JP2009141827A - 音声会議用システム - Google Patents

Abstract

【課題】リソース量に限りがあるような場合であっても、十分なエコーキャンセル効果が得られる音声会議用システムを提供する。
【解決手段】ＰＣ２は、自装置によるエコーキャンセル部が選択されると、放収音装置１へ同期出力制御信号を送信する。放収音装置１は、同期出力制御信号を受信すると、エコーキャンセル部１２２の機能を停止し、収音制御部１４からの収音ビーム信号ＭＢと放音用音声信号ＦＥ１〜ＦＥ３とを同期させてなる放収音同期済信号ＳＳを生成して、ＰＣ２へ送信する。ＰＣ２は、放収音同期済信号ＳＳから収音ビーム信号ＭＢと放音用音声信号ＦＥ１〜ＦＥ３とを、同期状態を維持したまま分離してソフトエコーキャンセル部２１２へ与える。ＰＣ２のソフトエコーキャンセル部２１２は、収音ビーム信号ＭＢと放音用音声信号ＦＥ１〜ＦＥ３とによりエコーキャンセルを行い、ＰＣ側エコキャン収音ビーム信号ＭＢｅ２を生成する。
【選択図】図３

Description

この発明は、エコーキャンセル機能を有する音声会議用システムに関する。

従来、音声会議用装置やシステムが各種考案されている。例えば、特許文献１には、入力される放音用音声信号毎に収音信号に対するエコーキャンセル部を備えた装置が開示されている。すなわち、音声会議装置には、当該音声会議装置にネットワーク等を介して接続する他の音声会議装置の数量分のエコーキャンセル部が備えられている。
特開２００５−３４７９５７号公報

このような音声会議装置のエコーキャンセル部では、複雑な信号処理を行うため、リソース量を多く取らなくてはならない。ましてや、複数のエコーキャンセル部を備える場合には、さらに多くのリソース量を取らなくてはならない。このため、音声会議装置自体を小型化するような場合や、コスト的に高処理能力のＤＳＰ等を搭載できない場合のようにリソース量に限りがある場合には、十分なエコーキャンセル効果を有する処理を行えない。

したがって、この発明の目的は、リソース量に限りがあるような場合であっても、十分なエコーキャンセル効果が得られる音声会議用システムを提供することにある。

この発明は、放収音装置と情報処理装置とから音声会議用システムが構成される。放収音装置は、放音用音声信号をスピーカから放音させる放音制御手段と、マイクでの収音に基づいて収音信号を生成する収音制御手段と、前記放音用音声信号に基づく疑似回帰音信号を生成し、該疑似回帰音信号に基づいて収音信号のエコーキャンセルを行う第１のエコーキャンセル手段と、情報処理装置との間での通信を制御する第１通信制御手段と、を備える。情報処理装置は、第１通信制御手段との通信、およびネットワークとの通信を制御する第２通信制御手段と、音声会議に関する各種の情報処理を実行する情報処理手段とを備えた情報処理装置と、を備える。

そして、情報処理装置の情報処理手段は、第１のエコーキャンセル手段よりも処理能力の高い第２のエコーキャンセル手段を備え、該第２のエコーキャンセル手段が選択されると、放収音装置に対して、放音用音声信号と収音信号とを同期させて出力する同期出力制御を行う。これに対して、放収音装置は、同期出力制御を受け付けると、収音制御手段から出力されるエコーキャンセル処理されていない収音信号と放音用音声信号とを同期させて出力する。そして、情報処理装置の第２エコーキャンセル手段は、同期された放音用音声信号と収音信号とに基づいて、エコーキャンセルを行う。

このような構成では、放収音装置から情報処理装置へ送信される同期された放音用音声信号と収音信号との遅延関係は常に一致する。これにより、放収音装置とは別体である情報処理装置でエコーキャンセル処理を行う場合でも、疑似回帰音信号の最適化が可能となり、最適なエコーキャンセル効果が得られる。この際、情報処理装置の第２のエコーキャンセル手段は、第１のエコーキャンセル手段よりも高性能なものであるので、第１のエコーキャンセル手段を用いる場合よりも、高精度且つ高速なエコーキャンセルが実現される。

また、この発明の音声会議用システムの放収音装置は、放音用音声信号と収音信号とを同期させて出力する同期出力手段と、収音制御手段からの収音信号の出力経路が直接同期出力手段に接続する第１経路と、第１のエコーキャンセル手段を介して接続する第２経路と、を備える。そして、音声会議用システムの放収音装置は、同期出力制御を受け付けると、第１のエコーキャンセル手段を無効にするとともに、同期出力手段が第１経路を介して入力される収音信号を用いる。

この構成では、上述の放収音装置の具体的構成として、同期出力手段には、二つの収音信号の入力経路が存在する。一つは収音制御手段から直接エコーキャンセルされずに入力する経路であり、もう一つは第１のエコーキャンセル手段によりエコーキャンセルされて入力する経路である。そして、情報処理装置の第２のエコーキャンセル手段が選択された場合には、エコーキャンセルされずに直接入力される経路が選択される。

また、この発明の音声会議用システムの情報処理装置の第２のエコーキャンセル手段は、記憶手段に記憶されたエコーキャンセルプログラムと、該エコーキャンセルプログラムを実行する演算処理手段とで構成される。

この構成では、第２のエコーキャンセル手段がソフトエコーキャンセルであり、情報処理装置の性能が向上すれば、これに応じてエコーキャンセル精度および速度も向上する。

この発明によれば、放収音装置が小型である等の理由によりリソースが制限されるような状況であっても、当該放収音装置に接続する情報処理装置のエコーキャンセルを利用することで、十分なエコーキャンセル効果を得ることができる。

本発明の実施形態に係る音声会議用システムについて図を参照して説明する。
図１は、本実施形態の音声会議用システムの主要構成を示すブロック図である。
図２は放収音装置１のエコーキャンセル部１２２を選択した場合の各信号の流れを示す図であり、図３はＰＣ２のエコーキャンセル部２１２を選択した場合の各信号の流れを示す図である。

図１に示すように、音声会議用システム１００は、放収音装置１と情報処理装置であるＰＣ（パーソナルコンピュータ）２とを備え、放収音装置１とＰＣ２とはＵＳＢケーブル９０１により接続されている。

放収音装置１は、メイン制御部１０、通信制御部１１、音声信号処理部１２、放音制御部１３、収音制御部１４、操作部１５を備える。また、放収音装置１は、アレイ化された複数のスピーカＳＰと、同様にアレイ化された複数のマイクＭＩＣとを備える。

メイン制御部１０は、放収音装置１０の全体制御をするとともに、ＰＣ２から同期出力制御信号を受け付けると、音声信号処理部１２へ同期出力制御を行う。また、操作部１５を介してボリューム操作やミュート操作を受け付けると、音声信号処理部１２へボリューム制御やミュート制御を行う。

通信制御部１１は、少なくともオーディオ入出力端子とＵＳＢ端子とを備え、オーディオ入出力端子でアナログ音声信号ライン９０２に接続し、ＵＳＢ端子でＵＳＢケーブル９０１に接続する。通信制御部１１は、ＵＳＢケーブル９０１を介して受信したＰＣ２からの通信信号の内、制御系の信号をメイン制御部１０に与え、放音用音声信号ＦＥ１〜ＦＥ３を音声信号処理部１２のボリューム制御部１２１に与える。また、通信制御部１１は、音声信号処理部１２の出力信号生成部１２４から受け付けた放収音装置側エコキャン収音ビーム信号ＭＢｅ１もしくは放収音同期済信号ＳＳを、ＵＳＢケーブル９０１を介してＰＣ２へ送信する。また、通信制御部１１は、メイン制御部１０からの制御系信号、例えば、収音方向データやミュート情報等を、ＵＳＢケーブル９０１を介してＰＣ２へ送信する。

音声信号処理部１２は、ボリューム制御部１２１、本発明の第１のエコーキャンセル手段に相当するエコーキャンセル部１２２、ミュート処理部１２３、および、本発明の同期出力手段の機能を有する出力信号生成部１２４を備える。この音声信号処理部１２は、例えば一つのＤＳＰ等のＩＣチップにより形成される。

ボリューム制御部１２１は、メイン制御部１０からのボリューム制御内容に準じて放音用音声信号ＦＥ１〜ＦＥ３のボリュームすなわち音声信号レベルを調整する。ボリューム調整された放音用音声信号ＦＥ１〜ＦＥ３は、エコーキャンセル部１２２を介して、放音制御部１３へ出力される。

エコーキャンセル部１２２は、適応型フィルタを備え、ボリューム制御部１２１からの放音用音声信号に基づいて疑似回帰音信号を生成し、収音制御部１４から出力される収音ビーム信号ＭＢに対して差分を行うことで、エコーキャンセルを行う。エコーキャンセルされた放収音装置側エコキャン収音ビーム信号ＭＢｅ１は、ミュート処理部１２３へ出力される。

ミュート処理部１２３は、メイン制御部１０からミュート処理制御に準じて放収音装置側エコキャン収音ビーム信号ＭＢｅ１に対してミュート処理を行う。すなわち、操作部１５によりミュートが選択されれば、放収音装置側エコキャン収音ビーム信号ＭＢｅ１を出力信号生成部１２４へ出力しない。

出力信号生成部１２４には、収音制御部１４で生成された収音ビーム信号ＭＢと、エコーキャンセル部１２２でエコーキャンセルされた放収音装置側エコキャン収音ビーム信号ＭＢｅ１と、ボリューム制御部１２１でボリューム調整された放音用音声信号ＦＥ１〜ＦＥ３とが入力される。

出力信号生成部１２４は、メイン制御部１０から同期出力制御を受け付けていれば、収音ビーム信号ＭＢと放音用音声信号ＦＥ１〜ＦＥ３とを同期させてなる放収音同期済信号ＳＳを生成して、通信制御部１１へ与える。一方、同期出力制御を受け付けていなければ、放収音装置側エコキャン収音ビーム信号ＭＢｅ１を通信制御部１１へ出力する。

放音制御部１３は、予めメイン制御部１０から受け付けた放音指向性情報に基づいて、放音用音声信号ＦＥ１〜ＦＥ３の遅延、振幅制御を行うことで、各スピーカＳＰへの放音駆動信号を生成する。各スピーカＳＰは、放音駆動信号を受けて放音する。

各マイクＭＩＣは、放収音装置１周囲から収音することで、それぞれに収音信号を生成して、収音制御部１４へ与える。収音制御部１４は、各マイクＭＩＣの収音信号に対してそれぞれ異なるパターンからなる複数の遅延制御を行って加算処理を行うことで、それぞれに異なる収音指向性からなる複数の収音ビーム信号を生成する。収音制御部１４は、例えば複数の収音ビーム信号の内で最も信号レベルの高い信号を、収音ビーム信号ＭＢとして出力する。出力された収音ビーム信号ＭＢは、エコーキャンセル部１２２と出力信号生成部１２４とに入力される。

ＰＣ２は、情報処理部２１、通信制御部２２、記憶装置２３、操作部２４を備える。

通信制御部２２は、ＵＳＢ端子とネットワーク接続端子とを備え、ＵＳＢ端子を介してＵＳＢケーブル９０１に接続し、ネットワーク接続端子を介してＬＡＮケーブル等のネットワークケーブル９００に接続する。通信制御部２２は、ＵＳＢケーブル９０１を介して、放収音装置１へ放音用音声信号ＦＥ１〜ＦＥ３や制御系の信号を送信するとともに、放収音装置１からの放収音装置側エコキャン収音ビーム信号ＭＢｅ１や放収音同期済信号ＳＳを受信する。また、通信制御部２２は、ネットワークケーブル９００を介して、外部ネットワークに接続する他の音声会議用システムとの間で、各種の音声信号および制御系の信号を送受信する。通信制御部２２で受信された各信号は、情報処理部２１へ与えられる。

情報処理部２１は、ＣＰＵ等の情報処理演算素子からなり、記憶装置２３に記憶されているアプリケーションプログラムを読み出して実行することで、信号分離部２１１、および本発明の第２のエコーキャンセル手段に相当するソフトエコーキャンセル部２１２として機能する。この情報処理部２１は、放収音装置１の音声信号処理部１２の処理能力よりも高い性能からなる演算素子で実現されており、さらに記憶装置２３を演算処理用領域に利用することも可能としている。これにより、ソフトエコーキャンセル部２１２のリソースおよび処理能力は、放収音装置１のエコーキャンセル部１２２のリソースおよび処理能力を大幅に上回るものとなる。

情報処理部２１は、操作部２４の操作等により装置が起動すると、音声会議用ＡＰＩおよび放収音ＡＰＩを起動し、ネットワークに接続された他の音声会議用装置との通信確立処理やソフトエコーキャンセルを実行するための疑似放収音処理や、信号分離部２１１の実行可能化処理を行う。

情報処理部２１は、操作部２４の選択等により、ＰＣ２のエコーキャンセルを実行するように選択されると、記憶装置２３に記憶されたエコーキャンセルＡＰＩを読み出して、ソフトエコーキャンセル部２１２の機能を実行する。

信号分離部２１１は、通信制御部２２から放収音同期済信号ＳＳを受け付けると、同期状態を維持したままで、ソフトエコーキャンセル部２１２へ放音用音声信号ＦＥ１〜ＦＥ３と収音ビーム信号ＭＢとを与える。

ソフトエコーキャンセル部２１２は、放音用音声信号ＦＥ１〜ＦＥ３に基づいて予め設定された伝搬係数等を用いて疑似回帰音信号を生成する。そして、収音ビーム信号ＭＢから疑似回帰音信号を差分することで、ＰＣ側エコキャン収音ビーム信号ＭＢｅ２を生成する。

本実施形態の音声会議用システムは、上述の構成を用いて、放収音装置１のエコーキャンセル部１２２またはＰＣ２のエコーキャンセル部２１２のいずれかを選択してエコーキャンセル処理を行う。

次に、それぞれのエコーキャンセル部を用いた場合の信号処理について説明する。

（１）放収音装置１のエコーキャンセル部１２２が選択された場合（図２の場合）
放収音装置１のエコーキャンセル部１２２が選択されると、ＰＣ２の情報処理部２１は、記憶装置２３から音声会議用ＡＰＩのみを読み出して、信号分離部２１１およびソフトエコーキャンセル部２１２の機能を実行しない。

この場合、ＰＣ２は、ネットワークケーブル９００を介して受信した外部からの放音用音声信号ＦＥ１〜ＦＥ３および放音指向性データ等を含む制御系信号を、ＵＳＢケーブル９０１を介して放収音装置１へ与える。

放収音装置１は、受信した放音用音声信号ＦＥ１〜ＦＥ３に対して、放音指向性データ等の制御系信号に基づいて上述のような放音指向性制御を行い、各スピーカＳＰから放音する。また、放収音装置１は、各マイクＭＩＣでの収音信号に基づく収音ビーム信号ＭＢに対して、エコーキャンセル部１２２でエコーキャンセル処理を行い、放収音装置側エコキャン収音ビーム信号ＭＢｅ１を生成する。放収音装置１は、放収音装置側エコキャン収音ビーム信号ＭＢｅ１を、収音指向性データ等を含む制御信号とともに、ＵＳＢケーブル９０１を介してＰＣ２へ送信し、ＰＣ２は、受信した放収音装置側エコキャン収音ビーム信号ＭＢｅ１と制御信号とを、ネットワークケーブル９００を介して、外部の音声会議装置へ送信する。

（２）ＰＣ２のエコーキャンセル部２１２が選択された場合（図３の場合）
ＰＣ２のソフトエコーキャンセル部２１２の実行が操作部２４の操作入力等により選択されると、ＰＣ２の情報処理部２１は、記憶装置２３から音声会議用ＡＰＩ、放収音ＡＰＩ、およびエコーキャンセルＡＰＩを読み出して、信号分離部２１１およびソフトエコーキャンセル部２１２の機能を起動する。そして、ＰＣ２は、放収音装置１に対して同期出力制御信号を、ＵＳＢケーブル９０１を介して送信する。また、ＰＣ２は、ネットワークケーブル９００を介して受信した外部からの放音用音声信号ＦＥ１〜ＦＥ３および放音指向性データ等を含む制御系信号を、ＵＳＢケーブル９０１を介して放収音装置１へ与える。

放収音装置１は、同期出力制御信号を受信すると、音声信号処理部１２のエコーキャンセル部１２２の機能を停止する。
放収音装置１は、受信した放音用音声信号ＦＥ１〜ＦＥ３に対して、放音指向性データ等の制御系信号に基づいて上述のような放音指向性制御を行い、各スピーカＳＰから放音する。放収音装置１は、各マイクＭＩＣでの収音信号に基づく収音ビーム信号ＭＢを生成する。放収音装置１は、この収音ビーム信号ＭＢと放音用音声信号ＦＥ１〜ＦＥ３とを同期させてなる放収音同期済信号ＳＳを生成し、収音指向性データ等を含む制御系信号とともに、ＵＳＢケーブル９０１を介してＰＣ２へ送信する。

ＰＣ２は、受信した放収音同期済信号ＳＳを、放音用音声信号ＦＥ１〜ＦＥ３と収音ビーム信号ＭＢとに分離して、ソフトエコーキャンセル部２１２でエコーキャンセル処理をすることで、ＰＣ側エコキャン収音ビーム信号ＭＢｅ２を生成する。ＰＣ２は、このＰＣ側エコキャン収音ビーム信号ＭＢｅ２と放収音装置１からの制御系信号とを関連付けして、ネットワークケーブル９００を介して、外部の音声会議装置へ送信する。

このような構成および処理を行うことで、放収音装置１のエコーキャンセル部１２２のリソースが制限されているような状況であっても、放収音装置１のエコーキャンセル部１２２よりも高い処理能力を有するＰＣ２の情報処理部２１でエコーキャンセルが行われる。これにより、放収音装置１のエコーキャンセル部１２２を用いる場合よりも、高精度で且つ高速にエコーキャンセルを行うことができる。この結果、放収音装置１の小型化や低コスト化の理由によりエコーキャンセル部１２２のリソースが制限されることがあっても、十分なエコーキャンセル効果を得ることができる。

さらに、ＰＣ２でソフトエコーキャンセルを採用することで、ＰＣ２の処理能力すなわち情報処理部２１の処理能力が向上すれば、この処理能力の向上に応じて、さらに高精度且つ高速なエコーキャンセル処理を実現することができる。

なお、上述の実施形態では、情報処理部２１としてＰＣを用いた例を示したが、他の情報処理装置であっても良い。また、放収音装置１とＰＣ２とをＵＳＢで接続する場合を示したが、他の通信形式であってもよい。

また、上述の実施形態では、三つの放音用音声信号ＦＥ１〜ＦＥ３を放音する場合を例に示したが、他の個数であっても良い。

さらに、収音制御部１４から出力される収音ビーム信号ＭＢを一つとした例を示したが、所定閾値以上のレベルを有する収音ビーム信号を選択する場合にも、上述の構成を適用することができる。このように、収音ビーム信号数や放音用音声信号数が増加すると、さらに多いリソース量および高い処理性能が要求されるので、本願の構成による効果がさらに明確に得られる。

本発明の実施形態の音声会議用システムの主要構成を示すブロック図である。 放収音装置１のエコーキャンセル部１２２を選択した場合の各信号の流れを示す図である。 ＰＣ２のエコーキャンセル部２１２を選択した場合の各信号の流れを示す図である。

符号の説明

１００−音声会議用システム、１−放収音装置、１０−メイン制御部、１１−通信制御部、１２−音声信号処理部、１２１−Ｖｏｌ制御部、１２２−エコーキャンセル部、１２３−ミュート処理部、１２４−出力信号生成部、１３−放音制御部、１４−収音制御部、１５−操作部、
２−ＰＣ、２１−情報処理部、２１１−信号分離部、２１２−ソフトエコーキャンセル部、２２−通信制御部、２３−記憶装置、２４−操作部

Claims (3)

1. 放音用音声信号をスピーカから放音させる放音制御手段と、マイクでの収音に基づいて収音信号を生成する収音制御手段と、前記放音用音声信号に基づく疑似回帰音信号を生成し、該疑似回帰音信号に基づいて収音信号のエコーキャンセルを行う第１のエコーキャンセル手段と、情報処理装置との間での通信を制御する第１通信制御手段と、を備えた放収音装置と、
   前記第１通信制御手段との通信、およびネットワークとの通信を制御する第２通信制御手段と、音声会議に関する各種の情報処理を実行する情報処理手段とを備えた情報処理装置と、を備えた音声会議用システムであって、
   前記情報処理装置の前記情報処理手段は、前記第１のエコーキャンセル手段よりも処理能力の高い第２のエコーキャンセル手段を備え、該第２のエコーキャンセル手段が選択されると、前記放収音装置に対して、前記放音用音声信号と前記収音信号とを同期させて出力する同期出力制御を行い、
   前記放収音装置は、前記同期出力制御を受け付けると、前記収音制御手段から出力されるエコーキャンセル処理されていない収音信号と前記放音用音声信号とを同期させて出力し、
   前記情報処理装置の前記第２エコーキャンセル手段は、前記同期された放音用音声信号と収音信号とに基づいて、エコーキャンセルを行う、音声会議用システム。
2. 前記放収音装置は、
   放音用音声信号と収音信号とを同期させて出力する同期出力手段と、
   前記収音制御手段からの前記収音信号の出力経路が直接前記同期出力手段に接続する第１経路と、前記第１のエコーキャンセル手段を介して接続する第２経路と、を備え、
   前記同期出力制御を受け付けると、前記第１のエコーキャンセル手段を無効にするとともに、前記同期出力手段は、前記第１経路を介して入力される収音信号を用いる、請求項１に記載の音声会議用システム。
3. 前記第２のエコーキャンセル手段は、記憶手段に記憶されたエコーキャンセルプログラムと、該エコーキャンセルプログラムを実行する演算処理手段とで構成される、請求項１または請求項２に記載の音声会議用システム。

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