音響工学(音響工学とも呼ばれる)は、音と振動を扱う工学分野です。音響学、つまり音と振動の科学を技術に応用することを含みます。音響エンジニアは通常、音の設計、解析、制御に携わります。
音響工学の目標の一つは、不要な騒音を低減することであり、これは騒音制御と呼ばれます。不要な騒音は、動物や人間の健康と幸福に大きな影響を与え、学校での生徒の成績を低下させ、難聴を引き起こす可能性があります。[ 1 ]騒音制御の原理は、音源の再設計による制御、遮音壁、吸音材、消音器、緩衝帯の設計、聴覚保護具(イヤーマフや耳栓)の使用など、さまざまな方法で技術や設計に実装されています。

音響工学は、騒音制御に加えて、医療における超音波の使用、デジタルシンセサイザーのプログラミング、オーケストラの音響を向上させるためのコンサートホールの設計[ 2 ]、アナウンスが聞き取りやすいように鉄道駅の音響システムを規定すること[ 3 ]など、音の積極的な利用も対象としています。
音響エンジニアは通常、音響学、[ 4 ]物理学、またはその他の工学分野の学士号以上の資格を有しています。音響エンジニアとして働くには、通常、科学と数学の内容が重要な学士号が必要です。音響エンジニアは、建築音響、環境騒音、振動制御などの特定の分野を専門とする音響コンサルタントとして働くことがあります。[ 5 ]他の業界では、音響エンジニアは、自動車のサウンドシステムを設計したり、都市の音風景や家庭用電化製品などの音に対する人間の反応を調査したり、ミキシングデスク用のオーディオ信号処理ソフトウェアを開発したり、携帯電話用のスピーカーやマイクロフォンを設計したりすることがあります。[ 6 ] [ 7 ]音響学者は、音を科学的に研究し理解することにも携わっています。教員などの職種では、博士号が必要です。
ほとんどの国では、音響学の学位は専門資格取得への第一歩となり、学位プログラムは専門機関によって認定される場合があります。認定された学位プログラムを修了した後、エンジニアは認定を受ける前に様々な要件を満たす必要があります。認定を受けると、エンジニアは(ほとんどの英連邦諸国では)公認エンジニアの称号を与えられます。
リストされている下位分野は、米国音響学会が使用するPACS (物理学および天文学分類スキーム) コーディングに大まかに基づいています。[ 8 ]
航空音響学は、乱流などによる空気の動きによって騒音がどのように発生するか、また音が流体中の空気中をどのように伝播するかに関係しています。航空音響学は、航空機や風力タービンによって騒音がどのように発生するかを理解する上で重要な役割を果たし、風力計測器の仕組みを研究する上でも重要な役割を果たしています。[ 9 ]
音声信号処理とは、アナログ信号処理とデジタル信号処理を用いて音声信号を電子的に操作することです。これは、以下のような様々な理由で行われます。
オーディオエンジニアは、音声信号処理アルゴリズムを開発し、利用する。


建築音響学(建物音響学とも呼ばれる)は、建物内で良好な音響を実現するための科学と工学である。[ 11 ]建築音響学は、劇場、レストラン、鉄道駅での良好な音声明瞭度を実現したり、コンサートホールやレコーディングスタジオでの音楽の質を高めたり、オフィスや住宅をより生産的で快適な仕事と生活の場にするために騒音を抑制したりすることに関係する。[ 12 ]建築音響設計は通常、音響コンサルタントによって行われる。[ 13 ]
生物音響学は、動物の音の生成と聴覚に関する科学的研究です。これには、音響コミュニケーションとそれに伴う動物の行動と種の進化、動物による音の生成方法、動物の聴覚メカニズムと神経生理学、動物の個体群を監視するための音の使用、および人工騒音が動物に与える影響などが含まれます。[ 14 ]
この音響工学の分野は、ヘッドホン、マイクロフォン、スピーカー、サウンドシステム、音の再生、録音の設計を扱います。 [ 15 ]携帯電話、ポータブルメディアプレーヤー、タブレットコンピュータなど、音を再生でき、電気音響工学に依存する携帯電子機器の使用が急速に増加しています。
「電気音響」という用語は、超音波の影響下にある不均一な液体で発生する一連の電気動学的効果を説明するためにも使用されます。[ 16 ] [ 17 ]

環境音響学は、交通、航空機、産業機器、レクリエーション活動、その他迷惑とみなされる可能性のあるものによって引き起こされる騒音や振動の制御に関係しています。[ 1 ]環境音響学に関係する音響エンジニアは、想定される騒音レベルを測定または予測し、その騒音の許容レベルを決定し、騒音をどのように制御できるかを決定するという課題に直面しています。環境音響学の仕事は通常、音響コンサルタントまたは環境衛生に従事する人々によって行われます。[ 13 ]最近の研究では、サウンドスケープ、音の肯定的な使用(噴水、鳥のさえずりなど)、静穏の維持に重点が置かれています。[ 18 ]
音楽音響学は、音楽の物理学とその知覚、つまり音楽として用いられる音がどのように機能するかを研究し記述することに関係しています。これには、電子シンセサイザーを含む楽器の機能と設計、人間の声(歌唱の物理学と神経生理学)、音楽と作曲のコンピュータ分析、音楽療法における音楽の臨床的使用、音楽の知覚と認知が含まれます。[ 19 ]
騒音制御とは、騒音源での騒音低減、遮音壁などによる音の伝播抑制、耳の保護具(イヤーマフや耳栓)の使用などによって騒音公害を低減するための戦略の集合体です。 [ 20 ]騒音制御を行う上で最も費用対効果の高い方法は、発生源での制御です。自動車やトラックに適用される騒音制御工学は、騒音、振動、ハーシュネス(NVH)として知られています。製品の騒音を低減するためのその他の技術には、振動遮断、吸音材の適用、防音エンクロージャーなどがあります。音響工学は、騒音制御を超えて、製品にとって最適な音とは何かを検討することができます。[ 21 ]例えば、自動車のドアが閉まる音を操作するなどです。
心理音響学は、人間が耳にする音(それが不快な騒音であろうと美しい音楽であろうと)にどのように反応するかを説明しようとする学問です。音響工学の多くの分野では、例えばサラウンドサウンドシステムにおける音源定位が機能するかどうかなど、設計が成功したかどうかの最終的な判断は人間の聴取者が行います。「心理音響学は、音響刺激と、それを取り巻くすべての科学的、客観的、物理的特性を、それらによって引き起こされる生理学的および心理学的反応と調和させようとします。」[ 10 ]
音声は音響工学の主要な研究分野であり、音声の生成、処理、知覚が含まれます。これには、物理学、生理学、心理学、音声信号処理、言語学が含まれます。音声認識と音声合成は、音声の機械処理の2つの重要な側面です。室内、拡声システム、電話システムを通じて、音声が明瞭かつ効率的に高品質で伝送されることを保証することも、重要な研究分野です。[ 22 ]

超音波は、固体、液体、気体中の音波を扱い、その周波数は一般の人には聞こえないほど高い。専門分野には、医療用超音波(医療用超音波検査を含む)、超音波化学、非破壊検査、材料特性評価、水中音響(ソナー)などがある。[ 23 ]
水中音響学は、水中の音を科学的に研究する学問です。水中における自然音と人工音、その発生、伝播、動物による音の知覚などを対象としています。応用例としては、潜水艦などの水中物体の位置を特定するためのソナー、動物による水中コミュニケーション、気候変動モニタリングのための海水温の観測、海洋生物学などがあります。[ 24 ]
振動を研究する音響エンジニアは、測定、分析、制御を含め、機械システムの動きと環境との相互作用を研究します。これには、鉄道や建設による地盤振動、録音スタジオへの騒音の侵入を減らすための振動遮断、人体への振動の影響の研究(振動性白指)、地震から橋を守るための振動制御、建物を通る構造伝搬音の伝播のモデリングなどが含まれます。[ 25 ]
音波が周囲とどのように相互作用するかは、非常に複雑な場合が多いが、音響設計を理解する上で基本的な理想的な音波の挙動がいくつかある。複雑な音波の挙動には、吸収、残響、回折、屈折がある。吸収とは、音波が表面で反射するときに発生するエネルギーの損失であり、表面材料を透過する音エネルギーと表面材料によって散逸される音エネルギーの両方を指す。[ 26 ]残響とは、音源が停止した後、境界での反射が繰り返されることによって音が持続することである。この原理は、閉鎖空間で特に重要である。回折とは、音波が経路上の表面の周りを曲がることである。屈折とは、音波が通過する媒体の変化によって音波が曲がることである。たとえば、温度勾配は音波の屈折を引き起こす可能性がある。[ 27 ]音響エンジニアは、これらの基本的な概念を数学的解析とともに適用して、さまざまな用途で音を制御する。