JPH039227A - 音響装置 - Google Patents

音響装置

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JPH039227A
JPH039227A JP2016969A JP1696990A JPH039227A JP H039227 A JPH039227 A JP H039227A JP 2016969 A JP2016969 A JP 2016969A JP 1696990 A JP1696990 A JP 1696990A JP H039227 A JPH039227 A JP H039227A
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time
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JP2016969A
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Yoichi Ando
安藤 四一
Kenji Shima
憲司 嶋
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Stereophonic System (AREA)
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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】 めろように物理量を可変することのできる音響装置に関
するものである。
従来から好ましい音や音場に関する研究が行なわれてい
るが、全回行となった研究により、音響装置の再生音の
基準となるコンサートホールにおけろ良い音場を決める
ために必要なパラメータとして;よ、次に示すようなも
のがあることが、次第に明らかになってきた。
即ち、両耳の音の特徴を表わす重要な客観的なパラメー
タとしては聴取音圧・第1反射音の遅れ時間・後続残響
音の残響時間および両耳間相互相関係数の4つの要素で
有ることが、一連の模擬音場におけるプリファレンス(
聴感上の心地良さ)の試験によって明らかとなった。
次に上記4つの要素に関して詳しく説明する。
まず、第1図に反射壁の存在する空間における音源と人
頭との関係を示す。図において(11)は人頭、(12
)は音源、(13) (14)は反射壁である。ここで
、音源信号をp (t) p音源から左耳および右耳へ
のインパルス応答をそれぞれhl(tl・hr (tl
としたとき、左耳および右耳の信号fl(t)とfr(
t)とはそれぞれ f 1(t)= J、“p(ν1hl(t−ν)dν=
 p (t) * hl (t)・(式1a) f r(t)= Jo”p(+’ )h「(t−ν)d
ν=pD)*hrD)(弐1b) と表わされる。上記式の中の*印はコンポリュションを
示している。
なお図においてばhnmのn = Oは直接耳に入る場
合を、nMlは反射壁(13)で反射した音が耳に入る
場合を、n=2は反射壁(14)で反射した音が耳に入
る場合を、m=1は左の耳に音が入ってくる場合を、m
 = r (よ右の耳に音が入ってくる場合をそれぞれ
示している。
ところで第1図においては、反射壁(13) (14)
で反射した後頁に入る音は1つの反射壁に対して2つし
か示していないが、この反射が多数起こっているとして
、この反射壁(13) (14)における反射時のイン
パルス応答をWn(t)とすると、左の耳及び右の耳へ
達するインパルス応答h I(t)、 h r(t)は
それぞれ (式2a) と表わすことができろ。この(式2a)と(式2b)を
用いると上記の(式1a)と(式1b)はそれぞれ (式3a) (式3b) と表わさせる。
ここで音源p (t)が−様な輻射特性を持たない場合
には、各々の方向別の輻射パターンを考慮して、p (
t)をp n (lで置換できる。
ところで両耳へ入ってくる音響信号の中の情報として、
独立で客観的な音響パラメータが含まれており、その第
1のパラメータとして音源信号p(1)をあげることが
できる。その音源信号を用いて、その長時間の自己相関
関数Φp(τ)をと表わすことができる。ここでp  
(t)= p (t)*s (t)であり、s (t)
は耳の感度に対応し、理論上(よ中耳と外耳の特性で表
わされるが、実用上は聴感特性を近似したものとしてよ
(知られてぃろGフィルタのインパルス応答として表わ
すことができる。当然ながら、p  (t)のパワーΦ
p(0)で(式4)を割り算することによって正規化自
己相関関数φp(τ)は と表わすことができろ。
第2図(a) (b)は上記(式5)に対応する正規化
自己相関関数の測定値を図に示したものである。第2図
(a)はギーボンス(Glbbons)ニよる音楽″ロ
ーヤルパベー:、t (Royal P avane)
 ”に対応した測定値を表わしたものであり、この音楽
を以後音楽Aと称する。第2図(b)はアーノルド(A
 rnold)による音楽″シンホニエッタ2作品48
:■ムーブメント、アレグロコンブリオ(S ynfo
rnietta。
Opus 48 : [Movement、 A ll
egro con brio) +に対応した測定値を
表わしたものであり、この音楽を以後音楽Bと称する。
次に、第2の客観的なパラメータとしては壁などの境界
における反射によって生ずるインパルス応答があげられ
る。これは直接音と第一反射音との間の初期時間遅れに
関係するとともに、初期反射音や後続残響音さらに反射
に基づくスペクトラムの変化などにも関係するものであ
る。
第3の客観的なパラメータとしては左右の耳へのインパ
ルス応答hnl(t)、b、nr(t)があげられる。
このインパルス応答は音の定位に重要な役割を演じるも
のであり、それぞれ互いに独立な関係にはない。そのこ
とば、中央定位する信号の場合には、h n l (t
l”: h n r (t)となることがら明らかであ
る。
次に、この2つのインパルス応答h n l (t)と
h n r (t)の間の相互の従属関係を導びき出す
まず、両耳の信号f 1 (t)、  f r (t)
の間の長時間の両耳間相互相関関数Φ1r(r)をf 
l (t)、 f I (t)を用いて表わすと、 dt、lτ1≦1 m s −(式6)ところで、拡が
り感あるいは方向のない感覚は、両耳間相互相関が小さ
い値の場合に発生するものであり、定まった方向からの
信号だけの場合にはtl < 1 m sにおいて、両
耳間相互相関関数は大きなピークを持つ。ことて1τl
 (1m sとしているのは、両耳の信号f I(t)
、 f r(t)の間の時間差は、両耳間距離と音速と
の関係より、通常1ms以上にはなり得ないことによる
ものである。
f 1(t)= p (t)* hol(t)  とし
て(式6)に代入すれば得られる。ところで、直接音の
みの正規化自己相関関数φlr(τ)はと表わすことが
できる。なおφIr(τ)は仮にh o l (t) 
: h or (t)ならばほぼ1になる。
は左と右のそれぞれの耳における信号のτ−0の自己相
関関数を示している。次に直接波の自己相関関数が小さ
くなる時間ふ後に別の反射音が直接音に加わるものとす
れば、そのときの正規化自己(N) 相関関数φlr(τ)は、Wn(t)がデイラックのデ
ルタ関数δ(1)に等しい場合には、 (式8) と表わされる。ここで、ΦIr(τ)はn番目の反射の
両耳間相互相関関数を (n)    (n) Φl l (o) 、Φrr(o)    はそれぞれ
の左、右の耳の1番めの反射音ので−0における自己相
関関数を示している。なお、通常の部屋で音源が正面に
ある場合には、両耳間相互相関関数の最大値はτ=0に
極めて近い所で得られる。
ところで、正規化両耳間相互相関の強さをIACCとし
て ■ACC=l  φ1r(r) l  m a x、 
 f orl  r(1m s      (式9) と定義する。なお、 φlr (r ) =Φlr (r ) /  ハ「百
1隨1菖7(o)であり、Φl l (o) 、Φrr
(o)はそれぞれ左右の耳の信号音のτ=0における自
己相関関数を示している。
以上において、音源信号の長時間の自己相関関数と、音
が壁などで反射することによって生ずる複数のインパル
ス応答と、両耳の信号の相関関係を示す両耳間相互相関
関数とに関して述べたが、つぎにこれらの物理量から、
両耳の音の信号の特徴を表わす重要な客観的なパラメー
タである4つの要素、即ち、聴取音圧、第1反射音の遅
れ時間、後続残響音の残響時間、および両耳間相関関数
の値のそれぞれの最適値のもとめ方について述べろ。
前述の音楽Aおよび音楽Bを用いて行ったプリファレン
ステストの結果を第3図(a) (b)に示す。横軸は
I ACC,a軸は聴取音圧[単位、dBA]である。
聴取音圧は自己相関関数のτ−〇の値であると考えるこ
とができ、グラフの横軸の値はブリファレンスを示して
いる。第3図(a) (b)より明らかに最適な聴取音
圧CP] pはI ACCにさほど依存しておらず、や
やスローテンポの音楽への場合には77〜79 dBA
、テンポの速い音楽Bの場合には79〜80 dBAで
あることがわかる。
いずれの場合も聴取音圧の最適値は79 dBA前後の
値を取っていることがわかる。
次に、音楽とスピーチを用いてスピーカ再生時の直接音
と単一反射音からなる合成音場をブリファレンスで評価
した結果によれば、音源信号の正規化された自己相関関
数φp(τ)を求め、反射音のレベルを直接音の±6d
Bに亘って変化させたとき、その反射音の最適遅れ時間
は、1Φp(τ)が第1反射音のL・ベルG1の1/1
0に相当するその時間に対応することが明らかになった
。そこで1Φp(τ)1が第1反射音のレベルC1の1
/10に相当する時間τdを横軸に取り、ブリファレン
スが最大となる単一反射音の遅れ時間〔△1+]pを縦
軸にして表わした図が第4図である。
図中に示された範囲は、ブリファレンスの最大値より0
.1低い時の遅れ時間を示したもので、図中の記号○は
第1反射音のレベル G、=6dB。
・はG□=OdB、口はG1=−6dBの時のそれぞれ
を示している。とくに1Φp(τ)1がΦp (o)の
0.1倍になる時間をrpとするとG、−0dBの場合
、τd=τpと表現できる。なお前述の音楽AとBのr
pは第2図(a)と(b)からも類推できるようにそれ
ぞれ127rnsと35m5である。
ここで、第4図から明らかなように、図中の各点に近似
させて直線を引くことができ、その直線に対応する両軸
を見てみるとτdはブリファレンスが最大となる単一反
射音の遅れ時間〔△t1〕pにほぼ一致することがわか
る。同時に1Φp(τ)がΦp (o)の0.1倍にな
る時間でpともほぼ一致する。即ち、これを数式で表現
すれば、最も好ましい第一反射音の遅延時間〔△t+:
]pは〔△t+ ] p=τp     (式10)%
式% φp(τ)l≦KG’    ・−(式11)であり、
この時K = const (J、 11 、 C= 
conSt (−1,0)正規化自己相関関数Φp(τ
)を用いたとき上記(式11)は τ〉rpにおいて、1Φp(τ)1≦0.1(式12) と表現できる。
さらに、音源信号の自己相関関数は最適残響時間とも密
接な関係があり、この関係を第5図に示した。縦軸は後
続残響音の最適残響時間[Tsub]pであり、横軸τ
pである。ここで言う残響時間とは直接音が60dB減
衰する時間ではなく、残響部の信号が60dB減衰する
時間として表現している。図中、音楽Aと音楽Bは先に
述べたものと同様であるが、音楽Eはモーツァルト(M
ozart)による″交響曲ハ長調に、551シユビタ
一第4楽章、モルトアレグロ″であり、スピーチSは国
木田独歩の゛″利根川用願の音′″の[空はどこまでも
青く、明るく高いのに驚きます。」(τp=12msl
である。図から明らかなように、第5図に示された関係
(よ(Tsub〕p 血(23±10)rpなる関数で
ほぼ近似することができる。
次に、第6図は直接音と単一反射音からなる合成音場に
おいて測定した結果を図に表わしたものであって、横軸
に反射音の到来方向ξを縦軸に正規化されたブリファレ
ンスとI ACCの値を示しである。この第6図からブ
リファレンスはIACCの値がR少するに従って増加す
ることがわかる。
即ち、ブリファレンスのスコアとIACCの値との間の
相関関数は負(−0,76:1%有意水準)であって、
このことはIACCがτ=0で最大値をとる場合に成立
するものである。最も効果的にIACCを小さくするに
は正面から士(55°±20°)の範囲に初期反射音が
到来するようにすればよいことも図より読み出すことが
できる。
次に、上述の4つのパラメータによるブリファレンスの
尺度について述べる。ところでこのブリファレンスの尺
度は比較試験によって求められたものであり、各々のパ
ラメータはブリファレンスの尺度に対して独立に影響を
あたえる。この結果、重畳の理が適用できるので各々の
客観的なパラメーターを最適値によって正規化すること
により、コンサートホールなどにおいて得られた音場の
ブリファレンスのデータを一般化することが可能となる
。以下に比較試験によって得られたブリファレンスの尺
度について説明する。
まず、聴取音圧の関数としてのブリファレンスの尺度S
1を第7図に示す。この図において、最適聴取音圧にお
ける尺度は零に設定されている。
S、の値は、最も好ましい聴取音圧(OclB)を中心
として左右はぼ対称であるが、弱い聴取音圧の方にずれ
た方が、強い音圧の方にずれたときよりもややブリファ
レンスの尺度が良い傾向がある。
このことを数式によって表現すれば、 S□(LL)≦S□(−LL)    (式13)%式
%)) であり、pば聴取音圧、CP〕pは最適な聴取音圧であ
る。なお、図中Oは音楽A、Xは音楽Bの値を示してい
る。
次に、直接音と第1反射音の間の遅れ時間(第1反射音
遅れ時間)の関数としてのブリファレンスの尺度S、を
第8図に示す。この図の横軸は最も好ましい時間遅れ〔
△t□〕pによって正規化されている。ところで、第2
反射音の遅れ時間ハ、その最適値〔△t2]pが〔Δt
zlp夕1.8τpであることが知られているので、測
定を行うにあたっては第2反射音の遅れ時間としてはこ
の最適値を用いた。もちろん、(式10)の条件がある
ことは言うまでもない。図において、○、a。
A、△のそれぞれは音楽Aによる個々の測定結果であり
、X、b、B、△のそれぞれζよ音楽Bによる個々の測
定結果であり、Cは音楽C,Dは音楽D10は音楽E1
・はスピーチSによる測定結果である。音楽A、B、E
についてはすでに先に述べたが、音楽Cはハイトンの交
響曲用102番変口長調第2楽章アダージョ (τp 
= 65 m s )であり、音楽りはワーグナーのシ
ークフリートイデイ4 (S iegfried I 
dyll) 332小節(rp=40ms)である。な
お第6図と同様最適な第一反射音の遅れ時間における尺
度は零に設定されている。
さらに、後続残響音の残響時間を関数としたブリファレ
ンスの尺度S3を第9図に示す。図において実線は反射
音の全ての音圧 の場合の後続残響音の残響時間を関数としたブリファレ
ンスの尺度S3であリミ破線はG=1.1の場合のそれ
である。図において、○、aは音楽Aについて、x、b
は音楽已について、口(よ音楽Eについて、・はスピー
チSについてのそれぞれ実験結果であり、いずれもG=
4.1の場合のものである。G二4.1はコンサートホ
ールの後方にいる場合のような残響音が多い場合に相当
し、G=1.1は、ホールの前席におけるような直接音
の多い場合に対応している。最も好まれる残響時間にお
けるブリファレンスの尺度は零に設定されている。
次にI ACCの関数としてのブリファレンスの尺度S
4を第10図に示す。図において、○は音楽Aのとき、
x、bは音楽Bのときの実験結果である。I ACCの
性格上τ=0においてその最大値をとれば、音像は正面
方向にある。図から明らかなように、I ACCが1に
近づくとブリファレンスの尺度S4は急激に小さくなる
。したがって、できる限りIACCは0.5より小さく
なるようにする必要がある。
これまでにブリファレンスの4つの尺度SlからS4ま
でにつ−いて述べたが、これらの4つの尺度についてそ
れぞれ以下に示す近似式で近似することができる。
まず、第7図に示した聴取音圧のブリファレンスの尺度
S、は ただし、 X+  =2010”(p/  [P〕 p)(式15
) %式% ・(式18) (式19) さらに、第9図に示した後続残響音の残響時間のブリフ
ァレンスの尺度S3は ただし、 X3=”’(Tsub/ [Tsub〕p)と表わすこ
とができる。なお、 ・(式21) 次に、第8図に示した第一反射音の遅れ時間のただし、 であり もし、(式22)においてα3が負となるときにはα、
−〇   ・(式22′)とする。
残りの第10図に示したIACCのブリファレンスの尺
度S4、は S4=−α41 X41     ””” (式23)
ただし、 X4=IACC−(式24) %式% +7.=1.45±0.44   (式25)である。
重畳の理に基づいて、コンサートホールなどにおけるブ
リファレンスの全体の尺度Sとしてで表わすことができ
る。もちろん、5i(i=1゜2.3,4)は前述の4
つのブリファレンスの尺度を示している。
このようにして得られたブリファレンスの尺度S及びS
 i (i = 1 、2 、3 、4 )を用いるこ
とによって音場の正確な評価を行うことができる。
この発明はコンサートネールや室内におけるブリファレ
ンスを測定するために音場における聴取音圧、第1反射
音の遅れ時間、後続残響音の残響時間、および両耳間相
互相関係数の4つのパラメータより、それぞれのプリフ
ァレンスの尺度及び全体のブリファレンス尺度を求める
ことができることに着目し、それぞれのパラメータに基
づいて音場を補正して、より好ましい音場を作ることの
できる音響装置とを提供することが目的である。
(1)本発明に関連する音場評価計測器先ず、本発明に
関連する音場評価計測器の一実施例を図を用いて説明す
る。
第11図及び第12図は音場評価計測器の概略の構成を
示したブロック図である。第12図は4つのパラメータ
ごとに示したブロック図である。
図において(1)は人頭またはダミーヘッド、(2+)
(2r)は外耳道入口部に挿入されたマイクロフォン、
(31(31) (3r)は前置増巾器、(4)は物理
量解析器、(5)は比較器、(6)は心理量変換器、(
7)は総合評価器、(8)はブリファレンスの出力端子
、(9)はプリファレンスを記録するための記録器、(
101は音場評価計測器、(40)は加算器(41)は
聴取音圧解析器、(42)は第1反射音遅れ時間解析器
、(43)は後続残響音残響時間解析器、(44)は両
耳間相互相関関数解析器、(51)は聴取音圧心理量変
換器、(52)は第1反射音遅れ時間心理量変換器、(
53)は後続残響音残響時間心理量変換器(54)は両
耳間相互相関係数心理量変換器、(y) (yl) (
yl) (y3) (y4)は比較データ入力端子であ
る。その比較データ入力端子(y) (yl) (yl
)(y3)(y4)にはそれぞれの最適値が入力してお
り、入力端子(yl)からは最適聴取音圧([:P] 
p)に対応する信号が、入力端子(yl)からは最適第
1反射音遅れ時間(〔Δt□] p)に対応する信号が
、入力端子(y3)からえよ最適後続残響音残響時間(
(Tsub)p)に対応する信号が、入力端子(y4)
からは最適両耳間相互相関係数に対応する信号が入力す
る。
なお、第12図の聴取音圧解析器(41)・第1反射音
遅れ時間解析器(42)・後続残響音残響時間解析器(
43)・両耳間相互相関関数解析器(44)は第11図
の物理量解析器(4)に対応する物理量解析部に相当す
る。第12図の聴取音圧心理量変換器(51)・第1反
射音遅れ時間心理量変換器(52)・後続残響音残響時
間心理量変換器(53)・両耳間相互相関係数心理量変
換器(54)は第11図の比較器(5)と心理量変換器
(6)とに対応する比較及び心理量変換部に相当する。
同様に総合評価器(7)は総合評価部に相当する。
まず、最初に第11図を用いてこの音場評価計測器の一
実施例の簡単な流れを説明する。第1にコンサートホー
ルやリスニングルームなど、音場評価を行いたい場所に
ダミーヘッドまたは人頭(1)を設置する。その左右の
外耳道入口に取付けられたマイクロホン(21) (2
r)によって両耳の音圧信号が検出され、前置増巾器(
3)によって増巾し加算されたのち、物理量解析器(4
)によって両耳の音圧信号から物理量即ち聴取音圧、第
1反射音遅れ時間、後続残響音残響時間および両耳間相
互相関係数■ACCを求め、そのそれぞれの値を比較器
(5)において入力端子(y)より比較データとして入
力されるそれぞれの最適値と比較し、次にすてに説明し
た(式14)(式17)(式20)(式23)に基ずい
た処理を行なう心理量変換器(6)によって心理量つま
りブリファレンスに対応した量に変換し、その後総合評
価器(71において総合評価して音場におけるブリファ
レンスを出力端子(8)より出力するものである。この
計測器によってコンサートポールやリスニングルームの
音場評価を行こなうことができる。
次に第11図に示した一実施例をさらに4つの個々のパ
ラメータの流れまで示した第12図により、詳細に説明
する。
前述の通り、マイクロフォン(21) (2r)より検
出された音圧信号は、前置増巾器(31) (3r)に
より増巾され、加算器(40)で加算された後、物理量
解析部に相当する聴取音圧解析器(41)、第1反射音
遅れ時間解析器(42) 、後続残響音残響時間解析器
(43)のそれぞれに入力されそれぞれの解析器におい
て聴取音圧p、第第1射射音遅時間へ”lp後属残響音
残響時間T subのそれぞれが解析測定され出力され
る。また、この3つの流れとは別に、加算器(40)で
加算される前の2つの前置増巾器(31) (3r)か
らの出力が、物理量解析部に相当する両耳間相関関数解
析! (44)へ入力され、両耳間相互相関係数の最大
値I ACCが解析され、出力される。次に、物理量解
析部に相当する4つの解析器(41) (42) (4
3) (44)のそれぞれから出力される聴取音圧p、
第第1射射音遅時間Δt1.後続残響音残響時間Tsu
b、最大両耳間相互相関係数IACCはそれぞれ、比較
及び心理量変換部に相当する聴取音圧心理量変換器(5
1)、第1反射音遅れ時間心理量変換器(52) 、後
続残響音残響時間心理量変換器(53)に入力され、他
の比較データ入力端子(yl) (yl) (y3) 
(y4)のそれぞれから入力された最適聴取音圧[P]
 p、最適第1反射音遅れ時間〔△tIIP?最適後続
残響音残響時間[Tsub]pp最適両耳間相互相関係
数と比較される。最適両耳間相互相関係数は0と考えて
もよいが、実用上は0.4〜0.5以下に設定しても問
題ない場合が多いので、この実施例では0.4に設定し
ている。
この比較及び心理量変換部における心理量変換のための
計算式は、聴取音圧心理量変換! (51)においては
前述の(式14)〜(式16)、第1反射音遅れ時間心
理量変換器(52)においては前述の(式17)〜(式
19)、後続残響音残響時間心理量変換器(53)にお
いては前述の(式20)〜(式22′)、両耳間相互相
関係数心理量変換器(54)においては(式23)〜(
式25)、の通りであって、この比較及び心理変換部よ
り得られる出力であるところのプリファレンスの尺度S
1と82とS、と$4をマイコンプログラム等による計
算処理によって求めることができる。しかし、あまり精
度を問題としないような場合は、下記に示すような変換
テーブルを用いて行っても良い。
変換テ プルI − O。
−〇 。
0 。
−〇 。
−0。
0 。
O。
−〇 。
0 。
0 。
−〇 。
1 。
変換テ プル■ −1。
−〇 。
−〇 。
0 。
0 。
−〇 。
0 。
0 。
0 。
0 。
−〇 〇 〇 −〇 上記変換テーブルI、I[はそれぞれ聴取音圧心理量変
換器(51)と第1反射音遅れ時間心理量変換! (5
2)の変換テーブルの一例である。この変換テーブルI
、IIには聴取音圧pと最適聴取音圧CP]p1第1反
射第1租射音遅tアと最適第1反射音遅れ時間との値に
対応したそれぞれのブリファレンスの尺度s s 、 
S 2が記憶されている。ここでは聴取音圧心理量変換
器(51)と第1反射音遅れ時間心理量変換器(52)
の変換テーブルしか示していないが、後続残響音残響時
間心理量変換器(53)と両耳間相互相関関係数心理量
変換器(54)に関しても同様な変換テーブルを作成し
て行なうことができる。
このようにして比較及び心理量変換器の変換器(51)
〜(54)から出力されたブリファレンス尺度81〜S
4は、総合評価器(7)に入力させられ、総合評価を行
なった結果として得られた全体のブリファレンスの尺度
Sが出力端子(8)に出力される。この出力は記録器(
9)に記録されろ。ただし、この一実施例においては記
録器(9)を含んでいるが、かならずしも含んでいる必
要はなくまた、なくても良いし、表示器に変えても良い
ことはいうまでもない。
つぎに、第12図の音場評価計測器aO)に用いられて
いる物理量解析部の聴取音圧解析器(41)、第1反射
音遅れ時間解析器(42) 、後続残響音残響時間解析
器(43)および両耳間相互相関関数解析器(44)の
それぞれの構成の一例について第13図(a)〜(e)
を用いて説明する。
第13図(a)は相関計を変形したM、R,シュレーダ
ー(M 、 R、S chroeder)による2乗積
分形残響計を用いた第1反射音遅れ時間解析器(42)
あるいは後続残響音残響時間解析器(43)の基本構成
を示した図であって、音圧に対応した出力も含まれてい
るという聴取音圧解析器(41)の機能を有するもので
ある。第13図(b)は第1反射音遅れ時間解析器(4
2)あるいは後続残響音残響時間解析器(43)の第1
反射音または残響時間に対応したコードを出力するため
に用いられるプライオリティエンコーダの一例を示した
図である。第13図(C)と(d)は聴取音圧解析器の
他の構成例を示した図である。第13図(e)は両耳間
相互相関係数を求める回路の構成例を示す図である。
第13図(a)において、(400)は2乗積分形残響
計を用いた第1反射音遅れ時間解析器あるいは後続残響
音残響時間解析器として用いられている回路の入力端子
、(4011(402) (403)は遅延回路、(4
04)〜(411)は乗算器、(412)〜(415)
は積分器、(41B)〜(418)は加算器、(419
)〜(421)は比較器、(422)は自己相関係数φ
。の出力端子、(423)〜(425)はそれぞれ第1
反射音の遅れ時間または後続残響時間の情報を出力する
01〜0o−1の出力端子、(426)は減衰器、第1
3図(b)において、(430)は出力端子(423)
〜(425)から出力される01〜07−□が入力する
プライオリティ−エンコーダ、x1〜χ1−1は第1反
射音遅れ時間または後続残響音残響時間に対応したコー
ド出力、第13図(c) (d)において、(435)
は整流回路、(436)は低減通過フィルタ、(437
)は乗算器、第13図(e)において、(441)は両
耳間相互相関係数を求める回路の左側入力信号Linの
入る入力端子、(442)は同じく右側入力信号Rin
の入る入力端子、(443) (444)は加算器、(
445) 〜(448) Lt自乗平均回路(RMS)
(449)は演算回路、(450)は相互相関係数に対
応した出力をとり出す出力端子である。
なお第13図(a)の回路においては、遅延回路。
加算器及び比較器をそれぞれ(n −1)個、遅延回路
からの出力信号が入力する乗算器、積分器。
積分器からの出力信号が入力する乗算器及び出力端子を
それぞれn個備えているが、図面上では(n −1)個
のものは代表して3個、n個のものは代表して4個だけ
描いてあり、残りのものは省略してあり、図中に描いた
ものに連続符号を取っである。したがって2番眼の遅延
回路(402)の次に(n −1)番目の遅延回路(4
03)として3番目から(n −2)番目の遅延回路に
は便宜上、符号を取っていない。
まず、第13図(a)について説明する。入力端子(4
00)に信号が与えられるとその入力信号は、乗算器(
404)〜(407)に与えられ、また遅延回路(40
1)にも与えられる。遅延回路(401)の出力は乗算
器(405)へ与えられるとともに次の遅延回路(40
2)にも与えられ順次遅れた信号を(n −1)番目の
遅延回路(403)の出力までを作り出す。それぞれの
遅延回路(401)〜(402)の出力は乗算器(40
5)〜(407)によって掛算される。乗算器(404
)は入力信号そのものの自乗演算を行っている。次に、
その乗算器(404)〜(407)の出力信号はそれぞ
れ積分器(412)〜(415)において積分されその
出力信号はさらに乗算器(408)〜(411)によっ
て自乗される。なお、積分器(412)の出力信号は乗
算器(408)への入力とは別にそのまま端子(422
)に出力される。この信号は自己相関係数φ(0)つま
り入力信号のパワーの自乗であり、音圧信号に対応した
情報を含んでいる。パワーの自乗の処理は単に絶対値化
としても等価な機能を持たせることができる。
ところで乗算器(40g)〜(411)の出力信号は、
つまり、自己相関係数の自乗φ。、φ1.・・・ φ1
−8の信号は加算器(418)〜(418)に加えられ
、加算器(416)〜(417)の出力はそれぞれ次の
加算器に加えられ、(n −1)番目の加算器(418
)まで行われる。ところで、乗算器(408)からの出
力信号と、加算器(416)〜(417)からの出力信
号とは、それぞれ、比較回路(419)〜(421)に
おいて、最後尾の加算器(418)の出力信号を減衰器
(426)で減衰させた後の信号と比較され、出力端子
(423)〜(425)にそれぞれの出力信号O□〜(
423)〜On−+ (425)を出力する。なお減衰
器(426)の減衰比は第1反射音遅れ時間を求める場
合には(0、1)”に、後続残響音残響時間を求める場
合には(0,001)”に設定されたものが使用される
。これはすでに最適遅れ時間検出器としてしられたもの
と同様のものであって、自己相関関数の値が1710あ
るいは1/1000になる遅れ時間を求めるものである
。また遅延回路(401)から遅延回@ (403)ま
での遅延時間の合計は第1反射音遅れ時間及び後続残響
音残響時間の長さ程度、つまりそれぞれ100〜200
m5及び3〜5 sec程度必要である。当然ながら、
この時間の経過に伴なって、積分回路(412)〜(4
15)はリセットされる必要がある。ただし、リセット
回路は図示していない。
次に第13図(b)に示すプライオリティ−エンコーダ
(430)は、第13図(a)に示した比較器(419
)〜(421)の出力信号01(423) 〜On−1
(425)をエンコードするもので、第13図(a)の
減衰器(426)の減衰比(0,1)2または(0,0
01)”に対応した遅れ時間τ(=τp)(最初に減衰
比以下に小さくなった遅れ時間)に対応したコードX 
1 ”’ X 11−1を表示、又は出力する。
次の第13図(C)と(d)とは聴取音圧解析器として
用いる他の回路例を示す図であるが、これの場合も第1
3図(a)の出力端子(422)から出力信号φ。得る
のと同様に、聴取音圧を知ることができる。この構成は
、第13図(C)に示した通り低域通過フィルタ(43
6)と整流回路(435)又は自乗乗算器(437)を
組み合わせた回路である。
次の第13図(e)の両耳間相互相関係数を求める回路
(519)は正規化相関係数を求めるための回路方式の
1例を用いている。まず入力端子(441)から入力信
号Linが、もう一方の入力端子(442)から入力信
号Rinがそれぞれ入力されると、入力信号Lin、R
inはそれぞれ直接自乗平均回路(445) 。
(448)に入りそれぞれの自乗平均値γ、δとなり出
力される。また入力信号LinとRinとの間の和信号
を加算器(443)より、差信号を一方の信号を負にし
て他方の信号に加える加算器(444)より、それぞれ
取り出して自乗平均回路(4461、(447)に入力
して、同様に和信号、差信号をそれぞれの自乗平均値α
、βを出力する。このようにして得られた4つの自乗平
均値の信号α、β、γ、δは演算回路(449)におい
て演算処理つまり (α2−β2)/(4γδ)を行な
い、出力端子(450)に相互相関係数に対応した出力
φ1r(o)つまり両耳間相互相関係数(IACC)が
得られる。だたし、第13図(e)の回路を用いる場合
には、入力信号LinとRlnが入力端子(44]) 
(442)に入力する前に0〜1ffISの遅延回路を
設け、その遅れ時間を変化させ、その最大値を求めろよ
うに構成すると、前述の(式9)に対応する回路構成と
なり、その回路より (式9)に忠実な値が求められる
ことになる。
そのための遅延回路は第13図(e)中には図示してい
ない。なお、より精度の高い両耳間相互相関係数(IA
CC)の演算を行うには前述の(式7)〜(式9)まで
の式を用いて数値演算を実行するとよい。
ここまでに説明してきた一実施例においては聴取音圧解
析器(41)、第1反射音遅れ時間解析器(42)及び
後続残響音残響時間解析器(43)への入力は、ダミー
ヘッドまたは人頭(1)の左右の耳のに入ってくる2つ
の音響信号の加算信号を用いてきたが、通常、その2つ
の信号間の遅れ時間は1ms以下であり、これらの3つ
の解析器(41)〜(43)の解析結果に大きい差異を
与えろことはないので、左右いずれか一方の音響信号を
使用しても十分な解析結果を得ることはできる。これま
でに説明してきた第1発明の一実施例であるところの音
場評価計測器(101の最適聴取音圧[:P] pは音
源の種類によっても異なるが、それらはほぼ(79±5
)dB程度であるので、ここでは代表して79dBを用
いた。また、最適第1反射音遅れ時間〔△t1〕pと最
適後続残響音残響時間(Tsub〕p  とは実際の音
源そのものから第1反射音遅れ時間解析器(42)によ
り最初に減衰比以下に小さくなった遅れ時間τpを求め
てこれを最適第1反射音遅れ時間〔△t+〕p  とす
ると良く、その(23±10)倍をして最適後続残響音
残響時間[Tsub]p  として用いればよい。この
一実施例では [Tsub〕p=23τpを用いた。
以上のようにこの音場評価計測器によれば1個または2
個のマイクロホンと、このマイクロホンから得られた音
響信号を増巾するための増巾器と、との増巾信号から聴
取音圧pを計測するための聴取音圧計測手段と、同様に
増巾信号から第1反射音遅れ時間Δt工を計測するため
の第1反射音遅れ時間計測手段と、また同様に増巾信号
から後続残響音残響時間T subを計測するための後
続残響音残響時間計測手段と、さらに同しく増巾信号か
ら両耳間相互相関係数IACCを計測するための両耳間
相互相関係数計測手段と、上記聴取音圧pと最適聴取音
圧〔P〕pとの比の10を底とする対数の20倍の値の
絶対値の372乗の値に、上記聴取音圧が最適聴取音圧
より大きいときには(0,07±0.03)を、小さい
ときには(0,04±0.02)を乗してなる値をプリ
ファレンス(聴感上の心理良さ)の尺度S、として出力
する、つまり、前述の(式14)〜(式16)に対応す
る出力を出す第1の比較変換手段と、上記第1反射音遅
れ時間Δt1と最適第1反射音遅れ時間〔△t+)p 
 との比の10を底とする対数の絶対値の372乗の値
に、上記第1反射音遅れ時間が最適第1反射音遅れ時間
より大きいときには−(1,42±0.6)を、小さい
ときには−(1,11±0.5)を乗じてなる値をブリ
ファレンスの尺度S2として出力する、つまり、前述の
(式17ン〜(式19)に対応する出力を出す第2の比
較変換手段と、上記後続残響音残響時間Tsubと最適
後続残響音残響時間[T sub]pとの比の10を底
とする対数の絶対値の372乗の値に、上記後続残響音
残響時間が最適後続残響音残響時間より大きいときには
、反射音全体の音圧の−(0,74±0.25)倍の値
と−(0、45±o、is)との加算値を、小さいとき
には反射音全体の音圧の−(0,42±0.14)倍の
値と−(2,36±0.79)との加算値を乗じたのち
の値が負なるときにはそのままの値を、正なるときには
零をブリファレンスの尺度S3として出力する、つまり
、前述の(式20)〜(式22′)に対応する出力を出
す第3の比較変換手段と、上記両耳間相互相関係数の3
72乗の値に−(1゜45±0.44)を乗じた値をプ
リファレンスの尺度S4として出力する、つまり前述の
(式23)〜(式25)に対応する出力を出す第4の比
較変換手段と、第1から第4までの比較変換手段より出
力されたブリファレンスの尺度S It S 2p S
 3pS4.を総合評価してブリファレンスの全体の尺
度Sを出力する総合評価手段とを備えているので正確で
忠実な音場評価を行うことができる。
(2)本発明に関連する音響装置 次に音場における聴取音圧、第1反射音の遅れ時間、後
続残響音の残響時間、および両耳間相互相関係数の4つ
の物理的パラメータに基づいて、音場を補正し、より好
ましい音場を作ることのできる本発明に関連する音響装
置の実施例を図を用いて説明する。
(2−1)本発明に関連する第1の音響装置第14図(
a)は音場を補正し、より好ましい音場を作ることので
きる第1の音響装置の一実施例の構成ブロック図であっ
て、第14図(b)は第14図(a)の音響装置に含ま
れる音場拡大装置の1例、第14図(c)は第14図(
a)の音響装置に含まれる残響装置の他の例を示したも
のである。
まず第14図(a)において、(501)は入力端子I
N、 、(502)は入力端子I N L 、 (50
3a)〜(503d)は加算器、 (504a) (5
04b)は残響装置、(505a) (505b)(5
05r) (5051)は減衰器、(506a) (5
06b)は遅延回路、(5071は1種の分周回路であ
るスケーラ、(SO8a)(508b)はアップダウン
カウンタ、(509)はディジタル−アナログ変換器、
(510a) (510e)は第1反射音遅れ時間解析
器、(510b)は後続残響音残響時間解析器、(51
1a)〜(511c)はエンコーダ、(512&)(5
12b) (513a) (513b)は比較器、(5
14a) (514b)(514c)は平滑回路、(5
15&) (515b)は目標値を設定するための可変
低抗器、(51B)は音場拡大装置、(517r) (
5171)ばスピーカを駆動するためのパワーアンプ、
(518r) (5181)はスピーカ、(519) 
+よ両耳間相互相関係数(IACC)計算器、520は
乗算器、(531) (532)は残響装置(504a
) (504b)から音場拡大装置(516)への入力
端子inr、 inl、(521)はCLOCK信号入
力端子、(533) (534)は音場拡大装置(51
B)の出力端子outr、outl、(535)は比較
器(513b)から音場拡大装置(516)への入力端
子attlnである。
第14図(b)において、(530a) 〜(530d
)は加算器、(538)は減衰器、(537)は低域通
過フィルター、(538)は高域通過フィルター (5
391は移相回路又は遅延回路である。第14図(c)
において、(504c)はM、R,シュレーダー(S 
chroeder)とB、S。
アタル(Atal)による残W器、(540a) 〜(
540i)は加算器、(541a) (451b)は位
相反転回路、(542a)(542b)はボルテージフ
ォo −(543a)〜(543f)は遅延回路、(5
44a) 〜(544f)は減衰器、(545)は減衰
器(504c)の入力端子、(5461は減衰器(50
4c)の出力端子である。なお、図中、他の図面中の符
号と同一符号は同一または相当部分を示している。
次に第14図(a) (b) (e)を用いて、第1の
音響装置の一実施例の動作を説明する。まず、入力端子
■N、 (501)とI N L(502)にレコード
、テープ、マイク、ラジオ等からの音響信号が与えられ
る。この音響信号は加算器(503e)によって加算さ
れ、第1反射音遅れ時間解析器(510e)に入力され
る。この第1反射音遅れ時間解析器(510c)は先に
述べた第12図の(42)、つまり第13図(a)に示
された回路と同し回路によって構成されており、この場
合、第1反射音遅れ時間を測定できるように減衰比は1
/10に設定されている。この第1反射音遅れ時間解析
器(511)の出力はエンコーダ(5111に入力され
、エンコーダ(511)からは、音源にとって最適な第
1反射音の遅れ時間〔△t+]p  をτpとして求め
た出力(〔△t+]p=τp)が出る。このエンコーダ
(511c)からの出力は比較器(512a)に入力さ
れるとともに、乗算器(520)にも入力され、23倍
されて最M後続残響音残B時間〔T 5ub)p (−
23・τp)として比較器(512b)に与えられる。
一方、リスニングルームなどの音場に置かれたダミーヘ
ッドまたは人頭(1)の左右の耳の所に設けられたマイ
クロフォン(2r)  (21)に入ってきた信号を前
M増巾器(31)  (3r)で増巾し、その出力を加
算器(503d)によって加算したのち、先と同様に第
12図の(42)と同じ第1反射音遅れ時間解析器(5
10a)に入力し、かつ、後続残響音残響時間解析器(
510b)にも入力されろ。この後続残響音残響時間解
析器(510blの構成は第12図の(43)において
述べたものと同じ回路構成のものである。次に第1反射
音遅れ時間解析1(510a)の出力はエンコーダ(5
11a)に入力され、音場の影響を付与された後の第1
反射音の遅れ時間△t工に対応した信号が得られる。こ
の後、比較器(512a)に入力される。
また、後続残響音残響時間解析器(510b)の出力は
エンコーダ(51To)に入力され、音場の影響を付与
された後の後続残響音残響時間T subに対応した信
号が得られ、この信号は比較器(512b)に入力され
る。ところで、比較器(512a)において、エンコー
ダ(511e)からの最適第1反射音遅れ時間(△t+
] p  と、エンコーダー(511a)からの音場の
影響を付与された後の第1反射音の遅れ時間△仁、とが
比較され、もし最適第1反射音遅れ時間〔△L1〕pに
比して第1反射音遅れ時間△1.の方が大きい場合には
、第1反射音遅れ時間△t1を小さくするために、比較
器(512a)からカウンタ(508a)にカウントダ
ウンの信号CDを与え、カウンタ(508a)の内容を
小さくし、そのために、カウンタ(508a)の内容に
基づいて分局を行うスケーラ(507)においては分周
する値が小さくなり、入力端子(521)からのCLO
CK信号を分周して得られるDELAY  CLOCK
信号の周波数が高くなり、そのDELAY  CLOC
K佃号により残り回路(504a) (504b)の中
のBBD (パケット・ブリゲート・デイバイス)など
によって構成される遅延回路(506a) (506b
)の遅延時間が小さくなるというように動作するもので
ある。しかし、もし最適第1反射音遅れ時間〔Δt1〕
pに比して第1反射音遅れ時間ΔL1の方が小さい場合
には比較器(512a)からカウンタ(508a)にカ
ウントアツプの信号CUを与え、カウンタ(508a)
の1容が大きくなり、スケーラ(507)において分割
する値が大きくなり、そのためDELAY  ’CLO
CK信号の周波数が低くなり、遅延回路(506a) 
(506b)の遅延時間が大きくなるというように上述
の場合と反対の動作をする。
また、比較器(512b’lにおいては、乗算器(52
0)の最適後続残響音残響時間[Tsub]p  と、
エンコーダ(511b)からの音場の影響を付与された
後の後続残響音残響時間T subとが比較され、もし
、最適後続残響音残響時間[TsuJp  に対して、
後続残響音残響時間T subが大きい場合に(よ、カ
ウンタ(508blにカウントアツプの信号CUが送出
され、カウンタ(508b)の内容がディジタル−アナ
ログ変換器(509)によってアナログ値に変換され、
平滑回路(514c)を経て、残響回路(504a) 
(504b)のそれぞれの減衰器(505a) (50
5b)に与えられ、その信号によって、減衰@ (50
5a) (505b)における減衰値が大きくなり、そ
のために後続残響音残響時間T subを小さくすると
いうように動作する。しかし、もし、最適後続残響音残
響時間[Tsub ] pに対して後続残響音残響時間
T subが小さい場合には、カウンタ(508)))
にカウントダウンの信号CDが送出され、カウンタ(5
08b)の内容がディジタル−アナログ変換器(509
)によってアナログ値に変換され、平滑回路(514c
)を経て減衰器(505a)(505b)に与えられ、
その信号によって減衰器(505a) (505b)に
おける減衰値がづ八さくなり、そのために残響時間T 
sub  を大きくするというように上述の場合と反対
の動作を行なう。
ところで前置増巾器(31) (3r)からの加算され
る前のそれぞれの増巾信号は、両耳相互相関係数計算M
(519)に入力され、両耳間相互相関係数■ACCが
求められてアナログ化され、次の平滑口#1(514b
)に入力される。次に比較器(513b)において、平
滑回路(514blからの信号と、両耳間相互相関係数
I ACCの目標値を設定する可変抵抗器(5]5b)
からの目標電圧信号とを比較する。もし、平滑回路(5
14b)からの信号、つまり両耳間相互相関係数I A
CCに対応する信号の方が、可変抵抗器(515b)か
らの目標信号より大きい場合は、比較器(5]3b)か
らの出力信号は小さくなって、音場拡大装置(51B)
の入力端子att i n (535)に入力され、音
場拡大装置(516)はより両耳間相互相関係数IAC
Cを小さくするというように動作する。しかし、もし、
両耳相互相関係数I ACCに対応する信号の方が、可
変抵抗器(515b)からの目標信号より小さい場合は
、比較器(513b)からの出力信号は大きくなって、
音場拡大装置の入力端子&tt 1n(535)に入力
され、音場拡大装置(516)はより両耳間相互相関係
数I ACCを大きくするというように上述の場合と反
対の動作をする。
ところで加算器(503dlで加算された加算信号を入
力された第1反射音遅れ時間解析器(510a)は、聴
取音圧に対応した音圧信号φ。を出力しており、この音
圧信号φ。を平滑回路(514a)を通した後、比較器
(513a)に入力させろ。この比較器(513alに
おいて、音量の目標値を設定する可変抵抗器(515a
)からの目標となる電圧信号と、平滑回路(514a)
からの信号とを比較して、もし、聴取音圧に対応した平
滑回路(514a)からの出力信号の方が、可変抵抗(
515a)からの音量の目標値よりも大きい場合は、比
較器(513a)からの出力が大きくなり、減衰器(5
05rl (5051)の減衰が大きくなって聴取音圧
を下げるというように動作する。しかも、もし、聴取音
圧に対応する信号の方が、音量の目標値よりも小さい場
合ζよ、比較器(513a)からの出力が小さくなり、
減衰器(505r) (5051)の減衰が小さくなっ
て聴取音圧を上げるというように上述の場合と反対の動
作をする。
なお、第14図(、)内に出てきた平滑回路(514a
)(514b) (514c)はいずれも、急激な信号
の変化による雑音の発生を防止するためと、残響回路(
504a)(504b)内の遅延回路(506al (
506b)の遅延時間も急激な変化を起こさないように
するために用いられている。
次に、音場拡大装置(516)の働きを、第14図(b
)に示す音場拡大装置を用いた場合で説明する。
まず残響装置(504a) (504b)から入力端子
1nr(531)及びinl (532)に入った2つ
の信号の差成分が、加算器(530alによって得られ
、減衰器(536)を経て低域通過フィルタ(537)
を通った後、クロストークする位相が逆相になるような
位相で、加算器(530b) (530c)により入力
端子inr (531)から出力端子outr (53
3)までと、入力端子i n l (532)から出力
端子outl (534)までのそれぞれの主経路に加
算される。それとは別に、低域通過フィルタ(537)
の出力はさらに、高域通過フィルタ(538)を経て、
移相回路又は遅延回路(539)において遅延または移
相回転が与えられた後、同じく、クロストークする位相
が逆相となるような位相で、上述のそれぞれの主経路に
加算@ (530d) (530e)によって加算され
、その加算後の信号は出力端子outr(533)とo
utl (534)にそれぞれ出力される。この音場拡
大装置(516)の減衰器(536)を変化することに
よって両耳間相互相関係数IACCを変化させることが
できろ。またこの減衰器(536)は、入力端子att
 1n(535)からの信号の値つまり、比較器(51
3b)からの出力信号が大きくなると減衰が大きくなる
ように設定されている。
さらに第14図(C)に示しであるのはM、R,シュレ
ーダー(S chroeder)とB、S、アタ/L、
(Atal)による残響器(504c)で、第14図(
a)に示しである残響装置(504a) (504b)
の代りにこの残響器(504c)を用いれば、より自然
な残響感が得られる。
なお、上記一実施例において、マイクロホン(2r) 
(21)をダミーヘッドまたは人頭(1)の外耳道入口
の音圧を得るように述へて来たが、両耳間相互相関係数
I ACCの値を得る必要がないときは1本のマイクロ
ホンでもよいし、両耳間相互相関係数I ACCを求め
る場合でもダミーヘッドなどに取付けられたものでない
2本のマイクロホンによって行ってよい場合もある。音
響信号については2チヤンネルのステレオ信号のように
示したが、必ずしも2チャンネル信号の必要のない場合
もあることは言うまでもない。
以上のように、該第1の音響装置においては、入力端子
INFL、INLとこの入力端子IN1゜■NLから入
ってきた音響信号より最適第1反射音遅れ時間〔△t+
3p  を計測する最適第1反射音遅れ時間計測手段と
、その最適第1反射音遅れ時間〔△t1)pの(23±
10)倍に対応する最適後続残響音残響時間[T su
b〕p  を出力する雇適後続残響音残響時間出力手段
と、音場におかれたマイクロフォンからの音場信号より
音場における聴取音圧φ。を計測する聴取音圧計測手段
と、その音場信号より第1反射音遅れ時間△t1を計測
する第1反射音遅れ時間計測手段と、その音場信号より
後続残響音残響時間Tsubを計測する後続残響音残響
時間計測手段と、その音場信号より両耳間相互相関係数
IACCを計測する両耳間相互相関係数計測手段と、上
記最適第1反射音遅れ時間〔△ts )pと上記第1反
射音遅れ時間△tとを比較し、その差に応じた信号を出
力する第1の比較手段と、上記最適後続残響音残響時間
〔T sub〕p  と上記後続残響音残響時間T s
ubを比較し、その差に応じた信号を出力する第2の比
較手段と、上記第1の比較手段の出力信号によって遅延
時間が変化し、上記第2の比較手段の出力信号によって
残響時間が変化し、かつ上記入力端子から入力する音響
信号に残響音を付加する残響手段と、あらかじめ目標と
する両耳間相互相関係数の値を設定できる両耳間相互相
関係数設定手段と、上記の両耳間相互相関係数IACC
と上記の両耳間相互相関係数設定手段の設定値とを比較
し、その差に応じた信号を出力する第3の比較手段と、
上記残響手段の出力信号を受け、上記の第3の比較手段
の出力信号に応じて、音場の両耳間相互相関係数I A
CCを変化することのできる出力を有する音場拡大手段
と、あらかじめ目標とする聴取音圧の値を設定できる聴
取音圧設定手段と、上記の音場の聴取音圧φ。と上記聴
取音圧設定手段の設定値を比較し、その差に応じた信号
を出力する第4の比較手段と、上記音場拡大手段の出力
を入力として受け、上記第4の比較手段の出力信号に応
じて、減衰率を変化できる減衰手段と、上記減衰手段か
らの信号を増巾し、空間に音響信号を放射する電気音響
変換手段とを備えているので、音場を補正し、より好ま
しい音場を作ることができろというだけでなく、この第
1の音響装置内で音源について最適な第1反射音遅れ時
間〔△1.)pと最適残響時間〔Tsub〕pが得られ
、使用者の好みに応じて聴取音圧や両耳間相互相関係数
IACCの値を変えることができる。
(2−2)本発明に関連する第2の音響装置法に、比較
的反射の少ない和室や反射が多くても、残響時間が極度
に短い車室内のような音場における音場装置においては
、音場における聴取音圧、第1反射音遅れ時間、後続残
響音残響時間の3つの物理的パラメータのみに基づいて
音場を補正したけて、十分なより好ましい音場を作るこ
とができる。
なお、前述の第1の音響装置をここで対象としている音
場での音響装置として用いることができるのは言うまで
もないが、使用音場がこのように小さな部屋、比較的反
射の少なし)和室や車室内に限定された場合、両耳間相
互相関係数IACCのパラメータを使用しなくても本発
明の音響装置は前述の第1の音響装置と同一の効果を得
られるばかりでなく、音響装置がコンパクトになり、し
かも安価で、その上、回路構成が前述の第1の音響装置
より簡単になるため、作業性が良く、シかも耐久性が良
くなるなどの点で第1の音響装置より以上の効果を奏す
ることができろ。
そこで、音場における聴取音圧、第1反射音遅れ時間及
び後続残響音残響時間の3つの物理的パラメータを用い
て音場を補正し、より好ましい音場を作ることのできる
この発明の音響装置の一実施例を図を用いて説明する。
第15図がこの発明の音響装置の一実施例のブロック図
である。
図において(451)〜(453)は絶対値化回路、(
511d)はエンコーダ、(551)は入力端チエNR
1(552)は入力端子I NL、 (553)は積分
リセット信号入力端子である。(554)は第1反射音
遅れ時間解析器で前述の第13図(a)の回路図及び第
14図(、)の第1反射音遅れ時間解析器(510a)
 (510c)、後続残響音残響時間解析器(510b
lのものと内部構成は多少変えているが、機能的にはほ
とんど同じで、通常の自己相関器の構成に減衰器(42
6)と比較器(419)を付加したことを特徴としてい
る。このような構成の場合も、前述の第1反射音遅れ時
間解析器(510a) (510c)あるいは後続残響
音残響時間解析器(510b)と同様に動作する。なお
、図中第13図(a)及び第14図(a)中の符号と同
一符号は、同一または相当部分を示している。
まず入力端子I NR(551)及びI NL(552
)から音響信号が入力されと、その2つの信号は加算器
(503c)によって加算せられ、第1反射音遅れ時間
解析器(544)に入力される。この第1反射音遅れ時
間解析器(554)において、第14図(a)の第1反
射音遅れ時間解析器(510a) (510c)と同様
な動作を行ない、そこからの出力は前述の第14図(a
)の場合と同様にエンコーダ(511d)に入力され、
音響信号にとって最適の第1反射音遅れ時間〔△t1〕
p が出力される。この最適第1反射音遅れ時間〔△t
1〕p  に対応した遅延時間が得られるようにスケー
ラ(507)にエンコーダ(511d)からの信号が与
えられる。スケーラ(507)は入力端子(521)か
らのCLOCK信号を分周し、DELAY  CLOC
K信号を作り、残響回路(504a) (504b)の
遅延回路(506a) (506b)にDELAY  
CLOCK信号が送られろ。音響信号は入力端子■NR
(551)とI NL(552)からそれぞれ残響回路
(504a)と(504b)に入力され残響音が付与さ
れて減衰器(505r) (5051)に送られる。一
方、第1反射音遅れ時間解析器(554)の音圧に対応
した信号φ。が、平滑回路(514a)を経て、比較器
(513a)に与えられ、音圧の目標値を設定する可変
抵抗器(515a)の電圧と比較されて、もし、音圧が
、その目標値より小さい場合には、比較器(513a)
の出力は小さくなり、減衰器(505r) (5051
1はその比較器(513a)より送られてきた信号によ
って減衰量を小さくするというように動作する。しかし
、もし音圧が、その目標値より大きい場合には、比較器
(513a)の出力は大きくな9、減衰器(505r)
 (5051)はその比較器(513a)より送られて
きた信号によって減衰量を大きくするというように上述
の場合と反対の動作をする。
そのようにして得られた減衰器(505r) (505
1)の出力ばパワーアンプ(5]7r) (5171)
を経て、スピーカ(518r) (51811によって
再生されろ。
このとき、残響時間の最適値である最適後続残響音残響
時間i: T 5ubl p  は、先に述へたように
最適第1反射音遅れ時間〔△t11p  の(23±1
0)倍であることが望ましい。残響回路(504a)(
504b)のような形で残響器が構成されているときに
は、後続残響音残響時間T 5ub=−ε・Δム、10
g(g)となることが知られている。なおgは減衰率で
ある。ここでT 5ub= (23±10)△t1なる
関係を用いれば、減衰率g=0.588〜0゜811の
範囲にしなければならないことがわかる。
なお、後続残響音残響時間T 5ub= 23△t0の
ときは減衰率g=0.741である。即ち、このように
減衰率gを設定すれば、最適第1反射音残響時間〔△t
+)p  と最適後続残響音残響時間〔Tsub〕p 
 が得られる。もちろん、このような処理を処しても、
音場における影響が付加されるが、和室など比較的反射
の少ない空間や、自動車車室など反射が多くても、残響
時間が極度に短い空間の場合には大変効果がある。
ところでこの発明の音響装置においては、小さな部屋や
比較的反射の少ない和室や車室内のような音場において
、前述の音響装置と同−又はそれ以上の効果を奏し、よ
り簡単な音響装置を提供しようとするものであるが、こ
の発明の音響装置は、小さな部屋や車室内以外の音場で
使用した場合、前述の音響装置よりは多少性能はおちる
が、それでも、聴取音圧、第1反射音遅れ時間及び後続
残響音残響時間の3つの物理的パラメータにより音場を
補正しているので、従来の音響装置よりははるかに好ま
しい音場を作ることができ、その上、この発明の音響装
置の方が前述の音響装置より、コンバク1−で安価で回
路構成が簡単で、作業性が良く耐久性も良いという利点
がある。
以上のように、この発明の音響装置においては、入力端
子INR,INLと、この入力端子INR。
■NLから入ってきた音響信号から最適第1反射音遅れ
時間を計測する最適第1反射音遅れ時間計測手段と、上
記音響信号から聴取音圧に対応する信号を計測する聴取
音圧対応信号計測手段と、上記最適第1反射音遅れ時間
に対応する信号を制御信号として受け、上記音響信号を
入力し、上記音響信号に上記最適第1反射音遅れ時間に
対応した遅延時間を付加するとともに、その後続残響音
残響時間が上記最適第1反射音遅れ時間の(23±10
)倍に設定された残響手段と、あらかじめ目標とする聴
取音圧の値を設定できる聴取音圧設定手段と、上記聴取
音圧対応信号計測手段の出力である聴取音圧と上記聴取
音圧設定手段の設定値とを比較し、その差に対応する信
号を出力する比較手段と、上記残響手段の出力信号が入
力され、上記比較手段の出力信号に応じて、上記残響手
段からの入力された音響信号に与えろ減衰率を変化させ
ることのできろ減衰手段と、上記減衰手段からの信号を
増巾し、空間に音響信号を放射する電気音響変換手段と
を備えているので、音場を補正し、より好ましい音場を
作るだけでなく、この発明の音響装置内で、最適な第1
反射音遅れ時間と最適後続残響音残響時間が得られ、使
用者の好みに応じて聴取音圧を変えることができるとい
う効果を奏するものである。
以上のように、この発明によれば、音楽などを聞く音場
の音響特性を測定して物理量および心理量の音場におけ
る聴取音圧、第1反射音遅れ時間。
後続残響音残響時間2両耳間相互相関係数等のパラメー
タで評価することに基づき、この物理量の測定によって
、その物理量を変化させてより好ましい音楽聴取を可能
ならしめる音響装置を提供することができるという効果
を秦する。
また、上述の音響装置内で比較器(512)  (41
9)(420)の出力を得て、スケーラ(507)によ
り、DELAY  CLOCKを作るよう構成されてお
り、このDELAY  CLOCKによって第1反射音
遅れ時間が制御できるものである。このDELAY  
CLOCKの値を外部から手動によって制御可能にする
ことによって様々の音楽などに対応させて変えられるよ
うに構成することは、各種の音楽について〔△txlp
  をあらかじめ求めておいた場合などには特に有益で
あって、安価に製作できるという長所がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は反射壁と音源と人頭との関係を示す図第2図(
a) (b)は実際の音楽を用いて測定した正規化自己
相関関数の例を示す図、第3図(a) (b)は音楽A
および音楽Bを用いて行ったブリファレンステストの結
果を示す図、第4図はτdと〔Δml〕pとの関係を示
す図、第5図ばτpとl: T 5ub) pとの関係
を示す図、第6図は正規化されたブリファレンスとIA
CCの値の関係を示す図、第7図は相対聴取音圧とブリ
ファレンスの尺度S1との関係を示す図、第8図は直接
音と第1反射音の間の遅れ時間とブリファレンスの尺度
S2との関係を示す図、第9図は後続残響音の残響時間
とブリファレンスの尺度S3との関係を示す図、第10
図はIACCとブリファレンスの尺度S4との関係を示
す図、第11図および第12図はこの発明に関連する音
場評価計測器の一実施例を示す概略の構成を示すブロッ
ク図、第13図(a) (b)は2乗積分形残響計を用
いた第1反射音遅れ時間解析器あるいは後続残響音残響
時間解析器の基本構成を示した図、第13図(c) (
d)は聴取音圧解析器の他の構成例を示す図、第13図
(e)は両耳間相互相関係数を求める回路の構成例を示
す図、第14図(a)はこの発明に関連する第1の音響
装置の一実施例の構成ブロック図、第14図(b)と(
C)は音場拡大装置と残W器の構成図、第15図はこの
発明に関連する第2の音響装置の一実施例の構成ブロッ
ク図である。 図において、(1)は人頭またはダミーヘッド、(2r
) (21)はマイクロフォン、(3) (3r) (
31)は前置増巾器、(4)は物理量解析器、(5)は
比較器、(6)は心理量変換器、(7)は総合評価器、
(8)は出力端子、(9)(よ記録器、00)(よ音場
評価計測器、(41)は聴取音圧解析器、(42) (
510a) (510c) (554)は第1反射音遅
れ時間解析器、(43) (510b’lは後続残響音
残響時間解析器、(44)は両耳間相互相関関数解析器
、(51)は聴取音圧心理及変換器、(52)は第1反
射音遅れ時間心理量変換器、(53)は後続残響音残響
時間心理量変換器、(54)は両耳間相互相関係数心理
量変換器、(451)〜(453)は絶対値化回路、(
501) (502)(521) (531) (53
2) (535) (551) (552)は入力端子
、(503a)〜(503d)は加算器、(504a)
 (504b)は残響装置、(505a) (505b
) (505r) (5051)は減衰器、(506a
)(506111) +よ遅延回路、(507) lよ
スケーラ、(508a)(508b)はアップダウンカ
ウンタ、(509)はディジクルーアナログ変換器、(
511a)〜(Slid)はエンコーダ、(512a)
 (512b) (513a) (513b)は比較器
、(514a) 〜(514c)は平滑回路、(515
a) (515b)は可変抵抗器、(516)は音場拡
大装置、(517r) (5171)はパワーアンプ、
(518r) (5181)はスピーカ、(519)は
両耳間相互相関係数計算器、(520)は乗算器、(5
33) (534) iよ出力端子てある。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 入力端子と、上記入力端子から入ってきた音響信号から
    最適の第1反射音遅れ時間を計測し、出力する最適第1
    反射音遅れ時間計測手段と、上記音響信号から聴取音圧
    に対応する信号を計測する聴取音圧対応信号計測手段と
    、上記の最適の第1反射音遅れ時間に対応する信号を制
    御信号として受け、かつ上記音響信号を入力し、上記音
    響信号に上記の最適の第1反射音遅れ時間に対応した遅
    延信号を付加するとともにその後続残響音残響時間が、
    上記の最適の第1反射音遅れ時間の(23±10)倍に
    設定された残響手段と、あらかじめ目標とする聴取音圧
    の値を設定できる聴取音圧設定手段と、上記聴取音圧対
    応信号計測手段の出力である聴取音圧と上記の聴取音圧
    設定手段の設定値とを比較しその差に対応する信号を出
    力する比較手段と、上記残響手段の出力信号が入力され
    、上記比較手段の出力信号に応じて、上記残響手段から
    入力された音響信号に与える減衰率を変化させることの
    できる減衰手段と、上記減衰手段からの信号を増巾し、
    空間に音響信号を放射する電気音響変換手段とを具備し
    たことを特徴とする音響装置。
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Cited By (5)

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