JPH01141321A

JPH01141321A - 可聴型音場シミュレーション装置

Info

Publication number: JPH01141321A
Application number: JP30078987A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Iida; 一博飯田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-11-27
Filing date: 1987-11-27
Publication date: 1989-06-02
Anticipated expiration: 2009-07-27
Also published as: JPH0656322B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は建築物等の音響設計に利用する音場シミュレー
ション装置に関する。

従来の技術第４図は従来の音場シミュレーション装置の構成を示し
ている。第４図においてＤＡＴＡ１〜３は入力データで
シミユレートする室の形状及び音源・受音点の位置等を
与える。これらのデータを用いてプログラム１〜６を実
行する。ＤＡＴＡ４〜６は出力データである。出力結果
はグラフィックデイスプレィ、ラインプリンタ、ＸＹプ
ロッタ等により表示される。

次に上記従来例の動作について説明する。第４図におい
てＤＡＴＡＩを用いてプログラム１で室形を作成する０
また、プログラム２で面ベクトルの検討を行ない、面の
表裏の誤り等をチエツクする０さらにＤＡＴＡ２及び３を用いてプログラム３により室
の体積及び表面積の計算を行ない、プログラム４では残
響時間周波数特性を計算する。

また、プログラム５ではＮ回反射までの音線の計算を行
ない、プログラム６ではエコータイムパターン、減衰特
性、指向特性を計算する。

これらの計算より、その結果として、残響時間用データ
（ＤＡＴＡ４）　、音線用データ（Ｄ　Ａ　ＴＡ５）、
エコータイムパターン用データ　（Ｄ　Ａ　ＴＡ６）が
得られる。

これらの結果を効果的に表示するために、グラフィック
デイスプレィ、ラインプリンタ、ＸＹプロッタが用意さ
れている。

このように上記従来の音場シミュレーション装置でも、
任意の形状の室において反射音線を計算して、基本的な
物理音響特性を予測することが出来る。

発明が解決しようとする問題点しかしながら、上記従来の音場シミュレーション装置で
は、主としてエコータイムパターンより物理音響指標を
求めるものであるため、心理量（聴感）との対応が不明
であり、特に両耳効果（音像の拡がり感、方向感、距離
感）については予測不可能であった。

本発明はこのような従来の問題を解決するものであり、
ヘッドホンでその音場を聴くことができる。即ち、全情
報が、物理音響指標という媒体を経由することなく直接
感覚に訴えることができる優れた音場シミュレーション
装置を提供することを目的とするものである。

問題点を解決するだめの手段本発明は上記目的を達成するために、虚像法による音場
シミュレーションによって得られた方向情報を含んだエ
コータイムパターンに、入射方向によって異なる頭部伝
達関数（データベース）を畳み込んだ両耳でのエコータ
イムパターンを求め、これに音楽情報を畳み込んでヘッ
ドホンで聴くようにしたものである。

作用本発明は上記のような構成により、次のような効果を有
する。すなわち、頭部伝達関数を考慮したインパルスレ
スポンス信号に音源信号を畳み込むことにより、ヘッド
ホン受聴において、残響感や明瞭度等の音場の時間的特
性だけでなく、音像の方向感、拡がり感、距離感等の空
間的特性もシミュレートすることができるという効果を
有する〇実施例第１図は本発明の一実施例の構成を示すものである。第
１図において、１は建築図面であり、２はそこから抽出
された室形状、材料、音源点、受音点のデータである。

３は虚像法による音場シミュレーションプログラムであ
る。４は上記音場シミュレーションプログラム３で得ら
れた受音点でのインパルスレスポンス信号であり、５は
両耳の頭部伝達関数（データベース）である。６はヘッ
ドホンの逆特性（データベース）である。７及び８はイ
ンパルスレスポンス信号４と両耳の頭部伝達関数（デー
タベース）５とヘッドホンの逆特性（データベース）６
を畳込み演算することにより得られる右耳及び左耳での
インパルスレスポンス信号である。９は無響室で録音さ
れた音源音楽で、Ａ／Ｄコンバータ１０によりディジタ
ル化される。

１１及び１２は音源音楽９とインパルスレスポンス信号
７及び８との畳込み演算により得られる右耳及び左耳で
の反射音を付加した音楽データである。

１３ハ音場シミユレーシヨンプログラム３により計算さ
れた残響時間用データである。１４は残響付加装置であ
り、１５は音源音楽９を残響付加装置１４に通して得ら
れた後続残響音である。１６．１７はそれぞれ右耳及び
左耳における反射音と後続残響音を付加した音楽データ
である。音楽データ１６．１７はＤ／Ａコンバータ１８
によりアナログ信号に変換さ°れ、バンドパスフィルタ
１９を通り、テープデツキ２０に録音される。２１は受
聴用ヘッドホンである。

次に上記実施例の動作について説明する。上記実施例に
おいて、建築図面１より室形状、材料、音源点、受音点
のデータ２を抽出する。データ２を用いて虚像法による
音場シミュレーションプログラム３を実行し、受音点で
のインパルスレスポンス信号４及び残響時間用データ１
３を算出する。

インパルスレスポンス信号４よシ各入射音の方向情報を
抽出し、その方向に対応する両耳の頭部伝達関数５とヘ
ッドホンの逆特性６の畳込み演算を行ない、さらにイン
パルスレスポンス信号４との畳込み演算を行なうと右耳
でのインパルスレスポンス信号７及び左耳でのインパル
スレスポンス信号８が得られる。音源音楽９をＡ／Ｄコ
ンバータ１０によりディジタル化した信号と右耳と左耳
のインパルスレスポンス信号７及び８の畳込み演算を行
なうことにより、右耳での反射音を付加した音楽データ
１１及び左耳での反射音を付加した音楽データ１２が得
られる。

一方、音源音楽９を残響付加装置１４を通すことにより
、計算された残響時間用データ１３を満足する後続残響
音１５を得る。後続残響音１５と頭部伝達関数５及びヘ
ッドホンの逆特性６を畳込み演算し、その結果を音楽デ
ータ１１及び１２に付加することにより、右耳での反射
音と後続残響音１５を付加した音楽データ１６及び左耳
での反射音と後続残響音１５を付加した音楽データ１７
が得られる。音楽データ１１び１７ｔ−Ｄ／Ａコンバー
タ１８でアナログ信号に変換し、バンドパスフィルタ１
９を通した信号をテープデツキ２０に録音する。テープ
デツキ２０で録音された信号を再生し、ヘッドホン２１
で聴くと、シミュレートした音場での音楽を聴くことが
できる。

このように上記実施例によれば、建築図面１より室形状
、材料、音源点、受音点のデータ２を抽出するため、任
意の形状の室の音響特性を設計段階で予測可能であると
いう利点を有する。また、上記実施例によれば、虚像法
による音場シミニレ−ジョンプログラム３により残響時
間用データ１３を算出し、残響付加装置１４により後続
残響音１５を作成するため残響感がシミュレートできる
という利点を有する。また、上記実施例によれば、虚像
法による音場シミニレ−ジョンプログラム３により受音
点でのインパルスレスポンス信号４を計算し、入射音線
１本毎にその入射方向の両耳の頭部伝達関数５とヘッド
ホンの逆特性６を畳込んだ右耳及び左耳でのインパルス
レスポンス信号７．８を計算し、さらに音楽信号９をＡ
／Ｄコンバータ１０でディジタル化したものを畳込むた
め、残響感や明瞭度等の時間的特性に加えて、音像の方
向感、拡がり感、距離感等の゛空間的特性をシミーレー
トできるという利点を有する。さらに、上記実施例によ
れば、シミニレ−ジョン結果はＤＡＴやカセットテープ
に録音できるので、テープデツキ２０とヘッドホン２１
だけで手軽に聴くことができるという利点を有する。

第２図は他の実施例の構成を示すものである。

第２図において２２は建築図面であり、２３はそこから
抽出された室形状、材料、音源点、受音点のデータであ
る。２４は虚像法による音場シミュレーションプログラ
ムである。２５は音場シミュレーションプログラム２４
で得られた受音点でのインパルスレスポンス信号であり
、２６は計算された残響時間用データである。２７は残
響時間用データ２６より作られた残響波形信号である。

２８は両耳の頭部伝達関数（データベース）であり２９
はヘッドホンの逆特性（データベース）である。３０及
び３１はインパルスレスポンス信号２５と頭部伝達関数
（データベース）２８とヘッドホンの逆特性（データベ
ース）２９を畳込み演算した後、残響波形信号を加えた
、右耳及び左耳におけるインパルスレスポンス信号であ
る。３２は無響室で録音された音源音楽で、Ａ／Ｄコン
バータ３３によりディジタル化される。３４及び３５は
、音源音楽３２と右耳及び左耳のインパルスレスポンス
信号３０及び３１との畳込み演算により得られる右耳及
び左耳における反射音と後続残響音を付加した音楽デー
タである。３６はＤ／Ａコンバータであり３７はバンド
パスフィルタである。３８はテープデツキであり３９は
ヘッドホンである。この実施例では残響付加装置を使用
せずに、残響波形信号２７を直接インパルスレスポンス
信号２５に加えている。したがって、この実施例では任
意の残響をシミュレーションできるという利点を有する
。

なお、２つの実施例では、音源音楽と右耳及び左耳のイ
ンパルス信号との畳込み演算をコンピュータで行なって
いるが、例えば第２図の構成において、第３図に示すよ
うにディジタルフィルタ４０を用いてもよい。この場合
には更に、音源音楽をリアルタイムで処理してシミュレ
ーション音場を提示できるという利点を有する。

発明の効果本発明は上記実施例より明らかなように、以下に示す効
果を有する。

（１）建築図面より室形状、材料、音源点、受音点のデ
ータを抽出しているので、設計段階で音場を聴くことが
できる。

（２）両耳の頭部伝達関数を考慮しているので、残響感
や明瞭度等の音場の時間的特性だけでなく、音像の方向
感、拡がり感、距離感等の空間的特性もシミュレートで
きる。

（３）　　シミュレーション結果はＤＡＴやカセットテ
ープに録音できるので、テープデツキとヘッドホンだけ
で手軽に聴くことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例における可聴型音場シミ
ュレーション装置の概略ブロック図、第２図は本発明の
第二の実施例における可聴型音場シミュレーション装置
の概略ブロック図、第３図は第三の実施例における可聴
型音場シミュレーション装置の概略ブロック図ご第４図
は従来の音場シミュレーション装置の概略ブロック図で
ある。１・・・建築図面、２・・・室形状・材料・音源点・受
音点データ、３・・・音場シミュレーションプログラム
、４・・・インパルスレスポンス信号、５・・・頭部伝
達関数（データベース）、６・・・ヘッドホンノ逆特性
（データベース）、７．８・・・右耳・左耳のインパル
スレスポンス信号、９・・・音源音楽、１０・・・Ａ／
Ｄ変換器、１１．１２・・・反射音を付加した音楽デー
タ、１３・・・残響時間、１４・・・残響付加装置、１
５・・・後続残響音、１６．１７・・・右耳・左耳の反
射音と後続残響音を付加した音楽データ、１８・・・Ｄ
／Ａ変換器、１９・・・バンドパスフィルタ、２０・・
・チーフチツキ、２１・・・ヘッドホン、■・・・畳込
み演算部（コンピュータ）、■・・・加算部（コンピー
タ）、２２・・・建築図面、２３・・・室形状・材料・
音源点・受音点データ、２４・・・音場シミュレーショ
ンプログラム、２５・・・インパルスレスポンス信号、
２６・・・残響時間用データ、２７・・・残響波形信号
、２８・・・両耳の頭部伝達関数（データベース）、２
９・・・ヘッドホンの逆特性（データベース）、３０．
３１・・・右耳・左耳のインパルスレスポンス信号、３
２・・・音源音楽、３３・・・Ａ／Ｄ変換器、３４．３
５・・・右耳・左耳の反射音と残響を付加した音楽デー
タ、３６・・・Ｄ／Ａ変換器、３７・・・バンドパスフ
ィルタ、３８・・・テープデツキ、３９・・・ヘッドホ
ン、４０・・・ディジタルフィルタ。

Claims

【特許請求の範囲】

　虚像法による音場シミュレーションプログラムにより
、任意の形状の室の任意の受音点におけるインパルスレ
スポンス信号と残響時間を計算し、その結果に基づいて
両耳の頭部伝達関数とヘッドホンの逆特性とＡ／Ｄ変換
器によってディジタル化した音源音楽を畳込み演算処理
プログラム又はディジタルフィルタで畳込み演算を行な
い、さらに残響付加装置によって残響を付加した後、Ｄ
／Ａ変換器とバンドパスフィルタを通してアナログ信号
に変換し、録音再生手段を介して設計音場を聴くことが
できるようにした可聴型音場シミュレーション装置。