JP4349972B2 - 音場測定装置 - Google Patents
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Description
図1は実施の形態1における音場測定装置を示すものである。図1において、1は測定音源、2はスイッチ、3はスイッチ制御部、4a,4bは高速フーリエ変換(FFT)、5a,5bは低域レベル計算部、6a,6bは高域レベル計算部、7a,7bは正規化部、8は判定部、9は基準値記憶部、101は前右ドアに設置されたスピーカ、102は前左ドアに設置されたスピーカ、103は後右ドアに設置されたスピーカ、104は後左ドアに設置されたスピーカ、111,112は車室内中央付近天井部に設置されたマイク、201は自動車である。
averageP101-111(80〜500)={P101-111(80)+P101-111(100)+P101-111(125)+P101-111(160)+P101-111(200)+P101-111(250)+P101-111(315)+P101-111(400)+P101-111(500)}/9 ・・・(式1)
を求め、低域レベル計算部5aの最終計算結果とする。
他の周波数についても、同様に求めれば良い。
他の周波数についても、同様に求めれば良い。
resultP101(2k)={normalizeP101-111(2k)+normalizeP101-112(2k)}/2 ・・・(式4)
として平均値が求まる。この平均値は、スイッチ2が図1に示す状態、すなわちスピーカ101から広帯域信号が再生された場合に対応するものである。
同様に、スピーカ102〜104から広帯域信号が再生された場合についても、
resultP102(2k)={normalizeP102-111(2k)+normalizeP102-112(2k)}/2 ・・・(式5)
resultP103(2k)={normalizeP103-111(2k)+normalizeP103-112(2k)}/2 ・・・(式6)
resultP104(2k)={normalizeP104-111(2k)+normalizeP104-112(2k)}/2 ・・・(式7)
と平均値を求める。
ΔP101(2k)=referenceP101(2k)−resultP101(2k) ・・・(式8)
ΔP101(2.5k)=referenceP101(2.5k)−resultP101(2.5k) ・・・(式9)
ΔP101(3.15k)=referenceP101(3.15k)−resultP101(3.15k) ・・・(式10)
ΔP101(4k)=referenceP101(4k)−resultP101(4k) ・・・(式11)
ΔP101(5k)=referenceP101(5k)−resultP101(5k) ・・・(式12)
ΔP101(6.3k)=referenceP101(6.5k)−resultP101(6.5k) ・・・(式13)
ΔP101(8k)=referenceP101(8k)−resultP101(8k) ・・・(式14)
と、各周波数での基準値と検出結果との差分を取り、これらの平均を計算する。
A={ΔP101(2k)+ΔP101(2.5k)+ΔP101(3.15k)+ΔP101(4k)+ΔP101(5k)+ΔP101(6.3k)+ΔP101(8k)}/7 ・・・(式15)
A≦Sのときは、乗員Aがいると判定し、
A>Sのときは、乗員Aはいないと判定する。
B={ΔP102(2k)+ΔP102(2.5k)+ΔP102(3.15k)+ΔP102(4k)+ΔP102(5k)+ΔP102(6.3k)+ΔP102(8k)}/7 ・・・(式16)
を計算し、この最終値Bとしきい値Sを比較して、例えば、
B≦Sのときは、乗員Bがいると判定し、
B>Sのときは、乗員Bはいないと判定する。
図4は実施の形態2における音場測定装置を示すものである。図4において、1は測定音源、2はスイッチ、3はスイッチ制御部、4a〜4cはFFT、10a,10bは伝達関数計算部、11a,11bはBPF、12a,12bは逆高速フーリエ変換(IFFT)、13は残響時間計算部、101は前右ドアに設置されたスピーカ、102は前左ドアに設置されたスピーカ、103は後右ドアに設置されたスピーカ、104は後左ドアに設置されたスピーカ、111,112は車室内中央付近天井部に設置されたマイク、201は自動車である。
H101-111(ω)=Y101-111(ω)/X(ω) ・・・(式17)
H101-112(ω)=Y101-112(ω)/X(ω) ・・・(式18)
となる。
I101-112(t)=IFFT{G(ω)H101-112(ω)} ・・・(式20)
この結果を、残響時間計算部13に入力する。残響時間計算部13は、各インパルス応答より、残響時間を計算する。残響時間は、通常、定常状態の測定音を発生させて停止させ、音の強さが60dB減衰するまでの時間で規定される(W.C.Sabine)。この方法だと、測定音源が限定されることや、測定環境、特にS/Nの影響が大きいため、インパルス応答より求める方法がある。
こうすることで、S/N劣化の影響を防止でき、精度よい残響時間が求められる。
図8は実施の形態3における音場測定装置を示すものである。図8において、1は測定音源、2はスイッチ、3はスイッチ制御部、4はFFT、5は低域レベル計算部、6は高域レベル計算部、7は正規化部、8は判定部、9は基準値記憶部、14は指向性処理部、15は指向性記憶部、101は前右ドアに設置されたスピーカ、102は前左ドアに設置されたスピーカ、103は後右ドアに設置されたスピーカ、104は後左ドアに設置されたスピーカ、111〜113は車室内中央付近天井部に設置されたマイク、201は自動車である。
T=d・cosθ/c (c:音速) ・・・(式22)
となる。マイクm1の出力が遅延器16で時間τだけ遅れられ、減算器17でマイクm2の出力から減算される。よって、マイクm1,m2の特性を等しい(いずれもmである)とすると、減算器17の出力Mは、
M=m{1−exp(−jω(τ+dcosθ/c))} ・・・(式23)
となる。(式23)から、τの値に応じて、出力Mが変化する。
M=m{exp(−jωτ+exp(−jωdcosθ/c))} ・・・(式24)
となるので、図11(b)のように、τ=dcosθ/cのとき、θ方向に最も指向特性が強くなる。指向特性の付け方は、図10の手法でも、図11の手法でも、どちらでもよい。
図15は実施の形態4における音場測定装置を示すものである。図15において、1は測定音源、2a〜2fはスイッチ、3はスイッチ制御部、20はオーディオ装置、21は入力分配器、22は音場制御部、23は音質調整部、24は音像制御部、25はボリューム、26は入力分配設定部、27は音場制御設定部、28は音質調整設定部、29は音像制御設定部、30はボリューム設定部、31は騒音レベル計算部、50は測定部、101は前右ドアに設置されたスピーカ、102は前左ドアに設置されたスピーカ、103は後右ドアに設置されたスピーカ、104は後左ドアに設置されたスピーカ、105はフロントインパネ中央に設置されたスピーカ、106はリアトレイに設置されたスピーカ、111,112は車室内中央付近天井部に設置されたマイク、201は自動車である。なお、測定部50については図7に示したものと同一であるため、図15では簡略化して示している。
2,2a,2b,2c,2d,2e,2f スイッチ
3 スイッチ制御部
4a,4b,4c FFT
5a,5b 低域レベル計算部
6a,6b 高域レベル計算部
7,7a,7b 正規化部
8 判定部
9 基準値記憶部
10a,10b 伝達関数計算部
11a,11b BPF
12a,12b IFFT
13 残響時間計算部
14 指向性処理部
15 指向性記憶部
16 遅延器
17 減算器
18 加算器
20 オーディオ装置
21 入力分配器
22 音場制御部
23 音質調整部
24 音像制御部
25 ボリューム
26 入力分配設定部
27 音場制御設定部
28 音質調整設定部
29 音像制御設定部
30 ボリューム設定部
31 騒音レベル計算部
32 入力分配パラメータ記憶部
33 音場制御パラメータ記憶部
34 音質調整パラメータ記憶部
35 音像制御パラメータ記憶部
36 ボリューム値記憶部
37 カレンダー
38 時計
39 ライト
40 温度計
41 湿度計
42 ワイパー
43 速度計
44 ナビゲーションシステム
50 測定部
101,102,103,104,105,106 スピーカ
111,112,113 マイク
201 自動車
202 リスニングルーム
Claims (8)
- 信号を発生させる測定音源と、
前記測定音源からの信号を測定音として再生する複数のスピーカと、
前記複数のスピーカから再生された測定音を検出する複数のマイクと、
前記複数のマイクで検出した測定音信号に基づいて、音場に存在する人数とその位置の判定を行なう測定手段と、
測定音を再生する前記スピーカの位置に関連して、前記複数のマイクの指向特性を変化させる指向特性制御手段とを備えた音場測定装置。 - 前記複数のマイクの少なくとも2個を、自動車室内中央の天井部、自動車室内の運転席および助手席のそれぞれシートバック上部車室中央付近、自動車室内の運転席サンバイザ近傍、およびルームミラー近傍のいずれかに設置したことを特徴とする、請求項1に記載の音場測定装置。
- 前記指向特性制御手段は、前記複数のマイクの少なくとも3個のマイクからの信号を処理することによって、測定音を再生するスピーカへの指向特性を強くするものであることを特徴とする、請求項1に記載の音場測定装置。
- 前記音場測定装置は、前記複数のスピーカとして、少なくとも前右スピーカ、前左スピーカ、後右スピーカおよび後左スピーカの4つのスピーカを備え、
前記前右スピーカおよび前記後左スピーカを結ぶ直線と、前記前左スピーカおよび前記後右スピーカを結ぶ直線とが交差する点に1つのマイクを設置し、
さらに当該マイクとは別のマイクを各前記直線上に1つずつ設置したことを特徴とする、請求項3に記載の音場測定装置。 - 前記少なくとも3個のマイクを、自動車室内中央の天井部に設置したことを特徴とする、請求項3に記載の音場測定装置。
- 前記測定音源は、広帯域信号を出力、もしくは高域信号と低域信号を時分割で出力するものであり、
前記測定手段は、周波数分析手段と、レベル計算手段と、基準値記憶手段と、判定手段とを備え、
前記周波数分析手段は、前記複数のマイクで検出した各測定音信号の周波数特性を分析し、
前記レベル計算手段は、前記周波数分析手段の分析結果に基づいて各測定音信号の高域および低域の信号レベルをそれぞれ求める高域レベル計算手段および低域レベル計算手段をさらに含み、
前記基準値記憶手段は、音場内に人がいない場合の各スピーカとマイク間の伝達特性、または、音場内に人がいない場合や特定の位置にいる全ての組合せについての各スピーカとマイク間の伝達特性を基準値としてそれぞれ記憶し、
前記判定手段は、前記高域レベル計算手段からの高周波数帯域内の任意の範囲におけるレベル値を、前記低域レベル計算手段からの低周波数帯域内の任意の範囲におけるレベル値で正規化することによって得られる正規化値と、前記基準値記憶手段に記憶された基準値と比較することによって、どの位置に人がいるか、あるいはいないかを判定するものであることを特徴とする、請求項1に記載の音場測定装置。 - 前記基準値は、音場に人が存在しない条件下での前記高域レベル計算手段からの高周波数帯域内の任意の範囲におけるレベル値を、音場に人が存在しない条件下での前記低域レベル計算手段からの低周波数帯域内の任意の範囲におけるレベル値で正規化したものであることを特徴とする、請求項6に記載の音場測定装置。
- 前記判定手段は、人の有無を判定したい位置近傍のスピーカが測定音を再生したときに前記複数のマイクで検出される測定音信号に基づいて、当該位置における人の有無を判定するものであることを特徴とする、請求項6に記載の音場測定装置。
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