Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP4367344B2 - Loudspeaker - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP4367344B2 - Loudspeaker - Google Patents

Loudspeaker Download PDF

Info

Publication number
JP4367344B2
JP4367344B2 JP2005009356A JP2005009356A JP4367344B2 JP 4367344 B2 JP4367344 B2 JP 4367344B2 JP 2005009356 A JP2005009356 A JP 2005009356A JP 2005009356 A JP2005009356 A JP 2005009356A JP 4367344 B2 JP4367344 B2 JP 4367344B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microphone
speaker
signal
filter
audio signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005009356A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006197496A (en
Inventor
啓明 藤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Corp filed Critical Yamaha Corp
Priority to JP2005009356A priority Critical patent/JP4367344B2/en
Publication of JP2006197496A publication Critical patent/JP2006197496A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4367344B2 publication Critical patent/JP4367344B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)

Description

本発明は講堂やホール等に設置される拡声装置において、ハウリング発生を防止するのに好適なハウリングキャンセラを内蔵した拡声装置に関する。   The present invention relates to a loudspeaker installed in a lecture hall, a hall or the like, and a loudspeaker incorporating a howling canceller suitable for preventing occurrence of howling.

一般に講堂やホール等で拡声装置を用いた場合、スピーカから出力された音声は、ある伝達関数をもつ音響経路を経て再びマイクロフォンに入力される。つまり、マイクロフォン−増幅器−スピーカ−音響経路−マイクロフォン、の経路で閉ループが形成される。この閉ループのゲインが1を越えるとスピーカからマイクロフォンに帰還した音声が増大してハウリングの発生となる。   In general, when a loudspeaker is used in a lecture hall, a hall, or the like, sound output from a speaker is input to a microphone again through an acoustic path having a certain transfer function. That is, a closed loop is formed by the path of microphone-amplifier-speaker-acoustic path-microphone. When the gain of the closed loop exceeds 1, the sound returned from the speaker to the microphone increases, and howling occurs.

上記のようなハウリングの発生を防止するには、ハウリングが発生する周波数成分をカットするフィルタを用いることがよく行われている。この方式では、拡声装置の設置条件によってハウリング周波数が異なるため、効果的にハウリングを防止するにはフィルタを割り当てる周波数を制御することが不可欠となる。そこで、あらかじめマイクロフォンとスピーカの間の音響特性を測定し、その結果を用いてフィルタの周波数を制御するハウリングキャンセラが提案されている(例えば特許文献1)。   In order to prevent the occurrence of howling as described above, it is often performed to use a filter that cuts a frequency component in which howling occurs. In this method, since the howling frequency varies depending on the installation conditions of the loudspeaker, it is indispensable to control the frequency to which the filter is assigned in order to effectively prevent howling. Thus, a howling canceller has been proposed in which acoustic characteristics between a microphone and a speaker are measured in advance and the filter frequency is controlled using the result (for example, Patent Document 1).

また、スピーカからマイクロフォンに至る帰還伝達系を模擬した信号をマイクロフォンの入力信号から減算し、さらに減算後の誤差信号が小さくなるように模擬信号を修正する適応フィルタ(アダプティブ・ディジタル・フィルタ)を用いてハウリング発生を防止する適応ハウリングキャンセラが用いられている(例えば非特許文献1)。
特開平6−195092号公報 稲積,今井,小西,:”LMSアルゴリズムを用いた拡声系のハウリング防止”,日本音響学会講演論文集pp.417−418(1991,3)
In addition, an adaptive filter (adaptive digital filter) is used that subtracts a signal simulating a feedback transmission system from the speaker to the microphone from the input signal of the microphone and corrects the simulated signal so that the error signal after subtraction becomes smaller. An adaptive howling canceller for preventing howling is used (for example, Non-Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 6-195092 Inazumi, Imai, Konishi: “Preventing howling in loudspeakers using LMS algorithm”, Proc. 417-418 (1991, 3)

しかしながら、特許文献1に記載のハウリングキャンセラでは、発話者が移動等して、あらかじめ測定した音響特性から使用条件がずれた場合、ハウリング周波数が変化してしまうため、ハウリングを防止することが困難である。   However, in the howling canceller described in Patent Document 1, it is difficult to prevent howling because the howling frequency changes when the use condition deviates from the acoustic characteristics measured in advance due to movement of the speaker. is there.

また、非特許文献1に記載のように適応ハウリングキャンセラは、マイクロフォンからの入力信号の情報だけを用いて、スピーカとマイクロフォンの間の音響経路を推定しなければならない。したがってこの適応ハウリングキャンセラだけでは、発話者が大きく移動等して音響特性が急激に変化した場合に推定が追いつかないという問題がある。   Also, as described in Non-Patent Document 1, the adaptive howling canceller must estimate the acoustic path between the speaker and the microphone using only the information of the input signal from the microphone. Therefore, this adaptive howling canceller alone has a problem that the estimation cannot catch up when the acoustic characteristics change suddenly due to a large movement of the speaker.

本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、高精度に音響特性の変化を検出でき、効果的にハウリングを防止することが可能な適応ハウリングキャンセラ内蔵した拡声装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and provides a loudspeaker with a built-in adaptive howling canceller capable of detecting a change in acoustic characteristics with high accuracy and effectively preventing howling. With the goal.

請求項1に記載の発明は、マイクロフォンから入力された入力信号を増幅し、増幅した音声信号をスピーカに出力する拡声手段と、前記スピーカからマイクロフォンへの帰還伝達系を模擬する遅延手段及び適応フィルタを有し、前記スピーカに出力する音声信号を遅延手段および適応フィルタで処理した模擬信号を前記マイクロフォンから入力された音声信号から減算するハウリングキャンセラと、を備えた拡声装置であって、前記マイクロフォンとスピーカの位置関係を検出する位置検出手段と、位置検出手段の検出結果に基づいて、前記遅延手段の遅延時間を設定する設定手段と、を備えたことを特徴とする。   The invention according to claim 1 amplifies the input signal input from the microphone and outputs the amplified audio signal to the speaker, the delay means simulating the feedback transmission system from the speaker to the microphone, and the adaptive filter And a howling canceller that subtracts a simulated signal obtained by processing an audio signal output to the speaker with a delay unit and an adaptive filter from an audio signal input from the microphone, the loudspeaker comprising: It is characterized by comprising position detection means for detecting the positional relationship of the speakers, and setting means for setting the delay time of the delay means based on the detection result of the position detection means.

この発明では、マイクロフォンとスピーカの位置関係を検出する位置検出手段を備えている。位置検出手段は、例えばマイクロフォン、スピーカに無線送受信器を取り付け、発信と受信の時間差から距離を計算するものである。マイクロフォンから入力された信号は拡声手段(例えばアンプ)によって増幅され、スピーカから発音される。また、増幅された信号は遅延時間を付与されてフィルタに出力される。フィルタはこの信号と、マイクロフォンから入力された信号に基づいて音響帰還路の伝達関数を推定し、帰還信号を差し引いてハウリングを抑制する。ここで、遅延時間はマイクロフォンとスピーカの位置関係から決定される。すなわち、スピーカとマイクの位置が近い時は音響帰還路を経て帰還する信号の到達時間が短いので遅延時間を短くする。スピーカとマイクの位置が遠い時は音響帰還路で帰還する信号の到達時間が長いので遅延時間を長くする。これにより、音響帰還路の伝達関数をより正確に推定することが可能となり、ハウリングを効果的に抑制することができる。   In this invention, the position detection means which detects the positional relationship of a microphone and a speaker is provided. For example, the position detecting means attaches a wireless transceiver to a microphone and a speaker, and calculates a distance from a time difference between transmission and reception. A signal input from the microphone is amplified by a loudspeaker (for example, an amplifier) and is output from a speaker. The amplified signal is given a delay time and is output to the filter. The filter estimates the transfer function of the acoustic feedback path based on this signal and the signal input from the microphone, and subtracts the feedback signal to suppress howling. Here, the delay time is determined from the positional relationship between the microphone and the speaker. That is, when the speaker and the microphone are close to each other, the delay time is shortened because the arrival time of the signal returning through the acoustic feedback path is short. When the positions of the speaker and the microphone are far from each other, the delay time is lengthened because the arrival time of the signal returning on the acoustic feedback path is long. As a result, the transfer function of the acoustic feedback path can be estimated more accurately, and howling can be effectively suppressed.

請求項2に記載の発明は、上記発明において、前記適応フィルタは、フィルタ部とフィルタ係数推定部を有し、前記設定手段は、位置検出手段の検出結果に基づいて、フィルタ係数を更新するように前記フィルタ係数推定部に設定することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the above invention, the adaptive filter includes a filter unit and a filter coefficient estimation unit, and the setting unit updates the filter coefficient based on a detection result of the position detection unit. Are set in the filter coefficient estimator.

この発明では、スピーカとマイクロフォンとの位置関係からフィルタ係数の更新を設定する。すなわち、スピーカとマイクロフォンの位置が変化した時、音響帰還路の伝達関数も大きく変化するので、より素早くフィルタを更新するようにフィルタ係数の更新パラメータを設定する。例えばステップサイズを大きくする等すればよい。   In this invention, the update of the filter coefficient is set from the positional relationship between the speaker and the microphone. That is, when the positions of the speaker and the microphone change, the transfer function of the acoustic feedback path also changes greatly. Therefore, the filter coefficient update parameter is set so as to update the filter more quickly. For example, the step size may be increased.

請求項3に記載の発明は、上記発明において、マイクロフォンおよびスピーカのゲイン調整を行い、ゲイン調整をした情報を検出するゲイン調整手段をさらに備え、前記設定手段は、マイクロフォンおよびスピーカのゲインに応じて、前記適応フィルタの模擬信号の減算量を設定することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the above invention, the microphone and speaker gain adjustment is further performed, and gain adjustment means for detecting gain adjusted information is further provided, and the setting means is in accordance with the gain of the microphone and speaker. The subtraction amount of the simulation signal of the adaptive filter is set.

この発明では、マイクロフォンとスピーカのゲイン調整をした時は、そのゲイン調整をした情報をフィルタに通知する。例えばマイクロフォンのゲインを大きくした場合、マイクロフォンから入力される信号レベルが大きくなるので、帰還音声信号の入力レベルも大きくなる。このとき、フィルタはマイクロフォンのゲインを大きくした情報を基に、フィルタ出力信号のレベルを大きくして帰還音声信号から差し引く。これにより、マイクロフォンやスピーカのゲインを変更しても直ちに帰還信号を差し引くことが可能となり、ハウリングの発生を効果的に抑制することができる。   In the present invention, when the gain of the microphone and the speaker is adjusted, the information on the gain adjustment is notified to the filter. For example, when the gain of the microphone is increased, the signal level input from the microphone increases, so the input level of the feedback audio signal also increases. At this time, the filter increases the level of the filter output signal and subtracts it from the feedback audio signal based on information obtained by increasing the gain of the microphone. Thereby, even if the gain of the microphone or the speaker is changed, the feedback signal can be immediately subtracted, and howling can be effectively suppressed.

以上のように、この発明によれば、マイクロフォンとスピーカの位置関係を基にしてフィルタに入力する信号の遅延時間を決定するため、音響帰還路の伝達関数を高精度に推定することが可能となり、ハウリングの発生を確実に抑制することができる。   As described above, according to the present invention, since the delay time of the signal input to the filter is determined based on the positional relationship between the microphone and the speaker, the transfer function of the acoustic feedback path can be estimated with high accuracy. , Howling can be reliably suppressed.

以下、本発明の実施形態の適応ハウリングキャンセラについて図を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, an adaptive howling canceller according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[第1実施形態]
図1は第1実施形態に係る適応ハウリングキャンセラ内蔵拡声システムのブロック図である。同図に示すように、この適応ハウリングキャンセラ内蔵拡声システムは、マイクロフォン1、マイクロフォンアンプ2、A/Dコンバータ3、イコライザアンプ4、スピーカアンプ6、スピーカ7、ディレイ回路8、適応フィルタ9、加算器10、および位置情報制御部11からなり、マイクロフォン1およびスピーカ7は講堂やホール等に配置される。マイクロフォン1を介して入力された音声信号は、マイクロフォンアンプ2に入力される。マイクロフォンアンプ2は、入力された音声信号を増幅調整等をするためのものである。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram of a loudspeaker system with a built-in adaptive howling canceller according to the first embodiment. As shown in this figure, this adaptive howling canceler built-in loudspeaker system includes a microphone 1, a microphone amplifier 2, an A / D converter 3, an equalizer amplifier 4, a speaker amplifier 6, a speaker 7, a delay circuit 8, an adaptive filter 9, and an adder. 10 and the position information control unit 11, and the microphone 1 and the speaker 7 are arranged in a lecture hall, a hall, or the like. The audio signal input via the microphone 1 is input to the microphone amplifier 2. The microphone amplifier 2 is for amplifying and adjusting the input audio signal.

マイクロフォンアンプ2から出力された音声信号は、A/Dコンバータ3でディジタル形式の信号に変換される。ディジタル形式に変換された信号は、イコライザアンプ4に入力され、周波数成分調整等される。その後、D/Aコンバータ5でアナログ形式の音声信号に変換され、スピーカアンプ6で出力最終段の調整がなされてスピーカ7から音声を発音する。   The audio signal output from the microphone amplifier 2 is converted into a digital signal by the A / D converter 3. The signal converted into the digital format is input to the equalizer amplifier 4 and subjected to frequency component adjustment and the like. Thereafter, the signal is converted into an analog audio signal by the D / A converter 5, and the final stage of output is adjusted by the speaker amplifier 6, and sound is produced from the speaker 7.

また、イコライザアンプ4から出力された信号は、ディレイ回路8にも入力される。ディレイ回路8は、入力された信号に対し、時間遅延を付与して出力するもので、ここではスピーカからマイクロフォンに帰還する帰還音声信号の時間遅延を推定した時間遅延を付与するものである。ディレイ回路8で時間遅延を付与されて出力した信号は適応フィルタ9に入力される。   The signal output from the equalizer amplifier 4 is also input to the delay circuit 8. The delay circuit 8 gives a time delay to the input signal and outputs it. Here, the delay circuit 8 gives a time delay that estimates the time delay of the feedback audio signal that is fed back from the speaker to the microphone. The signal output after being given a time delay by the delay circuit 8 is input to the adaptive filter 9.

適応フィルタ9は、図2に示すようにフィルタ部9aおよびフィルタ係数推定部9bからなるもので、フィルタ部9aおよびフィルタ係数推定部9bにはそれぞれディレイ回路8から出力された信号が入力される。フィルタ部9aはスピーカ7からマイクロフォン1への帰還音声信号を模擬した信号を加算器10に出力して、加算器10でイコライザアンプ4に伝達される信号からその帰還音声信号を模擬した信号を差し引くようにする。帰還音声信号を模擬した信号は、ある伝達関数に従って上記ディレイ回路8から出力された信号を基に決定される。フィルタ係数推定部9bは、ディレイ回路8から出力された信号とイコライザアンプ4に伝達される信号のうち上記帰還音声信号を模擬した信号を差し引いた信号とを基にして、適応アルゴリズムを用い、帰還音声信号を模擬した信号が実際の帰還音声信号に一致もしくは近似するようにフィルタ部9aのフィルタ係数を更新するものである。適応アルゴリズムは、例えばLMS(Least Mean Square)アルゴリズムを用いる。   As shown in FIG. 2, the adaptive filter 9 includes a filter unit 9a and a filter coefficient estimation unit 9b, and the signals output from the delay circuit 8 are input to the filter unit 9a and the filter coefficient estimation unit 9b, respectively. The filter unit 9 a outputs a signal simulating the feedback audio signal from the speaker 7 to the microphone 1 to the adder 10, and subtracts the signal simulating the feedback audio signal from the signal transmitted to the equalizer amplifier 4 by the adder 10. Like that. A signal simulating a feedback audio signal is determined based on a signal output from the delay circuit 8 according to a certain transfer function. The filter coefficient estimator 9b uses an adaptive algorithm based on a signal output from the delay circuit 8 and a signal obtained by subtracting a signal simulating the feedback audio signal from the signal transmitted to the equalizer amplifier 4 to perform feedback. The filter coefficient of the filter unit 9a is updated so that the signal simulating the sound signal matches or approximates the actual feedback sound signal. As the adaptive algorithm, for example, a LMS (Least Mean Square) algorithm is used.

ここで、時間遅延付与が無い場合、マイクロフォン1に入力された音声信号は直ちに適応フィルタ9に入力されるため、フィルタ係数の更新が進むとマイクロフォン1に入力された信号を全てキャンセルするようになってしまう。これは適応フィルタ9が帰還音声信号を模擬した信号と実際の帰還音声信号との誤差を少なくするようにフィルタ係数を更新するためであり、ここで時間遅延付与が無いと、時間経過とともにマイクロフォン1から入力される信号が全て帰還音声信号であると適応アルゴリズムが判断してしまうためである。時間遅延を付与することでマイクロフォン1に入力される音声信号を全て差し引かずに帰還音声信号のみをキャンセルすることが可能となる。   Here, when there is no time delay, the audio signal input to the microphone 1 is immediately input to the adaptive filter 9, so that when the filter coefficient is updated, all signals input to the microphone 1 are canceled. End up. This is because the adaptive filter 9 updates the filter coefficient so as to reduce the error between the signal simulating the feedback audio signal and the actual feedback audio signal. If there is no time delay, the microphone 1 This is because the adaptive algorithm determines that all the signals input from are feedback audio signals. By giving a time delay, it becomes possible to cancel only the feedback audio signal without subtracting all the audio signals input to the microphone 1.

一方で、時間遅延付与が大きすぎる場合、実際の帰還音声信号の時間遅延よりも大きく遅れた音声信号が適応フィルタに入力され、帰還音声信号の推定ができないために、ハウリングを抑制することが困難となる。また、時間遅延付与が小さすぎる場合、実際に帰還音声信号が入力されるまでの時間は適応フィルタ9から何も出力されないために無駄が多くなる。したがってディレイ回路8が時間遅延を正確に付与することがハウリングの抑制に重要となる。   On the other hand, if the time delay is applied too much, it is difficult to suppress howling because a speech signal that is greatly delayed from the time delay of the actual feedback speech signal is input to the adaptive filter and the feedback speech signal cannot be estimated. It becomes. If the time delay is too small, the time until the feedback audio signal is actually input is wasteful because nothing is output from the adaptive filter 9. Therefore, it is important for the suppression of howling that the delay circuit 8 gives the time delay accurately.

位置情報制御部11は、マイクロフォン1とスピーカ7の位置情報を検出するものである。位置情報とはマイクロフォン1とスピーカ7の距離がどの程度であるかを示すものである。マイクロフォン1とスピーカ7にはそれぞれ無線送受信器(図示せず)が備えられており、互いに無線を送受信し、その無線到達時間を計測することで距離を測定することができる。なお、マイクロフォン1、スピーカ7のいずれかに送信器を備え、他方に受信器を備える構成であってもよい。   The position information control unit 11 detects position information of the microphone 1 and the speaker 7. The position information indicates the distance between the microphone 1 and the speaker 7. Each of the microphone 1 and the speaker 7 is provided with a wireless transmitter / receiver (not shown), and the distance can be measured by transmitting and receiving wireless to each other and measuring the wireless arrival time. In addition, the structure which equips either the microphone 1 or the speaker 7 with a transmitter, and equips the other with a receiver may be sufficient.

なお、無線送受信に限らず、互いの距離を測定できるものであればどのようなものであってもよい。例えばレーザーにより互いの距離を実際に測定してもよいし、GPSを用いてポジション測定をしてもよい。また、スピーカ7から特定のパルス音を出力し、マイクロフォン1で集音して距離を測定するようにしてもよい。   In addition, it is not limited to wireless transmission / reception, and any device can be used as long as it can measure the mutual distance. For example, the distance between each other may be actually measured using a laser, or the position may be measured using GPS. Alternatively, a specific pulse sound may be output from the speaker 7 and collected by the microphone 1 to measure the distance.

位置情報制御部11は、入力された位置情報を基に帰還音声信号の時間遅延を計算する。このときマイクロフォン1とスピーカ7を設置している空間の温度等の環境を測定し、時間遅延の計算に考慮してもよい。この後、位置情報制御部11は、計算した時間遅延を付与するようにディレイ回路8に設定する。   The position information control unit 11 calculates the time delay of the feedback audio signal based on the input position information. At this time, the environment such as the temperature of the space in which the microphone 1 and the speaker 7 are installed may be measured and taken into consideration in the calculation of the time delay. Thereafter, the position information control unit 11 sets the delay circuit 8 to give the calculated time delay.

なお、マイクロフォン1とスピーカ7の向きを方向情報として検出し、位置情報を基にして計算した時間遅延を方向情報を基に補正してもよい。例えば、マイクロフォン1とスピーカ7が反対方向に向いている場合は、時間遅延が長くなるように補正する。マイクロフォン1とスピーカ7が反対方向に向いている場合は、直接音成分よりも壁面等からの反射音成分が大きくなり、壁面等からの反射音は直接音よりも時間遅延が長いためである。   Note that the direction of the microphone 1 and the speaker 7 may be detected as direction information, and the time delay calculated based on the position information may be corrected based on the direction information. For example, when the microphone 1 and the speaker 7 are directed in opposite directions, correction is performed so that the time delay becomes longer. This is because when the microphone 1 and the speaker 7 face in opposite directions, the reflected sound component from the wall surface or the like is larger than the direct sound component, and the reflected sound from the wall surface or the like has a longer time delay than the direct sound.

また、位置情報制御部11は、フィルタ係数推定部9bに対して、入力された位置情報を基にフィルタ係数を変更するよう指示する。マイクロフォン1とスピーカ7の位置が変化すると、スピーカ7からマイクロフォン1に帰還する帰還音声信号も変化するため、フィルタ部9aが出力する帰還音声信号を模擬した信号と実際の帰還音声信号との誤差が大きくなる。したがって、フィルタ部9aの伝達関数を変更する必要があり、フィルタ係数推定部9bは位置情報を基にすることで伝達関数が直ちに更新されるようにフィルタ係数の更新パラメータを設定する。   Further, the position information control unit 11 instructs the filter coefficient estimation unit 9b to change the filter coefficient based on the input position information. When the positions of the microphone 1 and the speaker 7 change, the feedback audio signal that is fed back from the speaker 7 to the microphone 1 also changes. growing. Therefore, it is necessary to change the transfer function of the filter unit 9a, and the filter coefficient estimation unit 9b sets the update parameter of the filter coefficient so that the transfer function is immediately updated based on the position information.

以下、上記の適応ハウリングキャンセラ内蔵拡声システムを伝達される信号について詳細に説明する。   Hereinafter, a signal transmitted through the above-described adaptive howling canceller built-in loudspeaker system will be described in detail.

図3は、適応ハウリングキャンセラ内蔵拡声装置の回路構成を示す図である。同図のようにマイクロフォン1を介して入力された音声信号はA/D変換処理によりディジタル信号y(k)に変換される。信号y(k)は増幅路13に供給される。その後信号y(k)は増幅路13で伝達関数G(z)によって増幅され、信号x(k)としてスピーカ7に供給される。信号x(k)はD/A変換処理により音声信号に変換されてスピーカ7から出力される。増幅路13は、加算器10からイコライザアンプ4を介してD/Aコンバータ5に伝達する経路の伝達関数である。   FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of a loudspeaker with a built-in adaptive howling canceller. As shown in the figure, the audio signal input via the microphone 1 is converted into a digital signal y (k) by A / D conversion processing. The signal y (k) is supplied to the amplification path 13. Thereafter, the signal y (k) is amplified by the transfer function G (z) in the amplification path 13 and supplied to the speaker 7 as the signal x (k). The signal x (k) is converted into an audio signal by D / A conversion processing and output from the speaker 7. The amplification path 13 is a transfer function of a path that is transmitted from the adder 10 to the D / A converter 5 via the equalizer amplifier 4.

スピーカ7から出力した信号は音響帰還路12を経てマイクロフォン1に帰還する。ここで音響帰還路12は、スピーカ7からマイクロフォン1に至る音響経路であり、この経路は伝達関数H(z)で表される。ここで、音響帰還路12を介して帰還される帰還音声信号d(k)は、話者などの音源からの音声信号からなる音源音声信号s(k)と混合されてマイクロフォン1に入力される。マイクロフォン1は、入力された混合音声信号をA/D変換処理によりディジタル信号として出力する。   The signal output from the speaker 7 returns to the microphone 1 through the acoustic feedback path 12. Here, the acoustic feedback path 12 is an acoustic path from the speaker 7 to the microphone 1, and this path is represented by a transfer function H (z). Here, the feedback voice signal d (k) fed back via the acoustic feedback path 12 is mixed with a sound source voice signal s (k) consisting of a voice signal from a sound source such as a speaker and inputted to the microphone 1. . The microphone 1 outputs the input mixed audio signal as a digital signal by A / D conversion processing.

上記のような拡声システムでは、マイクロフォン1−増幅路13−スピーカ7−音響帰還路12−マイクロフォン1の経路で閉ループが形成される。これにより、帰還音声信号d(k)が増大し、ハウリングの発生となる。このようなハウリングの発生を防止するために設けられたのが、ディレイ回路8、適応フィルタ9、および加算器10からなる適応ハウリングキャンセラである。   In the above loudspeaker system, a closed loop is formed by the route of microphone 1 -amplifier path 13 -speaker 7 -acoustic feedback path 12 -microphone 1. As a result, the feedback audio signal d (k) increases, and howling occurs. An adaptive howling canceller including the delay circuit 8, the adaptive filter 9, and the adder 10 is provided to prevent the occurrence of such howling.

ディレイ回路8は、信号x(k)に対して音響帰還路12の遅延時間を推定した遅延τを付与して出力するもので、出力信号x(k−τ)が適応フィルタ9に供給される。適応フィルタ9のフィルタ部9aは帰還音声信号d(k)を模擬した信号do(k)を伝達関数F(z)にしたがって出力する。加算器10は、信号y(k)から信号do(k)を差し引く。ここで信号y(k)は、音源音声信号s(k)と帰還音声信号d(k)との和すなわち、y(k)=s(k)+d(k)なる式で表される。したがって加算器10の出力信号e(k)は、e(k)=y(k)−do(k)=s(k)+d(k)−do(k)=s(k)+Δ(k)(ただし、Δ(k)=d(k)−do(k))なる式で表される。よって、Δ(k)を充分に小さくすればハウリングを抑制することができる。   The delay circuit 8 outputs the signal x (k) with a delay τ obtained by estimating the delay time of the acoustic feedback path 12, and the output signal x (k−τ) is supplied to the adaptive filter 9. . The filter unit 9a of the adaptive filter 9 outputs a signal do (k) simulating the feedback audio signal d (k) according to the transfer function F (z). The adder 10 subtracts the signal do (k) from the signal y (k). Here, the signal y (k) is expressed by the sum of the sound source audio signal s (k) and the feedback audio signal d (k), that is, the expression y (k) = s (k) + d (k). Therefore, the output signal e (k) of the adder 10 is e (k) = y (k) −do (k) = s (k) + d (k) −do (k) = s (k) + Δ (k). (However, Δ (k) = d (k) −do (k)). Therefore, howling can be suppressed by making Δ (k) sufficiently small.

また、適応フィルタ9のフィルタ係数推定部9bは、適応アルゴリズムを用いて信号x(k−τ)およびe(k)に基づいて伝達関数F(z)が伝達関数H(z)に一致または近似するようにフィルタ部9aを更新する。適応アルゴリズムは前述のようにLMSアルゴリズム等を用いる。信号e(k)の二乗平均値J=E[e(k)](ただし、E[・]は期待値)とすれば、Jを最小にするようなフィルタ係数が演算により推定される。 Further, the filter coefficient estimator 9b of the adaptive filter 9 uses the adaptive algorithm to match or approximate the transfer function F (z) to the transfer function H (z) based on the signals x (k−τ) and e (k). Then, the filter unit 9a is updated. As described above, the LMS algorithm or the like is used as the adaptive algorithm. If the root mean square value of the signal e (k) is J = E [e (k) 2 ] (where E [•] is an expected value), a filter coefficient that minimizes J is estimated by calculation.

位置情報制御部11は前述のようにマイクロフォン1とスピーカ7の距離を示す位置情報を検出し、位置情報を基にスピーカ7からマイクロフォン1への帰還音声信号の時間遅延を計算するものである。すなわち、音響帰還路12の伝達関数H(z)の変化を位置情報を基に短時間に推定することになり、これを基に遅延τの決定と適応フィルタ9のフィルタ係数更新を行う。   The position information control unit 11 detects position information indicating the distance between the microphone 1 and the speaker 7 as described above, and calculates the time delay of the feedback audio signal from the speaker 7 to the microphone 1 based on the position information. That is, the change of the transfer function H (z) of the acoustic feedback path 12 is estimated in a short time based on the position information, and the delay τ is determined and the filter coefficient of the adaptive filter 9 is updated based on this.

例えば帰還音声信号の時間遅延が1000タップであるとする。ここで遅延τを800タップに設定したとすると、実際の時間遅延から200タップのズレが生じる。したがって帰還音声信号がマイクロフォン1に入力されるまでの200タップについてはノイズ成分のみが適応フィルタ9から出力されることになるばかりでなく、伝達関数H(z)のうち適応フィルタの使用タップ数(例えば2048タップ)を超えた部分に対応する帰還音声信号をキャンセルすることができなくなる。一方で遅延τを1200タップに設定したとすると、適応フィルタ9の出力が帰還音声信号よりも200タップ遅れるために、伝達関数H(z)のうち最初の200タップの部分の伝達関数に対応する帰還音声信号をキャンセルすることができなくなる。すなわち、その間はマイクロフォン1から入力される信号y(k)から帰還音声信号d(k)を差し引くことができないためにハウリングを抑制することが困難となる。ここで遅延τを950タップに設定したとすると、実際の時間遅延とのズレは50タップに過ぎないため精度よくハウリングを抑制することが可能となる。   For example, assume that the time delay of the feedback audio signal is 1000 taps. Here, assuming that the delay τ is set to 800 taps, a deviation of 200 taps occurs from the actual time delay. Therefore, not only the noise component is output from the adaptive filter 9 for the 200 taps until the feedback audio signal is input to the microphone 1, but also the number of taps used by the adaptive filter in the transfer function H (z) ( For example, the feedback audio signal corresponding to the portion exceeding 2048 taps) cannot be canceled. On the other hand, if the delay τ is set to 1200 taps, the output of the adaptive filter 9 is delayed by 200 taps from the feedback audio signal, and therefore corresponds to the transfer function of the first 200 tap portion of the transfer function H (z). The feedback audio signal cannot be canceled. That is, during that time, it is difficult to suppress howling because the feedback audio signal d (k) cannot be subtracted from the signal y (k) input from the microphone 1. If the delay τ is set to 950 taps here, the deviation from the actual time delay is only 50 taps, so that howling can be suppressed with high accuracy.

本発明の第1実施形態に係る適応ハウリングキャンセラ内蔵拡声システムは、位置情報制御部11がマイクロフォン1とスピーカ7の距離を測定して音速から帰還音声信号の時間遅延を計算し、遅延τを設定する。音速をc、マイクロフォン1とスピーカ7の検出距離をLとすると遅延τはL/cなる計算で算出できる。音速はマイクロフォン1およびスピーカ7の設置環境によって変化するので、位置制御部11が温度、気圧等を検出する機能をさらに備えて計算に考慮してもよい。なお、マイクロフォン1とスピーカ7の方向情報を遅延τの計算に考慮してもよい。このようにして計算した遅延τをサンプリング周期時間で除算するとタップを求めることができる。   In the loudspeaker system with built-in adaptive howling canceller according to the first embodiment of the present invention, the position information control unit 11 measures the distance between the microphone 1 and the speaker 7, calculates the time delay of the feedback audio signal from the sound speed, and sets the delay τ. To do. If the speed of sound is c and the detection distance between the microphone 1 and the speaker 7 is L, the delay τ can be calculated by the calculation of L / c. Since the speed of sound changes depending on the installation environment of the microphone 1 and the speaker 7, the position control unit 11 may further include a function of detecting temperature, atmospheric pressure, etc., and may be considered in the calculation. Note that the direction information of the microphone 1 and the speaker 7 may be considered in the calculation of the delay τ. The tap can be obtained by dividing the delay τ thus calculated by the sampling period time.

また、位置情報制御部11は検出した位置情報を基にフィルタ係数の更新を行うように適応フィルタ9に指示する。適応フィルタ9の伝達関数はF(z)で表されるが、この伝達関数は忘却係数λやステップサイズαと呼ばれる係数で更新される。忘却係数λはそれまでの伝達関数に乗ずる係数であり、0〜1の範囲に設定する。忘却係数λを小さくするとそれまでの伝達関数を消去して更新を促進することになる。ステップサイズαは修正の大きさを表す係数であり、ステップサイズαを大きくすると修正した伝達関数をより多く利用することとなり、更新を促進することになる。修正後の伝達関数F’(z)はF’(z)=λF(z)+αΔF(z)(ただし、ΔF(z)はフィルタ差分)なる式で表される。   Further, the position information control unit 11 instructs the adaptive filter 9 to update the filter coefficient based on the detected position information. The transfer function of the adaptive filter 9 is represented by F (z), and this transfer function is updated with coefficients called forgetting coefficient λ and step size α. The forgetting factor λ is a factor that multiplies the transfer function so far, and is set in the range of 0-1. If the forgetting factor λ is reduced, the transfer function up to that point is deleted and the update is promoted. The step size α is a coefficient representing the magnitude of correction. When the step size α is increased, the corrected transfer function is used more and the update is promoted. The corrected transfer function F ′ (z) is expressed by the following formula: F ′ (z) = λF (z) + αΔF (z) (where ΔF (z) is a filter difference).

本発明の第1実施形態に係る適応ハウリングキャンセラ内蔵拡声システムは、位置情報制御部11がマイクロフォン1とスピーカ7の位置情報を検出して、互いの位置が変化したときに、忘却係数λを小さくかつステップサイズαを大きくするように適応フィルタ9に指示する。これにより適応フィルタ9の本来の係数更新よりも高速に更新することが可能となり、より効果的にハウリングを抑制することができるのである。   The loudspeaker system with built-in adaptive howling canceller according to the first embodiment of the present invention reduces the forgetting factor λ when the position information control unit 11 detects the position information of the microphone 1 and the speaker 7 and their positions change. In addition, the adaptive filter 9 is instructed to increase the step size α. As a result, the adaptive filter 9 can be updated faster than the original coefficient update, and howling can be suppressed more effectively.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形が可能である。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, The deformation | transformation which is illustrated below is possible.

図4は第1実施形態の変形例に係る適応ハウリングキャンセラ内蔵拡声システムの構成を示すブロック図である。なお、図1と同様の部分には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。同図のように、この例においてはゲイン情報制御部14はマイクロフォンアンプ2、スピーカアンプ6、および適応フィルタ9に接続されている。ゲイン情報制御部14は、マイクロフォンアンプ2とスピーカアンプ6からゲイン情報を取得し、ゲイン情報に応じて模擬信号do(k)の出力レベルを設定するように適応フィルタ9に指示する。   FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a loudspeaker system with an adaptive howling canceller according to a modification of the first embodiment. Parts similar to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. As shown in the figure, in this example, the gain information control unit 14 is connected to the microphone amplifier 2, the speaker amplifier 6, and the adaptive filter 9. The gain information control unit 14 acquires gain information from the microphone amplifier 2 and the speaker amplifier 6 and instructs the adaptive filter 9 to set the output level of the simulation signal do (k) according to the gain information.

マイクロフォンアンプ2のゲインあるいはスピーカアンプ6のゲインを変更すると帰還音声信号のレベルも変化する。例えば、スピーカアンプ6のゲインを2倍に設定変更すると、帰還音声信号d(k)のレベルは約2倍となる。しかしながら適応フィルタ9が出力する模擬信号do(k)のレベルはその時点では2倍とはならない。したがってΔkは大きくなりハウリング発生の可能性が大きくなる。この変形例に係る適応ハウリングキャンセラ内蔵拡声システムは、マイクロフォンアンプ2のゲインあるいはスピーカアンプ6のゲインを変更したとき、その情報がゲイン情報制御部14に送信され、ゲイン情報制御部14は変更されたゲインに応じて適応フィルタ9の出力信号のレベルを変更するように設定するので、帰還音声信号d(k)のレベルが変化した後、即座に適応フィルタの出力信号do(k)のレベルを適応フィルタの係数更新に適切なレベルに変更することが可能となる。マイクロフォンアンプ2またはスピーカアンプ6のゲインを大きくしたときに適応フィルタの出力信号レベルも大きくするといった制御をすることで、マイクロフォンアンプ2のゲインあるいはスピーカアンプ6のゲインが急激に変化しても効果的にハウリングを抑制することが可能となる。   When the gain of the microphone amplifier 2 or the gain of the speaker amplifier 6 is changed, the level of the feedback audio signal also changes. For example, if the gain of the speaker amplifier 6 is changed to twice, the level of the feedback audio signal d (k) is about twice. However, the level of the simulation signal do (k) output from the adaptive filter 9 is not doubled at that time. Therefore, Δk increases and the possibility of howling increases. When the gain of the microphone amplifier 2 or the gain of the speaker amplifier 6 is changed in the adaptive howling canceller built-in loudspeaker system according to this modification, the information is transmitted to the gain information control unit 14, and the gain information control unit 14 is changed. Since the level of the output signal of the adaptive filter 9 is set to change according to the gain, the level of the output signal do (k) of the adaptive filter is immediately adapted after the level of the feedback audio signal d (k) changes. It becomes possible to change to a level appropriate for updating the coefficient of the filter. Control of increasing the output signal level of the adaptive filter when the gain of the microphone amplifier 2 or the speaker amplifier 6 is increased is effective even when the gain of the microphone amplifier 2 or the gain of the speaker amplifier 6 is suddenly changed. It is possible to suppress howling.

[第2実施形態]
図5は本発明の第2実施形態に係る適応ハウリングキャンセラ内蔵拡声システムの構成を示すブロック図である。なお、第1実施形態に係る適応ハウリングキャンセラ内蔵拡声システムと同様の部分には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。同図のようにこの例における適応ハウリングキャンセラ内蔵拡声システムは、マイクロフォン1を介して入力された音声信号が、マイクロフォンアンプ2を経てA/Dコンバータ3でディジタル形式の信号に変換され、イコライザアンプ4で周波数成分調整等された後にD/Aコンバータ5でアナログ形式の信号に変換されるまでは上記第1実施形態と同様であるが、その後、スピーカアンプA1〜Anに入力される。それぞれのスピーカアンプA1〜AnにスピーカS1〜Snが接続されており、スピーカアンプA1〜Anで出力最終段の調整がなされてスピーカS1〜Snより音声を発音する。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the adaptive howling canceller built-in loudspeaker system according to the second embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part similar to the sounding system with a built-in adaptive howling canceller which concerns on 1st Embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted. As shown in the figure, in the loudspeaker system with a built-in adaptive howling canceller in this example, an audio signal input via the microphone 1 is converted into a digital signal by the A / D converter 3 via the microphone amplifier 2, and the equalizer amplifier 4 After the frequency component adjustment in step S4, the D / A converter 5 converts the signal into an analog signal, which is the same as that in the first embodiment, but is then input to the speaker amplifiers A1 to An. Speakers S1 to Sn are connected to the respective speaker amplifiers A1 to An, and the final stage of output is adjusted by the speaker amplifiers A1 to An, and sounds are produced from the speakers S1 to Sn.

この例においては複数のスピーカS1〜Snが全て同じ信号を並行して出力するが、マイクロフォン1に帰還する帰還音声信号はそれぞれのスピーカから出力した音声が統合してある一つの伝達関数で入力されることになる。   In this example, the plurality of speakers S1 to Sn all output the same signal in parallel, but the feedback audio signal fed back to the microphone 1 is input with a single transfer function in which the audio output from each speaker is integrated. Will be.

この例においてもそれぞれのスピーカS1〜Snと位置情報制御部11が接続されており、位置情報制御部11は各スピーカS1〜Snの位置とマイクロフォン1の位置情報を検出する。マイクロフォン1と各スピーカS1〜Snは無線を送受信し、その無線到達時間を計測することで距離を測定することができる。なお、この例においても無線送受信に限らず、互いの距離を測定できるものであればどのようなものであってもよい。例えばレーザーにより互いの距離を実際に測定してもよいし、GPSを用いてポジション測定をしてもよい。また、スピーカS1〜Snより特定のパルス音を出力し、マイクロフォン1で集音して距離を測定するようにしてもよい。   Also in this example, each speaker S1-Sn and the positional information control part 11 are connected, and the positional information control part 11 detects the position of each speaker S1-Sn, and the positional information on the microphone 1. FIG. The microphone 1 and each of the speakers S1 to Sn can transmit and receive radio waves and measure the distance by measuring the radio arrival time. Note that, in this example as well, not only wireless transmission / reception, but also any device that can measure the distance to each other may be used. For example, the distance between each other may be actually measured using a laser, or the position may be measured using GPS. Alternatively, a specific pulse sound may be output from the speakers S1 to Sn and collected by the microphone 1 to measure the distance.

この例においては、マイクロフォン1に帰還する帰還音声信号はそれぞれのスピーカから出力した音声が統合してある一つの伝達関数で考えることができるが、マイクロフォン1に帰還する帰還音声信号の時間遅延は各スピーカS1〜Snのそれぞれにおいて異なる。したがって第1実施形態と同様に単一のスピーカ7とマイクロフォン1の帰還音声信号の時間遅延を計算して遅延τを入力したとしても、他のスピーカとマイクロフォンの位置が変更されると音響帰還路の伝達関数が変化してハウリングが発生する可能性がある。   In this example, the feedback audio signal fed back to the microphone 1 can be considered as one transfer function in which the voices output from the respective speakers are integrated, but the time delay of the feedback audio signal fed back to the microphone 1 is Each of the speakers S1 to Sn is different. Accordingly, even if the time delay of the feedback audio signal of the single speaker 7 and the microphone 1 is calculated and the delay τ is input as in the first embodiment, the acoustic feedback path is changed when the positions of the other speakers and the microphone are changed. There is a possibility that howling occurs due to a change in the transfer function.

第2実施形態における位置情報制御部11は、入力された位置情報を基に帰還音声信号の時間遅延を計算するが、スピーカS1〜Snとマイクロフォン1のすべての位置情報を検出し、その中から最もマイクロフォン1と距離の近いスピーカSの時間遅延を計算する。帰還音声信号に実質的に影響するのはマイクロフォン1に最も距離の近いスピーカSであり、最も距離の近いスピーカSとマイクロフォン1の時間遅延を計算することで効果的にハウリングを抑制することができる。   The position information control unit 11 in the second embodiment calculates the time delay of the feedback audio signal based on the input position information, but detects all the position information of the speakers S1 to Sn and the microphone 1, and from among them, The time delay of the speaker S closest to the microphone 1 is calculated. It is the speaker S closest to the microphone 1 that substantially affects the feedback audio signal, and howling can be effectively suppressed by calculating the time delay between the speaker S closest to the microphone 1 and the microphone 1. .

例えば、最もマイクロフォン1に近いスピーカSが、スピーカS1からスピーカS2に変化したとき、位置情報制御部11はスピーカS1とマイクロフォン1の時間遅延を計算している状態からスピーカS2とマイクロフォン1の時間遅延を計算する状態に変更する。   For example, when the speaker S closest to the microphone 1 changes from the speaker S1 to the speaker S2, the position information control unit 11 calculates the time delay between the speaker S2 and the microphone 1 from the state in which the time delay between the speaker S1 and the microphone 1 is calculated. Change to the state to calculate.

図6は本発明の第2実施形態に係る適応ハウリングキャンセラ内蔵拡声システムの回路構成を示す図である。なお、第1実施形態に係る適応ハウリングキャンセラ内蔵拡声システムと同様の構成部分には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。同図のようにマイクロフォン1を介して入力された音声信号はA/D変換処理によりディジタル信号y(k)に変換される。信号y(k)は増幅路16に供給される。その後信号y(k)は増幅路16で伝達関数G1(z)によって増幅され、信号x1(k)としてスピーカSに供給される。信号x1(k)はD/A変換処理により音声信号に変換されてスピーカSから出力される。増幅路16は、加算器10からイコライザアンプ4を介してD/Aコンバータ5に伝達する経路の伝達関数である。 FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration of a voice enhancement system with a built-in adaptive howling canceller according to the second embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to the sounding system with a built-in adaptive howling canceller which concerns on 1st Embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted. As shown in the figure, the audio signal input via the microphone 1 is converted into a digital signal y (k) by A / D conversion processing. The signal y (k) is supplied to the amplification path 16. Thereafter, the signal y (k) is amplified by the transfer function G 1 (z) in the amplification path 16 and supplied to the speaker S as the signal x 1 (k). The signal x 1 (k) is converted into an audio signal by D / A conversion processing and output from the speaker S. The amplification path 16 is a transfer function of a path that is transmitted from the adder 10 to the D / A converter 5 via the equalizer amplifier 4.

スピーカS1〜Snより出力した信号は音響帰還路15を経てマイクロフォン1に帰還する。ここで音響帰還路15は、スピーカS1〜Snよりマイクロフォン1に至る音響経路を統合したものであり、この経路は伝達関数H1(z)で表される。音響帰還路15を介して帰還される帰還音声信号d1(k)は、音源音声信号s(k)と混合されてマイクロフォン1に入力される。マイクロフォン1に入力された混合音声信号はA/D変換処理によりディジタル信号として加算器10に出力される。 Signals output from the speakers S <b> 1 to Sn are returned to the microphone 1 through the acoustic feedback path 15. Here, the acoustic feedback path 15 is an integrated acoustic path from the speakers S1 to Sn to the microphone 1, and this path is represented by a transfer function H 1 (z). The feedback audio signal d 1 (k) fed back via the acoustic feedback path 15 is mixed with the sound source audio signal s (k) and input to the microphone 1. The mixed audio signal input to the microphone 1 is output to the adder 10 as a digital signal by A / D conversion processing.

ディレイ回路8は、信号x1(k)に対して音響帰還路15の遅延時間を推定した遅延τを付与して出力するもので、出力信号x1(k−τ)が適応フィルタ9に供給される。適応フィルタ9は帰還音声信号d1(k)を模擬した信号d2(k)を伝達関数F1(z)にしたがって出力する。加算器10は、信号y(k)から信号d2(k)を差し引く。ここで信号y(k)は、音源音声信号s(k)と帰還音声信号d1(k)との和すなわち、y(k)=s(k)+d1(k)なる式で表される。したがって加算器10の出力信号e1(k)は、e1(k)=y(k)−d2(k)=s(k)+d1(k)−d2(k)=s(k)+Δ1(k)(ただし、Δ(k)=d1(k)−d2(k))なる式で表される。よって、Δ1(k)を充分に小さくすればハウリングを抑制することができる。 The delay circuit 8 outputs a signal x 1 (k) with a delay τ obtained by estimating the delay time of the acoustic feedback path 15, and supplies the output signal x 1 (k−τ) to the adaptive filter 9. Is done. Adaptive filter 9 outputs according transmit a signal simulating the feedback audio signal d 1 (k) d2 (k ) function F 1 (z). The adder 10 subtracts the signal d 2 (k) from the signal y (k). Here, the signal y (k) is expressed by the sum of the sound source sound signal s (k) and the feedback sound signal d 1 (k), that is, the expression y (k) = s (k) + d 1 (k). . Therefore, the output signal e 1 (k) of the adder 10 is e 1 (k) = y (k) −d 2 (k) = s (k) + d 1 (k) −d 2 (k) = s (k ) + Δ 1 (k) (where Δ (k) = d 1 (k) −d 2 (k)). Therefore, howling can be suppressed by making Δ 1 (k) sufficiently small.

位置情報制御部11は前述のようにマイクロフォン1とスピーカS1〜Snの距離を示す位置情報を検出し、最もマイクロフォン1に近いスピーカSの位置情報を基にマイクロフォン1への帰還音声信号の時間遅延を計算するものである。すなわち、音響帰還路15の伝達関数H1(z)の変化を最もマイクロフォン1に近いスピーカSの位置情報を基に短時間に推定することになり、これを基に遅延τの決定と適応フィルタ9のフィルタ係数更新を行う。 The position information control unit 11 detects the position information indicating the distance between the microphone 1 and the speakers S1 to Sn as described above, and the time delay of the feedback audio signal to the microphone 1 based on the position information of the speaker S closest to the microphone 1. Is calculated. That is, the change of the transfer function H 1 (z) of the acoustic feedback path 15 is estimated in a short time based on the position information of the speaker S closest to the microphone 1, and based on this, the delay τ is determined and the adaptive filter 9 filter coefficient is updated.

適応フィルタ9の伝達関数はF1(z)で表されるが、この伝達関数も第1実施形態と同様に忘却係数λやステップサイズαと呼ばれる係数で更新される。本実施形態においても、スピーカSとマイクロフォン1の位置が変化し、音響帰還路の急激な変化が発生したときは、忘却係数λを小さくかつステップサイズαを大きくするように適応フィルタ9に指示する。これにより適応フィルタ9の本来の係数更新よりも高速に更新することが可能となり、より効果的にハウリングを抑制することができるのである。 The transfer function of the adaptive filter 9 is represented by F 1 (z), and this transfer function is also updated with coefficients called forgetting factor λ and step size α, as in the first embodiment. Also in this embodiment, when the positions of the speaker S and the microphone 1 change and a sudden change in the acoustic feedback path occurs, the adaptive filter 9 is instructed to decrease the forgetting factor λ and increase the step size α. . As a result, the adaptive filter 9 can be updated faster than the original coefficient update, and howling can be suppressed more effectively.

なお、第2実施形態においても以下に例示するような変形が可能である。   The second embodiment can be modified as exemplified below.

図7は第2実施形態の変形例に係る適応ハウリングキャンセラ内蔵拡声システムの構成を示すブロック図である。このようにゲイン情報制御部14はマイクロフォンアンプ2、スピーカアンプA1〜An、および適応フィルタ9に接続されている。ゲイン情報制御部14は、マイクロフォンアンプ2とスピーカアンプA1〜Anよりゲイン情報を取得し、ゲイン情報に応じて模擬信号d2(k)の出力レベルを設定するように適応フィルタ9に指示する。 FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a voice enhancement system with a built-in adaptive howling canceller according to a modification of the second embodiment. As described above, the gain information control unit 14 is connected to the microphone amplifier 2, the speaker amplifiers A <b> 1 to An, and the adaptive filter 9. The gain information control unit 14 acquires gain information from the microphone amplifier 2 and the speaker amplifiers A1 to An, and instructs the adaptive filter 9 to set the output level of the simulation signal d 2 (k) according to the gain information.

この例においてもゲイン情報制御部14は変更されたゲインに応じて適応フィルタ9の出力信号のレベルを変更するように設定するので、d1(k)のレベルが変化した後、即座に適応フィルタの出力信号d2(k)のレベルを適応フィルタの係数更新に適切なレベルに変更することが可能となる。これにより、マイクロフォンアンプ2のゲインあるいはスピーカアンプA1〜Anのゲインが急激に変化しても効果的にハウリングを抑制することが可能となる。 Also in this example, since the gain information control unit 14 is set so as to change the level of the output signal of the adaptive filter 9 according to the changed gain, immediately after the level of d 1 (k) changes, the adaptive filter The level of the output signal d 2 (k) can be changed to a level suitable for updating the coefficient of the adaptive filter. Thus, howling can be effectively suppressed even when the gain of the microphone amplifier 2 or the gains of the speaker amplifiers A1 to An changes abruptly.

以上のように本発明における適応ハウリングキャンセラ内蔵拡声システムは、マイクロフォンとスピーカの位置情報を検出し、その距離に応じて適応ハウリングキャンセラに入力する信号の遅延時間を設定することで、高精度に音響特性の変化を検出でき、効果的にハウリングを防止することが可能となる。   As described above, the loudspeaker system with built-in adaptive howling canceller according to the present invention detects the position information of the microphone and the speaker, and sets the delay time of the signal input to the adaptive howling canceller according to the distance between them, so that the sound can be accurately obtained A change in characteristics can be detected, and howling can be effectively prevented.

本発明の第1実施形態に係る適応ハウリングキャンセラ内蔵拡声システムの構成を示すブロック図1 is a block diagram showing a configuration of a speech enhancement system with an adaptive howling canceller according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る適応ハウリングキャンセラの構成を詳細に示すブロック図1 is a block diagram showing in detail the configuration of an adaptive howling canceller according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る適応ハウリングキャンセラ内蔵拡声システムの回路構成を示す図The figure which shows the circuit structure of the sounding system with a built-in adaptive howling canceller which concerns on 1st Embodiment of this invention. 第1実施形態の変形例に係る適応ハウリングキャンセラ内蔵拡声システムの構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the sounding system with a built-in adaptive howling canceller which concerns on the modification of 1st Embodiment. 本発明の第2実施形態に係る適応ハウリングキャンセラ内蔵拡声システムの構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the sounding system with a built-in adaptive howling canceller which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る適応ハウリングキャンセラ内蔵拡声システムの回路構成を示す図The figure which shows the circuit structure of the voice enhancement system with a built-in adaptive howling canceller which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 第2実施形態の変形例に係る適応ハウリングキャンセラ内蔵拡声システムの構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the sounding system with a built-in adaptive howling canceller which concerns on the modification of 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1−マイクロフォン
2−マイクロフォンアンプ
3−A/Dコンバータ
4−イコライザアンプ
5−D/Aコンバータ
6−スピーカアンプ
7−スピーカ
8−ディレイ回路
9−適応フィルタ
9a−フィルタ部
9b−フィルタ係数推定部
10−加算器
11−位置情報制御部
12−音響帰還路
13−増幅路
14−ゲイン情報制御部
15−音響帰還路
16−増幅路
S−スピーカ
A−スピーカアンプ
1-microphone 2-microphone amplifier 3-A / D converter 4-equalizer amplifier 5-D / A converter 6-speaker amplifier 7-speaker 8-delay circuit 9-adaptive filter 9a-filter unit 9b-filter coefficient estimation unit 10- Adder 11-position information control unit 12-acoustic feedback path 13-amplification path 14-gain information control unit 15-acoustic feedback path 16-amplification path S-speaker A-speaker amplifier

Claims (3)

マイクロフォンから入力された入力信号を増幅し、増幅した音声信号をスピーカに出力する拡声手段と、
前記スピーカからマイクロフォンへの帰還伝達系を模擬する遅延手段及び適応フィルタを有し、前記スピーカに出力する音声信号を遅延手段および適応フィルタで処理した模擬信号を前記マイクロフォンから入力された音声信号から減算するハウリングキャンセラと、
を備えた拡声装置であって、
前記マイクロフォンとスピーカの位置関係を検出する位置検出手段と、
位置検出手段の検出結果に基づいて、前記遅延手段の遅延時間を設定する設定手段と、
を備えた拡声装置。
Amplifying means for amplifying an input signal input from a microphone and outputting the amplified audio signal to a speaker;
A delay unit and an adaptive filter for simulating a feedback transmission system from the speaker to the microphone are included, and a simulated signal obtained by processing the audio signal output to the speaker by the delay unit and the adaptive filter is subtracted from the audio signal input from the microphone. And howling canceller
A loudspeaker comprising:
Position detecting means for detecting a positional relationship between the microphone and the speaker;
Setting means for setting a delay time of the delay means based on a detection result of the position detection means;
Loudspeaker with
前記適応フィルタは、フィルタ部とフィルタ係数推定部を有し、
前記設定手段は、位置検出手段の検出結果に基づいて、フィルタ係数を更新するように前記フィルタ係数推定部に設定する、
請求項1に記載の拡声装置。
The adaptive filter has a filter unit and a filter coefficient estimation unit,
The setting unit sets the filter coefficient estimation unit to update the filter coefficient based on the detection result of the position detection unit.
The loudspeaker according to claim 1.
マイクロフォンおよびスピーカのゲイン調整を行い、ゲイン調整をした情報を検出するゲイン調整手段をさらに備え、
前記設定手段は、マイクロフォンおよびスピーカのゲインに応じて、前記適応フィルタの模擬信号のレベルを設定する、
請求項1または請求項2に記載の拡声装置。
Gain adjustment means for adjusting the gain of the microphone and the speaker and detecting information on the gain adjustment is further provided.
The setting means sets the level of the simulation signal of the adaptive filter according to the gains of the microphone and the speaker.
The loudspeaker according to claim 1 or 2.
JP2005009356A 2005-01-17 2005-01-17 Loudspeaker Expired - Fee Related JP4367344B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005009356A JP4367344B2 (en) 2005-01-17 2005-01-17 Loudspeaker

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005009356A JP4367344B2 (en) 2005-01-17 2005-01-17 Loudspeaker

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006197496A JP2006197496A (en) 2006-07-27
JP4367344B2 true JP4367344B2 (en) 2009-11-18

Family

ID=36803172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005009356A Expired - Fee Related JP4367344B2 (en) 2005-01-17 2005-01-17 Loudspeaker

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4367344B2 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5401953B2 (en) * 2008-12-05 2014-01-29 ヤマハ株式会社 Acoustic system
JP5515538B2 (en) * 2009-04-09 2014-06-11 ヤマハ株式会社 Howling prevention device
JP5151941B2 (en) * 2008-12-04 2013-02-27 ヤマハ株式会社 Sound equipment
JP5151943B2 (en) * 2008-12-05 2013-02-27 ヤマハ株式会社 Sound equipment
FR2944374A1 (en) * 2009-04-09 2010-10-15 Ct Scient Tech Batiment Cstb ELECTROACOUSTIC DEVICE INTENDED IN PARTICULAR FOR A CONCERT ROOM
JP5278219B2 (en) 2009-07-17 2013-09-04 ヤマハ株式会社 Howling canceller
JP5278220B2 (en) * 2009-07-17 2013-09-04 ヤマハ株式会社 Howling canceller
US9654609B2 (en) * 2011-12-16 2017-05-16 Qualcomm Incorporated Optimizing audio processing functions by dynamically compensating for variable distances between speaker(s) and microphone(s) in an accessory device
JP5482876B2 (en) * 2012-12-04 2014-05-07 ヤマハ株式会社 Audio equipment, microphones, loudspeakers, and mixers
CN116685867A (en) 2020-12-01 2023-09-01 舒尔获得控股公司 Acoustic distance ranging system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006197496A (en) 2006-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4186932B2 (en) Howling suppression device and loudspeaker
CN1926911B (en) Howling suppression device, program, integrated circuit, and howling suppression method
JP4681163B2 (en) Howling detection and suppression device, acoustic device including the same, and howling detection and suppression method
EP2046073B1 (en) Hearing aid system with feedback arrangement to predict and cancel acoustic feedback, method and use
EP2842122B1 (en) Coordinated control of adaptive noise cancellation (anc) among earspeaker channels
EP0836736B1 (en) Digital feed-forward active noise control system
JP4568439B2 (en) Echo suppression device
US20100254541A1 (en) Noise suppressing device, noise suppressing controller, noise suppressing method and recording medium
US8233633B2 (en) Noise control device
JP4957810B2 (en) Sound processing apparatus, sound processing method, and sound processing program
US20080175407A1 (en) System and method for calibrating phase and gain mismatches of an array microphone
JP4367344B2 (en) Loudspeaker
JP2006197075A (en) Microphone and loudspeaker
US11217222B2 (en) Input signal-based frequency domain adaptive filter stability control
AU2010206046A1 (en) A method for monitoring the influence of ambient noise on stochastic gradient algorithms during identification of linear time-invariant systems
JPH10207490A (en) Signal processing device
US10810990B2 (en) Active noise cancellation (ANC) system with selectable sample rates
US20060210091A1 (en) Howling canceler apparatus and sound amplification system
EP1074971B1 (en) Digital feed-forward active noise control system
JP2000059270A (en) Sound echo canceler
JP4438650B2 (en) Howling suppression device and loudspeaker
US8526599B2 (en) Input/output apparatus and communication terminal
JP4256400B2 (en) Signal processing device
US20100002866A1 (en) Voice communication apparatus
JP4239993B2 (en) Howling canceller

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071120

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090729

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090804

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090817

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120904

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130904

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees