JPH08149593A

JPH08149593A - ハウリング防止装置

Info

Publication number: JPH08149593A
Application number: JP28668394A
Authority: JP
Inventors: Shinji Tsuge; 紳二柘植; Yoshiyuki Majima; 良行馬島; Futoshi Nakakoji; 太志中小路
Original assignee: Roland Corp
Current assignee: Roland Corp
Priority date: 1994-11-21
Filing date: 1994-11-21
Publication date: 1996-06-07
Anticipated expiration: 2016-11-12
Also published as: JP3227068B2

Abstract

(57)【要約】【目的】音質を劣化させることなく効果的にハウリング
を防止する、音響装置用のハウリング防止装置を提供す
る。【構成】入力信号の周波数成分を分析するアナライザ３
０と、信号レベルを低下させる帯域が変更自在なノッチ
フィルタ４０と、入力信号を変調する変調手段６０と、
アナライザで求めた周波数成分分析結果に基づいてハウ
リングの蓋然性が高い周波数帯域を判定し、蓋然性の高
い帯域の信号レベルを低下させるようにノッチフィルタ
の帯域を設定すると共にアナライザが動作中か否かに応
じて変調手段を、それぞれオフ状態及びオン状態に制御
する制御手段５０とを備えたハウリング防止装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、音響装置におけるハウ
リング防止装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】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出力する音響装置等において、マ
イクロホンをスピーカに近づけたり、スピーカからの出
力レベルを上げたりするとハウリングを起こすことがあ
る。これは、音場と音響装置から成る系にフィードバッ
クループが形成され、スピーカから出力された音が繰り
返しマイクロホンに入力され増幅されて発振状態となる
ことに起因する。

【０００３】このハウリングを防止するため、従来から
多くの提案がなされており、例えば、音響回路中にハイ
カットフィルタを設けてハウリングを防止する提案があ
るが、この方法では、音声信号のうち重要な高域成分が
カットされるため、音質が損なわれるので用途が限定さ
れる上、カットオフ周波数以下の信号成分によるハウリ
ングに対しては効果がないという欠点がある。ハイカッ
トフィルタの代わりにローカットフィルタを用いる方法
もあるが、やはり同様の欠点がある。

【０００４】また、アンプ系の中にＡＤ変換器、遅延回
路、ＤＡ変換器を設け、遅延回路の遅延時間を発振器の
出力信号に応じて時間的に変化させ、それをディジタル
処理する方法もある。しかし、この方法は信号を遅延さ
せてハウリングを防止するため、やはり音質を劣化させ
るという欠点がある。また、始めにハウリングを起こす
周波数帯域を検出し、その検出結果に基づいてフィルタ
特性を設定して、ハウリング帯域の信号レベルを下げる
方法も提案されている。この方法は、始めにハウリング
帯域を検出するため、ハウリング帯域が変化する場合、
例えば、マイクロホンの位置が移動する場合や会場に人
が出入りして音響条件が変化する場合、また気温が絶え
ず変化する場合等にはあまり効果がない。

【０００５】また、ハウリング帯域の音声信号を、聴感
上、変調されたことが認識できない程度に変調してハウ
リングを防止する方法もある。この方法は、ハウリング
帯域が変化する場合にも有効であるが、本来、周波数を
ずらすことによりエネルギを分散してハウリングを防止
するので、この方法単独では大きな防止効果は期待でき
ない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑み、音質を劣化させずに効果的にハウリングを防止
するハウリング防止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】上記の目的を達成する本
発明のハウリング防止装置は、入力信号の周波数成分を
分析するアナライザと、信号レベルを低下させる帯域が
変更自在なノッチフィルタと、入力信号を変調する変調
手段と、アナライザで求めた周波数成分分析結果に基づ
いてハウリングの蓋然性が高い周波数帯域を判定し、蓋
然性の高い帯域の信号レベルを低下させるようにノッチ
フィルタの帯域を設定すると共にアナライザの処理が有
効か否かに応じて、変調手段を、それぞれオン状態及び
オフ状態に制御する制御手段とを備えたことを特徴とす
る。

【０００８】ここで、上記のアナライザは、入力信号の
複数の各帯域毎の信号レベルのピーク値を検出するもの
であり、また、上記の制御手段は、アナライザで求めた
ピーク値に基づいてハウリングの蓋然性の高低を判定
し、蓋然性の高い帯域の信号レベルを低下させるように
ノッチフィルタの帯域を設定すると共にアナライザの処
理が有効か否かに応じて、変調手段を、それぞれオン状
態及びオフ状態に制御するものであることが好ましい。

【０００９】

【作用】本発明のハウリング防止装置は、上記のように
構成したことにより、先ず、アナライザが入力信号の周
波数成分を分析する。その分析結果に基づいて制御手段
がハウリングの蓋然性の高い周波数帯域を判定し、ハウ
リングの蓋然性の高い帯域の信号レベルを低下させるよ
うにノッチフィルタの動作特性を設定する。それと共に
制御手段は、アナライザの処理が有効な間は変調手段を
オフ状態に制御し、アナライザの処理が不要になった場
合には変調手段をオン状態に制御する。このように制御
する理由は、変調手段によって変調された入力信号を分
析すると、ハウリングポイントが正確に検出できないか
らである。

【００１０】制御手段により帯域が設定されたノッチフ
ィルタは、ハウリングの蓋然性の高い帯域の信号レベル
を低下させてハウリングを防止する。更に、制御手段に
よってオンに制御された変調手段が音声信号を変調して
ハウリングを起こしにくくする。このようにノッチフィ
ルタと変調手段とを併用することにより、ノッチフィル
タの信号レベルの低下量を少なく、また変調手段におけ
る変調度を浅くすることができるので音質を劣化させず
に効果的にハウリングを防止することができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
１は、本発明のハウリング防止装置の第１の実施例の機
能ブロック図である。なお、第１の実施例において、ハ
ウリングの蓋然性の高いポイントを検出する時の状態と
しては、音響空間にこのハウリング防止装置を設け、入
力から出力までの信号経路の音量レベルを少しずつ上げ
てゆく状態で検出を行うものとする。音量レベルを少し
ずつ上げることによって蓋然性の高いハウリングポイン
トから順次ハウリングが発生し、そのハウリングの信号
を検出することによってハウリングの蓋然性の高いポイ
ントを検出する。

【００１２】また、音量レベルを少しずつ上げる制御は
自動的に行えるようにしても良いし、手動で行うように
しても良い。以下の説明では自動的に行うものとして説
明する。図１において、制御手段５０には、後述の制御
の他に操作子（各種ＳＷ、エンコーダ類）、メモリ（Ｒ
ＡＭ、ＲＯＭ等）、表示機能（ＬＣＤ、ＬＥＤ、それら
のドライバ等）、外部機器と通信用のＩ／Ｆ等が備えら
れており、先ず、その中のフィルタ設定スイッチを操作
してフィルタ設定モードにセットしておく。そのような
状態において、マイクロホン等から入力端子１０に入力
されたアナログ信号は、先ずＡ／Ｄコンバータ２０でデ
ィジタル信号に変換され、アナライザ３０及びノッチフ
ィルタ４０に供給される。

【００１３】アナライザ３０は、入力信号を複数の帯域
に分割し、各帯域毎の信号レベルを検出した後、各帯域
毎の信号レベルのピーク値を検出し、そのピーク値を保
持すると共にそのピーク値を制御手段５０に供給する。
制御手段５０は、アナライザ３０からのピーク値に基づ
いてハウリングの蓋然性を判定し、ハウリングの蓋然性
の高い帯域の信号レベルを低下させるように、フィルタ
の動作条件を設定し、その情報をフィルタ４０に供給す
る。この場合、制御手段５０は、ハウリングの蓋然性の
高い帯域のピーク値とまわりの帯域のピーク値との差が
大きい時は信号レベルを大きく下げると共にＱの幅を狭
め、差が小さい時は信号レベルを少しだけ下げると共に
Ｑの幅を広げるように制御する。

【００１４】ノッチフィルタ４０には、同一のＱとゲイ
ンを有する１０個の状態変数型フィルタ（Ｓｔａｔｅ
ＶａｒｉａｂｌｅＦｉｌｔｅｒ）が備えられており、
制御手段５０から受け取った情報に基づいて上記１０個
のフィルタの動作条件が順次設定され、ノッチフィルタ
４０全体としての帯域が設定される。こうして帯域が設
定されたノッチフィルタ４０は、前記のＡ／Ｄコンバー
タから供給された信号を濾波してハウリングの蓋然性の
高い帯域の信号レベルを、設定されたレベルだけ低下さ
せ、その信号を変調手段６０に渡す。

【００１５】以上のようにノッチフィルタ４０の設定が
終わると上記のフィルタ設定スイッチを操作してフィル
タ設定モードを解除し、ハウリング防止装置として動作
するモードにする。なお、アナライザ３０の処理が有効
な間、すなわち上記のフィルタ設定スイッチを操作して
フィルタ設定モードに設定し、ハウリングの蓋然性を判
定するために使用する分析結果をアナライザ３０で検出
している間、制御手段５０は、変調手段６０をオフ状態
に制御し、前記アナライザ３０の分析結果が必要でなく
なると、すなわち上記のフィルタ設定スイッチを操作し
てフィルタ設定モードを解除すると変調手段６０をオン
状態に制御する。

【００１６】このように、制御手段５０が、変調手段６
０をオフ状態またはオン状態に制御を切り換える理由
は、変調手段６０によって入力信号が変調されてはハウ
リングポイントの正確な解析ができなくなるからであ
る。制御手段５０によって変調手段６０がオン状態に制
御された場合は、変調手段６０はノッチフィルタ４０か
らの信号を変調した後、Ｄ／Ａコンバータ７０に信号を
供給する。

【００１７】本実施例では、変調手段６０にＦＭ変調方
式を採用し、先ずＬＦＯによって、読み出しポイントを
約０．１Ｈｚ程度動かして信号を変調することにより、
楽音のピッチを僅かにゆらせてハウリングを起こりにく
くしている。ただし、原信号とのミキシングは行わな
い。制御手段５０によって変調手段６０がオフ状態に制
御されている場合は、変調手段６０は変調を行わずにＤ
／Ａコンバータ７０に信号を供給する。

【００１８】Ｄ／Ａコンバータ７０はディジタル信号を
アナログ信号に変換して出力端子８０に出力する。図２
は、本発明の第１の実施例におけるアナライザの機能ブ
ロック図である。図２に示すように、アナライザ３０に
は、アナライザ入力端子３１からのディジタル信号を９
０の帯域別に信号処理する９０系統の回路が設けられて
いる。各回路には、所定の帯域の信号のみを通過させる
バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３２と、分割された各帯
域毎の信号レベルを検出するレベル検出器３３と、各帯
域毎の信号レベルのピーク値を検出するピーク値検出器
３４と、そのピーク値を保持するピークホルダ３５と、
アナライザ出力端子３６とが設けられている。ピークホ
ルダ３５に保持されたピーク値は、アナライザ出力端子
３６から制御手段５０に供給される。

【００１９】ＢＰＦ３２及びレベル検出器３３はすべて
同じＱとゲインを有し、各帯域の中心周波数が可聴範囲
に亘って平均に配置されるよう設定されており、入力信
号はそれぞれ同一帯域幅を持つ９０の帯域に分割され
る。本実施例では、ＢＰＦ３２として、２次ＩＩＲ型フ
ィルタを用い、帯域幅を１／９オクターブバンドとし
た。ピークホルダ３５は、初期設定時にクリアしてお
く。そして、サンプル毎に、ＢＰＦ３２の出力の絶対値
とピークホルダ３５の値とを比較して、大きい方の値を
ピークホルダ３５に格納する。制御手段５０によってピ
ークホルダ３５の値が読み出される毎にピークホルダ３
５の内容はクリアされる。

【００２０】図３は、本発明のハウリング防止装置をス
テレオの音響装置に適用した場合の第２の実施例の機能
ブロック図である。図３に示すように、ハウリング防止
装置はそれぞれＬ，Ｒ各チャンネル用の、入力端子１０
Ｌ，１０Ｒ、Ａ／Ｄコンバータ２０Ｌ，２０Ｒ、ノッチ
フィルタ４０Ｌ，４０Ｒ、変調手段６０Ｌ，６０Ｒ、Ｄ
／Ａコンバータ７０Ｌ，７０Ｒ、出力端子８０Ｌ，８０
Ｒ及び両チャンネル共通のアナライザ３０、制御手段５
０から構成される。そして、アナライザ３０によりＬ・
Ｒのどちらかのチャンネルでハウリングのおそれがあれ
ば、制御手段５０はその帯域の信号レベルを低下するよ
う両チャンネルのノッチフィルタ４０Ｌ，４０Ｒの帯域
を同時に設定する。

【００２１】また、制御手段５０は、変調手段６０Ｌ，
６０Ｒのオン・オフ制御をＬ・Ｒ両チャンネル同時に行
う。図３において、アナライザ３０はＬ・Ｒ両チャンネ
ル共通としているが、各チャンネル毎に専用のアナライ
ザを設けてもよい。本実施例でアナライザを両チャンネ
ル共通としたのは、アナライザでハウリングの蓋然性を
判定するに際して、次のように時分割処理によってアナ
ライザを共用とし、利用効率の向上を図るためである。
すなわち、ハウリングの蓋然性の高低を判定するには、
各帯域において数波分の信号レベルを測定すれば十分な
ので、アナライザを時分割方式で利用することができ
る。例えば、ステレオモードの場合、判定に必要な最低
時間（約０．１秒）毎にＬチャンネルの測定とＲチャン
ネルの測定を交互に行えばよい。

【００２２】なお、上記各実施例では、Ａ／Ｄ変換後、
ハウリング防止処理を行い、最後にＤ／Ａ変換してから
出力する例を示したが、ディジタル信号をそのまま授受
してもよく、また、最初から全てアナログ信号のまま信
号処理してもよい。また、上記各実施例では、アナライ
ザ３０の帯域数を９０、帯域幅を１／９オクターブバン
ドとしたが、これらの数値はその音響装置の使用条件に
おいてハウリングを防止するのに必要十分な数値であれ
ばよい。

【００２３】また、上記各実施例では、ノッチフィルタ
４０に状態変数型フィルタを１０個用いているが、フィ
ルタのタイプはこれ以外でもよく、また、フィルタの個
数はその音響装置において、ハウリングを防止するのに
必要十分な個数であればよい。また、上記各実施例で
は、変調手段としてＦＭ変調方式を用いた例を示した
が、ＡＭ変調方式を用いてもよい。例えば、原音ＸをＦ
ＩＲフィルタでヒルベルト変換し、９０度移送のずれた
波形Ｙを得、数Ｈｚの互いに９０度位相のずれた正弦波
Ｓ及びＣを用いて、ＸＳ＋ＹＣを求めることで、原音に
対して数Ｈｚずれた信号を得るようにしてもよい。

【００２４】また、上記各実施例のアナライザにおい
て、全帯域を９０の帯域に分割しているが、全帯域をい
くつかのグループに分けて処理することにより、アナラ
イザをコンパクトなものとすることができる。すなわ
ち、例えば、９０帯域を低域３０帯域、中域３０帯域、
高域３０帯域の３グループに分け、周波数範囲を、それ
ぞれ２０Ｈｚ〜２００Ｈｚ、２００Ｈｚ〜２ｋＨｚ、２
ｋＨｚ〜２０ｋＨｚとし、時分割処理により３グループ
それぞれについてピーク値を検出する。このようにする
と中域の検出時間は低域の１／１０程度、高域の検出時
間は低域の１／１００程度に短縮することができる。た
だし、この方法を採用する場合は、ノッチフィルタを設
定するためのパラメータをアナライザからノッチフィル
タへ転送する必要があるが、パラメータ転送時間の僅か
な増加と引き替えに、アナライザの規模を大幅に縮少す
ることができる。

【００２５】また、高分解能のアナライザを別に設ける
ことによって、アナライザの規模を更に小さくすること
ができる。すなわち、先ず、１／９オクターブアナライ
ザによってハウリングの蓋然性を求めた後、ハウリング
の蓋然性の高い帯域のみを、よりＱの高いＢＰＦを備え
た高分解能アナライザによってハウリング周波数を高精
度で測定することができる。

【００２６】また、このように、より狭い帯域幅とする
ことにより同等のハウリング防止効果を確保しながら、
聴感上の違和感を減少させ、音響装置の音質を向上させ
ることができる。なお、この高分解能アナライザは別個
のハードウェアとして備えてもよいし、同一ハードウェ
アを高分解能アナライザ兼用とし、時分割処理によっ
て、高分解能測定用の係数を転送して高分解能アナライ
ザとして機能させてもよい。この方法によれば、全帯域
を高いＱのＢＰＦをもつアナライザーで測定する場合に
比較して、アナライザの規模を小さくすることができ
る。

【００２７】なお、以上の説明では変調手段６０，６０
Ｌ，６０Ｒが常に変調を行うような状態として説明され
ているが、制御手段５０に変調オン／オフのスイッチを
設け、必要に応じて変調をオン／オフすることも可能で
ある。その場合、本発明のハウルング防止装置は変調オ
ンの時に動作することになる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のハウリン
グ防止装置によれば、アナライザが入力信号の周波数成
分を分析し、その分析結果に基づいて制御手段がハウリ
ングの蓋然性の高い帯域を判定し、ハウリングの蓋然性
の高い帯域の信号レベルを低下させてハウリングを防止
し、更に変調手段によって音声信号を変調してハウリン
グを起こしにくくすることにより、ノッチフィルタによ
るハウリング防止効果と変調によるハウリング防止効果
とが相乗的に働いて、音質を劣化させずにハウリングを
効果的に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装置の第１の実施例の
機能ブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施例におけるアナライザの機
能ブロック図である。

【図３】本発明のハウリング防止装置の第２の実施例の
機能ブロック図である。

【符号の説明】

１０入力端子２０Ａ／Ｄコンバータ３０アナライザ３１アナライザ入力端子３１３２ＢＰＦ３３レベル検出器３４ピーク値検出器３５ピークホルダ３６アナライザ出力端子４０ノッチフィルタ５０制御手段６０変調手段７０Ｄ／Ａコンバータ８０出力端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力信号の周波数成分を分析するアナラ
イザと、信号レベルを低下させる帯域が変更自在なノッ
チフィルタと、入力信号を変調する変調手段と、前記ア
ナライザで求めた周波数成分分析結果に基づいてハウリ
ングの蓋然性が高い周波数帯域を判定し、該蓋然性の高
い帯域の信号レベルを低下させるようにノッチフィルタ
の帯域を設定すると共に前記アナライザの処理が有効か
否かに応じて、前記変調手段を、それぞれオン状態及び
オフ状態に制御する制御手段とを備えたことを特徴とす
るハウリング防止装置。
【請求項２】前記アナライザは、入力信号の複数の各
帯域毎の信号レベルのピーク値を検出するものであり、
前記制御手段は、前記アナライザで求めたピーク値に基
づいてハウリングの蓋然性の高低を判定し、該蓋然性の
高い帯域の信号レベルを低下させるようにノッチフィル
タの帯域を設定すると共に前記アナライザの処理が有効
か否かに応じて、前記変調手段を、それぞれオン状態及
びオフ状態に制御するものであることを特徴とする請求
項１記載のハウリング防止装置。