JP2005338528A - Sound field simulation device, control method thereof, control program, and recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、音源からの音波の伝搬の状態をシミュレートする音場シミュレーション装置、音場シミュレーション装置の制御方法、制御プログラム及び記録媒体に関するものである。 The present invention relates to a sound field simulation apparatus that simulates the state of propagation of sound waves from a sound source, a control method for the sound field simulation apparatus, a control program, and a recording medium.
従来より、音源からの音波の伝搬状態を計算によりシミュレートする音場シミュレーション装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この音波の伝搬の状態をシミュレートする方法としては、例えば、音線法や虚像法のような幾何学的音響解析と、有限要素法や境界要素法のような数値音響解析が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a sound field simulation apparatus that simulates the propagation state of sound waves from a sound source by calculation (see, for example, Patent Document 1). As a method for simulating the state of propagation of sound waves, for example, geometric acoustic analysis such as acoustic ray method and virtual image method and numerical acoustic analysis such as finite element method and boundary element method are known. .
具体的に説明すると、音源から定常的な正弦波の音波を放射した場合の計算結果が、受音面における当該正弦波の周波数に対応するパワー分布図として表され、音源からインパルスの音波を放射した場合の計算結果が、所定の受音点におけるインパルス応答の波形として表される。
しかしながら、受音面における正弦波のパワー分布図を求める場合、音源から定常的な正弦波の音波を放射した場合の計算であるため、この計算結果に基いて画像表示した場合に、単一の周波数のパワー分布図は分かるものの、周波数帯域を有する実際の音波のパワー分布を見ることができなかった。また、所定の受音点におけるインパルス応答の波形を求める場合、周波数帯域は広いが、他の受音点については分からず、空間的な音波の分布を画像として見ることができなかった。更に、いずれの計算結果も、過渡的な音場を映像として見ることはできず、ユーザは実際に再生される音に近い音のパワーの空間分布の時間変化を視覚的に知ることはできなかった。 However, when calculating the power distribution diagram of the sine wave on the sound receiving surface, it is a calculation when a sound wave of a steady sine wave is radiated from the sound source, so when an image is displayed based on this calculation result, a single Although the frequency power distribution diagram can be seen, the power distribution of the actual sound wave having the frequency band could not be seen. Further, when obtaining the waveform of the impulse response at a predetermined sound receiving point, the frequency band is wide, but other sound receiving points are not known, and the spatial distribution of sound waves cannot be seen as an image. Furthermore, none of the calculation results can see a transient sound field as a video, and the user cannot visually know the temporal change in the spatial distribution of the sound power close to the sound that is actually played back. It was.
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、実際に再生される音に近い音波について、空間的なパワー分布とその時間変化を知ることができる音場シミュレーション装置、音場シミュレーション装置の制御方法、制御プログラム及び記録媒体を提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to solve the problems of the conventional techniques described above, and a sound field simulation device that can know the spatial power distribution and its temporal change for sound waves close to the sound that is actually reproduced, It is an object to provide a control method, a control program, and a recording medium for a sound field simulation apparatus.
上記課題を解決するために、本発明は、音響空間内に配置した音源から放射される音波の伝搬状態をシミュレートする音場シミュレーション装置において、前記音波の所定周期分として前記音源に入力する波形データを生成する波形生成手段と、前記波形データと前記音響空間における音場を予測するためのデータとに基いて、所定の算出タイミングにおける前記音響空間のパワー分布を算出する算出手段と、この算出手段による算出結果に基いて、各算出タイミング毎に前記音響空間のパワー分布を示す画像データを生成し、各画像データに基いて、前記所定周期分の音波の伝搬状態を示す動画データを生成する動画生成手段と、を備えたことを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, the present invention provides a sound field simulation apparatus that simulates a propagation state of a sound wave emitted from a sound source arranged in an acoustic space, and a waveform input to the sound source as a predetermined period of the sound wave. Waveform generation means for generating data, calculation means for calculating a power distribution of the acoustic space at a predetermined calculation timing based on the waveform data and data for predicting a sound field in the acoustic space, and the calculation Based on the calculation result by the means, image data indicating the power distribution of the acoustic space is generated at each calculation timing, and moving image data indicating the propagation state of the sound wave for the predetermined period is generated based on each image data. And moving image generation means.
また、音響空間内に配置した音源から放射される音波の伝搬状態をシミュレートする音場シミュレーション装置において、前記音波の所定周期分として前記音源に入力する波形データを生成する波形生成手段と、前記波形データと前記音響空間における音場を予測するためのデータとに基いて、所定の算出タイミングにおける前記音響空間のパワー分布を算出する算出手段と、この算出手段による算出結果に基いて、前記所定周期内の平均のパワー分布を示す画像データを生成する画像生成手段と、を備えたことを特徴とするものである。 Further, in a sound field simulation apparatus that simulates a propagation state of a sound wave radiated from a sound source arranged in an acoustic space, a waveform generation unit that generates waveform data to be input to the sound source as a predetermined period of the sound wave; Based on the waveform data and data for predicting the sound field in the acoustic space, calculation means for calculating the power distribution of the acoustic space at a predetermined calculation timing, and based on the calculation result by the calculation means, the predetermined And image generation means for generating image data indicating an average power distribution within the period.
上記音場シミュレーション装置において、前記画像データは、受音面上のパワーを2次元的な画像として表したデータであってもよい。 In the sound field simulation apparatus, the image data may be data representing power on the sound receiving surface as a two-dimensional image.
また、上記音場シミュレーション装置において、前記画像データは、所定のパワーの等高面を3次元的な画像として表したデータであってもよい。 In the sound field simulation apparatus, the image data may be data representing a contour surface having a predetermined power as a three-dimensional image.
更に、上記音場シミュレーション装置において、前記波形データは、インパルスの周波数帯域を所定周波数帯域に帯域制限して生成されてもよい。 Furthermore, in the sound field simulation apparatus, the waveform data may be generated by limiting a frequency band of an impulse to a predetermined frequency band.
更にまた、上記音場シミュレーション装置において、前記波形データは、連続波形に窓関数を乗じて生成されてもよい。 Furthermore, in the sound field simulation apparatus, the waveform data may be generated by multiplying a continuous waveform by a window function.
また、音響空間内に配置した音源から放射される音波の伝搬状態をシミュレートする音場シミュレーション装置の制御方法において、前記音波の所定周期分として前記音源に入力する波形データを生成する第1の過程と、前記波形データと前記音響空間における音場を予測するためのデータとに基いて、所定の算出タイミングにおける前記音響空間のパワー分布を算出する第2の過程と、この第2の過程における算出結果に基いて、各算出タイミング毎に前記音響空間のパワー分布を示す画像データを生成し、各画像データに基いて、前記所定周期分の音波の伝搬状態を示す動画データを生成する第3の過程と、を備えたことを特徴とするものである。 In the control method of the sound field simulation apparatus for simulating the propagation state of the sound wave radiated from the sound source arranged in the acoustic space, a first waveform data to be input to the sound source as a predetermined period of the sound wave is generated. A second process of calculating the power distribution of the acoustic space at a predetermined calculation timing based on the process, the waveform data and the data for predicting the sound field in the acoustic space, and the second process Based on the calculation result, image data indicating the power distribution of the acoustic space is generated at each calculation timing, and moving image data indicating the sound wave propagation state for the predetermined period is generated based on each image data. The process is provided with the following.
また、音響空間内に配置した音源から放射される音波の伝搬状態をシミュレートする音場シミュレーション装置の制御方法において、前記音波の所定周期分として前記音源に入力する波形データを生成する第1の過程と、前記波形データと前記音響空間における音場を予測するためのデータとに基いて、所定の算出タイミングにおける前記音響空間のパワー分布を算出する第2の過程と、この第2の過程における算出結果に基いて、前記所定周期内の平均のパワー分布を示す画像データを生成する第3の過程と、を備えたことを特徴とするものである。 In the control method of the sound field simulation apparatus for simulating the propagation state of the sound wave radiated from the sound source arranged in the acoustic space, a first waveform data to be input to the sound source as a predetermined period of the sound wave is generated. A second process of calculating the power distribution of the acoustic space at a predetermined calculation timing based on the process, the waveform data and the data for predicting the sound field in the acoustic space, and the second process And a third step of generating image data indicating an average power distribution within the predetermined period based on the calculation result.
また、音響空間内に配置した音源から放射される音波の伝搬状態をシミュレートする音場シミュレーション装置を、コンピュータにより制御するための制御プログラムであって、前記音波の所定周期分として前記音源に入力する波形データを生成させ、前記波形データと前記音響空間における音場を予測するためのデータとに基いて、所定の算出タイミングにおける前記音響空間のパワー分布を算出させ、この算出結果に基いて、各算出タイミング毎に前記音響空間のパワー分布を示す画像データを生成し、各画像データに基いて、前記所定周期分の音波の伝搬状態を示す動画データを生成させることを特徴とするものである。 A sound field simulation apparatus for simulating the propagation state of sound waves emitted from a sound source arranged in an acoustic space is a control program for controlling by a computer, and is input to the sound source as a predetermined period of the sound waves Waveform data to be generated, based on the waveform data and data for predicting the sound field in the acoustic space, to calculate the power distribution of the acoustic space at a predetermined calculation timing, based on the calculation result, Image data indicating a power distribution of the acoustic space is generated at each calculation timing, and moving image data indicating a propagation state of sound waves for the predetermined period is generated based on each image data. .
また、音響空間内に配置した音源から放射される音波の伝搬状態をシミュレートする音場シミュレーション装置を、コンピュータにより制御するための制御プログラムであって、前記音波の所定周期分として前記音源に入力する波形データを生成させ、前記波形データと前記音響空間における音場を予測するためのデータとに基いて、所定の算出タイミングにおける前記音響空間のパワー分布を算出させ、この算出結果に基いて、前記所定周期内の平均のパワー分布を示す画像データを生成させることを特徴とするものである。 A sound field simulation apparatus for simulating the propagation state of sound waves emitted from a sound source arranged in an acoustic space is a control program for controlling by a computer, and is input to the sound source as a predetermined period of the sound waves Waveform data to be generated, based on the waveform data and data for predicting the sound field in the acoustic space, to calculate the power distribution of the acoustic space at a predetermined calculation timing, based on the calculation result, Image data indicating an average power distribution within the predetermined period is generated.
また、上記制御プログラムを、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録したことを特徴とするものである。 The control program is recorded on a computer-readable recording medium.
本発明によれば、空間的なパワー分布とその時間変化を視覚的に知ることができる。 According to the present invention, it is possible to visually know the spatial power distribution and its temporal change.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[1]第1実施形態
図1は、本第1実施形態に係る音場シミュレーション装置10の機能的構成を示すブロック図である。
[1] First Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of a sound
この音場シミュレーション装置10は、コンピュータで構成され、このコンピュータの記憶部17に予め記憶されている制御プログラムに基いてコンピュータのCPU(不図示)が動作することで、音場シミュレーション装置として機能する。
The sound
この音場シミュレーション装置10は、音響空間内に配置した音源から放射される音波の伝搬状態をシミュレートするものであり、設定入力部11と、入力波形生成部13と、音場計算部15と、記憶部17と、計算結果出力部19と、LCD等からなる表示部21とを備えて構成される。
The sound
設定入力部11は、音場を予測するための音場計算に必要な入力データ、具体的には、音響空間に関するデータや音源に関するデータを入力し、音場計算部15に出力する。例えば、設定入力部11は、音場をシミュレーションする上で必要なシミュレーション設定データ、音響空間の室内形状に関する室形座標データ、音響空間内に配置される吸音材の位置とその吸音率を示す吸音材データ、音源の配置位置を示す音源座標データ、音源特性データ等の各種データをユーザから入力するかあるいは不図示のファイルからの読み込む。
The setting
入力波形生成部13は、音源において放射させる音波に対応する波形データを生成し、この波形データを音場計算部15に出力する。具体的に説明すると、入力波形生成部13は、音源において放射させる音波の所定周期分(例えば、1周期分)として波形データを生成する。さらに詳述すると、入力波形生成部13は、複数の音波のうち、いずれか1つの音波を選択し、その選択した音波における所定周期分(例えば、1周期分)の波形データを生成する。
The input
ここで、入力波形生成部13は、選択した音波の波形が連続波形である場合は、当該連続波形に窓関数を乗じて波形データを生成する。具体的には、連続波形が周期波形と非周期波形(例えば、オーディオデータに対応する波形)のいずれの波形であってもよい。これによって、特に、連続波形がオーディオデータ等の非周期波形である場合、当該連続波形に窓関数を乗じることによって生成される波形が周期的に繰り返される擬似周期波形と見做している。ここで、窓関数は、生成される波形データにおける波形の両端が0となるように設定されている。
Here, when the waveform of the selected sound wave is a continuous waveform, the input
例えば、音源において放射させようとしている音波の波形が正弦波である場合について説明すると、入力波形生成部13は、当該正弦波に窓関数を乗じて図2に示すような波形データを生成し、音場計算部15に出力する。
For example, the case where the waveform of the sound wave to be radiated by the sound source is a sine wave will be described. The input
このようにして生成される波形データは、所定周波数帯域(例えば、可聴周波数帯域)の幅を有しているのが好ましい。つまり、音源において波形データを入力して放射される音波が、音楽の音波に近い音波となるように設定されている。 The waveform data generated in this way preferably has a width of a predetermined frequency band (for example, an audible frequency band). That is, the sound wave emitted by inputting waveform data in the sound source is set to be a sound wave close to the sound wave of music.
更に、音源において放射させようとしている音波の波形が連続波形ではない場合、具体的には、インパルスの場合、このインパルスの周波数帯域が所定周波数帯域(例えば、可聴周波数帯域)に制限されて、図3に示すような波形データが生成される。このように帯域制限することで、音源において波形データを入力して放射される音波が、音楽の音波に近い音波となるように設定されることとなる。 Furthermore, when the waveform of the sound wave to be radiated by the sound source is not a continuous waveform, specifically, in the case of an impulse, the frequency band of the impulse is limited to a predetermined frequency band (for example, an audible frequency band), Waveform data as shown in FIG. 3 is generated. By limiting the band in this way, the sound wave emitted by inputting the waveform data in the sound source is set to be a sound wave close to the sound wave of music.
このように、波形データを所定周波数帯域(例えば、可聴周波数帯域)の幅に設定したことにより、音楽環境において不要な周波数成分がなくなるので、後述する音場計算部15における計算量が少なくなり、計算を高速化することができる。
Thus, by setting the waveform data to a width of a predetermined frequency band (for example, an audible frequency band), unnecessary frequency components are eliminated in the music environment, so that the calculation amount in the sound
ここで、複数の音源を設定した場合は、音源毎に入力する波形データを変えたり、異なるフィルタリングを行ってもよい。 Here, when a plurality of sound sources are set, the waveform data input for each sound source may be changed or different filtering may be performed.
音場計算部15は、設定入力部11より入力した波形データと入力波形生成部13より入力した入力データとに基いて、音場の計算を行い、記憶部17に格納する。
The sound
計算結果出力部19は、記憶部17から音場計算部15の音場計算の結果を読み出し、パワー分布を示す映像データを生成する。
The calculation
以下、音場計算部15及び計算結果出力部19の処理動作について詳細に説明する。図4は、音場計算部15における計算の流れを示す概要図である。また、図5は、音場計算部15における計算の詳細を示すフローチャートである。なお、これら図4及び図5の説明において、音源が複数ある場合について説明するが、音源が1つの場合についても適用できることはいうまでもない。
Hereinafter, processing operations of the sound
図4に示すように、音場計算部15は、設定入力部11より入力データとしてシミュレーション設定データ、室形座標データ、吸音材データ、音源座標データ、音源特性データ等の各種データを入力する(ST1)。
As shown in FIG. 4, the sound
次に、音場計算部15は、設定入力部11より入力した入力データに基いて、各音源に対する反射経路(受音点座標(x、y、z)、反射係数α等)を算出する(ST2)。
Next, the sound
次に、音場計算部15は、各音源別に、所定周波数帯域(例えば、可聴周波数帯域)内の各周波数及び音響空間の各受音点座標における複素音圧の周波数特性p(f,x,y,z)を算出する(ST3)。
Next, the sound
一方、音場計算部15は、周期波形として生成された時間tに対応する波形データw(t)を入力波形生成部13より入力する(ST4)。
On the other hand, the sound
次いで、音場計算部15は、入力した波形データw(t)をフーリエ変換してw(f)を算出する(ST5)。
Next, the
次いで、音場計算部15は、設定入力部11より入力した入力データと入力波形生成部13より入力した波形データw(t)とに基いて、周波数軸fと、空間軸x,y,zにおける複素音圧P(f,x,y,z)を算出する。つまり、音場計算部15は、w(f)とp(f,x,y,z)とを乗算し、複素音圧P(f,x,y,z)を算出する(ST6)。即ち、音場計算部15は、w(f)とp(f,x,y,z)との時間軸におけるコンボリューションを計算することで、複素音圧P(f,x,y,z)を算出している。
Next, the sound
次いで、音場計算部15は、複素音圧P(f,x,y,z)を逆フーリエ変換して、時間軸tと空間軸x,y,zにおける複素音圧p(t,x,y,z)を算出する(ST7)。つまり、音場計算部15は、所定の算出タイミング毎の各受音点の複素音圧p(t,x,y,z)を算出する。このように、音場計算部15は、音場の計算に逆フーリエ変換を用いることができるので、計算を高速化できる。
Next, the sound
次いで、音場計算部15は、全音源の複素音圧p(t,x,y,z)を加算し(ST8)、この複素音圧p(t,x,y,z)を記憶部17(図1)に格納する(ST9)。
Next, the sound
次に、音場計算部15における計算の詳細を、図5を参照しながら、複数の音源A1,A2,…,Amが音響空間に配置される場合について説明する。
Next, details of the calculation in the sound
まず、音場計算部15は、全音源A1,A2,…,及びAmについて複素音圧p(t,x,y,z)の計算が終了したか否かを判断する(ステップS1)。つまり、本第1実施形態では、音場計算部15は、音源A1から音源Amについて順次、複素音圧p(t,x,y,z)を計算していくこととなる。
First, the sound
全音源A1,A2,…,及びAmについて複素音圧p(t,x,y,z)の計算が終了していない場合(ステップS1;No)、音場計算部15は、各音源(例えば、音源A2)からの伝搬経路(受音点座標、反射係数α)を算出する(ステップS2)。
When the calculation of the complex sound pressure p (t, x, y, z) is not completed for all sound sources A1, A2,..., Am (step S1; No), the sound
次いで、音場計算部15は、各音源(例えば、音源A2)に対する全受音点座標(x,y,z)について複素音圧の周波数特性p(f,x,y,z)の計算が終了したか否かを判断する(ステップS3)。
Next, the sound
具体的に説明すると、受音点(x,y,z)(例えば、x=x1,x2,…,xi、y=y1,y2,…,yj、z=z1,z2,…,zk)における複素音圧の周波数特性p(f,x,y,z)の計算が終了したか否かを判断する。 More specifically, at sound receiving points (x, y, z) (for example, x = x1, x2,..., Xi, y = y1, y2,..., Yj, z = z1, z2,..., Zk). It is determined whether or not the calculation of the frequency characteristic p (f, x, y, z) of the complex sound pressure has been completed.
全受音点座標(x,y,z)について複素音圧の周波数特性p(f,x,y,z)の計算が終了していない場合(ステップS3;No)、例えば、p(f,xi,yj,zk)の計算が終了していない場合、音場計算部15は、全周波数について複素音圧の周波数特性p(f,xi,yj,zk)の計算が終了したか否かを判断する(ステップS4)。ここで、全周波数とは、所定周波数帯域(例えば、可聴周波数帯域)内において算出点として複数の周波数f1,f2,…,fnを定義した場合の全ての周波数f1〜fnをいう。このように、所定周波数帯域に帯域制限したので、計算量が減少し、計算が高速化する。
When the calculation of the frequency characteristic p (f, x, y, z) of the complex sound pressure is not completed for all the sound receiving point coordinates (x, y, z) (step S3; No), for example, p (f, If the calculation of xi, yj, zk) is not completed, the sound
全周波数について複素音圧の周波数特性p(f,xi,yj,zk)の計算が終了していない場合(ステップS4;No)、音場計算部15は、各音源A1,A2,…,Am別に、各周波数f1,f2,…,fn及び受音点(xi,yj,zk)における複素音圧の周波数特性p(f,xi,yj,zk)を算出する(ステップS5)。つまり、各周波数f1,f2,…,fnに亘って、全周波数について計算が終了するまで(ステップS5;Yes)、受音点(xi,yj,zk)における複素音圧の周波数特性p(f,xi,yj,zk)を算出する。
When the calculation of the frequency characteristic p (f, xi, yj, zk) of the complex sound pressure is not completed for all frequencies (step S4; No), the sound
また、ステップS3において、全受音点(x,y,z)における複素音圧の周波数特性p(f,x,y,z)の計算が終了した場合(ステップS3;Yes)、音場計算部15は、波形データw(t)をフーリエ変換したw(f)と、各複素音圧の周波数特性p(f,x,y,z)とを乗算し(ステップS6)、逆フーリエ変換することで、各時刻(各算出タイミング)tにおける各受音点(x,y,z)の複素音圧p(t,z,y,z)を算出する(ステップS7)。
In step S3, when calculation of the frequency characteristics p (f, x, y, z) of the complex sound pressure at all sound receiving points (x, y, z) is completed (step S3; Yes), sound field calculation is performed. The
次に、音場計算部15は、全音源の複素音圧p(t,x,y,z)を加算し(ステップS8)、ステップS1の判断に移行する。このようにして、全音源について計算が終了した場合(ステップS1)に、音場計算部15の計算処理が終了する。
Next, the sound
図6は、計算結果出力部19における計算の流れを示す概要図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing the flow of calculation in the calculation
計算結果出力部19は、記憶部17から複素音圧p(t,x,y,z)を読み込み(ST11)、この読み込んだ複素音圧p(t,x,y,z)及びその座標(x,y,z)における粒子速度に基いて各算出タイミング毎の音響空間のパワー分布を算出する。
The calculation
次いで、計算結果出力部19は、各算出タイミング毎の音響空間のパワー分布に基いて、各算出タイミング毎の音響空間のパワー分布を示す画像データを生成する(ST12)。
Next, the calculation
ここで、本第1実施形態において、計算結果出力部19は、受音点の配置を2次元とし、受音面上のパワー分布を2次元的な画像として表した画像データを生成している。
Here, in the first embodiment, the calculation
図7は、表示部21に表示される2次元的なパワー分布の画像の一例を示す図である。この図7における画像M1は、ある時刻において、z=0とした場合のパワー分布を示している。なお、図7中、点Aは、音源の位置を示しており、この音源の座標は、(x,y,z)=(0,0,0)である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an image of a two-dimensional power distribution displayed on the
画像M1における受音面は、ユーザにより選択可能に構成されている。つまり、設定入力部11において、受音面を示すデータがシミュレーション設定データとして入力される。ここで、画像M1において、音波のパワーは、特定の色の濃淡に対応して表されている。つまり、音波のパワーの値と特定の色の濃度とが対応している。なお、音波のパワーが、特定の色の濃淡の代わりに、色に対応して表されてもよい。つまり、音波のパワーの値と色とが対応している。これらによって、ユーザは、音楽に近い音波の空間的なパワー分布を視覚的に瞬時に判断することができる。
The sound receiving surface in the image M1 is configured to be selectable by the user. That is, in the setting
さて、この計算結果出力部19は、各算出タイミング毎の画像データに基いて、動画データを生成する。つまり、画像データを時系列的に並べることで、動画データが生成される。この動画データは、入力波形生成部13により生成された波形データに基く音波が音源から放射されて音響空間における各位置(受音点)に到達までの各画像データを時系列に並べて生成される。つまり、所定周期分(例えば、1周期分)の音波の伝搬状態を示す動画データが生成される。そして計算結果出力部19は、生成された動画データに基いて動画ファイルを生成する(図6中、ST13)。
The calculation
このようにして生成された動画ファイルは、計算結果出力部19により記憶部17に保存される。このように動画ファイルを生成することにより、計算結果の閲覧、配布が容易になるとともに、ユーザは、この動画ファイルを再生することで、音響空間における音波のパワー分布の過渡的な時間変化を見ることができる。また、波形データとして、実際に再生される音楽の波形データを用いることができるので、ユーザは、より実際に再生される音に近い音波の空間的なパワー分布とその時間変化を見ることができる。
The moving image file generated in this way is stored in the
また、1周期分として生成した動画データを、繰り返し再生が可能な動画再生ソフトを用いて再生することにより、ユーザは、周期的な音場の変化として見ることができる。 In addition, by reproducing the moving image data generated for one period using moving image reproduction software that can be repeatedly reproduced, the user can view the change as a periodic sound field.
[2]第2実施形態
上記第1実施形態では、図1における計算結果出力部19が、受音面上のパワーを2次元的な画像として表した画像データを生成する場合について説明したが、本第2実施形態では、計算結果出力部119が、各時刻における所定のパワーの等高面を3次元的な画像として表した画像データを生成する場合について説明する。以下、この第2実施形態において、上記第1実施形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
[2] Second Embodiment In the first embodiment, the case where the calculation
図8は、本第2実施形態に係る音場シミュレーション装置100の機能的構成を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a functional configuration of the sound
計算結果出力部119は、記憶部17から各算出タイミング毎の複素音圧p(t,x,y,z)を読み出し、各算出タイミング毎の音響空間のパワー分布を算出する。
The calculation
次いで、計算結果出力部119は、各算出タイミング毎の音響空間のパワー分布に基いて、各算出タイミング毎の音響空間のパワー分布を示す画像データを生成する。
Next, the calculation
図9は、表示部21に表示される3次元的なパワー分布の画像の一例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an image of a three-dimensional power distribution displayed on the
この図9における画像M2は、ある時刻における所定のパワーのパワー分布を示している。この所定のパワーは、画像M2において、等高面Rとして表される。なお、図9中、点Aは、音源の位置を示しており、この音源の座標は、(x,y,z)=(0,0,0)である。 An image M2 in FIG. 9 shows a power distribution of a predetermined power at a certain time. This predetermined power is represented as a contour surface R in the image M2. In FIG. 9, point A indicates the position of the sound source, and the coordinates of this sound source are (x, y, z) = (0, 0, 0).
画像M2において等高面Rで表される所定のパワーは、ユーザにより選択可能に構成されている。つまり、設定入力部11(図1)において、所定のパワーを示すデータがシミュレーション設定データとして入力される。ここで、画像M2において、音波の所定のパワーを示す等高面Rは、特定の色として表されている。これによって、ユーザは、音楽に近い音波の空間的なパワー分布を視覚的に瞬時に判断することができる。 The predetermined power represented by the contour surface R in the image M2 is configured to be selectable by the user. That is, in the setting input unit 11 (FIG. 1), data indicating a predetermined power is input as simulation setting data. Here, in the image M2, the contour surface R indicating the predetermined power of the sound wave is represented as a specific color. As a result, the user can visually and instantaneously determine the spatial power distribution of sound waves close to music.
[3]第3実施形態
上記第1、第2実施形態では、計算結果出力部19,119が、各算出タイミング毎の音響空間のパワー分布を算出し、各算出タイミング毎の音響空間のパワー分布を示す画像データを生成する場合について説明したが、本第3実施形態では、計算結果出力部219が、所定周期内の平均のパワー分布を示す画像データを生成する場合について説明する。以下、この第3実施形態において、上記第1実施形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
[3] Third Embodiment In the first and second embodiments, the calculation
図10は、本第3実施形態に係る音場シミュレーション装置200の機能的構成を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing a functional configuration of the sound
計算結果出力部219は、記憶部17から複素音圧p(t,x,y,z)を読み出し、各算出タイミング毎の音響空間のパワー分布を算出する。
The calculation
次いで、計算結果出力部19は、各算出タイミング毎の音響空間におけるパワー分布に基いて、各受音点(x,y,z)毎に全時刻のパワーの平均値を算出し、平均パワー分布を画像データとして生成し、静止画ファイルとして記憶部17に保存している。この静止画ファイルに基いて表示部21に表示することにより、ユーザは、空間的なパワー分布を視覚的に瞬時に判断することができる。
Next, the calculation
以上、一実施形態に基いて本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on one Embodiment, this invention is not limited to this.
例えば、上記実施形態では、入力波形生成部13において音波の所定周期分として1周期分の波形データが生成される場合について説明したが、これに限るものではなく、音場計算部における計算量が膨大とならない範囲内で、入力波形生成部において音波の数周期分の波形データが生成されるようにすることも可能である。
For example, in the above embodiment, the case where the input
また、上記実施形態では、制御プログラムを記憶部17に記憶している場合について説明したが、各種磁気ディスク、光ディスク、メモリカードなどの記録媒体に制御プログラムを予め記録し、これらの記録媒体から読み込み、インストールするように構成することも可能である。また、通信インターフェイスを設け、インターネット、LANなどのネットワークを介して制御プログラムをダウンロードし、インストールして実行するように構成することも可能である。
In the above embodiment, the case where the control program is stored in the
10,100,200 音場シミュレーション装置
11 設定入力部
13 入力波形生成部(波形生成手段)
15 音場計算部(算出手段)
17 記憶部
19,119,219 計算結果出力部(算出手段、動画生成手段、画像生成手段)
21 表示部
10, 100, 200 Sound
15 Sound field calculation part (calculation means)
17
21 Display section
Claims (11)
前記音波の所定周期分として前記音源に入力する波形データを生成する波形生成手段と、
前記波形データと前記音響空間における音場を予測するためのデータとに基いて、所定の算出タイミングにおける前記音響空間のパワー分布を算出する算出手段と、
この算出手段による算出結果に基いて、各算出タイミング毎に前記音響空間のパワー分布を示す画像データを生成し、各画像データに基いて、前記所定周期分の音波の伝搬状態を示す動画データを生成する動画生成手段と、を備えたことを特徴とする音場シミュレーション装置。 In a sound field simulation device that simulates the propagation state of sound waves emitted from a sound source arranged in an acoustic space,
Waveform generating means for generating waveform data to be input to the sound source as a predetermined period of the sound wave;
Based on the waveform data and data for predicting a sound field in the acoustic space, calculation means for calculating a power distribution of the acoustic space at a predetermined calculation timing;
Based on the calculation result by the calculation means, image data indicating the power distribution of the acoustic space is generated at each calculation timing, and based on each image data, moving image data indicating the propagation state of the sound wave for the predetermined period is generated. A sound field simulation apparatus comprising: a moving image generating means for generating.
前記音波の所定周期分として前記音源に入力する波形データを生成する波形生成手段と、
前記波形データと前記音響空間における音場を予測するためのデータとに基いて、所定の算出タイミングにおける前記音響空間のパワー分布を算出する算出手段と、
この算出手段による算出結果に基いて、前記所定周期内の平均のパワー分布を示す画像データを生成する画像生成手段と、を備えたことを特徴とする音場シミュレーション装置。 In a sound field simulation device that simulates the propagation state of sound waves emitted from a sound source arranged in an acoustic space,
Waveform generating means for generating waveform data to be input to the sound source as a predetermined period of the sound wave;
Based on the waveform data and data for predicting a sound field in the acoustic space, calculation means for calculating a power distribution of the acoustic space at a predetermined calculation timing;
A sound field simulation apparatus comprising: image generation means for generating image data indicating an average power distribution within the predetermined period based on a calculation result by the calculation means.
前記画像データは、受音面上のパワーを2次元的な画像として表したデータであることを特徴とする音場シミュレーション装置。 In the sound field simulation apparatus according to claim 1 or 2,
The sound field simulation apparatus, wherein the image data is data representing power on a sound receiving surface as a two-dimensional image.
前記画像データは、所定のパワーの等高面を3次元的な画像として表したデータであることを特徴とする音場シミュレーション装置。 In the sound field simulation apparatus according to claim 1 or 2,
The sound field simulation apparatus, wherein the image data is data representing a contour surface having a predetermined power as a three-dimensional image.
前記波形データは、インパルスの周波数帯域を所定周波数帯域に帯域制限して生成されることを特徴とする音場シミュレーション装置。 In the sound field simulation device according to any one of claims 1 to 4,
The sound field simulation apparatus, wherein the waveform data is generated by limiting a frequency band of an impulse to a predetermined frequency band.
前記波形データは、連続波形に窓関数を乗じて生成されることを特徴とする音場シミュレーション装置。 In the sound field simulation device according to any one of claims 1 to 4,
The sound field simulation apparatus, wherein the waveform data is generated by multiplying a continuous waveform by a window function.
前記音波の所定周期分として前記音源に入力する波形データを生成する第1の過程と、
前記波形データと前記音響空間における音場を予測するためのデータとに基いて、所定の算出タイミングにおける前記音響空間のパワー分布を算出する第2の過程と、
この第2の過程における算出結果に基いて、各算出タイミング毎に前記音響空間のパワー分布を示す画像データを生成し、各画像データに基いて、前記所定周期分の音波の伝搬状態を示す動画データを生成する第3の過程と、を備えたことを特徴とする音場シミュレーション装置の制御方法。 In the control method of the sound field simulation apparatus that simulates the propagation state of the sound wave radiated from the sound source arranged in the acoustic space,
A first step of generating waveform data to be input to the sound source as a predetermined period of the sound wave;
A second step of calculating a power distribution of the acoustic space at a predetermined calculation timing based on the waveform data and data for predicting a sound field in the acoustic space;
Based on the calculation result in the second process, image data indicating the power distribution of the acoustic space is generated at each calculation timing, and a moving image indicating the propagation state of the sound wave for the predetermined period based on each image data And a third step of generating data, comprising: a sound field simulation apparatus control method;
前記音波の所定周期分として前記音源に入力する波形データを生成する第1の過程と、
前記波形データと前記音響空間における音場を予測するためのデータとに基いて、所定の算出タイミングにおける前記音響空間のパワー分布を算出する第2の過程と、
この第2の過程における算出結果に基いて、前記所定周期内の平均のパワー分布を示す画像データを生成する第3の過程と、を備えたことを特徴とする音場シミュレーション装置の制御方法。 In the control method of the sound field simulation apparatus that simulates the propagation state of the sound wave radiated from the sound source arranged in the acoustic space,
A first step of generating waveform data to be input to the sound source as a predetermined period of the sound wave;
A second step of calculating a power distribution of the acoustic space at a predetermined calculation timing based on the waveform data and data for predicting a sound field in the acoustic space;
A control method for a sound field simulation apparatus, comprising: a third step of generating image data indicating an average power distribution within the predetermined period based on a calculation result in the second step.
前記音波の所定周期分として前記音源に入力する波形データを生成させ、
前記波形データと前記音響空間における音場を予測するためのデータとに基いて、所定の算出タイミングにおける前記音響空間のパワー分布を算出させ、
この算出結果に基いて、各算出タイミング毎に前記音響空間のパワー分布を示す画像データを生成し、各画像データに基いて、前記所定周期分の音波の伝搬状態を示す動画データを生成させることを特徴とする制御プログラム。 A control program for controlling, by a computer, a sound field simulation device that simulates a propagation state of sound waves emitted from a sound source arranged in an acoustic space,
Generating waveform data to be input to the sound source as a predetermined period of the sound wave;
Based on the waveform data and data for predicting the sound field in the acoustic space, the power distribution of the acoustic space at a predetermined calculation timing is calculated,
Based on the calculation result, image data indicating the power distribution of the acoustic space is generated at each calculation timing, and moving image data indicating the propagation state of the sound wave for the predetermined period is generated based on each image data. A control program characterized by
前記音波の所定周期分として前記音源に入力する波形データを生成させ、
前記波形データと前記音響空間における音場を予測するためのデータとに基いて、所定の算出タイミングにおける前記音響空間のパワー分布を算出させ、
この算出結果に基いて、前記所定周期内の平均のパワー分布を示す画像データを生成させることを特徴とする制御プログラム。 A control program for controlling, by a computer, a sound field simulation device that simulates a propagation state of sound waves emitted from a sound source arranged in an acoustic space,
Generating waveform data to be input to the sound source as a predetermined period of the sound wave;
Based on the waveform data and data for predicting the sound field in the acoustic space, the power distribution of the acoustic space at a predetermined calculation timing is calculated,
A control program for generating image data indicating an average power distribution within the predetermined period based on the calculation result.
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JP2012165195A (en) * | 2011-02-07 | 2012-08-30 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | Auditory presence evaluation device and auditory presence evaluation program |
CN106052848A (en) * | 2016-05-17 | 2016-10-26 | 南京航空航天大学 | Double-measuring surface noise source identification system based on near field acoustic holography |
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2004
- 2004-05-28 JP JP2004158642A patent/JP2005338528A/en active Pending
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