明瞭度と明瞭性(C50・C80・D50)
明瞭度は、音のエネルギーがどれだけ「早く」 — 音や音節を補強できるほど早く — 到達し、どれだけ「遅く」 — 残響のにじみに溶け込む — 到達するかを測ります。
残響時間は部屋がどれだけ長く鳴るかを示しますが、聞き取れるかどうかは示しません。RT60 が中程度でも、初期エネルギーが優勢なら十分に明瞭になり、後部残響が優勢ならこもります。明瞭度と明瞭性は、インパルス応答を時間の境界で分け、両側のエネルギーを比べることで、このバランスを数値にします。
明瞭度にはインパルス応答が必要です
C50・C80・D50 を返すのは analyzeImpulseResponse(...) だけです。通常の音楽に対するブラインド解析(detectAcoustic(...))が復元するのは減衰の速さだけで、3 つとも NaN になり、帯域別の c50Bands / c80Bands も空で返ります。明瞭度の数値が必要なときは、手拍子・風船の破裂音・スイープを録音し、そちらを解析してください。
- 初期 0〜50 ms
- C80 が足す 30 ms
- 後期
C50 — 音声明瞭度
C50 は、最初の 50 ミリ秒のエネルギーと、それ以降の全エネルギーの比(デシベル)です。
C50 = 10·log₁₀( 初期エネルギー (0〜50 ms) / 後期エネルギー (>50 ms) )
50 ミリ秒は、耳が初期反射を直接音と 1 つのより大きく明瞭な事象に融合する、おおよその時間窓です(先行音効果、ハース効果)。それより遅く到達するエネルギーは別個の残響として聞こえ、次の音節をマスクします。
- 高い C50(正、数 dB)— 子音がくっきり保たれ、会話・台詞・講演に向きます。
- 低い C50(負)— 尾が直接音を覆い、音声がにじんで明瞭度が落ちます。
C80 — 音楽明瞭度
C80 は境界を 80 ミリ秒にします。音楽は音声より残響の溶け合いを許容し、しばしば求めるため、初期窓を広げます。
C80 = 10·log₁₀( 初期エネルギー (0〜80 ms) / 後期エネルギー (>80 ms) )
C80 はコンサートホールの標準的な明瞭度指標です。ホール設計者は慎重に整えます。高すぎると音楽が乾いて分析的になり、低すぎると速いパッセージがぼやけます。
| C80 | 音楽的な印象 |
|---|---|
| > +4 dB | 乾いて分離がよく近い |
| 0 〜 +4 dB | 明瞭だが部屋に支えられる |
| −2 〜 0 dB | 残響が多く溶け合う |
| < −2 dB | にじんで不明瞭 |
D50 — 明瞭性
明瞭性(D50)は、同じ 50 ms の分割を比ではなく割合で表します。Deutlichkeit は同じ量を指すドイツ語の原語にすぎません。
D50 = 初期エネルギー (0〜50 ms) / 全エネルギー
D50 と C50 は同じ測定の 2 つの見方で、互いに直接変換できます。libsonare は D50 を 0〜1 の割合として返します。0.72 なら、エネルギーの 72% が最初の 50 ms に到達したという意味で、UI では慣習的にこれをパーセント表示します。値が高いほどエネルギーの多くが早く到達し、部屋がより「明瞭」です。dB の比よりパーセントのほうが明瞭度として直感的だと感じる人も多くいます。
なぜ 3 つとも見るのか
3 つは少しずつ違う問いに答えます。C50 は音声、C80 は音楽、D50 は初期エネルギーの直感的な割合です。話し言葉に最適化した空間(高い C50、高い D50)は、オーケストラに最適化した空間(適度でバランスのよい C80)とは別物です。3 つすべてを見ることで、録音空間が単にどれだけ鳴るかではなく、実際に何に向くかを判断できます。
libsonare が明瞭度をどう算出するか
libsonare はインパルス応答の二乗を 50 ms と 80 ms の境界の両側で積分して初期エネルギーと後期エネルギーの和を作り、C50 と C80 を初期/後期比の 10·log₁₀ として、D50 を初期/全体の割合として報告します。積分はノイズフロアでの打ち切り点(Lundeby 法で求める。減衰が録音のノイズフロアに達する位置)で止めるため、残響テールの後ろに続く背景ノイズが後期エネルギーに数えられて明瞭度を引き下げることはありません。ここまでの処理はすべてインパルス応答のときだけ走ります。通常の音楽に対するブラインド解析は初期/後期の分割自体を作らず、演奏の隙間に露出した尾の断片へ減衰の速さを当てはめるだけなので、C50・C80・D50 は概算値ではなく NaN として返ります。明瞭度は直接音の到達時刻に依存するため、解析はまず直接音のピークを特定し、それを基準に窓を測ります。直接音の位置を取り違えることは、信頼度スコアが低いときに C50/C80/D50 を概算として扱うべき理由の 1 つです。