スぺクトル包絡に基づくパラメトリックスピーカの復調評価

摘要

Parametric loudspeakers with sharper directivity can reproduce audible sounds to a particular area. Parametric loudspeakers emit an intense amplitude modulated wave designed by modulating the ultrasound with the audible sound. The emitted amplitude modulated wave is demodulated into the original audible sound because of a nonlinear interaction in the air. Demodulation ratio depends on power spectrum and sound pressure of the demodulated sound. In other words, reproduction of accurate sound with parametric loudspeakers needs the sufficient demodulation distance. Demodulation is evaluated by sound pressure level of the demodulated sound. However, no criterion has been proposed for measuring the demodulation ratio in the past. We therefore propose criterion to measure of demodulation ratio based on spectral envelope which indicates a shape of power spectrum. As a result of the evaluation experiment, we confirmed the effectiveness of the proposed criterion. Moreover, we confirmed the demodulation ratio depends on the sub-band of the audible sound.%パラメトリックスピーカは超音波を搬送波とする振幅変調波を放射することで超指向性を実現し，大音圧で放射された振幅変調波は空気の非線形性で歪むことで振幅変調する際の可聴音に復調される.復調された可聴音の周波数特性や音圧は復調度に依存するため，パラメトリックスピーカで目的音を忠実に再生するには，放射された振幅変調波が空気中で十分復調される必要がある.従来では再生される可聴音の音圧のみで復調を評価していたが，再生音の周波数特性や音質による復調評価はこれまで行われていない.また復調度を表す指標も提案されておらず，パラメトリックスピーカを使用する際の最適な距離も明確ではない.そこで，本研究では再生音の周波数特性に着目し，その外形を示すスペクトル包絡に基づく復調評価指標を提案する.遠方の再生音は十分復調されると仮定し，遠方における再生音のスぺクトル包絡と，復調評価距離における再生音のスぺクトル包絡との相関により復調度を評価する.評価実験の結果，距離が離れるに応じて距離ごとの相関値が増加したことから，復調度を表す指標として有効であることを確認した.また提案指標の増加傾向が音響信号の周波数帯域で異なることから，復調が再生する周波数帯域に依存することを確認した.