JPH09243448A - Method and apparatus for estimating acoustic transmission characteristics and acoustic device - Google Patents

Method and apparatus for estimating acoustic transmission characteristics and acoustic device

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JPH09243448A
JPH09243448A JP8051588A JP5158896A JPH09243448A JP H09243448 A JPH09243448 A JP H09243448A JP 8051588 A JP8051588 A JP 8051588A JP 5158896 A JP5158896 A JP 5158896A JP H09243448 A JPH09243448 A JP H09243448A
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acoustic
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noise
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Yoichi Haneda
陽一 羽田
Shoji Makino
昭二 牧野
Yutaka Kaneda
豊 金田
Junji Kojima
順治 小島
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To highly accurately make estimation even if a distance from a sound receiver is long. SOLUTION: Transmission characteristics of a sound source 13 and in a plurality of sound receivers 14-n are measured in an acoustic system 11 (32), a common pole is estimated from the transmission characteristics (71), residues are calculated (72), a residue function with a distance from a reference point as a variable is obtained from the residues (73), a transmission characteristic position 24 to be estimated is inputted, the residue value is obtained by the residue function according to its shift from the reference point (74), and transmission characteristics between the sound source 13 and the position 24 are obtained from the residue values and the pole (75).

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、音場再生装置、
音像シミュレータ、騒音制御装置などの音響装置、及び
その音響信号処理方法に適用される音響伝達特性を予測
する方法及びその装置、前記伝達特性の予測を利用した
音響装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sound field reproducing device,
The present invention relates to an acoustic device such as a sound image simulator and a noise control device, a method of predicting an acoustic transfer characteristic applied to the acoustic signal processing method and the device thereof, and an acoustic device utilizing the prediction of the transfer characteristic.

【0002】[0002]

【従来の技術】音響伝達特性予測方法とは、対象とする
音響系(たとえば室内音場)内に置かれた音源から任意
の受音点に至る音響伝達特性を、受音点位置に受音器
(例えばマイクロホン)を設置せずに予測する方法を意
味する。信号は離散信号であると仮定して以降の説明を
行なうが、信号が連続信号である場合にも全く同様の議
論が成立する。離散信号において、信号の時間表現は、
時間を表す整数パラメータkで例えばx(k) と表現さ
れ、またその周波数表現はz変換を用いてX(z) と表さ
れる。
2. Description of the Related Art An acoustic transfer characteristic prediction method is a method of receiving a sound transfer characteristic from a sound source placed in a target acoustic system (for example, a room sound field) to an arbitrary sound receiving point at a sound receiving point position. It means a method of prediction without installing a device (for example, a microphone). Although the following description will be made assuming that the signal is a discrete signal, exactly the same argument holds when the signal is a continuous signal. For discrete signals, the time representation of the signal is
An integer parameter k representing time is expressed as x (k), and its frequency expression is expressed as X (z) using z transformation.

【0003】室内に於ける音響伝達特性について図7A
を参照して説明する。室内空間11内音源(例えばスピ
ーカ)13と受音器(例えばマイクロホン)14とが配
されている。入力端12に信号X(z) を入力し音源13
から前記信号X(z) を出力すれば、前記信号X(z) は音
響伝達特性H(z) の影響を受けて受音器14に達する。
受音器14において受音された信号Y(z) は出力端15
から出力される。音響伝達特性H(z) は入力端12に入
力される入力信号X(z) に対する出力端15における出
力信号Y(z) の入出力関係を記述するものであり、 H(z) =Y(z) /X(z) (1) と表現される。このH(z) は、同一室内空間11内にお
いても音源13と受音器14の空間的配置が異なればそ
の特性が異なる。以上の説明から分かるように通常、任
意の受音点における音響伝達特性を知るためには、受音
点に受音器(例えばマイクロホン)を設置し、その間の
入出力特性を測定する必要がある。
Sound transmission characteristics in a room Fig. 7A
This will be described with reference to FIG. A sound source (for example, a speaker) 13 and a sound receiver (for example, a microphone) 14 in the indoor space 11 are arranged. The signal X (z) is input to the input terminal 12 and the sound source 13
When the signal X (z) is output from the above, the signal X (z) reaches the sound receiver 14 under the influence of the acoustic transfer characteristic H (z).
The signal Y (z) received by the sound receiver 14 is output from the output terminal 15
Output from The acoustic transfer characteristic H (z) describes the input / output relationship of the output signal Y (z) at the output end 15 with respect to the input signal X (z) input at the input end 12, and H (z) = Y ( It is expressed as z) / X (z) (1). This H (z) has different characteristics even in the same indoor space 11 if the spatial arrangements of the sound source 13 and the sound receiver 14 are different. As can be seen from the above description, normally, in order to know the acoustic transfer characteristics at an arbitrary sound receiving point, it is necessary to install a sound receiver (for example, a microphone) at the sound receiving point and measure the input / output characteristics between them. .

【0004】(1)従来の簡易な室内伝達特性予測方法 受音器の置かれていない位置での音響伝達特性H(z) を
予測する従来の簡易な方法としては、受音点を挟む2つ
の点に受音器を設置し、音源から両受音器までの2つの
音響伝達特性を測定し、両測定特性を平均する方法が考
えられる。図7Bに、この方法を説明する図を示す。図
7Aと共通な要素には同一の番号を付けた。伝達特性を
予測したい位置24の両側に受音器14−1,14−2
が設けられてある。この方法では、まず、音源13と受
音器14−1と14−2との各間の各入出力特性から2
つの音響伝達特性H1(z)とH2(z)を測定する。音響伝達
特性の測定方法としては、音源13に入力した信号をX
(z) 、受音器で受音した信号をY(z) とした時、例え
ば、 H(z) =(Y(z) X(z) )/(X(z) X(z) ) などとして求めることができる。次に、測定した2つの
音響伝達特性H1(z)とH 2(z)に基づいて、音響伝達特性
予測値H′(z) を H′(z) =(H1(z)+H2(z))/2 (2) として求める。
(1) A conventional simple method for predicting the indoor transfer characteristic.
As a conventional simple method of predicting, there are two methods that sandwich the sound receiving point.
A sound receiver is installed at the point of 2 points from the sound source to both sound receivers.
Consider a method of measuring acoustic transfer characteristics and averaging both measured characteristics.
available. FIG. 7B shows a diagram for explaining this method. Figure
Elements common to 7A are assigned the same numbers. Transfer characteristics
The sound receivers 14-1 and 14-2 are provided on both sides of the position 24 to be predicted.
Is provided. In this method, first,
2 from each input / output characteristic between each of the sound generators 14-1 and 14-2
Two acoustic transfer characteristics H1(z) and HTwoMeasure (z). Sound transmission
As a method of measuring the characteristic, the signal input to the sound source 13 is X
(z), when the signal received by the sound receiver is Y (z),
For example, H (z) = (Y (z) X (z)) / (X (z) X (z)) can be obtained. Next, the two measured
Acoustic transfer characteristics H1(z) and H TwoAcoustic transfer characteristics based on (z)
Predicted value H '(z) is H' (z) = (H1(z) + HTwo(z)) / 2 Calculate as (2).

【0005】しかし、この方法では、伝達特性を予測し
たい受音点24から2つの受音器14−1,14−2の
距離が離れると、周波数が高くなるにつれ、H′(z) は
真の音響伝達特性H(z) と一致しなくなるという問題点
が生じる。 (2)従来の音場再生装置の例 音場再生装置とは、ある室内空間において、別な室内空
間の音場を再現するための装置である。図8を用いてそ
の原理を説明する。前述の要素には同一の符号を付け
た。音場再生装置11は逆フィルタ計算回路33、室内
伝達特性逆フィルタ畳み込み回路34、模擬音場畳み込
み回路35、原音再生回路(例えば、CDプレーヤー)
よりなる。まず、室内空間11内の受聴者37の耳元に
マイクロホン14を設置し、スピーカ13からマイクロ
ホン14までに至る室内伝達特性H(z) を室内伝達特性
測定回路32を用いて測定する。ここで、通常、右耳と
左耳の両方に対応する室内伝達特性を測定するが、ここ
では、説明を簡単化するため、右耳についてのみ説明す
るが、左耳についても同様である。室内伝達特性測定回
路32で測定された室内伝達特性H(z) は、逆フィルタ
計算回路33に入力され、その逆フィルタが計算され
る。逆フィルタとは、室内伝達特性H(z) の逆特性を持
つフィルタでこの場合は1/H(z) の特性を持つ。逆フ
ィルタ計算回路33で計算された逆フィルタ特性1/H
(z) は、逆フィルタ畳み込み回路34に送られる。
However, according to this method, H '(z) becomes true as the frequency increases when the distance between the two sound receivers 14-1 and 14-2 is far from the sound receiving point 24 whose transfer characteristic is to be predicted. However, there is a problem in that it does not match the acoustic transfer characteristic H (z). (2) Example of conventional sound field reproducing device A sound field reproducing device is a device for reproducing a sound field in another indoor space in one indoor space. The principle will be described with reference to FIG. The same elements are designated by the same reference numerals. The sound field reproduction device 11 includes an inverse filter calculation circuit 33, an indoor transfer characteristic inverse filter convolution circuit 34, a simulated sound field convolution circuit 35, and an original sound reproduction circuit (for example, a CD player).
Consists of. First, the microphone 14 is installed near the ear of the listener 37 in the indoor space 11, and the indoor transfer characteristic H (z) from the speaker 13 to the microphone 14 is measured using the indoor transfer characteristic measuring circuit 32. Here, normally, the room transfer characteristics corresponding to both the right ear and the left ear are measured, but here, for simplification of description, only the right ear will be described, but the same applies to the left ear. The indoor transfer characteristic H (z) measured by the indoor transfer characteristic measuring circuit 32 is input to the inverse filter calculation circuit 33, and the inverse filter is calculated. The inverse filter is a filter having the inverse characteristic of the indoor transfer characteristic H (z), and in this case has the characteristic of 1 / H (z). Inverse filter characteristic 1 / H calculated by the inverse filter calculation circuit 33
(z) is sent to the inverse filter convolution circuit 34.

【0006】次に、原音再生回路36から出力される原
音X(z) は、模擬音場畳み込み回路35に送られる。模
擬音場畳み込み回路35には、あらかじめ再生したい音
場の伝達特性G(z) を入力しておき、模擬音場畳み込み
回路35において、このG(z) とX(z) の畳み込みが実
行される。畳み込まれた信号G(z) X(z) は、逆フィル
タ畳み込み回路34に送られ、逆フィルタ畳み込み回路
34では、G(z) X(z) にさらに、1/H(z) を畳み込
む。結局、逆フィルタ畳み込み回路34から出力される
信号は、G(z) X(z) /H(z) となる。この信号は、ス
ピーカ13に入力される。スピーカから出力された信号
G(z) X(z) /H(z) は、さらに、室内空間11でその
真の伝達特性H(z) と空間で畳み込まれ、マイクロホン
位置14に到達する。従って、マイクロホン位置14に
到達する信号は、H(z) G(z) X(z) /H(z) となる。
即ち、マイクロホン14の位置では、信号はG(z) X
(z)となり、室内伝達特性H(z) を持つ空間において、
あたかもG(z) の室内伝達特性を持つ部屋にいるかのよ
うな印象を受聴者37は得ることができる。
Next, the original sound X (z) output from the original sound reproduction circuit 36 is sent to the simulated sound field convolution circuit 35. The transfer characteristic G (z) of the sound field to be reproduced is inputted to the simulated sound field convolution circuit 35 in advance, and the convolution of G (z) and X (z) is executed in the simulated sound field convolution circuit 35. It The convolved signal G (z) X (z) is sent to the inverse filter convolution circuit 34, and the inverse filter convolution circuit 34 further convolves G (z) X (z) with 1 / H (z). . Eventually, the signal output from the inverse filter convolution circuit 34 becomes G (z) X (z) / H (z). This signal is input to the speaker 13. The signal G (z) X (z) / H (z) output from the speaker is further convolved in space with its true transfer characteristic H (z) in the indoor space 11 and reaches the microphone position 14. Therefore, the signal reaching the microphone position 14 is H (z) G (z) X (z) / H (z).
That is, at the position of the microphone 14, the signal is G (z) X
(z), and in the space with the indoor transfer characteristic H (z),
The listener 37 can obtain the impression as if he or she is in a room having the room transfer characteristic of G (z).

【0007】しかしながら、受聴者37が室内伝達特性
1(z)を持つ別の受聴位置に移動した場合には、受聴位
置での信号は、H1(z)G(z) X(z) /H(z) となり、G
(z)X(z) の信号を聞くことはできない。このような場
合には、通常、マイクロホン14も移動し、再測定を行
う必要が生じる。 (3)従来の音像シミュレータの例 音像シミュレータとは、ヘッドフォン受聴時において、
任意の位置に音像定位を実現する装置である。図9を用
いてその原理を説明する。図9において前述と同じ要素
には同一の符号を付けた。今、スピーカ13は受聴者3
7の正面方向からθの角度に設置されている。
However, when the listener 37 moves to another listening position having the indoor transfer characteristic H 1 (z), the signal at the listening position is H 1 (z) G (z) X (z). / H (z) and G
(z) You cannot hear the X (z) signal. In such a case, it is usually necessary to move the microphone 14 and perform remeasurement. (3) Example of a conventional sound image simulator A sound image simulator is
This device realizes sound image localization at an arbitrary position. The principle will be described with reference to FIG. In FIG. 9, the same elements as those described above are designated by the same reference numerals. Now, the speaker 13 is the listener 3
It is installed at an angle of θ from the front direction of 7.

【0008】図9Aにおいて、原音再生装置41からス
ピーカ13に信号X(z) を供給すると、受聴者37のそ
れぞれの耳には、スピーカから耳までの音響伝達特性、
HR(z,θ)、HL(z,θ)を経て信号は到達す
る。即ち、受聴者37は右耳で信号HR(z,θ)X
(z)、左耳で信号HL(z,θ)X(z)を聞くこと
になる。この音響伝達特性、HR(z,θ)、HL
(z,θ)は頭部伝達特性と呼ばれているもので、左右
の聞こえの差、即ち、HRとHLとの違いは、人間が音
源方向を知覚するための重要な要因となっている。
In FIG. 9A, when the signal X (z) is supplied from the original sound reproducing device 41 to the speaker 13, the acoustic transfer characteristics from the speaker to the ears are transmitted to the respective ears of the listener 37.
The signal arrives via HR (z, θ) and HL (z, θ). That is, the listener 37 receives the signal HR (z, θ) X in the right ear.
(Z), the signal HL (z, θ) X (z) is heard with the left ear. This acoustic transfer characteristic, HR (z, θ), HL
(Z, θ) is called a head-related transfer characteristic, and the difference between left and right hearing, that is, the difference between HR and HL is an important factor for humans to perceive the direction of the sound source. .

【0009】以上のことより、従来の音像シミュレータ
は図9Bに示すように構成される。音像シミュレータ5
1は右耳用頭部伝達特性模擬フィルタ畳み込み回路、5
2は左耳用頭部伝達特性模擬フィルタ畳み込み回路、5
3は方向別頭部伝達特性保存回路54よりなる。方向別
頭部伝達特性保存回路54はあらかじめ測定された方向
θ別の頭部伝達特性を保存しておく。音像シミュレータ
51において、希望方向入力回路56から、模擬したい
頭部伝達特性の角度θを入力する。この入力に従い、方
向別頭部伝達特性保存回路54は、保存された左右の頭
部伝達特性H′R(z,θ)およびH′L(z,θ)の
特性を、それぞれの頭部伝達特性模擬フィルタ畳み込み
回路52,53に与える。このフィルタ畳み込み回路5
2,53は原音再生装置41から再生信号X(z)にそ
れぞれH′R(z,θ)、H′L(z,θ)を畳み込
み、これら畳み込み出力を受聴者37のヘッドフォン5
5の右・左入力端へ供給する。この時、受聴者37は右
耳で信号H′R(z,θ)X(z)、左耳で信号H′L
(z,θ)X(z)を聞くことになる。伝達特性の模擬
が十分な精度で行われているとすると、H′R≒HR、
H′L≒HL、となり、この結果は図9Aで説明した受
聴条件と同一となって、ヘッドフォン55で受聴してい
る受聴者37は、θ方向に音源があるものと知覚する。
以上が音像シミュレータの原理である。
From the above, the conventional sound image simulator is configured as shown in FIG. 9B. Sound image simulator 5
Reference numeral 1 is a convolution circuit for a right ear head transfer characteristic simulating filter, 5
Reference numeral 2 is a convolution circuit for the left ear head transfer characteristic simulating filter.
3 comprises a head-related transfer characteristic storage circuit 54 for each direction. The head-related transfer characteristic storage circuit 54 for each direction stores the head-related transfer characteristics for each direction θ measured in advance. In the sound image simulator 51, the angle θ of the head-related transfer characteristic to be simulated is input from the desired direction input circuit 56. According to this input, the direction-dependent head-related transfer characteristic storage circuit 54 transfers the stored left and right head-related transfer characteristics H′R (z, θ) and H′L (z, θ) to the respective head-related transfer characteristics. It is given to the characteristic simulation filter convolution circuits 52 and 53. This filter convolution circuit 5
Numerals 2 and 53 are H'R (z, θ) and H'L (z, θ) convolved with the reproduction signal X (z) from the original sound reproduction device 41, respectively, and these convolution outputs are received by the headphone 5 of the listener 37.
Supply to the right and left input terminals of 5. At this time, the listener 37 receives the signal H′R (z, θ) X (z) in the right ear and the signal H′L in the left ear.
You will hear (z, θ) X (z). Assuming that the transfer characteristics are simulated with sufficient accuracy, H′R≈HR,
H′L≈HL, and this result is the same as the listening condition described with reference to FIG. 9A, and the listener 37 listening to the headphones 55 perceives that a sound source exists in the θ direction.
The above is the principle of the sound image simulator.

【0010】以上説明した頭部伝達特性は当然のことな
がら音源の方向θによって大きく変化する。そこで、い
ろいろな方向に音像を定位させるためには、数多くの方
向に対して頭部伝達特性を測定し、蓄積しておく必要が
あり、蓄積すべきデータの量が多いことがこの種装置を
使用していくうえでの問題点となっている。さらに、蓄
積しておいた方向以外の方向に音像を定位させることは
できないという問題も合わせ持つ。
Naturally, the above-described head-related transfer characteristics greatly change depending on the direction θ of the sound source. Therefore, in order to localize the sound image in various directions, it is necessary to measure and accumulate the head-related transmission characteristics in many directions, and this kind of device is often used because there is a large amount of data to be accumulated. It is a problem in using it. Furthermore, it also has a problem that a sound image cannot be localized in a direction other than the accumulated direction.

【0011】(4)騒音制御装置の例 騒音制御装置とは、室内空間において騒音源から出た騒
音を、その騒音の逆位相を持った音で消すという装置で
ある。この原理を、図10を用いて説明する。前述の要
素には同一の符号を付けた。この説明では、スピーカ1
3を用いてマイクロホン14の位置での騒音制御につい
てのみ説明するが、制御点が増える場合や、制御用のス
ピーカが増える場合においても同一の議論が成り立つ。
(4) Example of Noise Control Device A noise control device is a device that eliminates the noise emitted from the noise source in the indoor space with a sound having the opposite phase of the noise. This principle will be described with reference to FIG. The same elements are designated by the same reference numerals. In this description, the speaker 1
Although only the noise control at the position of the microphone 14 will be described with reference to FIG. 3, the same argument holds when the number of control points is increased or the number of control speakers is increased.

【0012】まず、室内伝達特性測定回路32は、スピ
ーカ14とマイクロホン13の間の室内伝達特性H(z)
を測定する。測定されたH(z) は、逆フィルタ計算回路
33に渡され、逆フィルタ計算回路33では、室内伝達
特性H(z) の逆特性1/H(z) を計算し、この結果を逆
フィルタ畳み込み回路34に渡す。騒音伝達特性測定回
路61は、騒音源収音マイクロホン62で収音された騒
音源64の騒音N(z)と、その騒音N(z) が室内伝達特
性F(z) を通ってマイクロホン14にて収音された信号
F(z) N(z) とを用いて騒音が通ってきた室内伝達特性
(騒音伝達特性)F(z) を測定する。測定されたF(z)
と収音されたN(z) は、騒音伝達特性畳み込み装置63
に渡される。ここで、騒音伝達特性畳み込み装置63
は、騒音源64から受音器14に到達する音の到達時刻
と、逆フィルタ畳み込み回路34の出力が室内伝達特性
H(z) を通って受音器14に至る逆位相の制御用信号が
到達する時刻とを同じにするため、騒音伝達特性F(z)
から時間差を補償するだけの時刻を取り除き、これを
F′(z) とする。一般に、この時間を保証する為には、
騒音源64から受音器14までの距離を、制御用スピー
カ13から受音器14までの距離より長くしておく必要
がある。次に、騒音伝達特性畳み込み装置63は時間補
償された疑似騒音伝達特性F′(z) と騒音N(z) を畳み
込み、逆フィルタ畳み込み回路34に渡す。逆フィルタ
畳み込み回路34では、受け取った疑似騒音信号F′
(z) N(z) を逆フィルタ1/H(z) に畳み込んで、信号
−F′(z) N(z) /H(z) を生成し、スピーカ13に渡
す。スピーカ13から出力された信号−F′(z) N(z)
/H(z) は、室内伝達特性H(z) を通って、受音器14
に至る。結局、受音器14で観測される信号は、F(z)
N(z) −F′(z) N(z) H(z)/H(z) となり、F′(z)
H(z) /H(z) は時間補償された結果F(z) となって
おり、受音器14での信号は、0となり、その位置では
騒音が消去されることになる。
First, the indoor transfer characteristic measuring circuit 32 transmits the indoor transfer characteristic H (z) between the speaker 14 and the microphone 13.
Is measured. The measured H (z) is passed to the inverse filter calculation circuit 33, and the inverse filter calculation circuit 33 calculates the inverse characteristic 1 / H (z) of the indoor transfer characteristic H (z), and the result is inverse filtered. It is passed to the convolution circuit 34. The noise transfer characteristic measuring circuit 61 detects the noise N (z) of the noise source 64 picked up by the noise source pickup microphone 62 and the noise N (z) to the microphone 14 through the indoor transfer characteristic F (z). The indoor transfer characteristic (noise transfer characteristic) F (z) through which the noise has passed is measured using the signal F (z) N (z) picked up by the sound. Measured F (z)
N (z) picked up is the noise transfer characteristic convolution device 63.
Passed to. Here, the noise transfer characteristic convolution device 63
Is the arrival time of the sound that reaches the sound receiver 14 from the noise source 64, and the control signal of the opposite phase in which the output of the inverse filter convolution circuit 34 reaches the sound receiver 14 through the indoor transfer characteristic H (z). To make the arrival time the same, the noise transfer characteristic F (z)
Then, the time enough to compensate for the time difference is removed, and this is designated as F '(z). Generally, to guarantee this time,
It is necessary to make the distance from the noise source 64 to the sound receiver 14 longer than the distance from the control speaker 13 to the sound receiver 14. Next, the noise transfer characteristic convolution device 63 convolves the time-compensated pseudo noise transfer characteristic F ′ (z) and the noise N (z), and passes it to the inverse filter convolution circuit 34. The inverse filter convolution circuit 34 receives the pseudo noise signal F ′.
(z) N (z) is convolved with the inverse filter 1 / H (z) to generate the signal -F '(z) N (z) / H (z), which is passed to the speaker 13. Signal output from speaker 13 -F '(z) N (z)
/ H (z) passes through the indoor transfer characteristic H (z) and passes through the sound receiver 14
Leads to. After all, the signal observed by the sound receiver 14 is F (z)
N (z) -F '(z) N (z) H (z) / H (z) and F' (z)
H (z) / H (z) is the time-compensated result F (z), the signal at the sound receiver 14 becomes 0, and the noise is eliminated at that position.

【0013】しかしながら、この騒音制御装置において
は、騒音の制御点を移動させたい場合には、その騒音制
御点に受音器14を移動しなければならず、受音器の設
置できないような箇所では、基本的に騒音制御ができな
いという問題点を持つ。
However, in this noise control device, when it is desired to move the noise control point, the sound receiver 14 must be moved to the noise control point, and the sound receiver cannot be installed at a location where it cannot be installed. Then, there is a problem that noise control is basically impossible.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように従来
の音響伝達特性予測方法は、伝達特性を予測したい位置
が受音器から遠くなると、予測精度が特に高周波側で劣
化する問題があり、また音場再生においては、受聴者の
位置が移動すれば、スピーカと受聴者間の音響伝達特性
を測定しなおす必要があり、このような測定のしなおし
をする必要がなくその音響伝達特性を予測できれば頗る
便利である。音像シミュレータにおいても各種方向の頭
部伝達特性を予測できれば、多数の頭部伝達特性を測定
記憶しておく必要がない。また騒音制御装置において
も、騒音制御点に受音器を設置できない場合には騒音制
御ができないが音響伝達特性を予測できれば制御が可能
となる。
As described above, the conventional acoustic transfer characteristic predicting method has a problem that the predictive accuracy is deteriorated particularly on the high frequency side when the position where the transfer characteristic is desired to be predicted is far from the sound receiver. Also, in sound field reproduction, if the listener's position moves, it is necessary to re-measure the acoustic transfer characteristics between the speaker and the listener, and it is not necessary to re-measure such acoustic transfer characteristics. It is very convenient if you can predict. If the sound image simulator can also predict head-related transfer characteristics in various directions, it is not necessary to measure and store a large number of head-related transfer characteristics. Further, even in the noise control device, when the sound receiver cannot be installed at the noise control point, the noise control cannot be performed, but the control can be performed if the acoustic transfer characteristics can be predicted.

【0015】この発明の目的は音響伝達特性を精度よく
予測することができる方法及びその装置を提供すること
にある。
An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for accurately predicting acoustic transfer characteristics.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】この発明は、対象とする
音響系の持つ物理的極を、その音響系内における複数の
音響伝達特性から推定し、その推定された極に対する複
数の音響伝達特性のそれぞれの留数を求め、その留数が
音源・受音点配置を変数とする関数であることを利用し
て、留数の変化関数に予測したい場所の音源・受音点位
置を入力してその留数を求め、求めた留数と推定された
極とを用いて音響伝達特性を予測することを特徴とする
音響伝達特性予測方法である。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a physical pole of a target acoustic system is estimated from a plurality of acoustic transfer characteristics in the acoustic system, and a plurality of acoustic transfer characteristics for the estimated pole are estimated. By taking advantage of the fact that each residue is a function with the sound source / sound receiving point arrangement as a variable, the sound source / sound receiving point position of the place to be predicted is input to the residue change function. The acoustic transfer characteristic predicting method is characterized in that the acoustic transfer characteristic is predicted using the calculated residual and the estimated pole.

【0017】この発明は、受音点や音源を配置できない
位置での音響伝達特性を予測することが可能であり、音
場再生装置、音像シミュレータ、騒音制御装置などに利
用することができる。以下この発明の原理を詳細に説明
する。この発明の音響伝達特性予測方法は、同一音響系
内における音響伝達特性は、その音響系固有の共振周波
数、及び音源・受音点配置の関数である留数によって表
現できるという音響学的知見に基づいている。即ち、音
響学的には音響伝達特性は、以下に示す式で表される。
The present invention can predict the acoustic transfer characteristics at a position where a sound receiving point or a sound source cannot be arranged, and can be used for a sound field reproducing device, a sound image simulator, a noise control device and the like. The principle of the present invention will be described in detail below. According to the acoustic transfer characteristic prediction method of the present invention, the acoustic transfer characteristics in the same acoustic system can be expressed by the resonance frequency peculiar to the acoustic system and the residue that is a function of the sound source / sound receiving point arrangement. Is based. That is, acoustically, the acoustic transfer characteristic is represented by the following equation.

【0018】 H(ω,R)=Σn (An (R)ω)/(ω2 −ω2 n ) (3) ここで、ωは角周波数、ωn はn番目の角共振周波数
(複素数)、An はn番目の角共振周波数に対する留数
(複素数)、H(ω,R)は、角周波数ωを入力した時
の応答を表す音響伝達特性関数である。また、Rは音源
rsと受音点roの配置を表し、r=(x,y,z)で
ある。一般に留数An は、室内の大きさ(縦,横,高
さ)と壁の反射率で決まる固有関数P(r) によって、 An (R)=Pn (rs )Pn (ro ) (4) と表される。また、それぞれの固有関数は、近似的に、
x,y,z方向の固有関数に分離することが可能で、 Pn (r)=Pnx(x) Pny(y) Pnz(z) (5) と表現できる。さらに、分離された固有関数は、例え
ば、x軸方向では、 Pnx(x) =C cos(kx x +φ) (6) kx =(nx π/Lx )+iγx (7) となることが知られている。y,z方向も同様であり、
音源、受音点両者において同じである。ここで、Lx
部屋のx軸方向の長さ、nx は正の整数、γは壁の反射
率によって決まる量、Cは定数、φは位相である。
H (ω, R) = Σ n (A n (R) ω) / (ω 2 −ω 2 n ) (3) where ω is the angular frequency and ω n is the nth angular resonance frequency ( Complex number), A n is a residue (complex number) for the n-th angular resonance frequency, and H (ω, R) is an acoustic transfer characteristic function that represents the response when the angular frequency ω is input. Further, R represents the arrangement of the sound source rs and the sound receiving point ro, and r = (x, y, z). Generally Tomesu A n, the room size (length, width, height) by a unique function P (r) determined by reflectance between the wall, A n (R) = P n (r s) P n (r o ) It is expressed as (4). Also, each eigenfunction is approximately
It can be separated into eigenfunctions in the x, y, and z directions, and can be expressed as P n (r) = P nx (x) P ny (y) P nz (z) (5). Further, the separated eigenfunction is, for example, in the x-axis direction, P nx (x) = C cos (k x x + φ) (6) k x = (n x π / L x ) + iγ x (7) Is known to be. The same applies to the y and z directions,
It is the same at both the sound source and the sound receiving point. Here, L x is the length of the room in the x-axis direction, n x is a positive integer, γ is an amount determined by the reflectance of the wall, C is a constant, and φ is a phase.

【0019】以上をまとめると、任意の音源・受音点の
位置間の伝達特性H(ω,R)は、共振周波数ωn と、
音源、受音点(位置)の関数である留数によってのみ決
定され、また、留数An は、音源あるいは受音点の位置
に対する減衰正弦関数であり、軸方向の長さL、壁の反
射係数に対応する量γ、位相φ、ゲイン定数Cを定数と
して持っている。つまり、任意の音源・受音点配置での
音響伝達特性を予測するためには、共振周波数ωn 、軸
方向の長さ、壁の反射係数に対応する量γ、位相φ、ゲ
イン定数Cをパラメータとして持つ留数An (R)を何
らかの方法で決定してやればよいことが分かる。
In summary, the transfer characteristic H (ω, R) between the positions of arbitrary sound sources and sound receiving points is given by the resonance frequency ω n ,
It is determined only by the residue which is a function of the sound source and the sound receiving point (position), and the residue A n is a damping sine function with respect to the position of the sound source or the sound receiving point, and the length L in the axial direction of the wall It has an amount γ corresponding to the reflection coefficient, a phase φ, and a gain constant C as constants. That is, in order to predict the acoustic transfer characteristics at an arbitrary sound source / sound receiving point arrangement, the resonance frequency ω n , the axial length, the amount γ corresponding to the reflection coefficient of the wall, the phase φ, and the gain constant C are calculated. It can be seen that the residue A n (R) that has as a parameter may be determined by some method.

【0020】さて、上記のパラメータを決定するため
に、前述の音響伝達特性を離散系モデルとして書き直す
と、以下のようになる。 H(z,R)=ΣAn (R)/(1−pn -1) (8) Σはn=0からpまで ここで、H(z,R)は離散系での音響伝達特性であ
り、zはz変換であり、周波数ωとz=exp(−j
ω)の関係で結ばれている。ここで、pn は共振周波数
に対応する極であり、留数An (R)は(3)式と同一
のものである。さて、上式と、既に提案されている共通
極・零モデル特公平7−39968(特開平4−295
728)公報、
Now, in order to determine the above parameters, the above-mentioned acoustic transfer characteristics are rewritten as a discrete system model, which is as follows. H (z, R) = ΣA n (R) / (1-p n z −1 ) (8) Σ is from n = 0 to p, where H (z, R) is the acoustic transfer characteristic in a discrete system. Where z is the z-transform and the frequency ω and z = exp (−j
ω) are tied together. Here, pn is a pole corresponding to the resonance frequency, and the residue A n (R) is the same as that in the equation (3). By the way, the above formula and the previously proposed common pole / zero model Japanese Patent Publication No. 7-39968 (Japanese Patent Laid-Open No. 4-295)
728) publication,

【0021】[0021]

【数1】 [Equation 1]

【0022】とを比較すると、pn は同じであることが
分かる。ここで、pn は音源・受音点配置に依存しない
共通極、qn は音源・受音点配置に依存する零点、an
は共通極に対応するAR(auto regressive)係数、bn
は零点に対応するMA(movingaverage)係数、P,Q
はそれぞれ極と零点の次数、C2 は定数である。また、
この明細書中では、(8)式と(9)が同じ共通極pn
を持つことから、この発明の基本となる式(8)を共通
極・留数モデルと呼ぶ。
Comparing with, it can be seen that p n is the same. Here, p n is a common pole that does not depend on the sound source / sound receiving point arrangement, q n is a zero point that depends on the sound source / sound receiving point arrangement, and a n
Is an AR (auto regressive) coefficient corresponding to the common pole, b n
Is the MA (moving average) coefficient corresponding to the zero point, P, Q
Are the orders of the poles and zeros, respectively, and C 2 is a constant. Also,
In this specification, the common pole p n having the same equation (8) and (9)
Therefore, the equation (8) which is the basis of the present invention is called a common pole / residue model.

【0023】さて、共通極・零モデルによれば、共振周
波数ωn に対応する共通極pn は、複数の伝達特性から
求めることができる。即ち、共通極・零モデル化の手法
により共振周波数ωn はただちに決定される。次に、関
数An (R)のパラメータの決定方法について説明す
る。An (R)は、3次元音場では、 An (R)=Px(xs ) Px(xo )Py(ys )Py(yo )Pz(zs )Pz(zo ) (10) であるが、これは、それぞれの軸の留数Ani(Ri )、 Ani(Ri )=Pi(is )Pi(io )(i=x,y,z) (11) の積であるから、それぞれの軸についてAn を計算して
やれば良いことが分かる。さて、それぞれの軸の留数は
1次元音場の留数と同じであるから、ここでは、1次元
音場について説明する。
According to the common pole / zero model, the common pole p n corresponding to the resonance frequency ω n can be obtained from a plurality of transfer characteristics. That is, the resonance frequency ω n is immediately determined by the common pole / zero modeling method. Next, a method of determining the parameters of the function A n (R) will be described. A n (R) is A n (R) = Px (x s ) Px (x o ) Py (y s ) Py ( yo ) Pz (z s ) Pz (z o ) ( 10) which is the residue of each axis A ni (R i ), A ni (R i ) = P i (i s ) P i (i o ) (i = x, y, z) (11 ), It is clear that it is sufficient to calculate A n for each axis. Now, since the residue of each axis is the same as the residue of the one-dimensional sound field, the one-dimensional sound field will be described here.

【0024】さて、今、1次元音場での留数 Anx(Rx)=Px (xs )Px (xo ) (12) のパラメータを推定するわけであるが、簡単のため、音
源位置を固定した場合について述べる。これは、受音点
位置を固定した場合においても同様な議論が成り立つ。
今、音源位置を固定すると、Px (xs )は定数にな
る。今、Anx(Rx)は受音点位置xo にしか依存しない
ので、受音点位置xo をx,kをkn ,Anx(Rx)をA
n (x) と書き直すと、 An (x) =D cos(kn x+φ) (13) となる。ここで、Dはゲイン定数、φは位相である。ま
た、kn は壁の反射率に対応する量γを含む複素数であ
るが、ここでは、γを小さいとして無視することにす
る。即ち、kn を kn =nπ/Lx (14) とする。さて、上記のkn と角共振周波数ωn の実周波
数は、 kn =ωn ×fs /c (15) の関係にある。ここで、fs はサンプリング周波数、c
は音速で約340m/sである。従って、kn の値は、
共通極・零モデルで得られる共通極pn の周波数ωn
実周波数部から得られることになる。
Now, the parameters of the residue A nx (Rx) = Px (x s ) Px (x o ) (12) in the one-dimensional sound field are estimated. The case where is fixed will be described. The same argument holds when the position of the sound receiving point is fixed.
Now, when fixing the sound source position, Px (x s) is constant. Now, since the A nx (Rx) does not depend only on the receiving point position x o, the receiving point position x o x, k a k n, A nx the (Rx) A
When rewritten as n (x), A n (x) = D cos (k n x + φ) (13). Here, D is a gain constant and φ is a phase. Further, k n is a complex number including the amount γ corresponding to the reflectance of the wall, but here, it is assumed that γ is small and is ignored. That is, k n is set to k n = nπ / Lx (14). Now, the above-mentioned k n and the actual frequency of the angular resonance frequency ω n have a relationship of k n = ω n × f s / c (15). Where f s is the sampling frequency and c
Is about 340 m / s in sound velocity. Therefore, the value of k n is
It is obtained from the real frequency part of the frequency ω n of the common pole p n obtained by the common pole / zero model.

【0025】さて、関数An (x) の残りのパラメータD
とφは、実際に測定可能な受音点位置におけるAn (x)
の値を用いて推定する。受音器のある位置xでのA
n (x) は、受音器位置xにおける音響伝達特性H(z,
x)から、 An (x) =(1−pn -1)H(z,x)|z =pn (16) として求めることができる。関数An (x) の残りのパラ
メータはDとφの2つなので、最低2つの連立方程式が
あれば、即ち2つの測定点でのAn (x) が分かれば、十
分と考えられるが、An (x) の空間的な周期kn と測定
間隔が一致してしまうと、同一の方程式となり解くこと
が不可能となる。そこで、測定に際しては、測定点を3
つ以上とし、また、その配置に関しては等間隔にならな
いように注意する必要がある。
Now, the remaining parameters D of the function A n (x)
And φ are A n (x) at the actual sound receiving point position
Estimate using the value of. A at position x with sound receiver
n (x) is the acoustic transfer characteristic H (z,
x) can be obtained as A n (x) = (1-p n z -1 ) H (z, x) | z = p n (16). Since the remaining parameters of the function A n (x) are D and φ, it is considered sufficient if there are at least two simultaneous equations, that is, if A n (x) at two measurement points is known. If the spatial period k n of A n (x) and the measurement interval match, the equation becomes the same and it becomes impossible to solve. Therefore, when measuring,
It is necessary to make sure that the number is one or more and that the positions are not evenly spaced.

【0026】さて、An (x) が3箇所の受音点位置
1 ,x2 ,x3 に関して測定できたとすると、 An (x1 )=D cos(kn 1 +φ) An (x2 )=D cos(kn 2 +φ) (17) An (x3 )=D cos(kn 3 +φ) なる連立方程式が得られる。今、kn 1 +φをkn
で置き換え、さらに、x 1 ,x2 の間隔をd1 ,x1
3 の間隔をd2 とすると、上記の連立方程式は、 An (x1 )=D cos(kn x) An (x2 )=D cos(kn x) cos(kn 1 ) −D sin(kn x) sin(kn 1 ) (18) An (x3 )=D cos(kn x) cos(kn 2 ) −D sin(kn x) sin(kn 2 ) と書き直すことができる。これを行列表現すると、 となる。さて、kn ,d1 ,d2 ,An (x1 ),An
(x2 ),An (x3 )は既知であるから、この行列方
程式を、 Ax=b (20) と表した時、 x=(AT A)-1T b (21) により最小自乗解を得ることができ、D cos(kn x)
とD sin(kn x)の値が得られる。これらの値を用い
れば、基準点x1 からの距離dを与えることにより、任
意の位置での留数の値を知ることができる。即ち、An
(x1 +d)は、 An (x1 +d)=D cos(kn x) cos(kn d) −D sin(kn x) sin(kn d) (22) として求めることができる。この方法は、絶対的な位置
を知ることなく、ある基準点に対してのみの相対的な距
離が分かれば、その位置での留数を決定できるという利
点も合わせ持っていることが分かる。
Now, An(x) is the position of three sound receiving points
x1, XTwo, XThreeIf we could measure aboutn(X1) = D cos (knx1+ Φ) An(XTwo) = D cos (knxTwo+ Φ) (17) An(XThree) = D cos (knxThree+ Φ) simultaneous equations are obtained. Now knx1+ Φ is knx
Replaced with x 1, XTwoThe interval of d1, X1When
xThreeThe interval of dTwoThen, the above simultaneous equations aren(X1) = D cos (knx) An(XTwo) = D cos (knx) cos (knd1) −D sin (knx) sin (knd1) (18) An(XThree) = D cos (knx) cos (kndTwo) −D sin (knx) sin (kndTwo) Can be rewritten as When this is expressed in matrix,Becomes Well, kn, D1, DTwo, An(X1), An
(XTwo), An(XThree) Is known, this matrix
When the equation is expressed as Ax = b (20), x = (ATA)-1ATThe least squares solution can be obtained by b (21) and D cos (knx)
And D sin (knThe value of x) is obtained. Using these values
Then, the reference point x1By giving the distance d from
You can know the value of the residue at the desired position. That is, An
(X1+ D) is An(X1+ D) = D cos (knx) cos (knd) −D sin (knx) sin (knd) It can be calculated as (22). This method is an absolute position
Relative distance only to a certain reference point without knowing
If you know the distance, you can determine the residue at that position.
You can see that they also have points.

【0027】さて、以上の説明で求めたAn (x)と、共
通極を用いれば、任意の位置xでの伝達特性は、 H(z,x)=Σ(An (x) /(1−pn -1)) (23) nは0からpまでとして、予測することができる。ま
た、通常、An とpn は複素数であり、共役を持つの
で、以下の形で表すことができる。 H(z) =Σ((b0n−b1n-1)/(1−a1n-1+a2n-2)) (24) Σはn=0からp/2まで この式により、直接、並列型のディジタルフィルタとし
て実現することができる。
If A n (x) obtained in the above description and the common pole are used, the transfer characteristic at an arbitrary position x is H (z, x) = Σ (A n (x) / ( 1-p n z -1 )) (23) n can be predicted as 0 to p. In addition, since A n and p n are usually complex numbers and have conjugation, they can be expressed in the following form. H (z) = Σ ((b 0n −b 1n z −1 ) / (1−a 1n z −1 + a 2n z −2 )) (24) Σ is from n = 0 to p / 2 It can be directly realized as a parallel type digital filter.

【0028】さらに、求められた共通極・留数モデルの
伝達特性は、展開することにより、以下に示す、一般的
によく用いられるARMA(Auto regressive-moving a
verage)モデルに変換することができる。 H(z) =Σbn -1/(1+Σan -1) (25) 分母のΣはn=1からpまで、分子のΣはn=0からp
まで これは、IIR(Infinite Impulse response)フィルタ
として実現可能である。ARMAモデルの形に展開する
と、さらに伝達特性のインパルス応答h(n) を以下の式
に従って求めることができる。
Further, the transfer characteristics of the obtained common pole / residue model are expanded to show the following commonly used ARMA (Auto regressive-moving a).
verage) model can be converted. H (z) = Σb n z -1 / (1 + Σa n z -1 ) (25) The denominator Σ is n = 1 to p, and the numerator Σ is n = 0 to p.
This can be realized as an IIR (Infinite Impulse response) filter. When developed in the form of the ARMA model, the impulse response h (n) of the transfer characteristic can be obtained according to the following equation.

【0029】 h(k) =Σp n=1 n h(k−n)+Σbn δ(k−n) (26) ここで、δ(k) は、δ関数で、k=0の時のみ1で、そ
の他のkでは0となる関数である。以上、この発明によ
る伝達特性の予測方法をまとめ、これを図1を用いて説
明する。前述の要素には同一の番号を付けた。室内伝達
特性予測装置78は共通極推定回路71、留数計算回路
72、留数関数決定回路73、予測位置での留数値計算
回路74、室内伝達特性計算回路75よりなる。
[0029] h (k) = Σ p n = 1 a n h (k-n) + Σb n δ (k-n) (26) where, [delta] (k) is a [delta] function, when k = 0 It is a function that becomes 1 only and becomes 0 at other k. The method of predicting the transfer characteristic according to the present invention has been summarized above and will be described with reference to FIG. The previously mentioned elements are numbered identically. The indoor transfer characteristic prediction device 78 includes a common pole estimation circuit 71, a residue calculation circuit 72, a residue function determination circuit 73, a residue numerical value calculation circuit 74 at a predicted position, and an indoor transfer characteristic calculation circuit 75.

【0030】まず、室内伝達特性測定回路32にて、n
個の受音器14−nに対するそれぞれの室内伝達特性を
測定する。次に、測定された複数の伝達特性からその部
屋固有の共通極を共通極推定回路71にて推定する。留
数値計算回路72では、測定された室内伝達特性と推定
された共通極を用いて、式(16)に従って、受音器位
置の知られている点に対する留数値を計算する。次に、
留数関数決定回路73では、留数の関数を式(17)か
ら式(22)までの手順に従い決定する。次に、予測し
たい受音点24の位置を予測位置入力回路77より入力
する。入力された予測位置は、位置入力端子76を経
て、予測位置留数値計算回路74に渡される。予測位置
留数値計算回路74では、留数関数決定回路73で決定
された留数関数に予測位置を入力して、予測したい受音
点位置24での留数値を計算する。室内伝達特性計算回
路75では、予測位置留数値計算回路74で計算した留
数値と共通極推定回路71で推定した共通極とから、式
(23)に従って室内伝達特性の計算を行う。共通極及
び留数の関数はその室内音響系に固有であるから、これ
らを予め求めておき、これらをメモリなどに保持してお
き、入力したい予測位置に応じてこれと音源内の音響伝
達特性を求めるようにしてもよい。その場合は図1中か
ら受音器14−n、室内伝達特性測定回路32、共通極
推定回路71、留数値計算回路72、留数関数決定回路
73は省略されていてもよい。
First, in the room transfer characteristic measuring circuit 32, n
The room transfer characteristics of each of the sound receivers 14-n are measured. Next, the common pole estimation circuit 71 estimates the common pole peculiar to the room from the plurality of measured transfer characteristics. The residue value calculation circuit 72 calculates the residue value for the known point of the sound receiver position according to the equation (16) using the measured indoor transfer characteristic and the estimated common pole. next,
The residue function determination circuit 73 determines the function of the residue according to the procedure from Expression (17) to Expression (22). Next, the position of the sound receiving point 24 to be predicted is input from the predicted position input circuit 77. The input predicted position is passed to the predicted position residue numerical value calculation circuit 74 via the position input terminal 76. The predicted position residue numerical value calculation circuit 74 inputs the predicted position to the residue function determined by the residue function determination circuit 73, and calculates the residue value at the sound receiving point position 24 to be predicted. The indoor transfer characteristic calculation circuit 75 calculates the indoor transfer characteristic according to the equation (23) from the residual value calculated by the predicted position residual value calculation circuit 74 and the common pole estimated by the common pole estimation circuit 71. Since the functions of the common pole and the residue are unique to the room acoustic system, these are obtained in advance, and these are stored in a memory or the like, and according to the predicted position to be input, this and the acoustic transfer characteristics in the sound source. May be requested. In that case, the sound receiver 14-n, the room transfer characteristic measuring circuit 32, the common pole estimating circuit 71, the residue numerical value calculating circuit 72, and the residue function determining circuit 73 may be omitted from FIG.

【0031】以下、更に3つの実施例をもとにこの発明
の適用例を説明する。
Hereinafter, application examples of the present invention will be described based on three embodiments.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】 音響伝達特性の予測例 図2に示す3次元音場内で、y,z軸方向の壁が完全吸
音の場合に音響伝達特性を予測する例について示す。図
2において、前述と同じ要素には同一の番号を付けた。
壁81の反射率は0.8であり、x軸方向の壁81の間
隔は6.8m、サンプリング周波数は1kHzである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Prediction Example of Acoustic Transfer Characteristics An example of predicting the acoustic transfer characteristics when the walls in the y and z axis directions are completely absorbing in the three-dimensional sound field shown in FIG. 2 will be described. In FIG. 2, the same elements as those described above are given the same numbers.
The reflectance of the wall 81 is 0.8, the interval between the walls 81 in the x-axis direction is 6.8 m, and the sampling frequency is 1 kHz.

【0033】まず、測定可能な位置5箇所、3.4m、
3.5m、3.65m、3.7m、4.2mの位置に受
音器14−1〜14−5を配置して、室内伝達特性測定
回路32で複数の室内伝達特性を測定する。次に、室内
伝達特性予測装置78にて、前述した方法により、共通
極及び、3.65m、3.7m、4.2m位置の留数を
求め、留数関数のパラメータを決定した。次に、位置入
力装置77に、3.95mなる位置を入力し、室内伝達
特性予測装置78に渡し、3.95m位置の留数値を求
め、共通極と合わせて、共通極・留数モデルの形で伝達
特性を求めた。次に、求められた室内伝達特性の形を
(25)式のARMA(再帰移動平均型)モデルに変換
し、その後、(26)式よりインパルス応答を求めた。
その結果を、実際に測定した3.95m位置でのインパ
ルス応答とともに図3Aに示す。波形的にはほとんど区
別がつかないことが分かる。次に、この伝達特性の周波
数振幅特性を図3Bに示す。図3Bでは、参考のため
に、3.7mと、4.2m位置での伝達特性を単純に平
均した結果(従来法)も示している。図から、単純に平
均した従来法の場合は、高域成分が大きく異なることが
分かる。しかし、この発明を用いれば、実際に測定した
インパルス応答とほぼ一致した室内伝達特性が予測され
ていることが分かる。 音場再生装置 この発明を音場再生装置に適用する場合の例を図4を用
いて説明する。前述の要素には同一の番号を付けた。受
聴位置入力回路111は位置入力回路77と同一の機能
を持つが、ここでは、受聴者37を対象としているた
め、受聴位置入力回路とした。受聴位置入力回路111
は、例えば、TVモニターなどを用いて、受聴位置を検
出する機能を持っている。
First, 5 measurable positions, 3.4 m,
The sound receivers 14-1 to 14-5 are arranged at positions of 3.5 m, 3.65 m, 3.7 m, and 4.2 m, and the indoor transfer characteristic measuring circuit 32 measures a plurality of indoor transfer characteristics. Next, in the indoor transfer characteristic prediction device 78, the residues at the common pole and at the 3.65 m, 3.7 m, and 4.2 m positions were obtained by the method described above, and the parameters of the residue function were determined. Next, the position of 3.95 m is input to the position input device 77, passed to the indoor transfer characteristic prediction device 78, and the residue value at the 3.95 m position is obtained, and combined with the common pole, the common pole / residue model The transfer characteristics were obtained in the form. Next, the obtained form of the indoor transfer characteristic was converted into the ARMA (recursive moving average type) model of the equation (25), and then the impulse response was obtained from the equation (26).
The result is shown in FIG. 3A together with the actually measured impulse response at the 3.95 m position. It can be seen that the waveforms are almost indistinguishable. Next, the frequency-amplitude characteristic of this transfer characteristic is shown in FIG. 3B. For reference, FIG. 3B also shows a result (conventional method) obtained by simply averaging the transfer characteristics at the 3.7 m and 4.2 m positions. From the figure, it can be seen that the high-frequency components are greatly different in the case of the conventional method in which simple averaging is performed. However, it can be seen that the use of the present invention predicts an indoor transfer characteristic that is substantially coincident with the actually measured impulse response. Sound Field Reproducing Device An example of applying the present invention to a sound field reproducing device will be described with reference to FIG. The previously mentioned elements are numbered identically. The listening position input circuit 111 has the same function as the position input circuit 77. However, since the listener 37 is targeted here, the listening position input circuit 111 is used as the listening position input circuit. Listen position input circuit 111
Has a function of detecting a listening position by using, for example, a TV monitor.

【0034】まず、室内伝達特性測定回路32は、受聴
者37の邪魔にならない位置に設置された複数の受音器
位置14−nに対応する複数の室内伝達特性を測定す
る。次に、この発明の音響伝達特性予測回路78は、室
内伝達特性測定回路32で測定された複数の伝達特性を
用いて留数関数と共通極を推定する。次に、音響伝達特
性予測回路78は、受聴位置入力回路111から入力さ
れた受聴位置に基づき、受聴位置での室内伝達特性H
(z) を予測する。逆フィルタ計算回路33では、予測さ
れた伝達特性の逆フィルタ1/H(z) が計算され、逆フ
ィルタ畳み込み装置34に渡される。逆フィルタ畳み込
み回路34では、原音再生回路36で再生された原音X
(z) が模擬音場畳み込み回路35で模擬音場G(z) と畳
み込まれた信号G(z) X(z) と、逆フィルタ計算回路3
3で計算された逆フィルタ1/H(z)とを畳み込んで、
信号G(z) X(z) /H(z) を生成し、スピーカ13に入
力する。スピーカ13に入力された信号G(z) X(z) /
H(z) は、室内伝達特性H(z)を経て、受聴者に到達す
るので、結局受聴者は、H(z) G(z) X(z) /H(z) =
G(z) X(z) を聞くことになる。即ち、受聴者37は受
聴者37のいる部屋11の室内伝達特性H(z) の影響を
受けない信号G(z) X(z) を聞くことが可能となる。受
聴者が移動した場合には、受聴位置入力回路111にて
受聴位置を再度設定し、音響伝達特性予測回路78で、
移動した先の伝達特性を予測して、逆フィルタ計算回路
33で再度逆フィルタを計算してやることにより、やは
りG(z) X(z) なる信号を受聴者に聞かせることが可能
となる。以上説明したように、この発明を用いた音場再
生装置によれば、初期に室内伝達特性測定回路31で測
定した室内伝達特性を用いるだけで音場再生を行うこと
が可能で、受聴者の位置が移動した場合でも、再度室内
伝達特性を測定する必要がなくなる。 音像シミュレータ 図5にこの発明を適用した音像シミュレータ装置を示
す、前述の要素には同一の番号を付けた。この音像シミ
ュレータを動作させるためには、まず、いくつかの方向
の頭部伝達特性を測定し、共通極・留数モデル化装置1
27にて共通極・留数モデル化を行う必要がある。共通
極・留数モデル化装置127では、いくつかの測定値が
保存された方向別頭部伝達特性測定値保存回路54の方
向別頭部伝達特性を用いて共通極計算回路71にて共通
極を計算する。次に、留数値計算回路72にて保存され
ている方向別頭部伝達特性の留数値を計算する。留数関
数決定回路73では、留数値計算回路の結果を元に留数
関数の決定を行う。
First, the indoor transfer characteristic measuring circuit 32 measures a plurality of indoor transfer characteristics corresponding to a plurality of sound receiver positions 14-n installed at positions where the listener 37 is not disturbed. Next, the acoustic transfer characteristic prediction circuit 78 of the present invention estimates the residue function and the common pole by using the plurality of transfer characteristics measured by the indoor transfer characteristic measuring circuit 32. Next, the acoustic transfer characteristic prediction circuit 78, based on the listening position input from the listening position input circuit 111, the room transfer characteristic H at the listening position.
Predict (z). In the inverse filter calculation circuit 33, the inverse filter 1 / H (z) of the predicted transfer characteristic is calculated and passed to the inverse filter convolution device 34. In the inverse filter convolution circuit 34, the original sound X reproduced by the original sound reproduction circuit 36 is reproduced.
(z) is a signal G (z) X (z) convolved with the simulated sound field G (z) in the simulated sound field convolution circuit 35, and the inverse filter calculation circuit 3
Convolution with the inverse filter 1 / H (z) calculated in 3,
The signal G (z) X (z) / H (z) is generated and input to the speaker 13. Signal G (z) X (z) / input to the speaker 13
Since H (z) reaches the listener via the room transfer characteristic H (z), the listener eventually finds that H (z) G (z) X (z) / H (z) =
You will hear G (z) X (z). That is, the listener 37 can hear the signal G (z) X (z) that is not affected by the indoor transfer characteristic H (z) of the room 11 in which the listener 37 is present. When the listener moves, the listening position input circuit 111 sets the listening position again, and the acoustic transfer characteristic prediction circuit 78
By predicting the transfer characteristic of the moved destination and calculating the inverse filter again by the inverse filter calculation circuit 33, it is possible to make the listener hear the signal G (z) X (z). As described above, according to the sound field reproducing apparatus using the present invention, it is possible to reproduce the sound field only by using the indoor transfer characteristic measured by the indoor transfer characteristic measuring circuit 31 at the beginning, and Even if the position moves, it is not necessary to measure the indoor transfer characteristic again. Sound Image Simulator FIG. 5 shows a sound image simulator device to which the present invention is applied. In order to operate this sound image simulator, first, head-related transfer characteristics in several directions are measured, and the common pole / residue modeling device 1
It is necessary to perform common pole / residue modeling at 27. In the common pole / residue modeling device 127, the common pole calculation circuit 71 uses the direction-dependent head-related transfer characteristics of the direction-dependent head-related transfer characteristic measured value storage circuit 54 in which some measured values are stored. To calculate. Next, the residue numerical value of the head-related transfer characteristic for each direction stored in the residue numerical value calculation circuit 72 is calculated. The residue function determination circuit 73 determines the residue function based on the result of the residue value calculation circuit.

【0035】次に、音像シミュレータ装置51では、共
通極・留数モデル化装置127により決定された共通極
を共通極保存回路126で、留数関数を留数関数保存回
路125にてそれぞれ保存する。音像シミュレータ装置
51では、まず、受聴者37が音を定位させたい方向を
希望入力回路56にて入力する。予測位置留数値計算回
路74では、希望方向入力回路56にて入力された方向
の留数値を左耳、右耳について計算する。つまり保持回
路54内の各方向別頭部伝達特性と対応する音源と左
耳、右耳との位置関係と同様な位置関係を入力された方
向に対して求め、その基準点よりのずれを用いて右耳、
左耳について前記留数値を計算する。あるいは入力され
た方向の基準方向に対するずれを、基準点よりのずれと
して留数値を求めてもよい。計算された留数値は、留数
値MA変換回路124にてそれぞれ(25)式の最後の
式の分子にあたるMA(ムービングアバレジ)係数に変
換され、それぞれ、右耳用MA係数畳み込み回路12
2、左耳用MA係数畳み込み回路123に渡される。共
通極保存回路126は、共通極と対応するAR(オート
レグレシブ)係数を共通極畳み込み回路121に渡す。
原音再生装置41にて再生された信号は、共通極畳み込
み回路121を経てから右耳用MA係数畳み込み回路1
22、左耳用MA係数畳み込み回路123に渡される。
右耳用MA係数畳み込み回路122、左耳用MA係数畳
み込み回路123では、共通極畳み込み回路121を通
った信号をそれぞれのMA係数と畳み込んで、右耳用信
号、左耳用信号を生成し、ヘッドフォン55に入力す
る。受聴者37が方向を変化させたい場合には、希望方
向入力回路56にて再度方向を入力し直すことで、留数
値計算回路74が留数値を再計算し、希望の方向での定
位を実現する。
Next, in the sound image simulator device 51, the common pole determined by the common pole / residue modeling device 127 is stored in the common pole storage circuit 126, and the residue function is stored in the residue function storage circuit 125. . In the sound image simulator apparatus 51, first, the listener 37 inputs a desired input circuit 56 in a direction in which the sound is desired to be localized. The predicted position residue numerical value calculation circuit 74 calculates the residue value in the direction input by the desired direction input circuit 56 for the left ear and the right ear. That is, the positional relationship similar to the positional relationship between the sound source and the left ear and the right ear corresponding to the head-related transfer characteristics in each direction in the holding circuit 54 is obtained for the input direction, and the deviation from the reference point is used. Right ear,
Calculate the residue value for the left ear. Alternatively, the residual value may be obtained by regarding the deviation of the input direction with respect to the reference direction as the deviation from the reference point. The calculated residue value is converted into a MA (moving avalanche) coefficient corresponding to the numerator in the last expression of the expression (25) in the residue value MA conversion circuit 124, and the MA coefficient convolution circuit 12 for the right ear is respectively converted.
2, passed to the left ear MA coefficient convolution circuit 123. The common pole storage circuit 126 passes the AR (auto-regressive) coefficient corresponding to the common pole to the common pole convolution circuit 121.
The signal reproduced by the original sound reproduction device 41 passes through the common pole convolution circuit 121 and then the MA coefficient convolution circuit 1 for the right ear.
22, passed to the left ear MA coefficient convolution circuit 123.
The right-ear MA coefficient convolution circuit 122 and the left-ear MA coefficient convolution circuit 123 convolve the signals passed through the common-pole convolution circuit 121 with the respective MA coefficients to generate a right-ear signal and a left-ear signal. , To the headphones 55. When the listener 37 wants to change the direction, he / she inputs the direction again in the desired direction input circuit 56, and the residue numerical value calculation circuit 74 recalculates the residue value and realizes localization in the desired direction. To do.

【0036】この時、任意の方向の頭部伝達特性を模擬
しようとすると、図9Bに示した従来の音像シミュレー
タでは、膨大な方向の頭部伝達特性を蓄積しておく必要
がある。しかし、図5に示したこの発明を適用した場合
には、方向に依存する留数は、いくつかの少ない頭部伝
達特性から求めた関数で記述しているため、蓄積すべき
頭部伝達特性のデータ量が大幅に削減されていることに
なる。また、共通極は方向に依存しない量であるため、
このデータ量も大変少ないものになっている。
At this time, if it is attempted to simulate the head-related transfer characteristics in an arbitrary direction, the conventional sound image simulator shown in FIG. 9B needs to accumulate the head-related transfer characteristics in an enormous direction. However, when the present invention shown in FIG. 5 is applied, the residue depending on the direction is described by a function obtained from some small head-related transfer characteristics, and thus the head-related transfer characteristics to be accumulated are described. This means that the amount of data has been greatly reduced. Also, since the common pole is a direction-independent quantity,
The amount of this data is also very small.

【0037】このようにこの発明を音像シミュレータに
適用すれば、従来のこの種装置の問題点であった、音響
伝達特性の蓄積データ量の問題を改善できるのみなら
ず、方向を連続的に表現できる、物理的な量をシミュレ
ータ内部において取り扱うことで、より自然な音像定位
感を与えることができる。 騒音制御装置 この発明を騒音制御装置に適用した例を図6を用いて説
明する。前述の要素には同一の符号を付けた。騒音伝達
特性予測回路131は、室内伝達特性予測回路78と同
じ働きをするが、ここでは、区別するために別な名称を
使用している。この説明では図7に示した従来技術と騒
音伝達特性畳み込み回路の機能は同じであるため、到達
時間差の補償については、詳しくは述べない。
By applying the present invention to the sound image simulator as described above, not only the problem of the accumulated data amount of the acoustic transfer characteristics, which is the problem of the conventional apparatus of this kind, can be solved, but also the direction can be continuously expressed. By handling possible physical quantities inside the simulator, a more natural sound image localization feeling can be given. Noise Control Device An example in which the present invention is applied to a noise control device will be described with reference to FIG. The same elements are designated by the same reference numerals. The noise transfer characteristic prediction circuit 131 has the same function as the indoor transfer characteristic prediction circuit 78, but here, different names are used for distinction. In this description, since the function of the noise transfer characteristic convolution circuit shown in FIG. 7 is the same as that of the conventional technology, the compensation of the arrival time difference will not be described in detail.

【0038】まず、騒音を制御したい位置133を制御
点位置入力回路132で入力する。入力された制御点の
希望の位置は、室内伝達特性予測回路78と騒音伝達特
性予測回路131に渡される。騒音伝達特性測定回路6
1は、複数の受音器位置14−nに対応する複数の騒音
伝達特性を測定する。次に、測定された複数の騒音伝達
特性は騒音伝達特性予測回路131に渡される。騒音伝
達特性予測回路131では、室内伝達特性予測回路78
と同じ手順で、制御点位置入力回路132から入力され
た位置での騒音伝達特性F(z) を予測する。予測された
騒音伝達特性F(z) は、騒音伝達特性畳み込み回路63
に渡され、騒音収音器62にて収音された騒音N(z) と
畳み込まれて信号F(z) N(z) を生成し、逆フィルタ畳
み込み回路34に渡される。
First, the position 133 at which noise is desired to be controlled is input by the control point position input circuit 132. The desired position of the input control point is passed to the indoor transfer characteristic prediction circuit 78 and the noise transfer characteristic prediction circuit 131. Noise transfer characteristic measurement circuit 6
1 measures a plurality of noise transfer characteristics corresponding to a plurality of sound receiver positions 14-n. Next, the plurality of measured noise transfer characteristics are passed to the noise transfer characteristic prediction circuit 131. In the noise transfer characteristic prediction circuit 131, the indoor transfer characteristic prediction circuit 78
The noise transfer characteristic F (z) at the position input from the control point position input circuit 132 is predicted by the same procedure as. The predicted noise transfer characteristic F (z) is the noise transfer characteristic convolution circuit 63.
And is convolved with the noise N (z) picked up by the noise pickup device 62 to generate a signal F (z) N (z), which is passed to the inverse filter convolution circuit 34.

【0039】次に、室内伝達特性測定回路32は、複数
の受音器位置14−nに対応する複数の室内伝達特性を
測定し、これを室内伝達特性予測回路78に渡す。室内
伝達特性予測回路78では、制御点位置入力回路132
から入力された位置での室内伝達特性H(z) を予測す
る。予測された室内伝達特性H(z) は、逆フィルタ計算
回路33に渡され、逆フィルタ1/H(z) が計算され、
逆フィルタ畳み込み回路34に渡される。
Next, the indoor transfer characteristic measuring circuit 32 measures a plurality of indoor transfer characteristics corresponding to the plurality of sound receiver positions 14-n, and transfers this to the indoor transfer characteristic predicting circuit 78. In the indoor transfer characteristic prediction circuit 78, the control point position input circuit 132
The indoor transfer characteristic H (z) at the position input from is predicted. The predicted indoor transfer characteristic H (z) is passed to the inverse filter calculation circuit 33, and the inverse filter 1 / H (z) is calculated,
It is passed to the inverse filter convolution circuit 34.

【0040】逆フィルタ畳み込み回路34では、逆フィ
ルタ計算回路33で計算された逆フィルタ1/H(z) と
騒音伝達特性畳み込み回路63で生成された信号F(z)
N(z) と畳み込み、信号−F(z) N(z) /H(z) を生成
して、スピーカ13に入力する。スピーカ13で再生さ
れた信号F(z) N(z) /H(z) は、室内伝達特性H(z)
を通って制御点133に到達する、制御点133では、
騒音源からの信号F(z) N(z) と−H(z) F(z) N(z)
/H(z) の和が観測されるのであるから、制御点位置で
の観測信号は0となり、制御点133での騒音制御が実
現されることになる。制御点を移動させたい場合には、
制御点位置入力回路にて制御したい位置を入力し、騒音
伝達特性と室内伝達特性の両者を再計算する。
In the inverse filter convolution circuit 34, the inverse filter 1 / H (z) calculated in the inverse filter calculation circuit 33 and the signal F (z) generated in the noise transfer characteristic convolution circuit 63.
The signal is convolved with N (z) to generate a signal -F (z) N (z) / H (z), which is input to the speaker 13. The signal F (z) N (z) / H (z) reproduced by the speaker 13 is the indoor transfer characteristic H (z).
Arrive at control point 133 through
Signals from noise sources F (z) N (z) and -H (z) F (z) N (z)
Since the sum of / H (z) is observed, the observation signal at the control point position becomes 0, and the noise control at the control point 133 is realized. If you want to move the control point,
Input the position to be controlled by the control point position input circuit and recalculate both the noise transfer characteristic and the room transfer characteristic.

【0041】以上説明したように、この発明を用いた騒
音制御装置では、制御点位置での伝達特性を測定する必
要がないため、制御点に受音器を設置できないような場
所の騒音制御も可能となる。また、制御点を移動したい
場合においても、伝達特性の再測定を必要としない。図
4、図5、図6にそれぞれ示した実施例において、それ
ぞれ予め極、留数関数を求めてメモリなどの保持手段に
保持しておき、入力位置又は入力方向情報に応じて対応
する音響伝達関数を計算するようにしてもよい。この場
合は受音器14−n、音響特性測定回路32,61、共
通極推定回路71、留数値計算回路72、留数関数決定
回路73を省略できる。
As described above, in the noise control device according to the present invention, it is not necessary to measure the transfer characteristic at the control point position. Therefore, noise control at a place where a sound receiver cannot be installed at the control point is also possible. It will be possible. Further, even when the control point is desired to be moved, it is not necessary to re-measure the transfer characteristic. In the embodiments shown in FIGS. 4, 5, and 6, respectively, poles and residue functions are obtained in advance and held in holding means such as a memory, and the corresponding acoustic transmission is performed according to the input position or the input direction information. You may make it calculate a function. In this case, the sound receiver 14-n, the acoustic characteristic measuring circuits 32 and 61, the common pole estimating circuit 71, the residue numerical value calculating circuit 72, and the residue function determining circuit 73 can be omitted.

【0042】[0042]

【発明の効果】この発明は、対象とする音響系の室内伝
達特性に共通な共通極と音源・受音点位置の関数である
留数関数を、その音響系内における複数の音響伝達特性
から推定し、この共通極と留数関数で室内伝達特性を表
現し、音源と受音点の位置を入力するだけで、任意の位
置の室内伝達特性を予測することができることを特徴と
する音響伝達特性予測方法である。
According to the present invention, a common pole common to the indoor transfer characteristics of a target acoustic system and a residue function which is a function of a sound source / sound receiving point position are calculated from a plurality of acoustic transfer characteristics in the acoustic system. Acoustic transfer characterized in that it is possible to predict the indoor transfer characteristics at any position simply by estimating and expressing the indoor transfer characteristics with this common pole and residue function and inputting the positions of the sound source and the sound receiving point. This is a characteristic prediction method.

【0043】この発明を、受音器の設置できない場所の
伝達特性の予測に用いれば、受音器のない位置での音響
伝達特性を知ることができる。また、この発明を音場再
生装置に適用すれば、受聴者位置での室内伝達特性を測
定することなく逆フィルタを計算することができ、受聴
者の移動に対して追従することが可能である。
If the present invention is used to predict the transfer characteristic of a place where the sound receiver cannot be installed, it is possible to know the acoustic transfer characteristic at the position where the sound receiver is not present. Further, when the present invention is applied to the sound field reproducing apparatus, the inverse filter can be calculated without measuring the indoor transfer characteristic at the listener's position, and it is possible to follow the listener's movement. .

【0044】また、この発明を、複数の既知の音響伝達
特性を蓄積し模擬する音像シミュレータのような装置に
適用すれば、蓄積に必要なパラメータ数の削減を行うこ
とができ、その結果、蓄積すべきデータ量の削減をはか
ることできる。さらに、この発明では、留数関数が音の
到来方向に対して連続な関数なので、音の到来方向を連
続に変化させることができるという、従来に類を見ない
特徴を持つ。
If the present invention is applied to a device such as a sound image simulator that stores and simulates a plurality of known acoustic transfer characteristics, the number of parameters required for storage can be reduced, and as a result, storage can be performed. It is possible to reduce the amount of data to be processed. Further, in the present invention, since the residue function is a continuous function with respect to the arrival direction of sound, it has a unique feature that the arrival direction of sound can be continuously changed.

【0045】この、この発明を騒音制御に適用すれば、
受音器の設置できない位置での騒音制御が可能となる。
さらに、この発明の元となる共通極・留数モデルで模擬
(表現)された音響伝達特性は、これを演算の過程にお
いて使用するさまざまな音響信号処理装置に適用でき、
その演算量やデータ蓄積量に関する改善を行うことがで
きる。
If this invention is applied to noise control,
It is possible to control the noise at the position where the sound receiver cannot be installed.
Furthermore, the acoustic transfer characteristics simulated (represented) by the common pole / residue model, which is the basis of the present invention, can be applied to various acoustic signal processing devices used in the process of calculation,
It is possible to improve the calculation amount and the data storage amount.

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

【図1】この発明の室内伝達特性予測装置を説明する
図。
FIG. 1 is a diagram illustrating an indoor transfer characteristic prediction device of the present invention.

【図2】この発明の室内伝達特性予測装置を用いた具体
的な室内伝達特性予測を表す図。
FIG. 2 is a diagram showing a concrete indoor transfer characteristic prediction using the indoor transfer characteristic prediction device of the present invention.

【図3】Aは元のインパルス応答とこの発明の室内伝達
特性予測装置を用いて予測したインパルス応答の波形を
比較した図、Bは元の室内伝達特性とこの発明の室内伝
達特性予測装置を用いて予測した室内伝達特性と従来の
予測方法を用いて予測した室内伝達特性の3者の周波数
振幅特性の波形を比較した図である。
FIG. 3A is a diagram comparing the original impulse response and the waveform of the impulse response predicted using the indoor transfer characteristic predicting apparatus of the present invention, and B is the original indoor transfer characteristic and the indoor transfer characteristic predicting apparatus of the present invention. It is the figure which compared the waveform of the frequency amplitude characteristic of three persons of the indoor transfer characteristic predicted using it and the indoor transfer characteristic predicted using the conventional prediction method.

【図4】この発明を音場再生装置に適用した構成例を示
す図。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration example in which the present invention is applied to a sound field reproducing device.

【図5】この発明を音像シミュレータに適用した構成例
を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration example in which the present invention is applied to a sound image simulator.

【図6】この発明を騒音制御装置に適用した構成例を示
す図。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration example in which the present invention is applied to a noise control device.

【図7】Aは音響伝達特性H(z) を説明する図、Bは従
来の室内伝達特性の予測装置を説明する図である。
7A is a diagram illustrating an acoustic transfer characteristic H (z), and FIG. 7B is a diagram illustrating a conventional indoor transfer characteristic predicting apparatus.

【図8】従来の音場再生装置を説明する図。FIG. 8 is a diagram illustrating a conventional sound field reproducing device.

【図9】Aは頭部伝達特性を説明する図、Bは従来の音
像シミュレータ装置を説明する図である。
9A is a diagram for explaining head-related transfer characteristics, and FIG. 9B is a diagram for explaining a conventional sound image simulator device.

【図10】従来の騒音制御装置を説明する図。FIG. 10 is a diagram illustrating a conventional noise control device.

フロントページの続き (72)発明者 小島 順治 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内Continued Front Page (72) Inventor Junji Kojima 3-19-2 Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Inside Nippon Telegraph and Telephone Corporation

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 音響系内に置かれた音源と受音点の間の
音響伝達特性を予測する音響伝達特性予測方法におい
て、 前記音響系内における複数の音源と受音器間の音響伝達
特性を測定し、 前記測定した複数の音響伝達特性から前記音響系の極を
推定し、 前記推定された極に対する留数を前記測定された複数の
音響伝達特性に対して求め、 前記求められた複数の留数から留数関数を決定し、 前記留数関数に、音源と受音点の位置を入力してこれら
音源・受音点位置での留数を決定し、 前記決定した留数と前記推定された極とから前記音源・
受音点位置間における音響伝達特性を予測することを特
徴とする音響伝達特性予測方法。
1. A sound transfer characteristic prediction method for predicting a sound transfer characteristic between a sound source placed in an acoustic system and a sound receiving point, comprising: a sound transfer characteristic between a plurality of sound sources and a sound receiver in the acoustic system. Is measured, the poles of the acoustic system are estimated from the measured plurality of acoustic transfer characteristics, and a residue for the estimated poles is obtained for the measured plurality of acoustic transfer characteristics, and the obtained plurality is determined. The residue function is determined from the residue of, the residue function is input to the position of the sound source and the sound receiving point to determine the residue at these sound source / sound receiving point positions, and the determined residue and the The sound source from the estimated poles
A method for predicting acoustic transfer characteristics, comprising predicting acoustic transfer characteristics between sound receiving point positions.
【請求項2】 前記留数関数は、前記音響伝達特性を測
定した音源と受音器の位置を変数とする減衰正弦関数で
あるとし、そのパラメータとして周期、振幅、位相、減
衰定数を持ち、 前記減衰正弦関数の周期は、対応する前記推定された極
の周波数から決定し、 前記減衰正弦関数の振幅と位相と減衰定数は、前記複数
の音響伝達特性のそれぞれに対して求められた前記留数
の値と最も一致する量として決定することを特徴とする
請求項1記載の音響伝達特性予測方法。
2. The residue function is assumed to be a damping sine function whose variables are the positions of a sound source and a sound receiver whose acoustic transfer characteristics are measured, and has parameters such as a period, an amplitude, a phase, and a damping constant, The period of the damped sine function is determined from the frequency of the corresponding estimated pole, and the amplitude and phase of the damped sine function and the damping constant are the residuals determined for each of the plurality of acoustic transfer characteristics. The acoustic transfer characteristic prediction method according to claim 1, wherein the method is determined as an amount that most matches the value of the number.
【請求項3】 音響系内に置かれた音源と受音点の間の
音響伝達特性を予測する音響伝達特性予測装置におい
て、 前記音響系の極を保持する極保持手段と、 前記音響系における留数関数が保持された留数関数保持
手段と、 入力された予測されるべき前記音響伝達特性の音源と受
音点位置に応じた留数を前記留数関数により求める留数
計算手段と、 前記求めた留数と前記極とから前記音響伝達特性を計算
する伝達特性計算手段とを具備する音響伝達特性予測装
置。
3. An acoustic transfer characteristic predicting device for predicting an acoustic transfer characteristic between a sound source placed in an acoustic system and a sound receiving point, comprising: pole holding means for holding a pole of the acoustic system; Residue function holding means for holding a residue function, residue calculation means for obtaining a residue according to the sound source and sound receiving point position of the input acoustic transfer characteristic to be predicted, by means of the residue function, An acoustic transfer characteristic prediction device comprising: a transfer characteristic calculation means for calculating the acoustic transfer characteristic from the obtained residue and the pole.
【請求項4】 音響系内の受聴位置と音源との間の音響
伝達特性の逆フィルタ特性を逆フィルタ計算手段で計算
し、前記逆フィルタ特性を音響信号に畳み込み手段によ
り畳み込み、その畳み込まれた音響信号を前記音源から
放出することにより、前記音響伝達特性の影響が取り除
かれた前記音響信号の音を前記受聴位置に再生する音響
装置において、 前記音響系の極を保持する極保持手段と、 前記音響系における受聴位置からの距離を変数とする留
数関数を保持する留数関数保持手段と、 入力された受聴位置に応じた留数を前記留数関数により
求める手段と、 前記留数と前記極とから前記音源と前記入力された受聴
位置間の音響伝達特性を計算して、前記逆フィルタ手段
へ供給する手段とを具備することを特徴とする音響装
置。
4. An inverse filter calculation means calculates an inverse filter characteristic of an acoustic transfer characteristic between a listening position in an acoustic system and a sound source, and the inverse filter characteristic is convolved with an acoustic signal by the convolution means, and the convolution is performed. In the acoustic device that reproduces the sound of the acoustic signal from which the influence of the acoustic transfer characteristics is removed by emitting the acoustic signal from the sound source to the listening position, a pole holding unit that holds the pole of the acoustic system. A residue function holding means for holding a residue function having a distance from a listening position in the acoustic system as a variable; a means for obtaining a residue corresponding to an input listening position by the residue function; And a means for calculating a sound transfer characteristic between the sound source and the input listening position from the pole and supplying the calculated sound transfer characteristic to the inverse filter means.
【請求項5】 音源方向から左、右の耳までの各音響伝
達特性を原音にそれぞれ畳み込み手段により畳み込み、
これら畳み込まれた原音をヘッドフォンなどにより受聴
者の左、右の耳へ呈示して音像定位を実現する音響装置
において、 極を保持する極保持手段と、 基準位置に対する距離又は方向を変数とする留数関数を
保持する留数関数保持手段と、 入力された希望方向に応じた左、右耳用留数を前記留数
関数により求める留数計算手段とを備え、 前記畳み込み手段は前記原音に前記極に対応したオート
レクレシブ係数を畳み込む極特性フィルタと、この極特
性フィルタの出力をそれぞれ前記左、右耳用留数とそれ
ぞれ対応したムービングアベレージ係数をそれぞれ畳み
込む左、右耳用留数フィルタとよりなることを特徴とす
る音響装置。
5. The convolution means is used to convolve the respective acoustic transfer characteristics from the sound source direction to the left and right ears to the original sound,
In an acoustic device that presents the convoluted original sound to the left and right ears of the listener with headphones etc. to achieve sound localization, the pole holding means for holding the pole and the distance or direction with respect to the reference position are used as variables. A residue function holding means for holding a residue function, and a residue calculation means for obtaining the left and right ear residues according to the input desired direction by the residue function, the convolution means for the original sound A pole characteristic filter for convolving the auto-regressive coefficients corresponding to the poles, and a left and right ear residue filter for convolving the output of the pole characteristic filter with the moving average coefficients respectively corresponding to the left and right ear residues. And an audio device.
【請求項6】 音響系内の騒音源と制御点間の騒音伝達
特性を前記騒音源の騒音に騒音伝達特性畳み込み手段で
畳み込み、前記音響系内の制御用音源と前記制御点間の
制御音伝達特性の逆フィルタ特性を逆フィルタ計算手段
により求め、前記畳み込まれた騒音に前記逆フィルタ特
性を逆フィルタ畳み込み手段で畳み込み、その畳み込ま
れた騒音を前記制御用音源より放音することにより、前
記制御点で騒音と逆位相の音を与える音響装置におい
て、 前記音響系内の極を保持する極保持手段と、 前記音響系内の基準位置に対する距離を変数とする騒音
用留数関数を保持する騒音用留数関数保持手段と、 前記音響系内の基準位置に対する距離を変数とする制御
音用留数関数を保持する制御音用留数関数保持手段と、 入力された制御点位置の前記騒音源に対する位置に応じ
て前記騒音留数関数により騒音留数を求める手段と、 前記騒音留数と前記極とから前記騒音源及び前記入力さ
れた制御点間の騒音伝達特性を計算して前記騒音伝達特
性畳み込み手段へ供給する騒音伝達特性計算手段と、 前記入力された制御点位置の前記制御用音源に対する位
置に応じて前記制御音用留数関数により制御音留数を求
める手段と、 前記制御音留数と前記極とから前記制御用音源と前記入
力された制御点間の制御音伝達特性を計算して前記逆フ
ィルタ計算手段へ供給する手段と、を具備することを特
徴とする音響装置。
6. A noise transfer characteristic between a noise source and a control point in an acoustic system is convoluted with noise of the noise source by a noise transfer characteristic convolution means, and a control sound between a control sound source in the acoustic system and the control point. By obtaining the inverse filter characteristic of the transfer characteristic by the inverse filter calculating means, convolving the inverse filter characteristic with the convolved noise by the inverse filter convolution means, and emitting the convolved noise from the control sound source. In the acoustic device that gives a noise having a phase opposite to that of the noise at the control point, a pole holding unit that holds a pole in the acoustic system, and a noise residue function having a distance to a reference position in the acoustic system as a variable A noise residue function holding means for holding, a control sound residue function holding means for holding a control sound residue function having a variable with respect to a reference position in the acoustic system, and an input control point position The above A means for obtaining a noise residue by the noise residue function according to a position with respect to a sound source; and a noise transfer characteristic between the noise source and the input control point calculated from the noise residue and the pole Noise transfer characteristic calculation means to be supplied to transfer characteristic convolution means, means for obtaining a control sound residue number by the control sound residue function according to the position of the input control point position with respect to the control sound source, and the control An acoustic device, comprising means for calculating a control sound transfer characteristic between the control sound source and the input control point from a sound number and the pole and supplying the control sound transfer characteristic to the inverse filter calculating means. .
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