(57)【要約】【課題】  演算によって得られた音量ではなく、状況に応じて実感される音量を体験しうる実感音量フィルタおよび音シミュレーションシステムを提供することを目的としている。【解決手段】  上記課題を解決するために、本発明に係る実感音量フィルタの代表的な構成は、住宅の音を体験するための実感音量フィルタ20であって、少なくとも音を体験したい部位の属性と、当該生活状況または音源の種類と、に応じた比率をあらかじめ格納した変換テーブル22と、前記音源から伝達される音量に対して前記比率を用いて実感音量を出力する演算手段21とを備えたことを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
住宅の音を体験するためのフィルタであって、
少なくとも音を体験したい部位の属性と、当該部位の生活状況または音源の種類と、に応じた比率をあらかじめ格納した変換テーブルと、
前記音源から伝達される伝達音量に対して前記比率を用いて実感音量を出力する演算手段とを備えたことを特徴とする実感音量フィルタ。
【請求項２】
住宅の音を評価するためのフィルタであって、
少なくとも音を評価したい部位の属性と、当該部位の生活状況または音源の種類と、に応じて、それぞれ多段階の閾値をあらかじめ格納した評価テーブルと、
前記音源から伝達される伝達音量に対して前記閾値を用いて評価を出力する演算手段とを備えたことを特徴とする実感音量フィルタ。
【請求項３】
前記部位の属性とは、住宅の部屋の予定された役割であることを特徴とする請求項１または２に記載の実感音量フィルタ。
【請求項４】
前記生活状況とは、時間帯、季節、もしくは天気であることを特徴とする請求項１または２に記載の実感音量フィルタ。
【請求項５】
前記音源の種類は複数であって、前記比率は同時に存在する前記複数の音源のそれぞれに対する比率であることを特徴とする請求項１または２に記載の実感音量フィルタ。
【請求項６】
住宅の音をシミュレーションするシステムであって、
設定した少なくとも一つの音源に対し、音を体験したい部位に伝達される伝達音量を算出する音量算出手段と、
少なくとも前記部位の属性と、当該部位の生活状況または音源の種類と、に応じた比率を格納した変換テーブルと、
前記伝達音量に対して前記比率を用いて実感音量を算出する演算手段と、
少なくとも前記実感音量を表現する表現手段と、
を備えたことを特徴とする音シミュレーションシステム。
【請求項７】
前記表現手段は、少なくとも前記実感音量を画像または再生音によって表現することを特徴とする請求項６記載の音シミュレーションシステム。
【請求項８】
前記表現手段は、前記実感音量と伝達音量とを、切り替えて表現可能であることを特徴とする請求項６記載の音シミュレーションシステム。
【請求項９】
住宅の音をシミュレーションするシステムであって、
設定した少なくとも一つの音源に対し、音を評価したい部位に伝達される伝達音量を算出する音量算出手段と、
少なくとも前記部位の属性と、当該部位の生活状況または音源の種類と、に応じて、それぞれ多段階の閾値をあらかじめ格納した評価テーブルと、
前記伝達音量に対して前記閾値を用いて評価を出力する演算手段と、
少なくとも前記評価を表現する表現手段と、
を備えたことを特徴とする音シミュレーションシステム。
【請求項１０】
前記表現手段は、少なくとも前記評価を画像によって表現することを特徴とする請求項９記載の音シミュレーションシステム。
【請求項１１】
前記表現手段は、前記評価を表現した画像と、
前記伝達音量を部位の属性、当該部位の生活状況または音源の種類によらず一律に評価して表現した画像とを、
併記もしくは切り替えて表現可能であることを特徴とする請求項９記載の音シミュレーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、住宅内の所望の部位において伝達される音を再現するに際し、生活する人の実感に近い体験を可能とするための実感音量フィルタおよび音シミュレーションシステムに関するものである。
【０００２】
本発明においてフィルタとはデータを所定の規則に基づいて変換処理するものをいい、当該変換処理を行うことをフィルタをかけるという。
【背景技術】
【０００３】
従来から、音の伝達や反響については、住宅の騒音からコンサートホールの設計に至るまで、さまざまなシミュレーション計算の手法が提案されている。特に住宅においては、窓や壁、ドアなどの構造体の遮音性能を体験することが主目的とされ、再現性を高めるためのさまざまな工夫がなされてきた。そして計算によって伝達される音を算出し、スピーカーやヘッドホンなどにより再生したり、間取りを区分けするなどによって視覚的に再現したりしていた。
【０００４】
特開平０４−２２１９８６号公報（特許文献１）は、防音壁の性能を体験することを目的とした装置について提案されており、騒音室の周囲を非防音壁、弱防音壁、注防音壁、共防音壁によって被覆し、それぞれの壁から伝達される騒音レベルを対比して体験可能としたものである。
【０００５】
特開平０９−０７３２６４号公報（特許文献２）は、注目騒音と暗騒音を重ねて体験するシミュレーション装置に関し、イコライザにより注目騒音および暗騒音を合成し、合成された注目騒音および暗騒音をスピーカーにより出力することにより、暗騒音専用のスピーカーを新たに設ける必要がなくなり、コストを低減することができるとしている。
【０００６】
特開平０９−３２５６７６号公報（特許文献３）は、同様にイコライザにより注目騒音および暗騒音を合成することにより暗騒音専用のスピーカーを不要とするものであるが、さらに複数のスピーカーを設けることにより注目騒音および暗騒音を所望の方向から到来させることができるとしている。
【０００７】
特開平１１−２２４２７３号公報（特許文献４）は、構造体の遮音性能の体験、評価するためのシステムに関する。具体的には、住宅の各区画部材に関する情報、各部屋に関する情報、および聞きたい騒音源の種類・位置、障壁の位置・高さと騒音の聞こえ具合を体験したい部屋を平面図上で指定し、次に、入力された情報から各区画部材の遮音性能、音の経路毎の距離減衰・障壁減衰を計算し、最後に計算結果に基づき、騒音をスピーカやヘッドホーンなどから音として出力することにより、騒音源と受音位置の間に設けた障壁の効果、障壁による反射音の影響をリアルに体験可能としている。
【０００８】
【特許文献１】特開平０４−２２１９８６号公報
【特許文献２】特開平１１−２２４２７３号公報
【特許文献３】特開平０９−０７３２６４号公報
【特許文献４】特開平０９−３２５６７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、住宅の設計に際して音の伝達を考えた場合、ただむやみに遮音すればそれがよいというわけではない。例えば、居間にいながら台所にいる家族と会話したい場合もあれば、子供部屋の様子をうかがいたい場合もあり、また部屋を越えて呼びかけたい場合もある。すなわち、音量（音圧）としては同程度であっても、音源の種類によって音の伝達の程度に配慮すべきである。
【００１０】
その一方で、このように部屋間での会話を可能としたいという面もあるが、部屋や玄関で会話をしているとき、またはテレビを見ているときなどに、他の部屋の会話や物音が邪魔になるほどに聞こえてくるのでは問題がある。すなわち、複数の部位からの音の減衰の程度の関係や、音の伝達の許容範囲を探る必要もある。
【００１１】
さらには、単なる騒音にすぎない屋外の交通音や、できることなら聞きたくないトイレでの行為音など、単純に遮音されているほど望ましい音もある。聞きたくない音ほど気になるものであるから、このことを考慮して音の伝達を考える必要がある。
【００１２】
また、全く同じ音量が伝達されていたとしても、例えば昼と夜とでは暗騒音が異なり、さらに起きているか寝ようとしているかなど、状況によっても音の聞こえ方は異なってくる。このように、実際の生活状況をも考慮に入れる必要がある。
【００１３】
従来の騒音シミュレーションシステムにおいて、騒音をスピーカーによって再生した場合、実際の生活状況が伴わず、かつ再生音に注意して聞くため、実際許容範囲の音以下の音であってもうるさいと感じてしまう。このため、騒音シミュレーションは顧客の安心を得ることを目的とする場合が多いが、逆効果を及ぼすおそれがある。
【００１４】
そこで本発明は、音源から伝達された音量（伝達音量）ではなく、状況に応じて実感される音量（実感音量）を体験しうる実感音量フィルタおよび音シミュレーションシステムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明に係る実感音量フィルタの代表的な構成は、住宅の音を体験するためのフィルタであって、少なくとも音を体験したい部位の属性と、当該部位の生活状況または音源の種類と、に応じた比率をあらかじめ格納した変換テーブルと、前記音源から伝達される伝達音量に対して前記比率を用いて実感音量を出力する演算手段とを備えたことを特徴とする。生活状況や音源の種類に応じて、伝達される音量を強調し、または減衰させて表現することにより、聞きたい音と聞きたくない音を考慮した、実感される音量に近い音の伝達を体験することができる。
【００１６】
また、上記課題を解決するための、本発明に係る実感音量フィルタのもう一つの代表的な構成は、住宅の音を評価するためのフィルタであって、少なくとも音を評価したい部位の属性と、当該部位の生活状況または音源の種類と、に応じて、それぞれ多段階の閾値をあらかじめ格納した評価テーブルと、前記音源から伝達される伝達音量に対して前記閾値を用いて評価を出力する演算手段とを備えたことを特徴とする。生活状況や音源の種類に応じて、伝達される音量の評価を異ならせることにより、実感される音量に則した評価を提示することができる。
【００１７】
前記部位の属性とは、住宅の部屋の予定された役割である。すなわち、部位とは部屋を単位として考慮することが現実的かつ簡便であり、また居間や寝室といった部屋の役割を考慮することにより、要求される音の伝達の程度も考慮することができる。
【００１８】
前記生活状況とは、時間帯または季節、もしくは天気であることを特徴とする。昼と夜、または窓やドアの開放度に関与する季節、雨音などの暗騒音に関与する天気など、状況を考慮した音の伝達の程度を考慮することができる。
【００１９】
前記音源の種類は複数であって、前記比率は同時に存在する前記複数の音源のそれぞれに対する比率であることを特徴とする。複数の音源を同時に考慮することにより、聞きたい音と聞きたくない音が同時に生じているという現実に近い状態を体感し、部屋間の音の減衰の程度や許容範囲を探ることが可能となる。
【００２０】
また本発明にかかる音シュミレーションの代表的な構成は、住宅の音をシミュレーションするシステムであって、設定した少なくとも一つの音源に対し、音を体験したい部位に伝達される音の伝達音量を算出する音量算出手段と、上記実感音量フィルタと、少なくとも前記実感音量または評価を表現する表現手段と、を備えたことを特徴とする。上記特徴を有するフィルタを備えていることにより、実感に近い音量を体験し、または評価を提示することができる。
【００２１】
前記表現手段は、前記実感音量または評価を、再生音または画像によって表現することができる。聴覚だけでなく視覚によって表現することにより、対比して検討することが容易となる。なお、複数音源に基づく実感音量の表現には再生音が適しており、評価の表現には画像が適している。
【００２２】
また前記表現手段は、前記伝達音量と実感音量とを、併記もしくは切り替えて表現可能であることが望ましい。フィルタをかけることはまがりなりにも恣意的にデータを変更するものであるから、体験者の理解を得る必要があるからである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、音シミュレーションにおいて、聞こえるか聞こえないかではなく、音を評価したい部位の属性、音源の種類、生活状況などの要素に応じて、うるさいかうるさくないかを体験することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
［第一実施例］
本発明に係る実感音量フィルタおよび音シミュレーションシステムの第一実施例について説明する。なお、実感音量フィルタは音シミュレーションシステムに包含されるため、以下にあわせて説明する。図１は本実施例に係る音シミュレーションシステムの構成図、図２は各テーブルのデータ構造を説明する図、図３は表現手段による画像出力例を説明する図である。
【００２５】
図１に示すように、本実施例に係る音シミュレーションシステム１は、各種音源の音を格納している音源テーブル10、構造体伝達率テーブル11、音量算出手段12、生活状況をインデックス化した状況テーブル13、実感音量フィルタ20、表現手段30を備えている。実感音量フィルタ20は、実感音量を算出する演算手段21、変換テーブル22、評価テーブル23を備えている。また表現手段30は、実感音量を再生する音声再生手段としてのヘッドホン31、画像を表示する画像表示手段としてのモニタ32を備えている。また、体験者またはオペレータから操作される入力インターフェース２を備えている。
【００２６】
入力インターフェース２からは、音を体験したい部位と、音源の組合せ、生活状況、対象となる家の間取りのデータが入力される。これらの要素は、システムが準備するリストから選択する方式とすることが望ましい。部位とは、本実施例においては便宜のため部屋を単位として説明するが、特に間仕切りの少ない住宅をモデルとする場合などには、同一部屋内にも複数箇所の部位を設定することができる。
【００２７】
音源テーブル10は、各種音源の音をサンプリングしたデータと、音量とを格納している。音量は伝達後の伝達音量を算出するために使用され、サンプリングデータは体験者に聞かせるために前記算出した伝達音量で再生するために格納されている。構造体伝達率テーブル11は住宅の各構造体の音伝達率を格納しており、入力インターフェース２から入力された間取りデータに対して各構造体の音伝達率を適用し、音源から体験部位まで到達される伝達音量を算出するために使用される。
【００２８】
音量算出手段12は、所定の音源から指定された部位に伝達される伝達音量（音圧）を算出するために使用される。伝達音量は、入力インターフェース２から指定された複数の音源について算出を行う。また、後述する画像表示のために、住宅内の各部位に伝達される伝達音量について計算する。
【００２９】
状況テーブル13は、生活状況をインデックス化して格納しており、図２（ｂ）に示す例においては、昼と夜を生活状況として設定している。生活状況の他の例としては、食事中、団欒中、勉強中、就寝時などがあり、必要に応じて様々な内容を項目として設定することができる。
【００３０】
変換テーブル22は、図２（ａ）に示すように、住宅内の部位の属性と、生活状況、および音源の種類の組合せに応じて、当該部位以外の各音源から伝達される音に対する比率を格納している。部位の属性とは、住宅の部屋の予定された役割であって、例えば玄関、居間、トイレなどである。音源の種類とは部位の属性と密接に関連し、玄関であれば会話音、居間であれば会話音やテレビの音、トイレであれば行為音や水音、屋外であれば交通音などである。音源の種類は必要に応じて適宜設けることでよく、同一の部位から発せられる異なる音を別種類の音源と設定してもよい。
【００３１】
変換テーブル22において、音源の種類は、音源の組合せとして格納されている。組合せには、単独の場合も含まれる。ここで、音源の組合せを特定するために、単独の場合を含む全ての組合せパターンについてインデックス化することでもよい。
【００３２】
変換テーブル22に格納される比率は、音源の組合せに応じて、各音源から伝達される伝達音量に対する比率である。音源の組合せを考慮するのは、単独で聞いた場合と、聞きたい音と聞きたくないとが合わさった場合とでは、実感としての評価が異なってくるためである。本実施例において比率は音圧（Ｐａ：パスカル）に対して積算する比率である。音量算出手段12から渡される伝達音量がデシベルである場合には、これに対して加減算するデシベルの差分を比率として格納することでもよい。ただしデシベルの差分は比に対して非線形に変化し、変換テーブル22の修正が困難となるため、音圧に対する比率の方が好ましい。
【００３３】
ここで比率は、聞きたい音に関しては小さい比率、聞きたくない音については大きい比率が設定されている。その意味するところは、例えば屋外の交通音が聞きたくない音であるとすれば、算出された伝達音量よりも大きくすることにより、実感としては気になってしまう交通音を強調することが可能となる。同様に、例えば居間にいて台所との会話が聞きたいとすれば、台所から伝達される音量を算出された伝達音量よりも小さくすることにより、実感としては不足しがちな音量（実感音量）を体験することが可能となる。これらの比率の具体的な数値は、例えばアンケートや感応試験などにより実際に居住している住人から得られた情報に基づいて定めることができる。
【００３４】
評価テーブル23は、図２（ｃ）に示すように、本実施例では一組の多段階の閾値によって構成されており、一般的な騒音の評価として知られる値に準じている。図の値を例として説明すれば、変換した実感音量が20ｄＢであれば「極めて静か」であり、40ｄＢであれば「静か」、60ｄＢなら「普通」、80ｄＢなら「うるさい」という評価になる。図においては単位をデシベル（ｄＢ）として表記しているが、音圧（Ｐａ）を用いて閾値を設定してもよい。なお、デシベルＬは、音圧をP1、基準音圧(20μPa)をP0とすると、Ｌ＝10log10(P1/P0)2で与えられる。
【００３５】
演算手段21は実感音量を算出するものである。演算手段21は、入力インターフェース２から入力された音源の組合せと生活状況に基づき、音量算出手段12から渡された伝達音量（音圧）に対し、変換テーブル22を参照して比率を掛け合わせる。ここで、後述する画像表示のために、各音源から住宅内の各部位へ伝達される音圧に対して演算を行う。この場合、変換テーブル22において音源の組合せは１種類に定まり、住宅内の部位の数に応じたレコードを参照することとなる。そして、各レコードにおいて音源の種類に応じて比率を参照して演算を行う。
【００３６】
そして演算手段21は、入力インターフェース２から入力された体験したい部位について、表現手段30のヘッドホン31から音を再生する。このとき、各音源について音源テーブル10に格納されたサンプリングデータを、変換された実感音量によって、重畳して再生する。これにより体験者は、生活状況や音源の種類に応じて、伝達される伝達音量を強調し、または減衰させて表現することにより、聞きたい音と聞きたくない音を考慮した、実感される音量に近い音の伝達を体験することができる。このため、伝達されてくる音が実生活において許容できるか否かの的確な判断が可能となる。
【００３７】
また演算手段21は、モニタ32により、住宅内の各部位にどの程度の音が伝達されているかについて画像表示を行う。そのためにまず演算手段21は、住宅内の各部位において、演算した実感音量を合成する。そして、合成音量の値について評価テーブル23を参照し、「うるさい」〜「極めて静か」までの評価に変換する。そして得られた評価に従い、図３に示すように間取り図を区分けして視覚的に表示する。区分けした領域は、色を塗り分けたり、数値や文字を付記することでも評価を表現することが可能である。
【００３８】
図３に示すのは、１Ｆの居間１と食堂に音源がある場合における、１Ｆおよび２Ｆの音の伝達の様子を表現したものである。２Ｆの寝室に表示したヘッドホンのマークは、この場所における実感音量をヘッドホン31から再生していることを示している。ただし、画像表示の区分けは住宅全体について行っているため、入力インターフェース２から入力された体験部位の情報は利用されない。
【００３９】
このように、評価を用いて画像表示を行うことにより、音が聞こえるか聞こえないかではなく、うるさいかうるさくないかを体験することが可能となり、実生活において許容できるか否かの的確な判断が可能となる。特に実感音量を用いて評価を行うことにより、音を評価したい部位の属性、音源の種類、生活状況などの要素に応じた評価を提示することができる。
【００４０】
なお、上記の如き利点、効果を備えた実感音量フィルタ20および音シミュレーションシステム１であるが、実感音量フィルタ20を介さない伝達音量を切り替えて再生可能とし、同様に実感音量フィルタ20を介さない伝達音量に対する評価の画面表示を併記または切り替えて出力可能とすることが望ましい。フィルタをかけることはまがりなりにも恣意的にデータを変更するものであるから、体験者の理解を得る必要があり、また却って実感音量フィルタ20の趣旨の理解が進むことにより音の体験を有益なものとすることができるからである。
【００４１】
なお、本実施例においては、実感音量フィルタ20において、住宅内の部位の属性と、生活状況、音源の組合せに応じて、比率をかけて実感音量を演算するよう説明した。しかし、例えば音源の種類のみによってもよいし（例えばトイレは強調し、台所は減衰させる）、生活状況のみによってもよい（例えば夜は強調し、昼は減衰させる）。この場合、変換テーブル22において項目数を減少させることが可能となる。
【００４２】
［第二実施例］
本発明に係る実感音量フィルタおよび音シミュレーションシステムの第二実施例について説明する。図４は本実施例に係る音シミュレーションシステムの構成図、図５は評価テーブルのデータ構造を説明する図であって、上記第一実施例と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００４３】
上記第一実施例においては、変換テーブル22に格納された比率を用いることにより、音量算出手段12から算出された伝達音量を実感音量に変換し、再生および画像表示を行っていた。これに対し本実施例は、伝達音量を変換することなく、評価テーブルに格納した閾値によって、評価を実感に近づけるものである。
【００４４】
図４に示す音シミュレーションシステム１において、実感音量フィルタ20には変換テーブル22を設けておらず、評価テーブル24と演算手段21のみが備えられている。評価テーブル24は、本実施例では住宅内の部位の属性と、生活状況、音源の組合せに応じて、それぞれ多段階の閾値をあらかじめ設定している。
【００４５】
上記第一実施例と同様に音量算出手段12が所定の音源から指定された部位に伝達される伝達音量（音圧）を算出すると、演算手段21は住宅内の各部位において渡された伝達音量を合成する。そして合成音量の値について、入力インターフェース２から入力された音源の組合せと生活状況に基づいて評価テーブル24を参照し、「うるさい」〜「極めて静か」までの評価に変換する。そして得られた評価に従い、図３に示したように間取り図を区分けして視覚的に表示する。また、表現手段30としてプリンタ33を用いて、紙などに印刷出力することでもよい。
【００４６】
このように、評価を用いて画像表示を行うことにより、音が聞こえるか聞こえないかではなく、うるさいかうるさくないかを体験することが可能となり、実生活において許容できるか否かの的確な判断が可能となる。特に音を評価したい部位の属性、音源の種類、生活状況などの要素に応じて伝達される音量の評価を異ならせることにより、実感される音量に則した評価を提示することができる。また変換テーブルが不要となるため、システム構成の簡略化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
音シミュレーションの結果を実感に則したものに変換するフィルタとして、および実感に近い体験を可能とするシミュレーションシステムとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】第一実施例に係る音シミュレーションシステムの構成図である。
【図２】各テーブルのデータ構造を説明する図である。
【図３】表現手段による画像出力例を説明する図である。
【図４】第二実施例に係る音シミュレーションシステムの構成図である。
【図５】評価テーブルのデータ構造を説明する図である。
【符号の説明】
【００４９】
１    …音シミュレーションシステム
２    …入力インターフェース
10    …音源テーブル
11    …構造体伝達率テーブル
12    …音量算出手段
13    …状況テーブル
20    …実感音量フィルタ
21    …演算手段
22    …変換テーブル
23    …評価テーブル
24    …評価テーブル
30    …表現手段
31    …ヘッドホン
32    …モニタ
33    …プリンタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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