Impedance of wall enclosing a listening room is one of the major factors that determine the sound quality. Therefore, to improve the acoustic environment of a listening room, it is important to accurately identify the impedance of the material forming the wall. The impedance tube technique is a well-known standard method for measuring impedance. This technique, however, requires a specimen of a wall installed in the impedance tube, and only the impedance corresponding to normal incidence can be measured. Since sound can impinge from various directions inside a room, the impedance estimated by the tube technique cannot represent the actual impedance in a practical situation. In order to circumvent this problem, various in-situ measurements have been proposed, but most of conventional techniques have problems such as source singularity or inaccurate separation of the incident wave and reflected wave. In this research, the impedance is directly estimated in an enclosed space using a circular equivalent source method, which can reconstruct a local sound field from the measurement by a microphone array. The sound pressure and velocity fields on the wall surface are reconstructed by the equivalent source method, and the surface impedance is estimated from the reconstructed sound field. The feasibility of the proposed method is validating using 2D sound field simulation, and the conditions for accurate impedance prediction, such as microphone and equivalent source configurations, are investigated to provide a guideline for successive acoustic impedance estimation an enclosed space.
방을 이루고 있는 벽면의 임피던스는 방 내부의 음향 환경을 결정하는 요인 중 하나이다. 청취실의 음향 환경 개선을 위해서는 청취실 벽의 임피던스를 추정하고, 적절한 흡음재 등을 설치하는 것이 필요하다. 전통적인 벽면의 임피던스를 추정하기 위한 방법으로는 임피던스 관을 이용한 방법 등이 있다. 하지만, 임피던스 관을 이용한 방법의 경우 벽면의 시료가 필요하며, 음파가 반사면에 수직으로 입사할 때의 임피던스만 추정이 가능하므로, 다중 반사로 인해 여러 방향의 입사 각도가 형성되는 방의 임피던스를 추정한다고 보기 어렵다. 이 문제를 해결하기 위해 청취실에 설치된 상태에서 벽면의 임피던스를 직접 추정하는 현장 추정 방법들이 제안되어 왔다. 본 연구에서는 닫힌 공간의 국부적인 영역에서 음장을 복원할 수 있는 기법인 등기음원법을 사용하여 임피던스를 현장 추정하는 방법을 제안한다. 제안 기법은 원형 마이크로폰을 사용하여 실내의 음장을 측정한 뒤, 등가음원법으로 국부적인 벽면에서의 음압과 입자속도를 예측하며, 이로부터 닫힌 공간에서의 벽면의 임피던스를 직접 추정한다. 2차원 모의 실험을 통해 제안 방법을 검증하였으며, 마이크로폰의 배치와 마이크로폰 어레이의 반지름 등 여러 변수 변화에 따른 임피던스 추정 오차를 분석하여, 정확한 임피던스 추정을 위한 필요 조건에 대해 살펴보았다.
