちの聴覚能力に関係しています。人間は中音域の周波数を高音や低音よりもよく聞き取ることができます。以下の3つの音サンプルがこれを示しています。これらのサンプルはすべて同じレベルで録音されていますが、再生すると低音(125 Hz)や高音(10 kHz)がソフトに聞こえることがあります。年齢を重ねると、高音の10 kHzの信号を聞き取れない人もいるため、高周波数を聞く能力は年齢とともに失われていきます。


125 Hz


1000 Hz


10000 Hz

注意: 音の大きさの認識には多くの要因が影響します。高音域の音は煩わしく感じることがあり、そのために大きく聞こえることがあります。また、音が表面(例えばテーブル)に反射すると、低音がより大きく聞こえることがあります。スピーカーのサイズや品質が低音や高音に影響を与えることもあり、音量を上げすぎるとシステムが信号を圧縮することがあります。これらを考慮し、「A特性」を体験するためには、ヘッドフォンではなくスピーカーで静かに再生することをお勧めします。

もし、これらの3つのサンプルをオーディオミキシングデスクのチャンネルの1つで再生し、各周波数に対するチャンネルの応答をテストしたい場合、周波数特性を考慮せずにオーディオアナライザーを使用してチャンネルの周波数応答を測定します。つまり、すべての周波数は平等に扱われます(「Z」= 周波数重みなし)。

次に、これらの3つのサンプルをスピーカーで再生して人間がどのように聞くかをテストする場合、音圧レベルメーターで測定された高音と低音を減少させて、人間が実際に聞く音を表現したいと考えます。この場合、周波数に「A」重みを適用します。したがって、私たちの例ではLAFmaxを測定します。

音レベルが大きくなる(100 dBを超える)と、人間は高音と低音の両方に対して敏感になります。これを音圧レベルメーターの測定に反映させるために、「C」周波数重みを適用します。したがって、私たちの例ではLCFmaxを測定します。

要するに、周波数重みの基本ルールは、次のようになります。人間の聴覚の認識を考慮しない音響測定やオーディオ測定には「Z」を使用し、100 dB未満のすべての音響測定には「A」を使用し、100 dBを超える音レベルには「C」を使用します。

したがって、周波数重みづけの選択肢は LZFmax, LAFmax , LCFmaxです。

時間重み付け

例において、3番目の文字は大文字の「F」です。

3番目の文字は通常「F」、「S」、または「I」で、これは「時間重み付け」と呼ばれます。F = Fast(速い)、S = Slow(遅い)、I = Impulse(インパルス)を意味します。歴史的に、時間重み付けは音圧レベルメーターで測定されたレベルをより読みやすくするために適用されてきました。この時間重み付けにより、急激なレベルの変化が抑えられ、表示が滑らかになります。

以下のグラフは、これがどのように機能するかを示しています。この例では、入力信号が50 dBから80 dBに急に上昇し、その後6秒間80 dBのまま維持され、再び急に消失します。

LAF測定(緑の線)は、80 dBに達するまで約0.6秒(アタックタイム)かかり、50 dBに戻るまでには1秒未満(ディケイタイム)がかかります。

一方、LAS測定(黄色の線)は反応が遅く、80 dBに達するまでに約5秒、50 dBに戻るまでに約6秒かかります。

F S Time Weightings
 

LAI測定(青い線)は、80 dBに達するまでに約0.3秒かかり、50 dBに戻るまでには9秒以上かかります。

F S Time Weightings

τ = 1秒、125ミリ秒、35ミリ秒は何を表すのか?

これらの値は、アタック時の指数関数的な上昇と線形の減衰を示します。アタックの初期接線は、新しいレベル(この場合は80 dB)を特定の間隔で切ります。これらの間隔は、slowが1秒、fastが125ミリ秒、インパルスが35ミリ秒です。

F、S、Iのどれを選ぶべきか?

平均を測定する場合、信号が非常に速く振動する際には「S」が適切かもしれません。一方、信号がそれほどインパルス的でない場合には「F」がより適しているかもしれません。fastまたはslowを使用する決定は、通常、標準や法律で定められたものによって決まります。

インパルス重み付け「I」は、花火や銃声などの鋭いインパルス音を測定する場合に使用できます。

したがって、時間重み付けの選択肢としては、LAFmax, LASmaxLAImaxがあります。

max & min

「max」という言葉は、指標の残りの部分を構成します。

これは、特定の期間にわたって測定された最大値を示します。同様に、「min」は最小値を示します。

LAFmax

LAeq

もう一つ一般的に使用される指標はLAeqです。

等価音レベル("eq")は、時間にわたって受け取った音エネルギーの平均を示し、一瞬の音レベルよりも表示が読みやすいです。

以下の時間に対する音レベルのグラフを見てみると、青い曲線の下の面積がエネルギーを表しています。青い曲線の下の面積と同じ面積を示すために引かれた水平の赤い線がLAeqを示します。これは、グラフ全体にわたるエネルギーの等価値または平均を表します。

5 minute LAeq

LAeqは常に直線ではありません。LAeqが時間にわたって記録される場合、すなわちグラフの始まりから各測定点までの等価値としてプロットされると、プロットは次のようになります。

LAeq