JPH0521170B2 - - Google Patents

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JPH0521170B2
JPH0521170B2 JP12700283A JP12700283A JPH0521170B2 JP H0521170 B2 JPH0521170 B2 JP H0521170B2 JP 12700283 A JP12700283 A JP 12700283A JP 12700283 A JP12700283 A JP 12700283A JP H0521170 B2 JPH0521170 B2 JP H0521170B2
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JP
Japan
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sound
closed space
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signal
receiver
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP12700283A
Other languages
English (en)
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JPS6020127A (ja
Inventor
Hiroto Atsumi
Yumio Nitsuta
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP12700283A priority Critical patent/JPS6020127A/ja
Publication of JPS6020127A publication Critical patent/JPS6020127A/ja
Publication of JPH0521170B2 publication Critical patent/JPH0521170B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01HMEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H7/00Measuring reverberation time ; room acoustic measurements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Unknown Time Intervals (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は閉空間内の残響時間測定方法及び装置
に関する。
〔発明の技術的背景〕
残響時間は、閉空間例えば室内の音響効果(ひ
ろがり感、音の明瞭度、臨場感など)を評価する
上で重要な要素の1つである。物理的には、音源
を止めた瞬間から室内の測定点における音圧が−
60dBになるまでの時間が残響時間として定義さ
れている。
室内の残響時間の測定方法としては、従来、白
色雑音、ピストル音等を室内に放射した後、これ
を停止し、この停止時点以降、室内に設置したマ
イクロホンから取り出した電気信号を、対数変換
した後、高速度レベルレコーダの記録紙上に残響
音の減衰波形として記録し、記録された減衰波形
の傾斜から室内の残響時間を求める方法がとられ
ていた。しかし、このような方法によると、人間
が記録紙上の減衰波形からその傾斜を読みとるの
で、測定結果の信頼性に問題があり、また、膨大
な労力および時間を費やさなければならなかつ
た。
このようなことから最近では、室内に試験音を
放射して、室内を拡散音場にし、その後その放射
を停止して、停止時点から、残響音を受音したマ
イクロホンからの電気信号(アナログ信号)を
A/D変換回路により一定のサンプリング時間間
隔でデジタル信号化し、このようにして得られた
サンプリングデータを、計算機において最小自乗
法によつて直線近似し、そしてその傾きを求めて
残響時間を測定し、かくして測定の簡易化、測定
時間の短縮化をはかつている例が多く見られる。
〔背景技術の問題点〕
以上のような残響音を受音したマイクロホンか
らの電気信号をサンプリングしてデジタル信号化
し、その結果得られたサンプリングデータを用い
る方法においては、マイクロホンからの信号中
に、本来、測定対象とすべき反射音成分のほか
に、直接音、暗騒音成分が含まれており、このよ
うな余計な成分が含まれた信号をそのままサンプ
リングして得られたサンプリングデータを処理し
ているので、その演算結果には、大きな誤差があ
つた。すなわち、第1図は、室内において音源か
ら放射された音を室内において受音したマイクロ
ホンからの信号のエンベローブの平均的な曲線を
示した図であり、図示されるように、音源オフ
(放射停止)時点以後における減衰波形の前半は、
音源からの直接音の影響を受けるので、A/D変
換回路からの音源オフ以後のサンプリングデータ
から算出した傾きAは、測定しようとする残響音
(反射音成分)から算出した傾きBとは異なつた
値を示す。また第1図における減衰波形の後半で
は、暗騒音の影響を受けて、傾きBとは異なつた
傾きCとなり、傾きBに影響を与える。そのた
め、マイクロホンからの信号をそのままサンプリ
ングして得られたサンプリングデータを計算機で
演算処理して得られた残響時間測定結果には、大
きな誤差があつた。
〔発明の目的〕
そこで本発明は、受音器からの信号を一定時間
間隔でサンプリングし、その結果得られたサンプ
リングデータから閉空間内の残響時間を測定する
方法及び装置における、以上のような問題を解消
すべくなされたもので、直接音、暗騒音の影響を
受けないサンプリングデータのみに基づいて残響
時間をきわめて正確に測定することができる閉空
間内の残響時間測定方法及び装置を提供すること
を目的としている。
〔発明の概要〕
第2図は、閉空間例えば室内において音源から
放射された音を室内において受音した受音器例え
ばマイクロホンからの信号のエンベローブの平均
的な曲線を示した図である。第2図で音源オフ時
点以降、音源からマイクロホンへの直接音が受音
されなくなるまでの時間td0は(1)式で表わされる。
td0=d/c ……(1) ここでd:音源とマイクロホンとの距離 c:室内の媒質(たとえば空気)の音速 このtd0中におけるマイクロホンからの信号中
には残響音(反射音成分)と直接音とが含まれて
おり、正確な残響音の減衰を示していない。した
がつてこのようなマイクロホンからの信号を一定
時間間隔でサンプリングして得られたサンプリン
グデータにおけるtd0中のデータは削除する必要
がある。
このtd0中のサンプリングデータの削除につい
て詳述する。すなわち、あらかじめ室内音響特性
の計算用に計算機に室内の形状を入力する。たと
えば矩形室の場合、幅X、奥行Y、高さZを入力
する。音源からマイクロホンまでの距離dの最大
値d maxは、室形状との関係から(2)式で表わ
される。
d max=√222 ……(2) したがつて、室形状が決まれば、音源オフ時点
から直接音に影響されなくなるまでの時間td0
最大値t dmaxは、(1)式を使つて(3)式で求めら
れる。
t d max=d max/c ……(3) 計算機において、音源オフから実際に残響時間
を求めるためのデータを取り込み開始するまでの
時間をtd1とすると、(4)式の条件 td1≧t d max ……(4) になるようにしてやれば、td1以降に計算機に取
り込まれるサンプリングデータには直接音による
影響を含まない。td1を具体的に決定するには、
A/D変換回路によるマイクロホンからの信号の
サンプリングを整数Δtごとに行なうとすると、
t d maxは(5)式の条件を満たす。
m・Δt<t d max≦(m+1)Δt……(5) (m=1、2、…m) よつて(4)式の条件からtd1=(m+1)・Δtと求め
られる。
またA/D変換回路によるサンプリング時間間
隔Δtが浮動小数点で表わされれば(1)式からtd0
求めればよい。
これによつて、直接音の影響を受ける不必要な
サンプリングデータを計算機に取り込まなくてす
む。
次に暗騒音の影響を受けるサンプリングデータ
の削除の方式について述べる。第2図では、音源
による音の放射以前の室内の暗騒音(レベル)の
平均値Lu(マイクロホンからの信号による測定で
求める)を示してあるが、実際には、暗騒音は変
動性が大きい。したがつてLuと音源からの音の
放射停止時点(音源オフ時点)以降の暗騒音ba
(レベル)とが等しい確率は小さいことから、マ
イクロホンからの信号から暗騒音の平均値Lu、
および標準偏差σを計算機によりあらかじめ求め
ておく。暗騒音の変動性を考慮して、Lu+σを
基準の暗騒音のレベルとして、暗騒音による影響
を無視できるために必要な補正値Kを付加した値
(Lu+σ)+Kを計算機に取り込むサンプリング
データにおける音圧レベルの最下限値とすること
によつて、暗騒音の影響を受けない残響時間の測
定が行なえる(Kは、たとえば騒音計などの精度
から6〜10dBと与えることもできる)。第2図
中、td2が、サンプリングデータを計算機に取り
込む時間(期間)を示す。
本発明は以上のような知見に基づいてなされた
もので、閉空間内に設置された音源から前記室内
に試験音を放射して前記閉空間内を拡散音場に
し、前記試験音の放射を停止して前記閉空間内に
設置された受音器からの信号を一定時間間隔でサ
ンプリングし、かくして得られたサンプリングデ
ータに基づいて、前記閉空間内の残響時間を演算
する空内の残響時間測定方法において、前記音源
と前記受音器との間の距離と前記閉空間内媒質の
音速とに基づいて求めた、前記試験音の放射の停
止時点から直接音の影響を受けなくなるまでの時
間が前記停止時点から経過した時点を、前記サン
プリングの開始時点にし、前記閉空間内の暗騒音
の平均値および標準偏差に基づいて求めた、前記
閉空間内における暗騒音の影響を受けない音圧レ
ベルに前記マイクロホンからの信号による測定音
圧レベルが達した時点を、前記サンプリングの終
了時点にしたことを特徴とする。
〔発明の実施例〕
第3図は本発明を実施するための室内の残響時
間測定装置の一態様を示す構成図である。図示さ
れるように、1は測定しようとする閉空間として
の室、2は室1内に設けた音源としてのスピー
カ、3は室1内に設けた受音器としてのマイクロ
ホン、4はノイズジエネレータ(白色雑音発生
器)、5はノイズジエネレータ4からの出力信号
のうち選択された周波数帯域の信号を通過(伝
送)させるバンドパスフイルタ、6はバンドパス
フイルタ5からの信号を増幅してスピーカ2を駆
動する増幅器である。バンドパスフイルタ5は複
数の周波数帯域を外部からの制御信号によつて選
択する。
7はバンドパスフイルタ5と同様のバンドパス
フイルタであり、これはマイクロホン3からの出
力信号のうち選択された周波数帯域の信号を通過
(伝送)させる。バンドパスフイルタ7からの信
号は、実効値(RMS)回路8に入力されて、そ
こでその実効値が検出され、ついでこの実効値回
路8から対数変換回路9に入力されて、そこで対
数変換され、ついでA/D(アナログ/デジタル)
変換回路10に入力されて、そこで所定サンプリ
ング時間間隔でデジタル信号に変換され、ついで
このA/D変換回路10から インターフエース
11を介して計算機12に入力される。従つてバ
ンドパスフイルタ7、実効値回路8、対数変換回
路9、及びA/D変換回路10は試験音の放射を
停止して受音器からの信号を一定時間間隔でサン
プリングする手段を構成する。
バンドパスフイルタ5,7は、インターフエー
ス11を介して計算機12により制御され、その
周波数帯域が選択される。A/D変換回路10に
おけるサンプリング時間間隔は、計算機12によ
つて制御される。そして計算機12は、この実施
例において音源と受音器との間の距離と閉空間内
媒質の音速とに基づいて求めた試験音の放射の停
止時点から直接音の影響を受けなくなるまでの時
間が前記停止時点から経過した時点を前記サンプ
リングの開始時点とする手段と、閉空間内の暗騒
音の平均値及び標準偏差に基づいて求めた閉空間
内における暗騒音の影響を受けない音圧レベルに
受音器からの信号による測定音圧レベルが達した
時点を、サンプリングの終了時点にする手段とを
構成している。
以上のような構成によつて、つぎのようにし
て、室1内の残響時間が測定される。まず計算機
12によつてバンドパスフイルタ5,7の周波数
帯域を所定の周波数帯域にあらかじめ選択してお
き、その選択された周波数帯域に関して、室1内
の暗騒音を測定する。すなわち、スピーカ2を駆
動せず、マイクロホン3からの信号を、バンドパ
スフイルタ5、実効値回路8、対数変換回路9を
介し、A/D変換回路10によつて所定のサンプ
リング時間間隔でA/D変換する。これにより得
られたデジタル信号から、暗騒音の平均値Luお
よび標準偏差σを計算機12によつて求める。そ
して、計算機12において、測定終了時点の音圧
レベルとして(Lu+σ+K)を定める(Kは前
述の通りの補正値)。
つぎに計算機12からの制御信号により、音源
としてのスピーカ2をオンにし(なお、マイクロ
ホン3による測定音圧レベルから(Lu+σ+K)
dBより数10dB大きくなるように、あらかじめ増
幅器6の出力を調節しておく)、同時に計算機1
2内のタイマを作動開始して、このタイマによつ
て積算された時間が、あらかじめ定めておいたス
ピーカ2オンから室1内が拡散音場になるのに充
分な設定時間になつたときに、計算機12からの
制御信号によつてスピーカ2をオフにする。この
オフの時点で計算機12内のタイマはリセツトさ
れ、直ちに再作動開始する。
そして、タイマの積算時間がtd1になつたとき
に、A/D変換回路10からのサンプリングデー
タを計算機12に取り込み開始する。
そして、計算機12において、これに取り込ま
れるサンプリングデータにおける音圧レベルを前
述の(Lu+σ+K)と比較し、両者が一致する
まで計算機12内にサンプリングデータを取り込
み、そして両者が一致した時点で計算機12内へ
のサンプリングデータの取り込みを終了する。
そしてこのようにして計算機12内に取り込ま
れたデータに基づいて計算機12において、室1
内の残響時間が測定される。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、直接音、
暗騒音に影響されないサンプリングデータを得る
ことができ、これに基づいて室内の残響時間をき
わめて正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図はマイクロホンによる室内の音
の測定音圧特性を示す図、第3図は本発明を実施
するための室内の残響時間測定装置の一態様を示
す構成図である。 1…室、2…スピーカ、3…マイクロホン、4
…ノイズジエネレータ、5,7…バンドパスフイ
ルタ、6…増幅器、8…実効値回路、9…対数変
換回路、10…A/D変換回路、12…計算機。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 閉空間内に設置された音源から前記閉空間内
    に試験音を放射して前記閉空間内を拡散音場に
    し、前記試験音の放射を停止して前記閉空間内に
    設置された受音器からの信号を一定時間間隔でサ
    ンプリングし、かくして得られたサンプリングデ
    ータに基づいて、前記閉空間内の残響時間を演算
    する閉空間内の残響時間測定方法において、前記
    音源と前記受音器との間の距離と前記閉空間内媒
    質の音速とに基づいて求めた、前記試験音の放射
    の停止時点から直接音の影響を受けなくなるまで
    の時間が前記停止時点から経過した時点を、前記
    サンプリングの開始時点にし、前記閉空間内の暗
    騒音の平均値および標準偏差に基づいて求めた、
    前記閉空間内における暗騒音の影響を受けない音
    圧レベルに前記受音器からの信号による測定音圧
    レベルが達した時点を、前記サンプリングの終了
    時点にしたことを特徴とする閉空間内の残響時間
    測定方法。 2 閉空間に試験音を放射する音源と、前記閉空
    間内の試験音を受音する受音器と、前記試験音の
    放射を停止して前記受音器からの信号を一定時間
    間隔でサンプリングする手段と、このサンプリン
    グデータに基づいて、前記閉空間内の残響時間を
    演算する手段とを備えてなる閉空間内の残響時間
    測定装置において、前記音源と前記受音器との間
    の距離と前記閉空間内媒質の音速とに基づいて求
    めた、前記試験音の放射の停止時点から直接音の
    影響を受けなくなるまでの時間が前記停止時点か
    ら経過した時点を、前記サンプリングの開始時点
    とする手段と、前記閉空間内の暗騒音の平均値お
    よび標準偏差に基づいて求めた、前記閉空間内に
    おける暗騒音の影響を受けない音圧レベルに前記
    受音器からの信号による測定音圧レベルが達した
    時点を、前記サンプリングの終了時点にする手段
    とを備えたことを特徴とする閉空間内の残響時間
    測定装置。
JP12700283A 1983-07-14 1983-07-14 閉空間内の残響時間測定方法及び装置 Granted JPS6020127A (ja)

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