JP2000304730A - 音響特性測定装置および音響特性測定方法 - Google Patents

音響特性測定装置および音響特性測定方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、道路などの現場に出掛けて行って測
定するのに好適な音響特性測定装置に関し、入射波と反
射波が時間的に重なって受信されるような状態におい
て、音響特性を求める。 【解決手段】入射波のみの信号をあらかじめ得て記憶し
ておき、実測定で受信した信号から記憶しておいた入射
波の成分を引き算することにより反射波の成分を抽出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、壁面や道路表面な
どのような、音を吸収する面の音響反射率あるいは吸音
率を測定する音響特性測定装置に関し、特に、道路など
の現場に出掛けて行って測定するのに好適な音響特性測
定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】壁面や道路表面のような、音を吸収する
面の音響反射率や吸音率を現場で測定する技術として
は、その表面(測定対象)に向けて音を放射して、入射
波の音圧の2乗と反射波の音圧の2乗との比を周波数帯
域ごとに測定して音響反射率rを求めたり、その求めた
音響反射率rを用いて、1−r2をもって吸音率とする
のが従来からの測定原理である。
【0003】そこで、このような測定を行うような音源
スピーカを測定対象の音響材料表面(壁面や道路表面な
ど)に向けて配置するとともにその音源スピーカと測定
対象との中間にマイクロホンを配置し、音源スピーカか
ら放射され、測定対象に届く前の入射波と、その入射波
が測定対象表面で反射して戻ってきた反射波との双方を
マイクロホンで受信し、その受信により得られた信号か
ら入射波の信号と反射波の信号を切り出して演算を行な
った方法が採られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
技術では、入射波と反射波とを完全に分離して切り出す
必要があるために、入射波と反射波がマイクロホンで受
信される時間を分離する必要があり、このため、音響ス
ピーカは、測定対象表面から測定しようとする周波数帯
域における音波の数倍以上離す必要があり、興味のある
周波数帯域が例えば数kHz以下等の低周波域にある場
合は装置全体が極めて大きなものとなってしまい、現場
測定には全く不向きな装置となってしまうおそれがあ
る。
【0005】本発明は、上記事情に鑑み、入射波と反射
波が時間的に重なって受信されるような状態において
も、音響特性を求めることのできる音響特性測定装置お
よび音響特性測定方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の音響特性測定装置は、音源と、その音源からの音の
放射方向前面側に配置されその音源から放射された入射
波を受信するとともにその音源から放射され測定対象で
反射して戻ってきた反射波を受信する音センサと、その
音センサで受信された入射波に基づく第1の信号を測定
に先立って記憶しておく記憶部と、測定時に上記音セン
サで入射波と反射波との双方が混在した音を受信するこ
とにより得られた第2の信号と、上記記憶部に記憶して
おいた第1の信号とに基づいて測定対象の音響反射率も
しくは吸音率を求める演算部とを備えたことを特徴とす
る。
【0007】ここで上記演算部が、周波数帯域ごとの音
響反射率もしくは吸音率を求めるものであることが好ま
しい。
【0008】また、本発明の音響特性測定方法は、音源
と、その音源からの音の放射方向前面側に配置される音
センサとを用意し、上記音源を、その音源から放射され
た入射波とその入射波が反射して戻ってくる反射波との
うち実質的に入射波のみが存在する条件下で上記音セン
サでその入射波を受信することにより第1の信号を得、
測定時に、上記音源を測定対象に向けてその音源から音
を放射させ、上記音センサで、音源から放射された入射
波とその入射波が測定対象で反射して戻ってきた反射波
との双方が混在した音を受信することにより第2の信号
を得、上記第1の信号と上記第2の信号との双方の信号
に基づいて測定対象の音響反射率もしくは吸音率を求め
ることを特徴とする。
【0009】本発明によれば、入射波のみの信号をあら
かじめ得て記憶しておくようにしたため、実際の測定時
に入射波と反射波とが混合した音を受信してもそこから
反射波の成分のみを抽出することができ、音響反射率や
吸音率を求めることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。
【0011】図1は、本発明の音響特性測定装置の一実
施形態の構成を示す図である。
【0012】この音響特性測定装置10には、音源スピ
ーカ11と、マイクロホン12と、そのマイクロホン1
2で受信して得た信号を増幅するアンプ13と、回路部
20とが備えられている。この回路部20には、音源ス
ピーカ11に送る信号を発生させる信号発生部21、マ
イクロホン12で受信されアンプ13で増幅された信号
を入力し、音響反射率や吸音率を求める演算部、マイク
ロホン12で受信されアンプ13で増幅された信号が演
算部22を経由して入力され、その信号を記憶しておく
記憶部23が備えられている。
【0013】この図1には、実際の測定時の配置が示さ
れており、音源スピーカ11は測定対象表面100に向
けて配置され、マイクロホンがその音源スピーカ11と
測定対象表面100との間に配置されている。
【0014】音響特性を測定しようとしている周波数帯
域の音波の波長と比べ、音源スピーカ11とマイクロホ
ン12との間の距離L1やマイクロホン12と測定対象
表面100との間の距離L2として十分な距離を確保で
きないときは、入射波と反射波の一部が重なって受信さ
れることになり、このままでは入射波と反射波とを分離
することができない。
【0015】そこで、ここでは、以下のようにして測定
を行なう。
【0016】図2は、測定の手順を示した模式図、図3
は信号波形を示す模式図である。
【0017】測定の手順は以下のとおりである。
【0018】(A)準備測定 (A−1)入射音波の測定 装置を無響室に持ち込み、所定の信号でスピーカ11を
駆動して入射音波x(t)を測定する(図2(A−
1),図3(A−1)参照)。
【0019】周囲に反射物のない十分に広い場所なら
ば、入射音波x(t)はスピーカ11を上向きにして測
定してもよい。
【0020】(A−2)参照波の測定 さらに、装置の測定面(図2(A−2)の反射面10
0)に完全反射面を設定して、所定の信号でスピーカ1
1を駆動して入射音波x(t)に反射音波s(t)が加
わった音響信号(以下この音響信号z(t)=x(t)
+s(t)を参照信号という)を測定する。このときの
マイクロホン12と反射面100との距離は、実測定時
のマイクロホンと試料面との距離と等しいことが必要で
ある(図2(A−2),図3(A−2)参照)。
【0021】完全反射面としては、十分に広い平面で表
面が平坦な密なアスファルト舗装面、コンクリート舗装
面など、完全反射とみなし得る面があるときは、それを
利用してもよい。
【0022】この入射音波および完全反射面を使って測
定した音波の波形をAD変換(アナログ−ディジタル変
換)し、回路部20の記憶部23(図1参照)に書き込
んで保存する。屋外などで測定で雑音の混入の恐れがあ
るときには、多数回の測定の平均をとる。
【0023】(A−3)参照信号の処理 記憶部23に取り込んだ参照信号z(t)から、時間を
合わせて入射音x(t)を引き去り、完全反射面からの
反射音s(t)のみを取り出す。その操作は図2(A−
3)に、この操作の結果は図3(A−3)に示してあ
る。
【0024】(A−4)完全反射音波の周波数分析 完全反射面からの反射音の周波数分析を行なって、各周
波数帯域ごとの入射エネルギーを求める。
【0025】この処理は、次の3方法のどれによって行
ってもよい。その結果得られる周波数帯域エネルギーを
ES(f)とする。(このfは、周波数帯域を表す数値
である。) (1)s(t)をDA変換(デジタルーアナログ変換)
してアナログ信号に戻し、アナログのバンドパスフィル
タで周波数帯域ごとに分け、各帯域成分の2乗値の一定
時間の和として帯域エネルギーを求める。
【0026】(2)s(t)をディジタルバンドパスフ
ィルタによって周波数帯域ごとに分け、各帯域成分の2
乗値の一定時間の和として帯域エネルギーを求める。
【0027】(3)a.s(t)に時間窓を掛けて必要
な部分を取り出す。
【0028】b.時間窓を掛けたs(t)のFFT(F
ast Fourier Transform)を行
い、スペクトルS(f)を求める。
【0029】c.S(f)を周波数帯域に分けて、各帯
域成分の2乗和により帯域エネルギーを求める。
【0030】以上(A−4)の結果は、実測定時に帯域
参照エネルギーとして使用するので、装置の定数として
記憶部23に保存する。
【0031】(B)実測定 装置を測定対象の音響材料表面100に向けて、準備測
定時と同一の信号でスピーカ11を駆動し、マイクロホ
ン出力y(t)をAD変換して記憶部23に保存する
(図2(B−1),図3(B−1))。
【0032】測定装置と音響材料の位置関係は、準備測
定時と同一にすることが望ましい。それが実現されてい
る場合及び、そうでなくても一定に保たれている場合に
は、多数回の平均操作によって雑音を低減することがで
きる。しかし、マイクロホンと音響材料との距離を一定
に保つことができない場合には平均操作は行わない。
【0033】(C)入射音波形の除去 次の計算により、測定信号y(t)から入射音x(t)
を除去して反射音r(t)を得る(図2(B−2),図
3(B−2))。
【0034】r(t)=y(t)−x(t) (D)周波数分析 入射音成分を除去した反射音r(t)の、必要とする周
波数帯域ごとのエネルギーを求める。
【0035】この処理は、次の3方法のどれによって行
ってもよい。
【0036】(4)r(t)をDA変換してアナログ信
号に戻して、アナログのバンドパスフィルタで周波数帯
域ごとに分け、各帯域成分の2乗値の和として帯域エネ
ルギーを求める。
【0037】(5)r(t)をディジタルバンドパスフ
ィルタによって周波数帯域ごとに分け、各帯域成分の2
乗値の和として帯域エネルギーを求める。
【0038】(6)a.r(t)に時間窓を掛けて必要
な部分を取り出す。
【0039】b.時間窓を掛けたr(t)のFFTを行
い、スペクトルR(f)を求める。
【0040】c.R(f)を周波数帯域に分けて、各帯
域成分の2乗和により帯域エネルギーを求める。
【0041】以上(4),(5),(6)の何れを使う
かは、準備測定での方法に準じる。すなわち、準備測定
で(1)の方法を用いたならば(4)、(2)の方法を
用いたならば(5)、(3)の方法を用いたならば
(6)とする。
【0042】ここで使う周波数帯域は、(A)で使った
周波数帯域と一致していなければならない。しかし、時
間窓は、必要のない信号や雑音の除去のために(A)で
使った時間窓と異なる場合もあり得るが、反射波のエネ
ルギー損失を生じないものでなければならない。
【0043】(E)反射率計算 前項(D)で求めた各周波数帯域の反射音エネルギー
と、(A)で求めた帯域参照エネルギー(各周波数帯域
の完全反射面からの反射音エネルギー)との比として反
射率R(f)を求める。
【0044】R(f)=(周波数帯域fの反射音エネル
ギー)/(帯域参照エネルギー) (F)吸音率計算 各周波数帯域ごとの吸音率は次式によって計算される。
【0045】周波数帯域fの吸音率=1−R(f) 以上は、測定したのと同じ周波数帯域の吸音率測定であ
る。
【0046】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
実測値において入射波と反射波とを分離して受信するこ
とができない状態においても、入射波と反射波とを分離
し、音波反射率や吸音率を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の音響特性測定装置の一実施形態の構成
を示す図である。
【図2】測定の手順を示した模式図である。
【図3】信号波形を示す模式図である。
【符号の説明】
10 音響特性測定装置 11 音響スピーカ 12 マイクロホン 13 アンプ 20 回路部 21 信号発生部 22 演算部 23 記憶部 100 測定対象表面

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 音源と、 前記音源からの音の放射方向前面側に配置され該音源か
    ら放射された入射波を受信するとともに該音源から放射
    され測定対象で反射して戻ってきた反射波を受信する音
    センサと、 前記音センサで受信された入射波に基づく第1の信号
    を、測定に先立って記憶しておく記憶部と、 測定時に前記音センサで入射波と反射波との双方が混在
    した音を受信することにより得られた第2の信号と、前
    記記憶部に記憶しておいた第1の信号とに基づいて、測
    定対象の音響反射率もしくは吸音率を求める演算部とを
    備えたことを特徴とする音響特性測定装置。
  2. 【請求項2】 前記演算部が、周波数帯域ごとの音響反
    射率もしくは吸音率を求めるものであることを特徴とす
    る音響特性測定装置。
  3. 【請求項3】 音源と、該音源からの音の放射方向前面
    側に配置される音センサとを用意し、 前記音源を、該音源から放射された入射波と該入射波が
    反射して戻ってくる反射波とのうち実質的に入射波のみ
    が存在する条件下で前記音センサで該入射波を受信する
    ことにより第1の信号を得、 測定時に、前記音源を測定対象に向けて該音源から音を
    放射させ、前記音センサで、該音源から放射された入射
    波と該入射波が測定対象で反射して戻ってきた反射波と
    の双方が混在した音を受信することにより第2の信号を
    得、 前記第1の信号と前記第2の信号との双方の信号に基づ
    いて測定対象の音響反射率もしくは吸音率を求めること
    を特徴とする音響特性測定方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003503703A (ja) * 1999-06-25 2003-01-28 コンシリオ ナツィオナーレ デッレ リチェルケ 壁画の剥離を測定する非破壊の音響学的方法及びその装置
JP2006177855A (ja) * 2004-12-24 2006-07-06 Yokohama Rubber Co Ltd:The 音響特性測定方法
JP2007333545A (ja) * 2006-06-15 2007-12-27 Clarion Co Ltd 吸音特性測定方法および吸音特性測定装置
JP2011033627A (ja) * 2009-08-03 2011-02-17 Georgia Tech Research Corp 溶接部における欠陥のタイプ及び重度を分類するための方法及びシステム
JP2014026240A (ja) * 2012-07-30 2014-02-06 Yamaha Corp 音響特性評価装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003503703A (ja) * 1999-06-25 2003-01-28 コンシリオ ナツィオナーレ デッレ リチェルケ 壁画の剥離を測定する非破壊の音響学的方法及びその装置
JP2006177855A (ja) * 2004-12-24 2006-07-06 Yokohama Rubber Co Ltd:The 音響特性測定方法
JP4572681B2 (ja) * 2004-12-24 2010-11-04 横浜ゴム株式会社 音響特性測定方法
JP2007333545A (ja) * 2006-06-15 2007-12-27 Clarion Co Ltd 吸音特性測定方法および吸音特性測定装置
JP2011033627A (ja) * 2009-08-03 2011-02-17 Georgia Tech Research Corp 溶接部における欠陥のタイプ及び重度を分類するための方法及びシステム
JP2014026240A (ja) * 2012-07-30 2014-02-06 Yamaha Corp 音響特性評価装置

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