(57)【要約】【課題】ハウリングすることなく、室全体で極力高い音圧で拡声することができるゲイン設定装置を提供する。【解決手段】音を収音する少なくとも一つのマイク１１と、複数のスピーカ２１〜２９と、マスターボリューム受付部３１と、複数のスピーカ２１〜２９とマイク１１との組合せにおける各系統でオープンループゲインを取得して、取得したオープンループゲイン及びマスターボリューム受付部３１で受け付けたマスターボリュームに応じてループゲインが所定値を超えないように該各系統のゲインを調整する調整器３２と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音を収音する少なくとも一つのマイクと、
複数のスピーカと、
マスターボリューム受付部と、
前記複数のスピーカと前記マイクとの組合せにおける各系統でオープンループゲインを取得して、取得した前記オープンループゲイン及び前記マスターボリューム受付部で受け付けたマスターボリュームに応じてループゲインが所定値を超えないように該各系統のゲインを調整する調整器と、
を備える、
ゲイン設定装置。
【請求項２】
前記調整器は、前記マスターボリュームの増加に連動させて前記ループゲインが前記所定値になるまでゲインを増加させる請求項１に記載のゲイン設定装置。
【請求項３】
前記マスターボリュームに対するゲインの変化率が前記系統毎に異なる請求項２に記載のゲイン設定装置。
【請求項４】
前記所定値は−６ｄＢである請求項１〜３のいずれかに記載のゲイン設定装置。
【請求項５】
複数の前記マイクと、
該複数の前記マイクから収音した音を所定のゲインでミキシングするミキサと、
を備え、
前記各系統のゲインは、前記ミキサの各系統の前記所定のゲインを含めて設定される請求項１〜４のいずれかに記載のゲイン設定装置。
【請求項６】
制御部と記憶部とをさらに備え、
前記制御部は、予め前記記憶部に記憶された各系統のオープンループゲインと、マスターボリュームとの関係を示す情報を基に、前記調整器に前記各系統のゲインを設定させる請求項１〜５のいずれかに記載のゲイン設定装置。
【請求項７】
マスターボリューム受付部でマスターボリュームを受付ける処理と、
複数のスピーカと音を収音する少なくとも一つのマイクとの組合せにおける各系統でオープンループゲインを取得する処理と、
調整器が、取得した前記オープンループゲイン及び前記マスターボリューム受付部で受け付けたマスターボリュームに応じてループゲインが所定値を超えないように該各系統のゲインを調整する処理と、
を行なうゲイン設定方法。
【請求項８】
マスターボリューム受付部でマスターボリュームを受付ける処理と、
複数のスピーカと音を収音する少なくとも一つのマイクとの組合せにおける各系統でオープンループゲインを取得する処理と、
調整器が、取得した前記オープンループゲイン及び前記マスターボリューム受付部で受け付けたマスターボリュームに応じてループゲインが所定値を超えないように該各系統のゲインを調整する処理と、
を情報処理装置に実行させるゲイン設定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、オフマイク収音に係るゲイン設定装置、ゲイン設定方法、及びゲイン設定プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、多人数の会議等において、使用する拡声装置において、音圧分布を制御することによりハウリングを起こすことなく拡声するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、マイクから離れた出席者だけでなくマイクに近接する出席者にもある拡声用スピーカからの音を聞かせることによりハウリングの発生を抑止するものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭４８−８２７０９号公報
【特許文献２】特開昭５１−９８９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１及び特許文献２の方式では、基本的に同じ音圧で各スピーカにサービスするように調整する場合、マイクに近いスピーカにおいてはハウリングが生じ易い。このため、マイクから遠いスピーカにおいても音圧を上げることができない。したがって、室全体に拡声音が優勢になるほどの拡声は難しい。また、マイクから遠いスピーカの音圧を上げるためには、手動でスピーカ毎の調節が必要であった。
【０００５】
そこで、本発明は、ハウリングすることなく、室全体で極力高い音圧で拡声ができるゲイン設定装置、ゲイン設定方法、及びゲイン設定プログラム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】
【０００６】
本発明のゲイン設定装置は、音を収音する少なくとも一つのマイクと、複数のスピーカと、マスターボリューム受付部と、前記複数のスピーカと前記マイクとの組合せにおける各系統でオープンループゲインを取得して、取得した前記オープンループゲイン及び前記マスターボリューム受付部で受け付けたマスターボリュームに応じてループゲインが所定値を超えないように該各系統のゲインを調整する調整器と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明のゲイン設定装置は、マイクと複数のスピーカとの組合せにおける各系統でオープンループゲインを取得する。ゲイン設定装置は、取得したオープンループゲイン及びマスターボリュームに応じてゲインを調整するため、室全体で極力高い音圧で拡声することができる。また、ゲイン設定装置は、各系統のループゲインが所定値を超えないように各系統のゲインを設定するため、ハウリングの発生を抑制できる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、ゲイン設定装置は、マイクと複数のスピーカとの組合せにおける各系統でゲインを調整し、かつ各系統のループゲインが所定値を超えないように各系統のゲインを設定するため、ハウリングすることなく、室全体で極力高い音圧で拡声することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第一実施形態に係るゲイン設定装置が設置された室内の平面図である。
【図２】第一実施形態に係るゲイン設定装置が設置された室内の断面図である。
【図３】第一実施形態に係るゲイン設定装置の構成を示すブロック図である。
【図４】情報処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】オープンループゲインを取得する手法を説明するための図である。
【図６】図６（Ａ）は、スピーカ２１〜２３におけるオープンループゲインとマスターボリュームとの関係の一例を、図６（Ｂ）は、スピーカ２１〜２３におけるゲインＧｎとマスターボリュームとの関係の一例を示すグラフである。
【図７】図７（Ａ）は、スピーカ２１〜２３におけるオープンループゲインとマスターボリュームとの関係の一例を、図７（Ｂ）は、スピーカ２１〜２３におけるゲインＧｎとマスターボリュームとの関係の一例を示すグラフである。
【図８】図８（Ａ）は、スピーカ２１〜２３におけるオープンループゲインとマスターボリュームとの関係の一例を、図８（Ｂ）は、スピーカ２１〜２３におけるゲインＧｎとマスターボリュームとの関係の一例を示すグラフである。
【図９】図９（Ａ）は、スピーカ２１〜２３におけるオープンループゲインとマスターボリュームとの関係の一例を、図９（Ｂ）は、スピーカ２１〜２３におけるゲインＧｎとマスターボリュームとの関係の一例を示すグラフである。
【図１０】第二実施形態に係るゲイン設定装置が設置された室内の平面図である。
【図１１】第二実施形態に係るゲイン設定装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２（Ａ）は、第三実施形態に係る拡声システムが設置された室内の平面図であり、図１２（Ｂ）は、第三実施形態に係る拡声システムが設置された室内の断面図である。
【図１３】実施例における、受聴位置と音圧レベルとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、第一実施形態に係るゲイン設定装置１が設置された室内の平面図であり、図２は、断面図（図１に示すＡ−Ａ面の断面図）である。図３は、ゲイン設定装置１の構成を示すブロック図である。ゲイン設定装置１は、例えば多人数の会議や講習会等が開催される室内に設置され、話者の声を拡声して受聴者に対して放音するものである。
【００１１】
ゲイン設定装置１は、マイク１１、複数のスピーカ（この例では９つのスピーカ２１〜スピーカ２９）、及び信号処理装置４を備えている。信号処理装置４は、マスターボリューム受付部３１及び調整器３２を備えている。ゲイン設定装置１は、その他、発振器３４、モニタリング装置３５又は情報処理装置５を備える。発振器３４は、必ずしも必要ではないが後述のオープンループゲインを取得するため、ホワイトノイズ又はピンクノイズ等の音を発生させるものである。ゲイン設定装置１は、必要に応じて、フィードバックサプレッサ３０、アンプ４０〜アンプ４９又はマトリックスミキサ３３等を備えていてもよい。
【００１２】
図２の例では、ゲイン設定装置１は、マイク１１を室内の天井から下方に向けて吊り下げて設置している。ただし、マイク１１の設置態様は、図２の例に限るものではない。マイク１１の設置位置は、話者Ｔから離れた位置であればよい。例えば、マイク１１の設置位置は、天井の内部に埋め込まれた位置であってもよい。なお、マイク１１の設置位置は話者Ｔの周辺であればよく、話者Ｔから向かって受聴者Ｌ１〜Ｌ９側の位置に限られず、例えば、話者Ｔの頭上や、又は話者Ｔから向かって受聴者Ｌ１〜Ｌ９との反対側の位置へ設置されていてもよい。
【００１３】
ゲイン設定装置１は、複数のスピーカ２１〜２９を、天井の内部に埋め込んだ位置において、室内に向けて設置している。ただし、複数のスピーカ２１〜２９の設置態様も、図２の例に限るものではない。例えば、ゲイン設定装置１は、複数のスピーカ２１〜２９を、マイク１１と同様に、室内の天井から下方に向けて吊り下げて設置してもよい。
【００１４】
ゲイン設定装置１は、複数のスピーカを、図１に示すように平面視してマトリクス状に設置している。ゲイン設定装置１は、各受聴者Ｌ１〜Ｌ９の周辺には、複数のスピーカ２１〜２９を設置している。スピーカ２１の設置位置は、マイク１１に最も近い位置である。図１においては、スピーカ２１から見てマイク１１の設置されている方向をＸ方向とし、該Ｘ方向に直交する方向をＹ方向とする。スピーカ２４及びスピーカ２７の設置位置は、スピーカ２１を中央行として、スピーカ２１と同じ列にＹ方向に沿って並ぶ。スピーカ２２の設置位置は、スピーカ２１と同様に中央行に設置され、スピーカ２１よりもマイク１１から遠い。スピーカ２５及びスピーカ２８の設置位置は、スピーカ２２を中央行として、スピーカ２２と同じ列にＹ方向に沿って並ぶ。スピーカ２３の設置位置は、スピーカ２１と同様に中央行に設置され、スピーカ２２よりもさらにマイク１１から遠い。スピーカ２６及びスピーカ２９の設置位置は、スピーカ２３を中央行として、スピーカ２３と同じ列にＹ方向に沿って並ぶ。マイク１１と複数のスピーカ２１〜２９との組合せは、各系統を構成する。なお、スピーカの数、及び平面視した設置態様も、図１及び図２に示した例に限るものではない。
【００１５】
図２に示すように、室内における音の伝わり方は、話者Ｔの位置からマイク１１に至る第１系統の第１伝達関数ＨＴ１，Ｍｉ、話者Ｔの位置から複数の受聴者Ｌｎの位置（この例ではｎ＝１〜９）に至る第２系統の第２伝達関数ＨＴ１，Ｌn、複数のスピーカＳｎ（ｎ＝１〜９）から複数の受聴者Ｌｎの位置に至る第３系統の第３伝達関数ＨＳｎ，Ｌn、及び複数のスピーカＳｎからマイク１１に至る第４系統の第４伝達関数ＨＳｎ，Ｍｉの伝達関数で示される。例えば、話者Ｔの発した音をマイク１１が直接収音する音の伝達関数はＨＴ１，Ｍ１、スピーカ２１から放音された音をマイク１１が収音する音の伝達関数はＨＳ１，Ｍ１という関数で示される。話者Ｔの発した音から受聴者Ｌ１が直接聴き取る音の伝達関数はＨＴ１，Ｌ１、スピーカ２１から放音された音を受聴者Ｌ１が聴き取る音の伝達関数はＨＳ１，Ｌ１という関数で示される。
【００１６】
講義室Ｒの内部において、受聴者Ｌｎの位置における音圧は、話者Ｔの発する音の音圧と、受聴者Ｌｎの位置におけるスピーカから放音された音の音圧と、の加算値に対応する。一般的に、話者Ｔから受聴者Ｌｎの距離が近いほど話者Ｔから受聴者Ｌｎに伝達する音が大きくなり、話者Ｔから受聴者Ｌｎの距離が遠いほど話者Ｔから受聴者Ｌｎに伝達する音が小さくなる。このため、調整器３２がスピーカのゲインＧｎを調整することにより、話者Ｔから遠い受聴者Ｌｎが聴きとれるように音圧を高める必要がある。また、スピーカからマイク１１の距離が近いほどループゲインが大きくなる。このため、スピーカからマイク１１の距離が近いほどハウリングが起こり易くなる。調整器３２は、マイク１１と各スピーカ２１〜２９との組合せにおける各系統のゲインを、ハウリングが生じないように調整する。
【００１７】
図２の例では、話者Ｔは、マイク１１の下方に位置する。マイク１１は、話者Ｔの発した音を収音する。ゲイン設定装置１は、マイク１１で取得された音に係る音信号を、アンプ４０で増幅された後に信号処理装置４に入力する。
【００１８】
信号処理装置４は、信号処理装置４に入力された音信号を、まずフィードバックサプレッサ３０に入力する。フィードバックサプレッサ３０としては、例えば、ノッチフィルタタイプが用いられ、ループゲインのピークを除去する。次に、信号処理装置４は、音信号を、マトリックスミキサ３３に入力する。マトリックスミキサ３３は、入力された音信号を複数系統（この例では、スピーカの数と同じ９つの系統）に分配する。
【００１９】
マスターボリューム受付部３１は、ユーザが入力するマスターボリュームを受付ける。ゲインの調整方法については後で詳細に説明するが、調整器３２は、マイク１１と各スピーカ（スピーカ２１〜スピーカ２９）との組合せにおける各系統のゲインを調整する。調整器３２は、各系統のゲイン調整器３２１〜ゲイン調整器３２９において、入力された音信号のゲインを調整し、アンプ４１〜アンプ４９に出力する。調整器３２は、例えば、スピーカ２１に対応するゲインはＧ１として、スピーカ２２に対応するゲインはＧ２として、スピーカ２３に対応するゲインはＧ３として、それぞれ調整する。
【００２０】
スピーカアンプ４１〜スピーカアンプ４９は、それぞれ入力された音信号を増幅して、スピーカ２１〜スピーカ２９に出力する。
【００２１】
この様にして、ゲイン設定装置１は、マイク１１で取得された音を、スピーカ２１〜スピーカ２９毎にゲインを調整して、受聴者Ｌ１〜Ｌ９に届ける。
【００２２】
情報処理装置５は、例えばパーソナルコンピュータからなる。情報処理装置５は、制御部６及び記憶部７を備えている。制御部６が記憶部７に記憶されたゲイン設定プログラムを実行することで、図３に示すオープンループゲイン取得部５１、ゲイン算出部５２、及びゲイン設定部５３が実現される。
【００２３】
図４は、情報処理装置５の動作を示すフローチャートである。以下、ゲイン設定方法について説明する。まず、オープンループゲイン取得部５１は、室内におけるマイク１１と各スピーカ（スピーカ２１〜スピーカ２９）との組合せにおける各系統のオープンループゲインを取得する（ｓ１１）。
【００２４】
図５は、オープンループゲインを取得する手法を説明するための図である。図５に示すように、オープンループゲイン取得部５１は、マイク１１と各スピーカ（スピーカ２１〜スピーカ２９）との組合せにおける各系統についてのオープンループゲインをそれぞれ個別に取得する。例えば、マイク１１とスピーカ２３との組み合わせが挙げられる。例えば、講義室Ｒの内部に、話者Ｔと受聴者Ｌ３とがいる状態を仮想的に構成する。マイク１１とスピーカ２３との間に設けられたスイッチ５５をオフにした状態で、発振器３４はホワイトノイズを発生する。モニタリング装置３５は、発振器３４で発生したホワイトノイズを検出する。ＩＮ１は、発振器３４で発生したホワイトノイズを直接モニタリング装置３５で検出したものである。これに対してＩＮ２は、スピーカ２３及びマイク１１を介してモニタリング装置３５で検出したものである。詳細に説明すると、スピーカ２３は、発振器３４で発生したホワイトノイズをスピーカ２３から放音する。マイク１１は、スピーカ２３から放音されて講義室Ｒの内部を経由したホワイトノイズを、収音する。モニタリング装置３５は、マイク１１で収音された音をＩＮ２として検出する。
【００２５】
オープンループゲインの取得は、例えば基準のゲインＧｎを０ｄＢとしたとき、以下の式１に基づいて行う。
【００２６】
（式１）Ｏｐｅｎ  Ｌｏｏｐ  Ｇａｉｎ＝１０ｌｏｇ１０（（ＩＮ２／ＩＮ１）２）
オープンループゲイン取得部５１は、室内の形状、マイクの位置、スピーカの位置、受聴位置、及び話者位置等の入力を受付けて、数値シミュレーションや予め用意されたデータにより各オープンループゲインを推定することで、各オープンループゲインを自動で取得してもよい。この場合、オープンループゲイン取得部５１は、記憶部７に記憶された上記各種条件のデータを基に、各オープンループゲインを推定する。これにより、使用の際に毎回オープンループゲインを取得する手間が省略される。
【００２７】
ゲイン算出部５２は、オープンループゲイン取得部５１が取得したオープンループゲイン及びマスターボリュームを用いて、マイク１１から複数のスピーカＳｎに至る各系統のゲインＧｎを算出する（ｓ１２）。
【００２８】
ゲイン設定部５３は、算出された各系統のゲインＧｎの情報をスピーカ毎に設定して調整器３２に送信する。各系統のゲインＧｎは、図３に示した調整器３２のうち各系統のゲイン調整器３２１〜ゲイン調整器３２９に設定されるべきゲイン設定値に対応する。以下、各系統のゲインＧｎの調整方法について説明する。
【００２９】
図６（Ａ）は、スピーカ２１〜２３におけるオープンループゲインとマスターボリュームとの関係の一例を、図６（Ｂ）は、スピーカ２１〜２３におけるゲインＧｎとマスターボリュームとの関係の一例を示すグラフである。ゲイン算出部５２は、取得したオープンループゲイン及びマスターボリューム受付部３１で受け付けたマスターボリュームに応じてループゲインが所定値を超えないように各系統のゲインを算出する。ゲインＧｎはオープンループゲインのマスターボリュームに対する何らかの関数として表すことができる。ハウリングが生じない条件は、ループゲインが０ｄＢ未満となる場合である。ループゲインは、十分にハウリングしない程度の値であり、例えば−６ｄＢである。調整器３２がループゲインを−６ｄＢを超えないように設定することにより、ハウリングの発生を防止することができる。以下に各系統のゲインの調整態様の例を示す。ゲインの調整態様として、説明の便宜上、スピーカ２１〜２３の位置を挙げて説明する。
【００３０】
図６（Ａ）及び（Ｂ）に示す設定態様においては、ゲイン算出部５２は、マスターボリュームの増加に連動させて各ゲインを同様に増加させるが、系統毎にループゲインが所定値（−６ｄＢ）以下となるよう、ゲインを制限する。例えば、スピーカ２１のゲインＧ１＝０ｄＢ、マスターボリュームが０ｄＢで予め測定したオープンループゲインが＋１８ｄＢである場合において、ループゲインを−６ｄＢにしようとすると、マスターボリュームが０ｄＢの場合のゲインＧ１は−２４ｄＢに設定する必要がある。したがって、ゲイン算出部５２は、ゲインＧ１を−２４ｄＢで制限する。これにより、マスターボリュームを増加させてもループゲインが所定値の−６ｄＢ以上になることはない。例えば、スピーカ２２のゲインＧ２が０ｄＢで、マスターボリュームが０ｄＢで測定したオープンループゲインが＋１５ｄＢであったとすると、ループゲインを−６ｄＢにするためのゲインＧ２は、−２１ｄＢとなる。同様にスピーカ２３のゲインＧ３が０ｄＢで、マスターボリュームが０ｄＢで測定したオープンループゲインが＋５ｄＢであったとすると、ループゲインを−６ｄＢにするためのゲインＧ３は、−１１ｄＢとなる。したがって、ゲイン算出部５２は、マスターボリュームを上げても、ゲインＧ２を−２１ｄＢに、ゲインＧ３を−１１ｄＢに制限する。一般的にマイクとスピーカの距離が遠いほど、スピーカからマイクへ戻る音の大きさは小さくなり、ループゲインも小さくなる。このため、マスターボリュームを上げた場合、マイクに近いスピーカのゲインは、マイクから遠いスピーカのゲインに比べて低いボリューム位置で増加しなくなる。これにより、ゲイン設定部５３は、スピーカとマイク１１との距離が遠くなるほどマスターボリュームを増加するにつれ、大きいゲインを設定させることができる。したがって、ゲイン設定装置１は、スピーカとマイク１１との距離が遠くなるほど、スピーカから放音される音を大きくすることができる。
【００３１】
図７（Ａ）は、スピーカ２１〜２３におけるオープンループゲインとマスターボリュームとの関係の一例を、図７（Ｂ）は、スピーカ２１〜２３におけるゲインＧｎとマスターボリュームとの関係の一例を示すグラフである。図７（Ａ）及び（Ｂ）に示す設定態様は、マスターボリュームに対するゲインの変化率が系統毎に異なる態様の一例である。ゲイン算出部５２は、スピーカ２１〜２３の位置にかかわらず、所定値（−６ｄＢ）となるまでループゲインを増加するように算出する。この設定においては、スピーカ２１〜２３の位置において、マスターボリュームの増加に対するループゲインの増加の割合が異なっている。この場合、ゲイン設定部５３は、スピーカ２１〜２３の位置毎に、マスターボリュームの増加に対するゲインの増加の割合を変えることにより、より使用状況に応じた設定をすることができる。
【００３２】
図８（Ａ）は、スピーカ２１〜２３におけるオープンループゲインとマスターボリュームとの関係の一例を、図８（Ｂ）は、スピーカ２１〜２３におけるゲインＧｎとマスターボリュームとの関係の一例を示すグラフである。図８（Ａ）及び（Ｂ）に示す設定態様は、ゲイン算出部５２が、スピーカ２１〜２３の位置にかかわらず、同じオープンループゲインとなり、かつ、所定値（−６ｄＢ）となるまでループゲインを増加するように算出するものである。この設定においては、常にマイクに近いスピーカほどゲインが小さく設定される。
【００３３】
図９（Ａ）は、スピーカ２１〜２３におけるオープンループゲインとマスターボリュームとの関係の一例を、図９（Ｂ）は、スピーカ２１〜２３におけるゲインＧｎとマスターボリュームとの関係の一例を示すグラフである。図９（Ａ）及び（Ｂ）に示す設定態様は、マスターボリュームに対するゲインの変化率が系統毎に異なる態様の一例である。マスターボリュームの最大設定値は、６ｄＢである。マスターボリュームの増加に連動させてループゲインが所定値（−６ｄＢ）となるまでゲインを増加するように算出する。この設定において、ゲイン算出部５２は、スピーカ２１〜２３の位置にかかわらず、マスターボリュームが変化した場合には、必ずゲインを変化する。マスターボリュームを変化させても音量が変化しない場合、利用者が違和感を受ける可能性がある。しかし、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示す設定態様においては、マスターボリュームの変化に連動して、ゲイン算出部５２は必ずゲインを変化するため、利用者に違和感を与えることを防止することができる。なお、図９（Ａ）及び（Ｂ）では、マスターボリュームとゲインの関係を直線で表現したが、途中で変化率が変わるような関係でもよい。
【００３４】
上述のように、調整器３２は、取得したオープンループゲインとマスターボリューム受付部３１で受け付けたマスターボリュームに応じてループゲインが所定値（−６ｄＢ）を超えないように各系統のゲインを調整する。例えば、図３で示すマイク１１とスピーカ２３との組み合わせの場合（受聴者Ｌ３の場合）、マイク１１とスピーカ２３との距離が遠く、ＩＮ２が比較的小さくなるため、オープンループゲインは比較的小さくなる。このため、ゲイン算出部５２がマスターボリュームに応じてゲインを増加しても、ハウリングが生じにくい。したがって、ゲイン設定装置１は、受聴者Ｌ３が十分に聴きとれる程度に音圧を高めることができる。これに対して、図３で示すマイク１１とスピーカ２１との組み合わせの場合（受聴者Ｌ１の場合）、マイク１１とスピーカ２１との距離が近く、ＩＮ２が比較的大きくなるため、オープンループゲインは比較的大きくなる。しかし、ゲイン算出部５２はループゲインが−６ｄＢを超えないようにゲインを算出するため、マイク１１とスピーカ２１との間で生じるハウリングを抑制することができる。一方で、受聴者Ｌ１は話者Ｔから近いため、スピーカ２１のゲインが小さくても十分に話者Ｔからの音を聴き取ることができる。
【００３５】
なお、制御部６は、予め記憶部７に記憶された各系統のオープンループゲインと、マスターボリュームとの関係を示す情報を基に、調整器３２に各系統のゲインを設定させることができる。これにより、利用者は少なくともマスターボリュームを設定するだけで、各系統のゲインを自動で設定することができるため、ゲイン調整にかかる時間や手間が省略される。
【００３６】
上記説明では、オープンループゲイン、及びスピーカのゲインは、それぞれ単一の値として取り扱ってきたが、周波数ごと、もしくは周波数帯域ごとに適用してもよい。すなわち、ゲイン設定装置１は、各スピーカに対して周波数帯域毎にゲインを持たせて、一つのマスターボリュームを操作した際に、各スピーカの周波数帯域毎に、所定のループゲイン以下となるようにゲインを制御することとしてもよい。これにより、各スピーカの系統ごとにハウリングしやすい周波数帯域のゲインを上げることなく、全体の音量を上げることができる。
【００３７】
図１０は、第二実施形態に係るゲイン設定装置２が設置された室内の平面図である。図１１は、第二実施形態に係るゲイン設定装置２の構成を示すブロック図である。
【００３８】
図１０及び図１１に示すように、第二実施形態に係るゲイン設定装置２は、複数のマイク１１〜１３及び、オートミキサ３６を備えること以外は、第一実施形態に係るゲイン設定装置１と同様の構成である。このため、第一実施形態に係るゲイン設定装置１と同様の構成については説明を省略する。オートミキサ３６は、本発明のミキサに相当するものである。
【００３９】
ゲイン設定装置２は、マイク１１〜１３を備え、マイク１１〜１３を講義室Ｒの内部における話者Ｔの周辺に設置する。ゲイン設定装置２においては、マイク１１〜１３とスピーカ２１〜２９との組合せが各系統を構成する。ゲイン設定装置２は、マイク１１〜１３とフィードバックサプレッサ３０との間に、マイク１１〜１３にそれぞれ接続したアンプ４０１〜４０３と、オートミキサ３６とを備える。オートミキサ３６は、各マイク１１〜１３から入力される音信号をミキシングして後段のフィードバックサプレッサ３０に出力する。オートミキサ３６は、マイク１１〜１３から入力される音信号のレベルに応じて各マイクのゲインを自動調整する。
【００４０】
例えば、オートミキサ３６は、マイク１１〜１３から入力される音信号のうち、最もレベルが高いマイクを選択して、選択したマイクの音信号を後段に出力する。あるいは、オートミキサ３６は、レベルが高い系統のゲインを高く設定し、レベルが低い系統のゲインを低く設定する。
【００４１】
オープンループゲイン取得部５１は、マイク１１〜１３とスピーカ２１〜２９との組合せにおける各系統のオープンループゲインＧｍ，ｎ（ｍ：マイク番号、ｎ：スピーカ番号）を、上記の式１に基づいて取得する。例えば、話者Ｔがマイク１２の付近で話をするシチュエーションにおいて、マイク１２が選択された場合を想定する。この場合、同程度のスピーカのゲインＧｍ，ｎでは、マイク１２から最も遠い受聴者Ｌ９に対応するスピーカ２９のオープンループゲインが比較的小さくなり、マイク１２から最も近い受聴者Ｌ４に対応するスピーカ２４のオープンループゲインが比較的大きくなる。したがって、Ｇ１２，２４を小さく抑えながら、Ｇ１２，２９は大きな値とすることができる。これにより、ゲイン設定装置２は、受聴者Ｌ９が十分に聴きとれる程度にスピーカ２９の音圧を高めることができ、且つループゲインが−６ｄＢを超えないようにゲインを設定するため、マイク１２とスピーカ２４との間で生じるハウリングを抑制することができる。なお、マイクを選択するのではなく、オートミキサ３６によってゲインが変わる場合は、マイクのゲインの変化も含めて、スピーカ側のゲインを決定することができる。
【００４２】
また、受聴者Ｌ４の位置において、話者Ｔがマイク１２の付近で話をする場合と、マイク１３の付近で話をする場合と、を比較する。話者Ｔがマイク１２の付近で話をする場合、話者Ｔから近いマイク１２とスピーカ２４の系統のオープンループゲインは比較的大きくなる。しかし、ゲイン設定装置２は、ループゲインが−６ｄＢを超えないようにゲインを設定するため、マイク１２とスピーカ２４との間で生じるハウリングを抑制することができる。これに対して、話者Ｔがマイク１３の付近で話をする場合、話者Ｔから遠いマイク１３とスピーカ２４の系統のオープンループゲインは比較的小さくなる。このため、ゲイン設定装置２は、マイク１３とスピーカ２４の系統のゲインを大きく設定することができ、受聴者Ｌ４が十分に聴きとれる程度にスピーカ２４の音圧を高めることができる。
【００４３】
図１２（Ａ）は、第三実施形態に係る拡声システム１Ｂが設置された室内の平面図であり、図１２（Ｂ）は、第三実施形態に係る拡声システム１Ｂが設置された室内の断面図である。第三実施形態に係るゲイン設定装置３は、会議室等において複数名で会議する場合に使用されるものである。ゲイン設定装置３は、複数のマイク６１〜６８及び、複数のスピーカ７１〜７８を備えることと、その配置以外は、第二実施形態に係るゲイン設定装置２と同様の構成である。このため、第二実施形態に係るゲイン設定装置２と同様の構成については説明を省略する。
【００４４】
ゲイン設定装置３においては、話者Ｔ１１〜Ｔ１８が、同時に受聴者Ｔ１１〜Ｔ１８である。このため、ゲイン設定装置３は、マイク６１〜６８及びスピーカ７１〜７８におけるそれぞれの一組を全ての話者Ｔ１１〜Ｔ１８の付近に配置している。これにより、ゲイン設定装置３においては、マイク６１〜６８とスピーカ７１〜７８との組合せが各系統を構成している。
【００４５】
オープンループゲイン取得部５１は、マイク６１〜６８とスピーカ７１〜７８との組合せにおける各系統のオープンループゲインを、上記の式１に基づいて取得する。例えば、話者Ｔ１１が話をする場合について説明する。話者Ｔ１１に対応するマイク６１と話者Ｔ１１から最も近いスピーカ７１の系統のオープンループゲインは比較的大きくなる。しかし、ゲイン設定装置３は、ループゲインが−６ｄＢを超えないようにゲインを設定するため、マイク６１とスピーカ７１との間で生じるハウリングを抑制することができる。これに対して、マイク６１と話者Ｔ１１から最も遠いスピーカ７５の系統のオープンループゲインは比較的小さくなる。このため、ゲイン設定装置３は、マイク６１とスピーカ７５の系統のゲインを大きく設定することができ、受聴者Ｔ１５が十分に聴きとれる程度にスピーカ２４の音圧を高めることができる。
【００４６】
また、受聴者Ｔ１５の位置において、受聴者Ｔ１５から近い話者Ｔ１４が話をする場合と、受聴者Ｔ１５から遠い話者Ｔ１１が話をする場合と、を比較する。話者Ｔ１４が話をする場合、話者Ｔ１４に対応するマイク６４とスピーカ７５との系統のオープンループゲインは比較的大きくなる。しかし、ゲイン設定装置３は、ループゲインが−６ｄＢを超えないようにゲインを設定するため、マイク６４とスピーカ７５との間で生じるハウリングを抑制することができる。これに対して、話者Ｔ１１が話をする場合、話者Ｔ１１に対応するマイク６１とスピーカ７５との系統のオープンループゲインは比較的小さくなる。このため、ゲイン設定装置３は、マイク６１とスピーカ７５との系統のゲインを大きく設定することができ、受聴者Ｔ１５が十分に聴きとれる程度にスピーカ７５の音圧を高めることができる。
【００４７】
図１３は、実施例１及び比較例１における、受聴位置と音圧レベルとの関係を示すグラフである。実施例１及び比較例１において、話者から1、２、４及び８ｍの位置に受聴者がいる設定で、それぞれの位置における音圧レベルを得た。実施例１においてはマスターボリュームの設定値を６ｄＢに、−６ｄＢに、−１２ｄＢに、−３０ｄＢに設定した場合についてそれぞれの位置における音圧レベルを得た。比較例１においてはゲイン設定装置を使用しない場合（生声）についてそれぞれの位置における音圧レベルを得た。
【００４８】
図１３に示すように、実施例１では、マスターボリュームの設定値を６ｄＢ、−６ｄＢ、−１２ｄＢ又は、−３０ｄＢのいずれに設定した場合においても、全ての受聴位置において、生声を測定した比較例１の結果以上の音圧レベルが得られた。どの受聴位置においてもマスターボリュームの設定値を−３０ｄＢから−６ｄＢまで増加するにつれ、得られる音圧レベルが増加した。また、マスターボリュームの設定値を−６ｄＢ以上に設定した場合（設定値が６ｄＢの場合、及び設定値が−６ｄＢの場合）においては、どの受聴位置においても同様の音圧レベルであった。このように、マスターボリュームの設定値を−６ｄＢ以上に設定した場合においては、結果に差が見られず、受聴位置が遠くなるにつれて十分に音圧レベルを増加させつつも、ハウリングが生じなかった。したがって、ゲイン設定装置は、話者から離れた位置においてもハウリングを生じさせることなく、室全体で極力高い音圧で拡声することができることが確認された。
【符号の説明】
【００４９】
１，２，３…ゲイン設定装置
６…制御部
７…記憶部
１１，１２，１３…マイク
２１〜２９…スピーカ
３１…マスターボリューム受付部
３２…調整器
３６…オートミキサ（ミキサ）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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