スペクトル表の見方を教えてください。

質問

画像はFrieve Audioというソフトを使って1000Hzのテスト音源を鳴らして表示させて見ました。
Frieve Audio　　　http://www.frieve.com/frieveaudio/
サンプル音源(1000Hz)　　http://sound.jp/musicyou/page048.html

(1)この画像から、どういう情報を読み取ることができるか教えてください。
自分なりに考えてみたのですが、１ｋHｚの音が96dBで鳴ってると解釈していいのでしょうか?

(2)どう設定すればいいか迷ったのですが、レベル軸と周波数軸の設定は144dB、リニアでよろしいでしょうか?96dBのほうがよかったでしょうか?

回答No.3

John_Papa · ベストアンサー

こんにちは。

1KHzの正弦波がほぼ0dB（データ上での最大音量）で鳴っていると解釈できます。

このグラフは、正弦波ということも有って窓関数ハニング(Hanning)の特徴が良く出ていると思います。
周波数分析では最も多用される窓関数です。
ただ、分析のサンプルデータ数が少ないので、ピークの幅が広くなってます。低音域にグラフの線が延びていないのもサンプル数が少ないことを表しています。
精度を期待せずに、音に合わせて動きを楽しむ観賞用なのでしょう。

参考までに、サンプル数によってこんなに表示が違うという例として、
あなたのリンク先の同じサンプルをWaveSpectraで表示させた画像を添付しました。窓関数はHanningです。
FsはデータのPCMサンプリング周波数、NがFFTサンプリング数です。

WaveSpectraの入手先は、
http://www.ne.jp/asahi/fa/efu/soft/ws/ws.html

なお、通常、レベル軸と周波数軸の設定は、添付画像（あなたのも私のも）の対数（ログ、log）が良いですが、グラフから全体像を捕らえるのではなく数値を読みたい場合にはリニアにして読むのが良いでしょう。

お礼

ご回答ありがとうございます。窓関数は自分の使ってるソフトでも、変更できるんですかね。WaveSpectraのほうが正確そうに見えますね。

回答No.4

iBook 2001（@iBook-2001）

はじめまして♪

すでに回答されている方々の内容、みな納得出来ますねぇ。

単純に、Q&Aとして、、、

Q、（１）この画像から、どういう情報を読み取ることができるか教えてください。
自分なりに考えてみたのですが、１ｋHｚの音が96dBで鳴ってると解釈していいのでしょうか?

A,１kHz信号は基準値の０dBです。
その他の細かなグラフの読み取り方は、後にします。

Q、(2)どう設定すればいいか迷ったのですが、レベル軸と周波数軸の設定は144dB、リニアでよろしいでしょうか?96dBのほうがよかったでしょうか?

A,どのような表示にしたいか、目的等により設定可能な範囲で、個人の自由です。

さて、全体的な部分として、１kHzのシングルトーン信号を測定、表示させる意味が有るかどうか、根本的な部分にも多少疑問も残りますが、本来は１kHzのみに信号が存在し、他の帯域には信号が無いハズ。測定と表示の限界を見極める、という目的であれば、御質問者様の活用したソフトで、測定＆表示設定に置ける結果が画像のように成る、と解釈して良いでしょう。

過去のアナログが主流という時代で、単なるオーディオファンが測定を行なう場合、本格的な測定器を用いないと、基準レベルに対して下限は-40dB程度まで、というのが常識だった時代も有ります。
測定スケールが、－１４４dBと-96dBと言うのは、端にデジタル演算に依る切り替え数値だと想像されます。（24Bit／16Bit)
簡易測定だと思われる範囲では、-60dBくらいまでを見ておくのが無難です。
本物の精密測定器でも、電子回路に抵抗が１本存在するだけで、現実には-144dBという数値はもはや観測不可能です。よほどの事が無い限り、せいぜい-12０dBが観測出来れば御の字。私達一般人に取っては-80dBまで見れれば、感覚的には十分とすら言えます。

デジタル演算測定の弱点は、演算精度自体は高いが、サンプル数が相当量存在しないと誤差が大きい（特に低域側に顕著なヒュオ氏に成りがちで、データ表示から有る程度ですが測定精度を憶測可能）、さらに測定開始、終了ポイントの切り捨てデータ部分の処理によっても表示誤差が大きい（この部分に、窓関数、ハミングなどが影響します。）

単純に結果表示を眺めて、目的の１kHz信号以外が全て歪みや雑音と勘違いしちゃうと、大間違いです。
同じ観測設定でも、ソフトによって表示が違う事も少なく有りません。

測定する＝測定結果を見て、ナニカを読み取りたい。
という目的が有るはずです。

端に表示させてみた、だけでしたら、まぁこんなもんか、と納得するしか無いでしょう。

ちなにみ、他の事例で、サンプル音源を動画アップし、その動画の無音部分をそれぞれ違うソフトで表示させてみた画像が、まだ残っていましたので、添付してみます。
（無音のはずなのに、、、、）

お礼

音を視覚的に見たくて、こういうソフトを使ってみました。どの周波数がどの位の音でなってるかを確認できますよね！？
周波数のサンプルについては、目盛りのないスペクトル表を表示する音楽再生ソフトでのどの棒が何Hｚを表してるのかなどの確認のために使ってみようと思いました。
周波数のサンプルが0dBFsを表してるということは、目盛りのないスペクトル表で他の音源を鳴らしたとき、それ以上、大きく（上）なることはないですよね?

回答No.2

Yorkminster

あまり細かいことを書いても理解できなければ意味がないので、意図的に誤摩化します。

(1)
違います。1000Hz、0dBの信号であることが分かります。なぜなら、1000Hzの個所にピークがあり、かつ、それが0dBに達しているからです。

以前にも書いたと思いますが、リニアPCMでは有効ビット深度を超えると波形が潰れてノイズになります。従って、16bitで量子化するのであれば、最大の波形が16bitに収まるようにしなければなりません。このように常に最大の振幅で制限がかかるので、それを基準 = 0dBとします。この状態がフルスケールなので、0dBFSと表記します。

0dBFSの信号をDACに入力したとき、何dBV（ないしdBu）のアナログ信号が出力されるかは、DAC次第です。また、それをアンプに入力したときスピーカーから何dBSPLの音圧が得られるかは、アンプの増幅率とスピーカーの能率によります。従って、「何dBで鳴っているか」は全く関係がありません。

(2)
どちらでも構いません。あなたが見やすいように設定すれば良いです。そのために、切替機能が用意されているのです。本来であれば窓関数なども目的に応じて切り替えるべきですが、あなたにとっては手に余るでしょう。

たとえて言うなら、タバコ1本の重さを量るのに、「100kgまで測れる（が100g以下は不正確な）体重計」を使うのか、「1kgまで測れる（誤差1gの）料理秤」を使うのか、「研究所レベルの誤差0.001gの秤」を使うのか、です。

当たり前ですが、僅か数グラムのタバコを測るのに体重計に載せても、針は微動だにしないでしょう。逆に、超高性能な測定器を使うには、使う側の人間にも知識が必要です。医者でもないのにレントゲンを買っても（もちろん法律上買えませんが）、病気を見つけることはできません。

お礼

わかりやすい解説ありがとうございます。0dBFSの話し、何dBSPL、体重計の例え参考になりました。

回答No.1

DCI4

スペクトル表の見方を教えてください。

★回答

Frieve Audioというソフトを使ってません　一般論です

あなたのやり方では
根本的に読み取れません

オーディオ大衆雑誌なんかにもよくある　いんちきが多い

ちゃんとした　工学的ではない記事です

・・・・おわり・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

★そのように言う　理由回答

FFTは　DFT　であり有限の数列を離散フーリエ変換　したものです

アナログのスペアナじゃないんです

あなたの質問には窓関数が書いてない

よってすべての回答はいんちきですよ・・・おわかりですか？

サイドローブのデーターは意味をなさない

メインの信号は意味ある

これが正式回答となります

・・・・・・・おわり・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

★アドバイス

いんちきな概念はすてて　基本をおさえてください

検索キーワード；窓関数　打ち切り誤差

http://www.ic.is.tohoku.ac.jp/~swk/lecture/yaruodsp/win.html

計測信号処理(2012)
http://www.appi.keio.ac.jp/?page_id=437
https://www.youtube.com/watch?v=hlllOyGocJw

★回答　　悪い例

へんてこな回答が多い
回答がまちがってしまう例を上げておきます

自分で勉強してください

http://okwave.jp/qa/q8435269.html

★メインの信号とその他は以下で計算される

以下がS/N　比　計算例となる

フルスケールサイン波を0dbと考えるのが普通です

6.02db×23bit+1.76=140.22ｄｂ

ただし貴君の　測定方法がおかしいようです

・・・・・・おわり・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

(2)どう設定すればいいか迷ったのですが、レベル軸と周波数軸の設定は144dB、リニアでよろしいでしょうか?96dBのほうがよかったでしょうか?

★回答

自由でOK

読み取りにくくなるだけ

レンジからはみだすと　見えない

FFTはリニアー横軸でないと　均等にマッピングされないので　低周波は荒くなりますねー
FFTもともと横軸均等ですから

・・・・・・おわり・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

★結論回答

※測定には　　窓関数　データー長　FFTポイント数が
　　テスト信号の周波数により調整が必要てことです

そうしないと　サイドローブは意味なしになります
メインの信号　とがった部分ですね　ここだけ意味あることになる

・・・・・・おわり・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

お礼

ご回答ありがとうございます。リンクの内容、また見てみたいと思います。