JP2006064393A - 音場特性測定システム - Google Patents

Abstract

【課題】 音場特性を正確に測定することのできる音場特性測定システムを提供する。
【解決手段】 ＴＳＰ音を発音する発音装置２と、発音装置２と測定空間を隔てて配置され、ＴＳＰ音を受音する受音装置３と、発音ＴＳＰ音と受音ＴＳＰ音とに基づいて測定空間の音場特性を算出する音場特性算出装置４とを備え、発音装置２は、ＴＳＰ音生成手段２１と、少なくとも測定開始ＴＳＰ音を無線送信する無線送信手段２２と、ＴＳＰ音を発音する発音手段２３と、発音制御手段２４とを含み、受音装置３は、測定開始ＴＳＰ音を受信する無線受信手段３１と、ＴＳＰ音を受音する受音手段３２と、受信および受音ＴＳＰ音を記録する記録手段３３と、受音制御手段３４とを含み、特性値算出手段４１が、受音ＴＳＰ信号と測定ＴＳＰ音とに基づいて測定空間の音場特性を算出する特性値算出手段４１を含む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、音場特性測定システムに関する。

ホール、スタジアム等の測定空間の音場特性を把握することは、音楽演奏時だけでなく、明瞭な場内放送を実現する上でも重要であり、ＴＳＰ（Time Stretched Pulse）音を使用した音場特性の測定装置が既に実用化されている。

ＴＳＰ音を使用して音場特性を測定するためには、音響空間を隔てて配置された発音装置、受音装置の双方に測定開始時点を認識させる必要があるが、大きい測定空間の音場特性を測定する場合には発音装置、受音装置間を接続するケーブルの敷設に多大の労力を要していた。

ケーブル敷設の労力を軽減するために、本出願人は、すでに発音装置と受音装置とを無線接続した音場伝達特性データ記録システムを提案している（例えば、特許文献１参照）。

上記提案に係るシステムにあっては、発音装置である測定音信号生成装置の信号生成手段によって生成された測定開始時点を表すトリガ信号を、無線送信手段を介して伝送することにより、ケーブル敷設の労力を取り除いている。

このトリガ信号を無線受信手段によって受信することにより、受音装置である吸音装置側でも測定開始時点を正確に認識できることとなる。

しかしながら、１回のＴＳＰ音の発音によって音場特性を決定すると、その音場特性は測定時の条件により大きく影響を受けることとなる。測定時条件の影響を排除するには、発音装置からＴＳＰ音を複数回発音し、受音装置で受音される受音ＴＳＰ音に基づいて、複数の音場特性を算出し、その相加平均値を測定空間の音場特性を決定することが望ましい。

相加平均値を算出する際には、複数のＴＳＰ音の時間軸を合わせて同期加算する必要があるが、発音装置および受音装置はそれぞれ別個のクロックで作動するので、同期加算の精度が悪化することとなる。

例えば、時刻Ｔ１に測定開始信号を発音してからＴ２経過後に時間長Ｔ３の測定ＴＳＰ音を時間Ｔ２ごとに５個発音して、音場特性を測定する場合を想定する。

発音装置から発音された測定ＴＳＰ音は測定空間の伝播時間Ｔ０経過後に受音装置に到達し、時刻Ｔ１からＴ２＋Ｔ０時間経過後に５個の測定ＴＳＰ音がＴ２時間おきに受音されることとなる。

そして、発音装置から発音された測定ＴＳＰ音と受音装置で受音された対応する受音ＴＳＰ音とを逆畳み込み積分処理することにより、５個の測定空間の音場特性が算出される。

このとき、発音装置と受音装置のクロックが完全に同期していれば、５個の音場特性の時間軸は一致し、相加平均化することにより、音場特性から測定時の影響を排除することができる。
特開２００４−１２５６５４号公報（［００２４］〜［００２６］、図１）

しかしながら、従来の音場伝達特性データ記録システムにあっては、上述したように発音装置と受音装置とを完全に同期させることはできないので、５個の音場特性の時間軸にずれが発生し、同期加算の際の計算精度を悪化させることとなる。

受音装置のクロックが発音装置のクロックのＴ２時間ごとにΔＴ遅延する場合には、図１５に示すように、最初の測定ＴＳＰ音と受音ＴＳＰ音の時間間隔をＴ０とすると、その後の測定ＴＳＰ音と受音ＴＳＰ音の時間間隔はΔＴずつ増加する。

従って、時間間隔がずれたままであれば、５個のインパルス応答の相加平均値の精度は悪化することが判る。

さらに、音場測定に使用される無線送信手段および無線受信手段の信号伝送帯域は３００〜３０００ヘルツ程度に制限されていることに起因して、無線伝送されるＴＳＰ音には群遅延が発生するので、測定開始時点を正確に決定することができず、測定精度はさらに悪化する。

本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであって、音場特性を正確に測定することのできる音場特性測定システムを提供することを目的とする。

本発明の音場特性測定システムは、音場特性計測の対象となる測定空間にＴＳＰ音を発音する発音装置と、前記発音装置から前記測定空間を隔てて配置され、前記ＴＳＰ音を受音する受音装置と、前記発音装置が発音したＴＳＰ音と前記受音装置で受音されたＴＳＰ音とに基づいて前記測定空間の音場特性を算出する音場特性算出装置とを備え、前記発音装置が、測定開始ＴＳＰ音および複数の測定ＴＳＰ音を生成するＴＳＰ音生成手段と、少なくとも前記測定開始ＴＳＰ音を無線送信する無線送信手段と、前記測定開始ＴＳＰ音および前記測定ＴＳＰ音を前記測定空間に発音する発音手段と、前記ＴＳＰ音生成手段、前記無線送信手段および前記発音手段の動作を制御する発音制御手段とを含み、前記受音装置が、前記無線送信手段から送信された前記測定開始ＴＳＰ音を受信する無線受信手段と、前記測定空間を伝播する前記測定開始ＴＳＰ音および前記測定ＴＳＰ音を受音する受音手段と、前記無線受信手段で受信された前記測定開始ＴＳＰ音ならびに前記受音手段で受音された前記測定開始ＴＳＰ音および前記測定ＴＳＰ音を記録する記録手段と、前記無線受信手段、前記受音手段および前記記録手段の動作を制御する受音制御手段とを含み、前記音場特性算出装置が、前記受音ＴＳＰ信号と前記測定ＴＳＰ音とに基づいて前記測定空間の音場特性を算出する特性値算出手段を含む構成を有している。

この構成により、広大な空間の音場特性を、ケーブルを敷設することなく測定されることとなる。

本発明の音場特性測定システムは、前記音場特性算出装置が、前記発音装置が発音したＴＳＰ音と前記受音装置が受音した受音ＴＳＰ音との時間軸を揃える補正を実行する時間軸補正手段を備える構成を有している。

この構成により、複数の音場特性を正確に同期加算した後に、音場特性が算出されることとなる。

本発明の音場特性測定システムは、前記音場特性算出装置が、前記発音装置が発音したＴＳＰ音と前記受音装置が受音した受音ＴＳＰ音との間の群遅延を補正する群遅延補正手段を備える構成を有している。

この構成により、測定開始時刻を群遅延補正した後に音場特性が算出されることとなる。

本発明の音場特性測定システムは、前記音場特性算出装置が、前記発音装置が発音したＴＳＰ音と前記受音装置が受音した受音ＴＳＰ音との時間軸を揃える補正を実行する時間軸補正手段と、前記発音装置が発音したＴＳＰ音と前記受音装置が受音した受音ＴＳＰ音との間の群遅延を補正する群遅延補正手段とを備える構成を有している。

この構成により、測定開始時刻を群遅延補正し、複数の音場特性を正確に同期加算した後に、音場特性が算出されることとなる。

本発明の音場特性測定システムは、前記音場特性算出装置が、時間軸補正後の受音ＴＳＰ音と前記発音装置が発音した測定ＴＳＰ音の逆時間応答とを畳み込み積分する畳み込み積分手段と、前記畳み込み積分手段による複数の畳み込み積分値の相加平均値を前記測定空間の音場特性として算出する音場特性算出手段とを備える構成を有している。

この構成により、空間の音場特性が時間領域で算出されることとなる。

本発明の音場特性測定システムは、前記音場特性算出装置が、測定ＴＳＰ音をフーリエ変換する測定ＴＳＰ音フーリエ変換手段と、前記時間軸補正後の受音ＴＳＰ音をフーリエ変換する受音ＴＳＰ音フーリエ変換手段と、前記測定ＴＳＰ音フーリエ変換値と前記受音ＴＳＰ音フーリエ変換値とに基づいて前記測定空間の周波数特性を算出する周波数特性算出手段と、前記周波数特性を逆フーリエ変換して前記測定空間の音場特性を算出する音場特性算出手段とを備える構成を有している。

この構成により、空間の音場特性が周波数領域で算出されることとなる。

本発明の音場特性測定システムは、前記発音装置が、前記受音装置に測定開始合図を送信する第１の測定制御手段を含む構成を有している。

この構成により、発音装置から受音装置に測定開始合図を送ることができることとなる。

本発明の音場特性測定システムは、前記受音装置が、前記発音装置に準備完了合図を送信する第２の測定制御手段を含む構成を有している。

この構成により、受音装置から発音装置に準備完了合図を送ることができることとなる。

本発明の音場特性測定方法は、音場特性計測の対象となる測定空間に測定開始タイム・ストレッチド・パルス音（ＴＳＰ音）および複数の測定ＴＳＰ音を生成するＴＳＰ音生成ステップと、少なくとも前記測定開始ＴＳＰ音を無線送信する無線送信ステップと、前記測定開始ＴＳＰ音および前記測定ＴＳＰ音を前記測定空間に発音する発音ステップと、無線送信された前記測定開始ＴＳＰ音を受信する無線受信ステップと、前記測定空間を伝播した前記測定開始ＴＳＰ音および前記測定ＴＳＰ音を受音する受音ステップと、前記無線受信ステップで受信された前記測定開始ＴＳＰ音ならびに前記受音ステップで受音された前記測定開始ＴＳＰ音および前記測定ＴＳＰ音を記録する記録ステップと、前記発音ステップで発音されたＴＳＰ音と前記受音ステップで受音された受音ＴＳＰ音との間の群遅延を補正する群遅延補正ステップと、前記発音ステップで発音されたＴＳＰ音と前記受音ステップで受音された受音ＴＳＰ音との時間軸を揃える補正を実行する時間軸補正ステップと、前記発音ステップで発音されたＴＳＰ音と、前記受音ステップで受音され、前記群遅延補正ステップで群遅延補正され、前記時間軸補正ステップで時間軸補正されたＴＳＰ音とに基づいて前記測定空間の音場特性を算出する音場特性算出ステップとを含む。

この構成により、群遅延および時間軸補正した後に音場特性を算出できることとなる。

本発明は、発音装置に無線送信手段を、受音装置に無線受信手段をそれぞれ備えることにより、ケーブルを敷設することなく空間の音場特性を正確に測定できるという効果を有する音場特性測定システムを提供することができる。

以下、本発明の音場特性測定システムについて、図面を用いて説明する。

本発明の第１の実施の形態の音場特性測定システムを図１に示す。

即ち、本発明の第１の実施の形態の音場特性測定システム１は、音場特性計測の対象となる測定空間にＴＳＰ音を発音する発音装置２と、発音装置２と測定空間を隔てて配置され、ＴＳＰ音を受音する受音装置３と、発音装置２で発音されたＴＳＰ音と受音装置３で受音されたＴＳＰ音とに基づいて測定空間の音場特性を算出する音場特性算出装置４とを備える。

発音装置２は、測定開始ＴＳＰ音および複数の測定ＴＳＰ音を生成するＴＳＰ音生成手段２１と、少なくとも測定開始ＴＳＰ音を無線送信する無線送信手段２２と、測定開始ＴＳＰ音および測定ＴＳＰ音を測定空間に発音する発音手段２３と、ＴＳＰ音生成手段２１、無線送信手段２２および発音手段２３の動作を制御する発音制御手段２４とを含む。

受音装置３は、無線送信手段２２から送信された測定開始ＴＳＰ音を受信する無線受信手段３１と、測定空間を伝播する測定開始ＴＳＰ音および測定ＴＳＰ音を受音する受音手段３２と、無線受信手段３１で受信された測定開始ＴＳＰ音ならびに受音手段３２で受音された測定開始ＴＳＰ音および測定ＴＳＰ音を記録する記録手段３３と、無線受信手段３１、受音手段３２および記録手段３３の動作を制御する受音制御手段３４とを含む。

音場特性算出装置４は、受音ＴＳＰ信号と測定ＴＳＰ音とに基づいて測定空間の音場特性を算出する。

以下に、図２を参照して、発音装置２のハードウエア構成を説明する。

ＴＳＰ音生成手段２１は、ＴＳＰデータを記録する波形メモリ２１１と、波形メモリ２１１からＴＳＰデータを読み出す波形読み出し部２１２と、波形読み出し部２１２が出力するＴＳＰデータをアナログ信号であるＴＳＰ音に変換するＤ／Ａ変換部２１３とで構成される。

図３はＴＳＰ音の波形図であって、時間経過に伴い周波数が対数的に増加する正弦波である。なお、暗騒音のパワーは周波数が低くなるほど高くなるので、測定時のＳＮ比を改善するためには、ＴＳＰ音のパワーも周波数が低くなるほど高くすることが望ましい。

波形メモリ２１１は、各記録領域に、その記録領域の番地に対応するＴＳＰデータを記録した構成を有している。波形読み出し部２１２は、波形メモリ２１１の番地を指定して、波形メモリ２１１に記録されているＴＳＰデータを読み出すが、波形メモリ２１１の番地を走査する速度を変更することによりＴＳＰ音の時間長を変更できることとなる。

なお、波形メモリ２１１が必要とするパラメータ（サンプリング周波数、開始周波数、終了周波数、サンプリング数）および波形読み出し部２１２が必要とするパラメータ（走査速度）は、発音制御手段２４から設定可能な構成となっている。

Ｄ／Ａ変換部２１３は、波形読み出し部２１２から出力されるＴＳＰデータをアナログ信号であるＴＳＰ音に変換するためのものである。

発音手段２３は、発音増幅部２３１とスピーカ２３２とを含み、Ｄ／Ａ変換部２１３が出力するアナログＴＳＰ音を電力増幅した後に、ホール、スタジアム等の音場特性を測定する測定空間に放出するように構成されている。

無線送信手段２２は、送信部２２１とアンテナ２２２とを含み、送信部２２１はＤ／Ａ変換部２１３から出力されるＴＳＰ音のうち少なくとも測定開始ＴＳＰ音を搬送波に重畳し、送信アンテナ２２２は測定開始ＴＳＰ音が重畳された搬送波を測定対象空間に放射するように構成されている。

次に、図４を参照して、受音装置３のハードウエア構成を説明する。

無線受信手段３１は、受信アンテナ３１１と受信部３１２とを含み、受信アンテナ３１１は測定空間に放射された測定開始ＴＳＰ音が重畳された搬送波を受信し、受信部３１２は測定開始ＴＳＰ音を復調するように構成されている。

受音手段３２はマイクロフォン３２１と受音増幅部３２２とを含み、マイクロフォン３２１はスピーカ２３２から放射され、測定空間を伝播してきた測定ＴＳＰ音を受音し、受音増幅部３２２はマイクロフォン３２１で受音された測定ＴＳＰ音を増幅するように構成されている。

記録手段３３は、例えばディジタル・オーディオ・テープ（ＤＡＴ）であり、ＴＳＰ音をディジタル化するＡ／Ｄ変換部３３１と、ディジタルＴＳＰ音を記録する記録部３３２とを含む。

なお、受音制御手段３４は、無線受信手段３１、受音手段３２、および記録手段３３の動作を制御するように構成されている。

次に、図５を参照して、音場特性算出装置４の構成を説明する。

音場特性算出装置４は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）を適用したシステムであり、ＰＣは、処理を実行するＣＰＵ４０１と、処理プログラム、処理結果等を記録するメモリ４０２と、ＴＳＰ音生成手段２１および記録手段３３が接続されるＴＳＰ音インターフェイス４０３と、音場特性を出力する出力装置４０４が接続される出力装置インターフェイス４０５と、ディスプレイ、キーボード、およびマウスで構成される周辺機器４０６が接続される周辺機器インターフェイス４０７と、それぞれを共通に結合するバス４０８とを含む。

以下に、第１の実施の形態の音場特性測定システムの動作を説明する。

図６は、第１の実施の形態の音場特性測定システムによる音場特性の測定手順を示すフローチャートであって、最初に、発音制御手段２４を使用してＴＳＰ音のパラメータを設定する（ステップＳ６１）。

図７は、第１の実施の形態の音場特性測定システムで使用するＴＳＰ音の模式図であって、ＴＳＰ音は、１個の測定開始ＴＳＰ音と、Ｍ個の測定ＴＳＰ音と、１個の測定終了ＴＳＰ音とを含む。

図７から理解できるように、測定開始ＴＳＰ音および測定終了ＴＳＰ音の継続時間Ｔ１と、測定ＴＳＰ音の発音間隔Ｔ２と、測定ＴＳＰ音の継続時間Ｔ３とをパラメータとして設定する必要があるが、音場特性測定対象の空間容量、残響特性等に応じて適切な値を設定することができる。

なお、測定開始ＴＳＰ音および測定終了ＴＳＰ音の継続時間Ｔ１は、測定ＴＳＰ音の継続時間Ｔ３より短くてもよい。

次に、受音装置３の記録手段３３であるＤＡＴを起動し録音可能な状態とする（ステップＳ６２）。

この状態で、発音装置２は、測定開始ＴＳＰ音および測定終了ＴＳＰ音を無線送信手段２２から無線送信するとともに、測定開始ＴＳＰ音、Ｍ個の測定ＴＳＰ音および測定終了ＴＳＰ音を発音手段２３から発音し、受音装置３は測定開始ＴＳＰ音および測定終了ＴＳＰ音を受信アンテナ３１１で受信するとともに、測定開始ＴＳＰ音、Ｍ個の測定ＴＳＰ音および測定終了ＴＳＰ音をマイクロフォン３２１で受音する（ステップＳ６３）。

図８は、発音装置２が出力する発音ＴＳＰ音、ならびに受音装置３が受音ＴＳＰ音および受音装置３が受信する受信ＴＳＰ音の模式図である。

即ち、図８に示すように、記録部３３２であるＤＡＴには、無線送信された測定開始ＴＳＰ音および測定終了ＴＳＰ音と、測定対象である測定空間を伝播した測定開始ＴＳＰ音、Ｍ個の測定ＴＳＰ音および測定終了ＴＳＰ音とが録音されることとなる。

測定終了ＴＳＰ音の発音が終了すると、ＤＡＴを停止する（ステップＳ６４）。

そして、音場特性算出装置４を用いて音場特性を算出する（ステップＳ６５）が、詳細は以下で説明する。

図９は、音場特性算出装置４が特性値算出手段４１として実行する音場特性算出ルーチンのフローチャートであって、測定開始ＴＳＰ音を無線伝送することにより発生する群遅延時間を補正して測定開始ＴＳＰ音が発音された発音時刻を決定する（ステップＳ９１）。なお、ステップＳ９１の処理が、群遅延補正手段４３の動作に相当する。

なお、群遅延時間の設定方法は後述する。

次に、測定ＴＳＰ音の順番を示すパラメータｍを“１”に初期化する（ステップＳ９２）。

次に、発音装置２から出力された第ｍ番目の測定ＴＳＰ音と受音装置３で受音された第ｍ番目の測定ＴＳＰ音とに基づいて音場特性の測定対象空間の第ｍ番目のインパルス応答を算出する（ステップＳ９３）。インパスル応答は、時間領域で算出することも、周波数領域で算出することも可能である。

即ち、時間領域で算出する場合には、発音装置２から出力された第ｍ番目の測定ＴＳＰ音の逆時間信号と受音装置３で受音された第ｍ番目の測定ＴＳＰ音を逆畳み込み積分してインパルス応答を算出することができる。

これに対して、周波数領域で算出する場合には、発音装置２から出力された第ｍ番目の測定ＴＳＰ音と受音装置３で受音された第ｍ番目の測定ＴＳＰ音とをそれぞれフーリエ変換し、フーリエ変換後の受音装置３で受音された第ｍ番目の測定ＴＳＰ音を発音装置２から出力された第ｍ番目の測定ＴＳＰ音で除算して測定空間の周波数特性を算出し、この周波数特性を逆フーリエ変換することによりインパルス応答を算出することができる。

次に、パラメータｍが“Ｍ”であるか否かを判定することにより、すべての測定ＴＳＰ音について処理が終了したか否かを判定する（ステップＳ９４）。

すべての測定ＴＳＰ音について処理が終了していないと判定したときは、パラメータｍをインクリメントして（ステップＳ９４）、ステップＳ９３の処理に戻る。

すべての測定ＴＳＰ音について処理が終了したと判定したときは、Ｍ個のインパルス応答に対して平均化処理を行って（ステップＳ９５）、このルーチンを終了する。

図１０は平均化処理の詳細フローチャートであって、最初に、ｍ番目のインパルス応答の始点を｛Ｔ１＋Ｔ２＋（ｍ−１）（Ｔ３＋Ｔ４）｝シフトして、Ｍ個のインパルス応答の始点を一致させる（ステップＳ９６１）。

次に、１番目のインパルス応答の始点からインパルス応答が立ち上がるまでのクロック数をＣ１として計数する（ステップＳ９６２）。

さらに、Ｍ番目のインパルス応答の基準位置からインパルス応答が立ち上がるまでのクロック数をＣＭとして計数する（ステップＳ９６３）。

そして、ｍ番目のインパルス応答の立ち上がり時刻を｛Ｃ１＋（ｍ−１）（ＣＭ−Ｃ１）／（Ｍ−１）｝シフトして、インパルス応答の立ち上がり時刻を一致させる（ステップＳ９６４）。

最後に、Ｍ個のインパルス応答の加算平均値を算出して、測定空間の音場特性とする（ステップＳ９６５）。なお、平均化処理のステップＳ９６１からステップＳ９６４までの処理が時間軸補正手段４２の動作に相当する。

上記の時間領域における補正では、インパルス応答の立ち上がり時刻のシフト量は必ずしも整数とはならないので、厳密に立ち上がり時刻を一致させることはできない。

例えば、Ｍ＝４、（ＣＭ−Ｃ１）＝１６である場合は、２番目のインパルス応答の立ち上がり時刻は、Ｃ１＋１６／３となって、整数とはならず小数点以下の部分は誤差となる。

インパルス応答を周波数領域で算出した場合には、測定空間の伝達関数を逆フーリエ変換する前に立ち上がり時刻を補正することにより、より正確に音場特性を求めることができる。

即ち、ｍ番目の測定ＴＳＰ音と対応する受音ＴＳＰ音に基づいて算出された測定空間の伝達関数の位相を２πｆs｛Ｃ１＋（ｍ−１）（ＣＭ−Ｃ１）／（Ｍ−１）｝補正した後に逆フーリエ変換すれば、Ｍ個のインパルス応答の立ち上がり時刻は一致することとなる。ただし、ｆsはサンプリング周波数である。

上記のＭ＝４、（ＣＭ−Ｃ１）＝１６である場合は、２番目の測定ＴＳＰ音に対する位相を２πｆs｛Ｃ１＋１６／３｝補正すればよいので、時間領域での処理のような誤差は生じない。

以下に、測定開始ＴＳＰ音の発音時刻の決定方法を説明する。

無線送信手段２２と無線受信手段３１との伝送帯域に制限がない場合は、測定開始ＴＳＰ音の発音時刻は、ＴＳＰ音生成手段２１で生成された測定開始ＴＳＰ音と無線受信手段３１で受信された受信測定開始ＴＳＰ音、および受音手段３２で受音された受音測定開始ＴＳＰ音との相互相関関数値を算出し、測定開始ＴＳＰ音と受信測定開始ＴＳＰ音との相関関数値が最大となる時刻として決定することができる。

しかし、前述したように、ＴＳＰ音生成手段２１で生成された測定開始ＴＳＰ音と実際の受信測定開始ＴＳＰ音との間には群遅延が存在する。そこで、相関関数関数値が最大となる時刻を群遅延時間だけ早める群遅延補正を実行する。

なお、群遅延時間は予め測定しておくことが可能である。

図１１は、群遅延時間測定時のブロック線図であって、発音手段２３に代えて有線送信手段２７を、受音手段３２に代えて有線受信手段３７を、音場特性算出装置４に代えて群遅延時間測定装置５を使用する点を除いて、第１の実施の形態と同一であるので、構成の詳細な説明は省略する。

図１２は群遅延時間設定ルーチンのフローチャートであって、まず、ＴＳＰ音生成手段２１から測定開始ＴＳＰ音を発生する（ステップＳ１２１）。

測定開始ＴＳＰ音を有線送信手段２７および無線送信手段２２を介して、有線受信手段３７および無線受信手段３１で受信し、記録手段３３に有線受信ＴＳＰ音および無線受信ＴＳＰ音として記録する（ステップＳ１２２）。

そして、ＴＳＰ音生成手段２１で生成された測定開始ＴＳＰ音、有線受信ＴＳＰ音および無線受信ＴＳＰ音に基づいて群遅延時間測定装置５により以下の処理を行う。

まず、測定開始ＴＳＰ音と有線受信ＴＳＰ音の相互相関値を算出し（ステップＳ１２３）、
これが最大となる時間Ｔ_Wを探索する（ステップＳ１２４）。

次に、測定開始ＴＳＰ音と無線受信ＴＳＰ音の相互相関値を算出し（ステップＳ１２５）、
これが最大となる時間Ｔ_Lを探索する（ステップＳ１２６）。

最後に、（Ｔ_W−Ｔ_L）を群遅延時間に設定する（ステップＳ１２７）。

以上のように、本発明の第１の実施の形態の音場特性測定システムによれば、発音装置と受音装置とが独立のクロックで動作する場合にも測定空間の音場特性を正確に算出することが可能となる。

第１の実施の形態にあっては、測定の開始および終了に短時間のＴＳＰ音を使用しているが、このＴＳＰ音が受音装置側で確実に録音されなければ、正確な音場特性を算出することはできない。

第２の実施の形態においては、図１３に示すように、発音装置２はＴＳＰ音（測定開始ＴＳＰ音および終了ＴＳＰ音を含む）の出力を開始する旨の測定開始合図を受音装置３に送る第１の測定制御手段２５を含む。

なお、第１の測定制御手段２５は、無線送信手段２２を介してビープ音を送信するものであってもよく、発光素子を備え、受音装置３側に光で合図を送るものであってもよい。

上記の第２の実施の形態によれば、発音装置２側が主体で音場特性の測定を制御することが可能となる。

第３の実施の形態にあっては、図１４に示すように、受音装置３は測定準備が完了した旨の準備完了合図を発音装置に送る第２の測定制御手段３５を含む。

第２の測定制御手段３５に発光素子を搭載し、光により準備完了合図を送信することができる。

また、準備完了信号として、ビープ音、あるいは、受音制御手段３４から発音制御手段２４への遠隔ログインコマンドを使用することも可能である。

この場合、受音装置３から発音装置２への無線送信を可能とするために、発音装置２は無線送信手段２２に代えて第１の無線送受信手段２６を、受音装置３は無線受信手段３１に代えて第２の無線送受信手段３６を備えることが必要である。

上記の第３の実施の形態によれば、受音装置３側が主体で音場特性の測定を制御することが可能となる。

以上のように、本発明に係る音場特性測定システムは、広大な空間の音場特性を正確に測定することができるという効果を有し、音場の測定装置等として有効である。

本発明に係る音場特性測定システムの第１の実施の形態のブロック図 本発明に係る音場特性測定システムの発音装置のハードウエア構成図 本発明に係る音場特性測定システムで使用するＴＳＰ音の波形図 本発明に係る音場特性測定システムの受音装置のハードウエア構成図 本発明に係る音場特性測定システムの音場特性算出装置のハードウエア構成図 本発明に係る音場特性測定システムによる音場特性の測定手順を示すフローチャート 本発明に係る音場特性測定システムで使用するＴＳＰ音の模式図 本発明に係る音場特性測定システムの発音ＴＳＰ音、受信ＴＳＰ音および受音ＴＳＰ音の模式図 本発明に係る音場特性測定システムによる音場特性の算出手順を示すフローチャート 本発明に係る音場特性測定システムによる平均化処理のフローチャート 群遅延時間測定時のブロック線図である。 群遅延時間設定ルーチンのフローチャート 本発明に係る音場特性測定システムの第２の実施の形態のブロック図 本発明に係る音場特性測定システムの第３の実施の形態のブロック図 従来の音場伝達特性データ記録システムに発生する時間軸ずれの説明図

符号の説明

１ 音場特性測定システム
２ 発音装置
３ 受音装置
４ 音場特性算出装置
１０ 測定空間
２１ ＴＳＰ音生成手段
２２ 無線送信手段
２３ 発音手段
２４ 発音制御手段
２５ 第１の測定制御手段
３１ 無線受信手段
３２ 受音手段
３３ 記録手段
３４ 受音制御手段
３５ 第２の測定制御手段
４１ 特性値算出手段
４２ 時間軸補正手段
４３ 群遅延補正手段

Claims (9)

1. 音場特性計測の対象となる測定空間にタイム・ストレッチド・パルス音（ＴＳＰ音）を発音する発音装置と、前記発音装置から前記測定空間を隔てて配置され、前記測定空間を伝播してきたＴＳＰ音を受音する受音装置と、前記発音装置が発音したＴＳＰ音と前記受音装置で受音されたＴＳＰ音とに基づいて前記測定空間の音場特性を算出する音場特性算出装置とを備え、
   前記発音装置が、測定開始ＴＳＰ音および複数の測定ＴＳＰ音を生成するＴＳＰ音生成手段と、少なくとも前記測定開始ＴＳＰ音を無線送信する無線送信手段と、前記測定開始ＴＳＰ音および前記測定ＴＳＰ音を前記測定空間に発音する発音手段と、前記ＴＳＰ音生成手段、前記無線送信手段および前記発音手段の動作を制御する発音制御手段とを含み、
   前記受音装置が、前記無線送信手段から送信された前記測定開始ＴＳＰ音を受信する無線受信手段と、前記測定空間を伝播した前記測定開始ＴＳＰ音および前記測定ＴＳＰ音を受音する受音手段と、前記無線受信手段で受信された前記測定開始ＴＳＰ音ならびに前記受音手段で受音された前記測定開始ＴＳＰ音および前記測定ＴＳＰ音を記録する記録手段と、前記無線受信手段、前記受音手段および前記記録手段の動作を制御する受音制御手段とを含み、
   前記音場特性算出装置が、前記受音ＴＳＰ信号と前記測定ＴＳＰ音とに基づいて前記測定空間の音場特性を算出する特性値算出手段を含むことを特徴とする音場特性測定システム。
2. 前記音場特性算出装置が、前記発音装置が発音したＴＳＰ音と前記受音装置が受音した受音ＴＳＰ音との時間軸を揃える補正を実行する時間軸補正手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の音場特性測定システム。
3. 前記音場特性算出装置が、前記発音装置が発音したＴＳＰ音と前記受音装置が受音した受音ＴＳＰ音との間の群遅延を補正する群遅延補正手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の音場特性測定システム。
4. 前記音場特性算出装置が、前記発音装置が発音したＴＳＰ音と前記受音装置が受音した受音ＴＳＰ音との時間軸を揃える補正を実行する時間軸補正手段と、前記発音装置が発音したＴＳＰ音と前記受音装置が受音した受音ＴＳＰ音との間の群遅延を補正する群遅延補正手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の音場特性測定システム。
5. 前記音場特性算出装置が、受音ＴＳＰ音と前記発音装置が発音した測定ＴＳＰ音の逆時間応答とを畳み込み積分する畳み込み積分手段と、
   前記畳み込み積分手段による複数の畳み込み積分値の相加平均値を前記測定空間の音場特性として算出する音場特性算出手段とを備えることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の音場特性測定システム。
6. 前記音場特性算出装置が、測定ＴＳＰ音をフーリエ変換する測定ＴＳＰ音フーリエ変換手段と、
   受音ＴＳＰ音をフーリエ変換する受音ＴＳＰ音フーリエ変換手段と、
   前記測定ＴＳＰ音フーリエ変換値と前記受音ＴＳＰ音フーリエ変換値とに基づいて前記測定空間の周波数特性を算出する周波数特性算出手段と、
   前記周波数特性を逆フーリエ変換して前記測定空間の音場特性を算出する音場特性算出手段とを備えることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の音場特性測定システム。
7. 前記発音装置が、前記受音装置に測定開始信号を送信する第１の測定制御手段を含むことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の音場特性測定システム。
8. 前記受音装置が、前記発音装置に準備完了信号を送信する第２の測定制御手段を含むことを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の音場特性測定システム。
9. 音場特性計測の対象となる測定空間に測定開始タイム・ストレッチド・パルス音（ＴＳＰ音）および複数の測定ＴＳＰ音を生成するＴＳＰ音生成ステップと、
   少なくとも前記測定開始ＴＳＰ音を無線送信する無線送信ステップと、
   前記測定開始ＴＳＰ音および前記測定ＴＳＰ音を前記測定空間に発音する発音ステップと、
   無線送信された前記測定開始ＴＳＰ音を受信する無線受信ステップと、
   前記測定空間を伝播した前記測定開始ＴＳＰ音および前記測定ＴＳＰ音を受音する受音ステップと、
   前記無線受信ステップで受信された前記測定開始ＴＳＰ音ならびに前記受音ステップで受音された前記測定開始ＴＳＰ音および前記測定ＴＳＰ音を記録する記録ステップと、
   前記発音ステップで発音されたＴＳＰ音と前記受音ステップで受音された受音ＴＳＰ音との間の群遅延を補正する群遅延補正ステップと、
   前記発音ステップで発音されたＴＳＰ音と前記受音ステップで受音された受音ＴＳＰ音との時間軸を揃える補正を実行する時間軸補正ステップと、
   前記発音ステップで発音されたＴＳＰ音と、前記受音ステップで受音され、前記群遅延補正ステップで群遅延補正され、前記時間軸補正ステップで時間軸補正されたＴＳＰ音とに基づいて前記測定空間の音場特性を算出する音場特性算出ステップとを含むことを特徴とする音場特性測定方法。

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