JP3369884B2 - 拡声方法およびその拡声に用いる電気音響設備 - Google Patents
拡声方法およびその拡声に用いる電気音響設備Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、拡声方法およびそ
の拡声に用いる電気音響設備に関する。
の拡声に用いる電気音響設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電気音響設備を用いて行われる拡
声方法としては、特許登録第１８５７１９８号の拡声装
置に開示されている。その拡声装置を図４に示してあ
る。図４において、２０１はマイクであり、２０２はマ
イクアンプであり、２０５ａ〜２０５ｄは伝搬時間差τ
ａ〜τｄの遅延器であり、２０６ａ〜２０６ｄはαａ〜
αｄの利得を有するアンプであり、２０４ａ〜２０４ｄ
は音場２０３に軸方向に一致させて配列した拡声スピー
カである。これらにより拡声装置２を構成される。
声方法としては、特許登録第１８５７１９８号の拡声装
置に開示されている。その拡声装置を図４に示してあ
る。図４において、２０１はマイクであり、２０２はマ
イクアンプであり、２０５ａ〜２０５ｄは伝搬時間差τ
ａ〜τｄの遅延器であり、２０６ａ〜２０６ｄはαａ〜
αｄの利得を有するアンプであり、２０４ａ〜２０４ｄ
は音場２０３に軸方向に一致させて配列した拡声スピー
カである。これらにより拡声装置２を構成される。
【０００３】次に上記拡声装置の動作について説明す
る。マイク２０１に入力された音声信号は、マイクアン
プ２０２で増幅され、それぞれ遅延時間τａ〜τｄ（τ
ａ＜τｂ＜τｃ＜τｄ）を設定された遅延器２０５ａ〜
２０５ｄに入力される。各遅延器２０５ａ〜２０５ｄの
出力はそれぞれアンプ２０６ａ〜２０６ｄで増幅され、
各拡声スピーカ２０４ａ〜２０４ｄから出力される。こ
こで、アンプ２０６ａ〜２０６ｄの利得αａ〜αｄは、
拡声スピーカ間隔による距離減衰分を補正するように設
定されている。このような設定により、例えば拡声スピ
ーカ２０４ｂの近傍にいる受聴者へ到来する音は、スピ
ーカ２０４ａ〜２０４ｄに順次小さくなり、明瞭度が改
善される。
る。マイク２０１に入力された音声信号は、マイクアン
プ２０２で増幅され、それぞれ遅延時間τａ〜τｄ（τ
ａ＜τｂ＜τｃ＜τｄ）を設定された遅延器２０５ａ〜
２０５ｄに入力される。各遅延器２０５ａ〜２０５ｄの
出力はそれぞれアンプ２０６ａ〜２０６ｄで増幅され、
各拡声スピーカ２０４ａ〜２０４ｄから出力される。こ
こで、アンプ２０６ａ〜２０６ｄの利得αａ〜αｄは、
拡声スピーカ間隔による距離減衰分を補正するように設
定されている。このような設定により、例えば拡声スピ
ーカ２０４ｂの近傍にいる受聴者へ到来する音は、スピ
ーカ２０４ａ〜２０４ｄに順次小さくなり、明瞭度が改
善される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例のような拡声装置による拡声方法では、残響音の多
い音場において、拡声音に残響が付加されることに起因
して明瞭度が劣化するという問題があり、その防止対策
が求められていた。
来例のような拡声装置による拡声方法では、残響音の多
い音場において、拡声音に残響が付加されることに起因
して明瞭度が劣化するという問題があり、その防止対策
が求められていた。
【０００５】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、残響音の多い音場において、明瞭度の改
善を図ることのできる拡声方法およびその拡声に用いる
電気音響設備を提供するを目的とする。
るものであり、残響音の多い音場において、明瞭度の改
善を図ることのできる拡声方法およびその拡声に用いる
電気音響設備を提供するを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の拡声方法におい
ては、残響音の多い音場で電気音響設備により行う拡声
方法において、残響音のうち音声の明瞭度に寄与の大き
い、時間軸上の初期部分および周波数軸上の低域部分の
両方を打ち消すようにしたものである。
ては、残響音の多い音場で電気音響設備により行う拡声
方法において、残響音のうち音声の明瞭度に寄与の大き
い、時間軸上の初期部分および周波数軸上の低域部分の
両方を打ち消すようにしたものである。
【０００７】本発明の拡声に用いる電気音響設備におい
ては、残響音のうち音声の明瞭度に寄与の大きい、時間
軸上の初期部分および周波数軸上の低域部分の両方を打
ち消す手段を備えたものである。
ては、残響音のうち音声の明瞭度に寄与の大きい、時間
軸上の初期部分および周波数軸上の低域部分の両方を打
ち消す手段を備えたものである。
【０００８】ここで、残響音打ち消しのための手段に、
適応フィルタを使用した場合、適応フィルタの学習信号
として、音声の明瞭度に寄与の大きい周波数成分を多く
含む信号を用いることにより、適応フィルタの収束を早
める。
適応フィルタを使用した場合、適応フィルタの学習信号
として、音声の明瞭度に寄与の大きい周波数成分を多く
含む信号を用いることにより、適応フィルタの収束を早
める。
【０００９】さらに、トンネルなどのように同じ断面形
状がある方向に連続する音場において、一つの断面に対
して行う残響音の打ち消しと同じことを距離を隔てた他
の断面についても行うようにした。
状がある方向に連続する音場において、一つの断面に対
して行う残響音の打ち消しと同じことを距離を隔てた他
の断面についても行うようにした。
【００１０】したがって、残響音打ち消しのための信号
処理の演算量を削減しつつ、音場全体に明瞭な拡声を実
現することができる。
処理の演算量を削減しつつ、音場全体に明瞭な拡声を実
現することができる。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の拡声方
法は、残響音の時間軸上の初期部分および周波数軸上の
低域部分の両方を消去することを特徴とするものであ
り、残響音打ち消しのための信号処理の演算量を削減し
つつ、明瞭な拡声を実現するという作用を有する。
法は、残響音の時間軸上の初期部分および周波数軸上の
低域部分の両方を消去することを特徴とするものであ
り、残響音打ち消しのための信号処理の演算量を削減し
つつ、明瞭な拡声を実現するという作用を有する。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】本発明の請求項２に記載の拡声に用いる電
気音響設備は、残響音の周波数軸上の低域の一部分のみ
を音場で消去するために、適応フィルタおよびその目標
信号入力と誤差信号入力の前段にそれぞれ低域通過フィ
ルタを備えたものであり、適応フィルタのサンプリング
周波数を低減し、演算量を削減できるという作用を有す
る。
気音響設備は、残響音の周波数軸上の低域の一部分のみ
を音場で消去するために、適応フィルタおよびその目標
信号入力と誤差信号入力の前段にそれぞれ低域通過フィ
ルタを備えたものであり、適応フィルタのサンプリング
周波数を低減し、演算量を削減できるという作用を有す
る。
【００１９】本発明の請求項３に記載の拡声に用いる電
気音響設備は、上記請求項２の構成において、それぞれ
の低域通過フィルタの遮断周波数を２ｋＨｚ以上とした
ものであり、適応フィルタのサンプリング周波数を理論
上４ｋＨｚに低減し、演算量を削減できるという作用を
有する。
気音響設備は、上記請求項２の構成において、それぞれ
の低域通過フィルタの遮断周波数を２ｋＨｚ以上とした
ものであり、適応フィルタのサンプリング周波数を理論
上４ｋＨｚに低減し、演算量を削減できるという作用を
有する。
【００２０】本発明の請求項４に記載の拡声に用いる電
気音響設備は、上記請求項２または請求項３の構成にお
いて、適応フィルタの学習信号として、周波数特性の一
様でない雑音を用いたものであり、適応フィルタの演算
量を削減し、かつ適応フィルタの学習に要する時間を削
減できるという作用を有する。
気音響設備は、上記請求項２または請求項３の構成にお
いて、適応フィルタの学習信号として、周波数特性の一
様でない雑音を用いたものであり、適応フィルタの演算
量を削減し、かつ適応フィルタの学習に要する時間を削
減できるという作用を有する。
【００２１】本発明の請求項５に記載の拡声に用いる電
気音響設備は、上記請求項４の構成において、適応フィ
ルタの学習信号として、ホワイトノイズの周波数軸上の
低域の一部のみを用いたものであり、適応フィルタのサ
ンプリング周波数を低減し、適応フィルタの演算量を削
減し、かつ適応フィルタの学習に要する時間を削減でき
るという作用を有する。
気音響設備は、上記請求項４の構成において、適応フィ
ルタの学習信号として、ホワイトノイズの周波数軸上の
低域の一部のみを用いたものであり、適応フィルタのサ
ンプリング周波数を低減し、適応フィルタの演算量を削
減し、かつ適応フィルタの学習に要する時間を削減でき
るという作用を有する。
【００２２】本発明の請求項６に記載の拡声に用いる電
気音響設備は、上記請求項５の構成において、適応フィ
ルタの学習信号として、ホワイトノイズの周波数軸上の
２ｋＨｚ以下のみを用いたものであり、適応フィルタの
サンプリング周波数を理論上４ｋＨｚに低減し、適応フ
ィルタの演算量を削減し、かつ適応フィルタの学習に要
する時間を削減できるという作用を有する。
気音響設備は、上記請求項５の構成において、適応フィ
ルタの学習信号として、ホワイトノイズの周波数軸上の
２ｋＨｚ以下のみを用いたものであり、適応フィルタの
サンプリング周波数を理論上４ｋＨｚに低減し、適応フ
ィルタの演算量を削減し、かつ適応フィルタの学習に要
する時間を削減できるという作用を有する。
【００２３】本発明の請求項７に記載の拡声に用いる電
気音響設備は、上記請求項２から６のいずれかの構成に
おいて、音場がトンネルなどのように同じ断面形状があ
る方向に連続する場合に、一つの断面に対して行う残響
音の打ち消しと同じことを距離を隔てた他の断面につい
ても行うものであり、音場全体に明瞭な拡声を実現しつ
つ、信号処理の演算量を削減するという作用を有する。
気音響設備は、上記請求項２から６のいずれかの構成に
おいて、音場がトンネルなどのように同じ断面形状があ
る方向に連続する場合に、一つの断面に対して行う残響
音の打ち消しと同じことを距離を隔てた他の断面につい
ても行うものであり、音場全体に明瞭な拡声を実現しつ
つ、信号処理の演算量を削減するという作用を有する。
【００２４】本発明の請求項８に記載の拡声に用いる電
気音響設備は、上記請求項７の構成において、音場にお
けるある２つの断面に対して拡声を行う際に、いずれか
一方の断面の拡声用スピーカのみから音声を出力した場
合に、直接到来する音のエネルギよりも残響音のエネル
ギが小さくなる範囲が互いに重複しないように２つの断
面の距離を定めたものであり、他の拡声用スピーカの妨
害を受けることなく、音場全体に明瞭な拡声を実現しつ
つ、信号処理の演算量を削減するという作用を有する。
気音響設備は、上記請求項７の構成において、音場にお
けるある２つの断面に対して拡声を行う際に、いずれか
一方の断面の拡声用スピーカのみから音声を出力した場
合に、直接到来する音のエネルギよりも残響音のエネル
ギが小さくなる範囲が互いに重複しないように２つの断
面の距離を定めたものであり、他の拡声用スピーカの妨
害を受けることなく、音場全体に明瞭な拡声を実現しつ
つ、信号処理の演算量を削減するという作用を有する。
【００２５】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図３を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の第１の実施の形態を示
すものである。図１において、１は拡声用の電気音響設
備であり、１０１はマイク、１０２、１１２はそれぞれ
マイクアンプ、１０３、１０６はそれぞれアンプであ
る。１０４はＦＩＲフィルタであり、１０５は適応フィ
ルタである。
から図３を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の第１の実施の形態を示
すものである。図１において、１は拡声用の電気音響設
備であり、１０１はマイク、１０２、１１２はそれぞれ
マイクアンプ、１０３、１０６はそれぞれアンプであ
る。１０４はＦＩＲフィルタであり、１０５は適応フィ
ルタである。
【００２６】１１１は音場１１３のマイクであり、１０
７、１０８はそれぞれ音場１１３のスピーカである。こ
こで、１０９はスピーカ１０７からマイク１１１への音
響伝達関数を示し、１１０はスピーカ１０８からマイク
１１１への音響伝達関数を示している。
７、１０８はそれぞれ音場１１３のスピーカである。こ
こで、１０９はスピーカ１０７からマイク１１１への音
響伝達関数を示し、１１０はスピーカ１０８からマイク
１１１への音響伝達関数を示している。
【００２７】次に、上記第１の実施の形態の動作につい
て図１を用いて説明する。図１において、マイク１０１
から音場１１３のマイク１１１の位置に伝達する音声情
報を入力する。マイク１０１への入力はマイクアンプ１
０２で増幅された後、ＦＩＲフィルタ１０４とアンプ１
０３に入力される。アンプ１０３への入力はスピーカ１
０７へ入力され、音響信号になって、音場１１３で音響
伝達関数１０９の寄与を受け、マイク１１１に到達す
る。一方、ＦＩＲフィルタ１０４への入力は、ＦＩＲフ
ィルタ１０４の係数を畳み込まれたのち、適応フィルタ
１０５に入力される。適応フィルタ１０５では、マイク
アンプ１１２からの信号を誤差信号として、これを小さ
くするようにフィルタ係数が逐次更新されつつＦＩＲフ
ィルタ１０４の出力に畳み込み、アンプ１０６を経てス
ピーカ１０８へ入力される。そして音響信号になって、
音場１１３で音響伝達関数１１０の寄与を受け、マイク
１１１に到達する。ここで、ＦＩＲフィルタ１０４の係
数として、音響伝達関数１０９の一部のみを用いる。す
なわち、音響伝達関数１０９はインパルスレスポンスと
して離散的に表現すると（式１）のようになる。 Ｘ＝ｘi (i = 1,2, ・・・,N) （式１） ここでＮは音響伝達関数１０９のタップ長であり、ｘi
は各サンプルの振幅を示す。ｘ1 は直接音の振幅を示
す。次に、音響伝達関数１０９のうち、直接音を除いた
初期のＷサンプル以内に入るものの振幅を０としたもの
を、ＦＩＲフィルタ１０４の係数Ｙとする。すなわち、
Ｙは（式２）のようになる。 Ｙ＝ｙi ＝ ｘi (i = 1,W+1,W+2, ・・・,N) Ｙ＝ｙi ＝ ０ (i = 2,3,・・・,W) （式２） 音響伝達関数１０９のうち振幅を０にするサンプル数Ｗ
は、明瞭度を改善するためには多いほど有利であり、一
方、適応フィルタ１０５の演算量を削減するためには少
ないほど有利であり、伝達したい音声の連続した音節の
長さに相当するサンプル数をＷとするとよく、一般に
は、0.5 秒に相当する長さ以上であればよい。このよう
な係数をＦＩＲフィルタ１０４に設定すると、音場１１
３におけるマイク１１１の位置において、スピーカ１０
７からの音のうち、直接音を除いた初期のＷサンプルに
相当する残響音のみがスピーカ１０８からの音により打
ち消される。
て図１を用いて説明する。図１において、マイク１０１
から音場１１３のマイク１１１の位置に伝達する音声情
報を入力する。マイク１０１への入力はマイクアンプ１
０２で増幅された後、ＦＩＲフィルタ１０４とアンプ１
０３に入力される。アンプ１０３への入力はスピーカ１
０７へ入力され、音響信号になって、音場１１３で音響
伝達関数１０９の寄与を受け、マイク１１１に到達す
る。一方、ＦＩＲフィルタ１０４への入力は、ＦＩＲフ
ィルタ１０４の係数を畳み込まれたのち、適応フィルタ
１０５に入力される。適応フィルタ１０５では、マイク
アンプ１１２からの信号を誤差信号として、これを小さ
くするようにフィルタ係数が逐次更新されつつＦＩＲフ
ィルタ１０４の出力に畳み込み、アンプ１０６を経てス
ピーカ１０８へ入力される。そして音響信号になって、
音場１１３で音響伝達関数１１０の寄与を受け、マイク
１１１に到達する。ここで、ＦＩＲフィルタ１０４の係
数として、音響伝達関数１０９の一部のみを用いる。す
なわち、音響伝達関数１０９はインパルスレスポンスと
して離散的に表現すると（式１）のようになる。 Ｘ＝ｘi (i = 1,2, ・・・,N) （式１） ここでＮは音響伝達関数１０９のタップ長であり、ｘi
は各サンプルの振幅を示す。ｘ1 は直接音の振幅を示
す。次に、音響伝達関数１０９のうち、直接音を除いた
初期のＷサンプル以内に入るものの振幅を０としたもの
を、ＦＩＲフィルタ１０４の係数Ｙとする。すなわち、
Ｙは（式２）のようになる。 Ｙ＝ｙi ＝ ｘi (i = 1,W+1,W+2, ・・・,N) Ｙ＝ｙi ＝ ０ (i = 2,3,・・・,W) （式２） 音響伝達関数１０９のうち振幅を０にするサンプル数Ｗ
は、明瞭度を改善するためには多いほど有利であり、一
方、適応フィルタ１０５の演算量を削減するためには少
ないほど有利であり、伝達したい音声の連続した音節の
長さに相当するサンプル数をＷとするとよく、一般に
は、0.5 秒に相当する長さ以上であればよい。このよう
な係数をＦＩＲフィルタ１０４に設定すると、音場１１
３におけるマイク１１１の位置において、スピーカ１０
７からの音のうち、直接音を除いた初期のＷサンプルに
相当する残響音のみがスピーカ１０８からの音により打
ち消される。
【００２８】したがって、音声の明瞭度に寄与の大きい
部分のみが消去されるため、残響音打ち消しのための信
号処理の演算量を削減しつつ、明瞭な拡声を実現するこ
とができる。
部分のみが消去されるため、残響音打ち消しのための信
号処理の演算量を削減しつつ、明瞭な拡声を実現するこ
とができる。
【００２９】適応フィルタ１０５の適応アルゴリズム
は、公知の学習同定法や射影法などでよいが、適応フィ
ルタの演算量を小さくするためには、ＬＭＳ法がよい。
は、公知の学習同定法や射影法などでよいが、適応フィ
ルタの演算量を小さくするためには、ＬＭＳ法がよい。
【００３０】なお、本実施の形態１では、適応フィルタ
１０５を用いているが、音響伝達関数１０９および１１
０は時不変として扱えるため、適応フィルタの学習が完
了した後に結果として得られた係数を時不変ＦＩＲのＦ
ＩＲフィルタとして実現してもよい。この場合には、マ
イク１１１は学習時のみに必要であり、運用時にはマイ
ク１１１を取り外しても何ら差し支えないことは自明で
ある。
１０５を用いているが、音響伝達関数１０９および１１
０は時不変として扱えるため、適応フィルタの学習が完
了した後に結果として得られた係数を時不変ＦＩＲのＦ
ＩＲフィルタとして実現してもよい。この場合には、マ
イク１１１は学習時のみに必要であり、運用時にはマイ
ク１１１を取り外しても何ら差し支えないことは自明で
ある。
【００３１】また、本実施の形態１では、残響音打ち消
しのための系統数を１としているが、これを複数にして
も同様に実施可能である。
しのための系統数を１としているが、これを複数にして
も同様に実施可能である。
【００３２】（実施の形態２）図２は本発明の第２の実
施の形態を示すものである。図２において、３は拡声用
の電気音響設備であり、３０１はマイク、３０２、３１
２はマイクアンプ、３０３、３０６はアンプである。３
０４、３１４は低域通過フィルタ、３０５は適応フィル
タである。３１７はホワイトノイズ発生器、３１６はイ
コライザ、３１５はスイッチである。
施の形態を示すものである。図２において、３は拡声用
の電気音響設備であり、３０１はマイク、３０２、３１
２はマイクアンプ、３０３、３０６はアンプである。３
０４、３１４は低域通過フィルタ、３０５は適応フィル
タである。３１７はホワイトノイズ発生器、３１６はイ
コライザ、３１５はスイッチである。
【００３３】３１１は音場３１３のマイクであり、３０
７、３０８はそれぞれ音場３１３のスピーカである。こ
こで、３０９はスピーカ３０７からマイク３１１への音
響伝達関数を示し、３１０はスピーカ３０８からマイク
３１１への音響伝達関数を示している。
７、３０８はそれぞれ音場３１３のスピーカである。こ
こで、３０９はスピーカ３０７からマイク３１１への音
響伝達関数を示し、３１０はスピーカ３０８からマイク
３１１への音響伝達関数を示している。
【００３４】次に、上記第２の実施の形態の動作につい
て図２を用いて説明する。図２において、まず調整段階
でスイッチ３１５をｂ側に倒す。ホワイトノイズ発生器
３１７の出力をイコライザ３１６に入力する。イコライ
ザ３１６では、出力される信号の周波数帯域を低域のみ
に制限する。このときの遮断周波数を２ｋＨｚ以上にす
る必要がある。イコライザ３１６の出力はスイッチ３１
５を経て、低域通過フィルタ３０４とアンプ３０３に入
力される。アンプ３０３への入力はスピーカ３０７へ入
力され、音響信号になって、音場３１３で音響伝達関数
３０９の寄与を受け、マイク３１１に到達する。一方、
低域通過フィルタ３０４への入力は、周波数帯域を低域
のみに制限を受け、適応フィルタ３０５に入力される。
適応フィルタ３０５では、マイクアンプ３１２からの信
号を低域通過フィルタ３１４で周波数帯域を低域のみに
制限を受けたものを誤差信号として、これを小さくする
ようにフィルタ係数が逐次更新されつつ、低域通過フィ
ルタ３０４の出力に畳み込み、アンプ３０６を経てスピ
ーカ３０８へ入力される。そして音響信号になって、音
場３１３で音響伝達関数３１０の寄与を受け、マイク３
１１に到達する。音場３１３におけるマイク３１１の位
置において、スピーカ３０７からの音のうち、直接音を
除いた低域の残響音のみがスピーカ３０８からの音によ
り打ち消される。これにより、音声の明瞭度に寄与の大
きい部分のみが消去される。一方、適応フィルタ３０５
では、入力信号は低域通過フィルタ３０４により、ま
た、誤差信号は低域通過フィルタ３１４により、周波数
帯域の上限が低く抑えれられている。したがって、適応
フィルタをデジタルフィルタで実現する場合には、サン
プリング周波数を低く抑えることができ、これにより適
応フィルタの演算量を削減することができる。
て図２を用いて説明する。図２において、まず調整段階
でスイッチ３１５をｂ側に倒す。ホワイトノイズ発生器
３１７の出力をイコライザ３１６に入力する。イコライ
ザ３１６では、出力される信号の周波数帯域を低域のみ
に制限する。このときの遮断周波数を２ｋＨｚ以上にす
る必要がある。イコライザ３１６の出力はスイッチ３１
５を経て、低域通過フィルタ３０４とアンプ３０３に入
力される。アンプ３０３への入力はスピーカ３０７へ入
力され、音響信号になって、音場３１３で音響伝達関数
３０９の寄与を受け、マイク３１１に到達する。一方、
低域通過フィルタ３０４への入力は、周波数帯域を低域
のみに制限を受け、適応フィルタ３０５に入力される。
適応フィルタ３０５では、マイクアンプ３１２からの信
号を低域通過フィルタ３１４で周波数帯域を低域のみに
制限を受けたものを誤差信号として、これを小さくする
ようにフィルタ係数が逐次更新されつつ、低域通過フィ
ルタ３０４の出力に畳み込み、アンプ３０６を経てスピ
ーカ３０８へ入力される。そして音響信号になって、音
場３１３で音響伝達関数３１０の寄与を受け、マイク３
１１に到達する。音場３１３におけるマイク３１１の位
置において、スピーカ３０７からの音のうち、直接音を
除いた低域の残響音のみがスピーカ３０８からの音によ
り打ち消される。これにより、音声の明瞭度に寄与の大
きい部分のみが消去される。一方、適応フィルタ３０５
では、入力信号は低域通過フィルタ３０４により、ま
た、誤差信号は低域通過フィルタ３１４により、周波数
帯域の上限が低く抑えれられている。したがって、適応
フィルタをデジタルフィルタで実現する場合には、サン
プリング周波数を低く抑えることができ、これにより適
応フィルタの演算量を削減することができる。
【００３５】適応フィルタの学習が完了した後、スイッ
チ３１５をａ側に倒し、マイク３０１から音場３１３の
マイク３１１の位置に伝達する音声情報を入力する。こ
のようにして、残響音打ち消しのための信号処理の演算
量を削減しつつ、明瞭な拡声を実現する。
チ３１５をａ側に倒し、マイク３０１から音場３１３の
マイク３１１の位置に伝達する音声情報を入力する。こ
のようにして、残響音打ち消しのための信号処理の演算
量を削減しつつ、明瞭な拡声を実現する。
【００３６】なお、低域通過フィルタ３０４および３１
４の遮断周波数は、明瞭度を改善するためには高いほど
有利であり、一方、適応フィルタ３０５の演算量を削減
するためには低いほど有利であり、一般には、２ｋＨｚ
以上にするとよい。適応フィルタ３０５の適応アルゴリ
ズムは、公知の学習同定法や射影法などでよいが、適応
フィルタの演算量を小さくするためには、ＬＭＳ法がよ
い。
４の遮断周波数は、明瞭度を改善するためには高いほど
有利であり、一方、適応フィルタ３０５の演算量を削減
するためには低いほど有利であり、一般には、２ｋＨｚ
以上にするとよい。適応フィルタ３０５の適応アルゴリ
ズムは、公知の学習同定法や射影法などでよいが、適応
フィルタの演算量を小さくするためには、ＬＭＳ法がよ
い。
【００３７】また、本実施の形態２では、適応フィルタ
３０５を用いているが、音響伝達関数３０９および３１
０は時不変として扱えるため、適応フィルタの学習が完
了した後に結果として得られた係数を時不変ＦＩＲのＦ
ＩＲフィルタとして実現してもよく、その場合には、マ
イク１１１は学習時のみに必要であり、運用時にはマイ
ク３１１を取り外しても何ら差し支えないことは自明で
ある。
３０５を用いているが、音響伝達関数３０９および３１
０は時不変として扱えるため、適応フィルタの学習が完
了した後に結果として得られた係数を時不変ＦＩＲのＦ
ＩＲフィルタとして実現してもよく、その場合には、マ
イク１１１は学習時のみに必要であり、運用時にはマイ
ク３１１を取り外しても何ら差し支えないことは自明で
ある。
【００３８】また、本実施の形態２では、残響音打ち消
しのための系統数を３としているが、これを複数にして
も同様に実施可能である。
しのための系統数を３としているが、これを複数にして
も同様に実施可能である。
【００３９】（実施の形態３）図３は本発明の第３の実
施の形態を示すものである。図３において、４は拡声用
の電気音響設備であり、４０１はマイク、４０２はマイ
クアンプ、４０３、４０６はそれぞれアンプである。４
０４はＦＩＲフィルタ、４０５は適応フィルタである。
４０７ａ〜４０７ｄ、４０８ａ〜４０８ｄはそれぞれ音
場４０９のスピーカである。
施の形態を示すものである。図３において、４は拡声用
の電気音響設備であり、４０１はマイク、４０２はマイ
クアンプ、４０３、４０６はそれぞれアンプである。４
０４はＦＩＲフィルタ、４０５は適応フィルタである。
４０７ａ〜４０７ｄ、４０８ａ〜４０８ｄはそれぞれ音
場４０９のスピーカである。
【００４０】次に、上記第３の実施の形態の動作につい
て図３を用いて説明する。図３において、マイク４０１
から音場４０９に伝達する音声情報を入力する。マイク
４０１への入力はマイクアンプ４０２で増幅された後、
ＦＩＲフィルタ４０４とアンプ４０３に入力される。ア
ンプ４０３への入力はスピーカ４０７ａ〜４０７ｄへ入
力され、音響信号になる。一方、ＦＩＲフィルタ４０４
からの出力は適応フィルタ４０５の寄与を受け、アンプ
４０６を経て、スピーカ４０８ａ〜４０８ｄへ入力され
る。適応フィルタ４０５は、上記実施の形態１と同様な
方法により、音場４０９におけるスピーカ４０７ａと４
０８ａを含む断面内のある１点で残響音の初期部分を打
ち消すように算出されたものである。トンネルなどのよ
うに、断面形状が長さ方向に一様な場合には、距離を隔
てた他の断面に同様の信号を出力することにより、他の
断面において残響音の一部を打ち消すことができる。す
なわち、スピーカ４０７ｂと４０８ｂを含む断面内のあ
る１点で残響音の初期部分を打ち消すことができる。こ
れは、スピーカ４０７ｃと４０８ｃを含む断面やスピー
カ４０７ｄと４０８ｄを含む断面でも同様である。この
ように、ある一つの断面内の１点で残響音の一部を打ち
消すために必要な適応フィルタ４０５のみを用いて、音
場の広い範囲に同様の効果をもたらすことができる。す
なわち、拡声の明瞭度を改善することができる。
て図３を用いて説明する。図３において、マイク４０１
から音場４０９に伝達する音声情報を入力する。マイク
４０１への入力はマイクアンプ４０２で増幅された後、
ＦＩＲフィルタ４０４とアンプ４０３に入力される。ア
ンプ４０３への入力はスピーカ４０７ａ〜４０７ｄへ入
力され、音響信号になる。一方、ＦＩＲフィルタ４０４
からの出力は適応フィルタ４０５の寄与を受け、アンプ
４０６を経て、スピーカ４０８ａ〜４０８ｄへ入力され
る。適応フィルタ４０５は、上記実施の形態１と同様な
方法により、音場４０９におけるスピーカ４０７ａと４
０８ａを含む断面内のある１点で残響音の初期部分を打
ち消すように算出されたものである。トンネルなどのよ
うに、断面形状が長さ方向に一様な場合には、距離を隔
てた他の断面に同様の信号を出力することにより、他の
断面において残響音の一部を打ち消すことができる。す
なわち、スピーカ４０７ｂと４０８ｂを含む断面内のあ
る１点で残響音の初期部分を打ち消すことができる。こ
れは、スピーカ４０７ｃと４０８ｃを含む断面やスピー
カ４０７ｄと４０８ｄを含む断面でも同様である。この
ように、ある一つの断面内の１点で残響音の一部を打ち
消すために必要な適応フィルタ４０５のみを用いて、音
場の広い範囲に同様の効果をもたらすことができる。す
なわち、拡声の明瞭度を改善することができる。
【００４１】隣接する２つの断面の距離は、いずれか一
方の断面のスピーカのみから信号を出力した場合に、直
接到来する音のエネルギよりも残響音のエネルギが小さ
くなる範囲が互いに重複しないように決める。すなわ
ち、例えば、スピーカ４０７ａから信号を出力した場
合、受音点では、スピーカ４０７ａのある断面から長さ
方向に遠ざかるほど、スピーカ４０７ａから直接到来す
る音のエネルギと比較して残響音のエネルギが大きくな
り、いずれ両者が等しくなる。この時のスピーカ４０７
ａと受音点の距離の２倍以上離れた位置に隣接するスピ
ーカ４０７ｂを設置すればよい。
方の断面のスピーカのみから信号を出力した場合に、直
接到来する音のエネルギよりも残響音のエネルギが小さ
くなる範囲が互いに重複しないように決める。すなわ
ち、例えば、スピーカ４０７ａから信号を出力した場
合、受音点では、スピーカ４０７ａのある断面から長さ
方向に遠ざかるほど、スピーカ４０７ａから直接到来す
る音のエネルギと比較して残響音のエネルギが大きくな
り、いずれ両者が等しくなる。この時のスピーカ４０７
ａと受音点の距離の２倍以上離れた位置に隣接するスピ
ーカ４０７ｂを設置すればよい。
【００４２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、残響音の
多い音場において、残響音のうち音声の明瞭度に寄与の
大きい、時間軸上の初期部分および周波数軸上の低域部
分の両方を打ち消すようにしているので、残響音打ち消
しのための信号処理の演算量を削減しつつ、拡声音の明
瞭度の改善を図ることができるという効果が得られる。
多い音場において、残響音のうち音声の明瞭度に寄与の
大きい、時間軸上の初期部分および周波数軸上の低域部
分の両方を打ち消すようにしているので、残響音打ち消
しのための信号処理の演算量を削減しつつ、拡声音の明
瞭度の改善を図ることができるという効果が得られる。
【図１】本発明の第１の実施の形態における拡声方法お
よびその拡声に用いる電気音響設備を示す概略ブロック
図
よびその拡声に用いる電気音響設備を示す概略ブロック
図
【図２】本発明の第２の実施の形態における拡声方法お
よびその拡声に用いる電気音響設備を示す概略ブロック
図
よびその拡声に用いる電気音響設備を示す概略ブロック
図
【図３】本発明の第３の実施の形態における拡声方法お
よびその拡声に用いる電気音響設備を示す概略ブロック
図
よびその拡声に用いる電気音響設備を示す概略ブロック
図
【図４】従来の拡声方法およびその拡声に用いる拡声装
置を示す概略ブロック図
置を示す概略ブロック図
１ 拡声用の電気音響設備
１０１ マイク
１０２ マイクアンプ
１０３ アンプ
１０４ ＦＩＲフィルタ
１０５ 適応フィルタ
１０６ アンプ
１０７ スピーカ
１０８ スピーカ
１０９ 音響伝達関数
１１０ 音響伝達関数
１１１ マイク
１１２ マイクアンプ
１１３ 音場
３ 拡声用の電気音響設備
３０１ マイク
３０２ マイクアンプ
３０３ アンプ
３０４ 低域通過フィルタ
３０５ 適応フィルタ
３０６ アンプ
３０７ スピーカ
３０８ スピーカ
３０９ 音響伝達関数
３１０ 音響伝達関数
３１１ マイク
３１２ マイクアンプ
３１３ 音場
３１４ 低域通過フィルタ
３１５ スイッチ
３１６ イコライザ
３１７ ホワイトノイズ発生器
４ 拡声用の電気音響設備
４０１ マイク
４０２ マイクアンプ
４０３ アンプ
４０４ ＦＩＲフィルタ
４０５ 適応フィルタ
４０６ アンプ
４０７ａ〜４０７ｄ スピーカ
４０８ａ〜４０８ｄ スピーカ
４０９ 音場
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０４Ｒ 3/00 ３１０ Ｇ１０Ｋ 15/00 Ｌ
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04R 27/00
G10K 15/00
G10K 15/12
H03H 17/02 615
H03H 21/00
H04R 3/00 310
Claims (8)
- 【請求項１】 残響音の多い音場で電気音響設備により
行う拡声方法において、残響音の時間軸上の初期部分お
よび周波数軸上の低域部分の両方を消去することを特徴
とする拡声方法。 - 【請求項２】 残響音の周波数軸上の低域の一部分のみ
を音場で消去するために、適応フィルタおよびその目標
信号入力と誤差信号入力の前段にそれぞれ低域通過フィ
ルタを備えたことを特徴とする拡声に用いる電気音響設
備。 - 【請求項３】 前記それぞれの低域通過フィルタの遮断
周波数を２ｋＨｚ以上としたことを特徴とする請求項２
記載の拡声に用いる電気音響設備。 - 【請求項４】 前記適応フィルタの学習信号として、周
波数特性の一様でない雑音を用いることを特徴とする請
求項２または請求項３に記載の拡声に用いる電気音響設
備。 - 【請求項５】 前記適応フィルタの学習信号として、ホ
ワイトノイズの周波数軸上の低域の一部のみを用いるこ
とを特徴とする請求項４記載の拡声に用いる電気音響設
備。 - 【請求項６】 前記適応フィルタの学習信号として、ホ
ワイトノイズの周波数軸上の２ｋＨｚ以下のみを用いる
ことを特徴とする請求項５記載の拡声に用いる電気音響
設備。 - 【請求項７】 音場がトンネルなどのように同じ断面形
状がある方向に連続する場合に、一つの断面に対して行
う残響音の打ち消しと同じことを距離を隔てた他の断面
についても行うことを特徴とする請求項２から請求項６
のいずれかに記載の拡声に用いる電気音響設備。 - 【請求項８】 前記音場におけるある２つの断面に対し
て拡声を行う際に、いずれか一方の断面の拡声用スピー
カのみから音声を出力した場合に、直接到来する音のエ
ネルギよりも残響音のエネルギが小さくなる範囲が互い
に重複しないように前記２つの断面の距離を定めること
を特徴とする請求項７記載の拡声に用いる電気音響設
備。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34187196A JP3369884B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 拡声方法およびその拡声に用いる電気音響設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34187196A JP3369884B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 拡声方法およびその拡声に用いる電気音響設備 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10191499A JPH10191499A (ja) | 1998-07-21 |
| JP3369884B2 true JP3369884B2 (ja) | 2003-01-20 |
Family
ID=18349399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34187196A Expired - Fee Related JP3369884B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 拡声方法およびその拡声に用いる電気音響設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3369884B2 (ja) |
-
1996
- 1996-12-20 JP JP34187196A patent/JP3369884B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10191499A (ja) | 1998-07-21 |
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071115 Year of fee payment: 5 |
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