LAeq、LAFmaxとは?

LAeq と LAFmax は、音や騒音レベルを表すための用語の一部です。これらは、音や騒音の測定においてよく使われるレベルの一つです。

例として、LAFmaxというレベルを見てみましょう。

レべル

左から始まると、最初の文字は大文字の「L」です。

レベルでは、最初の文字は常に「L」です。これは単純に、「Level」の略であり、マイクを通じ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)などを指します。

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

例の中で2番目の文字は大文字の「A」です。

ラベルでは、通常2番目の文字は「A」、「C」、または「Z」のいずれかです。これは「周波数重みづけ」と呼ばれ、オーディオスペクトラム内の一部の周波数に対して、いくつかの場合には特定の重みが付けられることを示します。つまり、これらの周波数の測定値において、その周波数のレベルが低減または増加される可能性があります。

これらの周波数が変化する理由は、人間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低の周波数よりも優れて聞き取ることができます。次に示す三つの音のサンプルは、同じレベルで録音されていますが、再生すると低い周波数(125 Hz)と高い周波数(10 kHz)が柔らかく感じられるかもしれません。年をとると、高い周波数を聞く能力が低下するため、年配の人は10 kHzの信号を聞き取ることが難しくなることがあります。


125 Hz


1000 Hz


10000 Hz

注意: 音の大きさの感知にはいくつかの要因が影響する可能性があります。たとえば、高い周波数の音はよりイライラする可能性があり、そのためより大きく聞こえることがあります。また、音が表面に反射すると(例えば、テーブルなど)、低い周波数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によっては、低い周波数や高い周波数が損なわれることがあり、システムが大きな音で再生されると信号が圧縮されることがあります。これらの要因を考慮すると、A-Weightingの効果を実感するためには、これらのファイルをヘッドホンではなく、スピーカーを通じて静かに再生することをお勧めします。

もしもこれらの三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で再生する場合、例えば、各周波数に対するチャンネルの反応をテストしたい場合、オーディオアナライザを使用して周波数重みづけが「Z」の設定でそのチャンネルの周波数応答を測定します。「Z」では、全ての周波数が平等に扱われます。つまり、どの周波数にも特別な影響がないようになります。

もしもこれらの三つのサンプルをスピーカーから再生して、そのスピーカーが人間にどのように聞こえるかをテストするなら、人間の聴覚に近い形で音を表現したいです。そのために、音圧レベルメーターで測定された高い周波数と低い周波数を削減します。この削減を行う際には、周波数に「A」の重みを適用します。この例では、その後にLAFmaxを測定します。簡単に言えば、人間の聴覚に合わせて音の特性を調整して、スピーカーの実際の音を評価しているわけです。

音のレベルが大きくなると(100 dB以上)、人間は高い周波数と低い周波数に対してより敏感になります。この敏感さを音圧レベルメーターの測定で表現するには、「C」の周波数重みづけを適用します。この例では、その後にLCFmaxを測定します。要するに、音が非常に大きい場合でも、人間の感覚に合わせて音の特性を考慮し、それを音圧レベルメーターで測定しているということです。

簡単にまとめると、周波数重みづけの基本的なルールは以下の通りです。オーディオや音響の測定で人間の聴覚を考慮したくない場合、つまりスピーカーの応答を全周波数範囲でテストする場合などには「Z」を使用します。音響の測定でレベルが100 dB未満の場合には「A」を使用します。レベルが100 dBを超える場合には「C」を使用します。

具体的な例では、周波数重みづけの選択肢は LZFmax, LAFmax , LCFmaxです。

時間重み付け

例の中で3番目の文字は大文字の「F」です。

この文字は通常「F」(Fast=速い)、または「S」(Slow=遅い)、あるいは「I」(Impulse=インパルス)のいずれかです。これが「時間重みづけ」を表します。時間重みづけは、音圧レベルメーターで測定されたレベルを見やすくするための手法で、急激なレベルの変化を和らげ、より滑らかな表示を作り出します。

例えば、グラフを見ると、入力信号が急激に50 dBから80 dBに上昇し、そのまま6秒間続いた後、同じくらい急激に消えるとします。

LAFの測定値(緑の線)は、80 dBに到達するのに約0.6秒かかり、そして50 dBに戻るのに約1秒かかります。

LASの測定値(黄色の線)は反応が遅く、80 dBに到達するのに約5秒かかり、50 dBに戻るのに約6秒かかります。

F S Time Weightings
 

LAIの測定値(青の線)は、80 dBに到達するのに約0.3秒かかり、そして50 dBに戻るのに約9秒以上かかります。

F S Time Weightings

τ = 1秒、125ミリ秒、または35ミリ秒は何を表していますか?

この記述されている線は、音の変化を表すラインで、そのラインは攻撃の部分では急激に上昇し、減衰の部分では一定の速さで下降します。攻撃の最初の部分は、新しい音のレベル(この場合は80 dB)に到達するまでの時間によって特徴づけられます。Slowの場合は1秒、Fastの場合は125ミリ秒、Impulseの場合は35ミリ秒です。

「F」、「S」、または「I」、どれを選択すればいいでしょうか?

「S」は、信号が大きく変動する場合に使います。例えば、ゆれの多い信号を測定するときに適しています。「F」は、信号があまり衝撃的でない場合に使います。信号が比較的なだらかな場合に向いています。通常は、規格や法律に基づいてFastまたはSlowを選びます。

「I」は、花火や銃声などの鋭い音がある場合に使います。急激な音が発生する状況で役立ちます。

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

max & min

ラベルの残りの部分は単純に「max」です。

「max」という言葉は、単純にある一定の時間内での最大値を指します。

LAFmax

例を適用すると、LAFmaxとLAFminがあります。

LAeq

もう一つよく使われるラベルはLAeqです。

「eq」は「等価」を意味します。等価値は、瞬時の音圧レベルよりもディスプレイで読みやすい別の形式の時間重み付けです。

次の音圧レベルグラフを見ると、青い曲線の下の面積がエネルギーを表しています。同じ青い曲線の下の面積を表すように引かれた横の赤い線は、LAeqを示します。これは、グラフ全体のエネルギーの平均値または等価値です。

5 minute LAeq

LAeqが常に直線であるわけではありません。LAeqがグラフの始まりから各測定ポイントまでの等価値としてプロットされる場合、プロットは以下のようになります。

LAeq