JP2588793B2 - 会議通話装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多地点間の通信に利用する。特に、複数の通
話端末間を相互に接続する会議通話装置に関する。

本発明は、複数の対地を接続する会議通話装置におい
て、ステレオ信号から音像定位制御情報を生成し、その
音像定位制御情報に基づいて受聴側の音像を生成するこ
とにより、簡単な構成でステレオによる会議通話を可能
とするものである。

〔従来の技術〕

会議通話装置における音像定位方式には、一般に、大
きく分けて、ｎチャネルの信号により送話系の音像をそ
のまま受話系で再生するステレオ方式と、音像定位のた
めの制御情報を送受する音像定位制御情報通信方式とが
ある。第４図にステレオ方式を用いた従来例会議通話装
置のブロック構成図を示し、第５図に音像定位制御情報
通信方式を用いた従来例会議通話装置のブロック構成図
を示す。

第４図に示した例は、ｎ＝２チャネルのステレオ方式
により対向通信を行うものである。各通話端末には、２
個のマイクロホン１および２個のスピーカ９がそれぞれ
配置される。これらのマイクロホン１とスピーカ９と
は、送話系および受話系の組み合わせ毎に、独立した２
チャネル伝送路３により接続される。この構成により、
送話系での音像をそのまま受話系で再生できる。

第５図に示した例は、１チャネルの伝送路６を用い、
複数人の送受話者が対向して通信会議を行うためのもの
である。各通話端末には、送話者数に応じた個数のマイ
クロホン４と、対向する相手数に応じた個数のスピーカ
11とが設けられ、さらに、音像定位制御情報送信機５
と、音像定位制御情報受信機10とが設けられる。

音像定位制御情報送信機５は、送話系の音源位置を検
出し、その音源（送話者）位置に対応する番号を音像定
位制御情報として生成し、音声情報と共に、同一伝送路
内のアウトスロットチャネルで、あるいはアドレス表示
のあるパケットで送信する。音像定位制御情報受信機10
は、受信した音像定位制御情報から、その音声が受聴者
の好む位置に生成させる。

音像定位制御情報通信方式の詳細については、例え
ば、島田、鈴木、他、「多対地音声会議通信システムの
対施識別音像生成方式」、電子情報通信学会誌、第J70
−Ｂ巻第９号1987年に示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、島田、「通信網における信号処理技術の一展
開」、信学技報、第90巻第180号、論文番号DSP90−57、
1990年８月23日に指摘されているように、ステレオ方式
は送信側の音像再生技術であり、通信においては対向通
信や放送型通信での利用が考えられるが、ステレオ方式
を多地点間の会議通話装置に利用する場合には、受聴者
の好む位置に音像を定位させることはできず、しかも実
現が困難となる欠点がある。これについて以下に説明す
る。

第６図は多地点間片方向通信でステレオ方式を用いる
場合の構成を示す。

複数の送話者のそれぞれの端末には、二つのマイクロ
ホン１および２チャネルステレオ送信機２がそれぞれ設
けられる。各端末の２チャネルステレオ送信機２は、そ
れぞれ別個の２チャネル伝送路３を介して、共通の受聴
者端末の別々のスピーカ９に接続される。

このような構成のため、ｍ対地接続ではｍ×２（ｎ＝
２の場合）チャネルの伝送路が必要となる。さらに、双
方向の会議通話装置に利用するためには、２チャネルの
伝送路が（ｍ−１）×ｍ本も必要となる。

また、対向通信における拡声系では、第４図に示した
ように、スピーカ９からマイクロホン１に回り込むエコ
ー経路が４種類形成される。このエコー経路によるエコ
ーを消去するためには、４台のエコー制御装置が必要で
ある。ｍ対地では、必要なエコー制御装置の数は４×ｍ
台となる。しかも、この場合のエコー消去時間はスピー
カからマイクロホンに回り込む空間伝播時間だけでな
く、メシュ網を考慮した通信網全体の安定性（ハウリン
グやエコー）の問題がある。したがって、伝送路コスト
や装置コストが膨大なものになると予想される。

このように、多地点間通信でエコー消去を含むステレ
オ方式を実現しようとすると、経済的にも技術的にもか
なりの困難がある。

本発明は、以上の課題を解決し、ステレオ方式による
多地点の接続が可能な会議通話装置を提供することを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の会議通話層は、複数ｍの対地のそれぞれにつ
いて、そのｎチャネルのステレオ信号を加算して１チャ
ネルの音声情報を生成するとともに、そのｎチャネルの
ステレオ信号からその対地における送話者側の音源位置
を検出する第一の手段と、この第一の手段により生成さ
れた音声情報を受聴側の対地毎に分配する第二の手段
と、第一の手段により検出された音像位置に対して受聴
側の対地で音像を生成するための音像位置制御情報を出
力する第三の手段と、第二の手段により分配された音声
情報とそれに対応して第三の手段から出力された音像位
置制御情報とから、ステレオ信号を受信する対地毎にｎ
チャネルのステレオ信号を生成する第四の手段とを備え
たことを特徴とする。

音像定位制御情報としては、対地の送話者毎に割り当
てられた論理番号を用いることができる。

第一の手段は、ステレオ信号を構成するｎチャネルの
間のレベル差、レベル差と時間差、相互相関関数、ある
いは直交交換法によって送話者の音像位置を検出するこ
とができる。

第三の手段は、第一の手段が全送話者側の音源位置を
検出した後に、その位置毎に互いに異なる論理番号を音
像位置制御情報として生成することが望ましい。

第四の手段は、音像定位制御情報の内容によって、ｎ
チャネルの間の信号のレベル差、あるいはレベル差と時
間差とを制御する手段を含むことができる。

第一の手段、第二の手段、第三の手段および第四の手
段はセンタ装置に設けられてもよく、その一部、すなわ
ち第一の手段、第三の手段および第四の手段のいずれ
か、またはこれらの手段のさらにその一部を各対地の端
末に設けることもできる。

本発明の会議通話装置はまた、音像定位制御情報通信
方式の対地から到来する音声情報をその音像定位制御情
報と共に受信する手段と、第二の手段により分配された
音声情報とその音像定位制御情報とを対応する対地に送
出する手段とをさらに備えることができる。

〔作 用〕

会議通話装置では、各送話者の座席位置から発生する
音源が点音源であり、オーケストラ等の楽音のような同
時に複数の音源が広い領域内で発声する画音源とは異な
る。

そこで、あらかじめ各送話者毎に互いに異なる論理番
号を付与し、各対地からのｎチャネルのステレオ信号か
ら送話者位置を検出し、すべての対地について現在の送
話者が誰であるのかを検出した後、その送話者に対応す
る論理番号から各対地毎に再度ｎチャネルのステレオ信
号を生成したものを各受聴者側の伝送路に送信する。

また、受聴側が音像定位制御情報通信方式による端末
である場合には、論理番号を音像定位制御情報とし、音
声情報と合わせて伝える。

このようにして、ステレオ音声による会議通話を可能
とするとともに、ステレオ方式と音像定位制御情報通信
方式との相互交換を可能とすることができる。

〔実施例〕

第１図は本発明実施例会議通話装置のブロック構成図
である。ここでは、ｎ＝２、すなわち２チャネルのステ
レオ方式で本発明を実施した例を示す。また、煩雑さを
避けるため、一方向通信の例を示す。

送話者側となる対地には、ステレオ方式または音像定
位制御情報通信方式を採用する送信端末が設置される。
ステレオ方式の送信端末には、二つのマイクロホン１
と、２チャネルステレオ送信機２とが設けられる。音像
定位制御情報通信方式の送信端末には、送話者数に対応
する数のマイクロホン４と、音像定位制御情報送信機５
とが設けられる。

受聴者側となる対地には、ステレオ方式または音像定
位制御情報通信方式を採用する受信端末が設置される。
ステレオ方式の受信端末には、２チャネルステレオ受信
機８と、二つのスピーカ９とが設けられる。音像定位制
御情報通信方式の受信端末には、音像定位制御情報受信
機10と、送話者数に対応する数のスピーカ11とが設けら
れる。

ステレオ方式の端末は、それぞれ２チャネル伝送路３
を介して音像定位変換機７に接続され、音像定位制御情
報通信方式の端末は、それぞれ伝送路６を介して音像定
位変換機７に接続される。

ステレオ方式の送信端末では、マイクロホン１に入力
された音声信号が、２チャネルステレオ送信機２を介し
て２チャネル伝送路３に送出される。

音像定位制御情報通信方式の送信端末では、音像定位
制御情報送信機５が、マイクロホン４から音源位置を検
出し、送話者の識別を行う。さらに音像定位制御情報送
信機５は、その送話者にあらかじめ割り当てられた論理
番号の音像定位制御情報を付与するとともに、マイクロ
ホン４のそれぞれから出力される音声信号を加算またら
抽出して、この音声信号と音像定位制御情報とを伝送路
６に送出する。

このようにして送出された複数の対地からの信号は、
受聴側が２チャネルステレオ方式か音像定位情報通信方
式かにしたがって、音像定位変換機７により音像定位変
換処理される。

ここで、 （１） 音像制御情報通信方式の送信端末のマイクロホ
ン４から音源位置を検出して送話者を識別し、その音像
定位制御情報を付与する方法、 （２） 複数の対地からの入力に対して音像定位変換処
理を行う方法 について以下に順を追って説明する。

まず、音像定位制御情報通信方式の送信端末の動作に
ついて説明する。

送話者を識別するには、複数のマイクロホンから「今
誰が送話者であるのか」を検出する必要がある。この検
出方法としては、音源位置検出法とよばれる技術が知ら
れている。この方法における一番汎用的で簡単な方法と
しては、 （ａ） 各マイクロホンの入力信号で一番音声入力レベ
ルの大きいマイクロホンを選び、そのマイクロホンに対
応する通話者を送話者とする方法、 （ｂ） 複数のマイクロホンに入力される音声信号の中
で、いち早く信号が到達したマイクロホンに対応する通
話者を送話者とする方法、 （ｃ） 各マイクロホン間の行程時間差（マイクロホン
間の距離）に対する入力信号の相互相関関数をとり、そ
の最大値をとる行程時間差から送話者の位置（音源位
置）を検出する方法、 （ｄ） 二つのマイクロホンにそれぞれ入力された信号
の各振幅サンプリング量から直交変換を行う方法 などが知られている。（ｃ）の方法については、例え
ば、野戸、安部、城戸、「帯域信号の包絡線を利用した
音源位置の推定」、電子通信学会電気音響研究会資料EA
82−３、1982年に示されている。また、（ｄ）の方法に
ついては、例えば、鈴木、「最適直交変換によるステレ
オ音声信号の分析」、電子情報通信学会誌論文（Ａ）、
第J71−Ａ巻第２号、1988年に示されている。

（ａ）、（ｂ）の方法は複数のマイクロホンがある場
合に有効である。これに対して（ｃ）、（ｄ）の方法
は、二つのマイクロホンから複数の音源位置を検出する
のに役立つ。すなわち、（ｃ）または（ｄ）の方法を利
用し、二つのマイクロホンの間の行程時間差から二つの
音声入力信号を演算することにより、かなり精度の高い
音源位置検出が可能となり、また、複数の音源位置の検
出も可能となる。このような位置検出は、２チャネルの
ステレオ信号からも容易に行うことができる。

次に音像定位変換処理について説明する。

第２図は音像定位変換機７の詳細を示すブロック構成
図である。ここでは、第１図の場合と異なり、双方向通
信の場合について説明する。

この音像定位変換機７は、複数ｍの対地からそれぞれ
到来するｎ＝２チャネルステレオ信号から送話者側の音
源位置を検出する手段として音像位置検出回路12を備
え、この回路の出力に対応してその音源位置を表す音像
定位制御情報を生成する手段として音像定位制御情報作
成回路13を備え、各対地からの音声情報を受聴側の対値
毎に分配する手段として加算回路15および音声加算分配
回路16を備え、分配された音声情報とその音像定位制御
情報とからステレオ信号を受信する対地毎にｎ＝２チャ
ネルのステレオ信号を生成する手段として２チャネルス
テレオ生成回路14を備える。

２チャネル伝送路３から入力されたステレオ信号は、
それぞれ対応する音源位置検出回路12に入力される。音
像位置検出回路12は、前述した（ｃ）あるいは（ｄ）の
方法により、２チャネルの音声信号から音源位置情報を
検出する。

ここで、通信を開始する前に、通信相手が何人存在
し、それが誰であるのかがわかっているとする。すなわ
ち、各通話者毎に番号が付与されており、例えば一番目
の２チャネル伝送路３からは誰と誰の音声が到来するか
わかっている。したがって、一番目の２チャネル伝送路
３に対応した音源位置検出回路12では、送話があった場
合のみ、その論理番号を音像定位制御情報作成回路13に
送出する。同様に、ｒ番目（ｒはステレオ方式の送信端
末の数を越えない整数）の２チャネル伝送路３から到来
する音声信号については、対応するｒ番目の音源位置検
出回路12で論理番号を付与し、音像定位制御情報作成回
路13に送られる。

伝送路６から到来した信号については、すでに音像定
位制御情報が付与されているので、そのまま音像定位制
御情報作成回路13に送られる。

音像定位制御情報作成回路13は、入力された音像定位
制御情報から、受聴側の端末で音像を生成するための音
像定位制御情報を作成する。音像定位制御情報として前
述した島田、鈴木らの論文に記載されている論理信号を
用いるならば、音像定位制御情報作成回路13は、論理話
と排他的論理話とを組み合わせた回路で実現される。

このようにして、それぞれの送話者に互いに独立な論
理番号を与えれば、複数の通話者が同時に送話者なった
場合でも問題は生じない。

２チャネル伝送路３から入力されたステレオ信号はま
た、それぞれ、対応する加算回路15により左右両チャネ
ルの信号が加算される。この加算された信号は、音声加
算分配回路16に送られる。伝送路６から入力された音声
情報も音声加算分配回路16に送られる。

音声加算分配回路16は、対地毎にその対地以外の音声
信号を加算し、対応する対地がステレオ方式であれば、
対応する２チャネルステレオ生成回路14に送出する。２
チャネルステレオ生成回路14は、音像定位制御情報作成
回路13からの音像定位制御情報にしたがって、左右の音
声情報のレベル差、あるいはレベル差と時間差とを制御
し、２チャネルのステレオ信号を生成する。

対応する対地が音声定位制御情報通信方式である場合
には、音声加算分配回路16は、対応する音声信号出力を
そのまま伝送路６に送出する。このとき、音像定位制御
情報生成回路13からの音声制御情報も一緒に送出する。

このようにして、ステレオ方式の端末に対して、その
端末以外の端末から到来した音声情報をステレオ信号と
して供給できる。また、音像定位制御情報通信方式の端
末に対しては、他の端末からの音声情報と、それに対応
する音像定位制御情報とを供給できる。

レベル差の制御方法については、多くの文献が知られ
ている。例えば、黒住、「音像の拡がり感と距離感」、
NHK技研月報、昭和58年５月号や、二階堂、「ステレオ
音響の話題から」、NHK技研月報、昭和51年４月号など
がある。

すなわち、二つのスピーカの真中に音像を定位させた
い場合には、基準受聴音量レベルを「１」として、左右
両チャネルの信号レベルをそれぞれ1/2に設定する。ま
た、正面を０度とし、音像定位が生成される角度をθ、
スピーカの方向をθ_０、左右の信号レベルの比をｋとす
れば、 sinθ＝（１−ｋ）／（１＋ｋ）×sinθ_０ の関係があると言われている。したがって、音声情報か
らこの左右のレベル差を制御することによって、２チャ
ネルステレオを信号を生成することができる。

時間差については、一般に、左右同レベルでも先に耳
に達した方向に音像定位が生じる先行音定位という方法
が知られている。例えばハース、「ザ・インフルーエン
ス・オブ・ア・シグナル・エコー・オン・ザ・オウディ
ビリティ・オブ・スピーチ」、ジャーナル・オブ・ザ・
オーディオ・エンジニアリング・ソサエティ、1972年、
第20巻３月号には、左右２チャネルの信号に時間差を設
けた場合に、30msec以内ならば、先に耳に到着した方向
に音像が引き込まれることが示されている。この論文に
はまた、音像定位制御を行う場合に、０〜5msec以内の
制御を行えば自由に音像を定位できることが示されてい
る。

次に、音像定位制御情報作成回路13の論理的な動作に
ついて説明する。

第３図は各対地に対して抽出された音源位置の配置を
示す。

ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、…ｘ、ｙ、ｚは、全会議参
加者の音像番号を仮想的に示している。すなわち、対地
番号１からはａ、ｂ、ｃの３名の会議参加者、対地番号
２からはｄ、ｅ、ｆの３名の会議参加者、そして対地番
号ｍからはｘ、ｙ、ｚの３名の会議参加者があった例で
ある。

ここで、まず対地番号総数ｍをビット数とし、対地番
号１には00…01、対地番号２には00…10、そして対地番
号ｍには10…00を割り当てる。さらに、各対地の会議参
加最大数をビット数とし、対地番号１の会議参加者ａに
は001、会議参加者ｂには010、会議参加者ｃには100を
割り当てる。また、対地番号２の会議参加者ｄには001
を割り当てる。

これにより全会議参加者が、〔対地番号＋各対地の会
議参加者番号〕の番号で表される。この番号はそれぞれ
互いに独立であり、直交した符号化系列を構成する。し
たがって、複数の参加者が話者となったときでも、論理
和を求めることにより、何人が同時話者となっているの
かを容易に判断できる。

以上の実施例において、すべての対地がステレオ方式
で双方向通信を行うとすると、ｍ対地接続で必要なｎチ
ャネルの伝送路は２×ｍとなり、従来例に比較して少な
い伝送路でステレオ方式の会議通話を実現できる。ま
た、送話端末にその信号を返送していないので、エコー
消去の必要もない。

以上の実施例は、検出する手段、音像定位制御情報を
生成する手段、分配する手段およびステレオ信号を生成
する手段をセンタ装置に設けた例について説明した。本
発明は、これらの一部を端末側に設けても同様に実施で
きる。

〔発明の効果〕 以上説明したように、あらかじめすべての通話者に論
理番号を付与しておき、各対地から受信されるｎチャネ
ルのステレオ信号から音像定位を検出し、検出した送話
者に対する音像位置を論理信号で符号化し、これを複数
人同時話者になる場合は論理処理を施し、その論理信号
から再びｎチャネルのステレオ信号を生成することによ
り、少ない伝送路量でステレオ方式の会議通話を実現で
きる効果がある。

また、送話端末にその信号を返送しないようにすれ
ば、エコー消去の必要がなく、装置構成がさらに簡単化
される効果がある。

さらに、ステレオ信号から装置内で音像定位制御情報
を生成するので、ステレオ方式でありながら音像定位制
御情報通信方式との接続が可能であり、実用上の柔軟性
を得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例会議通話装置のブロック構成図。 第２図は音像定位変換機の詳細を示すブロック構成図。 第３図は各対地に対して抽出された音源位置の配置を示
す図。 第４図はステレオ方式を用いた従来例会議通話装置のブ
ロック構成図。 第５図は音像定位制御情報通信方式を用いた従来例会議
通話装置のブロック構成図。 第６図は多地点間片方向通信でステレオ方式を用いる場
合の構成を示す図。 １、４……マイクロホン、２……２チャネルステレオ送
信機、３……２チャネル伝送路、５……音像定位制御情
報送信機、６……伝送路、７……音像定位変換機、８…
…２チャネルステレオ受信機、９、11……スピーカ、10
……音像定位制御情報受信機、12……音像位置検出回
路、13……音像定位制御情報作成回路、14……２チャネ
ルステレオ生成回路、15……加算回路、16……音声加算
分配回路。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の対地を接続する会議通話装置におい
   て、 複数ｍの対地のそれぞれについて、そのｎチャネルのス
   テレオ信号を加算して１チャネルの音声情報を生成する
   とともに、そのｎチャネルのステレオ信号からその対地
   における送話者側の音源位置を検出する第一の手段と、 この第一の手段により生成された音声情報を受聴側の対
   地毎に分配する第二の手段と、 前記第一の手段により検出された音像位置に対して受聴
   側の対地で音像を生成するための音像位置制御情報を出
   力する第三の手段と、 前記第二の手段により分配された音声情報とそれに対応
   して前記第三の手段から出力された音像位置制御情報と
   から、ステレオ信号を受信する対地毎にｎチャネルのス
   テレオ信号を生成する第四の手段と を備えたことを特徴とする会議通話装置。
2. 【請求項２】音像定位制御情報は対地の送話者毎に割り
   当てられた論理番号である請求項１記載の会議通話装
   置。
3. 【請求項３】前記第一の手段、前記第二の手段、前記第
   三の手段および前記第四の手段はセンタ装置に設けられ
   た請求項１記載の会議通話装置。
4. 【請求項４】前記第一の手段、前記第三の手段および前
   記第四の手段の少なくとも一部が各対地の端末に設けら
   れた請求項１記載の会議通話装置。