重み付けフィルター

音には波長、周波数、速度という3 つの基本要素があります。音の測定では、音の大きさをデシベル(dB) で測定します。デシベルは対数で、0 dBを基準としています。 ^{[ 1 ]}音には周波数の範囲もあります。周波数は、正弦波が 1 秒間に繰り返される回数です。^{[ 2 ]}通常の聴覚系は、通常 20 ～ 20,000 Hz の範囲を聞き取ることができます。^{[ 2 ]}音を測定するとき、測定機器は入力された聴覚信号を受け取り、これらのさまざまな特徴について分析します。これらの機器の重み付けフィルターは、フィルターに応じて特定の周波数とデシベルレベルをフィルタリングします。重み付けフィルターは、人間の自然な聴覚に最も似ています。これにより、騒音計は、入力された音が正常な聴覚を持つ人間の聴覚系にとってどのくらいのデシベルレベルになるかを判断できます。  

例えば、ラウドネスの測定では、人間の耳が最も敏感な3～6 kHz 付近の周波数を強調し、耳が鈍感な非常に高い周波数と非常に低い周波数を減衰させるために、 A 重み付けフィルタが一般的に使用されます。目的は、測定されたラウドネスが主観的に知覚されるラウドネスとよく一致するようにすることです。A 重み付けは、40 フォンのフレッチャー・マンソン等ラウドネス曲線に基づいているため、比較的静かな音と純音にのみ有効です。^{[ 3 ]} B曲線とC 曲線は、より大きな音を想定して作られましたが (使用頻度は低い)、D 曲線は大きな航空機騒音の評価に使用されます ( IEC 537 )。B 曲線は、A 曲線と比較して、より多くの中程度のラウドネスレベルをフィルタリングします。^{[ 3 ]}この曲線は、現在では騒音レベルの評価や監視にはほとんど使用されていません。^{[ 4 ]} C 曲線は、低周波数と高周波数のフィルタリングが少ないという点で、A 曲線と B 曲線の両方と異なります。^{[ 3 ]}このフィルターははるかに平らな形状で、特に騒がしい環境での音響測定に使用されます。^{[ 3 ]} A 重み付け曲線は 40 フォン曲線に従い、C 重み付けは 100 フォン曲線に従います。^{[ 4 ]} 3 つの曲線は、曝露レベルの測定ではなく、測定される周波数で異なります。A 重み付け曲線は、500 Hz 以下でより多くの周波数を通過させます。これは、低音量での人間の耳を最もよく表しています。^{[ 4 ]}  

音を測定する理由は様々です。これには、労働者の聴覚を保護するための規制に従うこと、騒音条例に従うこと、電気通信など、多くの理由が含まれます。音測定の基本は、入力信号をそのさまざまな特性に基づいて分解するという考え方です。入力されるすべての正弦波音には、周波数と振幅があります。この情報を使用して、入力されるすべての聴覚情報の振幅の二乗和から音のレベルを推測できます。^{[ 4 ]}騒音計 を使用する場合でも、ノイズ線量計を使用する場合でも、処理は多少似ています。校正済みの騒音計では、入力音はマイクロホンによって拾われ、内部の電子回路によって測定されます。^{[ 5 ]}デバイスが出力する音の測定値は、A、B、またはC重み付け曲線を通してフィルタリングできます。使用される曲線は、結果として得られるデシベルレベルにわずかな影響を与えます。

電気通信分野では、重み付けフィルタは電話回線の電気ノイズの測定や、様々な種類の機器（受話器）の音響応答を通して知覚されるノイズの評価に広く用いられています。DIN規格など、他のノイズ重み付け曲線も存在します。「プソフォメトリック重み付け」という用語は、原則としてノイズ測定を目的としたあらゆる重み付け曲線を指しますが、狭帯域音声回線用の電話で使用される特定の重み付け曲線を指す場合によく用いられます。

A特性デシベルは、 dB(A)またはdBAと略記されます。音響（校正済みマイクロホン）測定値を参照する場合、使用される単位は、20マイクロパスカル=0 dB SPLを基準としたdB SPL（音圧レベル ）になります。^{[ 6 ] [ nb 1 ]}

A特性曲線は環境騒音測定に広く採用されており、多くの騒音計で標準的に用いられています（詳細についてはITU-R 468の重み付けを参照してください）。

A特性補正は、大きな騒音によって引き起こされる聴覚障害の可能性を評価するためにも一般的に使用されていますが、これは、そのような使用が有効であることを示唆する優れた実験的証拠に基づくものではなく、A特性補正を組み込んだ騒音計が広く普及していることに基づいているようです。SPL測定値を引用する場合、測定用マイクロホンと音源との距離が「忘れられて」しまい、データが役に立たなくなることがよくあります。環境騒音や航空機騒音の場合は、測定点でのレベルが必要なので距離を引用する必要はありませんが、冷蔵庫や同様の機器を測定する場合は距離を明記する必要があります。明記されていない場合は、通常1メートル（1 m）です。ここでさらに複雑なのは、残響室の影響です。そのため、機器の騒音測定では、「開けた場所で1 m」または「無響室で1 m 」と明記する必要があります。屋外で行われた測定は、無響室の状態によく近似します。

冷蔵庫や冷凍庫、コンピューターのファンといった家庭用電化製品の販売資料には、A特性音圧レベル（SPL）による騒音レベルの測定値が記載されることが増えています。聴覚の閾値は通常0  dB SPL前後ですが、これは実際には非常に静かなレベルであり、家電製品の騒音レベルは30～40 dB SPL程度であることが多いのです 。

6kHz付近のノイズに対する人間の感受性は、 1960年代後半にコンパクトカセットレコーダーとドルビーBノイズリダクション の登場によって特に顕著になった。A特性ノイズ測定では、ノイズリダクションの効果が最も大きい6kHz領域が十分に強調されないため、誤解を招く結果となることが判明した。また、機器のスペクトル成分が異なるため、測定値は劣っていても音質は優れている場合もあった。 

そのため、ITU-R 468 騒音重み付けは、音色ではなく、あらゆる種類の騒音の主観的な音量をより正確に反映するように開発されました。この曲線は、BBC研究部門の研究から生まれ、CCIRによって標準化され、その後、他の多くの標準化団体 ( IEC、BSI ) によって採用され、2006 年現在、はITUによって維持管理されています。この重み付けを用いたノイズ測定では、通常、低速平均ではなく準ピーク検出法則が使用されます。これにより、低速RMS測定では検出されない可能性のあるバーストノイズ、ティックノイズ、ポップノイズの可聴性を定量化することができます。

ITU-R 468 noise weighting with quasi-peak detection is widely used in Europe,^[7] especially in telecommunications, and in broadcasting particularly after it was adopted by the Dolby corporation who realised its superior validity for their purposes. It is commonly used by broadcasters in Britain, Europe, and former countries of the British Empire such as Australia and South Africa.

Though the noise level of 16-bit audio systems (such as CD players) is commonly quoted (on the basis of calculations that take no account of subjective effect) as −96 dB relative to FS (full scale), the best 468-weighted results are in the region of −68 dB relative to Alignment Level (commonly defined as 18 dB below FS) i.e. −86 dB relative to FS.