JP3336729B2 - Sound field control device - Google Patents

Sound field control device

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JP3336729B2
JP3336729B2 JP5475494A JP5475494A JP3336729B2 JP 3336729 B2 JP3336729 B2 JP 3336729B2 JP 5475494 A JP5475494 A JP 5475494A JP 5475494 A JP5475494 A JP 5475494A JP 3336729 B2 JP3336729 B2 JP 3336729B2
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憲 之 古屋敷
井 徹 平
山 三樹夫 東
山 聡 牛
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、音響空間中にマイク
ロホンおよびスピーカ手段を配設し、音響的にフィード
バックループを形成する音響帰還系において、ハウリン
グやカラーレーションを抑制するための音場制御装置に
関し、容易にハウリングやカラーレーションを抑制でき
るようにしたものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sound field control device for suppressing howling and coloration in an acoustic feedback system in which a microphone and a speaker are arranged in an acoustic space to acoustically form a feedback loop. In this method, howling and coloration can be easily suppressed.

【0002】[0002]

【従来の技術】ホールや講演会場のようにマイクロホン
とスピーカが同じ音響空間にある場合には、スピーカか
ら発せられた音がマイクロホンに音響的にフィードバッ
クされて音響帰還系(Acoustic Feedback Loop)を構成
し、周波数軸上に鋭いピークが現われて聴感上カラーレ
ーションを生じ、またピーク位置でハウリングを生じる
問題がある。また、ホール等の残響時間を調整する(延
ばす)目的で、音響空間中にマイクロホンとスピーカを
配置して音響帰還系を構成したいわゆる電気音響的残響
支援装置においても同様にカラーレーションやハウリン
グを生じる問題がある。
2. Description of the Related Art When a microphone and a speaker are located in the same acoustic space, such as in a hall or a lecture hall, sound emitted from the speaker is acoustically fed back to the microphone to form an acoustic feedback system (Acoustic Feedback Loop). However, there is a problem that a sharp peak appears on the frequency axis to cause coloration in terms of audibility and howling occurs at the peak position. In addition, in order to adjust (extend) the reverberation time of a hall or the like, a so-called electroacoustic reverberation support device in which a microphone and a speaker are arranged in an acoustic space to constitute an acoustic feedback system also causes coloration and howling. There's a problem.

【0003】音響帰還系においてカラーレーションやハ
ウリングを抑制する方法として、従来は音響帰還系の閉
ループ伝達関数G(ω)を測定して、その逆伝達関数G
-1(ω)を求めて、その特性を有するフィルタをループ
中に挿入することが行なわれていた。しかし、一般に閉
ループ伝達関数G(ω)の応答は非常に長い応答とな
り、その逆伝達関数を求めるのは困難であった。このた
め、実際には、次の(a)または(b)の方法が採られ
ていた。
As a method of suppressing coloration and howling in an acoustic feedback system, conventionally, a closed loop transfer function G (ω) of the acoustic feedback system is measured and its inverse transfer function G (ω) is measured.
-1 (ω) has been obtained, and a filter having the characteristic has been inserted into a loop. However, the response of the closed-loop transfer function G (ω) is generally very long, and it has been difficult to find the inverse transfer function. For this reason, the following method (a) or (b) has actually been adopted.

【0004】(a) 閉ループで振幅特性のモニタリン
グをしながら、ピークおよびディップの平滑化を手動で
行なう(通常のイコライジング)。
(A) The peak and dip are smoothed manually while monitoring the amplitude characteristic in a closed loop (normal equalizing).

【0005】(b) 閉ループで振幅特性と位相特性を
同時にモニタリングしながら、最小位相要素のピークお
よびディップの平滑化を手動で行なう(パラメトリック
・イコライゼーション)。
(B) The peak and dip of the minimum phase element are smoothed manually while simultaneously monitoring the amplitude characteristic and the phase characteristic in a closed loop (parametric equalization).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前記(a),(b)の
方法は経験が必要であり、しかも調整に非常に長い時間
を要する問題があった。
The methods (a) and (b) require experience and require a very long time for adjustment.

【0007】この発明は、前記従来の技術における問題
点を解決して、容易にハウリングやカラーレーションを
抑制することができる音場制御装置を提供しようとする
ものである。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the prior art and to provide a sound field control device capable of easily suppressing howling and coloration.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
音響空間中にマイクロホンおよびスピーカ手段を配設
し、音響的にフィードバックループを形成する音響帰還
系において、前記フィードバックループ開ループ伝達
関数がその全域通過要素とその最小位相要素の積で表さ
れるとき、前記フィードバックループ中に前記最小位相
要素の略々逆特性を有するフィルタ手段を配置してなる
ものである。
According to the first aspect of the present invention,
In an acoustic feedback system in which microphones and speaker means are arranged in an acoustic space and acoustically form a feedback loop , the open-loop transfer function of the feedback loop is represented by the product of its all-pass element and its minimum phase element.
When the filter means is provided, a filter means having substantially the opposite characteristic of the minimum phase element is arranged in the feedback loop .

【0009】請求項2記載の発明は、音響空間中にマイ
クロホンおよびスピーカ手段を配設し、音響的にフィー
ドバックループを形成する音響帰還系において、前記フ
ィードバックループ中に、当該ループの開ループ伝達関
数の最小位相要素の逆特性をHmin -1(ω)、全域通過
要素をHap(ω)、開ループ伝達関数の定数部分をAと
して、略々 −Hmin -1 (ω)/(1−A・Hap(ω)) の特性を有するフィルタ手段を配置してなるものであ
る。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an acoustic feedback system in which a microphone and a loudspeaker are arranged in an acoustic space to acoustically form a feedback loop. Let H min −1 (ω) be the inverse characteristic of the minimum phase element, H ap (ω) be the all-pass element, and A be the constant part of the open-loop transfer function, be approximately −H min −1 (ω) / (1 ). −A · H ap (ω)).

【0010】請求項3記載の発明は、音響空間中にマイ
クロホンおよびスピーカ手段を配設し、音響的にフィー
ドバックループを形成する音響帰還系において、当該ル
ープの開ループ伝達特性を測定する開ループ伝達特性測
定手段と、この測定された開ループ伝達特性から、当該
ループの開ループ伝達関数の最小位相要素の逆特性をH
min -1(ω)、全域通過要素をHap(ω)、開ループ伝
達関数の定数部分をAとして、略々 Hmin -1(ω)または−Hmin -1 (ω)/(1−A・Hap(ω)) の特性に略々相当するFIRフィルタ係数を求める演算
手段と、前記フィードバックループ中に配されて、当該
ループ中の信号に対し、前記求められたFIRフィルタ
係数を畳み込むFIRフィルタ手段とを具備してなるも
のである。
According to a third aspect of the present invention, in an acoustic feedback system in which a microphone and a loudspeaker are arranged in an acoustic space to acoustically form a feedback loop, an open loop transmission for measuring an open loop transmission characteristic of the loop is provided. From the characteristic measuring means and the measured open-loop transfer characteristic, the inverse characteristic of the minimum phase element of the open-loop transfer function of the loop is calculated as H
min −1 (ω), H ap (ω) for the all-pass element, and A for the constant part of the open-loop transfer function, and approximately H min −1 (ω) or −H min −1 (ω) / (1− A · H ap (ω)) calculating means for obtaining an FIR filter coefficient substantially corresponding to the characteristic of the signal, and the FIR filter coefficient arranged in the feedback loop and convolving the obtained FIR filter coefficient with the signal in the loop. And FIR filter means.

【0011】[0011]

【作用】請求項1記載の発明によれば、開ループ伝達関
数の最小位相要素の略々逆特性を有するフィルタをルー
プ内に挿入することにより、開ループ伝達関数に起因す
る不安定要素を、閉ループから除去することができる。
これにより、時間応答特性を短くでき、閉ループ伝達関
数の極のピークファクタを平滑化する(ピーク点のレベ
ルの不揃いを減少させる)とができ、ハウリングマージ
ンが拡げられて、ハウリングを効果的に抑制することが
できる。
According to the first aspect of the present invention, by inserting a filter having substantially the reverse characteristic of the minimum phase element of the open loop transfer function into the loop, unstable elements caused by the open loop transfer function can be eliminated. It can be removed from the closed loop.
As a result, the time response characteristic can be shortened, the peak factor of the pole of the closed-loop transfer function can be smoothed (the unevenness of the peak points can be reduced), the howling margin can be expanded, and howling can be effectively suppressed. can do.

【0012】また、請求項2記載の発明によれば、略々
−Hmin -1 (ω)/(1−A・Hap(ω))の特性を有
するフィルタをループ内に挿入することにより、時間応
答をさらに短くでき、ピーク自体を消滅あるいは非常に
低いレベルに低減することができる。したがって、ハウ
リングマージンがより拡げられるとともに、カラーレー
ションも低減される。
According to the second aspect of the present invention, a filter having a characteristic of substantially -H min -1 (ω) / (1-A · H ap (ω)) is inserted into the loop. The time response can be further shortened, and the peaks themselves can disappear or be reduced to very low levels. Therefore, the howling margin is further expanded and the coloration is reduced.

【0013】そして、これら請求項1,2記載の発明に
おいてループ内に挿入されるフィルタのフィルタ特性
は、音響帰還系を開ループ状態にして測定される開ルー
プ伝達特性から求めることができるので、閉ループ伝達
特性から求める場合に比べて容易に求めることができ
る。
In the first and second aspects of the present invention, the filter characteristics of the filter inserted into the loop can be obtained from the open-loop transfer characteristic measured with the acoustic feedback system in an open-loop state. It can be easily obtained as compared with the case where it is obtained from the closed loop transfer characteristic.

【0014】また、請求項3記載の発明によれば、開ル
ープ伝達特性の測定、その測定結果に基づくFIRフィ
ルタ係数の演算および求められたFIRフィルタ係数を
用いたFIRフィルタ手段による実際の音場制御の一連
の処理を行なうことができ、請求項1,2記載の発明を
容易に実現することができる。
According to the third aspect of the present invention, the measurement of the open loop transfer characteristic, the calculation of the FIR filter coefficient based on the measurement result, and the actual sound field by the FIR filter means using the obtained FIR filter coefficient A series of control processes can be performed, and the inventions according to claims 1 and 2 can be easily realized.

【0015】[0015]

【実施例】【Example】

(実施例1)請求項1記載の発明の一実施例を図1に示
す。ホール等の音響空間10内には、マイクロホン12
とPA(Public Address)用スピーカ14が配設されて
いる。マイクロホン12は、人や楽器等の音声を収音す
る。収音された音はマイクアンプ16で増幅され、フィ
ルタ手段18でフィルタ特性が付与(例えば、このフィ
ルタ特性に相当するインパルス応答を入力信号に畳み込
む。)され、パワーアンプ20で増幅されて、スピーカ
14から発声される。スピーカ14から発声された音は
マイクアンプ16に帰還されて、音響帰還系22を構成
している。フィルタ手段18は、音響帰還系の開ループ
伝達関数の最小位相要素の略々逆特性に設定されてい
る。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. A microphone 12 is provided in an acoustic space 10 such as a hall.
And a PA (Public Address) speaker 14 are provided. The microphone 12 picks up a voice of a person or a musical instrument. The collected sound is amplified by the microphone amplifier 16, the filter characteristic is given by the filter unit 18 (for example, an impulse response corresponding to the filter characteristic is convolved with the input signal), and the amplified sound is amplified by the power amplifier 20 and the speaker is amplified. It is uttered from 14. The sound uttered from the speaker 14 is returned to the microphone amplifier 16 and forms an acoustic feedback system 22. The filter means 18 is set to have substantially the inverse characteristic of the minimum phase element of the open loop transfer function of the acoustic feedback system.

【0016】ここで、フィードバックループ中にフィル
タ手段18を入れた場合と入れない場合とで閉ループ伝
達特性の比較を行なう。図2(a)は、フィルタ手段1
8を入れない場合の図1の音響帰還系を模式的に表わし
たものである。同(b)は、そのブロック図である。こ
こで、 A:開ループ伝達関数の定数部分 H(ω):開ループ伝達関数の周波数関数部分(本明細
書ではこれのみを指して開ループ伝達関数という場合が
ある。) |A・H(ω)|<1 である。図2(b)によれば、閉ループ伝達関数G
(ω)は次のように表わされる。
Here, a comparison is made of the closed-loop transfer characteristics between the case where the filter means 18 is inserted in the feedback loop and the case where the filter means 18 is not inserted. FIG. 2A shows the filter unit 1.
8 schematically shows the acoustic feedback system of FIG. 1 when 8 is not inserted. (B) is a block diagram of the same. Here, A: a constant part of the open-loop transfer function H (ω): a frequency function part of the open-loop transfer function (in this specification, only this is referred to as an open-loop transfer function.) | A · H ( ω) | <1. According to FIG. 2B, the closed loop transfer function G
(Ω) is expressed as follows.

【0017】G(ω)=A・H(ω)+(A・H
(ω))2 +(A・H(ω))3 +…… =A・H(ω)/(1−A・H(ω))
G (ω) = A · H (ω) + (A · H)
(Ω)) 2 + (A · H (ω)) 3 + ... = A · H (ω) / (1−A · H (ω))

【0018】この閉ループ伝達関数G(ω)のインパル
ス応答特性および周波数特性のシミュレーション結果を
図3に示す。ここでは、増幅率Aを3dBごとに変化させ
た場合について示している。これによれば、インパルス
応答は、−11.5dB以上で零に収束しなくなっている
とともに、周波数特性にはピーク点が多数生じ、しかも
これらピーク点のレベルが不揃いである。これら応答の
不安定性および周波数ピークのあばれによって、この系
のハウリングマージンは狭く、スピーカ14からの発声
レベルをあまり上げることはできない。
FIG. 3 shows a simulation result of the impulse response characteristics and the frequency characteristics of the closed loop transfer function G (ω). Here, the case where the amplification factor A is changed every 3 dB is shown. According to this, the impulse response does not converge to zero at -11.5 dB or more, and a number of peak points occur in the frequency characteristics, and the levels of these peak points are not uniform. Due to the instability of these responses and the unevenness of the frequency peaks, the howling margin of this system is narrow, and the utterance level from the speaker 14 cannot be increased much.

【0019】一方、図4(a)は、フィルタ手段18を
入れた図1の音響帰還系22を模式的に表わしたもので
ある。同(b)はそのブロック図である。ここで、H
min(ω):開ループ伝達関数の最小位相要素 Hmin -1 (ω):Hmin(ω)の逆特性 (Hmin -1 (ω)=1/Hmin(ω)) |A・H(ω)|<1 である。図4(b)によれば、閉ループ伝達関数G
(ω)は次のように表わされる。
On the other hand, FIG. 4A schematically shows the acoustic feedback system 22 shown in FIG. (B) is a block diagram of the same. Where H
min (omega): open-loop transfer function of minimum phase component H min -1 (ω): H min (ω) inverse characteristic of (H min -1 (ω) = 1 / H min (ω)) | A · H (Ω) | <1. According to FIG. 4B, the closed-loop transfer function G
(Ω) is expressed as follows.

【0020】 G(ω)=A・H(ω)・Hmin -1 (ω) +(A・H(ω)・Hmin -1 (ω)2 +(A・H(ω)・Hmin -1 (ω)3 +…… =A・H(ω)・Hmin -1 (ω)/(1−A・H(ω) ・Hmin -1 (ω)) =A・Hap(ω)/(1−A・Hap(ω)) ただし、Hap(ω):全域通過要素(オールパスフィル
タ)。つまり振幅が周波数に無関係に一定で、位相角だ
け周波数と共に変化する関数
G (ω) = A · H (ω) · H min −1 (ω) + (A · H (ω) · H min −1 (ω) ) 2 + (A · H (ω) · H min -1 (ω) ) 3 +... = A · H (ω) · H min -1 (ω) / (1−A · H (ω) · H min -1 (ω) ) = A · H ap (Ω) / (1−A · H ap (ω)) where H ap (ω) is an all-pass element (all-pass filter). In other words, a function whose amplitude is constant regardless of frequency and changes with frequency by the phase angle

【0021】この閉ループ伝達関数G(ω)のインパル
ス応答特性および周波数特性のシミュレーション結果を
図5に示す。ここでは、増幅率Aを3dBごとに変化させ
た場合について示している。これによれば、インパルス
応答は、−2.5dBでも応答が零に収束しており、ピー
ク点は多数生じているが、ピーク点のレベルは平均化し
ている。つまり、最小位相要素の逆特性Hmin -1 (ω)
を有するフィルタ手段18を入れることにより、開ルー
プ伝達関数に起因する不安定要素を、閉ループ伝達関数
から除去することができ、これにより時間応答を短くで
き、閉ループ伝達関数のピークファクタを平滑化でき
る。したがって、ハウリングマージンが拡大し、スピー
カ14からの発声レベルを上げることができる。
FIG. 5 shows simulation results of the impulse response characteristics and frequency characteristics of the closed loop transfer function G (ω). Here, the case where the amplification factor A is changed every 3 dB is shown. According to this, in the impulse response, the response converges to zero even at -2.5 dB, and many peak points are generated, but the levels of the peak points are averaged. That is, the inverse characteristic H min -1 (ω) of the minimum phase element
By incorporating the filter means 18 having the following, the unstable element caused by the open loop transfer function can be removed from the closed loop transfer function, whereby the time response can be shortened and the peak factor of the closed loop transfer function can be smoothed. . Therefore, the howling margin is increased, and the utterance level from the speaker 14 can be increased.

【0022】次に、開ループ伝達特性H(ω)の測定に
基づき、その最小位相要素の逆フィルタ特性H
min -1 (ω)を求めるための手順の一例を説明する。開
ループ伝達関数H(ω)とその最小位相要素H
min(ω)とその全域通過要素Hap(ω)との間には次
の関係が成り立つ。
Next, based on the measurement of the open loop transfer characteristic H (ω), the inverse filter characteristic H
An example of a procedure for obtaining min −1 (ω) will be described. Open loop transfer function H (ω) and its minimum phase element H
The following relationship holds between min (ω) and its all-pass element H ap (ω).

【0023】H(ω)=Hmin (ω)×Hap(ω) これらH(ω)、Hmin (ω)、Hap(ω)の極と零点
の配置を複素平面上に表わすと図6のようになる。つま
り、最小位相要素Hmin (ω)は、開ループ伝達関数H
(ω)の不安定領域にある零点の実軸iδ上の位置を虚
軸ωを対称軸として−側から+側に移動させたものであ
る。また、全域通過要素Hap(ω)は、開ループ伝達関
数H(ω)の不安定領域にある零点の位置に零点を配
し、この零点の実軸iδ上の位置を虚軸ωを対称軸とし
て−側から+側に移動した位置に極を配したものであ
る。
H (ω) = H min (ω) × H ap (ω) The arrangement of the poles and zeros of H (ω), H min (ω), and H ap (ω) is shown on a complex plane. It looks like 6. That is, the minimum phase element H min (ω) is the open loop transfer function H
The position of the zero point in the unstable region of (ω) on the real axis iδ is shifted from the − side to the + side with the imaginary axis ω as the symmetry axis. In addition, the all-pass element H ap (ω) arranges a zero point at a position of a zero point in an unstable region of the open-loop transfer function H (ω), and positions the zero point on the real axis iδ with respect to the imaginary axis ω. The pole is arranged at a position shifted from the negative side to the positive side as an axis.

【0024】また、H(ω)、Hmin (ω)、H
ap(ω)には次の関係が成り立つ。
Further, H (ω), H min (ω), H
The following relationship holds for ap (ω).

【0025】 |H(ω)|=|Hmin(ω)|×|Hap(ω)| |Hap(ω)|=1(つまり、Hap(ω)は位相特性の
み持つ) ∴ |Hmin(ω)|=|H(ω)| ∴ |Hmin -1 (ω)|=1/|H(ω)| また、開ループ伝達関数H(ω)の位相特性θ(ω)は
次式で表わされる。
| H (ω) | = | H min (ω) | × | Hap (ω) || Hap (ω) | = 1 (that is, Hap (ω) has only phase characteristics) H min (ω) | = | H (ω) | ∴ | H min −1 (ω) | = 1 / | H (ω) | Also, the phase characteristic θ (ω) of the open loop transfer function H (ω) is It is expressed by the following equation.

【0026】θ(ω)=θmin (ω)+θap(ω)+θ
lin (ω) 但し、θmin (ω):最小位相要素の位相特性 θap(ω) :全域通過要素の位相特性 θlin (ω):直線要素の位相特性
Θ (ω) = θ min (ω) + θ ap (ω) + θ
lin (ω) where θ min (ω): phase characteristic of minimum phase element θ ap (ω): phase characteristic of all-pass element θ lin (ω): phase characteristic of linear element

【0027】開ループ伝達関数H(ω)の最小位相要素
の逆特性Hmin -1(ω)を求めて、図1のフィルタ手段
18のフィルタ特性を設定する手順の一例を図7に示
す。すなわち、はじめに(1)開ループ伝達特性H
(ω)を測定し、これに基づき(2)最小位相要素の位
相特性θmin (ω)を求め、(3)最小位相要素の逆特
性Hmin -1 (ω)を求める。そして、(4)この求めら
れた逆特性Hmin -1 (ω)に相当するFIRフィルタ係
数を求め、(5)このFIRフィルタ係数をフィルタ手
段18に設定する。各工程の具体的内容について説明す
る。
FIG. 7 shows an example of a procedure for obtaining the inverse characteristic H min -1 (ω) of the minimum phase element of the open loop transfer function H (ω) and setting the filter characteristic of the filter means 18 in FIG. That is, first, (1) the open-loop transfer characteristic H
(Ω) is measured, and based on this, (2) the phase characteristic θ min (ω) of the minimum phase element is obtained, and (3) the inverse characteristic H min −1 (ω) of the minimum phase element. Then, (4) an FIR filter coefficient corresponding to the obtained inverse characteristic H min -1 (ω) is obtained, and (5) this FIR filter coefficient is set in the filter means 18. The specific contents of each step will be described.

【0028】(1) 開ループ伝達特性H(ω)の測定 音響帰還系22をオープン状態にして、インパルス信号
をスピーカ14から発してマイクロホン16で収音し
て、このインパルス応答をフーリエ変換して開ループ伝
達特性H(ω)を求める。この開ループ伝達特性H
(ω)からその周波数振幅特性|H(ω)|と周波数位
相特性θ(ω)は一義的に決まる。
(1) Measurement of open-loop transfer characteristic H (ω) The acoustic feedback system 22 is opened, an impulse signal is emitted from the speaker 14 and collected by the microphone 16, and the impulse response is Fourier-transformed. An open loop transfer characteristic H (ω) is obtained. This open loop transfer characteristic H
(Ω), the frequency amplitude characteristic | H (ω) | and the frequency phase characteristic θ (ω) are uniquely determined.

【0029】(2) 最小位相要素の位相特性θ
min (ω)の算出 最小位相要素の位相特性θmin (ω)の算出手順を図
8、図9に示す。各工程を説明する。
(2) Phase characteristic θ of minimum phase element
8, 9 the calculation procedure of the min (omega) phase characteristic theta min minimum phase element calculating the (omega). Each step will be described.

【0030】 位相特性θ(ω) 測定された位相特性θ(ω)は前述のように θ(ω)=θmin (ω)+θap(ω)+θlin (ω) で表わされる。 アンラッピング処理 測定された位相特性θ(ω)をつなぎ合わせて一連のも
のに直す。 直線位相θlin (ω)(波頭遅れ)の除去 直線位相θlin (ω)は、上記工程によって求められ
る点(1,2)の勾配(=a)より θlin (ω)=aω として近似されるので、位相特性θ(ω)からこの直線
位相θlin (ω)を引いて除去する。直線位相θ
lin (ω)を除去すると、θmin (ω)+θap(ω)の
特性が得られる。
Phase characteristic θ (ω) The measured phase characteristic θ (ω) is represented by θ (ω) = θ min (ω) + θ ap (ω) + θ lin (ω) as described above. Unwrapping process The measured phase characteristics θ (ω) are connected to convert them into a series. Removal of linear phase θ lin (ω) (wavefront delay) The linear phase θ lin (ω) is approximated as θ lin (ω) = aω from the gradient (= a) of the point (1,2) obtained by the above process. Therefore, the linear phase θ lin (ω) is subtracted from the phase characteristic θ (ω) and removed. Linear phase θ
When lin (ω) is removed, a characteristic of θ min (ω) + θ ap (ω) is obtained.

【0031】 群遅延特性算出 θmin (ω)+θap(ω)=ψ(ω)として、ψ(ω)
を微分して群遅延特性−dψ(ω)/dωを算出する。 不安定領域内の零点をなくす操作 群遅延特性の絶対値|−dψ(ω)/dω|をとること
により、一切の遅延をなくした要素(つまり不安定領域
内に零点が存在しない要素)を作り出す。これは、前記
図6のH(ω)からHmin (ω)を作り出す操作に相当
する。すなわち、この操作によって、ハウリングの原因
となる遅延を持たない要素Hmin (ω)が引き出され
る。
Group delay characteristic calculation θ min (ω) + θ ap (ω) = ψ (ω), and ψ (ω)
Is differentiated to calculate a group delay characteristic −dψ (ω) / dω. Operation to eliminate zeros in unstable region By taking the absolute value | −dψ (ω) / dω | of the group delay characteristic, an element without any delay (that is, an element having no zero in the unstable region) produce. This corresponds to an operation of generating H min (ω) from H (ω) in FIG. That is, by this operation, an element H min (ω) having no delay causing howling is extracted.

【0032】 積分 工程で求められた群遅延特性の絶対値|−dψ(ω)
/dω|を積分して、
Absolute value | −d 遅 延 (ω) of group delay characteristic obtained in integration step
/ Dω |

【0033】[0033]

【数1】 を求める。 直線位相の除去 工程で求められた積分値の直線位相θlin (ω)′
は、点(3,4)の勾配(=b)より θlin (ω)′=bω として近似されるので、積分値からこの直線位相θlin
(ω)′を引く。引いた値
(Equation 1) Ask for. Linear phase removal Linear phase θ lin (ω) 'of the integral value obtained in the process
Since is approximated as the slope (= b) than θ lin (ω) '= bω point (3,4), the linear phase theta lin integrated values
(Ω) 'is subtracted. Subtracted value

【0034】[0034]

【数2】 が最小位相要素の位相特性θlin (ω)として求まる。(Equation 2) Is obtained as the phase characteristic θ lin (ω) of the minimum phase element.

【0035】 (3) 最小位相要素の逆特性Hmin -1 (ω)の算出 Hmin -1 (ω)を求めるということは、その実部Hmin -1
(ω)Reと虚部Hmin -1 (ω)Imを求めるというこ
とである。これらはそれぞれ次のようにして求められ
る。
(3) Calculation of Inverse Characteristics H min -1 (ω) of Minimum Phase Element Obtaining H min -1 (ω) means that the real part H min -1 (ω) is obtained.
(Ω) Re and the imaginary part H min -1 (ω) Im are determined. These are determined as follows.

【0036】 Hmin -1 (ω)Re=|Hmin -1 (ω)|cos(−θmin(ω)) =(1/|Hmin(ω)|)cos(−θmin(ω)) Hmin -1 (ω)Im=|Hmin -1 (ω)|sin(−θmin(ω)) =(1/|H(ω)|)sin(−θmin(ω))H min −1 (ω) Re = | H min −1 (ω) | cos (−θ min (ω)) = (1 / | H min (ω) |) cos (−θ min (ω) ) H min −1 (ω) Im = | H min −1 (ω) | sin (−θ min (ω)) = (1 / | H (ω) |) sin (−θ min (ω))

【0037】(4) FIRフィルタ係数算出 以上のようにして求められた最小位相特性の逆特性H
min -1 (ω)を逆フーリエ変換してインパルス応答を求
め、それをFIRフィルタ係数として求める。 (5) フィルタ係数設定 求められたFIRフィルタ係数をフィルタ手段18とし
てのFIRフィルタに設定する。そして、ループを閉じ
れば、前記図5の閉ループ伝達特性が得られる。
(4) Calculation of FIR Filter Coefficient Inverse characteristic H of the minimum phase characteristic obtained as described above.
The impulse response is obtained by performing an inverse Fourier transform on min −1 (ω) , and this is obtained as an FIR filter coefficient. (5) Filter coefficient setting The obtained FIR filter coefficient is set in the FIR filter as the filter means 18. Then, when the loop is closed, the closed-loop transfer characteristic of FIG. 5 is obtained.

【0038】(実施例2) 請求項2記載の発明の一実施例を図10に示す。ホール
等の音響空間10内には、マイクロホン12とPA用ス
ピーカ14が配設されている。マイクロホン12は、人
や楽器等の音声を収音する。収音された音はマイクアン
プ16で増幅され、フィルタ手段24でフィルタ特性が
付与(例えば、このフィルタ特性に相当するインパルス
応答を入力信号に畳み込む。)され、パワーアンプ20
で増幅されて、スピーカ14から発声される。スピーカ
14から発声された音はマイクアンプ16に帰還され
て、音響帰還系26を構成している。フィルタ手段24
は、略々−Hmin -1 (ω)/(1−A・Hap(ω))の
特性に設定されている。
(Embodiment 2) FIG. 10 shows an embodiment of the second aspect of the present invention. In an acoustic space 10 such as a hall, a microphone 12 and a PA speaker 14 are arranged. The microphone 12 picks up a voice of a person or a musical instrument. The picked-up sound is amplified by the microphone amplifier 16, and a filter characteristic is given by the filter unit 24 (for example, an impulse response corresponding to the filter characteristic is convolved with the input signal), and the power amplifier 20.
And is amplified from the speaker 14. The sound uttered from the speaker 14 is returned to the microphone amplifier 16 to form an acoustic feedback system 26. Filter means 24
Is set to a characteristic of approximately −H min −1 (ω) / (1−A · H ap (ω)).

【0039】図11(a)は、図10の音響帰還系26
を模式的に表わしたものである。同(b)はそのブロッ
ク図である。図11(b)によれば、閉ループ伝達関数
G(ω)は次のように表わされる。
FIG. 11A shows the acoustic feedback system 26 shown in FIG.
Is schematically represented. (B) is a block diagram of the same. According to FIG. 11B, the closed-loop transfer function G (ω) is expressed as follows.

【0040】 G(ω)=A・H(ω)・〔−Hmin -1 (ω) /(1−A・Hap(ω))〕 +{A・H(ω)・〔−Hmin -1 (ω) /(1−A・Hap(ω))〕}2 +{A・H(ω)・〔−Hmin -1 (ω) /(1−A・Hap(ω))〕}3+…… =A・H(ω)・〔−Hmin -1 (ω) /(1−A・Hap(ω))〕 /〔1−A・H(ω)・(−Hmin -1 (ω)) /(1−A・Hap(ω))〕 =−A・Hap(ω)G (ω) = A · H (ω) · [−H min −1 (ω) / (1−A · H ap (ω))] + {A · H (ω) · [−H min -1 (ω) / (1- A · H ap (ω)) ]} 2 + {A · H ( ω) · [-H min -1 (ω) / ( 1-A · H ap (ω)) ]} 3 + ... = A · H (ω) · [−H min −1 (ω) / (1-A · Hap (ω))] / [1-A · H (ω) · (−H min −1 (ω) ) / (1−A · H ap (ω))] = − A · H ap (ω)

【0041】この閉ループ伝達関数G(ω)のインパル
ス応答特性および周波数特性のシミュレーション結果を
図12に示す。ここでは、増幅率Aを3dBごとに変化さ
せた場合について示している。これによれば、時間応答
波形がきわめて短く、ピークが消滅した平坦な周波数特
性が得られている。したがって、ハウリングマージンが
最大になるとともにカラーレーションもなくなる。
FIG. 12 shows simulation results of the impulse response characteristics and frequency characteristics of the closed loop transfer function G (ω). Here, the case where the amplification factor A is changed every 3 dB is shown. According to this, a flat frequency characteristic in which the time response waveform is extremely short and the peak disappears is obtained. Therefore, the howling margin is maximized and the coloration is eliminated.

【0042】(実施例3) 請求項3記載の発明の一実施例を図13に示す。ホール
等の音響空間10内には、マイクロホン12とPA用ス
ピーカ14が配設されている。マイクロホン12で収音
された音は、マイクアンプ16で増幅された後、A/D
変換器28でディジタル信号に変換される。このディジ
タル信号は、閉ループ伝達特性の測定時はスイッチ手段
32の入力端子1に入力される。また、フィルタ特性が
設定された後の実際の使用時(演奏、講演時等)には、
フィルタ手段としてのFIRフィルタ30に入力され
る。FIRフィルタ30は、係数メモリ34に記憶され
ているフィルタ特性Hmin -1 (ω)または−H
min -1 (ω)/(1−A・Hap(ω))に相当するイン
パルスレスポンスの係数情報に入力信号を畳み込み演算
して、入力信号にフィルタ特性を付与する。
(Embodiment 3) FIG. 13 shows an embodiment of the third aspect of the present invention. In an acoustic space 10 such as a hall, a microphone 12 and a PA speaker 14 are arranged. The sound picked up by the microphone 12 is amplified by the microphone amplifier 16 and then A / D
The signal is converted into a digital signal by the converter 28. This digital signal is input to the input terminal 1 of the switch means 32 when measuring the closed loop transfer characteristic. Also, during actual use (performance, lecture, etc.) after the filter characteristics have been set,
It is input to an FIR filter 30 as a filter means. The FIR filter 30 has a filter characteristic H min −1 (ω) or −H stored in the coefficient memory 34.
The input signal is convolved with coefficient information of the impulse response corresponding to min −1 (ω) / (1−A · H ap (ω)) to give a filter characteristic to the input signal.

【0043】計測用信号発生手段36は、開ループ伝達
特性の計測時に計測用信号として、例えばインパルス信
号を発生する。この計測用信号はスイッチ手段32の入
力端子3に入力される。スイッチ手段32は、2つの出
力端子a,bを持ち、入力端子1,2,3に入力された
信号を出力a,bのいずれかに導く。切換制御手段38
は、操作者の指示操作に基づきスイッチ手段32の切換
えを行なう。すなわち、開ループ伝達特性の測定が指示
されると、入力端子3と出力端子aが接続されるととも
に、入力端子1が出力端子bに接続される。この状態で
操作者が計測スタート指示操作をすると、計測用信号が
出力端子aから出力され、D/A変換器40でアナログ
信号に変換され、パワーアンプ20で増幅されてスピー
カ14から発せられる。マイクロホン12はその音を収
音し、A/D変換器28でディジタル信号に変換し、ス
イッチ手段32を介して、開ループ伝達特性測定手段4
2に入力する。
The measurement signal generating means 36 generates, for example, an impulse signal as a measurement signal when measuring the open-loop transfer characteristic. This measurement signal is input to the input terminal 3 of the switch means 32. The switch means 32 has two output terminals a and b, and guides a signal input to the input terminals 1, 2, 3 to one of the outputs a and b. Switching control means 38
Performs switching of the switch means 32 based on the instruction operation of the operator. That is, when the measurement of the open loop transfer characteristic is instructed, the input terminal 3 is connected to the output terminal a, and the input terminal 1 is connected to the output terminal b. When the operator performs a measurement start instruction operation in this state, a measurement signal is output from the output terminal a, converted into an analog signal by the D / A converter 40, amplified by the power amplifier 20, and emitted from the speaker 14. The microphone 12 picks up the sound, converts the sound into a digital signal by the A / D converter 28, and outputs the digital signal to the open loop transfer characteristic measuring means 4 through the switch means 32.
Enter 2

【0044】開ループ伝達特性測定手段42は、収音さ
れたインパルス応答h(t)をフーリエ変換して、開ル
ープ伝達特性A・H(ω)を求める。求められた開ルー
プ伝達特性A・H(ω)は演算手段44に入力される。
ここで、定数部分Aは電気系のゲインとして予めわかっ
ているので、伝達特性H(ω)から一義的に周波数振幅
特性|H(ω)|および周波数位相特性θ(ω)がそれ
ぞれわかる。演算手段44は、フィルタ特性算出手段4
6にて、開ループ伝達特性H(ω)から前述した手法等
によりフィルタ特性Hmin -1 (ω)または−H
min -1 (ω)/(1−A・Hap(ω))を算出する(い
ずれを算出するかは、操作者の任意の選択操作によ
る)。畳み込み係数演算手段48は、算出されたフィル
タ特性を逆フーリエ変換して対応するインパルス応答を
求め、このインパルス応答の係数値(遅延時間とゲイ
ン)を係数メモリ34に記憶する。
The open-loop transfer characteristic measuring means 42 obtains an open-loop transfer characteristic A · H (ω) by performing a Fourier transform on the collected impulse response h (t). The obtained open-loop transfer characteristic A · H (ω) is input to the calculating means 44.
Here, since the constant part A is known in advance as the gain of the electric system, the frequency amplitude characteristic | H (ω) | and the frequency phase characteristic θ (ω) can be uniquely understood from the transfer characteristic H (ω). The calculating means 44 includes the filter characteristic calculating means 4
In step 6, the filter characteristic H min -1 (ω) or -H is obtained from the open loop transfer characteristic H (ω) by the above-described method or the like.
min −1 (ω) / (1−A · H ap (ω)) is calculated (which one is calculated depends on an arbitrary selection operation by the operator). The convolution coefficient calculation means 48 obtains a corresponding impulse response by performing an inverse Fourier transform on the calculated filter characteristic, and stores the coefficient value (delay time and gain) of the impulse response in the coefficient memory 34.

【0045】以上のようにしてフィルタ特性の設定が終
了すると、スイッチ手段32は接続を切換える。すなわ
ち、入力端子2を出力端子aに接続し、他の入出力端子
は開放状態とする。これにより、音響帰還系50が構成
され、スタンバイ状態となる。したがって、この状態で
マイクロホン12を使用して演奏、講演等を行なえば、
FIRフィルタ30においてマイクロホン12の収音信
号に対し、FIRフィルタ係数が畳み込み演算されて、
フィルタ特性が付与されて、ハウリングを抑制し(フィ
ルタ特性をHmin -1 (ω)に設定した場合)あるいはハ
ウリングおよびカラーレーションを抑制(フィルタ特性
を−Hmin -1 (ω)/(1−A・Hap(ω))に設定し
た場合)した状態で拡声を行なうことができる。
When the setting of the filter characteristics is completed as described above, the switch means 32 switches the connection. That is, the input terminal 2 is connected to the output terminal a, and the other input / output terminals are open. As a result, the acoustic feedback system 50 is configured, and enters a standby state. Therefore, if a performance, a lecture, or the like is performed using the microphone 12 in this state,
In the FIR filter 30, the FIR filter coefficient is convolved with the collected signal of the microphone 12, and
A filter characteristic is given to suppress howling (when the filter characteristic is set to H min -1 (ω) ) or suppress howling and coloration (when the filter characteristic is set to -H min -1 (ω) / (1- A.H ap (.omega.))) Can be carried out in the state where it is set.

【0046】なお、開ループ伝達特性の計測スタートか
ら係数メモリ34へのフィルタ特性の設定までの一連の
動作全体あるいは一部をシーケンシャル的にプログラム
化して自動で行なうことができる。
The whole or part of a series of operations from the start of measurement of the open-loop transfer characteristic to the setting of the filter characteristic in the coefficient memory 34 can be automatically programmed and sequentially programmed.

【0047】また、前記各実施例では、ピーク成分を除
いた周波数特性は全体として平坦化するものとして説明
したが、ピークファクタを平滑化しあるいはピーク自体
を低減するのに加えて任意の周波数特性を付与すること
もできる。
In each of the above embodiments, the frequency characteristic excluding the peak component has been described as being flattened as a whole. However, in addition to smoothing the peak factor or reducing the peak itself, an arbitrary frequency characteristic can be obtained. It can also be provided.

【0048】なお、前記実施例で述べた内容は、論理式
に従って求められた厳密解フィルタによるものである
が、このようなフィルタは、音場内での人の移動や温度
変化といった音場の変化に対して非常にクリティカルで
ある。このため、現実には、フィルタの特徴を変化させ
ない範囲で細かなピーク、ディップを除いたフィルタを
用いるのが安定した動作をするために有効である。
The contents described in the above embodiment are based on an exact solution filter obtained in accordance with a logical expression. Such a filter is used for changing the sound field such as movement of a person in the sound field and temperature change. Is very critical to For this reason, in practice, it is effective to use a filter from which fine peaks and dips are removed within a range where the characteristics of the filter are not changed, in order to perform a stable operation.

【0049】例えば、理論式に従って求められた厳密解
フィルタHmin(ω)、Hmin -1 (ω)の周波数振幅特性
が図14(a)、(b)に示すものであったとする。こ
の特性では、細かなピーク、ディップが生じている。こ
の細かなピーク、ディップは例えば次のようにして除く
ことができる。
For example, it is assumed that the frequency amplitude characteristics of the exact solution filters H min (ω) and H min -1 (ω) obtained according to the theoretical formula are those shown in FIGS. 14 (a) and 14 (b). In this characteristic, fine peaks and dips occur. These fine peaks and dips can be removed, for example, as follows.

【0050】まず、Hmin(ω)を逆フーリエ変換して
図15(a)の最小位相要素の時間応答特性h
min(t)を求める。求められたhmin(t)に対して図
15(b)のように時間とともに減衰する係数を時間窓
として掛けると、図15(c)のように時間応答が短く
なった最小位相要素の時間応答波形hmin(t)′が得
られる。この時間応答波形hmin(t)′の周波数振幅
特性Hmin(ω)′およびその逆特性Hmin -1 (ω)′
それぞれ図15(d),(e)のようになり、前記図1
4(a),(b)に比べて細かなピーク、ディップが消
されている(ただし、図14(a),(b)の特性の特
徴は残されている)。したがって、このようにして求め
られたHmin(ω)′,Hmin -1 (ω)′を用いることに
より、音場内での人の移動や温度変化といった音場の変
化に対して安定な動作をすることができる。
First, H min (ω) is subjected to an inverse Fourier transform, and the time response characteristic h of the minimum phase element shown in FIG.
Find min (t). When the obtained h min (t) is multiplied by a coefficient that attenuates with time as a time window as shown in FIG. 15B, the time of the minimum phase element whose time response is shortened as shown in FIG. The response waveform h min (t) ′ is obtained. The frequency amplitude characteristic H min (ω) ′ and the inverse characteristic H min −1 (ω) ′ of the time response waveform h min (t) ′ are as shown in FIGS. 15D and 15E, respectively. 1
4 (a) and 4 (b), the finer peaks and dips are eliminated (however, the characteristics of the characteristics shown in FIGS. 14 (a) and 14 (b) remain). Therefore, by using H min (ω) ′ and H min −1 (ω) ′ obtained in this manner, a stable operation against a change in the sound field such as a movement of a person in the sound field or a change in temperature can be obtained. Can be.

【0051】具体的には、例えば前記図13の構成で
は、フィルタ特性算出手段46において、入力される開
ループ伝達特性H(ω)から最小位相要素Hmin(ω)
を求め、これを逆フーリエ変換して図15(a)の最小
位相要素の時間応答hmin(t)′を求め、これに図1
5(b)に示すような所望の時間窓を掛算して図15
(c)のhmin(t)′を求める。そして、h
min(t)′をフーリエ変換してHmin(ω)′を求め、
これからフィルタ特性Hmin -1 (ω)′を求める。
More specifically, for example, in the configuration of FIG. 13, the filter characteristic calculating means 46 calculates the minimum phase element H min (ω) from the input open-loop transfer characteristic H (ω).
Is obtained by inverse Fourier transform to obtain the time response h min (t) ′ of the minimum phase element shown in FIG.
By multiplying the desired time window as shown in FIG.
H min (t) ′ of (c) is obtained. And h
min (t) ′ is Fourier transformed to obtain H min (ω) ′,
From this, the filter characteristic H min −1 (ω) ′ is obtained.

【0052】また、前記実施例では音響空間で必然的に
生じてしまう音響帰還系によるハウリングやカラーレー
ションを抑制することを目的としてこの発明を利用した
が、ホール等の残響時間を調整する(延ばす)目的で、
音響空間中にマイクロホンとスピーカを配置して積極的
に音響帰還系を構成したいわゆる電気音響的残響支援装
置その他各種の音響帰還系を有するシステムにおいても
同様にこの発明を適用してカラーレーションやハウリン
グを防止することができる。
In the above-described embodiment, the present invention is used for the purpose of suppressing howling and coloration caused by an acoustic feedback system which is inevitably generated in an acoustic space. However, the reverberation time of a hall or the like is adjusted (extended). )
The present invention is similarly applied to a so-called electroacoustic reverberation support device in which a microphone and a speaker are arranged in an acoustic space to form an acoustic feedback system and other systems having various acoustic feedback systems. Can be prevented.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、開ループ伝達関数の最小位相要素の略々逆
特性を有するフィルタをループ内に挿入することによ
り、開ループ伝達関数に起因する不安定要素を、閉ルー
プから除去することができる。これにより、系の時間応
答波形を短くでき、また周波数特性のピーク点のレベル
の不揃いを減少させることができ、ハウリングマージン
が拡げられて、ハウリングを効果的に抑制することがで
きる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, a filter having substantially the inverse characteristic of the minimum phase element of the open-loop transfer function is inserted into the loop, so that the open-loop transfer function is reduced. Can be removed from the closed loop. As a result, the time response waveform of the system can be shortened, the level irregularities at the peak points of the frequency characteristics can be reduced, the howling margin can be expanded, and howling can be effectively suppressed.

【0054】また、請求項2記載の発明によれば、略々
−Hmin -1 (ω)/(1−A・Hap(ω))の特性を有
するフィルタをループ内に挿入することにより、系の時
間応答波形をより短くでき、またピーク自体を消滅ある
いは非常に低いレベルに低減することができる。したが
って、ハウリングマージンがより拡げられるとともに、
カラーレーションも低減される。
According to the second aspect of the present invention, a filter having a characteristic of approximately −H min −1 (ω) / (1−A · H ap (ω)) is inserted into the loop. The time response waveform of the system can be shortened, and the peak itself can be eliminated or reduced to a very low level. Therefore, the howling margin can be expanded further,
Coloration is also reduced.

【0055】そして、これら請求項1,2記載の発明に
おいてループ内に挿入されるフィルタのフィルタ特性
は、音響帰還系を開ループ状態にして測定される開ルー
プ伝達特性から求めることができるので、閉ループ伝達
特性から求める場合に比べて容易に求めることができ
る。
The filter characteristics of the filter inserted into the loop in the first and second aspects of the present invention can be obtained from the open-loop transfer characteristic measured with the acoustic feedback system in an open-loop state. It can be easily obtained as compared with the case where it is obtained from the closed loop transfer characteristic.

【0056】また、請求項3記載の発明によれば、開ル
ープ伝達特性の測定、その測定結果に基づくFIRフィ
ルタ係数の演算および求められたFIRフィルタ係数を
用いたFIRフィルタ手段による音場制御の一連の処理
を行なうことができ、請求項1,2記載の発明を容易に
実現することができる。
According to the third aspect of the present invention, the measurement of the open loop transfer characteristic, the calculation of the FIR filter coefficient based on the measurement result, and the control of the sound field by the FIR filter means using the obtained FIR filter coefficient are performed. A series of processes can be performed, and the inventions according to claims 1 and 2 can be easily realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 請求項1記載の発明の一実施例を示すシステ
ム構成図である。
FIG. 1 is a system configuration diagram showing an embodiment of the invention described in claim 1;

【図2】 図1の音場制御装置においてフィルタ手段1
8を除去した構成を模式的に表わした図およびその系統
を示すブロック図である。
FIG. 2 shows a filter means 1 in the sound field control device of FIG.
It is the figure which represented the structure which removed 8 typically, and the block diagram which shows the system.

【図3】 図2の音場制御装置における閉ループ時のイ
ンパルス応答波形および周波数特性図である。
3 is a diagram showing an impulse response waveform and a frequency characteristic at the time of a closed loop in the sound field control device of FIG. 2;

【図4】 図1の構成を模式的に表わした図およびその
系統を示すブロック図である。
FIG. 4 is a diagram schematically showing the configuration of FIG. 1 and a block diagram showing its system.

【図5】 図1の音場制御装置における閉ループ時のイ
ンパルス応答波形および周波数特性図である。
5 is a diagram illustrating an impulse response waveform and a frequency characteristic in a closed loop in the sound field control device of FIG. 1;

【図6】 H(ω)=Hmin (ω)×Hap(ω)のH
(ω)、Hmin (ω)、Hap(ω)の極と零点の配置を
複素平面上に表わした図である。
FIG. 6: H of H (ω) = H min (ω) × H ap (ω)
FIG. 4 is a diagram showing the arrangement of poles and zeros of (ω), H min (ω), and H ap (ω) on a complex plane.

【図7】 開ループ伝達特性の測定からフィルタ特性の
設定までの手順の一例を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of a procedure from measurement of an open-loop transfer characteristic to setting of a filter characteristic.

【図8】 最小位相要素の位相特性θmin (ω)の算出
手順の一例(前半)を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart illustrating an example (first half) of a calculation procedure of a phase characteristic θ min (ω) of a minimum phase element.

【図9】 最小位相要素の位相特性θmin (ω)の算出
手順の一例(後半)を示すフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart illustrating an example (second half) of a calculation procedure of the phase characteristic θ min (ω) of the minimum phase element.

【図10】 請求項2記載の発明の一実施例を示すシス
テム構成図である。
FIG. 10 is a system configuration diagram showing one embodiment of the invention described in claim 2;

【図11】 図10の構成を模式的に表わした図および
その系統を示すブロック図である。
FIG. 11 is a diagram schematically showing the configuration of FIG. 10 and a block diagram showing its system.

【図12】 図10の音場制御装置における閉ループ時
のインパルス応答波形および周波数特性図である。
12 is a diagram illustrating an impulse response waveform and a frequency characteristic in a closed loop in the sound field control device in FIG.

【図13】 請求項3記載の発明の一実施例を示すシス
テム構成図である。
FIG. 13 is a system configuration diagram showing one embodiment of the invention described in claim 3.

【図14】 理論式に従って求められた厳密解H
min(ω)、Hmin -1 (ω)の周波数振幅特性である。
FIG. 14: Exact solution H obtained according to the theoretical formula
min (ω) and frequency amplitude characteristics of H min −1 (ω) .

【図15】 図14の特性からピーク、ディップを除く
操作の一例を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing an example of an operation for removing peaks and dips from the characteristics of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 音響空間 12 マイクロホン 14 スピーカ 18,24 フィルタ手段 22,26,50 音響帰還系 30 FIRフィルタ手段 42 開ループ伝達特性測定手段 44 演算手段 Reference Signs List 10 acoustic space 12 microphone 14 speaker 18, 24 filter means 22, 26, 50 acoustic feedback system 30 FIR filter means 42 open loop transfer characteristic measuring means 44 arithmetic means

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−240099(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04R 3/04 101 (56) References JP-A-1-240099 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H04R 3/04 101

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】音響空間中にマイクロホンおよびスピーカ
手段を配設し、音響的にフィードバックループを形成す
る音響帰還系において、 前記フィードバックループ開ループ伝達関数がその全
域通過要素とその最小位相要素の積で表されるとき、前
記フィードバックループ中に前記最小位相要素の略々逆
特性を有するフィルタ手段を配置してなる音場制御装
置。
1. A microphone and speaker unit disposed within the acoustic space, the acoustic feedback loop to form an acoustically feedback loop, open-loop transfer function of the feedback loop in its entirety
When expressed by the product of the bandpass element and its minimum phase element,
A sound field control apparatus comprising a feedback loop and filter means having substantially opposite characteristics of the minimum phase element.
【請求項2】音響空間中にマイクロホンおよびスピーカ
手段を配設し、音響的にフィードバックループを形成す
る音響帰還系において、 前記フィードバックループ中に、当該ループの開ループ
伝達関数の最小位相要素の逆特性をHmin -1(ω)、全
域通過要素をHap(ω)、開ループ伝達関数の定数部分
をAとして、略々 −Hmin -1 (ω)/(1−A・Hap(ω)) の特性を有するフィルタ手段を配置してなる音場制御装
置。
2. An acoustic feedback system in which a microphone and a loudspeaker are arranged in an acoustic space to acoustically form a feedback loop, wherein an inverse of a minimum phase element of an open loop transfer function of the loop is provided in the feedback loop. Assuming that the characteristic is H min -1 (ω), the all-pass element is H ap (ω), and the constant part of the open-loop transfer function is A, −H min -1 (ω) / (1−A · H ap ( ω)) A sound field control device in which filter means having the following characteristics are arranged.
【請求項3】音響空間中にマイクロホンおよびスピーカ
手段を配設し、音響的にフィードバックループを形成す
る音響帰還系において、 当該ループの開ループ伝達特性を測定する開ループ伝達
特性測定手段と、 この測定された開ループ伝達特性から、当該ループの開
ループ伝達関数の最小位相要素の逆特性をH
min -1(ω)、全域通過要素をHap(ω)、開ループ伝
達関数の定数部分をAとして、略々 Hmin -1(ω)または−Hmin -1 (ω)/(1−A・Hap(ω)) の特性に略々相当するFIRフィルタ係数を求める演算
手段と、 前記フィードバックループ中に配されて、当該ループ中
の信号に対し、前記求められたFIRフィルタ係数を畳
み込むFIRフィルタ手段とを具備してなる音場制御装
置。
3. An acoustic feedback system in which a microphone and a loudspeaker are arranged in an acoustic space to acoustically form a feedback loop, wherein an open-loop transfer characteristic measuring means for measuring an open-loop transfer characteristic of the loop is provided. From the measured open-loop transfer characteristic, the inverse characteristic of the minimum phase element of the open-loop transfer function of the loop is expressed as H
min −1 (ω), H ap (ω) for the all-pass element, and A for the constant part of the open-loop transfer function, and approximately H min −1 (ω) or −H min −1 (ω) / (1− A · H ap (ω)) calculating means for obtaining an FIR filter coefficient substantially corresponding to the characteristic of the signal, and arranged in the feedback loop to convolve the obtained FIR filter coefficient with the signal in the loop. A sound field control device comprising FIR filter means.
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