JP3918315B2

JP3918315B2 - インパルス応答測定方法

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Publication number: JP3918315B2
Application number: JP25044298A
Authority: JP
Inventors: 次男伊藤
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1998-08-20
Filing date: 1998-08-20
Publication date: 2007-05-23
Anticipated expiration: 2018-08-20
Also published as: JP2000069597A; US6453253B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、有響室で測定したインパルス応答から無響室での対応するインパルス応答を得るインパルス応答測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スピーカやマイクロホン等の電気音響変換素子のインパルス応答は反射や残響の影響を回避するため本来は無響室で測定する必要がある。しかし、無響室はどこにでも簡単に設置できるものではないため、従来は測定対象を無響室がある所までわざわざ運んで測定する必要があった。また、埋め込み型スピーカなど移動できないものは、事実上無響室での測定が困難であった。
【０００３】
これらの問題は、有響室で測定したインパルス応答から無響室相当のインパルス応答を求めることができれば解消される。これを実現する従来方法として、特開平６−３２４６８９号公報に記載された方法があった。これは、有響室で測定したインパルス応答から、第１反射音が現われる手前までの部分（テストパルスを発してから約２ｍｓｅｃ程度までの部分）を切り出して用いることにより、残響成分を除去して、これを無響室相当のインパルス応答として求めるものであった。
【０００４】
また、これとは別に、ケプストラム解析を用いる方法もあった。有響室での測定はインパルス応答に残響成分が混入するため、結果的にその伝達特性にくし形特性が現れてしまう。くし形特性とは、伝達関数の周波数軸上に等間隔にピーク・ディップが生じることを言う。ケプストラム処理とは、特性中の顕著な周期成分を解析検出して除去するための数学的な演算手法であって、その具体的な処理内容としては、伝達特性などの対数パワースペクトルをさらにフーリエ変換した結果を利用するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
測定されたインパルス応答から第１反射音が現われる手前までの部分を切り出して使う前記従来方法では、約５００Ｈｚ（＝１／２ｍｓｅｃ）以下の特性はぼやけてしまい、測定対象の正確なインパルス応答を求めることはできなかった。
【０００６】
また、ケプストラム解析を用いる方法は、演算内容が複雑になってしまい、処理に時間がかかってしまうという欠点があった。
【０００７】
この発明は、前記従来の技術における問題点を解決して、有響室で測定したインパルス応答から無響室での対応するインパルス応答を高精度に求めることができるインパルス応答測定方法を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、有響室内にスピーカとマイクを配置し、インパルス応答を測定するための測定用音響を前記スピーカから発生し、該発生された測定用音響を前記マイクで収音し、該収音信号からインパルス応答を求め、該インパルス応答を実数部および虚数部からなる周波数軸上の複素データに変換し、該複素データに平滑化処理を行って平滑化した周波数軸上の複素データを求め、さらに該平滑化された複素データを時間軸上のデータに変換し、該時間軸上のデータを前記有響室でのインパルス応答に対応する無響室でのインパルス応答としての用途に利用されるデータとして求めるものである。
【０００９】
前述したように、有響室で測定したインパルス応答（時間軸上の特性）をフーリエ変換して得られる周波数軸上の特性（伝達関数）は残響成分を含むためいわゆるくし形特性となる。そこで、この発明では有響室で測定したインパルス応答を一旦周波数軸上の複素データに変換して平滑化処理してくし形特性を除去しもしくは低減し、これを再び時間軸上の特性に戻すことにより、残響成分を含まない無響室相当のインパルス応答を求めている。これによれば、前記従来方法に比べて、インパルス応答全体のうち使用する時間範囲を制限する必要がないので、低減成分の特性も保存され、無響室相当の正確なインパルス応答を求めることができる。
【００１０】
なお、平滑化処理は、例えば周波数軸上の適宜の周波数範囲について、適宜の周波数差または適宜の周波数比ごとに周波数ポイントを設定し、複素データの実数部および虚数部ごとに、１つの周波数ポイントの前後所定の周波数帯域幅に含まれる周波数ポイントの平均値を求めて、該平均値でもとの１つの周波数ポイントの値を置き換え、この操作を前記周波数範囲の各周波数ポイントについて行う処理を用いることができる。複素データの実数部および虚数部を別々に平均化処理して加算することは、数学的には複素データそのものの平均化と全く等価であるが、実際の処理回路またはプログラム構成という観点でみた場合、別々に平均化することにより、同様の処理構成または処理ルーチンを使い回しすることが可能となり、構成の簡素化につながる。この場合、１つの周波数ポイントに置き換える１つの平均値を求めるための周波数帯域幅を、例えば該１つの周波数ポイントを該周波数帯域幅のほぼ中心周波数の周波数ポイントとする所定の周波数帯域幅に設定することができる。
【００１１】
また、前記１つの平均値を求めるための周波数帯域幅の下限周波数の周波数ポイントが該平均値演算を行う周波数範囲全体の最低周波数の周波数ポイントよりも低くなる周波数帯域で、該１つの平均値を求めるための周波数帯域幅の下限周波数の周波数ポイントを該平均値演算を行う周波数範囲全体の最低周波数の周波数ポイントまたは該最低周波数よりもやや高い周波数ポイントに固定し、かつ該求められた１つの平均値で置き換えられる１つの周波数ポイントが該１つの平均値を求めるための周波数帯域幅のほぼ中心周波数の周波数ポイントとなるように、該１つの平均値を求めるための周波数帯域幅を変更し、前記１つの平均値を求めるための周波数帯域幅の上限周波数の周波数ポイントが該平均値演算を行う周波数範囲全体の最高周波数の周波数ポイントよりも高くなる周波数帯域で、該１つの平均値を求めるための周波数帯域幅の上限周波数の周波数ポイントを該平均値演算を行う周波数範囲全体の最高周波数の周波数ポイントまたは該最高周波数よりもやや低い周波数ポイントに固定し、かつ該求められた１つの平均値で置き換えられる１つの周波数ポイントが該１つの平均値を求めるための周波数帯域幅のほぼ中心周波数の周波数ポイントとなるように、該１つの平均値を求めるための周波数帯域幅を変更することにより、平均値演算を行う周波数範囲外の無意味なデータが平均値演算に入るのを回避することができる。
【００１２】
また、平均値演算を行う周波数範囲を周波数が０の周波数ポイントからインパルス応答の測定に用いたサンプリング周波数の半分の周波数ポイントまでの範囲（または前記半分の周波数ポイントからサンプリング周波数の周波数ポイントまでの範囲）に設定し、前記半分の周波数ポイントからサンプリング周波数の周波数ポイントの範囲（または周波数が０の周波数ポイントから前記半分の周波数ポイントの範囲）については、複素データの特性の対称性を利用して、該平均値演算で求められた値を流用して該当する複素データを得て、これにより周波数が０の周波数ポイントからサンプリング周波数の周波数ポイントまでの全体の範囲を平滑化処理することにより、平均値演算を行う周波数範囲を半分に減らすことができ、演算回路の負担を軽減することができる。
【００１３】
なお、この発明の方法により得られたインパルス応答は、例えば前記スピーカまたは前記マイクのインパルス応答として、該スピーカまたはマイクの位相特性を含めた特性、また立ち上がり特性および立ち下がり特性を含めた特性を評価するのに利用することができる。また、別の用途として、該求められたインパルス応答から、該スピーカまたはマイクの特性を所望の特性に補正するフィルタ特性を設計することができる。また、バイノーラル録音のスピーカによる再生などの場合は、無響室内での左右のスピーカとダミーヘッドの左右の耳に配置したマイク相互間の４種類のインパルス応答が基礎データとして必要になるが、この発明を利用して有響室内での測定に基づき該基礎データを得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を以下説明する。図２はこの発明のインパルス応答測定方法を実施するためのシステム構成の概要を示すブロック図である。有響室１０は例えば普通の建物内の普通の部屋である。有響室１０内にはスピーカ１２とマイク１４が配置されている。音源装置１６からはインパルス応答の測定用音響信号としてインパルス信号、バンド信号、ＴＳＰ（ＴｉｍｅＳｔｒｅｔｃｈｅｄＰｕｌｓｅ：時間引き伸ばしパルス）信号等が出力され、スピーカ１２から該当する測定用音響が発せられる。マイク１４はこの測定用音響を収音する。解析装置１８は収音信号を入力し、各種演算を行って、最終的に無響室相当のインパルス応答のデータを得て、該データを外部に出力する。制御装置２０は外部からの指令を受けて音源装置１６を駆動したり、解析装置１８の制御を行う。
【００１５】
図２のシステム構成を用いて行われるこの発明のインパルス応答測定方法の手順を説明する。
【００１６】
ここでは次のように定義する。
【００１７】
Ｆ_s：インパルス応答データのサンプリング周波数
ｈ_k：測定された有響室でのインパルス応答のサンプル列（ｋ＝０，１，……，Ｎ−１（Ｎは一般には２のべき乗値）で、全測定時間長はＮ／Ｆ_s、サンプル数はＮ）
Ｈ_k：インパルス応答ｈ_kをフーリエ変換して得た周波数軸上の複素データの一定周波数差Ｆ_s／Ｎおきの周波数ポイントｋ（ｋ＝０，１，……，Ｎ−１）の複素データ列
Ｒ_e（Ｈ_k）：複素データＨ_kの実数部のデータ列
Ｉ_m（Ｈ_k）：複素データＨ_kの虚数部のデータ列
Ｈ_i：複素データＨ_kの先頭からｉ番目の周波数ポイントｆ_iの複素データ（ｉはインデックス番号で、ｉ＝０，１，……，Ｎ−１）
Ｒ_e（Ｈ_i）：複素データＨ_iの実数部のデータ
Ｉ_m（Ｈ_i）：複素データＨ_iの虚数部のデータ
Ｂ_w：平均値を求める周波数帯域幅（Ｂ_wは２^1/X、すなわち１／Ｘオクターブバンド幅、Ｘの値は適宜に設定することができ、例えば３，６，１２等の値に設定することができる。）
Ｒ_e（Ｈ_j）：実数部データＲ_e（Ｈ_i）のうち帯域幅Ｂ_wに含まれるデータＩ_m（Ｈ_j）：虚数部データＩ_m（Ｈ_i）のうち帯域幅Ｂ_wに含まれるデータ
ｎ：帯域幅Ｂ_wに含まれる周波数ポイント数（可変）
Ｒ_e（Ｈ′_i）：データＲ_e（Ｈ_i）に置き換わる平均値データ
Ｉ_m（Ｈ′_i）：データＩ_m（Ｈ_i）に置き換わる平均値データ
Ｒ_e（Ｈ′_k）：平均値データＲ_e（Ｈ′_i）のデータ列
Ｉ_m（Ｈ′_k）：平均値データＩ_m（Ｈ′_i）のデータ列
Ｈ′_k：データ列Ｒ_e（Ｈ′_k），Ｉ_m（Ｈ′_k）を複合させた複素データ列
ｈ_k0：複素データ列Ｈ′_kを逆フーリエ変換して得た時間軸上のデータ（有響室でのインパルス応答ｈ_kに対応する無響室相当のインパルス応答のサンプル列）
インパルス応答測定方法の手順の概要を図１に示す。図２の制御装置２０の指令により音源装置１６から測定用音響信号が出力されると、該測定用音響がスピーカ１２から発生され（Ｓ１）、マイク１４で収音される（Ｓ２）。解析装置１８はこの収音信号を入力し、サンプリング周波数Ｆ_sでディジタル信号に変換して、インパルス応答が立ち上がる直前からＮサンプル分のデータ（時間にしてＮ／Ｆ_sの区間のデータ）をメモリに記憶し、この記憶されたデータからインパルス応答ｈ_kを求める（Ｓ３）。さらに、このインパルス応答ｈ_kをフーリエ変換して、実数部Ｒ_e（Ｈ_k）および虚数部Ｉ_m（Ｈ_k）からなる周波数軸上の複素データＨ_kに変換する（Ｓ４）。この複素データＨ_kは実数部Ｒ_e（Ｈ_k）および虚数部Ｉ_m（Ｈ_k）ごとに平滑化処理される（Ｓ５，Ｓ６）。平滑化された実数部Ｒ_e（Ｈ′_k）および虚数部Ｉ_m（Ｈ′_k）は複合されて平滑化処理された複素データＨ′_kとなり、さらに逆フーリエ変換されて時間軸上のデータｈ_k0に変換されて（Ｓ７）、無響室でのスピーカ１２またはマイク１４のインパルス応答データとして出力される。
【００１８】
Ｎ個の複素データ列Ｈ_kを実数部Ｒ_e（Ｈ_k）および虚数部Ｉ_m（Ｈ_k）ごとに平滑化処理する（Ｓ５，Ｓ６）ための手法の具体例を図３に示す。ここでは、実数部Ｒ_e（Ｈ_k）がＮ／２で線対称となり、虚数部Ｉ_m（Ｈ_k）がＮ／２で点対称となる性質を利用して、個々の実数部データＲ_e（Ｈ_i）および虚数部データＩ_m（Ｈ_i）のうち前半分のインデックス番号ｉ＝１，２，……，Ｎ／２−１のデータについて平均値演算を行い（すなわち、平均値演算を行う範囲を最低周波数ｆ₁，最高周波数ｆ_N/2-1の範囲に設定している。）、後半分のインデックス番号ｉ＝Ｎ／２＋１，Ｎ／２＋２，……，Ｎ−１のデータについては前半で得られたデータを流用して求めるようにしている。なお、インデックス番号ｉ＝０，Ｎ／２のデータについては、後述するように、平均値演算の対象から除外される。
【００１９】
図３について説明する。平均値演算でははじめにインデックス番号ｉ、平均値を求めるためのデータを加算するエリア等が初期化される（Ｓ１１）。インデックス番号ｉの初期値は１である。インデックス番号ｉ＝１，２，……，Ｎ／２−１の個々のデータＲ_e（Ｈ_i），Ｉ_m（Ｈ_i）について平均値を求める処理が行われる（Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１５）。１つのインデックス番号ｉにおける平均値を求める処理は次のようにして行われる（図４参照）。はじめに、インデックス番号ｉに対応する周波数ｆ_iを
ｆ_i＝ｉ×（Ｆ_s／Ｎ）
から求める。また、この周波数ｆ_iを中心とする帯域幅Ｂ_wの下限周波数ｆ_i1と上限周波数ｆ_i2を
ｆ_i1＝ｆ_i／Ｂ_w ^1/2
ｆ_i2＝ｆ_i×Ｂ_w ^1/2
から求める。そして、これら上下限周波数ｆ_i1，ｆ_i2に対応するインデックス番号ｉ１，ｉ２を
ｉ１＝（ｆ_i1／Ｆ_s）×Ｎ
ｉ２＝（ｆ_i2／Ｆ_s）×Ｎ
から求める。この場合、ｉ１について端数を一律に切り下げ、ｉ２については端数を一律に切り上げる。
【００２０】
続いてインデックス番号ｉ１からｉ２までのｎ個の周波数ポイント（ｎ＝ｉ２−ｉ１＋１）の実数部データの平均値Ｒ_e（Ｈ′_i）および虚数部データの平均値Ｉ_m（Ｈ′_i）を
Ｒ_e（Ｈ′_i）＝｛ΣＲ_e（Ｈ_j）｝／ｎ
Ｉ_m（Ｈ′_i）＝｛ΣＩ_m（Ｈ_j）｝／ｎ
から求める。そして、求められた平均値Ｒ_e（Ｈ′_i），Ｉ_m（Ｈ′_i）でもとの値Ｒ_e（Ｈ_i），Ｉ_m（Ｈ_i）をそれぞれ置き換える。
【００２１】
以上の操作を各周波数ポイントについて行う。なお、図５（ａ）のようにｉ１≦０となる区間では平均値を求める帯域幅Ｂ_wに無効なデータが入ってくるので、図５（ｂ）に示すようにｉ１＝１に固定し、周波数ｆ_iが帯域幅の中心となるように上限周波数ｆ_i2を定めて、無効なデータが入らないようにする。このとき、帯域幅Ｂ_w′は本来の帯域幅Ｂ_wよりも狭められることになる。このときの上限周波数ｆ_i2に対応するインデックス番号ｉ２は、次のようにして求められる。すなわち、
ｆ_i1＝ｉ１×（Ｆ_s／Ｎ）
ｉ１＝１
ｆ_i1×ｆ_i2＝（ｆ_i／Ｂ_w ^1/2）×（ｆ_i×Ｂ_w ^1/2）＝ｆ_i ²
から上限周波数ｆ_i2を求め、このｆ_i2を
ｉ２＝（ｆ_i2／Ｆ_s）×Ｎ
に代入してインデックス番号ｉ２を求める。なお、ｉ２の端数は一律に切り上げる。このようにして求められたｉ１〜ｉ２について実数部および虚数部の平均値Ｒ_e（Ｈ′_i），Ｉ_m（Ｈ′_i）をそれぞれ求める。
【００２２】
また、図６（ａ）のようにｉ２≧Ｎ／２となる区間についても、図６（ｂ）に示すように、ｉ２＝Ｎ／２−１に固定し、周波数ｆ_iが帯域幅の中心となるように下限周波数ｆ_i1を定める。このとき、帯域幅Ｂ_w′は本来の帯域幅Ｂ_wよりも狭められることになる。このときの下限周波数ｆ_i1に対応するインデックス番号ｉ１は次のようにして求められる。すなわち、
ｆ_i2＝ｉ２×（Ｆ_s／Ｎ）
ｉ１＝Ｎ／２−１
ｆ_i1×ｆ_i2＝ｆ_i ²
から下限周波数ｆ_i1を求め、このｆ_i1を
ｉ１＝（ｆ_i1／Ｆ_s）×Ｎ
に代入してインデックス番号ｉ１を求める。なお、ｉ１の端数は一律に切り下げる。このようにして求められたｉ１〜ｉ２について実数部および虚数部の平均値Ｒ_e（Ｈ′_i），Ｉ_m（Ｈ′_i）をそれぞれ求める。
【００２３】
なお、ｉ＝１のときはｆ_i1＝ｆ_i2＝ｆ_iとなり、帯域幅Ｂｗは０で、平均値はｆ₁における値そのものとなる。ｉ＝Ｎ／２−１のときも同様である。したがって、ｉ＝１，Ｎ／２−１の値を別途記憶しておき、後のステップＳ１６でこの記憶した値を利用できるようにしておけば平均値演算を不要とすることができる。この場合、図３のステップＳ１１の初期化による初期値をｉ＝２とし、ステップＳ１２を“ｉ≧Ｎ／２−１？”とする。
【００２４】
以上のようにして、インデックス番号ｉ＝１，２，……，Ｎ／２−１の各周波数ポイントについて平均値が求められたら、続いて平均値演算の対象から除外されたインデックス番号ｉ＝０，Ｎ／２についてＲ_e（Ｈ′_i），Ｉ_m（Ｈ′_i）を次のように設定する（Ｓ１６）。
【００２５】
Ｒ_e（Ｈ′₀）＝Ｒ_e（Ｈ₀），Ｉ_m（Ｈ′₀）＝０
Ｒ_e（Ｈ′_N/2）＝Ｒ_e（Ｈ_N/2），Ｉ_m（Ｈ′_N/2）＝０
なお、ｉ＝１およびｉ＝Ｎ／２−１について平均値演算を行わない場合は、ここでｉ＝１，Ｎ／２−１についてＲ_e（Ｈ′_i），Ｉ_m（Ｈ′_i）を次のように設定する。
【００２６】
Ｒ_e（Ｈ′₁）＝Ｒ_e（Ｈ₁），Ｉ_m（Ｈ′₁）＝Ｉ_m（Ｈ₁）
Ｒ_e（Ｈ′_N/2-1）＝Ｒ_e（Ｈ_N/2-1），Ｉ_m（Ｈ′_N/2-1）
＝Ｉ_m（Ｈ_N/2-1）
さらに、Ｎ／２＜ｉ＜Ｎの範囲について、複素データの対称性を利用して、０＜ｉ＜Ｎ／２の範囲についてすでに求められている値を流用して平均値データＲ_e（Ｈ′_i），Ｉ_m（Ｈ′_i）を求める。すなわち、インデックス番号ｉの初期値をｉ＝Ｎ／２＋１に設定し（Ｓ１７）、ｉ＝Ｎ／２＋１，Ｎ／２＋２，……，Ｎ−１について、
Ｒ_e（Ｈ′_i）＝Ｒ_e（Ｈ′_N-i）
Ｉ_m（Ｈ′_i）＝−Ｉ_m（Ｈ′_N-i）
から平均値データＲ_e（Ｈ′_i），Ｉ_m（Ｈ′_i）をそれぞれ求める（Ｓ１８，Ｓ１９，Ｓ２０）。
【００２７】
以上により、全インデックス番号ｉ＝０，１，……，Ｎ−１（周波数でいえば０〜Ｆ_s）について平均値データのデータ列Ｒ_e（Ｈ′_k），Ｉ_m（Ｈ′_k）が得られたら、両データ列を複合させて平均化された複素データ列Ｈ′_kを得て、逆フーリエ変換（図１のステップＳ７）を経て時間軸上のデータｈ_k0を求めて、これを無響室でのスピーカ１２またはマイク１４のインパルス応答データとして出力する。
【００２８】
図２のシステム構成において、図１，図３〜図６の処理を用いてインパルス応答の測定を行った実験結果を図７〜図１２に示す。図７は実際に測定された有響室のインパルス応答ｈ_k、図８はインパルス応答ｈをフーリエ変換して得た周波数軸上の複素データＨ_kの実数部データＲ_e（Ｈ_k）、図９は同虚数部データＩ_m（Ｈ_k）、図１０は実数部データＲ_e（Ｈ_k）をＢ_w＝１／６オクターブバンドの周波数帯域幅で平滑化処理して得た平均値データＲ_e（Ｈ′_k）、図１１は虚数部データＩ_m（Ｈ_k）を平滑化処理して得た平均値データＩ_m（Ｈ′_k）、図１２は実数部データＲ_e（Ｈ′_k）と虚数部データＩ_m（Ｈ′_k）を複合化したデータＨ′_kを逆フーリエ変換して得たインパルス応答ｈ_k0である。図７のもとのインパルス応答ｈ_kと比べると、直接音成分にはほとんど影響がなく、残響成分が除去されて、無響室相当のインパルス応答が得られていることがわかる。
【００２９】
なお、以上の実施の形態では平均値を求める周波数帯域幅Ｂを１／Ｘオクターブバンド幅（すなわち周波数比が一定の帯域幅）に設定したが、周波数差が一定の帯域幅に設定することもできる。また、平均値を求める周波数帯域幅Ｂ_wの上下限周波数ｆ_i2，ｆ_i1に対し中心周波数ｆ_iを、周波数比が等しくなるように
ｆ_i＝（ｆ_i1×ｆ_i2）^1/2
に設定したが、周波数差が等しくなるように
ｆ_i＝（ｆ_i1＋ｆ_i2）／２
に設定することもできる。また、平均値を求める周波数ポイントを一定周波数差おきのポイント
ｆ_i+1−ｆ_i＝ｆ_i+2−ｆ_i+1＝Ｆ_s／Ｎ
に設定したが、一定周波数比おきのポイント
ｆ_i+1／ｆ_i＝ｆ_i+2／ｆ_i+1
に設定することもできる。また、周波数ポイント数をインパルス応答のサンプリング数Ｎと等しくＮに設定したが、これは、フーリエ変換としてＦＦＴ（高速フーリエ変換）演算を用いると、一般的には、時間軸上のＮサンプルから周波数軸上のＮポイントの値を算出するのが、最も簡単なためである。もし、計算の簡単さを問わないのであれば、サンプル数とポイント数を等しくする必要は特にはないが、その場合、逆ＦＦＴ演算して時間軸特性に戻す際にも同様に考慮する必要があり、そのままでは最終的なインパルス応答の長さが変化してしまうので注意が必要である。
【００３０】
また、平均値演算を行う周波数範囲をｆ₁〜ｆ_N/2-1に設定したが、ｆ_N/2+1〜ｆ_N-1に設定することもできる。この場合も複素データの対称性を利用して、ｆ_N/2+1〜ｆ_N-1について求められた各平均値を流用してｆ₁〜ｆ_N/2-1の各平均値を求める。また、ｆ₀，ｆ_N/2のデータは平均値演算を行わないでそのまま用いる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示すフローチャートである。
【図２】この発明の方法を実施するためのシステム構成の一例を示すブロック図である。
【図３】図１の平滑化処理の具体例を示すフローチャートである。
【図４】図３のステップＳ１４の平均値演算の説明図である。
【図５】図３のステップＳ１４の平均値演算を行う周波数範囲の最低周波数付近の処理の説明図である。
【図６】図３のステップＳ１４の平均値演算を行う周波数範囲の最高周波数付近の処理の説明図である。
【図７】図２のシステム構成において、図１，図３〜６の処理を用いてインパルス応答の測定を行った時の実験結果を示す図７〜図１２のうち、測定された有響室のインパルス応答ｈ_kを示す図である。
【図８】インパルス応答ｈ_kをフーリエ変換して得た複素データの実数部のデータＲ_e（Ｈ_k）である。
【図９】インパルス応答ｈ_kをフーリエ変換して得た虚数部のデータＩ_m（Ｈ_k）である。
【図１０】実数部データＲ_e（Ｈ_k）を１／６オクターブバンドの周波数帯域幅Ｂ_wで平滑化したデータＲ_e（Ｈ′_k）である。
【図１１】虚数部データＩ_m（Ｈ_k）を１／６オクターブバンドの周波数帯域幅Ｂ_wで平滑化したデータＩ_m（Ｈ′_k）である。
【図１２】平滑化したデータＲ_e（Ｈ′_k），Ｉ_m（Ｈ′_k）を複合した複素データＨ′_kを逆フーリエ変換して得た無響室でのインパルス応答ｈ_k0である。
【符号の説明】
１０有響室
１２スピーカ
１４マイク

Claims

有響室内にスピーカとマイクを配置し、インパルス応答を測定するための測定用音響を前記スピーカから発生し、該発生された測定用音響を前記マイクで収音し、該収音信号からインパルス応答を求め、該インパルス応答を実数部および虚数部からなる周波数軸上の複素データに変換し、該複素データに平滑化処理を行って平滑化した周波数軸上の複素データを求め、さらに該平滑化された複素データを時間軸上のデータに変換し、該時間軸上のデータを前記有響室でのインパルス応答に対応する無響室でのインパルス応答としての用途に利用されるデータとして求めるインパルス応答測定方法。
前記平滑化処理が、周波数軸上の適宜の周波数範囲について、適宜の周波数差または適宜の周波数比ごとに周波数ポイントを設定し、複素データの実数部および虚数部ごとに、１つの周波数ポイントの前後所定の周波数帯域幅に含まれる周波数ポイントの平均値を求めて、該平均値でもとの１つの周波数ポイントの値を置き換え、この操作を前記周波数範囲の各周波数ポイントについて行い、該置き換えられた実数部および虚数部を複合させて前記平滑化した周波数軸上の複素データを得る処理である請求項１記載のインパルス応答測定方法。
前記１つの周波数ポイントに置き換える１つの平均値を求めるための周波数帯域幅を、該１つの周波数ポイントを該周波数帯域幅のほぼ中心周波数の周波数ポイントとする所定の周波数帯域幅に設定している請求項２記載のインパルス応答測定方法。
前記１つの平均値を求めるための周波数帯域幅の下限周波数の周波数ポイントが該平均値演算を行う周波数範囲全体の最低周波数の周波数ポイントよりも低くなる周波数帯域で、該１つの平均値を求めるための周波数帯域幅の下限周波数の周波数ポイントを該平均値演算を行う周波数範囲全体の最低周波数の周波数ポイントまたは該最低周波数よりもやや高い周波数ポイントに固定し、かつ該求められた１つの平均値で置き換えられる１つの周波数ポイントが該１つの平均値を求めるための周波数帯域幅のほぼ中心周波数の周波数ポイントとなるように、該１つの平均値を求めるための周波数帯域幅を変更し、
前記１つの平均値を求めるための周波数帯域幅の上限周波数の周波数ポイントが該平均値演算を行う周波数範囲全体の最高周波数の周波数ポイントよりも高くなる周波数帯域で、該１つの平均値を求めるための周波数帯域幅の上限周波数の周波数ポイントを該平均値演算を行う周波数範囲全体の最高周波数の周波数ポイントまたは該最高周波数よりもやや低い周波数ポイントに固定し、かつ該求められた１つの平均値で置き換えられる１つの周波数ポイントが該１つの平均値を求めるための周波数帯域幅のほぼ中心周波数の周波数ポイントとなるように、該１つの平均値を求めるための周波数帯域幅を変更してなる請求項２または３記載のインパルス応答測定方法。
前記平均値演算を行う周波数範囲を周波数が０の周波数ポイントから前記インパルス応答の測定に用いたサンプリング周波数の半分の周波数ポイントまでの範囲または前記半分の周波数ポイントからサンプリング周波数の周波数ポイントまでの範囲に設定し、前記半分の周波数ポイントからサンプリング周波数の範囲または周波数が０の周波数ポイントから前記半分の周波数ポイントの範囲については、複素データの特性の対称性を利用して、該平均値演算で求められた値を流用して該当する複素データを得て、周波数が０の周波数ポイントからサンプリング周波数の周波数ポイントまでの全体の範囲を平滑化処理してなる請求項２から４のいずれかに記載のインパルス応答測定方法。
前記インパルス応答を前記スピーカまたは前記マイクのインパルス応答として求める請求項１から５のいずれかに記載のインパルス応答測定方法。