EP1518441A1

Device and method for suppressing a feedback

Abstract

The invention relates to a device for suppressing a feedback in an environment containing a microphone (10) and a loudspeaker (13), comprising a device (20), for embedding a test signal in a loudspeaker signal, a microphone signal, or a modified microphone signal, preferably using a psychoacoustic marking threshold by means of a pseudo-noise test signal, a device (50) for determining a property of a transmission path in the environment between the loudspeaker (13) and the microphone (10), using the embedded test signal and the microphone signal, a filter (40), for filtering the loudspeaker signal, to give a filtered loudspeaker signal, whereby the filter may be adjusted with regard to the filter characteristics thereof by the determining device (50) to match the same to the properties of the transmission path and a device (30) for subtracting the filtered loudspeaker signal from the microphone signal to give a modified microphone signal in which the feedback as a result of the loudspeaker is reduced. The feedback suppression concept achieves an effective feedback suppression without a loss in audio quality in particular without detracting from the artistic work of an artist.

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14 claims: 14 independent, 0 dependent

  1. 1
    Claims of equivalent WO 2004047484 A1 Translation of claims of equivalent WO 2004047484 A1 Claims 1. A device for suppressing feedback in an environment in which a microphone (10) and a loudspeaker (13) are located, having the following features:Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Unterdrücken einer Rückkopplung in einer Umgebung, in der sich ein Mikrophon (10) und ein Lautsprecher (13) befinden, mit folgenden Merkmalen: einer Einrichtung (20) zum Einbetten eines Testsignals in ein Lautsprechersignal, ein Mikrophonsignal oder ein modifiziertes Mikrophonsignal, um ein Einbettungs- signal zu erhalten, wobei das Mikrophonsignal von dem Mikrophon ausgegeben wird, und wobei das Lautsprechersignal in den Lautsprecher eingegeben wird;means (20) for embedding a test signal in a loudspeaker signal, a microphone signal or a modified microphone signal to obtain an embedding signal, the microphone signal being output from the microphone, and the loudspeaker signal being input to the loudspeaker;einer Einrichtung (50) zum Ermitteln einer Eigenschaft eines Übertragungskanals in der Umgebung zwischen dem Lautsprecher (13) und dem Mikrophon (10) unter Verwendung des Testsignals und des Mikrophonsignals;means (50) for determining a characteristic of a transmission channel in the environment between the speaker (13) and the microphone (10) using the test signal and the microphone signal;a filter (40) for filtering the loudspeaker signal or the embedding signal to obtain a filtered signal, the filter being adjustable to be matched with respect to its filter characteristic in response to the means (50) for detecting the characteristic of the transmission channel;and means (30) for subtracting the filtered signal from the microphone signal to obtain the modified microphone signal in which feedback is reduced. einem Filter (40) zum Filtern des Lautsprechersignals oder des Einbettungssignals, um ein gefiltertes Signal zu erhalten, wobei das Filter einstellbar ist, um hinsichtlich seiner Filtercharakteristik ansprechend auf die Einrichtung (50) zum Ermitteln an die Eigenschaft des Übertragungskanals angepaßt zu werden;und einer Einrichtung (30) zum Subtrahieren des gefilterten Signals von dem Mikrophonsignal, um das modifizierte Mikrophonsignal zu erhalten, in dem eine Rückkopplung reduziert ist.
  2. 2
    Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Einrichtung (20) zum Einbetten ausgebildet ist, um das Testsignal unter Verwendung einer psychoakustischen Maskierungsschwelle spektral zu färben, so daß das eingebettete Signal im wesentlichen unhörbar ist. Second The apparatus of claim 1, wherein the means (20) for embedding is adapted to spectrally color the test signal using a psychoacoustic masking threshold such that the embedded signal is substantially inaudible.
  3. 3
    Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Testsignal ein Pseudo-Noise-Signal ist. Third Apparatus according to claim 1 or 2, wherein the test signal is a pseudo-noise signal.
  4. 4
    Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Einrichtung zum Ermitteln ausgebildet ist, um eine Kreuzkorrelation unter Verwendung des Testsig- nals und des Mikrophonsignals durchzuführen, um eine Kanalimpulsantwort als Eigenschaft des Übertragungskanals zu berechnen. 4th Apparatus according to any one of the preceding claims, wherein the means for determining is arranged to perform a cross-correlation using the test signal and the microphone signal to calculate a channel impulse response as a characteristic of the transmission channel.
  5. 5
    Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Einrichtung (30) zum Subtrahieren angepaßt ist, um im Zeitbereich eine abtastwertweise Subtraktion durchzuführen. 5th Apparatus according to claim 4, wherein the means (30) for subtracting is adapted to perform a sample-by-subtraction in the time domain.
  6. 6
    Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, bei der das Filter (40) ein digitales Filter ist, dessen Koeffizienten so einstellbar sind, daß eine Impulsantwort des Filters der Kanalimpulsantwort innerhalb einer vorbestimmten Abweichungsschwelle entspricht. 6th Apparatus according to claim 4 or 5, wherein the filter (40) is a digital filter whose coefficients are adjustable so that an impulse response of the filter corresponds to the channel impulse response within a predetermined deviation threshold.
  7. 7
    Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der mehrere Mikrophonsignale von mehreren Mikrophonen (10, 11, 12) zuführbar sind, bei der für jedes Mikrophonsignal eine eigene Einrich- tung zum Einbetten (20, 21, 22) eines Testsignals vorgesehen ist, bei der jede Einrichtung zum Einbetten (20, 21, 22) mit einem unterschiedlichen Testsignal gespeist wird, um aus jedem Mikrophonsignal ein eigenes Einbettungssignal zu erzeugen, wobei die Testsignale zueinander innerhalb einer Abweichungsschwelle orthogonal sind;7th Device according to one of the preceding claims, in which several microphone signals from several microphones (10, 11 12) can be fed, in which for each microphone signal a separate embedding device (20, 21 22) of a test signal is provided, in which any means of embedding (20, 21 22) is fed with a different test signal, to generate a separate embedding signal from each microphone signal, wherein the test signals are orthogonal to each other within a deviation threshold;bei der für jedes Mikrophonsignal eine Einrichtung (50, 51, 52) zum Ermitteln vorgesehen ist, die jeweils ausgebildet ist, -um eine Kanalimpulsantwort eines Kanals von einem Mikrophon über einen oder mehrere Laut- Sprecher wieder zurück zu dem Mikrophon zu ermitteln, und bei der für jedes Mikrophonsignal ein eigenes Filter (40, 41, 42) vorgesehen ist, um das Einbettungssignal zu filtern, um ein gefiltertes Signal zu erhalten,- und um das gefilterte Signal einer Einrichtung zum Subtrahieren (30, 31, 32) für dieses Mikrophonsignal zuzuführen. in which for each microphone signal a device (50, 51 52) is provided for determining which is each formed to determine a channel impulse response of a channel from a microphone via one or more loudspeakers back to the microphone again, and in which for each microphone signal a separate filter (40, 41 42) is provided, to filter the embedding signal, to obtain a filtered signal, and to obtain the filtered signal from a means for subtracting (30, 31 32) for this microphone signal. Device according to one of claims 1 to 6, in which a plurality of loudspeakers (13, 14 15) and a plurality of microphones (10, 11 12) are provided, in which for each microphone signal a separate device (20, 21 22) is provided for embedding the test signal in the modified microphone signal, in which each device (20, 21 22) is fed with another test signal for embedding, wherein the test signals are mutually orthogonal, in which for each microphone signal a separate device (50, 51 52) is provided for determining which is each formed a channel impulse response on the basis of a sum (23) of signals from the loudspeakers to the corresponding microphones (10, 11 12) and using a test signal associated with that microphone, and where is provided for each microphone signal, to filter the sum of the loudspeaker signals with the filter, that has an impulse response, using the test signal, which is associated with a considered microphone signal, has been determined and means (30) for subtracting for this microphone signal. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der eine Mehrzahl von Lautsprechern (13, 14, 15) und eine Mehrzahl von Mikrophonen (10, 11, 12) vorge- sehen sind, bei der für jedes Mikrophonsignal eine eigene Einrichtung (20, 21, 22) zum Einbetten des Testsignals in das modifizierte Mikrophonsignal vorgesehen ist, bei der jede Einrichtung (20, 21, 22) zum Einbetten mit einem anderen Testsignal gespeist wird, wobei die Testsignale zueinander orthogonal sind, bei der für jedes Mikrophonsignal eine eigene Einrich-- tung (50, 51, 52) zum Ermitteln vorgesehen ist, die jeweils ausgebildet ist, um eine Kanalimpulsantwort auf der Basis von einer Summe (23) von Signalen der Lautsprecher zu den entsprechenden Mikrophonen (10, 11, 12) und unter Verwendung eines für dieses Mikrophon zugeordneten Testsignals zu erhalten, und bei der für jedes Mikrophonsignal vorgesehen ist, die Summe der Lautsprechersignale mit dem Filter zu fil- tern, das eine Impulsantwort hat, die unter Verwendung des Testsignals, das einem betrachteten Mikrophonsignal zugeordnet ist, bestimmt worden ist, und einer Einrichtung (30) zum Subtrahieren für dieses Mikrophonsignal zuzuführen.
  8. 8
    9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der eine Mehrzahl von Lautsprechern (13, 14, 15) und eine Mehrzahl von Mikrophonen (10, 11, 12) vorhanden sind, bei der für jedes Mikrophonsignal eine eigene Einrichtung (20, 21, 22) zum Einbetten eines Testsignals in ein jeweiliges Lautsprechersignal vorgesehen ist, bei der jede Einrichtung (20, 21, 22) zum Einbetten mit einem anderen Testsignal gespeist wird, wobei die Testsignale zueinander innerhalb einer Abweichungs- schwelle orthogonal sind;9th Device according to one of claims 1 to 6, in which a plurality of loudspeakers (13, 14 15) and a plurality of microphones (10, 11 12) are present, in which for each microphone signal a separate device (20, 21 22) is provided for embedding a test signal in a respective loudspeaker signal, in which each device (20, 21 22) is fed with another test signal for embedding, wherein the test signals are orthogonal to each other within a deviation threshold;bei der für jedes Mikrophonsignal eine Einrichtung (50, 51, 52) zum Ermitteln vorgesehen ist, die jeweils ausgebildet ist, um Kanalimpulsantworten für Kanäle von jedem Lautsprecher zu dem Mikrophon zu berechnen, wobei für einen Kanal von einem Lautsprecher zu einem Mikrophon das Testsignal, das in das Lautsprechersig- nal für den Lautsprecher eingebettet worden ist, verwendet wird, und bei der für jedes Mikrophonsignal eine Anzahl von Filtern vorgesehen ist, die gleich einer Anzahl von Laut- Sprechern ist, um für ein Mikrophonsignal jedes Lautsprechersignal mit einem entsprechenden Filter zu filtern, und um gefilterte Lautsprechersignale von jedem Lautsprecher zu summieren, um ein resultierendes synthetisiertes Rückkopplungssignal zu erhalten, und um das resultierende synthetisierte Rückkopplungssignal zu einer Einrichtung (30) zum Subtrahieren für dieses Mikrophonsignal zuzuführen. in which for each microphone signal a device (50, 51 52) is provided for determining which is each formed to calculate channel impulse responses for channels from each speaker to the microphone, wherein for a channel from a loudspeaker to a microphone the test signal, which has been embedded in the loudspeaker signal for the loudspeaker, is used, and in which a number of filters are provided for each microphone signal, which is equal to a number of loudspeakers, to filter each speaker signal with a corresponding filter for a microphone signal, and to sum up filtered speaker signals from each speaker, to obtain a resulting synthesized feedback signal, and to supply the resulting synthesized feedback signal to means (30) for subtracting that microphone signal.
  9. 9
    10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner folgendes Merkmal aufweist:10th Apparatus according to any one of the preceding claims, further comprising: eine Einrichtung (16) zum Umsetzen von einer oder von mehreren modifizierten Mikrophonsignalen in eines oder mehrere Signale, aus denen die Lautsprechersignale abgeleitet werden. means (16) for converting one or more modified microphone signals into one or more signals from which the loudspeaker signals are derived.
  10. 10
    11. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der die Einrichtung (16) zum Umsetzen ausgebildet ist, um eine Mischung und/oder eine Verstärkung der modifizierten Mikrophonsignale durchzuführen. 11th Apparatus according to claim 10, wherein the means (16) for converting is adapted to perform mixing and / or amplification of the modified microphone signals.
  11. 11
    12. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Einrichtung zum Einbetten eines Testsignals ausgebildet ist, um das Testsignal in das Lautsprechersignal einzubetten, und bei der die Einrichtung (20) zum Einbetten ferner aus- gebildet ist, um eine Einbettung unter Verwendung einer psychoakustischen Maskierungsschwelle des Lautsprechersignals durchzuführen. 12th The apparatus of claim 1, wherein the means for embedding a test signal is adapted to embed the test signal in the loudspeaker signal, and wherein the means (20) for embedding is further adapted to be embedding using a psychoacoustic masking threshold of the loudspeaker signal perform.
  12. 12
    13. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Einrichtung (20) zum Einbetten ausgebildet ist, um das Testsignal in das modifizierte Mikrophonsignal einzubetten, und bei der die Einrichtung (20) zum Einbetten ferner ausgebildet ist, um das Testsignal vor dem Einbetten mit einer psychoakustischen Maskierungsschwelle des Mikrophonsignals zu bewerten. 13th The apparatus of claim 1, wherein the means (20) for embedding is adapted to embed the test signal in the modified microphone signal, and wherein the means (20) for embedding is further adapted to encode the test signal prior to embedding with a psychoacoustic masking threshold to evaluate the microphone signal.
  13. 13
    14. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der eine Mehrzahl von Mikrophonen und eine Mehrzahl von Lautsprechern vor- handen sind, bei der ferner eine Mischeinrichtung (16) zum Mischen von zwei oder mehreren modifizierten Mikrophonsignalen vorhanden ist, um eines oder mehrere Lautsprechersignale zu erzeugen, und bei der die Einrichtung (20) zum Einbetten ausgebildet ist, um eine Einbettung mehrerer Testsignale in mehrere Mikrophonsignale derart durchzuführen, daß sich ei- ne resultierende Energie der eingebetteten Testsignale unter Berücksichtigung der Mischung ergibt, so daß die resultierende Energie der eingebetteten Testsignale in einem Signal für einen Lautsprecher unterhalb einer psychoakustischen Maskierungsschwelle eines Lautspre- chersignals für diesen Lautsprecher ist. 14th Device according to claim 1, in which a plurality of microphones and a plurality of loudspeakers are present, further comprising mixing means (16) for mixing two or more modified microphone signals, to generate one or more loudspeaker signals, and in which the device (20) is designed for embedding, to perform an embedding of several test signals in several microphone signals such that a resulting energy of the embedded test signals takes into account the mixture, such that the resulting energy of the embedded test signals in a signal for a loudspeaker is below a psychoacoustic masking threshold of a loudspeaker signal for that loudspeaker.
  14. 14
    15. Verfahren zum Unterdrücken einer Rückkopplung in einer Umgebung, in der sich ein Mikrophon (10) und ein Lautsprecher (13) befinden, mit folgenden Schritten:15th Method for suppressing feedback in an environment in which a microphone (10) and a loudspeaker (13) are located, comprising the following steps: Einbetten (20) eines Testsignals in ein Lautsprechersignal, ein Mikrophonsignal oder ein modifiziertes Mikrophonsignal, um ein Einbettungssignal zu erhalten, wobei das Mikrophonsignal von dem Mikrophon ausgegeben wird, und wobei das Lautsprechersignal in den Lautsprecher .eingegeben wird;Embedding (20) a test signal into a loudspeaker signal, a microphone signal or a modified microphone signal to obtain an embedding signal, the microphone signal being output from the microphone, and the loudspeaker signal being input to the loudspeaker;Determining (50) a property of a transmission channel in the environment between the speaker (13) and the microphone (10) using the test signal and the microphone signal;Ermitteln (50) einer Eigenschaft eines Übertragungskanals in der Umgebung zwischen dem Lautsprecher (13) und dem Mikrophon (10) unter Verwendung des TestSignals und des Mikrophonsignals;Filtering (40) the loudspeaker signal or the embedding signal to obtain a filtered signal, the filter being adjustable to be matched in filter characteristic by the nature of the transmission channel;and subtracting (30) the filtered signal from the microphone signal to obtain the modified microphone signal in which feedback is reduced 6. Computer program with a program code which, when executed on a computer, effects the method according to claim 15. Filtern (40) des Lautsprechersignals oder des Einbettungssignals, um ein gefiltertes Signal zu erhalten, wobei das Filter einstellbar ist, um hinsichtlich seiner Filtercharakteristik durch die Eigenschaft des Ü- bertragungskanals angepaßt zu werden;und Subtrahieren (30) des gefilterten Signals von dem Mik- rophonsignal, um das modifizierte Mikrophonsignal zu erhalten, in dem eine Rückkopplung reduziert ist 6. Computer-Programm mit einem Programmcode, der, wenn er auf einem Computer ausgeführt wird, das Verfahren gemäß Patentanspruch 15 bewirkt.
Independent claims14