(57)【要約】【課題】  音場環境の急激な変化が発生した場合に生じる急激なハウリングの発生を抑制し、かつ、音質の劣化を抑制する拡声装置を提供する。【解決手段】  拡声装置１００の制御部８は、入力信号からハウリング発生を検出する。ハウリングが発生したときは、その発生周波数帯域について入力信号を抑制するようにノッチフィルタ３に設定する。また、制御部８は、入力信号を抑制するようにノッチフィルタ３に設定した後、所定の時間経過後に抑制を解除するように指示する。これにより、急激なハウリングの発生を抑制し、かつ、音質の劣化を抑制することが可能となる。【選択図】  図１
2006217542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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信号である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適応ハウリングキャンセラ、および、
適応ハウリングキャンセラの出力信号の特定周波数成分のレベルを低下させる減衰処理を行うノッチフィルタであって、前記特定周波数成分の周波数を設定可能であるものと、
入力信号または適応ハウリングキャンセラが減算した後の誤差信号の周波数特性を検出し、この周波数特性に基づいてハウリングの発生およびその周波数を検出したとき、当該周波数を前記特定周波数成分として前記ノッチフィルタに設定して、前記減衰処理を行わせ、所定時間経過後にこれを解除する制御部と、からなる適応ノッチフィルタを備えたことを特徴とするハウリング抑制装置。
【請求項２】
前記制御部は、所定時間経過後、前記ノッチフィルタに減衰処理を徐々に解除するように設定する請求項１に記載のハウリング抑制装置。
【請求項３】
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信号である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適応ハウリングキャンセラ、および、
適応ハウリングキャンセラの出力信号の特定周波数成分のレベルを低下させる減衰処理を行うノッチフィルタであって、前記特定周波数成分の周波数を設定可能であるものと、
入力信号または適応ハウリングキャンセラが減算した後の誤差信号の周波数特性を検出し、この周波数特性に基づいてハウリングの発生およびその周波数を検出したとき、当該周波数を前記特性周波数成分として前記ノッチフィルタに設定して、前記減衰処理を行わせるとともに、前記適応フィルタの更新量を参照し、更新量が所定の閾値以下となった場合に前記減衰処理を解除する制御部と、からなる適応ノッチフィルタを備えたことを特徴とするハウリング抑制装置。
【請求項４】
前記制御部は、検出した周波数について前記適応フィルタの更新量を参照することを特徴とする請求項３に記載のハウリング抑制装置。
【請求項５】
前記制御部は、更新量の低下に応じて前記ノッチフィルタに前記減衰処理を解除するように設定する請求項３または請求項４に記載のハウリング抑制装置。
【請求項６】
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備えたことを特徴とする拡声装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は講堂やホール等に設置され、ハウリングを抑制し、かつ音質の劣化を防止するハウリング抑制装置、およびそのハウリング抑制装置を備えた拡声装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
そこで、適応ノッチフィルタを用いてハウリングが発生している周波数を検出し、検出した周波数帯域について入力信号をディップするハウリング抑制装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
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）。
【特許文献１】特開２００１−２８５９８６号公報
【非特許文献１】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）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の適応ノッチフィルタを利用したハウリング抑制装置は、検出したハウリング発生周波数帯域について入力信号をディップするので、当該周波数帯域のみ著しくレベルが低下され、音質の劣化が問題となる。
【０００７】
一方で、非特許文献１に記載の適応ハウリングキャンセラは、模擬信号を減算した後の誤差信号が小さくなるように適応処理を行うものであり、時間経過とともにハウリングを抑制していくこととなる。しかしながら、この適応ハウリングキャンセラだけでは、音響特性が急激に変化した場合に適応処理が追いつかずにハウリングが発生してしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑み、音場環境の急激な変化が発生した場合に生じる急激なハウリングの発生を抑制し、かつ、音質の劣化を抑制する拡声装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、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信号である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適応ハウリングキャンセラ、および、適応ハウリングキャンセラの出力信号の特定周波数成分のレベルを低下させる減衰処理を行うノッチフィルタであって、前記特定周波数成分の周波数を設定可能であるものと、入力信号または適応ハウリングキャンセラが減算した後の誤差信号の周波数特性を検出し、この周波数特性に基づいてハウリングの発生およびその周波数を検出したとき、当該周波数を前記特定周波数成分として前記ノッチフィルタに設定して、前記減衰処理を行わせ、所定時間経過後にこれを解除する制御部と、からなる適応ノッチフィルタを備えたことを特徴とする。
【００１０】
この発明では、スピーカに出力する音声信号に帰還伝達系を模擬した遅延時間を付与してフィルタリングし、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模擬信号として入力信号から減算する。適応フィルタは、模擬信号を減算した後の誤差信号と遅延手段が遅延したスピーカへの出力信号を基に消去誤差が少なくなるようにフィルタ係数の更新をする。さらに、適応ノッチフィルタは、誤差信号または入力信号のレベルを検出して、ハウリングの発生とその周波数を検出する。ハウリングの発生を検出した場合、ノッチフィルタによってその周波数について所定の時間（例えば５秒間）誤差信号のレベルを低下させる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、上記発明において、前記制御部は、所定の時間経過後、前記ノッチフィルタに減衰処理を徐々に解除するように設定することを特徴とする。
【００１２】
この発明では、時間を掛けて徐々に減衰処理を解除する。これにより、突然に音質が変わることを防止できる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、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信号である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適応ハウリングキャンセラ、および、適応ハウリングキャンセラの出力信号の特定周波数成分のレベルを低下させる減衰処理を行うノッチフィルタであって、前記特定周波数成分の周波数を設定可能であるものと、入力信号または適応ハウリングキャンセラが減算した後の誤差信号の周波数特性を検出し、この周波数特性に基づいてハウリングの発生およびその周波数を検出したとき、当該周波数を前記特性周波数成分として前記ノッチフィルタに設定して、前記減衰処理を行わせるとともに、前記適応フィルタの更新量を参照し、更新量が所定の閾値以下となった場合に前記減衰処理を解除する制御部と、からなる適応ノッチフィルタを備えたことを特徴とする。
【００１４】
この発明では、スピーカに出力する音声信号に帰還伝達系を模擬した遅延時間を付与してフィルタリングし、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模擬信号として入力信号から減算する。適応フィルタは、模擬信号を減算した後の誤差信号と遅延手段が遅延したスピーカへの出力信号を基に消去誤差が少なくなるようにフィルタ係数の更新をする。さらに、適応ノッチフィルタは、誤差信号または入力信号のレベルを検出して、ハウリングの発生とその周波数を検出する。ハウリングの発生を検出した場合、ノッチフィルタによってその周波数について誤差信号のレベルを低下させる。適応フィルタのフィルタ係数更新量が所定の閾値以下となった場合に減衰処理を解除する。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、上記発明において、前記制御部は、検出した周波数について前記適応フィルタの更新量を参照することを特徴とする。
【００１６】
この発明では、検出したハウリング発生周波数について、適応フィルタの更新料を参照する。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、上記発明において、前記制御部は、更新量の低下に応じて前記ノッチフィルタに前記減衰処理を解除するように設定することを特徴とする。
【００１８】
この発明では、フィルタ係数更新量の低下に応じて徐々に減衰処理を解除する。これにより、突然に音質が変わることを防止できる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、上記発明において、いずれかに記載のハウリング抑制装置を備えたことを特徴とする。
【００２０】
この発明では、上記発明のいずれかに記載のハウリング抑制装置を組み込んで使用する。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、この発明によれば、ハウリング発生の周波数帯域を検出し、ハウリング発生時には検出した周波数帯域の信号レベルを抑制することで、音場環境の変化により急激にハウリングが発生しても効率的に抑制することが可能となる。
【００２２】
また、所定の時間経過後、または、適応ハウリングキャンセラの更新量を参照して適応が十分にされたと判断した場合は抑制処理を解除するので、音質の劣化を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態の拡声装置について図を用いて詳細に説明する。
【００２４】
［第１実施形態］
図１は本発明の第１実施形態に係る拡声装置のブロック図である。同図に示すように、この拡声装置１００は、音声信号が入力されるマイクロフォン１、マイクロフォン１に接続される適応ハウリングキャンセラ１１０、適応ハウリングキャンセラ１１０に接続される適応ノッチフィルタ１２０、適応ノッチフィルタ１２０の出力信号を増幅調整する増幅器４、および増幅器４に接続されて入力信号から音声を発音するスピーカ５を備えている。マイクロフォン１およびスピーカ５は講堂やホール等に配置される。
【００２５】
適応ハウリングキャンセラ１１０は、マイクロフォン１と適応ノッチフィルタ１２０との間に挿入された加算器２、加算器２に信号を入力する適応フィルタ７、および増幅器４から出力された信号を所定時間遅延したのち適応フィルタ７に供給するディレイ回路６を備えている。
【００２６】
適応ノッチフィルタ１２０は、加算器２の出力側に接続されるノッチフィルタ３と、入力信号を取り込んでノッチフィルタ３を制御する制御部８を備えている。なお、図１において制御部８は、加算器２の出力信号を取り込むように接続されているが、この構成に限るものではない。例えば、マイクロフォン１の出力信号を取り込むように、マイクロフォン１と加算器２の間に接続するようにしてもよい。
【００２７】
マイクロフォン１に入力された音声信号はＡ／Ｄコンバータ（図示せず）でディジタル信号に変換されて加算器２に入力される。加算器２は、マイクロフォン１からの入力信号から適応フィルタ７の出力信号を差し引いて出力する。加算器２の出力信号は、適応ノッチフィルタ１２０のノッチフィルタ３に入力される。ノッチフィルタ３は、所定の周波数またはその帯域の入力信号レベルを減衰する。減衰量とその周波数は制御部８の制御により決定される。いずれの周波数も減衰をしないといった制御も当然可能である。
【００２８】
ノッチフィルタ３の出力信号は、増幅器４に入力される。増幅器４は入力信号を増幅して出力する。増幅器４の出力信号は、Ｄ／Ａコンバータ（図示せず）でアナログ音声信号に変換され、スピーカ５に入力される。スピーカ５は入力された音声信号から音声を発音する。ここでスピーカ５から発音された音声はマイクロフォン１に帰還信号として再入力される。
【００２９】
このような構成においては、マイクロフォン１−適応ハウリングキャンセラ１１０−適応ノッチフィルタ１２０−増幅器４−スピーカ５−マイクロフォン１、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する音声が増大してハウリングの発生となる。
【００３０】
適応ハウリングキャンセラ１１０は、ディレイ回路６、および適応フィルタ７により、マイクロフォン１から入力された音声信号が増幅器４およびスピーカ５、マイクロフォン１が設置されている音響空間を伝搬して再度マイクロフォン１に帰還信号として入力されるまでの一連の音声伝達経路の伝達特性を模擬するものである。
【００３１】
ディレイ回路６は、スピーカ５からマイクロフォン１に帰還する帰還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６で時間遅延を付与されて出力した信号は適応フィルタ７に入力される。
【００３２】
適応フィルタ７は、図２に示すようにフィルタ部７ａおよびフィルタ係数推定部７ｂからなるもので、フィルタ部７ａおよびフィルタ係数推定部７ｂにはそれぞれディレイ回路６から出力された信号が入力される。フィルタ部７ａはスピーカ５からマイクロフォン１への帰還音声信号を模擬した模擬信号を加算器２に出力して、加算器２でノッチフィルタ３に伝達される信号からその模擬信号を差し引くようにする。帰還音声信号を模擬した模擬信号は、ある伝達関数に従って上記ディレイ回路６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７ｂは、ディレイ回路６から出力された信号とノッチフィルタ３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７ａ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。
【００３３】
このような適応フィルタ７を備えた適応ハウリングキャンセラ１１０は、マイクロフォン１の入力信号から模擬信号を差し引いた後の信号である現在の残差信号とディレイ回路６から出力される過去の残差信号とを元に、模擬信号が帰還信号に一致または近似するようにフィルタ係数を更新していくので、ハウリングが発生して一定周波数の持続音が入力されたときに、時間経過とともにその持続音をキャンセルすることが可能である。
【００３４】
なお、ディレイ回路６がないと、マイクロフォン１に入力した信号は、加算器２に入力されるとともに遅延なく適応フィルタ７にも入力される。適応フィルタ７は、残差信号を小さくするようにフィルタ係数を更新するので、フィルタ係数の更新が進むにつれて、加算器２ではマイクロフォンから入力された信号が適応フィルタ７の出力信号によって全てキャンセルされるようになってしまう。このため、音源信号のキャンセルを防止しつつ帰還信号を模擬信号によってキャンセルするためにはディレイ回路６が不可欠である。
【００３５】
適応ノッチフィルタ１２０は、ノッチフィルタ３、および制御部８により、ハウリングの発生を検出して入力信号を抑制するものである。制御部８は、入力信号を取り込み、ハウリング発生を検出するものである。具体的には、制御部８は、入力信号の特定周波数成分が所定の時間以上減衰せずに入力されるときにハウリング発生として判定する。ハウリング発生と判定したときは、検出した周波数帯域の入力信号レベルを抑制するようにノッチフィルタ３に設定する。ノッチフィルタ３は、制御部８に従って所定の周波数帯域の入力信号レベルを抑制する。ノッチフィルタ３は、抑制する周波数帯域が可変である。また、制御部８は、入力信号レベルを抑制するようにノッチフィルタ３に設定した後、所定の時間経過後に抑制を解除するように設定する。所定の時間は例えば５秒程とするが、どのような時間に設定してもよい。なお、時間をかけて徐々に抑制解除するようにしてもよい。
【００３６】
制御部８は、ハウリングが発生していないと判定した場合には、ノッチフィルタ３にいずれの周波数についても抑制しないように設定する。これにより、ハウリングが発生した直後のみ検出した周波数帯域で入力信号を抑制し、時間経過後（例えば５秒後）は適応ハウリングキャンセラ１１０がハウリングを抑制するので、急激に発生したハウリングを抑制しつつ、音質の劣化を抑制することが可能となる。なお、ノッチフィルタでなく、所定の周波数帯域の入力信号レベルを抑制できるものであればどのようなものであってもよい。例えばパラメトリックイコライザ等であってもよい。
【００３７】
ハウリングが発生している周波数を検出するために、制御部８は入力信号を高速フーリエ変換（以下、ＦＦＴと言う）等する。ハウリングが発生している周波数を検出することで、その周波数帯域のみ抑制することが可能となる。なお、ＦＦＴに限らずに複数の周波数帯域でそれぞれハウリング発生を検出できる手法であればどのようなものであってもよい。例えば帯域通過フィルタ等を用いて、信号を複数の周波数帯域に分けてハウリングを検出すればよい。
【００３８】
次に、拡声装置１００を伝達する信号について詳細に説明する。
【００３９】
図３は、本発明の第１実施形態に係る拡声装置１００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）は加算器２で模擬信号が差し引かれて誤差信号ｅ（ｋ）としてノッチフィルタ３に供給される。誤差信号ｅ（ｋ）は、ノッチフィルタ３を経て増幅器４に供給される。その後増幅器４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５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５から出力される。
【００４０】
スピーカ５から出力した信号は音響帰還路９を経てマイクロフォン１に帰還する。ここで音響帰還路９は、スピーカ５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９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。
【００４１】
上記のような拡声システムでは、マイクロフォン１−増幅器４−スピーカ５−音響帰還路９−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６、適応フィルタ７、および加算器２からなる適応ハウリングキャンセラ１１０、ならびに、ノッチフィルタ３、および制御部８からなる適応ノッチフィルタ１２０である。
【００４２】
ディレイ回路６は、信号ｘ（ｋ）に対して音響帰還路９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、信号ｘ（ｋ−τ）が適応フィルタ７に供給される。適応フィルタ７のフィルタ部７ａは帰還音声信号ｄ（ｋ）を模擬した模擬信号ｄｏ（ｋ）を伝達関数Ｆ（ｚ）にしたがって出力する。加算器２は、信号ｙ（ｋ）から模擬信号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２の出力する誤差信号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。
【００４３】
また、適応フィルタ７のフィルタ係数推定部７ｂは、適応アルゴリズムを用いて信号ｘ（ｋ−τ）および誤差信号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７ａ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）２］（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。
【００４４】
このような適応フィルタ７を備えた適応ハウリングキャンセラ１１０は、模擬信号が帰還信号に一致または近似するようにフィルタ係数を更新していくので、ハウリングが発生して一定周波数の持続音が入力されたときに、時間経過とともにその持続音をキャンセルすることが可能である。しかしながら、このような適応ハウリングキャンセラだけでは、音響特性が急激に変化した場合に即座に模擬信号を帰還音声信号に一致または近似するのは困難であり、推定が追いつかずにハウリングが発生してしまう。
【００４５】
適応ノッチフィルタ１２０の制御部８は、加算器２の出力した誤差信号ｅ（ｋ）を取り込み、この信号がハウリング発生による信号であるか否かを判定する。上述したように、制御部８は、誤差信号ｅ（ｋ）をＦＦＴ等して入力信号の特定周波数成分が所定の時間以上減衰せずに入力されるときにハウリング発生として判定する。なお、誤差信号ｅ（ｋ）ではなく、入力信号ｙ（ｋ）を取り込むようにしてもよい。ハウリング発生と判定した場合は、その周波数または周波数帯域の入力信号レベルを抑制するようにノッチフィルタ３に設定する。
【００４６】
制御部８は、入力信号レベルを抑制するようにノッチフィルタ３に設定した後、所定の時間経過後に抑制を解除するように設定する。所定の時間は例えば５秒程とするが、どのような時間に設定してもよい。なお、時間をかけて徐々に抑制解除するようにしてもよい。
【００４７】
以上のように、適応ハウリングキャンセラ１１０が、模擬信号を用いてハウリング発生による一定周波数の持続音をキャンセルするとともに、適応ハウリングキャンセラ１１０が消去しきれない急激なハウリングが発生した場合には、適応ノッチフィルタ１２０が、その周波数の入力信号レベルを抑制するので、効率的にハウリングを抑制することが可能となる。また、適応ノッチフィルタ１２０は、所定の時間経過後、すなわち適応ハウリングキャンセラ１１０の更新が十分に進んだ状態で抑制処理を解除するので、ハウリングを抑制しながら音質の劣化を防止することが可能となる。
【００４８】
［第２実施形態］
次に、図４は本発明の第２実施形態に係る拡声装置のブロック図である。図５は、第２実施形態に係る適応ノッチフィルタおよび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である。なお、第２実施形態において、上記第１実施形態と共通する構成要素には、同一の符号を付けて、その説明を省略する。この拡声装置２００は、上記第１実施形態の適応ノッチフィルタ１２０に代えて、適応ノッチフィルタ２２０を備えている。
【００４９】
適応ノッチフィルタ２２０は、加算器２の出力側に接続されるノッチフィルタ３と、入力信号を取り込んでノッチフィルタ３を制御する制御部１０を備えている。また、制御部１０は、適応ハウリングキャンセラ１１０の適応フィルタ７に接続されている。より具体的には図５に示すようにフィルタ係数推定部７ｂに接続されている。なお、本実施形態において制御部１０は、加算器２の出力信号を取り込むように接続されているが、この構成に限るものではない。マイクロフォン１の出力信号を取り込むように、マイクロフォン１と加算器２の間に接続するようにしてもよい。適応ノッチフィルタ２２０は、ノッチフィルタ３、および制御部１０により、ハウリングの発生を検出して入力信号を抑制するものである。
【００５０】
制御部１０は、第１実施形態に示した制御部８と同様に、ノッチフィルタ３の減衰量とその周波数または周波数帯域を制御する。無論、いずれの周波数も減衰をしないといった制御も可能である。制御部１０は、入力信号の特定周波数成分が所定の時間以上減衰せずに入力されるときにハウリング発生として判定する。ハウリング発生と判定したときは、検出した周波数またはその帯域の入力信号レベルを抑制するようにノッチフィルタ３に設定する。ノッチフィルタ３は、制御部１０に従って所定の周波数帯域の入力信号レベルを抑制する。
【００５１】
また、制御部１０は、入力信号レベルを抑制するようにノッチフィルタ３に設定した後、図５に示すように適応フィルタ７のフィルタ係数推定部７ｂを参照する。適応フィルタ７のフィルタ係数推定部７ｂは、上述のように適応アルゴリズムを用いて信号ｘ（ｋ−τ）および誤差信号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７ａを更新している。この伝達関数は、忘却係数λやステップサイズαと呼ばれる係数を用いて更新される。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。
【００５２】
制御部１０は、ハウリングを検出した周波数において、適応フィルタ７の更新量であるフィルタ差分ΔＦ（ｚ）を参照する。適応フィルタ７の適応処理が進むにつれてフィルタ差分ΔＦ（ｚ）の絶対値は小さくなる。上述のように適応フィルタ７は、適応処理が進むとハウリング発生による一定周波数の持続音をキャンセルすることが可能となる。したがって、制御部１０は、フィルタ差分ΔＦ（ｚ）の絶対値が所定の閾値以下となった場合に、ノッチフィルタ３に抑制を解除するように設定する。なお、閾値以下となった時点で即座に抑制を解除するのではなく、フィルタ差分ΔＦ（ｚ）の絶対値の低下に応じて徐々に抑制を解除するようにしてもよい。例えば、ノッチフィルタ３に入力信号の減衰を指示した時点のフィルタ差分ΔＦ（ｚ）の絶対値を初期の絶対値として参照し、現在のフィルタ差分ΔＦ（ｚ）の絶対値が初期の絶対値の半分となった場合にはノッチフィルタ３の減衰量を半分に設定する。
【００５３】
なお、制御部１０は、検出したハウリングの周波数を基にして、その周波数における忘却係数λやステップサイズαを設定するようにしてもよい。この場合、周波数領域型の適応フィルタを用いる。周波数領域型の適応フィルタは、周波数（帯域）毎にフィルタ係数を更新するので、ハウリングが発生している周波数について、フィルタ係数の更新を促進するように忘却係数λの値を小さくし、ステップサイズαの値を大きく設定する。
【００５４】
また、周波数帯域を分割してもよい。例えば、ディレイ回路と適応フィルタの間に帯域分割部を設け、ディレイ回路の出力信号を所定の周波数帯域毎に複数に分割する。分割した帯域毎に適応フィルタを接続する。制御部１０は、ハウリングを検出したとき、検出した周波数の信号が入力される適応フィルタについて、忘却係数λを小さくし、ステップサイズαを大きく設定する。
【００５５】
以上のように、適応ハウリングキャンセラ１１０が、模擬信号を用いてハウリング発生による一定周波数の持続音をキャンセルするとともに、適応ハウリングキャンセラ１１０が消去しきれない急激なハウリングが発生した場合には、適応ノッチフィルタ２２０が、その周波数の入力信号レベルを抑制するので、効率的にハウリングを抑制することが可能となる。また、適応ノッチフィルタ２２０は、適応フィルタの更新量を参照し、更新が十分に進んだ状態と判断した場合に抑制処理を解除するので、ハウリングを抑制しながら音質の劣化を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る拡声装置のブロック図
【図２】適応ハウリングキャンセラを詳細に説明するブロック図
【図３】本発明の第１実施形態に係る拡声装置の伝達特性を示す図
【図４】本発明の第２実施形態に係る拡声装置のブロック図
【図５】本発明の第２実施形態に係る適応ノッチフィルタおよび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
【符号の説明】
【００５７】
１−マイクロフォン
２−加算器
３−ノッチフィルタ
４−増幅器
５−スピーカ
６−ディレイ回路
７−適応フィルタ
８−制御部
９−音響帰還路
１０−制御部
１００−拡声装置
１１０−適応ハウリングキャンセラ
１２０−適応ノッチフィルタ
２００−第２実施形態に係る拡声装置
２２０−第２実施形態に係る適応ノッチフィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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