JP2009188448A - 放収音装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放音レベルと収音レベルとに応じて、スピーカ及びマイクとの配分を調整することができる放収音装置を提供する。
【解決手段】放収音装置１は、スピーカ又はマイクとして機能する放収音兼用素子ＳＭ１〜ＳＭ１２を備え、これらの放収音兼用素子ＳＭ１〜ＳＭ１２を筐体にアレイ状に配置する。放収音装置１は、ユーザの音量調整に基づき、入出力コネクタ２１から入力された放音信号のゲインを調整する。また、放収音装置１は、放収音兼用素子ＳＭが収音した収音信号を正規化する。放収音装置１は、音量調整後の放音信号の信号レベルと、正規化後の収音ビーム信号の信号レベルと、を比較して、スピーカとして機能する放収音兼用素子ＳＭとマイクとして機能する放収音兼用素子ＳＭとの配分を算出する。放収音装置１は、算出した配分に基づいて、各放収音兼用素子ＳＭ１〜ＳＭ１２をスピーカ又はマイクに切り替える。
【選択図】図４

Description

この発明は、スピーカとマイクが一体型になったスピーカマイクを用いた放収音装置に関する。

従来、周囲の音声を収音するとともに、入力された音声信号を放音する放収音装置が各種提案されている（特許文献１参照）。例えば、特許文献１の音声会議端末装置は、周囲の音声を収音するための無指向性マイクを装置の両側にそれぞれ配置し、入力された音声信号を放音するためのスピーカを装置の中央に配置している。
特開平５−１５８４９２号公報

しかしながら、特許文献１の音声会議端末装置は、専用のスピーカと専用のマイクをそれぞれに備える必要があるため、小型化することが難しい。特に、スピーカアレイやマイクアレイを備える音声会議装置では、スピーカ数及びマイク数が増加するので、小型化することが更に難しくなる。この場合、スピーカ又はマイクとして機能する放収音兼用素子を用いることで、小型化、簡素化することができる。しかし、スピーカ数及びマイク数は通常固定であるため、放音レベルや収音レベルによってスピーカ数及びマイク数を調整することができない。すなわち、放音レベル及び収音レベルに応じて、放収音兼用素子をマイク又はスピーカとして機能するように効率よく設定できない。

そこで、放音レベルや収音レベルによってスピーカ数及びマイク数を調整することができる放収音装置を提供することを目的とする。

この発明の放収音装置は、それぞれがスピーカ又はマイクとして機能し、所定の筐体に設置された複数の放収音兼用素子と、音声信号を入出力するための入出力インタフェースと、前記入出力インタフェースから入力された放音用音声信号の信号レベルと、放収音兼用素子で収音した収音信号の信号レベルと、を比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果に基づいて、スピーカとして機能する放収音兼用素子とマイクとして機能する放収音兼用素子との配分を設定する配分設定手段と、を備えたことを特徴とする。

この構成により、放収音装置は、スピーカ又はマイクとして機能する複数の放収音兼用素子と、入出力インタフェースと、を有しており、複数の放収音兼用素子を筐体にアレイ状に配置する。放収音装置は、入出力インタフェースから入力された放音用音声信号の信号レベルと、放収音兼用素子で収音した収音信号の信号レベルと、を比較する。放収音装置は、比較結果に基づいて、マイクとして機能させる放収音兼用素子の数と、スピーカとして機能させる放収音兼用素子の数と、を決定する。これにより、放収音装置は、放音用音声信号と収音信号との比較結果に応じて、すなわち、放音レベルと収音レベルとの比較結果に応じて、スピーカ及びマイクの配分を調整することができ、自動で効率の良い放収音仕様を設定することができる。

また、この発明の放収音装置は、前記比較手段は、放収音兼用素子が生成した収音信号に対して、正規化処理を行う正規化手段を有し、正規化後の収音信号を用いて前記比較を行うことを特徴とする。

この構成により、放収音装置は、放収音兼用素子が生成した収音信号に対して正規化処理を行い、正規化後の収音信号の信号レベルと、入出力インタフェースから入力された放音用音声信号の信号レベルと、を比較する。この際、収音信号を生成した放収音兼用素子数、すなわちマイクとして機能させた放収音兼用素子数に基づいて、常時一定のマイク数で収音されているように正規化処理が行われる。これにより、放収音装置は、マイクとして機能させた放収音兼用素子の数の増減の影響を受けずに、スピーカとマイクとの配分を調整することができる。

この発明の放収音装置は、放音レベルと収音レベルとの比較結果に応じて、スピーカとマイクとの配分を自動調整することができる。これにより、ユーザの声をより明確に収音し、相手側の声をより明瞭に放音することができる。

本実施形態に係る放収音装置１について、図１を参照して説明する。図１は、放収音装置の外観図である。図１に示すように、放収音装置１は、一方向に長尺な略直方体形状の筐体と、放収音兼用素子ＳＭ１〜ＳＭ１２と、入出力コネクタ２１と、操作部３と、を備える。この放収音装置１は、図示しないパーソナルコンピュータ（以下、パソコンと称す。）と接続されることで、音声会議装置として用いられる。

放収音兼用素子ＳＭ１〜ＳＭ１２は、スピーカ又はマイクとして機能する素子である。放収音兼用素子ＳＭ１〜ＳＭ１２は、筐体の長尺方向に沿って等間隔に配置される。なお、放収音兼用素子ＳＭ１〜ＳＭ１２は、収音素子として利用可能なスピーカであれば、どのようなスピーカでもよく、例えば、ダイナミックスピーカや圧電スピーカ等である。また、放収音兼用素子ＳＭ１〜ＳＭ１２を等間隔に配置する必要はなく、例えば、中央に密に配置して両側を疎に配置してもよい。

入出力コネクタ２１は、ＵＳＢケーブル２用のコネクタであり、ＵＳＢケーブル２を介してパソコン（不図示）に接続される。入出力コネクタ２１は、パソコンから入力された放音信号を放音信号形成部１２（図２参照）に出力する。この放音信号は、パソコンがネットワークを介して、他の音声会議装置から受信した音声信号である。また、入出力コネクタ２１は、収音信号形成部１９（図２参照）から入力された収音ビーム信号をパソコンへ出力する。この収音ビーム信号は、パソコンがネットワークを介して、他の音声会議装置へ送信する音声信号である。また、入出力コネクタ２１は、パソコンから電力を受給する。これにより、放収音装置１は、電源を備える必要がなく、筐体をより小型化することができる。

操作部３は、ユーザから操作入力を受け付け、制御部１０（図２参照）に操作指示を出力する。例えば、操作部３は、音量の調整を受け付け、音量指示を制御部１０へ出力する。また、操作部３は、マイクのミュートを受け付け、マイクミュート指示を制御部１０へ出力する。なお、この操作部３は、無くても良く、この場合、制御部１０は、パソコンからの操作指示を受け付けるようにすればよい。

次に、放収音装置１の機能、構成について図２を参照して説明する。図２は、放収音装置の機能、構成を示すブロック図である。図２に示すように、放収音装置１は、制御部１０、記憶部１１、放音信号形成部１２、スピーカ信号処理部１３、デジタルアナログ変換部（以下、Ｄ／Ａ変換部と称す。）１４、アンプ１５，１６、アナログデジタル変換部（以下、Ａ／Ｄ変換部と称す。）１７、マイク信号生成部１８、収音信号形成部１９、音量比較部４１、正規化部４２、及び切替部４３から構成される。

制御部１０は、操作部３からの操作指示を受け、放音信号形成部１２及び収音信号形成部１９を制御する。例えば、制御部１０は、操作部３から音量指示を受け付けると、放音信号形成部１２に対して、放音信号のゲインの調整を指示する音量調整信号を出力する。また、制御部１０は、操作部３からマイクミュート指示を受け付けると、収音信号形成部１９に対して、収音ビーム信号の出力の停止を指示するマイクミュート信号を出力する。

また、制御部１０は、音量比較部４１から比較結果が入力されると、記憶部１１が記憶するスピーカ・マイク設定パターン一覧表と該比較結果とに基づいて、スピーカとして機能する放収音兼用素子数とマイクとして機能する放収音兼用素子数とを算出し、放収音兼用素子ＳＭ１〜ＳＭ１２のそれぞれがスピーカとして機能するか、マイクとして機能するかを決定する。制御部１０は、放収音兼用素子ＳＭ１〜ＳＭ１２にそれぞれ対応する切替部４３に対して、スピーカとして機能するか、マイクとして機能するかを指示する。また、制御部１０は、正規化部４２にマイクとして機能する放収音兼用素子数を通知する。

記憶部１１は、スピーカ・マイク設定パターン一覧表（図３参照）を記憶する。スピーカ・マイク設定パターン一覧表は、収音ビーム信号の信号レベルと音量調整後の放音信号の信号レベルとの大小関係に応じて、放収音兼用素子ＳＭ１〜ＳＭ１２に対してスピーカとして機能させる放収音兼用素子ＳＭと、マイクとして機能させる放収音兼用素子ＳＭと、の設定パターンを示した一覧表である。制御部１０は、スピーカ・マイク設定パターン一覧表を参照して、スピーカとして機能する放収音兼用素子ＳＭとマイクとして機能する放収音兼用素子ＳＭとの配分を設定する。

放音信号形成部１２は、入出力コネクタ２１から放音信号が入力されると、制御部１０からの音量調整信号に基づいて、放音信号のゲインを調整する。放音信号形成部１２は、調整後の放音信号をスピーカ信号処理部１３及び音量比較部４１へ出力する。

スピーカ信号処理部１３は、放音信号形成部１２から放音信号が入力されると、放音信号に対して、振幅処理や遅延処理等を行うことで、放収音兼用素子ＳＭ１〜ＳＭ１２のそれぞれに応じた個別放音信号を生成する。スピーカ信号処理部１３は、生成した個別放音信号のそれぞれに対して、Ｄ／Ａ変換部１４でアナログ信号に変換し、アンプ１５で増幅した後、切替部４３へ出力する。

切替部４３は、制御部１０からの指示に基づいて、対応する放収音兼用素子ＳＭ１〜ＳＭ１２がスピーカとして機能するか、マイクとして機能するかを切り替える。すなわち、切替部４３は、スピーカとして機能する放収音兼用素子ＳＭに対しては、スピーカ信号処理部１３へ接続されるようにし、マイクとして機能する放収音兼用素子ＳＭに対しては、マイク信号生成部１８へ接続されるように切替制御を行う。これにより、スピーカとして機能する放収音兼用素子ＳＭに対しては、個別放音信号が与えられ、マイクとして機能する放収音兼用素子ＳＭに対しては、当該放収音兼用素子ＳＭが収音して生成した収音信号がアンプ１６へ出力される。この収音信号は、アンプ１６にて増幅され、Ａ／Ｄ変換部１７にてデジタル信号に変換された後、マイク信号生成部１８へ出力される。

マイク信号生成部１８は、収音信号のそれぞれに対して、振幅処理や遅延処理等を行い、収音ビーム信号を生成する。マイク信号生成部１８は、収音ビーム信号を収音信号形成部１９へ出力するとともに、正規化部４２へ出力する。

収音信号形成部１９は、制御部１０からマイクミュート信号が入力されている状態で、マイク信号生成部１８から収音ビーム信号が入力されると、収音ビーム信号の出力を停止し、入出力コネクタ２１に何も出力しない。また、収音信号形成部１９は、制御部１０からマイクミュート信号が入力されていない状態で、マイク信号生成部１８から収音ビーム信号が入力されると、収音ビーム信号を入出力コネクタ２１へ出力する。

正規化部４２は、マイク信号生成部１８から収音ビーム信号が入力されると、制御部１０から通知されたマイクとして機能する放収音兼用素子ＳＭの数に基づいて、該収音ビーム信号を正規化する。すなわち、正規化部４２は、収音ビーム信号のゲインを調整して、所定数（例えば６本）のマイクを用いて収音ビーム信号を生成したように正規化処理する。具体的には、正規化部４２は、マイクとして機能する放収音兼用素子数が５本以下の場合は、収音ビーム信号のゲインを調整して信号レベルを大きくする。また、マイクとして機能する放収音兼用素子数が６本の場合は、収音ビーム信号のゲインを調整しない。更にマイクとして機能する放収音兼用素子数が７本以上の場合は、収音ビーム信号のゲインを調整して信号レベルを小さくする。なお、本実施形態では、所定数を６本としたが、これに限らず仕様に合わせて適宜設定すればよい。

音量比較部４１は、正規化部４２から入力された正規化後の収音ビーム信号の信号レベルと、放音信号形成部１２から入力された音量調整後の放音信号の信号レベルと、を比較して、比較結果を算出する。音量比較部４１は、制御部１０へ該比較結果を出力する。

次に、記憶部１１にて記憶するスピーカ・マイク設定パターン一覧表について、図３を参照して説明する。図３は、放収音兼用素子がスピーカとして機能するかマイクとして機能するかを示すスピーカ・マイク設定パターン一覧表の一例である。図３に示すように、放収音兼用素子ＳＭは、収音レベルと放音レベルとの大小関係に応じて、スピーカ又はマイクとして機能する。

収音レベルがほとんどなく、放音のみが行われている状態では、放収音兼用素子ＳＭ１〜ＳＭ１０をスピーカとして機能させ、放収音兼用素子ＳＭ１１，ＳＭ１２をマイクとして機能させる。このように、放収音装置１は、放音のみが行われている状態では、放収音兼用素子ＳＭの多くをスピーカとして機能させることで、明瞭な放音を行うことができる。

この状態から、収音レベルが相対的に大きくなる（放音レベルが相対的に小さくなる）と、放収音兼用素子ＳＭ１〜ＳＭ９をスピーカとして機能させ、放収音兼用素子ＳＭ１０〜ＳＭ１２をマイクとして機能させる。このように、放収音装置１は、収音レベルが相対的に大きくなり、放音レベルが相対的に小さくなると、スピーカとして機能する放収音兼用素子数を減少させ、マイクとして機能する放収音兼用素子数を増加させることで、収音をより明確に行うことができる。

また、放音レベルと収音レベルとがほぼ等しい状態になると、放収音兼用素子ＳＭ１〜ＳＭ６をスピーカとして機能させ、放収音兼用素子ＳＭ７〜ＳＭ１２をマイクとして機能させる。このように、放収音装置１は、放音レベルと収音レベルとがほぼ等しくなると、スピーカとして機能する放収音兼用素子数とマイクとして機能する放収音兼用素子数を等しくすることで、放音と収音とを略同じレベルで行うことができる。

そして、放音レベルがほとんどなく、収音のみが行われている状態では、放収音兼用素子ＳＭ１，ＳＭ２をスピーカとして機能させ、放収音兼用素子ＳＭ３〜ＳＭ１２をマイクとして機能させる。このように、放収音装置１は、収音のみが行われている状態では、放収音兼用素子ＳＭの多くをマイクとして機能させることで、収音を明確に行うことができる。

以上のように、放収音装置１は、放音レベルが相対的に大きくなるほど、スピーカとして機能させる放収音兼用素子数を増加させ、収音レベルが相対的に大きくなるほど、マイクとして機能させる放収音兼用素子数を増加させる。すなわち、放収音装置１は、放音レベルと収音レベルとの比較結果に応じて、スピーカとして機能する放収音兼用素子ＳＭとマイクとして機能する放収音兼用素子ＳＭとの配分を適宜自動で決定することができる。

次に、放収音時におけるスピーカとマイクとの切替フローについて、図４を参照して説明する。図４は、放収音時におけるスピーカとマイクの切替に関するフローチャートである。なお、ステップＳ１０１〜Ｓ１０４の処理は、順に行われるのではなく、ステップＳ１０１，Ｓ１０２の処理とステップＳ１０３，Ｓ１０４の処理とが並行して行われる。

図４に示すように、制御部１０は、マイク信号生成部１８にて収音ビーム信号が生成されると（Ｓ１０１）、正規化部４２に対して収音ビーム信号の正規化を行うよう指示する（Ｓ１０２）。また、制御部１０は、放音信号形成部１２に放音信号が入力されると（Ｓ１０３）、放音信号形成部１２に音量調整信号を出力して、放音信号のゲインを調整するよう指示する（Ｓ１０４）。

制御部１０は、音量比較部４１に、正規化後の収音ビーム信号の信号レベルと、音量調整後の放音信号の信号レベルと、を比較させて、比較結果を算出させる（Ｓ１０５）。制御部１０は、記憶部１１に記憶したスピーカ・マイク設定パターン一覧表（図３参照）と比較結果とに基づいて、スピーカとして機能する放収音兼用素子数とマイクとして機能する放収音兼用素子数とを算出して（Ｓ１０６）、スピーカとして機能させる放収音兼用素子ＳＭと、マイクとして機能させる放収音兼用素子ＳＭと、の設定パターンを決定する（Ｓ１０７）。制御部１０は、切替部４３のそれぞれに対して放収音兼用素子ＳＭをスピーカ又はマイクに切り替える（Ｓ１０８）。以上のように、放収音装置１は、放収音の都度、スピーカとして機能する放収音兼用素子ＳＭとマイクとして機能する放収音兼用素子ＳＭとの配分を決定して、放収音兼用素子ＳＭをスピーカ又はマイクに切り替える。これにより、放収音装置１は、収音レベルより放音レベルが大きい場合、すなわち、収音より放音が主の場合は、自動でスピーカ数を増やすことができる。また、放収音装置１は、放音レベルより収音レベルが大きい場合、すなわち、放音より収音が主の場合は、自動でマイク数を増やすことができる。

なお、放収音装置１は、音量調整後の放音信号を用いて、スピーカ数とマイク数とを決定するので、比較対象となる放音レベルにユーザによる音量調整内容が反映される。すなわち、ユーザが放音音量を上げると、比較対象の放音レベルを相対的に大きく設定でき、スピーカ数を増加させやすくすることができる。また、ユーザが放音音量を下げると、比較対象の放音レベルを相対的に小さく設定でき、スピーカ数を減少させやすくすることができる。このように、放収音装置１は、ユーザの意向をふまえて、スピーカ数の増減を行うこともできる。

なお、本実施形態では、放音レベルと収音レベルとがほぼ等しい状態では、放収音兼用素子ＳＭ１〜ＳＭ６をスピーカとして機能させ、放収音兼用素子ＳＭ７〜ＳＭ１２をマイクとして機能させることで、筐体の一方端にスピーカアレイを配置し、該筐体の他方端にマイクアレイを配置している。しかし、放収音兼用素子ＳＭ１〜ＳＭ３，ＳＭ１０〜ＳＭ１２をスピーカとして機能させ、放収音兼用素子ＳＭ４〜ＳＭ９をマイクとして機能させることで、筐体の中央にマイクアレイを配置し、筐体の両端にスピーカアレイを配置してもよい。このように、スピーカとして機能させる放収音兼用素子ＳＭとマイクとして機能させる放収音兼用素子ＳＭの配置は、仕様に応じて適宜設計すればよい。

また、本実施形態では、放収音兼用素子数を１２個とし、スピーカ及びマイクのどちらか一方としてのみ機能する放収音兼用素子数をそれぞれ２個とした。しかし、放収音兼用素子数、及びスピーカ及びマイクのどちらか一方のみとして機能する放収音兼用素子数は、仕様に応じて適宜設計すればよい。

更に、本実施形態では、パソコンから電力を放収音装置１に供給したが、放収音装置１の筐体に電源を備えてもよい。

放収音装置の外観図である。 放収音装置の機能、構成を示すブロック図である。 放収音兼用素子がマイクとして機能するかスピーカとして機能するかを示すスピーカ・マイク設定パターン一覧表の一例である。 放収音時におけるスピーカとマイクの切替に関するフローチャートである。

符号の説明

１−放収音装置，２−ＵＳＢケーブル，３−操作部，１０−制御部，１２−放音信号形成部，１３−スピーカ信号処理部，１４−デジタルアナログ変換部，１５，１６−アンプ，１７−アナログデジタル変換部，１８−マイク信号生成部，１９−収音信号形成部，２１−入出力コネクタ，４１−音量比較部，４２−正規化部，４３−切替部，ＳＭ−放収音兼用素子

Claims (2)

1. それぞれがスピーカ又はマイクとして機能し、所定の筐体に設置された複数の放収音兼用素子と、
   音声信号を入出力するための入出力インタフェースと、
   前記入出力インタフェースから入力された放音用音声信号の信号レベルと、放収音兼用素子で収音した収音信号の信号レベルと、を比較する比較手段と、
   前記比較手段の比較結果に基づいて、スピーカとして機能する放収音兼用素子とマイクとして機能する放収音兼用素子との配分を設定する配分設定手段と、を備えた放収音装置。
2. 前記比較手段は、放収音兼用素子が生成した収音信号に対して、正規化処理を行う正規化手段を有し、正規化後の収音信号を用いて前記比較を行う請求項１に記載の放収音装置。

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