JP2645611B2 - 電子会議システムの音声処理システム - Google Patents

電子会議システムの音声処理システム

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JP2645611B2 JP5506897A JP50689793A JP2645611B2 JP 2645611 B2 JP2645611 B2 JP 2645611B2 JP 5506897 A JP5506897 A JP 5506897A JP 50689793 A JP50689793 A JP 50689793A JP 2645611 B2 JP2645611 B2 JP 2645611B2
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    • H04M9/00—Arrangements for interconnection not involving centralised switching
    • H04M9/08—Two-way loud-speaking telephone systems with means for conditioning the signal, e.g. for suppressing echoes for one or both directions of traffic
    • H04M9/087—Two-way loud-speaking telephone systems with means for conditioning the signal, e.g. for suppressing echoes for one or both directions of traffic using different frequency bands for transmitting and receiving paths ; using phase shifting arrangements

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Interconnected Communication Systems, Intercoms, And Interphones (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Telephonic Communication Services (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、ビデオ電子会議システムに関する。さらに
詳しくは、本発明は、電子会議システムで使用する音声
処理システムに関する。本発明の音声処理システムは、
高質の音声送信能力の、双方向で、完全な音声会話形通
信を提供するものである。本発明の音声処理システム
は、実施が容易であり、従来の技術と比較し、音響不安
定性に対するマージンを増加し、遠端話者エコーを減少
した。
発明の背景 ビデオ電子会議システムの目的は、両端の電子会議参
加者ができる限り「親密」に感じられるようにすること
にある。理想的には、優れた通信によって得られる効果
は、「その場にいる」感覚を作り出すものが望ましい
（例えば、高解像力ディスプレイを使用する電子会議局
を含む電子会議システムを記載する米国特許4,890,314
を参照）。
電子会議システムは、送信システムでつながれ、遠隔
に位置する２ケ所以上の局からなる。２個所の離れた局
に位置する電子会議参加者は、音声およびビデオ通信を
行なう。音声およびビデオ信号を実施するため、各局は
他局へ送信するための音声信号を生成するマイクロホ
ン、他局からの音声信号を受信するスピーカ、他局へ送
信するビデオ信号を生成するビデオカメラ、および他局
で生成されたビデオ信号を表示するための表示装置を含
む。また、各局は、圧縮状態で他局へ送信するため局で
生成されたビデオ信号の符号化、および他局から受信さ
れた符号化ビデオ信号の復号化のためのコーデック（符
復号器）を含む。
本発明は、電子会議システムの音声処理部分に関する
ものである。音声処理部分は、第１局に位置する第１マ
イクロホンと第１スピーカ、および第２局に位置する第
２マイクロホンと第２スピーカからなると考えることが
できる。第１局の第１マイクロホンからの音声信号を、
第２局の第２スピーカに送信するために、通信システム
に第１チャネルが作られる。第２局の第２マイクロホン
からの音声信号を、第１局の第１スピーカに送信するた
めに、送信システムに第２チャネルが作られる。
この種の音声システムの問題点は、各局でのマイクロ
ホンとスピーカの間の音響結合である。特に往復フィー
ドバックループがあり、これは例えば、１）第１局の第
１マイクロホン、２）第１マイクロホンを第２局の第２
スピーカに接続するチャネル、３）第２スピーカと第２
マイクロホンの間の第２局の音響結合経路、４）第２マ
イクロホンと第１局の第１スピーカを接続するチャネ
ル、および５）第１スピーカと第１マイクロホンの間の
第１局の音響結合経路によって形成される。ネットルー
プゲインがユニティよりも大きい場合、ループは不安定
となり、振動する可能性がある。この不安定の結果、い
わゆる「ハウリング」音が起こる。このようなループで
は、全体的なゲインが低くても、遠端話者エコーの問題
が残る。これは、話し手の声がループを回ってきた後
に、低くなってはいるが可聴レベルで本人の耳に戻るこ
とに原因するものである。音響エコーの問題は、電子会
議システムでは、送信遅延が増加するにつれて悪化す
る。不完全なエコーの阻止は、送信遅延が短ければ話し
手には区別がつかないが、送信遅延が長くなると、はっ
きり分かるようになる。
音響不安定性および音響エコーの問題については、さ
まざまな解決法が従来の技術に提案されてきた（例え
ば、G.Hillによる「Improving Audio Quality Echo Con
trol in Video Conferencing［ビデオ電子会議における
音声質エコー制御の向上］」、Teleconference、第10
巻、第２号、1991年３月〜４月；およびW.Armbrusterに
よる「High Quality Hinds−Free Telephony Using Voi
ce Switching Cptimized With Echo Cancellation［エ
コー取消しで適正化された音声スイッチングを使用する
高質ハンドフリー電話］」、Signal Processing IV、J.
L.Lacoumeら編、Elsevier Science Publishers、B.V.、
1988年、pp.495−498などを参照）。
電子会議システムの音響処理ループにおけるエコー問
題を解決する一つの方法として、エコーキャンセラ（ec
ho canseller）を使用するものがある。エコーキャンセ
ラは、入力信号に含まれる実際のエコーの合成レプリカ
を作り出す回路である。この合成レプリカは、入力信号
から引き去られ、入力信号に含まれる実際のエコーを取
消してしまう。エコーキャンセラは、実際のエコー経路
の転送機能を模倣するために例えば、平均最小二乗アル
ゴリズムを使用し、タップ値が連続的に更新される適応
横型フィルタによって実施することが可能である。この
種のエコーキャンセラは、いくつかの欠点がある。まず
エコーキャンセラの計算が複雑あり、つまり実施には特
殊な「ディジタル信号プロセッサ」を数多く使用するこ
とが必要である点。２つ目は、広帯域信号（7KHz）に関
しては、大きな残響時間のある部屋においてはエコーキ
ャンセラは、約4000以上のタップのある長い横型フィル
タが必要になる点である。このように長いフィルタの収
束率は低く、実際のエコー経路の転送機能をうまく追跡
できない。さらに、適応横型フィルタを使用して実施し
たエコーキャンセラは、各電子会議の最初に白色雑音ト
レーニングシーケンスでトレーニングされなければなら
ない。電子会議中に、再トレーニングが必要なこともあ
る。
エコー問題を解決するよう一つの技術は、各電子会議
局のマイクロホン出力部に、エコー阻止装置を配置する
ものである。一般的に、エコー阻止装置は、ゲートを制
御するレベル起動スイッチおよび可変減衰装置からな
る。マイクロホンの出力部の信号レベルがスレショルド
値以下の場合、ゲートは閉じられ、マイクロホンから出
ていく通信チャネルを閉塞する。マイクロホンの出力部
の信号レベルがスレショルド値以上の場合、ゲートは開
けられ、マイクロホンから出ていく通信チャネルを通過
状態にする。例えば、エコー阻止装置のスレショルドレ
ベルは、帰還エコーの最高レベルに設定することが出き
る。このシステムに関して、電子会議参加者の一人が話
しているとき、彼のローカルエコー阻止装置のローカル
ゲートを開き、遠隔局へのチャネルが開く。遠隔局での
もう一人の電子会議参加が話していない場合、遠隔局で
のエコー阻止装置は遠隔局でゲートを閉じ、エコー帰還
経路は閉塞される。エコー阻止装置によっては、マイク
ロホン出力信号がスレショルド以上または以下であるか
を単に決定するのではなく、ローカル通話の有無を検知
することによってゲートを開閉し、通信チャネルを開く
ものもある。
電子会議の両側の参加者が同時に話そうとすると、ダ
ブルトークと呼ばれる状態が発生する。両側のエコー阻
止装置が開き、音響エコーが両参加者に戻る可能性、ま
た音響不安定性が起こる可能性がある。この場合、各エ
コー阻止装置は、可変減衰装置を使用し、音響エコーを
阻止するために必要な減衰量を作り出す。よってエコー
は減少するが、同時に電子会議参加の通話によって生成
された音声信号を減少する。多くの場合、エコー阻止の
ために各マイクロホンの出力で作り出されなければなら
ない減衰量は、大きすぎて参加者間の完全な二重双方向
通信を維持できない可能性がある。故に、この種のエコ
ー阻止装置は、電子会議システムでの使用に、完全に満
足なものとは言えない。
エコー阻止装置とエコーキャンセラの使用に加えて、
周波数シフタまたは特殊フィルタが電子会議システムの
音響処理システムに使用される。例えば、周波数シフタ
は、音響不安定性に対するマージンを増加するために使
用される（例えば、米国特許3,183,304、およびF.K.Har
veyらによる「Some Aspects of Stereophony Applicabl
e to Conference Use［会議使用に適用されるあるステ
レオの部分について］」Journal Audio Engineering So
ciety、第11巻、pp.212−217、1963年７月）。
Alternatively、電子会議の２局をつなぐ２つの音声
チャネルに、相補の通過帯域および停止帯域の付いたコ
ームフィルタを配置することができる（米国特許3,622,
714および米国特許4,991,167参照）。相補コームフィル
タの使用は、各局でのスピーカとマイクロホン間の音響
結合の作用を軽減する。これは、フィードバックループ
を回る信号は両方のコームフィルタで処理され、２つの
フィルタの停止帯域は相補であるため全範囲を通して減
衰されるからである。これは、音響不安定性に対するマ
ージンをある程度向上し、遠端話者エコーを減少する。
これに対して、ある局から他局へ移る通話信号は、１つ
のコームフィルタのみで処理され、全範囲を通して充分
に減衰されない。エコーキャンセラと比べ、コームフィ
ルタは単純さの利点がある。しかしながら、コームフィ
ルタは、知覚された通話品質のある程度の劣化を起こ
し、音響不安定に対して充分なマージンを提供するとは
限らない。これは、マイクロホンとスピーカが位置する
室内の周波数応答が、平均騒音レベルよりずっと大きい
多数の共鳴ピークがある特徴によるからである。コーム
フィルタ転送機能における空白は、共鳴ピークを阻止す
るためには充分深くなく、これは空白が深すぎると送信
された音声信号の質が悪化するためである。
上記の観点から、本発明の目的は、電子会議システム
で使用するための音声処理システムを提供することにあ
る。さらに詳しくは、本発明の目的は、電子会議システ
ムにおいて双方向で完全な音声会話形通信を可能とし、
それと同時に遠端話者エコーを阻止し、音響不安定性に
対して満足できるマージンを提供できる音響処理システ
ムを提供することにある。最後に、本発明の目的は、相
補コームフィルタを使用するが、音響不安定性に対して
満足できる安定性マージンを提供し、コームフィルタに
よって起こる知覚された通話品質の低下を軽減する、電
子会議システムに使用の音響処理システムを提供するこ
とにある。
発明の概要 本発明の実施例に従った音声信号を処理する電子会議
システムは、第１局に位置する第１マイクロホンと第１
スピーカ、および第２局に位置する第２マイクロホンと
第２スピーカからなり、通過帯域および阻止帯域を交互
に含む第１コームフィルタが、第１局の第１マイクロホ
ンと第２局の第２スピーカ間の送信チャネルに配置され
る。第１コームフィルタと相補関係にある第２コームフ
ィルタは、第２局の第２マイクロホンと第１局の第１ス
ピーカ間に配置される。周波数スケーラはこれらチャネ
ルのうちの１つに配置され、そのチャネルにおける信号
の周波数スペクトルを定数で計数する。周波数スケーラ
は、周波数領域Ｘ（ｆ）（ｆは周波数領域変数）の入力
信号を受信し、周波数領域Ｘ′（ｆ）＝Ｘ（βｆ）（β
は定数）の信号を出力する装置である。
例えば、コームフィルタの通過帯域の中心周波数は、
１オクターブの３分の１の間隔ごとに置かれる。３分の
１の間隔を置く理由は、１人の話し手の全部のスペクト
ルがコームフィルタの阻止帯域のスペクトルに入ること
を防ぐように帯域間で調和相互依存することを除去する
ためである。コームフィルタの伝達関数のピークトラフ
振幅間隔は、約12dBである。深いヌルは、送信通話の品
質を根本的に低下させる問題を起こしはじめる。
上記のように、コームフィルタのみでは、音響不安定
性に対する充分な安定性マージンを提供することはでき
ない。これは、局のマイクロホンとスピーカがある室内
の周波数レスポンスが原因である。周波数レスポンスは
多くの共鳴ピークを特徴とするもので、これは平均騒音
レベルよりも相当大きい。コームフィルタのヌルは充分
に深くないため、これらの共鳴を阻止することができな
い。周波数スケーラは、音声信号が帰還ループを回る１
サイクルごとに周波数スペクトルに変化を引き起こし
て、これらの共鳴を破壊するものである。周波数スケー
ラは、ある実施例では、さらに6dBの安定性マージンを
追加することができる。
上述した音声処理システムは、低遅延（50msec以下）
送信システムでの使用に適している。このような低遅延
では、エコーは遅延の長いシステムの場合ほど大きな問
題ではないので、比較的薄いコールフィルタ（つまり約
12dB）の使用で十分である。薄いコームフィルタは通話
品質を大きく低下させないから各スピーカがつながる帰
還音声経路に永久的に取付けておいて構わない。しかし
遅延の大きなシステムでは遠端エコーが大きな問題とな
るから、これには大きな反響阻止を行ない、音響不安定
性に対するマージンを増加するために、より深いコーム
フィルタを使用することが必要である。このような深い
コームフィルタの伝達関数の一般的なピークトラフ振幅
間隔は、35dBに達することもある。しかし、このような
フィルタ機能の深さは、送信通話の質を悪化させてしま
う。
そこで、コームフィルタによって起こされる知覚可能
な通話品質の低下を緩和するために、コームフィルタを
反響阻止装置と組合せて使用することにしたのが本発明
である。本発明のこの実施例では、電子会議システムの
各局において、マイクロホンの出力部へ接続される反響
阻止装置、およびスピーカの入力に接続されるダイナミ
ックフィルタがある。ダイナミックフィルタは、通過状
態とコームフィルタ状態間の切換えが可能なものであ
る。さらに詳しくは、このダイナミックフィルタは、ロ
ーカル通話がなく、マイクロホンの出力チャネルが反響
阻止装置によって閉鎖されているときだけ通過状態に切
り換えられ、ローカル通話があるときには、マイクロホ
ンの出力チャネルは反響阻止装置によって開けられてコ
ームフィルタを起動し、スピーカにつながる帰還エコー
経路に挿入される。１人の参加者のみが話している場
合、ローカル通話側の入力部でコームフィルタを挿入し
ても、帰還エコー経路が遠端で話していない参加者の反
響阻止装置によって閉鎖されるため、ほとんど影響がな
い。しかしながら、両者が同時に話しているダブルトー
ク状態では、電子会議局両方でのコームフィルタが起動
する。このとき、電子会議両方の反響阻止装置に付属の
ゲートが開き、音響エコーおよび音響不安定性の両方が
起こる可能性がある。両方のコームフィルタが起動し
た、このような場合、信号は両方のコームフィルタを通
って帰還ループを回り、エコーとして戻ってくる。コー
ムフィルタは相補であるため、望ましくない信号は減衰
される。本発明のこの実施例は、両者が同時に話してい
る状態のときのみコームフィルタが起動されるもので、
有益である。故に、コームフィルタによって起こされる
通話品質の低下は、両者が話している状態のときにしか
発生しない。安定性のマージンをより大きくするため
に、周波数スケーラを帰還ループのチャネルの一つに含
ましめることも可能である。
要するに、本発明の電子会議システムの音声処理シス
テムは、コームフィルタを、反響阻止装置および／また
は周波数スケーラとの組合せで使用し、遠端話者エコー
を減少させ、音響不安定性に対するマージンを増加させ
るのである。
図面の簡単な説明 図１は、電子会議を概略的に図示したものである。
図２は、本発明の実施例に従った、図１の電子会議シ
ステムにおいて使用するための音声処理システムを概略
的に図示したものである。
第3Aは、図２の音声処理システムにおいて使用される
相補コームフィルター組の転送機能を図示したものであ
る。
図3Bは、周波数スケーリング操作を図示したものであ
る。
図４は、図１の電子会議システムのある局における音
響応答機能を図示したものである。
図５は、本発明の実施例に従った、図１の電子会議シ
ステムにおいて使用されるもう一つの音声処理システム
を図示したものである。
発明の詳細な説明 図１は、音声およびビデオ通信能力を有する会議シス
テムを図示したものである。図１の会議システム10は、
少なくとも２つ局20および30からなり、これらの局はお
互いに離れており送信システム12でつながっている。
ビデオ通信に関しては、局20は、スリーン22上にビデ
オイメージを表示するためのプロジェクタ21、ビデオカ
メラ23、およびコーデック24を含む。同様に、局30は、
スクリーン32上にビデオイメージを表示するためのプロ
ジェクタ31、ビデオカメラ33、およびコーデック34を含
む。カメラ23は、局20でビデオ信号を生成する。ビデオ
信号はコーデック24による圧縮のため符号化され、送信
システム12を介して局30に送信される。例えば、送信シ
ステム12は、DS1またはDS3の送信速度で作動する送信装
置で、その送信速度はそれぞれ1.5および45mpsの北米電
話ネットワークディジタル送信速度であるものを提供す
ることができる。局30において、ビデオ信号はコーデッ
ク34によって復号化され、スクリーン32上での表示のた
め、ビデオプロジェクタ31によってイメージに変換され
る。同様の方法で、局30のカメラ33は、プロジェクタ21
によってスクリーン22上に表示するために、局20におい
てビデオ信号を生成する。
音声通信に関して、局20は、マイクロホン25、増幅ス
ピーカ26、および音声コントローラ27を含む。同様に、
局30は、マイクロホン35、増幅スピーカ36、および音声
コントローラ37を含む。局20から局30に通話を送信する
ため、マイクロホン25は通話を音声信号に変換する。音
声コントローラ27は、音声信号の処理遅延を、コーデッ
ク24によってカメラ23からビデオ信号に導入された処理
遅延と一致させる。また、音声コントローラ27は、音響
不安定性を防止し、エコーを除去するための１つ以上の
回路をを含むことができる。音声信号は、送信システム
12を介して、局30に送信される。局30では、対応するビ
デオ信号に対してコーデック34の復号化装作によって導
入された遅延と一致させるため、音声信号は、音声コン
トローラ37によって処理される。次に、音声信号は、ス
ピーカ36によって音声形態に戻される。同様の処理は、
局30のマイクロホン35からの通話を、局20のスピーカ26
へ送信することにも使用される。
図２は、図１の電子会議システム10に統合された音響
フィードバック経路を概略的に図示したものである。上
記に示したように、図１では、局20はマイクロホン25お
よびスピーカ26を含む。マイクロホン25およびスピーカ
26は、局20での電子会議参加者によって手を使わずに利
用できるように設置される。局20は室内にあるため、ス
ピーカ26とマイクロホン25の間に音響結合が起こる。こ
のような音響結合を、図２に音響経路28として表した
が、これは例えば、壁29からの反射または残響を含む。
同様に、局30では、壁39から反射する経路38を介して、
スピーカ36とマイクロホン35の間に音響結合が起こる。
図２に示されたように、局20のマイクロホン25は、送
信システム12を通るチャネル40によって局30のスピーカ
36とつながれている。同様に、局30のマイクロホン35
は、これも通信システム12を通るチャネル50によって局
20のスピーカ35とつながれている。チャネル40は、コー
ムフィルタ42を含む。例として、コームフィルタ42は、
スピーカ36および送信システム12の間のチャネル40に位
置する局30と関連しているように図示されている。ま
た、コームフィルタ42はチャネル40のマイクロホン25及
び送信システム12の間に位置する局20とも関連すること
がある。
チャネル50は、コームフィルタ42を含む。例として、
図２においてコームフィルタ52は、チャネル50に位置
し、スピーカ26の入力部で局20に関連するように図示さ
れている。しかしながら、コームフィルタ52は局32を関
連し、送信システム12およびマイクロホン35の間に位置
する可能性もある。図２において、周波数スケーラ60は
チャネル50に位置し、局30に関連するように図示されて
いる。しかしながら、周波数スケーラ60はチャネル50に
位置し、局20に関連するか、またはチャネル40に位置
し、局20または30に関連する可能性もある。
コームフィルタ42、コームフィルタ52、および周波数
スケーラ60がない場合、図２の音声処理システムにおけ
る音響フィードバックループが発生する。音響フィード
バックループは、次のように理解することができる。局
20から発信する通話について考えてみよう。この通話
は、マイクロホン25によって音響形態から電子音声信号
に変換される。次に、音声信号は、チャネル40を介し
て、局30のスピーカ36に送信され、そこで音声信号は再
び音響形態に戻される。次に、音響形態での通話は、音
響経路38を介してマイクロホン35に結合され、そこで再
び電子音声信号に戻された後、チャネル50を介して局20
のスピーカ26へ送信される。スピーカ26は、電子音声信
号を音響形態に戻し、通話は、音響経路28を介して、再
びマイクロホン25に送信される。ループの往復ゲインが
ユニティよりも大きい場合、音響不安定性が起こる。た
とえ往復ゲインがユニティより少なくても、局20のスピ
ーカに、局20でのエコーが聞こえる可能性がある。音声
処理遅延が大きいほど、局20のスピーカのエコーもより
明確になる。
音響不安定性に対するマージンを提供するため、また
遠端エコーを阻止するため、チャネル40はコームフィル
タ42を含み、チャネル50はコームフィルタ52および周波
数スケーラ60を含む。
コームフィルタ42の転送機能H1（ｆ）およびコームフ
ィルタ52の転送機能H2（ｆ）を図3Aに示した。転送機能
H1（ｆ）およびH2（ｆ）は、交互の通過帯域および停止
帯域からなる。転送機能H1（ｆ）およびH2（ｆ）は、一
方の転送機能の通過領域が、他方の転送機能の停止帯域
に周波数で重なる、およびその逆という点から相補関係
にある。転送機能における空白の深さは、12dBが望まし
い。転送機能は約8KHzの周波数範囲に広がり、転送機能
のピークピーク間隔は、オクターブの３分の１である。
空白が深すぎる（つまり、空白が12dBより深い）と、送
信された通話品質は、気づく程度まで悪化する。
コームフィルタ42および52は、各局でのスピーカおよ
びマイクロホンの間の音響結合の作用を軽減する。この
理由は、上述したように、フィードバックループを回る
信号が、両方のコームフィルタで処理され、２つのコー
ムフィルタの停止帯域は相補関係であるため全範囲に渡
って減衰されるためである。同じ理由により、遠端局の
スピーカとマイクロホンの間の音響結合から発生した近
端局に再び送信されたエコーも減少する。これに対し
て、一方の局のマイクロホンから他方の局のスピーカへ
回る信号は、コームフィルタ１つのみで処理されるの
で、全範囲が減衰されない。
コームフィルタ42および52の転送機能における空白の
深さが限定しているため、コームフィルタ自体は、音響
不安定性に対して充分なマージンを提供しない。この理
由は、局20または局30が位置する室内の周波数応答によ
るものである。このような部屋の周波数応答を、図４に
示した。さらに詳しくは、図４は、電子会議を行なう一
般的な部屋の音圧に対する周波数をプロットしたもので
ある。
図４に示されたように、音響周波数応答は、平均騒音
レベルを遥かに越える多くの共鳴を含んでいる。コーム
フィルタはこれらの共鳴を充分に阻止することができ
ず、充分な安定性マージンを提供することができない。
周波数スケーラ60は、範囲Ｘ（ｆ）の入力信号を、範
囲Ｘ′（ｆ）＝Ｘ（βｆ）の出力信号に変換することに
よって信号の周波数範囲をスケーリングする。この周波
数スケーリング操作を、図3Bに示した。例えば、定数β
は１以上で、約1.01から1.03の範囲である。DS−３の速
度では、図２のチャネル40または50の一つにおいて周波
数スケーラを使用することにより、音響不安定性なし
で、さらに６〜9dBの音声振幅が可能となる。コームフ
ィルタ42と52およびスケーラ60の組合せにより、約18dB
の総安定性マージンおよび22dBのエコー帰還損失強化が
生じる。
周波数スケーラ60は、往復の係数βによって周波数範
囲をスケーリングすることによって、電子会議室内の音
響共鳴を破壊し、特定の周波数成分を室内共鳴ピーク外
に置く。故に、局30が位置する室内の共鳴周波数であ
り、図２のマイクロホン35に入る信号の周波数成分は、
周波数スケーラ60によってその周波数をスケーリングさ
れ、この周波数がループの経路を回り、スピーカ36を介
して局30に戻ると、もはや共鳴周波数ではなくなってい
る。
図２の音声処理システムは、遅延（50msec以下）の低
い送信システムでの使用に適している。このような低遅
延では、エコーは、遅延の長いシステムの場合のような
大きな問題にはならないため、比較的薄いコームフィル
タの使用が可能である。薄いコームフィルタは、通話品
質を極度に劣化することがないため、図２の音声処理シ
ステムは、各スピーカにつながる帰還音声経路に永久的
に取付けられる。遠端エコーが大きな問題となる遅延の
長いシステムでは、深いコームフィルタを使用し、より
優れたエコー阻止および音響不安定性に対するマージン
の増加を達成することができる。しかしながら、このフ
ィルタの深さは、送信された通話品質を悪化させてしま
う。よって、遅延の長い音声処理システムのコームフィ
ルタは、各スピーカにつながる帰還音声経路に永久的に
取付けることは望ましくない。
電子会議のための音声処理システムのもう一つの実施
例を図５に示した。図５のシステム100は、局200および
局300からなっている。局200および局300は、送信シス
テム110でつながれている。局200は、増幅スピーカ202
および１本以上のマイクロホン204からなる。同様に、
局300は、増幅スピーカ302および１本以上のマイクロホ
ン304からなる。システム100の目的は、エコーや音響不
安定性なしで、局200のマイクロホン204からの通話信号
を局300のスピーカ302へ送信すること、および局300の
マイクロホン304からの通信信号を局200のスピーカ202
へ送信することにある。
音響不安定性を除去し、エコーを阻止するために、局
200は、エコー阻止装置210、ダイナミックフィルタ22
0、および可変減衰器230を含む。同様に、局300は、エ
コー阻止装置310、ダイナミックフィルタ320、および可
変減衰器330を含む。
エコー阻止装置210および310は、ゲートシステムによ
って実施される。各エコー阻止装置210、310は、ローカ
ル通話があることに応答して作動する。ローカル通話が
ある場合、エコー阻止装置は、通過状態になる。ローカ
ル通話がない場合、エコー阻止装置は、閉塞状態にな
る。この種のゲート法の問題は、特に雑音の多い室内で
起こる［ノイズ・ポンピング」である。ノイズ・ポンピ
ングは、ローカルエコー阻止装置が通過状態から閉塞状
態に切り換えられる結果、室内の音騒音が遠端側へ交互
に送信・閉塞するときに発生する。これは、遠端側の聴
取者にとって、望まれない結果である。
この問題を避けるため、定期的に更新された室内ノイ
ズ206、306のレプリカを各エコー阻止装置210、310の入
力部に与える。他の入力部204、304は、ローカル通話を
収集するマイクロホンである。入力部204または304のど
れかが、ローカル通話によって作動すると、エコー阻止
装置210または310は、マイクロホン入力部のそれぞれを
自動的に減衰し、全ての入力からの総合的出力を一定に
維持する。この設定は、エコー阻止装置のゲート動作に
よって起こされるノイズ・ポンピングを除去する。
エコー阻止装置210および310は、２つの出力部212と2
14、および312と314をそれぞれ有する。エコー阻止装置
210または310が、通過状態の場合、出力部212または312
は、全ての入力の組合せであり、出力214または314は、
マイクロホン入力部204または304の組合せである。この
ように作動するエコー阻止装置は、自動ゲートミックス
システムによって実施することができ、これは商業的に
入手可能である。
エコー阻止装置210の出力部212およびエコー阻止装置
310の出力部312は、送信システム100を介して、他局に
つながれる。出力部214および314は、ダイナミックフィ
ルタ220および320にそれぞれつながれ、これらのフィル
タを制御する。
ダイナミックフィルタ220は、第１ゲート222、第２ゲ
ート224、コームフィルタ226、およびマルチプレクサ22
8からなる。同様に、ダイナミックフィルタ320は、第１
ゲート322、第２ゲート324、コームフィルタ326、およ
びマルチプレクサ328からなる。
ダイナミックフィルタ220は、次のように作動する。
出力部214での信号レベルがスレッショルドレベルを越
える場合、ゲート222が開き、ゲート224は閉じて、コー
ムフィルタ226はバイパスされる。出力部214での信号レ
ベルがスレショルドレベル以下の場合、ゲート224が開
き、ゲート222は閉じて、コームフィルタは、マルチプ
レクサ228を介して、スピーカ202の入力部に接続され
る。同様に、フィルタ320に関しては、コームフィルタ3
26は、ゲート322および324に印加されるエコー阻止装置
出力部での信号レベルに応じて、バイパスされるかまた
はマルチプレクサ328を介してスピーカ302に接続され
る。コームフィルタ226および326は相補関係がある。
電子会議の一方のみに通話がある場合、遠端側でエコ
ー阻止装置によってすでに閉じられているチャネルにコ
ームフィルタが挿入される点に留意されたい。故に、こ
の場合、コームフィルタの役目は特に重要ではない。
コームフィルタ226および326の使用は、両者が同時に
話している状態のときに最も重要になる。両者が同時に
話している状態では、エコー阻止装置210および310のど
ちらも閉塞状態にはなく、エコーや音響不安定性が起こ
る可能性がある。この場合、コームフィルタ226および3
26の両方が同時に起動される。コームフィルタ226およ
び326は相補関係にあり、信号はフィードバックループ
を回っている間に両方のコームフィルタによって処理さ
れるため、望まれない帰還信号の全範囲に渡って減衰が
起こる。各参加者は、遠端側からのエコーのない望まし
い通話信号を、両者が同時に話す状態の間のみコームフ
ィルタを通して聞くため、コームフィルタの使用から起
こる通話品質でのほとんどの劣化は除去される。
残った音響エコーはを除去するため、可変減衰器230
がフィルタ220に連続して接続され、可変減衰器330がフ
ィルタ320に連続して接続される。可変減衰器230および
330は、スレショルド信号レベルが、エコー阻止装置出
力214および314のそれぞれを越えたとき起動される。コ
ームフィルタ226および326の場合のように、可変減衰器
230および330は、両者が同時に話しているときのみに効
果がある。
さらに、周波数スケーラ120をシステム100のチャネル
の１つに含み、そのチャネルで伝播する信号の周波数範
囲を、ピークの高い音響共鳴を乗り越えるレベルにスケ
ーリングすることができる。例えば、周波数スケーラ12
0は、エコー阻止装置310の出力部312に接続することが
可能である。
簡単にまとめると、電子会議システムのための音声処
理システムが発表された。この音声処理システムは、遠
端側エコーを減少させ、音響不安定性に対するマージン
を増加するものである。最後に、上述した本発明の実施
例は、説明のためのみに意図されたものである。技術的
に熟練したものは、これ以外にも多数の実施例を、下記
の特許請求の精神と範囲から逸脱することなく製作する
ことが可能である。
フロントページの続き (72)発明者 デスマレス、ジョセフ、ジョン アメリカ合衆国、07950 ニュージャー ジー州、モリス プレインズ、ルート 10 イースト 2467、アパートメント 45−６エイ (72)発明者 シュティルマー、ゲナディ アメリカ合衆国、07950 ニュージャー ジー州、モリス プレインズ、ルート 10 イースト 2467、アパートメント ４−７ビー (56)参考文献 特開 昭63−208343（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−19747（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−2764（ＪＰ，Ｕ)

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第１マイクロホン手段および第１スピーカ
    手段を含む第１局と、 該第１局から遠隔に位置する、第２マイクロホン手段お
    よび第２スピーカ手段を含む第２局と、 上記第１マイクロホン手段と上記第２スピーカ手段とを
    接続する第１音声チャネルおよび上記第２マイクロホン
    手段と上記第１スピーカ手段とを接続する第２音声チャ
    ネルと、 上記第１スピーカ手段と上記第１マイクロホン手段との
    間および上記第２スピーカ手段と上記第２マイクロホン
    手段との間で結合された信号のエコーを減衰するため
    の、上記第１音声チャネルおよび第２音声チャネルにそ
    れぞれ配置される相補の通常帯域および阻止帯域を有す
    る第１コームフィルタおよび第２コームフィルタと、 上記第１局において通話がない場合に上記第１音声チャ
    ネルを選択的に閉じるための、および上記第１局で通話
    がある場合に上記第１音声チャネルを開けるための、上
    記第１マイクロホン手段に接続された第１反響阻止装置
    と、 上記第２局において通話がない場合に上記第２音声チャ
    ネルを選択的に閉じるための、および上記第２局で通話
    がある場合に上記第２音声チャネルを開けるための、上
    記第２マイクロホン手段に接続された第２反響阻止装置
    と、 上記第１コームフィルタおよび第２コームフィルタをそ
    れぞれ選択的に起動させる上記第２反響阻止装置および
    第１反響阻止装置に接続された手段と、 を有することを特徴とする電子会議システム。
  2. 【請求項２】第１音声チャネルが開いているときに第２
    コームフィルタを起動するための第１反響阻止装置に応
    答する第１スイッチ手段と、 第２音声チャネルが開いているときに第１コームフィル
    タを起動するための第２反響阻止装置に応答する第２ス
    イッチ手段と、 を有することを特徴とする請求項１に記載の電子会議シ
    ステム。
  3. 【請求項３】第１音声チャネルに可変減衰を導入するた
    めの第１音声チャネルに位置する第１可変減衰手段であ
    って、該第１可変減衰手段は、第２反響阻止装置からの
    スレショルド値以上の信号によって起動されるものと、 第２音声チャネルに可変減衰を導入するための第２音声
    チャネルに位置する第２可変減衰手段で、該第２可変減
    衰手段は、第１反響阻止装置からのスレショルド値以上
    の信号によって起動されるものと、 を有することを特徴とする請求項２に記載の電子会議シ
    ステム。
  4. 【請求項４】第１マイクロホン手段および第１スピーカ
    手段を含む第１局と、 該第１局から遠隔に位置する、第２マイクロホン手段お
    よび第２スピーカ手段を含む第２局と、 上記第１マイクロホン手段と上記第２スピーカ手段とを
    接続する第１音声チャネルおよび上記第２マイクロホン
    手段と上記第１スピーカ手段とを接続する第２音声チャ
    ネルと、 上記第１音声チャネルを通過状態と停止状態のいずれか
    にスイッチする上記第１マイクロホンに接続された第１
    反響阻止装置と、 上記第２音声チャネルを通過状態と停止状態のいずれか
    にスイッチする上記第２マイクロホンに接続された第２
    反響阻止装置と、 上記第２音声チャネルに配置された第１コームフィルタ
    と、 上記第１音声チャネルが通過状態のとき上記第１コーム
    フィルタを起動させる上記第１反響阻止装置に応答する
    手段と、 上記第１音声チャネルに配置された第２コームフィルタ
    と、 上記第２音声チャネルが通過状態のとき上記第２コーム
    フィルタを起動させる上記第２反響阻止装置に応答する
    手段であって、上記第１コームフィルタおよび第２コー
    ムフィルタは相補の通過帯域および阻止帯域を有するも
    のと、 を有することを特徴とする電子会議システム。
  5. 【請求項５】上記第１反響阻止装置は停止状態のとき上
    記第１コームフィルタをバイパスする手段を有し、上記
    第２反響阻止装置は停止状態のとき上記第２コームフィ
    ルタをバイパスする手段を有することを特徴とする請求
    項４に記載の電子会議システム。
  6. 【請求項６】上記第２音声チャネルに配置された上記第
    １反響阻止装置の制御下で作動する第１可変減衰手段
    と、 上記第１音声チャネルに配置された上記第２反響阻止装
    置の制御下で作動する第２可変減衰手段とを有すること
    を特徴とする請求項５に記載の電子会議システム。
  7. 【請求項７】音声チャネルのうちの一つ中の信号の周波
    数スペクトルを定数でスケーリングする上記音声チャネ
    ルのうちの一つに周波数スケーラを配置したことを特徴
    とする請求項４に記載の電子会議システム。
  8. 【請求項８】音声チャネルのうちの一つ中の信号の周波
    数スペクトルをスケーリングする上記音声チャネルのう
    ちの一つに周波数スケーラを配置したことを特徴とする
    請求項２に記載の電子会議システム。
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