JPH05236588A - ハウリング抑制装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 演奏中のような音楽信号ある状態でハウリン
グ周波数を検出し、その周波数を抑制するディジタルフ
ィルタの特性を設定することにより、ハウリングマージ
ンを向上するハウリング抑制装置を提供する。 【構成】 再生場所の音を収音するマイク１と、入力信
号をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器２と、ハウリ
ングを抑制するハウリング抑制手段６と、Ａ／Ｄ変換器
２からの信号によりリアルタイムに粗い精度でハウリン
グを検出する第１のハウリング検出手段７と、入力信号
の自己相関関数を求める自己相関関数演算手段１２と、
第１のハウリング検出手段７からのハウリング情報と自
己相関関数によりハウリングとその周波数を精度よく検
出する第２のハウリング検出手段１０と、ハウリング周
波数をハウリング抑制手段に設定するディジタルフィル
タの係数を演算する演算手段８と、係数をハウリング抑
制手段に設定する制御手段９から構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はマイクとスピーカ間で生
じるハウリングを防止するためのハウリング抑制装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】（図９）は従来の代表的なハウリング抑
制装置を示すブロック図である。（図９）において、１
は場内の演奏や音声を収音するマイク、１６はマイクア
ンプ、１７はハウリングを抑制するグラフィックイコラ
イザ、４はアンプ、５はスピーカである。

【０００３】このような従来の構成において、演奏中に
おいて、演奏者が移動したり、演奏場所の条件が変わる
ことにより、ハウリングが生じる。ハウリングが起こる
と、ミキサーはその周波数と思われる帯域のレベルをグ
ラフィックイコライザ１７により下げるか、または、全
体の出力レベルを下げる。そしてハウリングが収まり、
演奏者の位置がかわるといったように収音の条件が変化
したところで、グラフィクイコライザの特性、または全
体レベルをもとに戻している。

【０００４】このように、従来においてはハウリングが
起こる度に、ミキサーはこの作業を実行しハウリングを
抑えていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、ハウリングが起きた場合にミキサ−が
常にグラフィックイコライザの周波数を下げなければな
らず、ハウリングの抑制に手間がかかると同時に、グラ
フィックイコライザー１７を下げる周波数帯域が即座に
正確に解らず、ハウリングを抑えるために時間がかかる
という問題があった。

【０００６】本発明は上記問題点に鑑み、演奏中でもハ
ウリングを自動的に検出し、ハウリングの抑制が行える
ハウリング抑制装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、再生場所の音を収音するマイクと、前記マ
イクからの入力信号をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変
換器と、周波数特性を可変しハウリングを抑制するハウ
リング抑制手段と、前記Ａ／Ｄ変換器の出力信号から荒
い精度のハウリング検出を行なう第１のハウリング検出
手段と、前記第１のハウリング検出手段の出力信号に基
づいて細かい精度でハウリングおよびハウリング周波数
を求める第２のハウリング検出手段と、前記第２のハウ
リング検出手段からの検出信号により前記ハウリング抑
制手段に設定するディジタルフィルタの係数を所望の周
波数特性が得られるよう演算する演算手段と、この求め
られた係数を前記ハウリング抑制手段に設定する制御手
段を具備して構成されている。

【０００８】第１のハウリング検出手段は、複数の帯域
分割フィルタを具備し、ハウリングの基本周波数と他の
周波数成分とのレベル比を測定する。

【０００９】また、第２のハウリング検出手段は、入力
された信号に対してＦＦＴ処理を行なうことによりハウ
リング周波数を求めるものである。

【００１０】また、Ａ／Ｄ変換器の出力からその自己相
関関数を求める自己相関関数演算手段を設け、前記自己
相関関数演算手段の出力を第２のハウリング検出手段へ
供給し、細かい精度でハウリングおよびハウリング周波
数を求めることにより、さらに高精度でハウリングを検
出しハウリング周波数を抑制することができる。

【００１１】

【作用】この構成によって、演奏中においても短時間で
ハウリングを正確に検出しその周波数を算出し、ハウリ
ングを抑制することが可能となる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例に係るハウリング抑
制装置について図面を参照しながら説明する。

【００１３】本発明の目的は、演奏中のように音楽や音
声のある場合にも、実時間でハウリングを正確に検出
し、自動的にハウリングを抑制することである。

【００１４】（図１）は本発明の一実施例におけるハウ
リング抑制装置のブロック図である。（図１）におい
て、１は再生場所の音を収音するマイク、２は収音した
音をＡ／Ｄ変換しディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
器、３はディジタル信号をアナログ信号にＤ／Ａ変換す
るＤ／Ａ変換器、４はアナログ信号を増幅するアンプ、
５は再生用のスピーカ、６はＡ／Ｄ変換器２からの信号
にノッチフィルタ処理を施しハウリング周波数のレベル
を下げるハウリング抑制手段、７はＡ／Ｄ変換器２の信
号からハウリング周波数を粗い精度で検出する第１のハ
ウリング検出手段、１０は第１のハウリング検出手段７
からのハウリング検出情報を基に、ハウリングを高精度
に検出する第２のハウリング検出手段、８はハウリング
抑制手段６に設定する特性を演算する演算手段、９は演
算手段８で求められたディジタルフィルタの特性をハウ
リング抑制手段６に設定し、ハウリングを抑制する制御
手段である。なお、従来例と同じ構成要因には同一番号
を付している。

【００１５】以上のように構成されたハウリング抑制装
置について、以下その動作を説明する。

【００１６】演奏者の演奏はマイク１から収音され、マ
イクアンプ１６、Ａ／Ｄ変換器２、ハウリング抑制手段
６、Ｄ／Ａ変換器３を通り、アンプ４で増幅され、スピ
ーカ５から再生される。通常はこの状態でハウリングが
起こらないようにスピーカ５の再生レベルが調整されて
いる。しかしながら、演奏者が移動したり、マイク１の
方向が変わったりすると、上記再生系のループゲインが
大きくなり１を越えるとハウリングが発生する。

【００１７】マイク１からの信号は、Ａ／Ｄ変換器２で
ディジタル信号に変換されハウリング抑制手段６に入力
される。一方、Ａ／Ｄ変換器２からの信号は、第１のハ
ウリング検出手段７に入力され、その信号がハウリング
かどうかを常に検出する。本実施例では、第１のハウリ
ング検出手段７は、（図２）に示されるように、バンド
パスフィルタ１３ａ〜１３ｎと、ハウリング判断手段１
１で構成され、複数の帯域に分割されている。

【００１８】次に、ハウリングの検出方法を示す。（図
２）に示すハウリング判断手段１１は、バンドパスフィ
ルタ１３ａ〜１３ｎを通過した各帯域の周波数に対し
て、（図３）に示すように、ハウリングレベルの閾値
（スレッショルドレベル）を設け、各周波数帯域毎に判
定する。ある帯域で上記閾値を越えた場合は、他の帯域
のレベルをみて、全体的なレベルが大きい場合は音楽信
号の可能性が大きく、ハウリングの可能性は小さいと判
断し、検出を続ける。一方、全体的なレベルが小さく、
特定の周波数帯域のみのレベルが大きい場合はハウリン
グとみなし、第２のハウリング検出手段１０に粗いハウ
リング周波数情報を転送する。

【００１９】ハウリングの時間波形、およびそれを時系
列的にＦＦＴした特性図を各々（図４（ａ）（ｂ））に
示す。ハウリングは、ある単一周波数で起こる場合が多
く、（図４）からも１０００Ｈｚ程度の単一周波数のレ
ベルが他の周波数に比べ大きくなっているのがわかる。
次に（図５（ａ）（ｂ））に、音楽信号とハウリングの
時間波形、およびそれを時系列的にＦＦＴした特性図を
示す。（図４）と（図５）に示される特性に鑑み、第２
のハウリング検出手段１０では常にＦＦＴ処理を行い、
振幅値が最大の周波数成分を監視している。第２のハウ
リング検出手段１０では振幅値が最大の周波数成分の変
化を監視し、変化が大きければハウリングではなく、ま
た、変化が小さくかつ高調波成分が少なければハウリン
グと判定を行っている。

【００２０】ハウリングを検出すると、同時にハウリン
グ周波数も算出される。本実施例の第２のハウリング検
出手段１０では、ＦＦＴ処理された信号から一定の周波
数成分やその成長性などを判断してハウリング周波数を
検出している。第２のハウリング検出手段１０でハウリ
ングと判断され、そのハウリング周波数が算出される
と、演算手段８は、ハウリング抑制手段６のハウリング
周波数成分のみのゲインを下げるディジタルフィルタを
構成するような係数を算出する。算出されたディジタル
フィルタの係数は、制御手段９によりハウリング抑制手
段６に設定される。本実施例では、ディジタルフィルタ
としてノッチフィルタを用いている。

【００２１】ハウリング抑制手段６に設定されたディジ
タルフィルタは、ある時間が経過すると、フィルタの深
さが自動的に浅くなるよう調整され、最終的には解除さ
れる。

【００２２】上記操作により、ハウリングが起こるとそ
の周波数成分をディジタルフィルタにより取り除くこと
でハウリングの抑制をおこなっている。

【００２３】以上のように、第１のハウリング検出手段
７と第２のハウリング検出手段１０を用いてＦＦＴを行
いハウリングを判断し、そのハウリングをおこしている
周波数を求め、その周波数成分をノッチフィルタにより
取り除くことにより、演奏中でもハウリングを取り除く
ことが可能である。

【００２４】なお本実施例では、１本のマイクとスピー
カ間のハウリングについて説明したが、複数のマイクと
スピーカを用いた場合でも同様の効果が得られる。

【００２５】また、第１のハウリング検出手段７はアナ
ログ式のバンドパスフィルタで構成し、Ａ／Ｄ変換器２
を介さなくてもよい。さらに、第１のハウリング検出手
段７は、ＦＦＴ処理を用いても、同様の効果が得られ
る。

【００２６】以下、本発明の第２の実施例に係るハウリ
ング抑制装置について図面を参照しながら説明する。

【００２７】本発明の目的は、ハウリングをリアルタイ
ムに抑制することである。（図６）は本発明の第２の実
施例に係るハウリング抑制装置のブロック図である。１
２は、Ａ／Ｄ変換器からの入力信号の自己相関関数を求
める自己相関関数演算手段である。なお、第１の実施例
と同じ構成要因には同一番号を付している。

【００２８】以上のように構成されたハウリング抑制装
置について、以下その動作を説明する。

【００２９】第１のハウリング検出手段７によるハウリ
ング検出方法までは第１の実施例と同様であるが、本実
施例が第１の実施例と異なるのは、Ａ／Ｄ変換器の出力
から自己相関演算手段１２で（数１）に従い入力信号の
自己相関関数を求めている点である。

【００３０】

【数１】

【００３１】この結果を第２のハウリング検出手段１０
に転送し、ＦＦＴする。（図７（ａ）（ｂ））に、音楽
信号のある状態でハウリングが起きた場合の波形とそれ
をＦＦＴした結果の図を各々示し、（図８（ａ）
（ｂ））は上記信号から自己相関関数演算手段１２で自
己相関関数を求めた波形とそれをＦＦＴした結果の図を
示す。（図７）と（図８）を比較すると、自己相関関数
を求めてＦＦＴした結果の方が、ハウリング成分がはっ
きりと表れていることがわかる。

【００３２】自己相関関数演算手段１２では常にある区
間の自己相関関数を求め、第２のハウリング検出手段１
０ではＦＦＴ処理を行い、振幅値が最大の周波数成分を
監視する。第２のハウリング検出手段１０では振幅値が
最大の周波数成分の変化を監視し、変化が大きければハ
ウリングではなく、また、変化が小さくかつ高調波成分
が少なければハウリングと判定を行う。同時にそのハウ
リング周波数も算出し、演算手段８に転送する。以後の
動作は、第１の実施例と同様である。

【００３３】以上のように、入力信号の自己相関関数を
求めＦＦＴ処理を行うことにより、演奏状態においても
ハウリングを精度よく検出し、それらの周波数を抑制す
るためのディジタルフィルタのパラメータを受聴位置の
周波数特性として設定することにより、音質劣化の少な
い状態でハウリングを抑えることが可能である。

【００３４】なお本発明は、２種類のハウリング検出手
段を用いてハウリングを判断したが、自己相関関数演算
手段１２と第２のハウリング検出手段１０と同様の働き
をする１つのハウリング検出手段だけでも検出速度はや
や劣るが同様の効果が期待できる。

【００３５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、第１の
ハウリング検出手段により荒いハウリング検出を行な
い、第２のハウリング検出手段を用いてＦＦＴを行うこ
とによりハウリングか否かを判断し、ハウリング周波数
を求めてその周波数成分をハウリング抑制手段（実施例
においてはノッチフィルタ）により取り除くことによ
り、演奏中においてもハウリングを取り除くことが可能
である。

【００３６】さらに、入力信号の自己相関関数を求めて
ＦＦＴ処理を行うことにより、演奏状態においてもハウ
リングを精度よく検出し、それらの周波数を抑制するた
めのディジタルフィルタのパラメータを受聴位置の周波
数特性として設定することにより、音質劣化の少ない状
態でハウリングを抑えることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係るハウリング抑制装
置のブロック図

【図２】（図１）に示した第１のハウリング検出手段の
構成図

【図３】（図１）に示した第１のハウリング検出手段の
ハウリング検出方法を示す図

【図４】（ａ）ハウリングをおこした信号の時間波形図 （ｂ）ハウリングをおこした信号をＦＦＴした周波数特
性図

【図５】（ａ）ハウリングをおこした信号および音楽信
号の時間波形図 （ｂ）ハウリングをおこした信号および音楽信号をＦＦ
Ｔした周波数特性図

【図６】本発明の第２の実施例に係るハウリング抑制装
置のブロック図

【図７】（ａ）音楽信号のある状態でハウリングが起き
た場合の信号波形図 （ｂ）音楽信号のある状態でハウリングが起きた場合の
信号をＦＦＴした周波数特性図

【図８】（ａ）音楽信号のある状態でハウリングが起き
た場合の信号から自己相関関数を求めた波形図 （ｂ）音楽信号のある状態でハウリングが起きた場合の
信号から自己相関関数を求めた波形をＦＦＴした周波数
特性図

【図９】従来のハウリング抑制装置のブロック図

【符号の説明】

１ マイク ６ ハウリング抑制手段 ７ 第１のハウリング検出手段 ８ 演算手段 ９ 制御手段 １０ 第２のハウリング検出手段 １２ 自己相関関数演算手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沼津 浩子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 再生場所の音を収音するマイクと、前記
   マイクからの入力信号をディジタル値に変換するＡ／Ｄ
   変換器と、周波数特性を可変しハウリングを抑制するハ
   ウリング抑制手段と、前記Ａ／Ｄ変換器の出力信号から
   荒い精度のハウリング検出を行なう第１のハウリング検
   出手段と、前記第１のハウリング検出手段の出力信号に
   基づいて細かい精度でハウリングおよびハウリング周波
   数を求める第２のハウリング検出手段と、前記第２のハ
   ウリング検出手段からの検出信号により前記ハウリング
   抑制手段に設定するディジタルフィルタの係数を所望の
   周波数特性が得られるよう演算する演算手段と、この求
   められた係数を前記ハウリング抑制手段に設定する制御
   手段を具備したハウリング抑制装置。
2. 【請求項２】 第１のハウリング検出手段は、複数の帯
   域分割フィルタを具備し、ハウリングの基本周波数と他
   の周波数成分とのレベル比を測定することを特徴とした
   請求項１記載のハウリング抑制装置。
3. 【請求項３】 第２のハウリング検出手段は、入力され
   た信号に対してＦＦＴ処理を行なうことによりハウリン
   グ周波数を求めることを特徴とする請求項１記載のハウ
   リング抑制装置。
4. 【請求項４】 Ａ／Ｄ変換器の出力からその自己相関関
   数を求める自己相関関数演算手段を設け、前記自己相関
   関数演算手段の出力を第２のハウリング検出手段へ供給
   し、細かい精度でハウリングおよびハウリング周波数を
   求めることを特徴とした請求項１記載のハウリング抑制
   装置。