Comparison of Methods for Measuring Reverberation Time

Several methods for measuring reverberation time in rooms have been compared to check the repeatability limits of interrupted noise methods and of methods using the integrated impulse response, and to determine the requirements for the methods to be set in the international measurement standards. Generally, all methods are state-of-the art and qualified for standardization. The restrictions on the use of integrated impulse methods include guidelines for the temporal limitation of the impulse response depending on the evaluation range of the decay curve. A simple rule relates the required length of the impulse response to the lower limit of the regression slope of the decay curve. The interrupted noise methods should preferably be based on ensemble averaging. Formula for estimating the measurement uncertainty of ensemble-averaged interrupted random noise decay curves are given. The time and effort to be spent, and hence the cost of the measurements, are comparable in the case of broad-band interrupted noise measurements and methods using band-limited impulses. The most powerful impulse method is the one using broad-band pseudorandom sequences with subsequent Hadamard transformation, digital filtering and reverse-tune integration. When this method and phase-locked averaging are applied, even signals below the background noise level can be used for reverberation time measurement.

Zusammenfassung

Es wurden mehrere Verfahren zur Messung der Nachhallzeit in Raumen verglichen, um die Wiederholbarkeit von Methoden mit abgeschaltetem Rauschen bzw. von Methoden mit integrierter Impulsantwort zu ermitteln und um Vorschläge für die erforderlichen Spezifikationen der Meßverfahren in internationalen Meßnormen machen zu können. Im großen und ganzen sind alle Meßverfahren Stand der Technik und zur Normung geeignet. Die Einschränkungen für den Einsatz der integrierten Impulsantwort beinhalten Leitlinien für die zeitliche Begrenzung der Impulsantwort, abhängig vom Auswertebereich der Nachhallkurve. Eine einfache Regel stellt den Zusammenhang her zwischen der benötigten Länge der Impulsantwort und dem unteren Stützwert der Anpassung einer Geraden an die Nachhallkurve. Die Nachhallkurven aus abgeschaltetem Rauschen sollten vorzugsweise über eine Scharmittelung gewonnen werden. Es werden Formeln zur Abschätzung der Meßunsicherheit in Abhängigkeit von der Anzahl der Scharmittel angegeben. Der Meßaufwand und damit die Kosten der Messung sind vergleichbar bei Verwendung von breitbandigen Rauschsignalen und von bandbegrenzten Impulsen. Die leistungsfähigste Impulsmethode ist diejenige mit breitbandigen Maximalfolgen, nachgeschalteter Hadamard-Transformation, digitaler Filterung und integrierter Impulsantwort. Mit dieser Methode und phasenstarrer Mittelung können sogar Signale mit einem Pegel unterhalb des Hintergrundgeräusches zur Nachhallzeitmessung benutzt werden.

Sommaire

Nous avons comparé plusieurs méthodes de mesure de la durée de réverbération dans les salles, pour vérifier les limites de reproducibilité des méthodes utilisant un bruit interrompu et celles basées sur la réponse impulsionnelle intégrée, et pour définir les conditions requises pour que ces méthodes puissent être intégrées aux normes internationales de mesures. D'une façon générate, toutes les méthodes sont bien au point et pourraient accéder à la normalisation. Il y a une réserve pour les méthodes à réponse impulsionnelle qui devraient inclure des indications sur les limites temporelles de la réponse, selon l'intervalle d' évaluation sur la courbe de décroissance. Une simple règie relie la longueur requise de la réponse impulsionnelle à la limite inférieure de la pente de régression de la courbe de décroissance. Les méthodes à bruit intermittent devraient plutôt être basées sur une moyenne d'ensemble. On fournit des formules permettant d'évaluer l'incertitude de la mesure déduite de cette méthode de moyenne. La durée et la difficulté de mise en oeuvre des mesures, et par conséquent leur coût, sont équivalentes pour les mesures faites à l'aide de bruit interrompu a large spectre et pour les méthodes utilisant des impulsions à spectre limité. La méthode impulsionnelle la plus puissante est celle qui utilize des séquences pseudo-aléatoires à large bande puis une transformation d'Hadamard, un filtrage numérique et une intégration inverse. En utilisant cette méthode avec une moyenne à verrouillage de phase, on arrive à utiliser des signaux de niveau même inférieur au bruit de fond pour la mesure de la durée de réverbération.