『鐘鼓樓』⑥用多通道声场再现系统评估材料的吸声特性。
导读：多通道声场再现系统被用作声学材料的吸声特性的测量系统。所使用的名为“音桶”的系统在约8m3的桶中具有96个通道均匀分布的扬声器，并采用边界表面控制原理工作，该原理通过复制任意封闭区域表面的压力分布来再现任何声场。声桶中的重现声场大约在木桶内直径为0.4m的球体上。本研究针对随机发生条件，用逆滤波器矩阵处理的不相关噪声用作测量信号。因此，该条件等同于声学材料暴露于来自各个方向的不相关的噪声，而不会产生不希望的外壳效果。首先，通过称为UAD的指标（波达方向均匀性）来测量再现场中的各向同性程度，该指标评估声强方向的均匀性。结果表明，与常规混响室相比，采用逆滤波器的方法尤其在低频时具有优越性。然后通过现场两个传声器方法测量小尺寸玻璃纤维（例如0.3x0.3m2）的吸声系数，与常规测量方法获得的典型系数相比，结果显示出合理的值。这些表明所提出方法的有效性和可能性。另外，所提出的方法可以再现声音对材料的任何期望的条件，例如从多个方向的倾斜和同时入射，所提出的方法有望在这种特殊条件下实现稳定的测量。
介绍：近年来在声场再现系统中采用了几种技术来实现更好和更精确的效果。此项研究使用称为Sound Cask的96声道扬声器系统，其基于边界面控制原理再现声音。该系统最初旨在通过连接多个木桶来实现具有普通混响和声环境的远距离对话、会议或合奏。此外，该系统还具有高度逼真的沉浸式声场再现设备的功能。
在这项研究中，再现系统模拟了所需的实验条件。只要系统能够正确再现环境和条件，传统的实验室（如消声、混响和其他）就可以用相当小的系统代替。作为一项基本试验，音桶的目标是随机入射声学材料，在此进行了吸声系数的原位测量，并将结果与常规混响室法进行了比较。
在混响室中测量的吸声系数被认为是随机入射吸收系数的可测量且近似的值，并且在实际条件下经常作为合理值采用。但是，由于该方法使用随机信号进行激励，混响室的扩散性和其他几种条件可能会引起该系数具有较大的变化。而且，该方法需要相当大的面积的材料样本。
将声场再现系统引入吸声系数测量的便利性可以列举如下：
可以避免声源位置而导致的特定声模态的影响；
较小的空间和较小的面积就足够了；
不仅可以再现随机事件，还可以再现特定条件。
较小的面积和可靠的结果对于开发用于特定位置（例如车厢）的新型声学材料非常有用。本报告的主题假设如下。
再现系统是否合理地再现了随机入射条件？
与混响室法相比，测量的系数是否合理？
用于模拟随机入射条件的实际问题的提取。
吸声系数通过命名为EA-Noise的方法进行计算，该方法可估算材料正前方的材料阻抗。
多通道声场再现系统：音桶
图显示了“音桶”的外观，该音桶在大约8立方米的九边型横截面内有96个扬声器。内表面覆盖有约120mm厚度的吸音材料，以减少声模态的不利影响。与标准的吸声系数测量所需要的混响室相比，木桶内部的声场体积要小得多。应用边界表面控制原理在木桶内产生所需的声场。图所示的C80富勒烯型八十通道麦克风阵列用于定义再现区域，该区域为0.4m左右的直径圆形区域。测量了80个麦克风和96个扬声器的所有组合的脉冲响应，并通过一般的逆矩阵以适当的正则化来计算逆滤波器。
声场各向同性评估
图显示了测得的UAD（波达方向均匀性），在所有频率和相干噪声下获得最低值。相反，不相关的噪声产生较高的值。而且，逆滤波器矩阵有效地消除了桶内声模态的不可避免的影响，并在800Hz以下获得了最大值。与混响室相比，较高的值表明了所提出方法的“随机性更大”的可能性，特别是在低频范围内。
吸声系数测量
测量结果：上图显示了结果。将获得的吸声系数与128个样本（频率仓）宽度进行滑动平均。作为参考，还示出了通过混响室法的吸声系数，以及来自文献的典型数据。无法观察到材料尺寸的本质差异，这意味着在减小材料尺寸的情况下进行可靠测量的可能性。所获得的系数显示出与常规混响室方法的分离，在600至900Hz处具有松散的峰值，有必要进一步考虑。同时，上图的参考值所示，该峰值可能是多孔材料的典型峰值，其中峰值在630至850Hz处可见，这些结果再次表明了该方法的可能性。
总结：提出了多通道声场再现系统在吸声系数测量中的应用。所采用的边界表面控制原理和方法，基本上不取决于扬声器的特性和布置，因为引入逆滤波器可以抵消再现设备的任何特性。在此报告中，目标是声音随机入射到材料中，需要进一步检测例如随机入射吸声系数和获得值之间的关系。但是，由于可以再现任何类型的入射条件，因此可以期待得到广泛的应用。
本文摘自日本九州大学设计学院发表的研究报告。