JP2019125918A - 音響装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハウリングを高精度で抑制する音響装置を提供する。【解決手段】ハウリングを抑制する音響装置は、インパルス信号をスピーカ３から出力し、マイク１へ入力される信号のインパルス応答のデータを具備し、スピーカ出力からインパルス応答のデータより、マイク１への入力を計算し、逆相の信号をマイク信号へ付加する。温度センサ１０により音速を計算し、温度変化による音速に応じて記憶装置６のデータを補正する。スピーカ３の音声出力方向に距離センサ１１を取り付けることにより、音声反射までの距離を計測することにより、記憶装置６のデータを補正する。【選択図】図１

Description

本発明は、マイクとスピーカとアンプで構成される音響装置において、ハウリングを抑制したものである。

マイクとスピーカとアンプにより構成される音響機器は、マイクとスピーカが隣接すると、スピーカ音声出力がマイクに入力されアンプで増幅されて再びスピーカから出力され、連続的に過大入出力が発生し、予想外の大きな音を発生するハウリングという現象がある。このハウリングを抑制する手段として、系全体のゲインを調整することによりハウリングを起きにくくするか、位相を調整することによりハウリング信号をキャンセルするか、ノッチフィルタでハウリング信号を除去する方法等が提案されている。

図２は従来の音響装置の例のブロック図である。図２において、２１、２２はマイク、２３はスピーカ、２４は減算器である。マイク１とマイク２は別方向を向いていて、例えばマイク１はスピーカから出力されるハウリング成分のみ、マイク２はスピーカからのハウリング成分と、マイク２へ入力される音声が入力される。マイク２の両成分からマイク１の成分を減算器にて差分を取ることにより、ハウリング成分を除去した音声のみがスピーカから出力され、ハウリングを起きにくくしている。

かたや、近年、半導体の発展により、ＡＤコンバータやＤＡコンバータまたＤＳＰで使用していた積算器や積和回路が１チップマイコンで実現されている。また、インパルス応答を計測する手段として、乱数を使用したＭ系列やフーリエ変換を利用したＴＳＰ信号等が実用化段階へと移行してきて、音声のインパルス応答をデータとして入手することが容易になってきている。

特開２０１３−０６６２２４ 音響装置 特開２００９−００５２７４ 音響装置及びハウリング抑制方法 特開２００５−２３６７１３ ハウリング検出方法及び装置、並びにこれを備えた音響装置 音響学会第１５０回技術講習会資料 「インパルス応答計測の基礎」 奈良工業高等専門学校 研究紀要 第３９号（２００３）ｐｐ．７３−７８ 「ＴＳＰを用いた線形システムの周波数測定に関する調査」

マイクとスピーカとアンプにより構成される音響装置であって、ハウリングを抑制する手段を提供することを目的とする。

本発明は、マイクと、スピーカを備えた音響機器において、マイク入力はＡＤコンバータでデジタル化するとともに、スピーカ出力はＤＡコンバータでアナログ化してスピーカを駆動している。

スピーカに出力するＤＡコンバータのデータは順次記憶装置１に記憶される。また、ＤＡコンバータからインパルス出力したときにＡＤコンバータのインパルス応答を記憶した記憶装置２と、前記記憶装置１と前記記憶装置２の積和を計算する積和計算器と、前記積和計算器の計算結果で、マイクに入力される信号を再現し、ＡＤコンバータの出力データから引き算する減算器によりハウリング成分を除去する。また、減算器の出力を前記記憶装置１のデータとする音響機器である。

また、温度センサにより音速を計算し、温度変化による音速に応じて記憶装置２のデータを補正することにより、ハウリング成分の再現を高精度にしている。

また、スピーカの音声出力方向に距離センサを取り付けることにより、音声反射までの距離を計測することにより、記憶装置２のデータを補正することにより、音声反射への影響を小さくして、ハウリング成分の再現を高精度にしている。

また、記憶装置１において入力データを２ヶ所で記憶し、積和計算を高速にしている。

は、本発明の実施例のブロック図である は、従来の音響装置の例のブロック図である は、本発明の記憶装置１の記憶イメージ図である は、本発明の記憶装置２の記憶イメージ図である は、本発明の積和計算器の動作イメージ図である は、本発明の請求項４のイメージ図である

図１は、本発明の実施例である。図１において、１はマイク、２はＡＤコンバータ、３はスピーカ、４はＤＡコンバータ、５は記憶装置１、６は記憶装置２、７は積和計算器、８は減算器、９は補正機能部、１０は温度センサ、１１は距離センサで構成されている。

図１において、スピーカから出力される波形は、図３のようなアナログ波形で、このデータはデジタル値で記憶装置１にｔ_０、ｔ_１、・・・ｔ_ｎのように順次記憶される。
一方、ＤＡコンバータにインパルス信号を印加したときのＡＤコンバータの出力は図４のような波形になる。スピーカやマイクは高域の音声を通過できないので、Ｍ１系列の信号や、ＴＳＰ信号を印加して、その応答音声をＡＤコンバータより取り出して、解析するようになる。解析方法の詳細は公知のため省略する。

ハウリングは、スピーカから出力される音声がマイクに戻り、正帰還回路を構成するために起こるため、スピーカに出力した信号によりどのような信号がマイクで発生するかわかれば、マイクの信号に予想した信号を逆相で加えることにより、ハウリングを抑制できる。

図５は積和計算器の動作イメージ図で、最上部の図はｔ_０のインパルス応答である。次段はｔ_１のインパルス応答である。差分はＡＤコンバータとＤＡコンバータのサンプリング周波数で決定し、順次遅れて、最下段はｔ_ｎのインパルス応答となる。

これをある時間ｔ_ｎで切り出す。実際には図３の各時間の出力レベルと図４のｔ_０、ｔ_１・・・ｔ_ｎの積を累積して波形レベルが予測される。図４は記憶装置２の記憶イメージである。

ところで、音速は温度で変化し、下式で近似される。
音速（ｍ／ｓ）＝ ３３１．５ ＋ ０．６ × Ｔ （Ｔ：周囲温度［℃］）

請求項２は、前記の如く温度により音速は変化するため、記憶装置２のインパルス応答のデータを補足する機能を具備し、インパルス応答の精度を向上させた。

請求項３は、音声経路に変更を及ぼしても記憶装置２のインパルス応答のデータは変化するため、距離センサを具備し、インパルス応答の精度を向上させた。

請求項４は、積和計算をする場合、ＦＩＦＯを使用すると計算位置を変更するときに毎回終了判定が必要になり、計算に時間が掛かる。
そこで、これを解消するため、記憶装置１は同一データ列を２個持つ構成とし、例えば、１つのデータ列のデータ数がｎ個であって、ｍ番目からデータ列を跨いでｍ−１番目までの区間において積和計算を行えばよくして、終了判定を不要とした。このイメージを図６に示す。

１・・・マイク
２・・・ＡＤコンバータ
３・・・スピーカ
４・・・ＤＡコンバータ
５・・・記憶装置１
６・・・記憶装置２
７・・・積和計算器
８・・・減算器
９・・・補正機能部
１０・・・温度センサ
１１・・・距離センサ
２１・・・マイク１
２２・・・マイク２
２３・・・スピーカ
２４・・・減算器

Claims (4)

1. マイクと、前記マイク入力をデジタル値に変換するＡＤコンバータと、スピーカとデジタル値を前記スピーカに出力するＤＡコンバータと、前記ＤＡコンバータのデータを順次記憶する記憶装置１と、前記ＤＡコンバータからインパルス出力したときに前記ＡＤコンバータのインパルス応答を記憶した記憶装置２と、前記記憶装置１と前記記憶装置２の積和を計算する積和計算器と、前記積和計算器の計算結果を前記ＡＤコンバータの出力データから引算する減算器からなり、減算器の出力を前記記憶装置１のデータとする音響装置
2. 温度センサを具備し、前記温度センサにより音速を計算し、音速に応じて前記記憶装置２のデータを補正する請求項１記載の音響装置
3. 前記スピーカの音声出力方向に距離センサを具備し、音声反射までの距離を計測することにより、前記記憶装置2のデータを補正する請求項１記載の音響装置
4. 前記記憶装置１で入力データを２ヶ所で記憶し、積和計算を高速にしたことを特徴とする請求項１記載の音響装置