JP6087850B2 - Acoustic transfer characteristic measuring device, acoustic transfer characteristic measuring method, program - Google Patents
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Description
この発明は、スピーカアレイとマイクロホンアレイを用いて、それらの間の音響伝達特性を測定する技術に関する。 The present invention relates to a technique for measuring a sound transfer characteristic between a speaker array and a microphone array.
音響伝達特性を測定する従来技術にTime Stretched Pulse(TSP)信号を用いるものがある(非特許文献1)。TSP信号とは、パルス信号を時間方向に伸長した信号である。非特許文献1の音響伝達特性の測定技術は、TSP信号を1個のスピーカから出力し、1個のマイクロホンで収音することで、単一のスピーカと単一のマイクロホンの間の伝達特性を、高精度かつ頑健に測定することを可能にする技術である。この技術を多数のスピーカ・マイクロホン間で適用する場合には、各スピーカからTSP信号を出力し、マイクロホンアレイで観測した信号に対し、逆TSP信号を畳み込むことにより、音響伝達特性を算出する。
A conventional technique for measuring sound transfer characteristics uses a Time Stretched Pulse (TSP) signal (Non-Patent Document 1). The TSP signal is a signal obtained by extending a pulse signal in the time direction. The measurement technique of acoustic transfer characteristics of Non-Patent
従来技術では、多数のスピーカ、マイクロホン間の音響伝達特性を測定する場合において、各スピーカからTSP信号を出力する必要があるため、全スピーカからの特性を測定するためには長い時間を要するという課題があった。そこで本発明では、スピーカ・マイクロホンアレイ間の音響伝達特性の測定に要する時間を短縮することができる音響伝達特性測定装置を提供することを目的とする。 In the prior art, when measuring the acoustic transfer characteristics between a large number of speakers and microphones, it is necessary to output a TSP signal from each speaker. Therefore, it takes a long time to measure the characteristics from all the speakers. was there. Therefore, an object of the present invention is to provide an acoustic transfer characteristic measuring apparatus that can shorten the time required for measuring the acoustic transfer characteristic between a speaker and a microphone array.
本発明の音響伝達特性測定装置は、スピーカアレイと、マイクロホンアレイと、STSP信号計算部と、逆STSP信号計算部と、伝達特性推定値算出部を含む。 The acoustic transfer characteristic measuring apparatus of the present invention includes a speaker array, a microphone array, an STSP signal calculation unit, an inverse STSP signal calculation unit, and a transfer characteristic estimated value calculation unit.
スピーカアレイは、複数のスピーカを直線状に配置してなる。マイクロホンアレイは、複数のマイクロホンを直線状に配置してなる。STSP信号計算部は、合成時の平面波の角度と周波数とが時間方向に変化する信号であるSTSP信号の時空間領域の表現である時空間領域STSP信号を計算してスピーカアレイから出力する。逆STSP信号計算部は、時空間領域STSP信号に基づいて時空間領域逆STSP信号を計算する。伝達特性推定値算出部は、マイクロホンアレイに収音される信号である入力信号と、時空間領域逆STSP信号に基づいて時空間音響伝達特性の推定値を算出する。 The speaker array is formed by arranging a plurality of speakers in a straight line. The microphone array is formed by arranging a plurality of microphones in a straight line. The STSP signal calculation unit calculates a spatio-temporal region STSP signal that is a representation of the spatio-temporal region of the STSP signal, which is a signal in which the angle and frequency of the plane wave at the time of synthesis change in the time direction, and outputs it from the speaker array. The inverse STSP signal calculation unit calculates a spatiotemporal domain inverse STSP signal based on the spatiotemporal domain STSP signal. The transfer characteristic estimated value calculation unit calculates an estimated value of the spatio-temporal acoustic transfer characteristic based on the input signal that is a signal collected by the microphone array and the spatio-temporal domain inverse STSP signal.
本発明の音響伝達特性測定装置によれば、スピーカ・マイクロホンアレイ間の音響伝達特性の測定に要する時間を短縮することができる。 According to the acoustic transfer characteristic measuring apparatus of the present invention, the time required for measuring the acoustic transfer characteristic between the speaker and the microphone array can be shortened.
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In addition, the same number is attached | subjected to the structure part which has the same function, and duplication description is abbreviate | omitted.
<Space-Time Stretched Pulse(STSP)信号について>
以下、本発明で用いられるSpace-Time Stretched Pulse(STSP)信号について定義する。STSP信号とは、簡単にはTSP信号を空間方向に伸長させた信号のことである。従って、STSP信号は、パルス信号を時間方向および空間方向に伸長させた信号であり、合成時の平面波の角度と周波数とが時間方向に変化する信号であるとも表現できる。
<About Space-Time Stretched Pulse (STSP) signal>
Hereinafter, the Space-Time Stretched Pulse (STSP) signal used in the present invention will be defined. The STSP signal is simply a signal obtained by expanding the TSP signal in the spatial direction. Therefore, the STSP signal is a signal obtained by extending a pulse signal in the time direction and the spatial direction, and can also be expressed as a signal in which the angle and frequency of the plane wave at the time of synthesis change in the time direction.
以下、図1、図2を参照して実施例1の音響伝達特性測定装置について説明する。図1は、本実施例の音響伝達特性測定装置1の構成を示すブロック図である。図2は、本実施例の音響伝達特性測定装置1の動作を示すフローチャートである。
Hereinafter, the acoustic transfer characteristic measuring apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an acoustic transfer characteristic measuring
図1に示すように、本実施例の音響伝達特性測定装置1は、STSP信号計算部11と、スピーカアレイ12と、逆STSP信号計算部13と、マイクロホンアレイ14と、伝達特性推定値算出部15を含む。STSP信号計算部11は、時空間周波数領域STSP信号計算部111と、時空間領域STSP信号計算部112を含む。逆STSP信号計算部13は、時空間周波数領域逆STSP信号計算部131と、時空間領域逆STSP信号計算部132を含む。
As shown in FIG. 1, the acoustic transfer characteristic measuring
スピーカアレイ12は、複数のスピーカ12−1,12−2,…,12−Nxを直線状に配置してなる。マイクロホンアレイ14は、複数のマイクロホン14−1,14−2,…,14−Nxを直線状に配置してなる。ただし、Nxをスピーカ・マイクロホン数とし、Nxは2以上の任意の整数とする。
<STSP信号計算部11>
以下、STSP信号計算部11について説明する。STSP信号計算部11の時空間周波数領域STSP信号計算部111は、前述のSTSP信号の時空間周波数領域の表現である時空間周波数領域STSP信号を、時間周波数と空間周波数とが線形変化する条件で計算する(S111)。より詳細には、時空間周波数領域STSP信号計算部111は、STSP信号設計パラメータ(Δω,ω0,Δkx,kx0)を入力とし、時空間周波数領域STSP信号F(kx,n,ωm)を、例えば以下の式(1)で計算する。
<
Hereinafter, the STSP
ここで、kx,nは空間周波数、ωmは時間周波数、Δωは時間周波数の増加量を調整するパラメータ、Δkxは空間周波数の増加量を調整するパラメータ、ω0は時間周波数の初期値を調整するパラメータ、kx0は空間周波数の初期値を調整するパラメータ、n,mはそれぞれ空間周波数kx,n,時間周波数ωmのインデックスを示しており、1≦n≦Nkx,1≦m≦Nωである。NkxとNωはそれぞれ、空間周波数ビン数、時間周波数ビン数である。空間周波数kx,n,時間周波数ωmは例えば以下のように定義される。 Where k x, n is the spatial frequency, ω m is the time frequency, Δω is a parameter for adjusting the increase amount of the time frequency, Δk x is a parameter for adjusting the increase amount of the spatial frequency, and ω 0 is the initial value of the time frequency. K x0 is a parameter for adjusting the initial value of the spatial frequency, n and m are indices of the spatial frequency k x, n and the time frequency ω m , respectively, 1 ≦ n ≦ N kx , 1 ≦ m ≦ N ω . N kx and N ω are the spatial frequency bin number and the temporal frequency bin number, respectively. The spatial frequency k x, n and the temporal frequency ω m are defined as follows, for example.
ここで、Δx,Δtはそれぞれ空間(スピーカ・マイクロホン)および時間サンプリング間隔である。次に、STSP信号計算部11の時空間領域STSP信号計算部112は、時空間周波数領域STSP信号に基づいて、STSP信号の時空間領域の表現である時空間領域STSP信号を計算してスピーカアレイ12から出力する(S112)。より詳細には、時空間領域STSP信号計算部112は、前述した時空間周波数領域STSP信号F(kx,n,ωm)に対して、例えば2次元逆離散フーリエ変換を適用することにより、時空間領域STSP信号f(xi,tj)を計算する。時空間領域STSP信号計算部112は、例えば以下の式(2)で定義される2次元逆離散フーリエ変換を実行して、時空間領域STSP信号f(xi,tj)を計算する。
Here, Δx and Δt are space (speaker / microphone) and time sampling interval, respectively. Next, the spatio-temporal region
ただし、i,jは空間方向(スピーカ方向)xiおよび時間方向tjのインデックスを示す。前述したように、Nxをスピーカ・マイクロホン数とし、Ntを時間方向の信号長とすると、インデクスi,jは1≦i≦Nx,1≦j≦Ntである。時空間領域STSP信号計算部112は、この時空間領域STSP信号f(xi,tj)をスピーカアレイ12を構成する各スピーカ12−1,12−2,…,12−Nxから出力する。上述した、STSP信号設計パラメータ(Δω,ω0,Δkx,kx0)、及びその他のパラメータの具体的な値として、例えばΔω=400, ω0=0, Δkx=4000, kx0=0, Nx=512, Nt=512, Δx=0.06m, Δt=0.625ms(サンプリング周波数16kHz)を用いることができる。
Here, i and j indicate indexes in the spatial direction (speaker direction) x i and the time direction t j . As described above, the N x is the number of speaker microphones, when the N t and the time direction of the signal length is an index i, j is 1 ≦ i ≦ N x, 1 ≦ j ≦ N t. The spatio-temporal region STSP
<逆STSP信号計算部13>
以下、逆STSP信号計算部13について説明する。逆STSP信号計算部13の時空間周波数領域逆STSP信号計算部131は、時空間周波数領域STSP信号に畳み込むことでパルス信号を生成する信号である時空間周波数領域逆STSP信号を計算する(S131)。より詳細には、時空間周波数領域逆STSP信号計算部131は、STSP信号設計パラメータ(Δω,ω0,Δkx,kx0)を入力とし、例えば、以下の式(3)に基づき、時空間周波数領域逆STSP信号G(kx,n,ωm)を計算する。
<Inverse
Hereinafter, the inverse STSP
逆STSP信号計算部13の時空間領域逆STSP信号計算部132は、時空間周波数領域逆STSP信号に基づいて時空間領域逆STSP信号を計算する(S132)。より詳細には、時空間領域逆STSP信号計算部132は、時空間周波数領域逆STSP信号G(kx,n,ωm)に対して、例えば2次元逆離散フーリエ変換を適用することにより、時空間領域逆STSP信号g(xi,tj)を計算する。時空間領域逆STSP信号計算部132は、例えば以下の式(4)で定義される2次元逆離散フーリエ変換を実行して、時空間領域逆STSP信号g(xi,tj)を計算する。
The spatiotemporal domain inverse
<伝達特性推定値算出部15>
以下、伝達特性推定値算出部15について説明する。伝達特性推定値算出部15は、マイクロホンアレイに収音される信号である入力信号と、時空間領域逆STSP信号に基づいて時空間音響伝達特性の推定値を算出する(S15)。より詳細には、マイクロホンアレイ14に収音される信号である入力信号(マイクロホンアレイ入力信号ともいう)であるf~(xi,tj)と時空間領域逆STSP信号g(xi,tj)を入力とし、時空間音響伝達特性の推定値h~(xi,tj)(または、時空間周波数領域の表現であるH~(kx,n,ωm))を出力とする。伝達特性推定値算出部15が出力する時空間音響伝達特性の推定値は、時空間領域の表現であってもよいし、時空間周波数領域の表現であってもよい。例えば、伝達特性推定値算出部15は、時空間音響伝達特性の推定値をマイクロホンアレイ入力信号f~(xi,tj)と時空間領域逆STSP信号g(xi,tj)の畳み込みによって算出する。伝達特性推定値算出部15は、例えば二次元の円状畳み込みを用いる方法、または二次元の線状畳み込みを用いる方法、または円状畳み込みと線状畳み込みを組み合わせる方法によって、時空間音響伝達特性の推定値を算出できる。以下に、これら3つの算出方法の一例を示す。
<Transfer characteristic estimated
Hereinafter, the transfer characteristic estimated
<二次元円状畳み込みを用いる方法>
二次元円状畳み込みを用いる場合、伝達特性推定値算出部15は、マイクロホンアレイ入力信号f~(xi,tj)の2次元離散フーリエ変換であるF~(kx,n,ωm)と、時空間領域逆STSP信号g(xi,tj)の2次元離散フーリエ変換であるG(kx,n,ωm)を計算する。伝達特性推定値算出部15は、例えば以下の式(5)で定義される2次元離散フーリエ変換を実行してF~(kx,n,ωm)を計算する。
<Method using two-dimensional circular convolution>
When using a two-dimensional circular convolution, the transfer characteristic estimation
これらを乗算した信号が、時空間周波数領域での時空間音響伝達特性の推定値H~(kx,n,ωm)となる。従って、伝達特性推定値算出部15は、時空間周波数領域での時空間音響伝達特性の推定値H~(kx,n,ωm)を以下の式(6)で計算する。
A signal obtained by multiplying these becomes the estimated value H˜ (k x, n , ω m ) of the spatiotemporal acoustic transfer characteristic in the spatiotemporal frequency domain. Accordingly, the transfer characteristic estimated
伝達特性推定値算出部15は、時空間領域での時空間音響伝達特性の推定値h~(xi,tj)を、H~(kx,n,ωm)の2次元逆離散フーリエ変換として算出できる。なお、伝達特性推定値算出部15は、H~(kx,n,ωm)をそのまま出力しても構わない。
The transfer characteristic estimation
<2次元線状畳み込みを用いる方法>
2次元線状畳み込みを用いる場合、伝達特性推定値算出部15は、マイクロホンアレイ入力信号f~(xi,tj)と時空間領域逆STSP信号g(xi,tj)に対し、以下のように2次元線状畳み込みを行うことで、直接、時空間領域での時空間音響伝達特性の推定値h~(xi,tj)を算出する。従って、伝達特性推定値算出部15は、以下の式(7)により、時空間領域での時空間音響伝達特性の推定値h~(xi,tj)を算出する。
<Method using two-dimensional linear convolution>
When using the two-dimensional linear convolution, the transfer characteristic estimation
χ、τはそれぞれ、空間方向、時間方向の遅延を表す。 χ and τ represent delays in the spatial direction and the time direction, respectively.
<円状畳み込みと線状畳み込みの組み合わせ>
ここでは、例えば空間方向xiで線状畳み込みを行い、時間方向tjで円状畳み込みを行う場合を考える。この場合、伝達特性推定値算出部15は、マイクロホンアレイ入力信号f~(xi,tj)と時空間領域逆STSP信号g(xi,tj)に対して、xi方向の両端にNx/2サンプルだけゼロづめをした信号を、それぞれf−(xi,tj),g−(xi,tj)と設定する。ただしここでは、1≦i≦2Nx,1≦j≦Ntである。伝達特性推定値算出部15は、f−(xi,tj),g−(xi,tj)の2次元離散フーリエ変換であるF−(kx,n,ωm),G−(kx,n,ωm)を計算する。これらを乗算した信号が、時空間周波数領域での時空間音響伝達特性の推定値H~(kx,n,ωm)となる。従って、伝達特性推定値算出部15は、以下の式(8)により、時空間周波数領域での時空間音響伝達特性の推定値H~(kx,n,ωm)を計算する。
<Combination of circular convolution and linear convolution>
Here, for example, consider a case where linear convolution is performed in the spatial direction x i and circular convolution is performed in the time direction t j . In this case, the transfer characteristic estimated
伝達特性推定値算出部15は、時空間領域での時空間音響伝達特性の推定値h~(xi,tj)は、H~(kx,n,ωm)の2次元逆離散フーリエ変換として算出できる。なお、伝達特性推定値算出部15は、H~(kx,n,ωm)をそのまま出力しても構わない。ただし、この方法ではゼロづめした部分に相当する信号は、測定値としては扱わないものとする。
The transfer characteristic estimation
なお、上述では、周波数領域−時間領域の変換の具体的方法として離散フーリエ変換(および逆変換)を用いた。例えばステップS112,S132,S15である。しかしながら、本発明において周波数領域−時間領域の変換は、離散フーリエ変換(逆変換)には限定されず、ステップS112,S132,S15では、他の方法により、周波数領域−時間領域の変換を実行してもよい。 In the above description, the discrete Fourier transform (and inverse transform) is used as a specific method of the frequency domain-time domain transformation. For example, steps S112, S132, and S15. However, in the present invention, the frequency domain-time domain transformation is not limited to the discrete Fourier transformation (inverse transformation). In steps S112, S132, and S15, the frequency domain-time domain transformation is executed by another method. May be.
本実施例の音響伝達特性測定装置1によれば、STSP信号計算部11がパルス信号を時間方向だけでなく空間方向にも伸長させたSTSP信号を直線状に配置されたスピーカアレイ12から出力し、この信号を直線状に配置されたマイクロホンアレイ14で収音し、伝達特性推定値算出部15が時空間音響伝達特性の推定値をマイクロホンアレイ入力信号と時空間領域逆STSP信号に基づいて算出するため、一度の測定で伝達特性を求めることが可能となり、時空間音響伝達特性の測定に要する時間を大幅に短縮することができる。
According to the acoustic transfer
なお、本実施例の音響伝達特性測定装置1は、波面合成法を用い、マイクロホンアレイで収音された音を遠隔地のスピーカアレイで忠実に再生することによって臨場感を実現する音声コミュニケーションにシステムに利用することができる。本実施例の音響伝達特性測定装置1は、波面合成法によるフィルタを生成する際に必要となる伝達特性を求めるのに有用である。
The sound transfer
以下、図3、図4を参照して実施例2の音響伝達特性測定装置について説明する。図3は、本実施例の音響伝達特性測定装置2の構成を示すブロック図である。図4は、本実施例の音響伝達特性測定装置2の動作を示すフローチャートである。 Hereinafter, the acoustic transfer characteristic measuring apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the acoustic transfer characteristic measuring apparatus 2 of the present embodiment. FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the sound transfer characteristic measuring apparatus 2 of the present embodiment.
図3に示すように、本実施例の音響伝達特性測定装置2は、STSP信号計算部21と、スピーカアレイ12と、逆STSP信号計算部23と、マイクロホンアレイ14と、伝達特性推定値算出部15を含む。
As shown in FIG. 3, the acoustic transfer characteristic measuring apparatus 2 of the present embodiment includes an STSP
実施例1のSTSP信号計算部11、逆STSP信号計算部13は、本実施例においてSTSP信号計算部21、逆STSP信号計算部23に変更されている。このほかの構成は、実施例1と実施例2において共通するため説明を割愛する。
The
<STSP信号計算部21>
本実施例のSTSP信号計算部21は、時空間周波数領域での計算を行わずに、時空間領域STSP信号を直接計算してスピーカアレイから出力する(S21)。具体的には、STSP信号計算部21は、以下の式(9)により、時空間領域STSP信号を直接計算する。
<
The STSP
<逆STSP信号計算部23>
本実施例の逆STSP信号計算部23は、時空間周波数領域での計算を行わずに、時空間領域STSP信号に基づいて時空間領域逆STSP信号を直接計算する(S23)。より詳細には、逆STSP信号計算部23は、式(9)により計算した時空間領域STSP信号f(xi,tj)を時空間方向に反転したものを時空間領域の逆STSP信号とする。具体的には、逆STSP信号計算部23は、以下の式(10)により、時空間領域逆STSP信号を直接計算する。
<Inverse
The inverse STSP
本実施例の音響伝達特性測定装置2によれば、時空間周波数領域の計算を行わずに、実施例1と同様の効果を得ることができる。 上述の各種の処理は、記載に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。 According to the acoustic transfer characteristic measuring apparatus 2 of the present embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained without calculating the spatio-temporal frequency region. The various processes described above are not only executed in time series according to the description, but may also be executed in parallel or individually as required by the processing capability of the apparatus that executes the processes. Needless to say, other modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.
また、上述の構成をコンピュータによって実現する場合、各装置が有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。 Further, when the above-described configuration is realized by a computer, processing contents of functions that each device should have are described by a program. The processing functions are realized on the computer by executing the program on the computer.
この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等どのようなものでもよい。 The program describing the processing contents can be recorded on a computer-readable recording medium. As the computer-readable recording medium, for example, any recording medium such as a magnetic recording device, an optical disk, a magneto-optical recording medium, and a semiconductor memory may be used.
また、このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したDVD、CD−ROM等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させる構成としてもよい。 The program is distributed by selling, transferring, or lending a portable recording medium such as a DVD or CD-ROM in which the program is recorded. Furthermore, the program may be distributed by storing the program in a storage device of the server computer and transferring the program from the server computer to another computer via a network.
このようなプログラムを実行するコンピュータは、例えば、まず、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、一旦、自己の記憶装置に格納する。そして、処理の実行時、このコンピュータは、自己の記録媒体に格納されたプログラムを読み取り、読み取ったプログラムに従った処理を実行する。また、このプログラムの別の実行形態として、コンピュータが可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することとしてもよく、さらに、このコンピュータにサーバコンピュータからプログラムが転送されるたびに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。また、サーバコンピュータから、このコンピュータへのプログラムの転送は行わず、その実行指示と結果取得のみによって処理機能を実現する、いわゆるASP(Application Service Provider)型のサービスによって、上述の処理を実行する構成としてもよい。なお、本形態におけるプログラムには、電子計算機による処理の用に供する情報であってプログラムに準ずるもの(コンピュータに対する直接の指令ではないがコンピュータの処理を規定する性質を有するデータ等)を含むものとする。 A computer that executes such a program first stores, for example, a program recorded on a portable recording medium or a program transferred from a server computer in its own storage device. When executing the process, the computer reads a program stored in its own recording medium and executes a process according to the read program. As another execution form of the program, the computer may directly read the program from a portable recording medium and execute processing according to the program, and the program is transferred from the server computer to the computer. Each time, the processing according to the received program may be executed sequentially. Also, the program is not transferred from the server computer to the computer, and the above-described processing is executed by a so-called ASP (Application Service Provider) type service that realizes the processing function only by the execution instruction and result acquisition. It is good. Note that the program in this embodiment includes information that is used for processing by an electronic computer and that conforms to the program (data that is not a direct command to the computer but has a property that defines the processing of the computer).
また、この形態では、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより、本装置を構成することとしたが、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。 In this embodiment, the present apparatus is configured by executing a predetermined program on a computer. However, at least a part of these processing contents may be realized by hardware.
Claims (8)
複数のマイクロホンを直線状に配置してなるマイクロホンアレイと、
合成時の平面波の角度と周波数とが時間方向に変化する信号であるSTSP信号の時空間領域の表現である時空間領域STSP信号を計算して前記スピーカアレイから出力するSTSP信号計算部と、
前記時空間領域STSP信号に基づいて時空間領域逆STSP信号を計算する逆STSP信号計算部と、
前記マイクロホンアレイに収音される信号である入力信号と、前記時空間領域逆STSP信号に基づいて時空間音響伝達特性の推定値を算出する伝達特性推定値算出部と、
を含む音響伝達特性測定装置。 A speaker array in which a plurality of speakers are arranged in a straight line;
A microphone array in which a plurality of microphones are linearly arranged;
An STSP signal calculation unit that calculates a spatio-temporal region STSP signal that is a representation of the spatio-temporal region of the STSP signal that is a signal in which the angle and frequency of the plane wave at the time of synthesis change in the time direction, and outputs from the speaker array;
An inverse STSP signal calculator for calculating a spatiotemporal domain inverse STSP signal based on the spatiotemporal domain STSP signal;
An input signal that is a signal picked up by the microphone array, and a transfer characteristic estimated value calculation unit that calculates an estimated value of the spatiotemporal acoustic transfer characteristic based on the spatiotemporal domain inverse STSP signal;
An acoustic transfer characteristic measuring apparatus including:
Δωを時間周波数の増加量を調整するパラメータとし、Δkxを空間周波数の増加量を調整するパラメータとし、ω0を時間周波数の初期値を調整するパラメータとし、kx0を空間周波数の初期値を調整するパラメータとし、i,jは空間方向(スピーカ方向)xiおよび時間方向tjのインデックスを示すものとし、Nxをスピーカ・マイクロホン数とし、Ntを時間方向の信号長とし、
前記STSP信号計算部が、時空間領域STSP信号を
として計算し、
前記逆STSP信号計算部が、時空間領域逆STSP信号を
として計算する
音響伝達特性測定装置。 The acoustic transfer characteristic measuring device according to claim 1,
Δω is a parameter for adjusting the increase amount of the temporal frequency, Δk x is a parameter for adjusting the increase amount of the spatial frequency, ω 0 is a parameter for adjusting the initial value of the temporal frequency, and k x0 is an initial value of the spatial frequency. As parameters to be adjusted, i and j indicate indexes in the spatial direction (speaker direction) x i and time direction t j , N x is the number of speakers and microphones, N t is the signal length in the time direction,
The STSP signal calculator calculates a spatio-temporal region STSP signal.
Calculate as
The inverse STSP signal calculation unit calculates a space-time domain inverse STSP signal.
Sound transfer characteristic measuring device that calculates as
複数のマイクロホンを直線状に配置してなるマイクロホンアレイと、
合成時の平面波の角度と周波数とが時間方向に変化する信号であるSTSP信号の時空間周波数領域の表現である時空間周波数領域STSP信号を、時間周波数と空間周波数とが線形変化する条件で計算する時空間周波数領域STSP信号計算部と、
前記時空間周波数領域STSP信号に基づいて、前記STSP信号の時空間領域の表現である時空間領域STSP信号を計算して前記スピーカアレイから出力する時空間領域STSP信号計算部と、
前記時空間周波数領域STSP信号に畳み込むことでパルス信号を生成する信号である時空間周波数領域逆STSP信号を計算する時空間周波数領域逆STSP信号計算部と、
前記時空間周波数領域逆STSP信号に基づいて時空間領域逆STSP信号を計算する時空間領域逆STSP信号計算部と、
前記マイクロホンアレイに収音される信号である入力信号と、前記時空間領域逆STSP信号に基づいて時空間音響伝達特性の推定値を算出する伝達特性推定値算出部と、
を含む音響伝達特性測定装置。 A speaker array in which a plurality of speakers are arranged in a straight line;
A microphone array in which a plurality of microphones are linearly arranged;
A spatio-temporal frequency domain STSP signal, which is a representation of the spatio-temporal frequency domain of the STSP signal, which is a signal in which the angle and frequency of the plane wave at the time of synthesis change in the time direction, is calculated under the condition that the temporal frequency and the spatial frequency change linearly. A spatio-temporal frequency domain STSP signal calculator,
A spatio-temporal region STSP signal calculator that calculates a spatio-temporal region STSP signal that is a representation of the spatio-temporal region of the STSP signal based on the spatio-temporal frequency region STSP signal, and outputs the spatio-temporal region STSP signal from the speaker array;
A spatio-temporal frequency domain inverse STSP signal calculation unit for calculating a spatio-temporal frequency domain inverse STSP signal, which is a signal for generating a pulse signal by convolution with the spatio-temporal frequency domain STSP signal;
A spatio-temporal domain inverse STSP signal calculator that calculates a spatio-temporal domain inverse STSP signal based on the spatio-temporal frequency domain inverse STSP signal;
An input signal that is a signal picked up by the microphone array, and a transfer characteristic estimated value calculation unit that calculates an estimated value of the spatiotemporal acoustic transfer characteristic based on the spatiotemporal domain inverse STSP signal;
An acoustic transfer characteristic measuring apparatus including:
前記時空間周波数領域STSP信号計算部が、
kx,nを空間周波数とし、ωmを時間周波数とし、nを空間周波数kx,nのインデクスとし、mを時間周波数ωmのインデクスとし、Δωを時間周波数の増加量を調整するパラメータとし、Δkxを空間周波数の増加量を調整するパラメータとし、ω0を時間周波数の初期値を調整するパラメータとし、kx0を空間周波数の初期値を調整するパラメータとし、前記時空間周波数領域STSP信号を、
として計算する
音響伝達特性測定装置。 The acoustic transfer characteristic measuring device according to claim 3,
The spatio-temporal frequency domain STSP signal calculator is
k x, n is the spatial frequency, ω m is the time frequency , n is the index of the spatial frequency k x, n , m is the index of the time frequency ω m , and Δω is a parameter that adjusts the amount of increase of the time frequency. , Δk x is a parameter for adjusting the increase amount of the spatial frequency, ω 0 is a parameter for adjusting the initial value of the temporal frequency, k x0 is a parameter for adjusting the initial value of the spatial frequency, and the spatio-temporal frequency domain STSP signal The
Sound transfer characteristic measuring device that calculates as
前記伝達特性推定値算出部が、
2次元円状畳み込みを用いる方法、2次元線状畳み込みを用いる方法、円状畳み込みと線状畳み込みを組み合わせる方法、のいずれかにより時空間音響伝達特性の推定値を算出する
音響伝達特性測定装置。 The acoustic transfer characteristic measuring device according to any one of claims 1 to 4,
The transfer characteristic estimated value calculation unit
An acoustic transfer characteristic measuring apparatus that calculates an estimated value of a spatio-temporal acoustic transfer characteristic by any one of a method using a two-dimensional circular convolution, a method using a two-dimensional linear convolution, and a method combining a circular convolution and a linear convolution.
合成時の平面波の角度と周波数とが時間方向に変化する信号であるSTSP信号の時空間領域の表現である時空間領域STSP信号を計算して前記スピーカアレイから出力するSTSP信号計算ステップと、
前記時空間領域STSP信号に基づいて時空間領域逆STSP信号を計算する逆STSP信号計算ステップと、
前記マイクロホンアレイに収音される信号である入力信号と、前記時空間領域逆STSP信号に基づいて時空間音響伝達特性の推定値を算出する伝達特性推定値算出ステップと、
を含む音響伝達特性測定方法。 An acoustic transfer characteristic measurement method using a speaker array in which a plurality of speakers are linearly arranged and a microphone array in which a plurality of microphones are linearly arranged,
An STSP signal calculation step of calculating a spatio-temporal region STSP signal that is a representation of the spatio-temporal region of the STSP signal that is a signal in which the angle and frequency of the plane wave at the time of synthesis change in the time direction, and outputting from the speaker array;
An inverse STSP signal calculation step of calculating a spatiotemporal domain inverse STSP signal based on the spatiotemporal domain STSP signal;
A transfer characteristic estimated value calculating step for calculating an estimated value of a spatiotemporal acoustic transfer characteristic based on the input signal that is a signal collected by the microphone array and the spatiotemporal domain inverse STSP signal;
A method for measuring acoustic transfer characteristics including:
合成時の平面波の角度と周波数とが時間方向に変化する信号であるSTSP信号の時空間周波数領域の表現である時空間周波数領域STSP信号を、時間周波数と空間周波数とが線形変化する条件で計算する時空間周波数領域STSP信号計算ステップと、
前記時空間周波数領域STSP信号に基づいて、前記STSP信号の時空間領域の表現である時空間領域STSP信号を計算して前記スピーカアレイから出力する時空間領域STSP信号計算ステップと、
前記時空間周波数領域STSP信号に畳み込むことでパルス信号を生成する信号である時空間周波数領域逆STSP信号を計算する時空間周波数領域逆STSP信号計算ステップと、
前記時空間周波数領域逆STSP信号に基づいて時空間領域逆STSP信号を計算する時空間領域逆STSP信号計算ステップと、
前記マイクロホンアレイに収音される信号である入力信号と、前記時空間領域逆STSP信号に基づいて時空間音響伝達特性の推定値を算出する伝達特性推定値算出ステップと、
を含む音響伝達特性測定方法。 An acoustic transfer characteristic measurement method using a speaker array in which a plurality of speakers are linearly arranged and a microphone array in which a plurality of microphones are linearly arranged,
A spatio-temporal frequency domain STSP signal, which is a representation of the spatio-temporal frequency domain of the STSP signal, which is a signal in which the angle and frequency of the plane wave at the time of synthesis change in the time direction, is calculated under the condition that the temporal frequency and the spatial frequency change linearly. A spatio-temporal frequency domain STSP signal calculation step;
A spatio-temporal region STSP signal calculation step of calculating a spatio-temporal region STSP signal, which is a representation of the spatio-temporal region of the STSP signal, based on the spatio-temporal frequency region STSP signal and outputting from the speaker array;
A spatio-temporal frequency domain inverse STSP signal calculation step of calculating a spatio-temporal frequency domain inverse STSP signal that is a signal that generates a pulse signal by convolution with the spatio-temporal frequency domain STSP signal;
A spatio-temporal domain inverse STSP signal calculation step of calculating a spatio-temporal domain inverse STSP signal based on the spatio-temporal frequency domain inverse STSP signal;
A transfer characteristic estimated value calculating step for calculating an estimated value of a spatiotemporal acoustic transfer characteristic based on the input signal that is a signal collected by the microphone array and the spatiotemporal domain inverse STSP signal;
A method for measuring acoustic transfer characteristics including:
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