ディジタル信号処理を用いた無歪自由音場のリアルタイム制御

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本研究は、音の等ラウドネス特性(音の周波数が変化したとき、音の大きさが同じとなる音圧の周波数特性)を精密に計測するために不可欠な、極めて歪の少ない自由音場を発生させることを目的としたものである。そのために、ます、ラウドスピ-カ歪音の分析を行った。その結果、ラウドスピ-カの高調波歪は、時間と共に変動を示すものの、その変動は緩やかであることが明らかとなった。またその変動の主たる要因は、熱による特性の変化であることが推定された。したがって、音の等ラウドネス特性を測定する場合のように音が数秒間のバ-ストである場合には、歪は比較的定常で、再現性も良いことが明らかになった。このため、予め歪の大きさと位相を、全ての提示条件について求めておいて、歪の打ち消しは、これと大きさが同じで逆相の信号を出力するという、静的な方法について、まず検討した。その結果、第2次高調波から、第5次高調波までの高調波に対し、高調波のレベルが-15〜-35dBと高レベルである場合については、少なくとも20dB以上の打ち消し効果が得られることが明らかとなった。また、高調波レベルが-35dBより小さなレベルの場合には、打ち消しの大きさ10〜20dBとなることが明らかになった。以上の検討結果と、聴取実験の結果求められた聴覚系で知覚される歪成分の検知限とを比較したところ、今回用いたような静的な打ち消しでも、ほとんどの場合には検知限以下のレベルにし得ることが示された。しかし、周波数が63Hz以下の超低周波数域においては、打ち消し後も、歪の知覚検知限以下にするのは困難であった。したがって、現在、ラウドスピ-カの出力中に含まれる微少な歪成分を実時間で分析検出し、その打ち消しを動的に行うようなシステムの開発を進めている。