KR100995120B1 - System and Method for measuring indoor sound - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실내 음향 측정 시스템 및 방법에 관한 것으로, 마이크로폰으로부터 입력된 오디오 신호를 기준 신호와 컨볼루션하여 임펄스 응답을 구하는 음향 특성 데이터 생성부, 상기 음향 특성 데이터 생성부에서 생성된 임펄스 응답을 대역별로 필터링하는 필터링부, 상기 필터링부에서 생성된 대역별 임펄스 응답의 제 1 내지 제3 구간에 대해 회귀분석을 이용하여 각 구간의 감쇠율을 구하는 비확산음장 해석부, 상기 비확산 음장 해석부에서의 결과를 출력하는 출력부로 구성하여 잔향시간의 측정이 불가능할 정도의 비확산성 공간에서도 잔향시간과 유사한 개념의 음감쇠율을 측정하고 표시할 수 있다. The present invention relates to a system and method for measuring indoor acoustics, comprising: an acoustic characteristic data generator configured to obtain an impulse response by convolving an audio signal input from a microphone with a reference signal, and an impulse response generated by the acoustic characteristic data generator for each band A filtering unit for filtering, a non-diffusing sound field analyzer for obtaining the attenuation rate of each section using regression analysis on the first to third sections of the band-specific impulse response generated by the filtering unit, and outputting the results from the non-diffusing sound field analysis unit It is possible to measure and display the sound decay rate similar to the reverberation time in the non-diffusion space where the measurement of the reverberation time is impossible.

음향, 오디오, 임펄스응답, 확산음장, 비확산음장, 감쇠율, 회귀분석 Acoustic, Audio, Impulse Response, Diffusion Sound Field, Non-Diffuse Sound Field, Attenuation Rate, Regression Analysis

Description

실내 음향 측정 시스템 및 방법{System and Method for measuring indoor sound}System and Method for measuring indoor sound

본 발명은 실내 음향 측정 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 잔향시간의 측정이 불가능할 정도의 비확산성 공간에서 임펄스 응답을 이용하여 소리 레벨이 5dB ~ 15dB 떨어지는 제1구간, 15dB ~ 25dB 떨어지는 제2구간, 25dB ~ 35dB 떨어지는 제3구간에 대해 각각 음감쇠율을 구하여 잔향시간과 유사한 개념의 음감쇠율을 측정하고 표시할 수 있는 실내 음향 측정 시스템 및 방법에 관한 것이다.  The present invention relates to an indoor acoustic measurement system and method, and more particularly, a first section in which a sound level falls by 5 dB to 15 dB using an impulse response in a non-proliferative space in which reverberation time cannot be measured. The present invention relates to a room acoustic measurement system and method capable of measuring and displaying attenuation rates similar to reverberation time by obtaining attenuation rates for two sections and a third section falling from 25 dB to 35 dB.

일반적으로 어떤 특정 장소내에서 발생하는 음은 공간의 크기와 벽, 바닥, 천장을 구성하는 재료의 흡음율과 음원, 청취자의 가변적인 위치 등에 기인하여 결정되는 공간의 특성에 따라 청취자에게 다양하게 지각될 수 있다.In general, the sound generated in a certain place may be perceived differently by the listener depending on the size of the space, the sound absorption rate of the material constituting the wall, floor, and ceiling, the sound source, and the variable position of the listener. Can be.

강의실이나 회의실 등과 같은 실내공간에서 명료한 소리를 들을 수 없다면 그 방의 기능을 만족하지 못하고 있는 것이다. 실내공간에서 명료한 소리를 들을 수 있도록 하는 중요한 음향적 요인이 ‘음감쇠율’ 이다. If you can't hear the clear sound in an indoor space such as a lecture room or a conference room, you are not satisfied with the function of the room. An important acoustic factor that allows you to hear clear sound in an indoor space is the 'damping rate'.

음감쇠율은 음성이 되었건 악기음이 되었건 간에 어떤 소리가 실내공간에서 발생된 후 없어질 때 까지 걸리는 시간으로 정의된다. 성당 등과 같이 매우 울리는 공간에서는 소리의 꼬리가 오래 지속되며 음감쇠율은 매우 낮다. 녹음용 스튜디오 등에서는 소리의 울림이 거의 없으며 음감쇠율은 매우 높다. 소리의 꼬리가 길게 지속되는, 즉 음감쇠율이 낮은 공간에서는 단어나 문장의 앞쪽 소리가 연이은 뒤쪽 소리의 정확한 청취를 방해하므로 명료한 청취가 불가능하다.Attenuation rate is defined as the time it takes for a sound to disappear after it is generated in the room, whether it is a voice or a musical instrument. In a very ringing space, such as a cathedral, the tail of the sound lasts long and the attenuation rate is very low. In recording studios, there is almost no sound, and the attenuation rate is very high. In spaces with long tails, that is, low attenuation rates, the front sound of a word or sentence interferes with the correct hearing of subsequent back sounds, making it impossible to hear clearly.

잔향시간은 음감쇠율의 정도를 정량적으로 표시하기 위해 국제표준(ISO 3382 / ISO 3382-2) 및 한국표준(KS F 2864)에서 정하고 있는 규격이다. 잔향시간은 실내공간에서 발생한 소리의 음에너지가 처음의 백만분의 일 수준까지 떨어지는 데 걸린 시간으로 정의된다. 음향기술 분야에서 사용하는 데시벨 스케일로는 소리의 레벨이 60dB 떨어지는 데 걸리는 시간이다. 즉, 처음 발생된 소리가 100dB의 크기였다면, 이 소리가 40dB로 떨어질 때까지의 시간을 측정하여 그 방의 잔향시간으로 표시한다. 잔향시간은 방이 클수록, 벽이나 천장 등 마감재의 흡음률(음에너지를 흡수하는 비율 : 재료/공법에 따라 다름)이 낮을수록 더 길어진다.Reverberation time is a standard specified by the international standard (ISO 3382 / ISO 3382-2) and the Korean standard (KS F 2864) to quantitatively indicate the degree of sound attenuation. Reverberation time is defined as the time taken for the sound energy of sound generated in an indoor space to fall to the first millionth level. The decibel scale used in acoustic technology is the time it takes for the sound level to drop by 60 dB. In other words, if the sound first generated was 100 dB, the time until the sound dropped to 40 dB was measured and displayed as the reverberation time of the room. The reverberation time is longer when the room is larger, and the lower the sound absorption rate (absorption rate of sound energy: depending on the material / process) of finishing materials such as walls and ceilings.

이 잔향시간을 계산하고 측정하는 원리의 가장 중요한 가정은 ‘확산음장’ 이다. 확산음장은 방 안에서 소리가 발생되었을 때, 그 방 안의 어느 위치에서도 똑같은 크기로 들린다는 가정이다. 소리가 발생한 곳에서 멀어질수록 그 크기는 작게 들리므로 명백히 100% 진실은 아니지만, 이 이상 더 좋은 방법이 없으므로 어쩔 수 없이 사용하고 있다.The most important assumption of the principle of calculating and measuring this reverberation time is the diffuse sound field. Diffusion sound field assumes that when sound is generated in a room, it is heard in the same size at any place in the room. The farther the sound is from, the smaller it sounds, so it's obviously not 100% true, but there's no better way to use it.

잔향시간의 두 번째 가정은 ‘연속적 음감쇠'로서 시간이 지남에 따라 소리 에너지가 동등한 비율로 감쇠된다는 뜻이다. 그러나 소리에너지는 공간을 퍼져나갈 때 보다 벽이나 천장 등에 부딪칠 때 훨씬 더 많이 감쇠된다.The second assumption of reverberation time is 'continuous attenuation', which means that over time the sound energy is attenuated at an equal rate. However, sound energy is much more attenuated when it hits walls or ceilings than when it travels through space.

특히 벽이나 천장 등의 흡음률이 높을 때에는 '단속적 음감쇠’가 발생하게 되므로, 이 역시 100% 진실이 아님을 알면서도 적용하는 셈이다.  In particular, when the sound absorption rate of walls and ceilings is high, 'intermittent sound attenuation' occurs, so it is applied even though it is not 100% true.

이렇듯 잔향시간의 두 가지 중요한 가정이 완벽하지 않은 것임에도 불구하고, 그 오차가 크지 않고 현실적으로 이를 대체할 다른 수단이 아직 개발되어있지 않으므로 잔향시간은 여전히 실내음향의 중요한 파라미터로 사용되고 있다. 잔향시간은 음감쇠율이 선형적(시간에 따라 일정한 비율로 소리에너지가 감쇠한다는 뜻)이라는 전제 하에 초기 -5dB~-25dB 구간의 감쇠율을 측정하여 3을 곱하거나(T20), 초기 -5dB~-35dB 구간의 감쇠율을 측정하여 2를 곱하여(T30) 구한다. Although these two important assumptions of reverberation time are not perfect, the reverberation time is still used as an important parameter for room acoustics because the error is not large and no other means have been developed to replace it in reality. The reverberation time is multiplied by 3 by measuring the attenuation rate in the initial -5 dB to -25 dB range on the premise that the attenuation rate is linear (meaning that the sound energy decays at a constant rate with time), or the initial -5 dB to- The attenuation rate of 35dB section is measured and multiplied by 2 (T30).

즉, 이론상 60dB의 감쇠 시간을 측정하여야 하나 어느 측정 상황에서나 존재하는 배경소음(background noise) 때문에 초기 -5dB~-65dB 구간 전체의 감쇠율 측정이 불가능하므로, 전체의 감쇠율이 선형적이라는 전제 하에 처음의 일부분만 측정는 방법을 사용하는 것이다.That is, in theory, the attenuation time of 60 dB should be measured, but the attenuation rate of the entire initial -5 dB to -65 dB range cannot be measured because of the background noise present in any measurement situation. Partial measurement is to use the method.

그러나 측정하고자 하는 공간이 명백한 비확산음장이라면 확산음장과 연속적음감쇠의 가정이 절대 성립되지 않는다. However, if the space to be measured is a clear non-diffusion sound field, then the assumption of diffuse sound field and continuous attenuation will never be established.

또한, 200미터의 대공간에서 모든 위치의 소리 크기가 같다고 가정할 수는 없고, 음원에서 먼 곳은 소리가 들리지 않는 경우도 있다.In addition, it is not possible to assume that the loudness of all positions are the same in a large space of 200 meters, and in some cases, no sound can be heard far from the sound source.

또한 방의 일부가 외부로 뚤려 있는 비확산음장의 상황이라면 음에너지의 크 기가 연속적/선형적으로 감쇠하지 않으므로, 비확산음장에서의 음감쇠율을 잔향시간의 개념으로 표시할 수는 없다. In addition, in the case of a non-diffusion sound field in which a part of the room is bent outward, the magnitude of sound energy does not attenuate continuously or linearly, and thus the attenuation rate in the non-diffusion sound field cannot be expressed as the concept of reverberation time.

또한 비확산음장에서의 음향 측정 방법에 있어서도 음감쇠율이 선형적일 수 없기 때문에 T20이나 T30과 같이 초기의 일부만을 측정하여 비례적으로 60dB 감쇠하기까지의 시간을 계산해서는 안된다. In addition, the sound attenuation rate cannot be linear in the non-diffusion sound field measurement method. Therefore, the time until the attenuation is proportionately 60 dB by measuring only an initial part such as T20 or T30 should not be calculated.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 비확산의 특성과 단속적 음감쇠의 현황을 반영하여 음향을 측정하는 실내 음향 측정 시스템 및 방법을 제공하는데 있다. The present invention has been made to solve the above-described problems, and to provide a room acoustic measurement system and method for measuring the sound reflecting the characteristics of non-diffusion and the status of intermittent attenuation.

본 발명의 다른 목적은 소리 발생 후 초기 -5dB~-15dB 구간(T1), -15dB~-25dB 구간(T2), -25dB~-35dB 구간(T3)의 서로 다른 음감쇠율을 갖는 세 구간을 별도로 지표화하는 실내 음향 측정 시스템 및 방법을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to separate the three sections having different attenuation ratios of the initial -5dB to -15dB section (T1), -15dB to -25dB section (T2), -25dB to -35dB section (T3) after the sound is generated. An indoor acoustic measurement system and method for indexing are provided.

상기 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면, 마이크로폰으로부터 입력된 오디오 신호를 기준 신호와 컨볼루션하여 임펄스 응답을 구하는 음향 특성 데이터 생성부, 상기 음향 특성 데이터 생성부에서 생성된 임펄스 응답을 대역별로 필터링하는 필터링부, 상기 필터링부에서 생성된 대역별 임펄스 응답의 제 1 내지 제3 구간에 대해 회귀분석을 이용하여 각 구간의 감쇠율을 구하는 비확산음장 해석부, 상기 비확산 음장 해석부에서의 결과를 출력하는 출력부를 포함하는 실내 음향 측정 시스템이 제공된다. According to an aspect of the present invention to achieve the above object, an acoustic characteristic data generation unit for obtaining an impulse response by convolving an audio signal input from a microphone with a reference signal, the band of the impulse response generated by the acoustic characteristic data generation unit A filtering unit for filtering by a non-diffusion sound field analysis unit for obtaining the attenuation rate of each section using regression analysis for the first to third sections of the band-specific impulse response generated by the filtering unit. An indoor acoustic measurement system including an output unit for outputting is provided.

상기 실내 음향 측정 시스템은 오디오 신호 발생 장치에서 발생되어 스피커를 통해 출력되는 오디오 신호를 수신하는 마이크로폰, 상기 마이크로폰으로부터 입력된 오디오 신호를 증폭하는 마이크로폰 증폭부, 상기 마이크로폰 증폭부에서 증폭된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 음향 특성 데이터 생성부에 제공하는 아날로그/디지털 변환부를 더 포함한다.  The indoor acoustic measurement system includes a microphone for generating an audio signal generated by an audio signal generator and receiving an audio signal output through a speaker, a microphone amplifier for amplifying an audio signal input from the microphone, and an analog signal amplified by the microphone amplifier. The apparatus may further include an analog / digital converter which converts the signal into a signal and provides the acoustic characteristic data generator.

상기 기준 신호는 오디오 신호 발생 장치에서 발생된 원 오디오 신호일 수 있다.The reference signal may be an original audio signal generated by an audio signal generator.

상기 필터링부는 옥타브 대역통과필터로서, 상기 음향 특성 데이터 생성부에서 생성된 임펄스 응답의 63Hz, 125Hz, 250Hz, 500Hz, 1KHz, 2KHz, 4KHz, full 대역에 대해 각각 필터링을 수행하여 각 대역별 임펄스 응답을 생성한다. The filtering unit is an octave bandpass filter, and performs filtering on 63Hz, 125Hz, 250Hz, 500Hz, 1KHz, 2KHz, 4KHz, and full bands of the impulse response generated by the acoustic characteristic data generator to perform impulse response for each band. Create

상기 비확산음장 해석부는 상기 대역별 임펄스 응답에 대해 소리 발생 후, 소리 레벨이 5dB ~ 15dB 떨어지는 제1구간, 15dB ~ 25dB 떨어지는 제2구간, 25dB ~ 35dB 떨어지는 제3구간에 대해 각각 음감쇠율을 구한다. The non-diffusion sound field analyzer calculates sound attenuation rates for the first section in which the sound level falls by 5 dB to 15 dB, the second section in which 15 dB to 25 dB falls, and the third section in which 25 dB to 35 dB falls after the sound is generated for the impulse response for each band.

상기 음감쇠율은 회귀분석을 통한 각 구간에서의 기울기를 이용하여 구한다. The attenuation rate is calculated using the slope in each section through the regression analysis.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 마이크로폰으로부터 입력된 오디오 신호를 기준 신호와 컨볼루션하여 임펄스 응답을 구하는 음향 특성 데이터 생성부, 상기 음향 특성 데이터 생성부에서 생성된 임펄스 응답을 대역별로 필터링하는 필터링부, 상기 필터링부에서 생성된 대역별 임펄스 응답을 분석하여 비확산음장인지의 여부를 판단하는 임펄스 응답 분석부, 상기 임펄스 응답 분석부의 판단결과 비확산음장인 경우, 상기 필터링부에서 생성된 대역별 임펄스 응답의 제1 내지 제 3구간에 대해 회귀분석을 이용하여 각 구간의 감쇠율을 구하는 비확산음장 해석부, 상기 임펄스 응답 분석부의 판단결과 확산음장인 경우, 상기 필터링부에서 생성된 대역별 임펄스 응답에 대해 초기 일정 구간의 감쇠율을 구하는 확산음장 해석부, 상기 비확산 음장 해석부 또는 확산음장 해석부에서의 결과를 출력하는 출력부를 포함하는 실내 음향 측정 시스템이 제공된다. According to another aspect of the present invention, an acoustic characteristic data generator for convolving an audio signal input from a microphone with a reference signal to obtain an impulse response, a filtering unit for filtering the impulse response generated by the acoustic characteristic data generator for each band; An impulse response analyzer for determining whether or not a non-diffused sound field is analyzed by analyzing the impulse response for each band generated by the filtering unit; and if the non-diffusion sound field is determined as the result of the determination of the impulse response analyzer, In the case of the non-diffusion sound field analyzer which calculates the attenuation rate of each section by using regression analysis for the first to third sections, and the diffusion resulted by the impulse response analyzer, the initial predetermined section is performed for the band-specific impulse response generated by the filtering unit. Diffused sound field analysis unit, the non-diffused sound field analyzer, Is provided with a room acoustic measurement system comprises an output unit for outputting the result of the diffuse sound field analysis unit.

상기 임펄스 응답 분석부는 대역별 임펄스 응답이 비선형 특성인 경우 비확산음장으로 판단하고, 선형 특성인 경우 확산음장으로 판단한다. The impulse response analysis unit determines that the impulse response for each band is a non-diffusion sound field when the nonlinear characteristic, and a diffusion sound field when the linear characteristic is a linear characteristic.

상기 확산음장 해석부는 대역별 임펄스 응답에 대해 각각 소리 발생후 소리 레벨이 5dB ~ 25dB 떨어지는 구간의 감쇠율을 구하여 3을 곱하거나 소리 레벨이 5dB ~ 35dB 떨어지는 구간의 감쇠율을 구하여 2를 곱하여 잔향 시간을 구한다. The diffusion sound field analysis unit obtains the reverberation time by multiplying the attenuation rate of the section in which the sound level falls by 5 dB to 25 dB after the sound is generated and multiplying it by three or the number 2 by the section in which the sound level falls by 5 dB to 35 dB. .

상기 음향 측정 시스템은 상기 마이크로폰으로부터 입력된 오디오 신호를 증폭하는 마이크로폰 증폭부, 상기 마이크로폰 증폭부에서 증폭된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 음향 특성 데이터 생성부에 제공하는 아날로그/디지털 변환부를 더 포함한다. The acoustic measurement system further includes a microphone amplifier for amplifying an audio signal input from the microphone, and an analog / digital converter for converting an analog signal amplified by the microphone amplifier into a digital signal and providing the digital signal to the acoustic characteristic data generator. do.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, (a)마이크로폰으로부터 입력된 오디오 신호를 기준 신호와 컨볼루션하여 임펄스 응답을 구하는 단계, (b)상기 구해진 임펄스 응답을 대역별로 필터링하여 대역별 임펄스 응답을 생성하는 단계, (c)상기 생성된 대역별 임펄스 응답을 분석하여 비확산음장인지의 여부를 판단하는 단계, (d)상기 (c)단계의 판단결과 비확산음장인 경우, 상기 대역별 임펄스 응답의 제 1 내지 제3 구간에 대해 회귀분석을 이용하여 감쇠율을 구하는 단계를 포함하는 실내 음향 측정 방법이 제공된다. According to another aspect of the invention, (a) convoluting the audio signal input from the microphone with a reference signal to obtain an impulse response, (b) filtering the obtained impulse response band by band to generate a band-specific impulse response Step (c) Analyzing the generated band-specific impulse response to determine whether or not the non-diffusion sound field, (d) If the determination result of the step (c) is a non-diffusion sound field, the first to A room acoustic measurement method is provided, the method including calculating attenuation rate using a regression analysis for a third section.

상기 마이크로폰으로부터 입력된 오디오 신호는 스피커를 통해 발생된 원 오디오 신호와 공간 특성에 의한 직접음, 초기 반사음, 잔향음을 포함한다. The audio signal input from the microphone includes an original audio signal generated through a speaker, direct sound due to spatial characteristics, initial reflection sound, and reverberation sound.

본 발명은 잔향시간의 측정이 불가능할 정도의 비확산성 공간에서도 잔향시간과 유사한 개념의 음감쇠율을 측정하고 표시할 수 있는 실내 음향 측정 시스템 및 방법을 제공할 수 있다. The present invention can provide a room acoustic measurement system and method that can measure and display the sound attenuation rate of a concept similar to the reverberation time even in a non-diffusion space in which the reverberation time cannot be measured.

또한, TN(T1, T2, T3)을 활용하여 어느 공간의 음향적 비확산성 정도를 정량화할 수 있고, 세 구간의 음감쇠율이 비슷할 경우 확산음장에 가까운 거동을 보이는 것으로 해석할 수 있는 실내 음향 측정 시스템 및 방법을 제공할 수 있다. In addition, TN (T1, T2, T3) can be used to quantify the degree of acoustic non-diffusion in any space, and if the attenuation rates of the three sections are similar, the indoor acoustic measurement can be interpreted as showing the behavior close to the diffused sound field. Systems and methods can be provided.

또한, T2나 T3에 비해 초기의 음감쇠율을 나타내는 T1은 문장이나 단어 등의 후속음 매스킹 정도에 미치는 영향이 크므로, T1과 T2, T3의 순으로 가중치를 높게 두어 비확산음장의 음성명료도를 표시하는 새로운 음향 지표를 제안할 수 있는 실내 음향 측정 시스템 및 방법을 제공할 수 있다. In addition, since T1, which shows the initial decay rate, has a greater effect on masking of subsequent sounds such as sentences and words, T1, T2, and T3, in order to increase the speech intelligibility of the non-diffusion sound field. It is possible to provide a room acoustic measurement system and method that can suggest new acoustic indicators to display.

또한, T1과 T2, T3의 경향으로 미루어 실내음향의 상황을 예측하는 지표를 제시할 수 있는 실내 음향 측정 시스템 및 방법을 제공할 수 있다. In addition, it is possible to provide an indoor acoustic measurement system and method capable of presenting an index for predicting the situation of indoor acoustics based on the trend of T1, T2, and T3.

본 발명의 전술한 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.Details of the above-described objects and technical configurations of the present invention and the effects thereof according to the present invention will be more clearly understood by the following detailed description based on the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 실내 공간의 음향 측정 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도이다. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of an acoustic measurement system of an indoor space according to the present invention.

도 1을 참조하면, 실내 공간의 음향 측정 시스템은 오디오 신호를 수신하는 마이크로폰(100), 상기 마이크로폰(100)으로부터 입력된 오디오 신호를 증폭하는 마이크로폰 증폭부(110), 상기 마이크로폰 증폭부(110)에서 증폭된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환부(ADC)(120), 상기 아날로그/디지털 변환부(120)에서 변환된 디지털 형태의 오디오 신호를 기준 신호와 컨볼루션하여 임펄스 응답을 구하는 음향 특성 데이터 생성부(130), 상기 음향 특성 데이터 생성부(130)에서 생성된 임펄스 응답을 대역별로 필터링하는 필터링부(140), 상기 필터링부(140)에서 생성된 대역별 임펄스 응답의 제 1 내지 제3 구간에 대해 비확산음장 감쇠율을 구하는 비확산음장 해석부(150), 상기 비확산 음장 해석부(150)에서의 결과를 출력하는 출력부(160)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the acoustic measurement system of an indoor space includes a microphone 100 for receiving an audio signal, a microphone amplifier 110 for amplifying an audio signal input from the microphone 100, and the microphone amplifier 110. The analog / digital converter (ADC) 120 converting the analog signal amplified by the digital signal into a digital signal, and the digital signal converted from the analog / digital converter 120 are convolved with a reference signal to generate an impulse response. Obtaining the acoustic characteristic data generation unit 130, the filtering unit 140 for filtering the impulse response generated by the acoustic characteristic data generation unit 130 for each band, the band of the impulse response generated for each band generated by the filtering unit 140 A non-diffusing sound field analysis unit 150 for obtaining a non-diffusion sound field attenuation rate for the first to third sections, and an output unit 160 for outputting a result from the non-diffusion sound field analysis unit 150. do.

상기 마이크로폰(100)은 오디오 신호 발생 장치(미도시)의 스피커(미도시)를 통해 출력되는 오디오 신호를 수신한다. 상기 오디오 신호 발생 장치에서 발생되는 오디오 신호는 상기 음향 특성 데이터 생성부(130)에서 이용하는 기준 신호일 수 있다. 상기 마이크로폰(100)으로부터 입력된 오디오 신호에는 상기 오디오 신호 발생 장치에서 발생된 원 신호와 공간 특성에 의한 직접음, 초기 반사음, 잔향음 등이 포함되어 있다. The microphone 100 receives an audio signal output through a speaker (not shown) of an audio signal generator (not shown). The audio signal generated by the audio signal generator may be a reference signal used by the acoustic characteristic data generator 130. The audio signal input from the microphone 100 includes an original signal generated by the audio signal generator and direct sound, initial reflection sound, reverberation sound, and the like due to spatial characteristics.

상기 음향 특성 데이터 생성부(130)는 상기 디지털 형태의 오디오 신호를 상기 오디오 신호 발생 장치에서 발생된 원 오디오 신호와 컨볼루션하여 임펄스 응답을 구한다. 즉, 상기 음향 특성 데이터 생성부(130)에는 상기 오디오 신호 발생 장치에서 발생된 원 오디오 신호가 저장되어 있으므로, 상기 디지털 형태의 오디오 신호와 컨볼루션하여 임펄스 응답을 구할 수 있다. The acoustic characteristic data generator 130 convolves the digital audio signal with the original audio signal generated by the audio signal generator to obtain an impulse response. That is, since the original audio signal generated by the audio signal generator is stored in the acoustic characteristic data generator 130, an impulse response may be obtained by convolving with the digital signal.

임펄스 응답이란 공간에서 발생한 소리의 울림 정도를 말하며, 발생되는 소리로 임펄스를 사용하여 녹음하면 임펄스 응답이 된다. 이 임펄스 응답은 흡음률이 높은 재질로 된 벽면을 가진 녹음실 같은 공간에서는 소리의 울림이 적다. 반면, 흡음률이 낮고 반사율이 높은 재질로 된 강당이나 오페라와 같은 공연 공간에서는 그 소리의 울림이 많다.An impulse response refers to the ringing of a sound generated in a space. When an impulse is recorded using an impulse, the impulse response is recorded. This impulse response produces less sound in a room such as a recording studio with walls made of high sound absorption. On the other hand, in the auditorium or opera space made of materials with low sound absorption and high reflectivity, the sound is very loud.

상기 필터링부(140)는 옥타브(Octave) 대역통과필터로서, 상기 음향 특성 데이터 생성부(130)에서 생성된 임펄스 응답의 주파수 성분중에서 소정 대역의 성분만을 통과시키는 필터이다. The filtering unit 140 is an octave bandpass filter that passes only components of a predetermined band among frequency components of an impulse response generated by the acoustic characteristic data generator 130.

즉, 상기 필터링부(140)는 63Hz, 125Hz, 250Hz, 500Hz, 1KHz, 2KHz, 4KHz, full 대역에 대해 각각 필터링을 수행하여 각 대역별 임펄스 응답을 생성한다. That is, the filtering unit 140 performs impulse response for each band by performing filtering on the 63 Hz, 125 Hz, 250 Hz, 500 Hz, 1 KHz, 2 KHz, 4 KHz, and full bands, respectively.

상기 필터링부(140)는 소리 성분을 파악하기 위해 개별 주파수의 레벨을 측정한다.The filtering unit 140 measures levels of individual frequencies to identify sound components.

상기 비확산음장 해석부(150)는 상기 필터링부(140)에서 생성된 대역별 임펄스 응답에 대해 각각 소리 발생 후 초기 -5dB ~ -15dB의 제1구간, -15dB ~ -25dB의 제2구간, -25dB ~ -35dB의 제3구간에 대해 각각 음감쇠율을 구한다. 상기 음감쇠율은 회귀분석을 통한 각 구간에서의 기울기를 이용하여 구한다. 여기서, 상기 제1 구간은 소리 발생 후 소리 레벨이 5dB ~ 15dB 떨어지는 구간을 말하고, 제2 구간은 소리 레벨이 15dB ~ 25dB 떨어지는 구간, 제3 구간은 소리 레벨이 25dB ~ 35dB 떨어지는 구간을 말한다. The non-diffusion sound field analysis unit 150 generates a first period of -5 dB to -15 dB, a second period of -15 dB to -25 dB after sound generation for each band-specific impulse response generated by the filtering unit 140,- For each third section of 25dB to -35dB, find the attenuation rate. The attenuation rate is calculated using the slope in each section through the regression analysis. The first section refers to a section in which the sound level falls by 5 dB to 15 dB after the sound is generated, the second section refers to a section in which the sound level falls by 15 dB to 25 dB, and the third section refers to a section in which the sound level falls by 25 dB to 35 dB.

비확산음장에서의 음감쇠율은 T20이나 T30과 같이 그 감쇠 초기의 일부만을 측정하여 비례적으로 확장해서는 안된다. 비확산음장에서는 음감쇠의 초기부터 비선형성이 나타나기 때문에 20dB(-5dB~-25dB) 혹은 30dB(-5dB~-35dB)의 감쇠 자체를 하나의 직선적 경향으로 표시할 수 없을뿐더러, 설혹 회귀식(regression equation)으로 계산한다 하더라도 그 결과를 60dB(-5dB~-65dB) 전체의 음감쇠율로 확장할 수 없기 때문이다. 따라서 비확산음장 실내공간의 음감쇠율은 음 발생 후 초기 -5dB~-15dB 구간(T1), -15dB~-25dB 구간(T2), -25dB~-35dB 구간(T3)을 별도로 측정하여 표시한다. The decay rate in a non-diffused sound field should not be proportionally extended by measuring only part of the initial attenuation, such as T20 or T30. In the non-diffusion sound field, since nonlinearity occurs from the beginning of the attenuation, the attenuation itself of 20 dB (-5 dB to 25 dB) or 30 dB (-5 dB to -35 dB) cannot be expressed as a linear trend. Even if we calculate by equation, the result can't be extended to 60dB (-5dB ~ -65dB). Therefore, the attenuation rate of the indoor space of the non-diffusion sound field is measured by displaying the initial -5dB to -15dB section (T1), -15dB to -25dB section (T2), and -25dB to -35dB section (T3) separately after the sound is generated.

음향 측정 시스템은 상기와 같이 구해진 TN(T1, T2, T3)을 활용하여 어느 공간의 음향적 비확산성 정도를 정량화할 수 있다. 이 세 구간의 음감쇠율이 비슷할 경우 확산음장에 가까운 거동을 보이는 것으로 해석할 수 있고, T1과 T2, T3가 현저하게 다를 경우 그 공간의 음향적 비확산성 정도가 매우 크다는 사실을 알 수 있다. 즉 이 세 구간 음감쇠율의 차이에 따라 그 공간의 비확산성 정도를 표시할 수 있다.The acoustic measurement system may quantify the degree of acoustic non-diffusion of a space by utilizing the TNs (T 1, T 2, T 3) obtained as described above. Similar sound attenuation rates in these three sections can be interpreted as showing close to the diffusion sound field, and when T1, T2, and T3 are significantly different, the acoustic non-diffusion of the space is very large. In other words, the degree of non-diffusion of the space can be displayed according to the difference between the three attenuation rates.

도 2는 본 발명의 다른 실시에에 따른 실내 공간의 음향 측정 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도이다. 2 is a block diagram schematically illustrating a configuration of an acoustic measurement system of an indoor space according to another embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 실내 공간의 음감쇠율 측정 시스템은 실내 공간의 음감쇠율 측정 시스템은 오디오 신호를 수신하는 마이크로폰(200), 상기 마이크로폰(200)으로부터 입력된 오디오 신호를 증폭하는 마이크로폰 증폭부(210), 상기 마이크로폰 증폭부(210)에서 증폭된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환부(ADC)(220), 상기 아날로그/디지털 변환부(220)에서 변환된 디지털 형태의 오디오 신호를 기준 신호와 컨볼루션하여 임펄스 응답을 구하는 음향 특성 데이터 생성부(230), 상기 음향 특성 데이터 생성부(230)에서 생성된 임펄스 응답을 대역별로 필터링하는 필터링부(240), 상기 필터링부(240)에서 생성된 대역별 임펄스 응답을 분석하여 비확산음장인지의 여부를 판단하는 임펄스 응답 분석부(250), 상기 임펄스 응답 분석부(250)의 판단결과 비확산음장인 경우 상기 필터링(240)부에서 생성된 대역별 임펄스 응답의 제 1 내지 제3 구간에 대해 비확산음장 감쇠율을 구하는 비확산음장 해석부(260), 상기 임펄스 응답 분석부(250)의 판단결과 확산음장인 경우, 상기 필터링부(240)에서 생성된 대역별 임펄스 응답에 대해 초기 일정 구간의 감쇠율을 구하는 확산음장 해석부(270), 상기 비확산 음장 해석부(260) 또는 확산음장 해석부(270)에서의 결과를 출력하는 출력부(280)를 포함한다. Referring to FIG. 2, a system for measuring attenuation of indoor spaces includes a microphone 200 for receiving an audio signal and a microphone amplifier 210 for amplifying an audio signal input from the microphone 200. ), An analog / digital converter (ADC) 220 for converting the analog signal amplified by the microphone amplifier 210 into a digital signal, the digital audio signal converted by the analog / digital converter 220 Acoustic characteristic data generation unit 230 convoluting with a reference signal to obtain an impulse response, a filtering unit 240 for filtering the impulse response generated by the acoustic characteristic data generation unit 230, and the filtering unit 240. Determination of the impulse response analysis unit 250 and the impulse response analysis unit 250 to determine whether or not the non-diffusion sound field by analyzing the impulse response for each band generated in And the non-diffusion sound field analysis unit 260 and the impulse response analysis unit 250 which obtain a non-diffusion sound field attenuation rate for the first to third sections of the band-specific impulse response generated by the filtering 240 in the case of a non-diffusion sound field. As a result of the diffused sound field, the diffused sound field analyzer 270, the non-diffused sound field analyzer 260, or the diffused sound field analyzer obtains an attenuation rate of an initial predetermined interval with respect to the band-specific impulse response generated by the filtering unit 240. And an output unit 280 for outputting the result at 270.

상기 임펄스 응답 분석부(250)는 대역별 임펄스 응답이 비선형특성인 경우 비확산음장으로 판단하고, 선형특성인 경우 확산음장으로 판단한다. The impulse response analyzer 250 determines the non-diffusion sound field when the impulse response for each band is nonlinear, and determines the diffuse sound field when the linear characteristic is used.

상기 비확산음장 해석부(260)는 상기 필터링부(240)에서 생성된 대역별 임펄스 응답에 대해 각각 소리 발생 후 초기 -5dB ~ -15dB의 제1구간, -15dB ~ -25dB의 제2구간, -25dB ~ -35dB의 제3구간에 대해 회귀분석을 통한 각 구간에서의 기울기를 이용하여 음감쇠율을 구한다. The non-diffusion sound field analysis unit 260 is a first section of -5 dB to -15 dB, a second section of -15 dB to -25 dB after sound generation for each band-specific impulse response generated by the filtering unit 240,- For the third section of 25dB to -35dB, the slope of each section is calculated using the slope of each section through regression analysis.

상기 확산음장 해석부(270)는 상기 필터링부(240)에서 생성된 대역별 임펄스 응답에 대해 각각 소리 발생후 초기 -5dB ~ -25dB 구간의 감쇠율을 구하여 3을 곱하거나 초기 -5dB ~ -35dB 구간의 감쇠율을 구하여 2를 곱하여 잔향 시간을 구한다. The diffused sound field analyzer 270 obtains an attenuation rate of an initial -5dB to -25dB interval after generating a sound for each band-specific impulse response generated by the filtering unit 240, and multiplies by 3 or an initial -5dB to -35dB interval. Calculate the reverberation time by multiplying 2 by the decay rate of.

도 3은 본 발명에 따른 실내 공간의 음향 측정 방법을 나타낸 흐름도이다. 3 is a flowchart illustrating a sound measuring method of an indoor space according to the present invention.

도 3을 참조하면, 음향 측정 시스템은 스피커를 통해 발생된 오디오 신호가 입력되면(S300), 아날로그 형태의 오디오 신호를 디지털 형태의 오디오 신호로 변환한다(S302). 상기 디지털 형태의 오디오 신호는 도 5와 같은 형태일 수 있다. Referring to FIG. 3, when an audio signal generated through a speaker is input (S300), the acoustic measurement system converts an analog audio signal into a digital audio signal (S302). The digital audio signal may have a form as shown in FIG. 5.

상기 S302의 수행 후, 상기 음향 측정 시스템은 상기 디지털 형태의 오디오 신호를 기준 오디오 신호와 컨볼루션하여 도 6과 같은 임펄스 응답을 구한다(S304). 상기 임펄스 응답은 시간과 크기를 가진다.After performing S302, the acoustic measurement system convolves the digital audio signal with a reference audio signal to obtain an impulse response as shown in FIG. 6 (S304). The impulse response has time and magnitude.

상기 S304의 수행 후, 상기 음향 측정 시스템은 상기 구해진 임펄스 응답을 대역별로 필터링하여(S306), 대역별 임펄스 응답을 생성한다(S308). 즉, 상기 음향 측정 시스템은 63Hz, 125Hz, 250Hz, 500Hz, 1KHz, 2KHz, 4KHz, full 대역에 대해 각각 필터링을 수행하여 각 대역별 임펄스 응답을 생성한다. After performing the step S304, the acoustic measurement system filters the obtained impulse response for each band (S306) and generates an impulse response for each band (S308). That is, the acoustic measurement system generates an impulse response for each band by performing filtering on each of the 63 Hz, 125 Hz, 250 Hz, 500 Hz, 1 KHz, 2 KHz, 4 KHz, and full bands.

상기 생성된 임펄스 응답은 도 7과 같은 형태이고, 필터링에 의해 생성된 임펄스 응답은 총 8개가 될 수 있다. The generated impulse response is in the form as shown in FIG. 7, and a total of eight impulse responses generated by filtering may be provided.

상기 S308의 수행 후, 상기 음향 측정 시스템은 대역별 임펄스 응답의 제 1 내지 제3 구간에 대해 회귀분석을 이용하여 비확산음장 감쇠율을 구하고 그 결과를 출력한다(S310, S312).After performing S308, the acoustic measurement system obtains a non-diffusion sound field attenuation rate using regression analysis for the first to third sections of band-specific impulse responses and outputs the results (S310 and S312).

즉, 상기 음향 측정 시스템은 상기 대역별 임펄스 응답에 대해 각각 소리 발생 후 초기 -5dB ~ -15dB의 제1구간(T1), -15dB ~ -25dB의 제2구간(T2), -25dB ~ -35dB의 제3구간(T3)에 대해 각각 음감쇠율을 구한다. 상기 제1 구간은 소리 발생 후 소리 레벨이 5dB ~ 15dB 떨어지는 구간을 말하고, 제2 구간은 소리 레벨이 5dB ~ 25dB 떨어지는 구간, 제3 구간은 소리 레벨이 25dB ~ 35dB 떨어지는 구간을 말한다. That is, the sound measurement system has a first section T1 of -5 dB to -15 dB, a second section T2 of -15 dB to -25 dB, and -25 dB to -35 dB after the sound is generated for each band impulse response. For each third section of T3, the rate of attenuation is calculated. The first section refers to a section in which the sound level drops by 5 dB to 15 dB after sound generation, the second section refers to a section in which the sound level falls by 5 dB to 25 dB, and the third section refers to a section in which the sound level falls by 25 dB to 35 dB.

상기와 같이 구해진 TN(T1, T2, T3)을 활용하여 어느 공간의 음향적 비확산성 정도를 정량화할 수 있다. 즉, 이 세 구간의 음감쇠율이 비슷할 경우 확산음장에 가까운 거동을 보이는 것으로 해석할 수 있고, 현저하게 다를 경우 그 공간의 음향적 비확산성 정도가 매우 크다는 사실을 알 수 있다.The TN (T1, T2, T3) obtained as described above may be used to quantify the degree of acoustic non-diffusion of a space. In other words, if the attenuation ratios of these three sections are similar, they can be interpreted as showing the behavior close to the diffused sound field, and if they differ significantly, the acoustic non-diffusion of the space is very large.

도 4는 본 발명의 다른 실시에에 따른 실내 공간의 음향 측정 방법을 나타낸 흐름도이다. 4 is a flowchart illustrating a sound measurement method of an indoor space according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 음향 측정 시스템은 스피커를 통해 발생된 오디오 신호가 입력되면(S400), 상기 아날로그 형태의 오디오 신호를 디지털 형태의 오디오 신호로 변환한다(S402). Referring to FIG. 4, when an audio signal generated through a speaker is input (S400), the acoustic measurement system converts the analog audio signal into a digital audio signal (S402).

상기 S402의 수행 후, 상기 음향 측정 시스템은 상기 디지털 형태의 오디오 신호를 기준 오디오 신호와 컨볼루션하여 임펄스 응답을 구한다(S404). After performing S402, the acoustic measurement system convolves the digital audio signal with a reference audio signal to obtain an impulse response (S404).

상기 S404의 수행 후, 상기 음향 측정 시스템은 상기 구해진 임펄스 응답을 대역별로 필터링하여(S406), 대역별 임펄스 응답을 생성한다(S408). 즉, 상기 음향 측정 시스템은 63Hz, 125Hz, 250Hz, 500Hz, 1KHz, 2KHz, 4KHz, full 대역에 대해 각각 필터링을 수행하여 각 대역별 임펄스 응답을 생성한다. After performing S404, the acoustic measurement system filters the obtained impulse response by band (S406) to generate an impulse response by band (S408). That is, the acoustic measurement system generates an impulse response for each band by performing filtering on each of the 63 Hz, 125 Hz, 250 Hz, 500 Hz, 1 KHz, 2 KHz, 4 KHz, and full bands.

상기 생성된 임펄스 응답은 도 7과 같은 형태이고, 필터링에 의해 생성된 임펄스 응답은 총 8개가 될 수 있다. The generated impulse response is in the form as shown in FIG. 7, and a total of eight impulse responses generated by filtering may be provided.

그런다음 상기 음향 측정 시스템은 상기 생성된 각 임펄스 응답의 특성을 분석하여 비확산음장인지의 여부를 판단한다(S410). 즉, 상기 음향 측정 시스템은 각 임펄스 응답의 특성을 분석하여 비선형특성을 가지는지를 판단한다. 상기 판단결과 비선형특성을 가지면 비확산 음장으로 판단하고, 선형특성을 가지면 확산음장으로 판단한다. Then, the acoustic measurement system analyzes the characteristics of each generated impulse response to determine whether or not the non-diffusion sound field (S410). That is, the acoustic measurement system analyzes the characteristics of each impulse response to determine whether it has nonlinear characteristics. As a result of the determination, if it has a nonlinear characteristic, it is determined as a non-diffusion sound field, and if it has a linear characteristic, it is determined as a diffused sound field.

상기 S410의 판단결과 비확산 음장인 경우, 상기 음향 측정 시스템은 대역별 임펄스 응답의 제 1 내지 제3 구간에 대해 회귀분석을 이용하여 비확산음장 감쇠율을 구하고 그 결과를 출력한다(S412, S414). 즉, 상기 음향 측정 시스템은 상기 대역별 임펄스 응답에 대해 각각 소리 발생 후 초기 -5dB ~ -15dB의 제1구간(T1), -15dB ~ -25dB의 제2구간(T2), -25dB ~ -35dB의 제3구간(T3)에 대해 각각 음감쇠율을 구한다. When the determination result of S410 is a non-diffusion sound field, the acoustic measurement system obtains the non-diffusion sound field attenuation rate using regression analysis for the first to third sections of the band-specific impulse response (S412, S414). That is, the sound measurement system has a first section T1 of -5 dB to -15 dB, a second section T2 of -15 dB to -25 dB, and -25 dB to -35 dB after the sound is generated for each band impulse response. For each third section of T3, the rate of attenuation is calculated.

만약, 상기 S410의 판단결과 확산 음장인 경우, 음향 측정 시스템은 상기 대역별 임펄스 응답에 대해 각각 소리 발생후 초기 -5dB ~ -25dB 구간의 감쇠율을 구하여 3을 곱하거나 초기 -5dB ~ -35dB 구간의 감쇠율을 구하여 2를 곱하여 잔향 시간을 구하여(S416) 상기 S414를 수행한다.If the result of the determination in S410 is a diffused sound field, the acoustic measurement system obtains an attenuation rate of an initial -5dB to -25dB interval after the sound is generated for each impulse response for each band, and multiplies by three or an initial -5dB to -35dB interval. The reverberation time is obtained by multiplying the attenuation rate by two (S416) and performing S414.

상기와 같이 구해진 비확산음장의 음감쇠율 지표는 실내음향환경의 여러 분야에서 활용할 수 있다. The attenuation rate index of the non-diffused sound field obtained as described above may be utilized in various fields of an indoor acoustic environment.

첫째, 잔향시간의 측정이 불가능할 정도의 비확산성 공간에서도 잔향시간과 유사한 개념의 음감쇠율을 측정하고 표시할 수 있다. T1과 T2, T3가 각각 얼마인지, 그리고 어떠한 경향으로 변해 가는지를 분석하여 비확산음장의 전체적인 음감쇠율을 판단하게 된다. First, it is possible to measure and display a sound decay rate similar to the reverberation time even in a non-diffusion space where the reverberation time cannot be measured. By analyzing how much T1, T2, and T3 are and how they tend to change, we determine the overall rate of attenuation of the non-diffusion sound field.

선형적이지 않은 감쇠곡선에서의 회귀분석(regression)에 의해 전체 구간의 단일 음감쇠율(잔향시간)을 구하는 것보다, 각기 다른 음감쇠율의 ⓐTN을 합하여 -5dB~-35dB 구간만의 음감쇠율로 표시한다던지, 혹은 후속구간(-35dB~-65dB)과 가장 유사한 경향을 보이게 되는 ⓑT3에 특히 주목하여 [T1+T2+(4xT3)]로 음감쇠율을 표시하는 방식, 그리고 ⓒT1→T2→T3의 변화 경향을 일반화하여 T3 이후의 후속구간(-35dB~-65dB)에 대한 예측량을 포함하는 정량화방법 등의 채용이 가능하다.Rather than obtaining a single decay rate (reverberation time) for the entire section by regression on a nonlinear decay curve, add the ⓐ TNs of the different decay rates to -5 dB to -35 dB Particular attention is given to ⓑ T3, which displays or tends to be most similar to subsequent sections (-35 dB to -65 dB), and displays the attenuation rate with [T1 + T2 + (4xT3)], and ⓒT1 → T2 → T3. It is possible to adopt a quantification method that includes a predicted amount for the subsequent period (-35dB to -65dB) after T3 by generalizing the change trend of.

둘째로, TN을 활용하여 어느 공간의 음향적 비확산성 정도를 정량화할 수 있다. 이 세 구간의 음감쇠율이 비슷할 경우 확산음장에 가까운 거동을 보이는 것으 로 해석할 수 있고, T1과 T2, T3가 현저하게 다를 경우 그 공간의 음향적 비확산성 정도가 매우 크다는 사실을 알 수 있다. 즉 이 세 구간 음감쇠율의 차이에 따라 그 공간의 비확산성 정도를 표시할 수 있다. Second, TN can be used to quantify the degree of acoustic non-diffusion in a space. When the attenuation rates of these three sections are similar, it can be interpreted as showing the behavior close to the diffused sound field. If the T1, T2, and T3 are significantly different, the acoustic non-diffusion of the space is very large. In other words, the degree of non-diffusion of the space can be displayed according to the difference between the three attenuation rates.

셋째로, T1은 T2나 T3에 비하여 비교적 초기의 음감쇠율을 나타내므로 문장이나 단어 등의 후속음 매스킹 정도에 미치는 영향이 크다. 따라서 T1과 T2, T3의 순으로 가중치를 높게 두어 비확산음장의 음성명료도를 표시하는 새로운 음향 지표를 제안할 수 있다.Third, T1 has a relatively early sound attenuation rate compared to T2 or T3, and thus has a great influence on the degree of masking of subsequent sounds such as sentences and words. Therefore, a new acoustic index indicating the speech intelligibility of the non-diffused sound field can be proposed by placing the weights in order of T1, T2, and T3.

마지막으로, T1과 T2, T3의 경향으로 미루어 실내음향의 상황을 예측하는 지표를 제시할 수 있다. 예를 들어 짧은 T1 이후에 상대적으로 긴 T2, T3가 측정된다면 이는 음원 부근에 개방면이 있다는 뜻이다. T3가 측정되지 않거나 비정상적으로 길게 측정된다면 그 공간은 매우 시끄러운 환경(배경소음레벨이 크다는 뜻)임을 나타낸다. T1, T2, T3로 갈수록 길어진다면 그 공간은 음향적으로 연결된 서로 다른 공간으로 구성되어있을(acoustically coupled) 확률이 높다. Finally, the trends of T1, T2, and T3 can provide indicators for predicting indoor acoustics. For example, if a relatively long T2 or T3 is measured after a short T1, this means that there is an open surface near the sound source. If T3 is not measured or is measured abnormally long, the space is in a very noisy environment (meaning a high background noise level). If it gets longer to T1, T2, T3, the space is more likely to be acoustically coupled.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As such, those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. Therefore, the above-described embodiments are to be understood as illustrative in all respects and not as restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 실내 공간의 음향 측정 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도.1 and 2 is a block diagram schematically showing the configuration of the acoustic measurement system of the indoor space according to the present invention.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 실내 공간의 음향 측정 방법을 나타낸 흐름도. 3 and 4 is a flow chart showing a sound measurement method of the indoor space according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 아날로그/디지털 변환부에 의해 변환된 디지털 형태의 오디오 신호를 나타낸 예시도.5 is an exemplary view showing an audio signal in a digital form converted by an analog / digital converter according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 음향 특성 데이터 생성부에 의해 생성된 주파수 응답의 예시도.6 is an exemplary diagram of a frequency response generated by the acoustic characteristic data generating unit according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 필터링부에 의해 생성된 주파수 응답의 예시도.7 is an exemplary diagram of a frequency response generated by the filtering unit according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

100, 200 : 마이크로폰 110, 210 : 마이크로폰 증폭부100, 200: microphone 110, 210: microphone amplifier

120, 220 : ADC 130, 230 : 음향 특성 데이터 생성부120, 220: ADC 130, 230: acoustic characteristic data generation unit

140, 240 : 필터링부 150, 260 : 비확산음장 해석부140, 240: filtering unit 150, 260: non-diffusing sound field analysis unit

160, 280 : 출력부 250 : 임펄스 응답 분석부160, 280: output unit 250: impulse response analysis unit

270 : 확산음장 해석부270: diffuse sound field analysis unit

Claims (16)

마이크로폰으로부터 입력된 오디오 신호를 기준 신호와 컨볼루션하여 임펄스 응답을 구하는 음향 특성 데이터 생성부;An acoustic characteristic data generation unit configured to obtain an impulse response by convolving an audio signal input from the microphone with a reference signal; 상기 음향 특성 데이터 생성부에서 생성된 임펄스 응답을 대역별로 필터링하여 대역별 임펄스 응답을 생성하는 필터링부;A filtering unit generating an impulse response for each band by filtering the impulse response generated by the acoustic characteristic data generator for each band; 상기 필터링부에서 생성된 대역별 임펄스 응답의 제 1 내지 제3 구간에 대해 회귀분석을 이용하여 각 구간의 음감쇠율을 구하는 비확산음장 해석부;및A non-diffusing sound field analysis unit that obtains a sound attenuation rate of each section using regression analysis for the first to third sections of the band-specific impulse response generated by the filtering unit; and 상기 비확산 음장 해석부에서의 결과를 출력하는 출력부; An output unit for outputting a result from the non-diffusion sound field analyzer; 를 포함하는 실내 음향 측정 시스템. Indoor acoustic measurement system comprising a. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 오디오 신호 발생 장치에서 발생되어 스피커를 통해 출력되는 오디오 신호를 수신하는 마이크로폰;A microphone which is generated by an audio signal generator and receives an audio signal output through a speaker; 상기 마이크로폰으로부터 입력된 오디오 신호를 증폭하는 마이크로폰 증폭부;및A microphone amplifier for amplifying the audio signal input from the microphone; and 상기 마이크로폰 증폭부에서 증폭된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 음향 특성 데이터 생성부에 제공하는 아날로그/디지털 변환부를 더 포함하는 실내 음향 측정 시스템. And an analog / digital converting unit converting the analog signal amplified by the microphone amplifying unit into a digital signal and providing the digital signal to the acoustic characteristic data generating unit. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 기준 신호는 오디오 신호 발생 장치에서 발생된 원 오디오 신호인 것을 특징으로 하는 실내 음향 측정 시스템.And the reference signal is an original audio signal generated by an audio signal generator. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 필터링부는 옥타브 대역통과필터인 것을 특징으로 하는 실내 음향 측정 시스템. The filtering unit is an indoor acoustic measurement system, characterized in that the octave bandpass filter. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 필터링부는 상기 음향 특성 데이터 생성부에서 생성된 임펄스 응답의 63Hz, 125Hz, 250Hz, 500Hz, 1KHz, 2KHz, 4KHz, full 대역에 대해 각각 필터링을 수행하여 각 대역별 임펄스 응답을 생성하는 것을 특징으로 하는 실내 음향 측정 시스템. The filtering unit generates an impulse response for each band by performing filtering on the 63 Hz, 125 Hz, 250 Hz, 500 Hz, 1 KHz, 2 KHz, 4 KHz, and full bands of the impulse response generated by the acoustic characteristic data generator. Room acoustic measurement system. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 비확산음장 해석부는 상기 대역별 임펄스 응답에 대해 소리 발생 후, 소리 레벨이 5dB ~ 15dB 떨어지는 제1구간, 15dB ~ 25dB 떨어지는 제2구간, 25dB ~ 35dB 떨어지는 제3구간에 대해 각각 음감쇠율을 구하는 것을 특징으로 하는 실내 음향 측정 시스템. The non-diffusion sound field analysis unit calculates attenuation rates for the first section in which the sound level falls by 5 dB to 15 dB, the second section in which 15 dB to 25 dB falls, and the third section in which 25 dB to 35 dB falls after the sound is generated for the impulse response for each band. Room acoustic measurement system. 제1항 또는 제5항에 있어서, 6. The method according to claim 1 or 5, 상기 음감쇠율은 회귀분석을 통한 각 구간에서의 기울기를 이용하여 구하는 것을 특징으로 하는 실내 음향 측정 시스템. The attenuation rate is calculated by using the slope in each section through the regression analysis. 마이크로폰으로부터 입력된 오디오 신호를 기준 신호와 컨볼루션하여 임펄스 응답을 구하는 음향 특성 데이터 생성부;An acoustic characteristic data generation unit configured to obtain an impulse response by convolving an audio signal input from the microphone with a reference signal; 상기 음향 특성 데이터 생성부에서 생성된 임펄스 응답을 대역별로 필터링하여 대역별 임펄스 응답을 생성하는 필터링부;A filtering unit generating an impulse response for each band by filtering the impulse response generated by the acoustic characteristic data generator for each band; 상기 필터링부에서 생성된 대역별 임펄스 응답을 분석하여 비확산음장인지의 여부를 판단하는 임펄스 응답 분석부;An impulse response analyzer for determining whether a non-diffusion sound field is analyzed by analyzing the impulse response for each band generated by the filtering unit; 상기 임펄스 응답 분석부의 판단결과 비확산음장인 경우, 상기 필터링부에서 생성된 대역별 임펄스 응답의 제1 내지 제 3구간에 대해 회귀분석을 이용하여 각 구간의 음감쇠율을 구하는 비확산음장 해석부;A non-diffused sound field analysis unit that obtains a sound decay rate of each section by using a regression analysis on the first to third sections of the band-specific impulse response generated by the filtering unit when the determination result of the impulse response analyzer is determined; 상기 임펄스 응답 분석부의 판단결과 확산음장인 경우, 상기 필터링부에서 생성된 대역별 임펄스 응답에 대해 초기 일정 구간의 음감쇠율을 구하는 확산음장 해석부;및A diffused sound field analysis unit for obtaining a sound attenuation rate of an initial predetermined section with respect to the impulse response for each band generated by the filtering unit when the determination result of the impulse response analyzer is determined; and 상기 비확산 음장 해석부 또는 확산음장 해석부에서의 결과를 출력하는 출력부;An output unit for outputting a result from the non-diffused sound field analyzer or diffused sound field analyzer; 를 포함하는 실내 음향 측정 시스템. Indoor acoustic measurement system comprising a. 제8항에 있어서, The method of claim 8, 상기 임펄스 응답 분석부는 대역별 임펄스 응답이 비선형 특성인 경우 비확산음장으로 판단하고, 선형 특성인 경우 확산음장으로 판단하는 것을 특징으로 하는 실내 음향 측정 시스템. The impulse response analyzer determines the non-diffusion sound field when the impulse response for each band is nonlinear, and determines the diffuse sound field when it is the linear characteristic. 제8항에 있어서, The method of claim 8, 상기 비확산음장 해석부는 상기 대역별 임펄스 응답에 대해 소리 발생 후, 소리 레벨이 5dB ~ 15dB 떨어지는 제1구간, 15dB ~ 25dB 떨어지는 제2구간, 25dB ~ 35dB 떨어지는 제3구간에 대해 각각 음감쇠율을 구하는 것을 특징으로 하는 실내 음향 측정 시스템. The non-diffusion sound field analysis unit calculates attenuation rates for the first section in which the sound level falls by 5 dB to 15 dB, the second section in which 15 dB to 25 dB falls, and the third section in which 25 dB to 35 dB falls after the sound is generated for the impulse response for each band. Room acoustic measurement system. 제8항에 있어서, The method of claim 8, 상기 확산음장 해석부는 대역별 임펄스 응답에 대해 각각 소리 발생후 소리 레벨이 5dB ~ 25dB 떨어지는 구간의 음감쇠율을 구하여 3을 곱하거나 소리 레벨이 5dB ~ 35dB 떨어지는 구간의 음감쇠율을 구하여 2를 곱하여 잔향 시간을 구하는 것을 특징으로 하는 실내 음향 측정 시스템. The diffused sound field analysis unit obtains the attenuation rate of the section where the sound level falls 5dB ~ 25dB after the sound is generated for each band impulse response, and multiplies by 3 or the result of the decay rate of the section where the sound level falls 5dB ~ 35dB Indoor acoustic measurement system, characterized in that to obtain a. 제8항에 있어서, The method of claim 8, 상기 마이크로폰으로부터 입력된 오디오 신호를 증폭하는 마이크로폰 증폭부;A microphone amplifier configured to amplify the audio signal input from the microphone; 상기 마이크로폰 증폭부에서 증폭된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 음향 특성 데이터 생성부에 제공하는 아날로그/디지털 변환부를 더 포함하는 실내 음향 측정 시스템. And an analog / digital converting unit converting the analog signal amplified by the microphone amplifying unit into a digital signal and providing the digital signal to the acoustic characteristic data generating unit. (a)마이크로폰으로부터 입력된 오디오 신호를 기준 신호와 컨볼루션하여 임펄스 응답을 구하는 단계;(a) convolving an audio signal input from the microphone with a reference signal to obtain an impulse response; (b)상기 구해진 임펄스 응답을 대역별로 필터링하여 대역별 임펄스 응답을 생성하는 단계;(b) generating an impulse response for each band by filtering the obtained impulse response for each band; (c)상기 생성된 대역별 임펄스 응답을 분석하여 비확산음장인지의 여부를 판단하는 단계;및(c) analyzing the generated impulse response for each band to determine whether it is a non-diffused sound field; and (d)상기 (c)단계의 판단결과 비확산음장인 경우, 상기 대역별 임펄스 응답의 제 1 내지 제3 구간에 대해 회귀분석을 이용하여 음감쇠율을 구하는 단계;(d) in the case of the non-diffusion sound field as a result of the determination of step (c), obtaining a decay rate using regression analysis for the first to third sections of the band-specific impulse response; 를 포함하는 실내 음향 측정 방법. Room acoustic measurement method comprising a. 제13항에 있어서, The method of claim 13, 상기 마이크로폰으로부터 입력된 오디오 신호는 스피커를 통해 발생된 원 오디오 신호와 공간 특성에 의한 직접음, 초기 반사음, 잔향음을 포함하는 것을 특징 으로 하는 실내 음향 측정 방법. The audio signal input from the microphone includes an original audio signal generated through a speaker and a direct sound, an early reflection sound, and a reverberation sound due to spatial characteristics. 제13항에 있어서, The method of claim 13, 상기 (c)단계의 판단결과 확산음장인 경우, 대역별 임펄스 응답에 대해 각각 소리 발생후 소리 레벨이 5dB ~ 25dB 떨어지는 구간의 음감쇠율을 구하여 3을 곱하거나 소리 레벨이 5dB ~ 35dB 떨어지는 구간의 음감쇠율을 구하여 2를 곱하여 잔향 시간을 구하는 것을 특징으로 하는 실내 음향 측정 방법. In the case of the diffusion sound field as a result of the determination in step (c), the sound attenuation rate of the sound level drops 5dB to 25dB after the sound is generated for each impulse response for each band, and multiplied by 3 or the sound of the sound level dropped from 5dB to 35dB. Room acoustic measurement method characterized in that the reverberation time is obtained by multiplying the attenuation rate by two. 제13항에 있어서, The method of claim 13, 상기 (d)단계는, 상기 대역별 임펄스 응답에 대해 소리 발생 후, 소리 레벨이 5dB ~ 15dB 떨어지는 제1구간, 15dB ~ 25dB 떨어지는 제2구간, 25dB ~ 35dB 떨어지는 제3구간에 대해 각각 음감쇠율을 구하는 것을 특징으로 하는 실내 음향 측정 방법. In the step (d), after the sound is generated for the impulse response for each band, the sound attenuation rate is respectively set for the first section in which the sound level falls by 5 dB to 15 dB, the second section in which 15 dB to 25 dB falls, and the third section in which 25 dB to 35 dB falls, respectively. The room acoustic measurement method characterized by the above-mentioned.
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