特許 6886890 減衰時間分析方法、装置、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6886890

(24)【登録日】2021年5月19日

(45)【発行日】2021年6月16日

(54)【発明の名称】減衰時間分析方法、装置、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01H 7/00 20060101AFI20210603BHJP

【ＦＩ】

   G01H7/00

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-153643(P2017-153643)

(22)【出願日】2017年8月8日

(65)【公開番号】特開2019-32242(P2019-32242A)

(43)【公開日】2019年2月28日

【審査請求日】2020年6月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003621

【氏名又は名称】株式会社竹中工務店

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(74)【代理人】

【識別番号】100099025

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 浩志

(72)【発明者】

【氏名】山田 祐生

(72)【発明者】

【氏名】西原 法子

【審査官】 福田 裕司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０２６２４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２４７８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０９１８２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１６−５３２１４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０９２３９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０３０７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０９６９２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１８１４７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／０１０９８３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第４８７３８６９（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｈ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象空間における音のインパルス応答の移動フーリエ変換の結果から、特定の周波数に対応するエネルギー減衰曲線を求め、
該エネルギー減衰曲線から得られる回帰直線の傾きに応じて、前記対象空間における前記特定の周波数の音の減衰時間を求める、
減衰時間分析方法。

【請求項2】

前記エネルギー減衰曲線の減衰レベル曲線を計算し、
前記減衰レベル曲線の平滑化波形の減衰のレベル範囲に応じた所定の分析区間に基づいて、前記分析区間における前記平滑化波形の回帰直線の傾きを計算し、
計算された前記平滑化波形の回帰直線の傾きに応じて、前記対象空間における前記特定の周波数の音の減衰時間を求める、
請求項１に記載の減衰時間分析方法。

【請求項3】

前記移動フーリエ変換の結果から、所定の周波数帯域における前記エネルギー減衰曲線の平均を求めることにより、前記所定の周波数帯域に対応するエネルギー減衰曲線を求め、
該エネルギー減衰曲線から得られる回帰直線の傾きに応じて、前記対象空間における前記所定の周波数帯域の音の減衰時間を求める、
請求項１又は請求項２に記載の減衰時間分析方法。

【請求項4】

前記移動フーリエ変換の結果から、複数の異なる周波数帯域又は複数の異なる周波数における前記エネルギー減衰曲線の平均を求めることにより、前記複数の異なる周波数帯域又は前記複数の異なる周波数に対応するエネルギー減衰曲線を求め、
該エネルギー減衰曲線から得られる回帰直線の傾きに応じて、前記対象空間における、前記複数の異なる周波数帯域又は前記複数の異なる周波数の音の減衰時間を求める、
請求項１又は請求項２に記載の減衰時間分析方法。

【請求項5】

対象空間における音のインパルス応答の移動フーリエ変換の結果から、特定の周波数に対応するエネルギー減衰曲線を求めるエネルギー曲線生成部と、
前記エネルギー曲線生成部によって計算された前記エネルギー減衰曲線から得られる回帰直線の傾きに応じて、前記対象空間における前記特定の周波数の音の減衰時間を求める減衰時間計算部と、
を含む減衰時間分析装置。

【請求項6】

コンピュータを、
対象空間における音のインパルス応答の移動フーリエ変換の結果から、特定の周波数に対応するエネルギー減衰曲線を求めるエネルギー曲線生成部、及び
前記エネルギー曲線生成部によって計算された前記エネルギー減衰曲線から得られる回帰直線の傾きに応じて、前記対象空間における前記特定の周波数の音の減衰時間を求める減衰時間計算部
として機能させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、減衰時間分析方法、装置、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、残響時間を測定する残響時間自動測定装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１に記載の技術では、まず、インパルス応答における直接音到来時刻から時々刻々のＳ／Ｎを表す時間平均Ｓ／Ｎが求められる。そして、インパルス応答における直接音到来時刻から時間平均Ｓ／Ｎが最初に０ｄＢになる時刻までの時間帯が検出され、時間平均Ｓ／Ｎが最初に０ｄＢになる時刻までの時間帯に基づいて、観測区間が決定される。また、決定された観測区間における音響エネルギー減衰曲線の最小自乗近似線の傾斜が算出され、求められた傾斜から残響時間が算出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平８−２４７８３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、上記特許文献１に記載の技術を用いて特定の周波数の減衰時間（又は残響時間）を求める場合には、特定の周波数に対応する帯域フィルタを用意する必要がある。帯域フィルタによって特定の周波数に対応する信号が抽出される。また、複数の異なる周波数の減衰時間を求めようとする場合には、特定の周波数に対応する信号を抽出するために、帯域フィルタを周波数毎に用意する必要がある。

【0005】

本発明は上記事実を考慮して、周波数に応じた帯域フィルタを用いることなく、対象空間における特定の周波数の音の減衰時間を求めることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明の減衰時間分析方法は、対象空間における音のインパルス応答の移動フーリエ変換の結果から、特定の周波数に対応するエネルギー減衰曲線を求め、該エネルギー減衰曲線から得られる回帰直線の傾きに応じて、前記対象空間における前記特定の周波数の音の減衰時間を求める。これにより、周波数に応じた帯域フィルタを用いることなく、対象空間における特定の周波数の音の減衰時間を求めることができる。

【0007】

本発明の減衰時間分析方法は、前記エネルギー減衰曲線の減衰レベル曲線を計算し、前記減衰レベル曲線の平滑化波形の減衰のレベル範囲に応じた所定の分析区間に基づいて、前記分析区間における前記平滑化波形の回帰直線の傾きを計算し、計算された前記平滑化波形の回帰直線の傾きに応じて、前記対象空間における前記特定の周波数の音の減衰時間を求めるようにすることができる。これにより、エネルギー減衰曲線から得られる減衰レベル曲線の時間変化が急激な場合であっても、対象空間における特定の周波数の音の減衰時間を精度よく求めることができる。

【0008】

本発明の減衰時間分析方法は、前記移動フーリエ変換の結果から、所定の周波数帯域における前記エネルギー減衰曲線の平均を求めることにより、前記所定の周波数帯域に対応するエネルギー減衰曲線を求め、該エネルギー減衰曲線から得られる回帰直線の傾きに応じて、前記対象空間における前記所定の周波数帯域の音の減衰時間を求めるようにすることができる。これにより、周波数帯域に応じた帯域フィルタを用いることなく、対象空間における特定の周波数帯域の音の減衰時間を求めることができる。

【0009】

本発明の減衰時間分析方法は、前記移動フーリエ変換の結果から、複数の異なる周波数帯域又は複数の異なる周波数における前記エネルギー減衰曲線の平均を求めることにより、前記複数の異なる周波数帯域又は前記複数の異なる周波数に対応するエネルギー減衰曲線を求め、該エネルギー減衰曲線から得られる回帰直線の傾きに応じて、前記対象空間における、前記複数の異なる周波数帯域又は前記複数の異なる周波数の音の減衰時間を求めるようにすることができる。これにより、複数の異なる周波数帯域又は複数の異なる周波数の帯域フィルタを用いることなく、対象空間における、複数の異なる周波数帯域又は複数の異なる周波数の音が重ね合された音の減衰時間を求めることができる。

【0010】

本発明の減衰時間分析装置は、対象空間における音のインパルス応答の移動フーリエ変換の結果から、特定の周波数に対応するエネルギー減衰曲線を求めるエネルギー曲線計算部と、前記エネルギー曲線計算部によって計算された前記エネルギー減衰曲線から得られる回帰直線の傾きに応じて、前記対象空間における前記特定の周波数の音の減衰時間を求める減衰時間計算部と、を含んで構成されている。

【0011】

本発明のプログラムは、コンピュータを、対象空間における音のインパルス応答の移動フーリエ変換の結果から、特定の周波数に対応するエネルギー減衰曲線を求めるエネルギー曲線計算部、及び前記エネルギー曲線計算部によって計算された前記エネルギー減衰曲線から得られる回帰直線の傾きに応じて、前記対象空間における前記特定の周波数の音の減衰時間を求める減衰時間計算部として機能させるためのプログラムである。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、周波数に応じた帯域フィルタを用いることなく、対象空間における特定の周波数の音の減衰時間を求めることができる、という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態に係る減衰時間分析システムの概略構成を示すブロック図である。

【図2】インパルス応答の移動フーリエ変換によって得られる各周波数のエネルギー減衰曲線（レベル（ｄＢ）表示）の一例を示す図である。

【図3】特定の周波数の減衰レベル曲線の平滑化波形及び回帰直線を説明するための説明図である。

【図4】減衰時間分析処理ルーチンの一例を示す図である。

【図5】複数の異なる周波数の減衰レベル曲線の重ね合わせを説明するための説明図である。

【図6】シミュレーション結果の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。

【0015】

［第１の実施形態］
＜減衰時間分析システムの構成＞

【0016】

図１は、本発明の第１の実施形態に係る減衰時間分析システム１００の構成の一例を示すブロック図である。減衰時間分析システム１００は、対象空間の音の減衰時間を計算する。対象空間の音とは、対象空間において発せられた音であって、例えば、人の声や楽器によって発せられた音である。

【0017】

対象空間における音の減衰時間は、減衰特性を規定する物理量である。また、音の減衰時間は、減衰という過渡状態の特性を表すだけでなく、音が発せられた後に定常状態のエネルギーが減衰するという過程を辿るため、定常状態のエネルギーの大きさにも関係する。対象空間で発せられた音により発生する音場の一例としては、室内音場が挙げられる。
なお、減衰という現象は、例えば、有限物体中の振動場をはじめとする、あらゆる波動場に共通の現象であり、それらの減衰時間についても、音場の減衰時間と同様の規定が可能である。

【0018】

音場の性質を把握するためには、減衰時間を正確に計算する必要がある。一般的に、減衰特性は周波数に依存するため、音場の応答信号を各周波数帯域へ帯域分割することにより、各帯域に関する減衰時間を求めることができる。具体的には、帯域雑音を用いる方法とインパルスを用いる方法とが、減衰時間を求める方法として挙げられる。

【0019】

帯域雑音を用いる方法では、まず、帯域フィルタを雑音信号に対して施すことにより帯域制限された雑音信号をソース（例えば、スピーカ又は加振器）から出力し、音場が定常状態になった後に、帯域制限された雑音信号を停止させる。このとき、センサ（例えば、マイクロホン又は振動ピックアップ）により雑音信号に対する応答信号を収録し、応答信号から得られるエネルギー減衰曲線を観測し、エネルギー減衰曲線の勾配から、減衰時間を求める。

【0020】

また、インパルスを用いる方法では、まず、ソースからインパルス信号を出力し、ソースとセンサとの間のインパルス応答を測定する。次に、インパルス応答を帯域フィルタに通して帯域インパルスｈ_ｂ（ｔ）を求める。また、インパルス応答ｈ_ｂ（ｔ）に対して以下の式（１）に示されるシュレーダー積分を行うことにより、エネルギー減衰曲線Ｇ_ｂ（ｔ）が得られる。そして、エネルギー減衰曲線Ｇ_ｂ（ｔ）の勾配から、減衰時間を求める。

【0021】

【数1】

【0022】

上述したように、帯域雑音を用いる方法及びインパルスを用いる方法を用いて減衰時間を求める場合には、帯域フィルタを用いる必要がある。しかし、帯域フィルタは狭帯域であるほど適切な特性の実現が難しいため、遮断特性が劣化することが多い。また、帯域フィルタはトランジェントが長いために原信号との畳み込みに時間を要する。

【0023】

そこで、本実施形態では、対象空間を単一正弦波で励起した音場のエネルギー減衰曲線から、所望の帯域における減衰時間を推定する。具体的には、本実施形態では、対象空間における音のインパルス応答の移動フーリエ変換を計算する。そして、移動フーリエ変換結果に応じて、特定の周波数に対応するエネルギー減衰曲線を求め、エネルギー減衰曲線から、対象空間における特定の周波数の音の減衰時間を求める。以下、具体的に説明する。

【0024】

減衰時間分析システム１００は、機能的には、図１に示されるように、受付部１０、減衰時間分析装置２０、及び出力部４０を含んだ構成で表すことができる。

【0025】

受付部１０は、外部から入力された情報を受け付ける。受付部１０は、入力装置（図示省略）から入力された、対象空間における音のインパルス応答ｈ（ｔ）を受け付ける。また、受付部１０は、入力装置から入力された特定の周波数を取得する。対象空間における音のインパルス応答ｈ（ｔ）は、例えば、対象空間に設置されたスピーカからインパルス信号を出力させ、マイクによって測定することにより、予め測定される。

【0026】

減衰時間分析装置２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、各処理ルーチンを実現するためのプログラム等を記憶したＲＯＭ（Read Only Memory）、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、記憶手段としてのメモリ、ネットワークインタフェース等を含んだコンピュータによって実現される。減衰時間分析装置２０は、機能的には、図１に示されるように、応答結果取得部２２と、移動フーリエ変換解析部２４と、解析結果記憶部２６と、周波数設定部２７と、エネルギー曲線生成部２８と、減衰レベル曲線生成部３０と、平滑化部３２と、分析区間設定部３４と、回帰計算部３６と、減衰時間計算部３８とを含んだ構成で表すことができる。

【0027】

応答結果取得部２２は、受付部１０によって受け付けられた、対象空間における音のインパルス応答ｈ（ｔ）を取得する。

【0028】

対象空間における音のインパルス応答ｈ（ｔ）が取得されている場合、対象空間を周波数ｆの単一正弦波で励起したときのエネルギー減衰曲線Ｇ（ｆ，ｔ）とインパルス応答ｈ（ｔ）との間には、以下の式（２）の関係が成立する（例えば、参考文献（山田祐生、「室内音場の減衰周波数特性ならびに減衰密度に関する一考察」、日本音響学会講演論文集2016秋）を参照。）。

【0029】

【数2】

【0030】

上記式（２）の関係は、インパルス応答ｈ（ｔ）の移動フーリエ変換を求めた後、特定の周波数ｆ_１の成分を抽出することにより、周波数ｆ_１の単一正弦波で励起した音場のエネルギー減衰曲線が得られることを示している。なお、移動フーリエ変換とは、積分開始点ｔを可変とし、各ｔについてフーリエ変換を行うことである。上記式（２）における積分部分が、ｔについてのフーリエ変換に対応する。

【0031】

そのため、本実施形態では、インパルス応答ｈ（ｔ）の移動フーリエ変換を計算し、各周波数ｆについて、時間ｔを変数とするエネルギー減衰曲線Ｇ（ｆ，ｔ）を予め取得する。次に、各周波数ｆのエネルギー減衰曲線Ｇ（ｆ，ｔ）から、減衰時間の計算対象である特定の周波数ｆ_１のエネルギー減衰曲線を取得する。そして、エネルギー減衰曲線Ｇ（ｆ_１，ｔ）に応じて、特定の周波数ｆ_１の減衰時間を計算する。これにより、帯域フィルタを用いることなく、特定の周波数ｆ_１の減衰時間を取得することができる。

【0032】

そこで、移動フーリエ変換解析部２４は、応答結果取得部２２によって取得されたインパルス応答ｈ（ｔ）に対して、移動フーリエ変換を行う。そして、移動フーリエ変換解析部２４は、インパルス応答ｈ（ｔ）に対する移動フーリエ変換結果を解析結果記憶部２６に格納する。

【0033】

解析結果記憶部２６には、移動フーリエ変換解析部２４によって得られた移動フーリエ変換結果が格納される。図２に、インパルス応答に対する移動フーリエ変換結果の一例を示す。図２に示されるように、インパルス応答に対する移動フーリエ変換によって、各周波数について時間を変数とするエネルギー減衰曲線が得られる。なお、図２に示されるエネルギー減衰曲線は、レベル（ｄＢ）表示されている。

【0034】

周波数設定部２７は、受付部１０によって受け付けられた情報に応じて、特定の周波数ｆ_１を設定する。例えば、減衰時間分析装置２０の操作者によって、特定の周波数ｆ_１に関する情報が受付部１０へ入力される。

【0035】

エネルギー曲線生成部２８は、解析結果記憶部２６に格納された移動フーリエ変換結果から、周波数設定部２７によって設定された特定の周波数ｆ_１に対応するエネルギー減衰曲線Ｇ（ｆ_１，ｔ）を取得する。

【0036】

減衰レベル曲線生成部３０は、エネルギー曲線生成部２８によって取得されたエネルギー減衰曲線Ｇ（ｆ_１，ｔ）を対数表示させた、当該エネルギー減衰曲線Ｇ（ｆ_１，ｔ）の減衰レベル曲線を計算する。上記式（２）によって得られるエネルギー減衰曲線Ｇ（ｆ_１，ｔ）を対数表示（１０ｌｏｇ_１０Ｇ（ｆ，ｔ））すると、減衰レベル曲線ＧＬ（ｆ_１，ｔ）が得られる。減衰レベル曲線の一例を図３に示す。図３に示されるように、減衰レベル曲線ＧＬは、大局的には直線的に降下する形状となる。

【0037】

平滑化部３２は、減衰レベル曲線生成部３０によって計算された減衰レベル曲線ＧＬ（ｆ_１，ｔ）に対して時間平均処理を行い、減衰レベル曲線ＧＬ（ｆ_１，ｔ）の平滑化波形を得る。具体的には、平滑化部３２は、所定の時間窓を設定し、減衰レベル曲線ＧＬ（ｆ_１，ｔ）を表す波形に対して時間窓内の値を平均することで、減衰レベル曲線ＧＬ（ｆ_１，ｔ）の平滑化波形を得る。図３に示されるように、減衰レベル曲線ＧＬは振動（揺らぎ）を伴うため、平滑化部３２によって時間平均処理を施した平滑化波形Ｍを、以降の処理において用いる。

【0038】

分析区間設定部３４は、平滑化部３２によって得られた減衰レベル曲線の平滑化波形に対して、分析区間を設定する。具体的には、分析区間設定部３４は、減衰レベル曲線の平滑化波形の減衰のレベル範囲に応じた時間範囲を表す所定の分析区間を設定する。分析区間は、例えば、予め設定されたレベル範囲（例えば、−５ｄＢ〜−３５ｄＢ等）に応じて設定される。上記図３に示される例では、減衰レベル曲線ＧＬの平滑化波形Ｍの値が−１０ｄＢ〜−３５ｄＢである分析区間が設定されている。

【0039】

回帰計算部３６は、分析区間設定部３４によって設定された分析区間における平滑化波形に基づいて、分析区間における平滑化波形の回帰直線を計算する。例えば、回帰計算部３６は、分析区間における平滑化波形の勾配を最小二乗法によって求める。上記図３に示される例では、分析区間に対して回帰直線Ｒが得られている。

【0040】

減衰時間計算部３８は、回帰計算部３６によって計算された回帰直線の傾きに基づいて、対象空間における特定の周波数の音の減衰時間を計算する。回帰計算部３６によって計算された回帰直線Ｒの勾配を求めることにより、対象空間を特定の周波数である単一正弦波によって励起した場合の、対象空間の音の減衰時間が得られる。

【0041】

出力部４０は、減衰時間計算部３８によって計算された、対象空間における特定の周波数ｆ_１の音の減衰時間を結果として出力する。出力部４０は、例えば、ディスプレイ等によって実現され、特定の周波数ｆ_１の音の減衰時間が表示される。

【0042】

＜減衰時間分析システムの作用＞

【0043】

次に、図４を参照して、減衰時間分析システム１００の作用を説明する。減衰時間分析システム１００が起動し、受付部１０によって対象空間におけるインパルス応答ｈ（ｔ）の入力が受け付けられると、減衰時間分析装置２０は、図４に示す減衰時間分析処理ルーチンを実行する。

【0044】

ステップＳ１００において、応答結果取得部２２は、受付部１０によって受け付けられた、対象空間における音のインパルス応答ｈ（ｔ）を取得する。

【0045】

ステップＳ１０２において、移動フーリエ変換解析部２４は、上記ステップＳ１００で取得されたインパルス応答ｈ（ｔ）に対して、移動フーリエ変換を行う。そして、移動フーリエ変換解析部２４は、インパルス応答ｈ（ｔ）に対する移動フーリエ変換結果を解析結果記憶部２６へ格納する。

【0046】

ステップＳ１０３において、周波数設定部２７は、受付部１０によって受け付けられた情報に応じて、特定の周波数ｆ_１を設定する。

【0047】

ステップＳ１０４において、エネルギー曲線生成部２８は、上記ステップＳ１０２で解析結果記憶部２６へ格納された移動フーリエ変換結果から、上記ステップＳ１０３で設定された特定の周波数ｆ_１に対応するエネルギー減衰曲線Ｇ（ｆ_１，ｔ）を取得する。

【0048】

ステップＳ１０６において、減衰レベル曲線生成部３０は、上記ステップＳ１０４で取得されたエネルギー減衰曲線Ｇ（ｆ_１，ｔ）に基づいて、エネルギー減衰曲線ＧＬ（ｆ_１，ｔ）の減衰レベル曲線ＧＬ（ｆ_１，ｔ）を計算する。

【0049】

ステップＳ１０８において、平滑化部３２は、上記ステップＳ１０６で得られた減衰レベル曲線ＧＬ（ｆ_１，ｔ）に対して時間平均処理を行い、減衰レベル曲線ＧＬ（ｆ_１，ｔ）の平滑化波形を得る。

【0050】

ステップＳ１１０において、分析区間設定部３４は、上記ステップＳ１０８で得られた減衰レベル曲線の平滑化波形に対して、分析区間を設定する。

【0051】

ステップＳ１１２において、回帰計算部３６は、上記ステップＳ１１０で設定された分析区間における平滑化波形に基づいて、分析区間における平滑化波形の回帰直線を計算する。

【0052】

ステップＳ１１４において、減衰時間計算部３８は、上記ステップＳ１１２で計算された回帰直線の傾きに基づいて、対象空間における特定の周波数ｆ_１の音の減衰時間を計算する。

【0053】

出力部４０は、減衰時間計算部３８によって計算された、対象空間における特定の周波数ｆ_１の音の減衰時間を結果として出力する。

【0054】

以上詳細に説明したように、第１の実施形態では、対象空間における音のインパルス応答の移動フーリエ変換の結果から、特定の周波数に対応するエネルギー減衰曲線を求め、当該エネルギー減衰曲線から得られる回帰直線の傾きに応じて、対象空間における特定の周波数の音の減衰時間を求める。これにより、周波数に応じた帯域フィルタを用いることなく、対象空間における特定の周波数の音の減衰時間を求めることができる。また、平滑化波形を用いて回帰直線を求めることにより、エネルギー減衰曲線から得られる減衰レベル曲線の時間変化が急激な場合であっても、対象空間における特定の周波数の音の減衰時間を精度よく求めることができる。

【0055】

従来手法を用いる場合には、複数の異なる周波数の音の減衰時間を計算する際には周波数毎に帯域フィルタを用意する必要がある。しかし、本実施形態によれば、対象空間におけるインパルス応答の移動フーリエ変換を求めておくことにより、対象空間における所望の周波数の音の減衰時間を求めることができる。

【0056】

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、第２の実施形態に係る減衰時間分析システムの構成は、第１の実施形態と同様の構成となるため、同一符号を付して説明を省略する。

【0057】

第２の実施形態では、対象空間における音のインパルス応答の移動フーリエ変換の結果から、所定の周波数帯域におけるエネルギー減衰曲線の平均を求める。そして、所定の周波数帯域に対応するエネルギー減衰曲線から得られる回帰直線の傾きに応じて、対象空間における所定の周波数帯域の音の減衰時間を求める点が第１の実施形態と異なる。

【0058】

第２の実施形態の周波数設定部２７は、受付部１０によって受け付けられた情報に応じて、特定の周波数帯域ｆ_１〜ｆ_２を設定する。

【0059】

例えば、減衰時間分析装置２０の操作者は、減衰時間を得たい特定の周波数帯域ｆ_１〜ｆ_２を設定し、特定の周波数帯域ｆ_１〜ｆ_２に関する情報を受付部１０へ入力する。そして、周波数設定部２７は、受付部１０によって受け付けられた情報に応じて、特定の周波数帯域ｆ_１〜ｆ_２を設定する。

【0060】

エネルギー曲線生成部２８は、解析結果記憶部２６に格納された移動フーリエ変換結果から、周波数設定部２７によって設定された特定の周波数帯域ｆ_１〜ｆ_２に対応するエネルギー減衰曲線を取得する。

【0061】

具体的には、エネルギー曲線生成部２８は、上記式（２）の両辺を特定の周波数帯域ｆ_１〜ｆ_２について平均する。エネルギー曲線生成部２８は、以下の式（３）の計算を実行することにより、積分範囲に該当する周波数帯域に対するエネルギー減衰曲線が近似的に得られる（例えば、参考文献（Takayuki Hidaka，Yoshinari Yamada, and Takehiko Nakagawa, ”A new definition of boundary point between early reflections and latereverberation in room impulse responses.”J.Acoust.Soc.Am. 122(1), 2007）を参照。）。

【0062】

【数3】

【0063】

上記式（３）により得られるエネルギー減衰曲線に対して、上記第１の実施の形態と同様に、エネルギー減衰曲線の減衰レベル曲線の平滑化波形を得て、分析区間を設定し、回帰直線を求めることで、特定の周波数帯域に関する減衰時間を求めることができる。

【0064】

なお、第２の実施の形態に係る減衰時間分析システムの他の構成及び作用については、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

【0065】

以上詳細に説明したように、第２の実施形態では、対象空間における音のインパルス応答の移動フーリエ変換の結果から、所定の周波数帯域におけるエネルギー減衰曲線の平均を求めることにより、所定の周波数帯域に対応するエネルギー減衰曲線を求める。そして、該エネルギー減衰曲線から得られる回帰直線の傾きに応じて、対象空間における所定の周波数帯域の音の減衰時間を求める。これにより、周波数帯域に応じた帯域フィルタを用いることなく、対象空間における特定の周波数帯域の音の減衰時間を求めることができる。

【0066】

従来手法を用いる場合には、周波数帯域の帯域幅を変更する場合、周波数帯域に応じた帯域フィルタを用意しなければならない。一方、第２の実施形態によれば、上記式（２）の移動フーリエ変換を一度求めておけば、上記式（３）で平均する周波数帯域ｆ_１〜ｆ_２を変えれば対応することができ、より詳細で多面的な減衰分析が可能となる。

【0067】

［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。なお、第３の実施形態に係る減衰時間分析システムの構成は、第１の実施形態と同様の構成となるため、同一符号を付して説明を省略する。

【0068】

第３の実施形態では、対象空間における音のインパルス応答の移動フーリエ変換の結果から、複数の異なる周波数帯域におけるエネルギー減衰曲線の平均を求めることにより、複数の異なる周波数帯域に対応するエネルギー減衰曲線を求める。そして、複数の異なる周波数帯域に対応するエネルギー減衰曲線から得られる回帰直線の傾きに応じて、対象空間における、複数の異なる周波数帯域の音の減衰時間を求める点が第１又は第２の実施形態と異なる。

【0069】

第３の実施形態の周波数設定部２７は、受付部１０によって受け付けられた情報に応じて、複数の異なる周波数帯域ｆ_１１〜ｆ_１２，…，ｆ_ｎ１〜ｆ_ｎ２を設定する。

【0070】

例えば、減衰時間分析装置２０の操作者は、減衰時間を得たい複数の異なる周波数帯域ｆ_１１〜ｆ_１２，…，ｆ_ｎ１〜ｆ_ｎ２を設定し、複数の異なる周波数帯域ｆ_１１〜ｆ_１２，…，ｆ_ｎ１〜ｆ_ｎ２に関する情報を受付部１０へ入力する。そして、周波数設定部２７は、受付部１０によって受け付けられた情報に応じて、複数の異なる周波数帯域ｆ_１１〜ｆ_１２，…，ｆ_ｎ１〜ｆ_ｎ２を設定する。

【0071】

エネルギー曲線生成部２８は、解析結果記憶部２６に格納された移動フーリエ変換結果から、周波数設定部２７によって設定された複数の異なる周波数帯域ｆ_１１〜ｆ_１２，…，ｆ_ｎ１〜ｆ_ｎ２に対応するエネルギー減衰曲線を取得する。

【0072】

具体的には、エネルギー曲線生成部２８は、以下の式（４−１），式（４−２）の計算を実行することにより、複数の異なる周波数帯域に対するエネルギー減衰曲線Ｇｃ（ｔ）を近似的に生成する。

【0073】

【数4】

【0074】

上記式（４−１）により得られるエネルギー減衰曲線Ｇｃ（ｔ）に対して、上記第１の実施の形態と同様に、エネルギー減衰曲線の減衰レベル曲線の平滑化波形を得て、分析区間を設定し、回帰直線を求めることで、複数の異なる周波数帯域に関する減衰時間を求めることができる。

【0075】

以上詳細に説明したように、第３の実施形態では、対象空間における音のインパルス応答の移動フーリエ変換の結果から、複数の異なる周波数帯域におけるエネルギー減衰曲線の平均を求めることにより、複数の異なる周波数帯域に対応するエネルギー減衰曲線を求める。そして、複数の異なる周波数帯域に対応するエネルギー減衰曲線から得られる回帰直線の傾きに応じて、対象空間における、複数の異なる周波数帯域の音の減衰時間を求める。これにより、複数の異なる周波数帯域に応じた帯域フィルタを用いることなく、対象空間において、複数の異なる周波数帯域の音が重ね合された音の減衰時間を求めることができる。

【0076】

［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。なお、第４の実施形態に係る減衰時間分析システムの構成は、第１の実施形態と同様の構成となるため、同一符号を付して説明を省略する。

【0077】

第４の実施形態では、対象空間における音のインパルス応答の移動フーリエ変換の結果から、複数の異なる周波数におけるエネルギー減衰曲線の平均を求めることにより、複数の異なる周波数に対応するエネルギー減衰曲線を求める。そして、複数の異なる周波数に対応するエネルギー減衰曲線から得られる回帰直線の傾きに応じて、対象空間における、複数の異なる周波数の音の減衰時間を求める点が第１〜第３の実施形態と異なる。

【0078】

第４の実施形態の周波数設定部２７は、受付部１０によって受け付けられた情報に応じて、複数の異なる周波数ｆ_１，ｆ_２，…，ｆ_ｎを設定する。

【0079】

例えば、減衰時間分析装置２０の操作者は、減衰時間を得たい複数の異なる周波数ｆ_１，ｆ_２，…，ｆ_ｎを設定し、複数の異なる周波数ｆ_１，ｆ_２，…，ｆ_ｎに関する情報を受付部１０へ入力する。そして、周波数設定部２７は、受付部１０によって受け付けられた情報に応じて、複数の異なる周波数ｆ_１，ｆ_２，…，ｆ_ｎを設定する。

【0080】

エネルギー曲線生成部２８は、解析結果記憶部２６に格納された移動フーリエ変換結果から、周波数設定部２７によって設定された複数の異なる周波数ｆ_１，ｆ_２，…，ｆ_ｎに対応するエネルギー減衰曲線を取得する。

【0081】

具体的には、エネルギー曲線生成部２８は、以下の式（５）の計算を実行することにより、複数の異なる周波数ｆ_１，ｆ_２，…，ｆ_ｎに対するエネルギー減衰曲線Ｇｓ（ｔ）を近似的に生成する。

【0082】

【数5】

【0083】

図５に、複数の異なる周波数ｆ_１，ｆ_２，…，ｆ_ｎに対するエネルギー減衰曲線Ｇｓ（ｔ）の一例（対数表示）を示す。図５（ａ）は４００［Ｈｚ］正弦波のエネルギー減衰曲線であり、図５（ｂ）は５００［Ｈｚ］正弦波のエネルギー減衰曲線であり、図５（ｃ）は６００［Ｈｚ］正弦波のエネルギー減衰曲線である。また、図５（ｄ）は、４００［Ｈｚ］、５００［Ｈｚ］、及び６００［Ｈｚ］の正弦波を重ね合わせた音のエネルギー減衰曲線である。上記式（５）を用いることにより、上記図５（ａ）〜（ｃ）の各エネルギー減衰曲線から、上記図５（ｄ）のエネルギー減衰曲線が得られる。

【0084】

上記式（５）により得られるエネルギー減衰曲線Ｇｓ（ｔ）に対して、上記第１の実施の形態と同様に、エネルギー減衰曲線の減衰レベル曲線の平滑化波形を得て、分析区間を設定し、回帰直線を求めることで、複数の異なる周波数に関する減衰時間を求めることができる。

【0085】

以上詳細に説明したように、第４の実施形態では、対象空間における音のインパルス応答の移動フーリエ変換の結果から、複数の異なる周波数におけるエネルギー減衰曲線の平均を求めることにより、複数の異なる周波数に対応するエネルギー減衰曲線を求める。そして、複数の異なる周波数に対応するエネルギー減衰曲線から得られる回帰直線の傾きに応じて、対象空間における、複数の異なる周波数の音の減衰時間を求める。これにより、複数の異なる周波数に応じた帯域フィルタを用いることなく、対象空間において、複数の異なる周波数の音が重ね合された音の減衰時間を求めることができる。また、跳々の周波数が重なり合った音の減衰時間を求めることができる。

【0086】

＜シミュレーション実験例＞
次に、本実施形態の手法によって得られたシミュレーション結果を図６に示す。

【0087】

図６の結果は、６０ｄＢ減衰時間を表す残響時間についてのシミュレーション結果である。図６の結果では、オクターブ帯域毎（（ａ）〜（ｆ））に残響時間が求められている。図６の細線は、単一周波数成分の残響時間を表す。また、太線は、本実施形態の手法によって求められた残響時間を表す。なお、図６の太線の残響時間は、各周波数帯域の平均のエネルギー減衰曲線から求めた残響時間である。また、丸印は、帯域フィルタによって得られた残響時間を表す。図６に示されているように、本実施形態の手法によって得られた残響時間は、帯域フィルタによって得られた残響時間と対応している。このことから、本実施形態によれば、帯域フィルタを用いずに精度よく減衰時間を得られることがわかる。

【0088】

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

【0089】

例えば、上記実施形態では、インパルス応答の移動フーリエ変換の結果から、特定の周波数に対するエネルギー減衰曲線を求め、エネルギー減衰曲線の減衰レベル曲線を計算し、減衰レベル曲線の平滑化波形の減衰のレベル範囲に応じた所定の分析区間に基づいて、分析区間における平滑化波形の回帰直線の傾きを計算する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、減衰レベル曲線の平滑化波形を求めずに、エネルギー減衰曲線の回帰直線の傾きに応じて、対象空間における特定の周波数の音の減衰時間を求めてもよい。

【0090】

また、上記ではプログラムがプログラム記憶部（図示省略）に予め記憶（インストール）されている態様を説明したが、プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ及びマイクロＳＤカード等の記録媒体の何れかに記録されている形態で提供することも可能である。

【符号の説明】

【0091】

１０ 受付部
２０ 減衰時間分析装置
２２ 応答結果取得部
２４ 移動フーリエ変換解析部
２６ 解析結果記憶部
２７ 周波数設定部
２８ エネルギー曲線生成部
３０ 減衰レベル曲線生成部
３２ 平滑化部
３４ 分析区間設定部
３６ 回帰計算部
３８ 減衰時間計算部
４０ 出力部
１００ 減衰時間分析システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】