JPH09146443A

JPH09146443A - 近距離音場ホログラフィー装置

Info

Publication number: JPH09146443A
Application number: JP30610795A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takada; 博高田; Hooruman Daaren; ホールマンダーレン; Boruton Suchiyuaato; ボルトンスチュアート
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1995-11-24
Filing date: 1995-11-24
Publication date: 1997-06-06

Abstract

(57)【要約】【課題】近距離音場ホログラフィー法を複数の独立した
音源が存在する音場に適用して任意の再生面の音圧を演
算する装置において、複雑な処理を用いることなく任意
の再生面の音圧を演算して音源の位置を把握できるよう
にする。【解決手段】ホログラム面の全格子点の音圧を分割測定
する走査マイクの各格子点での出力信号と音場の固定点
の音圧データを測定する各基準マイクの出力信号との相
互スペクトル行列を作成し、偏関連度関数を用いて各基
準マイクの出力信号に相互相関のある部分音場を分離
し、個別に近距離音場ホログラフィー法を適用して再生
することにより該音源の位置把握を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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探査、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。

【０００２】この内、音響インテンシティー法では、比
較的簡便な装置を用いて手軽に実行でき、また精度の良
い結果を得ることができる。

【０００３】しかしながら、通常は空間上の一点毎の測
定なので、音響エネルギーが還流するような複雑な音場
では、測定する位置の決定や結果の解釈などにおいてか
なりの経験が必要である。経験が少ない場合、三次元空
間内の多数の点の測定が必要であり、その結果、計測に
要する時間が長くなる。また、測定した結果を用いて、
音源変更予測等のシミュレーションを行うことができな
い。

【０００４】音響ホログラフィー法については、計測面
の形状、再生理論などによって各種の方法が開発されて
来た。この方法では、二次元平面のみ測定すればよいの
で、音響インテンシティー法より計測に要する時間が大
巾に短い長所がある。

【０００５】しかしながら、遠距離音場で測定するの
で、音源探査精度・三次元音場の再生精度に本質的な問
題があり、したがって、測定した結果を用いて、音源変
更予測等のシミュレーションを行うことができない。

【０００６】一方、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。

【０００７】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。

【０００８】これは、近距離音場で測定することにより
音源の本質的な情報を持つエバネッセント波を測定でき
ることによるものであり、以下に説明する。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【数１】ここで、Ｐは複素音圧、ｃは音速である。

【００１２】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。

【数２】ここで、ｋは波数である。

【００１３】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。

【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。

【００１４】ディリクレのグリーン関数Ｇ_D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。

【数４】

【００１５】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。

【数５】ここで、ｋ_x,ｋ_y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。

【００１６】また、ｇ_Dはグリーン関数Ｇ_D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。

【数６】ここで、ｋ_z＝√(ｋ²−ｋ_x ²−ｋ_y ²)である。

【００１７】そして、ｋ_x ²＋ｋ_y ²＞ｋ²のとき、ｋ_z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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【数７】

【００２０】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。

【００２１】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。

【数８】

【００２２】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。

【数９】

【００２３】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。

【００２４】このようにして近距離音場ホログラフィー
法によれば、エバネッセント波に基づく二次元平面の測
定音圧を用いて、音源に接する半自由空間内の三次元の
近距離音場を精度良く再生して音源把握を可能にしてい
る。

【００２５】したがって、精度は音響インテンシティー
法と同等であり、計測に要する時間は音響ホログラフィ
ー法と同等である。また、精度がよく、且つ、音場の再
生が可能であるので、測定した結果を用いて、音源変更
予測等のシミュレーションを行うことが可能である。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】平面近距離音場ホログ
ラフィー法の基礎理論は、近距離音場のホログラム面に
おいて複素音圧（すなわち、強度と位相）が測定可能で
あることが基本となっている。また、等間隔で格子状に
分割されたホログラム面上の全ての格子点における測定
音圧はコヒーレントでなければならない。すなわち、ホ
ログラム面における音圧の強度・位相は、全体的に相関
が取れていることが必要である。

【００２７】したがって、従来の近距離音場ホログラフ
ィー法の適用は、独立な音源が一つだけ存在する音場の
ような最も簡単な場合に限られていた。

【００２８】現実の機械では多数の独立した音源が混在
して同時に音を放射している場合が多く、このような多
数の独立な音源が存在する音場では、時間によって全体
音場の音圧のインテンシティ（強度）・位相がランダム
に変化するので、上記のコヒーレント仮定を直接適用す
ることはできない。

【００２９】現実の機械に近距離音場ホログラフィー法
を適用するためには、各分割測定間のインテンシティ・
位相の相関を基準信号に基づいて確保した上で、測定時
間により変動する全体音場を、互いに無相関で且つ各音
場ごとにインテンシティ・位相の相関のある部分音場に
分離してコヒーレントな音場という基本仮定を満たす各
部分音場毎に個別に再生し、再生された部分音場の総和
として全体音場を再生する必要がある。

【００３０】この原理に基づく近距離音場ホログラフィ
ー法として、従来、相互スペクトル行列に対し主成分分
析を用いることにより全体音場を互いに独立な部分音場
に分離する方式が提案されている。

【００３１】しかしながら、この方式では、主成分分析
に特有な欠点として、処理が複雑なこと、主成分の物理
的な意味の理解が困難であること、雑音と信号の分離が
困難であることなどを有しており、複雑な音場への適用
は難しいという問題点があった。

【００３２】したがって本発明は、近距離音場ホログラ
フィー法を複数の独立した音源が存在する音場に適用し
て任意の再生面の音圧を演算する装置において、複雑な
処理を用いることなく任意の再生面の音圧を演算して音
源の位置を把握することを目的とする。

【００３３】

【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場ホログラフィー装置は、ホ
ログラム面の全格子点の音圧を分割測定する走査マイク
と、音場の固定点の音圧データを測定する複数の基準マ
イクと、該走査マイクの各格子点での出力信号と各基準
マイクの出力信号との相互スペクトル行列を作成し、偏
関連度関数を用いて各基準マイクの出力信号に相互相関
のある部分音場を分離し、個別に近距離音場ホログラフ
ィー法を適用して再生することにより該音源の位置把握
を行う演算手段と、を備えたことを特徴とする。

【００３４】また、演算手段は、該部分音場を分離した
後の残差雑音音場を演算する演算部を有し、または該再
生した各部分音場の平均自乗音圧の輪を該音源の全体音
場の状態を示す値として再生するように構成することが
できる。

【００３５】

【発明の実施の形態】多数の独立な音源が存在する音場
は、多入力線形系と考えることができる。すなわち、ホ
ログラム面の各測定点の音圧は単一の出力と見なすこと
が出来、さらに多数の独立した音源から放射される音
（それぞれ独立した入力と見なすことが出来る。）の線
形和である。

【００３６】しかしながら、多数の独立した音源の信号
を直接測定することは困難であり、直接測定できるのは
音場に設置された基準マイク（参照マイク）の信号だけ
である。

【００３７】基準マイクの信号もホログラム面の各測定
点の音圧信号と同様に多数の独立した音源から放射され
る音の線形和であるが、基準マイクの信号が全ての音源
の情報を含んでいるならば、基準マイクの線形和で各測
定点の音圧を構成することができる。

【００３８】これは、基準マイク信号を入力と見なすこ
とができることを示しており、上記のようにコヒーレン
トな音場という基本仮定を満たす各部分音場毎に個別に
再生を行わなければならないので、基準マイク信号を用
いて音場をまず互いに独立した無相関な成分に分離する
ことが必要となる。

【００３９】本発明に係る近距離音場ホログラフィー装
置では、「偏関連度関数」を用いて各入力に相関のある
成分を順次除去して行き、互いに無相関な残差スペクト
ルを計算し、さらに残差スペクトルから互いに無相関な
残差伝達関数を計算する方法を利用する。

【００４０】基準マイク信号を用い、偏関連度関数によ
って多数音源の音場を互いに独立した無相関な成分に分
離する原理について図１のフローチャートを参照して説
明する。

【００４１】なお、分離する際に重要なことは、設定し
た入力の数（ここでは、基準マイクの数）が実際の独立
した音源の数と等しいかまたはそれより多い必要がある
ことである。ここでは、入力の数は独立な音源の数に等
しいものとする。

【００４２】まず、ホログラム面の走査マイクの出力信
号と、該走査マイクによる測定点の中の一つの音圧とｍ
個の基準マイクの出力信号とを同時に入力し（ステップ
Ｓ１）、且つこれらの出力信号をＦＦＴ処理などの周波
数分析を行う（ステップＳ２）。

【００４３】そして、この周波数分析結果に基づき次式
の（ｍ＋１）×（ｍ＋１）の相互スペクトル行列を作成
する（ステップＳ３）。

【数１０】

【００４４】ここで、Ｓ_Xixjは基準マイク信号間の相互
スペクトル、Ｓ_xiy,Ｓ_yxiは基準マイク信号ｘ_iと或る一
つの走査マイクによる測定信号ｙとの相互スペクトルで
ある。すなわち、この相互スペクトル行列の最初のｍ×
ｍの行列は、入力（基準マイク出力）の相互スペクトル
行列を示しており、（ｍ＋１）番目の行と列ベクトルは
入力と出力（走査マイク出力）との関係を表している。

【００４５】基準マイク信号の測定誤差が無視できると
すると、例えばｘ₁とｙの間の条件付Ｈ₁伝達関数Ｈ'_x1y
は、次式により精度良く計算できる。

【数１１】

【００４６】この伝達関数Ｈ'_x1yはｘ₁に相関の無い成
分は雑音と見なして除去して計算するので、ホログラム
面の測定音圧においてｘ₁に相関のある部分音場は、次
式で与えられる（ステップＳ４）。

【数１２】

【００４７】部分音場の分離を進めて行くためには、ｘ
₂以降の基準マイク信号と測定信号ｙからｘ₁に相関のあ
る成分を除去する必要がある。これは、関連度関数を用
いてｘ₁に相関のない成分を残差スペクトルとして計算
することにより可能である。この計算は、ガウスの消去
法により効率よく計算でき、式（１０）は次式のような
ｍ×ｍの残差相互スペクトル行列となる（ステップＳ
５）。

【数１３】

【００４８】ここで、Ｓ_Xixjx1はｘ₁に相関のある成分
を除去した基準マイク信号間の残差相互スペクトルであ
り、Ｓ_Xiyx1及びＳ_yxix1はｘ₁に相関のある成分を除去
したｘ_iとｙとの残差相互スペクトルである。これらを
詳しく書くと、次式のようになる。

【数１４】

【数１５】

【数１６】

【００４９】式（１５），（１６）は式（１４）と形式
が同じなので、以下の式では走査マイクの測定信号ｙの
式は省略する。

【００５０】ｉ＝ｊのとき、式（１４）は次式で表され
る。

【数１７】

【００５１】ここで、γ_x1xi ²は基準マイク信号ｘ₁と基
準マイク信号ｘ_iとの間の通常の関連度関数であり、基
準マイク信号ｘ_iの基準マイク信号ｘ₁に対する線形従属
の程度を表しているので、式（１７）は上述の如く基準
マイク信号ｘ_iから基準マイク信号ｘ₁に相関のある成分
を除去した残差スペクトルを示している。

【００５２】式（１３）で示す残差相互スペクトル行列
を用いて、式（１１）及び（１２）と同様に、入力ｘ₂
に相関のある残差伝達関数と残差部分音場は次式のよう
に計算することができる。

【数１８】

【数１９】

【００５３】このようにして２つのコヒーレントであり
互いに独立した部分音場が全体音場から分離される。

【００５４】同様に、式（１３）からｘ₂に相関のある
成分を除去すると、次式が得られる。

【数２０】

【数２１】

【数２２】

【数２３】

【数２４】ここで、γ_x2xix1 ²は偏関連度関数である。

【００５５】同様の処理を繰り返して、最後に互いに無
相関なｍ個の残差部分音場と、どの基準マイク信号にも
相関のない残差雑音音場と、に分離される（ステップＳ
４，Ｓ５）。

【００５６】以上の処理により分離された互いに無相関
なｍ個のホログラム面における残差部分音場に対して、
個別に近距離音場ホログラフィー法を適用して残差部分
音場を再生することが可能となり（ステップＳ６）、音
源位置を把握することができる。

【００５７】一方、このｍ回の分離処理後の残差音場
は、走査マイクによる測定音圧ｙから全ての基準マイク
信号に相関のある成分を除去した残差であるが、基準マ
イク信号の数と独立した音源の数が等しい場合、これは
測定誤差項（残差誤差音場）となる。

【００５８】この残差誤差音場には測定上の様々な誤差
が含まれているので零にはならから、その残差誤差音場
に測定誤差より大きな信号成分が残されていると、基準
マイク信号の数が不足していて除去できない入力信号成
分が存在すると考えられ、残差誤差音場を再生精度の判
断材料として使うことができる。

【００５９】ただし、上記のようにして再生された各残
差部分音場は互いに無相関な音場なので、これらの和を
求めても、実際の音場を表すことにはならない。また、
偏関連度関数により残差スペクトルを次々と分離して行
くので、これらの残差部分音場は現実の独立した音源と
必ずしも物理的に対応していない。

【００６０】実際に多数の独立した音源が存在する音場
は、各音源のインテンシティ・位相が不規則に変化した
ものの総和であり一定値とはならないので、総和として
の表現には不適当である。

【００６１】したがって全体音場の再生として意味をも
つ物理量は、位相情報を含まない量すなわち平均自乗音
圧の和（以下、ＭＳＰ_tと略称する）であり、次式で表
される。

【数２５】

【００６２】各残差部分音場は互いに無相関なので、式
（２５）のクロス項はゼロとなり次式のようになる。

【数２６】

【００６３】これは、各残差部分音場のＭＳＰの総和に
より、全体音場のＭＳＰ_tが求められることを示してい
る。

【００６４】同様に、全体音場の音響インテンシティー
Ｉ_tは、次式で与えられる。

【数２７】

【００６５】これらの式は、各残差部分音場のＭＳＰ，
Ｉの総和により、全体音場のＭＳＰ _t，Ｉ_tが求められる
ことを示している。したがって、各残差部分音場のＭＳ
Ｐ，Ｉは、全体音場に対する各残差部分音場の寄与を示
す量となり、各残差部分音場が現実の独立した音源と物
理的に対応していれば、各音源のインテンシティの全体
に対する寄与率を解析することも可能となる。

【００６６】

【実施例】図２は、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、１
ｍ×１ｍのホログラム面１を用意し、８個のマイク（走
査マイク）２を支持棒３に一定の間隔で縦方向に配置し
たマイク・アレイ４を設けている。

【００６７】そして、支持棒３を所定距離づつ平行移動
して行くことにより、ホログラム面１の各格子点の音圧
の測定を行う。

【００６８】また、互いに独立した音源が３個存在する
と仮定して３個の基準マイク５〜７を配置し、これらマ
イク・アレイ４からの８つのマイク出力信号と基準マイ
ク５〜７からの３つの出力信号の計１１チャネルの信号
がマルチチャネル周波数分析器（ＦＦＴアナライザー）
８に送られ、この周波数分析器８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９に表示するよ
うにしている。

【００６９】点線で示す如く音源として、３つの口径１
０ｃｍの密閉型コーンスピーカー１０〜１２を３０ｃｍ
の間隔で配置し、各スピーカー１０〜１２を信号発生器
１３で発生された互いに無相関なランダム信号で駆動し
た。

【００７０】また、基準マイク５〜７は図３に示すよう
に３種類の方法で配置した。配置は図２に示したよう
にそれぞれスピーカー１０〜１２の真上に配置する場合
（音源の位置が正確に判っている理想的な場合）、配置
はスピーカー１０〜１２付近に配置する場合（音源の
位置がほぼ判っている通常の場合）、配置はスピーカ
ー１０〜１２の位置にランダムに配置する場合（音源の
位置が全く判らない最悪の場合）、をそれぞれ示してい
る。

【００７１】マイク・アレイ４における８つの走査マイ
ク２は支持棒３に６．２５ｃｍ間隔で配置し、支持棒３
を６．２５ｃｍづつ平行移動して行くことにより、１６
×１６に分割された広さ１ｍ×１ｍのホログラム面１の
音圧の測定を行った。基準マイクと音源との距離は１２
ｃｍであり、ホログラム面１と音源との距離は１０ｃｍ
である。

【００７２】また、支持棒２にはマイク４を６．２５ｃ
ｍ間隔で配置し、この支持棒２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はスピーカー１６の横１２ｃｍ
の位置に配置した。

【００７３】図４〜６（ａ），（ｂ），（ｃ）には、各
配置〜において測定された音圧を基準マイク５〜７
について分離した残差部分音場のＭＳＰが示されてお
り、図４〜６（ｄ）には各配置〜における残差雑音
音場のＭＳＰが示されている。なお、残差部分音場は基
準マイク５から基準マイク６及び基準マイク７と順次求
められて行くので、基準マイク５については正確には単
に部分音場が求められることになる。

【００７４】また、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）には、
各配置〜において測定された全体音場のＭＳＰ_tを
示す。

【００７５】さらに、図８（ａ），（ｂ），（ｃ）に
は、各配置〜において音源から８ｃｍの距離の平面
で再生した場合の全体音場を示す。全て６００Hz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。

【００７６】理想的な場合では、図４に示す如く、各残
差部分音場（同図（ａ）〜（ｃ））のＭＳＰは物理的な
音源の位置をよく表現しており、残差雑音音場（同図
（ｄ））も各残差部分音場のピークと比較して４０ｄＢ
以上小さい。この場合は、現実の音源に物理的にほぼ対
応した部分音場が得られていると言える。

【００７７】また、図７（ａ）に示す全体音場のＭＳＰ
は３つのピークを有するが、各ピークのすそ野が広く音
源の数が明確ではない。しかしながら、図８（ａ）で
は、音源に近づいた位置で再生（後方再生）しているの
で、３つのピークがより鮮明に分離されており、各音源
の強度の差も明確になっている。

【００７８】通常の場合（図５に示す配置）と最悪の
場合（図６に示す配置）では、各残差部分音場のＭＳ
Ｐはもはや物理的な音源に対応していないし（各図
（ａ）〜（ｃ））、残差雑音音場（各図（ｄ））も大き
くなる傾向にある。

【００７９】しかしながら、最悪の場合（図６に示す配
置）の残差雑音音場（同図（ｄ））のＭＳＰの３つの
ピークの位置は音源の位置と等しく、基準マイク５〜７
の出力信号の数は真の音源の数と同じであり他に音源は
ないと判断できる。

【００８０】また、図８（ｂ）及び（ｃ）に示す再生結
果では理想的な場合（図４に示す配置）と比較して、
音源の位置は同じであるが、強度がそれぞれ７．６％，
１３．３％だけ小さいと評価されている。したがって、
これらの場合では、音源の位置は正確に把握できるが、
音源の強度の予測精度が悪くなると結論できる。

【００８１】強度が過小評価される理由は、この分離の
過程でＨ₁伝達関数を使用しているためと考えられる。
Ｈ₁伝達関数は、基準マイク信号の雑音は無視できると
いう仮定に基づいているので、上記の最悪の場合（図６
に示す配置）のように基準マイク信号のＳＮ比が悪い
場合には、誤差が大きくなる。

【００８２】したがって、基準マイク５〜７の位置は、
強度を正しく把握するためには、非常に重要である。測
定の前に基準マイクで音源近傍を移動させて音圧の大き
い位置を探査しておけば、最悪の場合は回避できるが、
強度の精度が重要である場合は、再生結果に基づいて基
準マイクの再配置を行うことが望ましい。

【００８３】

【発明の効果】上述したように本発明は、ホログラム面
の全格子点の音圧を分割測定する走査マイクと、音場の
固定点の音圧データを測定する複数の基準マイクと、該
走査マイクの各格子点での出力信号と各基準マイクの出
力信号との相互スペクトル行列を作成し、偏関連度関数
を用いて各基準マイクの出力信号に相互相関のある部分
音場を分離し、個別に近距離音場ホログラフィー法を適
用して再生することにより該音源の位置把握を行う演算
手段と、を備えたことを特徴とする近距離音場ホログラ
フィー装置であるので、多数の音源の存在する音場にお
いて、各音源により音圧を精度良く演算することが可能
で正確な音源把握を行うことができる。

【００８４】また、主成分分析を用いる方法を比較して
演算過程が簡単となるため、小型の演算処理装置、すな
わち、コンピュータを用いて演算処理を実行することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る近距離音場ホログラフィー装置の
概念を説明するためのフローチャート図である。

【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。

【図３】本発明に係る近距離音場ホログラフィー装置に
用いられる基準マイクの配置例を示した図である。

【図４】図３の配置例において配置で測定した残差部
分音場と残差雑音音場を示した３次元グラフ図である。

【図５】図３の配置例において配置で測定した残差部
分音場と残差雑音音場を示した３次元グラフ図である。

【図６】図３の配置例において配置で測定した残差部
分音場と残差雑音音場を示した３次元グラフ図である。

【図７】図３の配置例において各配置〜で測定した
全体音場を示した３次元グラフ図である。

【図８】図３の配置例において各配置〜で測定した
全体音場を再生した３次元グラフ図である。

【符号の説明】

１ホログラム面２走査マイク３支持体４マイク・アレイ５〜７基準マイク８マルチチャネル周波数分析器９ディスプレイ１０〜１２スピーカー１３信号発生器図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】近距離音場ホログラフィー法を複数の独立
した音源が存在する音場に適用して任意の再生面の音圧
を演算する装置において、ホログラム面の全格子点の音圧を分割測定する走査マイ
クと、音場の固定点の音圧データを測定する複数の基準
マイクと、該走査マイクの各格子点での出力信号と各基
準マイクの出力信号との相互スペクトル行列を作成し、
偏関連度関数を用いて各基準マイクの出力信号に相互相
関のある部分音場を分離し、個別に近距離音場ホログラ
フィー法を適用して再生することにより該音源の位置把
握を行う演算手段と、を備えたことを特徴とする近距離
音場ホログラフィー装置。
【請求項２】該演算手段が、該部分音場を分離した後の
残差雑音音場を演算する演算部を有することを特徴とし
た請求項１に記載の近距離音場ホログラフィー装置。
【請求項３】該演算手段が、該再生した各部分音場の平
均自乗音圧の和を該音源の全体音場の状態を示す値とし
て再生することを特徴とした請求項１又は２に記載の近
距離音場ホログラフィー装置。