JP2009094682A - 音声処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】使用する環境に応じた最適な音声処理システムを、安価に構成する。
【解決手段】
拡声システムは、放収音装置１００〜１０５が伝送ラインＬＴにより接続される構造からなる。放収音装置１００〜１０５は、マスタとスレーブとに設定される。マスタ放収音装置１００は、基準クロック信号を発生し、スレーブ放収音装置１０１〜１０５へ与える。スレーブ放収音装置１０１〜１０５は、基準クロック信号に同期して収音ビーム信号を形成し、音響結合抑圧処理を行うことなくマスタ放収音装置１００へ出力する。マスタ放収音装置１００は、各収音ビーム信号の音響結合抑圧処理を一元的に実行して放音用音声信号を生成する。マスタ放収音装置１００は、スレーブ放収音装置１０１〜１０５へ放音用音声信号を出力し、各スレーブ放収音装置１０１〜１０５は、放音用音声信号に基づいて放音する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、それぞれにマイクとスピーカとを備えた複数の放収音装置を同一室内等の所定空間内に配置して、収音音声を拡声して放音する拡声システムや、収音音声をネットワークを介して外部の放収音装置へ送信したり、外部の放収音装置からの放音信号を前記放音したりする音声通信システムなどの音声処理システムに関するものである。

従来、大きな会議室内に多数の会議者が同席するような場合、同席する全ての会議者に話者の発声音を聞かせる各種のシステムが考案されている。

例えば、特許文献１の拡声システムでは、会議室の天井に複数のマイクと複数のスピーカとが所定の配列パターンで設置されている。この拡声システムは、発言者近傍のマイクで当該発言者の発声音を収音して話者検知を行い、話者検知位置に基づいてスピーカ毎の出力を調整して放音する。

上述の拡声システムでは、スピーカおよびマイクが会議室に固定設置されており、一度設置すると仕様変更することができない。このような既設システムの課題を解決する方法として、卓上に設置できて持ち運びが可能な形状の放収音装置を用いることも考えられる。
特開２００６−２１１１７７公報

しかしながら、卓上設置型放収音装置は、設置性、搬送性から或程度の大きさの限界がある。このため、この放収音装置を複数設置して、伝送ラインで相互接続するシステムも考えられる。このようなシステムの場合、全ての放収音装置は同じ機能を有し、各放収音装置で個別にハウリングキャンセル処理や音響エコーキャンセル処理等の音響結合抑圧処理を行う。このような音響結合抑圧処理は複雑な演算処理を行うものであり、各放収音装置間で収音、放音の同期を行う場合には、さらに複雑な演算処理を必要とする。このため、システムを構成する各放収音装置を高性能なものにしなければならず、各放収音装置の単価が高くなり、ひいてはシステム全体のコストも高くなってしまう。

したがって、本発明の目的は、使用する環境に応じた最適な音声処理システムを、安価に構成することである。

この発明は音声処理システムに関するものである。音声処理システムは、それぞれに収音手段、放音手段、および音響結合抑圧手段を備えた複数の放収音装置と、該複数の放収音装置を電気的に接続する伝送ラインとを備え、複数の放収音装置の内、一台がマスタ放収音装置に設定され、他がスレーブ放収音装置に設定される。

マスタ放収音装置は、同期信号を生成してスレーブ放収音装置へ出力する。スレーブ放収音装置は、同期信号に同期して、自装置の収音手段で収音し生成された収音音声信号をマスタ放収音装置へ出力する。マスタ放収音装置は、スレーブ放収音装置からの収音音声信号を一元的に取得し、自装置（マスタ放収音装置）の音響結合抑圧手段により一元的に取得した収音音声信号の音響結合抑圧処理を実行することで放音用信号を生成して、スレーブ放収音装置へ出力する。スレーブ放収音装置は、マスタ放収音装置から入力した放音用音声信号を、放音手段から放音する。

この構成では、スレーブ放収音装置のそれぞれで音響結合抑圧処理を行うことなく、マスタ放収音装置が、スレーブ放収音装置の収音信号の音響結合抑圧処理を一元的に行う。ここで、音響結合抑圧処理とは、ハウリングキャンセル処理や音響エコーキャンセル処理等である。また、マスタ放収音装置が生成する同期信号により、システムを構成する放収音装置が同期する。これにより、複数の放収音装置で構成される本発明の音声処理システムは、あたかも一つの仮想大規模放収音装置のように機能し、この仮想大規模放収音装置で収音して、音響結合抑圧処理された音声を放音する。

また、この発明の音声処理システムのスレーブ放収音装置は、同期信号に同期させて放音用音声信号を放音する。
この構成では、収音とともに放音も同期されるので、上記の特徴を備えながら、さらにシステムとしての放音特性が向上する。

また、この発明の音声処理システムのマスタ放収音装置の音響結合抑圧手段は、一元的に取得した収音音声信号をミキシングする。マスタ放収音装置の音響結合抑圧手段は、ミキシング後の合成収音音声信号に対して音響結合抑圧処理を実行する。
この構成では、マスタ放収音装置の音響結合抑圧手段が処理する信号は、ミキシングされた単独信号であるので、処理能力があまり高くなくても音響結合抑圧処理を行うことができる。これにより、マスタ放収音装置とスレーブ放収音装置とで一方を高性能にする等の性能差を持たせる必要が無い。

また、この発明の音声処理システムのマスタ放収音装置の音響結合抑圧手段は、一元的に取得した収音音声信号のそれぞれを個別に音響結合抑圧処理する。その後、マスタ放収音装置の音響結合抑圧手段は、音響結合抑圧処理後の収音音声信号をミキシングして放音用音声信号として出力する。
この構成では、収音音声信号毎に音響結合抑圧処理が行われるので、高精度な音響結合抑圧処理が行われる。これにより、放音音質のよい音声処理システムが実現される。この際、音響結合抑圧処理はマスタ放収音装置のみで実行されるので、マスタ放収音装置のみ高精度なものを用いればよい。

また、この発明の音声処理システムのスレーブ放収音装置は、マスタ放収音装置へ出力する収音音声信号に対して、収音装置ＩＤを関連付けして与える。マスタ放収音装置は、一元的に取得した収音音声信号のそれぞれを個別に音響結合抑圧処理する。マスタ放収音装置は、処理後の各放音用音声信号に放音用装置ＩＤを関連付けして出力する。スレーブ放収音装置は、放音用装置ＩＤに基づいて放音用音声信号の放音処理を行う。

この構成では、収音音声信号毎に音響結合抑圧処理が行われるので、高精度な音響結合抑圧処理が行われる。さらに、音響結合抑圧処理後の放音用音声信号が、放音用装置ＩＤとともに個別にスレーブ放収音装置へ出力されるので、スレーブ放収音装置は、放音用装置ＩＤに基づいて、放音用音声信号を選択して放音することができる。これにより、例えば、収音した放収音装置が自装置の収音音声を含む放音用音声信号を放音することができ、よりハウリング抑圧が可能となる。

また、この発明の音声処理システムのマスタ放収音装置は、自装置の収音音声信号とスレーブ放収音装置の収音音声信号とを含む複数の収音音声信号を用いて音響結合抑圧処理を行う。

この構成では、スレーブ放収音装置の収音音声信号のみでなく、マスタ放収音装置の収音音声信号を含む場合であっても、上述の音響結合抑圧処理が行われる。

また、この発明の音声処理システムのマスタ放収音装置は、放音用音声信号を出力するともに、自装置の放音手段から放音する。
この構成では、マスタ放収音装置が、スレーブ放収音装置と同等に放音を行うことができる。

また、この発明の音声処理システムのマスタ放収音装置は、外部ネットワーク接続端子を備え、該入出力端子から放音用信号を送信する。
また、この発明の音声処理システムのマスタ放収音装置は、外部ネットワーク接続端子で受信したネットワーク受信音声信号に対して、収音音声信号と同じ処理を実行する。

これらの構成では、上述の伝送ラインと異なる外部接続された放収音装置に対して放音用音声信号が送信され、外部接続された放収音装置からネットワーク受信音声信号を受信するので、上述の室内への拡声とともに外部との通信が可能となる。すなわち、拡声システム兼音声通信システムとして機能する。

この発明によれば、複数の放収音装置を伝送ラインで接続するという簡単な構成によりシステムが実現されるので、使用環境に応じた最適なシステムを安価に構成し、最適な拡声および音声通信を行うことができる。

本発明の実施形態に係る音声処理システムについて図を参照して説明する。本音声通信システムは、大きく、拡声システム、音声通信システム、および、拡声＋音声通信システムで用いられる。
（拡声システム）
図１は本実施形態の拡声システムのシステム構成を示す構成図である。
図１に示すように、拡声システムは、放収音装置１００〜１０５と伝送ラインＬＴ０１，ＬＴ１２，ＬＴ２３，ＬＴ３４，ＬＴ４５とを備える。放収音装置１００と放収音装置１０１とは伝送ラインＬＴ０１で接続され、放収音装置１０１と放収音装置１０２とは伝送ラインＬＴ１２で接続され、放収音装置１０２と放収音装置１０３とは伝送ラインＬＴ２３で接続される。同様に、放収音装置１０３と放収音装置１０４とは伝送ラインＬＴ３４で接続され、放収音装置１０４と放収音装置１０５とは伝送ラインＬＴ４５で接続される。伝送ラインＬＴＬ０１，ＬＴ１２，ＬＴ２３，ＬＴ３４，ＬＴ４５は、各放収音装置１００〜１０５により、ｍＬＡＮ（登録商標）、ＣｏｂｒａＮｅｔ、イーササウンド等の多チャンネル型通信プロトコルで制御される。

放収音装置１００〜１０５は長尺状の筐体を成し、この長尺に延びる方向（以下、「長尺方向」という）に沿う側面に複数のマイクが直線状に配列設置されている。また、放収音装置１００〜１０５の底面には、長尺に延びる方向に沿って複数のスピーカが直線状に配列設置されている。これにより、放収音装置１００〜１０５は、長尺に延びる方向を除く領域を放収音領域として、放音および収音する機能を有する。なお、本実施形態では、図１に示すように、放収音装置１０１〜１０５は会議を行う長尺のテーブル上に配置され放収音を行い、放収音装置１００はテーブル近傍に配置され、放収音機能を停止して、音響結合抑圧処理のみを行う。放収音装置１０１〜１０５は、筐体の長尺方向がテーブルの長尺方向と平行になる態様で、一直線上に配置される。これら放収音装置１０１〜１０５からなる放収音装置群の長尺方向に垂直な領域には、会議者３０１Ａ〜３０１Ｉ、３０２Ａ〜３０２Ｉが在席している。

本実施形態では、予め放収音装置１００がマスタ放収音装置、他の放収音装置１０１〜１０５がスレーブ放収音装置に設定されており、マスタ放収音装置は、放収音を実行せず、音響結合抑圧処理を実行する。スレーブ放収音装置は、放収音を実行し、音響結合抑圧処理を実行しない。

各会議者３０１Ａ〜３０１Ｉ、３０２Ａ〜３０２Ｉの発声音は、スレーブ放収音装置１０１〜１０５の中で最も近い放収音装置で主に収音される。収音音声は、マスタ放収音装置１００に伝送され、音響結合抑圧処理された放音用音声信号が、スレーブ放収音装置へ伝送される。スレーブ放収音装置１０１〜１０５は、放音用音声信号に基づいて放音する。会議者３０１Ａ〜３０１Ｉ、３０２Ａ〜３０２Ｉは、放収音装置１０１〜１０５の中で最も近い放収音装置からの放音を聴き取る。これにより、会議者３０１Ａ〜３０１Ｉ、３０２Ａ〜３０２Ｉのいずれが発言しても、全ての会議者に発言を聞かせることができる。この際、スレーブ放収音装置１０１〜１０５は、マスタ放収音装置１００が発する基準クロック信号に同期して、収音制御、放音制御を行うので、マスタ放収音装置１００から見た各スレーブ放収音装置１０１〜１０５間の音声信号の時間ズレ（ジッタ等）が発生せず、放収音装置１００〜１０５が、あたかも一つの放収音装置で有るかのように機能する。これにより、音響結合抑圧処理が安定に機能し、音響結合成分（この場合ハウリング成分）が効果的に除去されて、全ての会議者に対して発言者の発声音を高いＳ／Ｎ比で聞かせることができる。これにより、スレーブ放収音装置の設置個数を可変させるだけで、設置する環境に応じたフレキシブルなシステムを簡単に実現できる。

次に、上述の構成、作用、効果を実現する具体的な構成について説明する。

図２は放収音装置の主要構成を示すブロック図である。
放収音装置１００〜１０５は、メイン制御部１０、通信制御部１１、放音制御部１２、収音制御部１３、音響結合抑圧部１４、操作部１５、複数のマイクＭＩＣからなるマイクアレイ、複数のスピーカＳＰからなるスピーカアレイを備える。
メイン制御部１０は、放収音装置の全体制御を行うとともに、操作部１５で受け付けた操作入力内容に基づく制御処理を行う。メイン制御部１０は、マスタ制御機能とスレーブ制御機能とを有し、操作部１５による操作入力もしくは通信制御部１１の連結検出部１１２（図３に図示）による連結検出結果に基づいてマスタ制御機能かスレーブ制御機能を選択する。メイン制御部１０は、マスタ制御機能を選択するとマスタ放収音装置として動作する制御を実行し、スレーブ制御機能を選択するとスレーブ放収音装置として動作する制御を実行する。

通信制御部１１は、ＬＴに接続する他の放収音装置との通信制御を行う。通信制御部１１は、マスタ動作かスレーブ動作かで異なる処理を実行する。なお、通信制御部１１は、ネットワーク９００への接続機能も有するが、通信システムを構成する場合にのみ利用するものであり、通信システムでの構成、処理の詳細は、後述の「通信システム」のところで示す。
図３は通信制御部１１の主要構成を示すとともに、通信制御部１１の動作を説明するためのブロック図である。図３（Ａ）はマスタ放収音装置の通信制御部１１の動作を説明する図であり、図３（Ｂ）はスレーブ放収音装置の通信制御部１１の動作を説明する図である。
通信制御部１１は、通信信号処理部１１１、連結検出部１１２、ＰＬＬ１１３を備える。
（ｉ）マスタ放収音装置とスレーブ放収音装置とで共通の動作
通信信号処理部１１１は、二つの伝送ライン接続端子を備えており、二つの放収音装置に接続する場合には、二つの伝送ライン接続端子のそれぞれに伝送ラインＬＴを接続する。一方、放収音装置列の端部に位置する放収音装置は、一つの放収音装置と接続するので、二つの伝送ライン接続端子の一方に伝送ラインＬＴを接続する。

通信信号処理部１１１は、伝送ラインＬＴから入力された通信信号から、音声信号、コントロール信号、基準クロック信号を取得する。通信信号処理部１１１は、コントロール信号をメイン制御部１０へ出力する。

連結検出部１１２は、通信信号処理部１１１の伝送ラインＬＴの接続状態を検知して、メイン制御部１０へ出力する。メイン制御部１０は、この連結結果に準じてＰＬＬ１１３へ与える基準クロック信号の取得元、ＰＬＬ１１３から出力される基準クロック信号の出力先を設定する。

ＰＬＬ１１３は、所謂、位相同期回路であり、取得した信号に同期して、出力用の基準クロック信号を生成する。

（ｉｉ）マスタ放収音装置の動作（図３（Ａ）参照）
メイン制御部１０は、連結検出部１１２の接続状態検出結果から自装置がマスタ放収音装置であると識別すると、ＰＬＬ１１３に与える基準クロック信号の取得元を、放収音装置内に設置された水晶発振素子Ｘｔａｌ１６に設定する。ＰＬＬ１１３は、水晶発振素子Ｘｔａｌ１１６からの基準クロック信号に同期して基準クロック信号を生成、出力する。

通信信号処理部１１１は、伝送ラインＬＴから伝送された各スレーブ放収音装置からの音声信号を音響結合抑圧部１４の収音制御部１３側入力端へ出力する。通信制御部１１は、音響結合抑圧部１４で音響結合抑圧処理された音声信号と、自装置で生成した基準クロック信号と、コントロール信号とから通信信号を形成して、伝送ラインＬＴまたはネットワーク９００へ出力する。また、通信信号処理部１１１は、マスタ放収音装置が放音を行う場合には、音響結合抑圧部１４からの音声信号を音響結合抑圧部１４の放音制御部１２側入力端へ出力する。なお、上述の説明では、ＰＬＬ１１３の基準クロック信号の取得元を水晶発振素子Ｘｔａｌ１６としたが、外部入力の基準クロック信号を用いても良い。

（ｉｉｉ）スレーブ放収音装置の動作（図３（Ｂ）参照）
メイン制御部１０は、連結検出部１１２の接続状態検出結果から自装置がスレーブ放収音装置であると識別すると、ＰＬＬ１１３に与える基準クロック信号の取得元を、通信制御部１１に設定する。

通信信号処理部１１１は、メイン制御部１０からの設定に基づいて、基準クロック信号をＰＬＬ１１３へ出力する。ＰＬＬ１１３は、伝送ラインＬＴおよび通信信号処理部１１１を介して入力された隣の放収音装置の基準クロック信号に同期して、自装置の基準クロック信号を生成して、出力する。

また、通信信号処理部１１１は、通信信号から取得した音声信号を、音響結合抑圧部１４を介して放音制御部１２へ出力する。

また、通信信号処理部１１１は、音響結合抑圧部１４を介して収音制御部１３から入力された音声信号と、自装置で生成した基準クロック信号およびコントロール信号とから通信信号を形成して出力する。この際、音響結合抑圧部１４は機能停止しているので、通信信号処理部１１１に入力される音声信号は、収音制御部１３から出力された状態の音声信号となる。なお、このようなマスタ動作、スレーブ動作毎の音声信号の処理は、詳細を後述する。

放音制御部１２は、メイン制御部１０からの放音指向性制御に応じて、各スピーカＳＰへ与えるスピーカ駆動信号を生成する。より具体的には、通信制御部１１からの音声信号を各スピーカＳＰ用に分配し、分配した各音声信号に対して、指定された放音指向性を実現する遅延処理、振幅処理等を行う。放音制御部１２は、これら遅延処理等が行われた音声信号をディジタル信号形式からアナログ信号形式に変換して、所定ゲインで増幅することでスピーカ駆動信号として各スピーカＳＰへ与える。

スピーカアレイの各スピーカＳＰは、与えられるスピーカ駆動信号により放音する。マイクアレイの各マイクＭＩＣは、発言者の発声音等を収音して収音信号を生成し、収音制御部１３へ出力する。

収音制御部１３は、各マイクＭＩＣの収音信号を所定ゲインで増幅して、アナログ信号形式からディジタル信号形式に変換する。このようにディジタル化された各収音信号に対して、収音制御部１３は、予め設定された遅延パターンおよび振幅パターンで遅延制御や振幅処理を行い、各収音信号を加算することで、所定方位を収音の中心方位をする収音ビーム信号を生成する。この際、収音制御部１３は、それぞれに異なる遅延パターンおよび振幅パターンを複数用意して演算処理することで、複数の収音ビーム信号を生成する。収音制御部１３は、生成した複数の収音ビーム信号のレベルを比較して、最大レベルの収音ビーム信号を選択して、音響結合抑圧部１４へ出力する。

音響結合抑圧部１４は、適応型フィルタを備え、当該適応型フィルタにより疑似音響信号を生成する。音響結合抑圧部１４は、収音制御部１３や通信制御部１１から入力される収音ビーム信号から疑似音響信号を減算することで音響結合抑圧処理を行い、放音用音声信号として通信制御部１１へ出力する。音響結合抑圧部１４は、マスタ動作の時にのみ機能動作し、スレーブ動作時には機能停止する。

図４および図５は音響結合抑圧部１４の主要構成を示すブロック図である。図４および図５はリソースに応じた音響結合抑圧部１４の各態様であり、図４は合成収音音声信号を一括で音響結合抑圧処理する態様、図５は各収音音声信号を個別に音響結合抑圧処理した後に合成する態様を示す。

（１）合成収音音声信号を一括で音響結合抑圧処理する態様（図４参照）
この態様では、音響結合抑圧部１４は、事前合成部１４９と音響結合キャンセラ１４０とを備える。
事前合成部１４９は、同期されている各収音ビーム信号を合成して、合成収音信号を生成して、音響結合キャンセラ１４０の加算器へ出力する。音響結合キャンセラ１４０は、適応型フィルタと加算器とを備える。適応型フィルタは、通信制御部を介して戻される放音用音声信号に基づいて既知の方法で疑似音響信号を生成し、加算器へ出力する。加算器は、合成収音信号から疑似音響信号を差分することで、放音用音声信号を生成して、通信制御部１１へ出力する。この構成では、音響結合キャンセラが一つであるので、リソース量が少なくて済む。従って、マスタ放収音装置とスレーブ放収音装置とを同じ仕様にすることができる。

（２）各収音音声信号を個別に音響結合抑圧処理した後に合成する態様（図５参照）
この態様では、音響結合抑圧部１４は、複数の音響結合キャンセラ１４０Ａ〜１４０Ｎと、処理後合成部１４１とを備える。
音響結合キャンセラ１４０Ａ〜１４０Ｎは、音響結合抑圧部１４へ入力される収音ビーム信号の数だけ設けられている。各音響結合キャンセラ１４０Ａ〜１４０Ｎは、それぞれ適応型フィルタと加算器とを備え、それぞれに入力される収音ビーム信号に対して、上述の音響結合キャンセル処理をして、個別放音用音声信号を生成する。処理後合成部１４１は、各音響結合キャンセラ１４０Ａ〜１４０Ｎからの個別放音用音声信号を合成することで、放音用音声信号を生成して出力する。この構成では、各収音ビーム信号に対して個別に音響結合キャンセル処理を行うので、音響結合抑圧効果が向上する。この場合、リソース量が多くなるが、マスタ放収音装置のみをこの構成で実現し、システム内では音響結合抑圧処理を行わないスレーブ放収音装置は上述の（１）のような構成で実現することで、システムのコストダウンを行うことができる。

次に、拡声システムでのマスタ放収音装置、スレーブ放収音装置の動作について、より詳細に説明する。
図６は拡声システムにおける放収音処理を行わないマスタ放収音装置の動作を説明する説明図である。
図７は拡声システムにおけるスレーブ放収音装置の動作を説明する説明図である。
図８は拡声システムによる拡声の状況を示す図であり、図中の破線が話者の発声音、二点鎖線が放音音声を示す。

マスタ放収音装置１００の拡声モードが操作入力されると、マスタ放収音装置１００は、接続確認コマンド信号を伝送ラインＬＴに出力することなどで、スレーブ放収音装置１０１〜１０５からの応答を受け付け、連結検出部１１２で検知する。これにより、マスタ放収音装置１００は、起動しているスレーブ放収音装置１０１〜１０５を検知する。この際、各スレーブ放収音装置１０１〜１０５も自身の連結状態を、それぞれに備えられた連結検出部１１２で検出する。

図６を参照して、マスタ放収音装置１００の通信制御部１１は、水晶振動素子１６から出力される発振信号ＳＣＢに基づいて、ＰＬＬ１１３で基準クロック信号ＳＣＬを生成する。通信制御部１１は、伝送ラインＬＴ０１を介して基準クロック信号ＳＣＬをスレーブ放収音装置１０１へ出力する。この際、通信制御部１１は、基準クロック信号ＳＣＬをメイン制御部１０へ与える。

図７を参照して、スレーブ放収音装置１０１の通信信号処理部１１１は、連結検出部１１２で検出したマスタ放収音装置１００側からの基準クロック信号ＳＣＬを検出して、ＰＬＬ１１３に与える。ＰＬＬ１１３は、マスタ放収音装置１００の基準クロック信号ＳＣＬに同期して、新たな基準クロック信号ＳＣＬを生成し、メイン制御部１０に与えるとともに、連結検出部１１２で検出したスレーブ放収音装置１０２へ出力する。このような基準クロック信号ＳＣＬの伝送が、各スレーブ放収音装置１０１〜１０５まで行われることで、各スレーブ放収音装置１０１〜１０５がマスタ放収音装置１００に対して同期して、音声信号の入出力を行うことができる。

スレーブ放収音装置１０１〜１０５は、マイクアレイにて会議者３０１Ｂの発言を収音すると、収音制御部１３にて収音ビーム信号ＭＢｍを生成する。スレーブ放収音装置１０１は、音響結合抑圧部１４の機能を停止しており、収音制御部１３は、収音ビーム信号に対して音響結合抑圧処理を行わずに通信制御部１１へ出力する。通信制御部１１の通信信号処理部１１１は、収音ビーム信号ＭＢｍを伝送ラインＬＴに対する音声通信データの形式に変換する。通信信号処理部１１１は、上述の基準クロック信号ＳＣＬに同期させて、音声通信データ化された収音ビーム信号ＭＢｍを、伝送ラインＬＴを介してマスタ放収音装置１００へ出力する。なお、基準クロック信号ＳＣＬへの同期は、音声通信データの出力タイミングでも、収音ビーム信号ＭＢｍの生成タイミングであっても、全てのスレーブ放収音装置１０１〜１０５で統一されていれば、いずれであっても良い。これにより、各スレーブ放収音装置１０１〜１０５での収音の同期が取れ、マスタ放収音装置１００に対してスレーブ放収音装置１０１〜１０５間で発生する収音の時間的ジッタを無くすことができる。

図６へ戻り、マスタ放収音装置１００の通信信号処理部１１１は、各スレーブ放収音装置１０１〜１０５からの各収音ビーム信号ＭＢｍ、すなわち全てのスレーブ放収音装置から伝送された収音ビーム信号ＭＢ１〜ＭＢｎを含む音声通信データを取得して、収音ビーム信号ＭＢ１〜ＭＢｎを音響結合抑圧部１４へ出力する。音響結合抑圧部１４は、初期状態では放音音声がないので、これら収音ビーム信号ＭＢ１〜ＭＢｎからなる放音用音声信号Ｍｏｕｔを生成して、通信信号処理部１１１へ出力する。一方、放音が開始されると、通信信号処理部１１１は放音用音声信号Ｍｏｕｔを分離して音響結合抑圧部１４に戻す。音響結合抑圧部１４は、放音用音声信号Ｍｏｕｔに基づく疑似音響信号を生成して、収音ビーム信号ＭＢ１〜ＭＢｎに対して音響結合抑圧処理を実行する。この際、音響結合抑圧部１４の構成は、上述の図４または図５の構成のいずれによるものでも良い。

このようにマスタ放収音装置１００の音響結合抑圧部１４での音響結合抑圧処理が行われた放音用音声信号Ｍｏｕｔ（初期状態のみ音響結合抑圧処理無し）は、通信信号処理部１１１で、伝送ラインの形式による音声通信データに変換される。通信信号処理部１１１は、放音用音声信号Ｍｏｕｔを含む音声通信データを、基準クロック信号ＳＣＬに同期して伝送ラインＬＴを介してスレーブ放収音装置１０１へ出力し、スレーブ放収音装置１０１から順にスレーブ放収音装置１０５まで伝送される。

再び、図７を参照して、スレーブ放収音装置１０１〜１０５の通信信号処理部１１１は、放音用音声信号Ｍｏｕｔを含む音声通信データを取得すると、放音用音声信号Ｍｏｕｔを放音制御部１２へ出力する。放音制御部１２は、予め設定された放音指向性に準じて放音音声信号Ｍｏｕｔに基づく放音を行う。この際、各スレーブ放収音装置１０１〜１０５は、基準クロック信号ＳＣＬに同期して放音を行う。放音された音は、会議者３０１Ａ〜３０１Ｉ、３０２Ａ〜３０２Ｉまで伝搬され、各会議者が聴き取ることができる。これにより、発言者からの位置に依らず、発言者の発声音を確実に、全ての会議者に聞かせることができる。

図８を参照して具体的な例を説明する。会議者３０１Ｂが発言すると、この発声音は、会議者３０１Ｂの在席位置が収音領域内にあるスレーブ放収音装置１０１により収音される。スレーブ放収音装置１０１は、マスタ放収音装置１００の生成する基準クロック信号に同期して、音響結合抑圧処理を行うことなく収音ビーム信号を生成、出力する。マスタ放収音装置１００はスレーブ放収音装置１０１からの収音ビーム信号を取得して、音響結合抑圧処理を行うことで、放音用音声信号Ｍｏｕｔを生成し、各スレーブ放収音装置１０１〜１０５へ出力する。各スレーブ放収音装置１０１〜１０５は、伝送ラインＬＴを介して順次受け取った放音用音声信号Ｍｏｕｔに基づいて、それぞれの放音領域へ放音する。これにより、発言者３０１Ｂの発言を、全ての会議者３０１Ａ〜３０１Ｉ、３０２Ａ〜３０２Ｉが聴き取ることができる。この際、マスタ放収音装置により音響結合抑圧（この場合はハウリングキャンセル）が行われるので、ハウリングを抑圧し、Ｓ／Ｎ比の高い音声を聴かせることができる。さらに、音響結合抑圧処理をマスタ放収音装置のみで行うので、会議室の大きさに応じてスレーブ放収音装置の設置個数を変化させるだけで、最適な拡声システムを実現することができる。そして、スレーブ放収音装置は放収音のみを行うものであるので、音響結合抑圧部は、単独使用での音響結合抑圧に十分な機能を有する程度のものでよく、安価に構成できる。したがって、高機能で高価なマスタ放収音装置と比較的低機能で安価なスレーブ放収音装置とからシステム構成すれば、全てを高機能で高価な放収音装置によりシステム構成するよりも安価にシステム変更を行うことができる。

ここで、この拡声システムは、長尺状の放収音装置と伝送ラインのみで構成されるので、上述のような大人数の会議であっても、簡素な構成で拡声システムを実現することができる。また、放収音装置の接続数を変えるだけで放収音領域を変化させることができるので、会議室の大きさや会議者数等に基づいてフレキシブルな拡声システムを容易に構成することができる。

また、このような拡声システムでは、各スレーブ放収音装置１０１〜１０５での放収音を同期させることで、収音ビーム信号ＭＢ１〜ＭＢｎの時間的ジッタが無くなり、且つ収音ビーム信号ＭＢ１〜ＭＢｎに含まれてしまう放音音声信号Ｍｏｕｔ成分も時間的ジッタが無くなる。これにより、マスタ放収音装置１００の音響結合抑圧部１４での音響結合抑圧処理が安定動作し、より効果的な音響結合抑圧処理を実行することができる。すなわち、音響結合による問題（この場合はハウリング）をより確実に抑圧して、全ての会議者に対して、発言者の発声音をより高いＳ／Ｎ比で提供することができる。

なお、上述の説明では、マスタ放収音装置が放収音を行わない場合を例に説明したが、マスタ放収音装置が放収音を行っても良い。この場合、マスタ放収音装置も、他のスレーブ放収音装置と同様に、テーブル上に載置される。
図９は拡声システムにおける放収音処理を行うマスタ放収音装置の動作を説明する説明図である。
マスタ放収音装置１００は、放収音処理を行う場合も、他のスレーブ放収音装置に対しては同様の処理を行う。従って、ここでは、放収音を行う場合にのみ実行される動作を説明する。

マスタ放収音装置１００の音響結合抑圧部１４には、他のスレーブ放収音装置１０１〜１０５からの収音ビーム信号ＭＢ１〜ＭＢｎとともに、マスタ放収音装置１００の収音制御部１３で生成された収音ビーム信号ＭＢ０が入力される。音響結合抑圧部１４は、これら収音ビーム信号ＭＢ０〜ＭＢｎに対して音響結合抑圧処理を行う。具体的には、すでに音響結合抑圧部１４から通信制御部１１に出力された放音用音声信号Ｍｏｕｔに基づいて、疑似音響信号を生成して、収音ビーム信号ＭＢ０〜ＭＢｎに対する音響結合抑圧処理を実行する。この際、音響結合抑圧部１４の構成は、図４、図５のいずれの構成であってもよい。このように音響結合抑圧処理に利用される放音用音声信号Ｍｏｕｔは放音制御部１２へ与えられ、放音制御部１２は、放音用音声信号Ｍｏｕｔに基づいて放音する。マスタ放収音装置１００が放収音を行う場合には、マスタ放収音装置１００は基準クロック信号ＳＣＬに同期して放収音を行う。このように、マスタ放収音装置１００をスレーブ放収音装置１０１〜１０５と同じ放収音部としても機能させることで、同じ放収音領域に対する放収音装置数を、放収音を行わないマスタ放収音装置を使用する態様と比較して、一つ減らすことができる。これにより、より簡素な構成で拡声システムを実現することができる。

（通信システム）
図１０は本実施形態の通信システムのシステム構成と通信システム動作状態とを示す図である。図中において、一点鎖線が会議室５０１で収音された音声を会議室５０２で放音した場合の放音音声を示し、二点差線が会議室５０２で収音された音声を会議室５０１で放音した場合の放音音声を示す。

図１０に示すように、通信システムは、一方の会議室５０１に設置された図１の拡声システムと同じ構成に、さらにネットワーク９００、他の会議室５０２に設置された放収音装置１０９を加えたものである。他方の会議室５０２には、放収音装置１０９の近傍に会議者３０３Ａが在席している。放収音装置１０１と放収音装置１０９とは、ネットワーク９００により接続され、ＴＣＰ／ＩＰ等からなる既知の汎用ネットワーク通信プロトコルで制御されている。

会議室５０１の放収音装置１００〜１０５は、上述のようなマスタ／スレーブの関係からなり、マスタ放収音装置１００とスレーブ放収音装置１０１〜１０５との間で伝送されるコントロール信号および基準クロック信号は、上述の拡声システムと同様である。従って、以下では、通信システムで固有の動作、処理のみを説明する。

図１１は通信システムにおける放収音処理を行わないマスタ放収音装置の動作を説明する説明図である。
図１２は通信システムにおけるスレーブ放収音装置の動作を説明する説明図である。
図１１を参照して、マスタ放収音装置１００の通信信号処理部１１１は、ネットワーク９００を介して受信した相手先からの音声通信データを受信し、外部放音音声信号Ｍｔを取得する。通信信号処理部１１１は、外部放音音声信号Ｍｔを音響結合抑圧部１４へ出力するとともに、伝送ラインＬＴに準じた音声通信データに変換する。通信信号処理部１１１は、外部放音音声信号Ｍｔを含む音声通信データを、伝送ラインＬＴを順次介してスレーブ放収音装置１０１〜１０５へ出力する。

図１２を参照して、スレーブ放収音装置１０１〜１０５の通信信号処理部１１１は、外部放音音声信号Ｍｔを含む音声通信データを取得すると、外部放音用音声信号Ｍｔを放音制御部１２へ出力する。放音制御部１２は、予め設定された放音指向性に準じて外部放音音声信号Ｍｔに基づく放音を行う。この際、各スレーブ放収音装置１０１〜１０５は、基準クロック信号ＳＣＬに同期して放音を行う。放音された音は、会議者３０１Ａ〜３０１Ｉ、３０２Ａ〜３０２Ｉまで伝搬される。これにより、ネットワーク９００により接続される外部の放収音装置１０９で収音した発言者３０３Ａの発言を、全ての会議者３０１Ａ〜３０１Ｉ、３０２Ａ〜３０２Ｉが聴き取ることができる。

また、上述の拡声システムの場合のように、スレーブ放収音装置１０１〜１０５は、マスタ放収音装置１００の基準クロック信号ＳＣＬに同期して、自装置周囲の会議者の発声音を収音して、収音ビーム信号ＭＢｍを生成する。スレーブ放収音装置１０１〜１０５は、音響結合抑圧処理を行うことなく収音ビーム信号ＭＢｍを、伝送ラインＬＴを介して、マスタ放収音装置１００へ出力する。

図１１に戻り、マスタ放収音装置１００の通信信号処理部１１１は、上述の拡声システムの場合と同様に、各スレーブ放収音装置１０１〜１０５から音声通信データから収音ビーム信号ＭＢ１〜ＭＢｎ（各スレーブ放収音装置の収音ビーム信号ＭＢｍに基づくもの）を取得して、音響結合抑圧部１４の収音制御部１３側から入力する。音響結合抑圧部１４は、上述の図４、図５に示す構成からなり、放音音声信号Ｍｔに基づく疑似音響信号を生成し、収音ビーム信号ＭＢ１〜ＭＢｎに対して、音響結合抑圧処理を実行し、放音用信号Ｍｏｕｔを生成する。音響結合抑圧部１４は放音用音声信号Ｍｏｕｔを通信信号処理部１１１へ出力する。このような処理を行うことで、スレーブ放収音装置１０１〜１０５での収音ビーム信号ＭＢ１〜ＭＢｎに対する外部放音信号Ｍｔによる音響結合を、マスタ放収音装置１００の音響結合抑圧部１４のみで抑圧することができる。

通信信号処理部１１１は、放音用音声信号Ｍｏｕｔを、ネットワーク９００に対応する形式の音声通信データに変換して、ネットワーク９００で接続された外部の放収音装置１０９へ送信する。外部の放収音装置１０９は、この音声通信データから放音用音声信号Ｍｏｕｔを取得して、放音する。

以上のように、本実施形態の通信システムを用いることで、遠隔地通信音声会議を行う場合に、各会議室に多数の会議者が在席する場合でも、全ての会議者に相手先の発言を確実に聴かせることができる。この際、マスタ放収音装置により音響結合抑圧（この場合はエコーキャンセル）が行われるので、音響エコーを抑圧し、Ｓ／Ｎ比の高い音声を聴かせることができる。さらに、音響結合抑圧処理をマスタ放収音装置のみで行うので、会議室の大きさに応じてスレーブ放収音装置の設置個数を変化させるだけで、最適な通信システムを実現することができる。そして、スレーブ放収音装置は放収音のみを行うものであるので、音響結合抑圧部は、単独使用での音響結合抑圧に十分な機能を有する程度のものでよく、安価に構成できる。したがって、高機能で高価なマスタ放収音装置と比較的低機能で安価なスレーブ放収音装置とからシステム構成すれば、全てを高機能で高価な放収音装置によりシステム構成するよりも安価にシステム変更を行うことができる。

なお、上述の通信システムでは、マスタ放収音装置は放収音を行わなかったが、放収音を行っても良い。この場合、マスタ放収音装置も、他のスレーブ放収音装置と同様に、テーブル上に載置される。
図１３は通信システムにおける放収音処理を行うマスタ放収音装置の動作を説明する説明図である。
マスタ放収音装置１００は、放収音処理を行う場合も、他のスレーブ放収音装置および外部の放収音装置（ネットワーク）に対しては同様の処理を行う。従って、ここでは、放収音を行う場合にのみ実行される動作を説明する。

マスタ放収音装置１００の音響結合抑圧部１４には、他のスレーブ放収音装置１０１〜１０５からの収音ビーム信号ＭＢ１〜ＭＢｎとともに、マスタ放収音装置１００の収音制御部１３で生成された収音ビーム信号ＭＢ０が入力される。音響結合抑圧部１４は、これら収音ビーム信号ＭＢ０〜ＭＢｎに対して音響結合抑圧処理を行う。具体的には、すでに音響結合抑圧部１４から通信制御部１１に出力された外部放音音声信号Ｍｔに基づいて、疑似音響信号を生成して、収音ビーム信号ＭＢ０〜ＭＢｎに対する音響結合抑圧処理を実行する。この際、音響結合抑圧部１４の構成は、図４、図５のいずれの構成であってもよい。このように音響結合抑圧処理に利用される放音音声信号Ｍｔは放音制御部１２へ与えられ、放音制御部１２は、放音音声信号Ｍｔに基づいて放音する。マスタ放収音装置１００が放収音を行う場合には、マスタ放収音装置１００は基準クロック信号ＳＣＬに同期して放収音を行う。このように、マスタ放収音装置１００をスレーブ放収音装置１０１〜１０５と同じ放収音部としても機能させることで、同じ放収音領域に対する放収音装置数を、放収音を行わないマスタ放収音装置を使用する態様と比較して、一つ減らすことができる。これにより、より簡素な構成で通信システムを実現することができる。

（拡声・通信システム）
上述の説明では、拡声システムと通信システムとを個別に機能させる例を示したが、拡声と通信とを同時に実行する拡声・通信システムを実現させることもできる。

拡声・通信システムの場合、スレーブ放収音装置１０１〜１０５では、収音機能は拡声システムおよび通信システムと同じであり、放音機能は放音用音声信号Ｍｏｕｔと外部放音信号Ｍｔとを放音する。この際、スレーブ放収音装置１０１〜１０５は、放音用音声信号Ｍｏｕｔと外部放音信号Ｍｔとをミキシングした後に放音指向性制御しても良いが、放音用音声信号Ｍｏｕｔと外部放音信号Ｍｔとを放音指向性制御した後に、スピーカＳＰ毎にミキシングするとよい。これにより、放音用音声信号Ｍｏｕｔと外部放音信号Ｍｔとが異なる放音特性で放音されるので、各会議者は内部の拡声音声と外部からの音声とを区別して聴くことができる。

図１４は、拡声・通信システムにおけるマスタ放収音装置の動作を説明する説明図である。この場合、マスタ放収音装置は放収音処理を行わない。

マスタ放収音装置１００は、基本機能では、上述の拡声システムの機能と通信システムの機能とを一元的に処理したものである。すなわち、伝送ラインＬＴを介して取得した収音ビーム信号ＭＢ１〜ＭＢｎに対して音響結合抑圧処理を実行することで、放音用音声信号Ｍｏｕｔを生成し、ネットワーク９００と伝送ラインＬＴとを介して送信・出力する。この際、音響結合抑圧部１４は、放音用音声信号Ｍｏｕｔと外部放音信号Ｍｔとに基づいて音響結合抑圧処理を実行する。具体的には、音響結合抑圧部１４は、図４または図５の構成を備え、放音用音声信号Ｍｏｕｔと外部放音信号Ｍｔとのミキシング音声信号に基づく疑似音響信号を生成して、音響結合抑圧処理を行う。または、図４または図５に示す構成を二つ備え、放音用音声信号Ｍｏｕｔに基づく疑似音響信号と、外部放音信号Ｍｔに基づく疑似音響信号とを用いて、疑似音響信号毎に音響結合抑圧処理を順次実行する。

このような構成および処理とすることで、拡声と通信とを同時に行うことができる。そして、この拡声・通信システムでは、上述の拡声システムや通信システムと同様に、容易な構成でシステムを実現でき、且つ、フレキシブルにシステム構成を最適化することができる。なお、このような拡声・通信システムにおいても、マスタ放収音装置で放収音を行うようにしても良い。

ところで、上述の説明では、放音用音声信号Ｍｏｕｔは、各収音ビーム信号ＭＢ１〜ＭＢｎをミキシングすることで形成されるが、音響結合抑圧処理された収音ビーム信号ＭＢ１〜ＭＢｎをそのまま出力してもよい。

この場合、音響結合抑圧部１４は、複数の音響結合キャンセラ１４０Ａ〜１４０Ｎを備える。
図１５は音響結合抑圧部１４の他の態様の主要構成を示すブロック図である。
図１５に示すように、音響結合キャンセラ１４０Ａ〜１４０Ｎは、音響結合抑圧部１４へ入力される収音ビーム信号の数だけ設けられている。各音響結合キャンセラ１４０Ａ〜１４０Ｎは、それぞれ適応型フィルタと加算器とを備え、それぞれに入力される収音ビーム信号に対して、上述の音響結合キャンセル処理をして、個別放音用音声信号を生成する。このように生成された個別放音用音声信号は、収音元の放収音装置の識別情報が関連付けされた状態でグループ化されて、１グループの放音用音声信号として通信制御部１１へ出力される。この構成では、各収音ビーム信号に対して個別に音響結合キャンセル処理を行うので、音響結合抑圧効果が向上する。この場合、各個別放音用音声信号に放収音装置の識別情報が関連付けされた状態で処理、伝送されるので、システム全体のリソース量が多くなるが、収音元の放収音装置を識別することができる。したがって、マスタ放収音装置は、伝送ラインＬＴへの出力時に収音装置識別ＩＤを付加して、グループ放音用音声信号を出力することで、各スレーブ放収音装置は、放音時に収音元のスレーブ放収音装置のみ放音を行わない等のより詳細な放音設定を行うことができる。

なお、前述の各説明で用いた放収音装置数や収音ビーム信号数は一例であり、システムの仕様に応じて、適宜設定すればよい。

本発明の実施形態の拡声システムの構成図である。 放収音装置の主要構成を示すブロック図である。 図３は通信制御部１１の主要構成を示すとともに、通信制御部１１の動作を説明するためのブロック図である。 音響結合抑圧部１４の主要構成を示すブロック図である。 音響結合抑圧部１４の主要構成を示すブロック図である。 拡声システムにおける放収音処理を行わないマスタ放収音装置の動作を説明する説明図である。 拡声システムにおけるスレーブ放収音装置の動作を説明する説明図である。 拡声システムによる拡声の状況を示す図であり、図中の破線が話者の発声音、二点鎖線が放音音声を示す。 拡声システムにおける放収音処理を行うマスタ放収音装置の動作を説明する説明図である。 本実施形態の通信システムのシステム構成と通信システム動作状態とを示す図である。 通信システムにおける放収音処理を行わないマスタ放収音装置の動作を説明する説明図である。 通信システムにおけるスレーブ放収音装置の動作を説明する説明図である。 通信システムにおける放収音処理を行うマスタ放収音装置の動作を説明する説明図である。 拡声・通信システムにおけるマスタ放収音装置の動作を説明する説明図である。 音響結合抑圧部１４の他の態様の主要構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０−メイン制御部、１１−通信制御部、１２−放音制御部、１３−収音制御部、１４−音響結合抑圧部、１５−操作部、１６−Ｘｔａｌ、１００−マスタ放収音装置、１０１〜１０５−スレーブ放収音装置、１０９−放収音装置、１１１−通信信号処理部、１１２−連結検出部、１１３−ＰＬＬ、１４０，１４０Ａ〜１４０Ｎ−音響結合キャンセラ、１４１−処理後合成部、１４９−事前合成部、３０１Ａ〜３０１Ｉ，３０２Ａ〜３０２Ｉ−会議者、５０１，５０２−会議室、９００−ネットワーク

Claims (9)

1. それぞれに収音手段、放音手段、および音響結合抑圧手段を備えた複数の放収音装置と、該複数の放収音装置を電気的に接続する伝送ラインとを備えた音声処理システムであって、
   前記複数の放収音装置の内、一台がマスタ放収音装置に設定され、他がスレーブ放収音装置に設定され、
   前記マスタ放収音装置は、同期信号を生成して前記スレーブ放収音装置へ出力し、前記スレーブ放収音装置の収音手段で前記同期信号に同期して生成された収音音声信号を一元的に取得し、前記音響結合抑圧手段により前記一元的に取得した収音音声信号の音響結合抑圧処理を実行することで放音用信号を生成して、前記スレーブ放収音装置へ出力し、
   前記スレーブ放収音装置は、前記マスタ放収音装置から入力した放音用音声信号を、放音手段から放音する、
   音声処理システム。
2. 前記スレーブ放収音装置は、前記同期信号に同期させて前記放音用音声信号を放音する請求項１に記載の音声処理システム。
3. 前記音響結合抑圧手段は、前記一元的に取得した収音音声信号をミキシングし、該ミキシング後の合成収音音声信号に対して音響結合抑圧処理を実行する請求項１または請求項２に記載の音声処理システム。
4. 前記音響結合抑圧手段は、前記一元的に取得した収音音声信号のそれぞれを個別に音響結合抑圧処理した後にミキシングすることで放音用音声信号を生成して出力する、請求項１または請求項２に記載の音声処理システム。
5. 前記スレーブ放収音装置は、前記マスタ放収音装置へ出力する収音音声信号に対して、収音装置ＩＤを関連付けして与え、
   前記マスタ放収音装置は、前記一元的に取得した収音音声信号のそれぞれを個別に音響結合抑圧処理した後に、各放音用音声信号として放音用装置ＩＤを関連付けして出力し、
   前記スレーブ放収音装置は、前記放音用装置ＩＤに基づいて、前記放音用音声信号の放音処理を行う、請求項１または請求項２に記載の音声処理システム。
6. 前記マスタ放収音装置は、自装置の収音音声信号と前記スレーブ放収音装置の収音音声信号とを含む複数の収音音声信号を用いて前記音響結合抑圧処理を行う、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の音声処理システム。
7. 前記マスタ放収音装置は、前記放音用音声信号を出力するともに、自装置の放音手段から放音する請求項１〜請求項６のいずれかに記載の音声処理システム。
8. 前記マスタ放収音装置は、外部ネットワーク接続端子を備え、該入出力端子から前記放音用信号を送信する、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の音声処理システム。
9. 前記マスタ放収音装置は、前記外部ネットワーク接続端子で受信したネットワーク受信音声信号に対して、前記収音音声信号と同じ処理を実行する請求項１〜請求項８のいずれかに記載の音声処理システム。

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