現実的な音響測定は?
No.6363 by tetsu at 2006/6/25(日) 19:46 削除(コメントを含む)

PTHDに取り込んだ素材を解析しようと考えているんですが、
最も妥当な方法は何かと苦慮しています。
OSX上でアナライザーとなると現状、WAVESのPAZしかありません。
確認程度には丁度いいのですが、測定精度を求めると無理があります。
また、SpectraFooはTDM上では掛けられません。

そこで、外出しとなりますが、PAではSmaartLiveなどが
多用されているようですね。しかしインターフェイスがWindowsWAVE Driver
に限定されるソフトが殆どで、高品位なI/Oが使えないのが現実のようです。
これらのソフトは高機能で魅力的ですがI/Oがボトルネックになってしまいます。

最後は専用機。AudioPrecision辺りは非常に高精度と聞きます。
AES/EBUで送れるあたり、機能面でも文句なしですが、問題は価格。

この辺りを考慮すると「ある程度」の精度を要求するものの現実解としては
何が最適でしょうか。

宜しくお願いします。


No.6364 by Hassy at 2006/6/26(月) 04:49 削除

・・・何を目的とされるか次第では無いでしょうか?

PTHDに取り込んだ時点でソースがアナログならA/Dしてる訳なので、A/DしたI/Oに依存してま
すし影響を受けてる事に成ります。
(測定対象が全くのデジタル合成等で無い限り、何を使用してもそう言う問題が有ります)

 因みにProToolsの前身のSoundTools時代、音響測定・評価に使用されたケースも有った様。
 (SoundToolsもDSPカード要しましたが、当時FFT機能他簡単に扱えるシステムは少なかった為)

又測定精度は、例えば24bit/96kHz等の分解能・周波数範囲を希望されてるのだと思われますが、
単体のAudio-FFTアナライザーの場合でも、多くは〜16bit/44.1kHzが基本では無いかと思われ
ます(古いFFTアナライザーはもっと分解能低いですし、Audio帯域では通常20Hz〜20kHzの計測
なので、標本化周波数は44.1kHzで十分です)。

又もし仮に24bit/96kHz等に対応したアナライザーが(プラグイン等の形ででも)存在していた
としても、データ分析・解析がそういう精度・確度で行われてるとしても、先の通りデータを取
り込む時点での影響が有るので絶対的な基準には成り得ません。

又以下等の規格を前提とした物なのかどうかに関しても。

 Audio用途のFFTでの基準としては各種の規格が有ります:
 http://www.google.com/search?hl=ja&q=ANSI+S1.11-1986
 http://www.google.com/search?hl=ja&q=ANSI+S1.11-2004
 http://asastore.aip.org/shop.do?cID=7
 http://asastore.aip.org/shop.do?cID=11
 (上記規格を満たしただけでは”準拠”でしか無く、絶対的な数値と言う事を要する場合、
  公的機関によるお墨付きを要します)

  例えば測定機器メーカーが保証する精度とは以下の様な事です:
  http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/c_support/traceability.htm

  オクターブバンド他の規格は存在しても、現状例えば24bit/96kHzでの測定などに関連
  した規格は存在してないと思われます(なので幾ら分解能が高くとも、それは今の処
  絶対的な数値には成り得ません・・・必然的に参考値的な事に成ります)。


何らかの研究目的(や論文の為の資料として)などの場合、測定に使用した機器類などが高価な
物ほど”箔が付く”的な効果が有るのかも知れませんが、プライベートな研究目的では、精度と
言う事よりも機能や使い勝手で使用する測定器などが選択されるのでは無いかと思われます。

一例として例えば:
http://www.tytlabs.co.jp/japanese/review/rev273pdf/273_023_wakita.pdf
(結局購入に繋がらなかったと記憶してますが、前職で上記評価目的の為のFFT測定器+音色合
 成の為のシステムとして、和光研究所の方がFairlight CMIに興味を持たれ、会社に来られた
 事が有ります・・・当時AudioFFTと音色合成を同時に実現できる機器は、他にはNEDのシンク
 ラビア程度(CMIが〜2000万に対してシステム価格1億程度・笑)しか存在してない時代なので
 ・・・CMIを測定器的な意味合いで購入された組織としては松下音響研究所などが有ります)

  余談としては、自動車の室内環境音のTuningは凄いと思いました。
  (防音・吸音等の建築音響的な事だけでなく、例えばスポーツカー等では疾走感他の感覚
   を得られやすい様敢えて室内にエンジンノイズなどを響かせる様にTuningしたり等、
   あの狭い空間で相当の音響処理が行われてるのです>他のスレでダミーヘッドの事を
   記してますが、よりリアルに官能試験・評価を行う為に用いられる様です)


等と本筋とは脱線した内容ですが、精度だけを求めても仕方無いと言う意味で記しました。
殆どの場合、FFTアナライザーは相対的な評価や参考程度に使われるのでは無いかと思います。

又通常測定用途では、システムとして使う事に成るので。
(例えばsmaart等はA/D用のI/Oに幾つかのIHV((IndependentHardwareVendor))/3rdParty製
 品が組み合わされますが、その際個々の特性が同じであるとは限りません・・・使用するI/O
 に応じて予め補正データなど用意されてるのだと思われますが・・・同様にお高いAudioFFT
 類では、使用するマイクに応じて補正可能に成ってたりします)


以下おまけで各種アナライザーを記しておきます。参考に成る方は参考まで。
(海外製品は日本語で探すの邪魔くさいのでご免なさい>以下は一応業務用途?の物)

 音響用に関して以前は各種単体のアナライザーが日本でも販売されてましたが、売れないの
 で次第に扱いが減り、現在数える程に成ってます・・・又ハード一体型よりはPCベースの方
 が拡張性や価格面等でメリット有る為に、SR業界ではTEFからsmaartLiveに移行してる?様。

音響用機器・システム:
http://www.meyersound.com/sim3/ (SR業界では今日最高峰)
http://www.gold-line.com/tef/tef.htm (少し前までの定番)
http://www.gold-line.com/dsp30.htm 
(愛用してます:多分A/Dは16bit?でDSPはADSP2015と言う物
 >単体機器のFFTの場合何らかのDSPが搭載されてます>それでも処理・反応遅いけど)
http://www.ivie.com/ (EV扱いの時代設備施工関係等で旧製品愛用してました)
http://www.nt-instruments.com/ (小さいの愛用してました・初期ファーム誤動作しっぱなし)
http://www.sencore.com/products/proaudiosuite.htm (TerraSoundとしてOEM版が日本でも出てました)

http://www.siasoft.com/
(建築音響・測定用途向けでは”AcousticTools”が有りますが、音響特機は扱ってません
>元々はJBL-SmaartとしてOEM的にSIAにより開発されてた物ですが、SIAがEAW/Mackie傘下に
 成って関係性は切れた?様です>EAW傘下なので音特扱いに成った?様)
 http://www.jblpro.com/pages/software/jblsmpro.htm

計測用機器・システム:
(一部デジタル対応含みます・FFTはAudio用とは限りません・FFT機能無しは含まず)
http://www.audioprecision.com/index.php
http://www.prismsound.com/test_measure/test_products.html
http://www.home.agilent.com/USeng/nav/-536902453.0/pc.html
http://www.tek.com/products/spectrum_analyzers/
http://www.nt-instruments.com/X0-ASP-pLngCateId_134-pIntLevel_4-X1-default.htm
http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/products/category/data_FFTrelate.htm
http://www.rion.co.jp/asp/product/sound/ProC.asp?pos=C7
http://www.advantest.co.jp/products/emi/category/spectrum_analyzer.shtml
http://www.etani.co.jp/prod.html

 日本だと昔からFFT製造してるのはAdvantest(旧タケダ理研>学生時代タケダのごっついス
 ペアナ使った事が有ります)やRION/小野測器位かも(欧米だと旧HP/agilentやHP等)。


どうなのでしょう?(旧バージョンだと手頃でかなり高性能の様ですが)
http://www.ymec.com/jp.htm

・・・他にも無数に有ります。


建築/設備音響等では今後は三次元的な計測が行われるのかも知れません。
(SR業界でSmaartやSIMが流行るのも、位相差等の計測が簡単だからかも
 >現状周波数成分・音圧に精々時間軸としての位相差で、基本的に空間測定は点としての
 位置でしか測定できません・・・今後空間/面としての測定がリアルタイムに可能となるの
 なら、建築・設備音響の世界では様々な利点が有ります>SR業界では使うのが難しいので
 そこまでの機能は不要かもですが)
 http://www.acoustic-camera.com/en_index.html
 http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/products/keisoku/soundvib/mi6420.html
 (他に幾つかの研究所が開発している立体プローブ/Micを使用した物も有ります)

関係ないけどこういう分野(感性工学的な事)も今後進んでいきそうです:
http://www.bfl.co.jp/products/products.html
(例えばα波と心地よさの関連性など、昔はオカルト扱いされてた様な事ですが、臨床試験を
 重ねた上での今日当たり前な事に成ってます)


No.6365 by Hassy at 2006/6/26(月) 04:54 削除

> 日本だと昔からFFT製造してるのはAdvantest(旧タケダ理研>学生時代タケダのごっついス
> ペアナ使った事が有ります)やRION/小野測器位かも(欧米だと旧HP/agilentやHP等)。

(欧米だと旧HP/agilentやテクロト等) の間違いです。


No.6366 by Hassy at 2006/6/26(月) 05:50 削除

思い出したので補足しておきます。

>単体のAudio-FFTアナライザーの場合でも、多くは〜16bit/44.1kHzが基本では無いかと思われ
>ます(古いFFTアナライザーはもっと分解能低いですし、Audio帯域では通常20Hz〜20kHzの計測
>なので、標本化周波数は44.1kHzで十分です)。

ポータブル機器でDSPベース/デジタルで処理される様に成ったのは(前処理を行わずいきなり
A/Dして後の処理をDSPで行うと言う意味で)、実用的に使えるDSPがMotorolaやADやTIで開発
されたからであり('90辺り以降?>エポック・メーキングな製品としてはMot((現Freescale))
のDSP56K>当時他にも有りましたが、音声処理用途では一番使いやすかった為に急速に普及する
事に成った様です>DigidesignのSoundToolsなどもそうです)、それまでの古いAudio-FFTアナ
ライザーでは、オーディオ処理部はアナログ処理だったりします(BPFの固まり)。

 ・・・表示部に関しては直接比較回路(コンパレーター)でLED等を点灯させるか、一端A/D
 してLED等をマトリクス表示させる等一部デジタル処理もされてましたが。

例えば私が使用した事の有る製品として、Ivieの旧製品はそうだった様:
http://www.ivie.com/products_inst_realtime.htm

固定されたフィルター等なので自由度は全く有りませんが、でも昔の製品のメリットとしては
FFT処理に要する遅延という物がほぼ存在しないので(ゼロでは有りません>BPF等Filter部や
各種処理部での電気的な遅延が確実に存在するので)、応答性が非常に良かったのです。

今日の単体製品ではハードDSP処理が行われており、又PCベースでは最早ハードDSPでは無くソ
フトDSP処理が当たり前ですが、自由度が高い反面どれだけ高速に処理されても遅延が生じます。


又もし仮にリアルタイムに処理されて表示可能だとしても、音は過渡的に変化する物であり、
測定して表示されてる測定・分析結果は常に過去の瞬間の物でしか有りません。

測定精度が意味を持つのも、静止した一瞬の物としてでしか無いのです。
(そういう意味でも参考的な物にしか成りません)

例えばDSO(デジタル・ストレージ・オシロ)の様に前後の時間軸含めて計測可能な場合、PCベー
スのFFTにはそういう機能を持つ物も有るかも知れませんが、この場合ではメモリーされた時間
内の変化として測定・評価する事は可能ですが(でも評価出来るのはその時間の範囲のみです)。


現状音響測定用途でFFTアナライザー等使用する場合、測定器を参考としながら各種音の調整を
行ったりしますが、そこでは人の様々な分析・判断(経験に基づく物)が行われてます。
(それは現状遅延して表示される測定結果を、人の様々な経験に基づく判断基準で判断して、
 補完して総合的に評価する様な状況です>それは時間軸や空間での様々な場所での音響特性
 等を総合して判断する様な事として)

・・・幾ら測定器の精度が高くとも、判断するのは人なので実際意味は有りません。


今後AI処理など進化して行けば、先に記した空間音響測定や官能評価的な事も組み合わされ、
総合的に機械が処理(音の調整で有れば機械が自動的に最適な調整を行う等)する時代も来る
のかも知れません(そう言うシステム有ったら是非欲しいです・笑)。


No.6367 by tetsu at 2006/6/26(月) 19:36 削除

Hassyさん、非常に丁寧なレス、ありがとうございます。

測定精度を追うよりも相対的評価に重きを置いた方がいいということですね。
PAZでも差は表現できますが、もう少し細かいバンド幅でできればというのが
正直な思いでした。

あとはAudioPecisionくらいでやらなきゃダメ(信用が置けない)
という人がいましたので、実際はどんなものかと考えた訳です。
確かにAP2700はDualAES/EBUで192対応らしく、内部解像度も
192kまで対応しているそうです。
仰る通り、箔を付けるためには有効かもしれませんが、
ちと、高すぎます。(レンタルでも高いです)

やはり、利便性を考えたらSmaartやDSSF3などが候補に上がります。
(費用面でも有効です)


ある環境の差異を測定しているんですが、差を的確に表現できれば
問題はありません。(PAZでも再現性は十分あることは確認しました)
音は過渡的であるという前提で、録音し、比較という手法を取っています。
192I/OのADを信用しての話ですが。


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