JP2021081354A - Acoustic characteristic measuring system, acoustic characteristic measuring method, and acoustic characteristic measuring program - Google Patents

Acoustic characteristic measuring system, acoustic characteristic measuring method, and acoustic characteristic measuring program Download PDF

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Abstract

To provide an acoustic characteristic measuring system with which it is possible to extract, from a collected sound signal that includes noise, a measurement object sound that is generated by a measurement object.SOLUTION: An acoustic characteristic measuring system comprises a first microphone, a second microphone, first collected sound spectrum calculation means, second collected sound spectrum calculation means, measurement object sound on/off control means, and measurement object sound spectrum calculation means. The first microphone, the second microphone and the measurement object are arranged in a prescribed physical relationship. The measurement object sound spectrum calculation means holds the measurement object sound spectrum collected by the first and second microphones in a noise-free environment as first and second reference spectra. Then, when the measurement object sound is turned on/off, it removes the influence of noise and calculates a measurement object sound spectrum using the first and second collected sound spectra when the measurement object sound is turned on in a specific session, the first and second collected sound spectra when the measurement object sound is turned off before and after the session, and the first and second reference spectra.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、音響特性測定システム、音響特性測定方法、および音響特性測定プログラムに関する。 The present invention relates to an acoustic characteristic measurement system, an acoustic characteristic measurement method, and an acoustic characteristic measurement program.

生産現場において、製品から発生する音によってその製品の良否を判定する技術がある。測定対象物となる製品の周囲では、ベルトコンベアや、AGV(Automated Guided Vehicle)、電動ドライバ、設備ファンなどの駆動、作業者の会話などに起因して多数の雑音が発生する。それらの雑音が発生するタイミングや位置は一様ではないため、測定対象物の周囲で発生する騒音を除外して、測定対象物からの測定対象音を正確に測定することが求められる。 At the production site, there is a technique for judging the quality of a product based on the sound generated from the product. A large amount of noise is generated around the product to be measured due to the driving of a belt conveyor, an AGV (Automated Guided Vehicle), an electric driver, an equipment fan, etc., and a conversation between workers. Since the timing and position at which these noises are generated are not uniform, it is required to accurately measure the sound to be measured from the object to be measured by excluding the noise generated around the object to be measured.

特許文献1には、単一指向性マイクロホンと無指向性マイクロホンとを用いる騒音測定方法について開示されている。特許文献1の技術では、単一指向性マイクロホンと無指向性マイクロホンを用いて集音し、指向特性の差を利用した信号処理により雑音を除去して、計測対象音のみを抽出している。具体的には、まず単一指向性マイクロホンで測定対象音(ここでは騒音)のみを集音して第1の集音信号を取得し、無指向性マイクロホンでは測定対象音および周辺環境音を集音して第2の集音信号を取得する。次に、第1、第2の集音信号についてフーリエ変換を行い、第1のフーリエ変換信号と第2のフーリエ変換信号を算出する。次に第1のフーリエ変換信号を共役化したものと第2のフーリエ変換信号とを乗算し、これを第1のフーリエ変換信号の2乗で除算し、その計算結果を平均化する。この計算により、雑音成分を取り除き騒音信号を得ることができる。 Patent Document 1 discloses a noise measuring method using a unidirectional microphone and an omnidirectional microphone. In the technique of Patent Document 1, sound is collected by using a unidirectional microphone and an omnidirectional microphone, noise is removed by signal processing utilizing the difference in directivity, and only the sound to be measured is extracted. Specifically, the unidirectional microphone first collects only the measurement target sound (noise in this case) to acquire the first sound collection signal, and the omnidirectional microphone collects the measurement target sound and the surrounding environment sound. Sounds to acquire a second sound collection signal. Next, Fourier transform is performed on the first and second sound collection signals, and the first Fourier transform signal and the second Fourier transform signal are calculated. Next, the conjugate of the first Fourier transform signal is multiplied by the second Fourier transform signal, this is divided by the square of the first Fourier transform signal, and the calculation result is averaged. By this calculation, the noise component can be removed and a noise signal can be obtained.

特公平05−043979号公報Special Fair 05-043979

特許文献1では、単一指向性マイクロホンで集音した音が、計測対象音であるものとしている。しかし、実際の環境では、雑音音響信号の発生位置が一定でなかったり、音を反射する物体が移動したりする。その結果、単一指向性マイクロホンにも雑音が混入し、計測対象音を正確に抽出することができなくなる場合があった。 In Patent Document 1, it is assumed that the sound collected by the unidirectional microphone is the sound to be measured. However, in an actual environment, the position where the noise acoustic signal is generated is not constant, or the object that reflects the sound moves. As a result, noise is also mixed in the unidirectional microphone, and it may not be possible to accurately extract the sound to be measured.

本発明の目的は、上述した課題を解決し、雑音が含まれる集音信号から、測定対象物が発生させた測定対象音を抽出できる音響特性測定システムを提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide an acoustic characteristic measurement system capable of extracting a measurement target sound generated by a measurement target from a sound collection signal containing noise.

上記の課題を解決するために、音響特性計測システムは、第1マイクロホンと第2マイクロホンと、第1集音スペクトル算出手段と、第2集音スペクトル算出手段と、測定対象音on/off制御手段と測定対象音スペクトル算出手段を有する。第1マイクロホン、第2マイクロホン、測定対象物は所定の位置関係に配置される。測定対象音スペクトル算出手段は、雑音の無い環境で第1、2マイクロホンが集音した測定対象音のスペクトルを、第1、第2基準スペクトルとして保持する。そして測定対象音をon/offした時の、特定回のon時の第1、第2集音スペクトル、その回の前後のoff時の第1、第2集音スペクトル、および第1、第2基準スペクトルとを用いて雑音の影響を除去し、測定対象音スペクトルを算出する。 In order to solve the above problems, the acoustic characteristic measurement system includes a first microphone, a second microphone, a first sound collection spectrum calculation means, a second sound collection spectrum calculation means, and a sound to be measured on / off control means. And has a sound spectrum calculation means for measurement. The first microphone, the second microphone, and the object to be measured are arranged in a predetermined positional relationship. The measurement target sound spectrum calculation means holds the spectrum of the measurement target sound collected by the first and second microphones in a noise-free environment as the first and second reference spectra. Then, when the sound to be measured is turned on / off, the first and second sound collection spectra at a specific time on, the first and second sound collection spectra at the time of off before and after that time, and the first and second sound collection spectra. The influence of noise is removed using the reference spectrum, and the sound spectrum to be measured is calculated.

本発明によれば、雑音が含まれる集音信号から、測定対象物が発生させた測定対象音を抽出できる音響特性測定システムを提供することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to provide an acoustic characteristic measurement system capable of extracting a measurement target sound generated by a measurement target from a sound collection signal containing noise.

第1の実施形態の音響特性測定システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the acoustic characteristic measurement system of 1st Embodiment. 第2の実施形態の音響特性測定システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the acoustic characteristic measurement system of 2nd Embodiment. 第2の実施形態の音響特性測定システムと測定対象物と雑音源の配置の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of the arrangement of the acoustic characteristic measurement system of 2nd Embodiment, a measurement object and a noise source. 第2の実施形態の基準信号測定におけるタイミングチャートである。It is a timing chart in the reference signal measurement of the 2nd Embodiment. 第2の実施形態の音響特性測定におけるタイミングチャートである。It is a timing chart in the acoustic characteristic measurement of the 2nd Embodiment. 第2の実施形態の基準信号測定における信号の流れを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the signal flow in the reference signal measurement of 2nd Embodiment. 第2の実施形態の測定対象音on時の信号の流れを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the signal flow at the time of the measurement target sound on of the 2nd Embodiment. 第2の実施形態の測定対象音off時の信号の流れを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the signal flow at the time of the measurement target sound off of the 2nd Embodiment. 第2の実施形態の特性測定の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the characteristic measurement of 2nd Embodiment. 第2の実施形態の音響特性測定装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the hardware composition of the acoustic characteristic measuring apparatus of 2nd Embodiment. 第3の実施形態の測定対象音off時の信号の流れを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the signal flow at the time of the measurement target sound off of the 3rd Embodiment.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお各図面の同様の構成要素には同じ番号を付し、説明を省略する場合がある。また、以下の実施形態において、同様の構成・動作に関しては繰り返しの説明を省略する場合がある。また、図面中の矢印の向きは、一例を示すものであり、ブロック間の信号の向きを限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, although the embodiments described below have technically preferable limitations for carrying out the present invention, the scope of the invention is not limited to the following. Note that similar components in each drawing may be numbered the same and description may be omitted. Further, in the following embodiments, repeated explanations may be omitted for similar configurations and operations. Further, the direction of the arrow in the drawing shows an example, and does not limit the direction of the signal between blocks.

(第1の実施形態)
まず、本発明の第1の実施形態に係る音響特性計測システムについて図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態の音響特性計測システム1の構成の一例を示すブロック図である。音響特性計測システム1は、第1マイクロホン10と、第2マイクロホン20と、第1集音スペクトル算出手段30と、第2集音スペクトル算出手段40と、測定対象音on/off制御手段50と、測定対象音スペクトル算出手段60とを有している。
(First Embodiment)
First, the acoustic characteristic measurement system according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the acoustic characteristic measurement system 1 of the present embodiment. The acoustic characteristic measurement system 1 includes a first microphone 10, a second microphone 20, a first sound collection spectrum calculation means 30, a second sound collection spectrum calculation means 40, a sound to be measured on / off control means 50, and the like. It has a sound spectrum calculation means 60 to be measured.

第1マイクロホン10は、所定の位置に配置されて集音を行い、集音された音を電気信号に変換し、第1集音信号として第1集音スペクトル算出手段30に出力する。第2マイクロホン20は、第1マイクロホンと所定の位置関係にある位置で集音を行い、集音された音を電気信号に変換し、第2集音信号として第2集音スペクトル算出手段40に出力する。第1マイクロホンと第2マイクロホンは、所定の位置関係となるように配置され、さらに、測定対象音を発生する測定対象物70を配置する位置との位置関係も、所定の位置関係となるように配置されている。すなわち、第1マイクロホン10と第2マイクロホン20の位置関係を一定とし、測定対象物70も所定の位置に配置する。 The first microphone 10 is arranged at a predetermined position to collect sound, converts the collected sound into an electric signal, and outputs the first sound collection signal to the first sound collection spectrum calculation means 30. The second microphone 20 collects sound at a position having a predetermined positional relationship with the first microphone, converts the collected sound into an electric signal, and uses the second sound collection spectrum calculation means 40 as the second sound collection signal. Output. The first microphone and the second microphone are arranged so as to have a predetermined positional relationship, and further, the positional relationship with the position where the measurement object 70 that generates the measurement target sound is arranged also has a predetermined positional relationship. Have been placed. That is, the positional relationship between the first microphone 10 and the second microphone 20 is fixed, and the measurement object 70 is also arranged at a predetermined position.

第1集音スペクトル算出手段30は、第1マイクロホンが集音した第1集音信号を変換して、第1集音スペクトルを算出する。第2集音スペクトル算出手段40は、第2マイクロホンが集音した第2集音信号を変換して、第2集音スペクトルを算出する。 The first sound collection spectrum calculation means 30 converts the first sound collection signal collected by the first microphone to calculate the first sound collection spectrum. The second sound collection spectrum calculation means 40 converts the second sound collection signal collected by the second microphone to calculate the second sound collection spectrum.

測定対象音on/off制御手段50は、所定の周期で測定対象音をon/offする制御を行う。制御の方法は任意であるが、例えば、測定対象物が電気で動作する物の場合には、測定対象物70の電源をon/offする制御とすることができる。 The measurement target sound on / off control means 50 controls to turn on / off the measurement target sound at a predetermined cycle. The control method is arbitrary, but for example, when the object to be measured is an electrically operated object, the control may be such that the power supply of the object 70 to be measured is turned on / off.

測定対象音スペクトル算出手段60は、雑音を遮断した時の、第1集音信号から算出した第1基準スペクトルと、第2集音信号から算出した第2基準スペクトルとを保持する。第1基準スペクトルと第2基準スペクトルの取得は、例えば、遮音箱などを利用して雑音の無い環境下で、測定対象音を集音することによって行うことができる。これらの基準スペクトルの取得は、雑音のある環境下での測定に先立って行っておく。 The measurement target sound spectrum calculation means 60 holds a first reference spectrum calculated from the first sound collection signal and a second reference spectrum calculated from the second sound collection signal when noise is cut off. The acquisition of the first reference spectrum and the second reference spectrum can be performed by collecting the sound to be measured in a noise-free environment using, for example, a sound insulation box or the like. Acquisition of these reference spectra should be performed prior to measurement in a noisy environment.

次に、測定対象音スペクトル算出手段60は、測定対象音が繰り返しon/offされる時の、特定の回を選択する。そして、その回のon時の第1集音スペクトルと第2集音スペクトルとを取得する。さらに、この特定の回の前後のoff時の第1集音スペクトルと前記第2集音スペクトルとを取得する。そして、上記の特定の回のon時の第1集音スペクトルと第2集音スペクトル、特定回の前後のoff時の第1集音スペクトルと第2集音スペクトル、および第1基準スペクトルと第2基準スペクトルとを用いて、測定対象音スペクトルを算出する。この時、上記のデータを用いて、on時の第1集音スペクトルまたは第2集音スペクトルから雑音スペクトルを差し引いて、測定対象音スペクトルを算出することができる。ここで、上記の特定の回は、ある周波数における第1集音スペクトルと第2集音スペクトルとの比を計算し、on時の前後で、その比の変化が所定の閾値以下であることをもって決定する。なお、図1の例では、音響特性計測システム1の設置環境に、雑音源80があるものとしているが、図1に示した雑音源80は一例であって、雑音源を一つに限定するものではない。 Next, the measurement target sound spectrum calculation means 60 selects a specific time when the measurement target sound is repeatedly turned on / off. Then, the first sound collection spectrum and the second sound collection spectrum at the time of on are acquired. Further, the first sound collection spectrum and the second sound collection spectrum at the time of off before and after this specific time are acquired. Then, the first sound collection spectrum and the second sound collection spectrum at the time of on of the specific time, the first sound collection spectrum and the second sound collection spectrum at the time of off before and after the specific time, and the first reference spectrum and the first The sound spectrum to be measured is calculated using the two reference spectra. At this time, using the above data, the sound spectrum to be measured can be calculated by subtracting the noise spectrum from the first sound collection spectrum or the second sound collection spectrum when on. Here, in the above specific times, the ratio of the first sound collection spectrum and the second sound collection spectrum at a certain frequency is calculated, and the change of the ratio is equal to or less than a predetermined threshold value before and after on. decide. In the example of FIG. 1, it is assumed that the noise source 80 exists in the installation environment of the acoustic characteristic measurement system 1, but the noise source 80 shown in FIG. 1 is an example, and the noise source is limited to one. It's not a thing.

以上説明したように、本実施形態によれば、雑音が含まれる集音信号から、測定対象物が発生させた測定対象音を抽出できる音響特性測定システムを提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide an acoustic characteristic measurement system capable of extracting the sound to be measured generated by the object to be measured from the sound collection signal containing noise.

(第2の実施形態)
本実施形態では、第1の実施形態に基本構成を示した音響特性測定システムの具体的な構成と動作について説明する。図2は、本実施形態の音響特性測定システム1000の構成を示すブロック図である。音響特性測定システム1000は、無指向性マイクロホン100と、指向性マイクロホン200と、音響特性測定装置300と、測定対象音on/off制御装置400とを有している。そして、音響特性測定装置300は、第1フーリエ変換処理部310と、第2フーリエ変換処理部320と、スペクトル計算部330と、記憶部340と、制御部350とを有している。さらに、スペクトル計算部330は、基準スペクトル取得部331と、計算対象回選択部332と、測定対象音スペクトル計算部333とを有している。
(Second embodiment)
In this embodiment, a specific configuration and operation of the acoustic characteristic measurement system whose basic configuration is shown in the first embodiment will be described. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the acoustic characteristic measurement system 1000 of the present embodiment. The acoustic characteristic measurement system 1000 includes an omnidirectional microphone 100, a directional microphone 200, an acoustic characteristic measurement device 300, and a sound to be measured on / off control device 400. The acoustic characteristic measuring device 300 includes a first Fourier transform processing unit 310, a second Fourier transform processing unit 320, a spectrum calculation unit 330, a storage unit 340, and a control unit 350. Further, the spectrum calculation unit 330 includes a reference spectrum acquisition unit 331, a calculation target rotation selection unit 332, and a measurement target sound spectrum calculation unit 333.

無指向性マイクロホン100は、無指向性の集音を行い、集音された音を電気信号に変換し、第1集音信号として第1フーリエ変換処理部310に出力する。指向性マイクロホン200は、指向性の集音を行い、集音された音を電気信号に変換し、第2集音信号として第2フーリエ変換処理部320に出力する。無指向性マイクロホン100と指向性マイクロホン200とは、所定の位置関係に配置され、後述する測定対象物は、これらのマイクロホンと所定の位置関係となるように配置される。すなわち、無指向性マイクロホン100と指向性マイクロホン200と測定対象物70とは、所定の位置関係となるように配置される。 The omnidirectional microphone 100 collects omnidirectional sound, converts the collected sound into an electric signal, and outputs the first sound collection signal to the first Fourier transform processing unit 310. The directional microphone 200 collects directional sound, converts the collected sound into an electric signal, and outputs the second sound collection signal to the second Fourier transform processing unit 320. The omnidirectional microphone 100 and the directional microphone 200 are arranged in a predetermined positional relationship, and the measurement object described later is arranged so as to have a predetermined positional relationship with these microphones. That is, the omnidirectional microphone 100, the directional microphone 200, and the measurement object 70 are arranged so as to have a predetermined positional relationship.

第1フーリエ変換処理部310は、無指向性マイクロホン100が集音した第1集音信号を所定のフレームごとにフーリエ変換し、第1集音スペクトルを算出する。そして算出した第1集音スペクトルを、スペクトル計算部330に出力する。第2フーリエ変換処理部320は、指向性マイクロホン200が集音した第2集音信号を所定のフレームごとにフーリエ変換し、第2集音スペクトルを算出する。そして算出した第2集音スペクトルを、スペクトル計算部330に出力する。 The first Fourier transform processing unit 310 Fourier transforms the first sound collection signal collected by the omnidirectional microphone 100 at predetermined frame intervals, and calculates the first sound collection spectrum. Then, the calculated first sound collection spectrum is output to the spectrum calculation unit 330. The second Fourier transform processing unit 320 Fourier transforms the second sound collection signal collected by the directional microphone 200 at predetermined frame intervals, and calculates the second sound collection spectrum. Then, the calculated second sound collection spectrum is output to the spectrum calculation unit 330.

測定対象音on/off制御装置400は、所定の周期で測定対象音をon/offする制御を行う。制御の方法は任意であるが、例えば、測定対象物が電気で動作する物の場合には、測定対象物の電源をon/offする制御とすることができる。 The measurement target sound on / off control device 400 controls to turn on / off the measurement target sound at a predetermined cycle. The control method is arbitrary, but for example, when the object to be measured is an electrically operated object, the control may be such that the power supply of the object to be measured is turned on / off.

スペクトル計算部330は、第1集音スペクトルと第2集音スペクトルに基づいて、雑音を除去し、測定対象音スペクトルを算出する。基準スペクトルは、ノイズのない環境で集音された測定対象音のスペクトルであり、基準スペクトル取得部331は、第1集音スペクトル、第2集音スペクトルのそれぞれについて、第1基準スペクトル、第2基準スペクトルを取得する。計算対象回選択部は、測定対象音on/off制御装置400の制御によって、測定対象音がonとoffを繰り返した時の、どの回を計算対象回とするか選択する。測定対象音スペクトル算出部333は、計算対象回選択部332が選択した回の第1集音スペクトルと第2集音スペクトルと、第1基準スペクトル、第2基準スペクトルとを用いて、雑音を除去した測定対象音スペクトルを算出する。上記の計算に用いる各データと計算方法の詳細については後述する。 The spectrum calculation unit 330 removes noise based on the first sound collection spectrum and the second sound collection spectrum, and calculates the measurement target sound spectrum. The reference spectrum is a spectrum of the sound to be measured collected in a noise-free environment, and the reference spectrum acquisition unit 331 has a first reference spectrum and a second reference spectrum for each of the first sound collection spectrum and the second sound collection spectrum. Obtain the reference spectrum. The calculation target time selection unit selects, under the control of the measurement target sound on / off control device 400, which time is to be the calculation target time when the measurement target sound repeats on and off. The measurement target sound spectrum calculation unit 333 removes noise by using the first sound collection spectrum and the second sound collection spectrum of the times selected by the calculation target time selection unit 332, and the first reference spectrum and the second reference spectrum. Calculate the measurement target sound spectrum. Details of each data used in the above calculation and the calculation method will be described later.

記憶部340は、集音スペクトルなどのデータや、各部を動作させるためのプログラムを記憶する。制御部350は、データの送受信やプログラムの読み出しなどの制御を行う。 The storage unit 340 stores data such as a sound collection spectrum and a program for operating each unit. The control unit 350 controls transmission / reception of data, reading of a program, and the like.

次に、各部の動作と各スペクトルの計算方法について説明する、まず、測定対象音と雑音について説明する。図3は、音響特性測定システム1000と、測定対象物500と、雑音源600の配置の例を示す模式図である。まず、無指向性マイクロホン100と指向性マイクロホン200の位置関係を固定する。次に、これらのマイクロホンとの位置関係が所定の関係となるように、測定対象物500を配置する。当然であるが、指向性マイクロホン200は、感度のある方向を測定対象物500に向けるようにする。 Next, the operation of each part and the calculation method of each spectrum will be described. First, the sound to be measured and the noise will be described. FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of arrangement of the acoustic characteristic measurement system 1000, the measurement object 500, and the noise source 600. First, the positional relationship between the omnidirectional microphone 100 and the directional microphone 200 is fixed. Next, the measurement object 500 is arranged so that the positional relationship with these microphones has a predetermined relationship. Naturally, the directional microphone 200 directs the sensitive direction toward the measurement object 500.

ここでは、雑音を発生する雑音源600が存在すると仮定している。図3では、雑音源600は、音響特性測定システム1000および対象物500からは、離れた位置にある例を示している。無指向性マイクロホン100は、測定対象音2と、全ての方向からの雑音3が集音される。指向性マイクロホン200には、測定対象音2と、感度のある方向からの雑音3が集音される。 Here, it is assumed that there is a noise source 600 that generates noise. FIG. 3 shows an example in which the noise source 600 is located away from the acoustic characteristic measurement system 1000 and the object 500. The omnidirectional microphone 100 collects the sound to be measured 2 and the noise 3 from all directions. The directional microphone 200 collects the sound to be measured 2 and the noise 3 from a sensitive direction.

図4は、基準信号を測定する時の、測定対象音のon/offを示すタイミングチャートである。図4では、このタイミングチャートに、測定系で発生する発生信号を追記している。基準信号の測定では、雑音を遮断しているので、測定対象音をoffしている時の雑音Nは0である。一方、測定対象音がonしている時の発生信号はSである。 FIG. 4 is a timing chart showing on / off of the sound to be measured when the reference signal is measured. In FIG. 4, the generated signal generated in the measurement system is added to this timing chart. In the measurement of the reference signal, since the noise is blocked, the noise N 0 when the measurement target sound is off is 0. On the other hand, the generated signal when the measurement target sound is on is S 0 .

図5は、音響特性測定における、測定対象音のon/offを示すタイミングチャートである。図5では、このタイミングチャートに、測定系で発生する発生信号を追記している。測定対象音がoffしている時は、雑音Nのみが発生し、測定対象音がonしている時の発生信号はS+Nである。そして、ここでは、測定対象音をon、offするごとに回数をカウントするものとし、図5には、k−3回目のoffから、k+3回目のoffまでのタイミングチャートを示している。なお、図3では、1つの雑音源600から雑音が発生することを例示しているが、雑音Nは、環境からの雑音等も含む複数の雑音が入り混じったものでも良く、これが仮想的な雑音源から発生するものと仮定することができる。 FIG. 5 is a timing chart showing on / off of the sound to be measured in the acoustic characteristic measurement. In FIG. 5, the generated signal generated in the measurement system is added to this timing chart. When the measurement target sound is off, only noise N is generated, and when the measurement target sound is on, the generated signal is S + N. Here, it is assumed that the number of times is counted each time the measurement target sound is turned on and off, and FIG. 5 shows a timing chart from the k-3rd off to the k + 3rd off. Although it is illustrated in FIG. 3 that noise is generated from one noise source 600, the noise N may be a mixture of a plurality of noises including noises from the environment, and this is hypothetical. It can be assumed that it originates from a noise source.

ここで、伝達関数を用いて集音スペクトルを定式化する。変数である周波数をf、測定対象音の発生点のスペクトルをS(f)、第1フーリエ変換処理部310から出力された第1集音スペクトルをX(f)、第2フーリエ変換処理部320から出力された第2集音スペクトルをY(f)とする。また、測定対象物500から、無指向性マイクロホン100までの伝達関数をA(f)、指向性マイクロホン200までの伝達関数をB(f)とする。さらに、雑音発生点のスペクトルをN(f)、雑音源600から、無指向性マイクロホン100までの伝達関数をA、指向性マイクロホン200までの伝達関数をB(f)とする。また、測定対象音をonまたはoffさせる度に回数をカウントするものとし、k回目のデータをkの添え字で表すものとする。 Here, the sound collection spectrum is formulated using the transfer function. The frequency, which is a variable, is f, the spectrum of the generation point of the sound to be measured is S (f), the first sound collection spectrum output from the first Fourier transform processing unit 310 is X (f), and the second Fourier transform processing unit 320. Let Y (f) be the second sound collection spectrum output from. Further, the transfer function from the measurement object 500 to the omnidirectional microphone 100 is A 0 (f), and the transfer function from the directional microphone 200 is B 0 (f). Furthermore, the spectrum of the noise generation point N (f), the noise source 600, a transfer function to the omnidirectional microphones 100 A n, the transfer function to the directional microphones 200 and B n (f). Further, the number of times is counted each time the sound to be measured is turned on or off, and the kth data is represented by the subscript of k.

図6は、基準スペクトル測定時のデータの流れを示す模式図である。基準スペクトルは、遮音箱などを利用して雑音の無い環境を作った時に、第1マイクロホン100、第2マイクロホン200で集音された測定対象音のスペクトルである。基準となる測定対象物から発生した測定対象音のスペクトルをS(f)とする。そして第1マイクロホン100には伝達関数A(f)で伝達し、第2マイクロホンには伝達関数B(f)で伝達するものとする。この定義から、第1基準スペクトルX(f)、第2基準スペクトルY(f)は次の式で表される。なお、下記の式の中で、測定できるのはX(f)とY(f)だけであり、A(f)、B(f)、S(f)は直接測定できないものである。
(f)=A(f)・S(f) (式1)
(f)=B(f)・S(f) (式2)
FIG. 6 is a schematic diagram showing a data flow at the time of measuring the reference spectrum. The reference spectrum is a spectrum of the sound to be measured collected by the first microphone 100 and the second microphone 200 when a noise-free environment is created by using a sound insulation box or the like. Let S 0 (f) be the spectrum of the sound to be measured generated from the reference object to be measured. Then, it is assumed that the first microphone 100 is transmitted by the transfer function A 0 (f) and the second microphone is transmitted by the transfer function B 0 (f). From this definition, the first reference spectrum X 0 (f) and the second reference spectrum Y 0 (f) are expressed by the following equations. In the following formula, only X 0 (f) and Y 0 (f) can be measured, and A 0 (f), B 0 (f), and S 0 (f) cannot be measured directly. Is.
X 0 (f) = A 0 (f) · S 0 (f) (Equation 1)
Y 0 (f) = B 0 (f) · S 0 (f) (Equation 2)

図7は、音響特性測定における測定対象音on時の信号の流れを示す模式図である。マイクロホンには、測定対象音と雑音の両方が入力されるので、第1集音スペクトルX(f)、Y(f)は次の式で表せる。なお、この式では、k回目のonであることを示す添え字kを付している。ここで、S(f)の伝達関数は、2つのマイクロホンと測定対象物との位置関係を固定しているため、基準スペクトル測定の時と同じA(f)、B(f)であるとしている。また、雑音源600で発生した雑音のスペクトルをNkとしている。次式の右辺第1項の、A(f)・S(f)、B(f)・S(f)が、雑音を含まない測定対象音のスペクトルである。
(f)=A(f)・S(f)+Ank(f)・N(f) (式3)
(f)=B(f)・S(f)+Bnk(f)・N(f) (式4)
FIG. 7 is a schematic diagram showing a signal flow when the measurement target sound is on in the acoustic characteristic measurement. Since both the sound to be measured and the noise are input to the microphone, the first sound collection spectra X n (f) and Y n (f) can be expressed by the following equations. In this formula, a subscript k indicating that it is on for the kth time is added. Here, since the transfer function of Sk (f) fixes the positional relationship between the two microphones and the object to be measured, the same A 0 (f) and B 0 (f) as in the reference spectrum measurement. There is. Further, the spectrum of noise generated by the noise source 600 is defined as Nk. The first term on the right side of the following equation, A 0 (f) · Sk (f), B 0 (f) · Sk (f), is a spectrum of the sound to be measured that does not include noise.
X k (f) = A 0 (f) · Sk (f) + Ank (f) · N k (f) (Equation 3)
Y k (f) = B 0 (f) · Sk (f) + B nk (f) · N k (f) (Equation 4)

図8は、音響特性測定における測定対象音off時の信号の流れを示す模式図である。マイクロホンには、雑音だけが入力されるので、第1集音スペクトルX(f)、Y(f)は次の式で表せる。なお、この式では、k−1回目のoffであることを示す添え字k−1を付している。
nk−1(f)=Ank−1(f)Nk−1(f) (式5)
nk−1(f)=Bnk−1(f)Nk−1(f) (式6)
FIG. 8 is a schematic diagram showing a signal flow when the measurement target sound is off in the acoustic characteristic measurement. Since only noise is input to the microphone, the first sound collection spectra X n (f) and Y n (f) can be expressed by the following equations. In this formula, a subscript k-1 is added to indicate that the k-1 is off.
X nk-1 (f) = A nk-1 (f) N k-1 (f) (Equation 5)
Y nk-1 (f) = B nk-1 (f) N k-1 (f) (Equation 6)

以上の式から、雑音の項をX、Yで書き換えることによって、式3の右辺第1項A(f)S(f)または式4の右辺第1項B(f)S(f)を求められれば、測定対象音のスペクトルを得ることができる。この時、ある回のon時の前後で雑音の変化が小さい回を選ぶ。このことで、両者の間のon時の雑音も変化していないものとみなすことができる。そのためにXnk−1(f)/Ynk−1(f)とXnk+1(f)/Ynk+1(f)を比較し、その差が所定の閾値以下である回を選択する。すなわち閾値をδthとすると、条件は次式である。
|Xnk+1(f)/Ynk+1(f)−Xnk−1(f)/Ynk−1(f)|≦δth (式7)
式7を満たすkを選んだ後、式1〜7を用いてA(f)S(f)(またはB(f)S(f))を求めていく。
From the above equations, by rewriting the noise term X, and Y, the first term on the right side B 0 of the first term A 0 (f) S k ( f) or formula 4 the right side of the equation 3 (f) S k ( If f) is obtained, the spectrum of the sound to be measured can be obtained. At this time, select a time in which the change in noise is small before and after a certain time on. In this way, it can be considered that the on-time noise between the two has not changed. Therefore, X nk-1 (f) / Y nk-1 (f) and X nk + 1 (f) / Y nk + 1 (f) are compared, and the number of times the difference is equal to or less than a predetermined threshold value is selected. That is, assuming that the threshold value is δ th , the condition is as follows.
| X nk + 1 (f) / Y nk + 1 (f) -X nk-1 (f) / Y nk-1 (f) | ≤δ th (Equation 7)
After selecting k that satisfies Equation 7, A 0 (f) Sk (f) (or B 0 (f) Sk (f)) is obtained using Equations 1 to 7.

まず式5、6から次式を得る。
nk−1(f)/Ynk−1(f)=Ank−1(f)/Bnk−1(f) (式8)
ここで、式7の条件を選んでいるので、k−1回目とk+1回目の間のk回目の雑音の伝達関数の比と、その間のon時の雑音の伝達関数の比は同じであると見なす。さらに、雑音N自体も変化しないと見なすものとする。これらの仮定と式8から次式が成立する。
nk−1(f)/Ynk−1(f)=Ank(f)nk(f) (式9)
k−1(f)=N(f) (式10)
First, the following equation is obtained from equations 5 and 6.
X nk-1 (f) / Y nk-1 (f) = A nk-1 (f) / B nk-1 (f) (Equation 8)
Here, since the condition of Equation 7 is selected, the ratio of the noise transfer function at the kth time between the k-1st time and the k + 1th time is the same as the ratio of the noise transfer function at the time of on. Look at it. Further, it is assumed that the noise N itself does not change. From these assumptions and Equation 8, the following equation holds.
X nk-1 (f) / Y nk-1 (f) = A nk (f) / B nk (f) (Equation 9)
N k-1 (f) = N k (f) (Equation 10)

次に式1、2から
(f)/Y(f)=A(f)/B(f) (式11)
式3と式10から
k−1(f)=N(f)
=(Xnk(f)−A(f)S(f))/Ank(f) (式12)
Next, from Equations 1 and 2, X 0 (f) / Y 0 (f) = A 0 (f) / B 0 (f) (Equation 11)
From Equation 3 and Equation 10, N k-1 (f) = N k (f)
= (X nk (f) -A 0 (f) Sk (f)) / A nk (f) (Equation 12)

次に、式4のBnk(f)、N(f)に、式9、11、12を代入する。なお、式が長くなるので、周波数を表す(f)の表記を一部で省略する。
=Y/X・A
+Ynk−1/Xnk−1・Ank−1・(Xnk−A)/Ank (式13)
nk−1≒Aを用い、式13を整理して、次式により求める特性スペクトルA(f)S(f)が得られる。
(f)S(f)
=(Xnk−1−Xnk−1)/(Xnk−1−Xnk−1) (式14)
Next, equations 9, 11 and 12 are substituted into B nk (f) and N k (f) of equation 4. Since the equation becomes long, the notation of (f) representing the frequency is partially omitted.
Y k = Y 0 / X 0 · A 0 Sk
+ Y nk-1 / X nk -1 · A nk-1 · (X nk -A 0 S k) / A nk ( Formula 13)
With A nk-1 ≒ A n, to organize Formula 13, characteristic spectrum A 0 calculated by the following formula (f) S k (f) is obtained.
A 0 (f) Sk (f)
= (X 0 X nk-1 Y k- X 0 Y nk-1 X k ) / (X nk-1 Y 0- X 0 Y nk-1 ) (Equation 14)

式14から、測定できるX(f)、Y(f)、Xnk−1(f)、Ynk−1(f)を用いて特性スペクトルが表せるので、第1マイクロホン100における測定対象音のスペクトルを求めることができる。なお、式9、11、12を代入する式を式3にすれば、同様にして、第2マイクロホン200における測定対象音の特性スペクトルB(f)・S(f)も求めることができる。 Since the characteristic spectrum can be expressed using the measurable X k (f), Y k (f), X nk-1 (f), and Y nk-1 (f) from Equation 14, the sound to be measured by the first microphone 100 The spectrum of can be obtained. If the equations for substituting equations 9, 11 and 12 are changed to equation 3, the characteristic spectra B 0 (f) and Sk (f) of the sound to be measured in the second microphone 200 can be obtained in the same manner. ..

以上に説明した本実施形態の音響特性測定システム1000の動作は、図9のフローチャートのようにまとめられる。 The operation of the acoustic characteristic measurement system 1000 of the present embodiment described above is summarized as shown in the flowchart of FIG.

まず、雑音を遮断して、測定対象音の、無指向性マイクロホン100、指向性マイクロホン200の基準スペクトルを取得する(S1)。次に測定対象音をon/offして測定対象音を集音する(S2)。次に、集音した信号を変換して集音スペクトルを算出する(S3)。次にon時の前後で雑音の変化が小さい回を選択する(S4)。次に選択した回とその前後の回の集音スペクトルと基準スペクトルとを用いて測定対象音の特性スペクトルを算出する(S5)。以上の動作により、測定対象音の特性スペクトルを得ることができる。 First, the noise is blocked, and the reference spectra of the omnidirectional microphone 100 and the directional microphone 200 of the sound to be measured are acquired (S1). Next, the measurement target sound is turned on / off and the measurement target sound is collected (S2). Next, the sound collection spectrum is calculated by converting the sound collection signal (S3). Next, the times in which the change in noise is small before and after on is selected (S4). Next, the characteristic spectrum of the sound to be measured is calculated using the sound collection spectrum and the reference spectrum of the selected time and the times before and after the selected time (S5). By the above operation, the characteristic spectrum of the sound to be measured can be obtained.

次に、本実施形態の音響特性測定装置300のハードウェア構成について説明する。図10は、音響特性測定装置300を実装するコンピュータ90を示すブロック図である。コンピュータ90は、プロセッサ91、主記憶装置92、補助記憶装置93、入出力インターフェース94および通信インターフェース95を備える。図10においては、インターフェースをI/F(Interface)と略して表記する。プロセッサ91、主記憶装置92、補助記憶装置93、入出力インターフェース94、および通信インターフェース95は、バス99を介して互いにデータ通信可能に接続される。また、プロセッサ91、主記憶装置92、補助記憶装置93、および入出力インターフェース94は、通信インターフェース95を介して、インターネットやイントラネットなどのネットワークに接続される。 Next, the hardware configuration of the acoustic characteristic measuring device 300 of the present embodiment will be described. FIG. 10 is a block diagram showing a computer 90 that mounts the acoustic characteristic measuring device 300. The computer 90 includes a processor 91, a main storage device 92, an auxiliary storage device 93, an input / output interface 94, and a communication interface 95. In FIG. 10, the interface is abbreviated as I / F (Interface). The processor 91, the main storage device 92, the auxiliary storage device 93, the input / output interface 94, and the communication interface 95 are connected to each other via a bus 99 so as to be capable of data communication. Further, the processor 91, the main storage device 92, the auxiliary storage device 93, and the input / output interface 94 are connected to a network such as the Internet or an intranet via the communication interface 95.

プロセッサ91は、補助記憶装置93等に格納されたプログラムを主記憶装置92に展開し、展開されたプログラムを実行する。本実施形態においては、情報処理装置90にインストールされたソフトウェアプログラムを用いる構成とすればよい。プロセッサ91は、本実施形態に係る音響特性測定装置による処理を実行する。 The processor 91 expands the program stored in the auxiliary storage device 93 or the like into the main storage device 92, and executes the expanded program. In the present embodiment, the software program installed in the information processing apparatus 90 may be used. The processor 91 executes the process by the acoustic characteristic measuring device according to the present embodiment.

主記憶装置92は、プログラムが展開される領域を有する。主記憶装置92は、例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory)などの揮発性メモリとすればよい。また、MRAM(Magnetoresistive Random Access Memory)などの不揮発性メモリを主記憶装置92として構成・追加してもよい。 The main storage device 92 has an area in which the program is developed. The main storage device 92 may be, for example, a volatile memory such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory). Further, a non-volatile memory such as MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory) may be configured and added as the main storage device 92.

補助記憶装置93は、種々のデータを記憶する。補助記憶装置93は、ハードディスクやフラッシュメモリなどのローカルディスクによって構成される。なお、種々のデータを主記憶装置92に記憶させる構成とし、補助記憶装置93を省略することも可能である。 The auxiliary storage device 93 stores various data. The auxiliary storage device 93 is composed of a local disk such as a hard disk or a flash memory. It is also possible to store various data in the main storage device 92 and omit the auxiliary storage device 93.

入出力インターフェース94は、情報処理装置90と周辺機器とを接続するためのインターフェースである。通信インターフェース95は、規格や仕様に基づいて、インターネットやイントラネットなどのネットワークを通じて、外部のシステムや装置に接続するためのインターフェースである。入出力インターフェース94および通信インターフェース95は、外部機器と接続するインターフェースとして共通化してもよい。 The input / output interface 94 is an interface for connecting the information processing device 90 and peripheral devices. The communication interface 95 is an interface for connecting to an external system or device through a network such as the Internet or an intranet based on a standard or a specification. The input / output interface 94 and the communication interface 95 may be shared as an interface for connecting to an external device.

コンピュータ90には、必要に応じて、キーボードやマウス、タッチパネルなどの入力機器を接続するように構成してもよい。それらの入力機器は、情報や設定の入力に使用される。なお、タッチパネルを入力機器として用いる場合は、表示機器の表示画面が入力機器のインターフェースを兼ねる構成とすればよい。プロセッサ91と入力機器との間のデータ通信は、入出力インターフェース94に仲介させればよい。 The computer 90 may be configured to connect an input device such as a keyboard, a mouse, or a touch panel, if necessary. These input devices are used to input information and settings. When the touch panel is used as an input device, the display screen of the display device may also serve as the interface of the input device. Data communication between the processor 91 and the input device may be mediated by the input / output interface 94.

また、コンピュータ90には、情報を表示するための表示機器を備え付けてもよい。表示機器を備え付ける場合、コンピュータ90には、表示機器の表示を制御するための表示制御装置(図示しない)が備えられていることが好ましい。表示機器は、入出力インターフェース94を介してコンピュータ90に接続すればよい。 Further, the computer 90 may be equipped with a display device for displaying information. When a display device is provided, it is preferable that the computer 90 is provided with a display control device (not shown) for controlling the display of the display device. The display device may be connected to the computer 90 via the input / output interface 94.

また、情報処理装置90には、必要に応じて、ディスクドライブを備え付けてもよい。ディスクドライブは、バス99に接続される。ディスクドライブは、プロセッサ91と図示しない記録媒体(プログラム記録媒体)との間で、記録媒体からのデータ・プログラムの読み出し、情報処理装置90の処理結果の記録媒体への書き込みなどを仲介する。記録媒体は、例えば、CD(Compact Disc)やDVD(Digital Versatile Disc)などの光学記録媒体で実現できる。また、記録媒体は、USB(Universal Serial Bus)メモリやSD(Secure Digital)カードなどの半導体記録媒体や、フレキシブルディスクなどの磁気記録媒体、その他の記録媒体によって実現してもよい。 Further, the information processing apparatus 90 may be provided with a disk drive, if necessary. The disk drive is connected to bus 99. The disk drive mediates between the processor 91 and a recording medium (program recording medium) (not shown), reading a data program from the recording medium, writing the processing result of the information processing apparatus 90 to the recording medium, and the like. The recording medium can be realized by, for example, an optical recording medium such as a CD (Compact Disc) or a DVD (Digital Versaille Disc). Further, the recording medium may be realized by a semiconductor recording medium such as a USB (Universal Serial Bus) memory or an SD (Secure Digital) card, a magnetic recording medium such as a flexible disk, or other recording medium.

以上が、本発明の各実施形態に係る音響特性計測装置を可能とするためのハードウェア構成の一例である。なお、図10のハードウェア構成は、各実施形態に係る音響特性計測装置の演算処理を実行するためのハードウェア構成の一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。また、各実施形態に係る音響特性計測装置に関する処理をコンピュータに実行させるプログラムも本発明の範囲に含まれる。さらに、各実施形態に係るプログラムを記録したプログラム記録媒体も本発明の範囲に含まれる。 The above is an example of the hardware configuration for enabling the acoustic characteristic measuring device according to each embodiment of the present invention. The hardware configuration of FIG. 10 is an example of a hardware configuration for executing arithmetic processing of the acoustic characteristic measuring device according to each embodiment, and does not limit the scope of the present invention. Further, the scope of the present invention also includes a program for causing a computer to execute a process related to the acoustic characteristic measuring device according to each embodiment. Further, a program recording medium on which the program according to each embodiment is recorded is also included in the scope of the present invention.

(第3の実施形態)
第2の実施形態では第1マイクロホンを無指向性マイクロホン、第2マイクロホンを指向性マイクロホンをとした。しかしながら、第1マイクロホンと第2マイクロホンとは、この組み合わせでなくても良い。例えば、同じであっても良い。図11は、第1マイクロホンと第2マイクロホンに同じ性能のマイクロホンを用いた音響特性測定装置における信号の流れを示す模式図である。本実施形態では、第1マイクロホンと第2マイクロホンに同じマイクロホンを用いる代わりに、互いの距離を離しておく。
(Third Embodiment)
In the second embodiment, the first microphone is an omnidirectional microphone and the second microphone is a directional microphone. However, the first microphone and the second microphone do not have to be this combination. For example, they may be the same. FIG. 11 is a schematic diagram showing a signal flow in an acoustic characteristic measuring device using microphones having the same performance as the first microphone and the second microphone. In the present embodiment, instead of using the same microphone for the first microphone and the second microphone, they are separated from each other.

この構成で、k−1回目のoff時の測定では、雑音源600が、紙面左上方にあり、k+1回目の測定では紙面左下方に移動したものとする。k−1回目の測定における集音スペクトルは次式となる。
nk−1(f)=Ank−1(f)Nk−1(f) (式15)
nk−1(f)=Bnk−1(f)Nk−1(f) (式16)
With this configuration, it is assumed that the noise source 600 is located in the upper left of the paper surface in the k-1st measurement when it is off, and moves to the lower left side of the paper surface in the k + 1th measurement. The sound collection spectrum in the k-1th measurement is given by the following equation.
X nk-1 (f) = A nk-1 (f) N k-1 (f) (Equation 15)
Y nk-1 (f) = B nk-1 (f) N k-1 (f) (Equation 16)

またk+1回目の測定における集音スペクトルは次式となる。
nk+1(f)=Ank+1(f)Nk+1(f) (式17)
nk+1(f)=Bnk+1(f)Nk+1(f) (式18)
The sound collection spectrum in the k + 1th measurement is given by the following equation.
X nk + 1 (f) = A nk + 1 (f) N k + 1 (f) (Equation 17)
Y nk + 1 (f) = B nk + 1 (f) N k + 1 (f) (Equation 18)

この場合、図11から明らかなように、k−1回目における伝達関数の比Ank−1(f)/Bnk−1(f)と、Ank+1(f)/Bnk+1(f)は同じではない。すなわち次式のようになる。
nk−1(f)/Bnk−1(f)≠Ank+1(f)/Bnk+1(f) (式19)
In this case, as is clear from FIG. 11, the transfer function ratios A nk-1 (f) / B nk-1 (f) and A nk + 1 (f) / B nk + 1 (f) at the k-1th time are the same. is not it. That is, it becomes as follows.
A nk-1 (f) / B nk-1 (f) ≠ A nk + 1 (f) / B nk + 1 (f) (Equation 19)

裏を返せば、上記の比が同じであれば、雑音源は移動していないことになる。そして、その間に発生する雑音N(f)kが変化していないと仮定すれば、第2の実施形態と同様にして、測定対象音のスペクトルを算出することができる。 On the flip side, if the above ratios are the same, then the noise source is not moving. Then, assuming that the noise N (f) k generated during that period has not changed, the spectrum of the sound to be measured can be calculated in the same manner as in the second embodiment.

以上、実施形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。 Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the structure and details of the present invention within the scope of the present invention.

1、1000 音響特性測定システム
10 第1マイクロホン
20 第2マイクロホン
30 第1集音スペクトル算出手段
40 第2集音スペクトル算出手段
50 測定対象音on/off制御手段
60 測定対象音スペクトル算出手段
70、500 測定対象物
100 第1マイクロホン
200 指向性マイクロホン
300 音響特性測定装置
310 第1フーリエ変換処理部
320 第2フーリエ変換処理部
330 スペクトル計算部
400 測定対象音on/off制御装置
1,1000 Acoustic characteristic measurement system 10 1st microphone 20 2nd microphone 30 1st sound collection spectrum calculation means 40 2nd sound collection spectrum calculation means 50 Measurement target sound on / off control means 60 Measurement target sound spectrum calculation means 70, 500 Object to be measured 100 1st microphone 200 Directional microphone 300 Acoustic characteristic measuring device 310 1st Fourier conversion processing unit 320 2nd Fourier conversion processing unit 330 Spectrum calculation unit 400 Sound to be measured on / off control device

Claims (9)

測定対象音を発生する測定対象物を配置する位置に対して、所定の位置関係となるように配置された第1マイクロホンと、
前記第1マイクロホンと所定の位置関係となるように配置された第2マイクロホンと、
前記測定対象音を所定周期でon/offさせる測定対象音on/off制御手段と、
前記第1マイクロホンが集音した第1集音信号を取得して第1集音スペクトルを算出する第1集音スペクトル算出手段と、
前記第2マイクロホンが集音した第2集音信号を取得して第2集音スペクトルを算出する第2集音スペクトル算出手段と、
特定の回のon時の前記第1集音スペクトルと前記第2集音スペクトルと、前記特定の回の前後のoff時の前記第1集音スペクトルと前記第2集音スペクトルと、雑音を遮断した時の前記第1集音信号から算出した第1基準スペクトルと、前記雑音を遮断した時の前記第2集音信号から算出した第2基準スペクトルと、に基づいて、前記on時の前記第1集音スペクトルまたは前記第2集音スペクトルから前記雑音のスペクトルを差し引いて、前記測定対象音のスペクトルを算出する測定対象音スペクトル算出手段と、
を有することを特徴とする音響特性測定システム。
The first microphone arranged so as to have a predetermined positional relationship with respect to the position where the measurement object that generates the measurement target sound is arranged,
A second microphone arranged so as to have a predetermined positional relationship with the first microphone,
The measurement target sound on / off control means for turning on / off the measurement target sound at a predetermined cycle, and the measurement target sound on / off control means.
A first sound collection spectrum calculation means for acquiring a first sound collection signal collected by the first microphone and calculating a first sound collection spectrum, and
A second sound collection spectrum calculation means that acquires a second sound collection signal collected by the second microphone and calculates a second sound collection spectrum, and
The first sound collection spectrum and the second sound collection spectrum when the specific time is on, the first sound collection spectrum and the second sound collection spectrum when the sound is off before and after the specific time, and noise are blocked. Based on the first reference spectrum calculated from the first sound collection signal at the time of the operation and the second reference spectrum calculated from the second sound collection signal when the noise is cut off, the first sound at the time of on. A measurement target sound spectrum calculation means for calculating the measurement target sound spectrum by subtracting the noise spectrum from the first sound collection spectrum or the second sound collection spectrum.
An acoustic characteristic measurement system characterized by having.
前記測定対象音スペクトル算出手段が、
前記第1集音スペクトルと前記第2集音スペクトルとの比を計算し、on時の前後のoff時における前記比の差が、所定の閾値以下であることを基準として前記特定の回を選択する特定回選択手段を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の音響特性測定システム。
The measurement target sound spectrum calculation means
The ratio between the first sound collection spectrum and the second sound collection spectrum is calculated, and the specific time is selected based on the fact that the difference between the ratios before and after the on time is equal to or less than a predetermined threshold value. The acoustic characteristic measurement system according to claim 1, further comprising a specific time selection means.
前記第1集音信号をフーリエ変換して前記第1集音スペクトルを算出する第1フーリエ変換手段と、
前記第2集音信号をフーリエ変換して前記第2集音スペクトルを算出する第2フーリエ変換手段と、
を有することを特徴とする請求項1または2に記載の音響特性測定システム。
A first Fourier transform means for calculating the first sound collection spectrum by Fourier transforming the first sound collection signal,
A second Fourier transform means for calculating the second sound collection spectrum by Fourier transforming the second sound collection signal, and
The acoustic characteristic measurement system according to claim 1 or 2.
前記第1マイクロホンと前記第2マイクロホンの、一方が無指向性マイクロホンであり、他方が指向性マイクロホンである
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の音響特性測定システム。
The acoustic characteristic measurement system according to any one of claims 1 to 3, wherein one of the first microphone and the second microphone is an omnidirectional microphone and the other is a directional microphone.
雑音源からの雑音と測定対象物から発生する測定対象音とを含む検査対象音の音響特性を測定する音響特性測定方法であって、
前記測定対象物と、第1マイクロホンと、第2マイクロホンとを所定の位置関係に配置し、
前記雑音を遮断した環境で、前記第1マイクロホンが前記測定対象音を集音した第1集音信号から第1基準スペクトルを算出し、第2マイクロホンが前記測定対象音を集音した第2集音信号から第2基準スペクトルを算出し、
前記測定対象音を所定周期でon/offさせ、前記第1集音信号を取得して第1集音スペクトルを算出し、前記第2集音信号を取得して第2集音スペクトルを算出し、
特定の回のon時の前記第1集音スペクトルと前記第2集音スペクトルと、前記特定の回の前後のoff時の前記第1集音スペクトルと前記第2集音スペクトルと、前記第1基準スペクトルと、前記第2基準スペクトルと、に基づいて、前記on時の前記第1集音スペクトルまたは前記第2集音スペクトルから前記雑音のスペクトルを差し引いて、前記測定対象音のスペクトルを算出する
ことを特徴とする音響特性測定方法。
It is an acoustic characteristic measurement method for measuring the acoustic characteristics of the sound to be inspected including the noise from the noise source and the sound to be measured generated from the object to be measured.
The object to be measured, the first microphone, and the second microphone are arranged in a predetermined positional relationship.
In an environment where the noise is blocked, the first reference spectrum is calculated from the first sound collection signal in which the first microphone collects the sound to be measured, and the second microphone collects the sound to be measured in the second collection. Calculate the second reference spectrum from the sound signal,
The measurement target sound is turned on / off at a predetermined cycle, the first sound collection signal is acquired to calculate the first sound collection spectrum, and the second sound collection signal is acquired to calculate the second sound collection spectrum. ,
The first sound collection spectrum and the second sound collection spectrum when the specific time is on, the first sound collection spectrum and the second sound collection spectrum when the sound is off before and after the specific time, and the first sound collection spectrum. Based on the reference spectrum and the second reference spectrum, the spectrum of the sound to be measured is calculated by subtracting the noise spectrum from the first sound collection spectrum or the second sound collection spectrum at the time of on. A method for measuring acoustic characteristics.
前記第1集音スペクトルと前記第2集音スペクトルとの比を計算し、on時の前後のoff時における前記比の差が、所定の閾値以下であることを基準として前記特定の回を選択する
ことを特徴とする請求項5に記載の音響特性測定方法。
The ratio between the first sound collection spectrum and the second sound collection spectrum is calculated, and the specific time is selected based on the fact that the difference between the ratios before and after the on time is equal to or less than a predetermined threshold value. The method for measuring acoustic characteristics according to claim 5, wherein the method is to be used.
前記第1集音信号をフーリエ変換して前記第1集音スペクトルを算出し、
前記第2集音信号をフーリエ変換して前記第2集音スペクトルを算出する、
ことを特徴とする請求項5または6に記載の音響特性測定方法。
The first sound collection signal is Fourier transformed to calculate the first sound collection spectrum.
The second sound collection signal is Fourier transformed to calculate the second sound collection spectrum.
The method for measuring acoustic characteristics according to claim 5 or 6.
前記第1マイクロホンと前記第2マイクロホンの、一方が無指向性マイクロホンであり、他方が指向性マイクロホンである
ことを特徴とする請求項5乃至7のいずれか一項に記載の音響特性測定方法。
The method for measuring acoustic characteristics according to any one of claims 5 to 7, wherein one of the first microphone and the second microphone is an omnidirectional microphone and the other is a directional microphone.
雑音源からの雑音と測定対象物から発生する測定対象音とを含む検査対象音の音響特性を測定するための音響特性測定プログラムであって、
前記測定対象物と、無指向性の第1マイクロホンと、指向性の第2マイクロホンとを所定の位置関係に配置した状態で、
前記雑音を遮断した環境で、前記第1マイクロホンが前記測定対象音を集音した第1集音信号から第1基準スペクトルを算出する処理と、第2マイクロホンが前記測定対象音を集音した第2基集音信号から第2基準スペクトルを算出する処理と、
前記測定対象音を所定周期でon/offさせる制御を行い、前記第1集音信号を取得して第1集音スペクトルを算出する処理と、戦記第2集音信号を取得して第2集音スペクトルを算出する処理と、
特定の回のon時の前記第1集音スペクトルと前記第2集音スペクトルと、前記特定の回の前後のoff時の前記第1集音スペクトルと前記第2集音スペクトルと、前記第1基準スペクトルと、前記第2基準スペクトルと、に基づいて、前記on時の前記第1集音スペクトルまたは前記第2集音スペクトルから前記雑音のスペクトルを差し引いて、前記測定対象音のスペクトルを算出する処理と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする音響特性測定プログラム。
It is an acoustic characteristic measurement program for measuring the acoustic characteristics of the sound to be inspected including the noise from the noise source and the sound to be measured generated from the object to be measured.
With the measurement object, the omnidirectional first microphone, and the directional second microphone arranged in a predetermined positional relationship,
In an environment where the noise is blocked, a process of calculating the first reference spectrum from the first sound collection signal in which the first microphone collects the measurement target sound, and a second microphone in which the measurement target sound is collected. The process of calculating the second reference spectrum from the two sound collection signals and
Control is performed to turn on / off the measurement target sound at a predetermined cycle, the process of acquiring the first sound collection signal to calculate the first sound collection spectrum, and the process of acquiring the war record second sound collection signal and collecting the second sound. The process of calculating the sound spectrum and
The first sound collection spectrum and the second sound collection spectrum when the specific time is on, the first sound collection spectrum and the second sound collection spectrum when the sound is off before and after the specific time, and the first sound collection spectrum. Based on the reference spectrum and the second reference spectrum, the spectrum of the sound to be measured is calculated by subtracting the noise spectrum from the first sound collection spectrum or the second sound collection spectrum at the time of on. Processing and
An acoustic characteristic measurement program characterized by having a computer execute the above.
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