JP2007043512A

JP2007043512A - Howling suppressor

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Publication number: JP2007043512A
Application number: JP2005226006A
Authority: JP
Inventors: Iku Ashihara; 郁蘆原; Shogo Kiryu; 桐生昭吾
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2005-08-03
Filing date: 2005-08-03
Publication date: 2007-02-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a howling suppressor hardly causing the oscillation of a signal even when an amount of amplification (G) of the signal is larger than an amount of attenuation (L) of a feedback loop and applicable to an electric sound converting and reproducing apparatus. <P>SOLUTION: The howling suppressor is provided with: a sound signal input part 1 for converting a sound signal to an analog electric signal; an AD converter 2 for converting the analog signal to a digital signal; a signal processing part 3 for processing the digital signal; a DA converter 4 for converting the digital signal outputted from the signal processing part 3 to an analog electric signal; and a sound output part 6 for outputting the analog electric signal as a sound signal. The signal processing part 3 is provided with at least two kinds of comb filters 8. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電気音響変換再生装置に適用されるハウリング抑制装置に係り、特に、補聴器や拡声器、カラオケ装置のような音響入力信号を増幅してスピーカやイヤホンから出力させる電気音響変換再生装置に適用されるハウリング抑制装置に関する。 The present invention relates to a howling suppression apparatus applied to an electroacoustic conversion reproduction apparatus, and more particularly to an electroacoustic conversion reproduction apparatus that amplifies an acoustic input signal and outputs it from a speaker or an earphone, such as a hearing aid, a loudspeaker, or a karaoke apparatus. The present invention relates to an applied howling suppression device.

近年、補聴器は小型化、高出力化が進んでおり、音を入力するマイクロホン部と音を出力するイヤホン部が数十ミリメートルほどの距離を隔てて配置されている。重度難聴者用補聴器の場合、イヤホン部からの出力レベルが最大140 dB SPL（sound pressure level）を超える場合がある。また拡声器においても、高出力スピーカがマイクロホンに近接して配置される場合がある。 In recent years, hearing aids have been reduced in size and increased in output, and a microphone part for inputting sound and an earphone part for outputting sound are arranged at a distance of about several tens of millimeters. In the case of a hearing aid for severe hearing loss, the output level from the earphone unit may exceed a maximum of 140 dB SPL (sound pressure level). Also in a loudspeaker, a high-power speaker may be placed close to the microphone.

しかし、スピーカ又はイヤホンがマイクロホンに近接するこれらの装置では、スピーカやイヤホンからの出力信号の一部がマイクロホンに帰還することになる。このとき、音響出力信号は、マイクロホンに達するまでの間に減衰するが、この減衰量（L）にくらべて装置の増幅量（G）が大きいと、帰還が繰り返され、信号レベルは無限に増大してしまう。
ハウリングと呼ばれるこの現象は、不快な音を生じるだけでなく、スピーカやイヤホンを酷使し、不必要な電力を消費するといった問題を生じる。 However, in these devices in which the speaker or earphone is close to the microphone, a part of the output signal from the speaker or earphone is fed back to the microphone. At this time, the sound output signal is attenuated before reaching the microphone, but if the amount of amplification (G) of the device is larger than this amount of attenuation (L), feedback is repeated and the signal level increases infinitely. Resulting in.
This phenomenon called “howling” not only produces unpleasant sounds, but also causes problems such as overuse of speakers and earphones and consumption of unnecessary power.

このハウリングを抑制するために、ハウリングが発生しているかどうか、及びハウリングの発生している周波数を自動的に推定し、その周波数の成分を逆位相の信号にて相殺する、又はその周波数付近の増幅率を選択的に低下させるといった方法（特開平6-22397号）や信号の位相を変調する方法、遅延時間を変化させる方法などが提案されている（特開2000-341707、特開平3-263999、特開平9-168195、US5621802、US5033090）。
補聴器に関しては、イヤホン部からの出力が外耳道から外に漏れるいわゆる音漏れを防ぐためのイヤモールドの素材や成型技術が各種提案されている。また、イヤモールドが外耳に正しく装着されているときにのみ補聴器の電源をonにできるといったものが提案されている。
特開平6-22397号特開2000-341707 特開平3-263999 特開平9-168195 US5621802 US5033090 In order to suppress this howling, whether or not howling has occurred and the frequency at which howling has occurred are automatically estimated, and the frequency component is canceled out by a signal having an opposite phase, or near that frequency. A method of selectively reducing the amplification factor (Japanese Patent Laid-Open No. 6-22397), a method of modulating the phase of a signal, a method of changing a delay time, and the like have been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-341707, Japanese Patent Laid-Open No. 263999, JP-A-9-168195, US5621802, US5033090).
Regarding hearing aids, various materials and molding techniques for ear molds have been proposed to prevent so-called sound leakage in which the output from the earphone part leaks out from the ear canal. Further, it has been proposed that the hearing aid can be turned on only when the ear mold is properly attached to the outer ear.
JP-A-6-22397 JP2000-341707 JP 3-263999 JP 9-168195 A US5621802 US5033090

しかし、ハウリングの有無やハウリング発生周波数を確実に自動推定させるのはきわめて難しく、特定の周波数の増幅率を選択的に低下させる方法では、所望する音質及び音量が得られなくなる。位相変調や周波数変調は定常的なハウリングを抑制するが、音質変化を招いたり発振と相殺が交互に繰り返され耳障りな音質になったりする場合がある。 However, it is extremely difficult to reliably estimate the presence / absence of howling and the frequency of occurrence of howling, and the desired quality and volume cannot be obtained by a method of selectively reducing the amplification factor of a specific frequency. Phase modulation and frequency modulation suppress steady feedback, but may cause a change in sound quality, and oscillation and cancellation may be alternately repeated, resulting in annoying sound quality.

また、補聴器の音漏れの防止には限界があり、特に発汗時や咀嚼時、運動の際には期待する効果が得られにくい。音漏れをなくすためには外耳道を完全に塞ぐ必要があるが、これは閉塞感や圧迫感といった心理的ストレスを生じる。さらに、成長期の子供の場合、成長にともなってイヤモールドを何度も交換するためコストが高くなるといった問題がある。 In addition, there is a limit to the prevention of sound leakage of the hearing aid, and it is difficult to obtain the expected effect especially during sweating, chewing, and exercise. In order to eliminate sound leakage, it is necessary to completely block the external auditory canal, which causes psychological stress such as a feeling of occlusion and pressure. Furthermore, in the case of a growing child, there is a problem that the cost increases because the ear mold is changed many times as the child grows.

本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、信号の増幅量（G）が帰還ループの減衰量（L）より大きくても信号の発振が生じにくい電気音響変換再生装置に適用されるハウリング抑制装置を提供することにある。 In view of the above problems, the object of the present invention is to suppress howling applied to an electroacoustic conversion / reproducing apparatus in which signal oscillation hardly occurs even when the signal amplification amount (G) is larger than the feedback loop attenuation amount (L). To provide an apparatus.

本発明は、上記の問題を解決するために、下記の手段を採用した。第１の手段は、音響信号をアナログ電気信号に変換する音響信号入力部と、前記アナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器と、前記デジタル信号を処理する信号処理部と、該信号処理部より出力されるデジタル信号をアナログ電気信号に変換するＤＡ変換器と、前記アナログ電気信号を音響信号として出力する音響出力部とを備え、前記信号処理部は、一定時間毎に切り替わる２種類あるいはそれ以上の櫛型フィルタを備えることを特徴とするハウリング抑制装置である。
第２の手段は、第１の手段において、ハウリングの生じやすい周波数帯域が既知の場合は、前記２種類の櫛型フィルタをハウリングの生じやすい周波数付近に対してのみ機能させるようにしたことを特徴とするハウリング抑制装置である。
第３の手段は、音響信号をアナログ電気信号に変換する音響信号入力部と、前記アナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器と、前記デジタル信号を処理する信号処理部と、該信号処理部より出力されるデジタル信号をアナログ電気信号に変換するＤＡ変換器と、前記アナログ電気信号を音響信号として出力する音響出力部とを備え、前記信号処理部は、全域通過経路と少なくとも２種類の櫛型フィルタを備える経路とを並列接続し、通常は前記全域通過経路を機能させ、前記音響信号入力部に入力される音響信号又は前記音響出力部から出力される音響信号のレベルが所定値を超え前記所定値以下となるまでの間は、前記２種類の櫛型フィルタを備える経路を機能させるようにしたことを特徴とするハウリング抑制装置である。
第４の手段は、第１の手段乃至第３の手段のいずれか１つの手段において、前記２種類の櫛型フィルタの特性は、相補的、すなわち互いに通過領域と阻止領域が互い違いに構成されており、前記２種類の櫛型フィルタが一定時間毎に切り替わるように構成されていることを特徴とするハウリング抑制装置である。
第５の手段は、第１の手段乃至第４の手段のいずれか１つの手段において、前記２種類の櫛型フィルタは、FIRフィルタ又はIIRフィルタにて構成されることを特徴とするハウリング抑制装置である。
第６の手段は、第１の手段乃至第５の手段のいずれか１つの手段において、前記２種類の櫛型フィルタを、永久に又は複数回繰り返し動作させることにより、前記２種類の櫛型フィルタのサイドローブによる残留成分が前記音響信号入力部に帰還することによるハウリングを抑制することを特徴とするハウリング抑制装置である。 The present invention employs the following means in order to solve the above problems. The first means includes an acoustic signal input unit that converts an acoustic signal into an analog electric signal, an AD converter that converts the analog signal into a digital signal, a signal processing unit that processes the digital signal, and the signal processing unit A DA converter that converts a digital signal output from the analog signal into an analog electrical signal; and an acoustic output unit that outputs the analog electrical signal as an acoustic signal. It is a howling suppression apparatus provided with the above comb filter.
The second means is characterized in that, in the first means, when the frequency band in which howling is likely to occur is known, the two types of comb filters are operated only in the vicinity of the frequency in which howling is likely to occur. Is a howling suppression device.
The third means includes an acoustic signal input unit that converts an acoustic signal into an analog electric signal, an AD converter that converts the analog signal into a digital signal, a signal processing unit that processes the digital signal, and the signal processing unit A DA converter that converts a digital signal output from the analog signal into an analog electrical signal, and an acoustic output unit that outputs the analog electrical signal as an acoustic signal. The signal processing unit includes an all-pass path and at least two types of combs. A path including a filter is connected in parallel, and normally the all-pass path is functioned, and the level of the acoustic signal input to the acoustic signal input unit or the acoustic signal output from the acoustic output unit exceeds a predetermined value. The feedback suppression device is characterized in that a path including the two types of comb filters is caused to function until the predetermined value or less is reached.
According to a fourth means, in any one of the first means to the third means, the characteristics of the two types of comb filters are complementary, that is, the pass regions and the blocking regions are alternately configured. The howling suppression apparatus is characterized in that the two types of comb filters are configured to switch at regular intervals.
A fifth means is any one of the first means to the fourth means, wherein the two types of comb filters are constituted by FIR filters or IIR filters. It is.
According to a sixth means, in any one of the first to fifth means, the two types of comb filters are operated by repeating the two types of comb filters permanently or multiple times. This is a howling suppression apparatus that suppresses howling due to a residual component due to the side lobe returning to the acoustic signal input unit.

上述のごとく、本発明によれば、信号処理部において、ハウリングの発生源となる帰還ループを遮断するために２種類の櫛型フィルタを設けたので、帰還ループにより増幅が繰り返される周波数成分の出力レベルを数ミリから数十ミリ秒にわたり、充分小さくすることができ、発振を未然に防ぐことができる。そしてハウリングが生じる可能性のあるすべての周波数に対して上記の処理を施すことにより、従来必要とされていたハウリングの生じている周波数の推定が不要となる。
また、本発明によれば、個々の周波数成分は、定期的に小音量化あるいは無音化されるが、２つの櫛形フィルタの特性が互い違いであるため、一方の周波数グループが阻止域にあるとき、他方の周波数グループは必ず通過域にある。このため、信号が音声や音楽のような広帯域の複合音である限り、出力される信号波形は小音化、無音化されることなく、連続的に再生される。さらに、通過域及び阻止域の幅が聴覚の周波数分解能にくらべて狭ければ、櫛型フィルタによる音質変化はほとんど知覚されないため、聴感上は所望する周波数特性が実現できる。
また、本発明によれば、特性が互い違いな２種類の櫛型フィルタを交互に適用することによって、信号波形を途切れさせること無く、ハウリングの原因となる発振を遮断することができる。さらに、ハウリングの生じている周波数を推定することなく、また、所望の周波数特性及び増幅量を確保したままでハウリングを抑制するという、従来の手法では得られなかった効果が得られる。また、本発明を、補聴器、拡声器、カラオケ装置といった機器に適用することにより、不快なハウリング音を生じることなく、必要な音量を得ることが可能になる。特に、補聴器に適用した場合には、従来ほど厳密に外耳道を塞ぐ必要がなくなるため、閉塞感、圧迫感を改善し、快適性を向上させることができる。 As described above, according to the present invention, since two types of comb filters are provided in the signal processing unit in order to cut off the feedback loop that is a generation source of howling, the output of the frequency component that is repeatedly amplified by the feedback loop. The level can be made sufficiently small over several milliseconds to several tens of milliseconds, and oscillation can be prevented in advance. Then, by performing the above-described processing on all the frequencies that may cause howling, it becomes unnecessary to estimate the frequency at which howling has occurred, which was conventionally required.
Also, according to the present invention, the individual frequency components are regularly reduced or silenced, but the characteristics of the two comb filters are staggered, so when one frequency group is in the stopband, The other frequency group is always in the passband. For this reason, as long as the signal is a broadband composite sound such as voice or music, the output signal waveform is continuously reproduced without being turned down or silenced. Furthermore, if the widths of the pass band and the stop band are narrower than the auditory frequency resolution, a change in sound quality due to the comb filter is hardly perceived, so that a desired frequency characteristic can be realized for hearing.
Further, according to the present invention, by alternately applying two types of comb filters having different characteristics, it is possible to cut off the oscillation that causes howling without interrupting the signal waveform. Furthermore, an effect that cannot be obtained by a conventional method, that is, howling is suppressed without estimating the frequency at which howling occurs and while maintaining a desired frequency characteristic and amplification amount can be obtained. Further, by applying the present invention to a device such as a hearing aid, a loudspeaker, or a karaoke device, it is possible to obtain a necessary volume without generating an unpleasant howling sound. In particular, when applied to a hearing aid, it is not necessary to close the ear canal as precisely as in the past, so that the feeling of obstruction and pressure can be improved and the comfort can be improved.

はじめに、本発明の第１の実施形態を図１乃至図４を用いて説明する。
図１は、本実施形態の発明に係るハウリング抑制装置の構成を示す図である。
同図に示すように、音響信号は音響入力部１にてアナログ電気信号に変換される。アナログ電気信号はＡＤ変換器２にてデジタル信号に変換され、信号処理部３へ送られる。信号処理部３は、所望の周波数特性変化を与えるための定常フィルタ７とハウリングを低減させるための交互櫛型フィルタ８とから構成される。交互櫛型フィルタ８は２種類の櫛型フィルタから構成される。この２種類の櫛型フィルタの特性は、相補的であり、互いに通過領域と阻止領域が互い違いに構成されており、この２種類の櫛型フィルタは、一定時間毎に切り替わるように構成されている。なお、定常フィルタ７と交互櫛型フィルタ８の順序は逆でもよい。信号処理部３から出力されたデジタル信号は、ＤＡ変換器４によってアナログ信号に変換され、アナログ増幅器である信号増幅部５によって所望の増幅量に増幅される。
なお、デジタル増幅器を用いる場合は、ＤＡ変換器４と信号増幅部５の順序を入れ替えることになる。
増幅されたアナログ信号は、スピーカやイヤホンといった電気音響変換器からなる音響出力部６にて音響信号に変換され、出力される。 First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a howling suppression apparatus according to the invention of this embodiment.
As shown in the figure, the acoustic signal is converted into an analog electric signal by the acoustic input unit 1. The analog electric signal is converted into a digital signal by the AD converter 2 and sent to the signal processing unit 3. The signal processing unit 3 includes a stationary filter 7 for giving a desired change in frequency characteristics and an alternating comb filter 8 for reducing howling. The alternating comb filter 8 includes two types of comb filters. The characteristics of the two types of comb filters are complementary, and the pass regions and the blocking regions are alternately configured, and the two types of comb filters are configured to switch at regular intervals. . The order of the stationary filter 7 and the alternating comb filter 8 may be reversed. The digital signal output from the signal processing unit 3 is converted into an analog signal by the DA converter 4 and amplified to a desired amplification amount by the signal amplification unit 5 which is an analog amplifier.
In the case of using a digital amplifier, the order of the DA converter 4 and the signal amplifier 5 is changed.
The amplified analog signal is converted into an acoustic signal by an acoustic output unit 6 including an electroacoustic transducer such as a speaker or an earphone, and is output.

なお、このハウリング抑制装置において、周波数特性変化が不要な場合は、定常フィルタ７の周波数特性を平坦にするか、あるいは定常フィルタ７自体を省略してもよい。また、対象となるすべての周波数成分は、交互櫛型フィルタ８を通過するため、一定の時間間隔で充分に小音量化されるため、出力信号が入力部に帰還しても、発振は生じにくい。
また、交互櫛型フィルタ８を実現する手段としては、IIRフィルタやFIRフィルタを用いる。安定な動作を保障するためにはFIRフィルタが望まれるが、櫛型特性が実現できるならこれら以外の手段を用いても構わない。
また、装置を簡素化するために、交互櫛型フィルタ８の特性に、あらかじめ所望の周波数特性変化を得るための定常フィルタ特性を乗じておいてもよい。 In this howling suppression device, when the frequency characteristic change is unnecessary, the frequency characteristic of the stationary filter 7 may be flattened or the stationary filter 7 itself may be omitted. In addition, since all target frequency components pass through the alternating comb filter 8, the volume is sufficiently reduced at regular time intervals, so that oscillation does not easily occur even when the output signal is fed back to the input unit. .
Further, as means for realizing the alternating comb filter 8, an IIR filter or an FIR filter is used. In order to ensure stable operation, an FIR filter is desired, but other means may be used as long as comb characteristics can be realized.
In order to simplify the apparatus, the characteristics of the alternating comb filter 8 may be multiplied in advance by a steady filter characteristic for obtaining a desired frequency characteristic change.

図２は、交互櫛型フィルタ８のフィルタ特性を示す図であり、この交互櫛型フィルタ８は２種類の櫛型フィルタＡ、Ｂから構成されており、各櫛型フィルタＡ、Ｂはそれぞれ周波数軸上に通過領域と阻止領域とが交互に配列されていると共に、２種類の櫛型フィルタＡ、Ｂの通過領域と阻止領域とは互い違い配列されている。櫛型フィルタＡとＢは、一定時間毎に切り替わるように構成されている。図３は、交互櫛型フィルタ８のフィルタ特性を時間−周波数座標上に示した図である。 FIG. 2 is a diagram showing the filter characteristics of the alternating comb filter 8. The alternating comb filter 8 is composed of two types of comb filters A and B, and each comb filter A and B has a frequency. Passing areas and blocking areas are alternately arranged on the axis, and the passing areas and blocking areas of the two types of comb filters A and B are alternately arranged. The comb filters A and B are configured to switch at regular intervals. FIG. 3 is a diagram showing the filter characteristics of the alternating comb filter 8 on time-frequency coordinates.

通常、発振が生じている状態において、出力信号を一時的に無音化すると、帰還ループが遮断されるため、外部から新たな入力がない限り発振は続かない。しかし、全ての周波数成分を同時に無音化あるいは小音量化すると、その間、信号が途切れたり不自然に小さくなったりする。これを避けるために、本発明においては、対象とする周波数成分を２つあるいはそれ以上のグループに分け、それぞれのグループを交互に無音化あるいは小音量化するために、上述の交互櫛型フィルタ８を用いる。 Normally, when the output signal is temporarily silenced in a state where oscillation is occurring, the feedback loop is interrupted, and thus oscillation does not continue unless there is a new input from the outside. However, if all the frequency components are silenced or reduced in volume at the same time, the signal is interrupted or becomes unnaturally small. In order to avoid this, in the present invention, the above-described alternating comb filter 8 is used to divide the target frequency components into two or more groups and alternately silence or reduce the volume of each group. Is used.

図４は、交互櫛型フィルタ８を数回繰り返し適用した場合のフィルタ特性を時間−周波数座標上に示した図である。
サイドローブのない理想的なフィルタであれば、交互櫛型フィルタ８を一回適用するだけであらゆる周波数の発振を止めることができるはずである。しかし、実現可能なフィルタでは、阻止領域内にフィルタのサイドローブによる残留成分が含まれ、これが再び発振を誘発すると考えられる。そこで、図４に示すようなフィルタ特性を有する交互櫛型フィルタ８を用いることにより、交互櫛型フィルタ８が繰り返し適用される間、フィルタのサイドローブによる残留成分は少なくなり、発振が誘発されにくくなる。なお、図４において、残留成分の量をグレー表示の濃さで表している。 FIG. 4 is a diagram showing the filter characteristics on the time-frequency coordinates when the alternating comb filter 8 is repeatedly applied several times.
If it is an ideal filter without side lobes, it should be possible to stop oscillation at any frequency by applying the alternating comb filter 8 only once. However, in a feasible filter, a residual component due to the side lobe of the filter is included in the blocking region, which is considered to induce oscillation again. Therefore, by using the alternating comb filter 8 having the filter characteristics as shown in FIG. 4, while the alternating comb filter 8 is repeatedly applied, the residual component due to the side lobe of the filter is reduced, and oscillation is not easily induced. Become. In FIG. 4, the amount of residual component is represented by the gray density.

本発明において重要なのは、ある周波数fnに関して、信号増幅部５の増幅量をG(fn)、音響出力部６から音響入力部１に帰還する際の減衰量をL(fn)、交互櫛型フィルタ８の阻止域におけるその周波数の減衰量をl(fn)としたとき、すべてのfnについて、L(fn)とl(fn)の和がG(fn)よりも大きくなるように交互櫛型フィルタ８を設計することである。
したがって、G(fn)とL(fn)のおおよその値が既知なら、G(fn) < L(fn)となる周波数だけを対象に交互櫛型フィルタ８を適用することで、不必要な音質変化を低減できる。 What is important in the present invention is that for a certain frequency fn, the amplification amount of the signal amplification unit 5 is G (fn), the attenuation amount when returning from the acoustic output unit 6 to the acoustic input unit 1 is L (fn), and the alternating comb filter An alternating comb filter so that the sum of L (fn) and l (fn) is greater than G (fn) for all fn where the attenuation of that frequency in the stopband of 8 is l (fn) 8 is to design.
Therefore, if the approximate values of G (fn) and L (fn) are known, unnecessary sound quality can be obtained by applying the alternating comb filter 8 only for frequencies satisfying G (fn) <L (fn). Change can be reduced.

本実施形態の発明によれば、個々の周波数成分は、定期的に小音量化あるいは無音化されるが、交互櫛型フィルタ８の２つの櫛形フィルタが一定時間毎に切り替わるため、一方の周波数グループが阻止領域あるとき、他方の周波数グループは必ず通過領域にある。このため、信号が音声や音楽のような広帯域の複合音である限り、出力される信号波形は小音化、無音化されることなく、連続的に再生される。 According to the invention of the present embodiment, the individual frequency components are regularly reduced or silenced, but the two comb filters of the alternating comb filter 8 are switched at regular intervals, so one frequency group When is in the stop region, the other frequency group is always in the pass region. For this reason, as long as the signal is a broadband composite sound such as voice or music, the output signal waveform is continuously reproduced without being turned down or silenced.

また、通過領域及び阻止領域の幅が聴覚の周波数分解能にくらべて狭ければ、櫛型フィルタによる音質変化はほとんど知覚されないため、聴感上は所望する周波数特性が実現できる。
本発明では、対象とするすべての周波数成分が一定の時間間隔で小音量化あるいは無音化されるため、純音のように単一周波数の定常音はレベル変動音あるいは断続音になってしまうが、日常生活場面で重要な信号となる音声や音楽、その他大半の環境音は広帯域の複合音であり、周波数も変動している。したがって交互櫛型フィルタ処理によってこれらの信号に極端なレベル変動や不連続が生じることはない。 Also, if the width of the passing region and the blocking region is narrower than the auditory frequency resolution, a change in sound quality due to the comb filter is hardly perceived, so that a desired frequency characteristic can be realized for hearing.
In the present invention, since all the frequency components of interest are reduced in volume or silence at a constant time interval, a single frequency steady sound like a pure tone becomes a level fluctuation sound or an intermittent sound. Voice and music, which are important signals in daily life situations, and most other environmental sounds are wideband composite sounds, and their frequencies also fluctuate. Therefore, there is no extreme level fluctuation or discontinuity in these signals due to the alternating comb filter processing.

また、上述のごとく、交互櫛型フィルタ８として、少なくとも２種類の櫛型フィルタを切り替えて使用するものであるが、櫛型フィルタを瞬時に切り替えると、信号の不連続が生じるためクリック音が発生するので、これらの櫛型フィルタの切り替えは数ミリから数十ミリ秒かけて連続的にフィルタ特性を変化させる。これには、クロスフェードなどの技術が利用できる。 In addition, as described above, at least two types of comb filters are used as the alternating comb filter 8, but when the comb filters are switched instantaneously, signal discontinuity occurs and a click sound is generated. Therefore, the switching of these comb filters changes the filter characteristics continuously over several milliseconds to several tens of milliseconds. For this, techniques such as crossfading can be used.

また、従来技術の一つに特定の周波数域の出力を低減させるノッチフィルタをフィルタの中心周波数を変化させながら適用するものがある（EP467499A3）が、ノッチフィルタでは一度に処理できる周波数範囲が限定される。それに対して本実施形態の発明に係る交互櫛型フィルタ８によれば、２種類の櫛型フィルタを連結するだけですべての周波数範囲が処理可能である。 In addition, one of the conventional techniques is to apply a notch filter that reduces the output in a specific frequency range while changing the center frequency of the filter (EP467499A3), but the notch filter limits the frequency range that can be processed at one time. The On the other hand, according to the alternating comb filter 8 according to the invention of the present embodiment, the entire frequency range can be processed only by connecting two types of comb filters.

次に、本発明の第２の実施形態を図５を用いて説明する。
図５は、本実施形態の発明に係るハウリング抑制装置の構成を示す図である。
図１に示した第１の実施形態においては、信号処理部３に入力されるデジタル信号が必ず交互櫛型フィルタ８を通過するが、ハウリングが問題となるのは、発振している信号がある程度のレベルを超えてからである。そこで、信号処理部３の演算量、及び不必要な音質変化をできるだけ減らすため、信号のレベルがある程度大きくなったときにのみ交互櫛型フィルタ８を有効にするのが現実的である。
図５に示すハウリング抑制装置では、信号処理部３に２つの信号経路（経路１、経路２）を設け、これらの信号経路を切り替え器１０によって切り替えるように構成している。このうち、経路１では、定常フィルタ７にて所望の周波数特性変化だけが与えられ、経路２では、定常フィルタ＋交互櫛型フィルタ９にて所望の周波数特性変化とハウリング低減のための交互櫛型フィルタ処理とが施されるのである。
レベル判定・比較器１１では、信号のレベルを判定し、あらかじめ設定されている閾値と比較する。信号のレベルが閾値を越えない間は切り替え器１０によって経路１が選択されるが、信号のレベルが閾値を越えたと判定されたときは、経路２に切り替えられ、交互櫛型フィルタ９が有効になる。この場合、交互櫛型フィルタ９は所定の回数、あるいは閾値以下の信号レベルが所定の長さ続くまで繰り返し適用される。
なお、図５に示したハウリング抑制装置は、あくまで一例であって、特にレベル判定・比較器１１の配置については同図に示す位置に必ずしも設ける必要はなく、様々な配置が可能である。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a howling suppression device according to the invention of the present embodiment.
In the first embodiment shown in FIG. 1, the digital signal input to the signal processing unit 3 always passes through the alternating comb filter 8, but howling is a problem because the oscillating signal is to some extent. It is after exceeding the level of. Therefore, in order to reduce the amount of calculation of the signal processing unit 3 and unnecessary change in sound quality as much as possible, it is practical to enable the alternating comb filter 8 only when the signal level has increased to some extent.
In the howling suppression apparatus shown in FIG. 5, two signal paths (path 1 and path 2) are provided in the signal processing unit 3, and these signal paths are switched by a switch 10. Among them, in the path 1, only a desired frequency characteristic change is given by the stationary filter 7, and in the path 2, an alternating comb type for reducing a desired frequency characteristic and howling is reduced by the stationary filter + alternate comb filter 9. Filter processing is performed.
The level determination / comparator 11 determines the level of the signal and compares it with a preset threshold value. While the signal level does not exceed the threshold value, the path 1 is selected by the switch 10, but when it is determined that the signal level exceeds the threshold value, the path 2 is switched and the alternating comb filter 9 is enabled. Become. In this case, the alternating comb filter 9 is repeatedly applied a predetermined number of times or until a signal level equal to or lower than the threshold value continues for a predetermined length.
Note that the howling suppression apparatus shown in FIG. 5 is merely an example, and the arrangement of the level determination / comparator 11 is not necessarily provided at the position shown in the figure, and various arrangements are possible.

以上、本発明の基本的な実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜の変更が可能なものである。 Although the basic embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments. Appropriate changes can be made without departing from the scope of the present invention.

第１の実施形態の発明に係るハウリング抑制装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the howling suppression apparatus which concerns on invention of 1st Embodiment. 交互櫛型フィルタ８のフィルタ特性を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating filter characteristics of the alternating comb filter 8. 交互櫛型フィルタ８のフィルタ特性を時間−周波数座標上に示した図である。It is the figure which showed the filter characteristic of the alternating comb filter 8 on the time-frequency coordinate. 交互櫛型フィルタ８を数回繰り返し適用した場合のフィルタ特性を時間−周波数座標上に示した図である。It is the figure which showed the filter characteristic at the time of applying the alternating comb filter 8 repeatedly several times on the time-frequency coordinate. 第２の実施形態の発明に係るハウリング抑制装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the howling suppression apparatus which concerns on invention of 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１音響入力部
２ＡＤ変換器
３信号処理部
４ＤＡ変換器
５信号増幅部
６音響出力部
７定常フィルタ
８交互櫛型フィルタ
９定常フィルタと交互櫛型フィルタ
１０切り替え器
１１レベル判定・比較器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Acoustic input part 2 AD converter 3 Signal processing part 4 DA converter 5 Signal amplification part 6 Acoustic output part 7 Steady filter 8 Alternating comb filter 9 Steady filter and alternating comb filter 10 Switch 11 Level judgment / comparator

Claims

音響信号をアナログ電気信号に変換する音響信号入力部と、前記アナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器と、前記デジタル信号を処理する信号処理部と、該信号処理部より出力されるデジタル信号をアナログ電気信号に変換するＤＡ変換器と、前記アナログ電気信号を音響信号として出力する音響出力部とを備え、前記信号処理部は、少なくとも２種類の櫛型フィルタを備えることを特徴とするハウリング抑制装置。 An acoustic signal input unit that converts an acoustic signal into an analog electrical signal, an AD converter that converts the analog signal into a digital signal, a signal processing unit that processes the digital signal, and a digital signal output from the signal processing unit A DA converter that converts the analog electrical signal into an analog electrical signal and an acoustic output unit that outputs the analog electrical signal as an acoustic signal, and the signal processing unit includes at least two types of comb filters Suppression device.

ハウリングの生じやすい周波数帯域が既知の場合は、前記２種類の櫛型フィルタをハウリングの生じやすい周波数付近に対してのみ機能させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のハウリング抑制装置。 2. The howling suppression apparatus according to claim 1, wherein when the frequency band in which howling is likely to occur is known, the two types of comb filters are caused to function only in the vicinity of the frequency in which howling is likely to occur.

音響信号をアナログ電気信号に変換する音響信号入力部と、前記アナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器と、前記デジタル信号を処理する信号処理部と、該信号処理部より出力されるデジタル信号をアナログ電気信号に変換するＤＡ変換器と、前記アナログ電気信号を音響信号として出力する音響出力部とを備え、前記信号処理部は、全域通過経路と少なくとも２種類の櫛型フィルタを備える経路とを並列接続し、通常は前記全域通過経路を機能させ、前記音響信号入力部に入力される音響信号又は前記音響出力部から出力される音響信号のレベルが所定値を超え前記所定値以下となるまでの間は、前記２種類の櫛型フィルタを備える経路を機能させるようにしたことを特徴とするハウリング抑制装置。 An acoustic signal input unit that converts an acoustic signal into an analog electrical signal, an AD converter that converts the analog signal into a digital signal, a signal processing unit that processes the digital signal, and a digital signal output from the signal processing unit A DA converter that converts the analog electrical signal into an analog electrical signal, and an acoustic output unit that outputs the analog electrical signal as an acoustic signal, and the signal processing unit includes an all-pass path and a path including at least two types of comb filters; Are connected in parallel, normally the all-pass path is functioned, and the level of the acoustic signal input to the acoustic signal input unit or the acoustic signal output from the acoustic output unit exceeds a predetermined value and becomes the predetermined value or less. In the meantime, a howling suppression apparatus characterized in that a path including the two types of comb filters is made to function.

前記２種類の櫛型フィルタの特性は、互いに通過領域と阻止領域が互い違いに構成されており、前記２種類の櫛型フィルタが一定時間毎に切り替わるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つの請求項に記載のハウリング抑制装置。 The characteristics of the two types of comb filters are such that a pass region and a blocking region are alternately configured, and the two types of comb filters are configured to switch at regular intervals. The howling suppression apparatus according to any one of claims 1 to 3.

前記２種類の櫛型フィルタは、FIRフィルタ又はIIRフィルタにて構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つの請求項に記載のハウリング抑制装置。 The howling suppression apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the two types of comb filters are configured by FIR filters or IIR filters.

前記２種類の櫛型フィルタを、永久に又は複数回繰り返し動作させることにより、前記２種類の櫛型フィルタのサイドローブによる残留成分が前記音響信号入力部に帰還することによるハウリングを抑制することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１つの請求項に記載のハウリング抑制装置。

By operating the two types of comb filters permanently or repeatedly several times, it is possible to suppress howling due to residual components due to side lobes of the two types of comb filters returning to the acoustic signal input unit. The howling suppression device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that: