(57)【要約】      （修正有）【課題】ハウリングを防止し、かつ室内にできるだけ均一な音量で音声を伝達するゲイン設定を行なう、ゲイン設定装置、ゲイン設定方法、プログラムを提供する。【解決手段】ゲイン設定装置は、伝達関数取得部と、ゲイン算出部と、ゲイン設定部と、を備えている。伝達関数取得部は、話者位置からマイクに至る第１系統の第１伝達関数、話者位置から複数の受聴位置に至る第２系統の第２伝達関数、複数のスピーカから複数の受聴位置に至る第３系統の第３伝達関数及び複数のスピーカからマイクに至る第４系統の第４伝達関数、を取得する。伝達関数取得部で得られた第１伝達関数乃至第４伝達関数を用いて、受聴位置の全てにおいて一定以上のエネルギが得られ、かつ、複数のスピーカからマイクに至る帰還系統におけるループゲインが１未満となるように、マイクから複数のスピーカに至る第５系統のゲインを算出し、第５系統の各系統に設定する。【選択図】図３
2018137531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
話者位置からマイクに至る第１系統の第１伝達関数、前記話者位置から複数の受聴位置に至る第２系統の第２伝達関数、複数のスピーカから前記複数の受聴位置に至る第３系統の第３伝達関数、および前記複数のスピーカから前記マイクに至る第４系統の第４伝達関数、を取得する伝達関数取得部と、
前記伝達関数取得部で得られた前記第１伝達関数乃至前記第４伝達関数を用いて、前記複数の受聴位置の全てにおいて一定以上のエネルギが得られ、かつ前記複数のスピーカから前記マイクに至る帰還系統におけるループゲインが１未満となるように、前記マイクから前記複数のスピーカに至る第５系統のゲインを算出するゲイン算出部と、
前記ゲイン算出部が算出したゲインに基づくゲイン設定値を、前記第５系統に設定するゲイン設定部と、
を備えたゲイン設定装置。
【請求項２】
前記伝達関数取得部は、前記第５系統のうち、前記ゲインを除く信号処理に係る第５伝達関数をさらに取得し、
前記ゲイン算出部は、さらに前記第５伝達関数を用いて前記ゲインを算出する、
請求項１に記載のゲイン設定装置。
【請求項３】
前記ゲイン算出部は、前記ゲインが負の値となる系統があった場合に、該負の値を０にオフセットして前記ゲインを再度算出する、
請求項１または請求項２に記載のゲイン設定装置。
【請求項４】
前記ゲイン算出部は、前記受聴位置の数と、前記スピーカの数と、が異なる場合には、前記受聴位置の数の前記スピーカの数と同一とみなして前記ゲインを算出し、算出したゲインから前記第５系統の各系統のゲインを推定し、
前記ゲイン設定部は、前記ゲイン算出部が推定したゲインに基づいて、前記ゲイン設定値を設定する、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のゲイン設定装置。
【請求項５】
前記伝達関数取得部は、音声の周波数特性に基づいて、前記第１伝達関数乃至前記第４伝達関数を取得する、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のゲイン設定装置。
【請求項６】
前記ゲイン算出部は、複数の前記マイクがある場合に、前記複数のマイクの各マイクについて前記ゲインを算出し、
前記ゲイン設定部は、前記各マイクについて算出された前記ゲインのうち、少なくともいずれか１つの算出結果を設定する、
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のゲイン設定装置。
【請求項７】
前記ゲイン算出部は、複数の前記マイクがある場合に、前記複数のマイクを１つのマイクに統合して前記ゲインを算出する、
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のゲイン設定装置。
【請求項８】
前記ゲイン算出部は、複数の前記話者位置がある場合に、前記複数の話者位置のうち各話者位置について前記ゲインを算出し、
前記ゲイン設定部は、前記各話者位置について算出された前記ゲインのうち、少なくともいずれか１つの算出結果を設定する、
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のゲイン設定装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のゲイン設定装置と、
マイクと、
複数のスピーカと、
前記第５系統のそれぞれのゲインを、前記ゲイン設定部の設定するゲイン設定値に応じた値に調整するゲイン調整器と、
を備えた拡声システム。
【請求項１０】
話者位置からマイクに至る第１系統の第１伝達関数、前記話者位置から複数の受聴位置に至る第２系統の第２伝達関数、複数のスピーカから前記複数の受聴位置に至る第３系統の第３伝達関数、および前記複数のスピーカから前記マイクに至る第４系統の第４伝達関数、を取得する伝達関数取得処理と、
前記伝達関数取得処理で得られた前記第１伝達関数乃至前記第４伝達関数を用いて、前記複数の受聴位置の全てにおいて一定以上のエネルギが得られ、かつ前記複数のスピーカから前記マイクに至る帰還系統におけるループゲインが１未満となるように、前記マイクから前記複数のスピーカに至る第５系統のゲインを算出するゲイン算出処理と、
前記ゲイン算出処理で算出したゲインに基づくゲイン設定値を、前記第５系統に設定するゲイン設定処理と、
を行なうゲイン設定方法。
【請求項１１】
話者位置からマイクに至る第１系統の第１伝達関数、前記話者位置から複数の受聴位置に至る第２系統の第２伝達関数、複数のスピーカから前記複数の受聴位置に至る第３系統の第３伝達関数、および前記複数のスピーカから前記マイクに至る第４系統の第４伝達関数、を取得する伝達関数取得処理と、
前記伝達関数取得処理で得られた前記第１伝達関数乃至前記第４伝達関数を用いて、前記複数の受聴位置の全てにおいて一定以上のエネルギが得られ、かつ前記複数のスピーカから前記マイクに至る帰還系統におけるループゲインが１未満となるように、前記マイクから前記複数のスピーカに至る第５系統のゲインを算出するゲイン算出処理と、
前記ゲイン算出処理で算出したゲインに基づくゲイン設定値を、前記第５系統に設定するゲイン設定処理と、
を情報処理装置に実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マイクからスピーカに至る系統のゲインを設定するゲイン設定装置、ゲイン設定方法およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、寺院の本堂内において、列席者全員に対して同一音量で話者の音が到達するように音量を調整する寺院用音響システムを開示している。特許文献１の寺院用音響システムは、話者位置の近くの天井にマイクを設置し、受聴位置の天井に複数のスピーカをマトリクス状に設置している。そして、特許文献１の寺院用音響システムは、各スピーカの音量を、マイクに近いスピーカほど小さく設定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−６５４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のシステムは、ハウリングが考慮されていない。仮に、全ての受聴位置において均一な音量を設定すると、マイクに近いスピーカの系統においてハウリングが生じる可能性が高くなる。
【０００５】
一方で、ハウリングが生じない様に低いゲインに設定すると、十分に拡声させることができず、話者の声が聴き取りづらい受聴位置が生じる。
【０００６】
これに対して、本願発明は、ハウリングが生じないように、かつ室内にできるだけ均一な音量で音声を伝達するゲイン設定を行なう、ゲイン設定装置、ゲイン設定方法および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】
【０００７】
この発明のゲイン設定装置は、伝達関数取得部と、ゲイン算出部と、ゲイン設定部と、を備えている。伝達関数取得部は、話者位置からマイクに至る第１系統の第１伝達関数、前記話者位置から複数の受聴位置に至る第２系統の第２伝達関数、複数のスピーカから前記複数の受聴位置に至る第３系統の第３伝達関数、および前記複数のスピーカから前記マイクに至る第４系統の第４伝達関数、を取得する。ゲイン算出部は、前記伝達関数取得部で得られた前記第１伝達関数乃至前記第４伝達関数を用いて、前記複数の受聴位置の全てにおいて一定以上のエネルギが得られ、かつ前記複数のスピーカから前記マイクに至る帰還系統におけるループゲインが１未満となるように、前記マイクから前記複数のスピーカに至る第５系統のゲイン設定値を算出する。ゲイン設定部は、前記ゲイン算出部が算出したゲインに基づくゲイン設定値を、前記第５系統に設定する。
【０００８】
各受聴位置における音のエネルギは、スピーカから出力される音のエネルギと、話者からの直接音のエネルギと、の加算値である。話者からの直接音のエネルギは、上記第２伝達関数：ＨT1,Lnで表される。スピーカから出力される音のエネルギは、上記第１伝達関数Ｈ_T1,M1と第３伝達関数ＨSn, Lnと前記第５系統のゲインＧnとで表される。すると、複数の受聴位置の全てにおいて一定のエネルギが得られる条件は、
ＨT1,L1(ω) 2＋（ＨT1,M1(ω) ・ＨS1, L1(ω) ・Ｇ1(ω)）2・・・＋（ＨT1,M1(ω)・ＨSn, L1(ω) ・Ｇn(ω)）2
＝ＨT1,L2(ω) 2＋（ＨT1,M1(ω) ・ＨS1, L2(ω)・Ｇ1(ω)）2・・・＋（ＨT1,M1(ω)・ＨSn, L2(ω)・Ｇn(ω)）2
・・・
＝ＨT1,Ln(ω)2＋（ＨT1,M1(ω)・ＨS1, Ln(ω)・Ｇ1(ω)）2・・・＋（ＨT1,M1(ω)・ＨSn, Ln(ω)・Ｇn(ω)）2
となる。そして、帰還系統のループゲインｐが１未満となる条件は、第４伝達関数ＨSn,M1を用いて、
（Ｇ1 (ω) ・ＨS1, M1(ω)）2＋（Ｇ2 (ω)・ HS2, M1(ω)）2・・・＋（Ｇn (ω)・ＨSn, M1(ω)）2 =ｐ2＜１
で表される。ループゲインｐは、十分にハウリングがしない程度の値であり、例えば10 log10(p2)＝−６ｄＢとなる値である。
【０００９】
ゲイン算出部は、上記の関係式により、マイクからスピーカに至る第５系統のゲインＧｎ(ω)を算出する。これにより、ゲイン設定装置は、ハウリングが生じないように、かつ室内にできるだけ均一な音量で音声を伝達することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のゲイン設定装置は、ハウリングが生じないように、かつ室内にできるだけ均一な音量で音声を伝達することができるゲイン設定を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】拡声システムが設置された室内の平面図である。
【図２】拡声システムが設置された室内の断面図である。
【図３】拡声システム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】話者からの距離とエネルギの関係を示す図である。
【図６】応用例３に係る信号処理装置４Ａの構成を示すブロック図である。
【図７】応用例５に係る拡声システム１Ａが設置された室内の平面図である。
【図８】応用例５に係る信号処理装置４Ｂの構成を示すブロック図である。
【図９】図９（Ａ）は、応用例７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９（Ｂ）は、応用例７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。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、拡声システム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、拡声システム１の構成を示すブロック図である。
【００１３】
拡声システム１は、マイクＭ１、複数のスピーカ（この例では９つのスピーカＳ１〜スピーカＳ９）、信号処理装置４、および情報処理装置５を備えている。
【００１４】
拡声システム１は、図２の例では、マイクＭ１を、室内の天井から吊り下げ、室内の下方に向けて設置している。ただし、マイクＭ１の設置態様は、図２の例に限るものではない。マイクＭ１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、拡声システム１は、マイクＭ１を天井に埋め込む態様としてもよい。
【００１５】
拡声システム１は、複数のスピーカを、天井に埋め込み、室内の下方に向けて設置している。ただし、複数のスピーカの設置態様も、図２の例に限るものではない。例えば、複数のスピーカも、マイクＭ１と同様に、天井から吊り下げられる態様であってもよい。
【００１６】
拡声システム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。拡声システム１は、スピーカＳ１を、マイクＭ１に最も近い位置に設置している。図１においては、スピーカＳ１から見てマイクＭ１の設置されている方向をＹ方向とし、該Ｙ方向に直交する方向をＸ方向とする。拡声システム１は、スピーカＳ１を中央行として、スピーカＳ４およびスピーカＳ７をスピーカＳ１と同じ列に並んでＸ方向に沿って設置している。拡声システム１は、スピーカＳ２をスピーカＳ１と同様に中央行に設置し、スピーカＳ１よりもマイクＭ１に遠い位置に設置している。拡声システム１は、スピーカＳ５およびスピーカＳ８を、スピーカＳ２を中央行として、スピーカＳ２と同じ列に並んでＸ方向に沿って設置している。拡声システム１は、スピーカＳ３を、スピーカＳ１と同様に中央行に設置し、スピーカＳ２よりもさらにマイクＭ１から遠い位置に設置している。拡声システム１は、スピーカＳ６およびスピーカＳ９を、スピーカＳ３を中央行として、スピーカＳ３と同じ列に並んでＸ方向に沿って設置している。なお、スピーカの数、および平面視した設置態様も、図１および図２に示した例に限るものではない。
【００１７】
図２の例では、話者Ｔは、マイクＭ１の直下に位置する。マイクＭ１は、話者Ｔの発話した音を収音する。
【００１８】
図３に示すように、信号処理装置４は、マトリクスミキサ４２およびゲイン調整器４３を備えている。
【００１９】
マイクＭ１は、取得した音に係る音信号をマイクアンプ４０に入力する。マイクアンプ４０は、入力された音信号を増幅した後に信号処理装置４におけるマトリクスミキサ４２に入力する。マトリクスミキサ４２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。
【００２０】
ゲイン調整器４３は、各系統のゲイン調整器４３１〜ゲイン調整器４３９において、入力された音信号のゲインを調整し、スピーカアンプ４５１〜４５９に出力する。
【００２１】
スピーカアンプ４５１〜スピーカアンプ４５９は、それぞれ入力された音信号を増幅して、スピーカＳ１〜スピーカＳ９に出力する。
【００２２】
この様にして、拡声システム１は、マイクＭ１で取得された音を拡声し、受聴者Ｌ１〜Ｌ９に届ける。
【００２３】
情報処理装置５は、本発明のゲイン設定装置に対応し、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、不図示のＣＰＵおよび記憶媒体を備えている。情報処理装置５のＣＰＵは、記憶媒体に記憶されたプログラムを実行することで、図３に示す伝達関数取得部５１、ゲイン算出部５２、およびゲイン設定部５３として動作する。
【００２４】
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。まず、伝達関数取得部５１は、室内における各伝達関数を取得する（ｓ１１）。図２に示すように、室内における伝達関数は、話者位置ＴからマイクＭ１に至る第１系統の第１伝達関数ＨT1,M1と、話者位置Ｔから複数の受聴位置Ｌｎ（この例ではｎ＝１〜９）に至る第２系統の第２伝達関数ＨT1,Lnと、複数のスピーカＳｎ（ｎ＝１〜９）から複数の受聴位置Ｌｎに至る第３系統の第３伝達関数ＨSn, Lnと、複数のスピーカＳｎからマイクＭ１に至る第４系統の第４伝達関数ＨSn,M1と、がある。
【００２５】
各伝達関数は、話者位置またはスピーカから、実際にホワイトノイズ等のサンプル音を出力して、マイクまたは受聴位置において該サンプル音を取得することにより実測してもよい。ただし、伝達関数取得部５１は、室内の形状、マイクの位置、スピーカの位置、受聴位置、および話者位置等の入力を受け付けて、音声の周波数特性により、各伝達関数を推定することで、各伝達関数を取得してもよい。このとき、伝達関数取得部５１は、第１伝達関数ＨT1,M1にマイク変換効率を含め、第３伝達関数ＨSn, Lnおよび第４伝達関数ＨSn,M1にも、スピーカ変換効率を含めて、各伝達関数を推定する。
【００２６】
ゲイン算出部５２は、伝達関数取得部５１で取得された伝達関数を用いて、マイクＭ１から複数のスピーカＳｎに至る第５系統のゲインＧｎを算出する（ｓ１２）。
【００２７】
第５系統のゲインＧｎは、図３に示したゲイン調整器４３のうち各系統のゲイン調整器４３１〜ゲイン調整器４３９に設定されるべきゲイン設定値に対応する。
【００２８】
本実施形態では、ゲイン算出部５２は、全ての受聴位置において音のエネルギが一定以上となる条件で、かつハウリングが生じない程度のゲイン設定値を求める。
【００２９】
まず、各受聴位置Ｌｎにおける音のエネルギは、複数のスピーカＳｎから出力される音のエネルギと、話者からの直接音のエネルギと、の加算値に対応する。したがって、ゲイン算出部５２は、この加算値が、全ての受聴位置Ｌｎにおいて等しい場合として、以下の条件式を規定する。
【００３０】
ＨT1,L1(ω) 2＋（ＨT1,M1(ω) ・ＨS1, L1(ω) ・Ｇ1(ω)）2・・・＋（ＨT1,M1(ω)・ＨSn, L1(ω) ・Ｇn(ω)）2
＝ＨT1,L2(ω) 2＋（ＨT1,M1(ω) ・ＨS1, L2(ω)・Ｇ1(ω)）2・・・＋（ＨT1,M1(ω)・ＨSn, L2(ω)・Ｇn(ω)）2
・・・
＝ＨT1,Ln(ω)2＋（ＨT1,M1(ω)・ＨS1, Ln(ω)・Ｇ1(ω)）2・・・＋（ＨT1,M1(ω)・ＨSn, Ln(ω)・Ｇn(ω)）2
また、ハウリングが生じない条件は、複数のスピーカＳｎからマイクＭ１に至る帰還系統のループゲインｐが１未満となる場合である。したがって、ゲイン算出部５２は、第４伝達関数ＨSn,M1を用いて、
（Ｇ1 (ω) ・ＨS1, M1(ω)）2＋（Ｇ2 (ω)・ HS2, M1(ω)）2・・・＋（Ｇn (ω)・ＨSn, M1(ω)）2 =ｐ2＜１
で表される。ループゲインｐは、十分にハウリングがしない程度の値であり、例えば10 log10(p2)＝−６ｄＢとなる値である。
【００３１】
Ｇj（ω）2＝ｘj、ＨSj, M1(ω)2＝ａj、ＨT1,Lj(ω)2＝ｂj、ＨT1,M1(ω)2・ＨS1, Lj(ω)2＝ｃj（j＝１〜ｎ）とすれば、上記の関係式は、以下の行列式１で表すことができる。
【００３２】
【数１】
2018137531.tif 000003
ゲイン算出部５２は、当該行列式をｘjについて解くことにより、ゲインＧｎ(ω)を算出する。
【００３３】
そして、ゲイン設定部５３は、ゲイン算出部５２が算出したゲインＧｎ(ω)に基づくゲイン設定値を、ゲイン調整器４３１〜ゲイン調整器４３９に設定する（ｓ１３）。
【００３４】
ここで、ゲイン算出部５２で算出されたゲインＧｎ(ω)は、周波数特性を有する。信号処理装置４が、イコライザを備えている場合には、ゲイン設定部５３は、ゲインＧｎ(ω)をゲイン設定値Ｇ０とイコライザ設定値（周波数特性）Ｌｅｑ０(ω)とに分けて、ゲイン設定値Ｇ０をゲイン調整器４３１〜ゲイン調整器４３９に設定し、イコライザにイコライザ設定値（周波数特性）Ｌｅｑ０(ω)を設定する。
【００３５】
また、各伝達関数について、周波数ごとの値ではなく、例えば、Ａ特性補正および音声の周波数特性に合わせた周波数補正を施したオーバーオール値を用いることで、オーバーオール値のゲインＧｎを求めることができる。この場合、周波数ごとに最適化されたゲインＧｎ(ω)を求めることはできないため、予め、ハウリングしやすい周波数のゲインを下げるイコライジング等の処理をほどこしておくことが好ましい。
【００３６】
これにより、ゲイン設定装置である情報処理装置５は、ハウリングが生じないように、かつ室内にできるだけ均一な音量で音声を伝達することができるゲイン設定を行なうことができる。
【００３７】
（応用例１）
マイクＭ１に近い位置の受聴位置Ｌｎでは、話者からの直接音のエネルギが大きくなる。したがって、上述の計算式は、受聴位置において話者からの直接音のエネルギを低減させるように、ゲインＧｎ(ω)が負の値となる場合がある。しかし、受聴位置における音のエネルギをスピーカＳｎにより吸収することは困難である。そこで、応用例に係るゲイン算出部５２は、ゲインＧｎ(ω)が負の値となった場合に、当該負の値を０にオフセットして、再度ゲインＧｎ(ω)を算出する。これにより、図５に示すように、ゲインＧｎ(ω)が負の値となる場合には、マイクＭ１に近い位置におけるスピーカからのエネルギは０となり、話者からの直接音が支配的となる。一方で、話者から遠く、話者の直接音のエネルギが小さくなる位置では、スピーカからの音が支配的となり、受聴位置に関わらず、音のエネルギは均一となる。これにより、話者に近い受聴位置では一定よりも大きい音のエネルギ（話者からの直接音のエネルギ）が得られ、話者から遠い受聴位置では、一定のエネルギが得られる。すなわち、複数の受聴位置の全てにおいて音のエネルギが一定以上となる。
【００３８】
（応用例２）
マイクＭ１に近い位置のスピーカは、ハウリングに影響しやすい。したがって、応用例２に係るゲイン算出部５２は、マイクＭ１に近い位置のスピーカについて、ゲインを小さくすることを想定して、上述の加算値に所定の係数ｗlを乗算する。
【００３９】
［ＨT1,L1(ω) 2＋（ＨT1,M1(ω) ・ＨS1, L1(ω) ・Ｇ1(ω)）2・・・＋（ＨT1,M1(ω)・ＨSn, L1(ω) ・Ｇn(ω)）2］ｗ1
＝［ＨT1,L2(ω) 2＋（ＨT1,M1(ω) ・ＨS1, L2(ω)・Ｇ1(ω)）2・・・＋（ＨT1,M1(ω)・ＨSn, L2(ω)・Ｇn(ω)）2］ｗ2
・・・
＝［ＨT1,Ln(ω)2＋（ＨT1,M1(ω)・ＨS1, Ln(ω)・Ｇ1(ω)）2・・・＋（ＨT1,M1(ω)・ＨSn, Ln(ω)・Ｇn(ω)）2］ｗn
Ｇj（ω）2＝ｘj、ＨSj, M1(ω)2＝ａj、ＨT1,Lj(ω)2＝ｂj、ＨT1,M1(ω)2・ＨS1, Lj(ω)2＝ｃj（j＝１〜ｎ）とすれば、上記の関係式は、以下の行列式２で表すことができる。
【００４０】
【数２】
2018137531.tif 000004
係数Ｗnを大きくすると、対応するスピーカにおけるゲインＧｎ(ω)の算出結果は、小さくなる。したがって、ゲイン算出部５２は、話者に近い受聴位置（例えば受聴位置Ｌ１）における係数（例えばＷ１）は大きい値を設定し、話者に遠い受聴位置（例えば受聴位置Ｌ９）における係数（例えばＷ９）は小さい値を設定して、ゲインＧｎ(ω)を算出する。
【００４１】
（応用例３）
図６は、応用例３に係る信号処理装置４Ａの構成を示すブロック図である。信号処理装置４Ａは、信号処理装置４に対して、さらにイコライザ（ＥＱ）４１およびＥＱ４４を備えている。その他の構成は、信号処理装置４と同様である。
【００４２】
ＥＱ４１は、入力側の周波数特性を調整する。ＥＱ４４は、出力側の系統毎に設けられたＥＱ４４１〜ＥＱ４４９において、周波数特性を備えている。
【００４３】
ＥＱ４１およびＥＱ４４は、例えば、特定の周波数のゲインを低減するノッチフィルタである。ＥＱ４１およびＥＱ４４は、例えば予めユーザにより周波数およびゲイン（ノッチの深さ）が設定されている。あるいは、ＥＱ４１およびＥＱ４４は、ハウリングを検出した場合に、検出したハウリングの周波数に対して、所定の深さのノッチを自動設定する。
【００４４】
これらＥＱ４１およびＥＱ４４は、上記第５系統における信号処理である。したがって、応用例３に係る伝達関数取得部５１は、ゲインＧｎ(ω)を除く、第５系統の第５伝達関数として、ＥＱ４１およびＥＱ４４の伝達関数（すなわち、ノッチフィルタの設定）を取得する。ＥＱ４１の伝達関数をＨEQM1(ω)、ＥＱ４４の伝達関数をＨEQSn(ω)とすると、ゲイン算出部５２は、音のエネルギの加算値が均一となる以下の条件式により、ゲインＧn(ω)を求める。
【００４５】
ＨT1,L1(ω)2＋ＨT1,M1(ω)2・ＨEQM1(ω)2・［（ＨEQS1(ω)・ＨS1, L1(ω)・Ｇ1(ω)・・・＋ＨEQSn(ω)・ＨT1,M1(ω)・ＨSn, L1(ω)・Ｇn(ω)）2］
＝ＨT1,L2(ω)2＋ＨT1,M1(ω)2・ＨEQM1(ω)2・［（ＨEQS1(ω)・ＨS1, L2(ω)・Ｇ1(ω)・・・＋ＨEQSn(ω)・ＨT1,M1(ω)・ＨSn, L2(ω)・Ｇn(ω)）2］
・・・
＝ＨT1,Ln(ω)2＋ＨT1,M1(ω)2・ＨEQM1(ω)2・［（ＨEQS1(ω)・ＨS1, Ln(ω)・Ｇ1(ω)・・・＋ＨEQSn(ω)・ＨT1,M1(ω)・ＨSn, Ln(ω)・Ｇn(ω)）2］
これにより、ゲイン設定装置は、ノッチフィルタ等の信号処理の影響も含めて、ゲイン設定を行なうことができる。
【００４６】
（応用例４）
上述の例では、受聴位置の数と、スピーカの数が一致すると仮定して、条件式を設定している。しかし、実際には、受聴位置の数と、スピーカの数と、が異なる場合がある。そこで、応用例４に係るゲイン算出部５２は、受聴位置の数が多い場合には、該受聴位置の数をスピーカの数と同一であると見なして（受聴位置の数を減らす、または増やして）、ゲインを算出する。
【００４７】
ただし、受聴位置の数を減らした場合には、算出されるゲインの精度が低下する。しかし、受聴位置の数がスピーカの数よりも多い場合、未知数（ゲイン）の数より方程式の数が多くなるため、ゲインは、一意に決まらない。そのため、ゲイン算出部５２は、受聴位置を変更して複数回、ゲインを算出し、算出された複数のゲインから、最も適切な各系統のゲインを推定する。例えば、ゲイン設定装置は、受聴位置のエネルギの均一性が最小になる（すなわち、ハウリングしない条件を満たし、かつ条件式の各辺の差が最小）、といった条件で、最小自乗法等の最適化手法により未知数であるゲインを求める。
【００４８】
これにより、ゲイン設定装置は、受聴位置の数と、スピーカの数と、が異なる場合であっても、適切なゲイン設定値を設定することができる。
【００４９】
（応用例５）
図７は、応用例５に係る拡声システム１Ａが設置された室内の平面図である。図８は、応用例５に係る信号処理装置４Ｂの構成を示すブロック図である。応用例５に係る拡声システム１Ａは、複数のマイク（マイクＭ１、マイクＭ２、およびマイクＭ３）を備えている。
【００５０】
応用例５では、話者Ｔは、マイクＭ１、マイクＭ２またはマイクＭ３の下に位置する。話者Ｔは、移動しながら会話を行なうため、各マイクとの距離が変化する。
【００５１】
マイクＭ１、マイクＭ２、およびマイクＭ３は、話者Ｔの発話した音を収音する。マイクアンプ４９１、マイクアンプ４９２、およびマイクアンプ４９３は、マイクＭ１、マイクＭ２、およびマイクＭ３でそれぞれ取得された音に係る音信号を増幅し、信号処理装置４Ｂに入力する。
【００５２】
信号処理装置４Ｂは、信号処理装置４に対して、さらにオートミキサ４２０を備えている。オートミキサ４２０は、マイクＭ１、マイクＭ２、およびマイクＭ３から入力される音信号をミキシングして後段のマトリクスミキサ４２に出力する。オートミキサ４２０は、マイクＭ１、マイクＭ２、およびマイクＭ３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。
【００５３】
例えば、オートミキサ４２０は、マイクＭ１、マイクＭ２、およびマイクＭ３から入力される音信号のうち、最も高レベルであるいずれかのマイクを選択して、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４２０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。
【００５４】
応用例５に係るゲイン算出部５２は、オートミキサ４２０の設定の変化を考慮して、ゲインを算出する。具体的には、以下の様にしてゲインを算出する。
【００５５】
（１）複数のマイクのそれぞれについて、ゲインを算出する。
この場合、いずれか１つのマイクがオンになっている場合を想定して、それぞれのマイクについてゲインを算出する。ゲイン算出部５２は、マイクＭ１、マイクＭ２およびマイクＭ３から、各スピーカに至る経路について、それぞれゲインを算出する。
【００５６】
ハウリングしない条件は、マイクの数がｍ個である場合、以下の様になる。
マイクＭ１：（Ｇ1 ,1(ω) ・ＨS1, M1(ω)）2＋（Ｇ1,2 (ω)・ HS2, M1(ω)）2・・・＋（Ｇ1,n (ω)・ＨSn, M1(ω)）2=ｐ＜１
マイクＭ２：（Ｇ2 ,1(ω) ・ＨS1, M2(ω)）2＋（Ｇ2,2 (ω)・ HS2, M2(ω)）2・・・＋（Ｇ2,n (ω)・ＨSn, M2(ω)）2=ｐ＜１
マイクＭm：（Ｇm ,1(ω) ・ＨS1, Mm(ω)）2＋（Ｇm,2 (ω)・ HS2, Mm(ω)）2・・・＋（Ｇm,n (ω)・ＨSn, Mm(ω)）2=ｐ＜１
また、全ての受聴位置において音のエネルギの加算値が均一である条件は、以下の様になる。
マイクM1：ＨT1,L1(ω)2＋（ＨT1,M1(ω)・ＨS1, L1(ω)・Ｇ1,1(ω)）2・・・＋（ＨT1,M1(ω)・ＨSn, L1(ω)・Ｇ1,n(ω)）2
＝ＨT1,L2(ω)2＋（ＨT1,M1(ω)・ＨS1, L2(ω)・Ｇ1,1(ω)）2・・・＋（ＨT1,M1(ω)・ＨSn, L2(ω)・Ｇ1,n(ω)）2
・・・
＝ＨT1,Ln(ω)2＋（ＨT1,M1(ω)・ＨS1, Ln(ω)・Ｇ1,1(ω)）2・・・＋（ＨT1,M1(ω)・ＨSn, Ln(ω)・Ｇ1,n(ω)）2
マイクM2：ＨT1,L1(ω)2＋（ＨT1,M2(ω)・ＨS1, L1(ω)・Ｇ2,1(ω)）2・・・＋（ＨT1,M2(ω)・ＨSn, L1(ω)・Ｇ2,n(ω)）2
＝ＨT1,L2(ω)2＋（ＨT1,M2(ω)・ＨS1, L2(ω)・Ｇ2,1(ω)）2・・・＋（ＨT1,M2(ω)・ＨSn, L2(ω)・Ｇ2,n(ω)）2
・・・
＝ＨT1,Ln(ω)2＋（ＨT1,M2(ω)・ＨS1, Ln(ω)・Ｇ2,1(ω)）2・・・＋（ＨT1,M2(ω)・ＨSn, Ln(ω)・Ｇ2,n(ω)）2
マイクMm：ＨT1,L1(ω)2＋（ＨT1,Mm(ω)・ＨS1, L1(ω)・Ｇm,1(ω)）2・・・＋（ＨT1,Mm(ω)・ＨSn, L1(ω)・Ｇm,n(ω)）2
＝ＨT1,L2(ω)2＋（ＨT1,Mm(ω)・ＨS1, L2(ω)・Ｇm,1(ω)）2・・・＋（ＨT1,Mm(ω)・ＨSn, L2(ω)・Ｇm,n(ω)）2
・・・
＝ＨT1,Ln(ω)2＋（ＨT1,Mm(ω)・ＨS1, Ln(ω)・Ｇm,1(ω)）2・・・＋（ＨT1,Mm(ω)・ＨSn, Ln(ω)・Ｇm,n(ω)）2
ゲイン算出部５２は、以上の条件式からゲインＧm,n(ω)を算出する。
【００５７】
この場合、オートミキサ４２０は、マイクＭ１、マイクＭ２、およびマイクＭ３から入力される音信号のうち、いずれかのマイクを選択して、選択したマイクの音信号を後段に出力する。
【００５８】
以上の様にして各マイクに対してそれぞれゲインを求めた場合には、マイクｍ個、スピーカｎ個に対する各系統のゲインＧm,n(ω)の値が一意に決まっている。したがって、各系統のゲインを個別に設定可能である場合には、オートミキサ４２０の選択したマイクに関わらず、ゲインを変更する必要はない。ただし、ゲイン設定部５３が、マイク×スピーカの全ての系統のゲインを設定するのではなく、簡易的に、各スピーカに対するゲインを設定するだけである場合には、選択されたマイクに対して算出された各スピーカのゲインＧｎをゲイン調整器４３に設定する。
【００５９】
（２）全ての系統について一括してゲインを算出する。
この場合、オートミキサ４２０が、入力信号のレベルによってゲインが変わる（全ての入力信号をミキシングする場合も含む）ことを想定し、オートミキサ４２０のゲインを含めて一括して方程式を解く。すなわち、ゲイン算出部５２は、全てのマイクから全てのスピーカに至る経路のゲインを一括して算出する。
【００６０】
例えば、受聴位置Ｌ１においては、音のエネルギの加算値は以下の様になる。オートミキサ４２０を用いる場合、ＨT1,M1(ω)等の各マイクへの伝達関数は、受聴位置ごとのオートミキサ４２０のゲインも含む。
ＨT1,L1(ω)2＋（ＨT1,M1(ω)・ＨS1, L1(ω)・Ｇ1,1(ω)）2・・・＋（ＨT1,M1(ω)・ＨSn, L1(ω)・Ｇ1,n(ω)）2
＋ＨT1,L1(ω)2＋（ＨT1,M2(ω)・ＨS1, L1(ω)・Ｇ2,1(ω)）2・・・＋（ＨT1,M2(ω)・ＨSn, L1(ω)・Ｇ2,n(ω)）2
＋ＨT1,L1(ω)2＋（ＨT1,Mm(ω)・ＨS1, L1(ω)・Ｇm,1(ω)）2・・・＋（ＨT1,Mm(ω)・ＨSn, L1(ω)・Ｇm,n(ω)）2
同様にして、全ての受聴位置におけるエネルギの加算値を求め、これらエネルギの加算値が均一である場合の条件式を設定すると、全てのマイクから全てのスピーカに至る経路のゲインを一括して算出することができる。
【００６１】
ただし、話者位置が変わると、オートミキサ４２０のゲインも変わるため、算出されるゲインの値も変わる。したがって、ゲイン設定部５３は、最もハウリングの危険性の低いもの（例えばゲインが最も低いもの）を選択し、ゲイン調整器４３に設定する。あるいは、ゲイン算出部５２は、複数の話者位置を設定し、それぞれの話者位置についてゲインを求める。ゲイン設定部５３は、話者位置とオートミキサ４２０の設定を対応付け、オートミキサ４２０の設定に応じて、いずれかのゲインを選択する。
【００６２】
（３）複数のマイクを１つのマイクに統合してゲインを算出する。
この場合、ゲイン算出部５２は、マイクが１つである場合の、上述の条件式（行列式１）と同じ条件式でゲインを算出する。ただし、話者位置が変化した場合には、オートミキサ４２０の設定が変化するため、ゲイン算出部５２は、複数の話者位置を設定し、それぞれの話者位置について、ゲインを求める。
【００６３】
ゲイン設定部５３は、算出されたゲインのうち、最もハウリングが生じ難いもの（例えばゲインが最も低いもの）を選択し、ゲイン調整器４３に設定する。あるいは、ゲイン設定部５３は、話者位置とオートミキサ４２０の設定を対応付け、オートミキサ４２０の設定に応じて、いずれかのゲインを選択する。
【００６４】
（応用例６）
同じ列のスピーカ（例えば、受聴位置Ｌ３、受聴位置Ｌ６、および受聴位置Ｌ９）は、話者位置からの距離が大きく変わらないため、同じ列のスピーカには同じゲインを設定してもよい。この場合、ゲイン算出部５２は、同じ列内のスピーカは１つであると仮定して（例えば中央行のスピーカ１つであると仮定して）ゲインを計算してもよい。
【００６５】
全てのスピーカについてそれぞれゲインを算出する場合には、ゲイン算出部５２は、いずれか１つの算出結果を設定する。例えば、同じ列内のスピーカのうち最もゲインが低いものを選択して、ゲイン調整器４３に設定する。
【００６６】
（応用例７）
図９（Ａ）は、応用例７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９（Ｂ）は、応用例７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。
【００６７】
応用例７の拡声システム１Ｂは、話者毎にマイクおよびスピーカを備えている。その他の点は、図７および図８に示した例と同様である。
【００６８】
応用例７では、マイクの数、話者位置の数、スピーカの数、受聴位置の数、が全て一致する。したがって、この場合、ゲイン算出部５２は、例えば、複数のマイクのそれぞれについて、ゲインを算出する。すなわち、ゲイン算出部５２は、上述の応用例５で示した（１）の例と同様にして、ゲインを求めることができる。
【符号の説明】
【００６９】
５２…ゲイン算出部
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３…マイク
Ｓ１…スピーカ
Ｓ９…スピーカ
１，１Ａ，１Ｂ…拡声システム
４，４Ａ，４Ｂ…信号処理装置
５…情報処理装置
４０…マイクアンプ
４１…ＥＱ
４２…マトリクスミキサ
４３…ゲイン調整器
４４…ＥＱ
４９，４９１，４９２，４９３…マイクアンプ
５１…伝達関数取得部
５２…ゲイン算出部
５３…ゲイン設定部
４２０…オートミキサ
４３１…ゲイン調整器
４３９…ゲイン調整器
４４１…ＥＱ
４５１…スピーカアンプ
４５９…スピーカアンプ
【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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