バンドパスフィルター後の音圧測定について

조회 수: 34 (최근 30일)
Tomo
Tomo 2022년 10월 4일
댓글: Tomo 2022년 10월 4일
特定の周波数帯域のみの音圧を測定するために,バンドパスフィルターをかけ,音圧(RMS値)を算出しています.
以下に,コードを記します.
--------------------------------------------
[y, fs] = audioread('demo.wav');
cal = 176.8; %絶対音圧に補正するためのキャリブレーション値
calin = 10.^(abs(cal)/20); %絶対音圧に補正するための式
data_row = y*calin; %絶対音圧に補正
bandpass(data_row, [80000 120000], fs); %作図
[p, f] = bandpass(data_row, [80000 120000], fs);
pdata_bp = abs(p).^2;
RMS_bp = 10*log10(sum(pdata_bp)/length(pdata_bp));
table(RMS_bp)
--------------------------------------------
〈ご質問〉
bandpass関数を用いた作図の音圧(60 dB程度)と,RMSの音圧(RMS_bp)(82.9 dB)の値が大きく異なってしまいます.
解析に用いた音データと,作図の結果を添付いたします.
なぜこのような違いが生じてしまうのか,ご存じの方がいらっしゃいましたら,ご教示いただけますと幸いです.
また,どこをどのように修正するべきか,ご教示いただきたく存じます.
よろしくお願いいたします.

채택된 답변

Hernia Baby
Hernia Baby 2022년 10월 4일
見ているものが違うからです。
@Tomoさんが見ているのは合計値すなわちOverAllです。
これは全ての周波数帯におけるパワーを合算した数値です。
clear,clc;
load('demo.mat')
cal = 176.8; %絶対音圧に補正するためのキャリブレーション値
calin = 10.^(abs(cal)/20); %絶対音圧に補正するための式
data_row = y*calin; %絶対音圧に補正
bandpass(data_row, [80000 120000], fs); %作図
バンドパスをかけたものを見てみましょう。
[p, f] = bandpass(data_row, [80000 120000], fs);
% pdata_bp = abs(p).^2;
% RMS_bp = 10*log10(sum(pdata_bp)/length(pdata_bp));
RMS_bp = 10*log10(rms(p).^2);
table(RMS_bp)
ans = table
RMS_bp ______ 82.901
ここで、RMS_bpはOverAllです。
----
周波数帯での結果をpspectrumで確認します。
[pp0,ff0] = pspectrum(data_row,fs,"Leakage",0.85);
[pp,ff] = pspectrum(p,fs,"Leakage",0.85);
figure
plot(ff0./1e3,10*log10(pp0),ff./1e3,10*log10(pp))
grid on
legend({"original","Filtered"})
ylim([0 120])
音圧が異なっていないことがわかりました。
  댓글 수: 4
Hernia Baby
Hernia Baby 2022년 10월 4일
@Tomoさん、返信ありがとうございます。
今回された操作は80k~120kHzのバンドパスフィルタをかけた時系列データのRMS値をパワーで算出しています。なのでRMS_bpがこの周波数帯でのRMS値(の二乗をレベルにしたもの)になります。
区間を指定した Over All は Partial Over All (P.O.A)と呼ばれます。
単にこの周波数帯の実効値を求めたい場合はrmsをつけるだけでオッケーです。
clear,clc;
load('demo.mat')
cal = 176.8; % 絶対音圧に補正するためのキャリブレーション値
calin = 10.^(abs(cal)/20); % 絶対音圧に補正するための式
data_row = y*calin; % 絶対音圧に補正
[p, f] = bandpass(data_row, [80000 120000], fs); % バンドパスフィルタ
RMS_bp = 10*log10(rms(p).^2) % P.O.A(レベル)
RMS_bp = 82.9013
figure
plot(p)
hold on
yline(rms(p),'k:')
legend({'フィルタ済み信号','実効値(RMS値)'})
Tomo
Tomo 2022년 10월 4일
ご親切にご回答いただきまして,ありがとうございました.
理解いたしました.ありがとうございました.

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