JP4973315B2

JP4973315B2 - 音響障害除去方法及び音場支援システム

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Publication number: JP4973315B2
Application number: JP2007138812A
Authority: JP
Inventors: 秀生宮崎
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2007-05-25
Filing date: 2007-05-25
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2027-05-25
Also published as: JP2008292802A

Description

本発明は、エコーやフラッターエコーなどの音響障害を除去する音響障害除去方法及び該音響障害除去方法が適用された音場支援システムに関する。

室内音響においては、エコーやフラッターエコーなどの反射音に起因する音響障害が問題となる。
例えば、平行に対向する面を持つ音場では、該平行に対向する面の間で繰り返し反射する音が生じ、フラッターエコーなどの音響障害が発生することが知られている。また、ホールの後壁などから、一つの大きな反射音（反響音、エコー）がステージに戻ってくる場合がある。特に、スタジアムや体育館等の室容積が大きな空間（数万立米規模）では、各反射音が孤立して発生しやすいので、後壁や表示板等からの反射音が孤立した大きな反響音となり、音声の明りょう度や品質を下げることがある。
このような反射音に起因する音響障害を無くすために、部屋の形を工夫したり拡散又は吸音処理を施すことが行われている。
また、音響拡散板や音響ブロックを平行に対向する壁面に設置することにより、このような音響障害を建築的に防止する方法も提案されている（特許文献１、特許文献２）。

一方、既存の室内音響条件をベースに、電気音響的手段により音量感、残響感、拡がり感などの音響効果を増強する音場支援システムが知られている（特許文献３、非特許文献１）。このシステムは、室内にスピーカとマイクロフォンを適宜の距離隔てて配置し、マイクロフォンで収音した音をヘッドアンプを介してＦＩＲフィルタに供給して残響信号を生成し、これをアンプを介してスピーカに出力して再び収音することを繰り返すことにより、音量感の増加、残響感の増加、拡がり感の増加等を図ったものである。
また、特許文献４には、実際のホールの音響特性と所望とする音響特性との差のインパルス応答を求め、該差のインパルス応答において微係数の符号が変化する極値Ｄｉとその発生時刻ｔｉを算出し、絶対値｜Ｄｉ｜の大きい順に所望する個数分だけＤｉ、ｔｉを求めて、反射音生成部のＦＩＲフィルタに設定することが記載されている。
さらに、特許文献５には、周波数領域でのカラーレーションの低減と時間領域でのフラッターエコーの低減を両立させることを目的として、遅延時間の異なる複数の遅延回路を並列に設け、これらの遅延回路に入力信号を共通して印加し、これら遅延回路の出力信号を入力側にフィードバックするフィルタ構成が記載されている。
特開２０００−１１０２７７号公報特開２０００−１１０２７８号公報特開平１０−６９２８０号公報特開平０６−１４９２７７号公報特公平０２−０６２８７５号公報「AFC -Active Field Control-」、ヤマハ株式会社、[平成19年3月9日検索]、インターネット<URL: http://www.yamaha.co.jp/acoust/gyoumu/afc/index.html>

エコーやフラッターエコーなどの音響障害を除去するために従来より用いられている上述の建築的手法には、意匠的な制約があったり、また、設置工事が大変であるという問題がある。また、別の経路でフラッターエコーが生じたりして、完全にエコーを取りきることは困難である。
そこで、本発明は、音響帰還ループを利用した音場支援システムを用いてエコーやフラッターエコーなどの音響障害を除去する音響障害除去方法及び該音響障害除去方法が適用された音場支援システムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の音響障害除去方法は、対象室内で収音された信号に残響音を付加した信号を前記対象室内に放音し、該放音された音の一部が前記収音された信号に帰還する音響帰還ループを形成する音場支援システムにおける音響障害除去方法であって、前記対象室における残響曲線を取得し、該残響曲線にピークが存在するか否かを判定する工程と、前記残響曲線にピークが存在するときに、前記対象室内で収音された信号に、前記残響曲線に対応する減衰特性を有し、前記音響帰還ループの遅延時間に応じた時間幅を有する残響音を付加させるよう設定する工程と、前記残響曲線におけるピークを隠す直線を決定し、前記音響帰還ループのゲインを、該決定された直線に対応する残響時間に応じたゲインとなるように設定する工程とを有するものである。

また、本発明の音場支援システムは、対象室内で収音された信号に残響音を付加し、該残響音を付加した信号の出力を調整して前記室内に放音される信号を生成する信号処理手段を有し、前記放音される音が前記収音された信号に音響帰還する音響帰還ループを形成する音場支援システムであって、前記信号処理手段は、前記収音された信号に対し、前記対象室の残響曲線に対応する減衰特性を有し、前記音響帰還ループの遅延時間に応じた時間幅を有する残響音を付加する残響付加手段と、前記音響帰還ループのゲインを、前記残響曲線におけるピークを隠す直線に対応する減衰時間に応じたゲインとなるように調整する増幅器とを有するものとされている。
さらに、前記残響曲線にピークが複数存在しており、前記残響付加手段は、前記収音された信号に対し、前記複数のピークの時間間隔と前記音響帰還ループの遅延時間のうちの短い方の時間に対応する時間幅を有する残響音を付加するものものとされている。
さらにまた、前記残響付加手段は、前記音響帰還ループの遅延時間に応じた時間幅又は前記複数のピークの時間間隔と前記音響帰還ループの遅延時間のうちの短いほうの時間に対応する時間幅のランダムな信号を生成し、該生成したランダムな信号に前記対象室の残響曲線に対応する減衰特性に応じたゲインを乗算して出力するものとされている。
さらにまた、前記残響付加手段は、入力信号に対して互いに異なる遅延時間を与える並列に設けられた複数の遅延回路であって、前記遅延時間のうちの最大の遅延時間が発生する残響音の時間幅とされている複数の遅延回路と、前記複数の遅延回路にそれぞれ対応して設けられた複数の第１の乗算器であって、前記最大の遅延時間に対してそれに対応するビット数のＭ系列符号を対応させたときに、その第１の乗算器に対応する遅延回路の出力に、前記Ｍ系列符号における該対応する遅延回路の遅延時間に対応するビット位置の値に応じた係数を乗算する複数の第１の乗算器と、前記複数の第１の乗算器にそれぞれに対応して設けられ、前記複数の第１の乗算器の出力に対し、前記残響曲線に対応する減衰特性に応じた係数をそれぞれ乗算する複数の第２の乗算器と、前記複数の第２の乗算器の出力を加算する加算器とを有するものとされている。

このような本発明の音響障害除去方法及び音場支援システムによれば、音場支援システムによりエコーやフラッターエコーの原因となる反射音以外の部分を補完しつつ、残響音のエネルギーを上げることで、エコーやフラッターエコーを聴感的にマスクすることができる。
また、音響障害の原因である反射音を残響音によって埋めてしまうことで、どのようなエコーに対しても対応することができる。

図１は、本発明の音響障害除去方法が適用される音場支援システムの基本的な構成を示すブロック図である。
部屋１０内にマイクロフォン１１が設置されており、マイクロフォン１１で収音された音響信号はヘッドアンプ１２を介して、残響付加手段１３に入力される。残響付加手段１３は、所定の残響音を生成して入力信号に付加して出力する。残響付加手段１３から出力された信号は、パワーアンプ１４に入力され、所定のゲインで増幅された後、前記部屋１０内に設置されたスピーカ１５から放音される。放音された音が部屋内で反射を繰り返し、その一部が前記マイクロフォン１１で再び収音され、上記動作が繰り返される。
このように、スピーカ１５とマイクロフォン１１間の距離などに応じた遅延時間を有する音響帰還ループが形成されており、これを利用して効率的に、残響時間の延長、初期反射音のレベル増強と部屋内の音の均一化及び拡がり感の増強などを達成することができる。
ここで、本発明においては、エコーやフラッターエコーなどの反射音に起因する音響障害が存在している場合に、本発明の音響障害除去方法を用いて前記残響付加手段１３で付加される残響音及び前記パワーアンプ１４のゲインを調整することにより、その音響障害を除去するようにしている。
なお、図１におけるマイクロフォン１１及びスピーカ１５は、それぞれ１個の場合を例示したが、周波数特性の平坦化、音質の向上及びハウリングに対する安定性の向上を得るために、それぞれ複数のマイクロフォン及び複数のスピーカを配置しても良い。

本発明における音響障害除去方法は、Ａ．反射音に起因する音響障害の有無の確認、Ｂ．残響付加手段の設定、及び、Ｃ．ループゲインの設定の３つの工程を有している。
以下、これらの工程について説明する。
Ａ．反射音に起因する音響障害の有無の確認
Ａ−１．現音場における残響曲線を作成する。すなわち、残響音の測定において、受音点（測定マイク）で収音された音響信号のＲＭＳ（Root Mean Square）波形（時定数５ｍｓｅｃ程度）を２乗して対数（１０log₁₀）をとることにより、残響音の音響エネルギーの減衰を示す残響曲線を取得する。
Ａ−２．前記残響曲線に対する回帰直線を作成する。
Ａ−３．前記残響曲線において、前記作成した回帰直線のレベルとの差が所定値（例えば、３dB）以上のピーク（極大点）を検出する。
Ａ−４．ピークがなければ、反射音に起因する音響障害は無いものと判断する。また、隣同士のピークの間隔が所定値（例えば、１０msec）以上の場合に人に聞えると判断し、その点が複数（例えば、３点以上）ある場合にはフラッターエコーが存在すると判断し、１個の場合にはエコーが存在すると判断する。

図２は、前記ステップＡ−１で作成された残響曲線の一例を示す図である。図中、直接音の発生タイミングの直後に最大値となり、順次減衰する曲線１が、前記Ａ−１で作成された現音場の残響減衰を示す残響曲線である。
図中、２は、前記Ａ−２で作成された回帰直線である。
図２に示す例では、残響曲線１に、回帰直線２のレベルとの差が所定値（３dB）以上あるピークが、３ａ、３ｂ、３ｃで示す３点存在している（Ａ−３）。そして、各ピークの間の時間Ｔは、人間の聴感上聞き分けることができる時間間隔である１０msec以上あり、フラッタエコーが存在していると判断される（Ａ−４）。なお、フラッターエコーの場合、検出された複数のピークの間隔（以下、「フラッターエコーの間隔」という。）Ｔはほぼ等しいものとなる。
このようにして、音響障害（この例では、フラッターエコー）が発生していると判断されると、次に、該音響障害を除去するための工程、すなわち、Ｂ．残響付加手段の設定、及び、Ｃ．ループゲインの設定の各工程が実行される。

本発明の音響障害除去方法によりどのようにしてフラッターエコーを除去するかについて、図３を参照して説明する。ここで、図３の（ａ）はマイクロフォン１１により受音された信号波形の一例を示す図、（ｂ）はフラッターエコーの間隔Ｔ＜ループの遅延時間Ｄであるときに残響付加手段により生成される残響音を示す図、（ｃ）はフラッターエコーの間隔Ｔ＞ループの遅延時間Ｄであるときに残響付加手段により生成される残響音を示す図、（ｄ）は本発明における音響障害除去方法により処理された後の受音信号波形の一例を示す図である。

図３の（ａ）に示すように、フラッターエコーが存在するときには、ほぼ一定の時間間隔Ｔをもって受音信号のピークが存在している。
本発明では、前記残響付加手段１３により、前記ピークとピークの間を埋める残響音を生成することにより、聴感上フラッターエコーをマスクする。この残響音としては、種々の方法により生成したものを使用することができるが、フラットな周波数特性となるようにランダムな信号であることが望ましい。
前述のように、本発明の音響障害除去方法が適用される音場支援システムは、音響帰還ループを利用することにより豊富な残響音を生成するものであるため、前記残響付加手段１３で生成する残響音の時間幅を、該音響帰還ループの遅延時間Ｄと前記Ａ−４で検出されたフラッターエコーの間隔Ｔとを比較し、そのうちの時間が短い方の時間に対応する時間分の残響音を前記残響付加手段１３で生成させるようにしている。これにより、フラッターエコーのピークの間を埋めるのに必要十分な残響音を生成することができる。
図３の（ｂ）は、ループの遅延時間Ｄがフラッターエコーの間隔Ｔよりも長い（Ｔ＜Ｄ）場合に前記残響付加手段により生成される残響音を示す図であり、この場合には、前記フラッターエコーの間隔Ｔに相当する時間分の残響音が前記残響付加手段１３により生成される。また、ループの遅延時間Ｄよりもフラッターエコーの間隔Ｔの方が長い（Ｔ＞Ｄ）の場合には、図３の（ｃ）に示すように、ループの遅延時間Ｄに相当する時間分の残響音が前記残響付加手段１３により生成される。なお、実際に計測したときに、フラッターエコーの間隔Ｔが別のピーク間で異なる値となったときは、最大の値をフラッターエコーの間隔Ｔとする。
また、図３の（ｂ）及び（ｃ）のいずれの場合でも、図示するように、残響付加手段１３により生成される残響音は、前記図２における回帰直線２に対応する指数減衰特性を有する残響音が生成される。
このようにして、前記図３の（ａ）におけるフラッターエコーのピークとピークの間に前記残響付加手段１３により生成された残響音が挿入されることとなる。
残響付加手段１３により、上述の残響音を生成させるために、Ｂ．残響付加手段の設定の工程が行われる。

Ｂ．残響付加手段の設定
Ｂ−１．ループの遅延時間を計算
まず、この音場支援システムにおける音響帰還ループ（マイクロフォン１１→ヘッドアンプ１２→残響付加手段１３→パワーアンプ１４→スピーカ１５→部屋１０→マイクロフォン１１）の遅延時間Ｄを計算する（Ｂ−１）。この遅延時間Ｄは、前記スピーカ１５とマイクロフォン１１間の伝搬遅延時間などに基づいて決定される。
Ｂ−２．発生させる残響音の時間幅を決定する。
次に、Ｂ−１で求めたループの遅延時間Ｄと、前記Ａ−４で検出したピークとピークの間（３ａ−３ｂ間、及び、３ｂ−３ｃ間）の時間間隔Ｔのうちの短い方の時間を残響付加手段１３で発生させる残響音の時間幅として決定する。
例えば、ＦＩＲフィルタにより残響音を発生させる場合には、その時間幅に応じてＦＩＲフィルタの使用するタップ位置を決定する。すなわち、ループの遅延時間Ｄがフラッターエコーの間隔Ｔよりも長い場合は、フラッターエコーの間隔Ｔに対応する遅延時間のタップまでの中から信号を出力するタップを決定する。逆の場合（ループの遅延時間Ｄ≦フラッターエコーの間隔Ｔ）には、ループの遅延時間Ｄに対応する遅延時間のタップまでの中から信号を出力するタップを決定する。
Ｂ−３．生成される残響音に回帰直線２に合わせた指数減衰特性に対応したゲインをかける。
ＦＩＲフィルタを用いる場合には、各タップからの出力信号に対して、指数減衰係数（ｅｘｐ((-cK／8Ｔorg)×τ)）に対応する係数を乗算する。ここで、ｃ＝音速（m/sec）、Ｋ＝0.161、Ｔorg＝現音場の残響時間（sec）、τ＝遅延時間（sec）である。
このように指数減衰特性を有する残響音とすることにより、聴感上違和感のない残響音とすることができる。

つぎに、前記音響帰還ループのループゲインの設定を行う。
Ｃ．ループゲイン（ＬＧ）の設定
Ｃ−１．前記図２において、前記回帰直線２上の直接音が到来するタイミングの位置を通り、残響曲線１の全てのピーク（３ａ、３ｂ、３ｃ）にほぼ接する直線（いずれかのピークを通り他のピークの上を通る直線）のうち、最も残響時間が短くなる直線４（図２）を見つける。以下、このような直線を「ピークを隠すように引かれた直線」とよぶ。この直線４に相当する残響特性とすることにより、全てのエコーをマスクすることができる。
Ｃ−２．上記直線４に相当する残響時間（Ｔafc）（sec）を求める。
Ｃ−３．元（現音場）の残響時間（Ｔorg）と、必要な残響時間（Ｔafc）の関係式から、必要なループゲイン（ＬＧ）を算出する。
すなわち、
Ｔafc／Ｔorg＝１／（１−ｆ），ＬＧ＝10×log₁₀(ｆ)
よりループゲイン（ＬＧ）を求める。
例えば、残響時間を１．０sec（＝Ｔorg）から２．０sec（＝Ｔafc）にする必要があれば、ｆ＝１／２となり、ＬＧ＝−３dBとなる。すなわち、ループゲインが−３dBとなるように、前記パワーアンプ１４のゲインを設定する。

これにより、前記図３の（ｄ）に示すように、処理後の受音信号波形は、フラッターエコーにおけるピークとピークの間が前記残響付加手段１３により生成された残響音で埋められ、残響曲線上の複数のピークを隠すように引かれた直線４に対応した遅延時間を有するものとなり、フラッターエコーが（減衰曲線上で）除去されている。
このような本発明の音響障害除去方法によれば、どのようなフラッターエコーについても対処することが可能となる。

前記残響付加手段１３の一実施の形態について、図４に示す本発明の音響障害除去方法が適用された音場支援システムの機能構成を示すブロック図を参照して説明する。
この実施の形態の残響付加手段１３は、図示するように、遅延時間τ0のイニシャル遅延を与える遅延回路２１、前記遅延回路２１の出力に対して並列に設けられ、それぞれ遅延時間τ1、τ2・・・τnの遅延を与えるｎ個の遅延回路２２−１、遅延回路２２−２・・・遅延回路２２−ｎ、前記ｎ個の遅延回路２２−１、２２−２・・・２２−ｎにそれぞれ対応して設けられ、それぞれ対応する遅延回路２２−１、２２−２・・・２２−ｎの出力に対して第１のゲイン（Gain I 1〜Gain I n）を乗算する第１の乗算器群（乗算器２３−１、２３−２・・・２３−ｎ）、前記第１の乗算器群の乗算器２３−１、２３−２・・・２３−ｎにそれぞれ対応して設けられ、対応する乗算器２３−１、２３−２・・・２３−ｎの出力に対して第２のゲイン（Gain II 1〜Gain II n）を乗算する第２の乗算器群（乗算器２４−１、２４−２・・・２４−ｎ）、及び、前記第２の乗算器群の乗算器２４−１、２４−２・・・２４−ｎの出力を加算する加算器２５により構成されている。そして、前記加算器２５の出力は、前記パワーアンプ１４に入力され、ここで第３のゲイン（Gain III）を乗算されて、その出力は前記スピーカ１５から出力される。該スピーカ１５から出力された音の一部は、対象室の伝送特性ｈ（ｔ）を有する伝送路２６を介して、前記マイクロフォン１１にその入力信号の一部としてフィードバックされ、ヘッドアンプ１２を介して残響付加手段１３の前記遅延回路２１に入力される。

ここで、前記イニシャル遅延を与える遅延回路２１の遅延時間τ0は、前記図１における音源とマイクロフォン１１の距離、スピーカ１５から聴者への距離、音源から聴者への距離などに基づく時間差を補正し、反射音の到来タイミングを自然なものとするために設定された遅延時間である。すなわち、遅延時間τ0は、音源から聴者までの生音の到来タイミングと音源からマイクロフォン１１、スピーカ１５を介して聴者までの再生音の到来タイミングとの整合をとるためのものである。
ｎ個の遅延回路２２−１、２２−２・・・２２−ｎは、それぞれ、τi＝（１／Ｆs）×ｉ[sec]、（Ｆs＝サンプリング周波数）（ｉ＝１，２，・・・，ｎ）で示される遅延時間τiを与えるものである。ここで、サンプリング周波数Ｆsは、最大対象周波数に基づいて決定される。例えば、最大対象周波数が５kHzとされているときは、サンプリング周波数Ｆs＝５kHz ×２＝１０kHzとなり、１／Ｆs＝０．１[msec]となる。
また、ｎは、前記Ｂ−２において決定された生成する残響音の時間幅に対応して決定される。前述のように、生成する残響音の時間幅は、ループの遅延時間Ｄとフラッターエコーの間隔Ｔのうちの短い方の時間とされ、例えば、サンプリング周波数Ｆs＝１０kHz、ループの遅延時間Ｄ＝３０msec、フラッターエコーの間隔Ｔ＝２５msecのときには、フラッターエコーの間隔Ｔ＝２５msecに対応する時間とされる。
この実施の形態では、ランダムな残響音を生成するためにＭ系列符号を用いる構成とされており、前記フラッターエコーの間隔Ｔ以上となる最も短いＭ系列符号に対応する２５５（＝２⁸−１）を前記ｎの値として選択する（０．１[msec]×２５５＝２５．５[msec]）。すなわち、前記遅延回路２２−１、２２−２・・・２２−ｎとして、それぞれの遅延時間がτ1＝０．１[msec]、τ2＝０．２[msec]、τ3＝０．３[msec]、・・・、τ255＝２５．５[msec]である２５５個の遅延回路が用いられる。

そして、前記遅延時間がτ1〜τ255までの２５５個の遅延回路２２−１、２２−２・・・２２−ｎからの各出力に対し、前記第１の乗算器群（乗算器２３−１、２３−２・・・２３−ｎ）で、第１のゲイン（Gain I 1〜Gain I n）として、系列長が２５５ビット（＝２^８−１）であるＭ系列符号の対応する位置のビットを乗算する。このとき、Ｍ系列符号の値が「１」である場合は「１」を乗算し、「０」である場合は「−１」を乗算する。これにより、Ｍ系列符号の「１」に対応する遅延時間の入力信号はそのまま出力され、「０」に対応する遅延時間の入力信号は位相が反転されて出力される。
このようにＭ系列符号を用いてランダムな残響音を生成させることにより、周波数特性上のピーク、ディップが少ない残響音を生成させることができる。

前記第１の乗算器群（乗算器２３−１、２３−２・・・２３−ｎ）の各乗算器の出力は、それぞれ、第２の乗算器群（乗算器２４−１、２４−２・・・２４−ｎ）のそれぞれ対応する乗算器に入力され、そこで、それぞれに対応する第２のゲイン（Gain II 1〜Gain II n）が乗算される。この第２のゲインは、それぞれの遅延時間に対応する前述した指数減衰係数（＝ｅｘｐ((-cK／8Ｔorg)×τi)）（ｉ＝１，２，・・・，ｎ）である。
第２の乗算器群の各乗算器２４−１、２４−２・・・２４−ｎからの出力信号は、加算器２５で加算され、加算器２５からは、前記Ｂ−２で設定された時間幅を有する残響音が出力される。
前記加算器２５の出力は、前記パワーアンプ１４に供給され、ここで、前記Ｃ−３において決定された残響時間Ｔafcに対応するループゲインとなるようなゲイン（Gain III）が乗算される。
このようにして、聴感上違和感のない残響音を付与して、フラッターエコーを除去することができる。

次に、前記ステップＡ−４において、残響曲線上に１個のピークが検出された場合について説明する。
図５は、この場合の減衰曲線１の例を示す図であり、図示するように１個のピーク５が存在している。例えば、ホールの後壁などからのエコー（反響音）が存在する場合にこのようなピークが検出される。
この場合には、前記残響付加手段１３において、音響帰還ループの遅延時間Ｄに対応する時間幅の残響音を生成させる。また、前記パワーアンプ１４のゲインは、図５に示すピーク５を隠すように引かれた直線６に対応する残響時間Ｔafcに対応するループゲインとなるようなゲインに設定される。
すなわち、前記残響付加手段１３における複数の遅延回路２２−１〜２２−ｎのうち最大の遅延時間を有する遅延回路２２−ｎは、ループの遅延時間Ｄに対応する遅延時間を有するものとされ、第１の乗算回路群２３−１〜２３−ｎは前述と同様に前記遅延時間Ｄに対応するビット数のＭ系列符号に応じた係数を乗算するものであり、第２の乗算回路群２４−１〜２４−ｎは図５に示した残響曲線に対応した減衰係数を乗算する。
そして、前記パワーアンプ１４では、図５における直線６に対応する残響時間Ｔafcに対応するループゲインとなるゲインが乗算される。
このように、音場支援システムの有する音響帰還ループの遅延時間に対応する残響音を残響付加手段１３により付加させることにより、音響帰還ループの作用により残響時間分継続する残響音とすることができ、ループゲインを上述のように設定することにより、前記ピーク５を残響音で埋めることができる。これにより、エコー（反響音）による音響障害を除去することができる。

なお、図４に示した実施の形態では、遅延時間τ1〜τnに対応するｎ個の遅延回路２２−１、２２−２・・・２２−ｎを設ける構成としたが、これに限られることはなく、通常のＦＩＲフィルタのように、サンプリング周期（１／Ｆs）ずつ遅延するｎ個の遅延回路を直列に接続し、各遅延回路からの出力に対して前記第１の乗算器群（乗算器２３−１、２３−２・・・２３−ｎ）及び第２の乗算器群（乗算器２４−１、２４−２・・・２４−ｎ）により、それぞれ対応するＭ系列符号及び指数減衰係数を乗算した後、それらを加算するようにしても良い。
さらに、前記第１の乗算器群（乗算器２３−１、２３−２・・・２３−ｎ）において、対応するＭ系列符号の「１」又は「０」をそのまま乗算するようにしても良い。
さらにまた、上記においてはＭ系列符号を用いたが、その他の疑似ランダム符号を用いても良い。
さらにまた、上述の実施の形態においては遅延回路の出力に疑似ランダム符号を乗算してランダムな信号を生成していたが、これに限られることはなく、ピンクノイズ等のランダム信号そのものをランダムな信号として用いることもできる。この場合には、前記音響帰還ループの遅延時間に応じた時間幅又は複数のピークの時間間隔と音響帰還ループの遅延時間のうちの短いほうの時間に対応する時間幅のピンクノイズ等のランダム信号に対して、前記残響曲線に対応する減衰特性に応じたゲインを乗算することにより得られた信号を、入力信号に付加する残響音とすればよい。

本発明の音響障害除去方法が適用される音場支援システムの全体構成を示すブロック図である。フラッターエコーが存在する場合の残響曲線の一例を示す図である。本発明の音響障害除去方法における処理について説明するための図であり、（ａ）はマイクロフォンにより受音された信号の一例を示す図、（ｂ）はフラッターエコーの間隔Ｔ＜ループの遅延時間Ｄであるときに残響付加手段により生成される残響音を示す図、（ｃ）はフラッターエコーの間隔Ｔ＞ループの遅延時間Ｄであるときに残響付加手段により生成される残響音を示す図、（ｄ）は本発明における音響障害除去方法により処理された後の受音信号の一例を示す図である。本発明の音響障害除去方法が適用される音場支援システムの一実施の形態の機能構成を示すブロック図である。１個のピークが存在する場合の残響曲線の一例を示す図である。

符号の説明

１：残響曲線、２：回帰直線、３ａ，３ｂ，３ｃ，５：残響曲線のピーク、４，６：エコーをマスクするための残響減衰特性を示す直線、１０：部屋、１１：マイクロフォン、１２：ヘッドアンプ、１３：残響付加手段、１４：パワーアンプ、１５：スピーカ

Claims

対象室内で収音された信号に残響音を付加した信号を前記対象室内に放音し、該放音された音の一部が前記収音された信号に帰還する音響帰還ループを形成する音場支援システムにおける音響障害除去方法であって、
前記対象室における残響曲線を取得し、該残響曲線にピークが存在するか否かを判定する工程と、
前記残響曲線にピークが存在するときに、前記対象室内で収音された信号に、前記残響曲線に対応する減衰特性を有し、前記音響帰還ループの遅延時間に応じた時間幅を有する残響音を付加させるよう設定する工程と、
前記残響曲線におけるピークを隠す直線を決定し、前記音響帰還ループのゲインを、該決定された直線に対応する残響時間に応じたゲインとなるように設定する工程と
を有することを特徴とする音響障害除去方法。
対象室内で収音された信号に残響音を付加し、該残響音を付加した信号の出力を調整して前記室内に放音される信号を生成する信号処理手段を有し、前記放音される音が前記収音された信号に音響帰還する音響帰還ループを形成する音場支援システムであって、
前記信号処理手段は、
前記収音された信号に対し、前記対象室の残響曲線に対応する減衰特性を有し、前記音響帰還ループの遅延時間に応じた時間幅を有する残響音を付加する残響付加手段と、
前記音響帰還ループのゲインを、前記残響曲線におけるピークを隠す直線に対応する減衰時間に応じたゲインとなるように調整する増幅器と
を有することを特徴とする音場支援システム。
前記残響曲線にピークが複数存在しており、
前記残響付加手段は、前記収音された信号に対し、前記複数のピークの時間間隔と前記音響帰還ループの遅延時間のうちの短い方の時間に対応する時間幅を有する残響音を付加するものであることを特徴とする請求項２記載の音場支援システム。
前記残響付加手段は、前記音響帰還ループの遅延時間に応じた時間幅又は前記複数のピークの時間間隔と前記音響帰還ループの遅延時間のうちの短いほうの時間に対応する時間幅のランダムな信号を生成し、該生成したランダムな信号に前記対象室の残響曲線に対応する減衰特性に応じたゲインを乗算して出力するものであることを特徴とする請求項２又は３に記載の音場支援システム。
前記残響付加手段は、
入力信号に対して互いに異なる遅延時間を与える並列に設けられた複数の遅延回路であって、前記遅延時間のうちの最大の遅延時間が発生する残響音の時間幅とされている複数の遅延回路と、
前記複数の遅延回路にそれぞれ対応して設けられた複数の第１の乗算器であって、前記最大の遅延時間に対してそれに対応するビット数のＭ系列符号を対応させたときに、その第１の乗算器に対応する遅延回路の出力に、前記Ｍ系列符号における該対応する遅延回路の遅延時間に対応するビット位置の値に応じた係数を乗算する複数の第１の乗算器と、
前記複数の第１の乗算器にそれぞれに対応して設けられ、前記複数の第１の乗算器の出力に対し、前記残響曲線に対応する減衰特性に応じた係数をそれぞれ乗算する複数の第２の乗算器と、
前記複数の第２の乗算器の出力を加算する加算器と
を有するものであることを特徴とする請求項２又は３に記載の音場支援システム。