特開 2022-163775 騒音測定装置、及び騒音測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022163775

(43)【公開日】2022-10-27

(54)【発明の名称】騒音測定装置、及び騒音測定方法

(51)【国際特許分類】

   G01H 3/00 20060101AFI20221020BHJP

   G01M 99/00 20110101ALI20221020BHJP

【ＦＩ】

G01H3/00 A

G01M99/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021068809

(22)【出願日】2021-04-15

(71)【出願人】

【識別番号】501398606

【氏名又は名称】富士通コンポーネント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】中原 葵

(72)【発明者】

【氏名】藤 耕一郎

【テーマコード（参考）】

2G024

2G064

【Ｆターム（参考）】

2G024AD01

2G024BA15

2G024CA13

2G024FA04

2G024FA06

2G024FA11

2G064AA01

2G064AA11

2G064AB01

2G064AB02

2G064AB15

2G064BA02

2G064BD02

2G064CC02

2G064CC41

2G064DD02

(57)【要約】

【課題】騒音レベルを測定する騒音測定装置において、騒音レベルの測定に不要な低い周波数の音を削減するハイパスフィルタを不要にする。
【解決手段】騒音測定装置は、騒音レベルを測定する騒音測定装置であって、前記騒音レベルの一の測定結果を測定する測定期間より短い複数のサンプリング期間中に騒音のレベルをサンプリングしたサンプリングデータを取得するデータ取得部と、前記サンプリングデータに基づいて、前記サンプリング期間中の中心電圧値を算出する中心電圧算出部と、前記サンプリングデータが示す電圧値と前記中心電圧値との差の二乗平均平方根から、前記騒音レベルを算出する騒音レベル算出部と、を有する。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

騒音レベルを測定する騒音測定装置であって、
前記騒音レベルの一の測定結果を測定する測定期間より短い複数のサンプリング期間中に騒音のレベルをサンプリングしたサンプリングデータを取得するデータ取得部と、
前記サンプリングデータに基づいて、前記サンプリング期間中の中心電圧値を算出する中心電圧算出部と、
前記サンプリングデータが示す電圧値と前記中心電圧値との差の二乗平均平方根から、前記騒音レベルを算出する騒音レベル算出部と、
を有する、騒音測定装置。

【請求項2】

騒音レベル算出部は、前記複数のサンプリング期間ごとの前記騒音レベルを算出し、
前記騒音測定装置は、前記複数のサンプリング期間ごとの前記騒音レベルの平均値を出力する出力部を有する、請求項１に記載の騒音測定装置。

【請求項3】

前記中心電圧算出部は、前記サンプリングデータを移動平均処理して、前記中心電圧値を算出する、請求項１に記載の騒音測定装置。

【請求項4】

前記騒音測定装置は、周波数Ｆより低い周波数の音を遮断する場合、前記サンプリング期間を１／Ｆとする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の騒音測定装置。

【請求項5】

前記データ取得部は、前記サンプリング期間の間に所定の測定間隔を空けて前記騒音レベルをサンプリングし、前記測定間隔をランダムに変更する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の騒音測定装置。

【請求項6】

騒音レベルを測定する騒音測定方法であって、
データ取得部が、前記騒音レベルの一の測定結果を測定する測定期間より短い複数のサンプリング期間中に騒音のレベルをサンプリングしたサンプリングデータを取得し、
中心電圧算出部が、前記サンプリングデータに基づいて、前記サンプリング期間中の中心電圧値を算出し、
騒音レベル算出部が、前記サンプリングデータと前記中心電圧値との差の二乗平均平方根から、前記騒音レベルを算出する、
騒音測定方法。

【請求項7】

騒音レベルを測定する騒音測定装置であって、
前記騒音レベルを測定するサンプリング期間中に騒音のレベルをサンプリングしたサンプリングデータを取得するデータ取得部と、
前記サンプリングデータに基づいて、前記サンプリング期間中の中心電圧値を算出する中心電圧算出部と、
前記サンプリングデータが示す電圧値と前記中心電圧値との差の二乗平均平方根から、前記騒音レベルを算出する騒音レベル算出部と、
を有し、
前記騒音測定装置は、周波数Ｆより低い周波数の音を遮断する場合、前記サンプリング期間を１／Ｆとする、騒音測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、騒音測定装置、及び騒音測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

騒音レベルを測定する騒音測定装置が知られている。

【0003】

また、使用者の手振れの振動や一時的な環境騒音の影響を低減するために、基準周波数より低いカットオフ周波数で低周波成分を減衰させるハイパスフィルタを備えた音響校正器が知られている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－２０２７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

騒音測定装置は、測定対象の周波数ではない低い周波数の音を測定に反映させないことが望ましい。この場合、十分に長い期間でサンプリングしたサンプリングデータを信号処理して不要な周波数領域のデータをカットすることが考えられる。しかし、この方法では大量のデータとデータ処理能力が必要となるため、消費電力が大きいという問題がある。

【0006】

また、特許文献１に開示された技術では、基準周波数への影響が少ない、固定のカットオフ周波数のハイパスフィルタを用いて不要な低い周波数の音を削減することにより、比較的小型の音響校正器を実現している。しかし、測定装置では、測定対象となる騒音によって周波数分布が異なるため、固定のカットオフ周波数のハイパスフィルタを用いることは望ましくない。

【0007】

また、短い期間でサンプリングしたサンプリングデータを信号処理する場合、状況にそぐわない、例えば常時静音状態の中での一瞬の音の値を代表値としてしまう虞がある。

【0008】

本発明の一実施形態は、上記の問題点に鑑みてなされてものであって、騒音レベルを測定する騒音測定装置において、騒音レベルの測定に不要な低い周波数の音を削減するハイパスフィルタを不要にする。また、状況にそぐわない音の影響を抑制する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記の課題を解決するため、本発明の一実施形態に係る騒音測定装置は、騒音レベルを測定する騒音測定装置であって、前記騒音レベルの一の測定結果を測定する測定期間より短い複数のサンプリング期間中に騒音のレベルをサンプリングしたサンプリングデータを取得するデータ取得部と、前記サンプリングデータに基づいて、前記サンプリング期間中の中心電圧値を算出する中心電圧算出部と、前記サンプリングデータが示す電圧値と前記中心電圧値との差の二乗平均平方根から、前記騒音レベルを算出する騒音レベル算出部と、を有する。

【発明の効果】

【0010】

本発明の一実施形態によれば、騒音レベルを測定する騒音測定装置において、騒音レベルの測定に不要な低い周波数の音を削減するハイパスフィルタが不要になる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】一実施形態に係る騒音測定装置の構成を示す図である。

【図2】一実施形態に係る周波数３００Ｈｚの音声の音圧レベル測定を示す図である。

【図3】一実施形態に係る周波数４０Ｈｚの音声の音圧レベル測定を示す図（１）である。

【図4】一実施形態に係る周波数４０Ｈｚの音声の音圧レベル測定を示す図（２）である。

【図5】一実施形態に係るサンプリングデータの取得を示す図（１）である。

【図6】一実施形態に係るサンプリングデータの取得を示す図（２）である。

【図7】一実施形態に係るサンプリング期間の長さに応じた周波数特性を示す図である。

【図8】一実施形態に係る騒音測定装置の機能構成を示す図である。

【図9】第１の実施形態に係る騒音測定装置の処理を示すフローチャートである。

【図10】第２の実施形態に係る騒音測定装置の処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照しながら実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

【0013】

＜騒音測定装置の構成＞
図１は、一実施形態に係る騒音測定装置１００の構成を示す図である。騒音測定装置１００は、騒音レベルを測定し、測定結果をＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ（以下、ＢＬＥと呼ぶ）等の無線通信で情報端末、ゲートウェイ等の外部装置に送信する装置である。

【0014】

騒音測定装置１００は、バッテリ１０１、ＤＣ（Direct Current）／ＤＣコンバータ１０２、ＬＤＯ（Low Drop Out）１０３、通信ユニット１１０、及びマイクユニット１２０を有する。

【0015】

バッテリ１０１は、騒音測定装置１００に電力を供給する電池である。騒音測定装置１００は設置場所で電源を確保できるとは限らないため、コイン電池等の小型で低容量の電池で動作することが望ましい。

【0016】

ＤＣ／ＤＣコンバータ１０２は、バッテリ１０１の出力電圧を昇圧又は降圧する回路であり、通信ユニット１１０に所定の電源電圧を供給する。ＬＤＯ１０３は、低い入出力間の電位差でも動作する定電圧回路であり、通信ユニット１１０、マイクユニット１２０等に所定の電圧の電力を供給する。なお、バッテリ１０１、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０２、及びＬＤＯ１０３は、騒音測定装置１００が備える電源回路の一例である。騒音測定装置１００が備える電源回路は、通信ユニット１１０、及びマイクユニット１２０に電力を供給するものであれば、他の構成であっても良い。

【0017】

通信ユニット１１０は、ＢＬＥ通信等の無線通信で騒音レベルの測定結果を送信する回路、モジュール、基板、ＩＣ（Integrated ）等である。通信ユニット１１０は、例えば、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと呼ぶ）１１１、ＡＤ（Analog to Digital）コンバータ１１２、無線回路１１３、アンテナ１１４、水晶振動子１１６、１１７を含む。

【0018】

マイコン１１１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）等を含み、所定のプログラムを実行することにより、騒音測定装置１００が備える様々な機能を実現するプロセッサである。

【0019】

ＡＤコンバータ１１２は、アナログ信号をデジタル信号に変換する電子回路である。

【0020】

無線回路１１３は、ＢＬＥ通信等の無線通信方式で外部装置と通信する回路であり、無線信号を送受信する高周波回路、ベースバンド信号を処理する信号処理回路、アンテナ１１４とのインピーダンス整合を行うマッチング回路等を含む。

【0021】

なお、マイコン１１１、ＡＤコンバータ１１２、無線回路１１３は、一体化された通信用ＩＣ１１５で構成されても良い。

【0022】

騒音測定装置１００は、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、Ｗｉｒｅｐａｓ Ｍｅｓｈ等のＢＬＥ以外の無線通信方式で外部装置と通信を行うものであっても良い。また、騒音測定装置１００は、ＰＬＣ（Power Line Communication）等の有線通信で通信を行うものであっても良い。ここでは、一例として、騒音測定装置１００が、ＢＬＥによる無線通信で通信可能であるものとして、以下の説明を行う。

【0023】

マイクユニット１２０は、騒音測定装置１００の周辺の音を収音するマイク（マイクロフォン）１２１、及びマイクから出力される音波信号を増幅するオペアンプ１２２を含む。

【0024】

マイクユニット１２０は、騒音測定装置１００の周辺の騒音を取得し、音波信号（アナログ信号）に変換して通信ユニット１１０に出力する。通信ユニット１１０は、マイクユニット１２０から出力される音波信号をサンプリングして取得したサンプリングデータに基づいて算出した騒音レベルを、測定結果として送信先に送信する。

【0025】

一例として、騒音測定装置１００は、測定結果を、ＢＬＥ通信で、ＰＣ（Personal Computer）、タブレット端末、スマートフォン等の情報機器や、ゲートウェイ等の受信装置に送信する。受信装置は、インターネット、無線／有線ＬＡＮ（Local Area Network）、無線ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークを介して、サーバやクラウド等に送信しても良い。これにより、測定結果を受信した受信装置、又はサーバやクラウドでデータ解析を行うことができる。

【0026】

＜処理の概要＞
騒音測定装置１００で室内の騒音レベルを測定する場合、室内の騒音レベルは常時変化するため、ある１点での測定データだけでは正確な騒音レベルを計測するには不十分であり、複数回測定データを取得する必要がある。このとき、測定データのサンプル数は多いほどより正確な測定結果が得られるが、測定データをサンプリングするサンプリング期間が長くなるため、消費電力が増大し、コイン電池等の小型で低容量のバッテリでは、すぐに電池交換が必要になる。

【0027】

一方で、低消費電力化のためにサンプリング期間を短くしてしまうと、常時静音状態の中で発生する一瞬の騒音などの状況にそぐわない計測値を代表値としてしまう可能性があり、正確な騒音レベルを測定できない場合がある。

【0028】

そこで、本実施形態に係る騒音測定装置１００は、騒音レベルの一の測定結果を測定する測定期間より短い複数のサンプリング期間中に、騒音レベルをサンプリングしたサンプリングデータを取得する。ここで、サンプリング期間は、サンプリングデータを取得する期間である。一例として、測定期間が１秒である場合、騒音測定装置１００は、サンプリング周波数４０ｋＨｚ（サンプリング周期２５μｓ）で、１０２４回サンプリングした、サンプリング期間２５．６ミリ秒のサンプリングを、４回実行する。

【0029】

また、騒音測定装置１００は、取得したサンプリングデータに基づいて、サンプリング期間ごとに中心電圧値を算出する。例えば、騒音測定装置１００は、サンプリング期間ごとの代表値（例えば平均電圧値）を算出して、中心電圧値とする。なお、代表値は、平均電圧値に限られず、中央値、最頻値等の他の代表値であっても良い。また、騒音測定装置１００は、サンプリングデータを移動平均処理して中心電圧値を算出しても良い。

【0030】

さらに、騒音測定装置１００は、算出した中心電圧値を基準電圧として、騒音レベルを算出する。例えば、騒音測定装置１００は、サンプリング期間中に取得したサンプリングデータと算出した中心電圧値との差分の二乗平均平方根（RMS: Root Mean Square）から、サンプリング期間における騒音レベルを算出する。これにより、騒音測定装置１００は、ノイズ等の影響により異常な値がサンプリングされた場合、中心電圧値も変動するのでノイズ等の影響を抑制することができる。

【0031】

騒音測定装置１００は、上記の中心電圧値の算出処理、及び騒音レベルの算出処理を、測定期間内の複数のサンプリング期間のそれぞれで実行し、複数のサンプリング期間において算出した各騒音レベルの平均値を、測定期間の騒音レベルとして出力する。

【0032】

＜不要な周波数の低減について＞
騒音測定装置１００は、騒音レベルを測定することを目的としているため、人の可聴域ではない低い周波数の音は測定結果に反映させないことが望ましい。この場合、十分に長い期間でサンプリングしたサンプリングデータを信号処理して、不要な周波数領域のデータをカットすることが考えられる。しかし、この方法では大量のデータとデータ処理能力が必要となるため、消費電力が大きくなってしまうという問題がある。

【0033】

また、測定対象となる騒音によって周波数分布が異なる場合、固定のカットオフ周波数のハイパスフィルタを用いることは望ましくない。

【0034】

そこで、本実施形態に係る騒音測定装置１００は、騒音レベルをサンプリングするサンプリング期間の設定により、ハイパスフィルタを用いることなく、騒音レベルの測定に不要な低い周波数の音を削減する機能を有している。本実施形態では、周波数Ｆより低い周波数の音を遮断する場合、サンプリング期間を１／Ｆとしている。例えばサンプリング期間を４ミリ秒としたとき、騒音測定装置１００は２５０Ｈｚより低い周波数の音を低減することができる。

【0035】

図２は、一実施形態に係る周波数３００Ｈｚの音声の音圧レベル測定を示す図である。図２は、騒音測定装置１００が、周波数が３００Ｈｚの音波信号２０１を、サンプリング周波数４０ｋＨｚで、それぞれ４ｍｓ、６２．５ｍｓのサンプリング期間にサンプリングして音圧レベルを測定した例を示している。

【0036】

図２では、騒音測定装置１００は、３００Ｈｚの音波信号２０１を４ｍｓのサンプリング期間内にサンプリング周波数４０ｋＨｚでサンプリングして、サンプリングデータを取得する。

【0037】

その後、騒音測定装置１００は、サンプリング期間内に取得したサンプリングデータの平均電圧値２０２を算出する。さらに、騒音測定装置１００は、取得したサンプリングデータと算出した平均電圧値２０２との差分のＲＭＳから、サンプリング期間における音圧レベルを求める。
図２に示す例では、サンプリング期間を４ｍｓとしたときの音圧レベルの測定結果は７５．６１３ｄＢ ＳＰＬとなった。

【0038】

同様に、騒音測定装置１００は、３００Ｈｚの音波信号２０１をサンプリング周波数４０ｋＨｚで６２．５ｍｓのサンプリング期間にサンプリングして、サンプリング期間に取得したサンプリングデータの平均電圧値２０３を算出する。その後、騒音測定装置１００は、取得したサンプリングデータと算出した平均電圧値２０３との差分のＲＭＳから、サンプリング期間における音圧レベルを求める。図２の例では、サンプリング期間を６２．５ｍｓとしたときの音圧レベルの測定結果は７５．８６７ｄＢ ＳＰＬとなった。

【0039】

このように、４ｍｓのサンプリング期間内に測定対象となる周波数の音波信号２０１の波形が１周期以上含まれている場合、サンプリング期間が十分に長い６２．６ｍｓのときと同様の測定結果が得られる。

【0040】

図３は、一実施形態に係る周波数４０Ｈｚの音声の音圧レベル測定を示す図（１）である。図３は、周波数が４０Ｈｚの音波信号３０１を、サンプリング周波数４０ｋＨで、それぞれ４ｍｓ、６２．５ｍｓのサンプリング期間にサンプリングして音圧レベルを測定した例を示している。

【0041】

図３では、騒音測定装置１００は、４０Ｈｚの音波信号３０１を、サンプリング周波数４０ｋＨｚで、４ｍｓのサンプリング期間にサンプリングしてサンプリングデータを取得して、サンプリング期間内の平均電圧値３０２を算出する。

【0042】

その後、騒音測定装置１００は、取得したサンプリングデータと算出した平均電圧値３０２との差分のＲＭＳから、サンプリング期間における音圧レベルを求める。図３の例では、サンプリング期間を４ｍｓとしたときの音圧レベルの測定結果は６５．２８４ｄＢ ＳＰＬとなった。

【0043】

同様にして、騒音測定装置１００は、４０Ｈｚの音波信号３０１を、サンプリング周波数４０ｋＨｚで、６２．５ｍｓのサンプリング期間にサンプリングしてサンプリングデータを取得して、サンプリング期間内の平均電圧値３０３を算出する。その後、騒音測定装置１００は、取得したサンプリングデータと算出した平均電圧値３０３との差分のＲＭＳから、サンプリング期間における音圧レベルを求める。図３の例では、サンプリング期間を６２．５ｍｓとしたときの音圧レベルの測定結果は７５．７７４ｄＢ ＳＰＬとなった。

【0044】

このように、サンプリング期間に、測定対象となる周波数の音波信号３０１の波形が１周期以上含まれていない場合、サンプリング期間が６２．５ｍｓのときのように音波信号３０１の波形が１周期分以上含まれている場合と比較して、測定される音圧レベルが低周波ノイズの分低く測定される。

【0045】

図４は、一実施形態に係る周波数４０Ｈｚの音声の音圧レベル測定を示す図（２）である。図４は、図３と同様に、周波数が４０Ｈｚの音波信号３０１を、サンプリング周波数４０ｋＨで、それぞれ４ｍｓ、６２．５ｍｓのサンプリング期間にサンプリングして音圧レベルを測定した場合の別の例を示している。図４では、図３と異なるタイミングで４ｍｓのサンプリング期間を設定している。図４でも、図３と同様に、音圧レベルを求めると、サンプリング期間を４ｍｓとしたときの音圧レベルの測定結果は５５．１０８ｄＢ ＳＰＬとなった。

【0046】

このように、サンプリング期間を４ｍｓとした場合、サンプリングタイミングにより、音圧レベルの測定結果にばらつきがあるものの、サンプリング期間を６２．５ｍｓとした場合よりも、周波数４０Ｈｚの音圧レベルを低減できることが分かる。

【0047】

なお、測定結果のばらつきは、例えば、サンプリング期間４ｍｓで複数回サンプリングを行い、測定結果を平均化することにより抑制することができる。

【0048】

上記の結果を踏まえて、本実施形態では、例えば、次のようにして、サンプリングデータを取得する。

【0049】

図５は、一実施形態に係るサンプリングデータの取得を示す図（１）である。本実施形態に係る騒音測定装置１００は、図５に示すように、騒音レベルを測定する測定期間Ｔより短いサンプリング期間を複数回設定し、各サンプリング期間にサンプリングしてサンプリングデータを取得する。図５の例では、１測定期間Ｔ内に４ｍｓのサンプリング期間が４回設定されている。

【0050】

ここで、騒音測定装置１００は測定結果を測定期間Ｔごとに送信しているが、測定結果を送信する送信間隔は測定期間Ｔと異なっていてもよい。

【0051】

図５では、騒音測定装置１００は、時間ｔ０からｔ１までのサンプリング期間５０１に１回目のサンプリングを行い、時間ｔ２からｔ３までのサンプリング期間５０２に２回目のサンプリングを行う。また、騒音測定装置１００は、時間ｔ４からｔ５までのサンプリング期間５０３に３回目のサンプリングを行い、時間ｔ６からｔ７までのサンプリング期間５０４に４回目のサンプリングを行う。また、各サンプリング期間の間には、測定間隔５１１～５１３が設けられている。

【0052】

本実施形態に係る騒音測定装置１００は、複数回のサンプリング期間を設定してサンプリングを行うときに、サンプリング期間を連続させて測定を行うのではなく、サンプリング期間の間に所定の測定間隔５１１～５１３を空けて測定を行う。これにより、静音状況下で発生する一瞬の音など、ある状況にそぐわない音を続けて測定しないようにしている。また、騒音測定装置１００は、サンプリング期間が特定の周波数の音と同期しないように、測定間隔５１１～５１３をランダムに変更しても良い。

【0053】

なお、測定間隔は、サンプリング期間と、測定期間におけるサンプリング期間の回数によって決まる。測定期間におけるサンプリング期間の回数を減らすことにより、測定間隔が長くなり、消費電力を抑制することができるが、平均化の効果が低減するため、測定結果のばらつきが大きくなる恐れがある。

【0054】

騒音測定装置１００は、複数のサンプリング期間５０１～５０４の各々の騒音レベル（音圧レベル）を算出し、各サンプリング期間５０１～５０４で算出した騒音レベルの平均値を測定期間Ｔの騒音レベルの測定結果とする。図５の例では、騒音レベルの測定結果は、６３．７８２ｄＢ ＳＰＬとなった。

【0055】

図６は、一実施形態に係るサンプリングデータの取得を示す図（２）である。この図は、図５と同様の処理を、サンプリング期間を設定するタイミングを変えて実行した例を示している。

【0056】

図５と同様に、騒音測定装置１００は、複数のサンプリング期間５０１～５０４の各々で騒音レベルを算出し、各サンプリング期間５０１～５０４で算出した騒音レベルの平均値を測定期間Ｔの騒音レベルの測定結果とする。図６の例では、騒音レベルの測定結果は、６６．６７５ｄＢ ＳＰＬとなった。

【0057】

このように、複数のサンプリング期間５０１～５０４の騒音レベルの平均値を１測定期間の騒音レベルの測定結果とすることにより、図３、４で説明したサンプリングタイミングによる音圧レベルの測定結果のばらつきを平均化することができる。

【0058】

図７は、サンプリング期間の長さに応じた周波数特性を示す図である。図７のグラフは、横軸が周波数、縦軸が音圧を示している。曲線７０１は、図２～４のようにサンプリング期間を６２．５ｍｓとしたときにサンプリングされた音波信号の周波数特性を示している。曲線７０２は、図２～４のように、４ｍｓのサンプリング期間を１回設定したときにサンプリングされた音波信号の周波数特性を示している。曲線７０３は、図５、６のように、１測定期間に４ｍｓのサンプリング期間を複数回設定したときにサンプリングされた音波信号の周波数特性を示している。
図７からわかるように、曲線７０１では２５０Ｈｚより低い周波数成分の音圧も高いが、曲線７０２、曲線７０３では２５０Ｈｚより低い周波数の音声の音圧が低減されていることがわかる。また、曲線７０３は、曲線７０２と同様の周波数特性を示しているが、４回の各サンプリング期間で取得した測定結果を平均化することにより、曲線７０２と比較して低い周波数における音圧の低減度合いのばらつきが少なくなっている。

【0059】

このように、騒音測定装置１００は、サンプリング期間を４ｍｓに設定することにより、２５０Ｈｚより低い周波数の音を遮断することができる。周波数Ｆより低い周波数の音を遮断したい場合、サンプリング期間を１／Ｆ秒に設定すれば良いため、遮断周波数はサンプリング期間の長さを変更することにより変更可能である。

【0060】

このように、本実施形態によれば、騒音測定装置１００においてハイパスフィルタが不要になる。また、本実施形態では、サンプリング期間を変更することにより遮断周波数を変更することができるので、測定対象となる騒音に合わせて適切な遮断周波数を設定することができる。

【0061】

＜機能構成＞
図８は、一実施形態に係る騒音測定装置の機能構成を示す図である。騒音測定装置１００は、マイコン１１１でプログラムを実行することにより、データ取得部８０１、中心電圧算出部８０２、騒音レベル算出部８０３、出力部８０４、無線通信部８０５、設定受付部８０６、及び記憶部８０７の機能を実現している。

【0062】

なお、上記の各機能構成のうち、少なくとも一部は、ハードウェアによって実現されるものであっても良い。

【0063】

データ取得部８０１は、ＡＤコンバータ１１２を用いて、騒音レベルを測定する測定期間Ｔより短いサンプリング期間に、マイクユニット１２０から送られてくる音波信号をサンプリングしてサンプリングデータを取得する。例えば、データ取得部８０１は、図５に示すように、測定期間Ｔより短い複数回のサンプリング期間５０１～５０４のそれぞれで、音波信号をサンプリングする。これにより、騒音測定装置１００の周辺の騒音レベルを示す信号が得られる。

【0064】

データ取得部８０１は、周波数Ｆより低い周波数を遮断する場合、サンプリング期間を１／Ｆ秒に設定して音波信号のサンプリングを行う。

【0065】

中心電圧算出部８０２は、データ取得部８０１が取得するサンプリングデータに基づいて、サンプリング期間ごとに中心電圧値を算出する。図６の例では、中心電圧算出部８０２は、サンプリング期間５０１～５０４の各々において電圧値をサンプリングしたサンプリングデータを平均して、各サンプリング期間５０１～５０４の中心電圧値５０５～５０８を算出する。

【0066】

騒音レベル算出部８０３は、データ取得部８０１が取得したサンプリングデータが示す測定電圧値と中心電圧算出部８０２が算出した中心電圧値との差分のＲＭＳを求めて、サンプリング期間ごとの騒音レベルを算出する。

【0067】

例えば、騒音レベル算出部８０３は、次の式（１）により、サンプリングデータが示す測定電圧値と中心電圧値との差分のＲＭＳを求める。

【0068】

【数1】

ここで、Ｖはサンプリングデータが示す測定電圧値（Ｖ）、Ｖ_０は中心電圧値（Ｖ）、Ｎはサンプリング数を示す。

【0069】

また、騒音レベル算出部８０３は、算出したＲＭＳと、次の式（２）により、騒音レベルＬを算出する。

【0070】

【数2】

ここで、Ｓはマイク感度（Ｖ／Ｐａ）、Ｇａｉｎは電源電圧比率によるゲイン（ｄＢ）を示す。

【0071】

出力部８０４は、騒音レベル算出部８０３が算出した複数のサンプリング期間の騒音レベルを平均し、その平均値を、測定期間Ｔの騒音レベルとして出力する。例えば、出力部８０４は、サンプリング期間５０１～５０４それぞれにおける騒音レベルを平均化して求めた測定期間Ｔの騒音レベルを、無線通信部８０５を用いて外部装置に無線送信する。

【0072】

なお、出力部８０４は、騒音測定装置１００が表示部を有している場合には、騒音レベルの測定結果（測定期間Ｔの騒音レベル、最大騒音レベル、平均騒音レベル等）を表示部に出力するものであっても良い。また、出力部８０４は、騒音レベルの測定結果を記憶部８０７等に出力するものであっても良い。

【0073】

無線通信部８０５は、無線回路１１３等を用いて、ＢＬＥ通信等の無線通信で外部装置と通信を行う。例えば、無線通信部８０５は、出力部８０４の制御に従って、騒音レベルの測定結果を含むビーコン（アドバタイズメントパケット等）を間欠送信する。なお、無線通信部８０５は、ＢＬＥ通信以外の無線通信で外部装置と通信を行うものであっても良い。

【0074】

無線通信部８０５は、外部機器からの要求に応じて通信リンクを確立し、外部機器からのサンプリング期間の変更要求等の要求情報を受信することができる。

【0075】

設定受付部８０６は、無線通信部８０５が外部機器から受信した要求情報を受け付ける。例えば、無線通信部８０５が、外部機器からサンプリング期間の変更要求を受信した場合、設定受付部８０６は変更要求に従って騒音測定装置１００のサンプリング期間の設定を変更する。

【0076】

記憶部８０７は、例えば、マイコン１１１で実行されるプログラム、及びマイコン１１１に含まれるメモリ（ＲＡＭ、フラッシュＲＯＭ等）によって実現され、騒音測定装置１００の設定値、サンプリングデータ等の様々な情報やデータを記憶する。

【0077】

＜処理の流れ＞
続いて、本実施形態に係る騒音測定方法の処理について説明する。

【0078】

［第１の実施形態］
図９は、第１の実施形態に係る騒音測定装置の処理を示すフローチャートである。騒音測定装置１００は、例えば、図９の処理を実行することにより、騒音レベルを測定し、測定結果を外部装置に送信する。

【0079】

Ｓ９０１において、騒音測定装置１００は、タイマ値、現在時刻等に基づいて、測定開始タイミングであるか否かを判断し、測定開始タイミングである場合、Ｓ９０２以降の処理を実行する。

【0080】

Ｓ９０２において、データ取得部８０１は、所定の長さのサンプリング期間（例えば、４ｍｓ）に、電圧値をサンプリングしてサンプリングデータを取得する。例えば、データ取得部８０１は、１つのサンプリング期間に、予め設定されたサンプリング数（例えば、１６０回）だけ、ＡＤコンバータ１１２から電圧値を示すサンプリングデータを取得して、記憶部８０７等に記憶する。

【0081】

Ｓ９０３において、中心電圧算出部８０２は、データ取得部８０１が取得したサンプリングデータに基づいて、サンプリングデータを取得したサンプリング期間における中心電圧値を算出する。例えば、中心電圧算出部８０２は、サンプリング期間内のサンプリングデータが示す電圧を平均化した平均電圧値を算出して、記憶部８０７に記憶する。

【0082】

Ｓ９０４において、騒音レベル算出部８０３は、算出した中心電圧値を基準電圧値として、サンプリングデータから騒音レベルを算出する。例えば、騒音レベル算出部８０３は、サンプリングデータが示す電圧値と中心電圧値とのＲＭＳ（二乗平均平方根）から、サンプリング期間における騒音レベルを算出する。この場合、騒音レベル算出部８０３は、式（１）を用いてサンプリング期間におけるＲＭＳを算出し、式（２）と算出したＲＭＳとを用いて、騒音レベルＬを算出する。

【0083】

Ｓ９０５において、騒音測定装置１００は、測定期間内におけるサンプリング期間の回数である測定回数が所定数（例えば４回）に達したか否かを判断する。測定回数が所定数に達していない場合、騒音測定装置１００は、Ｓ９０６において、測定間隔だけ待機した後にＳ９０２以降の処理を再び実行する。

【0084】

一方、所定の測定回数に達した場合、出力部８０４は、騒音レベル算出部８０３が算出した各サンプリング期間の騒音レベルを平均した測定結果を、無線通信部８０５を介して外部装置に送信する。

【0085】

上記の処理により、騒音測定装置１００は、固定のカットオフ周波数のハイパスフィルタを有していなくても、図７の曲線７０３に示されるように、騒音レベルの測定に不要な低い周波数を低減させて騒音レベルを測定できる。

【0086】

［第２の実施形態］
図１０は、第２の実施形態に係る騒音測定装置の処理を示すフローチャートである。図１０の処理は、騒音測定装置１００が実行する騒音レベル測定処理の別の例を示している。図１０では、測定期間Ｔより測定結果を送信する送信間隔が長く設定されている場合の処理の例について説明する。なお、Ｓ９０１からＳ９０６は図９と同様なので説明を省略する。

【0087】

Ｓ１００１において、出力部８０４は、騒音レベル算出部８０３が算出した各サンプリング期間の騒音レベルを平均した測定結果を記憶部８０７に記憶する。

【0088】

Ｓ１００２において、出力部８０４は、タイマ値、現在時刻等に基づいて、測定結果の送信タイミングであるか否かを判断する。測定結果の送信タイミングでない場合、出力部８０４は、処理をＳ９０１に戻す。一方、測定結果の送信タイミングである場合、出力部８０４は、処理をＳ１００３に移行させる。

【0089】

Ｓ１００３に移行すると、出力部８０４は、記憶部３０７に記憶した測定結果を、無線通信部８０５を介して外部装置に送信する。

【0090】

図１０の処理のように、騒音レベルを測定する測定期間Ｔと測定結果を送信する送信間隔とは、異なっていても良い。

【0091】

第２の実施形態においても、騒音測定装置１００は、固定のカットオフ周波数のハイパスフィルタを有していなくても、図７の曲線７０３に示されるように、騒音レベルの測定に不要な低い周波数を低減させて、騒音レベルを測定できるようになる。また、第２の実施形態によれば、騒音測定装置１００は、任意の送信タイミングで測定結果を外部装置に送信することができる。

【0092】

以上、本発明の各実施形態によれば、騒音測定装置１００において、騒音レベルの測定に不要な低い周波数の音を削減するハイパスフィルタが不要になる。

【0093】

また、騒音測定装置１００は、サンプリング期間の設定を変更することにより、測定対象となる騒音に応じて、騒音レベルの測定に不要な低い周波数の音を削減するカットオフ周波数を変更可能にする。

【0094】

さらに、騒音測定装置１００は、複数のサンプリングデータに基づいて算出した中心電圧値を基準電圧値としているので、マイクユニットから送られてくるアナログ信号と回路上に設けられた基準電圧値との差分から騒音レベルを算出する場合と異なり、オペアンプや周辺回路部品の経年変化によるオフセットの変動を無視することができ、オペアンプ等の基準電圧値の補正が不要になる。

【0095】

また、中心電圧値に移動平均処理を施すことでノイズの影響等によりサンプリングデータに異常な値が含まれる場合でも、その影響を抑制することができる。

【0096】

さらにまた、騒音測定装置１００は、複数のサンプリング期間の間に所定の測定間隔を空けることにより、状況にそぐわない、静音状況下において発生する音を連続して測定してしまうことを抑制することができる。これにより、例えば、一瞬の音の発生が測定値全体に及ぼす影響を低減することができる。

【0097】

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

【符号の説明】

【0098】

１００ 騒音測定装置、８０１ データ取得部、８０２ 中心電圧算出部、
８０３ 騒音レベル算出部、８０４ 出力部、８０５ 無線通信部、８０６ 設定受付部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】