JP7351193B2 - 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 - Google Patents

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。

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。

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。

特公平０５－０４３９７９号公報

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。

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。

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。

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。

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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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_０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_０である。

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。

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_０（ｆ）、指向性マイクロホン２００までの伝達関数をＢ_０（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_ｎ、指向性マイクロホン２００までの伝達関数をＢ_ｎ（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。

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_０（ｆ）とする。そして第１マイクロホン１００には伝達関数Ａ_０（ｆ）で伝達し、第２マイクロホンには伝達関数Ｂ_０（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_０（ｆ）、第２基準スペクトルＹ_０（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_０（ｆ）とＹ_０（ｆ）だけであり、Ａ_０(ｆ)、Ｂ_０（ｆ）、Ｓ_０（ｆ）は直接測定できないものである。
Ｘ_０（ｆ）＝Ａ_０（ｆ）・Ｓ_０（ｆ） （式１）
Ｙ_０（ｆ）＝Ｂ_０（ｆ）・Ｓ_０（ｆ） （式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_ｎ（ｆ）、Ｙ_ｎ（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_ｋ（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_０（ｆ）、Ｂ_０（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_０（ｆ）・Ｓ_ｋ（ｆ）、Ｂ_０（ｆ）・Ｓ_ｋ（ｆ）が、雑音を含まない測定対象音のスペクトルである。
Ｘ_ｋ（ｆ）＝Ａ_０（ｆ）・Ｓ_ｋ（ｆ）＋Ａ_ｎｋ（ｆ）・Ｎ_ｋ（ｆ） （式３）
Ｙ_ｋ（ｆ）＝Ｂ_０（ｆ）・Ｓ_ｋ（ｆ）＋Ｂ_ｎｋ（ｆ）・Ｎ_ｋ（ｆ） （式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_ｎ（ｆ）、Ｙ_ｎ（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。
Ｘ_ｎｋ－１（ｆ）＝Ａ_ｎｋ－１（ｆ）Ｎ_ｋ－１（ｆ） （式５）
Ｙ_ｎｋ－１（ｆ）＝Ｂ_ｎｋ－１（ｆ）Ｎ_ｋ－１（ｆ） （式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_０（ｆ）Ｓ_ｋ（ｆ）または式４の右辺第１項Ｂ_０（ｆ）Ｓ_ｋ（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Ｘ_ｎｋ－１（ｆ）／Ｙ_ｎｋ－１（ｆ）とＸ_ｎｋ＋１（ｆ）／Ｙ_ｎｋ＋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δ_ｔｈとすると、条件は次式である。
｜Ｘ_ｎｋ＋１（ｆ）／Ｙ_ｎｋ＋１（ｆ）－Ｘ_ｎｋ－１（ｆ）／Ｙ_ｎｋ－１（ｆ）｜≦δ_ｔｈ （式７）
式７を満たすｋを選んだ後、式１～７を用いてＡ_０（ｆ）Ｓ_ｋ（ｆ）（またはＢ_０（ｆ）Ｓ_ｋ（ｆ））を求めていく。

まず式５、６から次式を得る。
Ｘ_ｎｋ－１（ｆ）／Ｙ_ｎｋ－１（ｆ）＝Ａ_ｎｋ－１（ｆ）／Ｂ_ｎｋ－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。
Ｘ_ｎｋ－１（ｆ）／Ｙ_ｎｋ－１（ｆ）＝Ａ_ｎｋ（ｆ）_／Ｂ_ｎｋ（ｆ） （式９）
Ｎ_ｋ－１（ｆ）＝Ｎ_ｋ（ｆ） （式１０）

次に式１、２から
Ｘ_０（ｆ）／Ｙ_０（ｆ）＝Ａ_０（ｆ）／Ｂ_０（ｆ） （式１１）
式３と式１０から
Ｎ_ｋ－１（ｆ）＝Ｎ_ｋ（ｆ）
＝（Ｘ_ｎｋ（ｆ）－Ａ_０（ｆ）Ｓ_ｋ（ｆ））／Ａ_ｎｋ（ｆ） （式１２）

次に、式４のＢ_ｎｋ（ｆ）、Ｎ_ｋ（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_ｋ＝Ｙ_０／Ｘ_０・Ａ_０Ｓ_ｋ
＋Ｙ_ｎｋ－１／Ｘ_ｎｋ－１・Ａ_ｎｋ－１・（Ｘ_ｎｋ－Ａ_０Ｓ_ｋ）／Ａ_ｎｋ （式１３）
Ａ_ｎｋ－１≒Ａ_ｎ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_０（ｆ）Ｓ_ｋ（ｆ）が得られる。
Ａ_０（ｆ）Ｓ_ｋ（ｆ）
＝（Ｘ_０Ｘ_ｎｋ－１Ｙ_ｋ－Ｘ_０Ｙ_ｎｋ－１Ｘ_ｋ）／（Ｘ_ｎｋ－１Ｙ_０－Ｘ_０Ｙ_ｎｋ－１） （式１４）

式１４から、測定できるＸ_ｋ（ｆ）、Ｙ_ｋ（ｆ）、Ｘ_ｎｋ－１（ｆ）、Ｙ_ｎｋ－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_０（ｆ）・Ｓ_ｋ（ｆ）も求めることができる。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。
Ｘ_ｎｋ－１（ｆ）＝Ａ_ｎｋ－１（ｆ）Ｎ_ｋ－１（ｆ） （式１５）
Ｙ_ｎｋ－１（ｆ）＝Ｂ_ｎｋ－１（ｆ）Ｎ_ｋ－１（ｆ） （式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。
Ｘ_ｎｋ＋１（ｆ）＝Ａ_ｎｋ＋１（ｆ）Ｎ_ｋ＋１（ｆ） （式１７）
Ｙ_ｎｋ＋１（ｆ）＝Ｂ_ｎｋ＋１（ｆ）Ｎ_ｋ＋１（ｆ） （式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Ａ_ｎｋ－１（ｆ）／Ｂ_ｎｋ－１（ｆ）と、Ａ_ｎｋ＋１（ｆ）／Ｂ_ｎｋ＋１（ｆ）は同じではない。すなわち次式のようになる。
Ａ_ｎｋ－１（ｆ）／Ｂ_ｎｋ－１（ｆ）≠Ａ_ｎｋ＋１（ｆ）／Ｂ_ｎｋ＋１（ｆ） （式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。

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。

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

Claims (9)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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。

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