WO2006123495A1

WO2006123495A1 - ハウリング制御装置および音響装置

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Publication number: WO2006123495A1
Application number: PCT/JP2006/308107
Authority: WO
Inventors: Takefumi Ura
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2005-05-18
Filing date: 2006-04-18
Publication date: 2006-11-23
Also published as: US8144895B2; CN101199233A; CN101199233B; JP4879170B2; US20090080674A1; JPWO2006123495A1

Abstract

　ハウリング以外の周期性信号に対して抑圧動作を行うのを防止して、ハウリングを効果的に抑圧することができ、ハウリング抑圧に伴う音質劣化を低減することができるハウリング制御装置および音響装置を提供すること。　ハウリング制御装置は、入力信号を周期性信号成分と非周期性信号成分とに分離する信号分離部２３と、信号分離部２３から出力される周期性信号成分の信号、非周期性信号成分の信号および信号分離部２３に入力される入力信号のうちの複数の信号に基づいてハウリングの発生を検出するハウリング検出部２４と、ハウリング検出部２４のハウリング検出結果に基づいてハウリングの抑圧を行うハウリング抑圧部２５と、ハウリング抑圧部２５から出力された信号を合成する信号合成部２６とを備える。

Description

明細書

ノヽゥリング制御装置および音響装置

技術分野

[0001] 本発明は、ハウリング制御装置および音響装置に関し、例えば、マイクロホンとスピ一力を有する音響装置に適用され、スピーカとマイクロホン間の音響結合により発生するハウリングを抑圧するハウリング制御装置およびそのハウリング制御装置を備えた音響装置に関するものである。

背景技術

[0002] 一般に、マイクロホンとスピーカを合わせた音響装置では、スピーカから出力された音がマイクロホンに回り込んで入力されることにより、フィードバックループが形成されてハウリングが発生する場合がある。

[0003] 従来、ハウリングを抑圧するためのハウリング制御装置として、入力信号に含まれるハウリング成分を適応フィルタを用いて抽出し、ハウリング成分を入力信号から差し引くことでハウリングを抑圧するものが知られている (例えば、特許文献 1参照)。

[0004] 以下、図 10に基づいて従来のハウリング制御装置について説明する。

[0005] 図 10において、入力端子 1にはマイク力もの信号が入力されるようになっており、この入力信号は遅延器 2によって遅延された後、適応フィルタ 3によってハウリング成分が抽出され、加算器 4によって入力信号力適応フィルタ 3の出力信号が差し引かれることにより、ハウリングが抑圧された信号が出力端子 5から出力される。

[0006] 以下、特許文献 1で提案されている従来のハウリング制御装置の動作を図 10のハゥリング制御装置に基づいて具体的に説明する。

[0007] ハウリング制御装置は、入力端子 1に入力された信号を遅延器 2で遅延した後、適応フィルタ 3により遅延器 2で遅延された入力信号とフィルタ係数の畳み込みを行い、入力信号に含まれるハウリング成分の周期の整数倍の遅れをもった信号を生成する

[0008] 加算器 4は、入力信号力適応フィルタ 3の出力信号を差し引くことにより、ハウリングを抑圧し、ハウリング抑圧後の信号を適応フィルタ 3および出力端子 5に出力する。適応フィルタ 3は、加算器 4の出力信号の二乗平均値が最小になるようにフィルタ係数を逐次更新する。

[0009] 特許文献 1に示す従来のハウリング制御装置では、上述したようにして入力信号に含まれるハウリング成分を適応フィルタ 3を用いて抽出し、入力信号力差し引くことでハウリングを抑圧することができる。

特許文献 1：特開 2001— 275182号公報 (第 5頁、図 1)

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0010] し力しながら、このような従来のハウリング制御装置にあっては、適応フィルタ 3を常時動作させているため、ハウリング以外の周期性信号 (例えば、有声音等）に対しても誤って抑圧動作を行ってしまい、処理音の音質劣化が発生してしまうという問題があつた o

[0011] 本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたもので、ハウリング以外の周期性信号に対して抑圧動作を行うのを防止して、ハウリングを効果的に抑圧することができ、ハウリング抑圧に伴う音質劣化を低減することができるハウリング制御装置および音響装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0012] 本発明のハウリング制御装置は、入力信号を周期性信号成分と非周期性信号成分とに分離する信号分離手段と、前記信号分離手段から出力される周期性信号成分および非周期性信号成分の信号と、前記信号分離手段から出力される周期性信号成分の信号、前記非周期性信号成分の信号および前記信号分離手段に入力される前記入力信号のうちの複数の信号に基づいてハウリングの発生を検出するハウリング検出手段と、前記ハウリング検出手段のハウリング検出結果に基づいてハウリングの抑圧を行うハウリング抑圧手段と、前記ハウリング抑圧手段から出力された信号を合成する信号合成手段とを備えたものから構成されてヽる。

[0013] この構成により、入力信号を周期性信号成分と非周期性信号成分とに分離し、周期性信号成分の信号、非周期性信号成分の信号および信号分離手段に入力される入力信号の中から選択される複数の信号に基づいてハウリングの発生を検出し、次いで、ハウリング検出手段のハウリング検出結果に基づいてハウリングの抑圧を行うので、ハウリング以外の周期性信号 (例えば、有声音等）に対して抑圧動作を行うのを防止して、ハウリングを効果的に抑圧することができ、ハウリング抑圧に伴う音質劣化を低減することができる。

[0014] また、本発明のハウリング制御装置の前記信号分離手段は、前記入力信号から周期性信号成分を抽出して分離する適応フィルタを有するものから構成されている。

[0015] この構成により、入力信号を周期性信号成分と非周期性信号成分に確実に分離することができるので、これ以降のハウリング検出処理およびノ、ゥリング抑圧処理を効果的に行うことができる。

[0016] また、本発明のハウリング制御装置の前記ハウリング検出手段は、前記複数の信号のそれぞれのレベルを算出するレベル算出部と、前記信号レベル間の比を表すレべル比を算出するレベル比算出部と、前記レベル比算出部によって算出されたレベル比に基づいてハウリングが発生した力否かを判定するハウリング判定部とを備えたもの力構成されている。

[0017] この構成により、レベル比算出部によって算出された周期性信号成分や非周期性信号成分のそれぞれの信号のレベル比に基づいてハウリングが発生した力否かを判定するので、精度良くハウリングを検出することができる。

[0018] また、本発明のハウリング制御装置の前記ハウリング検出手段は、前記周期性信号成分の信号レベルの時間変化を分析するレベル変化分析部を備え、前記ハウリング判定手段は、前記レベル比算出部によって算出された信号レベル比と前記レベル変化分析部の分析結果に基づいてハウリングが発生したか否かを判定するものから構成されている。

[0019] この構成により、例えば、入力信号に含まれる周期性信号成分および非周期性信号成分の信号レベル比と周期性信号成分の信号レベルの変化とを分析することにより、ハウリングとハウリング以外の周期性信号成分を選別することができ、精度良くノ、ゥリングを検出することができる。

[0020] また、本発明のハウリング制御装置の前記レベル変化分析手段は、前記周期性信号成分の信号レベルの過去と現在の値の差分値を算出するものから構成されている [0021] この構成により、例えば、入力信号に含まれる周期性信号成分および非周期性信号成分の信号レベル比と入力信号に含まれる周期性信号成分の信号レベルの過去と現在の差分値とを分析することにより、ハウリングとハウリング以外の周期性信号成分を選別することができ、精度良くハウリングを検出することができる。

[0022] また、本発明のハウリング制御装置の前記レベル変化分析手段は、前記周期性信号成分の信号レベルの過去と現在の値の大きさを比較するもの力構成されている

[0023] この構成により、例えば、入力信号に含まれる周期性信号成分および非周期性信号成分の信号レベル比と入力信号に含まれる周期性信号成分の信号レベルの過去と現在の大きさとを分析することにより、ハウリングとハウリング以外の周期性信号成分を選別することができ、精度良くハウリングを検出することができる。

[0024] また、本発明のハウリング制御装置の前記ハウリング抑圧手段は、前記ハウリング検出手段のハウリング検出結果に応じてハウリングを抑圧するためのゲインを制御するゲイン制御部と、前記信号分離手段から出力される周期性信号成分および非周期性信号成分のうち少なくとも周期性信号成分の信号に前記ゲイン制御部によって算出されたゲインを乗じるゲイン乗算部とを備えたものから構成されている。

[0025] この構成により、ハウリングの発生状況に応じてゲインを制御することにより、ハウリングを効果的に抑圧することができ、ハウリング抑圧に伴う音質劣化をより一層低減することができる。

[0026] また、本発明のハウリング制御装置の前記ハウリング抑圧手段は、前記ハウリング検出部のハウリング検出結果を用いてハウリング発生状態または非発生状態の持続時間を計測する計測部を備え、前記ハウリング検出手段のハウリング検出結果と前記計測部の計測結果に応じて前記ゲイン制御部のゲインを制御するもの力構成されている。

[0027] この構成により、ハウリングの発生状況に応じてゲインを制御することにより、ハウリングをより効果的に抑圧することができ、ハウリング抑圧に伴う音質劣化をより一層低減することができる。 [0028] また、本発明のハウリング制御装置の前記ハウリング検出手段および前記ハウリング抑圧手段は、ハウリングの検出処理およびハウリング抑圧処理を時間的に間引いて行うもの力構成されて、る。

[0029] この構成により、ハウリング検出処理およびハウリングの抑圧処理に要する処理負荷を低減することができる。

[0030] また、本発明のハウリング制御装置は、表示手段を有し、前記表示手段は、前記ハゥリング検出手段のハウリング検出結果に基づいてハウリングの発生状況を表示するもの力構成されている。

[0031] この構成により、ハウリングの発生状況を表示手段により表示することにより、利用者に視覚的に把握させることができる。

[0032] また、本発明のハウリング制御装置は、通知音発生手段を有し、前記通知音発生手段は、前記ハウリング検出手段のハウリング検出結果に基づいてハウリングの発生状況を通知するものから構成されてヽる。

[0033] この構成により、ハウリングの発生状況を通知音を通知することにより、利用者に聴覚的に把握させることができる。

[0034] また、本発明のハウリング制御装置は、振動発生手段を有し、前記振動発生手段は、前記ハウリング検出手段のハウリング検出結果に基づいて振動によりハウリングの発生状況を通知するものから構成されて!ヽる。

[0035] この構成により、ハウリングの発生状況を振動により通知することにより、利用者に体感的〖こ把握させることができる。

[0036] また、本発明の音響装置は、上述したハウリング制御装置を備えたものから構成されている。

[0037] この構成により、ハウリング以外の周期性信号 (例えば、有声音等）に対して抑圧動作を行うのを防止して、ハウリングを効果的に抑圧することができ、ハウリング抑圧に伴う音質劣化を低減することができる。この結果、聴感上耳障りであった音を改善することがでさる。

発明の効果

[0038] 本発明は、ハウリング以外の周期性信号に対して抑圧動作を行うのを防止して、ハゥリングを効果的に抑圧することができ、ハウリング抑圧に伴う音質劣化を低減することができるという効果を有するハウリング制御装置および音響装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0039] [図 1]図 1は、本発明の第 1の実施の形態に係る音響装置の構成を示すブロック図である。

[図 2]図 2は、本発明の第 1の実施の形態に係るハウリング制御装置の構成を示すブロック図である。

[図 3]図 3は、本発明の第 1の実施の形態に係るハウリング制御装置のハウリング検出部の構成を示すブロック図である。

[図 4]図 4は、本発明の第 1の実施の形態に係るハウリング制御装置のハウリング抑圧部の構成を示すブロック図である。

[図 5]図 5は、本発明の第 2の実施の形態に係るハウリング制御装置のハウリング検出部の構成を示すブロック図である。

[図 6]図 6は、本発明の第 3の実施の形態に係るハウリング制御装置のハウリング抑圧部の構成を示すブロック図である。

[図 7]図 7は、本発明の第 4の実施の形態に係るハウリング制御装置の構成を示すブロック図である。

[図 8]図 8は、本発明の第 5の実施の形態に係るハウリング制御装置の構成を示すブロック図である。

[図 9]図 9は、本発明の第 6の実施の形態に係るハウリング制御装置の構成を示すブロック図である。

[図 10]図 10は、従来のハウリング制御装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

[0040] 10 音響装置

11 マイクロホン

12 マイクアンプ

13 パワーアンプ 14 スピーカ（通知音発生手段）

20 ハウリング制御装置

22 AZDコンバータ

23 信号分離部 (信号分離手段）

24 ハウリング検出部 (ハウリング検出手段)

25 ハウリング抑圧部 (ハウリング抑圧手段)

26 信号合成部 (信号合成手段）

27 DZAコンバータ

29 遅延器

30 適応フィルタ

31 加算器

42 レベル算出部

43 レベル比算出部

44、 62 ハウリング判定部

53、 72 ゲイン制御部

54 ゲイン乗算部

61 レベル変化分析部

71 計測部

81 表示部（表示手段）

82 通知音生成部（通知音発生手段）

83 加算部 (通知音発生手段）

84 振動発生部 (振動発生手段）

発明を実施するための最良の形態

[0041] 以下、本発明の実施の形態のハウリング制御装置および音響装置について、図面を参照しながら説明する。

[0042] (第 1の実施の形態）

図 1乃至図 4は、本発明の第 1の実施の形態に係るハウリング制御装置および音響装置の構成が示されたブロック図である。 [0043] まず、図 1乃至図 4を参照し、ハウリング制御装置および音響装置の構成について説明する。音響装置 10は、図 1に示すように、収音を行うマイクロホン 11と、マイクロホン 11に入力される信号を増幅するマイクアンプ 12と、マイクアンプ 12から出力される信号に対してハウリングの検出および抑圧処理を行うハウリング制御装置 20と、ハゥリング制御装置 20から出力される信号を増幅するパワーアンプ 13と、パワーアンプ 13から出力される信号に基づいて音を出力するスピーカ 14とを備えている。

[0044] ハウリング制御装置 20は、図 2に示すように、マイクロホン 11から原音とハウリング成分を含んだ信号が入力される入力端子 21と、入力端子 21に入力された信号をァナログ信号からディジタル信号に AZD変換する AZDコンバータ 22と、 AZDコンパータ 22から出力された信号を周期性信号成分と非周期性信号成分とに分離する信号分離部 (信号分離手段) 23と、信号分離部 23から出力される周期性信号成分と非周期性信号成分の信号をメモリに記憶された複数の閾値と比較することにより、ハウリングの発生を検出するハウリング検出部 (ハウリング検出手段） 24と、ハウリング検出部 24のハウリング検出結果に応じてハウリングの抑圧を行うハウリング抑圧部 (ノ、ゥリング抑圧手段） 25と、ハウリング抑圧部 25から出力された信号を合成する信号合成部 (信号合成手段) 26と、信号合成部 26から出力された信号をディジタル信号からアナログ信号に DZA変換する DZAコンバータ 27と、 DZAコンバータ 27から出力された信号をパワーアンプ 13に出力する出力端子 28とを備えて、る。

[0045] 信号分離部 23は、 CPU (Central Processing Unit)、 ROM (Read Only Memory)、 RAM (Random Access Memory)、メモリ等からなるコンピュータから構成されており、 AZDコンバータ 22の出力信号を遅延させて適応フィルタ 30の参照信号を生成する遅延器 29と、遅延器 29の出力信号とフィルタ係数の畳み込みを行うと共にフィルタ係数を逐次更新する適応フィルタ 30と、 AZDコンバータ 22の出力信号と適応フィルタ 30の出力信号の差分を算出する加算器 31とを備えている。

[0046] ノ、ゥリング検出部 24は、上述したコンピュータ力も構成されており、図 3に示すように、信号分離部 23からの出力信号のうち、周期性信号成分と非周期性信号成分の信号が入力される入力端子 41と、入力端子 41に入力された周期性信号成分と非周期性信号成分の信号のレベルを算出するレベル算出部 42と、レベル算出部 42から出力された複数の信号レベル間の比を表すレベル比を算出するレベル比算出部 43 と、レベル比算出部 43によって算出された信号レベル比を用いてハウリングが発生した力否かを判定するハウリング判定部 44と、ハウリング判定部 44の判定結果を出力する出力端子 45とを備えて、る。

[0047] ノ、ゥリング抑圧部 25は、上述したコンピュータ力も構成されており、図 4に示すように、信号分離部 23で分離された周期性信号成分と非周期性信号成分の信号が入力される入力端子 51と、ハウリング検出部 24のハウリング検出結果が入力される入力端子 52と、入力端子 52に入力されたハウリング検出結果に応じてゲインを制御するゲイン制御部 53と、入力端子 51に入力された信号にゲイン制御部 53で制御されたゲインを乗じるゲイン乗算部 54と、ゲイン乗算部 54でゲインを乗算された信号を信号合成部 26に出力する出力端子 55とを備えてヽる。

[0048] 次に、本実施の形態のハウリング制御装置 20の動作について説明する。なお、本実施の形態に係るハウリング制御装置 20ではハウリング検出部 24に信号分離部 23 カゝら出力された周期性信号成分と非周期性信号成分の信号が入力されるものとする

[0049] まず、マイクロホン 11から入力端子 21に入力された信号は、 AZDコンバータ 22によってアナログ信号からディジタル信号に変換された後、信号分離部 23に入力され、周期性信号成分と非周期性信号成分とに分離される。この周期性信号成分と非周期性信号成分の信号はハウリング検出部 24の入力端子 41とハウリング抑圧部 25の入力端子 51にそれぞれ入力される。

[0050] 信号分離部 23は、 AZDコンバータ 22から出力された信号を目標信号としたときに、適応フィルタ 30には目標信号を遅延器 29により遅延させた信号を参照信号として入力させる。

[0051] ここで、遅延器 29における遅延量としては、目標信号と参照信号に含まれている信号成分が互いに相関を持たなくなるような値に設定する。適応フィルタ 30では参照信号とフィルタ係数の畳み込みを行、、加算器 31で目標信号から適応フィルタ 30の出力信号を差し引くことにより誤差信号が算出される。

[0052] 適応フィルタ 30のフィルタ係数は、誤差信号の二乗平均値が最小となるよう逐次更新される。このことは、目標信号と参照信号で相関のある信号、すなわち、ハウリング等の周期性信号成分を適応フィルタ 30が出力する時に二乗平均誤差が最小となるため、結果として入力信号からハウリング等の周期性信号成分を抽出できることを意味する。

[0053] 適応フィルタ 30の係数更新アルゴリズムとしては、 NLMS (Normalized Least Mean Square)アルゴリズム等、公知の各種適応アルゴリズムを用いる。結果として信号分離部 23からは、適応フィルタ 30の出力信号が入力信号の周期性信号成分、誤差信号が入力信号の非周期性信号成分としてそれぞれ出力される。

[0054] 一方、ハウリング検出部 24は、レベル算出部 42により入力端子 41に入力された周期性信号成分と非周期性信号成分の信号のレベルが算出される。レベル比算出部 43では、レベル算出部 42から出力された周期性信号成分と非周期性信号成分の信号レベルの比を表すレベル比が算出される。ハウリングが発生した場合、周期性信号成分が大きくなる一方、非周期性信号成分は小さくなるため、結果としてレベル比が大きくなると共に、レベル比が大きい状態が持続する。この点に着目して、ハウリングの検出を行う。

[0055] ハウリング判定部 44では、レベル比算出部 43から出力されたレベル比と予め定められてメモリに記憶された第 1の閾値を比較し、レベル比が第 1の閾値を超えた場合にメモリに記憶された第 1のカウンタ値力 Sインクリメントされる。

[0056] 第 1のカウンタ値が予め定められた第 2の閾値を超えた場合に、レベル比が大きい状態が持続しているものとし、ハウリング発生と判定する。また、ハウリング発生と判定された後は、ハウリング判定部 44でレベル比と予め定められた第 3の閾値を比較し、レベル比が第 3の閾値を下回った場合にメモリに記憶された第 2のカウンタ値力インクリメントされる。第 2のカウンタ値が予め定めた第 4の閾値を超えた場合にハウリング発生が収まったものとし、ハウリング非発生と判定する。この判定結果は出力端子 45から出力され、ハウリング抑圧部 25の入力端子 52に伝達される。

[0057] ノ、ゥリング抑圧部 25では、ハウリング検出部 24のハウリング検出結果を受けてハウリングが検出された場合にハウリング抑圧処理を開始する。

[0058] ゲイン乗算部 54はゲインの初期状態でそれぞれスルー (ゲイン値 = 1. 0)に設定されており、このゲイン制御部 53でゲインを制御し、入力端子 51に入力された信号にゲイン制御部 53で制御されたゲインを乗じる。このゲイン乗算部 54でゲインが乗じられた信号は出力端子 55から出力される。

[0059] 出力端子 55から出力された信号は信号合成部 26で合成された後、 DZAコンパータ 27によってディジタル信号力もアナログ信号に変換される。

[0060] アナログ信号はパワーアンプ 13に接続される出力端子 28に出力され、パワーアンプ 13により増幅されてスピーカ 14から出力される。

[0061] 以上のように本発明の第 1の実施の形態のハウリング制御装置および音響装置によれば、原音とハウリング成分を含む入力信号を周期性信号成分と非周期性信号成分とに分離した後、周期性信号成分と非周期性信号成分の信号に基づいてハウリングの発生を検出し、このハウリング検出結果に基づいてハウリングの抑圧を行うので、ハウリング以外の周期性信号 (例えば、有声音等）に対して抑圧動作を行うのを防止して、ハウリングを効果的に抑圧することができ、ハウリング抑圧に伴う音質劣化を低減することができる。

[0062] また、本実施の形態では、原音とハウリング成分を含む入力信号力も周期性信号成分を抽出して分離する適応フィルタ 30を有するので、以後の処理でハウリング検出処理およびノ、ゥリング抑圧処理を効果的に行うことができる。

[0063] また、本実施の形態では、周期性信号成分および非周期性信号成分の信号レべルを算出した後、この信号レベル間の比を表すレベル比を算出し、このレベル比に基づいてハウリングが発生したか否かを判定するので、精度良くハウリングを検出することがでさる。

[0064] また、本実施の形態のハウリング抑圧部 25は、ハウリング検出部 24のハウリング検出結果に応じてハウリングを抑圧するためのゲインを制御し、ゲイン乗算部 54が、信号分離部 23から出力される周期性信号成分および非周期性信号成分の信号にゲイン制御部 53によって算出されたゲインを乗じるように制御するので、ハウリングを効果的に抑圧することができ、ハウリング抑圧に伴う音質劣化をより一層低減することができる。

[0065] また、本実施の形態の音響装置 10は、ハウリング制御装置 20によりハウリングを精度良く検出し音質劣化を低減するようハウリングを抑圧することができるので、聴感上耳障りであった音を改善することができるのに加え、ハウリングの発生によって制限されていたマイクアンプ 12またはパワーアンプ 13の利得を向上させることができる。

[0066] なお、本実施の形態のハウリング検出部 24は、信号分離部 23で分離された周期性信号成分および非周期性信号成分の信号のレベル比を用いてハウリングを検出しているが、信号分離部 23に対して入出力される信号のうち、他の信号、例えば、入力信号と周期性信号成分のレベル比を用いてハウリングを検出する構成にしても良ぐまた、周期性信号成分、非周期性信号成分および入力信号を適当に組合せて複数の信号のそれぞれのレベル比を算出しハウリング検出を行う構成にしても良い。

[0067] また、ハウリング抑圧部 25は、信号分離部 23で分離された 2つの信号 (周期性信号成分および非周期性信号成分）に対してゲインを制御することによりハウリングを抑圧するものとして説明したが、周期性信号成分に対してのみゲイン制御を行う構成にしてもよい。

[0068] また、ハウリング検出部 24およびノヽゥリング抑圧部 25は、ハウリングの検出処理およびハウリング抑圧処理を時間的に間引ぐ例えば、所定のサンプル数毎に 1回処理を行う等して処理を時間的に間引いて行う構成にしても良い。このようにすれば、ハウリング検出処理およびハウリングの抑圧処理に要する処理負荷を低減することができる。

[0069] (第 2の実施の形態）

図 5は、本発明の第 2の実施の形態に係るハウリング制御装置および音響装置の構成が示されたブロック図である。第 1の実施の形態のハウリング制御装置および音響装置と同様の構成には同一番号を付して説明を省略する。

[0070] ハウリング制御装置 20のハウリング検出部 24は、図 5に示すように、レベル算出部 42で算出された周期性信号成分の信号レベルの時間変化を分析するレベル変化分析部 61と、レベル比算出部 43によって算出されたレベル比とレベル変化分析部 6 1の分析結果に基づいてハウリングが発生したか否かを判定するハウリング判定部 6 2とを備えている。レベル算出部 42で算出された周期性信号成分の信号レベルの時間変化に着目すると、ハウリングの場合は発生時にレベルが時間的に増大していくのに対し、ハウリング以外の周期性信号 (例えば、有声音等)の場合はレベルが時間的に変動する。この信号レベルの時間変化の違いをハウリングの検出に利用する。

[0071] 本実施の形態では、レベル変化分析部 61は周期性信号成分の信号レベルの過去と現在の値の差分値を算出するようにして!/、る。

[0072] 次に、本実施の形態のハウリング制御装置 20のハウリング検出部 24の動作について説明する。なお、本実施の形態では、ハウリング検出部 24に信号分離部 23から出力された周期性信号成分および非周期性信号成分の信号が入力されるものとする。

[0073] まず、レベル変化分析部 61では、レベル算出部 42から出力された信号レベルのうち、周期性信号成分の過去と現在の値の差分値を算出し、ハウリング判定部 62に出力する。ここで、過去の信号値は、図示していない遅延器により周期性信号成分を遅延することにより生成する。

[0074] ここで、ハウリング判定部 62のメモリには複数の閾値およびカウンタ値が記憶されている。ハウリング判定部 62は、レベル比算出部 43から出力されたレベル比と予め定められた第 1の閾値を比較し、レベル比が第 1の閾値を超えた場合に第 1のカウンタ値をインクリメントする。

[0075] また、レベル変化分析部 61から出力された差分値と予め定めた第 2の閾値を比較し、差分値が第 2の閾値を超えた場合に第 2のカウンタ値をインクリメントする。

[0076] 次いで、第 1のカウンタ値が予め定められた第 3の閾値を超え、かつ第 2のカウンタ値が予め定めた第 4の閾値を超えた場合に、レベル比が大きい状態が持続していると共に、周期性信号成分の信号レベルが時間的に増大しているものとし、ハウリング発生と判定する。また、ハウリング判定部 62は、ハウリング発生と判定した後は、レべル比と予め定められた第 5の閾値を比較し、レベル比が第 5の閾値を下回った場合に第 3のカウンタ値をインクリメントする。次いで、第 3のカウンタ値が予め定めた第 6 の閾値を超えた場合に、ハウリング発生が収まったものとし、ハウリング非発生と判定する。

[0077] 以上のように本発明の第 2の実施の形態のハウリング制御装置および音響装置によれば、周期性信号成分の信号レベルの時間変化を分析するレベル変化分析部 61 を設け、ハウリング検出部 24が、入力信号に含まれる周期性信号成分および非周期性信号成分の信号レベル比と周期性信号成分の信号レベルの時間変化、すなわち、周期性信号成分の信号レベルの過去と現在の値の差分値とを分析することにより、ノ、ゥリングとハウリング以外の周期性信号成分を選別することができ、精度良くハウリングを検出することができる。

[0078] なお、本実施の形態において、レベル変化分析部 61は、周期性信号成分の過去と現在の値の差分値を算出するものとして説明しているが、信号分離部 23の入出力信号のうち何れか 1つ以上の信号の過去と現在の値の差分値を算出する構成にしても良い。また、過去と現在の値の大きさの比較を行いその結果をハウリング判定部 62 のハウリング判定に用いる構成にしてもよ、。

[0079] (第 3の実施の形態）

図 6は、本発明の第 3の実施の形態に係るハウリング制御装置および音響装置の構成が示されたブロック図である。第 1の実施の形態と同様の構成には同一番号を付して説明を省略する。

[0080] ハウリング制御装置 20のハウリング抑圧部 25は、図 6に示すように、入力端子 52に入力されたハウリング検出結果を用いてハウリング発生状態または非発生状態の持続時間を計測する計測部 71と、入力端子 52に入力されたハウリング検出結果および計測部 71の計測結果に応じてゲインを制御するゲイン制御部 72とを備えている。

[0081] 次に、本実施の形態のハウリング制御装置 20のハウリング抑圧部 25の動作について説明する。

[0082] まず、計測部 71で入力端子 52に入力されるハウリング検出結果に基づいて、ハウリング発生状態またはハウリング非発生状態の持続する時間を計測し、この計測結果をゲイン制御部 72に出力する。

[0083] ゲイン制御部 72は、入力端子 52から出力されるハウリング検出結果と計測部 71から出力される計測結果に基づいてゲインを制御する。例えば、ハウリング発生状態が長、時間持続する場合には、閉ループゲインが大き、状況であると判断してゲインを大きく低減し、ハウリング非発生状態が長い時間持続する場合には、ハウリングが収束してきた状況であると判断してゲインを小さく低減する。

[0084] 以上のように本発明の第 3の実施の形態のハウリング制御装置および音響装置によれば、ハウリングの発生状況に応じてゲインを制御することにより、ハウリングをより効果的に抑圧することができ、ハウリング抑圧に伴う音質劣化をより一層低減することができる。

[0085] なお、本実施の形態のゲイン制御部 72は、ハウリングの発生状況に応じてゲインを低減させるものとして説明しているが、ハウリング非発生状態が長い時間持続する場合にゲインを復帰させていく構成にしても良い。

[0086] (第 4の実施の形態）

図 7は、本発明の第 4の実施の形態に係るハウリング制御装置および音響装置の構成が示されたブロック図である。第 1の実施の形態と同様の構成には同一番号を付して説明を省略する。

[0087] ノ、ゥリング制御装置 20は、図 7に示すように、第 1の実施の形態のハウリング制御装置の構成に加え、液晶表示装置や LEDランプ等の表示部（表示手段） 81が設けられており、表示部 81にはハウリング検出部 24のハウリング検出結果に基づいてハウリングの発生状況が表示されるようになって、る。

[0088] 次に、本実施の形態のハウリング制御装置 20の動作について説明する。

[0089] 表示部 81は、ハウリング検出部 24のハウリング検出結果に基づいて、ハウリングが発生しているか等のハウリングの発生状況を、例えば、図、文字、色分け等を用いてモニタ等の画面上に表示したり、 LEDランプの点灯、点滅、点灯色を分けること等で表示する。

[0090] 以上のように本発明の第 4の実施の形態のハウリング制御装置および音響装置によれば、ハウリングの検出結果に基づいてハウリングの発生状況を表示部 81によつて表示するので、ハウリングの発生状況を視認により利用者に把握させることができる。

[0091] (第 5の実施の形態）

図 8は、本発明の第 5の実施の形態に係るハウリング制御装置および音響装置の構成が示されたブロック図である。第 1の実施の形態と同様の構成には同一番号を付して説明を省略する。

[0092] ノ、ゥリング制御装置 20は、図 8に示すように、第 1の実施の形態のハウリング制御装置の構成にカ卩え、ハウリング検出部 24のハウリング検出結果に基づいてハウリングの発生状況を通知するための通知音を表す信号を生成する通知音生成部 82と、通知音生成部 82で生成された信号と信号合成部 26から出力されるハウリング抑圧後の信号を加算する加算部 83とを備え、スピーカ 14によって通知音を出力するようになつている。本実施の形態では、通知音生成部 82、加算部 83およびスピーカ 14が通知音発生手段を構成して!/ヽる。

[0093] 次に、本実施の形態のハウリング制御装置 20の動作について説明する。

[0094] 通知音生成部 82によってハウリング検出部 24のハウリング検出結果に基づいて、ハウリングの発生状況を通知するための通知音を表す信号を生成し、この信号をカロ算部 83に出力する。

[0095] 加算部 83では、通知音生成部 82で生成された信号と信号合成部 26から出力されるハウリング抑圧後の信号を加算し、 DZAコンバータ 27に出力する。 DZAコンパータ 27はこの信号をディジタル信号力もアナログ信号へ変換した後、アナログ信号をパワーアンプ 13に接続される出力端子 28に出力する。パワーアンプ 13はこの信号を増幅してスピーカ 14から通知音を出力する。

[0096] 以上のように本発明の第 5の実施の形態のハウリング制御装置および音響装置によれば、ハウリングの検出結果に基づいてハウリングの発生状況を通知するための通知音をスピーカ 14から出力するので、ハウリングの発生状況を通知音の聴取により利用者に把握させることができる。

[0097] なお、本実施の形態にぉ、て、通知音生成部 82で生成した信号は DZAコンパ一タ 27の前段に設けた加算部 83で信号合成部 26から出力される信号と加算させるようにしている力 DZAコンバータ 27の後段に加算部 83を設け信号合成部 26から出力される信号と加算させるように構成にしても良ヽ。

[0098] (第 6の実施の形態）

図 9は、本発明の第 6の実施の形態に係るハウリング制御装置および音響装置の構成が示されたブロック図である。第 1の実施の形態と同様の構成には同一番号を付して説明を省略する。

[0099] 図 9に示すように、ハウリング制御装置 20は、第 1の実施の形態のハウリング制御装置の構成にカ卩え、ハウリング検出部 24のハウリング検出結果に基づいてハウリングの発生状況を通知するための振動を生成してこの振動を発生させる振動発生部 (振動発生手段) 84を備え、振動発生部 84はバイブレータカゝら構成されてヽる。

[0100] 次に、本実施の形態のハウリング制御装置 20の動作について説明する。

[0101] 振動発生部 84は、ハウリング検出部 24のハウリング検出結果に基づいて、ハウリングの発生状況を通知するための振動を発生させる。

[0102] 以上のように本発明の第 6の実施の形態のハウリング制御装置および音響装置によれば、ハウリング検出結果に基づいてハウリングの発生状況を通知するための振動を発生するので、ハウリングの発生状況を振動により利用者に把握させることができる

産業上の利用可能性

[0103] 以上のように、本発明に係るハウリング制御装置および音響装置は、ハウリング以外の周期性信号に対して抑圧動作を行うのを防止して、ハウリングを効果的に抑圧することができ、ハウリング抑圧に伴う音質劣化を低減することができるという効果を有し、マイクロホンとスピーカを有する音響装置に適用され、スピーカとマイクロホン間の音響結合により発生するハウリングを抑圧するハウリング制御装置およびそのハウリング制御装置を備えた音響装置等として有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 入力信号を周期性信号成分と非周期性信号成分とに分離する信号分離手段と、前記信号分離手段から出力される周期性信号成分の信号、前記非周期性信号成分の信号および前記信号分離手段に入力される前記入力信号のうちの複数の信号に基づいてハウリングの発生を検出するハウリング検出手段と、

前記ハウリング検出手段のハウリング検出結果に基づいてハウリングの抑圧を行うハウリング抑圧手段と、

前記ハウリング抑圧手段カゝら出力された信号を合成する信号合成手段とを備えたことを特徴とするハウリング制御装置。

[2] 前記信号分離手段は、前記入力信号から周期性信号成分を抽出して分離する適応フィルタを有することを特徴とする請求項 1に記載のハウリング制御装置。

[3] 前記ハウリング検出手段は、前記複数の信号のそれぞれのレベルを算出するレべル算出部と、前記信号レベル間の比を表すレベル比を算出するレベル比算出部と、前記レベル比算出部によって算出されたレベル比に基づ、てハウリングが発生したか否かを判定するハウリング判定部とを備えたことを特徴とする請求項 1または請求項 2に記載のハウリング制御装置。

[4] 前記ハウリング検出手段は、前記周期性信号成分の信号レベルの時間変化を分析するレベル変化分析部を備え、

前記ハウリング判定手段は、前記レベル比算出部によって算出された信号レベル比と前記レベル変化分析部の分析結果に基づいてハウリングが発生した力否かを判定することを特徴とする請求項 1乃至請求項 3の何れか 1項に記載のハウリング制御装置。

[5] 前記レベル変化分析手段は、前記周期性信号成分の信号レベルの過去と現在の値の差分値を算出することを特徴とする請求項 4に記載のハウリング制御装置。

[6] 前記レベル変化分析手段は、前記周期性信号成分の信号レベルの過去と現在の値の大きさを比較することを特徴とする請求項 4に記載のハウリング制御装置。

[7] 前記ハウリング抑圧手段は、前記ハウリング検出手段のハウリング検出結果に応じてハウリングを抑圧するためのゲインを制御するゲイン制御部と、前記信号分離手段カゝら出力される周期性信号成分および非周期性信号成分のうち少なくとも周期性信号成分の信号に前記ゲイン制御部によって算出されたゲインを乗じるゲイン乗算部とを備えたことを特徴とする請求項 1乃至請求項 6の何れ力 1項に記載のハウリング制御装置。

[8] 前記ハウリング抑圧手段は、前記ハウリング検出部のハウリング検出結果を用いてハウリング発生状態または非発生状態の持続時間を計測する計測部を備え、前記ハウリング検出手段のハウリング検出結果と前記計測部の計測結果に応じて前記ゲイン制御部のゲインを制御することを特徴とする請求項 1乃至請求項 7の何れ力 1項に記載のハウリング制御装置。

[9] 前記ハウリング検出手段および前記ハウリング抑圧手段は、ハウリングの検出処理およびノ、ゥリングの抑圧処理を時間的に間引いて行うことを特徴とする請求項 1乃至請求項 8の何れか 1項に記載のハウリング制御装置。

[10] 表示手段を有し、前記表示手段は、前記ハウリング検出手段のハウリング検出結果に基づいてハウリングの発生状況を表示することを特徴とする請求項 1乃至請求項 9 の何れか 1項に記載のハウリング制御装置。

[11] 通知音発生手段を有し、前記通知音発生手段は、前記ハウリング検出手段のハウリング検出結果に基づいてハウリングの発生状況を通知することを特徴とする請求項

1乃至請求項 10の何れか 1項に記載のハウリング制御装置。

[12] 振動発生手段を有し、前記振動発生手段は、前記ハウリング検出手段のハウリング検出結果に基づいて振動によりハウリングの発生状況を通知することを特徴とする請求項 1乃至請求項 11の何れか 1項に記載のハウリング制御装置。

[13] 請求項 1乃至請求項 12の何れか 1項に記載のハウリング制御装置を備えたことを特徴とする音響装置。