JP3482055B2 - 高精度音線追跡装置および高精度音線追跡方法 - Google Patents
高精度音線追跡装置および高精度音線追跡方法Info
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- JP3482055B2 JP3482055B2 JP32589095A JP32589095A JP3482055B2 JP 3482055 B2 JP3482055 B2 JP 3482055B2 JP 32589095 A JP32589095 A JP 32589095A JP 32589095 A JP32589095 A JP 32589095A JP 3482055 B2 JP3482055 B2 JP 3482055B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ホール・スタジオ
等の建築物の音場を解析したり、音場をシミュレートし
て完成前に試聴できる音のバーチャルリアリティ（仮想
現実）システムに用いられる高精度音線追跡装置および
高精度音線追跡方法に関する。
等の建築物の音場を解析したり、音場をシミュレートし
て完成前に試聴できる音のバーチャルリアリティ（仮想
現実）システムに用いられる高精度音線追跡装置および
高精度音線追跡方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ホール・スタジオ等の建築物の音場を解
析するために、ある一点から発せられた音が、音の到達
する受音点まで、複数の壁や天井などをどのような経路
で伝わるかを求めることが必要不可欠となる。
析するために、ある一点から発せられた音が、音の到達
する受音点まで、複数の壁や天井などをどのような経路
で伝わるかを求めることが必要不可欠となる。
【０００３】ホール・スタジオ等の音場を解析する際に
用いる反射音線を求める手法には、音の波動性の考慮の
有無で大きく２つに分類され、そのうち、音の波動性を
考慮していない幾何学的方法としては、虚像法と音線追
跡法がある。
用いる反射音線を求める手法には、音の波動性の考慮の
有無で大きく２つに分類され、そのうち、音の波動性を
考慮していない幾何学的方法としては、虚像法と音線追
跡法がある。
【０００４】虚像法は、図８に示すように、光が鏡面反
射する手法と同様、音源から壁面に垂線を引き、この垂
線の長さと同じ距離だけ壁面から奥に離れた点（虚音
像）を求め、この虚音像と受音点を結んで反射音を得る
方法である。
射する手法と同様、音源から壁面に垂線を引き、この垂
線の長さと同じ距離だけ壁面から奥に離れた点（虚音
像）を求め、この虚音像と受音点を結んで反射音を得る
方法である。
【０００５】一方、音線追跡法は、図９に示すように、
音源を中心に多数の“音線”（一定のスピードで直線状
に進む音を音の線でモデル化したもの）を発射し、それ
らの音線を１本１本追跡して、受音エリアに到達した音
線のみを反射音として採用する方法である。
音源を中心に多数の“音線”（一定のスピードで直線状
に進む音を音の線でモデル化したもの）を発射し、それ
らの音線を１本１本追跡して、受音エリアに到達した音
線のみを反射音として採用する方法である。
【０００６】この従来の音線追跡法を図１０を参照して
更に詳しく説明すると、まず音線を追跡する最大時間
（最大追跡時間）、音線を発射する刻み角の設定を行
い、これら設定データから受音エリアを決定する（Ｓ１
０１）。次に、音源を中心に多数の音線を発射し（Ｓ１
０３）、それら音線を１本１本追跡する音線経路探索を
実行し（Ｓ１０４）、壁で反射を繰り返した音線が、最
大追跡時間内でかつ一定の閾値レベル以上で（Ｓ１０
５）、上記受音エリアに到達したか否かを調べる（Ｓ１
０６）。音線が受音エリアに到達する場合は、その音線
を有効な音線（即ち、反射音）として採用してセーブ
（保存）処理し（Ｓ１０９）、全ての音線を上記のよう
にして追跡し終ったら（Ｓ１１０）、本解析処理を終了
する（Ｓ１１２）。
更に詳しく説明すると、まず音線を追跡する最大時間
（最大追跡時間）、音線を発射する刻み角の設定を行
い、これら設定データから受音エリアを決定する（Ｓ１
０１）。次に、音源を中心に多数の音線を発射し（Ｓ１
０３）、それら音線を１本１本追跡する音線経路探索を
実行し（Ｓ１０４）、壁で反射を繰り返した音線が、最
大追跡時間内でかつ一定の閾値レベル以上で（Ｓ１０
５）、上記受音エリアに到達したか否かを調べる（Ｓ１
０６）。音線が受音エリアに到達する場合は、その音線
を有効な音線（即ち、反射音）として採用してセーブ
（保存）処理し（Ｓ１０９）、全ての音線を上記のよう
にして追跡し終ったら（Ｓ１１０）、本解析処理を終了
する（Ｓ１１２）。
【０００７】虚像法を用いることにより、正確な反射経
路が幾何学的に求まる反面、反射する回数（反射次数ｎ
r ）が多くなると、次式（１）に示すように、計算時間
Ｔがｎr に対して指数的に増加するので、実用的に乏し
い一面がある。最近は、反射次数が小さい段階で虚像法
を、それ以降は音線追跡法を用いるといった混合手法も
提案されている。
路が幾何学的に求まる反面、反射する回数（反射次数ｎ
r ）が多くなると、次式（１）に示すように、計算時間
Ｔがｎr に対して指数的に増加するので、実用的に乏し
い一面がある。最近は、反射次数が小さい段階で虚像法
を、それ以降は音線追跡法を用いるといった混合手法も
提案されている。
【０００８】
【数６】
【０００９】ただし、ｎr は反射次数、ｎw は総壁面数
を表わす。
を表わす。
【００１０】ホールの音を分析したり、予測・再現して
聴くために長い遅れ時間を持つ反射音まで求めることが
必要な場合、実用的な観点から一般に音線追跡法を用い
ている。そのため、反射次数が大きい場合も、虚像法か
ら求められる精度に近い音線追跡が可能な手法が必要と
なっている。
聴くために長い遅れ時間を持つ反射音まで求めることが
必要な場合、実用的な観点から一般に音線追跡法を用い
ている。そのため、反射次数が大きい場合も、虚像法か
ら求められる精度に近い音線追跡が可能な手法が必要と
なっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、虚像法
は反射次数が大きくなると事実上計算不可能となる問題
がある。一方、従来の音線追跡法では、受音点を点では
なく、一定の半径を持つ球からなる領域とみなし（図９
参照）、この受音エリアの中に入射する音線を採用する
方法を取っている。この際、受音エリアの大きさによっ
て、同じ反射経路を通った音線が複数個存在する（後述
の図１１〜図１３図参照）といった、受音点を点ではな
く、広がりのある一つの領域とみなしていることから生
ずる誤差が問題となる。
は反射次数が大きくなると事実上計算不可能となる問題
がある。一方、従来の音線追跡法では、受音点を点では
なく、一定の半径を持つ球からなる領域とみなし（図９
参照）、この受音エリアの中に入射する音線を採用する
方法を取っている。この際、受音エリアの大きさによっ
て、同じ反射経路を通った音線が複数個存在する（後述
の図１１〜図１３図参照）といった、受音点を点ではな
く、広がりのある一つの領域とみなしていることから生
ずる誤差が問題となる。
【００１２】本発明は、上述した誤差を少くするため、
不必要な音線を除去できる高精度音線追跡装置および高
精度音線追跡方法を提供することを目的とする。
不必要な音線を除去できる高精度音線追跡装置および高
精度音線追跡方法を提供することを目的とする。
【００１３】本発明の更なる目的は、ホールの音を分析
したり、予測・再現して聴くために長い遅れ時間を持つ
反射音まで求めることが必要な場合においても、計算上
不可能である虚像法から求められる精度に近い音線追跡
が可能となり、高品質な音場シミュレーションを実現で
きる高精度音線追跡装置および高精度音線追跡方法を提
供することにある。
したり、予測・再現して聴くために長い遅れ時間を持つ
反射音まで求めることが必要な場合においても、計算上
不可能である虚像法から求められる精度に近い音線追跡
が可能となり、高品質な音場シミュレーションを実現で
きる高精度音線追跡装置および高精度音線追跡方法を提
供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の高精度音線追跡装置は、建物の音場を解析
する際に用いる反射音の経路を求める装置において、音
線を追跡する最大追跡時間と該音線を発射する刻み角と
を指定する指定手段と、該指定手段で指定された前記最
大追跡時間および前記刻み角から受音エリアの球の半径
を算出する第１の演算手段と、前記指定手段で指定され
た前記刻み角で音源から音線を順次発射する音線発射手
段と、前記第１の演算手段で算出された球の半径からな
る受音エリアに前記音線発射手段により発射された音線
が入射するか否かを判定する第１の判定手段と、該第１
の判定手段が前記受音エリアに前記音線が入射すると判
定した場合に、前記音源から該受音エリアに到達する時
間から新たな受音エリアの球の半径の大きさ（最初の半
径より小さくなる）を算出する第２の演算手段と、該第
２の演算手段で算出された半径の大きさを持った球の受
音エリアに前記音線発射手段により発射された同一の音
線が入射するか否かを再度判定する第２の判定手段と、
該第２の判定手段が新たに用意された前記受音エリアに
前記音線が入射すると判定した場合にのみ該音線をセー
ブすることで不必要な音線を除去するセーブ手段とを具
備することを特徴とする。
め、本発明の高精度音線追跡装置は、建物の音場を解析
する際に用いる反射音の経路を求める装置において、音
線を追跡する最大追跡時間と該音線を発射する刻み角と
を指定する指定手段と、該指定手段で指定された前記最
大追跡時間および前記刻み角から受音エリアの球の半径
を算出する第１の演算手段と、前記指定手段で指定され
た前記刻み角で音源から音線を順次発射する音線発射手
段と、前記第１の演算手段で算出された球の半径からな
る受音エリアに前記音線発射手段により発射された音線
が入射するか否かを判定する第１の判定手段と、該第１
の判定手段が前記受音エリアに前記音線が入射すると判
定した場合に、前記音源から該受音エリアに到達する時
間から新たな受音エリアの球の半径の大きさ（最初の半
径より小さくなる）を算出する第２の演算手段と、該第
２の演算手段で算出された半径の大きさを持った球の受
音エリアに前記音線発射手段により発射された同一の音
線が入射するか否かを再度判定する第２の判定手段と、
該第２の判定手段が新たに用意された前記受音エリアに
前記音線が入射すると判定した場合にのみ該音線をセー
ブすることで不必要な音線を除去するセーブ手段とを具
備することを特徴とする。
【００１５】また、本発明の装置は、他の形態として、
建物の音場を解析する際に用いる反射音の経路を求める
装置において、音線を追跡する最大追跡時間と受音エリ
アの球の半径を指定する指定手段と、該指定手段で指定
された前記最大追跡時間および前記半径から音線を発射
する刻み角を自動設定する刻み角設定手段と、該刻み角
設定手段で設定された前記刻み角で音源から音線を順次
発射する音線発射手段と、前記指定手段で指定された前
記球の半径からなる受音エリアに前記音線発射手段によ
り発射された音線が入射するか否かを判定する第１の判
定手段と、該第１の判定手段が前記受音エリアに前記音
線が入射すると判定した場合に、前記音源から該受音エ
リアに到達する時間から新たな受音エリアの球の半径の
大きさ（最初の半径より小さくなる）を算出する演算手
段と、該演算手段で算出された半径の大きさを持った球
の受音エリアに前記音線発射手段により発射された同一
の音線が入射するか否かを再度判定する第２の判定手段
と、該第２の判定手段が新たに用意された前記受音エリ
アに前記音線が入射すると判定した場合にのみ該音線を
セーブすることで不必要な音線を除去するセーブ手段と
を具備することを特徴とすることができる。
建物の音場を解析する際に用いる反射音の経路を求める
装置において、音線を追跡する最大追跡時間と受音エリ
アの球の半径を指定する指定手段と、該指定手段で指定
された前記最大追跡時間および前記半径から音線を発射
する刻み角を自動設定する刻み角設定手段と、該刻み角
設定手段で設定された前記刻み角で音源から音線を順次
発射する音線発射手段と、前記指定手段で指定された前
記球の半径からなる受音エリアに前記音線発射手段によ
り発射された音線が入射するか否かを判定する第１の判
定手段と、該第１の判定手段が前記受音エリアに前記音
線が入射すると判定した場合に、前記音源から該受音エ
リアに到達する時間から新たな受音エリアの球の半径の
大きさ（最初の半径より小さくなる）を算出する演算手
段と、該演算手段で算出された半径の大きさを持った球
の受音エリアに前記音線発射手段により発射された同一
の音線が入射するか否かを再度判定する第２の判定手段
と、該第２の判定手段が新たに用意された前記受音エリ
アに前記音線が入射すると判定した場合にのみ該音線を
セーブすることで不必要な音線を除去するセーブ手段と
を具備することを特徴とすることができる。
【００１６】上記目的を達成するため、本発明の高精度
音線追跡方法は、建物の音場を解析する際に用いる反射
音線を求める手法の１つである音線追跡法の受音エリア
における球の半径の大きさを可変にすることにより、不
必要な反射音を除去することを可能としたことを特徴と
する。
音線追跡方法は、建物の音場を解析する際に用いる反射
音線を求める手法の１つである音線追跡法の受音エリア
における球の半径の大きさを可変にすることにより、不
必要な反射音を除去することを可能としたことを特徴と
する。
【００１７】また、本発明の方法は、他の形態として、
音線を追跡する最大追跡時間と該音線を発射する刻み角
とを指定する指定ステップと、該指定ステップで指定さ
れた前記最大追跡時間および前記刻み角から受音エリア
の球の半径を算出する第１の演算ステップと、前記指定
ステップで指定された前記刻み角で音源から音線を発射
する音線発射ステップと、前記第１の演算ステップで算
出された球の半径からなる受音エリアに前記音線発射ス
テップで発射された音線が入射するか否かを判定する第
１の判定ステップと、該第１の判定ステップで前記受音
エリアに前記音線が入射すると判定した場合に、前記音
源から該受音エリアに到達する時間から新たな受音エリ
アの球の半径の大きさ（最初の半径より小さくなる）を
算出する第２の演算ステップと、該第２の演算ステップ
で算出された半径の大きさを持った球の受音エリアに前
記音線発射ステップで発射された同一の音線が入射する
か否かを再度判定する第２の判定ステップと、該第２の
判定ステップが新たに用意された前記受音エリアに前記
音線が入射すると判定した場合にのみ該音線をセーブす
ることで不必要な音線を除去するセーブステップとを有
することを特徴とすることができる。
音線を追跡する最大追跡時間と該音線を発射する刻み角
とを指定する指定ステップと、該指定ステップで指定さ
れた前記最大追跡時間および前記刻み角から受音エリア
の球の半径を算出する第１の演算ステップと、前記指定
ステップで指定された前記刻み角で音源から音線を発射
する音線発射ステップと、前記第１の演算ステップで算
出された球の半径からなる受音エリアに前記音線発射ス
テップで発射された音線が入射するか否かを判定する第
１の判定ステップと、該第１の判定ステップで前記受音
エリアに前記音線が入射すると判定した場合に、前記音
源から該受音エリアに到達する時間から新たな受音エリ
アの球の半径の大きさ（最初の半径より小さくなる）を
算出する第２の演算ステップと、該第２の演算ステップ
で算出された半径の大きさを持った球の受音エリアに前
記音線発射ステップで発射された同一の音線が入射する
か否かを再度判定する第２の判定ステップと、該第２の
判定ステップが新たに用意された前記受音エリアに前記
音線が入射すると判定した場合にのみ該音線をセーブす
ることで不必要な音線を除去するセーブステップとを有
することを特徴とすることができる。
【００１８】また、本発明の方法は、他の形態として、
音線を追跡する最大追跡時間と受音エリアの球の半径を
指定する指定ステップと、該指定ステップで指定された
前記最大追跡時間および前記半径から音線を発射する刻
み角を自動設定する刻み角設定ステップと、該刻み角設
定ステップで設定された前記刻み角で音源から音線を順
次発射する音線発射ステップと、前記指定ステップで指
定された前記球の半径からなる受音エリアに前記音線発
射ステップで発射された音線が入射するか否かを判定す
る第１の判定ステップと、該第１の判定ステップで前記
受音エリアに前記音線が入射すると判定した場合に、前
記音源から該受音エリアに到達する時間から新たな受音
エリアの球の半径の大きさ（最初の半径より小さくな
る）を算出する演算ステップと、該演算ステップで算出
された半径の大きさを持った球の受音エリアに前記音線
発射ステップで発射された同一の音線が入射するか否か
を再度判定する第２の判定ステップと、該第２の判定ス
テップが新たに用意された前記受音エリアに前記音線が
入射すると判定した場合にのみ該音線をセーブすること
で不必要な音線を除去するセーブステップとを有するこ
とを特徴とすることができる。
音線を追跡する最大追跡時間と受音エリアの球の半径を
指定する指定ステップと、該指定ステップで指定された
前記最大追跡時間および前記半径から音線を発射する刻
み角を自動設定する刻み角設定ステップと、該刻み角設
定ステップで設定された前記刻み角で音源から音線を順
次発射する音線発射ステップと、前記指定ステップで指
定された前記球の半径からなる受音エリアに前記音線発
射ステップで発射された音線が入射するか否かを判定す
る第１の判定ステップと、該第１の判定ステップで前記
受音エリアに前記音線が入射すると判定した場合に、前
記音源から該受音エリアに到達する時間から新たな受音
エリアの球の半径の大きさ（最初の半径より小さくな
る）を算出する演算ステップと、該演算ステップで算出
された半径の大きさを持った球の受音エリアに前記音線
発射ステップで発射された同一の音線が入射するか否か
を再度判定する第２の判定ステップと、該第２の判定ス
テップが新たに用意された前記受音エリアに前記音線が
入射すると判定した場合にのみ該音線をセーブすること
で不必要な音線を除去するセーブステップとを有するこ
とを特徴とすることができる。
【００１９】本発明では、上記のように、ホール・スタ
ジオ等の建築物の音場を解析する際に用いる反射音線を
求める手法の１つである音線追跡法を改良し、音線追跡
法の受音エリアにおける球の半径の大きさを可変にする
ことにより、不必要な反射音を除去することを可能とし
ている。即ち、本発明は、使用者が指定する球の半径、
もしくは、使用者が指定する音線を追跡する最大時間お
よび音線を発射する刻み角から算出される球の半径から
なる受音エリアに、音線が入射するか否かを判断し、入
射する場合に、音源から受音エリアに到達する時間から
算出される半径の大きさ（最初の半径より小さくなる）
を持った球のエリアを新たに用意し、この新しい受音エ
リアに入射するか否かを再度判定することによって不必
要な音線を除去する。
ジオ等の建築物の音場を解析する際に用いる反射音線を
求める手法の１つである音線追跡法を改良し、音線追跡
法の受音エリアにおける球の半径の大きさを可変にする
ことにより、不必要な反射音を除去することを可能とし
ている。即ち、本発明は、使用者が指定する球の半径、
もしくは、使用者が指定する音線を追跡する最大時間お
よび音線を発射する刻み角から算出される球の半径から
なる受音エリアに、音線が入射するか否かを判断し、入
射する場合に、音源から受音エリアに到達する時間から
算出される半径の大きさ（最初の半径より小さくなる）
を持った球のエリアを新たに用意し、この新しい受音エ
リアに入射するか否かを再度判定することによって不必
要な音線を除去する。
【００２０】また、本発明では、到達する音線の履歴情
報を最終的に照合し、同一経路の音線が存在する場合
は、一方を除去する機能も有している。
報を最終的に照合し、同一経路の音線が存在する場合
は、一方を除去する機能も有している。
【００２１】このように、本発明は、従来の音線追跡法
において、同じ反射経路を通った音線が複数個存在する
場合が生じる問題を、受音エリアの大きさを２段階に変
化させる方法と、反射経路の履歴を照合し、同一経路の
音線が生じた場合に一方を除去する方法の、前者の方法
または両者の方法を用いて解決しているので、ホールス
タジオ等の建築物の音場の解析や、音場をシミュレート
して完成前に試聴できる音のバーチャルリアリティ（仮
想現実）システムの精度を向上させることができ、特に
ホールの音を分析したり、予測・再現して聴くために長
い遅れ時間を持つ反射音まで求めることが必要な場合に
おいても、計算上不可能である虚像法から求められる精
度に近い音線追跡が可能となり、高品質な音場シミュレ
ーションを実現できる。
において、同じ反射経路を通った音線が複数個存在する
場合が生じる問題を、受音エリアの大きさを２段階に変
化させる方法と、反射経路の履歴を照合し、同一経路の
音線が生じた場合に一方を除去する方法の、前者の方法
または両者の方法を用いて解決しているので、ホールス
タジオ等の建築物の音場の解析や、音場をシミュレート
して完成前に試聴できる音のバーチャルリアリティ（仮
想現実）システムの精度を向上させることができ、特に
ホールの音を分析したり、予測・再現して聴くために長
い遅れ時間を持つ反射音まで求めることが必要な場合に
おいても、計算上不可能である虚像法から求められる精
度に近い音線追跡が可能となり、高品質な音場シミュレ
ーションを実現できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
施の形態を詳細に説明する。
【００２３】（原理）図１に、本発明による高精度音線
追跡方法の原理を概念的に示す。図１において、１はス
テージ上の音源、２はコンサートホールやスタジオ等の
壁面、３は受音エリアを示す。受音エリア３は受音点を
中心とし半径ｒの球で表わされる。本発明では、この受
音エリア３における球の半径の大きさを可変（ｒ→
ｒ′）にすることにより、不必要な反射音を除去するこ
とを可能としている。
追跡方法の原理を概念的に示す。図１において、１はス
テージ上の音源、２はコンサートホールやスタジオ等の
壁面、３は受音エリアを示す。受音エリア３は受音点を
中心とし半径ｒの球で表わされる。本発明では、この受
音エリア３における球の半径の大きさを可変（ｒ→
ｒ′）にすることにより、不必要な反射音を除去するこ
とを可能としている。
【００２４】（装置構成）図２は本発明の一実施形態の
装置構成を示す。図２において、１１は装置全体の制御
および演算等を司るＣＰＵ（中央演算処理装置）であ
り、ＣＰＵ１１はバス１２を介して室形入力回路１３、
壁面材料特性入力回路１４、プログラムメモリ（ＰＲＯ
Ｍ）１５、処理バッファ１６およびファイル１７等と接
続している。
装置構成を示す。図２において、１１は装置全体の制御
および演算等を司るＣＰＵ（中央演算処理装置）であ
り、ＣＰＵ１１はバス１２を介して室形入力回路１３、
壁面材料特性入力回路１４、プログラムメモリ（ＰＲＯ
Ｍ）１５、処理バッファ１６およびファイル１７等と接
続している。
【００２５】ＣＰＵ１１は、例えば公知のワンチップマ
イクロコンピュータやパーソナルコンピュータ等が適用
できる。室形入力回路１３は、解析対象となるホールや
スタジオの室形を入力するための図面データ（設計デー
タ）を入力する回路である。壁面材料特性入力回路１４
はホールやスタジオの壁面の材料特性を入力するための
吸音率データを入力する回路である。プログラムメモリ
１５は、ＣＰＵ１１が実行する本発明に関わる図３に示
すような制御手順（プログラム）、及び受音点半径ｒ、
全追跡時間Ｔ、音線発射刻み角θなどをあらかじめ格納
している。
イクロコンピュータやパーソナルコンピュータ等が適用
できる。室形入力回路１３は、解析対象となるホールや
スタジオの室形を入力するための図面データ（設計デー
タ）を入力する回路である。壁面材料特性入力回路１４
はホールやスタジオの壁面の材料特性を入力するための
吸音率データを入力する回路である。プログラムメモリ
１５は、ＣＰＵ１１が実行する本発明に関わる図３に示
すような制御手順（プログラム）、及び受音点半径ｒ、
全追跡時間Ｔ、音線発射刻み角θなどをあらかじめ格納
している。
【００２６】処理バッファ１６はＣＰＵ１１が作業領域
として使用するＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）内に
確保されており、反射音の経路情報等を格納するメモリ
であり、例えば、上記ＲＡＭの他に、ＩＣメモリやフロ
ッピーディスク等の記録媒体が適用できる。
として使用するＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）内に
確保されており、反射音の経路情報等を格納するメモリ
であり、例えば、上記ＲＡＭの他に、ＩＣメモリやフロ
ッピーディスク等の記録媒体が適用できる。
【００２７】後述の図３に示す手順を、例えば図２の１
８〜２１に示すように、公知技術により全てハード化し
て専用機として構成することももちろん可能である。こ
こで、１８は音線発射部、１９は比較器、２０は演算器
および２１は比較器である。
８〜２１に示すように、公知技術により全てハード化し
て専用機として構成することももちろん可能である。こ
こで、１８は音線発射部、１９は比較器、２０は演算器
および２１は比較器である。
【００２８】（動作例）図３は本発明の一実施形態の動
作例を示す。なお、Ｓ１〜Ｓ１４は処理ステップを表
す。
作例を示す。なお、Ｓ１〜Ｓ１４は処理ステップを表
す。
【００２９】Ｓ１：追跡時間・刻み角の設定等
使用者（操作者）が音線を追跡する最大時間および音線
を発射する刻み角を指定する。使用者が指定した刻み角
と最大追跡時間から次のような演算により受音エリアの
球の半径ｒを決定する。即ち、 Ｓ１−１：音源から発射する音線数Ｍを、刻み角θ（θ
が小さいほど、精度が上がる）の間隔で音線を発射した
場合、次式（２）で与える。
を発射する刻み角を指定する。使用者が指定した刻み角
と最大追跡時間から次のような演算により受音エリアの
球の半径ｒを決定する。即ち、 Ｓ１−１：音源から発射する音線数Ｍを、刻み角θ（θ
が小さいほど、精度が上がる）の間隔で音線を発射した
場合、次式（２）で与える。
【００３０】
【数７】
【００３１】ただし、Ｌは赤道（仮想球と水平面との交
線）を含む面内の音線数でＬ＝３６０°／θとなる。ま
た、２ｍ＋１は、北極から南極までの間のθ間隔の緯線
の総数、すなわち（１８０／θ）＋１である。例えば、
θ＝０．５の場合には、ｍ＝１８０、Ｍ＝１６４６７６
本となる。
線）を含む面内の音線数でＬ＝３６０°／θとなる。ま
た、２ｍ＋１は、北極から南極までの間のθ間隔の緯線
の総数、すなわち（１８０／θ）＋１である。例えば、
θ＝０．５の場合には、ｍ＝１８０、Ｍ＝１６４６７６
本となる。
【００３２】Ｓ１−２：離散的な音線が必ず一度は受音
点がある領域（受音エリア）に当たるためには、受音エ
リアの球の半径ｒは、最大追跡時間Ｔ、発射音線総数Ｍ
を用いて次式（３）で表される。この時、最大追跡時間
Ｔは、解析対象となるホール，スタジオのおおよその残
響時間（響きの長さ）で決定する。
点がある領域（受音エリア）に当たるためには、受音エ
リアの球の半径ｒは、最大追跡時間Ｔ、発射音線総数Ｍ
を用いて次式（３）で表される。この時、最大追跡時間
Ｔは、解析対象となるホール，スタジオのおおよその残
響時間（響きの長さ）で決定する。
【００３３】
【数８】
ｒ＝２ｃＴ／Ｍ1/2 …（３）
ただし、ｃは音速３４０ｍ／ｓである。
【００３４】Ｓ２：次に、決定した上記受音エリアの球
の半径ｒが適確な値か否かを判断し、適確でなければそ
の旨を表示して、適確となるまでＳ１の処理を繰り返
す。即ち、一般には、受音点は床上約１．２ｍ（着席し
たときの耳の高さ）に設定することが多いため、上記Ｓ
１−２における処理でｒ＞１．２ｍの時には受音エリア
が床下に食い込んでしまうため、θ，Ｔの値を調整しな
がら、ｒ≒１．２ｍになるように、Ｓ１−１，Ｓ１−２
を含むＳ１の操作を繰り返す。
の半径ｒが適確な値か否かを判断し、適確でなければそ
の旨を表示して、適確となるまでＳ１の処理を繰り返
す。即ち、一般には、受音点は床上約１．２ｍ（着席し
たときの耳の高さ）に設定することが多いため、上記Ｓ
１−２における処理でｒ＞１．２ｍの時には受音エリア
が床下に食い込んでしまうため、θ，Ｔの値を調整しな
がら、ｒ≒１．２ｍになるように、Ｓ１−１，Ｓ１−２
を含むＳ１の操作を繰り返す。
【００３５】なお、Ｓ１３およびＳ１４のステップは、
上記の繰り返し操作を自動化した場合の例を示してお
り、後述する。
上記の繰り返し操作を自動化した場合の例を示してお
り、後述する。
【００３６】Ｓ３〜Ｓ６：音線の発射等
次に、上記の決定したθ，Ｔ，ｒを基に、音線を一本ず
つ発射し（Ｓ３）、壁で反射を繰り返した音線が（Ｓ
４）、最大追跡時間内かつ一定の閾値レベル以上で（Ｓ
５）、受音エリアに到達するかを調べる（Ｓ６）。
つ発射し（Ｓ３）、壁で反射を繰り返した音線が（Ｓ
４）、最大追跡時間内かつ一定の閾値レベル以上で（Ｓ
５）、受音エリアに到達するかを調べる（Ｓ６）。
【００３７】この項目Ｓ３〜Ｓ６で述べている方法の詳
細については周知であるので、例えば、A.Krokstabt 他
“ Calculating the acoustical room response by the
useof a ray tracing technique ”J.Sound Vib.8,118
(1968) を参照されたい。
細については周知であるので、例えば、A.Krokstabt 他
“ Calculating the acoustical room response by the
useof a ray tracing technique ”J.Sound Vib.8,118
(1968) を参照されたい。
【００３８】Ｓ７：再度、受音エリアの半径の算出
上記Ｓ６において、音線が受音エリアに到達する場合
は、発射から到達するまでの時間ｔ（ｔ＜Ｔ）を求め、
次式（４）から再度受音エリアの半径ｒ′を計算する。
受音エリアに到達する音線の到達時間ｔは発射される音
線毎に異なるので、半径ｒ′の値もその都度、異なるも
のになる。
は、発射から到達するまでの時間ｔ（ｔ＜Ｔ）を求め、
次式（４）から再度受音エリアの半径ｒ′を計算する。
受音エリアに到達する音線の到達時間ｔは発射される音
線毎に異なるので、半径ｒ′の値もその都度、異なるも
のになる。
【００３９】
【数９】
ｒ′＝２ｃｔ／Ｍ1/2 …（４）
Ｓ８，Ｓ９：新しい受音エリアに到達したか否かの判定
と、音線情報のセーブ上記Ｓ６で受音エリアに到達した
音線が、上記Ｓ７で新たに算出した半径ｒ′（ｒ′＜
ｒ）を有する受音エリア内にも到達するか否かを調べ
（Ｓ８）、到達する場合にはその音線を有効な音線とし
て採用してセーブ（保存）し、逆に到達しない音線は除
去する（採用しない）（Ｓ９）。この際、音線追跡を最
初から行うのではなく、最後に反射した壁面からの追跡
のみを行うことで、処理時間の短縮化を図っている。
と、音線情報のセーブ上記Ｓ６で受音エリアに到達した
音線が、上記Ｓ７で新たに算出した半径ｒ′（ｒ′＜
ｒ）を有する受音エリア内にも到達するか否かを調べ
（Ｓ８）、到達する場合にはその音線を有効な音線とし
て採用してセーブ（保存）し、逆に到達しない音線は除
去する（採用しない）（Ｓ９）。この際、音線追跡を最
初から行うのではなく、最後に反射した壁面からの追跡
のみを行うことで、処理時間の短縮化を図っている。
【００４０】Ｓ１０：次に全ての音線を追跡したか否か
を判定して、残っている音線があれば再びＳ３に戻るこ
とにより、Ｓ３からＳ９の作業をＭ本の音線について繰
り返し行う。
を判定して、残っている音線があれば再びＳ３に戻るこ
とにより、Ｓ３からＳ９の作業をＭ本の音線について繰
り返し行う。
【００４１】Ｓ１１：全ての音線についてＳ３からＳ９
の作業を終了した場合は、次に受音エリアに到達する音
線１本１本に対して、どの壁面に何回反射して到達した
のかという履歴情報を比較し、同一の経路（同じ壁を反
射してきた経路）を有した音線が存在した場合は、その
一方を除去する。その後、処理を終了する（Ｓ１２）。
の作業を終了した場合は、次に受音エリアに到達する音
線１本１本に対して、どの壁面に何回反射して到達した
のかという履歴情報を比較し、同一の経路（同じ壁を反
射してきた経路）を有した音線が存在した場合は、その
一方を除去する。その後、処理を終了する（Ｓ１２）。
【００４２】（変形例）
Ｓ１３，Ｓ１４：繰り返しの自動化処理
上記Ｓ１およびＳ２における繰り返しの自動化処理手法
について、以下に説明する。まず、使用者（操作者）が
Ｓ１３において音線を追跡する最大時間および受音エリ
アの球の半径を指定する。受音点は床上約１．２ｍ（着
席したときの耳の高さ）に設定することが多いため、初
期設定としてｒを固定にする（例えばｒ＝１．２ｍ）。
刻み角θの初期値をθ0 （例えばθ0 ＝１６°）として
上式（２）から、発射する音線数Ｍが求まる。このＭに
対して
について、以下に説明する。まず、使用者（操作者）が
Ｓ１３において音線を追跡する最大時間および受音エリ
アの球の半径を指定する。受音点は床上約１．２ｍ（着
席したときの耳の高さ）に設定することが多いため、初
期設定としてｒを固定にする（例えばｒ＝１．２ｍ）。
刻み角θの初期値をθ0 （例えばθ0 ＝１６°）として
上式（２）から、発射する音線数Ｍが求まる。このＭに
対して
【００４３】
【数１０】
ｒ＜２ｃＴ／Ｍ1/2 …（５）
が成立するか否かをＳ１４で調べる。成立しない場合
は、θをθ0 →θ0 ／２→θ0 ／４→θ0 ／８…と変化
させ、上式（５）が成立したθを刻み角として決定す
る。この手法を用いることにより、人間系で試行錯誤し
ながら繰り返し調整することなしに、自動的に刻み角を
決定することが可能となる。このＳ１４の刻み角の自動
決定の処理が終了したら、前述のＳ３の音線の発射処理
に移行する。その後の動作は前述の例と同様である。
は、θをθ0 →θ0 ／２→θ0 ／４→θ0 ／８…と変化
させ、上式（５）が成立したθを刻み角として決定す
る。この手法を用いることにより、人間系で試行錯誤し
ながら繰り返し調整することなしに、自動的に刻み角を
決定することが可能となる。このＳ１４の刻み角の自動
決定の処理が終了したら、前述のＳ３の音線の発射処理
に移行する。その後の動作は前述の例と同様である。
【００４４】（動作の特徴点）本実施形態の特徴点は、
本実施形態の動作例を表わす図３のフローチャートと、
前述した従来の動作例を表わす図１０のフローチャート
を比較すれば、より明確に理解できるであろう。図３の
Ｓ１，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ９，Ｓ１０は図１０
のＳ１０１，Ｓ１０３，Ｓ１０４，Ｓ１０５，Ｓ１０
６，Ｓ１０９，Ｓ１１０にそれぞれ対応する内容である
が、図３のＳ１３，Ｓ１４，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ１１の各手
順は、本発明に特有な動作であることが分る。
本実施形態の動作例を表わす図３のフローチャートと、
前述した従来の動作例を表わす図１０のフローチャート
を比較すれば、より明確に理解できるであろう。図３の
Ｓ１，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ９，Ｓ１０は図１０
のＳ１０１，Ｓ１０３，Ｓ１０４，Ｓ１０５，Ｓ１０
６，Ｓ１０９，Ｓ１１０にそれぞれ対応する内容である
が、図３のＳ１３，Ｓ１４，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ１１の各手
順は、本発明に特有な動作であることが分る。
【００４５】即ち、本発明の主な特徴点としては、
（ａ）使用者が指定する球の半径、もしくは、使用者が
指定する音線を追跡する最大時間および音線を発射する
刻み角から算出される球の半径からなる受音エリアに、
音線が入射するか否かを判断し、入射する場合に、音源
から受音エリアに到達する時間から算出される半径の大
きさ（最初の半径より小さくなる）を持った球のエリア
を新たに用意し（Ｓ７）、この新しい受音エリアに入射
するか否かを再度判定することによって不必要な音線を
除去する点（Ｓ８）と、（ｂ）到達する音線の履歴情報
を最終的に照合し、同一経路の音線が存在する場合は、
一方を除去する機能も有している点（Ｓ１１）の２つで
ある。
（ａ）使用者が指定する球の半径、もしくは、使用者が
指定する音線を追跡する最大時間および音線を発射する
刻み角から算出される球の半径からなる受音エリアに、
音線が入射するか否かを判断し、入射する場合に、音源
から受音エリアに到達する時間から算出される半径の大
きさ（最初の半径より小さくなる）を持った球のエリア
を新たに用意し（Ｓ７）、この新しい受音エリアに入射
するか否かを再度判定することによって不必要な音線を
除去する点（Ｓ８）と、（ｂ）到達する音線の履歴情報
を最終的に照合し、同一経路の音線が存在する場合は、
一方を除去する機能も有している点（Ｓ１１）の２つで
ある。
【００４６】本発明の他の特徴点は、適切な刻み角の自
動決定が可能な点（Ｓ１３，Ｓ１４）である。
動決定が可能な点（Ｓ１３，Ｓ１４）である。
【００４７】
【実施例】一例として、簡単な室形である直方体（容
積：９０００ｍ3 、表面積：２７００ｍ2 ）を対象に本
発明の高精度音線追跡法でシミュレートして求めた１次
反射音の径路を図４に示し、その２次反射音の径路を図
５に示し、その３次反射音の径路を図６に示す。これら
反射音線図は、音源ａから客席の受音点ｂまでの音の経
路を表し、どの壁面が反射に寄与しているかを視覚的に
把握することができるものである。図１１，図１２およ
び図１３は、これと比較のために、同一の条件の直方体
を用いて従来の音線追跡法で求めた１次，２次，３次反
射音の経路を示す。これらの図から、従来法では同じ経
路でありながら、１つの壁面で複数本の音線が反射して
しまう現象が、本発明の処理によって１本の反射音線に
修正されていることがわかる。
積：９０００ｍ3 、表面積：２７００ｍ2 ）を対象に本
発明の高精度音線追跡法でシミュレートして求めた１次
反射音の径路を図４に示し、その２次反射音の径路を図
５に示し、その３次反射音の径路を図６に示す。これら
反射音線図は、音源ａから客席の受音点ｂまでの音の経
路を表し、どの壁面が反射に寄与しているかを視覚的に
把握することができるものである。図１１，図１２およ
び図１３は、これと比較のために、同一の条件の直方体
を用いて従来の音線追跡法で求めた１次，２次，３次反
射音の経路を示す。これらの図から、従来法では同じ経
路でありながら、１つの壁面で複数本の音線が反射して
しまう現象が、本発明の処理によって１本の反射音線に
修正されていることがわかる。
【００４８】また、図７は、図６の反射音線図の反射音
を時間順に並べたものに対応し、本発明によって求めた
直接音到来後２５０ｍｓｅｃまでの初期反射音のシミュ
レーションの出力例である。図１４は、これと比較する
ために、従来の音線追跡法による反射音時系列を示し、
図１３の反射音線図の反射音を時間順に並べたものに対
応する。なお、図７，図１４のインパルス応答は、直線
音から５０ｍｓｅｃ以上遅れの孤立した反射音（エコ
ー）がないかどうかを判断するために使用される。これ
らの図４〜図７（または図１１〜図１４）は音響設計者
に提供される情報であり、設計者はこれらの情報を総合
的に判断して、ホールの壁面、天井の傾きや内装材料等
の室内音響設計を行う。
を時間順に並べたものに対応し、本発明によって求めた
直接音到来後２５０ｍｓｅｃまでの初期反射音のシミュ
レーションの出力例である。図１４は、これと比較する
ために、従来の音線追跡法による反射音時系列を示し、
図１３の反射音線図の反射音を時間順に並べたものに対
応する。なお、図７，図１４のインパルス応答は、直線
音から５０ｍｓｅｃ以上遅れの孤立した反射音（エコ
ー）がないかどうかを判断するために使用される。これ
らの図４〜図７（または図１１〜図１４）は音響設計者
に提供される情報であり、設計者はこれらの情報を総合
的に判断して、ホールの壁面、天井の傾きや内装材料等
の室内音響設計を行う。
【００４９】図７と図１４を比較すると、従来法では、
不必要な反射音群が本来必要な反射音の近辺に団子状に
存在していることがわかる。簡単な聴感実験により、そ
れぞれの手法で求めた反射音に音楽等の音響信号を畳み
込んだ信号を比較聴取したところ、本発明による手法
が、従来法よりもプリファレンスの評価が高いことを確
認している。
不必要な反射音群が本来必要な反射音の近辺に団子状に
存在していることがわかる。簡単な聴感実験により、そ
れぞれの手法で求めた反射音に音楽等の音響信号を畳み
込んだ信号を比較聴取したところ、本発明による手法
が、従来法よりもプリファレンスの評価が高いことを確
認している。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来の音線追跡法において、同じ反射経路を通った音線
が複数個存在する場合が生じる問題を、受音エリアの大
きさを２段階に変化させる方法と、反射経路の履歴を照
合し、同一経路の音線が生じた場合に一方を除去する方
法の、前者の方法または両者の方法を用いて解決してい
るので、ホールの音を分析したり、予測・再現して聴く
ために長い遅れ時間を持つ反射音まで求めることが必要
な場合に、虚像法では計算上不可能である高次（反射回
数の多い）の反射音時系列を、本発明ではより高精度に
求めることが可能となり、高品質な音場のシミュレーシ
ョンを実現できるという効果が得られる。
従来の音線追跡法において、同じ反射経路を通った音線
が複数個存在する場合が生じる問題を、受音エリアの大
きさを２段階に変化させる方法と、反射経路の履歴を照
合し、同一経路の音線が生じた場合に一方を除去する方
法の、前者の方法または両者の方法を用いて解決してい
るので、ホールの音を分析したり、予測・再現して聴く
ために長い遅れ時間を持つ反射音まで求めることが必要
な場合に、虚像法では計算上不可能である高次（反射回
数の多い）の反射音時系列を、本発明ではより高精度に
求めることが可能となり、高品質な音場のシミュレーシ
ョンを実現できるという効果が得られる。
【図１】本発明による高精度音線追跡法の原理を示す概
念図である。
念図である。
【図２】本発明の一実施形態の装置構成を示すブロック
図である。
図である。
【図３】本発明の一実施形態の動作例を示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図４】本発明の高精度音線追跡法で求めた１次反射音
の径路を示す反射音線図である。
の径路を示す反射音線図である。
【図５】本発明の高精度音線追跡法で求めた２次反射音
の径路を示す反射音線図である。
の径路を示す反射音線図である。
【図６】本発明の高精度音線追跡法で求めた３次反射音
の径路を示す反射音線図である。
の径路を示す反射音線図である。
【図７】本発明による図６の反射音線図の反射音を時間
順に並べたものに対応する反射音時系列図である。
順に並べたものに対応する反射音時系列図である。
【図８】従来の虚像法の原理を示す概念図である。
【図９】従来の音線追跡法の原理を示す概念図である。
【図１０】従来の音線追跡法の動作を示すフローチャー
トである。
トである。
【図１１】従来の音線追跡法で求めた１次反射音の径路
を示す反射音線図である。
を示す反射音線図である。
【図１２】従来の音線追跡法で求めた２次反射音の径路
を示す反射音線図である。
を示す反射音線図である。
【図１３】従来の音線追跡法で求めた３次反射音の経路
を示す反射音線図である。
を示す反射音線図である。
【図１４】従来の音線追跡法による図１３の反射音線図
の反射音を時間順に並べたものに対応する反射音時系列
図である。
の反射音を時間順に並べたものに対応する反射音時系列
図である。
１ 音源
２ 壁面（壁）
３ 受音エリア
１１ ＣＰＵ
１２ バス
１３ 室形入力回路
１４ 壁面材料特性入力回路
１５ プログラムメモリ（ＰＲＯＭ）
１６ 処理バッファ
１７ ファイル
１８ 音線発射部
１９ 比較器
２０ 演算器
２１ 比較器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−168587（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−11386（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−63404（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−19525（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−42427（ＪＰ，Ａ)
藤原恭司、吉村道彦、増田潔、周期構
造壁を持つ室内の音場シミュレーショ
ン，日本音響学会誌，1990年12月25日,
第47巻、第１号，ｐｐ．２−12
藤原恭司、吉村道彦、増田潔、音響計
測における確率・統計解析手法−統計手
法による室内音場予測，日本音響学会
誌，1994年 ２月 １日，第50巻、第２
号，ｐｐ．149−155
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01H 17/00
G01S 5/18
Claims (16)
- 【請求項１】 建物の音場を解析する際に用いる反射音
の経路を求める装置において、 音線を追跡する最大追跡時間と該音線を発射する刻み角
とを指定する指定手段と、 該指定手段で指定された前記最大追跡時間および前記刻
み角から受音エリアの球の半径を算出する第１の演算手
段と、 前記指定手段で指定された前記刻み角で音源から音線を
順次発射する音線発射手段と、 前記第１の演算手段で算出された球の半径からなる受音
エリアに前記音線発射手段により発射された音線が入射
するか否かを判定する第１の判定手段と、 該第１の判定手段が前記受音エリアに前記音線が入射す
ると判定した場合に、前記音源から該受音エリアに到達
する時間から新たな受音エリアの球の半径の大きさ（最
初の半径より小さくなる）を算出する第２の演算手段
と、 該第２の演算手段で算出された半径の大きさを持った球
の受音エリアに前記音線発射手段により発射された同一
の音線が入射するか否かを再度判定する第２の判定手段
と、 該第２の判定手段が新たに用意された前記受音エリアに
前記音線が入射すると判定した場合にのみ該音線をセー
ブすることで不必要な音線を除去するセーブ手段とを具
備することを特徴とする高精度音線追跡装置。 - 【請求項２】 前記第１の演算手段で算出された球の半
径が所定の最適値とほぼ同じ値であるか否かを判定し、
ほぼ同じ値になるまで前記指定手段と前記第１の演算手
段の操作を繰返させて、ほぼ同じ値になった場合の球の
半径の値を前記第１の判定手段に送る半径設定手段を有
することを特徴とする請求項１に記載の高精度音線追跡
装置。 - 【請求項３】 前記球の半径の前記所定の最適値はほぼ
１．２ｍであることを特徴とする請求項２に記載の高精
度音線追跡装置。 - 【請求項４】 前記第１の演算手段は前記最大追跡時間
Ｔおよび前記刻み角θから受音エリアの球の半径ｒを次
式 【数１】 を用いて算出することを特徴とする請求項１ないし３の
いずれかに記載の高精度音線追跡装置。 - 【請求項５】 前記第２の演算手段は前記音源から前記
受音エリアに到達する時間ｔから新たな受音エリアの球
の半径の大きさｒ′を次式 【数２】ｒ′＝２ｃｔ／Ｍ1/2 を用いて算出することを特徴とする請求項４に記載の高
精度音線追跡装置。 - 【請求項６】 建物の音場を解析する際に用いる反射音
の経路を求める装置において、 音線を追跡する最大追跡時間と受音エリアの球の半径を
指定する指定手段と、 該指定手段で指定された前記最大追跡時間および前記半
径から音線を発射する刻み角を自動設定する刻み角設定
手段と、 該刻み角設定手段で設定された前記刻み角で音源から音
線を順次発射する音線発射手段と、 前記指定手段で指定された前記球の半径からなる受音エ
リアに前記音線発射手段により発射された音線が入射す
るか否かを判定する第１の判定手段と、 該第１の判定手段が前記受音エリアに前記音線が入射す
ると判定した場合に、前記音源から該受音エリアに到達
する時間から新たな受音エリアの球の半径の大きさ（最
初の半径より小さくなる）を算出する演算手段と、 該演算手段で算出された半径の大きさを持った球の受音
エリアに前記音線発射手段により発射された同一の音線
が入射するか否かを再度判定する第２の判定手段と、 該第２の判定手段が新たに用意された前記受音エリアに
前記音線が入射すると判定した場合にのみ該音線をセー
ブすることで不必要な音線を除去するセーブ手段とを具
備することを特徴とする高精度音線追跡装置。 - 【請求項７】 前記指定手段で前記受音エリアの球の半
径を指定する代わりに、所定の球の半径を用いることを
特徴とする請求項６に記載の高精度音線追跡装置。 - 【請求項８】 前記刻み角設定手段は、前記最大追跡時
間Ｔおよび前記刻み角θから音源から発射する音線数Ｍ
を次式 【数３】 を用いて算出し、該Ｍに対して次式 【数４】ｒ＜２ｃｔ／Ｍ1/2 ただし、ｃ＝３４０ｍ／ｓ、が成立するか否かを調べ、
成立しない場合はθの値を順次変化させて上式が成立し
たθを刻み角として決定することを特徴とする請求項６
または７に記載の高精度音線追跡装置。 - 【請求項９】 前記演算手段は前記音源から前記受音エ
リアに到達する時間ｔから新たな受音エリアの球の半径
の大きさｒ′を次式 【数５】ｒ′＝２ｃｔ／Ｍ1/2 を用いて算出することを特徴とする請求項８に記載の高
精度音線追跡装置。 - 【請求項１０】 前記セーブ手段でセーブされた音線の
１本１本に対してどの壁面に何回反射して到達したかと
いう履歴情報から同一経路の音線が複数存在するか否か
を判断し、存在する場合は一方の音線を除去することで
同一経路の音線を１本に整理する音線整理手段を更に有
することを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記
載の高精度音線追跡装置。 - 【請求項１１】 前記第１の判定手段は、前記音線発射
手段により発射された音線を１本１本追跡する音線経路
探索を実行する音線経路探索手段と、 前記建物の壁で反射を繰返した音線が前記最大追跡時間
内でかつ一定の閾値レベル以上で、前記受音エリアに到
達したか否かを判断する比較手段とからなることを特徴
とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の高精度音
線追跡装置。 - 【請求項１２】 前記第２の判定手段は、音線追跡を最
初から行うのではなく、最後に反射した壁面からの音線
の追跡のみを行うことを特徴とする請求項１ないし１１
のいずれかに記載の高精度音線追跡装置。 - 【請求項１３】 建物の音場を解析する際に用いる反射
音線を求める手法の１つである音線追跡法の受音エリア
における球の半径の大きさを可変にすることにより、不
必要な反射音を除去することを可能としたことを特徴と
する高精度音線追跡方法。 - 【請求項１４】 音線を追跡する最大追跡時間と該音線
を発射する刻み角とを指定する指定ステップと、 該指定ステップで指定された前記最大追跡時間および前
記刻み角から受音エリアの球の半径を算出する第１の演
算ステップと、 前記指定ステップで指定された前記刻み角で音源から音
線を発射する音線発射ステップと、 前記第１の演算ステップで算出された球の半径からなる
受音エリアに前記音線発射ステップで発射された音線が
入射するか否かを判定する第１の判定ステップと、 該第１の判定ステップで前記受音エリアに前記音線が入
射すると判定した場合に、前記音源から該受音エリアに
到達する時間から新たな受音エリアの球の半径の大きさ
（最初の半径より小さくなる）を算出する第２の演算ス
テップと、 該第２の演算ステップで算出された半径の大きさを持っ
た球の受音エリアに前記音線発射ステップで発射された
同一の音線が入射するか否かを再度判定する第２の判定
ステップと、 該第２の判定ステップが新たに用意された前記受音エリ
アに前記音線が入射すると判定した場合にのみ該音線を
セーブすることで不必要な音線を除去するセーブステッ
プとを有することを特徴とする請求項１３に記載の高精
度音線追跡方法。 - 【請求項１５】 音線を追跡する最大追跡時間と受音エ
リアの球の半径を指定する指定ステップと、 該指定ステップで指定された前記最大追跡時間および前
記半径から音線を発射する刻み角を自動設定する刻み角
設定ステップと、 該刻み角設定ステップで設定された前記刻み角で音源か
ら音線を順次発射する音線発射ステップと、 前記指定ステップで指定された前記球の半径からなる受
音エリアに前記音線発射ステップで発射された音線が入
射するか否かを判定する第１の判定ステップと、 該第１の判定ステップで前記受音エリアに前記音線が入
射すると判定した場合に、前記音源から該受音エリアに
到達する時間から新たな受音エリアの球の半径の大きさ
（最初の半径より小さくなる）を算出する演算ステップ
と、 該演算ステップで算出された半径の大きさを持った球の
受音エリアに前記音線発射ステップで発射された同一の
音線が入射するか否かを再度判定する第２の判定ステッ
プと、 該第２の判定ステップが新たに用意された前記受音エリ
アに前記音線が入射すると判定した場合にのみ該音線を
セーブすることで不必要な音線を除去するセーブステッ
プとを有することを特徴とする請求項１３に記載の高精
度音線追跡方法。 - 【請求項１６】 前記セーブステップでセーブされた音
線の１本１本に対してどの壁面に何回反射して到達した
かという履歴情報から同一経路の音線が複数存在するか
否かを判断し、存在する場合は一方の音線を除去するこ
とで同一経路の音線を１本に整理する音線整理ステップ
を更に有することを特徴とする請求項１４または１５に
記載の高精度音線追跡方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32589095A JP3482055B2 (ja) | 1995-12-14 | 1995-12-14 | 高精度音線追跡装置および高精度音線追跡方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32589095A JP3482055B2 (ja) | 1995-12-14 | 1995-12-14 | 高精度音線追跡装置および高精度音線追跡方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09166482A JPH09166482A (ja) | 1997-06-24 |
| JP3482055B2 true JP3482055B2 (ja) | 2003-12-22 |
Family
ID=18181748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32589095A Expired - Lifetime JP3482055B2 (ja) | 1995-12-14 | 1995-12-14 | 高精度音線追跡装置および高精度音線追跡方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3482055B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009150841A1 (ja) | 2008-06-12 | 2009-12-17 | パナソニック株式会社 | コンテンツ再生装置およびコンテンツ再生方法 |
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| JP4062959B2 (ja) | 2002-04-26 | 2008-03-19 | ヤマハ株式会社 | 残響付与装置、残響付与方法、インパルス応答生成装置、インパルス応答生成方法、残響付与プログラム、インパルス応答生成プログラムおよび記録媒体 |
| JP5092922B2 (ja) * | 2008-06-19 | 2012-12-05 | ヤマハ株式会社 | ビーム経路表示装置 |
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| CN114397643B (zh) * | 2021-12-22 | 2024-04-26 | 山东科技大学 | 一种基于超短基线水声定位系统的声线修正方法 |
-
1995
- 1995-12-14 JP JP32589095A patent/JP3482055B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 藤原恭司、吉村道彦、増田潔、周期構造壁を持つ室内の音場シミュレーション，日本音響学会誌，１９９０年１２月２５日，第４７巻、第１号，ｐｐ．２−１２ |
| 藤原恭司、吉村道彦、増田潔、音響計測における確率・統計解析手法−統計手法による室内音場予測，日本音響学会誌，１９９４年 ２月 １日，第５０巻、第２号，ｐｐ．１４９−１５５ |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009150841A1 (ja) | 2008-06-12 | 2009-12-17 | パナソニック株式会社 | コンテンツ再生装置およびコンテンツ再生方法 |
| US8311400B2 (en) | 2008-06-12 | 2012-11-13 | Panasonic Corporation | Content reproduction apparatus and content reproduction method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09166482A (ja) | 1997-06-24 |
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