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JP2010011270A - Howling suppression device and microphone - Google Patents

Howling suppression device and microphone Download PDF

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JP2010011270A
JP2010011270A JP2008170120A JP2008170120A JP2010011270A JP 2010011270 A JP2010011270 A JP 2010011270A JP 2008170120 A JP2008170120 A JP 2008170120A JP 2008170120 A JP2008170120 A JP 2008170120A JP 2010011270 A JP2010011270 A JP 2010011270A
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JP
Japan
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unit
pseudo noise
noise
howling
microphone
Prior art date
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Pending
Application number
JP2008170120A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinya Sakurada
信弥 櫻田
Akira Iizuka
朗 飯塚
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
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a howling suppression device capable of continuously detecting a frequency band, that causes howling, and suppressing the relevant frequency band. <P>SOLUTION: A pseudo noise superimposing part 7 superimposes pseudo noise (M sequences) onto audio collected by a microphone element 11 and outputs the audio to an amplification system. An arithmetic unit 5 calculates a correlation between the audio collected by the microphone element 11 and the pseudo noise. The arithmetic unit 5 calculates reception timing to collect again the pseudo noise output to the amplification system and calculates a delay time of a closed loop from a difference between the relevant reception timing and transmission timing. By calculating the delay time, a frequency band that causes howling is calculated and the relevant frequency band is suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、ハウリングを抑制するハウリング抑制装置に関する。   The present invention relates to a howling suppression device that suppresses howling.

従来、エコーを抑制するものとして、特許文献1のようなものがある。特許文献1の装置は、ホワイトノイズ等のある基準信号を外部に送信する測定モードを備え、この基準信号を出力してからマイクに入力されるまでの遅延時間を測定することでループ系の遅延時間を測定するものである。ループ系の遅延時間を測定し、その遅延時間に相当する周波数帯域を抑制することでエコーを抑制することができる。
特開2007−214976号公報
Conventionally, there exists a thing like patent document 1 as what suppresses an echo. The apparatus of Patent Document 1 includes a measurement mode in which a reference signal having white noise or the like is transmitted to the outside. The delay of the loop system is measured by measuring the delay time from the output of the reference signal to the input to the microphone. It measures time. The echo can be suppressed by measuring the delay time of the loop system and suppressing the frequency band corresponding to the delay time.
JP 2007-214976 A

しかし、ループ系の遅延時間は、マイクの位置等の変化で刻一刻と変化する。特に、プレゼンテーションやライブ演奏のような拡声系である場合、マイクの位置が移動することが多く、特許文献1のような測定を行っても、都度ループ系の遅延時間が変化し、ハウリングを抑制することはできなかった。結果的に、実使用上では、音質を犠牲にして広帯域で強い帯域制限を行っていた。   However, the delay time of the loop system changes every moment due to a change in the position of the microphone. In particular, in the case of a loudspeaker system such as a presentation or live performance, the position of the microphone often moves, and even if the measurement as in Patent Document 1 is performed, the delay time of the loop system changes each time, and howling is suppressed. I couldn't. As a result, in practical use, strong band limitation was performed in a wide band at the expense of sound quality.

また、特許文献1のような構成は、アンプ装置にあらかじめ組み込むことはできても、既存のアンプ装置に後から組み込むことは極めて困難であった。   Moreover, even if the configuration as in Patent Document 1 can be incorporated in the amplifier device in advance, it has been extremely difficult to incorporate it later in the existing amplifier device.

さらに、上記の構成を内蔵したアンプ装置であっても、マイクを複数接続した場合には、全てのマイクの入力信号を統合した単一の信号について帰還信号の除去を行う必要があり、複数のマイクそれぞれに入力される帰還信号に個別に対応することができず、ハウリングを抑制するのは困難であった。   Furthermore, even in an amplifier device incorporating the above-described configuration, when a plurality of microphones are connected, it is necessary to remove the feedback signal for a single signal that integrates the input signals of all the microphones. The feedback signals input to the microphones cannot be individually handled, and it has been difficult to suppress howling.

そこで、この発明は、ハウリング発生の基となる周波数帯域を継続的に検出し、当該周波数帯域を抑制することができるハウリング抑制装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a howling suppression apparatus that can continuously detect a frequency band that is a basis of howling and suppress the frequency band.

この発明のハウリング抑制装置は、音声信号を収音する収音部と、疑似ノイズを生成するノイズ生成部と、前記収音部が収音した音声信号に前記疑似ノイズを重畳して外部の増幅系統に出力する重畳部と、前記収音部が収音した音声信号と前記ノイズ生成部が生成する疑似ノイズの相関を求める相関計算部と、前記相関計算部が算出した相関値のピークに基づいて、増幅系統に出力した疑似ノイズが前記収音部から収音される受信タイミングを算出し、当該受信タイミングと送信タイミングとの差から、閉ループの遅延時間を算出する遅延時間算出部と、増幅系統に出力する信号から、前記遅延時間に相当する周波数帯域を抑制するハウリング抑制部と、を備えたことを特徴とする。   A howling suppression apparatus according to the present invention includes a sound collection unit that collects an audio signal, a noise generation unit that generates pseudo noise, and an external amplification by superimposing the pseudo noise on the audio signal collected by the sound collection unit. Based on the superimposition unit that outputs to the system, the correlation calculation unit that obtains the correlation between the sound signal collected by the sound collection unit and the pseudo noise generated by the noise generation unit, and the peak of the correlation value calculated by the correlation calculation unit Calculating a reception timing at which the pseudo-noise output to the amplification system is collected from the sound collection unit, and calculating a delay time of the closed loop from the difference between the reception timing and the transmission timing; And a howling suppression unit that suppresses a frequency band corresponding to the delay time from a signal output to the system.

このように、マイクが収音した音声に疑似ノイズを重畳し、相関計算を行うことで、閉ループの遅延時間を算出する。相関のピークが算出されるということは、疑似ノイズがマイクに帰還したと判断することができる。よって、疑似ノイズを出力してから相関のピークを算出するまでの遅延時間を求めることにより、ハウリング発生の基となる周波数帯域を求め、当該周波数帯域を抑制する。ハウリングが発生する前に、継続的に閉ループの遅延時間を求めることができるため、プレゼンテーションやライブ演奏のようなマイクの位置が移動することが多い場合であっても、ハウリングを抑制することができる。また、増幅系統の前段(マイクユニットやミキサ)で閉ループの遅延時間を求め、その周波数帯域を抑制するため、既存のアンプ装置であっても、マイクを複数接続した場合であっても、ハウリングを抑制することができる。   In this way, the pseudo-noise is superimposed on the sound picked up by the microphone, and the correlation calculation is performed to calculate the closed-loop delay time. When the correlation peak is calculated, it can be determined that the pseudo noise has returned to the microphone. Therefore, by obtaining the delay time from the output of the pseudo noise to the calculation of the correlation peak, the frequency band that is the basis of howling is obtained and the frequency band is suppressed. Since the closed-loop delay time can be continuously obtained before howling occurs, it is possible to suppress howling even when the position of the microphone often moves such as in presentations and live performances. . In addition, in order to obtain the closed-loop delay time at the previous stage of the amplification system (microphone unit or mixer) and suppress its frequency band, it is possible to perform feedback regardless of whether it is an existing amplifier device or a plurality of microphones connected. Can be suppressed.

また、上記発明において、前記ノイズ生成部は、前記収音部の収音レベルに応じて疑似ノイズのレベルを制御するように構成することも可能である。   In the above invention, the noise generation unit may be configured to control the level of pseudo noise according to the sound collection level of the sound collection unit.

この場合、収音レベルに応じて疑似ノイズのレベルを調整することで、聴感上違和感のない音声を出力することができる。すなわち、収音レベルが高ければノイズレベルを高くして相関算出の精度を高くし、収音レベルが低ければノイズレベルを小さくして聴取者に聞き取れないようにする。   In this case, by adjusting the level of the pseudo noise according to the sound collection level, it is possible to output a sound with no sense of incongruity in hearing. That is, if the sound collection level is high, the noise level is increased to increase the accuracy of correlation calculation, and if the sound collection level is low, the noise level is reduced so that the listener cannot hear it.

また、上記発明において、前記ノイズ生成部は、前記相関計算部が相関値を算出できない場合に、前記疑似ノイズの周期を長くするように構成することも可能である。   In the above invention, the noise generation unit may be configured to increase the period of the pseudo noise when the correlation calculation unit cannot calculate a correlation value.

この場合、疑似ノイズのレベルを高くしてSN比を確保するのではなく、疑似ノイズの周期を長くすることでSN比を確保するため、聴感上違和感が生じることがない。   In this case, the S / N ratio is not secured by increasing the level of the pseudo noise, but the S / N ratio is secured by increasing the period of the pseudo noise, so that a sense of incongruity does not occur.

また、上記発明において、前記ノイズ生成部は、前記ノイズ生成部は、相関計算部が相関値を算出した後、前記疑似ノイズの周期を長くするとともに、レベルを下げるように構成することも可能である。   In the above invention, the noise generation unit may be configured to increase the period of the pseudo noise and lower the level after the correlation calculation unit calculates the correlation value. is there.

このように、遅延時間を測定することができた場合、疑似ノイズを完全にオフするのではなく、疑似ノイズの周期を長くしてSN比を確保したままレベルを下げる。よって継続的に遅延時間を測定することができる。   In this way, when the delay time can be measured, the pseudo noise is not completely turned off, but the pseudo noise period is lengthened to lower the level while ensuring the SN ratio. Therefore, the delay time can be continuously measured.

また、上記発明において、前記ノイズ生成部は、複数パターンの疑似ノイズを生成するように構成することも可能である。複数パターンの疑似ノイズを生成することで、例えば、複数のマイク毎に疑似ノイズのパターンを切り替えることが可能である。この場合、互いの疑似ノイズが干渉することなく、高精度に相関を算出することができる。また、マイク毎に個別に閉ループの遅延時間を算出することができるため、複数のマイクを同時に使用した場合であっても好適にハウリングを抑制することができる。   Further, in the above invention, the noise generation unit can be configured to generate a plurality of patterns of pseudo noise. By generating multiple patterns of pseudo noise, for example, it is possible to switch the pattern of pseudo noise for each of a plurality of microphones. In this case, the correlation can be calculated with high accuracy without mutual interference of pseudo noises. Moreover, since the closed-loop delay time can be calculated individually for each microphone, howling can be suitably suppressed even when a plurality of microphones are used simultaneously.

また、上記ハウリング抑制装置をマイクに内蔵させる、という態様も可能である。マイクに内蔵することで、どのようなアンプ装置に接続した場合であっても、ハウリングを抑制することができ、マイク毎の閉ループ系に応じた理想的なハウリング抑制を行うことができる。   Moreover, the aspect of incorporating the said howling suppression apparatus in a microphone is also possible. By incorporating in the microphone, howling can be suppressed regardless of which amplifier device is connected, and ideal howling can be suppressed according to the closed loop system for each microphone.

この発明によれば、ハウリングが発生する前に、継続的に閉ループの遅延時間を求めることができるため、プレゼンテーションやライブ演奏のようなマイクの位置が移動することが多い場合であっても、ハウリングを抑制することができる。また、増幅系統の前段(マイクユニットやミキサ)で閉ループの遅延時間を求め、その周波数帯域を抑制するため、既存のアンプ装置であっても、マイクを複数接続した場合であっても、ハウリングを抑制することができる。   According to the present invention, since the delay time of the closed loop can be continuously obtained before the howling occurs, the howling can be performed even in the case where the position of the microphone often moves such as in a presentation or a live performance. Can be suppressed. In addition, in order to obtain the closed-loop delay time at the previous stage of the amplification system (microphone unit or mixer) and suppress its frequency band, it is possible to perform feedback regardless of whether it is an existing amplifier device or a plurality of microphones connected. Can be suppressed.

図1(A)は、本実施形態の拡声装置の全体構成を示すブロック図であり、同図(B)は、本発明のハウリング抑制装置を内蔵したマイクユニットの構成を示すブロック図である。なお、本実施形態の説明においては、音声信号は全てデジタル信号とし、A/D変換、D/A変換の構成は省略する。   FIG. 1 (A) is a block diagram showing the overall configuration of the loudspeaker of this embodiment, and FIG. 1 (B) is a block diagram showing the configuration of a microphone unit incorporating the howling suppression device of the present invention. In the description of this embodiment, the audio signals are all digital signals, and the configurations of A / D conversion and D / A conversion are omitted.

マイクユニット1は、マイク素子11が収音した音声信号を入力する演算部5および疑似ノイズ重畳部7を備えている。疑似ノイズ重畳部7は、マイク素子11が収音した音声信号に疑似ノイズを重畳し、外部に出力する。   The microphone unit 1 includes a calculation unit 5 and a pseudo noise superimposing unit 7 for inputting a sound signal picked up by the microphone element 11. The pseudo noise superimposing unit 7 superimposes pseudo noise on the audio signal picked up by the microphone element 11 and outputs it to the outside.

マイクユニット1から出力された音声信号は、アンプ装置2で増幅され、スピーカ3から放音される。スピーカ3から放音された音声は、マイクユニット1に帰還し、閉ループが形成される。   The audio signal output from the microphone unit 1 is amplified by the amplifier device 2 and emitted from the speaker 3. The sound emitted from the speaker 3 returns to the microphone unit 1 to form a closed loop.

マイクユニット1は、上記演算部5において、閉ループの遅延時間を測定する。この測定した遅延時間に応じて、ハウリングが発生すると想定される周波数帯域を算出する。マイクユニット1は、ノッチフィルタ等のハウリング抑制部により、演算部5が算出した周波数帯域を抑制して後段の増幅系統(アンプ装置2)に出力するものである。   The microphone unit 1 measures the closed-loop delay time in the arithmetic unit 5. A frequency band in which howling is expected is calculated according to the measured delay time. The microphone unit 1 suppresses the frequency band calculated by the calculation unit 5 by a howling suppression unit such as a notch filter and outputs the result to the subsequent amplification system (amplifier device 2).

図1(B)に示すように、マイクユニット1は、マイク素子11、LPF12、ノッチフィルタ13、重畳部14、HPF15、相関計算部16、M系列発生器17、N倍オーバーサンプリング部18、HPF19、タイマ20、およびハウリング周波数算出部21を備えている。   As shown in FIG. 1B, the microphone unit 1 includes a microphone element 11, an LPF 12, a notch filter 13, a superposition unit 14, an HPF 15, a correlation calculation unit 16, an M-sequence generator 17, an N-times oversampling unit 18, and an HPF 19. A timer 20 and a howling frequency calculation unit 21.

演算部5は、M系列発生器17、HPF15、相関計算部16、タイマ20、およびハウリング周波数検出部21により構成される。疑似ノイズ重畳部7は、LPF12、重畳部14、M系列発生器17、N倍オーバーサンプリング部18、およびHPF19により構成される。   The calculation unit 5 includes an M-sequence generator 17, an HPF 15, a correlation calculation unit 16, a timer 20, and a howling frequency detection unit 21. The pseudo noise superimposing unit 7 includes an LPF 12, a superimposing unit 14, an M sequence generator 17, an N-times oversampling unit 18, and an HPF 19.

マイク素子11が収音した音声信号は、LPF12およびHPF15に入力される。図2を参照して、疑似ノイズ重畳部7の構成、機能について説明する。各構成部の下欄には、各構成部が出力する信号の波形を示している。   The audio signal picked up by the microphone element 11 is input to the LPF 12 and the HPF 15. The configuration and function of the pseudo noise superimposing unit 7 will be described with reference to FIG. The lower column of each component shows the waveform of the signal output by each component.

疑似ノイズ重畳部7のLPF12には、マイク素子11が収音した音声信号が入力される。LPF12は、この収音した音声信号から高域をカットし、ノッチフィルタ13に出力する(同図LPF12の下欄波形を参照)。   An audio signal picked up by the microphone element 11 is input to the LPF 12 of the pseudo noise superimposing unit 7. The LPF 12 cuts the high frequency from the collected audio signal and outputs it to the notch filter 13 (see the lower waveform of the LPF 12 in the figure).

ノッチフィルタ13は、LPF12の出力信号から、ハウリング周波数検出部21によって設定された周波数帯域を抑制し、重畳部14に出力する。詳細は後述する。   The notch filter 13 suppresses the frequency band set by the howling frequency detection unit 21 from the output signal of the LPF 12 and outputs it to the superposition unit 14. Details will be described later.

M系列発生器17は、疑似ノイズとして、PN符号(M系列)のような自己相関性の高い信号を生成し、N倍オーバーサンプリング部18に出力する(同図M系列発生器17の下欄波形を参照、ただし、最下欄の波形は時間軸を表す)。疑似ノイズのレベルや周期は、マイク素子11の収音レベルや、相関計算部16の相関算出結果に応じて設定されるが、聴感上違和感のない微弱なレベルとする。詳細については後述する。なお、M系列に限らず、Gold系列など、他の乱数を用いてもよい。   The M-sequence generator 17 generates a signal having high autocorrelation such as a PN code (M-sequence) as pseudo noise, and outputs the signal to the N-times oversampling unit 18 (the lower column of the M-sequence generator 17 in FIG. Refer to the waveform. However, the waveform in the bottom column represents the time axis). The level and period of the pseudo noise are set according to the sound collection level of the microphone element 11 and the correlation calculation result of the correlation calculation unit 16, but are set to a weak level that does not cause a sense of incongruity. Details will be described later. In addition, you may use other random numbers, such as not only M series but Gold series.

N倍オーバーサンプリング部18は、疑似ノイズをオーバーサンプリングする。例えば、16倍オーバーサンプリングを行い、PN符号の各ビットの符号周期を拡大し、疑似ノイズ長を16倍とする(同図N倍オーバーサンプリング部18の下欄波形を参照、ただし、最下欄の波形は時間軸を表す)。N倍オーバーサンプリング部18は、このオーバーサンプリングした信号をHPF19に出力する。   The N-times oversampling unit 18 oversamples the pseudo noise. For example, 16 times oversampling is performed, the code period of each bit of the PN code is expanded, and the pseudo noise length is 16 times (refer to the lower waveform of the N times oversampling unit 18 in FIG. Represents the time axis). The N-times oversampling unit 18 outputs the oversampled signal to the HPF 19.

HPF19は、N倍オーバーサンプリング部18から入力された信号の低域をカットする(同図HPF19の下欄波形を参照、ただし、最下欄の波形は時間軸を表す)。カットオフ周波数は、上記LPF12に対応して決定されるが、例えば10kHzとする。   The HPF 19 cuts the low frequency range of the signal input from the N-times oversampling unit 18 (refer to the lower waveform of the HPF 19 in the figure, where the waveform in the lowermost column represents the time axis). The cut-off frequency is determined corresponding to the LPF 12, but is set to 10 kHz, for example.

なお、LPF12およびHPF19は必須ではない。ただし、HPF19により、疑似ノイズの高域以外の音がカットされるため、スピーカ3から放音されたとしても聴感上違和感がなくなる(ノイズが聞えにくくなる)。また、マイク素子11から入力される信号は、主に人の声域など、10kHz以下の成分が多いため、LPF12により高域をカットし、疑似ノイズとの帯域を分断することで、後述の相関算出の精度を向上させることができる。また、LPF12およびHPF19により、一度マイクに入力された高域の疑似ノイズが再び増幅系統に出力されることがなくなり、疑似ノイズのループ現象を抑えることもできる。また、LPF12およびHPF19を省く場合、マイク素子11が収音した音声信号から、疑似ノイズ成分を減算してから増幅系統に出力し、ループ現象を抑えるようにしてもよい。   Note that LPF 12 and HPF 19 are not essential. However, since the sound other than the high frequency of the pseudo noise is cut by the HPF 19, even if the sound is emitted from the speaker 3, there is no sense of incongruity in hearing (noise is difficult to hear). In addition, since the signal input from the microphone element 11 is mainly composed of components of 10 kHz or less, such as the human voice range, the high frequency is cut by the LPF 12 and the band of the pseudo noise is divided to calculate correlation described later. Accuracy can be improved. Further, the LPF 12 and the HPF 19 prevent the high-frequency pseudo-noise once input to the microphone from being output again to the amplification system, thereby suppressing the pseudo-noise loop phenomenon. When the LPF 12 and the HPF 19 are omitted, the pseudo noise component may be subtracted from the audio signal picked up by the microphone element 11 and then output to the amplification system to suppress the loop phenomenon.

なお、N倍オーバーサンプリング部18によるオーバーサンプリングも本発明において必須ではない。ただし、オーバーサンプリングを行うことで疑似ノイズの時間的冗長性が増し、相関算出の精度を向上させることができる。実際には、必要となる精度と疑似ノイズの長さ(1周期を出力する時間)に応じてオーバーサンプリングの有無を設定すればよい。   Note that oversampling by the N-times oversampling unit 18 is not essential in the present invention. However, by performing oversampling, the temporal redundancy of pseudo noise increases, and the accuracy of correlation calculation can be improved. In practice, the presence or absence of oversampling may be set according to the required accuracy and the length of pseudo-noise (time for outputting one cycle).

HPF19から出力された信号(疑似ノイズ)と、ノッチフィルタ13から出力された信号(収音した音声信号)は、重畳部14で重畳され、外部の増幅系統(アンプ装置2)に出力される。   The signal output from the HPF 19 (pseudo noise) and the signal output from the notch filter 13 (sound collected sound signal) are superimposed by the superimposing unit 14 and output to the external amplification system (amplifier device 2).

次に、図3を参照して、演算部5の構成、機能について説明する。各構成部の下欄には、各構成部が出力する信号の波形を示している。M系列発生器17は、N倍オーバーサンプリング部18に出力したものと同じ疑似ノイズを相関計算部16に出力する(同図M系列発生器17の下欄波形を参照、ただし、当該波形は時間軸を表す)。また、この疑似ノイズを出力した後、出力タイミングを示す信号(タイミング信号)をタイマ20に送信する。タイマ20は、タイミング信号を受信すると、タイムカウントを開始し、ハウリング周波数検出部21に、カウント時間を示すタイマ信号を送信する。   Next, the configuration and function of the calculation unit 5 will be described with reference to FIG. The lower column of each component shows the waveform of the signal output by each component. The M-sequence generator 17 outputs the same pseudo noise as that output to the N-times oversampling unit 18 to the correlation calculation unit 16 (refer to the lower waveform of the M-sequence generator 17 in FIG. Represents the axis). Further, after outputting the pseudo noise, a signal indicating the output timing (timing signal) is transmitted to the timer 20. When receiving the timing signal, the timer 20 starts time counting and transmits a timer signal indicating the counting time to the howling frequency detection unit 21.

マイク素子11には、図2で示した重畳信号、および外部からの音声(発話音声等)が収音される。演算部5のHPF15には、マイク素子11が収音した音声信号が入力される。HPF15は、この収音した音声信号から低域をカットし、相関計算部16に出力する(同図HPF15の下欄波形を参照、ただし、当該波形は周波数軸を表す)。カットオフ周波数は、上記HPF19に対応して決定されるが、例えば10kHzとする。   The microphone element 11 picks up the superimposed signal shown in FIG. 2 and external audio (speech voice or the like). An audio signal picked up by the microphone element 11 is input to the HPF 15 of the calculation unit 5. The HPF 15 cuts the low frequency from the collected audio signal and outputs it to the correlation calculator 16 (refer to the lower waveform of the HPF 15 in the figure, where the waveform represents the frequency axis). The cut-off frequency is determined corresponding to the HPF 19 and is set to 10 kHz, for example.

相関計算部16は、M系列発生器17から入力された疑似ノイズと、HPF15の出力信号の相関を求める。M系列の符号は非常に高い自己相関性を有しているため、HPF15の出力信号に同じM系列の疑似ノイズが含まれていると、同図の波形に示すように、定期的に急峻なピーク(所定しきい値以上のレベルを有するピーク)が現れる。相関計算部16は、このピークを算出したタイミング(受信タイミング)をハウリング周波数算出部21に送信する。   The correlation calculation unit 16 obtains the correlation between the pseudo noise input from the M-sequence generator 17 and the output signal of the HPF 15. Since the M-sequence code has a very high autocorrelation, if the same M-sequence pseudo noise is included in the output signal of the HPF 15, as shown in the waveform of FIG. A peak (a peak having a level equal to or higher than a predetermined threshold value) appears. The correlation calculation unit 16 transmits the timing (reception timing) at which this peak is calculated to the howling frequency calculation unit 21.

ハウリング周波数検出部21は、ピーク算出のタイミングを受信すると、タイマ20からのタイマ信号を参照し、疑似ノイズを出力したタイミングからピークを算出したタイミングとの差を求める。このタイミング差が、閉ループの遅延時間に相当する。   When receiving the peak calculation timing, the howling frequency detection unit 21 refers to the timer signal from the timer 20 and obtains the difference from the timing at which the peak is calculated from the timing at which the pseudo noise is output. This timing difference corresponds to the delay time of the closed loop.

以上のようにして、演算部5は、閉ループの遅延時間を測定する。ハウリング周波数検出部21は、この測定した遅延時間に相当する周波数帯域を抑制すべく、ノッチフィルタ13の周波数帯域を設定する。ノッチフィルタ13の抑制の手法はどのようなものであってもよいが、例えば、測定した周波数帯域(基音)のみを抑制してもよいし、2倍音、3倍音等、高次倍音まで抑制するように設定してもよい。なお、ノッチフィルタ13の強度は、相関計算部16で求めた相関のピーク強度に応じて設定される。相関のピーク強度が強い場合、ハウリング発生の蓋然性が高いとして、その周波数帯域の抑制を強く設定する。   As described above, the calculation unit 5 measures the delay time of the closed loop. The howling frequency detector 21 sets the frequency band of the notch filter 13 so as to suppress the frequency band corresponding to the measured delay time. Any method of suppressing the notch filter 13 may be used. For example, only the measured frequency band (fundamental tone) may be suppressed, or higher harmonics such as second harmonics and third harmonics may be suppressed. You may set as follows. The intensity of the notch filter 13 is set according to the peak intensity of the correlation obtained by the correlation calculation unit 16. When the peak intensity of the correlation is strong, it is determined that the probability of howling is high, and the suppression of the frequency band is set strongly.

このように、マイクが収音した音声に疑似ノイズを重畳し、相関計算を行うことで、閉ループの遅延時間を算出することができ、ハウリング発生の基となる周波数帯域を求めることができる。よって、ハウリングが発生する前に、継続的に閉ループの音響パスを抑えることができるため、プレゼンテーションやライブ演奏のようなマイクの位置が移動することが多い場合であっても、好適にハウリングを抑制することができる。また、マイクユニットで閉ループの遅延時間を求め、その周波数帯域を抑制するため、既存のアンプ装置であっても、マイクを複数接続した場合であっても、ハウリングを抑制することができる。   Thus, by superimposing pseudo noise on the sound collected by the microphone and performing correlation calculation, the delay time of the closed loop can be calculated, and the frequency band that is the basis of howling can be obtained. Therefore, it is possible to continuously suppress the closed-loop acoustic path before howling occurs, so that even when the microphone position often moves such as in presentations and live performances, howling is suitably suppressed. can do. Further, since a closed loop delay time is obtained by the microphone unit and its frequency band is suppressed, howling can be suppressed even in the case of an existing amplifier device or a case where a plurality of microphones are connected.

なお、M系列発生器17が生成する疑似ノイズのパターンを複数用意しておき、これらのパターンを切り替えるようにしてもよい。例えば、マイク毎に疑似ノイズのパターンを切り替えることで、複数のマイクを同時に使用する場合であっても、互いの疑似ノイズが干渉することなく、高精度に相関を算出することができる。マイク毎に個別に閉ループの遅延時間を算出することができるため、複数のマイクを同時に使用した場合であっても好適にハウリングを抑制することができる。   A plurality of pseudo noise patterns generated by the M-sequence generator 17 may be prepared, and these patterns may be switched. For example, by switching the pseudo noise pattern for each microphone, even if a plurality of microphones are used simultaneously, the correlation can be calculated with high accuracy without mutual interference of pseudo noise. Since the closed loop delay time can be calculated individually for each microphone, howling can be suitably suppressed even when a plurality of microphones are used simultaneously.

特に、疑似ノイズとしてGold系列を用いる場合、符号生成回路(シフトレジスタ)のタップ位置を切り替えることにより、多種類の符号系列を生成することが可能であるため、大規模なPAシステムにも対応することができる。   In particular, when a Gold sequence is used as the pseudo-noise, it is possible to generate many types of code sequences by switching the tap position of the code generation circuit (shift register), so that it is compatible with a large-scale PA system. be able to.

次に、図4は、ハウリング抑制装置の動作を示したフローチャートである。演算部5および疑似ノイズ重畳部7は、マイクユニットをオンすると、このフローに示す動作を行う。   Next, FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the howling suppression apparatus. When the microphone unit is turned on, the arithmetic unit 5 and the pseudo noise superimposing unit 7 perform the operation shown in this flow.

まず、疑似ノイズ重畳部7のM系列発生器17は、マイク入力レベルをチェックし(s11)、M系列の符号を生成する(s12)。また、タイマ20にタイミング信号を送信する(s13)。   First, the M-sequence generator 17 of the pseudo noise superimposing unit 7 checks the microphone input level (s11) and generates an M-sequence code (s12). Further, a timing signal is transmitted to the timer 20 (s13).

すなわち、M系列発生器17は、マイク入力レベルに応じて疑似ノイズのレベルを決定する。マイク入力レベルが高ければ疑似ノイズレベルを高くして相関算出の精度を高め、マイク入力レベルが低ければ疑似ノイズレベルを小さくして、聴取者に聞き取れないようにする。なお、疑似ノイズのレベルを小さくするとき、その分だけ疑似ノイズの周期を長くするようにしてもよい。疑似ノイズの周期を長くすることでSN比が向上し、相関算出の精度が向上する。   That is, the M-sequence generator 17 determines the pseudo noise level according to the microphone input level. If the microphone input level is high, the pseudo noise level is increased to increase the accuracy of correlation calculation, and if the microphone input level is low, the pseudo noise level is decreased so that the listener cannot hear it. Note that when the level of the pseudo noise is reduced, the period of the pseudo noise may be lengthened accordingly. By increasing the period of the pseudo noise, the SN ratio is improved, and the accuracy of correlation calculation is improved.

その後、演算部5の相関計算部16は、マイク素子11から入力した信号とM系列発生器17から入力信号との相関を求め、ピークを算出するか否かを判断する(s14)。所定時間以上経過してもピークを算出することができなければ(s15→N)、雑音が多い環境下で疑似ノイズの検出レベルが確保できていないと判断し、M系列発生器17は、疑似ノイズの周期を長くし(s16)、再度疑似ノイズを出力する(s12)。   Thereafter, the correlation calculation unit 16 of the calculation unit 5 obtains the correlation between the signal input from the microphone element 11 and the input signal from the M-sequence generator 17, and determines whether or not to calculate the peak (s14). If the peak cannot be calculated even after a predetermined time has elapsed (s15 → N), it is determined that the detection level of the pseudo noise cannot be secured in a noisy environment, and the M-sequence generator 17 The period of noise is lengthened (s16), and pseudo noise is output again (s12).

相関計算部17は、相関のピークを算出した場合、ピークを算出したタイミング(受信タイミング)をハウリング周波数算出部21に送信する。ハウリング周波数検出部21は、タイマ20からのタイマ信号を参照する(s17)。ハウリング周波数検出部21は、疑似ノイズを出力したタイミングとピークを算出したタイミングとの時間差を求め、閉ループの遅延時間を算出し、ハウリング発生周波数を求める(s18)。そして、この測定した遅延時間に相当する周波数帯域を抑制すべく、ノッチフィルタ13の周波数帯域を設定する(s19)。   When calculating the correlation peak, the correlation calculation unit 17 transmits the timing (reception timing) at which the peak is calculated to the howling frequency calculation unit 21. The howling frequency detector 21 refers to the timer signal from the timer 20 (s17). The howling frequency detection unit 21 obtains a time difference between the timing at which the pseudo noise is output and the timing at which the peak is calculated, calculates a closed loop delay time, and obtains a howling occurrence frequency (s18). Then, the frequency band of the notch filter 13 is set to suppress the frequency band corresponding to the measured delay time (s19).

この後、演算部5は、疑似ノイズをオフするのではなく、疑似ノイズの周期を長くし(s20)、s11から処理を繰り返す。疑似ノイズの周期を長くすることで、SN比が向上し、相関算出の精度が向上する。また、このときに疑似ノイズのレベルを下げるように設定してもよい。疑似ノイズの周期を長くすることで、SN比を確保したままレベルを下げることができ、継続的に遅延時間を測定することができる。   Thereafter, the calculation unit 5 does not turn off the pseudo noise, but lengthens the period of the pseudo noise (s20), and repeats the processing from s11. By increasing the period of the pseudo noise, the SN ratio is improved and the accuracy of correlation calculation is improved. At this time, the pseudo noise level may be set to be lowered. By increasing the period of the pseudo noise, the level can be lowered while ensuring the SN ratio, and the delay time can be continuously measured.

なお、疑似ノイズの周期を長くすると、相関算出までの時間が長くなるため、s11の処理において、マイク入力レベルが高くなった場合には、再び疑似ノイズの周期を短くして、相関算出までの時間を短縮し、ハウリング発生の抑止を重視するようにしてもよい。   If the period of the pseudo noise is increased, the time until the correlation calculation is increased. Therefore, in the process of s11, when the microphone input level is increased, the period of the pseudo noise is shortened again until the correlation calculation. You may make it attach importance to suppression of howling generation | occurrence | production shortening time.

このように、マイクを使用している最中にも疑似ノイズの重畳と相関の算出を継続し、ノッチフィルタ13の周波数帯域設定を継続的に行うため、聴感上違和感のない状態を保ちながらも好適にハウリングを抑制することができる。   In this manner, pseudo noise superimposition and correlation calculation are continued even while the microphone is being used, and the frequency band setting of the notch filter 13 is continuously performed. Howling can be suitably suppressed.

なお、演算部5および疑似ノイズ重畳部7は、マイクユニットではなく、ミキサの各チャンネルに内蔵されていてもよい。いずれにしてもアンプ装置等の増幅系統の前段に備えていればよい。また、演算部5および疑似ノイズ重畳部7を内蔵したアダプタを構成し、本発明のハウリング抑制装置を既存のマイクユニットとアンプ装置に適用させることも可能である。   Note that the arithmetic unit 5 and the pseudo noise superimposing unit 7 may be incorporated in each channel of the mixer instead of the microphone unit. In any case, it suffices if it is provided before the amplification system such as an amplifier device. It is also possible to configure an adapter incorporating the arithmetic unit 5 and the pseudo noise superimposing unit 7 and apply the howling suppression device of the present invention to an existing microphone unit and amplifier device.

ハウリング抑制装置の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the howling suppression apparatus. 疑似ノイズ重畳部の構成および処理内容を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure and process content of the pseudo noise superimposition part. 演算部の構成および処理内容を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure and processing content of the calculating part. ハウリング抑制装置の動作を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed operation | movement of the howling suppression apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1−マイクユニット
2−アンプ装置
3−スピーカ
5−演算部
7−疑似ノイズ重畳部
1-microphone unit 2-amplifier device 3-speaker 5-calculation unit 7-pseudo-noise superimposing unit

Claims (6)

音声信号を収音する収音部と、
疑似ノイズを生成するノイズ生成部と、
前記収音部が収音した音声信号に前記疑似ノイズを重畳して外部の増幅系統に出力する重畳部と、
前記収音部が収音した音声信号と前記ノイズ生成部が生成する疑似ノイズの相関を求める相関計算部と、
前記相関計算部が算出した相関値のピークに基づいて、増幅系統に出力した疑似ノイズが前記収音部から収音される受信タイミングを算出し、当該受信タイミングと送信タイミングとの差から、閉ループの遅延時間を算出する遅延時間算出部と、
増幅系統に出力する信号から、前記遅延時間に相当する周波数帯域を抑制するハウリング抑制部と、
を備えたハウリング抑制装置。
A sound collection unit for collecting an audio signal;
A noise generator that generates pseudo noise;
A superimposing unit that superimposes the pseudo noise on the audio signal collected by the sound collecting unit and outputs the signal to an external amplification system;
A correlation calculation unit for obtaining a correlation between the sound signal collected by the sound collection unit and the pseudo noise generated by the noise generation unit;
Based on the peak of the correlation value calculated by the correlation calculation unit, the reception timing at which the pseudo noise output to the amplification system is collected from the sound collection unit is calculated, and from the difference between the reception timing and the transmission timing, a closed loop is calculated. A delay time calculation unit for calculating the delay time of
From a signal output to the amplification system, a howling suppression unit that suppresses a frequency band corresponding to the delay time;
A howling suppression device comprising:
前記ノイズ生成部は、前記収音部の収音レベルに応じて疑似ノイズのレベルを制御する請求項1に記載のハウリング抑制装置。   The howling suppression apparatus according to claim 1, wherein the noise generation unit controls a level of pseudo noise according to a sound collection level of the sound collection unit. 前記ノイズ生成部は、前記相関計算部が相関値のピークを算出できない場合に、前記疑似ノイズの周期を長くする請求項1、または請求項2に記載のハウリング抑制装置。   3. The howling suppression apparatus according to claim 1, wherein the noise generation unit increases a period of the pseudo noise when the correlation calculation unit cannot calculate a peak of a correlation value. 前記ノイズ生成部は、前記相関計算部が相関値を算出した後、前記疑似ノイズの周期を長くするとともに、レベルを下げる請求項1、請求項2、または請求項3に記載のハウリング抑制装置。   4. The howling suppression apparatus according to claim 1, wherein the noise generation unit increases the period of the pseudo noise and lowers the level after the correlation calculation unit calculates a correlation value. 5. 前記ノイズ生成部は、複数パターンの疑似ノイズを生成する請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のハウリング抑制装置。   The howling suppression apparatus according to claim 1, wherein the noise generation unit generates a plurality of patterns of pseudo noise. 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のハウリング抑制装置を内蔵したマイクロフォン。   A microphone incorporating the howling suppression device according to any one of claims 1 to 5.
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