JP2008219462A - 通信装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】多人数を相手に行うコミュニケーションにおいて、スピーカから聞こえてくる音声が誰の発言によるものであるかをユーザに適切に通知することを目的とする。
【解決手段】複数の端末から音声データを受取り受取った音声データのミキシング処理を行う管理者端末は、音声データを含むパケットを受取ると、パケットに書き込まれたIPアドレスを読み出す。IPアドレスと発言者の名前を対応付けた識別情報管理テーブルを参照することで、特定したIPアドレスから発言者の名前を表示部に表示する。
【選択図】図7

Description

本発明は、ネットワークを介して行われるコミュニケーションを支援する技術に関する。
互いに離れた場所にいる複数の者が、通信回線に接続された通信装置を用いて音声による遠隔会議を行うことを可能とする技術がある。その技術においては、異なる場所に配置された通信装置の各々により収音された発言内容を表す音声データが中央装置に送信され、該音声データは中央装置にてミキシングされた後、各通信装置に送信される。そのような技術を開示した文献として、例えば特許文献1がある。
特開2005−269347号公報
ところで、上記の技術は多人数を相手に行われる講義などにも適用することができるが、例えば講義を行っている者が、スピーカから聞こえてくる発言者の声の特徴(声色、声の高さなど)から発言者を即座に正確に判別することは難しいといった問題があった。
本発明は上記の問題点に鑑みて為されたものであり、多人数を相手に行うコミュニケーションにおいて、スピーカから聞こえてくる音声が誰の発言によるものであるかを利用者に適切に通知することを目的としている。
本発明に係る通信装置は、通信網を介して接続された複数の通信端末のそれぞれから、オーディオ信号および前記通信端末を一意に識別することを可能にする識別情報を受信する受信手段と、報知信号を前記識別情報と対応付けて記憶する記憶手段と、前記通信端末の各々からのオーディオ信号をミキシングして前記各通信端末に出力するとともに、前記ミキシングにおいては前記通信端末の各々を出力先とする複数系統のミキシングを行い、かつ、各系統においては出力元である通信端末から出力されたオーディオ信号はミキシングから除外する処理を行うミキシング出力手段と前記受信手段が受信した識別情報に対応付けられた報知信号を前記記憶手段から読み出し、読み出した報知信号を出力する報知信号出力手段とを有することを特徴とする。
また、本発明に係る通信装置は、上記の構成において、前記オーディオ信号はパケット信号であり、前記識別情報は前記パケットに含まれるようにしても良い。
また、本発明に係る通信装置は、上記の構成において、表示手段を有し、前記報知信号を前記表示手段に表示するようにしても良い。
本発明によれば、多人数を相手に行うコミュニケーションにおいて、スピーカから聞こえてくる音声が誰の発言によるものであるかを利用者に適切に通知することができる、といった効果を奏する。
以下、図面を参照しつつ、本発明を実施する際の最良の形態について説明する。
(A.構成)
(A−1;全体構成)
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。図1は、本発明に係る講義システム1の全体構成を示す図である。講義システム1は、端末10A、10B、10Cと、管理者端末20と、それらの通信装置を接続するネットワーク30とから成る。
端末10A、10B、10Cは、同一の構成および機能を有する。以下の説明において、端末10A、10B、および10Cを区別する必要が無いときには、「端末10」と総称する。
なお、ネットワーク30には、端末10A、10B、および10Cの3つの端末10が接続されているが、2台もしくは4台以上の端末10が接続されていても良い。要は、ネットワーク30に複数の端末10が接続されていれば良い。
ネットワーク30は例えばインターネットであり、端末10の間で所定の通信プロトコルに従って行われるデータ通信を仲介する。本実施形態で用いられている通信プロトコルは、アプリケーション層の通信プロトコルとしては、RTP(Real-time Transport Protocol)が用いられており、トランスポート層の通信プロトコルとしては、UDP(User Datagram Protocol)が用いられており、ネットワーク層の通信プロトコルとしてはIP(Internet Protocol)が用いられている。端末10A、10B、10Cには、IPアドレス(それぞれ“199.199.1.1”、“199.199.1.2”、“199.199.1.3”)が割り振られており、ネットワーク上で一元的に識別される。また、管理者端末20にもIPアドレスが割り振られている。
なお、RTPとは、音声データや映像データをend-to-endでリアルタイムに送受信する通信サービスを提供するための通信プロトコルであり、その詳細はRFC1889に規定されている。RTPにおいては、RTPパケットを生成し送受信することにより通信端末同士でデータの授受が行われる。
図2に示すように、RTPパケットは、IPにおけるデータ転送単位であるパケットやTCPにおけるデータ転送単位であるセグメントと同様に、ヘッダ部とペイロード部とで構成されている。ヘッダ部には、タイムスタンプ、送信元識別子および送信先識別子の3種類のデータが書き込まれる。ここで、タイムスタンプとは、時刻(音声通信の開始を指示されてから経過した時間)を示すデータである。ペイロード部には、所定時間(本実施形態では20ミリ秒)分の音声データが書き込まれる。
(A−2;端末10の構成)
以下、端末10のハードウェア構成について図3を参照して説明する。
図に示す制御部101は、例えばCPU(Central Processing Unit)であり、後述するROM(Read Only Memory)103aに格納されている各種プログラムを実行する。
通信IF部102は、ネットワーク30に有線接続されている。この通信IF部102は、制御部101から引渡されたRTPパケットを下位層の通信プロトコルにしたがって順次カプセル化することにより得られるIPパケットをネットワーク30へ送出する。なお、カプセル化とは、上記RTPパケットをペイロード部に書き込んだUDPセグメントを生成し、さらに、そのUDPセグメントをペイロード部に書き込んだIPパケットを生成することである。また、通信IF部102は、ネットワーク30を介してIPパケットを受信し、該IPパケットに対して上記カプセル化とは逆の処理を行うことにより、そのIPパケットにカプセル化されているRTPパケットを読み出して制御部101へ出力する。
記憶部103は、ROM103aおよびRAM(Random Access Memory)103bを有する。ROM103aは、本発明に特徴的な機能を制御部101に実行させるための各種制御プログラムを格納している。
制御プログラムには、データの圧縮・伸張を行うソフトウェアであるコーデックが含まれる。コーデックは所定の圧縮率で音声データを圧縮し、所定のビットレートでデータを送受信する。また、制御プログラムには、音声データの音量レベルが所定のしきい値以下である場合に該音声データ部分を送出しない、所謂無音圧縮に係るプログラムも含まれる。
RAM103bは、音声データバッファ領域を有し、音声データ生成部106が出力した音声データが書き込まれる。また、RAM103bは、制御部101によってワーキングエリアとして利用される。
操作部104は、数字キーやボタンなどの操作子を備え、講義システム1のユーザにより何らかの操作がなされた場合に、その操作内容を表すデータを制御部101へと伝達する。
表示部105は、例えば液晶パネルであり、端末10が有するまたは端末10がネットワーク30を介して受取った各種データを表示する。
音声データ生成部106は、アナログ/デジタル(以下、「A/D」と略記する)コンバータ106aとマイクロホン106bとを有する。マイクロホン106bは、ユーザの音声を収音しその音声を表すアナログ信号(以下、音声信号)を生成し、A/Dコンバータ106aへ出力する。A/Dコンバータ106aは、マイクロホン106bから受取った音声信号にA/D変換を施し、その変換結果であるデジタルデータ(以下、音声データ)を出力する。
音声データ再生部107は、制御部101から受取った音声データに応じた音声の再生を行うものであり、D/Aコンバータ107aとスピーカ107bとを有する。D/Aコンバータ107aは、受取った音声データに対して、D/A変換を施すことによってアナログ方式の音声信号へ変換し、スピーカ107bへ出力するものである。そして、スピーカ107bは、D/Aコンバータ107aから受取った音声信号の表す音声を放音する。
以上に説明した各部は、バス108で接続されており、相互にデータをやり取りすることができる。
以下では、本発明に係る端末10に特徴的な機能について説明する。
端末10は、音声データ生成部106が生成した音声データの音量レベルを検出して、発言が含まれているデータ部分を選択してネットワーク30に向けて出力する、所謂無音圧縮機能を有する。端末10が行う音声データの生成・出力の処理について、各種データの流れを示した図4を参照して説明する。なお、図4において破線で囲まれた、音量レベル検出部110、送信フレーム制御部111、音声データ圧縮部112、および情報ビット送信制御部113は、制御部101が実行する処理を示したものである。
音声データ生成部106は、ユーザの発言を収音し音声データを生成する。生成された音声データは一旦RAM103bの音声データバッファ領域に書き込まれる。
なお、音声データは音声データバッファ領域に一旦書き込まれ、後述する各種処理が行われるが、各種処理による信号の遅れはごくわずかであるため通話のリアルタイム性には影響はない。
音量レベル検出部110は、RAM103bに書き込まれた音声データを所定の大きさ(本実施形態においては20ミリ秒分)のフレーム単位で読み取り、フレームごとに音量レベル検出処理を行う。音量レベル検出処理において、音量レベルが所定の閾値を超える期間があるフレームを有音フレームとし、音量レベルが所定の閾値を超える期間が無いフレームを無音フレームとし、その判定結果を送信フレーム制御部111および情報ビット送信制御部113へ出力する。
以下では、送信フレーム制御部111および情報ビット送信制御部113は、各フレームの有音/無音の判定に基づいて、次のように音声データにおける「有音期間」および「無音期間」を検知する。すなわち、無音期間は、無音フレームが連続して5秒以上(すなわち250フレーム以上)続いた場合に、5秒目以降、次に有音フレームが検出されるまでの期間と定義する。有音期間は、無音期間を除く期間と定義する。従って、有音期間には、有音フレームおよび無音フレームの両方が含まれる。以上のように、無音フレームが所定の数以上連続した期間を無音期間としているのは、例えば話者が息継ぎをするなどしてごく短い間無音フレームが生成された場合に、該音声データを無音であると判断して以下に説明する無音圧縮処理を実行してしまうのを防ぐためである。
有音期間の音声データには、通常の音声圧縮処理が施される。すなわち、送信フレーム制御部111は有音期間におけるフレームをRAM103bから読み出し、音声データ圧縮部112に出力する。音声データ圧縮部112は該フレームの音声データを、コーデックにより所定の圧縮率で圧縮する。圧縮が施された音声データからはRTPパケットが生成され、所定の送信レートで通信IF部102に出力される。
一方、無音期間の音声データには無音圧縮処理が施される。すなわち、送信フレーム制御部111は、無音期間のフレームをRAM103bから読み出さず、その結果無音期間には音声データのパケットは生成されない。
情報ビット送信制御部113は、無音と判定された時点で、以降は無音であることを示す情報(以下、情報ビット)を通信IF部102に出力する。情報ビットには、出力した端末10を特定可能なIPアドレス、および該端末10において生成された音声データが無音である旨が書き込まれる。また、情報ビット送信制御部113は、情報ビットを送信した後も、無音期間が継続している間は5秒間隔でRTCP(RTP Control Protocol)パケットを出力する。該RTCPパケットにはRTPの品質を示す情報(伝送レート等)が書き込まれており、そのように一定間隔でパケットを出力させることで、管理者端末20との間の通信においてタイムアウトを避ける効果もある。
音量レベル検出部110が有音フレームを検出し、送信フレーム制御部111および情報ビット送信制御部113が有音期間になったと判定すると、各フレームに通常の音声圧縮処理を施し音声パケットの送信を再開する。
無音フレームには、端末10が設置された空間のざわめき(暗騒音)などが含まれ、音量レベルは非常に低いとしても、そのデータ量は小さくないことが一般に知られている。無音圧縮処理によれば、ユーザが必要とする音声は含まれていない無音フレームを“間引く”ことにより、必要な情報を欠落させることなく送信データ量を減らすことができる。
以上が、端末10による音声データの生成および出力に係る処理である。一方、端末10がネットワーク30を介して他の端末10から音声データを受取ると、D/Aコンバータ107aは受取った音声データを音声信号に変換し、スピーカ107bは該音声信号の表す音声を放音する。
(A−3;管理者端末20の構成)
次に、管理者端末20の構成について説明する。図5は、管理者端末20のハードウェア構成を示すブロック図である。なお、図に示される各部の機能は、図3に示される端末10の対応する部分と同様であるため説明を省略し、以下ではROM203aおよびRAM203bに格納されたデータについて説明する。
ROM203aには、管理者端末20に特徴的な機能を実現させる管理プログラムが格納されている。管理者端末20が有する機能には、複数の端末10から音声データを受取り、それらの音声データを合成して再び各端末10へ送信する“ミキシング処理”、および、ミキシングした音声はどの端末10から受取ったものであるのか、すなわちどのユーザが発言しているのかを表示部205に表示する“発言者報知処理”がある。
RAM203bには、識別情報管理テーブルが書き込まれている。図6は、識別情報管理テーブルの一例を示す図である。識別情報管理テーブルには、端末10の各々に割り当てられたIPアドレスに対応付けて、該端末10を利用するユーザの名前が書き込まれている。
また、RAM203bには、各端末から受取った音声データが書き込まれる。その際、該音声データは音声データの供給元である端末のIPアドレスと共に書き込まれる。
(B.動作)
次に、講義システム1の各装置が行う動作について説明する。なお、管理者端末20のRAM203bには、図6に示す内容の識別情報管理テーブルが格納されている。また、端末10A、10B、10Cを利用しているユーザを、それぞれユーザA、B、Cとする。
なお、以下の説明において、各端末10の構成が端末10A、10B、および10Cのいずれに属するのか示す必要がある場合には、例えば端末10Aの制御部を制御部101Aなどのように、符号に対応するアルファベットを付して示す。また、端末10が出力する音声データについても、端末10A、10B、および10Cが出力した音声データをそれぞれ音声データA、B、Cと表す。
端末10Aを利用するユーザAが発言する場合を例に取ると、ユーザAが発言を開始する直前まで、端末10Aは生成する音声データが無音である旨の情報ビット、およびRTCPパケットを管理者端末20に出力している。ユーザAが発言すると端末10Aは発言内容を表す音声データを、ネットワーク30を介して管理者端末20へ送信する。
図7は管理者端末20が行う発言者報知処理の流れを示したフローチャートである。また、図8は管理者端末20が、各端末10から受取った音声データおよび自端末の音声データ生成部206で生成した音声データをミキシング処理する過程を示した図である。制御部201は、端末10Aから音声データのパケットを受信したか否か判定する(ステップSA100)。ステップSA100の判定結果が“No”である場合には、制御部201は、ステップSA100の処理を繰り返す。一方、ステップSA100の判定結果が“Yes”である場合には、ステップSA110の処理を行う。
ステップSA110において、制御部201は、ステップSA100において受信した音声データおよび発言者識別情報(端末AのIPアドレス)をRAM203bに書き込む。
制御部201は、RAM203bに書き込まれた音声データAの送信元IPアドレス「199.199.1.1」を読み出し(ステップSA120)、RAM203bの識別情報管理テーブルを参照して該IPアドレスに対応付けられたユーザAの名前を読み出す(ステップSA130)。
ステップSA140において、制御部201は、ステップSA130で読み出されたユーザAの名前を表示部205に表示させる。この場合、例えば「只今の発言者:ユーザA」などと画面に表示させる。この表示は、音声データの受信が終わるまで継続して行われる。
なお、管理者により発言がなされた場合には、管理者の音声(図8;音声データX)は、バス208を介してRAM203bに書き込まれる。管理者が発言を行った場合、識別情報管理テーブルには管理者のIPアドレスに対応する項目が無いため、表示部205には発言者である管理者の名前は表示されない。
しかし、管理者の名前を表示させるようにしても良い。その場合には、識別情報管理テーブルに、管理者端末20のIPアドレスに対応付けて、管理者の名前を書き込んでおけば良い。
以上のステップSA100ないし140の発言者報知処理と並行して、制御部201は端末10から受取った音声データのミキシング処理を行う。図8において、管理者端末20のミキサ部MIXは互いに同じ機能を有するミキサ22A、22B、22C、および22Dを有する。
割り当て部21は、RAM203bに書き込まれた音声データを順次読み出し、以下のようにしてミキサ22A、22B、22C、および22Dに割り当てて出力する。すなわち割り当て部21は、端末10Aから受取った音声データAをミキサ22B、22C、および22Dに出力し、音声データBをミキサ22A、22C、および22Dに出力し、音声データCをミキサ22A、22B、および22Dに出力し、音声データXをミキサ22A、22B、および22Cに出力する。
ミキサ22Aは、受取った音声データB、C、Xを合成し、生成された音声データを通信IF部202に出力する。同様にしてミキサ22B、22Cおよび22Dは受取った音声データを合成し、それぞれ通信IF部202に出力する。通信IF部202は、ミキサ22A、22B、22Cから受取った音声データをそれぞれ端末10A、10B、10Cに送信し、ミキサ22Dが生成した音声データを音声データ再生部207に出力する。
端末10A、10B、10C、および管理者端末20の音声データ再生部は、音声データを順次受取ると、該音声信号の表す音声を放音する。
以上の処理により、例えばユーザAの発言を表す音声データは、端末10B、10C、および管理者端末20に出力されユーザB、C、および管理者に対して再生されるというように、発言者の発言は他のユーザに届けられる。従って、各ユーザは自らの発言を他のユーザに聞かせることができると共に、他のユーザの発言を聞くことができる。
(C.変形例)
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は以下に述べる種々の態様で実施することができる。
(1)上述した実施形態においては、ネットワーク30はインターネットである場合について説明したが、LAN(Local Area Network)などであっても良い。要は、所定の通信プロトコルに従って通信装置同士が行うデータ通信を仲介するものであれば良い。また、端末10および管理者端末20は有線でネットワーク30に接続されている場合について説明したが、ネットワーク30が例えば無線LANなどの無線パケット通信網であり、端末10および管理者端末20が、この無線パケット通信網に接続されていても勿論良い。
(2)上記実施形態においては、端末10および管理者端末20に特徴的な機能をソフトウェアモジュールで実現する場合について説明したが、上記各機能を担うハードウェアモジュールを組み合わせて本発明に係る通信装置を構成するようにしても良い。
(3)上記実施形態においては、本発明に係る通信装置に特徴的な機能を実現するためのプログラムをROM203aに予め書き込んでおく場合について説明したが、CD−ROMやDVDなどのコンピュータ装置読み取り可能な記録媒体に上記制御プログラムを記録して配布するとしても良く、インターネットなどの電気通信回線経由のダウンロードにより上記制御プログラムを配布するようにしても勿論良い。
(4)上述した実施形態では、音声データの送受信に係るアプリケーション層の通信プロトコルとしてRTPを用いる場合について説明したが、他の通信プロトコルを用いても良い。要は音声データをリアルタイムに送受信するための通信プロトコルであれば良い。
(5)上述した実施形態では、液晶パネルなどの表示部に文字を表示することによって発言者を報知する場合について説明した。しかし、報知手段は液晶パネル上の文字の表示に限定されない。例えば、各発言者の肖像である肖像データを記憶部203に予め書き込んでおき、該肖像データを識別情報管理テーブルにおいてIPアドレスに対応させておき、発言者の名前を表示する代わりに肖像データを表示部205に表示させて発言者を報知しても良い。また、液晶パネルではなく、LED(Light Emitting Diode)などの表示体を会議参加者の座席表上に設け、該LEDの各々を発光させる電子回路を特定する情報を識別情報管理テーブルにおいてIPアドレスに対応させておき、LEDを発光させて発言者を報知するなどしても良い。
(6)上述した実施形態では、発言者の名前を発言の最中継続して表示する場合について説明したが、該表示は発言が始まってから所定の時間に限定するなどしても良い。
(7)上述した実施形態では、ユーザの各々に対して表示を1つ対応付ける場合について説明したが、表示内容は例えばユーザが属するグループ毎に共通の表示内容を対応付けても良い。その場合、識別情報管理テーブルには、複数のIPアドレスに単一の表示内容を対応付ければ良い。
(8)上述した実施形態では、単一の発言者が発言を行う場合について説明した。複数のユーザが同時に発言を始める場合や、発言者の発言の最中に他の発言者が発言を開始する場合についての発言者報知処理の一例を以下に説明する。
図9は、複数の発言者の発言がオーバーラップした場合の各発言の継続時間を模式的に示した図である。例えば(a)においては、時刻tにユーザAが発言を始め、ユーザAの発言の最中である時刻tにユーザBが割り込んで発言を始めている。この場合、時刻tから、ユーザAが発言を終える時刻tまでは、両ユーザの発言がオーバーラップしており、管理者端末20には、ユーザAおよびBの利用する端末10から音声データが送信されている。
そのような場合、表示部205の表示は以下に説明するような様々な態様が可能である。
(態様1)表示部205には、発言をしている発言者の名前を複数表示でき、その名前は発言を始めた時刻の順に配列される。すなわち、時刻tからtにおいてはユーザAの名前が表示され、時刻tからtにおいてはユーザAおよびユーザBの名前が表示され、時刻tからtにおいては、ユーザBの名前が表示される。
(態様2)表示部205には、発言をしている発言者の名前を1人分表示でき、割り込んで発言を始めた発言者の名前が優先的に表示される。すなわち、時刻tからtにおいてはユーザAの名前が表示され、時刻tからtにおいてはユーザBの名前が表示される。
(態様3)表示部205には、発言をしている発言者の名前を1人分表示でき、発言を継続している発言者の名前が優先的に表示される。すなわち、時刻tからtにおいてはユーザAの名前が表示され、時刻tからtにおいてはユーザBの名前が表示される。
また、(b)に示すように、複数のユーザが同時に発言を開始した場合については以下のようにすれば良い。例えば、各ユーザの利用する端末10のIPアドレスを読み出し、読み出したIPアドレスの数字が若いなどの条件や、各ユーザの識別情報管理テーブルにおける登録順序などの条件を用いて、複数の発言者に順序を付ける。そして、表示部205が複数の発言者の名前を表示する場合には決定した序列に従って名前を表示し、単数の発言者の名前を表示する場合には序列で最上位にある発言者の名前を表示する。例えば図9(b)に示すように、ユーザBおよびユーザCが時刻tに同時に発言を開始した場合、制御部201は識別情報管理テーブルを参照し、IPアドレス「199.199.1.2」および「199.199.1.3」は、テーブルにおいて前者が上位に書き込まれていることを判断し、前者すなわちユーザBの名前を表示部205に表示する。
講義システム1の全体構成を示すブロック図である。 RTPパケットを示す図である。 端末10の構成を示すブロック図である。 端末10による音声データの圧縮方法を示した図である。 管理者端末20の構成を示すブロック図である。 識別情報管理テーブルの一例である。 管理者端末20の行う発言者報知処理の流れを示す図である。 管理者端末20におけるデータの流れを示すブロック図である。 複数の発言者がオーバーラップして発言を行う場合の発言者報知処理に関する説明図である。
符号の説明
1…講義システム、10、10A、10B、10C…端末、20…管理者端末、21…割り当て部、22A、22B、22C、22D…ミキサ、30…ネットワーク、101、201…制御部、102、202…通信IF部、103、203…記憶部、103a、203a…ROM、103b、203b…RAM、104、204…操作部、105、205…表示部、106…音声データ生成部、106a…A/Dコンバータ、106b…マイクロホン、107…音声データ再生部、107a…D/Aコンバータ、107b…スピーカ、108、208…バス、110…音量レベル検出部、111…送信フレーム制御部、112…音声データ圧縮部、113…情報ビット送信制御部

Claims (3)

  1. 通信網を介して接続された複数の通信端末のそれぞれから、オーディオ信号および前記通信端末を一意に識別することを可能にする識別情報を受信する受信手段と、
    報知信号を前記識別情報と対応付けて記憶する記憶手段と、
    前記各通信端末からのオーディオ信号をミキシングして前記通信端末の各々に出力するとともに、前記ミキシングにおいては前記通信端末の各々を出力先とする複数系統のミキシングを行い、かつ、各系統においては出力元である通信端末から出力されたオーディオ信号はミキシングから除外する処理を行うミキシング出力手段と
    前記受信手段が受信した識別情報に対応付けられた報知信号を前記記憶手段から読み出し、読み出した報知信号を出力する報知信号出力手段と
    を有することを特徴とする通信装置。
  2. 前記オーディオ信号はパケット信号であり、前記識別情報は前記パケットに含まれることを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
  3. 表示手段を有し、前記報知信号を前記表示手段に表示することを特徴とする請求項1または2に記載の通信装置。
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