JP2007025380A - Device and program for supporting sound design - Google Patents

Device and program for supporting sound design Download PDF

Info

Publication number
JP2007025380A
JP2007025380A JP2005208988A JP2005208988A JP2007025380A JP 2007025380 A JP2007025380 A JP 2007025380A JP 2005208988 A JP2005208988 A JP 2005208988A JP 2005208988 A JP2005208988 A JP 2005208988A JP 2007025380 A JP2007025380 A JP 2007025380A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pattern
speaker
pressure level
setting
angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2005208988A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4200989B2 (en
Inventor
Hideo Miyazaki
秀生 宮崎
Takayuki Watanabe
隆行 渡辺
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.)
Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Corp filed Critical Yamaha Corp
Priority to JP2005208988A priority Critical patent/JP4200989B2/en
Priority to EP06014972A priority patent/EP1746522A3/en
Priority to US11/489,210 priority patent/US7773768B2/en
Publication of JP2007025380A publication Critical patent/JP2007025380A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4200989B2 publication Critical patent/JP4200989B2/en
Priority to US12/784,275 priority patent/US8290605B2/en
Priority to US12/784,599 priority patent/US8392005B2/en
Priority to US12/784,558 priority patent/US8332060B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and a program for supporting sound design that optimize the installation direction of an array speaker. <P>SOLUTION: A computer executes: a stage of setting angles of units 16B, 16C, and 16D of the array speaker 16A to specified angle patterns; a stage (A) of calculating positions of axis points 17B, 17C, and 17D which are intersections of directions in which the speaker faces and a sound reception surface; a stage (B) of determining an equalizer to optimize frequency characteristics at the axis points; a stage of setting the equalizer for the respective units of the array speaker and calculating standard deviations in frequency gain at respective points on the entire sound reception surface; and a stage of searching for the angle pattern whose standard deviation is minimum by repeating those calculations for all the angle patterns. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

音響設備の音響設計を支援する装置およびプログラムに関する。   The present invention relates to an apparatus and a program for supporting acoustic design of audio equipment.

従来、音楽ホールや、会議場等の集会施設における音響設備の設計に関しては、種々の設計支援装置やプログラムが提案されている(特許文献1〜4参照。)。このような装置やプログラムでは、音響設備を現場に搬入する前に、選択した音響システムの特性に基づいて、予め音響ホール等に設置するスピーカの音を受ける座席等が存在する面(以下、単に「スピーカの受音面」または「受音面」という。)における音響特性を表示器に表示して、音響システムの選択や、さらには現場の音響調整に反映できることが望ましい。   Conventionally, various design support apparatuses and programs have been proposed for the design of audio equipment in music halls and meeting facilities such as conference halls (see Patent Documents 1 to 4). In such an apparatus or program, before bringing the sound equipment into the field, a surface (hereinafter simply referred to as a seat) that receives the sound of a speaker installed in the sound hall or the like in advance based on the characteristics of the selected sound system. It is desirable that the acoustic characteristics of the “speaker sound receiving surface” or “sound receiving surface”) be displayed on the display device and reflected in the selection of the sound system and the sound adjustment in the field.

そこで、特許文献1では、スピーカの周囲の位置のインパルス応答を予めデータ化しておいて、そのデータを基に、受音面の音像定位パラメータを自動算出する装置が開示されている。この文献では、インパルス応答をFFT化したテンプレートを用意している。   Therefore, Patent Document 1 discloses an apparatus that preliminarily converts impulse responses at positions around a speaker into data, and automatically calculates a sound image localization parameter on the sound receiving surface based on the data. In this document, a template in which the impulse response is converted to FFT is prepared.

また、特許文献2では、GUIにより機器選択、設計作業を自動化する音響システム設計支援装置が開示されている。   Patent Document 2 discloses an acoustic system design support apparatus that automates device selection and design work using a GUI.

また、特許文献3では所望の音像定位パラメータを得るための音像定位パラメータの自動算出装置に関する記載がある。   Patent Document 3 describes a sound image localization parameter automatic calculation apparatus for obtaining a desired sound image localization parameter.

さらに、特許文献4では、現場において音響信号をスピーカから出力して、音響信号と、マイクにより収音された収音信号の差分特性データを利用して、短時間に自動的に音響周波数特性を調整する音響調整装置が開示されている。   Furthermore, in Patent Document 4, an acoustic signal is automatically output in a short time by outputting an acoustic signal from a speaker in the field, and using difference characteristic data between the acoustic signal and the collected sound collected by the microphone. An acoustic adjustment device for adjustment is disclosed.

また、スピーカ等の音響設備の手配の段階において、3次元的でなく平面的なラインアレイに限って、音楽ホール等の断面形状を入力することで、受音面の受音エリアに対する、必要スピーカ個数、向き、レベルバランス、EQ、ディレイを算出する設計支援プログラムが実用化されている。
特開2002−366162号公報 特開2003−16138号公報 特開平09−149500号公報 特開2005−49688号公報
In addition, at the stage of arranging sound equipment such as speakers, the necessary speakers for the sound receiving area of the sound receiving surface can be input by inputting the cross-sectional shape of a music hall or the like only in a line array that is not three-dimensional. A design support program for calculating the number, orientation, level balance, EQ, and delay has been put into practical use.
JP 2002-366162 A JP 2003-16138 A JP 09-149500 A JP 2005-49688 A

しかしながら、音響ホール等に設置するスピーカは、一般的に、複数の指向性を持ったスピーカユニットを組み合わせたアレイスピーカを配置することが多い。このような具体的なスピーカの形態があるにもかかわらず、上記文献では、受音面の音圧レベルの周波数特性および音圧レベルの分布を均質化するために、アレイスピーカの設置方向、そのスピーカユニット間の角度をどのように最適化するかについての具体的な提案や、記載は開示されていない。   However, speakers installed in an acoustic hall or the like generally have an array speaker in which speaker units having a plurality of directivities are combined. In spite of such a specific speaker form, in the above document, in order to homogenize the frequency characteristics of the sound pressure level of the sound receiving surface and the distribution of the sound pressure level, the installation direction of the array speaker, its No specific proposal or description about how to optimize the angle between the speaker units is disclosed.

そこで、本発明は、このような問題に鑑み、アレイスピーカの設置方向を最適化する音響設計支援装置、プログラムを提供することを目的とする。   Therefore, in view of such a problem, an object of the present invention is to provide an acoustic design support device and a program that optimize an installation direction of an array speaker.

本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。 In the present invention, means for solving the above-described problems are configured as follows.

(a)本発明は、
アレイスピーカを構成する複数のスピーカユニットのそれぞれの設置角度の最適値を計算する音響設計支援装置であって、
前記各スピーカユニットの設置角度の組み合わせを設置角度パターンとして複数パターン設定するパターン設定手段と、
前記設定した各設置角度パターンについて、各スピーカユニットの所定の設置角度におけるスピーカユニットの軸線と受音面との交点である軸点の位置を計算する軸点位置計算処理、前記軸点での音圧レベルの周波数特性について前記軸点間のばらつき具合が最小となるように各スピーカユニットのイコライザパラメータを決定するイコライザパラメータ計算処理、決定したイコライザパラメータと各スピーカの周波数特性に基づき、受音面に予め設定した複数の点における音圧レベルのばらつき具合を求める音圧レベルばらつき具合算出処理を行う音圧レベルばらつき具合算出手段と、
音圧レベルばらつき具合算出手段で求めたばらつき具合が最も小さい設置角度パターンを、各スピーカユニットの設置角度の最適パターンであるとして選択するパターン選択手段と、
を備えたことを特徴とする。
(A) The present invention
An acoustic design support device for calculating an optimum value of each installation angle of a plurality of speaker units constituting an array speaker,
Pattern setting means for setting a plurality of combinations of installation angles of the respective speaker units as installation angle patterns;
For each of the set installation angle patterns, an axial point position calculation process for calculating the position of an axial point that is the intersection of the axis of the speaker unit and the sound receiving surface at a predetermined installation angle of each speaker unit, and the sound at the axial point Based on the equalizer parameter calculation process for determining the equalizer parameter of each speaker unit so that the degree of variation between the axial points is minimized with respect to the frequency characteristic of the pressure level, and on the sound receiving surface based on the determined equalizer parameter and the frequency characteristic of each speaker. Sound pressure level variation degree calculation means for performing a sound pressure level variation degree calculation process for obtaining a degree of variation in sound pressure level at a plurality of preset points;
A pattern selection unit that selects an installation angle pattern with the smallest variation obtained by the sound pressure level variation degree calculation unit as an optimum pattern of the installation angles of each speaker unit;
It is provided with.

本発明によれば、前記受音面上の各点間の音圧レベルのばらつき度合いを算出しその度合いが最小である角度パターンを選出している。したがって、受音面全体の音圧レベルの均質化を図ることができる。本発明によれば、このばらつき度合いの算出をいきなり行なうのではなくて、予めスピーカの音声が放射される方向の中心線(即ち軸線)の先にある軸点の音圧レベルの周波数特性を最適化するイコライザパラメータを求めているので、より効果的に、より短時間で、受音面全体の音圧レベル、およびその周波数特性の均質化を図ることができる。一方、従来では、手動で条件設定し、パラメータを変動させて、シミュレーションを繰り返すことが多かったが、このような場当たり的な試行錯誤によれば、本発明のような最適値に到達するのは、気の遠くなる時間を費やしても困難であると考えられる。   According to the present invention, the degree of variation in the sound pressure level between points on the sound receiving surface is calculated, and the angle pattern having the minimum degree is selected. Accordingly, the sound pressure level of the entire sound receiving surface can be homogenized. According to the present invention, the frequency characteristic of the sound pressure level at the axis point ahead of the center line (ie, the axis line) in the direction in which the sound of the speaker is radiated is optimized instead of calculating the degree of variation suddenly. Therefore, the sound pressure level of the entire sound receiving surface and the frequency characteristics thereof can be homogenized more effectively and in a shorter time. On the other hand, in the past, the conditions were manually set, the parameters were changed, and the simulation was often repeated.However, according to such ad hoc trial and error, the optimum value as in the present invention is reached. It ’s considered difficult to spend some distracting time.

なお、前記音圧レベルの算出は、例えば、受音面上の点の特定周波数(後述(d)、(e)の構成のようなパラメトリックイコライザの各チャンネルの周波数と同じでなくても良い。)ごとのゲインのデータを2乗したものを、この特定周波数ごとに足し算または重みつき足し算した値で代用できる。また、ばらつき度合いの算出は、例えば、この音圧レベルを代用した値を受音面上の各点において計算して集積し、この集積したデータの分散、または標準偏差を取ることで算出できる。後述(b)も同様である。   The calculation of the sound pressure level may not be the same as the frequency of each channel of a parametric equalizer such as a specific frequency at a point on the sound receiving surface (described later (d) and (e)). The value obtained by adding the square of the gain data for each) to the sum of the specific frequencies or the weighted value can be substituted. The degree of variation can be calculated, for example, by calculating and accumulating values obtained by substituting the sound pressure level at each point on the sound receiving surface and taking the variance of the accumulated data or standard deviation. The same applies to (b) described later.

(b)本発明は、
アレイスピーカを構成する複数のスピーカユニットのそれぞれの設置角度の最適値を計算する音響設計支援プログラムであって、コンピュータに、以下のステップを実行させることを特徴とする。
(1)前記スピーカユニットの設置角度の組み合わせを設置角度パターンとして複数パターンを設定するパターン設定ステップと、
前記設定した各パターンについて、
(2−1)前記設定した各設定角度パターンについて、各スピーカユニットの所定の設置角度におけるスピーカユニットの軸線と受音面との交点である軸点の位置を計算する軸点位置計算ステップ、
(2−2)前記軸点での音圧レベルの周波数特性について前記軸点間のばらつき具合が最小となるように、各スピーカユニットのイコライザパラメータを決定するイコライザパラメータ計算処理ステップ、
(2−3)決定したイコライザパラメータと各スピーカの周波数特性に基づき、受音面に予め設定した複数の点における音圧レベルのばらつき具合を求める音圧ばらつき具合算出処理を行う音圧レベルばらつき具合算出ステップと、
(3)前記音圧レベルばらつき具合算出ステップで求めたばらつき具合が最も小さいパターンを、各スピーカユニットの設置角度の最適パターンであるとして選択するパターン選択ステップ。
(B) The present invention
An acoustic design support program for calculating an optimum value of each installation angle of a plurality of speaker units constituting an array speaker, characterized by causing a computer to execute the following steps.
(1) a pattern setting step for setting a plurality of patterns using a combination of installation angles of the speaker units as installation angle patterns;
About each set pattern
(2-1) Axis point position calculating step for calculating the position of the axis point that is the intersection of the axis line of the speaker unit and the sound receiving surface at a predetermined installation angle of each speaker unit for each set angle pattern set above.
(2-2) an equalizer parameter calculation processing step for determining an equalizer parameter of each speaker unit so that a variation degree between the axis points is minimized with respect to a frequency characteristic of a sound pressure level at the axis points;
(2-3) Sound pressure level variation degree for performing a sound pressure variation degree calculation process for obtaining a sound pressure level variation degree at a plurality of points set in advance on the sound receiving surface based on the determined equalizer parameter and frequency characteristics of each speaker. A calculation step;
(3) A pattern selection step of selecting the pattern having the smallest variation obtained in the sound pressure level variation degree calculation step as the optimum pattern of the installation angles of the speaker units.

本発明のプログラムを実行させることにより(a)と同様の効果を奏する。   By executing the program of the present invention, the same effects as in (a) can be obtained.

(c)本発明は、
(a)の構成のパターン設定手段、音圧レベルばらつき具合算出手段、および、パターン選択手段をループ状に繰り返し実行する音響設計支援装置であって、
前記パターン設定手段は、初回のループで粗い角度刻みで複数の設置角度パターンを設定する手段、および、前回のループで設定した設置角度パターンのうち、音圧レベルのばらつき具合の小さい1または複数の設置角度パターンの近傍で更に細かい角度刻みで複数の設置角度パターンを再設定する手段を含み、
前記パターン選択手段は、前記パターン設定手段が設定した複数の設置角度パターンのうち、音圧レベルのばらつき具合の小さいものを1または複数選択する手段、および、最終ループで、前記細かい角度刻みの複数の設置角度パターンを、各スピーカユニットの設置角度の最適パターンであるとして選択する手段を含むことを特徴とする。
(C) The present invention
An acoustic design support device that repeatedly executes a pattern setting unit, a sound pressure level variation degree calculation unit, and a pattern selection unit configured in (a) in a loop,
The pattern setting means includes means for setting a plurality of installation angle patterns in coarse angle increments in the first loop, and one or more of the installation angle patterns set in the previous loop having a small variation in sound pressure level. Means for resetting a plurality of installation angle patterns in finer increments near the installation angle pattern;
The pattern selection means is a means for selecting one or a plurality of installation angle patterns set by the pattern setting means with a small variation in sound pressure level, and a plurality of fine angle increments in a final loop. Means for selecting the installation angle pattern as the optimum installation angle pattern of each speaker unit.

本発明の装置によれば、はじめに粗い角度刻みでパターンを設定し、更に細かい前記再設定する設置角度パターンの設定角度の範囲を小さくしていくから、能率よく短時間で最適な設定角度パターンを探索できる。一方、本発明によらず、はじめから小さい角度ステップで計算すれば、組み合わせのパターンが膨大になり、計算コストの次数の面から計算できない場合が生じうる。   According to the apparatus of the present invention, since the pattern is first set in coarse angle increments, and the setting angle range of the setting angle pattern to be reset is further reduced, the optimum setting angle pattern can be efficiently and quickly set. You can explore. On the other hand, regardless of the present invention, if the calculation is performed with a small angle step from the beginning, the combination pattern becomes enormous, and the calculation may not be possible in terms of the order of the calculation cost.

(d)本発明は、
(b)の構成のパターン設定ステップ、音圧レベルばらつき具合算出ステップ、および、パターン選択ステップをループ状に繰り返し実行する音響設計支援プログラムであって、
前記パターン設定ステップは、初回のループで粗い角度刻みで複数の設置角度パターンを設定するステップ、および、前回のループで設定した設置角度パターンのうち、音圧レベルのばらつき具合の小さい1または複数の設置角度パターンの近傍で更に細かい角度刻みで複数の設置角度パターンを再設定するステップを含み、
前記パターン選択ステップは、前記パターン設定手段が設定した複数の設置角度パターンのうち、音圧レベルのばらつき具合の小さいものを1または複数選択するステップ、および、最終ループで、前記細かい角度刻みの複数の設置角度パターンを、各スピーカユニットの設置角度の最適パターンであるとして選択するステップを含むことを特徴とする。
(D) The present invention
(B) an acoustic design support program that repeatedly executes a pattern setting step, a sound pressure level variation degree calculation step, and a pattern selection step in a loop shape,
The pattern setting step includes a step of setting a plurality of installation angle patterns in rough angle increments in the first loop, and one or more of the installation angle patterns set in the previous loop with a small variation in sound pressure level. Re-setting a plurality of installation angle patterns in finer increments near the installation angle pattern;
The pattern selection step includes a step of selecting one or a plurality of installation angle patterns set by the pattern setting means with a small variation in sound pressure level, and a plurality of fine angle increments in a final loop. Including the step of selecting the installation angle pattern as the optimum installation angle pattern of each speaker unit.

本発明のプログラムを実行させることにより(c)と同様の効果を奏する。   By executing the program of the present invention, the same effect as in (c) is obtained.

(e)本発明は、
前記イコライザパラメータ計算処理は、
各スピーカユニットに供給する音声信号の周波数特性を制御するイコライザの各チャンネルの周波数ごとに、当該チャンネルの周波数における各スピーカユニットのゲイン設定レベルを組み合わせたパターンを設定し、
当該パターンの中から、前記設定したパターンについての前記チャンネルの周波数における前記スピーカユニットそれぞれの前記軸点でのゲインについて、前記軸点間のばらつき具合が最小となるパターンを、前記各チャンネルの周波数ごとに独立に選出することにより、各スピーカユニットごとのイコライザパラメータを算出することを特徴とする。
(E) The present invention
The equalizer parameter calculation process is:
For each frequency of the equalizer channel that controls the frequency characteristics of the audio signal supplied to each speaker unit, set a pattern that combines the gain setting levels of each speaker unit at the frequency of the channel,
Among the patterns, for the gain at each axis point of each of the speaker units at the frequency of the channel for the set pattern, a pattern that minimizes the degree of variation between the axis points is determined for each frequency of each channel. By selecting independently, the equalizer parameters for each speaker unit are calculated.

本発明の装置によれば、イコライザレベルを組み合わせたパラメータをパターン化して、自動的に、これらのパターンを探索して、軸点間のばらつきが少なくなる組み合わせを探索するから、(a)で設定した角度パターンの条件下で、最適なイコライザを容易に求めることができる。また、本発明の構成は、場当たり的に、パターンを探索するのではなく、イコライザの各チャンネルの周波数ごとに、パラメータをパターン化して、その周波数におけるゲインの軸点間のばらつき具合が最小となるように選択しているから、より短時間で、最適値を求めることができる。   According to the apparatus of the present invention, the parameters combining the equalizer levels are patterned, and these patterns are automatically searched to find a combination with less variation between the axis points. The optimum equalizer can be easily obtained under the condition of the angle pattern. In addition, the configuration of the present invention does not search for a pattern on an ad hoc basis, but patterns a parameter for each frequency of each channel of the equalizer, thereby minimizing the variation between gain axis points at that frequency. Thus, the optimum value can be obtained in a shorter time.

なお、前記「ばらつき具合」は、例えば、前記軸点それぞれでの周波数特性から、このゲインのデータを集積し(なお、当該集積すべきデータ数は前記スピーカユニットの数となる。)、そのデータの分散の絶対値、または、標準偏差とすることができる。この計算は、後述(f)も同様である。   For the “variation degree”, for example, the gain data is accumulated from the frequency characteristics at each of the axis points (the number of data to be accumulated is the number of the speaker units), and the data. The absolute value of the variance or the standard deviation. This calculation is the same in (f) described later.

(f)本発明は、
前記イコライザパラメータ計算処理ステップは、
各スピーカユニットに供給する音声信号の周波数特性を制御するイコライザの各チャンネルの周波数ごとに、当該チャンネルの周波数における各スピーカユニットのゲイン設定レベルを組み合わせたパターンを設定し、
当該パターンの中から、前記設定したパターンについての前記チャンネルの周波数における前記スピーカユニットそれぞれの前記軸点でのゲインについて、前記軸点間のばらつき具合が最小となるパターンを、前記各チャンネルの周波数ごとに独立に選出することにより、各スピーカユニットごとのイコライザパラメータを算出することを特徴とする。
(F) The present invention
The equalizer parameter calculation processing step includes:
For each frequency of the equalizer channel that controls the frequency characteristics of the audio signal supplied to each speaker unit, set a pattern that combines the gain setting levels of each speaker unit at the frequency of the channel,
Among the patterns, for the gain at each axis point of each of the speaker units at the frequency of the channel for the set pattern, a pattern that minimizes the degree of variation between the axis points is determined for each frequency of each channel. By selecting independently, the equalizer parameters for each speaker unit are calculated.

本発明のプログラムを実行させることにより(e)と同様の効果を奏する。   By executing the program of the present invention, the same effects as in (e) can be obtained.

本願発明によれば、受音面全体の音圧レベルおよびその周波数特性の均質化を図ることができる。このばらつき度合いの算出をいきなり行なうのではなくて、予めスピーカの音声が放射される方向(軸線)の先にある軸点の周波数特性を最適化するイコライザパラメータを求めているので、より効果的に、より短時間で、受音面全体の音圧レベルおよびその周波数特性の均質化を図ることができる。   According to the present invention, the sound pressure level of the entire sound receiving surface and the frequency characteristics thereof can be homogenized. Rather than suddenly calculating the degree of variation, an equalizer parameter that optimizes the frequency characteristic of the axis point ahead of the direction (axis line) in which the sound of the speaker is radiated is obtained in advance. In a shorter time, the sound pressure level and the frequency characteristics of the entire sound receiving surface can be homogenized.

図1を用いて、本実施形態の音響設計支援装置の内部構成について説明する。図1は、本実施形態の音響設計支援装置の内部構成、および集会施設基本形状データのデータ構造を表す図である。音響設計支援装置1は、ホールや会議場等の集会施設において、スピーカなどの音響設備の選択や設定を支援するものであり、音声を出力した場合の音場をシミュレーションして、その表示出力などを行なうものである。図1(A)に示すように、音響設計支援装置1は、汎用のコンピュータなど、および、これにインストールまたは固定メモリに記憶したプログラムで構成され、以下の要素を備えている。即ち、操作部102と、CPU103と、外部記憶装置104と、メモリ105と音声出力装置106とを備えており、本実施形態の音響設計支援装置の外部の表示器101に、シミュレーション結果を出力する。以下それぞれの構成について説明する。   The internal configuration of the acoustic design support apparatus according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating an internal configuration of the acoustic design support device of the present embodiment and a data structure of assembly facility basic shape data. The acoustic design support device 1 assists selection and setting of audio equipment such as speakers in a meeting facility such as a hall or a conference hall, and simulates a sound field when a sound is output, and outputs the display. Is to do. As shown in FIG. 1 (A), the acoustic design support device 1 is composed of a general-purpose computer or the like and a program installed or stored in a fixed memory, and includes the following elements. That is, an operation unit 102, a CPU 103, an external storage device 104, a memory 105, and an audio output device 106 are provided, and a simulation result is output to the display 101 outside the acoustic design support device of the present embodiment. . Each configuration will be described below.

図1の表示器101は、汎用の液晶ディスプレーで構成され、各種の設定条件の入力において設定条件の入力を補助するための画面(後述図3〜図5参照。)を示したり、シミュレーションの結果を示したりする。なお、前述のとおり、この表示器101は、本実施形態を実施するには必須ではあるが、本実施形態の装置1の外部となる。
図1の操作部102は、各種の設定条件の入力、音場のシミュレーションの指示入力、スピーカ配置の最適化の指示入力、およびシミュレーション結果の表示形式の選択を受付ける。
図1のCPU103は、後述の外部記憶装置104に格納したプログラム10を実行するものであり、操作部102の指示を受けて、音響設計支援装置1の他のハードウェア資源と協働してこのプログラムを実行する。
図1の外部記憶装置104は、例えばハードディスクなどで構成され、プログラム10と、スピーカの周囲のインパルス応答などをFFT化したSPデータ107と、このスピーカに適するイコライザのデータであるイコライザデータ108と、スピーカ選択テーブル109(後述図6参照。)と、集会施設基本形状データ110を格納している(詳細は後述する。)。
また、図1のメモリ105は、外部記憶装置104に格納したデータを読み出したデータを一時的に記憶して、CPU103とデータを交換する。
図1の音声出力装置106は、音響設計支援装置1のシミュレーションの結果として、受音面の所定の位置での音場を、図示しないヘッドホンやスピーカ等を通して音声で確認する場合に用いる。音声出力装置106は、図示しないDSPと、D/A変換器とを備えており、外部記憶装置104に格納されている図示しない音源のデータに、前述のSPデータ107を周波数領域で畳み込んで、D/A変換器を通して、このヘッドホンから出力を行なう。
The display 101 of FIG. 1 is composed of a general-purpose liquid crystal display, and displays a screen (see FIGS. 3 to 5 to be described later) for assisting the input of setting conditions in inputting various setting conditions, and results of simulation. Or show. As described above, the display device 101 is indispensable for carrying out the present embodiment, but is external to the device 1 of the present embodiment.
The operation unit 102 in FIG. 1 accepts input of various setting conditions, instruction input of sound field simulation, instruction input of optimization of speaker arrangement, and selection of a display format of simulation results.
A CPU 103 in FIG. 1 executes a program 10 stored in an external storage device 104 (to be described later). In response to an instruction from the operation unit 102, the CPU 103 cooperates with other hardware resources of the acoustic design support device 1. Run the program.
The external storage device 104 of FIG. 1 is configured by a hard disk, for example, and includes a program 10, SP data 107 obtained by converting an impulse response around the speaker into FFT, equalizer data 108 that is equalizer data suitable for the speaker, A speaker selection table 109 (see FIG. 6 described later) and assembly facility basic shape data 110 are stored (details will be described later).
1 temporarily stores data read from the data stored in the external storage device 104, and exchanges data with the CPU 103.
The audio output device 106 of FIG. 1 is used when the sound field at a predetermined position on the sound receiving surface is confirmed by sound through headphones or speakers (not shown) as a result of the simulation of the acoustic design support device 1. The audio output device 106 includes a DSP (not shown) and a D / A converter, and convolves the aforementioned SP data 107 in the frequency domain with sound source data (not shown) stored in the external storage device 104. , Output from the headphones through the D / A converter.

ここで、図1のSPデータ107A、107Bについて説明する。図1のSPデータ107は、予め複素関数を用いてFFT化して外部記憶装置104に格納している。計算時には、計算に必要な、所定の点に対応する方向のSPデータ107Bのみを取り出して、メモリ105に置く。これにより、受音点での応答を算出する際には、伝達時間の遅延については周波数領域で各周波数について、遅延時間に対応する位相遅れとして計算できる。また、ゲイン、イコライザに関しても周波数領域の演算のみで計算するから、後述する図2のシミュレーションデータ計算ST2にかかる時間を短縮できる。複数のスピーカの応答の合成に関しても同様に、周波数領域で計算できる。したがって、音響パラメータは、前記計算による周波数応答から算出でき、時間応答の長さを考慮する必要がないため、FFT変換する時間領域のデータの長さを考慮する必要がないこととなる。一方、従来では、逆FFT変換して、スピーカユニット間の時間領域を揃えていたので、ディレイを加味した場合には、時間軸上でのデータ数が大きくなり、その増加分についても、時間がかかるFFT変換をさらに行なう必要があるという無駄が生じていた。
なお、後述図2のST3においてヘッドホンでの音場確認の際にはディレイの大きさによってFFTの長さを変える必要がある。
Here, the SP data 107A and 107B in FIG. 1 will be described. The SP data 107 in FIG. 1 is converted into an FFT using a complex function and stored in the external storage device 104 in advance. At the time of calculation, only the SP data 107B in the direction corresponding to a predetermined point necessary for the calculation is extracted and placed in the memory 105. Thereby, when calculating the response at the sound receiving point, the delay of the transmission time can be calculated as a phase delay corresponding to the delay time for each frequency in the frequency domain. Further, since the gain and equalizer are calculated only by the calculation in the frequency domain, the time required for simulation data calculation ST2 in FIG. 2 to be described later can be shortened. Similarly, the response of multiple speakers can be synthesized in the frequency domain. Therefore, the acoustic parameter can be calculated from the frequency response obtained by the above calculation, and it is not necessary to consider the length of the time response. Therefore, it is not necessary to consider the length of the time domain data to be subjected to the FFT transform. On the other hand, in the past, the inverse FFT transform was used to align the time domain between the speaker units. Therefore, when the delay was taken into account, the number of data on the time axis increased, and the increased amount of time also increased. There was a waste that it was necessary to perform such FFT conversion further.
In ST3 of FIG. 2 described later, when confirming the sound field with headphones, it is necessary to change the length of the FFT depending on the size of the delay.

次に、補正フィルタ107C、107Dについて説明する。図1に示すように、メモリ105内の、対応する方向のSPデータ107Bには、この符号107C、107Dのデータをシミュレーション途中に生成し、格納するデータが含まれる。即ち、インパルス応答のデータの他に、音源と受音点間の距離に起因する、位相遅れのフィルタデータと、距離減衰補正のためのフィルタをそれぞれフーリエ変換した、フーリエ変換済み時間遅れの位相補正フィルタ107Cと、フーリエ変換済み距離減衰補正フィルタ107Dを作成する。これらのデータはシミュレーション途中に、後述図9で示すような格子点を設定すると自動的に、フーリエ変換して、これらのデータ107C、107Dを作成する。   Next, the correction filters 107C and 107D will be described. As shown in FIG. 1, the SP data 107B in the corresponding direction in the memory 105 includes data for generating and storing data 107C and 107D during the simulation. In other words, in addition to impulse response data, phase-transformed time-delayed phase data obtained by Fourier transforming the phase-delayed filter data caused by the distance between the sound source and the sound receiving point and the filter for distance attenuation correction, respectively. A filter 107C and a Fourier transformed distance attenuation correction filter 107D are created. These data are automatically Fourier-transformed when a lattice point as shown in FIG. 9 described later is set during the simulation to create these data 107C and 107D.

次に、イコライザデータ108について、簡潔に説明する(詳細は図7、図8で説明する。)。イコライザデータ108は、前記スピーカの周波数領域の特性を調整するためのイコライザ用フィルタをフーリエ変換したものであり、後述の図2のシミュレーションや最適化(ST15参照。)の過程でメモリ105内にデータが作成される。具体的には、図3以降で示すようなGUI(設定方法自体は不図示。)によるパラメトリックイコライザ等の各周波数ごとのゲイン調整レベルが、スピーカユニットごとにユーザの設定により条件設定できる(図2のST13に相当。)。また、後述の図2のST17において、詳しくは後述の図7(C)、図8で示すような最適化により、スピーカユニットごとに自動的にイコライザのパラメータが設定できる。この設定したイコライザは、図2のST13の条件設定の過程で、一旦インパルス応答のデータに変換して、その後このデータはFFT変換され、周波数領域のデータとして格納される。   Next, the equalizer data 108 will be briefly described (details will be described with reference to FIGS. 7 and 8). The equalizer data 108 is obtained by Fourier transforming an equalizer filter for adjusting the frequency domain characteristics of the speaker, and is stored in the memory 105 in the process of simulation and optimization (see ST15) in FIG. 2 described later. Is created. Specifically, the gain adjustment level for each frequency of a parametric equalizer or the like using a GUI (setting method itself not shown) as shown in FIG. 3 and subsequent figures can be set by user settings for each speaker unit (FIG. 2). Equivalent to ST13). In ST17 of FIG. 2 to be described later, equalizer parameters can be automatically set for each speaker unit by optimization as shown in FIG. 7C and FIG. This set equalizer is once converted into impulse response data in the process of setting the condition in ST13 of FIG. 2, and then this data is subjected to FFT conversion and stored as frequency domain data.

次に、スピーカ選択テーブル109について簡潔に説明する(後述図6の説明で詳述する)。スピーカ選択テーブル109は、後述図3、図4で条件設定した場合に、自動的に具体的なスピーカの候補を選択するのに用いる。その判断をするためのデータを格納している。   Next, the speaker selection table 109 will be briefly described (detailed in the description of FIG. 6 described later). The speaker selection table 109 is used to automatically select specific speaker candidates when conditions are set in FIGS. Data for making this determination is stored.

次に、集会施設基本形状データ110のデータ構造について、図1(B)を参照して説明する。図1(B)に示すように、集会施設基本形状データ110のデータは、集会施設名称と、その形状の座標データと、画像ビットマップの組み合わせを複数個、外部記憶装置104または、メモリ105に記憶している(画像ビットマップの例については、図3の形状選択11Dを参照。)。なお、この座標データには、集会施設の空間の形状を設定する後述図4の設定項目も含まれている。   Next, the data structure of the assembly facility basic shape data 110 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1B, the data of the meeting facility basic shape data 110 includes a plurality of combinations of the meeting facility name, the shape coordinate data, and the image bitmap in the external storage device 104 or the memory 105. (Refer to the shape selection 11D in FIG. 3 for an example of an image bitmap). The coordinate data includes setting items shown in FIG. 4 described later for setting the shape of the space of the assembly facility.

なお、本実施形態の装置では、断りなき限り、以後において「スピーカ」は、説明の容易のため、アレイスピーカを示すものとする。ただし、本発明は、必ずしもアレイスピーカに限らない。   In the apparatus according to the present embodiment, unless otherwise specified, “speaker” hereinafter refers to an array speaker for ease of explanation. However, the present invention is not necessarily limited to the array speaker.

次に、図2を用いて、本実施形態の音響設計支援装置1の全体のフローの概略を予め簡単に説明する。図2は、本実施形態の装置の動作の全体のフロー図を示している。このフローは、大きく分けて、ST1〜ST3の段階を有している。
ST1では、シミュレーションの条件を設定する条件設定を行なう。
ST2では、この条件設定に基づきシミュレーション結果を表示するための特性を表したデータであるパラメータデータを計算する。この計算においては、以下のデータを用いる。
即ち、前述のとおり、音響設計に使用する各種スピーカについて、その方向ごとのインパルス応答の実測値データがそれぞれ予めフーリエ変換されたスピーカの特性データである全方向別SPデータ107Aを予め格納している。
そして、前述のとおり、スピーカの周波数領域の特性を調整するためのイコライザ用フィルタをフーリエ変換したイコライザデータ108(メモリ105内)がユニットごとに
シミュレーションの過程で、ユーザが設定、または自動計算される。
また、フーリエ変換済み時間遅れの位相補正フィルタ107C、
およびフーリエ変換済み距離減衰補正フィルタ107Dと、
がシミュレーションの過程で、図9に示すような格子点設定時に作成される。
これらから分かるように、107A、107B、107C、107Dのデータは、すべてFFT変換された周波数領域のデータとして持っている。特に位相補正フィルタ107C、距離減衰補正フィルタ107Dを周波数領域で持っているので、スピーカが複数であっても、位相をそろえるため逆FFT変換して時間軸上で加算する必要がなく、すべて周波数領域で計算するので、高速で音響パラメータを算出できる。
ST3では、この音響支援装置のシミュレーション結果を、図1の表示器101に出力する。
条件設定ST1では、このシミュレーションに必要な、さまざまな条件を設定する。ST11からST14までの条件を設定する。以下、説明する。
ST11では、スピーカが置かれる空間、例えば集会施設等の形状の情報(以下、単に「空間の形状」という。)を設定する。具体的には、空間の概略形状を選択すると共に、形状の詳細を数値入力する(後述の図3、図4の説明で詳述する。)。
ST12ではスピーカの選択を行い、それを空間のどこに配置するかを設定する。
ST13では、その設置されたそれぞれのスピーカの設置条件を設定する。例えばアレイスピーカのユニット間の角度などである。
ST14ではこのユニット間の干渉の条件を考慮するのか否か、受音面の格子点(後述、図9参照。)をどれだけ細かく取るかなどのシミュレーションの条件を設定する。
Next, the outline of the entire flow of the acoustic design support device 1 of the present embodiment will be briefly described in advance using FIG. FIG. 2 shows an overall flow chart of the operation of the apparatus of the present embodiment. This flow is roughly divided into steps ST1 to ST3.
In ST1, conditions for setting simulation conditions are set.
In ST2, parameter data, which is data representing characteristics for displaying a simulation result, is calculated based on this condition setting. In this calculation, the following data is used.
That is, as described above, the omnidirectional SP data 107A, which is the characteristic data of the speaker obtained by Fourier transforming the measured value data of the impulse response for each direction in advance, is stored in advance for various speakers used for acoustic design. .
As described above, the equalizer data 108 (in the memory 105) obtained by Fourier transforming the equalizer filter for adjusting the frequency domain characteristics of the speaker is set or automatically calculated by the user during the simulation process for each unit. .
Further, a Fourier-transformed time delay phase correction filter 107C,
And Fourier transformed distance attenuation correction filter 107D;
Is created during the simulation process when setting the grid points as shown in FIG.
As can be seen from these, the data of 107A, 107B, 107C, and 107D are all stored as frequency domain data subjected to FFT conversion. In particular, since the phase correction filter 107C and the distance attenuation correction filter 107D are provided in the frequency domain, even if there are a plurality of speakers, it is not necessary to perform inverse FFT conversion and addition on the time axis in order to align the phases. Therefore, the acoustic parameters can be calculated at high speed.
In ST3, the simulation result of the sound support apparatus is output to the display unit 101 in FIG.
In condition setting ST1, various conditions necessary for this simulation are set. The conditions from ST11 to ST14 are set. This will be described below.
In ST11, information on the shape of the space in which the speaker is placed, for example, a meeting facility (hereinafter simply referred to as “the shape of the space”) is set. Specifically, the general shape of the space is selected, and the details of the shape are numerically input (detailed in the description of FIGS. 3 and 4 described later).
In ST12, a speaker is selected and where to place it in the space is set.
In ST13, the installation conditions for each of the installed speakers are set. For example, the angle between units of the array speaker.
In ST14, simulation conditions are set such as whether to consider the condition of interference between the units, and how fine the lattice points (see FIG. 9 described later) of the sound receiving surface are taken.

図2のST1に示す条件をすべて設定すれば、ST2、ST3により、シミュレーション結果が表示器101に表示される。しかしながら、通常、このようなシミュレーションを行なう目的は、図2に示すST1の条件を最適化して、スピーカの設定設置条件の最適設計をすることにあるのであって、シミュレーション結果を表示器101に表示することが目的でない。したがって、音響の設計者は、図2に示すST1〜ST3のような手続きを繰り返して、最適化することになるが、このような作業は、相当手間がかかる。そこで、本実施形態の音響設計支援装置1では、ST15において、ST1で設定した空間の形状の情報を受けて、スピーカの角度およびスピーカの設定の自動最適化や支援を行っている。   If all the conditions shown in ST1 of FIG. 2 are set, the simulation result is displayed on the display 101 by ST2 and ST3. However, usually, the purpose of performing such a simulation is to optimize the ST1 condition shown in FIG. 2 and to optimize the setting and installation conditions of the speaker. The simulation result is displayed on the display 101. It is not the purpose. Therefore, the acoustic designer repeats the procedures such as ST1 to ST3 shown in FIG. 2 and performs optimization, but such work takes considerable time. Therefore, in ST15, the acoustic design support device 1 of the present embodiment receives information on the shape of the space set in ST1 and performs automatic optimization and support for the speaker angle and speaker settings.

この自動最適化に関する図2のST15は、ST16とST17の段階を有している。ST16では、スピーカの使用できるスピーカの選択肢の候補を表示器101に示すと共に、操作部102によりスピーカが選択された場合には、ST1で設定した空間に配置された様子を表示器101に示す。
ST17では、設置されたアレイスピーカの角度(水平方向、垂直方向)およびユニット間の角度の最適な角度の組み合わせパターンを自動的に算出する。ここで、アレイスピーカの角度とは、スピーカ全体の指向軸の代表値となるもので、基準とする任意のユニットの指向軸の水平方向、垂直方向の角度のことであり、ユニット間の角度とは、隣接するユニット間の開き角度のことである。
ST15 of FIG. 2 relating to this automatic optimization has steps ST16 and ST17. In ST16, candidate speaker options that can be used by the speaker are shown on the display device 101, and when the speaker is selected by the operation unit 102, the display device 101 shows a state of being arranged in the space set in ST1.
In ST17, an optimum combination pattern of the angles of the installed array speakers (horizontal direction and vertical direction) and the angle between the units is automatically calculated. Here, the angle of the array speaker is a representative value of the directivity axis of the entire speaker, and is the horizontal and vertical angles of the directivity axis of an arbitrary unit as a reference. Is the opening angle between adjacent units.

以下、図2のST1の条件設定の各段階であるST11〜ST17について、図3以降の図を示して、具体的に説明する。なお、以下の図面の符号は、理解の容易のため、図2で示したステップ番号と略対応している。   Hereinafter, ST11 to ST17, which are the respective stages of the condition setting of ST1 in FIG. 2, will be described in detail with reference to FIG. In addition, the code | symbol of the following drawings is substantially corresponded with the step number shown in FIG. 2 for easy understanding.

まず、図2の空間形状設定ST11について、図3、図4を用いて説明する。図3は、スピーカが配置される空間の概略形状を設定するためのGUI(graphical user interface)の一例を示す図である。この図3に示すように、空間形状設定画面11Aを図1の表示器101に示して、スピーカが設置される空間の形状の概略を設定できるようにする。図3に示すように、形状選択11Cでは、空間の概略形状の種類を選択でき、扇型または箱型の形状のいずれかを選択できるようにする。ここで、例えば、形状選択11Cとして、操作部102の図示しないマウス等で「扇形」にチェックマークを入れて選択した場合には、形状選択11Dの画面表示には、扇形をした音響施設等の形状例が、図3に示すように、複数表示すようにする。また、前述のマウス等で、形状選択11Dの中から一つの形状を選択することができるようにする。   First, the space shape setting ST11 in FIG. 2 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a GUI (graphical user interface) for setting a schematic shape of a space in which speakers are arranged. As shown in FIG. 3, the space shape setting screen 11A is displayed on the display unit 101 of FIG. 1 so that the outline of the shape of the space in which the speakers are installed can be set. As shown in FIG. 3, in the shape selection 11C, the type of the general shape of the space can be selected, and either the sector shape or the box shape can be selected. Here, for example, when the shape selection 11C is selected by selecting a “fan shape” with a mouse or the like (not shown) of the operation unit 102, the shape selection 11D is displayed on the screen display of a fan-shaped sound facility or the like. A plurality of shape examples are displayed as shown in FIG. In addition, one shape can be selected from the shape selection 11D with the mouse or the like.

図3の形状選択11Dに示すような扇形のうちから1つを選択した場合には、空間形状設定画面11Aは、図4に示す空間形状設定画面11Bに切り替わり、前述の6つの空間形状の一つが空間形状表示11Eの欄に空間の形状11Fが線図で示される。図4は、スピーカが配置される空間の概略形状を設定するための形状パラメータを入力するGUIの一例を示す図である。この形状選択11Dは、図1の外部記憶装置104で格納した集会施設基本形状データ110から読み出して表示器101に出力する。   When one of the sectors shown in the shape selection 11D in FIG. 3 is selected, the space shape setting screen 11A is switched to the space shape setting screen 11B shown in FIG. A space shape 11F is shown by a diagram in the space shape display 11E column. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a GUI for inputting a shape parameter for setting a schematic shape of a space in which speakers are arranged. The shape selection 11D is read from the assembly facility basic shape data 110 stored in the external storage device 104 of FIG.

図4に示す空間形状設定画面11Bでは、形状設定入力11Gにおいて、スピーカが設置される空間の形状を、数値で入力することができるようになっており、壇上の幅や音響施設の高さや奥行き、各階の高さやスロープの傾きなどのパラメータを数値入力により設定することができる。このような設定を行なった場合に、形状のパラメータの数値を修正したときは、線図で示された空間の形状11Fがこの数値の変更に合わせて変化するようにする。そして、このような空間形状設定画面により、スピーカが置かれる形状を設定できる。この形状設定入力11Gでは、図1の外部記憶装置104で格納した集会施設基本形状データ110から読み出して必要なデータを記載する。例えば、扇形なら、その扇形の角度が必要であり、1階のみならず、2階、3階があるならその形状データを記載する欄が必要かを集会施設基本形状データ110から読み出して記載する。   In the space shape setting screen 11B shown in FIG. 4, the shape of the space in which the speaker is installed can be numerically input in the shape setting input 11G, and the width of the platform, the height and depth of the acoustic facility, etc. Parameters such as the height of each floor and slope of the slope can be set by numerical input. In such a setting, when the numerical value of the shape parameter is corrected, the shape 11F of the space shown in the diagram is changed in accordance with the change of the numerical value. And the shape where a speaker is placed can be set by such a space shape setting screen. In the shape setting input 11G, necessary data read from the assembly facility basic shape data 110 stored in the external storage device 104 of FIG. 1 are described. For example, in the case of a fan shape, the angle of the fan shape is necessary, and if there are not only the first floor but also the second floor and the third floor, it is read from the assembly facility basic shape data 110 and described whether the column for describing the shape data is necessary .

図4の決定ボタン11Hを押した場合には、図5に示すスピーカの選択&配置設定画面12に切り替わる。図5は、図1のST12、ST16に対応しており、このようなスピーカの選択&配置設定を行なうためのGUIの一例を表す図である。スピーカの選択&配置設定画面12では、用途選択表示12Aと、空間形状表示11Eと、形状データ12Bと、スピーカの設置位置12Cとが表示される。   When the enter button 11H in FIG. 4 is pressed, the screen is switched to the speaker selection & arrangement setting screen 12 shown in FIG. FIG. 5 corresponds to ST12 and ST16 of FIG. 1, and is a diagram showing an example of a GUI for performing such speaker selection and arrangement setting. On the speaker selection & arrangement setting screen 12, an application selection display 12A, a space shape display 11E, shape data 12B, and a speaker installation position 12C are displayed.

図5に示すような空間形状表示11Eの欄には、図3、図4で設定した空間の形状に基づいて、略実際の空間の形状の比率で形状を示すようにする。
図5に示すような用途選択表示12Aでは、音響施設等の使用目的を選択できるようにし、「音楽」、「スピーチ」にチェックマークを入れて、そのいずれか、またはその両方を選択できるようにする。ここで、「音楽」を選択した場合には、例えば、音圧レベルの周波数特性等の音質に関する音響性能を重視した音響設計であり、「スピーチ」を選択した場合には、例えば、音声の明瞭度に関する音響性能を重視した設計であるため、音響設計の目的の違いによりそれぞれ最適な設計内容とすることができる。
図5に示すようなスピーカの設置位置12Cでは、スピーカを設置する概略の設置位置を選択できるようにする。例えば、図5のスピーカの設置位置12Cのように舞台の中央側の「センタ」、舞台の下手側の「レフト」、舞台の上手側の「ライト」を選択できるようにする。
図5に示すような用途選択表示12A、スピーカの設置位置12Cの設定項目それぞれを、音響の設計者が前述のマウス等でチェックマークを入れて選択した場合には、本実施形態の装置では、最適なスピーカの候補を具体的に提示するようになっている。この選択は、図2のST16に対応しており、音響設計支援装置1により自動的に行なわれる。
このスピーカの最適なスピーカの候補の選択は、図1のスピーカ選択テーブル109から、最適な候補を選択するようにする。この図1のスピーカ選択テーブル109のデータ構造は、図6のようなデータテーブルとなっている。図6は、スピーカ選択テーブル109のデータ構造を表す図である。スピーカ選択テーブル109は、図3、図4で設定した空間の形状の情報に基づいて適切なスピーカを選択するのに適したデータ構造となっており、スピーカタイプ名称109A、面積規模109B、用途109C、設置場所109D、縦横比率109Eを備えている。例えば、形状データ12Bに示す面積(受音面の面積)は450mであり、スピーカの設置位置12Cで「センタ」にチェックしているから、図スピーカ選択テーブル109で選択できるのは、図5の最適なスピーカの候補16に示すように、スピーカD、スピーカJとなる。
In the column of the space shape display 11E as shown in FIG. 5, the shape is indicated by the ratio of the actual space shape based on the space shape set in FIGS.
In the usage selection display 12A as shown in FIG. 5, the purpose of use such as an acoustic facility can be selected, and “music” and “speech” are checked, and either or both can be selected. To do. Here, when “music” is selected, for example, the acoustic design emphasizes the sound performance related to the sound quality such as the frequency characteristics of the sound pressure level, and when “speech” is selected, for example, the sound clarity. Since the design focuses on the acoustic performance related to the degree, the optimum design content can be obtained depending on the purpose of the acoustic design.
In the speaker installation position 12 </ b> C as shown in FIG. 5, an approximate installation position for installing the speaker can be selected. For example, as shown in the speaker installation position 12C in FIG. 5, “center” on the center side of the stage, “left” on the lower side of the stage, and “right” on the upper side of the stage can be selected.
When the acoustic designer selects and sets the setting items of the application selection display 12A and the speaker installation position 12C as shown in FIG. 5 with the above-described mouse or the like, in the apparatus of this embodiment, The optimum speaker candidate is specifically presented. This selection corresponds to ST16 in FIG. 2 and is automatically performed by the acoustic design support device 1.
The selection of the optimum speaker candidate for the speaker is performed by selecting the optimum candidate from the speaker selection table 109 in FIG. The data structure of the speaker selection table 109 in FIG. 1 is a data table as shown in FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating the data structure of the speaker selection table 109. The speaker selection table 109 has a data structure suitable for selecting an appropriate speaker based on the space shape information set in FIGS. 3 and 4, and includes a speaker type name 109A, an area scale 109B, and an application 109C. , An installation place 109D and an aspect ratio 109E. For example, the area shown in the shape data 12B (the area of the sound receiving surface) is 450 m 2 and “center” is checked at the speaker installation position 12C. As shown in the optimal speaker candidate 16, the speaker D and the speaker J are obtained.

このように、本実施形態の装置では、いろいろな設計条件の変化に対応して自動的に最適なスピーカの候補16を示すことができる。従来は、スピーカの選択及び手配は、カタログを参照等する必要があり、手間のかかる作業であったが、本実施形態の装置によれば、設計者は、このような候補の中からスピーカを選択するだけでよく、音響設計を効率的に行なうことができる。特に、繰り返し条件を設定し直す場合には効果的である。   As described above, the apparatus according to the present embodiment can automatically show the optimum speaker candidates 16 in response to changes in various design conditions. Conventionally, selection and arrangement of speakers has to be done by referring to a catalog, which is a time-consuming work. However, according to the apparatus of this embodiment, a designer can select speakers from such candidates. It is only necessary to make a selection, and acoustic design can be performed efficiently. This is particularly effective when setting the repetition condition again.

次に、同じく図5を用いて、アレイスピーカが配置された状態を表すGUIについて説明する。図5の最適なスピーカの候補1の中から、スピーカを選択した場合には、図5の空間形状表示11Eには、選択したアレイスピーカ16Aが空間の形状11Fの縮尺で示される。これにより、空間にどのようにアレイスピーカ16Aが配置されるかを視覚的に確認できる。このアレイスピーカ16Aの表示も、図2のST16の段階に相当し、この表示により、図2のST16の段階は終了し、ST12に戻る。   Next, a GUI representing a state in which the array speaker is arranged will be described with reference to FIG. When a speaker is selected from among the optimum speaker candidates 1 in FIG. 5, the selected array speaker 16A is shown on a scale of the space shape 11F in the space shape display 11E in FIG. Thereby, it is possible to visually confirm how the array speaker 16A is arranged in the space. The display of the array speaker 16A also corresponds to the stage of ST16 in FIG. 2, and this display ends the stage of ST16 in FIG. 2 and returns to ST12.

また、図5に示すアレイスピーカ16Aの表示がされた場合には、空間形状表示11Eには、表示されたアレイスピーカ16Aの守備範囲を選択できるようにする。例えば、図5の守備範囲の設定16Eは、空間の一階部分の受音面の半分を設定した場合を表示している。その他、空間全体、1階部分全体、2、3階部分全体のいずれかをマウス等によるGUIにより操作部102から選択入力できるようにする。この選択入力は、図2のST12に相当しており、その後、図2のST17のステップにおいて、音響設計支援装置1のCPU103は、アレイスピーカの角度およびユニット間の角度の条件設定を行なう。   When the display of the array speaker 16A shown in FIG. 5 is displayed, the defense range of the displayed array speaker 16A can be selected on the space shape display 11E. For example, the defensive range setting 16E of FIG. 5 displays a case where half of the sound receiving surface of the first floor portion of the space is set. In addition, any one of the entire space, the entire first floor portion, and the entire second floor portion can be selected and input from the operation unit 102 by a GUI using a mouse or the like. This selection input corresponds to ST12 in FIG. 2, and thereafter, in step ST17 in FIG. 2, the CPU 103 of the acoustic design support device 1 sets conditions for the angles of the array speakers and the angles between the units.

次に、図7〜図10を用いて、図2で示したST17について説明する。図7はアレイスピーカの角度およびユニット間の角度の条件設定を自動的に計算する方法の概念図である。従来では、アレイスピーカのユニットの設置角度を最適設計するのは、図2に示すようなシミュレーションを繰り返す必要があり、設計者の試行錯誤に頼らざるを得ないところが多かったが、本実施形態の装置ではこのような設定条件を自動的に計算するようにする。   Next, ST17 shown in FIG. 2 will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a conceptual diagram of a method for automatically calculating the condition setting of the angle of the array speaker and the angle between the units. Conventionally, to optimally design the installation angle of the array speaker unit, it is necessary to repeat a simulation as shown in FIG. 2, and there are many places where the designer has to rely on trial and error. The apparatus automatically calculates such setting conditions.

図2のST17の計算は、図7に示すように(A)〜(E)までの5段階に分かれている。まず、この計算の目的は、図5の最適なスピーカの候補16の中から選択したアレイスピーカ16Aについて、アレイスピーカの角度、およびスピーカ選択テーブル109のユニット間の角度109Fの角度について、それぞれの最適値を求めることであり、その最適値は、一言で述べると「受音面エリア内の音圧レベルの均質化、最適化」を達成するためのものである。そして、この最適値の指標として最終的に考慮するのは、受音面全体の音圧レベルに偏りがないことであり、具体的には、図7の(D)に示すように、受音面全域に設定した格子点の音圧レベルの標準偏差が最小であることである。   The calculation of ST17 in FIG. 2 is divided into five stages (A) to (E) as shown in FIG. First, the purpose of this calculation is to optimize the array speaker angle and the angle 109F between the units of the speaker selection table 109 for the array speaker 16A selected from the optimal speaker candidates 16 of FIG. The optimum value is to achieve “homogenization and optimization of the sound pressure level in the sound receiving surface area”. Then, what is finally considered as an index of the optimum value is that there is no bias in the sound pressure level of the entire sound receiving surface. Specifically, as shown in FIG. The standard deviation of the sound pressure level at the lattice points set over the entire surface is minimum.

しかしながら、図7(D)に示すような標準偏差を試行錯誤でいきなり算出するのは、受音面は広いだけでなく、受音面に届く音声が必ずしもユニット1つではないことから、計算効率の面で容易でない。そこで、本実施形態の装置では、まず、図7の(B)、(C)の段階に示すように、スピーカが向いている方向であるスピーカの軸線17E、17F、17G(以下、単に「軸線」という。)と受音面との交点である軸点17B、17C、17D(以下、単に「軸点」という。)における音圧レベルの周波数特性の最適化を行なう。以下、さらに詳細に図7の(A)〜(E)の段階について説明する。   However, the standard deviation as shown in FIG. 7D is suddenly calculated by trial and error because not only the sound receiving surface is wide but also the sound reaching the sound receiving surface is not necessarily one unit. It ’s not easy. Therefore, in the apparatus of this embodiment, first, as shown in the stages (B) and (C) of FIG. 7, the speaker axes 17E, 17F, and 17G (hereinafter simply referred to as the “axis” ”) And the sound receiving surface, the frequency characteristics of the sound pressure level at the axis points 17B, 17C, 17D (hereinafter simply referred to as“ axis points ”) are optimized. Hereinafter, steps (A) to (E) of FIG. 7 will be described in more detail.

図7(A)に示すように、ユニット間の角度の設定は、図6に示すスピーカ選択テーブル109のユニット間の角度109Fから所定の角度を設定する。この角度は、アレイスピーカそれぞれに固有のものであり、実際の設置時には、アレイスピーカ16Aのジグでユニット間の角度を設定するものである。このユニット間角度をθintとする。また、設置されるアレイスピーカの角度は、水平方向、垂直方向について設定する必要があり、この角度の組を(θ、φ)とする。ここで、水平方向の角度θは、−180度<θ≦180度であり、垂直方向の角度φは、−90度≦φ≦90度である。アレイスピーカを構成する各スピーカユニットの設置角度は、これらの角度(θint、θ、φ)で決定される。具体的に述べると、本実施形態の装置では、アレイスピーカユニットは3つ使用するから、θintは、ユニット16B、ユニット16C間の相対角度θintと、ユニット16C、ユニット16D間の相対角度θintとを設定する必要がある。 As shown in FIG. 7A, the angle between the units is set to a predetermined angle from the angle 109F between the units in the speaker selection table 109 shown in FIG. This angle is unique to each array speaker, and when actually installed, the angle between units is set by the jig of the array speaker 16A. This inter-unit angle is defined as θint. Further, the angle of the array speaker to be installed needs to be set in the horizontal direction and the vertical direction, and the set of angles is (θ, φ). Here, the horizontal angle θ is −180 degrees <θ ≦ 180 degrees, and the vertical angle φ is −90 degrees ≦ φ ≦ 90 degrees. The installation angle of each speaker unit constituting the array speaker is determined by these angles (θint, θ, φ). Specifically, since the apparatus of this embodiment uses three array speaker units, θint is the relative angle θint 1 between the units 16B and 16C and the relative angle θint 2 between the units 16C and 16D. It is necessary to set.

また、この図7(A)に示すユニットの角度の設定は、後述する図7(E)に示すように、角度を変えながら、前述した指標が最小となるアレイスピーカの角度(θ、φ)と、ユニット間の角度θint(i=1〜2)を探索する。ユニット間の角度θint(i=1〜2)については、スピーカ選択テーブル109の中で、ピッチが決められる。後述の図10に示すように、設置するアレイスピーカの角度の設定17Hについては、計算時間短縮のために、はじめは、この角度のピッチを大きくとって変化させる。
ここで、設定角度(θint、θ、φ)のパターン数について例を挙げて説明する。たとえば、この刻み幅は、30度と設定することができる。図7(A)に示すように、図6に示す最適なスピーカの候補16からスピーカタイプ名称109AとしてスピーカDを選択した場合には、アレイスピーカの角度を−180度<θ≦180度、−90度≦φ≦90度の範囲で、30度毎に変化させる。更に各アレイスピーカユニットについてユニット間角度を30度から60度の範囲で、2.5度毎に変動させることができる。即ち、θとして180度、φとして90度を、またθintとして60度を選択して、図7(A)のように(θint、θ、φ)の設定17Aを行なう。この場合、θは、−180度から180度の範囲で30度ごとなので12通り、φは、−90度から90度の範囲で30度毎なので7通りある。また、θintは図6に示すように、スピーカタイプDは、前記の当初の設定可能範囲幅が30度(30度から60度)で、刻み幅は2.5度刻みなので13通り((60−30)/2.5+1=13)となる。かつ、θintは、θintとθintについて2回掛け合わせることになる。したがって、合計は12×7×(13×13)=1092通りとなる。なお、通常各スピーカは、対称に組み合わせるので、θint=θintとして計算することができ、上記合計は12×7×13=1092通りとなる。
Further, the unit angle shown in FIG. 7A is set by changing the angle of the array speaker (θ, φ) that minimizes the above-mentioned index while changing the angle, as shown in FIG. Then, an angle θint (i = 1 to 2) between the units is searched. As for the angle θint (i = 1 to 2) between the units, the pitch is determined in the speaker selection table 109. As shown in FIG. 10 to be described later, regarding the setting 17H of the angle of the array speaker to be installed, first, the pitch of this angle is changed to be large in order to shorten the calculation time.
Here, the number of patterns of the set angles (θint, θ, φ) will be described with an example. For example, the step size can be set to 30 degrees. As shown in FIG. 7A, when the speaker D is selected as the speaker type name 109A from the optimal speaker candidates 16 shown in FIG. 6, the angle of the array speaker is −180 degrees <θ ≦ 180 degrees, − It is changed every 30 degrees within the range of 90 degrees ≦ φ ≦ 90 degrees. Furthermore, the inter-unit angle of each array speaker unit can be changed every 2.5 degrees within a range of 30 degrees to 60 degrees. That is, 180 degrees as θ, 90 degrees as φ, and 60 degrees as θint are selected, and setting 17A of (θint, θ, φ) is performed as shown in FIG. In this case, θ is 12 in 30 degrees in the range of −180 degrees to 180 degrees, and φ is 7 in 30 degrees in the range of −90 degrees to 90 degrees. Further, as shown in FIG. 6, the speaker type D has 13 types ((60) because the initial settable range width is 30 degrees (30 degrees to 60 degrees) and the step width is 2.5 degrees. −30) /2.5+1=13). In addition, θint is multiplied twice for θint 1 and θint 2 . Therefore, the total is 12 × 7 × (13 × 13) = 1092. Normally each speaker, because it combines the symmetry can be calculated as θint 1 = θint 2, the sum becomes ways 12 × 7 × 13 = 1092.

次に、図7(B)に示すように、軸点の位置の計算を行なう。前述のように、スピーカが向いている方向であるスピーカの軸線17E、17F、17Gと、受音面との交点である軸点17B、17C、17D(以下、単に「軸点」という。)の位置を、前述の(θi、φi)と図4のようにして設定した空間の形状11Fとから算出する。   Next, as shown in FIG. 7B, the position of the axis point is calculated. As described above, the axis points 17B, 17C, and 17D (hereinafter, simply referred to as “axis points”) that are the intersection points of the speaker axes 17E, 17F, and 17G, which are the direction in which the speaker is facing, and the sound receiving surface. The position is calculated from the aforementioned (θi, φi) and the space shape 11F set as shown in FIG.

次に、図7(C)に示すように、図7(B)で求めた軸点での音圧レベルの周波数特性を最適化する。この図7(C)の具体的な説明は図8の説明で詳述するが、ここでは、簡潔にその概略を説明する。図7(C)における最適化は、前述のとおり、図7(D)の指標の計算を効率よくするためのものであり、一言で述べると、この処理は、「軸点17B、17C、17D相互間の音圧レベル及びその周波数特性を均質化するイコライザ特性を求める」ものである。一般にアレイスピーカ16Aの各ユニット16B、16C、16Dは、ブロードな指向特性を有しているため、例えば、軸点17Bにはユニット16Dからの音声も到達し、またユニット16Bの音声は軸点17Dにも到達するので、軸点17Bの音量が小さいような場合、単にユニット16Bの音圧レベルを上げる操作のみを行なうと他の軸点17C、17Dの音量も上がってしまい、かえってバランスが崩れる場合がある。そこで、本実施形態の装置では、各ユニット16B、16C、16Dのいろいろなイコライザを組み合わせたパターンを用意する。そして、それぞれのパターンに従い、前述した図1のSPデータ107(スピーカから見た全角度のインパルス応答をFFT化したデータ)を用いて、図7(A)で設定した角度で設置したアレイスピーカ16Aのユニット16B、16C、16Dから伝達され、軸点17B、17C、17Dで受ける音声の周波数特性を算出し、最適パターンを選択する。以下、フローの各段階の概略を説明する。   Next, as shown in FIG. 7C, the frequency characteristic of the sound pressure level at the axis point obtained in FIG. 7B is optimized. Although the specific description of FIG. 7C will be described in detail in the description of FIG. 8, the outline is briefly described here. The optimization in FIG. 7C is to improve the calculation of the index in FIG. 7D as described above. To put it in a word, this process is described as “Axis points 17B, 17C, "Equalizer characteristics for homogenizing the sound pressure level between 17D and the frequency characteristics thereof are obtained." Generally, each unit 16B, 16C, 16D of the array speaker 16A has a broad directional characteristic, so that, for example, the sound from the unit 16D also reaches the axis 17B, and the sound of the unit 16B is also the axis 17D. Therefore, when the volume of the axis 17B is low, if only the operation of raising the sound pressure level of the unit 16B is performed, the volume of the other axes 17C and 17D will increase and the balance will be lost. There is. Therefore, in the apparatus of the present embodiment, a pattern is prepared by combining various equalizers of the units 16B, 16C, and 16D. Then, according to each pattern, the array speaker 16A installed at the angle set in FIG. 7A using the SP data 107 in FIG. 1 (data obtained by converting the impulse response of all angles viewed from the speaker into FFT). The frequency characteristics of the sound transmitted from the units 16B, 16C, and 16D and received at the axis points 17B, 17C, and 17D are calculated, and the optimum pattern is selected. The outline of each stage of the flow will be described below.

まず、図7(C)のS171において、予め基準周波数帯域f(fは離散値(i=1〜N))を設定する。基準周波数帯域fは、例えば、パラメトリックイコライザのチャンネルに合わせて63Hz、125Hz、250Hz、500Hz、1kHz、2kHz、8kHzのいずれかに設定することができる。
図7(C)のS172において、基準周波数帯域のゲインを調整するイコライザのパターン(G1、G2、G3)fHzをユニット16B、16C、16Dそれぞれについて設定する。
図7(C)のS173において、このパターンについて、前述の軸点17B、17C、17Dにおける音圧レベルの周波数特性を計算して、各基準周波数帯域での軸点17B、17C、17Dのばらつきが大きくなるパターンを選出する。具体的には、軸点17B、17C、17D間の分散を各基準周波数帯域ごとに計算し、さらに、この値の絶対値の平方根をとり、各基準周波数帯域ごとの標準偏差を計算する。なお、この標準偏差は、特定の周波数のゲインのばらつき度合いを示すものであり、この値が小さいほうがばらつき具合が小さいことになる。したがって、標準偏差が小さいパターンほど、適切なパターンとなる。
First, in S171 of FIG. 7 (C), (the f i discrete values (i = 1~N)) in advance reference frequency band f i to set the. Reference frequency band f i, for example, can be set according to the channel of the parametric equalizer 63Hz, 125Hz, 250Hz, 500Hz, 1kHz, 2kHz, to one of 8 kHz.
In S172 of FIG. 7C, an equalizer pattern (G1, G2, G3) fHz for adjusting the gain of the reference frequency band is set for each of the units 16B, 16C, and 16D.
In S173 of FIG. 7C, the frequency characteristics of the sound pressure level at the above-described axial points 17B, 17C, and 17D are calculated for this pattern, and the variations of the axial points 17B, 17C, and 17D in the respective reference frequency bands are calculated. Select a pattern that grows. Specifically, the variance between the axis points 17B, 17C, and 17D is calculated for each reference frequency band, and the square root of the absolute value of this value is taken to calculate the standard deviation for each reference frequency band. The standard deviation indicates the degree of variation in gain at a specific frequency. The smaller the value, the smaller the variation. Therefore, a pattern with a smaller standard deviation is an appropriate pattern.

そして、各周波数ごとに独立に最適なパターン(G1、G2、G3)fiHzを選択する。
これらの段階により、S174で、ユニット16B、16C、16Dのイコライザを決定する。
Then, an optimum pattern (G1, G2, G3) fiHz is selected independently for each frequency.
By these steps, the equalizers of the units 16B, 16C, and 16D are determined in S174.

この決定したイコライザのパラメータは、上述の通り、パラメータを決定する段階では周波数ごとにパターンを選択したが、決定したイコライザのパラメータは、これをパラメトリックイコライザに設定するために、周波数ごとでなく、ユニット16B、16C、16Dごとに、データを外部記憶装置104等に保存する。   As described above, for the determined equalizer parameters, a pattern is selected for each frequency at the stage of determining the parameters, but the determined equalizer parameters are not unit for each frequency in order to set this in the parametric equalizer. Data is stored in the external storage device 104 or the like for each of 16B, 16C, and 16D.

なお、この図7(C)に示す段階においては、図示していないが、SPデータ107に基づいて、音圧レベルの最適化も行なう。
また、図7(C)のようにして算出したイコライザのパラメータは、FFT化して図1の外部記憶装置104にイコライザデータ108として保存する。このようにすれば、図2に示したシミュレーションパラメータ計算S2で、周波数領域の畳み込み演算のみで、このシミュレーションパラメータを計算でき、迅速に計算結果を出力できる。前述のとおり、音響設計支援装置においては、何度も条件を変更して、繰り返しシミュレーションを行なって最適設計を行なうが多く、このような装置に対し、イコライザのパラメータをFFT化することが効果的である。
At the stage shown in FIG. 7C, although not shown, the sound pressure level is also optimized based on the SP data 107.
Also, the equalizer parameters calculated as shown in FIG. 7C are converted to FFT and stored as equalizer data 108 in the external storage device 104 of FIG. In this way, in the simulation parameter calculation S2 shown in FIG. 2, this simulation parameter can be calculated only by frequency domain convolution, and the calculation result can be output quickly. As described above, in acoustic design support devices, optimal design is often performed by repeatedly changing conditions and performing simulation repeatedly. For such devices, it is effective to convert the parameters of the equalizer to FFT. It is.

図7(D)においては、受音面エリア内の音圧レベルの標準偏差を、図7(C)でもとめたユニット16B、16C、16Dのイコライザパラメータに基づいて算出し、受音面エリア内の音圧レベル及びその周波数特性を算出する。そのため、S175〜S177の段階を行なう。以下、各段階について説明する。   In FIG. 7D, the standard deviation of the sound pressure level in the sound receiving surface area is calculated based on the equalizer parameters of the units 16B, 16C, and 16D stopped in FIG. The sound pressure level and its frequency characteristic are calculated. Therefore, steps S175 to S177 are performed. Hereinafter, each step will be described.

図7(D)のS175において、受音面エリア内を、例えば、図9に示すような格子点17Jを設定する。そして、この格子点17Jは、この受音面エリア内全体の位置の代表として利用する。この格子点17Jを設定すると、フーリエ変換済み時間遅れの位相補正フィルタ107C、およびフーリエ変換済み距離減衰補正フィルタ107Dと、を計算して外部記憶装置104に格納する。   In S175 of FIG. 7D, for example, lattice points 17J as shown in FIG. 9 are set in the sound receiving surface area. The lattice point 17J is used as a representative of the overall position within the sound receiving surface area. When the lattice point 17J is set, the Fourier transformed time delay phase correction filter 107C and the Fourier transformed distance attenuation correction filter 107D are calculated and stored in the external storage device 104.

図7(D)のS176において、この格子点17Jそれぞれでの音圧レベルを図1のSPデータ107等(107B〜D)のスピーカユニットの畳み込み演算により計算する。
即ち、スピーカユニットごとに
(フーリエ変換済み時間遅れの位相補正フィルタ107Cと、およびフーリエ変換済み距離減衰補正フィルタ107Dのデータと、
FFT変換したイコライザデータ108と、
対応する方向のSPデータ107B)これらすべて畳み込んで周波数領域で計算する。
ここで、前述のとおり、対応する方向のSPデータ107Bは、スピーカから見た角度別のインパルス応答のデータを予めFFT化して、周波数特性のパラメータとして格納したものである全方向のSPデータ107Aから読み込んだものであり、符号107C、107D、108は、シミュレーション過程で、手動または自動的に設定したものである。
したがって、ユニット16B、16C、16Dから伝達され、格子点17Jそれぞれの位置で受ける音声の音圧レベル、周波数特性を算出できる。この音圧レベルの算出は、本実施形態の装置では、基準周波数を定め、前述の周波数特性から算出される、この基準周波数におけるゲインの2乗を当該基準周波数ごとにすべて足し算する値を用いることで代用する。この基準周波数のゲインは、図7(C)でもとめたユニット16B、16C、16Dのイコライザパラメータと、上記補正したSPデータ107をユニット16B、16C、16Dごとに周波数領域で畳み込み演算し、これらのユニット16B、16C、16Dの出力を重ね合わせることにより行なう。そして、格子点17Jそれぞれの位置での周波数特性を、基準周波数ごとのデータを2乗して、足し算、または重み付きで足し算したデータを、前述のとおり音圧レベルを表す値として蓄積する。この基準周波数帯域は、前述した図7(C)の基準周波数帯域と必ずしも同じにする必要はないが、例えば、63Hz、125Hz、250Hz、500Hz、1kHz、2kHz、8kHzのいずれかに設定することができる。
In S176 of FIG. 7D, the sound pressure level at each lattice point 17J is calculated by the convolution calculation of the speaker unit of the SP data 107 and the like (107B to D) of FIG.
That is, for each speaker unit, (Fourier transformed time delay phase correction filter 107C and Fourier transformed distance attenuation correction filter 107D data,
FFT-converted equalizer data 108;
SP data 107B in the corresponding direction) All these are convolved and calculated in the frequency domain.
Here, as described above, the SP data 107B in the corresponding direction is obtained from the omnidirectional SP data 107A in which the impulse response data for each angle viewed from the speaker is converted into FFT and stored as a frequency characteristic parameter. Reference numerals 107C, 107D, and 108 are set manually or automatically in the simulation process.
Accordingly, it is possible to calculate the sound pressure level and frequency characteristics of the sound transmitted from the units 16B, 16C, and 16D and received at the positions of the lattice points 17J. For the calculation of the sound pressure level, in the apparatus of the present embodiment, a reference frequency is determined, and a value obtained by adding all the squares of gains at the reference frequency calculated for the reference frequency is used from the frequency characteristics described above. Substitute with The gain of the reference frequency is obtained by convolving the equalizer parameters of the units 16B, 16C, 16D and the corrected SP data 107 obtained in FIG. 7C in the frequency domain for each of the units 16B, 16C, 16D. This is done by superimposing the outputs of the units 16B, 16C and 16D. Then, the frequency characteristic at each position of the lattice point 17J is accumulated as a value representing the sound pressure level as described above by squaring the data for each reference frequency and adding or adding weighted data. This reference frequency band is not necessarily the same as the reference frequency band in FIG. 7C described above, but may be set to, for example, 63 Hz, 125 Hz, 250 Hz, 500 Hz, 1 kHz, 2 kHz, or 8 kHz. it can.

図7(D)のS177において、S176で求めた格子点17Jそれぞれの位置での音圧レベルのデータについて、分散σを求める。この分散σの平方根を計算して、受音面全体の標準偏差σを算出する。なお、この標準偏差は、特定の周波数のゲインのばらつき度合いを示すものであり、この値が小さいほうが、受音面全域の各点のばらつき具合が小さいことになり、より好ましい値となる。 In S177 of FIG. 7D, the variance σ 2 is obtained for the sound pressure level data at each position of the lattice point 17J obtained in S176. The square root of this variance σ 2 is calculated to calculate the standard deviation σ of the entire sound receiving surface. The standard deviation indicates the degree of variation in gain at a specific frequency, and a smaller value means a more preferable value because the degree of variation of each point in the entire sound receiving surface is small.

図7(E)において、アレイスピーカ16A(図5参照。)のユニット16B、16C、16Dの水平角度、垂直角度(θi、φi)を設定しなおして、(A)〜(D)を繰り返し行なう。これにより、図7(D)の手順のようにして求めた標準偏差が最小となる角度設定のパターンを選出する。その場合において、角度の探索は、計算時間を短縮するため、前述のとおり、はじめは、設置するアレイスピーカの角度ピッチを大きく設定し、その後、この角度ピッチを小さく設定して行なう。その具体的なフローは、後述の図10で説明する。   In FIG. 7E, the horizontal angle and vertical angle (θi, φi) of the units 16B, 16C, and 16D of the array speaker 16A (see FIG. 5) are reset, and (A) to (D) are repeated. . Thereby, an angle setting pattern that minimizes the standard deviation obtained in the procedure of FIG. 7D is selected. In this case, the search for the angle is performed by setting the angle pitch of the array speaker to be set large and then setting the angle pitch small to reduce the calculation time, as described above. The specific flow will be described later with reference to FIG.

以上、図7を用いて説明したとおり、アレイスピーカ16Aの最適なアレイスピーカの角度およびユニット間の角度の算出は、図7(A)のように角度パターンを設定し、図7(D)のように受音面エリア内の音圧レベルの標準偏差(即ち、音圧のばらつき具合を表す指標)を計算して、その最小値を探索するものであるが、計算効率を良くするため、その前提として、図7(C)に示すように、まず、軸点17B、17C,17Dの周波数特性を最適化するイコライザ特性を求めている。   As described above with reference to FIG. 7, the optimum array speaker angle and the angle between the units of the array speaker 16A are calculated by setting an angle pattern as shown in FIG. As described above, the standard deviation of the sound pressure level in the sound receiving surface area (that is, an index indicating the degree of variation in sound pressure) is calculated and the minimum value is searched for. As a premise, as shown in FIG. 7C, first, an equalizer characteristic that optimizes the frequency characteristics of the axis points 17B, 17C, and 17D is obtained.

次に、図7(C)に示した段階を、図8を用いてさらに具体的に説明する。図8は、図7(C)に示す軸点での周波数特性の最適化を表すフロー図と、その最適化に用いるイコライザの設定例を表す図である。
図8(A)のS171において、3つのユニット16B、16C、16Dの周波数ゲインの指標として基準周波数帯域fiを8帯域(63〜8kHz)に順次設定する。基準周波数帯域は、パラメトリックイコライザの各チャンネルの中心周波数であり、例えば、図8(B)に示すように、63Hz、125Hz、250Hz、500Hz、1kHz、2kHz、8kHzのいずれかに設定する。
図8(A)のS172において、図7(C)で説明したゲイン設定のパターン(G1、G2、G3)fHzは、G1、G2、G3を1dB刻みで0dB〜−10dBとする。したがって基本周波数1つ(例えば63Hz)につき、11通りのパターンを設定するから、全体として8×11通りのパターンを設定する。また、パターンそれぞれについて、ユニットごとにイコライザのデータをまとめて、FFT変換したデータとしてイコライザデータ108として保存する。
図8(A)のS173において、各パターンで軸点でのゲイン計算を行い、その中から最適パターンの選択を行なう。この段階は、さらにS1731〜S1733に分けることができる。
図8(A)のS1731において、軸点でのゲイン計算は、図7(B)で示したように、アレイスピーカ16Aから伝達され、軸点17B,17C、17Dそれぞれで受ける音声の周波数特性を図1のSPデータ内の107A〜Dに基づいて算出し、基準周波数帯域fごとにその周波数ゲインのデータを蓄積する。
この計算は、スピーカユニットごとに
(フーリエ変換済み時間遅れの位相補正フィルタ107Cと、およびフーリエ変換済み距離減衰補正フィルタ107Dのデータと、
FFT変換したイコライザデータ108と、
対応する方向のSPデータ107B)これらすべて畳み込んで周波数領域で計算する。
なお、このデータ数は、ユニット数3つとなるから、本実施形態の装置では、集積するデータ数は合計すると、3つ×8帯域=24個である。
S1732において、基準周波数帯域fごとに、この3点の周波数ゲインのデータについて標準偏差を求める。
S1733において、S172で設定したパターン11通りすべてについて、S1731〜S1732の段階を繰り返し計算して、S1732の標準偏差の標準偏差が最小となるものを求める。
以上、図8(A)のS1731〜S1733の段階により、基準周波数帯域ごとに、軸点17B,17C、17D間の音圧レベルの標準偏差が最小となるイコライザゲイン(図8(B)に示す点に相当。)を求めることができる。これらを上述の8つの基準周波数帯域すべて繰り返して、図8(A)のS174において、イコライザゲインのパターンを決定できる。このパターンは、前述の図7(C)の説明のとおり、ユニットごとにまとめ直して、外部記憶装置104に保存する。そして図8(A)のフローは終了する。
Next, the step shown in FIG. 7C will be described more specifically with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart showing optimization of the frequency characteristics at the axis point shown in FIG. 7C and a setting example of an equalizer used for the optimization.
In S171 of FIG. 8A, the reference frequency band fi is sequentially set to 8 bands (63 to 8 kHz) as an index of the frequency gain of the three units 16B, 16C, and 16D. The reference frequency band is the center frequency of each channel of the parametric equalizer, and is set to, for example, 63 Hz, 125 Hz, 250 Hz, 500 Hz, 1 kHz, 2 kHz, or 8 kHz as shown in FIG.
In S172 of FIG. 8A, the gain setting pattern (G1, G2, G3) fHz described in FIG. 7C is set to 0 dB to −10 dB in increments of 1 dB for G1, G2, and G3. Therefore, since 11 3 patterns are set for one basic frequency (for example, 63 Hz), 8 × 11 3 patterns are set as a whole. For each pattern, the equalizer data is collected for each unit and stored as equalizer data 108 as FFT-converted data.
In S173 of FIG. 8A, gain calculation is performed at each axis point for each pattern, and an optimum pattern is selected from these. This stage can be further divided into S1731 to S1733.
In S1731 of FIG. 8A, the gain calculation at the axial point is transmitted from the array speaker 16A as shown in FIG. 7B, and the frequency characteristics of the sound received at the axial points 17B, 17C, and 17D are obtained. calculated based on 107A~D in SP data in Figure 1, it stores the data of the frequency gain for each reference frequency band f i.
This calculation is performed for each speaker unit (Fourier transformed time delay phase correction filter 107C and Fourier transformed distance attenuation correction filter 107D data,
FFT-converted equalizer data 108;
SP data 107B in the corresponding direction) All these are convolved and calculated in the frequency domain.
Since the number of data is three units, the total number of data to be accumulated in the apparatus of this embodiment is 3 × 8 bands = 24.
In S1732, for each reference frequency band f i, the data of the frequency gain of the three points the standard deviation.
In S 1733, the steps from S 1731 to S 1732 are repeatedly calculated for all three patterns 113 set in S 172, and the one that minimizes the standard deviation of the standard deviation in S 1732 is obtained.
As described above, the equalizer gain (shown in FIG. 8B) that minimizes the standard deviation of the sound pressure level between the axis points 17B, 17C, and 17D for each reference frequency band by the steps S1731 to S1733 of FIG. Equivalent to a point). These are repeated for all the eight reference frequency bands described above, and the equalizer gain pattern can be determined in S174 of FIG. 8A. This pattern is rearranged for each unit and stored in the external storage device 104 as described above with reference to FIG. Then, the flow in FIG. 8A ends.

次に、図7(A)、(E)で示したアレイスピーカの角度およびユニット間の角度を設定して探索し、最適な角度を決定する方法について、図10を用いて具体的に説明する。図10は、このような角度の最適化を行なうための具体なフローの一例を表す図である。
図10のS21において、図7(A)で設定した角度を、水平方向、垂直方向とも30度ごとに設定したアレイスピーカの角度パターン(θ、φ)を設定し、次にそれぞれのアレイスピーカの角度についてユニット間の角度θintを設定する(図7(A)の説明参照。)。このときユニット間の角度の選出では、前述のように、アレイスピーカ16Aには図6のようなそれぞれ予め設定できる固有の角度の範囲とピッチがあり、その範囲から選択してパターンを用意する。ここで、θは、−180度<θ≦180度、φは、−90度≦φ≦90度の範囲で、30度毎に設定する。
そして、S22において、格子点(例えば図9の17J参照。)間の音圧レベル(図7(D)で説明した、基準周波数ごとのゲインの2乗和で代用する。以下同じ。)の標準偏差が小さいもののベスト5となる角度パターン(θ、φ)を選出する。その選出に当たっては、ユニット間角度θintを複数設定して、その中から最適なθintを選出する必要があり、S27のサブルーチンをパターンごとに実行する。
Next, a method for determining the optimum angle by setting the angle of the array speaker and the angle between the units shown in FIGS. 7A and 7E and determining the optimum angle will be specifically described with reference to FIG. . FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a specific flow for performing such angle optimization.
In S21 of FIG. 10, the angle pattern (θ, φ) of the array speaker in which the angle set in FIG. 7A is set every 30 degrees in both the horizontal direction and the vertical direction is set. An angle θint between the units is set for the angle (see the description of FIG. 7A). At this time, in selecting the angle between the units, as described above, the array speaker 16A has a unique angle range and pitch that can be preset as shown in FIG. 6, and a pattern is prepared by selecting from the range. Here, θ is set every 30 degrees within a range of −180 degrees <θ ≦ 180 degrees and φ is −90 degrees ≦ φ ≦ 90 degrees.
In S22, the standard of the sound pressure level between the lattice points (for example, refer to 17J in FIG. 9) (substitute with the sum of squares of the gain for each reference frequency described in FIG. 7D). An angle pattern (θ, φ) that is the best 5 with a small deviation is selected. In the selection, it is necessary to set a plurality of inter-unit angles θint and select the optimum θint from among them, and the subroutine of S27 is executed for each pattern.

ここで、図10のS27のサブルーチンについて説明する。S27は、ユニット間の角度決定フローである。S22において選出したアレイスピーカの角度パターン(θ、φ)について、さらに、S271では、ユニット間角度θintを複数設定する。この角度は、図7(A)で説明したとおりである。
S272において、S22、S271で設定した角度(θint、θ、φ)について、
それぞれ、S28のエリア内標準偏差計算フローを実行する。ここでは、(θ、φ)は固定であり、θintのみ変動させて、それぞれ、S28の段階を実行する。
このS28の各段階S281〜S283はそれぞれ図7(B)〜(D)の段階に相当している。そこで、前述した説明を代用してここでは説明を省略する。
S273において、S272で計算した中から標準偏差が最小値となるユニット間角度θintを選択する。その後、S27のサブルーチンは一旦終了するが、(θ、φ)の組を変えて、更にS27のフローは繰り返し行なわれることになる。
そして、S23では、(θ、φ)の組を変えて、S27のサブルーチンで計算した最小値のうち、最も小さいベスト5を選出する。
Here, the subroutine of S27 of FIG. 10 will be described. S27 is an angle determination flow between units. Regarding the angle pattern (θ, φ) of the array speaker selected in S22, a plurality of inter-unit angles θint are set in S271. This angle is as described with reference to FIG.
In S272, for the angles (θint, θ, φ) set in S22 and S271,
In each case, the in-area standard deviation calculation flow of S28 is executed. Here, (θ, φ) is fixed, and only θint is changed, and the step of S28 is executed.
Steps S281 to S283 of S28 correspond to the steps of FIGS. 7B to 7D, respectively. Therefore, the above description is substituted and the description is omitted here.
In S273, the unit angle θint at which the standard deviation is the minimum value is selected from the values calculated in S272. Thereafter, the subroutine of S27 is once ended, but the group of (θ, φ) is changed and the flow of S27 is repeated.
In S23, the set of (θ, φ) is changed, and the smallest best 5 among the minimum values calculated in the subroutine of S27 is selected.

図10のS23では、S22で選出した5つの角度パターン(θ、φ)のそれぞれの前後15度の組み合わせを設定する。例えば、選出したベスト5の角度パターンのうちの1つのパターンの最適値が(θ、φ)について(30度、45度)であったとすると、θについて15度、30度、45度についてパターンを新たに設定すると共に、φについて30度、45度、60度についてパターンを新たに設定する(3通り)。同様に、前記選出したベスト5について、それぞれの(θ、φ)のパターンを考えると、(5×3)通りあり、このように設定した各(θ、φ)それぞれに対して前述で説明したS27のサブルーチンで、ユニット間の角度θintを設定してθintの最適化を行なう。
そして、図10のS24において、新たに設定したパターンについて、S22と同様に、パターン探索を行い、候補を5つ選択する。
図10のS25では、S23〜S24と同様であるが、角度を15度ピッチでなく、5度として、設定する。例えば、選出したベスト5の角度パターンのうちの1パターンの最適値が、θについて45度であったとすると、40度、45度、50度についてパターンを新たに設定する。
図10のS26では、S25で設定した角度について、S22、S24と同様、それぞれS27のサブルーチンを用いて、(θint、θ、φ)を決定する。このS26では、S22、24と異なり、ベスト5でなく最適値を1つ選択して、θint、θ、φ)を最終的に決定する。
In S23 of FIG. 10, a combination of 15 degrees before and after each of the five angle patterns (θ, φ) selected in S22 is set. For example, if the optimum value of one of the best 5 angle patterns selected is (30, 45 degrees) for (θ, φ), the pattern is set for 15 degrees, 30 degrees, 45 degrees for θ. new and sets, 30 ° for phi, 45 degrees, sets a new pattern for the 60-degree (3 two ways). Similarly, there are (5 × 3 2 ) patterns for the selected best 5, considering each (θ, φ) pattern, and each (θ, φ) set in this way is described above. In step S27, the angle θint between the units is set to optimize θint.
Then, in S24 of FIG. 10, a pattern search is performed on the newly set pattern in the same manner as in S22, and five candidates are selected.
In S25 of FIG. 10, the same as S23 to S24, but the angle is set as 5 degrees instead of 15 degrees. For example, if the optimum value of one of the selected 5 best angle patterns is 45 degrees for θ, the patterns are newly set for 40 degrees, 45 degrees, and 50 degrees.
In S26 of FIG. 10, (θint, θ, φ) is determined for the angle set in S25 using the subroutine of S27, similar to S22 and S24. In S26, unlike S22 and 24, one optimal value is selected instead of the best 5, and θint, θ, and φ) are finally determined.

以上で説明した図10の説明のとおり、角度の範囲をはじめは粗く、次第に狭めて探索することにより、探索時間を節約できる。また、このような探索により、計算コストの次数の面から、計算上不可能となることを防ぐことができる。   As described above with reference to FIG. 10, the search time can be saved by searching with a rough angle range and gradually narrowing it. In addition, such a search can prevent calculation from becoming impossible in terms of the order of calculation cost.

次に、図11を用いて、図3、図4で説明したGUIによる空間の形状入力の動作に関するフローを示して説明する。図11は、この空間の形状入力のフローの一例を表す図である。このフローは図2の段階の空間形状設定S11に対応している。
図11のS111において、図3で示した形状選択11Cにより、扇型であるか箱型であるかの選択がなされたか否か判断する。扇型であればS111の判断はYとなり、図11のS112において、図3に示すような形状選択11Dにおいて、扇型の形状例を複数表示する。
扇型でなければS111の判断はNとなり、S113に進み、図3に示すような形状選択11Dと同様、箱型の形状例を複数表示する。
図11のS114において、S112の扇型の形状選択11D、またはS113の箱型の形状選択の中から形状の選択がなされたか否か判断する。選択がない場合にはNとなり待機する。選択がない場合には、表示器101の画面を切り替えて、次のS115に進む。
図11のS115において、空間の形状を特定するための数値の入力がなされたか否か判断する。この数値がすべて入力されなければNとなり、入力されるまで待機する。
図11のS116において、空間の形状を特定するための数値の入力(S115)からその空間の平面的な面積規模と形状の平面的な縦と横の比率を計算する。
図11のS117において、図3の決定ボタンが押されたか否か判断する。当該決定ボタンが押された場合には、フローは終了するが、押されない限り、S115に戻って、数値入力した数値の変更を受け付ける。
以上、図11のようなフローの段階により、CADデータを入力することなく、本実施形態の音響設計支援装置のみで、容易に空間の形状を設定できる。また、上述のS111において、音響施設の典型的な形状は、おのずと決まっているから、本実施形態の装置では、CADデータを入力するまでもなく、空間の形状を特定できる。
Next, referring to FIG. 11, a description will be given of a flow related to the operation of space shape input by the GUI described in FIG. 3 and FIG. FIG. 11 is a diagram showing an example of the flow of shape input for this space. This flow corresponds to the space shape setting S11 in the stage of FIG.
In S111 of FIG. 11, it is determined whether or not the selection of the fan shape or the box shape has been made by the shape selection 11C shown in FIG. If it is a fan shape, the determination in S111 is Y, and in S112 of FIG. 11, a plurality of fan shape examples are displayed in the shape selection 11D as shown in FIG.
If it is not fan-shaped, the determination in S111 is N, and the process proceeds to S113, and a plurality of box-shaped shape examples are displayed as in the shape selection 11D as shown in FIG.
In S114 of FIG. 11, it is determined whether or not a shape has been selected from the fan-shaped shape selection 11D of S112 or the box-shaped shape selection of S113. When there is no selection, it becomes N and waits. If there is no selection, the screen of the display 101 is switched and the process proceeds to the next S115.
In S115 of FIG. 11, it is determined whether or not a numerical value for specifying the shape of the space has been input. If all of these numbers are not entered, the result is N and waits until it is entered.
In S116 of FIG. 11, the planar area size of the space and the planar vertical / horizontal ratio of the shape are calculated from the input of numerical values for specifying the shape of the space (S115).
In S117 of FIG. 11, it is determined whether or not the enter button of FIG. 3 has been pressed. If the determination button is pressed, the flow ends. However, unless the determination button is pressed, the process returns to S115 to accept the change of the numerical value input.
As described above, according to the flow stage as shown in FIG. 11, the shape of the space can be easily set only by the acoustic design support apparatus of the present embodiment without inputting CAD data. In S111 described above, since the typical shape of the acoustic facility is naturally determined, the device of the present embodiment can specify the shape of the space without inputting CAD data.

次に、図12を用いて、図5の説明で示したような最適なスピーカの候補16を選出するフローについて説明する。図12は、このようなフローの一例を示している。
S161、S162では、図5で示したような用途選択表示12A、スピーカの設置位置12Cが選択されたかどうか判断し、選択されない場合はS161、S162の判断はNとなり待機する。S161、S162のいずれもが選択された場合は、S163へ進む。
図12のS163では、図1の外部記憶装置104またはメモリ105から、図6で示したようなスピーカ選択テーブル109を参照する。そのとき、S161、S162で入力したデータと、図6のような用途109C、設置場所109Dと比較して条件を満たすか判断する。また、図11のフローの段階のS116で計算した面積規模、縦横比率と図6のような面積規模109Bと縦横比率109Eのデータとを比較して条件を満たすか判断する。
S164において、スピーカ選択テーブル109の条件を満たすものを選択し、図5に示すように、最適なスピーカの候補16を表示器101に表示出力する。
以上、図12の説明のとおり、図11で説明したような空間の形状について設定したデータと、スピーカ選択テーブル109とを比較参照して、最適なスピーカの候補を選択できる。
Next, a flow for selecting the optimum speaker candidate 16 as shown in the description of FIG. 5 will be described with reference to FIG. FIG. 12 shows an example of such a flow.
In S161 and S162, it is determined whether or not the use selection display 12A and the speaker installation position 12C as shown in FIG. 5 have been selected. If not selected, the determinations in S161 and S162 are N and stand by. If both S161 and S162 are selected, the process proceeds to S163.
In S163 of FIG. 12, the speaker selection table 109 as shown in FIG. 6 is referred to from the external storage device 104 or the memory 105 of FIG. At that time, it is determined whether the condition is satisfied by comparing the data input in S161 and S162 with the application 109C and the installation location 109D as shown in FIG. Further, the area scale and aspect ratio calculated in S116 in the flow stage of FIG. 11 are compared with the data of the area scale 109B and the aspect ratio 109E as shown in FIG.
In S164, a speaker satisfying the conditions of the speaker selection table 109 is selected, and the optimum speaker candidate 16 is displayed on the display unit 101 as shown in FIG.
As described above with reference to FIG. 12, the optimal speaker candidate can be selected by comparing the data set for the shape of the space as described with reference to FIG. 11 and the speaker selection table 109.

このようにして、図3〜図12で設定した条件設定および自動最適化/支援によって、従来、試行錯誤により最適化していた条件設定をほぼ自動化することができる。そして、その最適化の結果に基づいて、図2のシミュレーションパラメータ計算ST2を行い、結果の出力ST3により、最適化の結果を音圧分布表示や、ヘッドホンによる音場確認が可能となる。   In this manner, the condition setting that has been conventionally optimized by trial and error can be substantially automated by the condition setting and automatic optimization / support set in FIGS. Then, based on the optimization result, the simulation parameter calculation ST2 of FIG. 2 is performed, and the optimization result can be displayed as a sound pressure distribution and the sound field can be confirmed with headphones by the result output ST3.

なお、図1〜図12で説明した数値、ユニット数、図3の扇形または四角の形状、図4〜6のGUI等は、説明容易のために例示した実施形態の一例であって、本願発明の語句を拘束するものではない。また、これらの図で示したフローは実施形態の一例である。特に、条件設定、パターン設定は、説明の容易のため、繰り返すフローの一部となっていることとしたが、一度設定すると、繰り返しルーチンの中では何度も設定する必要はない。   1 to 12, the number of units, the fan shape or the square shape in FIG. 3, the GUI in FIGS. 4 to 6, and the like are examples of the embodiments illustrated for ease of explanation, and the present invention. It is not intended to constrain the phrase. Moreover, the flow shown in these figures is an example of an embodiment. In particular, condition setting and pattern setting are part of the flow to be repeated for ease of explanation, but once set, it is not necessary to set the number of times in the repetition routine.

本実施形態の音響設計支援装置の内部構成および、集会施設基本形状データのデータ構造を表す図を示す。The figure showing the internal structure of the acoustic design assistance apparatus of this embodiment and the data structure of assembly facility basic shape data is shown. 本実施形態の音響設計支援装置の動作の全体のフロー図の概略を示す。The outline of the flowchart of the whole operation | movement of the acoustic design assistance apparatus of this embodiment is shown. スピーカが配置される空間の概略形状を設定するためのGUIの一例を表す図を示す。The figure showing an example of GUI for setting the schematic shape of the space where a speaker is arrange | positioned is shown. スピーカが配置される空間の概略形状を設定するための形状パラメータを入力するGUIの一例を表す図を示す。The figure showing an example of GUI which inputs the shape parameter for setting the general shape of the space where a speaker is arranged is shown. スピーカの選択&配置の表示を行なうためのGUIの一例を表す図を示す。The figure showing an example of GUI for performing display of selection & arrangement | positioning of a speaker is shown. スピーカ選択テーブルのデータ構造を表す図を示す。The figure showing the data structure of a speaker selection table is shown. アレイスピーカのユニット間の角度条件設定を自動的に計算する方法の概念図を示す。The conceptual diagram of the method of calculating automatically the angle condition setting between the units of an array speaker is shown. 図7(C)に示す軸点での周波数特性の最適化を表すフロー図と、その最適化に用いるイコライザの設定例を表す図を示す。FIG. 7C is a flowchart showing optimization of frequency characteristics at the axis point shown in FIG. 7C and a diagram showing an example of setting an equalizer used for the optimization. 受音面エリア内を格子点で区切った一例を示す。An example in which the sound receiving surface area is divided by grid points is shown. 図7(E)に示す角度の最適化を行なうための具体的なフローの一例を示す。An example of a specific flow for optimizing the angle shown in FIG. 図3、図4で説明したGUIによる空間の形状入力のフローの一例を示す。An example of the flow of the space shape input by the GUI described in FIG. 3 and FIG. 4 is shown. 図5で説明した最適なスピーカの候補を選出するフローの一例を示す。FIG. 6 shows an example of a flow for selecting an optimum speaker candidate described in FIG. 5. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1−音響設計支援装置
10−プログラム
101−表示器
102−操作部
103−CPU
104−外部記憶装置
105−メモリ
106−音声出力装置
107A−全方向のSPデータ
107B−対応する方向のSPデータ
107C−フーリエ変換済み時間遅れの位相補正フィルタ
107D−フーリエ変換済み距離減衰補正フィルタ
108−イコライザデータ
109−スピーカ選択テーブル
109A−スピーカタイプ名称
109B−面積規模
109C−用途
109D−設置場所
109E−縦横比率
109F−ユニット間の角度
110−集会施設基本形状データ
11A−空間形状設定画面
11B−空間形状設定画面
11C−形状選択
11D−形状選択
11E−空間形状表示
11F−空間の形状
11G−形状設定入力
11H−決定ボタン
12−スピーカの選択&配置設定画面
12A−用途選択表示
12B−形状データ
12C−スピーカの設置位置
16−最適なスピーカの候補
16A−アレイスピーカ
16B−ユニット
16C−ユニット
16D−ユニット
16E−守備範囲の設定
17A−θi、φiの設定
17B−軸点
17C−軸点
17D−軸点
17E−軸線
17F−軸線
17G−軸線
17H−アレイスピーカの角度の設定
17J−格子点
1-acoustic design support device 10-program 101-display 102-operation unit 103-CPU
104-External storage device 105-Memory 106-Audio output device 107A-SP data in all directions 107B-SP data in corresponding directions 107C-Fourier transformed time delay phase correction filter 107D-Fourier transformed distance attenuation correction filter 108- Equalizer data 109-Speaker selection table 109A-Speaker type name 109B-Area size 109C-Use 109D-Installation location 109E-Aspect ratio 109F-Unit angle 110-Assembly facility basic shape data 11A-Space shape setting screen 11B-Space shape Setting screen 11C-shape selection 11D-shape selection 11E-space shape display 11F-space shape 11G-shape setting input 11H-decision button 12-speaker selection & arrangement setting screen 12A-use selection display 12B-shape data 1 C-speaker installation position 16-optimal speaker candidate 16A-array speaker 16B-unit 16C-unit 16D-unit 16E-defense range setting 17A-θi, φi setting 17B-axis point 17C-axis point 17D-axis Point 17E—Axis 17F—Axis 17G—Axis 17H—Setting the angle of the array speaker 17J—Lattice points

Claims (6)

アレイスピーカを構成する複数のスピーカユニットのそれぞれの設置角度の最適値を計算する音響設計支援装置であって、
前記各スピーカユニットの設置角度の組み合わせを設置角度パターンとして複数パターン設定するパターン設定手段と、
前記設定した各設置角度パターンについて、各スピーカユニットの所定の設置角度におけるスピーカユニットの軸線と受音面との交点である軸点の位置を計算する軸点位置計算処理、前記軸点での音圧レベルの周波数特性について前記軸点間のばらつき具合が最小となるように各スピーカユニットのイコライザパラメータを決定するイコライザパラメータ計算処理、決定したイコライザパラメータと各スピーカの周波数特性に基づき、受音面に予め設定した複数の点における音圧レベルのばらつき具合を求める音圧レベルばらつき具合算出処理を行う音圧レベルばらつき具合算出手段と、
音圧レベルばらつき具合算出手段で求めたばらつき具合が最も小さい設置角度パターンを、各スピーカユニットの設置角度の最適パターンであるとして選択するパターン選択手段と、
を備えた音響設計支援装置。
An acoustic design support device for calculating an optimum value of each installation angle of a plurality of speaker units constituting an array speaker,
Pattern setting means for setting a plurality of combinations of installation angles of the respective speaker units as installation angle patterns;
For each of the set installation angle patterns, an axial point position calculation process for calculating the position of an axial point that is the intersection of the axis of the speaker unit and the sound receiving surface at a predetermined installation angle of each speaker unit, and the sound at the axial point Based on the equalizer parameter calculation process for determining the equalizer parameter of each speaker unit so that the degree of variation between the axial points is minimized with respect to the frequency characteristic of the pressure level, and on the sound receiving surface based on the determined equalizer parameter and the frequency characteristic of each speaker. Sound pressure level variation degree calculation means for performing a sound pressure level variation degree calculation process for obtaining a degree of variation in sound pressure level at a plurality of preset points;
A pattern selection unit that selects an installation angle pattern with the smallest variation obtained by the sound pressure level variation degree calculation unit as an optimum pattern of the installation angles of each speaker unit;
An acoustic design support device comprising:
アレイスピーカを構成する複数のスピーカユニットのそれぞれの設置角度の最適値を計算する音響設計支援プログラムであって、コンピュータに、以下のステップを実行させることを特徴とする音響支援プログラム。
(1)前記スピーカユニットの設置角度の組み合わせを設置角度パターンとして複数パターンを設定するパターン設定ステップと、
前記設定した各パターンについて、
(2−1)前記設定した各設定角度パターンについて、各スピーカユニットの所定の設置角度におけるスピーカユニットの軸線と受音面との交点である軸点の位置を計算する軸点位置計算ステップ、
(2−2)前記軸点での音圧レベルの周波数特性について前記軸点間のばらつき具合が最小となるように、各スピーカユニットのイコライザパラメータを決定するイコライザパラメータ計算処理ステップ、
(2−3)決定したイコライザパラメータと各スピーカの周波数特性に基づき、受音面に予め設定した複数の点における音圧レベルのばらつき具合を求める音圧ばらつき具合算出処理を行う音圧レベルばらつき具合算出ステップと、
(3)前記音圧レベルばらつき具合算出ステップで求めたばらつき具合が最も小さいパターンを、各スピーカユニットの設置角度の最適パターンであるとして選択するパターン選択ステップ。
An acoustic design support program for calculating an optimum value of each installation angle of a plurality of speaker units constituting an array speaker, wherein the computer executes the following steps.
(1) a pattern setting step for setting a plurality of patterns using a combination of installation angles of the speaker units as installation angle patterns;
About each set pattern
(2-1) Axis point position calculating step for calculating the position of the axis point that is the intersection of the axis line of the speaker unit and the sound receiving surface at a predetermined installation angle of each speaker unit for each set angle pattern set above.
(2-2) an equalizer parameter calculation processing step for determining an equalizer parameter of each speaker unit so that a variation degree between the axis points is minimized with respect to a frequency characteristic of a sound pressure level at the axis points;
(2-3) Sound pressure level variation degree for performing a sound pressure variation degree calculation process for obtaining a sound pressure level variation degree at a plurality of points set in advance on the sound receiving surface based on the determined equalizer parameter and frequency characteristics of each speaker. A calculation step;
(3) A pattern selection step of selecting the pattern having the smallest variation obtained in the sound pressure level variation degree calculation step as the optimum pattern of the installation angles of the speaker units.
請求項1のパターン設定手段、音圧レベルばらつき具合算出手段、および、パターン選択手段をループ状に繰り返し実行する音響設計支援装置であって、
前記パターン設定手段は、初回のループで粗い角度刻みで複数の設置角度パターンを設定する手段、および、前回のループで設定した設置角度パターンのうち、音圧レベルのばらつき具合の小さい1または複数の設置角度パターンの近傍で更に細かい角度刻みで複数の設置角度パターンを再設定する手段を含み、
前記パターン選択手段は、前記パターン設定手段が設定した複数の設置角度パターンのうち、音圧レベルのばらつき具合の小さいものを1または複数選択する手段、および、最終ループで、前記細かい角度刻みの複数の設置角度パターンを、各スピーカユニットの設置角度の最適パターンであるとして選択する手段を含む音響設計支援装置。
An acoustic design support device that repeatedly executes the pattern setting unit, the sound pressure level variation degree calculation unit, and the pattern selection unit of claim 1 in a loop shape,
The pattern setting means includes means for setting a plurality of installation angle patterns in coarse angle increments in the first loop, and one or more of the installation angle patterns set in the previous loop having a small variation in sound pressure level. Means for resetting a plurality of installation angle patterns in finer increments near the installation angle pattern;
The pattern selection means is a means for selecting one or a plurality of installation angle patterns set by the pattern setting means with a small variation in sound pressure level, and a plurality of fine angle increments in a final loop. The acoustic design support device includes means for selecting the installation angle pattern of the speaker unit as an optimum pattern of the installation angles of the speaker units.
請求項2のパターン設定ステップ、音圧レベルばらつき具合算出ステップ、および、パターン選択ステップをループ状に繰り返し実行する音響設計支援プログラムであって、
前記パターン設定ステップは、初回のループで粗い角度刻みで複数の設置角度パターンを設定するステップ、および、前回のループで設定した設置角度パターンのうち、音圧レベルのばらつき具合の小さい1または複数の設置角度パターンの近傍で更に細かい角度刻みで複数の設置角度パターンを再設定するステップを含み、
前記パターン選択ステップは、前記パターン設定手段が設定した複数の設置角度パターンのうち、音圧レベルのばらつき具合の小さいものを1または複数選択するステップ、および、最終ループで、前記細かい角度刻みの複数の設置角度パターンを、各スピーカユニットの設置角度の最適パターンであるとして選択するステップを含む音響設計支援プログラム。
An acoustic design support program for repeatedly executing the pattern setting step, the sound pressure level variation degree calculation step, and the pattern selection step of claim 2 in a loop shape,
The pattern setting step includes a step of setting a plurality of installation angle patterns in rough angle increments in the first loop, and one or more of the installation angle patterns set in the previous loop with a small variation in sound pressure level. Re-setting a plurality of installation angle patterns in finer increments near the installation angle pattern;
The pattern selection step includes a step of selecting one or a plurality of installation angle patterns set by the pattern setting means with a small variation in sound pressure level, and a plurality of fine angle increments in a final loop. The acoustic design support program includes a step of selecting the installation angle pattern of the speaker unit as an optimum pattern of the installation angles of the speaker units.
前記イコライザパラメータ計算処理は、
各スピーカユニットに供給する音声信号の周波数特性を制御するイコライザの各チャンネルの周波数ごとに、当該チャンネルの周波数における各スピーカユニットのゲイン設定レベルを組み合わせたパターンを設定し、
当該パターンの中から、前記設定したパターンについての前記チャンネルの周波数における前記スピーカユニットそれぞれの前記軸点でのゲインについて、前記軸点間のばらつき具合が最小となるパターンを、前記各チャンネルの周波数ごとに独立に選出することにより、各スピーカユニットごとのイコライザパラメータを算出する請求項1、3のいずれかに記載の音響設計支援装置。
The equalizer parameter calculation process is:
For each frequency of the equalizer channel that controls the frequency characteristics of the audio signal supplied to each speaker unit, set a pattern that combines the gain setting levels of each speaker unit at the frequency of the channel,
Among the patterns, for the gain at each axis point of each of the speaker units at the frequency of the channel for the set pattern, a pattern that minimizes the degree of variation between the axis points is determined for each frequency of each channel. The acoustic design support device according to claim 1, wherein an equalizer parameter for each speaker unit is calculated by independently selecting the parameters.
前記イコライザパラメータ計算処理ステップは、
各スピーカユニットに供給する音声信号の周波数特性を制御するイコライザの各チャンネルの周波数ごとに、当該チャンネルの周波数における各スピーカユニットのゲイン設定レベルを組み合わせたパターンを設定し、
当該パターンの中から、前記設定したパターンについての前記チャンネルの周波数における前記スピーカユニットそれぞれの前記軸点でのゲインについて、前記軸点間のばらつき具合が最小となるパターンを、前記各チャンネルの周波数ごとに独立に選出することにより、各スピーカユニットごとのイコライザパラメータを算出する請求項2、4のいずれかに記載の音響設計支援プログラム。
The equalizer parameter calculation processing step includes:
For each frequency of the equalizer channel that controls the frequency characteristics of the audio signal supplied to each speaker unit, set a pattern that combines the gain setting levels of each speaker unit at the frequency of the channel,
Among the patterns, for the gain at each axis point of each of the speaker units at the frequency of the channel for the set pattern, a pattern that minimizes the degree of variation between the axis points is determined for each frequency of each channel. 5. The acoustic design support program according to claim 2, wherein an equalizer parameter for each speaker unit is calculated by independently selecting the parameters.
JP2005208988A 2005-07-19 2005-07-19 Acoustic design support device and acoustic design support program Expired - Fee Related JP4200989B2 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005208988A JP4200989B2 (en) 2005-07-19 2005-07-19 Acoustic design support device and acoustic design support program
EP06014972A EP1746522A3 (en) 2005-07-19 2006-07-18 Acoustic design support apparatus, program and method
US11/489,210 US7773768B2 (en) 2005-07-19 2006-07-19 Acoustic design support apparatus
US12/784,275 US8290605B2 (en) 2005-07-19 2010-05-20 Acoustic design support apparatus
US12/784,599 US8392005B2 (en) 2005-07-19 2010-05-21 Acoustic design support apparatus
US12/784,558 US8332060B2 (en) 2005-07-19 2010-05-21 Acoustic design support apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005208988A JP4200989B2 (en) 2005-07-19 2005-07-19 Acoustic design support device and acoustic design support program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007025380A true JP2007025380A (en) 2007-02-01
JP4200989B2 JP4200989B2 (en) 2008-12-24

Family

ID=37786218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005208988A Expired - Fee Related JP4200989B2 (en) 2005-07-19 2005-07-19 Acoustic design support device and acoustic design support program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4200989B2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010004205A (en) * 2008-06-19 2010-01-07 Yamaha Corp Beam route display apparatus
JP2010011461A (en) * 2008-06-27 2010-01-14 Mitsubishi Digital Electronics America Inc System and method for television with integrated sound projection system
WO2014122723A1 (en) * 2013-02-05 2014-08-14 Toa株式会社 Amplification system
JP2018132306A (en) * 2017-02-13 2018-08-23 清水建設株式会社 Physical quantity correction system
JP2018197965A (en) * 2017-05-24 2018-12-13 学校法人 関西大学 Design support device of small speaker and design support method of speaker
WO2021015593A1 (en) * 2019-07-25 2021-01-28 삼성전자주식회사 Loudspeaker comprising port tube

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010004205A (en) * 2008-06-19 2010-01-07 Yamaha Corp Beam route display apparatus
JP2010011461A (en) * 2008-06-27 2010-01-14 Mitsubishi Digital Electronics America Inc System and method for television with integrated sound projection system
WO2014122723A1 (en) * 2013-02-05 2014-08-14 Toa株式会社 Amplification system
JPWO2014122723A1 (en) * 2013-02-05 2017-01-26 Toa株式会社 Loudspeaker system
US9648413B2 (en) 2013-02-05 2017-05-09 Toa Corporation Loudspeaker system
JP2018132306A (en) * 2017-02-13 2018-08-23 清水建設株式会社 Physical quantity correction system
JP7000026B2 (en) 2017-02-13 2022-01-19 清水建設株式会社 Physical quantity correction system
JP2018197965A (en) * 2017-05-24 2018-12-13 学校法人 関西大学 Design support device of small speaker and design support method of speaker
WO2021015593A1 (en) * 2019-07-25 2021-01-28 삼성전자주식회사 Loudspeaker comprising port tube

Also Published As

Publication number Publication date
JP4200989B2 (en) 2008-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8332060B2 (en) Acoustic design support apparatus
JP4396646B2 (en) Response waveform synthesis method, response waveform synthesis device, acoustic design support device, and acoustic design support program
JP4466493B2 (en) Acoustic design support device and acoustic design support program
JP4200989B2 (en) Acoustic design support device and acoustic design support program
JP4241745B2 (en) Acoustic control device, acoustic control method, and acoustic control program
JP7392969B2 (en) Microphone position determination method
JP4475193B2 (en) Acoustic design support device and acoustic design support program
JP2007068163A (en) Method and device for wireless communication planning to determine base station installing scheme in indoor environment
JP2006500809A (en) Sound field expression processing method and system
Feistel et al. Adapting loudspeaker array radiation to the venue using numerical optimization of FIR filters
JP5333547B2 (en) Hearing aid fitting method and hearing aid
Sato et al. Filter design of a circular loudspeaker array considering the three-dimensional directivity patterns reproduced by circular harmonic modes
JP2019050492A (en) Filter coefficient determining device, filter coefficient determining method, program, and acoustic system
WO2021187190A1 (en) Filter control method and filter control apparatus
JP2005115291A (en) Audio equipment layout support apparatus, program, and acoustic system
Alvim TOPOLOGY OPTIMIZATION FOR LOW FREQUENCY IN SMALL CRITICAL LISTENING SPACES
US20030069710A1 (en) Method for quantifying the polar response of transducers
US11399252B2 (en) Method and system for virtual acoustic rendering by time-varying recursive filter structures
Tanaka et al. Approximating an isotropic sound field as a composition of plane waves
Hossam Eldien et al. Impact of Mihrab geometry on the acoustics of the mosque
Hölter Adjoint-based monopole synthesis of sound sources with complex directivities
Klosak Computer modelling and simulation of sound field in 24 rectangular concert halls
Straube Optimized Geometric and Electronic Wavefront Shaping with Line Source Arrays for Large-Scale Sound Reinforcement
JP2006304209A (en) Array microphone apparatus and method for changing main shaft thereof
JP2010145960A (en) Approximation method for sound characteristic, simulation device for sound characteristic, and program

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080624

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080820

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080916

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080929

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111017

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111017

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121017

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121017

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131017

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees