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帯域別の減衰と吸音

部屋はどの周波数でも同じように鳴るわけではありません。残響時間を帯域ごとに測ると、尾はほぼ必ず平坦ではありません。多くの部屋は高域を素早く手放し、低域を抱え込みます。帯域別の見方は、その周波数依存性を可視化する場所です。

帯域別 RT60

帯域別の減衰は、周波数帯域ごとに別々に測った残響時間で、ふつう 125・250・500・1000・2000・4000 Hz 以上を中心とするオクターブ帯域です。信号全体で 1 つの RT60 ではなく、帯域ごとに RT60 が得られ、部屋の響きがスペクトルにわたってどう変わるかが見えます。

典型的な形は高域のロールオフです。上は短い RT60、下は長い RT60。2 つの物理が働きます。

  • 空気吸収。 高域は距離とともに空気そのものへエネルギーを失いますが、低域はほとんど失いません。大きな部屋ではこれだけで高域の尾が目立って短くなります。
  • 面のふるまい。 柔らかく多孔質な素材 — カーペット、カーテン、フォーム、布張り、人 — の多くは高域を効率よく吸音しますが、低域にはほぼ透明です。低域のエネルギーは通り抜けて跳ね返り続けます。

その結果、低域が最も遅く減衰します。これが未処理の部屋が「ブーミー」に聞こえる理由であり、低域の吸音(バストラップ)が部屋の処理で最も難しい理由です。

ROOM · IMPULSE RESPONSEIDLE
インパルス応答 — 部屋はどう減衰するか

シューボックス寸法から合成した室内インパルス応答を、dB のエネルギー減衰として表示します。部屋を広げる・吸音を下げると残響が伸び、RT60(60 dB 減衰までの時間)も伸びます。再生でその部屋の手拍子を試聴できます。

部屋の大きさ
7 m
吸音
0.16

吸音係数

吸音は、面が反射ごとに取り除く音響エネルギーの割合で、0(完全反射)から 1(完全吸音)まで、ここでは帯域ごとにパーセントで報告します。減衰の素材側の対応物です。ある帯域で吸音が高いと、その帯域の RT60 は短くなります。

低域の吸音高域の吸音
塗装コンクリート、ガラス非常に低い非常に低い
木、石膏ボード低い低〜中
カーペット、カーテン低い中〜高
吸音フォーム、ミネラルウール

右 2 列の傾向に注目してください。日常的な素材の多くは左(低域)から右(高域)へと上がります。低域も高域も均等に吸音する面はまれで高価です。だからこそ実際の帯域別カーブは傾きます。

帯域表の読み方

  • 急な高域ロールオフ(高域が低域よりずっと速く減衰)→ 柔らかく吸音的な面。多くは小さめの家具のある部屋。暖かく聞こえるが、低域が非常に長いとブーミーになりうる。
  • 平坦な帯域(すべての周波数が同じように減衰)→ 硬く反射的な面。多くは大きく何もない空間。明るく「ライブ」に聞こえる。
  • 1 つの帯域だけ突出→ 共鳴、またはその範囲だけ反射的な面。

帯域別の減衰は「この部屋はブーミー/明るい」を、指し示せるものに変えます。帯域は部屋がスペクトルの「どこ」で乱れているかを教え、それは部屋を処理するために必要な情報です。

libsonare が帯域別プロファイルをどう導くか

libsonare は(場合によってはブラインドで復元した)インパルス応答をフィルタバンクでオクターブ帯域に分割し、広帯域 RT60 と同じエネルギー減衰曲線の当てはめを各帯域に行って帯域別の残響時間を作ります。その帯域 RT60 と推定容積からサビーンの関係を逆に解き、帯域ごとの実効吸音係数を求めます。これが吸音の列です。帯域は独立に推定されるため、ノイズが多い・残響の乏しい録音では、個々の帯域が広帯域の数値より不確かになることがあります。1 つの帯域に細かい意味を読み込む前に信頼度スコアを確認すべきもう 1 つの理由です。

関連: 残響時間(RT60 と EDT), 部屋の形状と容積, 逆問題による部屋推定, 音響解析