バンドパスフィルター後の音圧測定について

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Tomo
Tomo 2022-10-4
评论： Tomo 2022-10-4
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．

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Hernia Baby
Hernia Baby 2022-10-4
Ran in:
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。
  4 个评论
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Hernia Baby
Hernia Baby 2022-10-4
Ran in:
@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。
参考：オーバオール値とは何ですか、またどのように算出するのか？
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 2022-10-4
@Hernia Baby様
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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