自然の音に近いピンクノイズで高音が低い理由は？

質問

ピンクノイズは自然の中に広くみられ、高音が低いカーブだけどパワーが周波数に反比例する雑音で、1/fゆらぎと言われたりしますが、高音が小さくなる理由が分かりますか？
音響測定に使われたり、海の波音とか、音楽でも高音が低いです。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%94%E3%83%B3%E3%82%AF%E3%83%8E%E3%82%A4%E3%82%BA

回答No.9

HAL2（@HALTWO） · ベストアンサー

A No.8 HALTWO です。
御礼、有難うございます。
補足、拝見しました(^_^)/

＞20kHzは20Hzよりもエネルギー1/1000(-30dB)音圧1/30(-30dB)に減衰して音圧は高音ほど低下するが高密度になるので増幅されてオクターブバンド毎では音圧もエネルギーも一定になります。
音楽や自然の音もピンクノイズに似て、エネルギーが一定と仮定すると、音圧は周波数が高いほど減衰しているで良いですよね？

＞はい、音波を発生する Energy 源は全ての振動可能な物質に均等に Energy を伝達しますので「全ての振動可能な物質」が可聴帯域全般に渡って「偏りなく」振動源及び伝達媒体となっているのであればそうなります。
「自然音」という定義が特定の一部空間では無く「地球上の全地表空間平均値」といった漠然とした「仮定空間」における音波伝搬であれば全可聴帯域に均等に Energy が大気に伝搬されている事になります。
後は大気 (標準大気？) の音波伝搬特性に負うわけですね。
標準大気に於いては Pink Noise Pattern となります。
まぁ戸外ではちょっと風が吹いただけでも音が持っていかれてしまいますので標準大気とはあくまでも脳内設定の非現実空間なのですが……。

しかし音波 (振動) が伝搬する媒体の質によっては Pink Noise Pattern にはなりません。
吸音材を介して測定すれば、当然の事ながら一部の帯域が吸音されてしまいます。
居住空間はそこら中が吸音材と反射材で埋め尽くされているようなものですので、Listening Room に限らず、屋内でも屋外でも人が活動する全ての場所で耳に入ってくる外界音は Pink Noise Pattern にはなり得ないのです。
唯一の例外は無響音室の中だけでしょう。
まぁ On Mic' Multi Track 収録の Mix Down 曲ならばそれに近いでしょうが、当然の事ながら観客席で聴く音とは大きく異なります。

その、人間の聴覚も耳骨の振動に聴覚神経が反応て発する電気刺激を脳が処理する事で行われているもので、鼓膜は単なる増幅器に過ぎません。
鼓膜が破けても音は聴こえますし、周波数特性や歪率が大きく乱れて会話を認識できなくなるほど変な音になるわけではなく、増幅器 (鼓膜) が機能しなくなったので極めて小さく聴こえるというだけのものになります。……破けた鼓膜が邪魔しているので多少は変な音になりますが……。
そのため Microphone で音を電気信号に変換する過程は人間の聴覚とは異なる構造なのです。
そんな「人間の耳とは異なる」Microphone を「人が立ち入る事ができない位置」に Set して収録したのが殆どの音楽 Media ですので、そんな Media から現場で聴いた音を Listening Room 内に再現させるのは不可能だと思っています(^^;)。

Microphone から Speaker まではあくまでも途中に介在する伝送機器でしかありませんので、入り口と出口で波形に乱れがなければそれで良いのですが、Microphone の前で音が存在する環境と Speaker から出た音波が耳に到達するまでの環境は大きく異なりますので、その違いをどう捉えて満足の行く音響に整えるかが Audio Mania に求められる本質的な課題でしょう。

……なので私は「原音に忠実」とか「ありのまま、自然な」といった宣伝文句には眉を顰めてしまいます(^^;)。

波の音に関してですが、私は現在、出張で千葉県九十九里浜の近くに赴いているので、週末には現地で購入した自転車で浜辺まで Camera を持って散歩に行ったりしているのですが、浜で聴く波の音と防波堤で聴く波の音とは遙か遠くから届いてくる波の音でも大分違います。
水平線から上は遮るものが殆ど無い一方で下は砂浜となっている浜辺と、下方向は周囲が Concrete 面の堤になっていて背後には防風林等がある上に生活音も聞こえてくる防波堤の上では生活音を差し引いても反射音が異なる事から波の音も変わります。……特に残響音 (Echo) の被り方が大きく違っていて周波数特性も違っています。

まぁ反射音の変化で障害物を察知できるほどの聴覚を持っている盲目の人ならば「波の音？ こことそことでは全然違うよ」と仰るでしょうが……。

身近な戸外空間で特別な背景音響空間と感じるのは神社ですね(^_^)/。
大抵の神社は地面が土か砂利で周囲は樹木で外界と隔てられていますので、そこで出す音は周囲の吸音反射特性が異なる事から (音楽演奏を聴くのに適した音響とは思えないのですが(^^;)) 所謂「静謐な空間」と感じられる独特の音響空間になっています。
測定した事がないので確信はありませんが、堂内で演じられる神楽を堂前で聴くのとちょっと離れて聴くのとでは高域の音量や質感がまるで違いますので、境内の音響特性は Pink Noise よりも Brownian Noise に近い、高域が大きく乱れながら減衰すると共に開けている事から超高域の反射音を得られないようなものになっているのではないかと思います。

私は PC Audio で音楽を聴く際に Recording Studio 収録である筈の音を Concert Hall での演奏音みたいな残響を加えたり大音量時と小音量時とでの周波数特性や残響特性を変えたりといった Pos'Pro' (後処理) を積極的に行ってその時々で聴きたい音色感にしてしまうのですが「Microphone の向こうと Speaker のこちらとでは音響環境が全く異なるのですから Pos'Pro' せずに聴くなんて初めの 1 回だけ(笑)」みたいな感覚で Audio を楽しんでいます。 ……ってそんな事をやっていると「Audioって底なし沼だよね(^^;)」としみじみ思ってしまいますが(笑)。

素敵な Audio Life を(^_^)/

お礼

「自然音」という定義が特定の一部空間では無く「地球上の全地表空間平均値」といった漠然とした「仮定空間」における音波伝搬であれば全可聴帯域に均等に Energy が大気に伝搬されている事になります。
・・・同感です、音響や機械では周波数が大きくなると電力が大きくなるけど、電気では周波数に無関係なおで見方が違います。
音楽編集もピンクノイズに合わせるとエネルギー電力が一定になるのでほとんどの音楽が高音ほど小さくなっているのを昔は理解していませんでした。
沢山の情報ありがとうございました。