JPS6020127A - 閉空間内の残響時間測定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は室内の残響時間測定方法に関覆る。

［発明の技術的背田］ 残響時間は、室内の音響効果（ひろがり感、音の明瞭度
、臨場感など）を評価づ−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
おりる音圧が一６０ｄＢになるまでの時間が残響１１；
７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、
ビス１ヘル音等を室内に成用した後、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める方法が
とられていた。しかし、このような方法にＪ：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（゛
、４１１１定結果の信頼性に問題があり、・また、膨大
’Ｊ労力おＪ：び「５１間を費やきなりればならなかっ
た。

このようなことから最近では、市内に試験音を成用しで
、室内を拡散音場にし、その後その成用を停止して、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
仁舅（ア゛）−［１グ信号）を△／Ｄ変換回路により一
定のザンブリング時間間隔でデジタル信号化し、このよ
うにして得られたリンブリングデータを、計紳（幾にＪ
５いて最小自乗法にＪ、っ−Ｃ直線近似し、イしてイの
傾きをめて残響肋間を測定し、かくして測定の簡易化、
測定時間のり、０縮化をはかつている例が多く見られる
。

１背景技術の問題魚１ 以上のＪ、うな残響？５．を受音しＩＣマイク［］ホン
からの電気信号をリンブリングしてｒジタルｌ　Ｑ化し
、での結果得られた」ノンブリングュータを用いる方法
にＪ５いて（，１、マｒり【二１ボンからのｌ、？　Ｑ
中に、本来、測定対象とＩｊべき反射高成分のはかに、
直１）１合、０１）騒富成分が含まれており、このよう
な余泪４Ｉ′成分が含：Ｌれた信号をそのままりンブリ
ングしＣ１！１られたリンブリングデータを処理してい
るので、イの演算結果に は、大きな誤差があった。すなわら、第１図は、室内に
おいて音源から放ｑ４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プの平均的な曲線
を示した図であり、図示されるように、音源Δフ（成用
停止１−）時点以後におりる減衰波形の前半は、音源か
らの直接音の影響を受（）るので、Ａ／［つ変換回路か
らの音源Ａ）以後のリーンブリングデータから算出した
傾き八は、測定しようどする残響音（反ｑ４音成分）か
ら０出した傾きＢとは異なった値を示す。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【Ｊて、
傾きＢとは異なった傾きＣとなり、傾きＢに影響を与え
る。そのため、マイクＩ」ホンからの信号をそのままリ
ーンブリングして１ワられたリーンブリングデータを４
算１；笈で演Ω処即し′Ｃ得られた残響１１）量測定結
果には、大きな誤差があった。

［発明の目的］ そこＣ本発明は、マイク［Ｉ　１１・ンからの信号を一
定時間間１’ｒ、４　（・リンプリングし、その結果１
［７られたリンブリングデータから室内の残−１１間を
測定りる方法におりる、以１−のｊ；うな問題を解消づ
へくイ「されたもので、ｉＩ′ｊ　ｌり畠、暗ｇ音の影
響を受ｔ）ないリンブリングデータのみににＬづいＣ残
響１１１間をきわめてｉＥ　ｒＫＦに測定り−ることか
できる室内の残響１１、Ｙ間測定方仏を提供りることを
目的としている。

［発明の賊要］ 第２図は、市内においで音源から放射された７１を室内
にＪ５いて受音したマイクロホンからの信号のエンベロ
ープの平均的な曲線を示した図Ｃある。

第２図で音源Ａフ時点以降、音源からマイク［］ホンへ
の直接音が受音されなくなるまでの時間１：　ｄ　Ｏは
（１）式で表わされる。

１：ｄｏ＝ｄ／ｃ・・・・・・〈１） ここでｄ：音源どマイクロホンとの距離Ｃ：室内の媒質
（たとえば空気）の音速このしｄ、中にｉ１３りるマイ
ク【」ホンからの信号中には残響音（反則音成分）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。したがってこのようなマイクロホンからの信号を
一定時間間隔でリンプリングしてＪ＋７られたリンブリ
ングデータにｄ３りるｔｄＯ中のデータは削除づる必要
がある。

このＩ：　Ｃ１０中のリンブリングデータの削除につい
て訂述づ−る。覆なわら、あらかじめ市内を４費１ｙ性
のｉｔ　Ｒ用に計算機に市内の形状を入力する。たとえ
ば矩形室の場合、幅×、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！！ｉ１１　ｄの最大１ｉ
ｄｍａｘは、室形状との関係からく２）式で表わされる
。

ｄ　ｍａｘ　＝２・−（２） したがって、室形状が決まれば、音源Ａフ時点から直接
音に影響されなくなるまでのＤｉｉｔ、　ｄ　。

の最大１［Ｊ　ｔ　ｄ　ｍａｘは、（１）式をＩＪｊ　
ツ’ｒ　（３）式でめられる。

ｔ　ｄｍａｘ　＝ｄｍａｘ　／ｃ−−−−−・（３）；
ｉｔ　ｇ？　４ｍにおいて、音源Ａフから実際に残響Ｉ
［，１間をめるためのデータを取り込み開始づるまでの
時間をｉｄ＋とすると、（７Ｉ）式の条件ｌ　ｄｌ　≧
　Ｌ：　ｄ　ｍａｘ　−−−−−−（４）になるように
して＼ｂれば、ｔｄ＋以降に計１にＪＩＭり込５Ｌれる
リンブリングｊ′−夕にはＯ′ｌ接音による影響を臼ま
ない。ｔｄｌを具体的に決定づるには、△／Ｄ変換回路
にＪ、るマイク１−１ホンからの信号のリンブリングを
整数Ａｔごとに行なうとするど、ｔ　ｄ　ｍａＸは（５
）式の条イ′１を満ｔｃ　１’。

ｒｎ　−１ｔ　＜　ｔ：　＋：ｊｍａｘ　≦　＜ｍ−１
−１）　ｄｔ−−−−−−（５）＜ｍ＝１．２、−ｍ　
） よって（４）式の条件からｔｄ＋　＝　（ＩＴＩ−１−
１）・Ａ１とめられる。

まｌζ△／Ｄ変換回路によるリーンブリング時間間隔／
Ｉ（、が浮動小数点て・表わされれ（Ｊ’　＜　１　）
　、ｌ：からｔｄｌをめればよい。

これによっ゛Ｃ１肖接音の影響を受りる不必要なリンブ
リングデータを計算機に取り込まなくてづむ。

次に暗馴？３の影響を受りるリ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Ｊ、る音
の成用以前の室内の暗１！Ｊ音（レベル）の平均ＩＵＬ
ｕ（マイクロホンからの信号にＪ：る測定でめる）を示
しであるが、実際には、暗騒音は変動性が大きい。した
がってｌ　ｕと音源からの音の成用停止時点く音源Ａノ
時点）以降の暗騒音〃α（レベル）とが等しい確率は小
さいことがら、マイク【コホンからの信号から暗騒音の
平均値Ｌｕ、おにび標準偏差σを計弾機によりあらかじ
めめておく。暗騒音の変動性を考慮して、ＬＬＪ＋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１くを付加した値（ｌｕ＋σ
）　−１，−Ｋを４綽（幾に取り込む１ノンプリングデ
ータにおける音圧レベルの最下限値どづることによっ−
Ｃ，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、たとえば騒音語などの精度から６〜１０ｄＢと
与えることもてきる）。第２図中、ｔｄ２が、サンプリ
ングデータをｉ＋粋機に取り込む時間（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
、室内に設置された白源から前記室内に試験音を放射し
て前記室内を拡散音場にし、前記試験＆の放射を停止し
て前記室内に設置されたマイクし１ホンからの信号を一
定］１・１間間隔でサンプリングし、かくして胃られた
リンプリングデータに基づい−Ｃ１前記室内の残響１１
５間を演篇りる室内の残響■１間測定方法にＬ１２いて
、前記＆源と前記マイク１１ホンどの間の距Ｉｉ！Ｉｌ
と前記室内媒質の音速とに基づい請求めＩご、１）［ｉ
記試験高の放ｑ・１の停止時点から１ｌ（ｉ接昌のＬ１
チ響を受りなくなるまぐのｌＲ５間が前記停止１時点か
ら経過しＩこ時点を、前記リーンブリングの開始＋１ｒ
７１：、九にし、前記室内のＩｌｉ：ｉ解合の平均１ｎ
’ｉおＪ、び（τ（）ＩＩ−偏差に基づいてめた、前記
室内にお【ノる暗闘１−１の影νでを受ＩＪ　’、ｃい
７１圧レベルに前記マイク［］ホンからの１．ｊ　Ｑに
Ｊ、る測定音圧レベルが達しＩこ１１１Ｓｊｊを、前記
リンブリンクの終了時点にしたことを特徴とづる。

ＩＩで明の実施例」 第３図は本発明を実施−りるための室内の残響時間測定
袋口の一態様を示”ｌ’　！：４成図である。図示され
るように、１は測定しＪ、うとり”る室、２は蛮１内に
設りたスピーカ、３は室１内に設置ノたマイクロホン、
４はノイズジェネレータ（白色雑音光牛器）、５はノイ
ズジー［ネレータ４からの出力信号のうら選択された周
波数帯域の信号を通過（伝送）さＵるバンドパスフィル
タ、６はバンドパスフィルタ５からの信号を増幅してス
ピーカ２を駆動づる増幅器である。バンドパスフィルタ
５は複数の周波数帯域を外部からの制御信号ににつてｎ
ｔ　ｌｌｉ！づる。

７はバンドパスフィルタ５と１一様のバンドパスフィル
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７ｊ周波数帯域の信局を通過（伝送）さＵる。

バンドパスフィルタ７からの信号は、実効値（ＲＭ　Ｓ
　）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、そこでり・１数変換され、ついで△／Ｄ（アナロ
グ／デジタル）変換回路１０に入力されて、ぞこで所定
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変挽回路１０から　インターフェース１１
を介して１ｔｌＨｊ３１１２に入力される。

バンドパスフィルタ５．７Ｉ、１、インターフェース′
１１を介しｃ　Ｍｌ　ｌニア１ａ１１２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
１１月ノる（ノンブリング１１４間間１君は、ｆｌｌｉ
ｔＸ５ｔ１２によつＣ制御される。

以上のような（１４成によって、つぎのＪ：うにして、
空１内の残響時間が測定される。まｆｉ＋ｉｌ１２にま
ってバントパスフィルタ５．７の周波数帯域へ所定の周
波数帯域にあらかじめ選択してＣｂき、その選択され１
こ周波数帯域に関して、室１内の昭騒昌を測定する。り
なわら、スピーカ２を駆動Ｖす゛、マイクロホン３から
の信号を、バンドパスフィルタ５、実効値回路８、対数
変換ｌＧ１１路９を介し、Ａ／Ｄ変挽回路１０によって
所定のリンブリング時間間隔でΔ／Ｄ変換する。これに
Ｊ、す１７られたデジタル信号から、　暗騒音の平均１
ｉｆｔ　ｌ　ｕおよび標ｔ％ｆｇ差σをｉｌ［１１２に
よってめる。そして、泪停機１２において、測定終了■
、１点の音圧レベルどして（Ｌｕ＋σ→−１り）を定め
る（Ｋは前）本の通りの補正値）。

つぎに４停は１２からの制御信号により、音源としでの
スピーカ２をＡンにしくなお、マイク【］ボン３による
測定音圧レベルから（（−Ｕ＋σ十Ｋ）ｄ　Ｂ　、ｌ；
り数１０　ｄ　Ｂ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ｄ３＜）、同口４に８１停止本１２
内のタイマを作動開始して、このタイマによって積算さ
れた時間が、あらかじめ定めておいたスピーカ２７１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っ
たとぎに、計算機１２からの制０１１化号によってスピ
ーカ２をオフにづる。

このオフの時点で計算１幾１２内のタイマはリレットさ
れ、直ちに再作動開始する。

そして、タイマの積算時間がｔｄｌになったときに、Ａ
／Ｄ変換回路１０からのリングリングデータを計算機１
２に取り込み開始づる。

そして、計算機１２にａ３いて、これに取り込まれるザ
ンプリングデータにおりる音圧レベルを前述の（Ｌｕ十
σ十Ｋ）と比較し、両者が一致りるまで計算機１２内に
リーンブリングデータを取り込み、そして両者が一致し
た時点でｆｆ１ＲＢＪ１１２内へのリンブリングデータ
の取り込みを終了する。

ぞしてこのにうにして、ｉｌ　篇賎’＋　２内に取り込
まれｌｃデータに！ユづい−Ｃ泪亦機１２におい−Ｃ，
室１内の残響時間が測定される。

［発明の効果１ 以上説明したように本発明にＪ、れぽ、直接音、Ｉｎ騒
音に影響されないり゛ンプリングデータを冑ることがで
き、これに基づいて室内の残響時間をき４つめて正確に
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ａｌｌ
ｌｌｌｌ定時１を承り図、第３図は本発明を実施りるた
めの室内の残響時間測定装買の一態様を示り構成図であ
る。。 １・・・室　２・・・スピーカ　３３・・・マイクロホ
ン１１・・・ノイスジｆ−ネレータ　５．７・・・パン
ドバスノｒルタ　（う・・・増幅器　８・・・°東すｊ
（ａ回路９）・・・対数変換回路　１０・・・Δ／１）
変換回路１２・・・訓紳磯 出願代理人　弁理士　菊池　五部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 室内に設置された音源から前記室内に試験音を放口・１
   して前記室内を拡散＆揚にし、前記試験音の成用を１１
   ζ１トして前記室内に設置されたマイクロホンからの信
   号を一定時間間隔でリーンプリングし、かくして１１１
   られたザンブリングデータに基づいて、前記室内の残響
   時間を演亦する室内の残響時間測定方法におい−（、前
   記音源と前記マイクロホンとの間の距離と前記室内媒７
   １の音速とに基づいてめた、前記試験音の放射の停止時
   Ｎ、ｊ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、前記室内の暗騒音の平均値ｉ１’ｉよび標
   準偏差に基づいてめた、前記室内にお（〕る１１合騒音
   ０影響を受りない音圧レベルに前記マイク【］ボンから
   の信舅による測定音圧レベルが達した時点を、前記１ノ
   ンブリングの終了時点にしたことを特徴とする室内の残
   響時間測定方法。