JPH05118906A - Method and device for acoustic measurement - Google Patents

Method and device for acoustic measurement

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JPH05118906A
JPH05118906A JP30526791A JP30526791A JPH05118906A JP H05118906 A JPH05118906 A JP H05118906A JP 30526791 A JP30526791 A JP 30526791A JP 30526791 A JP30526791 A JP 30526791A JP H05118906 A JPH05118906 A JP H05118906A
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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To effectively measure sounds of an object to be measured which is influenced by dark noise for increasing the low frequency spectrum of the object by using signals LSS(Logarith Swept Sine) as non-inpulse measuring signals. CONSTITUTION:An LSS generator 10 produces LSS by address controlling the LSS generation data stored in a waveform memory 11 in a digital signal form, from a waveform reading circuit 12. The data is converted into analog signals by D/A converter 20 and input to an object to be measured 30, then the output is converted to digital signals by A/D converter 40 and input to a LSS reverse filter 50 of a deconvolution means. The filter 50 divides input signals on the axis of frequency by means of high speed Fourier conversion means to obtain transmission functions in the range of frequency axis, and it is converted into inpulse response in the range of time axis and outputted. By the use of measuring signals excellent in S/N at the low range and with high signal power, sounds of object to be measured is measured effectively.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、インパルス応答や伝
達関数等の音響特性を測定する音響測定方法およびその
装置に関し、特に正弦波を周波数に対数比例して掃引し
た測定用信号を用いて低域でのS/Nを改善した音響測
定方法およびその装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an acoustic measurement method and apparatus for measuring acoustic characteristics such as impulse response and transfer function, and more particularly to a low-frequency acoustic measurement method using a measurement signal obtained by sweeping a sine wave in logarithmic proportion with frequency. TECHNICAL FIELD The present invention relates to an acoustic measurement method and apparatus for improving S / N in a frequency range.

【0002】[0002]

【従来の技術】線形、時間不変、因果性の被測定系のイ
ンパルス応答や伝達関数等の音響特性を測定する場合、
一般には、(1)持続時間の極めて短いインパルス、
(2)時間領域で平坦なチャープ信号、(3)周波数領
域で平坦なTSP(時間引き伸ばしパルス)等が測定用
信号として使用される。図20はチャープ信号の波形図
で、横軸は時間(Time)、縦軸は応答(Respo
nse)である。図21はチャープ信号のスペクトラム
で、横軸は周波数(Frequency)、縦軸は振幅
(Magnitude)である。また、図22はTSP
の波形図で、横軸は時間、縦軸は応答である。図23は
TSPのスペクトラムで、横軸は周波数、縦軸は振幅で
ある。図24はTSPの逆フィルタ特性で、横軸は時
間、縦軸は応答である。TSP方式の一例としては、特
開平3−6467号に示されるように、全ての離散周波
数において平坦なスペクトラムを有し、位相特性が連続
でかつ離散周波数の自乗に比例し、さらに標本数の1/
2の離散周波数における入力信号の離散的フーリエ変換
が1+j0となるような波形となる測定用信号を用いる
ものがある。
2. Description of the Related Art When measuring acoustic characteristics such as impulse response and transfer function of a linear, time-invariant, and causal system to be measured,
In general, (1) impulses of extremely short duration,
(2) A flat chirp signal in the time domain, (3) a flat TSP (time stretching pulse) in the frequency domain, etc. are used as the measurement signal. FIG. 20 is a waveform diagram of the chirp signal, where the horizontal axis represents time (Time) and the vertical axis represents response (Respo).
nse). FIG. 21 is a spectrum of the chirp signal, where the horizontal axis represents frequency (Frequency) and the vertical axis represents amplitude (Magnitude). Also, FIG. 22 shows TSP.
In the waveform diagram of, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents response. FIG. 23 shows the spectrum of TSP, where the horizontal axis is frequency and the vertical axis is amplitude. FIG. 24 shows the inverse filter characteristic of TSP, where the horizontal axis represents time and the vertical axis represents response. As an example of the TSP system, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 3-6467, the spectrum has a flat spectrum at all discrete frequencies, the phase characteristics are continuous and proportional to the square of the discrete frequency, and the number of samples is 1 /
Some use a measurement signal having a waveform such that the discrete Fourier transform of the input signal at two discrete frequencies is 1 + j0.

【0003】図11は上記(1)のインパルス方式のイ
ンパルス応答を示している。この特性の横軸は時間、縦
軸は応答である。このインパルス応答の尾部を拡大して
示すと図12のようになる。図13にこのインパルス方
式のスペクトラムを示す。このスペクトラムの横軸は周
波数、縦軸は振幅である。図14は上記(3)のTSP
方式のインパルス応答を示している。この特性の横軸は
時間、縦軸は応答である。このインパルス応答の尾部を
拡大したのが図15である。図16はこのTSP方式の
スペクトラムである。このスペクトラムの横軸は周波
数、縦軸は振幅である。
FIG. 11 shows the impulse response of the impulse method of the above (1). The horizontal axis of this characteristic is time, and the vertical axis is response. FIG. 12 is an enlarged view of the tail of this impulse response. FIG. 13 shows the spectrum of this impulse method. The horizontal axis of this spectrum is frequency, and the vertical axis is amplitude. FIG. 14 shows the TSP of (3) above.
The impulse response of the method is shown. The horizontal axis of this characteristic is time, and the vertical axis is response. FIG. 15 is an enlarged view of the tail of this impulse response. FIG. 16 shows the spectrum of this TSP method. The horizontal axis of this spectrum is frequency, and the vertical axis is amplitude.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be Solved by the Invention]

(1)のインパルスを使用する方法は、簡単な構成で測
定できる利点を有する反面、信号のパワーが小さい。こ
のため、図13に示すように低域でのS/Nが良好でな
い(低域において暗雑音の影響が大きい)。この点を改
善するには相当多くの同期加算が必要になり、測定時間
が長くなる欠点がある。これに対し、(2)のチャープ
信号や(3)のTSPは信号のパワーが大きいため、S
/Nは良好であり、したがって測定時間が短くて済む。
ところが、音響測定時のノイズが主として暗雑音であ
り、そのスペクトラムが図10に示すように低域になる
ほど上昇する特性であることを考慮すると、中、高域で
のS/Nが充分にとれても、低域のノイズを充分に除去
できないことが多い。図16に示すTSP方式のスペク
トラムでは、低域に未だ暗雑音の影響が残存している
(中、高域に比べて振幅が大きい)。
The method using the impulse of (1) has an advantage that it can be measured with a simple configuration, but has a small signal power. Therefore, as shown in FIG. 13, the S / N in the low range is not good (the influence of dark noise is large in the low range). In order to improve this point, a considerable amount of synchronous addition is required, which has the drawback of increasing the measurement time. On the other hand, the chirp signal of (2) and the TSP of (3) have high signal power, so S
/ N is good and therefore the measurement time is short.
However, considering that the noise at the time of acoustic measurement is mainly dark noise, and the spectrum has a characteristic of increasing as it goes to lower frequencies as shown in FIG. 10, it is possible to obtain sufficient S / N in the middle and high frequencies. However, it is often impossible to sufficiently remove low-frequency noise. In the spectrum of the TSP method shown in FIG. 16, the influence of dark noise still remains in the low range (the amplitude is larger than that in the middle and high ranges).

【0005】この発明は、信号パワーが大きく、且つ低
域でのS/Nも良好な測定用信号を用いることにより、
低域になるほどスペクトラムの上昇する暗雑音の影響を
受ける被測定系に対し効果的な音響測定方法およびその
測定装置を提供することを目的としている。
According to the present invention, by using a measuring signal having a large signal power and a good S / N in the low frequency range,
It is an object of the present invention to provide an effective acoustic measurement method and a measurement device for a system under measurement which is affected by dark noise whose spectrum increases as the frequency becomes lower.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
この発明では、線形、時間不変、因果性を有する被測定
系に対して非インパルスの測定用信号と、この測定用信
号をインパルス化する逆たたみ込み処理とを用いて前記
被測定系のインパルス応答或いは伝達関数を測定する音
響測定方法において、前記非インパルスの測定用信号と
して、正弦波を周波数に対数比例して掃引した信号を用
いたことを第1の特徴としている。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a non-impulse measurement signal and an impulse for this measurement signal are applied to a system to be measured having linear, time-invariant, and causality. In an acoustic measurement method for measuring an impulse response or a transfer function of the system under measurement by using an inverse convolution process, a signal obtained by sweeping a sine wave in logarithmic proportion to frequency is used as the non-impulse measurement signal. This is the first feature.

【0007】この発明ではまた、線形、時間不変、因果
性を有する被測定系に対して非インパルスの測定用信号
と、この測定用信号をインパルス化する逆たたみ込み処
理とを用いて前記被測定系のインパルス応答或いは伝達
関数を測定する音響測定装置であって、正弦波を周波数
に対数比例して掃引した測定用信号をディジタル的に作
成して出力する測定用信号発生手段と、この測定用信号
をアナログ信号に変換して前記被測定系に供給し、ま
た、その応答を取り込んでディジタル信号に変換してか
ら出力する被測定系入出力手段と、この被測定系入出力
手段から得られたディジタル応答信号に対して前記測定
用信号をインパルス化するための逆たたみ込み処理を行
う逆たたみ込み手段とを具備し、この逆たたみ込み手段
の出力から前記被測定系のインパルス応答或いは伝達関
数を求めるようにしたことを第2の特徴としている。
In the present invention, the non-impulse measurement signal and the deconvolution processing for making the measurement signal into impulse are applied to the system under measurement having linear, time-invariant, and causality. An acoustic measuring device for measuring an impulse response or a transfer function of a system, which comprises a measuring signal generating means for digitally creating and outputting a measuring signal obtained by sweeping a sine wave in a logarithmic proportion to a frequency, and a measuring signal generating means. A signal to be measured which is converted into an analog signal and supplied to the system to be measured, and the response of which is taken and converted into a digital signal before being output, and a device which is obtained from this system to be measured I / O And an inverse convolution means for performing an inverse convolution process for converting the measurement signal into an impulse with respect to the digital response signal. The output of the inverse convolution means is used to measure the measured object. That it has to obtain the impulse response or transfer function of the system is the second feature.

【0008】[0008]

【作用】この発明で使用する音響測定用信号は、図2に
示すように、正弦波を周波数に対数比例して掃引した信
号(Logarithm Swept Sine;LS
Sと略称する)であるため、前述したチャープ信号やT
SPと同様に信号パワーが大きい。このため、中・高域
でのS/Nはもともと良好である。加えて、LSSは図
3に示すように、高域から低域に向けて3dB/oct
で上昇するスペクトラムを有し、高域に比べて低域での
パワーが大きいので、低域でのS/Nも良好になる。従
って、低域でのスペクトラムが高い暗雑音の影響を受け
る被測定系を音響測定対象とする場合に効果的である。
音響測定用信号がディジタル的に作成され測定もディジ
タル構成でなされるため、出力や入力および回路動作全
てが、安定で再現性が良く、逆たたみ込みに必要な各信
号間の完全な同期が容易に得られ、これらの同期状態も
クロック1つで容易に制御でき、正確なインパルス応答
或は伝達関数が極めて簡単に求まる。また同期加算とい
う従来から使われているS/N改善手法との併用も可能
となる。
As shown in FIG. 2, an acoustic measurement signal used in the present invention is a signal (Logarithm Sweep Sine; LS) obtained by sweeping a sine wave in logarithmic proportion to frequency.
(Abbreviated as S), the chirp signal and T
Similar to SP, it has a large signal power. Therefore, the S / N in the middle and high frequencies is originally good. In addition, as shown in FIG. 3, LSS is 3 dB / oct from the high range to the low range.
Since it has a spectrum that rises in, and the power in the low range is larger than that in the high range, the S / N in the low range is also good. Therefore, it is effective when the system under measurement, which is affected by dark noise whose spectrum in the low frequency range is high, is an acoustic measurement target.
Since acoustic measurement signals are digitally created and measurements are made in a digital configuration, all outputs, inputs and circuit operations are stable and reproducible, and perfect synchronization between signals required for deconvolution is easy. The synchronous state can be easily controlled with one clock, and an accurate impulse response or transfer function can be obtained very easily. Further, it is possible to use it in combination with the S / N improving method which has been used conventionally such as synchronous addition.

【0009】[0009]

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を説
明する。図1は、この発明の一実施例を示す音響測定装
置のブロック図である。同図において、10はLSS発
生器、20はD/A変換器、30は被測定物、40はA
/D変換器、50はLSS逆フィルタである。LSS発
生器10は波形メモリ11と波形読み出し回路12とか
らなる測定用信号発生手段であり、波形メモリ11にデ
ィジタル信号の形態で記憶されているLSS発生用デー
タを、波形読み出し回路12からアドレス制御してLS
Sを作成する。例えば、所望のLSSの全サンプルデー
タを予め計算してこれを波形メモリ11にストアしてお
き、LSSを発生させたい時には、0から順次一定速度
でカウントアップしていくアドレスを波形読み出し回路
12から波形メモリ11に与え波形メモリ11からの読
み出し値によりLSSを作成するようになっている。こ
のようにLSSをディジタル的に作成すれば、波形の安
定性および再現性が良好となり、また以後の処理におい
て信号間の同期をとるような場合に好都合となる。D/
A変換器20とA/D変換器40は被測定系入出力手段
を構成し、D/A変換器20はLSS発生器10の出力
をアナログ信号に変換して被測定物30に入力し、また
A/D変換器40は被測定物30の出力をディジタル信
号に変換して出力する。LSS逆フィルタ50は逆たた
み込み手段であり、この例ではディジタル信号処理器を
用いて構成されている。このフィルタ50の入力はA/
D変換器40の出力であるが、これは直接リアルタイム
で入力しても良いし、一旦メモリ、ハードディスク、デ
ィジタルオーディオテープ等の記憶手段等60に記憶し
てから適時読み出して入力するようにしても良い。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an acoustic measuring device showing an embodiment of the present invention. In the figure, 10 is an LSS generator, 20 is a D / A converter, 30 is an object to be measured, and 40 is A.
The / D converter, 50 is an LSS inverse filter. The LSS generator 10 is a measuring signal generating means including a waveform memory 11 and a waveform reading circuit 12, and the LSS generating data stored in the waveform memory 11 in the form of a digital signal is address-controlled by the waveform reading circuit 12. Then LS
Create S. For example, all sample data of a desired LSS are calculated in advance and stored in the waveform memory 11, and when LSS is desired to be generated, the waveform reading circuit 12 outputs an address which is sequentially incremented from 0 at a constant speed. The LSS is created based on the value read from the waveform memory 11 given to the waveform memory 11. If the LSS is digitally created in this way, the stability and reproducibility of the waveform will be good, and it will be convenient when synchronizing the signals in the subsequent processing. D /
The A converter 20 and the A / D converter 40 constitute the measured system input / output means, and the D / A converter 20 converts the output of the LSS generator 10 into an analog signal and inputs it to the DUT 30. Further, the A / D converter 40 converts the output of the DUT 30 into a digital signal and outputs it. The LSS inverse filter 50 is an inverse convolution means, and in this example, is configured by using a digital signal processor. The input of this filter 50 is A /
The output of the D converter 40 may be directly input in real time, or may be temporarily stored in a storage means 60 such as a memory, a hard disk, or a digital audio tape and then read and input at appropriate times. good.

【0010】LSS発生器10が発生するLSSは、こ
れをフーリエ変換すると、図3に示したように、高域か
ら低域に向けて3dB/octで上昇するスペクトラム
を有することが判明する。また、1/Nオクターブ分析
をすると、どの1/Nオクターブバンドでも一定のレベ
ルになっていることが判る。更に、一定幅の時間窓でみ
ると、対数周波数軸ではほぼ一定の形のスペクトラムと
なり、時間と共にその中心周波数が動いていく信号であ
ることが判る。この様な特性を有する信号は例えば下記
数式1により計算することができる。
When the LSS generated by the LSS generator 10 is Fourier transformed, it is found that the LSS has a spectrum that rises from the high band to the low band at 3 dB / oct, as shown in FIG. In addition, when the 1 / N octave analysis is performed, it can be seen that the level is constant at any 1 / N octave band. Furthermore, when viewed in a time window of a constant width, it can be seen that the spectrum has a substantially constant shape on the logarithmic frequency axis, and the center frequency thereof moves with time. A signal having such characteristics can be calculated, for example, by the following formula 1.

【0011】[0011]

【数1】 [Equation 1]

【0012】図2は上記数式1で計算されるLSSの波
形図であり、また図3はこのLSS波形をFFT(高速
フーリエ変換器)でフーリエ変換したスペクトラムであ
る。図2から明らかなように、LSS波形は振幅が一定
であるため、これをアナログ信号に変換する図1のA/
D変換器20にはさほど語長の大きくない安価なものを
用いることができ、それで充分な精度を確保することが
できる。また、図3から明らかなように、スペクトラム
が低域に向かって3dB/octで上昇しているため、
暗雑音等に埋もれがちな低域成分において充分なパワー
を持っており、低域での雑音抑止能力が高いことが判
る。
FIG. 2 is a waveform diagram of the LSS calculated by the above formula 1, and FIG. 3 is a spectrum obtained by Fourier transforming this LSS waveform by an FFT (Fast Fourier Transform). As is clear from FIG. 2, since the LSS waveform has a constant amplitude, A / A in FIG.
As the D converter 20, an inexpensive one having a relatively small word length can be used, and thus sufficient accuracy can be secured. Further, as is clear from FIG. 3, the spectrum is rising at 3 dB / oct toward the low range,
It has sufficient power in the low-frequency component that is likely to be buried in dark noise, etc., and it can be seen that the noise suppression capability in the low frequency range is high.

【0013】また、図25は、図1に示したLSS発生
器10の別の構成例であり、特に上記数式1で計算され
るLSSの波形発生に好適な構成である。すなわち、上
記数式1のθ(i)の式は変形すると下記のようにな
る。
FIG. 25 shows another example of the configuration of the LSS generator 10 shown in FIG. 1, which is particularly suitable for generating the LSS waveform calculated by the above formula 1. That is, the formula of θ (i) in the above formula 1 is modified as follows.

【0014】[0014]

【数2】 [Equation 2]

【0015】そして波形メモリ11として、サイン波テ
ーブル111および指数(exp)テーブル112を用
意し、またスタート周波数f0 、ストップ周波数f1
長さNサンプルよりA、aの値を計算し、波形読み出し
回路12内に与えることにより、指数(EXP)テーブ
ル112を利用し、θ(i)=A{exp(ai)−
1}の値を求め、さらにそれをアドレスとしてサイン波
テーブル111を読み出し最終的なLSS波形を得るよ
うにしてある。
A sine wave table 111 and an exponent (exp) table 112 are prepared as the waveform memory 11, and the start frequency f 0 , the stop frequency f 1 ,
By calculating the values of A and a from the length N samples and giving them to the waveform reading circuit 12, the exponent (EXP) table 112 is used and θ (i) = A {exp (ai) −
The value of 1} is obtained, and the sine wave table 111 is read by using the value as an address to obtain the final LSS waveform.

【0016】非インパルス信号を測定用信号として使っ
た場合、インパルス応答や伝達関数を求めるには、その
測定用信号を逆たたみ込み(Deconvolutio
n)する処理が必要になる。この逆たたみ込み処理には
次のような方法が考えられる。 (A)解析的に逆フィルタを求めて、それをたたみ込
む。 (B)FFTにより周波数軸上で割り算する。 (C)FFTにより近似的に逆フィルタを求め、それを
たたみ込む。 前述した従来のTSP信号に対しては、上記(A)の手
法が可能であり、これがTSP信号を使う場合の大きな
利点となっている。これに対し、従来のチャープ信号や
この発明のLSS波については、上記(B)または
(C)の手法による逆たたみ込み処理を行うことができ
る。
When a non-impulse signal is used as a measurement signal, the measurement signal is deconvoluted (Deconvolutio) in order to obtain an impulse response or a transfer function.
n) is required. The following method can be considered for this reverse convolution processing. (A) Obtain an inverse filter analytically and fold it. (B) Division on the frequency axis by FFT. (C) Approximately obtain an inverse filter by FFT and fold it. The above method (A) can be applied to the above-described conventional TSP signal, which is a great advantage when the TSP signal is used. On the other hand, the conventional chirp signal and the LSS wave of the present invention can be subjected to the deconvolution processing by the method (B) or (C).

【0017】図4は、上記(B)の手法による逆たたみ
込み処理を図1のLSS逆フィルタ50内で行う場合の
手順を示している。この方法はFFTを使用するためリ
アルタイムで処理するには難があるが、確実な手法であ
る。即ち、被測定物30の入力x(t)および出力y
(t)はいずれも時間軸領域にあり、出力y(t)には
ノイズn(t)が加わるため、被測定物30のインパル
ス応答をh(t)すれば、 y(t)=h(t)・x(t)+n(t) となっている。FFT51,52はこれらを周波数軸領
域の複素数X(f),Y(f)にそれぞれ変換する。こ
の場合、Y(f)は次のように表される。 Y(f)=H(f)・X(f)+N(f)
FIG. 4 shows a procedure for performing the deconvolution processing by the method (B) in the LSS inverse filter 50 of FIG. Since this method uses FFT, it is difficult to process in real time, but it is a reliable method. That is, the input x (t) and the output y of the DUT 30.
(T) is in the time domain, and noise n (t) is added to the output y (t). Therefore, if the impulse response of the DUT 30 is h (t), y (t) = h ( t) * x (t) + n (t). The FFTs 51 and 52 respectively convert these into complex numbers X (f) and Y (f) in the frequency domain. In this case, Y (f) is expressed as follows. Y (f) = H (f) · X (f) + N (f)

【0018】複素共役演算部53では入力側の複素数X
(f)から共役複素数X*(f)を演算する。そして、
一方の掛け算器54でX(f)・X*(f)を求め、ま
た他方の掛け算器55でY(f)・X*(f)を求め
る。 Y(f)・X*(f)=H(f)・X(f)・X*(f)
+N(f)・X*(f) 更に割り算器56では伝達関数H(f)を求める。この
場合、n(t)とx(t)が無相関で、X(f)・X*
(f)が大きいため、次の式において右辺第2項が無視
できる。 Y(f)・X*(f)/X(f)・X*(f)=H(f)
+N(f)・X*(f)/X(f)・X*(f) したがって、近似的に H(f)=Y(f)・X*(f)/X(f)・X*(f) と表される。最後に周波数軸領域の伝達関数H(f)を
逆FFT57で時間軸領域のインパルス応答h(t)に
変換して出力する。
The complex conjugate calculator 53 inputs the complex number X on the input side.
The conjugate complex number X * (f) is calculated from (f). And
One of the multipliers 54 calculates X (f) · X * (f), and the other multiplier 55 calculates Y (f) · X * (f). Y (f) · X * (f) = H (f) · X (f) · X * (f)
+ N (f) · X * (f) Further, the divider 56 obtains the transfer function H (f). In this case, n (t) and x (t) are uncorrelated, and X (f) · X *
Since (f) is large, the second term on the right side can be ignored in the following equation. Y (f) · X * (f) / X (f) · X * (f) = H (f)
+ N (f) · X * (f) / X (f) · X * (f) Therefore, approximately H (f) = Y (f) · X * (f) / X (f) · X * ( f) is represented. Finally, the transfer function H (f) in the frequency domain is converted into an impulse response h (t) in the time domain by the inverse FFT 57 and output.

【0019】図5は上記(C)の方法でLSS波の逆フ
ィルタを作成した例である。これは元のLSS波の2倍
の時間長で正規化され、32ビット化されたものであ
る。この逆フィルタを使用すると、たたみ込みの計算語
長を確保すれば、リアルタイムでの処理が可能になり、
上記(B)の手法に比べ短時間で処理結果を得ることが
できる。例えば、2チャンネルの場合にリアルタイムの
逆たたみ込み(デコンボリューション)を行うには、1
6kサンプルのLSS波が使用でき(逆フィルタは32
ktaps)、同様に4チャンネルの場合には8kサン
プルのLSS波が使用できる(逆フィルタは16kta
ps)。
FIG. 5 shows an example in which an LSS wave inverse filter is created by the method (C). This is normalized into a time length twice as long as the original LSS wave, and is converted into 32 bits. This inverse filter allows real-time processing if the convolutional calculation word length is secured.
The processing result can be obtained in a shorter time than the method (B). For example, to perform real-time deconvolution in the case of 2 channels, 1
6k sample LSS wave can be used (inverse filter is 32
Similarly, in case of 4 channels, LSS wave of 8k samples can be used (inverse filter is 16kta).
ps).

【0020】LSSの逆フィルタを倍長、32ビットで
作成した場合、その逆たたみ込みの誤差は時間軸で9×
10-7程度(20ビット精度に相当)であり、また周波
数軸では0.001dB以下である。図6はLSSの逆
たたみ込み誤差(データ18ビット、係数32ビット)
を時間軸で示す特性図であり、また図7はこれを周波数
軸で示すものである。この様に、この発明の特性はいず
れもフラットであり、極めて理想的である。
When an LSS inverse filter is created with a double length and 32 bits, the error of the deconvolution is 9 × on the time axis.
It is about 10 −7 (corresponding to 20-bit precision) and 0.001 dB or less on the frequency axis. Figure 6 LSS deconvolution error (data 18 bits, coefficient 32 bits)
Is a characteristic diagram showing on the time axis, and FIG. 7 shows this on the frequency axis. As described above, the characteristics of the present invention are all flat, which is extremely ideal.

【0021】従来のTSPで同様の誤差を測定すると、
時間軸で6.4×10-7程度(20ビット精度に相当)
であり、また周波数軸では0.004〜0.006dB
以下である。図8はTSPの逆たたみ込み誤差(データ
18ビット、係数32ビット)を時間軸で示す特性図で
あり、また図9はこれを周波数軸で示すものである。
When a similar error is measured by the conventional TSP,
About 6.4 × 10 -7 on the time axis (equivalent to 20-bit precision)
And 0.004 to 0.006 dB on the frequency axis
It is below. FIG. 8 is a characteristic diagram showing the deconvolution error (data 18 bits, coefficient 32 bits) of TSP on the time axis, and FIG. 9 shows this on the frequency axis.

【0022】図17はこの発明に係わるLSS方式のイ
ンパルス応答を示す特性図であり、また図18はそのイ
ンパルス応答尾部の拡大図である。更に図19はこのL
SS方式のスペクトラムを示している。この図19から
明らかなように、低域におけるスピーカ応答に近い特性
が実現されており、低域における暗雑音の影響がかなり
除去されていることが確認できる。なお、上述した説明
では、LSSとして、正弦波を周波数に対数(指数)比
例させて掃引する際、低周波数から高周波数に変化させ
るようにしているが、原理的には高周波数から低周波数
に変化させても良い。ただし、一般に低周波数の音は音
場での残留時間が長いため、その後の処理における逆た
たみ込み処理が複雑となることが多い。
FIG. 17 is a characteristic diagram showing an impulse response of the LSS system according to the present invention, and FIG. 18 is an enlarged view of the impulse response tail thereof. Furthermore, FIG. 19 shows this L
The SS system spectrum is shown. As is clear from FIG. 19, it can be confirmed that the characteristics close to the speaker response in the low frequency range are realized, and the influence of dark noise in the low frequency range is considerably removed. In the above description, as the LSS, when the sine wave is logarithmically (exponentially) proportional to the frequency and is swept, the low frequency is changed to the high frequency, but in principle, the high frequency is changed to the low frequency. You can change it. However, in general, low-frequency sound has a long residual time in the sound field, and therefore the deconvolution process in the subsequent process is often complicated.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、信
号パワーが大きく、且つ低域でのS/Nも良好な測定用
信号を用いることにより、低域になるほどスペクトラム
の上昇する暗雑音の影響を受ける被測定系に対し効果的
な音響測定方法およびその測定装置を提供することがで
きる。また、音響測定用信号がディジタル的に作成され
測定もディジタル構成でなされるため、出力や入力およ
び回路動作全てが、安定で再現性が良く、逆たたみ込み
に必要な各信号間の完全な同期が容易に得られ、これら
の同期状態もクロック1つで容易に制御でき、正確なイ
ンパルス応答或は伝達関数が極めて簡単に求まり、また
同期加算という従来から使われているS/N改善手法と
の併用も可能となる。
As described above, according to the present invention, by using a measurement signal having a large signal power and a good S / N in the low frequency range, the dark noise in which the spectrum increases as the frequency becomes lower. It is possible to provide an acoustic measuring method and a measuring apparatus that are effective for a system under measurement that is affected by. In addition, since the acoustic measurement signal is created digitally and the measurement is done in a digital configuration, all outputs, inputs and circuit operations are stable and reproducible, and perfect synchronization between the signals required for deconvolution is achieved. Can be easily obtained, these synchronous states can be easily controlled with one clock, and an accurate impulse response or transfer function can be obtained very easily, and synchronous addition, which is a conventionally used S / N improvement method, can be obtained. Can be used together.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明の一実施例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】 この発明のLSS波の波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram of an LSS wave of the present invention.

【図3】 この発明のLSS波のスペクトラムである。FIG. 3 is a spectrum of the LSS wave of the present invention.

【図4】 この発明の逆たたみ込み処理のブロック図で
ある。
FIG. 4 is a block diagram of the deconvolution processing of the present invention.

【図5】 この発明のLSS波の逆フィルタ特性図であ
る。
FIG. 5 is an LSS wave inverse filter characteristic diagram of the present invention.

【図6】 LSSの逆たたみ込み誤差を時間軸で示す特
性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the deconvolution error of LSS on the time axis.

【図7】 LSSの逆たたみ込み誤差を周波数軸で示す
特性図である。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing the deconvolution error of LSS on the frequency axis.

【図8】 TSPの逆たたみ込み誤差を時間軸で示す特
性図である。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing a TSP deconvolution error on a time axis.

【図9】 TSPの逆たたみ込み誤差を周波数軸で示す
特性図である。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing the deconvolution error of TSP on the frequency axis.

【図10】 スタジオ内の暗雑音の周波数特性図であ
る。
FIG. 10 is a frequency characteristic diagram of background noise in a studio.

【図11】 インパルス方式のインパルス応答特性図で
ある。
FIG. 11 is an impulse response characteristic diagram of an impulse method.

【図12】 インパルス方式のインパルス応答尾部の拡
大図である。
FIG. 12 is an enlarged view of an impulse response tail of the impulse method.

【図13】 インパルス方式のスペクトラムである。FIG. 13 is an impulse-type spectrum.

【図14】 TSP方式のインパルス応答特性図であ
る。
FIG. 14 is a TSP type impulse response characteristic diagram.

【図15】 TSP方式のインパルス応答尾部の拡大図
である。
FIG. 15 is an enlarged view of a TSP type impulse response tail.

【図16】 TSP方式のスペクトラムである。FIG. 16 is a spectrum of the TSP method.

【図17】 LSS方式のインパルス応答特性図であ
る。
FIG. 17 is an impulse response characteristic diagram of the LSS method.

【図18】 LSS方式のインパルス応答尾部の拡大図
である。
FIG. 18 is an enlarged view of an LSS impulse response tail.

【図19】 LSS方式のスペクトラムである。FIG. 19 is a spectrum of the LSS method.

【図20】 チャープ信号の波形図である。FIG. 20 is a waveform diagram of a chirp signal.

【図21】 チャープ信号のスペクトラムである。FIG. 21 is a spectrum of a chirp signal.

【図22】 TSPの波形図である。FIG. 22 is a waveform diagram of TSP.

【図23】 TSPのスペクトラムである。FIG. 23 is a spectrum of TSP.

【図24】 TSPの逆フィルタの特性図である。FIG. 24 is a characteristic diagram of an inverse filter of TSP.

【図25】 この発明のLSS発生器の他の例を示す構
成図である。
FIG. 25 is a configuration diagram showing another example of the LSS generator of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…LSS発生器、11…波形メモリ、12…波形デ
ータ読み出し回路、20…D/A変換器、30…被測定
物、40…A/D変換器、50…LSS逆フィルタ、5
1,52…FFT、53…複素共役演算部、54,55
…掛け算部、56…割り算部、57…逆FFT。
10 ... LSS generator, 11 ... Waveform memory, 12 ... Waveform data reading circuit, 20 ... D / A converter, 30 ... DUT, 40 ... A / D converter, 50 ... LSS inverse filter, 5 ...
1, 52 ... FFT, 53 ... Complex conjugate operation unit, 54, 55
... Multiplication section, 56 ... Division section, 57 ... Inverse FFT.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 線形、時間不変、因果性を有する被測定
系に対して非インパルスの測定用信号と、この測定用信
号をインパルス化する逆たたみ込み処理とを用いて前記
被測定系のインパルス応答或いは伝達関数を測定する音
響測定方法において、 前記非インパルスの測定用信号として、正弦波を周波数
に対数比例して掃引した信号を用いたことを特徴とする
音響測定方法。
1. An impulse of the system under measurement using a non-impulse measurement signal for the system under measurement having linearity, time invariance, and causality, and deconvolution processing for making the measurement signal into an impulse. An acoustic measurement method for measuring a response or a transfer function, wherein a signal obtained by sweeping a sine wave in logarithmically proportional frequency is used as the non-impulse measurement signal.
【請求項2】 線形、時間不変、因果性を有する被測定
系に対して非インパルスの測定用信号と、この測定用信
号をインパルス化する逆たたみ込み処理とを用いて前記
被測定系のインパルス応答或いは伝達関数を測定する音
響測定であって、 正弦波を周波数に対数比例して掃引した測定用信号をデ
ィジタル的に作成して出力する測定用信号発生手段と、 この測定用信号をアナログ信号に変換して前記被測定系
に供給し、また、その応答を取り込んでディジタル信号
に変換してから出力する被測定系入出力手段と、 この被測定系入出力手段から得られたディジタル応答信
号に対して前記測定用信号をインパルス化するための逆
たたみ込み処理を行う逆たたみ込み手段とを具備し、 この逆たたみ込み手段の出力から前記被測定系のインパ
ルス応答或いは伝達関数を求めるようにしたことを特徴
とする音響測定装置。
2. An impulse of the system under measurement using a non-impulse measurement signal for the system under measurement that is linear, time-invariant, and causal, and deconvolution processing for converting the measurement signal into impulses. An acoustic measurement for measuring a response or transfer function, which is a measurement signal generating means for digitally creating and outputting a measurement signal obtained by sweeping a sine wave in logarithmic proportion to the frequency, and an analog signal for this measurement signal. And input to the system to be measured, and the response of the system to be measured, which receives the response, converts it to a digital signal, and outputs the digital signal, and a digital response signal obtained from the system input / output unit to be measured. And an inverse convolution means for performing an inverse convolution process for converting the measurement signal into an impulse signal, the output of the deconvolution means being used for impulse response of the measured system. Or acoustic measurement device which is characterized in that so as to obtain the transfer function.
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