JPH09113248A - Near sound field holography device - Google Patents
Near sound field holography deviceInfo
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- JPH09113248A JPH09113248A JP27549395A JP27549395A JPH09113248A JP H09113248 A JPH09113248 A JP H09113248A JP 27549395 A JP27549395 A JP 27549395A JP 27549395 A JP27549395 A JP 27549395A JP H09113248 A JPH09113248 A JP H09113248A
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Abstract
Description
【発明の属する技術分野】本発明は近距離音場ホログラ
フィー装置に関し、特に自動車、航空機、工作機械等の
一般機械における騒音の音源を把握するための近距離音
場ホログラフィー装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a near-field holographic device, and more particularly to a near-field holographic device for grasping the sound source of noise in general machines such as automobiles, aircrafts, machine tools and the like.
【０００１】[0001]
【従来の技術】騒音の制音対策を行う場合、問題となる
周波数成分の音源の深査、その発生原因の解明を行うこ
とは非常に重要である。これらを解明する手段として過
去に音響インテンシティー法、音響ホログラフィー法、
近距離音場ホログラフィー法が開発されて来た。2. Description of the Related Art When noise suppression measures are taken, it is very important to deeply investigate the sound source of a frequency component, which is a problem, and to elucidate the cause thereof. Sound intensity method, acoustic holography method,
Near field holography has been developed.
【０００２】この内、近年注目されている近距離音場ホ
ログラフィー法は、高精度な音源把握が可能であること
が特徴である。Among these, the near-field sound field holography method, which has been attracting attention in recent years, is characterized in that it is possible to grasp a sound source with high accuracy.
【０００３】すなわち、音響ホログラフィー法が、対象
とする周波数の騒音の１波長以下の間隔で配置された音
源を分離できないのに対し、近距離音場で測定する近距
離音場ホログラフィー法においては、そのような制限は
本質的には存在しない。That is, the acoustic holography method cannot separate a sound source arranged at an interval of one wavelength or less of noise of a target frequency, whereas the near field sound field holography method which measures in a near field, There is essentially no such limitation.
【０００４】半自由空間における近距離音場ホログラフ
ィー法は、音源に近接する二次元平面（ホログラム面）
において複素音圧を測定し、音源に接する平面を境界面
とする半自由空間内の音圧を再生する手法であり、再生
された音圧から粒子速度や音響インテンシティーが計算
される。The near-field sound field holography method in a semi-free space is a two-dimensional plane (hologram surface) close to a sound source.
Is a method of reproducing complex sound pressure in a semi-free space whose boundary is a plane in contact with a sound source, and particle velocity and sound intensity are calculated from the reproduced sound pressure.
【０００５】そして、音源に接する面において後進再
生、すなわち、音源に向かって再生すれば、音源の把握
を行うことができる。Then, the backward sound reproduction, that is, the sound reproduction toward the sound source on the surface in contact with the sound source makes it possible to grasp the sound source.
【０００６】近距離音場ホログラフィー法は、この半自
由空間内に音源がない場合の次の波動方程式を基本とす
る。The near field holography method is based on the following wave equation when there is no sound source in this semi-free space.
【数１】 ここで、Ｐは複素音圧、ｃは音速である。(Equation 1) Here, P is the complex sound pressure, and c is the speed of sound.
【０００７】式（１）を周波数軸に変換して単一周波数
のみを考慮すれば、次のヘルムホルツの方程式が得られ
る。If the equation (1) is converted into the frequency axis and only a single frequency is considered, the following Helmholtz equation can be obtained.
【数２】 ここで、ｋは波数である。(Equation 2) Here, k is the wave number.
【０００８】式（２）の解は、次のヘルムホルツの積分
方程式で与えられる。The solution of equation (2) is given by the following Helmholtz integral equation.
【数３】 ここで、Ｇは自由空間におけるグリーン関数、Ｓは境界
面、ｒは再生点の位置ベクトル、ｒ’はホログラム面の
位置ベクトルである。(Equation 3) Here, G is the Green's function in free space, S is the boundary surface, r is the position vector of the reproduction point, and r'is the position vector of the hologram surface.
【０００９】ディリクレのグリーン関数ＧDを採用する
と、式（３）の第二項は消去され、次の第一レーリー積
分式が得られる。When the Dirichlet Green's function G D is adopted, the second term of the equation (3) is eliminated, and the following first Rayleigh integral equation is obtained.
【数４】 (Equation 4)
【００１０】この式（４）は、二次元の畳み込みの形式
であり、二次元フーリエ変換により次式のような単純な
積の形式で表される。This equation (4) is a two-dimensional convolution form, and is represented by a simple product form as shown by the following formula by two-dimensional Fourier transform.
【数５】 ここで、ｋx,ｋyはホログラム面に平行な波数、ｚ，
ｚ’はそれぞれ再生面、ホログラム面の位置座標であ
る。(Equation 5) Where k x, k y are wave numbers parallel to the hologram plane, z,
z ′ is the position coordinates of the reproduction surface and the hologram surface, respectively.
【００１１】また、ｇDはグリーン関数ＧDの二次元フー
リエ変換であり、ここで採用しているデカルト座標系で
は、次式のようになる。Further, g D is a two-dimensional Fourier transform of the Green's function G D , and in the Cartesian coordinate system adopted here, it becomes as follows.
【数６】 ここで、ｋz＝√(ｋ2−ｋx 2−ｋy 2)である。(Equation 6) Here, a k z = √ (k 2 -k x 2 -k y 2).
【００１２】そして、ｋx 2＋ｋy 2＞ｋ2のとき、ｋzは純
虚数となり、音源から離れるに従って指数関数的に減衰
して行く波を表す。When k x 2 + k y 2 > k 2 , k z is a pure imaginary number, which represents a wave that exponentially attenuates as the distance from the sound source increases.
【００１３】この波は、「エバネッセント波」と呼ばれ
ており、このエバネッセント波は、音源近傍の空間にお
ける音圧の過渡的な歪みであり、音源のもつ幾何学的情
報（すなわち、音源の詳細形状あるいはモード）は、こ
の波の中に含まれている。This wave is called an "evanescent wave". This evanescent wave is a transient distortion of sound pressure in a space near the sound source, and geometrical information of the sound source (that is, details of the sound source). Shape or mode) is included in this wave.
【００１４】ホログラム面から音源の存在しない方向の
再生を行う場合（すなわちｚ≦ｚ’の場合であり、前進
再生と呼ばれる）には式（５）を適用するが、音源の存
在する方向の再生を行う場合（後進再生と呼ばれる）は
式（５）と逆になり、次式のようになる。When reproduction is performed from the hologram surface in the direction in which the sound source does not exist (that is, when z ≦ z ', which is called forward reproduction), equation (5) is applied, but reproduction in the direction in which the sound source exists is performed. In the case of performing (reverse playback), the equation (5) is reversed and the following equation is obtained.
【数７】 (Equation 7)
【００１５】ここで、０≦ｚ＜ｚ’であり、後進再生で
はエバネッセント波は指数関数的に増幅されるので、音
源の分解能が高くなる。Here, 0.ltoreq.z <z ', and the evanescent wave is exponentially amplified in backward reproduction, so that the resolution of the sound source becomes high.
【００１６】式（５）及び式（７）の右辺を二次元逆フ
ーリエ変換すれば、ホログラム面に平行な半自由空間内
の再生面上の音圧が次式の如く再生できる。By performing a two-dimensional inverse Fourier transform on the right side of the equations (5) and (7), the sound pressure on the reproducing surface in the semi-free space parallel to the hologram surface can be reproduced by the following equation.
【数８】 (Equation 8)
【００１７】同様にオイラーの式から次式の如く粒子速
度が求められる。Similarly, the particle velocity can be obtained from Euler's equation as follows.
【数９】 (Equation 9)
【００１８】音響インテンシティーは、上記の式（８）
及び式（９）により求めた音圧と粒子速度から計算でき
る。The sound intensity is calculated by the above equation (8).
Also, it can be calculated from the sound pressure and the particle velocity obtained by the equation (9).
【００１９】このようにして近距離音場ホログラフィー
法によれば、エバネッセント波を測定して近距離音場で
の音源把握を可能にしている。As described above, according to the near field sound field holography method, it is possible to measure the evanescent wave and grasp the sound source in the near field sound field.
【００２０】[0020]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近距離
音場ホログラフィー法は、音源を境界とする半自由空間
に対して成立するので、図１（ａ）に示す従来技術の如
く、室内で音源面ＳＰからの音源が反射面ＲＰで反射し
て音源に戻るような音場においては、原則的には適用で
きない。However, since the near field holography method is valid for a semi-free space having a sound source as a boundary, it can be used in a room as in the prior art shown in FIG. 1 (a). In principle, this cannot be applied to a sound field in which the sound source from SP is reflected by the reflection surface RP and returns to the sound source.
【００２１】例えば、反射音Ｐrの存在を無視して後進
再生を行うと、放射音Ｐsと反射音Ｐ rとの干渉により生
ずる高周波成分が、エバネッセント成分と同じく指数関
数的に増幅されるので、誤差が増大して真の音源がマス
クされてしまう。For example, the reflected sound PrBackwards ignoring the existence of
When playback is performed, the radiated sound PsAnd reflected sound P rRaw due to interference with
The slipping high frequency component has the same exponential function as the evanescent component.
Since it is amplified numerically, the error increases and the true sound source
I will be burned.
【００２２】したがって本発明は、近距離音場ホログラ
フィー法を反射面が存在する音場、例えば室内に適用
し、任意の再生面の音圧を演算することを目的とする。
すなわち、音源からの放射波成分と反射面からの反射波
成分との分離が可能な近距離音場ホログラフィー装置を
提供することを目的とする。Therefore, an object of the present invention is to apply the near field holography method to a sound field where a reflecting surface exists, for example, a room, and calculate the sound pressure of an arbitrary reproducing surface.
That is, it is an object of the present invention to provide a near field sound field holography device capable of separating a radiated wave component from a sound source and a reflected wave component from a reflecting surface.
【００２３】[0023]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る近距離音響ホログラフィー装置は、音
源と該音源の反射面とが存在する空間において、音場の
固定点の音圧データを測定する基準マイクと、該音源に
近接した互いに平行な第１及び第２のホログラム面の音
圧データを測定する走査マイクと、測定された各音圧デ
ータを入力し演算処理する演算処理装置と、を設け、該
演算処理装置は、該基準マイクからの音圧データと該第
１及び第２のホログラム面の走査マイクからの音圧デー
タとを用いて任意の再生面の音圧を該音源からの放射波
成分と該反射面からの反射波成分とに分離して演算する
分離演算手段とを有していることを特徴としている。In order to achieve the above-mentioned object, a short-range acoustic holography device according to the present invention has a sound pressure at a fixed point of a sound field in a space where a sound source and a reflection surface of the sound source exist. A reference microphone for measuring data, a scanning microphone for measuring sound pressure data of first and second hologram surfaces parallel to each other close to the sound source, and arithmetic processing for inputting and processing each measured sound pressure data. And a device for controlling the sound pressure of an arbitrary reproduction surface using the sound pressure data from the reference microphone and the sound pressure data from the scanning microphones of the first and second hologram surfaces. It is characterized in that it has a separation operation means for performing an operation by separating the radiation wave component from the sound source and the reflection wave component from the reflection surface.
【００２４】また、上記の該演算処理装置は、該音源に
近づく方向の再生面における放射波成分の音圧を演算し
て音源を把握する音源把握手段を有することができる。Further, the arithmetic processing unit may have a sound source grasping means for grasping the sound source by computing the sound pressure of the radiated wave component on the reproduction surface in the direction approaching the sound source.
【００２５】これを図１（ｂ）を参照して以下に説明す
ると、まず図示のように天井等の反射面ＲＰのみ存在
し、床に相当する場所に音源の存在する面（音源面）Ｓ
Ｐが存在する場合を考える。ただし、Ｐs,Ｐrはそれぞ
れ放射波による音圧、反射波による音圧である。This will be described below with reference to FIG. 1 (b). First, as shown in the figure, only a reflecting surface RP such as a ceiling exists, and a surface (sound source surface) S where a sound source exists at a place corresponding to the floor.
Consider the case where P exists. However, P s and P r are the sound pressure due to the radiation wave and the sound pressure due to the reflected wave, respectively.
【００２６】音源面ＳＰと反射面ＲＰとの間の空間内の
任意の点の音圧は、両者の和として表される。すなわち
点ｉにおける音圧は、次式で表される。The sound pressure at an arbitrary point in the space between the sound source surface SP and the reflecting surface RP is expressed as the sum of the two. That is, the sound pressure at the point i is expressed by the following equation.
【数１０】 (Equation 10)
【００２７】本発明では、放射波成分と反射波成分の二
つの成分を分離するために、図１（ｂ）に示すように二
つの平行なホログラム面１及び２で測定する。それぞれ
のホログラム面における音圧は式（１０）に基づき次の
ようになる。In the present invention, in order to separate the two components of the radiated wave component and the reflected wave component, measurement is performed on two parallel hologram planes 1 and 2 as shown in FIG. 1 (b). The sound pressure on each hologram surface is as follows based on the equation (10).
【数１１】 [Equation 11]
【数１２】 (Equation 12)
【００２８】また、音源面ＳＰと反射面ＲＰとの空間に
任意の再生面３を設定すると、この再生面３の音圧は次
式のようになる。When an arbitrary reproducing surface 3 is set in the space between the sound source surface SP and the reflecting surface RP, the sound pressure of the reproducing surface 3 is given by the following equation.
【数１３】 (Equation 13)
【００２９】Ｐ1,Ｐ2はホログラム面の測定された音圧
データとして、既知のものであるが、式（１１）〜（１
３）の中で、Ｐ1,Ｐ2のみが既知であり、残りの七つは
未知なので、このままでは連立方程式を解くことはでき
ない。Although P 1 and P 2 are known as sound pressure data measured on the hologram surface, they are expressed by the equations (11) to (1).
In 3), only P 1 and P 2 are known, and the remaining seven are unknown, so the simultaneous equations cannot be solved as they are.
【００３０】しかしながら、式（５）及び式（７）によ
り互いに平行な面の音圧は再生できるので、一つの面の
音圧により残りの二つの面の音圧は再生できることにな
る。However, since the sound pressures of the surfaces parallel to each other can be reproduced by the equations (5) and (7), the sound pressures of the other two surfaces can be reproduced by the sound pressure of one surface.
【００３１】すなわち、ＰS3は、放射波のみの成分の音
圧であるので近距離音場ホログラフィー法を用いれば、
ＰS2又はＰS1から演算可能であり、反射波のみの成分の
音圧であるＰr3もＰr2又はＰr1から演算可能である。That is, since P S3 is the sound pressure of the component of only the radiated wave, if the near field holography method is used,
It can be calculated from P S2 or P S1 , and P r3, which is the sound pressure of the component of the reflected wave only, can also be calculated from P r2 or P r1 .
【００３２】したがって、未知数は三つとなり、解ける
ようになる。最終的にこの方程式は、次式で表される。Therefore, the number of unknowns becomes three, and it becomes possible to solve. Finally, this equation is expressed by the following equation.
【数１４】 [Equation 14]
【００３３】ここで、ｇDはディリクレのグリーン関数
の二次元フーリエ変換であり、ｚiの位置の面の音圧を
ｚjの位置の面の音圧に変換する伝達関数である。ｚj＞
ｚiの場合は、式（５）による前進再生となり、ｚj＜ｚ
iの場合は、式（７）による後進再生となる。前進再生
と後進再生を区別するため、添字を逆転して表記してい
る。[0033] Here, g D is a two-dimensional Fourier transform of the Dirichlet Green's function is a transfer function that converts the sound pressure of the surface position z i to the sound pressure of the surface position of z j. z j ＞
In the case of z i, the forward reproduction according to the equation (5) is performed, and z j <z
In the case of i, the backward reproduction according to the equation (7) is performed. In order to distinguish forward playback and backward playback, the subscripts are shown in reverse.
【００３４】従って、式（１４）の解は、再生面３上の
音圧Ｐ3，ＰS3，Ｐr3として次式のように与えられる。Therefore, the solution of the equation (14) is given as the sound pressures P 3 , P S3 and P r3 on the reproducing surface 3 as follows.
【数１５】 (Equation 15)
【数１６】 (Equation 16)
【数１７】 [Equation 17]
【００３５】式（１５）のＰ3は再生面における放射波
と反射波とが合成された音圧を表す。P 3 in the equation (15) represents the sound pressure in which the radiated wave and the reflected wave on the reproducing surface are combined.
【００３６】そのため、前進再生を行ったときは任意の
再生面の音圧を演算できることになる。Therefore, when the forward reproduction is performed, the sound pressure of an arbitrary reproduction surface can be calculated.
【００３７】また、放射波成分ＰS3を示す式（１６）を
用いて再生面を音源ＳＰに近づける後進再生を行うと、
音源把握が可能となる。When backward reproduction is performed by bringing the reproduction surface closer to the sound source SP using the equation (16) indicating the radiated wave component P S3 ,
It becomes possible to grasp the sound source.
【００３８】[0038]
【発明の実施の形態】図２は、図１（ｂ）に示した本発
明に係る近距離音場ホログラフィー装置の実施例を示し
たもので、この実施例では、八つのマイク（走査マイ
ク）１１０を支持棒１０に一定の間隔で配置したマイク
・アレイ１１及び１２を、ホログラム面１及び２にそれ
ぞれ設けている。FIG. 2 shows an embodiment of the near-field holography device according to the present invention shown in FIG. 1 (b). In this embodiment, eight microphones (scanning microphones) are used. Microphone arrays 11 and 12 in which 110 are arranged on the support rod 10 at regular intervals are provided on the hologram surfaces 1 and 2, respectively.
【００３９】そして、支持棒１０を所定距離づつ平行移
動して行くことにより、所定面積の二つのホログラム面
１，２の音圧の測定を行う。Then, the support bar 10 is moved in parallel by a predetermined distance to measure the sound pressures of the two hologram surfaces 1 and 2 having a predetermined area.
【００４０】また、基準マイク１３を配置し、これらマ
イク・アレイ１１，１２及び基準マイク１３の出力信号
はマルチチャネル周波数分析器（ＦＦＴアナライザー）
１４に送られ、この周波数分析器１４において上記のと
おり再生面での音圧を演算してディスプレイ１５に表示
するようにしている。A reference microphone 13 is arranged, and the output signals of the microphone arrays 11 and 12 and the reference microphone 13 are multi-channel frequency analyzers (FFT analyzers).
Then, the frequency analyzer 14 calculates the sound pressure on the reproduction surface as described above and displays it on the display 15.
【００４１】図３は、図２に示した本発明に係る近距離
音場ホログラフィー装置を一例として自動車に適用した
場合を示しており、この実施例では、図１（ｂ）に示し
た音源面ＳＰは車両底面に存在し、反射面ＲＰは車両天
井となっている。FIG. 3 shows a case where the near field holography device according to the present invention shown in FIG. 2 is applied to an automobile as an example. In this embodiment, the sound source plane shown in FIG. SP is present on the bottom surface of the vehicle, and the reflecting surface RP is the vehicle ceiling.
【００４２】そして、この車両底面と車両天井との空間
にマイク・アレイ１１，１２がホログラム面１，２上を
移動して音圧を測定するようになっている。The microphone arrays 11 and 12 move on the hologram surfaces 1 and 2 to measure the sound pressure in the space between the vehicle bottom surface and the vehicle ceiling.
【００４３】[0043]
【発明の効果】本発明に係る近距離音場ホログラフィー
装置を以下のように実験（シミレーション）により、そ
の効果を検討した。The effect of the near field holography device according to the present invention was examined by the following experiment (simulation).
【００４４】まず、図２に示す実施例においては、点線
で示す如く音源として口径１０ｃｍの密閉型コーンスピ
ーカ１６を配置し、ランダム信号で駆動した。First, in the embodiment shown in FIG. 2, a closed cone speaker 16 having a diameter of 10 cm was arranged as a sound source as shown by a dotted line and driven by a random signal.
【００４５】また、支持棒１０にはマイク１１０を６．
２５ｃｍ間隔で配置し、この支持棒１０を６．２５ｃｍ
づつ平行移動していくことにより、１６×１６に分割さ
れた広さ１ｍ×１ｍの二つのホログラム面１，２の音圧
の測定を行った。基準マイク１３はスピーカ１６の横１
２ｃｍの位置に配置した。Further, the support rod 10 is provided with a microphone 110.
The support rods 10 are placed at 25 cm intervals, and the support rods 10 are placed at 6.25 cm
The sound pressures of the two hologram surfaces 1 and 2 with a width of 1 m × 1 m divided into 16 × 16 were measured by moving in parallel. The reference microphone 13 is one side of the speaker 16
It was placed at a position of 2 cm.
【００４６】さらに、ホログラム面１，２とスピーカ１
６との距離は、それぞれ７ｃｍ，１１ｃｍである。反射
面として厚さ１ｃｍ、一辺７５ｃｍの正方形の合板を、
スピーカ１６から５０ｃｍの距離に音源面に平行に配置
した。配置位置は、ホログラム面の中心ではなく、二辺
を一致させた位置である。Further, the hologram surfaces 1 and 2 and the speaker 1
The distances from 6 are 7 cm and 11 cm, respectively. As a reflective surface, a square plywood with a thickness of 1 cm and a side of 75 cm,
It was placed parallel to the sound source plane at a distance of 50 cm from the speaker 16. The arrangement position is not the center of the hologram surface, but the position where the two sides are aligned.
【００４７】このようにして、八つのマイク１１０と１
つの基準マイク１３からの合計９チャンネルの信号を多
チャンネルＦＦＴ解析装置１４に入力している。In this way, the eight microphones 110 and 1
A total of 9 channels of signals from one reference microphone 13 are input to the multi-channel FFT analysis device 14.
【００４８】図４〜図６に、反射面が存在する場合の後
進再生結果をまとめた。4 to 6 show the results of reverse reproduction when the reflecting surface is present.
【００４９】このうち、図４には図１（ａ）に示すよう
な一つのホログラム面のみを用いて後進再生した結果
（すなわち、反射音を考慮しない自由空間の後進再生）
を示す。Of these, FIG. 4 shows the result of backward reproduction using only one hologram surface as shown in FIG. 1A (that is, backward reproduction of free space without considering reflected sound).
Is shown.
【００５０】図５（ａ）及び（ｂ）には、それぞれ音源
から出て行く波（ここでは、音源からの放射波に等し
い）と音源に向かう波（ここでは、反射面からの反射波
に等しい）の分離結果を示す。In FIGS. 5A and 5B, a wave going out from the sound source (here, it is equal to the radiation wave from the sound source) and a wave going toward the sound source (here, the reflected wave from the reflecting surface) are shown. Equal) separation results.
【００５１】図６には放射波と反射波とを合計した後進
再生結果を示す。FIG. 6 shows the result of backward reproduction in which the radiated wave and the reflected wave are summed.
【００５２】全てスピーカ１６から５ｃｍの距離の平面
を再生面３として後進再生した結果であり、５００Hz成
分（バンド巾２．５Hz）の処理結果であるが、他の周波
数でも同様の結果が得られた。All are the results of backward reproduction using the plane at a distance of 5 cm from the speaker 16 as the reproduction surface 3, and the processing results of the 500 Hz component (bandwidth 2.5 Hz), but similar results can be obtained at other frequencies. It was
【００５３】図５（ｂ）の反射成分の再生結果のピーク
は、ホログラム面の中心にはなく、反射面の中心に近い
場所に現れていて、反射面の場所を示している。The peak of the reproduction result of the reflection component in FIG. 5 (b) appears not at the center of the hologram surface but at a position near the center of the reflection surface, indicating the position of the reflection surface.
【００５４】また、スピーカ１６との距離から距離減衰
量を計算すると約１：１９となるが、再生結果は１：１
７となり、誤差は１ｄＢ以下である。これらのことか
ら、本発明による反射音の分離精度は妥当であると考え
られる。The distance attenuation amount calculated from the distance to the speaker 16 is about 1:19, but the reproduction result is 1: 1.
7 and the error is 1 dB or less. From these, it is considered that the separation accuracy of the reflected sound according to the present invention is appropriate.
【００５５】図４の結果から、スピーカ１６に近いホロ
グラム面１のデータのみを用いて後進再生を行う場合
（同図（ａ））の平均音圧は、図６の反射波を考慮した
結果と２．５％の差しかなく、反射波の影響は非常に小
さいことがわかる。From the result of FIG. 4, the average sound pressure in the case of performing the backward reproduction using only the data of the hologram surface 1 close to the speaker 16 ((a) in the figure) is the same as the result in consideration of the reflected wave in FIG. It can be seen that the influence of the reflected wave is very small, with only 2.5% difference.
【００５６】一方、スピーカ１６から遠いホログラム面
２のデータのみを用いて後進再生を行う場合（図４
（ｂ））の平均音圧は、図６の反射波を考慮した結果と
４０％異なり、反射波の影響が顕著であり、再生誤差が
増大することがわかる。On the other hand, when the backward reproduction is performed using only the data on the hologram surface 2 far from the speaker 16 (see FIG. 4).
It can be seen that the average sound pressure in (b) differs from the result of considering the reflected wave in FIG. 6 by 40%, the influence of the reflected wave is remarkable, and the reproduction error increases.
【００５７】これは、放射音と反射音の干渉により生じ
た距離周波数軸における高周波成分が、後進再生の際に
エバネッセント波と同様に指数関数的に増幅されること
による現象と考えられる。This is considered to be a phenomenon in which the high frequency component on the distance frequency axis caused by the interference between the radiated sound and the reflected sound is exponentially amplified like the evanescent wave during backward reproduction.
【００５８】すなわち、図４（ｂ）は、同図（ａ）より
後進再生の距離が遠いので、誤差が急激に増大するので
ある。That is, in FIG. 4B, since the backward reproduction distance is longer than that in FIG. 4A, the error sharply increases.
【００５９】反射音を考慮する場合、上記の（１５）式
の分子で干渉による高周波成分が差し引かれるので、後
進再生におけるこの誤差は生じない。When the reflected sound is taken into consideration, since the high frequency component due to interference is subtracted in the numerator of the above equation (15), this error in backward reproduction does not occur.
【００６０】これらのことから、本発明の反射音の分離
により、後進再生によるスピーカ１６を把握する精度が
向上することが確認された。From the above, it was confirmed that the separation of the reflected sound of the present invention improves the accuracy of grasping the speaker 16 by the backward reproduction.
【図１】本発明に係る近距離音場ホログラフィー装置の
作用原理を説明するための概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining the operation principle of a near field sound field holography device according to the present invention.
【図２】本発明に係る近距離音場ホログラフィー装置の
実施例を示したブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of a near-field holography device according to the present invention.
【図３】図２に示した本発明に係る近距離音場ホログラ
フィー装置の実施例を自動車に適用したときの構成を示
した概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration when the embodiment of the near field sound field holography device according to the present invention shown in FIG. 2 is applied to an automobile.
【図４】本発明に係る近距離音場ホログラフィー装置に
より半自由空間と仮定した再生結果（実験結果）を示し
たグラフ図である。FIG. 4 is a graph showing a reproduction result (experimental result) assuming a semi-free space by the near field holography device according to the present invention.
【図５】本発明に係る近距離音場ホログラフィー装置に
より放射成分と反射成分の分離結果（実験結果）を示し
たグラフ図である。FIG. 5 is a graph showing a separation result (experimental result) of a radiation component and a reflection component by the near field holography device according to the present invention.
【図６】本発明に係る近距離音場ホログラフィー装置に
より全体音の再生結果（実験結果）を示したグラフ図で
ある。FIG. 6 is a graph showing the reproduction result (experimental result) of the whole sound by the near field holography device according to the present invention.
１，２ ホログラム面 ３ 再生面 ＳＰ 音源 ＲＰ 反射面 １０ 支持棒 １１，１２ マイク・アレイ １１０ 走査マイク １３ 基準マイク １４ マルチチャネル周波数分析器 １６ スピーカ ２１ 励振器 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。 Numerals 1 and 2 hologram surface 3 reproduction surface SP sound source RP reflection surface 10 support rods 11 and 12 microphone array 110 scanning microphone 13 reference microphone 14 multi-channel frequency analyzer 16 speaker 21 exciter Show.
フロントページの続き (72)発明者 スチュアート ボルトン アメリカ合衆国、インディアナ州、ウェス ト・ラフィエット市1077、パデュー大学、 スクール・オブ・メカニカル・エンジニア リング、レイ・ダブリュ・ヘリック・ラボ ラトリー内Front Page Continuation (72) Inventor Stuart Bolton, 1077 West Lafayette, Indiana, United States, Purdue University, School of Mechanical Engineering, Ray W. Herrick Laboratory
Claims (2)
おいて、音場の固定点の音圧データを測定する基準マイ
クと、該音源に近接した互いに平行な第１及び第２のホ
ログラム面の音圧データを測定する走査マイクと、測定
された各音圧データを入力し演算処理する演算処理装置
と、を設け、該演算処理装置は、該基準マイクからの音
圧データと該第１及び第２のホログラム面の走査マイク
からの音圧データとを用いて任意の再生面の音圧を該音
源からの放射波成分と該反射面からの反射波成分とに分
離して演算する分離演算手段を有していることを特徴と
する近距離音場ホログラフィー装置。1. A reference microphone for measuring sound pressure data at a fixed point of a sound field in a space where a sound source and a reflection surface of the sound source exist, and first and second holograms parallel to each other and close to the sound source. A scanning microphone that measures sound pressure data on the surface and an arithmetic processing device that inputs and processes each measured sound pressure data are provided, and the arithmetic processing device includes the sound pressure data from the reference microphone and the first Using the sound pressure data from the scanning microphones of the first and second hologram surfaces, the sound pressure of an arbitrary reproducing surface is separated into a radiated wave component from the sound source and a reflected wave component from the reflective surface for calculation. A short-range sound field holography device having a separation calculation means.
音源に近づく方向の再生面における放射波成分の音圧を
演算して音源を把握する音源把握手段を有していること
を特徴とする近距離音場ホログラフィー装置。2. The arithmetic processing device according to claim 1, further comprising a sound source grasping means for grasping a sound source by calculating a sound pressure of a radiated wave component on a reproduction surface in a direction approaching the sound source. Near-field sound field holography device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27549395A JPH09113248A (en) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | Near sound field holography device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27549395A JPH09113248A (en) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | Near sound field holography device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09113248A true JPH09113248A (en) | 1997-05-02 |
Family
ID=17556282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27549395A Withdrawn JPH09113248A (en) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | Near sound field holography device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09113248A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100366206B1 (en) * | 2000-08-30 | 2002-12-31 | 한국과학기술원 | Real-time diagnostics and monitoring system and method for transportation machinery by using sound visualization system and method of band-limited noise |
| KR100412457B1 (en) * | 2001-12-20 | 2003-12-31 | 현대자동차주식회사 | Acoustic holography system for the bottom of a body considered the influence of reflected wave |
| KR100471201B1 (en) * | 2000-10-30 | 2005-03-07 | 현대자동차주식회사 | Method for measuring noise source for vehicles |
| JP2007512510A (en) * | 2003-11-10 | 2007-05-17 | ブリュエル アンド ケアー サウンド アンド ヴァイブレーション メジャーメント エー／エス | Method for calculating the sound pressure resulting from surface elements of a sound producing surface |
| CN108051800A (en) * | 2017-12-13 | 2018-05-18 | 贵州航天计量测试技术研究所 | The room noise source localization method of the idle sound intensity is reconstructed based on spherical surface near field acoustic holography |
| CN109764956A (en) * | 2018-12-27 | 2019-05-17 | 西安交通大学 | A kind of near field acoustic holography method based on Combinatorial Optimization regularization method |
-
1995
- 1995-10-24 JP JP27549395A patent/JPH09113248A/en not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030107 |