JP2004320610A

JP2004320610A - 多チャネル音声損失制御装置、方法、及び多チャネル音声損失制御プログラム

Info

Publication number: JP2004320610A
Application number: JP2003114122A
Authority: JP
Inventors: Suehiro Shimauchi; 末廣島内; Yoichi Haneda; 陽一羽田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2003-04-18
Filing date: 2003-04-18
Publication date: 2004-11-11
Anticipated expiration: 2023-04-18
Also published as: JP4138565B2

Abstract

【課題】ハウリングを回避し、音声の断続を低減することができる通信会議などの双方向通話における多チャネル音声損失制御装置を提供する。
【解決手段】複数チャネルの受話信号各々に第一の可変損失を与えて再生信号を出力し、収音信号各々に可変損失を与えた送話信号を出力し、受話信号及び送話信号の有無または大小関係に基づき第一の受話可変損失と送話可変損失の損失量を制御する多チャネル音声損失制御装置において、受話信号各々に第一の受話可変損失とは異なる可変損失を与える第二の受話可変損失手段と、各受話信号入力チャネルと受話信号源との接続状態を検出する受話接続検出手段と、未接続と判定された受話信号のチャネルには大きな損失を与え、接続されていると判定された受話信号のチャネルには小さい損失を与えるように制御する第二の損失制御手段を備える。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信会議などにおいて、複数のスピーカから１つ以上のマイクロホンを用いた音響システムが引き起こすエコー、ハウリングを防止するために、スピーカ再生信号とマイクロホン収音信号に与える損失を制御する多チャネル音声損失制御装置、方法、及び多チャネル音声損失制御プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｍ（≧２）チャネルのスピーカとＮ（≧１）チャネルのマイクロホンによって構成されるスピーカ群とマイクロホン群とを同一音響空間内に持つ多チャネル音響システム（図１参照）を用いて通信会議を行う場合を考える。例えば、（Ｍ＋１）地点を接続して通話を行う場合、各々の地点から見ると、１からＭ番目までの通信相手が存在する。これら１からＭ番目までの相手からの受話信号をそれぞれ１からＭ番目のスピーカから再生し、自音声を収音するＮチャネルのマイクロホンは、各々通信相手に送信する。Ｎ＝１のときは、全通信相手に同じ収音信号を送ればよいし、Ｎ≧２のときは、地点ごとに異なるチャネルの収音信号を送ったり、複数チャネルの収音信号をミックスして通信相手に送るなどしてもよい。
【０００３】
ここで、通話品質を劣化させる、各スピーカから各マイクロホンへ回り込むエコー、ハウリングを防止するために、従来、特許文献１に示される方法がある。特許文献１では、エコー消去手段と、受話信号路および送話信号とに挿入すべき可変損失手段があり、可変損失手段が信号に与えるべき損失の制御について記述されている。ここでは、エコー消去手段の有無は問わず、図２に示すような多チャネル音声損失制御装置（多チャネル音響結合利得低減装置）１００について説明する。この多チャネル音声損失制御装置１００では、通信相手などから受信した受話信号を受話信号入力手段１０１に入力し、また、マイクロホン２_１〜２_Ｎから収音された収音信号を収音信号入力手段１０４に入力する。入力された１からＭチャネルの受話信号、及び１からＮチャネルの収音信号の大きさに基づき、ハウリングを防ぎ、かつ、通話品質の劣化を少なくするように、第一受話可変損失手段１０２_１〜１０２_Ｍ、送話可変損失手段１０５_１〜１０５_Ｎが与える損失量を制御する第一損失制御手段１０７を用いる。例えば、受話信号のみが存在し、収音信号が存在しない場合には、第一受話可変損失手段１０２_１〜１０２_Ｍに小さな損失、送話可変損失手段１０５_１〜１０５_Ｎに大きな損失を与えるように制御する。第一受話可変損失手段１０２_１〜１０２_Ｍにより損失が与えられた受話信号は、再生信号として再生信号出力手段１０３からスピーカ１_１〜１_Ｍに出力される。一方、送話可変損失手段１０５_１〜１０５_Ｎにより損失が与えれた収音信号は、送話信号として送話信号出力手段１０６から通信相手に送信される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−９５０８４（図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術で図２に挙げた多チャネル音声損失制御装置１００は、受話信号および収音信号の大きさに基づき、第一受話可変損失手段１０２_１〜１０２_Ｍ、送話可変損失手段１０５_１〜１０５_Ｎが与える損失量を制御する。従って、あるチャネルの受話信号の大きさが非常に小さい、すなわち無音である場合には、２つの可能性がある。つまり、そのチャネルに接続された通信相手が発言していない場合と、そもそも通信相手と接続されていない場合である。この２つの場合において、第一受話可変損失手段１０２_１〜１０２_Ｍは異なる制御をすべきである。そもそも通信相手と接続されていない場合には、そのスピーカとマイクロホンとの間の音響結合により、エコー、ハウリングが発生することはない。従って、第一受話可変損失手段１０２_１〜１０２_Ｍ、送話可変損失手段１０５_１〜１０５_Ｎの該当する可変損失手段の与えるべき損失は小さな量で済む。しかし、これが、接続された通信相手が発言していない場合においては、発言がない限り該当するスピーカとマイクロホンの間の音響結合は見積もることもできず、小さな損失を与えると、ハウリングを発生させる危険性が高まる。従って、接続された通信相手が発言していない場合と、そもそも通信相手と接続されていない場合とを区別できない状態においては、全体として大きな損失を与えることになるが、これは、音声の断続を引き起こし、通話品質を劣化させる原因となる。
本発明は、接続が確認されるまで（装置の起動後または再起動後、受話信号が検出されるまで）の間、その受話チャネルの受話信号に所定の大きさの損失を与えることによりハウリングを回避させながら音声の断続を低減することができる多チャネル音声損失制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、複数チャネルの受話信号入力手段と、前記入力された複数チャネルの受話信号各々に可変損失を与える第一の受話可変損失手段と、前記可変損失を受けた複数チャネルの再生信号を出力する再生信号出力手段と、１チャネル以上の収音信号入力手段と、前記１チャネル以上の収音信号各々に可変損失を与える送話可変損失手段と、前記１チャネル以上の収音信号に可変損失を与えた送話信号を出力する送話信号出力手段と、受話信号及び送話信号の有無または大小関係に基づき前記第一の受話可変損失手段と前記送話可変損失手段が与えるべき損失量を制御する第一の損失制御手段とを有する音声損失制御装置において、
前記入力された複数チャネルの受話信号各々に前記第一の受話可変損失手段とは異なる可変損失を与える第二の受話可変損失手段と、前記受話信号入力手段の各入力チャネルと受話信号源との接続状態を検出する受話接続検出手段と、前記受話接続検出手段により、受話信号源と接続されていないと判定された前記受話信号のチャネルには大きな損失を与え、受話信号源と接続されていると判定された前記受話信号のチャネルには小さい損失を与えるように前記第二の受話可変損失手段が前記各チャネルの受話信号に与える損失量を制御する第二の損失制御手段と、を有することを特徴とする。
【０００７】
（作用）
本発明は、発話信号が一度でも検出されたチャネルを対象に（チャネル数Ｍを評価対象のチャネル数としているのは回線接続されていない（かも知れない）チャネルは対象外とする）音響結合量を測定し、できるだけ損失の小さい音声スイッチ制御を行う。従って、各受話チャネルに接続された通信相手が発言していない場合と、通信相手と接続されていない場合とのいずれにおいても、各可変損失手段にハウリングを発生させない必要最低限の損失量を与え（すなわち、受話可変損失手段の入力端から送話可変損失手段の出力端までの利得が０ｄＢ未満とするような損失量を与え）、ハウリングを回避しながら、音声の断続を低減することができる。すなわち、接続された通信相手が発言していない場合と、通信相手と接続されていない場合との区別を明確にすることなく、いずれの場合においても、該当する受話信号路に大きな損失を与えるようにした。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の多チャネル音声損失制御装置の構成例（１）を図３に示す。
図３の構成では、図２に記載の従来の多チャネル音声損失制御装置の構成に加え、第二受話可変損失手段１０８_１〜１０８_Ｍと、受話接続検出手段１０９と、第二損失制御手段１１０を有する。ここで、受話接続検出手段１０９は、受話信号入力手段１０１の入力が、通信相手と接続されているかどうか、チャネル毎に判定する。判定は、本発明の多チャネル音声損失制御装置１００の起動または再起動後、各チャネルにおいて、受話信号が存在したかどうかにより行う。本発明の多チャネル音声損失制御装置１００の起動または再起動後、１度でも受話信号の存在（ある閾値より大きな信号の存在）が確認されたチャネルは、通信相手と接続されていると判定され、本発明の多チャネル音声損失制御装置１００の起動または再起動後、１度も受話信号の存在（予め設定されたある閾値より大きな信号の存在）が確認されないチャネルは、通信相手と接続されていないと判定される。この判定結果に基づき、第二損失制御手段１１０は、第二受話可変損失手段１０８_１〜１０８_Ｍが各チャネルの受話信号の与えるべき損失量を決定する。通信相手と接続されていないと判定されたチャネルの第二受話可変損失手段１０８_１〜１０８_Ｍには大きな損失量を与え、通信相手と接続されていると判定されたチャネルの第二受話可変損失手段１０８_１〜１０８_Ｍには小さな損失量を与えるか、全く損失を与えない。
【０００９】
上記のように、受話接続検出手段１０９は、非常に簡易な判定に基づき、通信相手との接続を判定しているかにも拘わらず、発明が解決しようとする課題で述べた問題を解決することができる。受話接続検出手段１０９は、通信相手が、本発明の多チャネル音声損失制御装置１００の起動または再起動後、全く発言しない場合にも、接続されていないと誤って判定するが、この判定誤りは、第二受話可変損失手段１０８_１〜１０８_Ｍに大きな損失を与えることにより補われ、かつ、第一損失制御手段１０７が決定する損失量を、ハウリングを起こさずに小さくなるように導くことができる。つまり、接続された通信相手が発言していない場合と、そもそも通信相手と接続されていない場合とのどちらの場合においても、第二受話可変損失手段１０８_１〜１０８_Ｍに大きな損失量を与えることは、通話の断続に影響を与えない。なおかつ、受話信号が存在し、接続が確認された受話チャネルに対して、該当するスピーカとマイクロホン間の音響結合等に基づく限り、第一受話可変損失手段１０２_１〜１０２_Ｍおよび送話可変損失手段１０５_１〜１０５_Ｎに小さな損失を与えてもハウリングを起こさないと第一損失制御手段１０７が判定し制御したとしても、受話信号が存在せず音響結合を評価できない受話チャネルには、第二受話可変損失手段１０８_１〜１０８_Ｍにより大きな損失が挿入されているため、ハウリングは発生しない。
【００１０】
本発明の多チャネル音声損失制御装置の構成例（２）を図４に示す。
図３の第一受話可変損失手段１０２_１〜１０２_Ｍと第二受話可変損失手段１０８_１〜１０８_Ｍとをまとめて図４に示すように第三受話可変損失手段１１１_１〜１１１_Ｍにより実施した場合でも、同様な効果が得られる。このとき、第三受話可変損失手段１１１_１〜１１１_Ｍが与える損失は、各受話チャネルにおいて、第一受話可変損失手段１０２_１〜１０２_Ｍと第二受話可変損失手段１０８_１〜１０８_Ｍとが与える損失の積（デシベル値（対数値）では和）に等しい。
【００１１】
また、図３および図４の受話接続検出手段１０９は、起動または再起動後の各受話チャネルの受話信号の大きさに基づいて、接続状態を判定しているが、ハードウェアとして実現した場合など、電源投入による起動によるパルス性のノイズ等が受話チャネルに発生する場合がある。このような雑音による誤判定をさけるため、起動または再起動後の短い一定期間においては、強制的に全ての受話チャネルが通信相手と接続されていないと判定するように実施することもできる。
【００１２】
図５は、３個のスピーカ（Ｍ＝３）と１本のマイクロホン（Ｎ＝１）に対応した本発明の多チャネル音声損失制御装置を３地点通信に適用した例である。図４において、Ａ地点に導入された本発明装置について説明する。Ａ地点は、Ｂ地点、Ｃ地点と接続され、Ｂ地点からの音声をスピーカ１_２、Ｃ地点からの音声をスピーカ１_３から各々再生する。スピーカ１_１は通信相手と接続されていない。このような状況において、図３に示す構成を持つ本発明装置では、スピーカ１_１とマイクロホン２_１との間の音響結合の影響を受けず、第一受話可変損失手段と送話可変損失手段を制御することができる。従って通話の断続を低減することができる。
【００１３】
本発明の多チャネル音声損失制御装置は、ＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータと、ユーザが利用する端末と、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気ディスク装置、半導体メモリ等の記録媒体とから構成することができる。記録媒体に記録された多チャネル音声損失制御プログラム、あるいは通信回線を介して伝送された多チャネル音声損失制御プログラムはコンピュータに読み取られ、コンピュータの動作を制御し、コンピュータ上に前述した構成要素、及び各処理を実現する。
【００１４】
【発明の効果】
本発明装置を利用することにより、各受話チャネルに接続された通信相手が発言していない場合と、通信相手と接続されていない場合とのいずれにおいても、ハウリングを回避しながら、音声の断続を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の多チャネル音響システムの概要構成を示す図。
【図２】従来の多チャネル音声損失制御装置の構成を示す図。
【図３】本発明の多チャネル音声損失制御装置の構成例（１）を示す図。
【図４】本発明の多チャネル音声損失制御装置の構成例（２）を示す図。
【図５】本発明の多チャネル音声損失制御装置を利用した多地点通信のシステム構成例を示す図。
【符号の説明】
１・・・スピーカ、２・・・マイクロホン、１００・・・多チャネル音声損失制御装置、１０１・・・受話信号入力手段、１０２・・・第一受話可変損失手段、１０３・・・再生信号出力手段、１０４・・・収音信号入力手段、１０５・・・送話可変損失手段、１０６・・・送話信号出力手段、１０７・・・第一損失制御手段、１０８・・・第二受話可変損失手段、１０９・・・受話接続検出手段、１１０・・・第二損失制御手段、１１１・・・第三受話可変損失手段

Claims

複数チャネルの受話信号入力手段と、前記入力された複数チャネルの受話信号各々に可変損失を与える第一の受話可変損失手段と、前記可変損失を受けた複数チャネルの再生信号を出力する再生信号出力手段と、１チャネル以上の収音信号入力手段と、前記１チャネル以上の収音信号各々に可変損失を与える送話可変損失手段と、前記１チャネル以上の収音信号に可変損失を与えた送話信号を出力する送話信号出力手段と、受話信号及び送話信号の有無または大小関係に基づき前記第一の受話可変損失手段と前記送話可変損失手段が与えるべき損失量を制御する第一の損失制御手段とを有する音声損失制御装置において、
前記入力された複数チャネルの受話信号各々に前記第一の受話可変損失手段とは異なる可変損失を与え得る第二の受話可変損失手段と、
前記受話信号入力手段の各入力チャネルと受話信号源との接続状態を検出する受話接続検出手段と、
前記受話接続検出手段により、受話信号源と接続されていないと判定された前記受話信号のチャネルには大きな損失を与え、受話信号源と接続されていると判定された前記受話信号のチャネルには小さい損失を与えるように前記第二の受話可変損失手段が前記各チャネルの受話信号に与える損失量を制御する第二の損失制御手段と、を有することを特徴とする多チャネル音声損失制御装置。
複数チャネルの受話信号を入力し、前記入力された複数チャネルの受話信号各々に第一の可変損失を与え、前記第一の可変損失を受けた複数チャネルの再生信号を出力して再生し、１チャネル以上の収音信号を入力し、前記１チャネル以上の収音信号各々に可変損失を与えた送話信号を出力し、受話信号及び送話信号の有無または大小関係に基づき前記第一の受話信号の可変損失と前記送話信号の可変損失が与えるべき第一の損失量を制御する音声損失制御方法において、
前記入力された複数チャネルの受話信号各々に前記第一の受話信号可変損失とは異なる第二の可変損失を与え、
前記入力された受話信号の各入力チャネルと受話信号源との接続状態を検出し、
受話信号源と接続されていないと判定された前記受話信号のチャネルには大きな損失を与え、受話信号源と接続されていると判定された前記受話信号のチャネルには小さい損失を与えるように前記第二の受話信号の可変損失量を制御することを特徴とする多チャネル音声損失制御方法。
複数チャネルの受話信号を入力する処理と、前記入力された複数チャネルの受話信号各々に第一の可変損失を与える処理と、前記第一の可変損失を受けた複数チャネルの再生信号を出力して再生する処理と、１チャネル以上の収音信号を入力する処理と、前記１チャネル以上の収音信号各々に可変損失を与える処理と、前記１チャネル以上の収音信号に可変損失を与えた送話信号を出力する処理と、受話信号及び送話信号の有無または大小関係に基づき前記第一の受話信号の可変損失と前記送話信号の可変損失が与えるべき損失量を制御する第一の損失制御処理をコンピュータに実行させる多チャネル音声損失制御プログラムにおいて、
前記入力された複数チャネルの受話信号各々に前記第一の受話信号可変損失とは異なる可変損失を与える第二の受話信号可変損失を与える処理と、
前記入力された受話信号の各入力チャネルと受話信号源との接続状態を検出しする処理と、
受話信号源と接続されていないと判定された前記受話信号のチャネルには大きな損失を与え、受話信号源と接続されていると判定された前記受話信号のチャネルには小さい損失を与えるように前記第二の受話信号の損失量を制御する処理と、を有する多チャネル音声損失制御プログラム。