JP2006245669A - Adaptive sound field support apparatus - Google Patents

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<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sound field support apparatus capable of suppressing the occurrence of howling even in a small space or an indoor space wherein acoustic conditions are subject to change, so as to improve the acoustic effect of an initial reflecting sound and a rear part reverberation sound. <P>SOLUTION: The adaptive sound field support apparatus 1 is provided with a howling cancel section 3 including an adaptive filter 22, an initial reflection sound generating section 4, and a rear part reverberation generating section 5, and the rear part reverberation generating section 5 is provided with a FIR filter 45 for enhancing the acoustic effect of the rear part reverberation sound on the basis of the acoustic conditions in the indoor space, and a FIR filter 45 for enhancing the sound effect of the rear part reverberation sound on the basis of the acoustic conditions of a coupled room virtually consecutively connected to the indoor space, wherein the FIR filters 43, 45 are connected in parallel so as to create an acoustic loop. Thus, howling is suppressed by eliminating a feedback sound from a speaker 53 to a microphone 11 and the acoustic effect of the initial reflection sound and the rear part reverberation sound of the sound emitted from a sound source 67 can be enhanced. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

既存の室内音響条件をベースに音響効果が増強されるように、音場を支援する音場支援装置に関し、特に設置条件や音場条件が悪い場合でもハウリングの発生を抑制して音響効果を増強できる音場支援装置に関する。   The sound field support device that supports the sound field so that the sound effect is enhanced based on the existing room acoustic conditions, especially the acoustic effect is enhanced by suppressing howling even when the installation conditions and sound field conditions are bad. The present invention relates to a sound field support device that can be used.

コンサートホール・多目的ホールなどの音響施設では、ロック・ポップス・クラシックなど様々な音楽が演奏される。このような音響施設は、残響感・音量感・拡がり感といった音響効果が良好になるように設計されている。しかし、音響効果は、音響施設の規模や構造といった音場の状態や、演奏する音楽の種類によって異なっている。そのため、すべての音楽を最適な音響条件で演奏することができるように、音響施設の音響条件を調整することは困難であった。   In sound facilities such as concert halls and multipurpose halls, various music such as rock, pop, and classical music is played. Such an acoustic facility is designed so that acoustic effects such as a feeling of reverberation, a feeling of volume, and a feeling of spreading are good. However, the acoustic effect differs depending on the state of the sound field such as the size and structure of the acoustic facility and the type of music to be played. Therefore, it has been difficult to adjust the acoustic conditions of the acoustic facility so that all music can be played under optimal acoustic conditions.

そこで、従来、建築音響に関わる室内の主要な音響効果を、電気音響の支援により自然に変化させることができる音場制御装置が開示されている（例えば、特許文献１，２参照。）。
特許第２７３７５９５号公報 特許第２９５６６４２号公報 Therefore, conventionally, a sound field control device has been disclosed that can naturally change the main acoustic effects related to architectural acoustics with the aid of electroacoustics (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
Japanese Patent No. 2737595 Japanese Patent No. 2956642

特許文献１，２に開示された音場制御装置は、ハウリングを抑制するために、マイクロフォン・スピーカの組み合わせを時間的に変える、またはフィルタを時間的に変化させる（ＦＭ変調）などの時変機能を音響帰還系に導入している。しかし、特許文献１，２に開示された音場制御装置では、具体的なハウリングの発生条件が装置の施工後に決まる。そのため、上記の時変機能を有効に動作させるためには、音場制御装置の施工後にハウリングが発生しないようにする調整が不可欠である。すなわち、音場制御装置の施工後に、装置から放音される音を実際に測定しながら、ループゲインの調整やイコライジング（音量、ゲイン、周波数特性などの調整）を行わなければならず、装置の調整に多くの手間と時間が必要になるという問題があった。   The sound field control devices disclosed in Patent Documents 1 and 2 are time-varying functions such as changing a combination of a microphone and a speaker in time or changing a filter in time (FM modulation) in order to suppress howling. Is introduced into the acoustic feedback system. However, in the sound field control devices disclosed in Patent Documents 1 and 2, specific howling occurrence conditions are determined after the installation of the device. Therefore, in order to effectively operate the time-varying function described above, it is essential to make adjustments so that howling does not occur after the construction of the sound field control device. In other words, after construction of the sound field control device, the loop gain adjustment and equalization (adjustment of volume, gain, frequency characteristics, etc.) must be performed while actually measuring the sound emitted from the device. There was a problem that much effort and time were required for adjustment.

また、特許文献１，２に開示された音場制御装置は、スピーカから放音された残響音をマイクロフォンで収音して増幅する動作を繰り返すことにより、残響成分を増幅して、残響感・音量感・拡がり感などの音響効果を増加させる。そのため、上記の音場制御装置では、小空間のようにマイクロフォン・スピーカ間の距離を所定値以上確保できない音場条件であると、上記のようにハウリングの抑制機能を備えていても、ハウリングを制御することが難しくなる。また、上記のような小空間においてハウリングの発生を抑制するためには、音場制御装置のループゲインを低下させる必要がある。しかし、音場制御装置のループゲインを低下させると、十分な音響効果が得られないという問題があった。   Further, the sound field control devices disclosed in Patent Documents 1 and 2 amplify the reverberation component by repeating the operation of collecting and amplifying the reverberation sound emitted from the speaker by the microphone, Increase sound effects such as volume and spread. Therefore, in the sound field control device described above, if the sound field conditions are such that the distance between the microphone and the speaker cannot be secured above a predetermined value, such as in a small space, the howling is suppressed even if the sound field control device has the howling suppression function as described above. It becomes difficult to control. Moreover, in order to suppress howling in the small space as described above, it is necessary to reduce the loop gain of the sound field control device. However, when the loop gain of the sound field control device is lowered, there is a problem that a sufficient acoustic effect cannot be obtained.

さらに、特許文献１，２に開示された音場制御装置では、調整時と実際のホール使用時とで音場条件が異なるという問題があった。例えば、調整時はステージ上には何もない状態で行う。しかし、オペラ公演時にはステージ上に大道具を設置した状態となる。また、オーケストラの公演時にはステージ上に複数の演奏者が着席した状態になる。このように、ステージ上の状態が異なると、ホールの音響条件が変化する。さらに、ホール内の温度や湿度が変化しても、ホールの音響条件が変化する。そのため、音場制御装置の調整時にマージンをかなり取る必要がある。しかし、その結果としてシステムの効果を下げることになるという問題があった。   Furthermore, the sound field control devices disclosed in Patent Documents 1 and 2 have a problem that the sound field conditions differ between adjustment and actual use of the hall. For example, the adjustment is performed with nothing on the stage. However, at the time of the opera performance, it will be in the state which installed the big tool on the stage. Also, during the performance of the orchestra, a plurality of performers are seated on the stage. Thus, if the state on the stage is different, the acoustic conditions of the hole change. Furthermore, even if the temperature and humidity in the hall change, the acoustic conditions of the hall change. Therefore, it is necessary to take a considerable margin when adjusting the sound field control device. However, there is a problem that the effect of the system is lowered as a result.

そこで、本発明は、上記の各問題を解決して、小空間や音響条件が変化する室内空間においても、ハウリングの発生を抑制することができ、初期反射音及び後部残響音による音響効果を良好にすることができる音場支援装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention solves each of the above problems and can suppress the occurrence of howling even in a small space or an indoor space where the acoustic conditions change, and the acoustic effect by the initial reflected sound and the rear reverberant sound is good. An object of the present invention is to provide a sound field support device that can be used.

（１）室に設置され、音源が発した音及び周囲から伝搬する音を収音するマイクロフォンと、
前記室の音響を支援する音を放音するスピーカと、
前記スピーカから前記マイクロフォンへ至る音響帰還路の伝達関数を推定して、前記マイクロフォンの収音信号から、前記スピーカからの帰還音信号を除去する適応フィルタを有するハウリングキャンセル手段と、
前記帰還音信号が除去された収音信号を畳み込み、前記音源が発した音に応じて前記室で発生する初期反射音を模した初期反射音支援信号を生成する初期反射音支援信号生成手段と、
前記帰還音信号が除去された収音信号を畳み込み、前記音源が発した音が、前記室に仮想的に連設された第２の室と前記室との間で反響して発生する後部残響音を模した後部残響音支援信号を生成する後部残響音支援信号生成手段と、
前記初期反射音支援信号及び前記後部残響音支援信号を増幅して前記スピーカへ出力するアンプと、
を備えたことを特徴とする。 (1) a microphone that is installed in a room and collects sound emitted from a sound source and sound propagated from the surroundings;
A speaker that emits sound that supports the acoustics of the room;
A howling canceling means having an adaptive filter that estimates a transfer function of an acoustic feedback path from the speaker to the microphone and removes the feedback sound signal from the speaker from the collected sound signal of the microphone;
An initial reflected sound support signal generating means for convolving the collected sound signal from which the feedback sound signal has been removed and generating an initial reflected sound support signal that imitates an initial reflected sound generated in the room according to the sound emitted by the sound source; ,
A rear reverberation is generated by convoluting the collected sound signal from which the feedback sound signal has been removed, and the sound emitted from the sound source is reverberated between the second chamber and the chamber virtually connected to the chamber. A rear reverberation support signal generating means for generating a rear reverberation support signal imitating sound;
An amplifier that amplifies the initial reflected sound support signal and the rear reverberation sound support signal and outputs the amplified signal to the speaker;
It is provided with.

この構成においては、適応型音場支援装置は、適応フィルタによってスピーカからマイクロフォンへ至る音響帰還路の伝達関数を推定して、スピーカからマイクロフォンへ至る帰還音信号をマイクロフォンの収音信号から除去する。また、適応フィルタは、室の音響条件が変化すると、この変化に応じて帰還音を減衰させるように音響帰還路の伝達関数を更新する。さらに、適応型音場支援装置では、帰還音信号を除去したマイクロフォンの収音信号を畳み込み、室内空間の音響条件に基づいた初期反射音及び後部残響音の支援信号、つまり残響時間の延長やレベル増強を行った初期反射音及び後部残響音の信号を生成する。したがって、ハウリングキャンセル手段によって帰還音信号をキャンセルしてハウリングの発生を防止・抑制しながら、初期反射音及び後部残響音の音響効果、すなわち残響感・音量感・拡がり感を室内空間の音響条件をベースにして増強（支援）できる。また、もしハウリングが発生しても、速やかにハウリングを減衰させることができる。さらに、マイクロフォンとスピーカとの距離が所定の距離以下で、従来の装置であればハウリングが確実に発生する条件の狭い室内空間においても、ハウリングの発生を抑制できる。加えて、室内空間の音場の条件が変化しても、スピーカからマイクロフォンへ至る帰還音信号をマイクロフォンの収音信号から確実に除去して、ハウリングの発生を抑制できる。   In this configuration, the adaptive sound field support device estimates the transfer function of the acoustic feedback path from the speaker to the microphone by the adaptive filter, and removes the feedback sound signal from the speaker to the microphone from the collected sound signal of the microphone. Further, when the acoustic condition of the room changes, the adaptive filter updates the transfer function of the acoustic feedback path so as to attenuate the feedback sound according to the change. Furthermore, the adaptive sound field support device convolves the microphone collected signal from which the feedback sound signal has been removed, and the support signal for the initial reflected sound and the rear reverberant sound based on the acoustic conditions in the room space, that is, the reverberation time extension or level. The signal of the early reflection sound and the rear reverberation sound that have been augmented is generated. Therefore, while canceling the feedback sound signal by the howling cancellation means to prevent / suppress the occurrence of howling, the acoustic effect of the early reflection sound and the rear reverberation sound, i.e., the reverberation feeling, volume feeling, and spreading feeling, can be adjusted to the acoustic conditions of the indoor space. Can be augmented (supported) based on Further, even if howling occurs, it is possible to quickly attenuate howling. Further, the occurrence of howling can be suppressed even in an indoor space where the distance between the microphone and the speaker is equal to or less than a predetermined distance and the condition is such that howling reliably occurs with a conventional device. In addition, even if the condition of the sound field in the indoor space changes, the feedback sound signal from the speaker to the microphone can be reliably removed from the collected sound signal of the microphone, and the occurrence of howling can be suppressed.

（２）前記後部残響音支援信号生成手段は、前記第２の室の音響条件に基づくフィルタ係数が設定される第１のＦＩＲフィルタと、前記室の音響条件に基づくフィルタ係数が設定される第２のＦＩＲフィルタと、をループ状に接続してなり、
前記第１のＦＩＲフィルタの入力端に前記帰還音信号が除去された収音信号が入力され、前記第１のＦＩＲフィルタの出力端から後部残響音支援信号が取り出されることを特徴とする。 (2) The rear reverberant sound support signal generation means includes a first FIR filter in which a filter coefficient based on the acoustic condition of the second room is set, and a filter coefficient based on the acoustic condition of the room. 2 FIR filters are connected in a loop,
The collected sound signal from which the feedback sound signal has been removed is input to the input terminal of the first FIR filter, and a rear reverberant sound support signal is extracted from the output terminal of the first FIR filter.

この構成においては、第１のＦＩＲフィルタと第２のＦＩＲフィルタとをループ状に接続することで、音響ループを人工的に創り出す。そして、この音響ループにより、適応型音場支援装置を設置する室と、この室に仮想的に連設された第２の室と、の間で、音源から発した音が反響して発生する後部残響音を模した後部残響音支援信号が生成される。したがって、ループ状に接続した第１のＦＩＲフィルタ及び第２のＦＩＲフィルタにより、後部残響音の残響時間の延長及びレベルの増強を行うことができるとともに、室内空間の音響効果を増強できる。また、第１のＦＩＲフィルタに設定する第２の室の音響条件を変更することで、後部残響音の音響特性をを変えることが可能となる。   In this configuration, an acoustic loop is artificially created by connecting the first FIR filter and the second FIR filter in a loop shape. The acoustic loop causes the sound emitted from the sound source to be reflected between the room in which the adaptive sound field support apparatus is installed and the second room virtually connected to the room. A rear reverberation support signal simulating the rear reverberation is generated. Therefore, the first FIR filter and the second FIR filter connected in a loop shape can extend the reverberation time of the rear reverberation sound and enhance the level, and can enhance the acoustic effect of the indoor space. Further, by changing the acoustic conditions of the second chamber set in the first FIR filter, it is possible to change the acoustic characteristics of the rear reverberant sound.

（３）前記後部残響音支援信号生成手段は、前記第１のＦＩＲフィルタの入力側に、前記室の音響条件に基づくフィルタ係数が設定される第３のＦＩＲフィルタを備えたことを特徴とする。   (3) The rear reverberant sound support signal generating means includes a third FIR filter in which a filter coefficient based on an acoustic condition of the room is set on the input side of the first FIR filter. .

この構成においては、第１のＦＩＲフィルタの入力側に第３のＦＩＲフィルタを備えているので、マイクロフォンと音源との距離が近いために後部残響音を十分に収音できない場合に、この第３のＦＩＲフィルタによって直接音の収音信号を畳み込んで、その室で発生する後部残響音の疑似信号を生成させることができる。したがって、残響音生成フィルタによって生成された後部残響音の疑似信号を、第１のＦＩＲフィルタと第２のＦＩＲフィルタからなる音響ループで循環させながら出力するので、音響効果を増強した後部残響音をスピーカから放音させることができる。   In this configuration, since the third FIR filter is provided on the input side of the first FIR filter, the third reverberant sound cannot be collected sufficiently because the distance between the microphone and the sound source is short. The FIR filter can be used to convolve the collected sound signal directly to generate a pseudo signal of the reverberant sound generated in the room. Therefore, the rear reverberation sound pseudo signal generated by the reverberation sound generation filter is output while being circulated through the acoustic loop including the first FIR filter and the second FIR filter, so that the rear reverberation sound with enhanced acoustic effect is output. Sound can be emitted from the speaker.

（４）前記後部残響音支援信号生成手段は、前記第１のＦＩＲフィルタの出力側に、前記室の音響条件に基づくフィルタ係数が設定される第４のＦＩＲフィルタを備えたことを特徴とする。   (4) The rear reverberation sound support signal generating means includes a fourth FIR filter in which a filter coefficient based on an acoustic condition of the room is set on the output side of the first FIR filter. .

この構成においては、第１のＦＩＲフィルタの出力側に第４のＦＩＲフィルタを備えているので、スピーカと客席との距離が近いために残響音を十分に放音できない場合に、第１のＦＩＲフィルタ及び第２のＦＩＲフィルタによる音響ループで生成した後部残響音支援信号を、この第４のＦＩＲフィルタにより畳み込んで、スピーカから後部残響音を模した音として放音させることができる。したがって、音響条件の悪い室内においても、客席の聴取者に音源から発した音の後部残響音を聞かせることができる。   In this configuration, since the fourth FIR filter is provided on the output side of the first FIR filter, when the reverberant sound cannot be emitted sufficiently because the distance between the speaker and the passenger seat is short, the first FIR filter is used. The rear reverberation support signal generated by the acoustic loop of the filter and the second FIR filter can be convoluted by the fourth FIR filter and emitted from the speaker as a sound simulating the rear reverberation sound. Therefore, even in a room with poor acoustic conditions, it is possible to let the listener in the audience seat hear the rear reverberant sound emitted from the sound source.

この発明によれば、スピーカからマイクロフォンへ帰還する帰還音信号を取り除くことにより、小空間のようにマイクロフォンやスピーカの設置条件が制限されて、従来の音場支援装置ではハウリングが発生する場合でも、ハウリングの発生を抑制して、既存の室内音響条件をベースに音響効果を増強して音場を支援することができる。   According to the present invention, by removing the feedback sound signal that returns from the speaker to the microphone, the installation conditions of the microphone and the speaker are limited as in a small space, and even when howling occurs in the conventional sound field support device, It is possible to suppress the occurrence of howling and enhance the acoustic effect based on the existing room acoustic conditions to support the sound field.

また、適応フィルタは、スピーカからマイクロフォンへ至る帰還音が変化すると、この帰還音を減衰させるように、音響帰還路の伝達関数を更新するので、温度・気温により音場が変化する場合や、オペラ公演などのように舞台の条件が変わる場合でも、その変化に応じてハウリングの発生を抑制することができる。   The adaptive filter updates the transfer function of the acoustic feedback path so that the feedback sound from the speaker to the microphone changes, so that the feedback sound is attenuated. Even when the stage conditions change, such as in a performance, howling can be suppressed according to the change.

さらに、ハウリングの要因となる初期の強い反射音を取り除くことで、音響帰還路のループゲインを最小限にすることができ、十分な制御範囲を確保することができる。   Furthermore, by removing the strong initial reflected sound that causes the howling, the loop gain of the acoustic feedback path can be minimized, and a sufficient control range can be secured.

加えて、ＦＩＲフィルタを用いて人工的に音響フィードバックを創り出すことで、任意の音場を創り出すことができるととも、実測したインパルス応答（Impulse Response）を用いることも可能となり、より自然な音を創り出すことができる。   In addition, by creating an acoustic feedback artificially using an FIR filter, it is possible to create an arbitrary sound field, and it is also possible to use an impulse response that has been measured, resulting in a more natural sound. Can be created.

また、ＦＩＲフィルタにより音響ループを人工的に創り出すことにより、事前にループゲインを推定することが可能となり、また、上記のようにハウリングの発生を抑制できるので、従来の装置において必要であったループゲインの測定やイコライジングといった現場での調整作業を大幅に減らすことができる。   In addition, it is possible to estimate the loop gain in advance by artificially creating an acoustic loop with the FIR filter, and it is possible to suppress the occurrence of howling as described above. On-site adjustment work such as gain measurement and equalizing can be greatly reduced.

以下の説明では、本発明の適応型音場支援装置を小ホールに設けた場合を一例として説明する。   In the following description, the case where the adaptive sound field support apparatus of the present invention is provided in a small hall will be described as an example.

図１は、適応型音場支援装置の概略の配置図である。音響施設（室）の一例である小ホール６１は、ステージ６５と客席６６を備えている。また、ステージ６５の中央部に楽器とその奏者（以下、音源６７と称する。）が位置し、客席６６の中央部に聴取者６８が着席している。なお、同図には、音源６７を円形で表示している。   FIG. 1 is a schematic layout diagram of an adaptive sound field support apparatus. A small hall 61, which is an example of an acoustic facility (room), includes a stage 65 and a guest seat 66. A musical instrument and its player (hereinafter referred to as a sound source 67) are located at the center of the stage 65, and a listener 68 is seated at the center of the audience seat 66. In the figure, the sound source 67 is displayed in a circle.

図１には、８組の適応型音場支援装置を小ホール６１に設置した場合を示している。すなわち、小ホール６１内を伝搬する音を収音できるように、小ホール６１の天井面６２にマイクロフォン１１−１〜１１−８を所定の間隔で配置する。また、小ホール６１の音響を支援するために、つまり、残響時間の延長やレベル増強などを行った初期反射音及び後部残響音を客席６６に対して放音するために、小ホール６１の側壁面６３にスピーカ５３−１〜５３−４を、側壁面６４に複数のスピーカ５３−５〜５３−８を、それぞれ所定の間隔で配置している。また、適応型音場支援装置の本体は、図外の舞台裏や調整室などに設置している。なお、マイクロフォン及びスピーカの配置、並びに使用する適応型音場支援装置の数量は、音響施設の規模や形状によって異なる。例えば、スピーカを側壁面だけでなく天井面に設けたりスピーカの放音面を天井に向けたりしたスピーカから初期反射音や後部残響音を支援する音を放音するように配置する場合もある。   FIG. 1 shows a case where eight sets of adaptive sound field support apparatuses are installed in the small hall 61. That is, the microphones 11-1 to 11-8 are arranged at a predetermined interval on the ceiling surface 62 of the small hole 61 so that sound propagating through the small hole 61 can be collected. Further, in order to support the sound of the small hall 61, that is, in order to emit the early reflection sound and the rear reverberation sound with extended reverberation time and level enhancement to the passenger seat 66, Speakers 53-1 to 53-4 are arranged on the wall surface 63, and a plurality of speakers 53-5 to 53-8 are arranged on the side wall surface 64 at predetermined intervals. The main body of the adaptive sound field support device is installed behind the scenes and in the adjustment room. Note that the arrangement of microphones and speakers and the number of adaptive sound field support devices to be used vary depending on the scale and shape of the acoustic facility. For example, the speaker may be arranged not only on the side wall surface but also on the ceiling surface, or may be arranged so as to emit a sound that supports the initial reflected sound or the rear reverberation sound from a speaker in which the sound emitting surface of the speaker faces the ceiling.

図２は、適応型音場支援装置の概略のブロック図である。図３は、適応型音場支援装置が生成する初期反射音及び後部残響音の状態を示す図である。   FIG. 2 is a schematic block diagram of the adaptive sound field support apparatus. FIG. 3 is a diagram illustrating a state of the initial reflected sound and the rear reverberant sound generated by the adaptive sound field support apparatus.

適応型音場支援装置１は、収音部２、ハウリングキャンセル部３、初期反射音生成部４、後部残響音生成部５、加算器６、及び放音部７を備えている。   The adaptive sound field support apparatus 1 includes a sound collection unit 2, a howling cancellation unit 3, an initial reflected sound generation unit 4, a rear reverberation sound generation unit 5, an adder 6, and a sound emission unit 7.

収音部２は、マイクロフォン１１、ヘッドアンプ１２、及びＡ／Ｄコンバータ１３を備えている。ハウリングキャンセル部３は、遅延回路２１、フィルタ部２３及び伝達系推定部２４を備えた適応フィルタ２２、並びに加算器２５を備えている。初期反射音生成部４は、ＦＩＲフィルタ３１及びイコライザ３２を備えている。後部残響音生成部５は、残響音生成フィルタ４１、加算器４２、ＦＩＲフィルタ４３、イコライザ４４、ＦＩＲフィルタ４５、イコライザ４６、及び残響音再生フィルタ４７を備えている。放音部７は、Ｄ／Ａコンバータ５１、パワーアンプ５２、及びスピーカ５３を備えている。   The sound collection unit 2 includes a microphone 11, a head amplifier 12, and an A / D converter 13. The howling cancellation unit 3 includes a delay circuit 21, an adaptive filter 22 including a filter unit 23 and a transmission system estimation unit 24, and an adder 25. The initial reflected sound generation unit 4 includes an FIR filter 31 and an equalizer 32. The rear reverberation sound generation unit 5 includes a reverberation sound generation filter 41, an adder 42, an FIR filter 43, an equalizer 44, an FIR filter 45, an equalizer 46, and a reverberation sound reproduction filter 47. The sound emitting unit 7 includes a D / A converter 51, a power amplifier 52, and a speaker 53.

収音部２は、小ホール６１のような室内空間において伝搬する音を収音して、ディジタル信号に変換して出力する。マイクロフォン１１は、周囲から伝搬する音、すなわち音源６７から放音された音（直接音）や、この音が小ホール６１の壁面・ステージ６５上の大道具などで反射して発生する初期反射音及び後部残響音、並びにスピーカ５３から放音された音など、周囲から伝搬する音を収音する。そして、マイクロフォン１１から出力された収音信号は、ヘッドアンプ１２で増幅され、Ａ／Ｄコンバータ１３でディジタル化されて、ハウリングキャンセル部３の加算器２５に出力される。   The sound collection unit 2 collects sound propagating in an indoor space such as the small hall 61, converts it into a digital signal, and outputs it. The microphone 11 is a sound that propagates from the surroundings, that is, a sound emitted directly from the sound source 67 (direct sound), or an early reflection sound that is generated when this sound is reflected by the wall of the small hall 61 or a tool on the stage 65. In addition, sound that propagates from the surroundings, such as the reverberant sound of the rear and the sound emitted from the speaker 53, is collected. The collected sound signal output from the microphone 11 is amplified by the head amplifier 12, digitized by the A / D converter 13, and output to the adder 25 of the howling cancellation unit 3.

ハウリングキャンセル部３は、スピーカ５３からマイクロフォン１１へ至る音響帰還路の伝達関数を推定して、マイクロフォン１１の収音信号から、マイクロフォン１１が収音したスピーカ５３からの帰還音信号を除去する。ここで、適応型音場支援装置１においてハウリングキャンセル部３を設けていない場合、マイクロフォン１１とスピーカ５３との間が所定の距離以下であると、スピーカ５３から放音された音をマイクロフォン１１が収音して、１以上のゲインで増幅する動作を繰り返すので、ハウリングが発生する。しかし、適応型音場支援装置１では、ハウリングキャンセル部３によって、マイクロフォン１１の収音信号から、マイクロフォン１１が収音したスピーカ５３からの帰還音信号が除去されるので、ハウリングの発生を抑制できる。   The howling cancellation unit 3 estimates the transfer function of the acoustic feedback path from the speaker 53 to the microphone 11 and removes the feedback sound signal from the speaker 53 collected by the microphone 11 from the sound collection signal of the microphone 11. Here, in the case where the howling cancellation unit 3 is not provided in the adaptive sound field support device 1, if the distance between the microphone 11 and the speaker 53 is equal to or less than a predetermined distance, the microphone 11 outputs the sound emitted from the speaker 53. Since the operation of collecting and amplifying with a gain of 1 or more is repeated, howling occurs. However, in the adaptive sound field support device 1, the feedback canceling signal from the speaker 53 picked up by the microphone 11 is removed from the picked-up signal of the microphone 11 by the howling cancel unit 3, so that occurrence of howling can be suppressed. .

遅延回路２１は、スピーカ５３からマイクロフォン１１へ帰還する帰還音の時間遅延を推定して、加算器６の出力信号に時間遅延を付与する。そして、遅延回路２１は、適応フィルタ２２のフィルタ部２３及び伝達系推定部２４に信号を出力する。   The delay circuit 21 estimates the time delay of the feedback sound that is fed back from the speaker 53 to the microphone 11 and gives the time delay to the output signal of the adder 6. Then, the delay circuit 21 outputs a signal to the filter unit 23 and the transmission system estimation unit 24 of the adaptive filter 22.

適応フィルタ２２は、スピーカ５３からマイクロフォン１１に帰還する音響帰還路における音の伝達関数を模擬するフィルタであり、遅延回路２１が遅延した信号をフィルタリングする。そして、適応フィルタ２２は、このフィルタリングした信号を模擬信号として加算器２５へ出力する。   The adaptive filter 22 is a filter that simulates a sound transfer function in an acoustic feedback path that returns from the speaker 53 to the microphone 11, and filters the signal delayed by the delay circuit 21. Then, the adaptive filter 22 outputs the filtered signal to the adder 25 as a simulation signal.

フィルタ部２３は、伝達系推定部２４が推定した音響帰還路の伝達関数に基づいて、遅延回路２１が出力した信号をフィルタリングし、模擬信号として加算器２５へ出力する。   The filter unit 23 filters the signal output from the delay circuit 21 based on the transfer function of the acoustic feedback path estimated by the transfer system estimation unit 24 and outputs the filtered signal to the adder 25 as a simulated signal.

伝達系推定部２４は、遅延回路２１で遅延された過去の音の信号と、加算器２５の出力信号である現在の音の信号と、に基づいて帰還音信号の消去誤差を検出する。そして、伝達系推定部２４は、模擬信号を帰還音信号に一致または近似させるべくフィルタ部２３の伝達関数を推定して自動更新する。伝達系推定部２４は、例えばＬＭＳ（Least Mean Square ）アルゴリズムのような適応アルゴリズムを用いて、伝達関数の更新を行う。   The transmission system estimation unit 24 detects an erasure error of the feedback sound signal based on the past sound signal delayed by the delay circuit 21 and the current sound signal output from the adder 25. Then, the transfer system estimation unit 24 estimates and automatically updates the transfer function of the filter unit 23 so that the simulation signal matches or approximates the feedback sound signal. The transfer system estimation unit 24 updates the transfer function using an adaptive algorithm such as an LMS (Least Mean Square) algorithm.

加算器２５は、収音部２が出力した収音信号から適応フィルタ２２の出力信号を差し引いて出力する。つまり、加算器２５は、マイクロフォン１１の収音信号から、スピーカ５３からマイクロフォン１１へ帰還する帰還音信号を差し引いて出力する。加算器２５は、伝達系推定部２４、初期反射音生成部４のＦＩＲフィルタ３１、及び後部残響音生成部５の残響音生成フィルタ４１へ信号を出力する。   The adder 25 subtracts the output signal of the adaptive filter 22 from the sound collection signal output by the sound collection unit 2 and outputs the result. That is, the adder 25 subtracts the feedback sound signal fed back from the speaker 53 to the microphone 11 from the collected sound signal of the microphone 11 and outputs the result. The adder 25 outputs signals to the transmission system estimation unit 24, the FIR filter 31 of the initial reflected sound generation unit 4, and the reverberation sound generation filter 41 of the rear reverberation sound generation unit 5.

初期反射音生成部４は、音源６７から放音された音が小ホール６１の壁面などで反射して発生する初期反射音を模した初期反射音支援信号を生成する。また、初期反射音生成部４は、既存の室内音響条件をベースに、残響時間の延長やレベル増強を行って、音響効果を増強（改善）する。   The initial reflected sound generation unit 4 generates an initial reflected sound support signal that imitates the initial reflected sound that is generated when the sound emitted from the sound source 67 is reflected by the wall surface of the small hole 61 or the like. Further, the initial reflected sound generation unit 4 enhances (improves) the acoustic effect by extending the reverberation time or enhancing the level based on the existing room acoustic conditions.

ＦＩＲフィルタ３１は、小ホール６１の音響条件に基づくフィルタ係数が設定されている。ＦＩＲフィルタ３１は、スピーカ５３からマイクロフォン１１へ帰還する帰還音信号が除去されたマイクロフォン１１の収音信号を畳み込んで、小ホール６１内で発生する初期反射音を模した信号を生成する。また、ＦＩＲフィルタ３１は、既存の室内音響条件、つまり小ホール６１の音響条件に基づいて初期反射音のレベル増強や残響時間の延長を行う。これにより、図３（Ｂ）に示すように、スピーカ５３（図３（Ｂ）には不図示。）から、小ホール６１内の空間が拡張されたように聞こえる初期反射音を放音させることができる。   The FIR filter 31 is set with a filter coefficient based on the acoustic conditions of the small hole 61. The FIR filter 31 convolves the collected sound signal of the microphone 11 from which the feedback sound signal returning from the speaker 53 to the microphone 11 is removed, and generates a signal imitating the initial reflected sound generated in the small hall 61. Further, the FIR filter 31 enhances the level of the initial reflected sound and extends the reverberation time based on the existing room acoustic conditions, that is, the acoustic conditions of the small hall 61. As a result, as shown in FIG. 3B, the initial reflected sound that sounds as if the space in the small hall 61 is expanded is emitted from the speaker 53 (not shown in FIG. 3B). Can do.

イコライザ３２は、適応型音場支援装置１の設置時などに初期反射音の周波数特性やゲイン、各タップの時間間隔などを調整するためのものである。   The equalizer 32 is for adjusting the frequency characteristics and gain of the initial reflected sound, the time interval of each tap, and the like when the adaptive sound field support apparatus 1 is installed.

後部残響音生成部５は、音源６７から放音される音の後部残響音を模した後部残響音支援信号を生成する。また、後部残響音生成部５は、既存の室内音響条件をベースに残響時間の延長やレベル増強を行って、音響効果を増強（改善）する。   The rear reverberation sound generation unit 5 generates a rear reverberation sound support signal that imitates the rear reverberation sound emitted from the sound source 67. Further, the rear reverberation sound generation unit 5 enhances (improves) the acoustic effect by extending the reverberation time or enhancing the level based on the existing room acoustic conditions.

ここで、以下の説明におけるクリティカルディスタンスとは、音源６７から放音される直接音と、その後部残響音と、のエネルギーバランスが等しくなる距離のことである。ステージ６５とマイクロフォン１１との距離がクリティカルディスタンス以下であると、音源６７から放音される直接音の方がその後部残響音よりもエネルギーが大きくなる。このときには、マイクロフォン１１で音源６７の後部残響音を十分に収音することができない。また、スピーカ５３と客席６６との距離がクリティカルディスタンス以下であると、スピーカ５３から放音される直接音の方がその後部残響音よりもエネルギーが大きくなる。このときには、客席６６が設置された空間に対してスピーカ５３から残響音を十分に放音することができない。   Here, the critical distance in the following description is a distance at which the energy balance between the direct sound emitted from the sound source 67 and the rear reverberation sound becomes equal. If the distance between the stage 65 and the microphone 11 is equal to or less than the critical distance, the direct sound emitted from the sound source 67 has larger energy than the rear reverberation sound. At this time, the microphone 11 cannot sufficiently collect the rear reverberation sound of the sound source 67. Further, if the distance between the speaker 53 and the passenger seat 66 is less than or equal to the critical distance, the direct sound emitted from the speaker 53 has a larger energy than the rear reverberation sound. At this time, the reverberant sound cannot be sufficiently emitted from the speaker 53 to the space where the passenger seat 66 is installed.

残響音生成フィルタ４１は、小ホール６１の音響条件に基づくフィルタ係数が設定されている。すなわち、適応型音場支援装置１を設置する小ホール６１の音場をシミュレートしたインパルス応答、または小ホール６１において実測したインパルス応答を用いる。   The reverberation sound generation filter 41 is set with a filter coefficient based on the acoustic conditions of the small hall 61. That is, an impulse response that simulates the sound field of the small hall 61 where the adaptive sound field support apparatus 1 is installed or an impulse response that is actually measured in the small hall 61 is used.

残響音生成フィルタ４１は、小ホール６１の音響条件に基づくフィルタ係数が設定されている。残響音生成フィルタ４１は、スピーカ５３からマイクロフォン１１へ帰還する帰還音信号が除去されたマイクロフォン１１の収音信号を畳み込んで、小ホール６１内で発生する後部残響音を模した疑似信号を生成する。例えば、残響音生成フィルタ４１は、マイクロフォン１１とステージ６５上の音源６７との距離がクリティカルディスタンス以下となり、マイクロフォン１１が収音した収音信号に後部残響音がほとんど含まれていない場合に、後部残響音の疑似信号を生成して付加する。一方、マイクロフォン１１とステージ６５との距離がクリティカルディスタンスを超えている場合には、音源６７から放音される音の後部残響音の方が直接音よりもエネルギーが大きくなる。この場合には、マイクロフォン１１は、音源６７から放音される音の後部残響音を収音できるので、残響音生成フィルタ４１の機能をオフにしておき、加算器２５が出力した信号が残響音生成フィルタ４１を通過するように設定する。   The reverberation sound generation filter 41 is set with a filter coefficient based on the acoustic conditions of the small hall 61. The reverberation sound generation filter 41 convolves the collected sound signal of the microphone 11 from which the feedback sound signal returning from the speaker 53 to the microphone 11 is removed, and generates a pseudo signal imitating the rear reverberation sound generated in the small hall 61. To do. For example, when the distance between the microphone 11 and the sound source 67 on the stage 65 is equal to or less than the critical distance, the reverberation sound generation filter 41 has a rear part when the rear reverberation sound is hardly included in the collected sound signal collected by the microphone 11. Generate and add a reverberant pseudo signal. On the other hand, when the distance between the microphone 11 and the stage 65 exceeds the critical distance, the energy of the rear reverberant sound emitted from the sound source 67 is greater than that of the direct sound. In this case, since the microphone 11 can collect the rear reverberation sound emitted from the sound source 67, the function of the reverberation sound generation filter 41 is turned off, and the signal output from the adder 25 is the reverberation sound. It is set so as to pass through the generation filter 41.

加算器４２は、残響音生成フィルタ４１から出力された信号と、ＦＩＲフィルタ４５からイコライザ４６を介して出力された信号と、を加算して、ＦＩＲフィルタ４３へ信号を出力する。   The adder 42 adds the signal output from the reverberation sound generation filter 41 and the signal output from the FIR filter 45 via the equalizer 46 and outputs a signal to the FIR filter 43.

ＦＩＲフィルタ４３は、図３（Ａ）に示すように、小ホール６１に仮想的に連設した所定の大きさのカップルドルーム（Coupled Room）７１の音響条件に基づくフィルタ係数が設定されている。ＦＩＲフィルタ４３は、イコライザ４４を介してＦＩＲフィルタ４５及び残響音再生フィルタ４７へ信号を出力する。   As shown in FIG. 3A, the FIR filter 43 is set with a filter coefficient based on acoustic conditions of a coupled room 71 of a predetermined size virtually connected to the small hall 61. . The FIR filter 43 outputs a signal to the FIR filter 45 and the reverberation sound reproduction filter 47 via the equalizer 44.

イコライザ４４は、適応型音場支援装置１の設置時などに後部残響音の周波数特性やゲイン、各タップの時間間隔などを調整するためのものである。   The equalizer 44 is for adjusting the frequency characteristics and gain of the rear reverberant sound, the time interval of each tap, and the like when the adaptive sound field support apparatus 1 is installed.

ＦＩＲフィルタ４５は、図３に示すように、適応型音場支援装置１を設置する小ホール６１（以下、オリジナル空間とも称する。）の音響条件に基づくフィルタ係数が設定されている。すなわち、ＦＩＲフィルタ４５には、オリジナル空間の音場をシミュレートしたインパルス応答、またはオリジナル空間で実測したインパルス応答を用いる。ＦＩＲフィルタ４５は、イコライザ４６を介して加算器４２へ信号を出力する。   As shown in FIG. 3, the FIR filter 45 is set with a filter coefficient based on acoustic conditions of a small hall 61 (hereinafter also referred to as an original space) in which the adaptive sound field support apparatus 1 is installed. That is, the FIR filter 45 uses an impulse response that simulates the sound field of the original space or an impulse response that is actually measured in the original space. The FIR filter 45 outputs a signal to the adder 42 via the equalizer 46.

イコライザ４６は、適応型音場支援装置１の設置時などに後部残響音の周波数特性やゲイン、各タップの時間間隔などを調整するためのものである。   The equalizer 46 is for adjusting the frequency characteristics and gain of the rear reverberant sound, the time interval of each tap, and the like when the adaptive sound field support apparatus 1 is installed.

ここで、本発明では、ＦＩＲフィルタ４３とＦＩＲフィルタ４５をループ状に並列に接続して、ＦＩＲフィルタ４３の入力側から加算器２５が出力した信号が入力され、ＦＩＲフィルタ４３の出力側から信号が取り出されるように構成することで、ＦＩＲフィルタ４３とＦＩＲフィルタ４５との間で後部残響音を模した信号を循環させながら出力させることができる。これにより、図３に示すように、オリジナル空間とカップルドルーム７１内の空間との間で後部残響音が反響しながら、後部残響音が客席の聴取者に届いている状態をシミュレートしたものとなる。したがって、音源６７が発した音が、小ホール６１に連設されたカップルドルーム７１と小ホール６１との間で反響して発生する後部残響音を模した音をスピーカ５３から放音させることができる。また、ＦＩＲフィルタ４５において、後部残響音のレベル増強や残響時間の延長を行うようにフィルタ係数を設定することで、小ホール６１内の空間が拡張されたように聞こえる後部残響音をスピーカ５３から放音させることができる。また、ＦＩＲフィルタ４３には任意のフィルタ係数を設定可能なので、フィルタ係数に応じてカップルドルーム７１の音場を自由に設定することができ、小ホール６１のカップルドルームとして任意の音場を設定できる。   Here, in the present invention, the FIR filter 43 and the FIR filter 45 are connected in parallel in a loop shape, the signal output from the adder 25 is input from the input side of the FIR filter 43, and the signal is output from the output side of the FIR filter 43. By extracting the signal from the FIR filter 43 and the FIR filter 45, a signal simulating the rear reverberation sound can be circulated and output. As a result, as shown in FIG. 3, a state in which the rear reverberant sound reverberates between the original space and the space in the coupled room 71 while the rear reverberant sound reaches the listener in the audience seat is simulated. It becomes. Therefore, the sound generated by the sound source 67 is emitted from the speaker 53 as a reverberant sound generated by reverberation between the coupled room 71 connected to the small hall 61 and the small hall 61. Can do. Further, in the FIR filter 45, by setting the filter coefficient so as to increase the level of the reverberation sound and extend the reverberation time, the rear reverberation sound that sounds as if the space in the small hall 61 is expanded from the speaker 53. Sound can be emitted. In addition, since an arbitrary filter coefficient can be set in the FIR filter 43, the sound field of the coupled room 71 can be freely set according to the filter coefficient, and an arbitrary sound field can be used as the coupled room of the small hall 61. Can be set.

残響音再生フィルタ４７は、小ホール６１の音響条件に基づくフィルタ係数が設定されている。すなわち、適応型音場支援装置１を設置する小ホール６１の音場をシミュレートしたインパルス応答、または小ホール６１において実測したインパルス応答を用いる。残響音再生フィルタ４７は、スピーカ５３と客席６６との距離がクリティカルディスタンス以下となり、残響音を客席６６に対して十分に放音することができない場合などに、ＦＩＲフィルタ４３から出力された信号を畳み込んで、小ホール６１で発生する後部残響音を模した信号を生成して出力する。一方、スピーカ５３と客席６６との距離がクリティカルディスタンスを超えている場合には、音源６７から放音される音の後部残響音の方が直接音よりもエネルギーが大きくなる。この場合には、音源６７から放音される音の後部残響音を模した音をスピーカ５３から放音できるので、残響音再生フィルタ４７の機能をオフにしておき、後部残響音を模した信号が残響音再生フィルタ４７を通過するように設定する。   The reverberation sound reproduction filter 47 is set with a filter coefficient based on the acoustic conditions of the small hall 61. That is, an impulse response that simulates the sound field of the small hall 61 where the adaptive sound field support apparatus 1 is installed or an impulse response that is actually measured in the small hall 61 is used. The reverberation sound reproduction filter 47 outputs the signal output from the FIR filter 43 when the distance between the speaker 53 and the passenger seat 66 is less than the critical distance and the reverberation sound cannot be emitted sufficiently to the passenger seat 66. A signal that imitates the rear reverberation generated in the small hall 61 is generated and output. On the other hand, when the distance between the speaker 53 and the passenger seat 66 exceeds the critical distance, the energy of the rear reverberant sound emitted from the sound source 67 is larger than that of the direct sound. In this case, since the sound simulating the rear reverberation sound emitted from the sound source 67 can be emitted from the speaker 53, the function of the reverberation sound reproduction filter 47 is turned off, and the signal simulating the rear reverberation sound. Is set to pass through the reverberation sound reproduction filter 47.

加算器６は、初期反射音生成部４の出力信号である初期反射音支援信号及び後部残響音生成部５の出力信号である後部残響音支援信号を加算する。そして、加算器６は、放音部７及びハウリングキャンセル部３へ両信号を出力する。   The adder 6 adds the initial reflected sound support signal that is an output signal of the initial reflected sound generation unit 4 and the rear reverberation sound support signal that is an output signal of the rear reverberation sound generation unit 5. The adder 6 outputs both signals to the sound emission unit 7 and the howling cancellation unit 3.

加算器６から放音部７へ出力されたディジタル信号は、Ｄ／Ａコンバータ５１でアナログ信号に変換される。そして、パワーアンプ５２は、初期反射音を模した初期反射音支援信号及び後部残響音を模した後部残響音支援信号を増幅して、スピーカ５３へ両信号を出力する。スピーカ５３は、音源６７から放音された音の初期反射音及び後部残響音を模した音を放音する。   The digital signal output from the adder 6 to the sound emission unit 7 is converted into an analog signal by the D / A converter 51. The power amplifier 52 amplifies the initial reflected sound support signal simulating the initial reflected sound and the rear reverberant sound support signal simulating the rear reverberant sound, and outputs both signals to the speaker 53. The speaker 53 emits a sound simulating the initial reflection sound and the rear reverberation sound of the sound emitted from the sound source 67.

次に、本発明の適応型音場支援装置１を設置時の調整動作について説明する。小ホール６１に適応型音場支援装置１を設置した際に、マイクロフォン１１とステージ６５との距離がクリティカルディスタンス以下となる場合には、前記のように、マイクロフォン１１で音源６７の後部残響音を十分に収音することができない。この場合には、残響音生成フィルタ４１の機能をオンにしておき、マイクロフォン１１の収音信号を畳み込んで、音源６７から放音された音の後部残響音を模した後部残響音支援信号を生成するように設定する。これにより、小ホール６１とカップルドルーム７１との間で反響して残響時間が延長され、レベルが増強された後部残響音を生成することができる。   Next, the adjustment operation at the time of installing the adaptive sound field support apparatus 1 of the present invention will be described. When the adaptive sound field support apparatus 1 is installed in the small hall 61, if the distance between the microphone 11 and the stage 65 is less than the critical distance, the rear reverberation sound of the sound source 67 is output by the microphone 11 as described above. Can't pick up enough sound. In this case, the function of the reverberation sound generation filter 41 is turned on, and the rear reverberation support signal imitating the rear reverberation sound emitted from the sound source 67 is convoluted with the collected sound signal of the microphone 11. Set to generate. Thereby, the reverberation time is extended between the small hall 61 and the coupled room 71 and the reverberation time is extended, and the rear reverberation sound having an enhanced level can be generated.

一方、マイクロフォン１１とステージ６５との距離がクリティカルディスタンスを超えている場合には、音源６７から放音される音の後部残響音の方が直接音よりもエネルギーが大きくなる。この場合には、音源６７から放音される音の後部残響音をマイクロフォン１１で収音できるので、残響音生成フィルタ４１をオフにしておき、信号が残響音生成フィルタ４１を通過するように設定する。これにより、マイクロフォン１１で収音した後部残響音が、さらにカップルドルーム７１で反響した状態、及びカップルドルーム７１と小ホール６１との間で反響した状態を模した後部残響音をスピーカ５３から放音させることができる。   On the other hand, when the distance between the microphone 11 and the stage 65 exceeds the critical distance, the energy of the rear reverberant sound emitted from the sound source 67 is larger than that of the direct sound. In this case, since the rear reverberation sound emitted from the sound source 67 can be collected by the microphone 11, the reverberation sound generation filter 41 is turned off and the signal is set to pass through the reverberation sound generation filter 41. To do. As a result, the rear reverberant sound picked up by the microphone 11 is further reflected from the speaker 53 simulating a state in which the rear reverberant sound is reflected in the coupled room 71 and a state in which it is reflected between the coupled room 71 and the small hall 61. Sound can be emitted.

また、小ホール６１に適応型音場支援装置１を設置した際に、スピーカ５３と客席６６の聴取者６８との距離がクリティカルディスタンス以下となる場合には、前記のように、スピーカ５３から後部残響音を十分に放音することができない。この場合には、残響音再生フィルタ４７の機能をオンにしておき、ＦＩＲフィルタ４３及びＦＩＲフィルタ４５による音響ループで生成された信号を畳み込んで、ステージ６５上の音源６７から放音された音の後部残響音を模した信号を生成して出力するように設定する。これにより、小ホール６１及びカップルドルーム７１で反響し、最終的に小ホール６１で反響して客席６６に伝搬する後部残響音を生成してスピーカ５３から放音させることができる。   Further, when the adaptive sound field support apparatus 1 is installed in the small hall 61, if the distance between the speaker 53 and the listener 68 of the passenger seat 66 is less than the critical distance, as described above, The reverberant sound cannot be emitted sufficiently. In this case, the function of the reverberation sound reproduction filter 47 is turned on, and the sound generated from the sound source 67 on the stage 65 is convoluted with the signals generated by the acoustic loops by the FIR filter 43 and the FIR filter 45. It is set to generate and output a signal simulating the rear reverberation sound. As a result, it is possible to generate a rear reverberant sound that reverberates in the small hall 61 and the coupled room 71 and finally propagates in the small hall 61 and propagates to the passenger seat 66 and emits the sound from the speaker 53.

一方、スピーカ５３と客席６６の聴取者６８との距離がクリティカルディスタンスを超えている場合には、音源６７から放音される音の後部残響音の方が直接音よりもエネルギーが大きくなる。この場合には、スピーカ５３から放音した音は小ホール６１で反響するので、残響音再生フィルタ４７をオフにしておき、後部残響音を模した信号が残響音再生フィルタ４７を通過するように設定する。これにより、小ホール６１及びカップルドルーム７１で反響した後部残響音をスピーカ５３から放音させて、この音を最終的に小ホール６１で反響させて客席６６に伝搬させることができる。   On the other hand, when the distance between the speaker 53 and the listener 68 in the passenger seat 66 exceeds the critical distance, the energy of the reverberant sound emitted from the sound source 67 is greater than that of the direct sound. In this case, since the sound emitted from the speaker 53 reverberates in the small hall 61, the reverberation sound reproduction filter 47 is turned off so that the signal imitating the rear reverberation sound passes through the reverberation sound reproduction filter 47. Set. Thereby, the rear reverberation sound that reverberated in the small hall 61 and the coupled room 71 can be emitted from the speaker 53, and this sound can finally be reverberated in the small hall 61 and propagated to the passenger seat 66.

次に、ＦＩＲフィルタ３１、ＦＩＲフィルタ４３、及びＦＩＲフィルタ４５の周波数特性などの調整は、イコライザ３２、イコライザ４４、及びイコライザ４６のイコライジングにより行う。このとき、音源６７から放音された音、及び周囲から伝搬した残響音をマイクロフォン１１で収音させて、スピーカ５３から放音された初期反射音及び後部残響音を確認しながら、所望の音響効果が得られるように調整を行う。   Next, the frequency characteristics and the like of the FIR filter 31, the FIR filter 43, and the FIR filter 45 are adjusted by equalizing the equalizer 32, the equalizer 44, and the equalizer 46. At this time, the sound emitted from the sound source 67 and the reverberation sound propagated from the surroundings are picked up by the microphone 11, and the desired reflected sound is confirmed while confirming the initial reflection sound and the rear reverberation sound emitted from the speaker 53. Make adjustments to achieve the effect.

図４は、ＦＩＲフィルタによる音響効果の改善の状態を示すグラフである。適応型音場支援装置１では、ＦＩＲフィルタ３１、ＦＩＲフィルタ４３、及びＦＩＲフィルタ４５に設定するインパルス応答特性を変更・調整して、図４（Ａ）に示すようにインパルス応答の各タップにおける残響減衰カーブの傾きを変更することで、室内空間における平均吸音率を変更したような音響効果が得られる。また、図４（Ｂ）に示すようにインパルス応答の各タップの間隔を変更することで、ルームサイズを変更したような音響効果が得られる。   FIG. 4 is a graph showing a state of improvement of the acoustic effect by the FIR filter. In the adaptive sound field support device 1, the impulse response characteristics set in the FIR filter 31, the FIR filter 43, and the FIR filter 45 are changed and adjusted, and the reverberation at each tap of the impulse response as shown in FIG. By changing the slope of the attenuation curve, an acoustic effect can be obtained as if the average sound absorption rate in the indoor space is changed. In addition, as shown in FIG. 4B, by changing the interval between the taps of the impulse response, the acoustic effect as if the room size was changed can be obtained.

例えば、ＦＩＲフィルタ４３に設定するインパルス応答特性を変えることで、カップルドルーム７１の広さを変更したように音場を変化させることができ、後部残響音の音響特性を変化させることができる。また、ＦＩＲフィルタに小ホール６１において実測したインパルス応答を用いることで、より自然な音を創り出すことができる。さらに、ＦＩＲフィルタ４３及びＦＩＲフィルタ４５によって音響ループを人工的に創り出しているので、事前にループゲインを推定することが可能となる。したがって、従来の音場支援装置では調整に時間が必要であったループゲインの測定やイコライジングといった現場での調整作業を大幅に減らすことができる。   For example, by changing the impulse response characteristic set in the FIR filter 43, the sound field can be changed as if the width of the coupled room 71 is changed, and the acoustic characteristic of the rear reverberant sound can be changed. Further, a more natural sound can be created by using the impulse response actually measured in the small hall 61 for the FIR filter. Furthermore, since the acoustic loop is artificially created by the FIR filter 43 and the FIR filter 45, the loop gain can be estimated in advance. Therefore, on-site adjustment operations such as loop gain measurement and equalizing, which require time for adjustment in the conventional sound field support apparatus, can be greatly reduced.

次に、適応型音場支援装置１の動作について説明する。適応型音場支援装置１は、ステージ６５上の音源６７から放音された音、周囲から伝搬した音、及びスピーカ５３から放音された音（音源６７から放音された音の初期反射音及び後部残響音を模した音）をマイクロフォン１１で収音する。ハウリングキャンセル部３は、スピーカ５３からマイクロフォン１１へ至る音響帰還路の伝達関数を推定して、マイクロフォン１１が収音したスピーカ５３からの帰還音信号を模擬する模擬信号を生成する。加算器２５は、マイクロフォン１１の収音信号から模擬信号を減算することで、マイクロフォン１１が収音した帰還音信号を取り除いて、初期反射音生成部４及び後部残響音生成部５へ信号を出力する。   Next, the operation of the adaptive sound field support apparatus 1 will be described. The adaptive sound field support device 1 is configured to output a sound emitted from the sound source 67 on the stage 65, a sound propagated from the surroundings, and a sound emitted from the speaker 53 (the initial reflection sound of the sound emitted from the sound source 67). And a sound simulating a rear reverberation sound) are collected by the microphone 11. The howling cancel unit 3 estimates a transfer function of an acoustic feedback path from the speaker 53 to the microphone 11, and generates a simulation signal that simulates the feedback sound signal from the speaker 53 collected by the microphone 11. The adder 25 subtracts the simulation signal from the collected sound signal of the microphone 11 to remove the feedback sound signal collected by the microphone 11 and outputs a signal to the initial reflected sound generation unit 4 and the rear reverberation sound generation unit 5. To do.

初期反射音生成部４は、音源６７の初期反射音を模した初期反射音支援信号を生成して、加算器６へ出力する。また、後部残響音生成部５は、音源６７が発した音がカップルドルーム７１及び小ホール６１で反響した後部残響音を模した信号を生成して加算器６へ出力する。加算器６は、音源６７の初期反射音及び後部残響音を模した支援信号をスピーカ５３へ出力する。スピーカ５３は、音源６７の初期反射音及び後部残響音を模した音を出力する。   The initial reflected sound generation unit 4 generates an initial reflected sound support signal that imitates the initial reflected sound of the sound source 67 and outputs it to the adder 6. In addition, the rear reverberation generating unit 5 generates a signal that imitates the rear reverberant sound generated by the sound generated by the sound source 67 in the coupled room 71 and the small hall 61 and outputs the signal to the adder 6. The adder 6 outputs a support signal imitating the initial reflection sound and the rear reverberation sound of the sound source 67 to the speaker 53. The speaker 53 outputs a sound simulating the initial reflection sound and the rear reverberation sound of the sound source 67.

以上のように、本発明の適応型音場支援装置１では、適応フィルタ２２を用いたハウリングキャンセル部３を備えているので、気温の変化や音場の変化が発生したり、ステージ６５上に設置する大道具などの条件が変わったりしても、ハウリングの発生を防止できる。また、本発明の適応型音場支援装置１では、ハウリングキャンセル部３により、スピーカ５３からマイクロフォン１１への帰還信号を取り除くことができるので、マイクロフォンとスピーカとの距離がクリティカルディスタンス以下となる小空間であっても、ハウリングが発生することなく、既存の室内音響条件をベースに残響音の響きを豊かにすることができる。   As described above, the adaptive sound field support apparatus 1 according to the present invention includes the howling cancellation unit 3 using the adaptive filter 22, so that a change in temperature or a change in the sound field may occur or the stage 65 may be on the stage 65. Howling can be prevented even if the conditions of installed large tools change. Further, in the adaptive sound field support apparatus 1 of the present invention, the feedback signal from the speaker 53 to the microphone 11 can be removed by the howling cancel unit 3, so that a small space in which the distance between the microphone and the speaker is equal to or less than the critical distance. Even so, it is possible to enrich the reverberant sound based on the existing room acoustic conditions without generating howling.

なお、以上の説明では、本発明の適応型音場支援装置を小ホールに設けた場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、音響施設やリスニングルームなど音が反響して初期反射音や後部残響音が発生する室であればどのような室でも適用可能である。例えば、本発明の適応型音場支援装置を大ホールや中ホールに設けた場合でも、わずかな調整で、初期反射音及び後部残響音の響きを豊かにすることができる。   In the above description, the adaptive sound field support apparatus of the present invention is described as an example provided in a small hall. However, the present invention is not limited to this, and sounds such as sound facilities and listening rooms can be heard. Any room can be applied as long as the room reflects and generates an early reflection sound and a rear reverberation sound. For example, even when the adaptive sound field support apparatus according to the present invention is provided in a large hall or a middle hall, the reverberation of the initial reflected sound and the rear reverberation sound can be enriched with a slight adjustment.

また、以上の説明では、初期反射音生成部４及び後部残響音生成部５にＦＩＲフィルタを用いた場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく他のフィルタを用いても良い。例えば、ＩＩＲフィルタなどを用いることが可能である。   In the above description, the case where the FIR filter is used for the initial reflected sound generation unit 4 and the rear reverberation sound generation unit 5 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this and other filters are used. May be. For example, an IIR filter or the like can be used.

適応型音場支援装置の概略の配置図である。It is a schematic layout of an adaptive sound field support device. 適応型音場支援装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of an adaptive sound field assistance apparatus. 適応型音場支援装置が生成する初期反射音及び後部残響音の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the early reflection sound and rear reverberation sound which an adaptive type sound field assistance apparatus produces | generates. ＦＩＲフィルタによる音響効果の改善の状態を示すグラフである。It is a graph which shows the state of the improvement of the acoustic effect by a FIR filter.

符号の説明Explanation of symbols

１−適応型音場支援装置 ２−収音部 ３−ハウリングキャンセル部
４−初期反射音生成部 ５−後部残響音生成部 ６−加算器 ７−放音部
１１−マイクロフォン １２−ヘッドアンプ １３−Ａ／Ｄコンバータ
２１−遅延回路 ２２−適応フィルタ ２３−フィルタ部
２４−伝達系推定部 ２５−加算器
３１，４３，４５−ＦＩＲフィルタ ３２，４４，４６−イコライザ
４１−残響音生成フィルタ ４２−加算器 ４７−残響音再生フィルタ
５１−Ｄ／Ａコンバータ ５２−パワーアンプ ５３−スピーカ
６１−小ホール ６５−ステージ ６６−客席 ６７−音源
６８−聴取者 ７１−カップルドルーム 1-adaptive sound field support device 2-sound pickup unit 3-howling cancellation unit 4-early reflected sound generation unit 5-rear reverberation sound generation unit 6-adder 7-sound emission unit 11-microphone 12-head amplifier 13- A / D converter 21-delay circuit 22-adaptive filter 23-filter unit 24-transmission system estimation unit 25-adder 31, 43, 45-FIR filter 32, 44, 46-equalizer 41-reverberation sound generation filter 42-addition Equipment 47- reverberation sound reproduction filter 51- D / A converter 52- power amplifier 53- speaker 61- small hall 65- stage 66- passenger seat 67- sound source 68- listener 71- coupled room

Claims (4)

室に設置され、音源が発した音及び周囲から伝搬する音を収音するマイクロフォンと、
前記室の音響を支援する音を放音するスピーカと、
前記スピーカから前記マイクロフォンへ至る音響帰還路の伝達関数を推定して、前記マイクロフォンの収音信号から、前記スピーカからの帰還音信号を除去する適応フィルタを有するハウリングキャンセル手段と、
前記帰還音信号が除去された収音信号を畳み込み、前記音源が発した音に応じて前記室で発生する初期反射音を模した初期反射音支援信号を生成する初期反射音支援信号生成手段と、
前記帰還音信号が除去された収音信号を畳み込み、前記音源が発した音が、前記室に仮想的に連設された第２の室と前記室との間で反響して発生する後部残響音を模した後部残響音支援信号を生成する後部残響音支援信号生成手段と、
前記初期反射音支援信号及び前記後部残響音支援信号を増幅して前記スピーカへ出力するアンプと、
を備えたことを特徴とする適応型音場支援装置。 A microphone that is installed in the room and picks up the sound emitted by the sound source and the sound propagated from the surroundings;
A speaker that emits sound that supports the acoustics of the room;
A howling canceling means having an adaptive filter that estimates a transfer function of an acoustic feedback path from the speaker to the microphone and removes the feedback sound signal from the speaker from the collected sound signal of the microphone;
An initial reflected sound support signal generating means for convolving the collected sound signal from which the feedback sound signal has been removed and generating an initial reflected sound support signal that imitates an initial reflected sound generated in the room according to the sound emitted by the sound source; ,
A rear reverberation is generated by convoluting the collected sound signal from which the feedback sound signal has been removed, and the sound emitted from the sound source is reverberated between the second chamber and the chamber virtually connected to the chamber. A rear reverberation support signal generating means for generating a rear reverberation support signal imitating sound;
An amplifier that amplifies the initial reflected sound support signal and the rear reverberation sound support signal and outputs the amplified signal to the speaker;
An adaptive sound field support device characterized by comprising: 前記後部残響音支援信号生成手段は、前記第２の室の音響条件に基づくフィルタ係数が設定される第１のＦＩＲフィルタと、前記室の音響条件に基づくフィルタ係数が設定される第２のＦＩＲフィルタと、をループ状に接続してなり、
前記第１のＦＩＲフィルタの入力端に前記帰還音信号が除去された収音信号が入力され、前記第１のＦＩＲフィルタの出力端から後部残響音支援信号が取り出される請求項１に記載の適応型音場支援装置。 The rear reverberant sound support signal generating means includes a first FIR filter in which a filter coefficient based on the acoustic condition of the second room is set, and a second FIR in which a filter coefficient based on the acoustic condition of the room is set. A filter is connected in a loop,
2. The adaptation according to claim 1, wherein a collected sound signal from which the feedback sound signal has been removed is input to an input terminal of the first FIR filter, and a rear reverberant sound support signal is extracted from an output terminal of the first FIR filter. Type sound field support device. 前記後部残響音支援信号生成手段は、前記第１のＦＩＲフィルタの入力側に、前記室の音響条件に基づくフィルタ係数が設定される第３のＦＩＲフィルタを備えた請求項２に記載の適応型音場支援装置。   3. The adaptive type according to claim 2, wherein the rear reverberant sound support signal generation unit includes a third FIR filter in which a filter coefficient based on an acoustic condition of the room is set on an input side of the first FIR filter. Sound field support device. 前記後部残響音支援信号生成手段は、前記第１のＦＩＲフィルタの出力側に、前記室の音響条件に基づくフィルタ係数が設定される第４のＦＩＲフィルタを備えた請求項２または３に記載の適応型音場支援装置。   The said rear reverberation sound support signal generation means is equipped with the 4th FIR filter by which the filter coefficient based on the acoustic condition of the said room is set in the output side of the said 1st FIR filter. Adaptive sound field support device.
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JP2012523730A (en) * 2009-04-09 2012-10-04 センター サイエンティフィク エ テクニック デュ バチメント In particular, electroacoustic devices for concert halls
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