JPH0646490A - ハウリング防止プロセッサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熟練を必要とせず、低レベルの入力信号に対
してはフラットな周波数特性となり、充分な音量感の得
られるハウリング防止プロセッサを提供する。 【構成】 ハウリング周波数自動検出手段２６、２８、
３０によりハウリング周波数を検出し、このバンドにて
イコライザ・コンプレッサＥ１〜Ｅ４を動作させる。通
常動作時は入力信号レベルに応じてイコライザ・コンプ
レッサ及び折れ線圧縮型コンプレッサ２４の圧縮レベル
を制御する、ハウリング開始レベルや各制御パラメータ
をメモリ３６に記憶しておけば特定の会場における特定
のマイクロホン、スピーカ配置に対応したハウリング防
止が自動的に行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロホンから入力
された音声信号を増幅してスピーカから発声する拡声シ
ステムにあってハウリングを防止するハウリング防止プ
ロセッサに関する。

【０００２】

【従来の技術】マイクロホンからの音声信号を増幅して
スピーカから拡声音を発する拡声システムにあっては、
スピーカから発せられる拡声音が再びマイクロホンによ
って拾われると、一定の条件下においては増幅系が発振
し、所謂ハウリングを生じる。かかるハウリングを防止
するための手法としてはイコライザやコンプレッサを増
幅系に入れて、これらを手動調整するものがある。図１
０はかかる手法を実現する従来のハウリング防止プロセ
ッサを示すブロック図である。マイクロホン１０にて作
られる音声信号はプリアンプ１２を介してイコライザ１
４に与えられ、その出力信号はコンプレッサ１６に与え
られる。コンプレッサ１６の出力信号はパワーアンプ１
８を介して１又はそれ以上のスピーカ２０に与えられて
拡声がなされる。

【０００３】図１０の従来のハウリング防止手法によれ
ば、まずコンプレッサ１６にて充分に音声信号を圧縮
し、スピーカ２０を破損させないようにする。次に図示
しない音量調整素子を手動操作して音量を上げ、ハウリ
ングを生じさせる。この状態でイコライザ１４の周波数
と利得を調整し、ハウリングを止めるようにする。次に
再び音量を上げてハウリングを発生させ、同様の操作を
繰り返す。これはハウリングが複数の周波数にて生じる
ことがほとんどのため、これらの周波数において十分な
減衰をする必要があるからである。イコライザ１４とし
てはグラフィックイコライザを用いることもある。コン
プレッサ１６で信号を相当圧縮したとしても、ハウリン
グ開始レベル以上となればハウリングを起こしてしまう
ので更に対策が必要である。

【０００４】図１１は図１０の装置におけるコンプレッ
サ１６の動作を示すグラフである。このグラフにおい
て、入力信号レベルがコンプレッサ１６の動作開始レベ
ル（圧縮開始レベル）以上になったとき、コンプレッサ
１６を動作させない場合の音量（実線）に対して、点線
で示すように圧縮を行えば入力信号レベルのマージンが
Ｐだけ増加するが、音量がハウリング開始レベルを超え
ればハウリング状態となる。なお図中１点鎖線で示すよ
うに圧縮を行えばハウリングは生じないものの、拡声音
量を充分に上げることができない。図１０のイコライザ
１４はハウリング音に含まれる周波数成分のピーク値を
周波数特性上フラットに補正するものである。この補正
によってハウリング開始レベルを３ｄＢ程度改善するこ
とができる。このように従来の一般的ハウリング対策と
しては、イコライザとコンプレッサを組み合わせて行う
ものであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の方式にあっ
てはハウリングを生じているピーク周波数を耳によって
聞き分けて判断し、イコライザを操作する必要があり、
熟練を要していた。又、ハウリング開始レベルを３ｄＢ
程度上げるためにイコライザが常時動作することとなる
ため、ハウリング開始レベル未満の通常のレベルの入力
信号に対しても不必要に周波数特性を変更してしまうた
め、拡声音の音色が入力音声の音色と変ってしまうとい
う問題があった。更にハウリングマージンをより増すた
めには図１１に１点鎖線で示すようにコンプレッサによ
りレベル圧縮量を増加させる必要があり、この場合拡声
音に音量感がなくなってしまうという問題もあった。

【０００６】従って本発明は、ハウリング周波数の判別
に熟練を必要とせず、ハウリング開始レベル未満の通常
レベルの入力信号の周波数特性を不本意に変更すること
なく、かつ拡声音の音量感を損うことのないハウリング
防止プロセッサ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】上記目的を達成するため
に本発明においては次の構成をとっている。すなわち、
ハウリング状態においてハウリングのピーク周波数を自
動的に検出するハウリング周波数検出手段を設けること
により、ハウリング周波数の判別のための熟練が不要と
なり、また動作時においては入力信号レベルに応じてグ
ラフィックイコライザ及びコンプレッサの圧縮量を制御
し、ハウリングを生じない低レベルの入力信号に対して
は周波数特性の変更を行わないようにして音色の変化を
防ぎ、又コンプレッサの圧縮量も必要以上に大きくとら
ないようにして、音量感を可能な限り保持するようにし
ている。

【０００８】従って本発明によれば入力される信号レベ
ルを減衰させるアッテネータと、前記アッテネータの出
力信号が所定レベル以上のとき設定される周波数成分に
対して圧縮を行い、前記所定レベル未満のときはフラッ
トな周波数特性を有するイコライザ・コンプレッサ手段
と、前記イコライザ・コンプレッサ手段の出力信号をそ
のレベルに対して折れ線圧縮する折れ線圧縮型コンプレ
ッサと、前記アッテネータの出力信号に応答して最もレ
ベルの高い周波数成分を検出するハウリング周波数検出
手段と、前記ハウリング周波数検出手段の出力に応答し
て検出されたハウリング周波数成分について前記イコラ
イザ・コンプレッサ手段にて圧縮を行うよう制御すると
共に、通常動作時にあっては前記アッテネータの出力信
号レベルに応じて前記イコライザ・コンプレッサ手段及
び前記折れ線圧縮型コンプレッサの圧縮量を計算してこ
れらを制御する制御手段とを有するハウリング防止プロ
セッサが提供される。なお、ハウリング開始レベルやハ
ウリングの１又は複数のピーク周波数等のパラメータを
メモリに記憶する構成とすれば、会場、マイクロホン及
びスピーカの位置等によって定まる固有のハウリング発
生の態様に応じたハウリング防止のための諸設定を自動
的に行うことが可能となる。

【０００９】

【実施例】以下図面と共に本発明のハウリング防止プロ
セッサの実施例について説明する。図１は本発明の１実
施例を示すブロック図である。図示しないマイクロホン
からの入力音声信号は必要に応じてミキサ及びプリアン
プを介して図１のアッテネータ（ＡＴＴ）２２に与えら
れる。アッテネータ２２からの出力信号は第１イコライ
ザ・コンプレッサ（ＥＱＣ１）Ｅ１と、可変バンドパス
フィルタ（ＢＰＦ）２６及び第２Ａ／Ｄコンバータ３２
にそれぞれ与えられる。第１イコライザ・コンプレッサ
Ｅ１の出力信号は順次直列接続された同様の第２乃至第
４イコライザ・コンプレッサＥ２，Ｅ３，Ｅ４に与えら
れ、最後の第４イコライザ・コンプレッサＥ４の出力信
号は折れ線圧縮型コンプレッサ（折れ線ＣＯＭＰ）２４
に与えられ、その出力信号が図示しないパワーアンプへ
与えられる。

【００１０】可変ＢＰＦ２６の出力信号は第１Ａ／Ｄコ
ンバータ２８に与えられ、デジタル信号となってＣＰＵ
（中央演算処理装置）３０に与えられる。第２Ａ／Ｄコ
ンバータ３２からのデジタル信号も同様にＣＰＵ３０に
与えられる。３４はＣＰＵ３０に接続された操作スイッ
チであり、ハウリング周波数を自動検出するときに用い
る。ＣＰＵ３０にはメモリ３６が接続されている。この
メモリ３６は必要に応じてデータを書き込んでおくため
のものであり、ＣＰＵ３０の動作のためのプログラムの
入ったＲＯＭは図示省略している。図１中点線部分はＣ
ＰＵ３０からＡＴＴ２２，可変ＢＰＦ２６、第１〜第４
イコライザ・コンプレッサＥ１〜Ｅ４、コンプレッサ２
４へ与えられる制御信号線を示している。各イコライザ
・コンプレッサＥ１〜Ｅ４はグラフィックイコライザと
コンプレッサの双方の機能を併せ持つ回路であり、図２
に示すようにハウリング開始レベル以上では設定周波数
成分を減衰させるイコライザとして動作するが、通常の
信号レベルに対してはフラットな周波数特性となり音色
を変化させないものである。折れ線圧縮型コンプレッサ
２４は入力信号に対して出力信号レベルが比例する直接
圧縮ではなく、図２に実線で示すような折れ線の関係と
なっている。この実線は折れ線圧縮型コンプレッサ２４
のみの特性を示してる。図２における点線は各イコライ
ザ・コンプレッサＥ１〜Ｅ４が動作してハウリング周波
数に対する圧縮を行うと共に折れ線圧縮型コンプレッサ
２４による折れ線圧縮が行われた様子を示している。ハ
ウリング周波数に対する圧縮は充分に行われているので
フルスイングのハウリングは生じない。なお、ハウリン
グ周波数以外の周波数に対しては各イコライザ・コンプ
レッサＥ１〜Ｅ４はフラットな特性となっているから、
図２の実線の圧縮特性となる。図２中Ｑは通常の圧縮状
態に比較してハウリングを押えた状態の音量感の増大分
を示している。

【００１１】次に図１の回路の動作について図３のグラ
フ及び図４、図５のフローチャート及び図６、図７と共
に説明する。使用時にあってはこのハウリングプロセッ
サは図示しないマイクロホン（必要に応じてプリアンプ
を介す）と図示しないパワーアンプの間に接続され、パ
ワーアンプの出力信号は図示しないスピーカに接続され
る。次にハウリング防止のための通常動作に入る前にハ
ウリング周波数の自動検出が行われる。この自動検出の
ために、手動にてハウリングを生じさせる。すなわち、
ＡＴＴ２２を−４ｄＢに一旦セットし、図３のグラフに
示すように１ｄＢ（又はポイント）ずつ減衰量を少なく
してゆく。ハウリングが発生したところを測定開始点と
して操作スイッチ３４を操作すると、第２Ａ／Ｄコンバ
ータ３２を介してＣＰＵ３０へ入力される信号レベルを
ハウリング開始レベルとして取り込み、メモリ３６に記
憶する（図４のステップＳ１）。次のステップＳ２にて
Ａ／Ｄコンバータ３２を介して検出した入力信号レベル
がステップＳ１で記憶したハウリング開始レベルを超え
ているか否かを判断し、ＹＥＳならステップＳ３にて可
変ＢＰＦ２６のパスバンドを順次変化させ、各パスバン
ドにおける入力信号レベルを読み込む。パスバンドとし
ては、例えば２８０〜３６０Ｈｚ、３６０〜４５０Ｈ
ｚ、４５０〜５６０Ｈｚ、５６０〜７００Ｈｚ、７００
〜９００Ｈｚ、９００〜１１００Ｈｚ、１１００〜１４
００Ｈｚ、１４００〜１８００Ｈｚ、１８００〜２２０
０Ｈｚ、２２００〜２８００Ｈｚ、２８００〜３６００
Ｈｚ、３６００〜４５００Ｈｚ、４５００〜５６００Ｈ
ｚ、５６００〜７０００Ｈｚの１４の周波数帯がある。
次のステップＳ１４にて最大レベルを示す周波数帯を検
出し、メモリ３６に記憶する。図１にあっては可変ＢＰ
Ｆ２６、第１Ａ／Ｄコンバータ、ＣＰＵ３０がハウリン
グ周波数自動検出手段を構成している。

【００１２】次のステップＳ５ではステップＳ１４にて
検出した周波数帯が前回の検出のものから変化したか否
かを判断する。変化がなく、一定バンドにハウリングの
ピークがあるとなると、次のステップＳ６にて、その周
波数帯にて第１イコライザ・コンプレッサＥ１を動作さ
せるよう制御信号を送る。その後ステップＳ２に戻りス
テップＳ３〜Ｓ５を実行し、検出バンドに変化が生じる
とステップＳ７へ行き、ＡＴＴ２２を−３ｄＢにセット
し以下ステップＳ２〜Ｓ６と同様のステップを経て第２
イコライザ・コンプレッサＥ２を制御する。続くステッ
プＳ８、Ｓ９はステップＳ７と同様に、ＡＴＴ２２の減
衰量を１ｄＢ少なくしてゆき、同様の手法で第３、第４
イコライザ・コンプレッサＥ３、Ｅ４を制御するもので
ある。各イコライザ・コンプレッサＥ１〜Ｅ４の制御周
波数はメモリ３６に記憶される。最後にステップＳ１０
にてＡＴＴ２２を通常のレベルである−４ｄＢにセット
してハウリング周波数の自動検出フローを終了する。

【００１３】実際のハウリング防止の動作は図５の通常
動作フローに従って行われる。まずステップＳ１１にて
第２Ａ／Ｄコンバータ３２の出力信号から入力信号レベ
ルを読み込む。次のステップＳ１２ではコンプレッサ２
４が現在動作中か否かを判断する。判断方法としては、
コンプレッサ２４を動作させているときに立てるフラグ
の状態を見る。ＮＯの場合はステップＳ１３にて入力信
号レベルが図６に示されるコンプレッサ２４の圧縮開始
レベル以上か否かを判断し、ＹＥＳならステップＳ１４
にて入力信号レベルからコンプレッサ２４の圧縮量と各
イコライザ・コンプレッサＥ１〜Ｅ４の圧縮量を計算
し、メモリ３６に格納する。この計算の様子は図６に示
されるように、入力信号レベルがＣのときとＤのとき
（Ｃ＜Ｄ）ではコンプレッサ２４の圧縮率Ｘと各イコラ
イザ・コンプレッサＥ１〜Ｅ４の圧縮率Ｙが異なってい
る。なお入力信号レベルが直前のレベルを超えた場合は
（例えばＢ→Ｃ、Ｃ→Ｄ等）、各圧縮量が再計算される
が、レベルが低下した場合は（例えばＣ→Ｂ）最新の計
算値をホールドしておき、これを用いて制御が行われ
る。次のステップＳ１５ではステップＳ１４にて計算さ
れた各圧縮量を用いてコンプレッサ２４と第１〜第４イ
コライザ・コンプレッサＥ１〜Ｅ４を動作させるよう制
御し、ステップＳ１１へ戻る。

【００１４】ステップＳ１２にてコンプレッサ２４が動
作中であると判断されると、ステップＳ１６へ行き入力
信号レベルが図６に示されるコンプレッサ２４の圧縮停
止レベルに相当するレベルＭ以下か否かが判断される。
ステップＳ１６がＹＥＳであると、ステップＳ１７にて
この状態が所定時間（コンプレッサホールド時間）を超
えているか否かが判断され、ＹＥＳであるとステップＳ
１８にてコンプレッサ２４による圧縮量を０ｄＢとする
ための復帰処理を開始する。一方ステップＳ１７にてコ
ンプレッサホールド時間に満たない場合はステップＳ１
１へ戻る。ここでコンプレッサホールド時間とはイコラ
イザ・コンプレッサＥ１〜Ｅ４及びコンプレッサ２４の
圧縮量が入力信号のレベル変化によって頻繁に変化しな
いように、図７のＨに示されるように例えば１秒間程度
圧縮量を固定するためのものである。又復帰処理は図７
のＲに示されるように、瞬時に圧縮量を０ｄＢに戻して
しまうと音量が不自然に変化し、耳ざわりなことから、
ある程度の時間をかけて０ｄＢに戻すためのものであ
る。

【００１５】図８は本発明のハウリング防止プロセッサ
３８を応用した例を示すブロック図である。スピーカ位
置と遅延回路４０Ａ、４０Ｂの遅延量を設定することに
より、音像を話し手の方向に定位させて充分な音量感を
得ることができるようにしている。この回路構成は講演
会、演説会に適したものである。

【００１６】図９は他の応用例を示すブロック図であ
る。この応用例では複数のマイクロホン１０からの入力
信号にそれぞれ応答する複数のハウリングプロセッサ３
８における圧縮状態を用いて、その出力信号を合成する
ミキサ４２内のモータ付きフェーダやＶＣＡ（音量調整
アッテネータ）等を制御する。この制御により、すべて
のマイクについて、いかなる位置に配置されても通常レ
ベルに近い状態にまで音量を自動的に下げることが可能
となり、ハウリングを完全に防止した自動化システムを
実現できる。従来、どのマイクからどこのスピーカへど
の程度の音量で出すかという自動化ができるものであっ
ても、マイク位置の変更など予期しないことが生じたと
きは無人化システムでは対応不可能であったが、この応
用例では無人化が可能である。従ってこの応用例は、不
特定多数の人がマイクロホンを使用するバンケットホー
ル、会議場等に有用である。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したところから明らかなよう
に、本発明のハウリング防止プロセッサによれば、ハウ
リング周波数が自動的に検出されるので、その判断のた
めの熟練を必要とせず、又入力信号レベルに応じて圧縮
が行われるのでハウリング開始レベル未満の通常レベル
の入力信号に対しては、その周波数特性を変更しないの
で音色に不自然さがない。更にイコライザ・コンプレッ
サと、折れ線圧縮型のコンプレッサの２段がまえとして
いるので、ハウリング開始レベルを超えての圧縮が可能
となり拡声音の音量感を損うことがない。又、ハウリン
グ開始レベルや各イコライザ・コンプレッサの制御のた
めのパラメータをメモリに記憶することにより、所定の
会場におけるマイクロホンとスピーカの位置関係による
特定のハウリングパターンに対応したハウリング防止の
ための制御を自動的に行うことができる。更に入力信号
レベルが所定値以下である状態が所定時間以上持続した
ときに、コンプレッサの圧縮量を所定時間かけて０とす
る手段をＣＰＵ３０の動作によって設けることにより音
量の不自然な変化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のハウリング防止プロセッサの１実施例
を示すブロック図である。

【図２】図１の実施例の動作を説明するためのグラフで
ある。

【図３】図１の実施例においてアッテネータを手動調整
してハウリングを生じさせる様子を示すグラフである。

【図４】図１の実施例においてハウリング周波数を自動
検出するためのＣＰＵの動作を示すフローチャートであ
る。

【図５】図１の実施例においてハウリング防止のための
通常の動作を行うためのＣＰＵの動作を示すフローチャ
ートである。

【図６】図５中の圧縮量を計算するステップを説明する
グラフである。

【図７】図５の後半部分の動作を説明するための信号レ
ベル図である。

【図８】本発明のハウリング防止プロセッサを応用した
例の構成を示すブロック図である。

【図９】本発明のハウリング防止プロセッサの他の応用
例の構成を示すブロック図である。

【図１０】従来のハウリング防止手法を説明する拡声系
のブロック図である。

【符号の説明】

１０ マイクロホン １２ プリアンプ １４ イコライザ １６、２４ コンプレッサ（ＣＯＭＰ） １８ パワーアンプ ２０ スピーカ ２２ アッテネータ（ＡＴＴ） ２６ 可変バンドパスフィルタ ２８、３２ Ａ／Ｄコンバータ ３０ ＣＰＵ（制御手段） ３４ 操作スイッチ ３６ メモリ（記憶手段） ３８ ハウリング防止プロセッサ ４０Ａ、４０Ｂ 遅延回路 ４２ ミキサ Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４ イコライザ・コンプレッサ
（ＥＱＣ）

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【手続補正書】

【提出日】平成５年２月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図１１

【補正方法】追加

【補正内容】

【図１１】 図１０に示す従来の装置におけるコンプレ
ッサの動作を示すグラフである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力される信号レベルを減衰させるアッ
   テネータと、前記アッテネータの出力信号が所定レベル
   以上のとき設定される周波数成分に対して圧縮を行い、
   前記所定レベル未満のときはフラットな周波数特性を有
   するイコライザ・コンプレッサ手段と、前記イコライザ
   ・コンプレッサ手段の出力信号をそのレベルに対して折
   れ線圧縮する折れ線圧縮型コンプレッサと、前記アッテ
   ネータの出力信号に応答して最もレベルの高い周波数成
   分を検出するハウリング周波数検出手段と、前記ハウリ
   ング周波数検出手段の出力に応答して検出されたハウリ
   ング周波数成分について前記イコライザ・コンプレッサ
   手段にて圧縮を行うよう制御すると共に、通常動作時に
   あっては前記アッテネータの出力信号レベルに応じて前
   記イコライザ・コンプレッサ手段及び前記折れ線圧縮型
   コンプレッサの圧縮量を計算してこれらを制御する制御
   手段とを有するハウリング防止プロセッサ。
2. 【請求項２】 前記アッテネータの減衰量を少なくして
   ハウリングが発生したときの前記アッテネータの出力信
   号レベルをハウリング開始レベルとして記憶すると共
   に、前記ハウリング周波数を記憶する記憶手段を更に有
   する請求項１記載のハウリング防止プロセッサ。
3. 【請求項３】 前記アッテネータの出力信号レベルが所
   定値以下である状態が所定時間以上持続したときに、前
   記イコライザ・コンプレッサ手段及び前記折れ線コンプ
   レッサの圧縮量を所定時間をかけて０とする手段を更に
   有する請求項１記載のハウリング防止プロセッサ。