等ラウドネス曲線でスピーカー周波数を考えました。

質問

等ラウドネス曲線は成人が同じ音圧に感じる周波数特性ですが、良く理解出来ていません。
老齢で特に高音が聴こえなくなるのは分かっていましたが、静かに聴くTVなどの会話レベル60dBでは平均的60歳の場合は63～6300Hzの範囲しか聴けない計算になり、おどろいたり、びっくりしたりです。
　このような考え方は無かったと思いますので、どのようなご意見でも結構です。
この理論が正しいか誤りかを教えて欲しいのです。
宜しくお願いします。

回答No.2

HAL2（@HALTWO） · ベストアンサー

現代はこの問題を考察するのに非常に便利だった Analog Tape Recorder が市場から消滅してしまったことから奇異に感じる方も多いと思います。

私も 10 年余前から「キーン」族の仲間入りを果たした哀れな Audio Mania です(^_^;)。

15 年余前までは既に世の中が DAT や MD などの Digital 録音に移行していたにも拘わらず Cassette Tape Recorder を後生大事に抱え込み、日常の様々な (音楽に限らない) 音を録音しては悦に入っていました。

Analog Tape Recorder には Tape Hiss Noise という 7～8kHz 付近を中心とする独特の Noise があり、この Noise が僅かな (多くても 10dB なんて違いにはならない) 周波数特性の違いよりも僅かな音の立ち上がり (歪率) 変化を呈する Tape Bias 及び Equalizer や Tape 種類の違いと平均録音 Level 及び録音する音源の性質によって大きく耳当たりが変わり、音色感が大きく変化するのが面白いものでして、Digital 録音が物理特性上如何に素晴らしいものであるかを理解していても Analog 録音の魅力からは離れられないものでした。……Dolby NR Switch と Tape Selector を敢えて不適切に設定して再生させると御機嫌な音色となる録音時の設定法なんてのもあって実に面白いものでしたよ(^_^;)。

Cassette Tape は -10dB VU 以下の録音 Level であれば 10kHz 以上の音までほぼ Flat に録音できますので、音色感の違いは周波数特性の乱れよりも歪み分布 (聴感上は音の立ち上がり速度の違いが顕著です) の違いが大きく音色感を変えるようです。

この時、Sizzle Cymbal のような 10kHz 以上の音を録音再生できるか否かが大きく存在感を変える音では、単音 (Cymbal が鳴らされた部分だけの再生) では変な音に聴こえる調整値でも他の音との繋がりが判る数秒以上となる音全体の中では違和感がなくなり、不思議なことに 10kHz 以下 (正確には音階が判る 2kHz 以下まで) の音の方が「音色感が変わる」と感じてしまいます。……私の好みでは 10kHz は多少反応速度がやや遅れがちな丸っこい感じになる音色の方が正確に存在感を掴めるようで、こんな音に感じる東京光音社の RD1W (か 1/2W) が真空管 Amp' Mania に高評価なのも頷けます。

また -10dB VU 以上の録音 Level となると聴感上も明らかに HIgh Filter を入れたように高域の反応が下がってくることから高域の再現を重要視する音源対象には Metal Tape や Chrome Tape を選択するのですが、1990 年以降に急激に増加し始めた圧縮編集音源とでも言うべき市販 Media を Car Stereo 用に Copy する際には何故か -10dB VU 以上に殆どの音が入ってしまう高 Level 録音の方が Original に近い Balance を示したりします。

このような体験ばかりしてきた私は「周波数特性を Flat にしても歪み特性、特に音の立ち上がり (及び立ち下がり) 速度のムラがあっては決して聴感上の Flat 感は得られない」ことを身に染みて痛感しています。

以前、別の質問で、この Corner では大先輩の重鎮 John_Papa さんが御紹介された YAMAHA NS10M の Transient 応答図を見た時「なるほど、この図示なら一目で納得できる」と思ったものです。

http://www.soundonsound.com/sos/sep08/articles/yamahans10.htm

上記の Figure 3 にある図ですね。

Loudness 曲線は 1930 年代の Fletcher & Munson Curve が著名ですが、その後何度も改訂されて Robinson & Dadson の測定結果を Base とした ISO 226 となったのは 1950 年代末、更には東北大学の鈴木陽一を中心とした大規模な日独英米丁共同研究を経て ISO226:2003 に改訂されています。

でも、思うんですけれど、この ISO226 系って Speaker の Transient 応答は全く考慮されていないんですよね(^_^;)。

連続 Sin 波で幾ら Flat 化しても Speaker の周波数及び変換音圧 (電力) 毎の応答速度にムラがあれば聴感上は大きく周波数特性感が変化します。

更に聴き馴れた音源に対しては聴者の脳が経験則から大きく補完してしてしまうので、Flat 化を厳密にすべき範囲は案外 6 Octave ぐらいもあれば充分なのではないかと思います。……63Hz を下限とするのであれば 4kHz ぐらい、80Hz を下限とするのであれば 5kHz ぐらいまで応答速度を含む周波数特性が揃っていればその上下部分は脳が補完してしまうので現実の Woofer や Tweeter 追加に伴う音色変化は理論的推測とは大きく異なってしまうのだろうと思います。

別の質問でやはりこの Corner では重鎮の座を占めていらっしゃる iBook-2001 さんが子供時代に師匠達が Super Tweeter を加えて「低中音域の潤いがどうのこうの」みたいな議論をしているのを見て首を傾げた経験談を御紹介されていたのですが、音色感としての可聴帯域を超える音が再生された際には音色感が判る低中音域の波形に及ぼす影響を感じ取ってしまう好例ですね。……ちょうどハイレゾが高域再生域の拡大よりも低中域波形の再生精度向上を本来の目的とするようなものです。

話が大分脱線しましたが(汗)、60 台ぐらいだと 6kHz 以上の音は脳が 40dB 近くも補完を行うものになってしまいますので、10kHz 以上の音を殆ど再生できない Full Range Speaker Unit であっても 5kHz～10kHz の音圧が存在していれば脳がその補完音を再構成し、10kHz 以上の音も再構成してしまいます。

現在の私は 10kHz 以上の感度なんて殆どないですし、愛用している Speaker は黒色抄紙の 12cm Full Range という 5～6kHz 以上は全く当てにならない Unit なのですが、それでも Super Tweeter なんぞ追加しなくても Sizzle Cymbal の余韻を感じられる理由は 5～6kHz 強域の不確かな音波を脳が補完して 10kHz 以上の音を感じさせているからなのだろうと思います。

その際、脳が 10kHz 以上の音を再構成するのに必要な低域情報が「周波数特性上は 10kHz 付近まで Flat に伸びていながらも反応速度にムラがある Speaker Unit の発音情報を提供する Unit」よりも「5kHz 以上の周波数特性は全く当てにならないながらもそれまでの反応速度に大きなムラは少ないので 10kHz 以上の音を正確に再構成できる Unit」の方が好ましい音に感じられるのは言うまでもありません。

言葉で説明するのが非常に難しい、微妙な音感の話なのでとりとめもなく綴ってしまいましたが、私はそんなふうに感じており、Loudness Curve は連続 Sin 波での聴音では正しいが、Speaker から発音する Dynamic な音源にはあまり当てにはならないというのが私の感想です(^_^;)。……変則的な中心周波数の 5 素子 Tone Controller や Compander (Compression/Expansion)、Continuous Loudness Controller を駆使して好みの音に調整できた McIntosh C34V では「あれっ？これでホントに良いの？」って調整値がたまにありましたから(笑)。

素敵な Audio Life を(^_^)/

お礼

貴重な経験談などありがとうございます。
脳が音を補正するのは事実のようですね。
スピーカーからの過渡特性が悪くても良い音に聴けるのも検討予定ですが、
次々と分からないことが出てきますのでこつこつとゆっくり検討しています。
結局周波数特性がフラットに出ていても低音と高音は小さく感じるし、0dB以下は聴けないけど脳で判断できるのが本当と思います。

回答No.3

gunsin

＃１です、補足投稿有難う御座いました。
質問の主旨を良く理解しないで（添付のグラフの意味が解かりませんでした）
回答してしまった様で、トンチンカンの回答になってしまいました。

スピーカーでの実現には、無理が有ると、思います。
音楽ソースの製作側で決められている音源をその様なスピーカーで
再生すると音楽にならないでしょう。
今の日本の音源の実情はテレビ、DVD Video、音楽ＣＤなどは、
ドンシャリの特性で作られた物が氾濫してますので、ある意味、
sirasak 様の意向に沿っているのでは？・・・
Frieve Audioのイコライザーは細かい設定が出来ますので、お試しに
なっては如何でしょうか・・・
http://www.frieve.com/

昔の音源をデジタルにリメークしただけのハイレゾ音源が多いので
40Khzなんて入ってませんので、聴こえなくて当たり前かと。

SACDが普及しないのも、同じ状況なので売れないのだと思ってます。

ハイレゾ、SACD用に録音された音源であれば、興味がそそられますが。

お礼

添付のグラフの意味はフラットな音が来ていても低音と高音は小さく感じるし、0dB以下の音は聴こえないだろうと仮説で、業界初の記事のはずです。
このような図にすると違う発想が出ると思います。

図の様な曲線の低音高音低下のスピーカーで再生すると音楽になりません。
図は小さく感じる様子を表していて、音楽は100Hz以下、5kz以上が低下しているのが標準なので、その範囲がフラットのものが必要での計算で、
一般的な-10dB表示を考慮したものです。

Frieve Audioのイコライザーを紹介頂きましたが、Audacityなどで編集できています。
リメークしただけのハイレゾ音源は興味がないのは同感です。
再度の回答ありがとうございます。
又気が付いたことがあったらお願いします。

回答No.1

gunsin

等ラウドネス曲線は理論では無いですね、実際に純音を聴かせたデータから
導かれた物ですね。

オーケストラの最高音はピアノとピッコロの５Khzです。
それ以上の高音は楽器ならシンバルやトライアングルの金属系の打楽器になり
さらにその上は高調波の世界で、犬と蝙蝠が聞き分けられる様です。
6.3Khz以上が全く聴こえない訳ではないので63～6300Hzあれば音楽を、
聴けて楽しむ事が出来ると思います。

団塊世代の私は、最近キーンと云う耳鳴りがしだして、耳鼻科に行きました、
先生曰く、加齢に伴い、聴こえていた周波数（キーン）の音が聴き
辛くなったので、脳がこれは変だとパニックを起こしている状態なのだそうです。
何か別の事をすれば、キーンの音は気にならないので、なるべく
気にしないようにして日常を過ごすしかないですよと、云われました。

お礼

等ラウドネス曲線は統計数値ですが、上下逆にすると、スピーカー特性図みたいになり、曲線以下の音は聴こえないと仮定しました。
60dB、80dB,100dBで聴いていると低音と高音は低く聴こえるし、0dBの音も聴こえるのでその範囲の周波数が聴けると勝手な理論を立ち上げたのです。

NHK試してがってんで高音が聴こえなくなると脳が耳の感度を上げて高音が来ていると錯覚するのでキーンと言う説明がありましたが、
私もそのとおりで一日中キーンと響いていますが、気にしないようにしています。
でも表のように80dB以上で聴くと高音が聴こえます。
ただし100dB位大音量にしても12500Hzまでしか聴こえませんので、
標準より悪い耳で、ハイレゾ40kHzが聴けない耳です（笑）

回答ありがとうございます。