JPH06265400A

JPH06265400A - インパルス応答測定装置

Info

Publication number: JPH06265400A
Application number: JP4979993A
Authority: JP
Inventors: Taro Nakagami; 太郎仲上
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-03-11
Filing date: 1993-03-11
Publication date: 1994-09-20

Abstract

(57)【要約】【目的】短時間でＳ／Ｎの良いインパルス応答を求め
る。【構成】循環系列を、乱数ｓ１，ｓ２，・・・，ｓＬ
分だけ循環時間シフトした信号Ｓ１（ｎ），Ｓ２
（ｎ），・・・，ＳＬ（ｎ）それぞれを、時間軸上に２
つずつ連続して並べた（２周期分ずつ並べた）測定信号
Ｓ（ｎ）を生成し、インパルス応答を測定しようとして
いるシステムに与える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばコンサートホー
ルなどのノイズの混入が予想される被測定システムの音
響特性を測定する場合に用いて好適なインパルス応答測
定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばコンサートホールなどの音
響特性を測定する場合においては、そのコンサートホー
ルに所定の測定信号（測定音）を与え、その応答信号
（応答音）を集音し、それに、例えば測定信号の逆フィ
ルタリングや、測定信号との相互相関の演算などの所定
の演算処理を施して、インパルス応答を算出するように
なされている。

【０００３】この場合、コンサートホールに混入するノ
イズを抑制するために、測定信号としては、周期性のあ
るものではなく、例えばＴＳＰ（Time Stretched Puls
e）や無相関なノイズなどの単一（孤立）信号が、通常
用いられる。

【０００４】ところで、コンサートホールなどには、通
常、ノイズ（測定信号以外の信号）が混入しており、測
定信号に対する応答信号のＳ／Ｎが十分得られないとき
がある。

【０００５】そこで、ノイズが測定信号と相関がなけれ
ば、２つの測定信号に対する２つの応答信号を加算する
ことにより、応答信号の信号成分の電力が４倍になるの
に対し、そのノイズ成分の電力が確率的に２倍にしかな
らないことを利用して、測定信号を周期的に、複数回に
わたって、コンサートホールに与え、その応答信号を加
算平均し、Ｓ／Ｎを改善する方法が知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では、コンサートホールに与える測定信号の周期に同
期したノイズ成分を抑圧できない課題があった。

【０００７】そこで、測定信号の印加（放射）間隔をラ
ンダムにして、コンサートホールに与える方法が、通常
用いられる。

【０００８】しかしながら、上述したいずれの方法にお
いても、単一（孤立）信号としての測定信号に対する単
一の応答信号を検出することを繰り返すため、インパル
ス応答を得るのに時間がかかる課題があった。

【０００９】即ち、測定信号の長さをＮ、コンサートホ
ールなどの被測定システムのインパルス応答の長さを
Ｍ、応答信号の加算の回数をＬとすると、（１）・・・１回ごと測定において、Ｎ＋Ｍ−１の長さ
分だけ、応答信号を検出する必要があるので、少なくと
もＭ−１の長さ（時間）だけの無信号区間を設ける必要
がある。（２）・・・インパルス応答を求めるための演算に用い
る応答信号の長さがＮ＋Ｍ−１と長い。（３）・・・応答信号を得るのに要する時間が、Ｌ（Ｎ
＋Ｍ−１）＋（測定信号の間隔の総和）と長い。

【００１０】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、短時間でＳ／Ｎの良いインパルス応答を
求めることができるようにするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のインパ
ルス応答測定装置は、被測定システム３のインパルス応
答を測定するインパルス応答測定装置において、所定の
長さの循環系列を発生する発生手段としての信号発生装
置１と、信号発生装置１からの所定の長さの循環系列
を、ランダムに循環時間シフトし、測定信号を生成する
正シフト手段としての信号生成装置２と、信号生成装置
２により生成された測定信号に対する、被測定システム
３からの応答信号を逆循環時間シフトする逆シフト手段
としての応答検出装置４と、応答検出装置４の出力に所
定の演算処理を施し、インパルス応答を算出する算出手
段としての演算装置５とを備えることを特徴とする。

【００１２】請求項２に記載のインパルス応答測定装置
は、信号生成装置２が、所定の長さの循環系列を、ラン
ダムに循環時間シフトした後、時間軸上に２つずつ並べ
て測定信号を生成することを特徴とする。

【００１３】

【作用】請求項１に記載のインパルス応答測定装置にお
いては、所定の長さの循環系列を、ランダムに循環時間
シフトし、測定信号を生成して被測定システム３に与え
る。そして、被測定システム３からの応答信号を逆循環
時間シフトし、所定の演算処理を施してインパルス応答
を算出する。従って、測定信号を間断なく被測定システ
ム３に与えることができ、短時間でＳ／Ｎの良いインパ
ルス応答を求めることができる。

【００１４】請求項２に記載のインパルス応答測定装置
においては、信号生成装置２が、所定の長さの循環系列
を、ランダムに循環時間シフトした後、時間軸上に２つ
ずつ並べて測定信号を生成する。従って、測定信号を容
易に生成することができる。

【００１５】

【実施例】図１は、本発明のインパルス応答測定装置の
一実施例の構成を示すブロック図である。信号発生装置
１は、例えばＭ系列やＴＳＰなどの循環系列を発生す
る。信号生成装置２は、信号発生装置１からの循環系列
を時間軸上ランダムにシフトし、後述する測定信号Ｓ
（ｎ）を生成する（ｎは、時間）。被測定システム３
は、インパルス応答Ｈ（ｎ）を有する、例えばコンサー
トホールなどである。応答検出装置４は、信号生成装置
２からの測定信号Ｓ（ｎ）に対する、被測定システム３
の応答信号を検出し（受信し）、それを信号生成装置２
におけるシフトとは逆方向に同じだけシフトする。演算
装置５は、応答検出装置４の出力に所定の演算処理を施
し、被測定システム３のインパルス応答Ｈ（ｎ）を出力
する。

【００１６】次に、その動作について説明する。まず、
信号発生装置１において、所定の周期（所定の長さ）の
循環系列が発生される。即ち、例えば被測定システム３
のインパルス応答Ｈ（ｎ）の長さＭ（この場合のＭは、
一般的に言われている予測値、あるいは予備実験から得
られた予測値）と同じ長さか、またはそれより長い長さ
の周期Ｎを有する、１周期分の循環系列が発生される。

【００１７】この循環系列は、信号生成装置２に入力さ
れ、ランダムに循環時間シフトされた後、時間軸上に２
つずつ並べられて測定信号Ｓ（ｎ）が生成される。

【００１８】即ち、信号生成装置２においては、図２に
示すように、まずＬ個の乱数ｓ１，ｓ２，・・・，ｓＬ
が発生される。そして、信号発生装置１からの循環系列
を、シフタ（ｓｈｉｆｔｅｒ）によって、乱数ｓ１，ｓ
２，・・・，ｓＬ分だけそれぞれ循環時間シフトした信
号Ｓ１（ｎ），Ｓ２（ｎ），・・・，ＳＬ（ｎ）が生成
される。

【００１９】ここで、循環系列を、ａ₁，ａ₂，・・・，
ａ_N（Ｎは循環系列の周期）とした場合、これを、例え
ばｓ１だけ循環時間シフトするとは、循環系列ａ₁，
ａ₂，・・・，ａ_Nを、循環系列ａ_N-s1+1，ａ_N-s1+2，・
・・，ａ_N-1，ａ_N，ａ₁，ａ₂，・・・，ａ_N-s1とするこ
とを意味する。

【００２０】さらに、信号生成装置２において、信号Ｓ
１（ｎ），Ｓ２（ｎ），・・・，ＳＬ（ｎ）がそれぞ
れ、時間軸上に２つずつ連続して並べられ（２周期分ず
つ並べられ）、図３に示す、長さ２ＬＮの測定信号Ｓ
（ｎ）が生成される。

【００２１】そして、この測定信号Ｓ（ｎ）が、電気信
号、音響信号、あるいは加振信号として被測定システム
３に与えられる。

【００２２】被測定システム３に与えられた測定信号Ｓ
（ｎ）は、応答信号Ｙ（ｎ）となって応答検出装置４で
検出され、図４に示すように、測定信号Ｓ（ｎ）として
のＳｉ（ｎ）（ｉ＝１，２，・・・，Ｌ）が時間軸上に
２つ連続して並べられた信号のうちの、２つめの信号に
対する応答部分（応答信号）Ｙｉ（ｎ）が選択される。

【００２３】即ち、応答検出装置４では、図４に示すよ
うに、測定信号としての｛Ｓ１（ｎ），Ｓ１（ｎ），Ｓ
２（ｎ），Ｓ２（ｎ），・・・，ＳＬ（ｎ），ＳＬ
（ｎ）｝（＝Ｓ（ｎ））のうちの、図中斜線を付してあ
る２周期目の信号Ｓ１（ｎ），Ｓ２（ｎ），・・・，Ｓ
Ｌ（ｎ）それぞれに対する応答部分Ｙ１（ｎ），Ｙ２
（ｎ），・・・，ＹＬ（ｎ）が選択される。

【００２４】さらに、応答検出装置４において、選択さ
れた応答部分Ｙ１（ｎ），Ｙ２（ｎ），・・・，ＹＬ
（ｎ）が、それぞれ逆循環時間シフトされる。即ち、応
答部分Ｙ１（ｎ），Ｙ２（ｎ），・・・，ＹＬ（ｎ）
が、それぞれに対応する測定信号Ｓ１（ｎ），Ｓ２
（ｎ），・・・，ＳＬ（ｎ）を生成するときに、信号生
成装置２で循環系列を循環時間シフトしたシフト量ｓ
１，ｓ２，・・・，ｓＬ分だけ逆方向に循環時間シフト
される。

【００２５】つまり、応答検出装置４において、応答部
分Ｙ１（ｎ），Ｙ２（ｎ），・・・，ＹＬ（ｎ）それぞ
れが、シフト量−ｓ１，−ｓ２，・・・，−ｓＬ分だけ
循環時間シフトされる。

【００２６】以上のように逆循環時間シフトされた応答
部分Ｙ１（ｎ），Ｙ２（ｎ），・・・，ＹＬ（ｎ）は、
演算装置５に入力され、そこで加算平均（同期加算）さ
れる（加算された後、平均値が算出される）。

【００２７】さらに、演算装置５では、応答部分Ｙ１
（ｎ），Ｙ２（ｎ），・・・，ＹＬ（ｎ）の同期加算値
が、測定信号Ｓ（ｎ）の逆フィルタでフィルタリングさ
れたり、あるいは、その同期加算値と、測定信号Ｓ
（ｎ）との相互相関が計算されるなどの所定の演算処理
が施され、被測定システム３のインパルス応答Ｈ（ｎ）
が算出される。

【００２８】以上のように、循環系列をランダムに循環
時間シフトし、測定信号Ｓ（ｎ）とするようにしたの
で、混入したノイズの位相がランダムに振られることに
なり、さらに、その測定信号Ｓ（ｎ）の応答信号の加算
平均をとるようにしたので、測定信号Ｓ（ｎ）の周期Ｎ
（信号発生装置１で発生された循環系列の周期）に同期
していないノイズはもちろん、周期Ｎに同期したノイズ
も抑制し、Ｓ／Ｎを改善することができる。

【００２９】実験からは、Ｌを、例えば１０または１０
０にしたとき、Ｓ／Ｎがほぼ１０または２０ｄＢだけそ
れぞれ向上する結果が得られた。

【００３０】また、応答検出装置４における被測定シス
テム３からの応答信号の測定時間は２ＬＮで済み、さら
に演算回路５で演算を施す同期加算値の長さはＮで良い
ので、インパルス応答を、短時間で求めることができ
る。

【００３１】さらに、演算装置５で算出された同期加算
値は、周期信号としての測定信号Ｓ（ｎ）に対する周期
応答であるから、この同期加算値に対しては、フーリエ
変換などの循環系列で定義された演算処理（例えば、Ｆ
ＦＴ演算処理）を、周期をＮとして矛盾なく施すことが
できる。

【００３２】なお、周期Ｎは、同期加算値にＦＦＴ演算
処理などを施すことを考慮して、２のベキ乗になるよう
に設定することが好ましい。

【００３３】

【発明の効果】請求項１に記載のインパルス応答測定装
置によれば、所定の長さの循環系列を、ランダムに循環
時間シフトし、測定信号を生成して被測定システムに与
える。そして、被測定システムからの応答信号を逆循環
時間シフトし、所定の演算処理を施してインパルス応答
を算出する。従って、測定信号を間断なく被測定システ
ムに与えることができ、短時間でＳ／Ｎの良いインパル
ス応答を求めることができる。

【００３４】請求項２に記載のインパルス応答測定装置
によれば、正シフト手段が、所定の長さの循環系列を、
ランダムに循環時間シフトした後、時間軸上に２つずつ
並べて測定信号を生成する。従って、測定信号を容易に
生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインパルス測定装置の一実施例の構成
を示すブロック図である。

【図２】測定信号Ｓ（ｎ）の生成方法を説明する図であ
る。

【図３】測定信号Ｓ（ｎ）を示す図である。

【図４】応答信号Ｙ（ｎ）の処理方法を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１信号発生装置２信号生成装置３被測定システム４応答検出装置５演算装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定システムのインパルス応答を測定
するインパルス応答測定装置において、所定の長さの循環系列を発生する発生手段と、前記発生手段からの前記所定の長さの循環系列を、ラン
ダムに循環時間シフトし、測定信号を生成する正シフト
手段と、前記シフト手段により生成された前記測定信号に対す
る、前記被測定システムからの応答信号を逆循環時間シ
フトする逆シフト手段と、前記逆シフト手段の出力に所定の演算処理を施し、前記
インパルス応答を算出する算出手段とを備えることを特
徴とするインパルス応答測定装置。
【請求項２】前記正シフト手段は、前記所定の長さの
循環系列を、ランダムに循環時間シフトした後、時間軸
上に２つずつ並べて前記測定信号を生成することを特徴
とする請求項１に記載のインパルス応答測定装置。