JP2015091120A - 音声通信端末装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ネットワークを用いた音声通信において、使用形態に応じて音声出力の形態を切り換えることのできる音声通信端末装置を提供する。
【解決手段】音声通信端末装置は、外部マイクおよび外部イヤホンが接続される周辺機器接続部と、マイクから入力された音声をネッワーク通信部に入力する送信回路と、ネットワーク通信部が受信した音声信号をスピーカに出力する受信回路と、送信回路をオン/オフするPTTスイッチとを備える。また、周辺機器接続部に周辺機器が接続されない状態でPTTスイッチが操作されたとき、送信回路をオンするとともに受信回路から出力される音声信号を無音にし、周辺機器接続部に外部マイクおよび外部イヤホンが接続された状態で外部マイクから入力される音声のレベルが一定レベルを超えたとき、受信回路をオンしたままで前記送信回路をオンする制御部を備える。
【選択図】図2

Description

この発明は、無線LANなどのネットワークを用いた音声通信システムに用いられる端末装置に関する。
ハンディトランシーバは、片手で持ち、プッシュ・トゥ・トーク(PTT)スイッチを押しながら口に近づけて話し、PTTスイッチを離した状態で耳に近づけて相手の音声を聴くというシンプレックス通信が通常の使い方である。一方、近年フルデュープレックスの通信ができるハンディ・トランシーバも実用化されている。フルデュープレックスの通信は、自己の音声の送信時も相手装置から受信した音声を出力する通信である。
特開2007−96957号公報
フルデュープレックスの通信を行う場合、マイクとスピーカが同時に有効になることから、スピーカから放音された音声がマイクに回りこんでハウリングを起こさないように、イヤホンとマイクを有するヘッドセットの使用が要求される。また、フルデュープレックスの通信は、電話のように相手の音声を聴きながら話すため、自己の発話音声も、イヤホンから若干漏れ聞こえる音声(側音)として出力されたほうが話しやすい。
このように、ハンディ・トラシーバでも、シンプレックス/フルデュープレックスの通信モード、すなわち、ヘッドセットなどの周辺機器の接続状態によって、スピーカ(イヤホン)から出力されることが望まれる音声は様々である。
この発明は、ネットワークを用いた音声通信において、使用形態に応じて、音声出力の形態を切り換えることのできる音声通信端末装置を提供することを目的とする。
この発明の音声通信端末装置は、ネットワークを介して通信相手の装置と音声信号を送受信するネットワーク通信部と、内部マイクと、内部スピーカと、外部マイクおよび外部イヤホンが接続される周辺機器接続部と、マイクから入力された音声をネッワーク通信部に入力する送信回路と、ネットワーク通信部が受信した音声信号をスピーカに出力する受信回路と、送信回路をオン/オフするPTTスイッチとを備えている。さらに、周辺機器接続部に周辺機器が接続されない状態でPTTスイッチが操作されたとき、送信回路をオンするとともに受信回路から出力される音声信号を無音にし、周辺機器接続部に外部マイクおよび外部イヤホンが接続された状態で外部マイクから入力される音声のレベルが一定レベルを超えたとき、受信回路をオンしたままで前記送信回路をオンする制御部を備えている。ここで、受信回路から出力される音声信号を無音にするとは、音声信号の信号レベルを0に書き換えることで無音信号を出力してもよく、受信回路の一部または全部を停止させて音声信号が出力されないようにしてもよい。
送信回路が、入力された音声をネットワーク通信部に入力するとともに、受信回路にも入力する側音機能を有しており、制御部が、周辺機器接続部に外部マイクおよび外部イヤホンが接続された状態で外部マイクから入力される音声のレベルが一定レベルを超えたとき、送信回路の側音機能を有効にしてもよい。
この発明の他の音声通信端末装置は、ネットワークを介して通信相手の装置と音声信号を送受信するネットワーク通信部と、内部マイクと、内部スピーカと、外部の周辺機器が接続される周辺機器接続部と、マイクから入力された音声をネッワーク通信部に入力する送信回路と、ネットワーク通信部が受信した音声信号をスピーカに出力する受信回路と、送信回路をオン/オフするPTTスイッチとを備えている。さらに、周辺機器接続部に周辺機器が接続されない状態でPTTスイッチが操作されたとき、送信回路をオンするとともに受信回路から出力される音声信号を無音にし、周辺機器接続部に外部PTTスイッチ付きの外部マイクが接続された状態で外部PTTスイッチが操作されたとき、受信回路をオンしたままで前記送信回路をオンする制御部を備えている。
上記発明において、ネットワーク通信部は、無線ローカル・エリア・ネットワークを含むネットワークを介してサーバ装置と通信し、音声信号を音声パケットとして送受信するものであってもよい。この場合、音声パケットは、サーバ装置による中継によって通信相手の装置との間で転送される。
この発明によれば、使用形態に応じてスピーカ・イヤホンから出力される音声が切り換えられるため、ハウリングなどを生じずユーザの使用形態に合った音声の出力を実現することができる。
この発明の実施形態である端末装置が用いられる音声通信システムの構成図である。 端末装置のブロック図である。 サーバ装置のブロック図である。 端末装置の制御部の動作を示すフローチャートである。 端末装置の制御部の動作を示すフローチャートである。 端末装置の制御部の動作を示すフローチャートである。
図面を参照してこの発明の端末装置が用いられる音声通信システムについて説明する。図1は、音声通信システムの構成図である。この音声通信システムは、Wi−Fiなどの無線LAN16を用いて、端末装置14相互の通信を可能にした音声通信システムである。端末装置14は、無線通信用のハンディトランシーバに似た形状をしており、図2に示すようにPTT(プッシュ・トゥ・トーク)スイッチ220を備えているが、機能的には、無線アクセスポイント(AP)13を介して音声パケットを送受信する無線ネットワーク機器である。中継装置であるサーバ装置11は、有線LAN15および無線LAN16を経由した端末装置14相互の通信を中継する。なお、以下、有線LAN15および無線LAN16を総称してネットワーク17と呼ぶ。
有線LAN15として、Ethernet(登録商標)などが適用可能である。また、無線LAN16として、Wi−FiなどIEEE802.11に準拠した通信方式などが適用可能である。端末装置14と無線アクセスポイント13とは、この通信方式で通信する。
無線アクセスポイント13は、複数設置されている。各無線アクセスポイント13は、たとえば、ビルの異なるフロア、異なる部屋などにそれぞれ設置される。これにより、端末装置14がどの無線アクセスポイント13と通信しているかによって、その端末装置14がどのフロア/部屋にいるかを推定することができる。
また、有線LAN15には、管理装置12が接続されている。管理装置12は、たとえば、管理プログラムがインストールされたパーソナルコンピュータなどで構成されている。管理装置12は、管理者の操作に応じてサーバ装置11にアクセスし、サーバ装置11を管理する。また、管理装置12は、1台の端末装置としても機能し、他の端末装置14との通信が可能である。
端末装置14は、ユーザの通話音声信号を音声パケット(RTPパケット)にしてサーバ装置11に送信する。サーバ装置11は、この音声信号を通信相手の端末装置14に転送する。通信の形態は、1対1の個別通信、3台以上が相互に通信するグループ通信があり、端末装置14からの要求に応じた形態の通信セッションをサーバ装置11が確立する。
また、端末装置14には、ヘッドセットやイヤホンなどの周辺機器を接続可能であり、接続された周辺機器に応じて、動作モードを切り換える。詳細は後述する。
図2は、端末装置14のブロック図である。上述したように、端末装置14は、機能的には、無線LANの無線アクセスポイント(AP)13を介して音声パケットを送受信する無線ネットワーク機器である。装置の動作を制御する制御部20はマイクロプロセッサで構成される。制御部20は、各種のデータが記憶される記憶部21を有している。この記憶部21には、ファームウェアやサーバ装置11からダウンロードされたデータなどが記憶される。
制御部20には、操作部22、表示部23、切換部24、オーディオ回路25、オーディオ信号処理部26、パケット処理部27および無線LAN通信部28が接続されている。操作部22は、PTTスイッチ220などのキースイッチを含み、ユーザの操作を受け付けてその操作信号を制御部20に入力する。表示部23は液晶ディスプレイを含む。液晶ディスプレイには、ユーザの操作によって選択された通信相手の識別番号や着信した通信相手の識別番号などが表示される。
オーディオ回路25は、アナログのオーディオ信号を増幅する回路であり、端末装置14に内蔵されている内部マイク240、または、マイク端子242に接続された外部マイク251から入力された送信オーディオ信号を増幅する送信オーディオ回路255、および、オーディオ信号処理部26から入力された(ネットワーク17を介して受信された)受信オーディオ信号を増幅する受信オーディオ回路256を有している。
オーディオ回路25には切換部24が接続されている。切換部24には、内部マイク240および内部スピーカ241が接続されている。また、切換部24は、マイク端子242およびスピーカ端子243を有している。マイク端子242には、外部マイク251が接続される。スピーカ端子243には、外部スピーカ(イヤホン)252が接続される。外部マイク251、外部スピーカ252は、たとえば、図示のVOX対応のヘッドセット250や、PTTスイッチ付きのマイク、イヤホンなどの周辺機器である。ユーザは、端末装置14の使用形態に応じて、上記周辺機器を接続して、または、何も接続せずに使用する。端末装置14の制御部20は、接続された周辺機器に応じて動作モードを切り換える。
切換部24は、マイク端子242に外部マイク251が接続されたとき、送信オーディオ回路255に接続するマイクを、内部マイク240から外部マイク251に切り換える。また、切換部24は、スピーカ端子243に外部スピーカ252が接続されたとき、受信オーディオ回路256に接続するスピーカを、内部スピーカ241から外部スピーカ252に切り換える。
オーディオ回路25には、オーディオ信号処理部26が接続されている。オーディオ信号処理部26は、オーディオ回路25側にA/DコンバータおよびD/Aコンバータを備え、デジタルのオーディオ信号を処理する。オーディオ信号処理部26は、DSPなどで構成される。デジタルのオーディオ信号処理部26もアナログのオーディオ回路25と同様に、送信オーディオ信号を処理する送信オーディオ信号処理部265および受信オーディオ信号を処理する受信オーディオ信号処理部266を有している。送信オーディオ信号処理部265および受信オーディオ信号処理部266の動作については後述する。
パケット処理部27は、オーディオ信号処理部26(送信オーディオ信号処理部265)から入力されたオーディオ信号を音声パケット化して無線LAN通信部28に入力する。また、パケット処理部27は、受信した音声パケットからオーディオ信号を取り出してオーディオ信号処理部26に入力するとともに、音声パケットから制御データを取り出して制御部20に入力する。
無線LAN通信部28は、上述のIEEE802.11に準拠した通信方式で無線通信を行う回路を有する。パケット処理部27から入力されたパケットを無線アクセスポイント13に向けて送信するとともに、無線アクセスポイント13から受信したパケットをパケット処理部27に入力する。
図3は、サーバ装置11のブロック図である。上記の処理を行うため、サーバ装置11は、制御部30、記憶部31およびネットワーク通信部32を有している。記憶部31は、たとえばハードディスクやRAMなどで構成され、各種のテーブル、端末装置用のファームウェア、各端末装置14の設定データなどが記憶される。制御部30は、音声信号のミキシングや端末装置14の管理などを行う。ネットワーク通信部32は、このサーバ装置11と有線LAN15との通信を制御する。
サーバ装置11は、ネットワーク17を介して端末装置14から入力される音声パケット(音声信号)を、さらにネットワーク17を介して他の端末装置14に転送する。グループ通信の場合は、そのグループに属する複数の端末装置14に音声信号を転送する。また、グループ通信の場合、複数の端末装置14のユーザが同時に発言し、複数の端末装置14から同時に音声パケットが送信されてくる場合がある。この場合、サーバ装置11は、これら複数の音声パケットの音声信号をミキシングして新たな音声パケットを編集し、この新たな音声パケットを各端末装置14に転送する。なお、音声信号を送信していない端末装置14に対しては、全ての音声信号をミキシングして転送し、音声信号を送信してきた端末装置14に対しては、その端末装置14が送信した音声信号を外して、それ以外の音声信号をミキシングして転送する。これにより、音声信号を送信した端末装置14で自装置が送信した音声信号のエコーが生じないようにしている。
サーバ装置11によって中継される端末装置14同士の通信は、ネットワーク17を介した音声パケットの転送であるため、相互に並行して音声パケットの送受信を行うことができ、この機能を用いてフルデュープレックス方式の通信が可能である。ただし、フルデュープレックスモードの場合であっても、無音の音声パケットを送信し続けることがないように、PTTスイッチ220(またはVOX機能(後述))により、ユーザの通話音声が入力されたときのみ音声パケットの送信を行うようにしている。
制御部20は、端末装置14にVOX対応のヘッドセット250またはPTTマイクが接続されているとき、端末装置14をフルデュープレックスモードで動作させ、端末装置14に周辺機器が接続されていないとき、端末装置14をシンプレックスモードで動作させる。
ここで、送信オーディオ信号処理部265および受信オーディオ信号処理部266の動作について説明する。
上記のフルデュープレックスモードで動作しているときは、スピーカ(イヤホン)からユーザの発話音声(側音)が聴こえてくるほうがユーザは話しやすいものである。そこで、フルデュープレックスモード時、送信オーディオ信号処理部265は、送信オーディオ信号を受信オーディオ信号処理部266に入力し、自装置のスピーカから放音させるようにしている。ただし、トランシーバとして使用される端末装置14は、音声をスピーカ241から放音するため、側音を発生させるとこれがマイクに回りこんでハウリングを起こしてしまう。このため、VOX対応のヘッドセット250が接続されているときのみ、送信オーディオ信号処理部265が受信オーディオ信号処理部266に送信オーディオ信号を入力する。
また、側音の発生時、すなわち、フルデュープレックスモードでユーザの通話音声が入力されているときに、ユーザ(端末装置14)の移動によって、無線アクセスポイント13の通信圏外へ出てしまった場合、側音の発生、すなわち、送信オーディオ信号処理部265から受信オーディオ信号処理部266への送信オーディオ信号の入力を停止させる。これによって、受信音声とともに側音も途切れることによって、ユーザに圏外に出たことを知らせることができる。
送信オーディオ信号処理部265は、VOX機能を有している。VOX機能とは、マイクの入力レベルとその持続時間に基づいて通話音声が入力されたか否かを判定し、通話音声が入力されたと判定された場合に送信動作をオンさせる機能である。この端末装置14は、マイク端子242、スピーカ端子243にVOX対応のヘッドセット250が接続されているときのみ、このVOX機能を有効にし、ユーザの通話音声によって送信動作をオンさせるようにしている。
送信オーディオ信号処理部265は、オーディオ回路25(送信オーディオ回路255)から入力された送信オーディオ信号をパケット処理部27に転送する。VOX機能が有効のときは、オーディオ回路25(送信オーディオ回路255)から入力された送信オーディオ信号をバッファ(FIFO)メモリ260に蓄積することで一定時間遅延させ、この遅延させたオーディオ信号をパケット処理部27に入力する。これにより、通話音声が入力され始めてからVOXによって送信動作がオンされるまでの間の頭切れを解消している。PTTスイッチ220がオンされたことによって送信動作がオンされた場合は、ユーザはPTTスイッチ220をオンしたのち話し始めると考えられるため、このような遅延は不要である。
受信オーディオ信号処理部266は、パケット処理部27から入力されたパケット単位の受信オーディオ信号を連続時間信号に変換して、オーディオ回路25(受信オーディオ回路256)に出力する。また、制御部20の指示により、この受信オーディオ信号をミュートする。
ユーザは、通信をしようとするとき、まず端末装置14を操作して通信相手を選択する。このとき、端末装置14の表示部23には通信相手の候補として、上述のアクティブな端末装置14の端末番号、通信が許可されたグループ番号が表示される。表示部は小型であるため、これらの通信相手の候補がキー操作に応じて順次切り換え表示される。ユーザは、表示された候補のなかから所望のものを選択する。そして、PTTスイッチ220をオンし、または、声でVOXをオンし、端末装置14の制御部20に以下のフローチャートに示すような動作を実行させる。
図4、図5および図6のフローチャートを参照して、端末装置14の動作、および、接続される周辺機器に応じた受信音声、側音のオン/オフについて説明する。各動作は短時間(例えば20ミリ秒毎)に繰り返し実行される。
図4は、周辺機器が接続されていないときに実行される動作を示すフローチャートである。まず、PTTスイッチ220のオン/オフを判断する(S10)。オンしている場合には(S10でYES)、送信動作をオンし(S11)、受信音声をミュートする(S12)。ただし、側音はオフする(S13)。ここで送信動作とは、端末装置14の各部に以下の動作をさせることである。送信オーディオ回路255および送信オーディオ信号処理部265が、内部マイク240から入力された送信オーディオ信号をパケット処理部27に入力する。パケット処理部27が、送信オーディオ信号を伝送する音声パケットを作成して、無線LAN通信部28に入力する。無線LAN通信部28が、この音声パケットを送信する。また、受信音声のミュートは、受信オーディオ信号処理部266が、受信オーディオ信号(PCMデータ)を0レベルの信号の書き換えることにより、スピーカから放音される音声を無音にすることで行う。また、受信オーディオ信号処理部266および・または受信オーディオ回路256を停止させてオーディオ信号が出力されなくなるようにしてもよい。受信音声がミュートされている間でも、無線LAN通信部28およびパケット処理部27は、ネットワーク17から送信されてくるパケットを受信して解析している。また、側音をオフするとは、送信オーディオ信号処理部265から受信オーディオ信号処理部266への送信オーディオ信号の入力を停止することである。
一方、PTTスイッチ220がオフしている場合には(S10でNO)、送信動作をオフし(S14)、受信音声をオンする(S15)。送信動作がオフしており送信オーディオ信号がないため側音はオフする(S16)。
図5は、VOX対応のヘッドセット250が接続されている場合に実行される動作を示すフローである。まず、PTTスイッチ220のオン/オフを判断する(S20)。VOX対応のヘッドセット250が接続されているときは、VOXで送信動作がオン/オフされるフルデュープレックスモードで動作するが、その場合でも内蔵のPTTスイッチ220は有効である。PTTスイッチ220がオンしている場合には(S20でYES)、送信動作をオンし(S21)、受信音声をオフする(S22)。ただし、側音はオフする(S23)。
PTTスイッチ220がオフしている場合には(S20でNO)、VOXがオンしているか否かを判断する(S24)。VOXのオンとは、一定レベル以上のオーディオ信号が外部マイク251から入力され、それが一定時間以上持続していることである。VOXがオンしている場合には(S24でYES)、送信動作をオンし(S25)、受信音声もオンしたままにする(S26)。このように、送信中も受信音声が聴こえるようにすることでフルデュープレックスモードの通信が実現される。また、現在無線アクセスポイント13の通信圏内であるか否かを判断する(S27)。通信圏内の場合には(S27でYES)、側音をオンする(S28)。通信圏外の場合には(S27でNO)、側音をオフする(S31)。
また、VOXもオフしている場合には(S24でNO)、送信動作をオフし(S29)、受信音声はオンのままにする(S30)。送信動作がオフしており送信オーディオ信号がないため側音はオフする(S31)。
図6は、PTTスイッチ付きのマイク(イヤホンマイク)が接続されている場合に実行される動作を示すフローである。まず、PTTスイッチ220のオン/オフを判断する(S40)。周辺機器が接続されている場合でも内蔵のPTTスイッチ220は有効であり、外部のPTTスイッチに優先する。PTTスイッチ220がオンしている場合には(S40でYES)、送信動作をオンし(S41)、受信音声をミュートする(S42)。ただし、側音はオフする(S43)。
PTTスイッチ220がオフしている場合には(S40でNO)、マイクに付属の外部PTTスイッチがオンしているか否かを判断する(S44)。外部PTTスイッチがオンしている場合には(S44でYES)、送信動作をオンし(S45)、受信音声もオンしたままにする(S46)。このように、送信中も受信音声が聴こえるようにすることでフルデュープレックスモードの通信が実現される。PTTマイクはハウリングの可能性があるため側音をオフする(S47)。
また、外部PTTスイッチもオフしている場合には(S44でNO)、送信動作をオフし(S48)、受信音声はオンのままにする(S49)。送信動作がオフしており送信オーディオ信号がないため側音はオフする(S50)。
このように、実施形態の端末装置14は、マイク端子242、スピーカ端子243に接続された周辺機器に応じて動作モードを切り替えている。特に、ハウリングを防止しつつ、ユーザの使用形態に合わせたオーディオ信号の出力形態を切り換えている。
なお、マイク端子242、スピーカ端子243に接続される周辺機器は上記に限定されない。また、マイク端子242、スピーカ端子243に周辺機器が接続されてもPTTスイッチ220を有効にしているが、これを機能させないようにしてもよい。
11 サーバ装置(中継装置)
13 無線アクセスポイント
14 端末装置
220 PTTスイッチ
240 内部マイク
241 内部スピーカ
250 (VOX対応の)ヘッドセット
251 外部マイク
252 外部スピーカ

Claims (4)

  1. ネットワークを介して通信相手の装置と音声信号を送受信するネットワーク通信部と、
    内部マイクと、
    内部スピーカと、
    外部マイクおよび外部イヤホンが接続される周辺機器接続部と、
    前記マイクから入力された音声を前記ネッワーク通信部に入力する送信回路と、
    前記ネットワーク通信部が受信した音声信号をスピーカに出力する受信回路と、
    前記送信回路をオン/オフするPTT(プッシュ・トゥ・トーク)スイッチと、
    前記周辺機器接続部に前記周辺機器が接続されない状態で、前記PTTスイッチが操作されたとき、前記送信回路をオンするとともに、前記受信回路から出力される音声信号を無音にし、前記周辺機器接続部に外部マイクおよび外部イヤホンが接続された状態で、前記外部マイクから入力される音声のレベルが一定レベルを超えたとき、前記受信回路をオンしたままで前記送信回路をオンする制御部と、
    を備えた音声通信端末装置。
  2. 前記送信回路は、入力された信号を前記ネットワーク通信部に入力するとともに、前記受信回路にも入力する側音機能を有し、
    前記制御部は、前記周辺機器接続部に外部マイクおよび外部イヤホンが接続された状態で、前記外部マイクから入力される音声のレベルが一定レベルを超えたとき、前記送信回路の側音機能を有効にする
    請求項1に記載の音声通信端末装置。
  3. ネットワークを介して通信相手の装置と音声信号を送受信するネットワーク通信部と、
    内部マイクと、
    内部スピーカと、
    外部の周辺機器が接続される周辺機器接続部と、
    前記マイクから入力された音声を前記ネッワーク通信部に入力する送信回路と、
    前記ネットワーク通信部が受信した音声信号をスピーカに出力する受信回路と、
    前記送信回路をオン/オフするPTT(プッシュ・トゥ・トーク)スイッチと、
    前記周辺機器接続部に前記周辺機器が接続されない状態で、前記PTTスイッチが操作されたとき、前記送信回路をオンするとともに、前記受信回路から出力される音声信号を無音にし、前記周辺機器接続部に、前記周辺機器として、外部PTTスイッチ付きの外部マイクが接続された状態で、前記外部PTTスイッチが操作されたとき、前記受信回路をオンしたままで前記送信回路をオンする制御部と、
    を備えた音声通信端末装置。
  4. 前記ネットワーク通信部は、無線ローカル・エリア・ネットワークを含むネットワークを介してサーバ装置と通信し、前記音声信号を音声パケットとして送受信し、
    前記音声パケットは、前記サーバ装置による中継によって前記通信相手の装置との間で転送される
    請求項1乃至請求項3に記載の音声通信端末装置。と
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