JP5247220B2 - 音再生装置及び音再生装置を用いた音対策のシミュレーション方法 - Google Patents
音再生装置及び音再生装置を用いた音対策のシミュレーション方法 Download PDFInfo
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Description
本発明は、所定の観測点で観測した音を再生する音再生装置と、例えば、騒音源の周辺に騒音対策として防音壁を設ける場合のような、音対策を施した際に観測されると予測される予測音を、上記の音再生装置を用いて発生させてシミュレーションする音対策のシミュレーション方法に関するものである。
従来、高速道路や工場等から発生する騒音を低減するため、その周辺にはコンクリートブロック、あるいは、コンクリート板などの防音壁が設けられている。
ところで、工場敷地内に設置された変電設備のトランス、あるいは、室外空調機などの騒音源となる機器の位置は予め特定することできるが、実際に観測される騒音は上記機器の配置や騒音が洩れる工場の扉や窓の位置等により異なるため、防音壁を新たに構築しようとする場合には、騒音源と観測点との間に防音壁を設けた場合の到達音の低減効果を予めシミュレーションしておく必要がある。
騒音対策の騒音のシミュレーション方法としては、例えば、予め求めておいた、騒音源の位置データと、この騒音源の発生する騒音の大きさのデータと、上記騒音源と観測点とを含む建物や障壁等の配置のデータと、防音壁についてのデータとを用いて、上記騒音源から上記観測点までの音の伝搬経路をモデル化し、周知の距離減衰式を用いて各伝搬経路を伝搬して上記観測点に到達する音圧レベルを算出して合成し当該観測点での音圧レベルを算出するとともに、上記防音壁がある場合とない場合の当該観測点での音圧レベルの差から、上記防音壁を設けた効果をシミュレーションする方法が知られている（例えば、特許文献１，２参照）
特開平６−４５１２号公報
特開２００６−２６０３７０号公報
ところで、工場敷地内に設置された変電設備のトランス、あるいは、室外空調機などの騒音源となる機器の位置は予め特定することできるが、実際に観測される騒音は上記機器の配置や騒音が洩れる工場の扉や窓の位置等により異なるため、防音壁を新たに構築しようとする場合には、騒音源と観測点との間に防音壁を設けた場合の到達音の低減効果を予めシミュレーションしておく必要がある。
騒音対策の騒音のシミュレーション方法としては、例えば、予め求めておいた、騒音源の位置データと、この騒音源の発生する騒音の大きさのデータと、上記騒音源と観測点とを含む建物や障壁等の配置のデータと、防音壁についてのデータとを用いて、上記騒音源から上記観測点までの音の伝搬経路をモデル化し、周知の距離減衰式を用いて各伝搬経路を伝搬して上記観測点に到達する音圧レベルを算出して合成し当該観測点での音圧レベルを算出するとともに、上記防音壁がある場合とない場合の当該観測点での音圧レベルの差から、上記防音壁を設けた効果をシミュレーションする方法が知られている（例えば、特許文献１，２参照）
しかしながら、上記従来の方法では、騒音が複数の方向から到来する音の合成音である場合や反射の影響が大きい場合、どの騒音源に対して対策を行うのが有効かを特定するためには、上記複数の騒音源に対してそれぞれ防音壁についてのデータを入力して計算しなければならない。その結果、シミュレーションに必要なデータが膨大となってしまい、非常に多くの時間がかかっていた。
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、観測点で観測した複数の方向から伝搬された音を再生したり、騒音対策などの音対策を施した際に観測されると予測される音の発生をさせたりすることのできる音再生装置と、この音再生装置を用いて音対策を施す前の音を再生した音と音対策を施した後に観測されると予測される音とをそれぞれ発生させて、防音壁の遮音効果などの音対策の効果を正確にシミュレーションすることのできる音対策のシミュレーション方法を提供することを目的とする。
本発明者らは鋭意検討の結果、観測点で観測される騒音の音圧レベルを、上記騒音源と観測点とを含む建物や障壁等の配置のデータと防音壁についてのデータとを用いて、騒音源から観測点までの音の伝搬経路モデル化して算出するのではなく、観測点に伝搬される騒音を実際に計測したデータを用いて、上記観測された騒音を複数のスピーカーにより再生する音再生装置を作製し、この音再生装置を用いて、騒音対策を施す予定の騒音源からの騒音を出力するスピーカーの出力を下げた時の騒音である予測音を発生させ、この予測音の大きさと上記再生された騒音とを比較すれば、膨大なデータを用いた複雑な計算をすることなく、騒音対策のシミュレーションを行うことができることを見出し、本発明に到ったものである。
本願の請求項１に記載の発明は、所定の観測点で観測した音を再生する音再生装置であって、上記観測点で計測した複数の音源の音源方向と音圧信号の大きさとを含む音源データを記憶するデータ記憶手段と、所定の位置に配置された複数のスピーカーと、上記データ記憶手段に記憶されている各音源の音源データを上記各スピーカーに割り当てる音源割当手段と、上記割り当てられた音源の音源データに基づいて上記各スピーカーの出力を調整する出力調整手段とを備えるとともに、上記音源割当手段を、上記データ記憶手段に記憶されている各音源の水平角のデータと仰角のデータと音圧信号のデータとを用いて水平角と仰角とを座標軸としたマップ上に各音源の位置を表示した音源マップを作成するマップ作成手段と、上記音源マップを上記スピーカーの配列状態に対応した複数のスピーカー割り当て領域に分割するマップ分割手段と、上記各スピーカーに、上記スピーカーに対応するスピーカー割り当て領域内にある音源の音源データを割り当てる割当手段とから構成して、上記各スピーカーに上記各音源の音源データを割り当てて、上記観測点で観測した音を再生するようにしたものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の音再生装置において、上記音源データを所定の観測点の周りの全方位で観測した複数の音源の音源データとするとともに、上記複数のスピーカーを、再生音を発生させる場所に設けられた音観測点を取り囲むように配置したものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の音再生装置において、音対策を施して音の伝搬状態を変化させる予定の音源を指定する手段と、上記指定された音源から到達する音の音圧レベルを上記予定している音対策に応じて変更する音圧レベル変更手段とを設けるとともに、上記出力調整手段により、上記指定された音源からの音を出力するスピーカーの出力を上記変更された音圧レベルに変更する出力調整を行って、音対策を施した際に観測されると予測される音を発生させるようにしたものである。
本願の請求項１に記載の発明は、所定の観測点で観測した音を再生する音再生装置であって、上記観測点で計測した複数の音源の音源方向と音圧信号の大きさとを含む音源データを記憶するデータ記憶手段と、所定の位置に配置された複数のスピーカーと、上記データ記憶手段に記憶されている各音源の音源データを上記各スピーカーに割り当てる音源割当手段と、上記割り当てられた音源の音源データに基づいて上記各スピーカーの出力を調整する出力調整手段とを備えるとともに、上記音源割当手段を、上記データ記憶手段に記憶されている各音源の水平角のデータと仰角のデータと音圧信号のデータとを用いて水平角と仰角とを座標軸としたマップ上に各音源の位置を表示した音源マップを作成するマップ作成手段と、上記音源マップを上記スピーカーの配列状態に対応した複数のスピーカー割り当て領域に分割するマップ分割手段と、上記各スピーカーに、上記スピーカーに対応するスピーカー割り当て領域内にある音源の音源データを割り当てる割当手段とから構成して、上記各スピーカーに上記各音源の音源データを割り当てて、上記観測点で観測した音を再生するようにしたものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の音再生装置において、上記音源データを所定の観測点の周りの全方位で観測した複数の音源の音源データとするとともに、上記複数のスピーカーを、再生音を発生させる場所に設けられた音観測点を取り囲むように配置したものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の音再生装置において、音対策を施して音の伝搬状態を変化させる予定の音源を指定する手段と、上記指定された音源から到達する音の音圧レベルを上記予定している音対策に応じて変更する音圧レベル変更手段とを設けるとともに、上記出力調整手段により、上記指定された音源からの音を出力するスピーカーの出力を上記変更された音圧レベルに変更する出力調整を行って、音対策を施した際に観測されると予測される音を発生させるようにしたものである。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の音再生装置において、上記スピーカーからの音を採取するマイクロフォンと、上記マイクロフォンで採取した音である再生音の音圧信号の大きさと上記データ記憶手段に記憶されている音源の音圧信号の大きさとを比較する比較手段とを設けるとともに、上記出力調整手段が上記比較手段の比較結果に基づいて各スピーカーの出力を調整することを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の音再生装置において、上記音源データを、互いに交わる２つの直線上にそれぞれ所定の間隔で配置された２組のマイクロフォン対を有するマイクロフォン群と、上記２組のマイクロフォン対の作る平面上にない第５のマイクロフォンと、音源方向の映像を撮影する撮像手段と、上記２組のマイクロフォン対を構成するマイクロフォン間のそれぞれの位相差を求め、この求められた２組のマイクロフォン対の位相差の比から音源方向の水平角を推定するとともに、上記２組のマイクロフォン対を構成するマイクロフォン間の位相差と、上記第５のマイクロフォンと上記２組のマイクロフォン対を構成する４個のマイクロフォンのそれぞれとで構成される４組のマイクロフォン対を構成するマイクロフォン間の位相差とを用いて上記音源方向の仰角を推定する音源方向推定手段と、上記推定された音源方向の水平角及び仰角と上記撮影された音源方向の映像とから上記音源の位置を推定する音源位置推定システムを用いて測定された音源データとしたことを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の音再生装置において、上記音源データを、互いに交わる２つの直線上にそれぞれ所定の間隔で配置された２組のマイクロフォン対を有するマイクロフォン群と、上記２組のマイクロフォン対の作る平面上にない第５のマイクロフォンと、音源方向の映像を撮影する撮像手段と、上記２組のマイクロフォン対を構成するマイクロフォン間のそれぞれの位相差を求め、この求められた２組のマイクロフォン対の位相差の比から音源方向の水平角を推定するとともに、上記２組のマイクロフォン対を構成するマイクロフォン間の位相差と、上記第５のマイクロフォンと上記２組のマイクロフォン対を構成する４個のマイクロフォンのそれぞれとで構成される４組のマイクロフォン対を構成するマイクロフォン間の位相差とを用いて上記音源方向の仰角を推定する音源方向推定手段と、上記推定された音源方向の水平角及び仰角と上記撮影された音源方向の映像とから上記音源の位置を推定する音源位置推定システムを用いて測定された音源データとしたことを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、音再生装置として、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の音再生装置を用いて、音対策を施した際に予測される音をシミュレーションする方法であって、上記音源データとして、所定の観測点で計測した所定領域内の複数の音源位置の水平角のデータと仰角のデータと音圧信号のデータとから成る音源データを用い、横軸を上記水平角とし縦軸を上記仰角とした音源マップを作成する第１のステップと、
上記音源マップを、上記スピーカーの配列状態に対応した複数のスピーカー割り当て領域に分割する第２のステップと、
上記各スピーカーに、上記スピーカーに対応するスピーカー割り当て領域内にある音源を割り当てる第３のステップと、
上記各スピーカーから、上記割り当てられた音圧信号の合成音である再生音を出力する第４のステップと、
上記複数のスピーカーのうち、音対策を施す予定の音源を含むスピーカー割り当て領域内に対応するスピーカー領域のスピーカーの出力を変更する第５のステップと、
上記出力が変更されたスピーカーを含む複数のスピーカーから出力される音の合成音である予測音を出力する第６のステップと、
上記第４のステップで出力された再生音の大きさと上記第６のステップで出力された予測音とを比較する第７のステップと、
上記第７のステップで比較した比較結果に基づいて、上記音対策を施す予定の音源に対する音対策の効果を推定する第８のステップとを備えたことを特徴とする。
上記音源マップを、上記スピーカーの配列状態に対応した複数のスピーカー割り当て領域に分割する第２のステップと、
上記各スピーカーに、上記スピーカーに対応するスピーカー割り当て領域内にある音源を割り当てる第３のステップと、
上記各スピーカーから、上記割り当てられた音圧信号の合成音である再生音を出力する第４のステップと、
上記複数のスピーカーのうち、音対策を施す予定の音源を含むスピーカー割り当て領域内に対応するスピーカー領域のスピーカーの出力を変更する第５のステップと、
上記出力が変更されたスピーカーを含む複数のスピーカーから出力される音の合成音である予測音を出力する第６のステップと、
上記第４のステップで出力された再生音の大きさと上記第６のステップで出力された予測音とを比較する第７のステップと、
上記第７のステップで比較した比較結果に基づいて、上記音対策を施す予定の音源に対する音対策の効果を推定する第８のステップとを備えたことを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の音再生装置を用いた音対策のシミュレーション方法であって、上記第１のステップで作成された音源マップは、上記音源方向の映像を撮影する撮像手段で撮影された映像に上記推定された音源位置を重ね合わせた画像に基づいて作成されたマップであることを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、請求項６または請求項７に記載の音再生装置を用いた音対策のシミュレーション方法であって、上記第８のステップにおいて、音対策が十分でないと判定された場合には、音対策を施す予定の音源を新たに指定し、上記音対策を施す予定の音源を含むスピーカー割り当て領域内に対応するスピーカー領域のスピーカーの出力を変更して、上記第６のステップに戻る第９のステップを更に設けたものである。
請求項９に記載の発明は、請求項６〜請求項８のいずれかに記載の音再生装置を用いた音対策のシミュレーション方法において、上記各スピーカーからの合成音を採取するマイクロフォンを設け、上記マイクロフォンで採取した上記再生音の音圧レベルと上記予測音の音圧レベルとを比較するようにしたものである。
請求項８に記載の発明は、請求項６または請求項７に記載の音再生装置を用いた音対策のシミュレーション方法であって、上記第８のステップにおいて、音対策が十分でないと判定された場合には、音対策を施す予定の音源を新たに指定し、上記音対策を施す予定の音源を含むスピーカー割り当て領域内に対応するスピーカー領域のスピーカーの出力を変更して、上記第６のステップに戻る第９のステップを更に設けたものである。
請求項９に記載の発明は、請求項６〜請求項８のいずれかに記載の音再生装置を用いた音対策のシミュレーション方法において、上記各スピーカーからの合成音を採取するマイクロフォンを設け、上記マイクロフォンで採取した上記再生音の音圧レベルと上記予測音の音圧レベルとを比較するようにしたものである。
本発明の音再生装置は、所定の観測点で計測した複数の音源の音源データを複数のスピーカーに割り当てて上記各スピーカーから上記音源からの音に対応する音をそれぞれ出力するように構成されているので、上記観測点で観測された音を精度良く再生することができる。すなわち、上記音源の音源データは、観測点で実際に計測したものであるので、観測点で観測される音の音源にはもれがない。したがって、本発明の音再生装置を用いれば、実際に観測された音とほとんど同じ音を再生できる。
本発明の音再生装置では、スピーカーに音源データを割り当てる際に、データ記憶手段に記憶されている各音源の水平角のデータと仰角のデータと音圧信号のデータとを用いて水平角と仰角とを座標軸としたマップ上に各音源の位置を表示した音源マップを作成するとともに、この音源マップを上記スピーカーの配列状態に対応した複数のスピーカー割り当て領域に分割し、上記各スピーカーに、上記スピーカーに対応するスピーカー割り当て領域内にある音源の音源データを割り当てるようにしているので、スピーカーへの音源データの割り当てを効果的に行うことができ、再生音の精度を向上させることができる。
また、音源データを所定の観測点の周りの全方位で観測した複数の音源の音源データとするとともに、上記複数のスピーカーを、再生音を発生させる場所に設けられた音観測点を取り囲むように配置して、観測点の周りの全方位から伝搬される音を再生するようにしたので、上記再生音を実際の観測点で観測された音に更に近づけることができるとともに、観測する位置を選ばずに上記観測点で観測された音を再現することができる。
更に、音対策を施して音の伝搬状態を変化させる予定の音源を指定し、上記指定された音源から到達する音の音圧レベルを上記予定している音対策に応じて変更するとともに、上記出力調整手段にて、上記指定された音源からの音を出力するスピーカーの出力を上記変更された音圧レベルに変更する出力調整を行うようにしたので、音対策を施した際に観測されると予測される音を確実にかつ精度良く発生させることができる。
本発明の音再生装置では、スピーカーに音源データを割り当てる際に、データ記憶手段に記憶されている各音源の水平角のデータと仰角のデータと音圧信号のデータとを用いて水平角と仰角とを座標軸としたマップ上に各音源の位置を表示した音源マップを作成するとともに、この音源マップを上記スピーカーの配列状態に対応した複数のスピーカー割り当て領域に分割し、上記各スピーカーに、上記スピーカーに対応するスピーカー割り当て領域内にある音源の音源データを割り当てるようにしているので、スピーカーへの音源データの割り当てを効果的に行うことができ、再生音の精度を向上させることができる。
また、音源データを所定の観測点の周りの全方位で観測した複数の音源の音源データとするとともに、上記複数のスピーカーを、再生音を発生させる場所に設けられた音観測点を取り囲むように配置して、観測点の周りの全方位から伝搬される音を再生するようにしたので、上記再生音を実際の観測点で観測された音に更に近づけることができるとともに、観測する位置を選ばずに上記観測点で観測された音を再現することができる。
更に、音対策を施して音の伝搬状態を変化させる予定の音源を指定し、上記指定された音源から到達する音の音圧レベルを上記予定している音対策に応じて変更するとともに、上記出力調整手段にて、上記指定された音源からの音を出力するスピーカーの出力を上記変更された音圧レベルに変更する出力調整を行うようにしたので、音対策を施した際に観測されると予測される音を確実にかつ精度良く発生させることができる。
また、上記スピーカーからの音をマイクロフォンで採取し、データ記憶手段に記憶されている音源の音圧信号のデータと比較して各スピーカーの出力を調整するようにすれば、スピーカーに特性のばらつきがあった場合でも、上記再生音を確実に実際に観測された音に近づけることができる。
また、上記音源データを、互いに交わる２つの直線上にそれぞれ所定の間隔で配置された２組のマイクロフォン対を有するマイクロフォン群と、上記２組のマイクロフォン対の作る平面上にない第５のマイクロフォンと、音源方向の映像を撮影する撮像手段と、上記２組のマイクロフォン対を構成するマイクロフォン間のそれぞれの位相差を求め、この求められた２組のマイクロフォン対の位相差の比から音源方向の水平角を推定するとともに、上記２組のマイクロフォン対を構成するマイクロフォン間の位相差と、上記第５のマイクロフォンと上記２組のマイクロフォン対を構成する４個のマイクロフォンのそれぞれとで構成される４組のマイクロフォン対を構成するマイクロフォン間の位相差とを用いて上記音源方向の仰角を推定する音源方向推定手段と、上記推定された音源方向の水平角及び仰角と上記撮影された音源方向の映像とから上記音源の位置を推定する音源位置推定システムを用いて測定された音源データとすれば、使用する音源データの精度が高いので、実際に観測された音とほとんど同じ音を確実に再生することができる。
また、上記音源データを、互いに交わる２つの直線上にそれぞれ所定の間隔で配置された２組のマイクロフォン対を有するマイクロフォン群と、上記２組のマイクロフォン対の作る平面上にない第５のマイクロフォンと、音源方向の映像を撮影する撮像手段と、上記２組のマイクロフォン対を構成するマイクロフォン間のそれぞれの位相差を求め、この求められた２組のマイクロフォン対の位相差の比から音源方向の水平角を推定するとともに、上記２組のマイクロフォン対を構成するマイクロフォン間の位相差と、上記第５のマイクロフォンと上記２組のマイクロフォン対を構成する４個のマイクロフォンのそれぞれとで構成される４組のマイクロフォン対を構成するマイクロフォン間の位相差とを用いて上記音源方向の仰角を推定する音源方向推定手段と、上記推定された音源方向の水平角及び仰角と上記撮影された音源方向の映像とから上記音源の位置を推定する音源位置推定システムを用いて測定された音源データとすれば、使用する音源データの精度が高いので、実際に観測された音とほとんど同じ音を確実に再生することができる。
また、音再生装置として上記請求項１〜請求項５のいずれかに記載の音再生装置を用いるとともに、請求項６に記載したようなステップにしたがって、所定の観測点で実際に観測した音を再生した再生音を発生させ、音対策を施して音の伝搬状態を変化させる予定の音源からの音を出力するスピーカーの出力を上記予定している音対策に応じて変更し、上記複数のスピーカーから音対策を施した際に観測されると予測される予測音を発生させるようにすれば、複雑な計算をすることなく、短時間で音対策の効果をシミュレーションすることが可能となる。
また、上記請求項６に記載の第１のステップで作成されたマップとして、上記音源方向の映像を撮影する撮像手段で撮影された映像に、上記推定された音源位置を重ね合わせた画像に基づいて作成されたマップをそのまま用いれば、マップ作成を効率良く行うことができる。
また、音対策の効果が十分でない場合には、音対策を施す予定音源を新たに指定して再度シミュレーションを行うようにすれば、音対策を更に確実に行うことができる。
なお、再生音と予測音との比較は、聴感によるか、あるいは、請求項９に記載したように、上記各スピーカーからの合成音を採取するマイクロフォンを設け、上記マイクロフォンで採取した上記再生音の音圧レベルと上記予測音の音圧レベルとを比較するなどの方法がある。人間の聴感による比較は、音の大きさについては、マイクロフォンを用いた場合よりも精度は落ちるが、快・不快などの音の質を考慮した比較を行う場合には有効な方法である。
また、上記請求項６に記載の第１のステップで作成されたマップとして、上記音源方向の映像を撮影する撮像手段で撮影された映像に、上記推定された音源位置を重ね合わせた画像に基づいて作成されたマップをそのまま用いれば、マップ作成を効率良く行うことができる。
また、音対策の効果が十分でない場合には、音対策を施す予定音源を新たに指定して再度シミュレーションを行うようにすれば、音対策を更に確実に行うことができる。
なお、再生音と予測音との比較は、聴感によるか、あるいは、請求項９に記載したように、上記各スピーカーからの合成音を採取するマイクロフォンを設け、上記マイクロフォンで採取した上記再生音の音圧レベルと上記予測音の音圧レベルとを比較するなどの方法がある。人間の聴感による比較は、音の大きさについては、マイクロフォンを用いた場合よりも精度は落ちるが、快・不快などの音の質を考慮した比較を行う場合には有効な方法である。
以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
図１は本発明の最良の形態に係る騒音対策のシミュレーションシステムの概要を示す図で、本発明による騒音対策のシミュレーションシステムは、所定の観測点で観測した音を再生する音再生装置１０と騒音対策効果推定装置２０とを備えている。
音再生装置１０は、無響室１１に設置される第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４と、オーディオデバイスＡ１〜Ａ４と、マイクロフォンＭと、再生音制御装置１２とを備えている。また、騒音対策効果推定装置２０は、マイクロフォンＭと、音圧レベル算出手段２１と、音圧レベル記憶手段２２と、音圧レベル比較手段２３と騒音対策効果推定手段２４とを備えている。
なお、本例では、音再生装置１０のマイクロフォンＭと騒音対策効果推定装置２０のマイクロフォンＭは共用とした。
マイクロフォンＭは、上記第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４から出力される音の合成音を採取する受音手段で、上記無響室１１の中央部に設置される。
オーディオデバイスＡ１〜Ａ４は、上記第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４にそれぞれ接続されており、上記第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４に所定の音信号を送って、上記第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４からそれぞれ所定の音を出力させる。
第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４は、上記オーディオデバイスＡ１〜Ａ４からの音信号に応じた音を上記無響室１１内に発生させるもので、第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４は以下のように配置されている。上記無響室１１の上記マイクロフォンＭから見て前側の壁面（以下、前面という）１１Ｆを水平方向に３つの領域に分け、更に、中央の領域を上,下２つの領域に分けた時、第１のスピーカーＳ１は、上記前面１１Ｆの上側中央の領域Ｆ１に配置される。第２のスピーカーＳ２は、上記前面１１Ｆの下側中央の領域Ｆ２に配置される。また、第３のスピーカーＳ３は、上記前面１１Ｆの、上記マイクロフォンＭから見て左斜め前方の領域Ｆ３に配置され、第４のスピーカーＳ４は、上記前面１１Ｆ側の、上記マイクロフォンＭから見て右斜め前方の領域Ｆ４に配置される。
本例では、上記マイクロフォンＭからみた第１及び第２のスピーカーＳ１，Ｓ２の水平角をθ＝０°とし、第３のスピーカーＳ３の水平角を、右回りを＋として、θ＝−６０°とし、第４のスピーカーＳ４の水平角をθ＝＋６０°とした。
図１は本発明の最良の形態に係る騒音対策のシミュレーションシステムの概要を示す図で、本発明による騒音対策のシミュレーションシステムは、所定の観測点で観測した音を再生する音再生装置１０と騒音対策効果推定装置２０とを備えている。
音再生装置１０は、無響室１１に設置される第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４と、オーディオデバイスＡ１〜Ａ４と、マイクロフォンＭと、再生音制御装置１２とを備えている。また、騒音対策効果推定装置２０は、マイクロフォンＭと、音圧レベル算出手段２１と、音圧レベル記憶手段２２と、音圧レベル比較手段２３と騒音対策効果推定手段２４とを備えている。
なお、本例では、音再生装置１０のマイクロフォンＭと騒音対策効果推定装置２０のマイクロフォンＭは共用とした。
マイクロフォンＭは、上記第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４から出力される音の合成音を採取する受音手段で、上記無響室１１の中央部に設置される。
オーディオデバイスＡ１〜Ａ４は、上記第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４にそれぞれ接続されており、上記第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４に所定の音信号を送って、上記第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４からそれぞれ所定の音を出力させる。
第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４は、上記オーディオデバイスＡ１〜Ａ４からの音信号に応じた音を上記無響室１１内に発生させるもので、第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４は以下のように配置されている。上記無響室１１の上記マイクロフォンＭから見て前側の壁面（以下、前面という）１１Ｆを水平方向に３つの領域に分け、更に、中央の領域を上,下２つの領域に分けた時、第１のスピーカーＳ１は、上記前面１１Ｆの上側中央の領域Ｆ１に配置される。第２のスピーカーＳ２は、上記前面１１Ｆの下側中央の領域Ｆ２に配置される。また、第３のスピーカーＳ３は、上記前面１１Ｆの、上記マイクロフォンＭから見て左斜め前方の領域Ｆ３に配置され、第４のスピーカーＳ４は、上記前面１１Ｆ側の、上記マイクロフォンＭから見て右斜め前方の領域Ｆ４に配置される。
本例では、上記マイクロフォンＭからみた第１及び第２のスピーカーＳ１，Ｓ２の水平角をθ＝０°とし、第３のスピーカーＳ３の水平角を、右回りを＋として、θ＝−６０°とし、第４のスピーカーＳ４の水平角をθ＝＋６０°とした。
再生音制御装置１２は、入力手段１２ａと、データ記憶手段１２ｂと、観測点選択手段１２ｃと、マップ作成手段１２ｄと、マップ分割手段１２ｅと、騒音源割り当て手段１２ｆと、割り当て変更手段１２ｇとを備え、上記各オーディオデバイスＡ１〜Ａ４を制御して、上記第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４の出力をそれぞれ制御する。
入力手段１２ａには、シミュレーションする観測点や、騒音対策が必要な騒音源が入力される。データ記憶手段１２ｂには、後述する音源位置推定システムを用いて複数の観測点Ｄ１〜Ｄｎで予め観測した複数の騒音源の音源データが記憶されている。
観測点選択手段１２ｃは、上記データ記憶手段１２ｂから、上記入力手段１２ａにより入力された所定の観測点Ｄｊで観測した音源データを取り出す。マップ作成手段１２ｄは、上記取り出された所定の観測点Ｄｊで観測した音源データに基づいて、横軸を上記水平角とし縦軸を上記仰角とした当該観測点における騒音源マップを作成する。
マップ分割手段１２ｅは、上記マップ作成手段１２ｄで作成された騒音源マップを上記第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４の配列状態に対応した複数のスピーカー割り当て領域（前方上方、前方下方、前方左方、前方右方の４つの領域）に分割して、騒音源を上記各領域毎にグループ分けする。
騒音源割り当て手段１２ｆは、上記グループ分けされた騒音源の音源データを上記各オーディオデバイスＡ１〜Ａ４（スピーカーＳ１〜Ｓ４）に割り当てる割り当て手段として機能するとともに、上記各オーディオデバイスＡ１〜Ａ４を制御して上記第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４の出力をそれぞれ調整する出力調整手段としても機能する。なお、ここでは、単に、騒音源の音源データを割り当てるだけもよいが、本例では、上記騒音源割り当て手段１２ｆにより、上記第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４から出力されて上記マイクロフォンで採取される音が、上記各領域の騒音源からの音を再生した音（以下、再生音という）に近づくように、上記各オーディオデバイスＡ１〜Ａ４の周波数特性や出力を、各オーディオデバイスＡ１〜Ａ４毎に調整するようにしている。
割り当て変更手段１２ｇは、上記入力手段１２ａに入力された騒音対策を施す騒音源を含む領域を特定し、この領域に含まれる騒音源の音源データを再生するスピーカーＳｋ（ｋは１〜４のいずれか）から出力されて、上記マイクロフォンＭで観察される音圧データの大きさを所定量（例えば、５ｄＢ）だけ減少させるように、騒音源割り当て手段１２ｆを介して、上記スピーカーに接続されているオーディオデバイスＡｋ（ｋは１〜４のいずれか）を制御する。これにより、上記スピーカーＳｋの出力を低減させることができる。
一方、騒音対策効果推定装置２０は、上記騒音対策を施す予定の騒音源に対する騒音対策が有効であったかどうかを推定するもので、音圧レベル算出手段２１は、上記マイクロフォンＭで採取した音圧信号のレベルを算出する。また、音圧レベル記憶手段２２は、上記算出された音圧レベルを記憶する。音圧レベル比較手段２３は、上記マイクロフォンＭで採取した再生音の音圧レベルと上記スピーカーＳｋの出力を予定される騒音対策に応じて所定量低減させて上記マイクロフォンＭで採取した音（以下、予測音という）の音圧レベルとを比較する。騒音対策効果推定手段２４は、上記比較結果に基づいて、上記騒音対策を施す予定の騒音源に対する騒音対策の効果を推定する。なお、本例では、上記騒音対策効果推定手段２４において、騒音対策の効果が十分に得られなかったと推定された場合には、騒音対策効果推定手段２４はその結果を音再生装置１０の割り当て変更手段１２ｇに送り、割り当て変更手段１２ｇにて、騒音対策を施す予定の騒音源を新たに追加して、再度騒音対策のシミュレーションを行うことができるようにしている。
入力手段１２ａには、シミュレーションする観測点や、騒音対策が必要な騒音源が入力される。データ記憶手段１２ｂには、後述する音源位置推定システムを用いて複数の観測点Ｄ１〜Ｄｎで予め観測した複数の騒音源の音源データが記憶されている。
観測点選択手段１２ｃは、上記データ記憶手段１２ｂから、上記入力手段１２ａにより入力された所定の観測点Ｄｊで観測した音源データを取り出す。マップ作成手段１２ｄは、上記取り出された所定の観測点Ｄｊで観測した音源データに基づいて、横軸を上記水平角とし縦軸を上記仰角とした当該観測点における騒音源マップを作成する。
マップ分割手段１２ｅは、上記マップ作成手段１２ｄで作成された騒音源マップを上記第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４の配列状態に対応した複数のスピーカー割り当て領域（前方上方、前方下方、前方左方、前方右方の４つの領域）に分割して、騒音源を上記各領域毎にグループ分けする。
騒音源割り当て手段１２ｆは、上記グループ分けされた騒音源の音源データを上記各オーディオデバイスＡ１〜Ａ４（スピーカーＳ１〜Ｓ４）に割り当てる割り当て手段として機能するとともに、上記各オーディオデバイスＡ１〜Ａ４を制御して上記第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４の出力をそれぞれ調整する出力調整手段としても機能する。なお、ここでは、単に、騒音源の音源データを割り当てるだけもよいが、本例では、上記騒音源割り当て手段１２ｆにより、上記第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４から出力されて上記マイクロフォンで採取される音が、上記各領域の騒音源からの音を再生した音（以下、再生音という）に近づくように、上記各オーディオデバイスＡ１〜Ａ４の周波数特性や出力を、各オーディオデバイスＡ１〜Ａ４毎に調整するようにしている。
割り当て変更手段１２ｇは、上記入力手段１２ａに入力された騒音対策を施す騒音源を含む領域を特定し、この領域に含まれる騒音源の音源データを再生するスピーカーＳｋ（ｋは１〜４のいずれか）から出力されて、上記マイクロフォンＭで観察される音圧データの大きさを所定量（例えば、５ｄＢ）だけ減少させるように、騒音源割り当て手段１２ｆを介して、上記スピーカーに接続されているオーディオデバイスＡｋ（ｋは１〜４のいずれか）を制御する。これにより、上記スピーカーＳｋの出力を低減させることができる。
一方、騒音対策効果推定装置２０は、上記騒音対策を施す予定の騒音源に対する騒音対策が有効であったかどうかを推定するもので、音圧レベル算出手段２１は、上記マイクロフォンＭで採取した音圧信号のレベルを算出する。また、音圧レベル記憶手段２２は、上記算出された音圧レベルを記憶する。音圧レベル比較手段２３は、上記マイクロフォンＭで採取した再生音の音圧レベルと上記スピーカーＳｋの出力を予定される騒音対策に応じて所定量低減させて上記マイクロフォンＭで採取した音（以下、予測音という）の音圧レベルとを比較する。騒音対策効果推定手段２４は、上記比較結果に基づいて、上記騒音対策を施す予定の騒音源に対する騒音対策の効果を推定する。なお、本例では、上記騒音対策効果推定手段２４において、騒音対策の効果が十分に得られなかったと推定された場合には、騒音対策効果推定手段２４はその結果を音再生装置１０の割り当て変更手段１２ｇに送り、割り当て変更手段１２ｇにて、騒音対策を施す予定の騒音源を新たに追加して、再度騒音対策のシミュレーションを行うことができるようにしている。
次に、本発明による騒音対策のシミュレーション方法について、図２のフローチャートを参照して説明する。
まず、入力手段１２ａを用いて、シミュレーションする観測点Ｄを指定する（ステップＳ１１）。観測点選択手段１２ｃでは、データ記憶手段１２ｂに記憶されている観測点Ｄ１〜Ｄｎの音源データの中から、上記指定された観測点Ｄの音源データを選択して、この音源データをマップ作成手段１２ｄに送る（ステップＳ１２）。上記音源データは、騒音源の方向（観測点から見た騒音源の水平角θと仰角φ）と、当該騒音源からの周波数毎の音圧レベルのデータとを含んでいる。
本例では、上記観測点Ｄ１〜Ｄｎの音源データを、本出願人が提案している、図３に示すような音源位置推定システム３０を用いて求めた（例えば、特開２００３−１１１１８３号公報参照）。
上記音源位置推定システム３０は、図示しない騒音源からの騒音の音圧レベルを測定するために観測点に配置された計測用マイクロフォンＭ１〜Ｍ５と、音源位置近傍の映像を採取するためのＣＣＤカメラ（以下、カメラという）３１と、ローパスフィルタを備え、上記計測用マイクロフォンＭ１〜Ｍ５で採取された音響情報から所定の周波数以下の成分を取り出し増幅する増幅器３２と、上記増幅された音響情報（アナログ信号）をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３３と、上記カメラ３１の映像情報（アナログ信号）をデジタル信号に変換するビデオ入出力ユニット３４と、上記Ａ／Ｄ変換された計測用マイクロフォンＭ１〜Ｍ５の音圧信号を用いて音源の方向とこの音源からの音の大きさとを推定する音源方向推定手段３５と、上記映像信号に上記推定された音源方向を示す画像を付加した画像を生成する画像合成手段３６と、上記合成された画像を表示する音源位置表示手段３７とを備えている。
また、４０は上記計測用マイクロフォンＭ１〜Ｍ５を所定の位置に配列するためのマイクロフォンフレーム、４１は三脚から成る支持部材４２とこの支持部材４２の上部に配設された回転台４３とから成る測定用基台である。上記回転台４３により、上記マイクロフォンフレーム４０を回転させて、上記計測用マイクロフォンＭ１〜Ｍ５を水平面内で回転させることにより、音源の方向を全方位にわたって推定することができる。
上記計測用マイクロフォンＭ１〜Ｍ４を、図４に示すように、互いに直交する２直線上にそれぞれ所定の間隔で配置された２組のマイクロフォン対（Ｍ１，Ｍ３）及びマイクロフォン対（Ｍ２，Ｍ４）を構成するように配置するとともに、マイクロフォンＭ５を、上記マイクロフォンＭ１〜Ｍ４の作る平面上にない位置に配置する。これにより、上記各マイクロフォン対（Ｍｉ, Ｍｊ）の位相差（時間遅れＤij）から、当該観測点から見た音源の方向を推定することができる。
音の入射方向である水平角θと仰角φとは以下の式（１）及び式（２）で表わせる。
ここで、時間遅れＤijは、マイクロフォンＭiに到達する音圧信号と、このマイクロフォンＭiに対して対となるマイクロフォンＭjに到達する音圧信号との時間差であり、この対となる２つのマイクロフォンＭi及びＭjに入力される信号のクロススペクトルＰij（ｆ）を求め、更に、対象とする上記周波数ｆの位相角情報Ψ（ｒａｄ）を用いて、以下の式（３）により算出される。
音源方向推定手段３５では、Ａ／Ｄ変換器３３でＡ／Ｄ変換された上記計測用マイクロフォンＭ１〜Ｍ５で採取した音圧信号を用いて、上記音の入射方向である水平角θと仰角φとを推定するとともに上記音の音圧レベルを計測する。一方、画像合成手段３６では、上記ビデオ入出力ユニット３４に入力された音源方向の映像信号に、上記推定された音源方向を示す画像を付加した画像を生成し、これを音源位置表示手段３７に送って表示する。そして、上記音源方向が示された画像から、上記音源の位置を決定する。
なお、上記計測用マイクロフォンＭ１〜Ｍ５及びカメラ３１を回転させて順次測定することにより、観測点の周囲全て（３６０°）の騒音源の位置を推定することができる。
まず、入力手段１２ａを用いて、シミュレーションする観測点Ｄを指定する（ステップＳ１１）。観測点選択手段１２ｃでは、データ記憶手段１２ｂに記憶されている観測点Ｄ１〜Ｄｎの音源データの中から、上記指定された観測点Ｄの音源データを選択して、この音源データをマップ作成手段１２ｄに送る（ステップＳ１２）。上記音源データは、騒音源の方向（観測点から見た騒音源の水平角θと仰角φ）と、当該騒音源からの周波数毎の音圧レベルのデータとを含んでいる。
本例では、上記観測点Ｄ１〜Ｄｎの音源データを、本出願人が提案している、図３に示すような音源位置推定システム３０を用いて求めた（例えば、特開２００３−１１１１８３号公報参照）。
上記音源位置推定システム３０は、図示しない騒音源からの騒音の音圧レベルを測定するために観測点に配置された計測用マイクロフォンＭ１〜Ｍ５と、音源位置近傍の映像を採取するためのＣＣＤカメラ（以下、カメラという）３１と、ローパスフィルタを備え、上記計測用マイクロフォンＭ１〜Ｍ５で採取された音響情報から所定の周波数以下の成分を取り出し増幅する増幅器３２と、上記増幅された音響情報（アナログ信号）をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３３と、上記カメラ３１の映像情報（アナログ信号）をデジタル信号に変換するビデオ入出力ユニット３４と、上記Ａ／Ｄ変換された計測用マイクロフォンＭ１〜Ｍ５の音圧信号を用いて音源の方向とこの音源からの音の大きさとを推定する音源方向推定手段３５と、上記映像信号に上記推定された音源方向を示す画像を付加した画像を生成する画像合成手段３６と、上記合成された画像を表示する音源位置表示手段３７とを備えている。
また、４０は上記計測用マイクロフォンＭ１〜Ｍ５を所定の位置に配列するためのマイクロフォンフレーム、４１は三脚から成る支持部材４２とこの支持部材４２の上部に配設された回転台４３とから成る測定用基台である。上記回転台４３により、上記マイクロフォンフレーム４０を回転させて、上記計測用マイクロフォンＭ１〜Ｍ５を水平面内で回転させることにより、音源の方向を全方位にわたって推定することができる。
上記計測用マイクロフォンＭ１〜Ｍ４を、図４に示すように、互いに直交する２直線上にそれぞれ所定の間隔で配置された２組のマイクロフォン対（Ｍ１，Ｍ３）及びマイクロフォン対（Ｍ２，Ｍ４）を構成するように配置するとともに、マイクロフォンＭ５を、上記マイクロフォンＭ１〜Ｍ４の作る平面上にない位置に配置する。これにより、上記各マイクロフォン対（Ｍｉ, Ｍｊ）の位相差（時間遅れＤij）から、当該観測点から見た音源の方向を推定することができる。
音の入射方向である水平角θと仰角φとは以下の式（１）及び式（２）で表わせる。
なお、上記計測用マイクロフォンＭ１〜Ｍ５及びカメラ３１を回転させて順次測定することにより、観測点の周囲全て（３６０°）の騒音源の位置を推定することができる。
図５は、上記音源位置推定システム３０を用いて作成した騒音源の位置を示す画像Ｇの一例を示す図である。上記画像Ｇの横軸は観測点を原点とした時の騒音源の水平角θで、縦軸は仰角φである。ここでは、−１００°＜θ≦＋１００°、−７０°＜φ≦＋７０°とした例を示す。上記画像Ｇにおいて、騒音源ｇ１は工場の室外に設置された大型の空調室外機Ｇ１からの直接音、騒音源ｇ２は工場の２階にある住居のベランダに設置された小型の空調室外機Ｇ２からの直接音、騒音源ｇ３は上記空調室外機Ｇ１からの騒音の倉庫Ｇ３による反射音で、上記音源位置推定システム３０を用いて計測した観測点における音圧レベルは、騒音源ｇ１からの騒音が最も大きく、次に、騒音源ｇ３からの騒音が大きく、騒音源ｇ２からの騒音が最も小さかった。
次に、マップ作成手段１２ｄにより、上記観測点Ｄで観測した音源データに基づいて、図６に示すような、横軸を水平角θとし縦軸を仰角φとした当該観測点Ｄにおける騒音源マップＰを作成する（ステップＳ１３）。本例では、音源データとして、上記音源位置推定システム３０を用いて得られた音源データを使用しているので、騒音源マップＰについても、上記音源位置推定システム３０を用いて得られた画像Ｇを上記データ記憶手段１２ｂに記憶しておけば、上記画像Ｇをそのまま騒音源マップＰとして用いればよい。
次に、マップ分割手段１２ｅで、上記騒音源マップＰを前方上方、前方下方、左前方、右前方の４つの領域Ｐ１〜Ｐ４に分割して、騒音源を上記各領域毎にグループ分けした後、騒音源割り当て手段１２ｆを用いて、上記各領域内Ｐ１〜Ｐ４に含まれる騒音源の音源データを上記各オーディオデバイスＡ１〜Ａ４に割り当てる（ステップＳ１４）。
具体的には、前方上方の領域Ｐ１内にある騒音源ｇ２の音源データは、第１のスピーカーＳ１が接続されているオーディオデバイスＡ１に割り当てられる。同様に、前方下方の領域Ｐ２内にある騒音源ｇ１の音源データは、第２のスピーカーＳ２が接続されているオーディオデバイスＡ２に割り当てられ、前方左方の領域Ｐ３内にある騒音源ｇ３の音源データは、第３のスピーカーＳ３が接続されているオーディオデバイスＡ３に割り当てられる。一方、前方右方の領域Ｐ４内には騒音源がないので、オーディオデバイスＡ４へは騒音源が割り当てられない。これにより、上記第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４には、出力される騒音源からの騒音が割り当てられたことになる。
上記マイクロフォンＭで採取される音の音圧レベルは、上記第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４と上記マイクロフォンＭとの距離に依存するので、上記音源割り当て手段１２ｆでは、上記騒音源の割り当て時に、上記第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４から出力されて上記マイクロフォンＭで採取される音が、上記各領域の騒音源からの音を再生した音（以下、再生音という）になるように上記各オーディオデバイスＡ１〜Ａ４の周波数特性や出力レベルを調整する（ステップＳ１５）。なお、オーディオデバイスＡ４には騒音源が割り当てられていないので、第４のスピーカーＳ４からは音は出力されない。
次に、マップ作成手段１２ｄにより、上記観測点Ｄで観測した音源データに基づいて、図６に示すような、横軸を水平角θとし縦軸を仰角φとした当該観測点Ｄにおける騒音源マップＰを作成する（ステップＳ１３）。本例では、音源データとして、上記音源位置推定システム３０を用いて得られた音源データを使用しているので、騒音源マップＰについても、上記音源位置推定システム３０を用いて得られた画像Ｇを上記データ記憶手段１２ｂに記憶しておけば、上記画像Ｇをそのまま騒音源マップＰとして用いればよい。
次に、マップ分割手段１２ｅで、上記騒音源マップＰを前方上方、前方下方、左前方、右前方の４つの領域Ｐ１〜Ｐ４に分割して、騒音源を上記各領域毎にグループ分けした後、騒音源割り当て手段１２ｆを用いて、上記各領域内Ｐ１〜Ｐ４に含まれる騒音源の音源データを上記各オーディオデバイスＡ１〜Ａ４に割り当てる（ステップＳ１４）。
具体的には、前方上方の領域Ｐ１内にある騒音源ｇ２の音源データは、第１のスピーカーＳ１が接続されているオーディオデバイスＡ１に割り当てられる。同様に、前方下方の領域Ｐ２内にある騒音源ｇ１の音源データは、第２のスピーカーＳ２が接続されているオーディオデバイスＡ２に割り当てられ、前方左方の領域Ｐ３内にある騒音源ｇ３の音源データは、第３のスピーカーＳ３が接続されているオーディオデバイスＡ３に割り当てられる。一方、前方右方の領域Ｐ４内には騒音源がないので、オーディオデバイスＡ４へは騒音源が割り当てられない。これにより、上記第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４には、出力される騒音源からの騒音が割り当てられたことになる。
上記マイクロフォンＭで採取される音の音圧レベルは、上記第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４と上記マイクロフォンＭとの距離に依存するので、上記音源割り当て手段１２ｆでは、上記騒音源の割り当て時に、上記第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４から出力されて上記マイクロフォンＭで採取される音が、上記各領域の騒音源からの音を再生した音（以下、再生音という）になるように上記各オーディオデバイスＡ１〜Ａ４の周波数特性や出力レベルを調整する（ステップＳ１５）。なお、オーディオデバイスＡ４には騒音源が割り当てられていないので、第４のスピーカーＳ４からは音は出力されない。
オーディオデバイスＡ１〜Ａ４の出力調整が完了すると、上記騒音源が割り当てられたオーディオデバイスＡ１〜Ａ３を同時に作動させ、第１〜第３のスピーカーＳ１〜Ｓ３から上記騒音源ｇ１〜ｇ３からの騒音に相当する音圧信号それぞれを出力させる（ステップＳ１６）。そして、マイクロフォンＭにて、上記音圧信号の合成音である再生音を採取して、騒音対策効果推定装置２０の音圧レベル算出手段２１に送る（ステップＳ１６）。
音圧レベル算出手段２１では、上記再生音の音圧レベルＴ（０）を算出する（ステップＳ１７）とともに、上記再生音の確認を行う（ステップＳ１８）。再生音の確認は、例えば、上記音圧レベルＴ（０）と上記音再生装置１０のデータ記憶手段１２ｂに記憶されている実際の観測音の音圧レベルとを比較し、その差が所定量以下であれば、上記再生音を観測音を再現した再生音であるとし、音圧レベル記憶手段２２に記憶する。上記差が所定量を超えた場合には、上記ステップＳ１５に戻って、オーディオデバイスＡ１〜Ａ４の出力を再調整する。なお、再生音の確認を周波数毎に行えば、再生音の再現性は更に向上する。
音圧レベル算出手段２１では、上記再生音の音圧レベルＴ（０）を算出する（ステップＳ１７）とともに、上記再生音の確認を行う（ステップＳ１８）。再生音の確認は、例えば、上記音圧レベルＴ（０）と上記音再生装置１０のデータ記憶手段１２ｂに記憶されている実際の観測音の音圧レベルとを比較し、その差が所定量以下であれば、上記再生音を観測音を再現した再生音であるとし、音圧レベル記憶手段２２に記憶する。上記差が所定量を超えた場合には、上記ステップＳ１５に戻って、オーディオデバイスＡ１〜Ａ４の出力を再調整する。なお、再生音の確認を周波数毎に行えば、再生音の再現性は更に向上する。
次に、入力手段１２ａを用いて、騒音対策を施す騒音源を指定する（ステップＳ１９）。ここでは、上記騒音源ｇ１〜ｇ３のうち、最も音圧レベルの大きかった、工場の室外に設置された大型の空調室外機Ｇ１からの直接音である騒音源ｇ１を騒音対策を施す騒音源に指定することにする。
騒音対策を施す騒音源が指定されると、割り当て変更手段１２ｇでは、上記騒音源マップＰを参照して、上記指定された騒音源ｇ１を含む領域である領域Ｐ２を特定し、上記領域Ｐ２に含まれる騒音源ｇ１の音源データを再生するスピーカー（第２のスピーカーＳ２）に接続されているオーディオデバイスＡ２を、上記第２のスピーカーＳ２の出力を低減させるように設定し直す（ステップＳ２０）。本例では、上記騒音源ｇ１の観測点側に防音壁を構築した場合を想定し、上記第２のスピーカーＳ２から出力されて、上記マイクロフォンＭで観察される音圧データの大きさを所定量（例えば、５ｄＢ）だけ減少させるように、上記オーディオデバイスＡ２の出力調整を行う。このとき、上記第２のスピーカーＳ２の出力を単に低減させるのではなく、上記騒音源ｇ１からの騒音の周波数特性に応じて、上記第２のスピーカーＳ２の周波数特性と出力とを調整して、騒音源ｇ１からの騒音のみが上記所定量だけ減衰されるようにする。
オーディオデバイスＡ２の出力調整が完了すると、上記騒音源が割り当てられたオーディオデバイスＡ１〜Ａ３を同時に作動させて、第１〜第３のスピーカーＳ１〜Ｓ３から上記騒音源ｇ１〜ｇ３からの騒音に相当する音圧信号をそれぞれ出力させる（ステップＳ２１）。
マイクロフォンＭは、上記音圧信号の合成音である予測音を採取して、騒音対策効果推定装置２０の音圧レベル算出手段２１に送る。音圧レベル算出手段２１では、上記予測音の音圧レベルＴ（１）を算出して音圧レベル記憶手段２２に記憶する（ステップＳ２２）。
次に、音圧レベル比較手段２３にて、上記音圧レベル記憶手段２２に記憶された再生音の音圧レベルＴ（０）と予測音の音圧レベルＴ（１）とを比較し（ステップＳ２３）、騒音対策効果推定手段２４にて、上記比較結果に基づいて、騒音源ｇ１に対する騒音対策の良否を判定する（ステップＳ２４）。
騒音対策の効果については、例えば、予測音の音圧レベルＴ（１）が再生音の音圧レベルＴ（０）よりも所定の大きさ（例えば、５ｄＢ）以上小さければ、有効な騒音対策効果が得られたものとすればよい。
騒音対策の効果が十分に得られなかった場合には、騒音対策を施す予定騒音源を新たに追加し（ステップＳ２５）、再度騒音対策のシミュレーションを行う。具体的には、上記騒音源ｇ１に加えて、次に音圧レベルの大きな騒音源ｇ３についても、騒音対策する騒音源に指定し、上記第２のスピーカーＳ２の出力と上記第３のスピーカーＳ３の出力とを低減させるように、上記オーディオデバイスＡ２，Ａ３の出力調整をし直す。
騒音対策を施す騒音源が指定されると、割り当て変更手段１２ｇでは、上記騒音源マップＰを参照して、上記指定された騒音源ｇ１を含む領域である領域Ｐ２を特定し、上記領域Ｐ２に含まれる騒音源ｇ１の音源データを再生するスピーカー（第２のスピーカーＳ２）に接続されているオーディオデバイスＡ２を、上記第２のスピーカーＳ２の出力を低減させるように設定し直す（ステップＳ２０）。本例では、上記騒音源ｇ１の観測点側に防音壁を構築した場合を想定し、上記第２のスピーカーＳ２から出力されて、上記マイクロフォンＭで観察される音圧データの大きさを所定量（例えば、５ｄＢ）だけ減少させるように、上記オーディオデバイスＡ２の出力調整を行う。このとき、上記第２のスピーカーＳ２の出力を単に低減させるのではなく、上記騒音源ｇ１からの騒音の周波数特性に応じて、上記第２のスピーカーＳ２の周波数特性と出力とを調整して、騒音源ｇ１からの騒音のみが上記所定量だけ減衰されるようにする。
オーディオデバイスＡ２の出力調整が完了すると、上記騒音源が割り当てられたオーディオデバイスＡ１〜Ａ３を同時に作動させて、第１〜第３のスピーカーＳ１〜Ｓ３から上記騒音源ｇ１〜ｇ３からの騒音に相当する音圧信号をそれぞれ出力させる（ステップＳ２１）。
マイクロフォンＭは、上記音圧信号の合成音である予測音を採取して、騒音対策効果推定装置２０の音圧レベル算出手段２１に送る。音圧レベル算出手段２１では、上記予測音の音圧レベルＴ（１）を算出して音圧レベル記憶手段２２に記憶する（ステップＳ２２）。
次に、音圧レベル比較手段２３にて、上記音圧レベル記憶手段２２に記憶された再生音の音圧レベルＴ（０）と予測音の音圧レベルＴ（１）とを比較し（ステップＳ２３）、騒音対策効果推定手段２４にて、上記比較結果に基づいて、騒音源ｇ１に対する騒音対策の良否を判定する（ステップＳ２４）。
騒音対策の効果については、例えば、予測音の音圧レベルＴ（１）が再生音の音圧レベルＴ（０）よりも所定の大きさ（例えば、５ｄＢ）以上小さければ、有効な騒音対策効果が得られたものとすればよい。
騒音対策の効果が十分に得られなかった場合には、騒音対策を施す予定騒音源を新たに追加し（ステップＳ２５）、再度騒音対策のシミュレーションを行う。具体的には、上記騒音源ｇ１に加えて、次に音圧レベルの大きな騒音源ｇ３についても、騒音対策する騒音源に指定し、上記第２のスピーカーＳ２の出力と上記第３のスピーカーＳ３の出力とを低減させるように、上記オーディオデバイスＡ２，Ａ３の出力調整をし直す。
上記例において、予測音の音圧レベルＴ（１）が再生音の音圧レベルＴ（０）よりも５ｄＢ以上小さかった場合には、具体的には、図７（ａ）に示すように、工場の室外に設置された大型の空調室外機Ｇ１からの直接音のみを遮音する防音壁５０を設けるだけで、観測点での騒音は大幅に低減されることが推定される。一方、予測音の音圧レベルＴ（１）の改善が５ｄＢ未満であった場合には、上記防音壁５０を設けるだけは、観測点での騒音は十分には低減されないことが推定される。そこで、図７（ｂ）に示すように、Ｌ字型の防音壁５１を設けて、上記空調室外機Ｇ１からの騒音が上記倉庫Ｇ３へ伝搬しないようにした場合のシミュレーション（騒音源ｇ１，ｇ３の両方について騒音対策を行ったシミュレーション）を行って予測音の音圧レベルＴ（２）を求めることにより、上記Ｌ字型の防音壁５１の効果を推定する。
なお、騒音源ｇ３についても騒音対策した後の予測音の音圧レベルＴ（２）の改善が５ｄＢ未満であった場合には、工場の２階にある住居のベランダに設置された小型の空調室外機Ｇ２からの直接音の影響も無視できないことが推定されるので、工場の敷地全体を防音壁で囲うことも検討する必要があると考えられる。
なお、騒音源ｇ３についても騒音対策した後の予測音の音圧レベルＴ（２）の改善が５ｄＢ未満であった場合には、工場の２階にある住居のベランダに設置された小型の空調室外機Ｇ２からの直接音の影響も無視できないことが推定されるので、工場の敷地全体を防音壁で囲うことも検討する必要があると考えられる。
このように、本実施の形態では、無響室１１に設置される第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４と、上記第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４にそれぞれ接続され、上記第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４に所定の音信号を送るオーディオデバイスＡ１〜Ａ４と、所定の観測点で計測した複数の音源の音源方向と音圧信号の大きさとを含む音源データを記憶するデータ記憶手段１２ｂと、上記データ記憶手段１２ｂに記憶されている各音源の水平角のデータと仰角のデータと音圧信号のデータとを用いて水平角と仰角とを座標軸としたマップ上に各音源の位置を表示した音源マップを作成するマップ作成手段１２ｄと、上記音源マップを上記第１〜第４のスピーカーの配列状態に対応した複数のスピーカー割り当て領域に分割するマップ分割手段１２ｅと、上記割り当てられた音源の音源データに基づいてオーディオデバイスＡ１〜Ａ４の出力調整を行う騒音源割り当て手段１２ｆとを備え、上記割り当てられた音源の音源データに基づいて上記各スピーカーの出力を調整する出力調整手段とを備えた音再生装置１０を用いて、上記観測点で観測した音を再生するようにしたので、実際に観測された音とほとんど同じ音を精度良く再生することができる。
また、互いに直交する２直線上にそれぞれ所定の間隔で配置された２組のマイクロフォン対（Ｍ１，Ｍ３）及びマイクロフォン対（Ｍ２，Ｍ４）を構成する計測用マイクロフォンＭ１〜Ｍ４と、上記計測用マイクロフォンＭ１〜Ｍ４の作る平面上にない位置に配置された計測用マイクロフォンＭ５を備え、上記各計測用マイクロフォンＭ１〜Ｍ５の位相差から音源方向を推定する音源位置推定システム３０により推定した、所定の観測点Ｄで計測した複数の騒音源の音源データに基づいて、無響室１１の前面１１Ｆの上側中央の領域Ｆ１、下側中央の領域Ｆ２、左側の領域Ｆ３、及び、右側の領域Ｆ４にそれぞれ配置された第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４から複数の騒音源からの音圧信号に相当する音を出力させて、上記観測点Ｄで観測される音を再生し、この再生音の音圧信号をマイクロフォンＭで採取するとともに、騒音対策を施す予定の騒音源ｇ１からの騒音に対応する音を出力する第２のスピーカーＳ２の出力を予定される騒音対策に応じた所定量小さくして、上記第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４の合成音である予測音を採取し、上記再生音と上記予測音の大きさを比較して、上記騒音対策を施す予定の騒音源ｇ１に対する騒音対策の効果を推定するようにしたので、膨大なデータを用いた複雑な計算をすることなく、騒音対策のシミュレーションを行うことができる。
なお、上記最良の形態では、音源を複数の騒音源とし、これらの騒音源に対して防音壁による音対策を施した例を説明したが、本発明はこれに限るものではなく、音楽ホールなどの音響施設を改修する際に、改修前の音を複数のスピーカーを用いて再生するとともに、改修後の音を予測することにより、改修の影響をシミュレーションする場合などにも適用可能である。例えば、ホールの壁の材質を変えたり、壁の角度を変えたりする修復を行った場合の予測音をシミュレーションしたり、逆に、音をもっと聞き易くするためのホールの改修設計などに適用できる。
また、音再生装置１０は、複数の方向から伝搬する音を、複数のスピーカーに割り振って観測音を再現するので、ステレオマイクで採取した音を再現する場合よりも観測音に近い音を再現することができるので、例えば、森の中の鳥の声などの環境音を再現するなど、騒音以外の音の再生にも適用可能であることはいうまでもない。
また、上記例では、マイクロフォンＭと騒音対策効果推定装置２０とを用いて騒音対策のシミュレーションを行ったが、上記再生音と上記予測音との比較を、聴感によって行ってもよい。人間の聴感による比較は、騒音の大きさそのものについてはマイクロフォンＭを用いた場合よりも精度は落ちるが、気になる音がまだ聞こえている、といったような、快・不快などの騒音の質を考慮した比較を行う場合には聴感による比較の方が有効である場合もある。また、聴感による比較とマイクロフォンＭで採取した騒音の音圧レベルの比較とを併用してもよい。
また、音再生装置１０は、複数の方向から伝搬する音を、複数のスピーカーに割り振って観測音を再現するので、ステレオマイクで採取した音を再現する場合よりも観測音に近い音を再現することができるので、例えば、森の中の鳥の声などの環境音を再現するなど、騒音以外の音の再生にも適用可能であることはいうまでもない。
また、上記例では、マイクロフォンＭと騒音対策効果推定装置２０とを用いて騒音対策のシミュレーションを行ったが、上記再生音と上記予測音との比較を、聴感によって行ってもよい。人間の聴感による比較は、騒音の大きさそのものについてはマイクロフォンＭを用いた場合よりも精度は落ちるが、気になる音がまだ聞こえている、といったような、快・不快などの騒音の質を考慮した比較を行う場合には聴感による比較の方が有効である場合もある。また、聴感による比較とマイクロフォンＭで採取した騒音の音圧レベルの比較とを併用してもよい。
また、上記例では、騒音対策の効果が十分に得られなかった場合に、騒音源ｇ３についても、騒音対策する騒音源に指定したが、上記騒音源ｇ１の観測点側に構築した防音壁を高くするような騒音対策についてシミュレーションしてもよい。具体的には、スピーカーＳ１から出力されて、上記マイクロフォンＭで観察される音圧データの大きさを更に２〜３ｄＢ減少させるように、上記オーディオデバイスＡ１を調整し直すようにすればよい。
また、上記例では、騒音源マップＰの各領域に騒音源が１個乃至は０個の場合について説明したが、図８に示すように、上記各領域内Ｐ１〜Ｐ４に含まれる騒音源が複数個の場合であっても、上記複数個の騒音源の音源データを、上記各オーディオデバイスＡ１〜Ａ４に割り当てればよい。例えば、前方下方の領域Ｐ２内には４個の騒音源ｇ２１，ｇ２２，ｇ２３，ｇ２４があるが、これらの騒音源ｇ２１，ｇ２２，ｇ２３，ｇ２４の音源データは、全て、上記第２のスピーカーＳ２が接続されているオーディオデバイスＡ２に割り当てられる。このように騒音源方向が複数ある場合には、上記騒音源ｇ２１，ｇ２２，ｇ２３，ｇ２４の方向と、マイクロフォンＭから見た上記スピーカーＳ２の方向がすべて異なっているので、上記オーディオデバイスＡ２の出力調整は、上記騒音源ｇ２１，ｇ２２，ｇ２３，ｇ２４の方向とマイクロフォンＭから見た上記スピーカーＳ２の方向との差に基づいて調整する必要がある。
また、上記例では、騒音対策を施す騒音源に対応するスピーカーからの出力を調整する際に、上記マイクロフォンＭで観測される音圧データの大きさを５ｄＢだけ減少させるようにしたが、便宜的に出力を０としてもよい。逆に、上記減少量を、上記騒音源に対して防音壁を構築した際の周波数毎の回折効果等を考慮して決定するようにすれば、シミュレーションの精度を更に向上させることができる。
また、上記例では、騒音源マップＰの各領域に騒音源が１個乃至は０個の場合について説明したが、図８に示すように、上記各領域内Ｐ１〜Ｐ４に含まれる騒音源が複数個の場合であっても、上記複数個の騒音源の音源データを、上記各オーディオデバイスＡ１〜Ａ４に割り当てればよい。例えば、前方下方の領域Ｐ２内には４個の騒音源ｇ２１，ｇ２２，ｇ２３，ｇ２４があるが、これらの騒音源ｇ２１，ｇ２２，ｇ２３，ｇ２４の音源データは、全て、上記第２のスピーカーＳ２が接続されているオーディオデバイスＡ２に割り当てられる。このように騒音源方向が複数ある場合には、上記騒音源ｇ２１，ｇ２２，ｇ２３，ｇ２４の方向と、マイクロフォンＭから見た上記スピーカーＳ２の方向がすべて異なっているので、上記オーディオデバイスＡ２の出力調整は、上記騒音源ｇ２１，ｇ２２，ｇ２３，ｇ２４の方向とマイクロフォンＭから見た上記スピーカーＳ２の方向との差に基づいて調整する必要がある。
また、上記例では、騒音対策を施す騒音源に対応するスピーカーからの出力を調整する際に、上記マイクロフォンＭで観測される音圧データの大きさを５ｄＢだけ減少させるようにしたが、便宜的に出力を０としてもよい。逆に、上記減少量を、上記騒音源に対して防音壁を構築した際の周波数毎の回折効果等を考慮して決定するようにすれば、シミュレーションの精度を更に向上させることができる。
また、上記例では、騒音源の方向として水平角θと仰角φとを用いたが、騒音源近傍に高い建物がなく、騒音源自体も地面に近い位置にしかないことが分かっている場合には、水平角θの実のデータであっても、十分にシミュレーション可能である。なお、この場合には、騒音源マップＰにおいて、騒音源は全てφ＝０のライン上におけばよい。
あるいは、上記騒音源データもしくは音源データを所定の観測点の周りの全方位（水平角θ＝０°〜３６０°）で観測した複数の騒音源もしくは音源のデータとするとともに、スピーカーを無響室１１の前面１１Ｆだけでなく、左,右の面と後ろの面にも設置して、音観測点であるマイクロフォンＭの位置を取り囲むようにし、観測点Ｄの周りの全方位から伝搬される音を再生するようにすれば、上記再生音を実際の観測点Ｄで観測された音に更に近づけることができるとともに、観測する位置を選ばずに上記観測点Ｄで観測された音を再現することができる。
すなわち、通常のステレオスピーカーによる再生音は、２つのマイクロフォン（ステレオマイク）で採取した音を、２つのスピーカーから出力しているため、再生音を観測する位置によって音がずれる（定位しない）が、本発明のように、音の発生方向をスピーカーに割り当てて出力すれば、再生音を観測する位置によって音がずれない（定位する）ので、観測する位置を選ばずに上記観測点Ｄで観測された音を再現することができる。
また、一般のスピーカーは低周波での特性が劣るので、低音用のスピーカー（ウーハー）を併用してもよい。なお、上記第２のスピーカーＳ２の下方の床に上記ウーハーを１台設置しただけでも十分である。
また、本発明は、固定音源からの音の再現や音対策のシミュレーションだけでなく、移動音源からの音の再現や音対策のシミュレーションも可能である。この場合には、移動音源の音源データを所定時間毎のフレームに分けて記憶しておき、再現する場合には、上記第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４への音圧データの割り当て（実際には、オーディオデバイスＡ１〜Ａ４への割り当て）に時間変化を持たせることにより、上記フレーム毎の音源データを時間順に再生すればよい。
また、上記例では、スピーカーの配置を先に決定し、騒音源をスピーカーに割り当てるようにしたが、騒音源マップＰの各領域に騒音源が複数個あり、かつ、音圧レベルが同程度であるような場合には、その領域にスピーカーを複数個設置して再生音と予測音とを出力するようにすれば、シミュレーションの精度をさらに向上させることができる。
あるいは、上記騒音源データもしくは音源データを所定の観測点の周りの全方位（水平角θ＝０°〜３６０°）で観測した複数の騒音源もしくは音源のデータとするとともに、スピーカーを無響室１１の前面１１Ｆだけでなく、左,右の面と後ろの面にも設置して、音観測点であるマイクロフォンＭの位置を取り囲むようにし、観測点Ｄの周りの全方位から伝搬される音を再生するようにすれば、上記再生音を実際の観測点Ｄで観測された音に更に近づけることができるとともに、観測する位置を選ばずに上記観測点Ｄで観測された音を再現することができる。
すなわち、通常のステレオスピーカーによる再生音は、２つのマイクロフォン（ステレオマイク）で採取した音を、２つのスピーカーから出力しているため、再生音を観測する位置によって音がずれる（定位しない）が、本発明のように、音の発生方向をスピーカーに割り当てて出力すれば、再生音を観測する位置によって音がずれない（定位する）ので、観測する位置を選ばずに上記観測点Ｄで観測された音を再現することができる。
また、一般のスピーカーは低周波での特性が劣るので、低音用のスピーカー（ウーハー）を併用してもよい。なお、上記第２のスピーカーＳ２の下方の床に上記ウーハーを１台設置しただけでも十分である。
また、本発明は、固定音源からの音の再現や音対策のシミュレーションだけでなく、移動音源からの音の再現や音対策のシミュレーションも可能である。この場合には、移動音源の音源データを所定時間毎のフレームに分けて記憶しておき、再現する場合には、上記第１〜第４のスピーカーＳ１〜Ｓ４への音圧データの割り当て（実際には、オーディオデバイスＡ１〜Ａ４への割り当て）に時間変化を持たせることにより、上記フレーム毎の音源データを時間順に再生すればよい。
また、上記例では、スピーカーの配置を先に決定し、騒音源をスピーカーに割り当てるようにしたが、騒音源マップＰの各領域に騒音源が複数個あり、かつ、音圧レベルが同程度であるような場合には、その領域にスピーカーを複数個設置して再生音と予測音とを出力するようにすれば、シミュレーションの精度をさらに向上させることができる。
以上説明したように、本発明によれば、騒音源が複数個である場合や、反射音の影響が大きい場合にも、防音壁の遮音効果を正確にシミュレーションすることができるので、防音壁の構築等の騒音対策を効果的にかつ効率良く行うことができる。
１０ 音再生装置、１１ 無響室、Ｓ１〜Ｓ４ スピーカー、
Ａ１〜Ａ４ オーディオデバイス、Ｍ マイクロフォン、１２ 再生音制御装置、
１２ａ 入力手段、１２ｂ データ記憶手段、１２ｃ 観測点選択手段、
１２ｄ マップ作成手段、１２ｅ マップ分割手段、１２ｆ 騒音源割り当て手段、
１２ｇ 割り当て変更手段、
２０ 騒音対策効果推定装置、２１ 音圧レベル算出手段、２２ 音圧レベル記憶手段、２３ 音圧レベル比較手段、２４ 騒音対策効果推定手段、
３０ 音源位置推定システム、Ｍ１〜Ｍ５ 計測用マイクロフォン、
３１ ＣＣＤカメラ、３２ 増幅器、３３ Ａ／Ｄ変換器、
３４ ビデオ入出力ユニット、３５ 音源方向推定手段、３６ 画像合成手段、
３７ 音源位置表示手段、
４０ マイクロフォンフレーム、４１ 測定用基台、４２ 支持部材、４３ 回転台。
Ａ１〜Ａ４ オーディオデバイス、Ｍ マイクロフォン、１２ 再生音制御装置、
１２ａ 入力手段、１２ｂ データ記憶手段、１２ｃ 観測点選択手段、
１２ｄ マップ作成手段、１２ｅ マップ分割手段、１２ｆ 騒音源割り当て手段、
１２ｇ 割り当て変更手段、
２０ 騒音対策効果推定装置、２１ 音圧レベル算出手段、２２ 音圧レベル記憶手段、２３ 音圧レベル比較手段、２４ 騒音対策効果推定手段、
３０ 音源位置推定システム、Ｍ１〜Ｍ５ 計測用マイクロフォン、
３１ ＣＣＤカメラ、３２ 増幅器、３３ Ａ／Ｄ変換器、
３４ ビデオ入出力ユニット、３５ 音源方向推定手段、３６ 画像合成手段、
３７ 音源位置表示手段、
４０ マイクロフォンフレーム、４１ 測定用基台、４２ 支持部材、４３ 回転台。
Claims (9)
- 所定の観測点で観測した音を再生する音再生装置であって、
上記観測点で計測した複数の音源の音源方向と音圧信号の大きさとを含む音源データを記憶するデータ記憶手段と、
所定の位置に配置された複数のスピーカーと、
上記データ記憶手段に記憶されている各音源の音源データを上記各スピーカーに割り当てる音源割当手段と、
上記割り当てられた音源の音源データに基づいて上記各スピーカーの出力を調整する出力調整手段とを備え、
上記音源割当手段が、
上記データ記憶手段に記憶されている各音源の水平角のデータと仰角のデータと音圧信号のデータとを用いて水平角と仰角とを座標軸としたマップ上に各音源の位置を表示した音源マップを作成するマップ作成手段と、
上記音源マップを上記スピーカーの配列状態に対応した複数のスピーカー割り当て領域に分割するマップ分割手段と、
上記各スピーカーに、上記スピーカーに対応するスピーカー割り当て領域内にある音源の音源データを割り当てる割当手段とを備えることを特徴とする音再生装置。 - 上記音源データを所定の観測点の周りの全方位で観測した複数の音源の音源データとするとともに、上記複数のスピーカーを、再生音を発生させる場所に設けられた音観測点を取り囲むように配置したことを特徴とする請求項１に記載の音再生装置。
- 音対策を施して音の伝搬状態を変化させる予定の音源を指定する手段と、上記指定された音源から到達する音の音圧レベルを上記予定している音対策に応じて変更する音圧レベル変更手段とを設けるとともに、上記出力調整手段は、上記指定された音源からの音を出力するスピーカーの出力を上記変更された音圧レベルに変更する出力調整を行って、音対策を施した際に観測されると予測される音を発生させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の音再生装置。
- 上記スピーカーからの音を採取するマイクロフォンと、上記マイクロフォンで採取した音である再生音の音圧信号の大きさと上記データ記憶手段に記憶されている音源の音圧信号の大きさとを比較する比較手段とを設けるとともに、上記出力調整手段は上記比較手段の比較結果に基づいて各スピーカーの出力を調整することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の音再生装置。
- 上記音源データを、互いに交わる２つの直線上にそれぞれ所定の間隔で配置された２組のマイクロフォン対を有するマイクロフォン群と、上記２組のマイクロフォン対の作る平面上にない第５のマイクロフォンと、音源方向の映像を撮影する撮像手段と、上記２組のマイクロフォン対を構成するマイクロフォン間のそれぞれの位相差を求め、この求められた２組のマイクロフォン対の位相差の比から音源方向の水平角を推定するとともに、上記２組のマイクロフォン対を構成するマイクロフォン間の位相差と、上記第５のマイクロフォンと上記２組のマイクロフォン対を構成する４個のマイクロフォンのそれぞれとで構成される４組のマイクロフォン対を構成するマイクロフォン間の位相差とを用いて上記音源方向の仰角を推定する音源方向推定手段と、上記推定された音源方向の水平角及び仰角と上記撮影された音源方向の映像とから上記音源の位置を推定する音源位置推定システムを用いて測定された音源データとしたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の音再生装置。
- 請求項１〜請求項５のいずれかに記載の音再生装置を用いて所定の観測点で計測した複数の音源のうちの特定の音源に音の伝搬状態を変化させる音対策を施した場合に観測される音をシミュレーションする方法であって、
上記音源データとして、所定の観測点で計測した所定領域内の複数の音源位置の水平角のデータと仰角のデータと音圧信号のデータとから成る音源データを用い、横軸を上記水平角とし縦軸を上記仰角とした音源マップを作成する第１のステップと、
上記音源マップを、上記スピーカーの配列状態に対応した複数のスピーカー割り当て領域に分割する第２のステップと、
上記各スピーカーに、上記スピーカーに対応するスピーカー割り当て領域内にある音源を割り当てる第３のステップと、
上記各スピーカーから、上記割り当てられた音圧信号の合成音である再生音を出力する第４のステップと、
上記複数のスピーカーのうち、音対策を施す予定の音源を含むスピーカー割り当て領域内に対応するスピーカー領域のスピーカーの出力を変更する第５のステップと、
上記出力が変更されたスピーカーを含む複数のスピーカーから出力される音の合成音である予測音を出力する第６のステップと、
上記第４のステップで出力された再生音の大きさと上記第６のステップで出力された予測音とを比較する第７のステップと、
上記第７のステップで比較した比較結果に基づいて、上記音対策を施す予定の音源に対する音対策の効果を推定する第８のステップとを備えたことを特徴とする音再生装置を用いた音対策のシミュレーション方法。 - 上記第１のステップで作成された音源マップは、上記音源方向の映像を撮影する撮像手段で撮影された映像に上記推定された音源位置を重ね合わせた画像に基づいて作成されたマップであることを特徴とする請求項６に記載の音再生装置を用いた音対策のシミュレーション方法。
- 上記第８のステップにおいて、音対策が十分でないと判定された場合には、音対策を施す予定の音源を新たに指定し、上記音対策を施す予定の音源を含むスピーカー割り当て領域内に対応するスピーカー領域のスピーカーの出力を変更して、上記第６のステップに戻る第９のステップを更に設けたことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の音再生装置を用いた音対策のシミュレーション方法。
- 上記各スピーカーからの合成音を採取するマイクロフォンを設け、上記マイクロフォンで採取した上記再生音の音圧レベルと上記予測音の音圧レベルとを比較することを特徴とする請求項６〜請求項８のいずれかに記載の音再生装置を用いた音対策のシミュレーション方法。
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| JP2008106521A JP5247220B2 (ja) | 2008-04-16 | 2008-04-16 | 音再生装置及び音再生装置を用いた音対策のシミュレーション方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JP5693201B2 (ja) * | 2010-12-16 | 2015-04-01 | 中部電力株式会社 | 指定領域からの伝播音の再生方法とその装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JPH08335027A (ja) * | 1994-11-15 | 1996-12-17 | Sekisui Chem Co Ltd | 騒音シミュレーション装置 |
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