残響時間（RT60 と EDT）
残響時間は、音が止まったあとに部屋がどれだけ鳴り続けるかを表す代表的な指標です。
ルーム音響のページが前提にする 2 つの用語
- インパルス応答（IR）は、一瞬のクリック音に部屋が答える様子を録ったものです。直接音、続いてすべての反射、最後に残響のテールが入ります。風船の破裂音や手拍子はその近似になり、録音したサインスイープは既知のスイープで逆畳み込みするとインパルス応答になります。これらのページの指標は、どれも IR から計算するか、IR があるものとして推定します。
- エネルギー減衰曲線（EDC）は、各時点で IR に残っているエネルギーをデシベルで表したものです。IR を 2 乗し、その時点より後の分をすべて足し合わせます（末尾から逆向きに積分する Schroeder の方法）。生の IR がぎざぎざでも EDC はなめらかに下がるので直線を当てはめられ、その直線の傾きが RT60 と EDT を読み取る減衰率になります。
音源が止まっても、すでに部屋の中にあるエネルギーは消えません。反射のたびに少しずつ失われながら、壁の間を跳ね返り続け、やがて暗騒音に紛れていきます。そこまでにかかる時間こそが、その部屋の響きです。音響処理されたボーカルブースはほぼ瞬時に減衰し、石造りの大聖堂は何秒もテールを引きます。
RT60: 60 dB の減衰
RT60 は、音源が止まってから残響のテールが 60 デシベル（エネルギーで 100 万分の 1）減衰するまでの時間（秒）です。60 dB という値は、静かなホールで大きな音から可聴限界までのおおよその幅に当たるという歴史的な定義によります。
実際には、暗騒音に埋もれる前にテールが 60 dB ぶんきれいに減衰することはまれなので、RT60 はほとんどの場合「外挿」で求めます。きれいに減衰している狭い範囲で傾きを測り、それを 60 dB へ換算します。
| 指標 | 測る減衰範囲 | 換算 |
|---|---|---|
| T20 | −5 dB 〜 −25 dB | ×3 → 60 dB |
| T30 | −5 dB 〜 −35 dB | ×2 → 60 dB |
| EDT | 0 dB 〜 −10 dB | ×6 → 60 dB |
T20 と T30 は同じ RT60 を別の範囲で測ったものです。T30 は減衰のより広い範囲を使い、通常はこちらが報告値になります。T20 は暗騒音が早くテールを埋めてしまうときに、より短い範囲で代用します。libsonare のインパルス応答解析は、−5 dB から minDecayDb ぶん下までを当てはめます（既定の 30 dB が T30 にあたります）。T20 の範囲で再試行するのは、minDecayDb が 20 を超え、広い範囲で傾きが得られないときだけです。EDT だけは性格が異なり、最初の 10 dB だけを測って別の問い（後述）に答えます。
最初の数 dB を飛ばすのは、減衰の出だしが直接音と最も強い初期反射に支配され、まだ「残響」とは言えないためです。
- 測定されたエネルギー減衰曲線
- EDT の当てはめ（最初の 10 dB、×6）
- T20／T30 の当てはめ（−5 dB から、×3／×2）
EDT: 耳が実際に聞いているもの
初期減衰時間（EDT）は、減衰の最初の 10 dB だけを測り、その傾きを 60 dB へ換算します。テールの出だし、つまり空間の生き生きとした響きを耳が判断する部分に重みを置きます。
理想的で完全に拡散した部屋では EDT と RT60 は一致します。現実の部屋では食い違います。
- EDT が RT60 より大きく短い：強い初期反射が減衰の出だしを急にするため、長い後部残響から想像するより部屋がタイトに聞こえます。音源に近い測定位置（最初の 10 dB を直接音が支配する）や、音響的に連成した空間（減衰の速い部屋が減衰の遅い空間へ抜け、テールが二重勾配になる）で典型的に現れます。
- EDT が RT60 に近い：なめらかでよく拡散した減衰で、体感の残響感が測定値と一致します。
知覚は EDT に追従するため、RT60 が同じでも 2 つの部屋はかなり違って感じられます。EDT は「残響感」のよい予測子、RT60 は持続音が次の音にどれだけにじむかのよい予測子です。
数値の読み方
| RT60 | 印象 |
|---|---|
| < 0.3 s | デッド（ブース、処理されたコントロールルーム） |
| 0.3〜0.6 s | タイト（寝室、小規模スタジオ） |
| 0.6〜1.2 s | ライブ（録音用の部屋、広いラウンジ） |
| 1.2〜2.5 s | 残響豊か（コンサートホール） |
| > 2.5 s | 洞窟的（大聖堂、広い石造りの空間） |
RT60 は容積が大きいほど長くなり、吸音が多いほど短くなります。大きく硬い面の空間は長く鳴り、小さく柔らかい家具のある部屋は鳴りません。libsonare が減衰だけから等価な部屋を推定できるのは、この関係があるからです。
libsonare が減衰時間をどう測るか
libsonare はエネルギー減衰曲線（インパルス応答の二乗のシュレーダー逆積分）から残響時間を導きます。当てはめの窓（−5 dB から minDecayDb ぶん下まで。既定の 30 dB では T30）に入る曲線上のすべての点に対して重み付けなしの最小二乗直線を 1 本だけ当てはめ、その傾きを 60 dB へ外挿します。minDecayDb が 20 を超えていて、広いほうの窓で有効な傾きが得られない場合は、より狭い T20 の窓で再試行します。EDT は最初の 10 dB に当てはめます。この経路には直線性の検定がありません。二重勾配の減衰やノイズに汚れた減衰も直線とみなして当てはめるので、悪い減衰が棄却されていると考えず、EDT と RT60 を自分で見比べてください。帯域別の残響時間は、オクターブ帯域でフィルタした応答に同じ当てはめを行って算出し、これが帯域別減衰の表になります。入力がクリーンなインパルスではなく通常の音楽の場合、減衰は信号の隙間やノートの切れ目からブラインドで復元され、信頼度スコアはその復元された減衰がどれだけきれいだったかを反映します。