海洋音響トモグラフィー

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■　アメニティ＆サウンド 音と快適の空間へ【Vol.50】2004年4月15日
□　　　　海洋音響トモグラフィー
□　　　　http://www.ari-web.com/
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□はじめての方へ、
このメールマガジンのご登録をいただきましてありがとうございます。
「アメニティ＆サウンド 音と快適の空間へ」は、隔週(第1、第3木曜日)
にお届けしています。内容を充実できるようにがんばりますので、末永く
お付き合いいただけますようお願い申し上げます。

　■□■□■　CONTENTS Vol.50 □□□□□□□□□□□□□□□■□

　　１．技術と開発の閑話(15)
　　　　専門ドメインの基礎範囲(4)　高度な統合化による構造変化
　　２．サウンド(48)
　　　　海洋の音響調査　- 後編 -　海洋音響トモグラフィー
　　３．３ＧＰＰ音声通信(43)
　　　　ＧＳＭ音響規格 − 人工耳漏洩補正
　　４．天動説（URLクリッピング）

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　■１．技術と開発の閑話(15)　専門ドメインの基礎範囲(4)
　　　　高度な統合化による構造変化
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　今回のシリーズは(いつもかもしれませんが)、まとまりの無いまま続
　いていますが……

　　▼前回までの内容はバックナンバーをご覧ください。
　　http://www.ari-web.com/mm/bn/index.htm

　前回は、専門性による分業やその境界線というあたりに関して、最も
　典型的な水平分業モデル、垂直分業モデルというような視点で考えて
　みました。

　全体の技術の情報化、高度化が進むに従って各専門範囲が拡大される
　傾向があり、ソフトウェアについては、水平とも垂直とも言えないよ
　うな分業モデルや産業的な構造となっているような気がします。

　□高度な統合化

　前回の話に近いですが、身近なところで、もう少し具体的に考えてみ
　ます。例えば、OSの専門範囲、分業構造とはどのようになっている
　かと考えてみますと、エンドユーザーにアピールできるようにするた
　めのマルチメディア系のプレーヤー機能をOSの標準機能の一部となっ
　ていたり、各種のドライバはGUIの設定や付加機能を持つアプリケー
　ション・レベルに匹敵するドライバとなっています。

　マルチメディア系の記録や再生時の協調動作を整える役割はOSの役割
　ですが、実際に再生するためのプレーヤーはアプリケーションの１つ
　のサンプルとなります。

　実際に、メディアプレーヤーやQuickTimeは１サンプル例ともいえな
　くはないのですが、動画の再生機構のためのOSサービスを十分な状態
　にすると、OSの機能が高度で統合された実装にする必要が生じる
　ため、結果、再生ボタンをつければプレーヤーになる所まで含める
　ことになります。

　マルチメディア系の協調動作の環境を実現させるためには音声、動画
　コーデック、グラフィックス、タイマ制御、タスクスケジューリング
　などを統合的に扱うことになるため、その統合された最上位のレベル
　は、ほぼ、アプリケーション自身と同程度の能力を持ち、結果的に、
　アプリケーションまでの範囲を含めたかのような状態になります。

　　▼コーデック　e-Words IT用語辞典
　　http://e-words.jp/w/
　　　　　　E382B3E383BCE38387E38383E382AF-2.html

　これは、ペイントブラシなどの簡易な画像エディタやインターネット
　ブラウザ、メーラーなども同じような構造が見られるかと思います。

　インターネット・エクスプローラーの機能の内、どこまでがOSの基本
　能力で、どこからがグラフィックス、どこからがアプリケーションか
　というと、その境界線は、マイクロソフト社主張のように全てOSの基
　本機能であるというのも、現在のウィンドウズの構造では、商業上の
　方便とは言い切れない状態になっています。

　EUで問題になったメディアプレーヤーのバンドル問題もしかりです。
　メディアプレーヤーの最上位のアプリケーションを取り去ってもコア
　機能を残すのであれば、エクスプローラだけで再生まで実行すること
　ができる部分までOSの一部とされていますから、あまり根本的な違い
　がないかもしれません。

　　▼マイクロソフト、EUとの土壇場の交渉が決裂-
　　　　-独禁法訴訟で和解不成立
　　http://japan.cnet.com/news/
　　　　　　biz/story/0,2000050156,20064966,00.htm

　このようなOSとアプリケーションの話に関して言えば、コーデック、
　音声ドライバ、グラフィックス・ドライバなど、個々の部分は各社の
　製品や技術が組み合わされていますが、そのメーカは、半導体メーカ
　ーであったり（OEMや別の企業が作っていることが多いかもしれませ
　んが）アプリケーション系のメーカーだったり、ハードメーカーだっ
　たりと、部品とアセンブリ、最終製品という構造や、製作と販売とい
　った構造とは少し異なります。

　□統合化による分業の変化

　さらに、その構造を決定する要因は、個々の製品というより、半導体
　(CPUやチップセット)やOSによって決定付けられているという点が
　特徴的です。

　チップセット内に内蔵される機能は、半導体メーカーのドライバーや
　OSによって機能させる必要が生じるため、個々の機能のソフトウェア
　パーツの専門メーカーという図式は生じにくいことになります（OEM
　をしている場合がありますが、ハードウェアでコア部分を実現してし
　まう場合、ドライバは簡単なものでかまわなくなりますから）

　それでは、次回もよろしくお付き合いください。(^^)

　　▼ARIはアプリケーションソフトやデジタル機器の開発などを
　　　お手伝いしています。
　　http://www.ari-web.com/develop/index.htm

□━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
　■２．サウンド(47) 　海の音響　- 後編 -
　　　海洋音響トモグラフィー
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━□■□■
　このコラムは音や音響機器などについての話題をお届けしています。
　前回と前々回につづいて、低周波を利用した海洋音響ソナーの話題
　です。

　　▼前回までの内容はバックナンバーをご覧ください。
　　　(Vol.49はまだ未掲載です。お求めの方は配信サイトの
　　　バックナンバーをご覧ください。)
　　http://www.ari-web.com/mm/bn/index.htm

　前回と前々回は、海洋低周波ソナーという海の音響測定技術による
　海中の物体探索や地球規模での温度測定、そしてクジラなどの海洋
　生物に対する影響の懸念から技術利用が中止されていることなどを
　ご紹介しました。また、動物保護団体との協議の中で、日本海を含
　む東アジア地域は、利用禁止海域の例外となっていることに触れま
　した。

　最近はTVの地球温暖化を扱う番組や気候に関する番組などで大西洋
　から太平洋にいたる深層海流による地球規模での温度交換の仕組み
　をグラフィック化した「海洋音響トモグラフィー」を目にすること
　があります。「海洋音響トモグラフィー」というのは、先の低周波
　ソナーによる温度計測などの結果をコンピュータ・グラフィックス
　を用いて視覚化する技術のことです。

　カラーマップコンター（色分けした等高線図のようなもの）や立体
　表示のように計測データをコンピュータで視覚化することで、全容
　を把握しやすくしたものが「海洋音響トモグラフィー」と呼ばれる
　技術で、音速変化の測定結果から海洋温度を求めグラフ化されます。

　世界地図にカラーマップされた深層海流のグラフィックを見ると、
　人工衛星による温度観測のような気がしますが、衛星の赤外線観測
　は、海面温度を計測することはできても深海を計測することは難し
　い技術です。あの図は、実は海洋音響技術による観測結果です。

　　▼前回もご紹介しました防衛大学の「海洋音響学研究室」に
　　　「海洋音響トモグラフィー」の１例が掲載されています。
　　　（左メニューの「研究室紹介」）
　　http://www.nda.ac.jp/ad/boudaitimes/
　　　　　　　　　　　　　　btms200304/taimuzu200304top.htm

　このような低周波ソナーは、90年代には北極海の氷の下を通しても
　観測が可能であることが実験で検証されるに至りましたが、海洋生
　物に対する影響の懸念から一部の計画を除いて現在では調査の計画
　は中止されています。

　この大域の調査には米軍の低周波ソナーシステムSOSUS音響哨戒網
　の利用が研究者に開放されたことが大きいのですが、これは、すな
　わち冷戦が終結し、仮想敵国の潜水艦探索技術の機密重要性が低下
　したことによります。

　さらに、東アジア地域が例外的に低周波ソナーの利用禁止海域から
　除外されているのも同様の理由により、それだけ日本海などの海域
　が危険だとみなされているということになります。動物保護団体が
　ともすると過激なほどに海洋生物の保護を主張しながら、ここでは
　クジラなどへの影響があるとされている低周波ソナー(LFAS)の利用
　を例外的に認めるという協議結果になっています。

　昨年の１０月に沖縄発の問題となっていた米海軍の低周波ソナー(
　LFAS)は、東アジアで低周波ソナーを利用した観測を実施しようと
　いう動きに対する沖縄での反対運動によるものです。

　実際に観測が行われることでどの程度の影響があるのかは懸念の域
　にありますが、ネイチャー誌などのクジラの集団自殺の原因とされ
　る論文発表などを踏まえても、保護団体との協議を経ても、なお、
　ソナー観測が必要だという意思が強いことも伺えます。

　　▼HotWired の2001年の記事によると、
　　　低周波ソナーに対する反対は、米国愛護協会、地球の友、動物
　　　福祉協会、ディフェンダーズ・オブ・ワイルドライフ、天然資
　　　源保護協議会という多くの団体であることが判ります。
　　　「低周波ソナー配備で懸念される海洋生物への悪影響」
　　http://www.hotwired.co.jp/news/news/20010508307.html

　音響の応用技術は、平和で人や生物に対してやさしい技術利用であ
　ってほしいという願望は尽きませんが……

　それでは、次回もよろしくお付き合いください。

　　▼日経サイエンスのBeyond Discoveryという掲載コーナーには、
　　　米国科学アカデミーが連載している科学読み物 The Path from
　　　Research to Human Benefitを元に作成された記事が掲載され
　　　ています。
　　　「海洋の秘密を音で探る」という、米国海軍省，海軍研究局，
　　　米国科学アカデミー出資による海洋音響調査に関する判りやす
　　　く簡潔にまとめられた記事があります。
　　http://www.nikkei-bookdirect.com/science/index.php
　　　（Beyond Discoveryという中央あたりのメニューにあります）

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　■３．３ＧＰＰ音声通信(43)
　　ＧＳＭ音響規格 − 人工耳漏洩補正
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━□■□■
　(社)電気通信事業者協会（TCA）は、2004年2月末現在の携帯電話・
　PHS加入者数を発表しました。JEITAの統計情報は、TCAの発表を参
　考データにコメントなどが作成されています。

　　▼(社)電気通信事業者協会(TCA)
　　http://www.tca.or.jp/index.html

　　▼携帯電話/IP接続サービス(携帯)/PHS/無線呼出し契約数
　　http://www.tca.or.jp/japan/database/daisu/index.html

　第3世代携帯電話では、ドコモのFOMAが307,700人、auのCDMA2000 1
　xが502,200人、ボーダフォンのVGS（Vodafone Global Standard）
　が9,100人の純増とauが5ヶ月連続の単独シェア1位となっています。

　JEITAの統計情報のコメントによるとPHSはJEITAの統計開始以来、
　過去最低とのことです。

　　▼（社）電子情報技術産業協会(JEITA)
　　　「統計データ」に掲載されています(リニューアルされました)。
　　http://www.jeita.or.jp

　□……………………………………………………………………………
　　■Leakage Correction
　　　(人工耳漏洩補正)
　………………………………………………………………………□■□
　前回はGSM音響規格の受話方向 帯域外信号レベル測定でした。
　今回は人工耳漏洩補正（Leakage Correction）です。

　　▼前回までの内容はバックナンバーをご覧ください。
　　http://www.ari-web.com/mm/

　GSM測定では測定項目別に使用する試験信号や信号のレベルなど様
　々な測定条件が規定されており、項目によっては周波数重み付けが
　測定条件とされている場合があります。

　RLR（受話ラウドネスレイト）などの受話系測定においては測定環
　境にはテストヘッド使用し、人工耳に使用するカプラーは基本的に
　Type1（密閉型）を使用、ターミナルの供給者が要求する場合はTyp
　e3.2（ローリーク型）を使用する様に規定されています。

　　▼GSM音響規格 - RLR測定については以前にご紹介しました。
　　http://www.ari-web.com/mm/bn/20030807.htm

　　▼GSM音響規格 - 受話感度周波数特性については以前にご紹介し
　　　ました。
　　http://www.ari-web.com/mm/bn/20030904.htm

　そして、密閉型のカップラー（Type1）を使用する場合には人工耳
　漏洩補正の周波数重み付けが測定条件となっています。

　人工耳漏洩補正とは実際の人間の耳のを漏洩特性（端末受話器と耳
　の間の音の漏れ）をシミュレートするための周波数重み付けです。

　Type1（密閉型）の人工耳は周囲騒音や人間の耳の漏洩を無視して
　端末の受話器から出力される周波数特性を測定できる（特に側音測
　定などで有効）という利点がある反面、実際の耳に端末をあてた時
　の音の漏れまで想定した測定が行えないという側面があります。

　このような事から、より人間の耳の漏洩特性を考慮した測定を行う
　ために人工耳漏洩補正が測定条件として規定されています。

　漏洩補正値はITU-T P.79 Table2でLeakage Correction「LE値」と
　して周波数ごとに以下の値で規定されています。

　　Frequency[Hz]　　LE[dB]　　Frequency[Hz]　　LE[dB]
　　−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
　　　 200　　　　　 8.4　　　　 1000　　　　　-2.3
　　　 250　　　　　 4.9　　　　 1250　　　　　-1.2
　　　 315　　　　　 1.0　　　　 1600　　　　　-0.1
　　　 400　　　　　-0.7　　　　 2000　　　　　 3.6
　　　 500　　　　　-2.2　　　　 2500　　　　　 7.4
　　　 630　　　　　-2.6　　　　 3150　　　　　 6.7
　　　 800　　　　　-3.2　　　　 4000　　　　　 8.8
　　−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

　このLE値を使用して以下の計算式で算出することにより、密閉型の
　カプラーでも漏洩特性をシミュレートする事ができます。

　■人工耳漏洩補正（Si）の計算
　　　Si = Sje - LE　（ITU-T P.79 6-2式）
　　　　Si : 漏洩補正された受話感度[dB]
　　　　Sje : 受話感度[dB]
　　　　LE : 人工耳漏洩補正値[dB]

　　▼受話感度（Sje）の計算については以前にご紹介しました。
　　http://www.ari-web.com/mm/bn/20030220.htm

　ちなみに人工耳漏洩補正をかける（上式で計算する）と800Hzをピ
　ークに低域と高域が抜けた感度周波数特性になります。

　Type3.2（ローリーク型）を使用して測定した場合、LE値＝0となり
　ます。つまり人工耳漏洩補正は必要ありません。

　また、GSM規格をベースに策定された3GPP規格でも測定にはダミー
　ヘッドを使用する様に規定されており、より高度な漏洩シミュレー
　トが可能になっていますので、このような周波数重み付けは必要性
　はなくなっています。

　次回もGSM測定における計算式や測定についての補足事項について
　お届けします。

　　▼ARIは3GPP,GSM,PDC音響測定に対応した「3G携帯通信開発用
　　音響測定システム MTA-01WB-S」を開発・販売しています。
　　http://www.ari-web.com/mobile/3g/mta01-wbs/info-3gpp.htm

　　▼GSM端末音響システム　製品概要(MTA-01WB-S)
　　http://www.ari-web.com/mobile/3g/mta01-wbs/info-gsm.htm

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　■４．天動説（URLクリッピング）
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　WEB参照可能な掲載記事などから毎日伝えられるニュースや記事から
　気になる情報や、翌日には埋もれてしまいそうな記事をピックアップ
　してご紹介しています（このメールマガジンの発行周期が隔週という
　こともあって新しい記事ばかりではありません）。

　■「西から上ったお日様…」
　長野市と北海道上富良野町の小学４、５年生を対象に天文関係の調査
　を行った結果、「太陽は地球の周りを回っている」という回答が41%
　にもなってショック……というニュースがありました。

　　▼Yahoo! Japan 4月12日
　　　「太陽は地球の周りを回っている」…小学生の４割
　　http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20040412-00000306-yom-soci

　記事では「41%が天動説を選んだ」とあります。この結果は、小学生
　の天文現象の理解力が乏しいという結論にされていますが、教育が悪
　いのかもしれませんし、天体運動に関しては、月と地球、太陽の簡単
　な関係程度しか小学生では教えていないような気がしますから、総合
　的な理解というのは難しく、小学生にとっての真実は、太陽が朝上っ
　て夕方沈むという運動から脱却できないのかもしれません。

　学習指導要綱の問題として理由にいたるまでの体系的理解ができない
　問題があるとの指摘があるそうですが、天文に限らず、理科系は体系
　的な学習は難しい傾向にあるかもしれませんし、子供の興味や理解力
　にあわせてどこまでも体系的に知識を習得できるような学習体制とい
　うのは学校や先生にとっても実現は非常に困難ではないかと思い
　ます。

　子供が単純な興味で訊く質問に完全に小学生が理解可能な説明で説明
　することは、その道の専門家であっても決して容易なことではないで
　しょう。もし、地動説の授業をしていて「夕日はなぜ赤いのか？日中
　はなぜ青いのか？」と質問された時、スペクトラム分光などの現象ま
　で判りやすく説明し理解させるのが良い教育とも限らないような気も
　します。

　　▼一応……「なぜ赤い、なぜ青い」−「彩々な色」
　　　大人向けには簡単な言葉で簡潔に説明されていると思います。
　　　小学生には光の波長という説明が使えないので……
　　http://www.geocities.co.jp/Technopolis/4307/fcolor/fc_why.htm

　同記事の調査を行った国立天文台の縣助教授は、他にも「日が沈む方　
　角はどこか」という調査も行われているようですが、「日没の方角を
　西と答えたのは７１％だった」- ３割近くが間違っているという
　のは、天動説よりも小学４，５年生としては問題ではないかという
　気がします……「西から上ったお日様……」が影響しているので
　しょうか。

　かなり過去になりますし出典も失念しましたので真偽のほどは定かで
　はありませんが、海外に「天動説を信じる会」というものがあると聞
　いたことがあります。会則に「天動説を信じる人を侮辱しないこと」
　という規則があるといっていたように記憶しています。

　天動説は小学生にとって違和感は無いような気もしますので、やむを
　えないかという気もします。また、設問によっては、試験の訓練を受
　けている小学生は、こんな簡単な設問があるということは……「東に
　沈むのが正解かもしれない」などと深読みしてしまった結果も含まれ
　ているかもしれません。

　学級崩壊などの小学生の現状などを考えると、単に自分を中心に世界
　が廻っているから天動説ということかもしれませんが……

　ここまで書いてから思いましたが、技術などとは関係ない話題です
　ね。スミマセン。

　■5.1chヘッドフォン
　長くなったので、ちょっと面白いなと思ったものの記事をリンク紹介
　だけです（興味を持っただけでオススメ商品というわけではありませ
　ん）。
　
　　▼インプレスAVウォッチ 2004年4月9日
　　　レアモノショップ、USB接続の5.1chヘッドフォン
　　　−ウィング式スピーカーを採用
　　http://www.watch.impress.co.jp/av/docs/20040409/thanko.htm

□━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━□■□■
　■編集後記
　4月1日は、配信をお休みさせていただき申し訳ありませんでした。
　例外的に休刊とさせていただきましたが、今後の配信は従来通りの
　配信予定日にお届けする予定です。

　4月1日は、各サイトがエイプリル・フール用ページを企画している
　ことが多く、メールマガジンの配信サイト「まぐまぐ」や「Melma!」
　も恒例のエイプリルフール用になっていましたが、ご覧になりました
　か（気分に合わないとジョークは悪ふざけで不興を呼ぶものでしかあ
　りませんが）。

　昨年、URLクリップで、インプレスの4/1版のページを紹介しました
　が、今年は、次のリンク先のようになっていました。インプレスは
　毎年、複数の記事ページやバナー広告まで作成しています。
　（イソプレス「窓の社（まどのやしろ）」の先やバナーの先も4/1用
　です。今年はバナーがFlashになっていました）

　　▼inpressうおっち　2004年4月1日
　　http://www.watch.impress.co.jp/headline/uocchi04/

　それでは、次回、2004年5月6日Vol.51もよろしくお願いします。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ARI A&S 編集部

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