JPS61101194A - Houling suppressor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To suppress houling by constituting the titled device of a houling frequency estimation part that detects houling and its frequency where the houling arises, and a filter part that attenuates a frequency component where the houling occurs from the output of a subtraction part, and outputs to a loudspeaker. CONSTITUTION:Turning converting switches 6 and 17 to a side A, a transfer characteristic h of an echo path is estimated, then in case switches 6, 17 are turned to a side B, a loudspeaker is actuated. The transfer characteristic of the echo path drifts from the estimated one and houling occurs, an input signal to a speaker 16 in the figure, for instance, generates a sharp peak at a frequency F3. A houling frequency estimation device 11 applies FET to this input signal to find that the houling is occurring at the frequency F3 and decides as houling, finding in which frequency band of BPF101-10n the frequency lies, and increases the attenuation of an attenuater connected to the BPF having the frequency in the frequency band to suppress the houling.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はスピーカからマイクロホンへ回り込む反響信号
を消去しハウリングを抑圧する・・クリング抑圧装置に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a cling suppression device that suppresses howling by canceling echo signals circulating from a speaker to a microphone.

従来の技術 近年、会議ンステムヤテレフンファレンス／ステムの発
展に伴い、明瞭で自然な拡声ができる・・クリング抑圧
装置が望まれている。BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, with the development of conference systems and systems, there has been a desire for a ring suppression device that can provide clear and natural sound amplification.

以下図面を参照しながら、上述したような従来のハウリ
ング抑圧装置について説明する。The conventional howling suppression device as described above will be described below with reference to the drawings.

第７図は従来のハウリング抑圧装置のプロノク図でおる
。１は収音用のマイクロホ／、２はマイクロホン１の出
力を増幅するマイクロホンアンプ、３はマイクロホンア
ンプ２の出力の低域部を取り出スローパスフィルタ、４
はローパスフィルタ３の出力をディジタル信号に変換す
るアナログ・ディジタル信号化（以下ム／Ｄコンバータ
と＋Ｉｆぶ）、５はＡ／Ｄコンバータ４の出力から反響
信号合成部８で作られた推定反響信号を減算する減算部
、６は伝達特性推定部アヘ減算部５の出力を転送するか
、伝達特性推定部子の入力を接地するかのいずれか切更
替える切ジ替えスイッチ、９は減算部５の出力をアナロ
グ信号に変換するディジタル・アナログ変換器（以下Ｄ
／人コンバータと呼ぶ）、１０はＤ／人コンバータ９の
出力の量子化ノイズを取ｐ除＜ローパスフィルタ、１３
はスピーカ１６を駆動する拡声アンプ１５の入力信号の
低Ｍ、部を取りｆｆｌ？ローパスフィルタ、１４はロー
パスフィルタ１３の出力をディジタル信号に変換するム
／Ｄコンバータ、１７は拡声アンプ１５０入力を減算部
５の出力としたか、ホワイトノイズ発生部１８の出力と
したかを切ジ替えるスイッチである。FIG. 7 is a diagram of a conventional howling suppression device. 1 is a microphone for collecting sound, 2 is a microphone amplifier that amplifies the output of microphone 1, 3 is a low-pass filter that extracts the low frequency part of the output of microphone amplifier 2, 4
5 is an analog/digital signal converter that converts the output of the low-pass filter 3 into a digital signal (hereinafter referred to as M/D converter and +If), and 5 is an estimated echo signal created from the output of the A/D converter 4 by the echo signal synthesis unit 8. 6 is a changeover switch for switching between transferring the output of the transfer characteristic estimating section Ahe subtracting section 5 or grounding the input of the transfer characteristic estimating section; 9 is a subtracting section 5 A digital-to-analog converter (hereinafter referred to as D) that converts the output of
/person converter), 10 removes the quantization noise of the output of the D/person converter 9 by p<low-pass filter, 13
takes the low M part of the input signal of the loudspeaker amplifier 15 that drives the speaker 16 and calculates ffl? A low-pass filter 14 is a MU/D converter that converts the output of the low-pass filter 13 into a digital signal, and 17 is a switch for selecting whether the input of the loudspeaker amplifier 150 is the output of the subtractor 5 or the output of the white noise generator 18. It is a switch that can be changed.

以上のように構成されだノ・クリング抑圧装置について
、以下その動作について説明する。The operation of the Kling suppression device configured as described above will be explained below.

まず、スイッチ６．１７をＡ側に倒し、マイクロホン１
．スピーカ１６間の伝達特性を推定する。First, turn switch 6.17 to side A, and microphone 1
．． The transfer characteristics between the speakers 16 are estimated.

ホワイトノイズ発生器１８の出力がスピーカ１６で拡声
されマイクロホン１で収音される。また、拡声されるホ
ワイトノイズはローパスフィルタ１３を通してム、４コ
ンバータ１４でディジタル信号Ｘに変換され、反響信号
合成部８に送られる。The output of the white noise generator 18 is amplified by the speaker 16 and collected by the microphone 1. Further, the amplified white noise is passed through a low-pass filter 13, converted into a digital signal X by a four-way converter 14, and sent to the echo signal synthesis section 8.

さらに反響信号合成部８には伝達特性推定部７より推定
された反響特性りがインパルス・レスポンス（以下ＩＲ
と呼ぶ）として送られておジ、ディンタル信号Ｘと反響
特性りのコンポリーンヨンを計算し、推定反響信号ｙを
出力する。推定反響信号ｙは減算部６において、ディジ
タル信号化されたマイクロホン出力２から差し引かれる
。減算部６の出力θは伝達特性推定部７に送られ、伝達
特性推定部７では出力ｅが零になるよう反響特性りを修
正更新を行なう。Furthermore, the echo characteristic estimated by the transfer characteristic estimation unit 7 is sent to the echo signal synthesis unit 8 as an impulse response (hereinafter referred to as IR).
It calculates a component of the digital signal X and the reverberation characteristics, and outputs an estimated reverberation signal y. The estimated echo signal y is subtracted from the microphone output 2 converted into a digital signal in a subtractor 6. The output θ of the subtraction unit 6 is sent to the transfer characteristic estimating unit 7, and the transfer characteristic estimating unit 7 corrects and updates the echo characteristic so that the output e becomes zero.

以上の動作を１サンプリング内に行なう。充分な回数だ
け以上の動作を繰り返し、減算部５の出力ｅが零になる
ように、反響特性りは一定値に収束してゆき伝達特性の
推定が完了する。The above operations are performed within one sampling. By repeating the above operation a sufficient number of times, the reverberation characteristic converges to a constant value so that the output e of the subtractor 5 becomes zero, and the estimation of the transfer characteristic is completed.

次にスイッチ６°、１γをＢ側に倒し拡声を行う。Next, turn the switch 6° and 1γ to the B side to perform amplification.

マイクロホン１で収音された信号はディジタル信８、　
ｚに変換される。信号ｚｉＣは、話者の声とスピーカ１
６からの反響信号が含１れている。マイクロホン１とス
ピーカ１６の間の伝達特性は推定すれているので反響信
号合成部８で反響信号ｙが合成され、減算部５でマイク
ロホン出力信Ｊ、ｉ、　ｚから差し引かれ、減算部５の
出力ｅは話者の信号だけとなる。このように、スピーカ
１６からマイクロホ／１への回！ｌｌ込み信号が除去さ
れノ・クリングが生じなくなる。The signal picked up by microphone 1 is digital signal 8,
converted to z. Signal ziC is the speaker's voice and speaker 1
Contains echo signals from 6 and 1. Since the transfer characteristic between the microphone 1 and the speaker 16 has been estimated, the echo signal y is synthesized in the echo signal synthesis section 8, and is subtracted from the microphone output signals J, i, and z in the subtraction section 5, and the output of the subtraction section 5 is e is only the speaker's signal. In this way, from speaker 16 to microphone/1! ll interference signals are removed and no clinging occurs.

発明が解決しようとした問題点 しかしながら上記のような構成では、拡声動作を行う前
にスピーカからマイクロホンへの伝達特性を推定し、保
持しているため、拡声中に伝達特性がわずかに変化して
も変化に追従できず／・クリングを生じるという欠点を
有していた。Problems that the invention sought to solve However, with the above configuration, the transfer characteristics from the speaker to the microphone are estimated and maintained before performing the amplification operation, so the transfer characteristics may change slightly during amplification. However, it also had the disadvantage of not being able to follow changes and causing clinging.

本発明は、上記欠点に鑑み、拡声動作中にスピーカから
マイクロホンへの伝達特性が変化しノ・クリングが生じ
た際にも、ただちにノ・クリングを抑圧し拡声すること
のできるノ・クリング抑圧装置を提供するものである。In view of the above drawbacks, the present invention provides a no-cling suppression device that can immediately suppress no-cling and amplify the sound even when no-cling occurs due to a change in the transmission characteristics from a speaker to a microphone during amplification operation. It provides:

問題点を解決するだめの手段 この目的を達成するために本発明のノ・クリング抑圧装
置は、ノ・クリングを検出しノ・クリングの生じている
周波数を求めるノ・クリング周波数推定部と、減算部の
出力からノ・クリングの生じている周波数成分を減衰さ
せ拡声スピーカへ出力するフィルタ部から構成されてい
る。Means for Solving the Problem In order to achieve this object, the no-cling suppression device of the present invention includes a no-cling frequency estimator that detects no-cling and calculates the frequency at which no-cling occurs, and a no-cling frequency estimator that detects no-cling and calculates the frequency at which no-cling occurs; It consists of a filter section that attenuates the frequency component in which no-cling occurs from the output of the section and outputs it to the loudspeaker.

作用 この構成によって、拡声中に反響路の伝達特性が変化し
減算部で消去しきれなかった反響成分については、その
反響成分によりノ・クリングが生じた場合、ただちに、
・・クリング周波数推定部によりハウリングの周波数成
分が検出され、どの周波数でハウリングが生じたかがフ
ィルタ部に伝えられる。フィルタ部では減算器の出力信
号のうちハウリングの生じた周波数成分について減衰き
せるように動作しハウリングを抑圧することとなる。Effect: With this configuration, if the transmission characteristics of the echo path change during amplification and the echo component that could not be eliminated by the subtraction section is caused by the echo component, it is immediately processed.
...The frequency component of howling is detected by the Kling frequency estimation section, and the frequency at which howling occurs is transmitted to the filter section. The filter section operates to attenuate the frequency component in which howling occurs in the output signal of the subtracter, thereby suppressing howling.

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。EXAMPLE An example of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第１図は本発明の第１の実施例におけるハウリング抑圧
装置のブロック図を示すものである。FIG. 1 shows a block diagram of a howling suppression device in a first embodiment of the present invention.

第１図において、１はマイクロホン、２はマイクロホン
アンプ、３，１０，１３ｕローパスフイルタ、４，１４
はＡ／Ｄコンバータ、９はＤ／Ａコンバータ、６は減算
部、６，１γはスイッチ、γは伝達特性推定部、８は反
響信υ合成部、１５に拡声アンプ、１６はスピーカ、１
８はホワイトノイズ発生器で、以上は第７図の構成と同
じものである。In Figure 1, 1 is a microphone, 2 is a microphone amplifier, 3, 10, 13u low-pass filters, 4, 14
is an A/D converter, 9 is a D/A converter, 6 is a subtraction unit, 6 and 1γ are switches, γ is a transfer characteristic estimation unit, 8 is a echo signal υ synthesis unit, 15 is a public address amplifier, 16 is a speaker, 1
8 is a white noise generator, which has the same configuration as that shown in FIG. 7.

１１はム／Ｄコンバータ１４の出力信号を取り込み高速
フーリエ変換（以下ＦＦＴと呼ぶ）により、スピーカへ
の入力信号の周波数分析を行ない単一周波数において鋭
いピークが生じた時にハウリングと判定し、フィルタ部
１２の制御を行なうハウリング周波数推定部である。フ
ィルタ部１２は第２図に示すような、バンドパスフィル
タＩＣ１１〜１０ｎとアッテネータ１１１〜１１ｎを一
組としたｎ個のユニットを並列接続した構成になってい
る。各バンドパスフィルタの通過帯Ｍ、は第３図に示す
ようにバンドパスフィルタ１０１の通過帯域は０〜で１
．バンドパスフィルタ１０２の通過帯域ｆｌｆ、〜ｆ２
．バンドパスフィルタ１ｏｎの通過帯域はｆｎ−１〜ｆ
、に対応し、拡声に必要な帯域を満たしている。また各
ユニットの出力は加算部１２０で加算され出力される。11 takes in the output signal of the MU/D converter 14, performs frequency analysis of the input signal to the speaker using fast Fourier transform (hereinafter referred to as FFT), determines howling when a sharp peak occurs at a single frequency, and sends it to the filter section. This is a howling frequency estimator that performs control of 12. The filter section 12 has a configuration in which n units each including a set of bandpass filter ICs 11 to 10n and attenuators 111 to 11n are connected in parallel, as shown in FIG. As shown in FIG. 3, the pass band M of each band pass filter is 0 to 1.
．． Pass band flf of bandpass filter 102, ~f2
．． The pass band of bandpass filter 1on is fn-1~f
, and satisfies the bandwidth required for amplification. Further, the outputs of each unit are added together by an adder 120 and output.

以上のように構成されたハウリング抑圧装置について、
以下その動作を説明する。Regarding the howling suppression device configured as above,
The operation will be explained below.

第１図において、まず、スイッチ６□１７をＡ側に倒し
、スピーカ１６からマイクロホン１への反響路の伝達特
性りを推定する。この場合、ハワリング周波数推定部７
．フィルタ部１２は何ら動作しないので、伝達特性推定
の過程は従来例と同じであジ説明を省略する。In FIG. 1, first, the switch 6□17 is turned to the A side, and the transfer characteristic of the echo path from the speaker 16 to the microphone 1 is estimated. In this case, howling frequency estimator 7
．． Since the filter section 12 does not operate in any way, the process of estimating the transfer characteristic is the same as in the conventional example, and its explanation will be omitted.

次にスイッチ６．１７をＢ側に倒し拡声を行なう。スピ
ーカ１６からマイクロホン１への反響路の伝達特性が推
定を行った時と変化していない場合、フィルタ部１２で
は何も処理が行なわれないので、従来例と同じ動作を行
う。しかし、話者が移動する等の反響路の伝達特性が変
化し、ノ・ウリングが生じた場合、例えば第４図に示す
ように、スピーカ１６への入力信号は周波数２３で鋭い
ピークを生じる。ハウリング周波数推定部１１では、ス
ピーカへの入力信号にＦＦＴを行ない単一周波数Ｆ３で
鋭いピークの生じていることを発見し、ハウリングと判
定し、周波数２３がバンドパスフィルタ１０１〜１０ｎ
のどの帯域内にあるかを見つけ、周波数２３（１１−通
過帯域内にもつバンドパスフィルタの後に接続されてい
るアッテネータの減衰址を大きくしハウリングが生じな
いようにする。さらに、反響路の伝達特性が変化し、周
波数Ｆ４でも・・ワリングが生じた場合、周波数Ｆ４を
通過帯域に含むバンドパスフィルタに接続されているア
ッテネータを減衰させる。このように順次ハウリングの
生じた周波数帯域の利得の減衰を行ってやることによジ
ハワリングを抑圧できる。Next, switch 6.17 is turned to the B side to perform amplification. If the transfer characteristic of the echo path from the speaker 16 to the microphone 1 has not changed from when the estimation was performed, the filter section 12 performs no processing and performs the same operation as the conventional example. However, if the transmission characteristics of the echo path change, such as when the speaker moves, and nodding occurs, the input signal to the speaker 16 will have a sharp peak at frequency 23, as shown in FIG. 4, for example. The howling frequency estimating unit 11 performs FFT on the input signal to the speaker and finds that a sharp peak occurs at a single frequency F3, and determines that it is howling, and the frequency 23 is detected by the bandpass filters 101 to 10n.
Find out which band the frequency 23 (11-) is in and increase the attenuation of the attenuator connected after the bandpass filter in the passband to prevent howling. If the characteristics change and warring occurs even at frequency F4, the attenuator connected to the bandpass filter whose passband includes frequency F4 is attenuated.In this way, the gain of the frequency band where howling occurs is attenuated in sequence. Jihawaring can be suppressed by doing this.

以上のように本実施例によれば、スピーカへの入力信号
を周波数分析することにより、スピーカからマイクロホ
ンへの反響路の伝達特性を推定した後に伝達特性が変化
した場合においても、減算部６の後に接続されるフィル
タ部１２によジ／・ワリノグを抑圧できる。また、フィ
ルタ部１２の伝達特性はスピーカ１６からマイクロホン
１への伝達特性に何ら影響を与えないので、このフィル
タ部１２により音場補正を行うことができより明確な拡
声を行うことができる。As described above, according to this embodiment, by frequency-analyzing the input signal to the speaker, even if the transfer characteristic changes after estimating the transfer characteristic of the echo path from the speaker to the microphone, the subtraction unit 6 The filter section 12 connected later can suppress the noise. Further, since the transfer characteristics of the filter section 12 have no effect on the transfer characteristics from the speaker 16 to the microphone 1, the filter section 12 can correct the sound field and provide clearer amplification.

なお、ハウリング周波数推定部１１ではスピーカ１６へ
の入力にＦＦＴｉ行なったが、フィルタ部１２の各バン
ドパスフィルタのｔＢ　力Ｖ　”　ルｆ　読み取り、各
出力レベルを比較しある帯域で大きなピークを発生した
場にハウリングとみなし、その帯域のアッテネータを制
御する・・ワリ／グ周波数推定部としてもよい。In addition, the howling frequency estimating section 11 performed FFTi on the input to the speaker 16, but when reading the tB power V''lef of each bandpass filter in the filter section 12 and comparing each output level, it was found that a large peak occurred in a certain band. It may also be used as a howling frequency estimator that treats the field as howling and controls an attenuator for that band.

なお、フィルタ部１２にバンドパスフィルタを用いたが
第５図のように、バ／ドイルミ不−／ヨノフィルタ１３
１〜１３ｎを縦続接続して構成したフィルタ部２１を用
いてもよい。この場合は、バンドイルミ不一ンヨンフィ
ルタを用いることによりハウリングの生じた周波数成分
だけを取り除くことができ、不用な帯域まで除去しない
ので音質の劣化が少なくなる。Although a bandpass filter is used for the filter section 12, as shown in FIG.
A filter section 21 configured by cascade-connecting filters 1 to 13n may be used. In this case, by using a band illumination dissonance filter, only the frequency component in which howling occurs can be removed, and unnecessary bands are not removed, resulting in less deterioration of sound quality.

なお、フィルタ部１２をアナログフィルタとしたが、第
６図に示すようにＤ／Ａコ／バータ９の前にディジタル
フィルタで構成したフィルタ部２２を接続してもよい。Although the filter section 12 is an analog filter, a filter section 22 composed of a digital filter may be connected in front of the D/A converter 9 as shown in FIG.

この場合、多数のアナログフィルタを並べなくてすむた
めハードワエアが箇月１になる。In this case, since it is not necessary to line up many analog filters, the amount of hardware is reduced.

発明の効果 以上のように本発明は、スピーカからマイクロホンへ回
り込む反響信号を推定し合成する反響路合成部と、スピ
ーカへの入力信号からハウリング周波数を検出するハウ
リング周波数推定部と、減算部の出力からハウリングを
生じさせる周波数成分を減衰させるフィルタ部とを用い
ることにより、従来に比ベスビー力からマイクロホンへ
の反響路の伝達特性が変動しても瞬時にして・・ウリフ
グを抑圧し拡声の行なうことができるので使用環境を大
幅に広げることができ、その実用的効果ｊパよ犬なるも
のがある。Effects of the Invention As described above, the present invention includes an echo path synthesis section that estimates and synthesizes the echo signals that go around from the speaker to the microphone, a howling frequency estimation section that detects the howling frequency from the input signal to the speaker, and an output of the subtraction section. By using a filter section that attenuates the frequency components that cause howling, even if the transmission characteristics of the echo path from the Vesby force to the microphone change, it can instantly suppress howling and amplify the sound. Because it can be used, the environment in which it can be used can be greatly expanded, and its practical effects are significant.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の第１の実施例における・・ワリング抑
圧装置のブロック図、第２図は同第１の実施例における
フィルタ部のブロック図、第３図は各バンドパスフィル
タの通過周波数帯域図、第４図はハウリングが生じた場
合のスペクトル図、第６図は他の実施例におけるフィル
タ部のブロック図、第６図はフィルタ部をディジタルフ
ィルタで構成した場合のハラリング抑圧装置のブロック
図、第７図は従来のハウリング抑圧装置のブロック図で
ある。 １　・・マイクロホン、５・・・減算器、了　・　伝達
特性推定部、８・・・反響信号合成部、１１・−・ハウ
リング周波数推定部、１２・・　フィルタ部、１６−−
−スビーカ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名？　
−１ｉ辷上り）ｇノドづ乙ｉ邸１→シ【Ｉθ　　　及１
ｒイ容刊−オ鉱ｊｌ舌β ノ！・　ハウリンγ町凌散才ｉ定１じ Ｉ２・　フィルタ部 第２図 第３図 第４図 第５図 ｆ 第６図Fig. 1 is a block diagram of the waring suppression device in the first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram of the filter section in the first embodiment, and Fig. 3 is the pass frequency of each bandpass filter. Band diagram, FIG. 4 is a spectrum diagram when howling occurs, FIG. 6 is a block diagram of a filter section in another embodiment, and FIG. 6 is a block diagram of a howling suppression device when the filter section is configured with a digital filter. 7 are block diagrams of a conventional howling suppression device. 1...Microphone, 5...Subtractor, end - Transfer characteristic estimation section, 8...Reverberant signal synthesis section, 11...Howling frequency estimation section, 12... Filter section, 16--
- Subika. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and one other person?
-1i climbing) g nodzuoi residence 1 → shi [Iθ
riiyongkan-Ominejltongueβノ!・Howlin γ Town Ryo Sansai i constant 1ji I2 ・Filter part Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5 f Fig. 6

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）収音用のマイクロホンと、拡声用のスピーカと、
前記スピーカから前記マイクロホンへの回り込む経路の
伝達特性を推定する伝達特性推定部と、前記スピーカへ
の入力信号と推定した前記伝達特性により前記スピーカ
から前記マイクロホンへ回り込む信号を近似合成する反
響信号推定部と、前記マイクロホンの出力信号から近似
合成した前記反響信号を減算する減算部と、ハウリング
が生じた事を検出しハウリングの生じている周波数を求
めるハウリング周波数推定部と、前記ハウリング周波数
推定部からハウリングの生じた周波数を受け、ただちに
前記減算部の出力のうちハウリングの生じた周波数の利
得を下げ前記減算部の出力からハウリング成分を取り除
いた信号を前記スピーカへ出力するフィルタ部から構成
されることを特徴としたハウリング抑圧装置。(1) A microphone for sound collection, a speaker for amplification,
a transfer characteristic estimator that estimates a transfer characteristic of a looping path from the speaker to the microphone; and an echo signal estimator that approximately synthesizes a signal that loops from the speaker to the microphone using the input signal to the speaker and the estimated transfer characteristic. a subtraction unit that subtracts the approximate synthesized echo signal from the output signal of the microphone; a howling frequency estimation unit that detects the occurrence of howling and calculates the frequency at which howling occurs; , and immediately lowers the gain of the frequency at which howling occurs among the outputs of the subtractor, and outputs a signal obtained by removing howling components from the output of the subtractor to the speaker. Features a howling suppression device. （２）フィルタ部が複数のバンドパスフィルタの並列接
続からなることを特徴とした特許請求の範囲第１項記載
のハウリング抑圧装置。(2) The howling suppression device according to claim 1, wherein the filter section is composed of a plurality of bandpass filters connected in parallel. （３）フィルタ部が複数のバンドイルミネーションフィ
ルタの縦続接続からなることを特徴とした特許請求の範
囲第１項記載のハウリング抑圧装置。(3) The howling suppression device according to claim 1, wherein the filter section is composed of a plurality of band illumination filters connected in cascade.