エンベロープインテンシティ音源探査システム (DS

音源探査をもっと身近に・手軽に !!
狭いところでも使用できる小型の音源探査システム
● 片手で持てるセンサでセッティングも簡単な音源探査システム
4 本のマイクロホンを正四面体の各頂点に配置した独自構造の３次元インテンシティプローブ（テトラホン）を
利用して、測定対象に向けて容易にセッティングできます。
● これまでの音源探査装置では方向検出が難しかった過渡音にも対応
テトラホンにより測定した瞬時インテンシティのエンベロープを求めることにより、時間的に変化する過渡音
（衝撃音および断続音）に対しても、高い時間分解能で放射音の到来方向とエネルギーを捉えることができます。
● 画像と放射音の到来方向をマッピングして音源部位を特定
テトラホンに装着した専用の小型カメラで測定対象を静止画として
撮影し、画像上に放射音の到来方向をマッピングできるので、
音源位置の特定が容易です。
テトラホン（高周波用）
専用小型カメラ
カメラを取り付けたテトラホン
エンベロープインテンシティ（EI）とは
音響インテンシティ（SI）（時間平均）
音響インテンシティ（SI）は音の方向と大きさを測定することにより、騒音源から
の音放射分布や音源の位置を特定できる方法で、基本的には定常的な音を対象とし
ています。しかし、測定対象となる発生音の中には時間的に変化する過渡音も多く
存在します。そこで、瞬時インテンシティと SI の中間的な性質を持つ音圧と粒子速
度の包絡線から算出する EI が過渡音の音源探査に有効です。
time
瞬時インテンシティ
エンベロープインテンシティ（EI）
事例１【エンジン単体での音源探査（測定・解析の流れ）】
Step1. 時間波形収録
テトラホンを測定対象のエ
ンジンに向けてセッティン
グします。EI は直接音と反
射音を分離できるため、ベ
ンチのような狭い空間でも
音源探査を行うことが可能
です。
Step2. 音の特徴抽出と EI 演算
1/N オクターブ解析、FFT 解析、変動音解析などを用いて、時間と
周波数の両面からエンジン音の特徴をつかみます。
ここでは変動音解析により明らかになった、回転２次成分の変動
（約 40 Hz）が顕著な 2.5 kHz 帯域（部）に着目して EI 演算を行い
ます。
※オプションによって解析可能な機能が異なります。
エンジンの排気側にテトラホンを設置
テトラホンに装着した専用
カメラで静止画を撮影する
とともに、アイドリング時
のエンジン音を収録します。
エンジン上面から撮影
解析イメージ
Envelope Intensity Sound Localization System
【基本構成例】
【仕様】
エンベロープインテンシティ解析ソフト
位置精度 ※2
±5 度（カメラ画角内）
MI-6420
3 次元インテンシティプローブ（テトラホン）
測定周波数範囲 ※3
低周波用： 315 Hz ∼ 2 kHz
CF-0610
SI 用 4ch マイクロホンアンプ
DS-3204 ※1
4ch メインユニット（4ch 基本セット）
カメラ画角 ※4
水平角：
54 度
垂直角：
42 度
高周波用： 800 Hz ∼ 5 kHz
カメラ、ノートパソコン、その他周辺機器
※1 DS-2000 シリーズにも対応
※2 マイクロホン校正値を使用時
※3 EI 測定時（定常音を対象とした場合と異なります）
※4 測定範囲は全方向
※テトラホンの仕様はインテンシティ計測システムのカタログを参照
事例２【複合機の音源探査】
複合機は印刷動作に応じて音源の位置が変わります。ソフト上で異なるタイミングの音源位置を表現できるので、各動作時の音源位置
推移を把握することができます。左図の結果では、異なる周波数帯域で音源となる位置と時間が異なっていることがわかります。また、
右図では任意に指定した周波数範囲での音源の時間変化がわかります。
EI の振幅
0.00
−2,000 Hz −4,000 Hz
time（s）
0.10
EI の振幅
0.00
紙送り時の音源探査
Step3. 結果表示
−990 ∼ 1,100 Hz
time（s）
フィーダ部開閉時の音源探査
Step4. 繰返し測定
ある特定の気筒から音が顕著に発生していることがわかります。
また、EI の時間波形より、回転 2 次成分の時間間隔で音の強さが変動していることも確認できます。
円で表示した図は、指定した時間幅での音の強さ
の軌跡を２次元で示しています。
（上：前後左右、下：前後上下）
円内の赤いポイントで示す方向が、カメラ画角内
にある場合は写真上にマーキングされ、位置精度
の範囲（±5 度）を四角のフレームで示しています。
これにより、複数のタイミングで発生する音源の
位置が確認できます。
EI 解析結果イメージ
エンジン吸気側から撮影
一連の作業により、エンジン上面から
発生している音源位置を特定できまし
た。
エンジンは、各側面が異なる構造のた
め、テトラホンの設置場所を移動して
測定することが望まれます。
0.15
ビームフォーミング法（BF）による音源探査との比較
BF は数十∼数百本の無指向性マイクロホンを配置し、音源からマイクロホンまでの位相差の情報から音圧分布を得る手法です。EI と
はアルゴリズムが大きく異なりますが、どちらもカメラで撮影した映像と合わせることで音源の位置を直感的に捉えることができます。
左下図は、自動車のドア閉じ音を対象に、BF によって測定して得られたカラーマップと、時間波形上の位置 A,B,C における EI 解析
から得られた音源位置を、測定対象の静止画と重ねて表示したものです。
BF による音源可視化システムでは、1 秒間に 25 コマの時間分解能（40 ms）で、時間的に変化する音源の位置をリアルタイムにカラー
マップで表現することができます。そして、対象エリア内の最大音圧を「＋」で示しています。
magnitude（Pa）
BF のカラーマップで変化がないのは、EI で解析した A ∼ C の時間幅が BF の 1 フレーム内（時間波形にある黄色の範囲）になるためです。
EI で周波数を考慮して解析した結果が示す音源位置は、A（ラッチ音 , やや高音）、B（ドアバタつき音）、C（ドンという低音）と移動
しているのがわかります。また、BF の最大音圧の部位は、時刻 B において EI で解析した音源位置と一致しています。
A B
C
0
100
時刻 A（EI 解析：1,250 Hz）
time（ms）
200
300
時刻 B（EI 解析：800 Hz）
BF システム（マイクロホンアレイ）
時刻 C（EI 解析：315 Hz）
MI-6420 外形寸法図（単位：mm）
58.0
（534.2）
（524.2）
（214.7）
（145.4）
φ10.0
φ10.7
φ7.0
φ4.0
9.5
5.0
φ7.0
20
20.0
310.0
29.0 159.0 110.0 12.0
φ16.0
.0
9.5
5.0
16.3
12.1
折り曲げ方向
φ16.0
φ7.0
φ7.0
49.0
φ4.0
60
60.0
マイク側から見た図
45.5
29.0 159.0 110.0 12.0
.0
55.0
58.0
310.0
20
.0
12.1
φ10.0
φ10.7
49.0
60
.0
折り曲げ方向
（558.7）
（549.2）
（234.2）
（136.2）
収音の中心位置 202. 5
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