JP4639639B2 - マイクロフォン信号生成方法および通話装置 - Google Patents
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Description
本発明は、たとえば、２つの会議室にいる複数の会議参加者同士がマイクロフォンを使用して音声による会議を行うときに使用するのに好適な通話装置およびマイクロフォン信号生成方法に関する。
特に、本発明は、複数のマイクロフォンの音声信号を組み合わせて、単体のマイクロフォンの指向性とは異なる指向性を示す音声信号を生成する、マイクロフォン信号生成方法および通話装置に関する。
特に、本発明は、複数のマイクロフォンの音声信号を組み合わせて、単体のマイクロフォンの指向性とは異なる指向性を示す音声信号を生成する、マイクロフォン信号生成方法および通話装置に関する。
離れた位置にある２つの会議室にいる会議参加者同士が会議を行うため、テレビ会議システムが用いられている。テレビ会議システムは、それぞの会議室にいる会議参加者の姿を撮像手段で撮像し、音声をマイクロフォンで収音して、撮像手段で撮像した画像およびマイクロフォンで収音した音声を通信経路を伝送し、相手側の会議室のテレビジョン受像機の表示部に撮像した画像を表示し、スピーカから収音した音声を出力する。
このようなテレビ会議システムにおいては、それぞれの会議室において、撮像手段およびマイクロフォンから離れた位置にいる発言者の音声が収音しにくいという問題に遭遇しており、その改善策として、会議参加者ごとにマイクロフォンを設けている場合がある。
またテレビジョン受像機のスピーカから出力される音声が、スピーカから離れた位置にいる会議参加者には聞きにくいという問題もある。
またテレビジョン受像機のスピーカから出力される音声が、スピーカから離れた位置にいる会議参加者には聞きにくいという問題もある。
特開２００３−８７８８７号公報（特許文献１）および特開２００３−８７８９０号公報（特許文献２）は、互いに離れた位置の会議室相互においてテレビ会議を行うときに、映像および音声を提供する通常のテレビ会議システムに加えて、相手側の会議室にいる会議出席者の音声がスピーカから明瞭に聴こえ、こちら側の会議室内の雑音の影響を受けにくいまたはエコーキャンセラーの負担が少ない、マイクロフォンとスピーカとが一体構成された音声入出力装置を開示している。
たとえば、特開２００３−８７８８７号公報に開示されている音声入出力装置は、特開２００３−８７８８７号公報の図５〜図８、図９、図２３を参照して記述されているように、下から上に向かって、スピーカ６が内蔵されたスピーカボックス５と、上に向かって放射状に開いている音を拡散する円錐状反射板４と、音遮蔽板３と、支柱８に支持された単一指向性の複数のマイクロフォン（図６、図７においては４本、図２３においては６本）を水平面に放射状に等角度で配置した構造をしている。音遮蔽板３は、下部のスピーカ５からの音が複数のマイクロフォンに入らないように遮蔽するためのものである。
特開２００３−８７８８７号公報
特開２００３−８７８９０号公報
特開２００３−８７８８７号公報および特開２００３−８７８９０号公報に開示された音声入出力装置は、映像および音声を提供するテレビ会議システムを補完する手段として活用されている。
しかしながら、遠隔会議方式としては、テレビ会議システムのような複雑な装置を用いず、音声だけで行うことでも十分な場合が多い。たとえば、同じ社内の本社と遠隔地の営業所との間で複数の会議参加者同士が会議を行うような場合は、顔見知りでもあり、互いに肉声を理解しているから、テレビ会議システムによる映像なしでも十分会議を行うことができる。
また、テレビ会議システムは便利であるが、テレビ会議システム自体を導入する投資額の大きさと、操作の複雑さと、撮像画像を伝送するために通信負担が大きいという不利益がある。
しかしながら、遠隔会議方式としては、テレビ会議システムのような複雑な装置を用いず、音声だけで行うことでも十分な場合が多い。たとえば、同じ社内の本社と遠隔地の営業所との間で複数の会議参加者同士が会議を行うような場合は、顔見知りでもあり、互いに肉声を理解しているから、テレビ会議システムによる映像なしでも十分会議を行うことができる。
また、テレビ会議システムは便利であるが、テレビ会議システム自体を導入する投資額の大きさと、操作の複雑さと、撮像画像を伝送するために通信負担が大きいという不利益がある。
そのような音声だけの会議に適用する場合を想定すると、特開２００３−８７８８７号公報および特開２００３−８７８９０号公報に開示された音声入出力装置では、性能面、価格面、寸法的な面、そして、使用環境への適合性、使い勝手などの面から、改善することも多い。
本発明の目的は、双方向通話のみに使用する手段としての性能面、価格面、寸法的な面、使用環境への適合性、使い勝手などの面から、さらに改善した通話装置を提供することにある。
特に本発明は、複数のマイクロフォンを組み合わせて、マイクロフォン単体の指向性とは異なる指向性を持つ音声信号、好ましくは、ノイズを排除または軽減した音声信号を生成する、マイクロフォン信号生成方法および通話装置を提供することにある。
特に本発明は、複数のマイクロフォンを組み合わせて、マイクロフォン単体の指向性とは異なる指向性を持つ音声信号、好ましくは、ノイズを排除または軽減した音声信号を生成する、マイクロフォン信号生成方法および通話装置を提供することにある。
本発明によれば、所定の指向性を持つ複数のマイクロフォンが所定の角度間隔で放射状に配設されており、前記複数のマイクロフォンが検出した音声信号のうち最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンの音声信号を選択し、当該選択された１つのマイクロフォンが検出した音声信号をサブマイクロフォンが検出した音声信号を用いて補正する、通話装置におけるマイクロフォン信号生成方法であって、
前記選択された１つのマイクロフォンが検出した音声信号を補正する前記サブマイクロフォンとして、前記複数のマイクロフォンのうちから前記最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンを除く少なくとも１つのサブマイクロフォンを事前に設定し、当該設定されたサブマイクロフォンの指向性、ノイズ源の位置、音量または合成マイクロフォン信号生成工程において合成するマイクロフォンの相互関係によって規定されるサブ係数を事前に設定する、サブマイクロフォン設定工程と、
前記複数のマイクロフォンのうち、前記最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンを選択するマイクロフォン選択工程と、
前記マイクロフォン選択工程において前記最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンが選択されたとき、前記サブマイクロフォン設定工程において設定された前記サブマイクロフォンの前記サブ係数を前記サブマイクロフォンが検出した音声信号に乗じ、当該乗じた値を前記選択された最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンの音声信号から減じて、前記選択された最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンの音声信号を補正する、合成マイクロフォン信号生成工程と
を具備する、マイクロフォン信号生成方法が提供される。
前記選択された１つのマイクロフォンが検出した音声信号を補正する前記サブマイクロフォンとして、前記複数のマイクロフォンのうちから前記最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンを除く少なくとも１つのサブマイクロフォンを事前に設定し、当該設定されたサブマイクロフォンの指向性、ノイズ源の位置、音量または合成マイクロフォン信号生成工程において合成するマイクロフォンの相互関係によって規定されるサブ係数を事前に設定する、サブマイクロフォン設定工程と、
前記複数のマイクロフォンのうち、前記最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンを選択するマイクロフォン選択工程と、
前記マイクロフォン選択工程において前記最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンが選択されたとき、前記サブマイクロフォン設定工程において設定された前記サブマイクロフォンの前記サブ係数を前記サブマイクロフォンが検出した音声信号に乗じ、当該乗じた値を前記選択された最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンの音声信号から減じて、前記選択された最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンの音声信号を補正する、合成マイクロフォン信号生成工程と
を具備する、マイクロフォン信号生成方法が提供される。
また好ましくは、上記合成マイクロフォンの音声信号が１個のスピーカから出力される。
また本発明によれば、所定の指向性を持つ複数のマイクロフォンが所定の角度間隔で放射状に配設されており、前記複数のマイクロフォンが検出した音声信号のうち最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンの音声信号を選択し、当該選択された１つのマイクロフォンが検出した音声信号をサブマイクロフォンが検出した音声信号を用いて補正する、通話装置であって、
所定の指向性を持ち、所定の角度間隔で放射状に配設された、前記複数のマイクロフォンと、
前記選択された１つのマイクロフォンが検出した音声信号を補正する前記サブマイクロフォンとして、前記複数のマイクロフォンのうちから前記最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンを除く少なくとも１つのサブマイクロフォンを事前に設定し、当該設定されたサブマイクロフォンの指向性、ノイズ源の位置、音量または合成マイクロフォン信号生成手段において合成するマイクロフォンの相互関係によって規定されるサブ係数を事前に設定する、サブマイクロフォン設定手段と、
前記複数のマイクロフォンのうち、前記最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンを選択するマイクロフォン選択手段と、
前記マイクロフォン選択手段によって前記最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンが選択されたとき、前記サブマイクロフォン設定手段によって設定されたサブマイクロフォンの前記サブ係数を前記サブマイクロフォンが検出した音声信号に乗じ、当該乗じた値を前記選択された最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンの音声信号から減じて、前記選択された最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンの音声信号を補正する、合成マイクロフォン信号生成手段と
を具備する、通話装置が提供される。
所定の指向性を持ち、所定の角度間隔で放射状に配設された、前記複数のマイクロフォンと、
前記選択された１つのマイクロフォンが検出した音声信号を補正する前記サブマイクロフォンとして、前記複数のマイクロフォンのうちから前記最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンを除く少なくとも１つのサブマイクロフォンを事前に設定し、当該設定されたサブマイクロフォンの指向性、ノイズ源の位置、音量または合成マイクロフォン信号生成手段において合成するマイクロフォンの相互関係によって規定されるサブ係数を事前に設定する、サブマイクロフォン設定手段と、
前記複数のマイクロフォンのうち、前記最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンを選択するマイクロフォン選択手段と、
前記マイクロフォン選択手段によって前記最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンが選択されたとき、前記サブマイクロフォン設定手段によって設定されたサブマイクロフォンの前記サブ係数を前記サブマイクロフォンが検出した音声信号に乗じ、当該乗じた値を前記選択された最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンの音声信号から減じて、前記選択された最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンの音声信号を補正する、合成マイクロフォン信号生成手段と
を具備する、通話装置が提供される。
好ましくは、上記合成マイクロフォン信号生成手段で生成した音声信号を出力するスピーカをさらに具備する。
本発明のマイクロフォン信号生成方法および通話装置によれば、ノイズの影響を軽減したマイクロフォン・スピーカ一体構成型・通話装置が提供される。
また本発明のマイクロフォン信号生成方法および通話装置は、たとえば、会議室の議事録収音用マイクロフォンユニットとして、通話装置の近傍にプロジェクタなど騒音源があっても、このノイズの影響を受けにくい通話装置と利用できる。
また本発明のマイクロフォン信号生成方法および通話装置は、たとえば、会議室の議事録収音用マイクロフォンユニットとして、通話装置の近傍にプロジェクタなど騒音源があっても、このノイズの影響を受けにくい通話装置と利用できる。
さらに、本発明のマイクロフォン信号生成方法および通話装置を、たとえば、テレビジョン会議システムのマイクロフォンユニットとして使用し、テレビジョン受像機のスピーカ方向の感度を落とすことで、ハウリング、通話装置のエコーキャンセラー処理部分の余裕度が大きくなり、結果として、安定性が向上するという効果を奏することができる。
第１実施の形態
まず、本発明の第１実施の形態の通話装置の適用例を述べる。
図１（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の第１実施の形態の通話装置が適用される１例を示す構成図である。
図１（Ａ）に図解したように、遠隔に位置する２つの会議室９０１、９０２にそれぞれ通話装置１Ａ、１Ｂが設置されており、これらの通話装置１Ａ、１Ｂが電話回線９２０で接続されている。
図１（Ｂ）に図解したように、２つの会議室９０１、９０２において、通話装置１Ａ、１Ｂがそれぞれテーブル９１１、９１２の上に置かれている。ただし、図１（Ｂ）においては、図解の簡略化のため、会議室９０１内の通話装置１Ａについてのみ図解している。会議室９０２内の通話装置１Ｂも同様である。通話装置１（以下、１Ａ、１Ｂを代表した符号として１を用いる）の外観斜視図を図２に示す。
図１（Ｃ）に図解したように、通話装置１Ａ、１Ｂの周囲にそれぞれ複数（本実施の形態においては６名）の会議参加者Ａ１〜Ａ６が位置している。ただし、図１（Ｃ）においては、図解の簡略化のため、会議室９０１内の通話装置１Ａの周囲の会議参加者のみ図解している。他方の会議室９０２内の通話装置１Ｂの周囲に位置する会議参加者の配置も同様である。
まず、本発明の第１実施の形態の通話装置の適用例を述べる。
図１（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の第１実施の形態の通話装置が適用される１例を示す構成図である。
図１（Ａ）に図解したように、遠隔に位置する２つの会議室９０１、９０２にそれぞれ通話装置１Ａ、１Ｂが設置されており、これらの通話装置１Ａ、１Ｂが電話回線９２０で接続されている。
図１（Ｂ）に図解したように、２つの会議室９０１、９０２において、通話装置１Ａ、１Ｂがそれぞれテーブル９１１、９１２の上に置かれている。ただし、図１（Ｂ）においては、図解の簡略化のため、会議室９０１内の通話装置１Ａについてのみ図解している。会議室９０２内の通話装置１Ｂも同様である。通話装置１（以下、１Ａ、１Ｂを代表した符号として１を用いる）の外観斜視図を図２に示す。
図１（Ｃ）に図解したように、通話装置１Ａ、１Ｂの周囲にそれぞれ複数（本実施の形態においては６名）の会議参加者Ａ１〜Ａ６が位置している。ただし、図１（Ｃ）においては、図解の簡略化のため、会議室９０１内の通話装置１Ａの周囲の会議参加者のみ図解している。他方の会議室９０２内の通話装置１Ｂの周囲に位置する会議参加者の配置も同様である。
本発明の第１実施の形態の通話装置は、たとえば、２つの会議室９０１、９０２との間で電話回線９２０を介して音声による応答が可能である。
通常、電話回線９２０を介しての会話は、一人の話者と一人の話者同士、すなわち、１対１で通話を行うが、本発明の第１実施の形態の通話装置は１つの電話回線９２０を用いて複数の会議参加者Ａ１〜Ａ６同士が通話できる。ただし、詳細は後述するが、音声の混雑を回避するため、同時刻（同じ時間帯）の話者は、相互に一人に限定する。
本発明の通話装置は音声（通話）を対象としているから、電話回線９２０を介して音声を伝送するだけである。換言すれば、テレビ会議システムのような多量の画像データは伝送しない。さらに、本発明の通話装置は会議参加者の通話を圧縮して伝送しているので電話回線９２０の伝送負担は軽い。
通常、電話回線９２０を介しての会話は、一人の話者と一人の話者同士、すなわち、１対１で通話を行うが、本発明の第１実施の形態の通話装置は１つの電話回線９２０を用いて複数の会議参加者Ａ１〜Ａ６同士が通話できる。ただし、詳細は後述するが、音声の混雑を回避するため、同時刻（同じ時間帯）の話者は、相互に一人に限定する。
本発明の通話装置は音声（通話）を対象としているから、電話回線９２０を介して音声を伝送するだけである。換言すれば、テレビ会議システムのような多量の画像データは伝送しない。さらに、本発明の通話装置は会議参加者の通話を圧縮して伝送しているので電話回線９２０の伝送負担は軽い。
通話装置の構成
図２〜図４を参照して本発明の第１実施の形態の通話装置の構成について述べる。
図２は本発明の第１実施の形態の通話装置の斜視図である。
図３は図２に図解した通話装置の断面図である。
図４は図１に図解した通話装置のマイクロフォン・電子回路収容部の平面図であり、図３の線Ｘ−Ｘ−Ｙにおける平面図である。
図２〜図４を参照して本発明の第１実施の形態の通話装置の構成について述べる。
図２は本発明の第１実施の形態の通話装置の斜視図である。
図３は図２に図解した通話装置の断面図である。
図４は図１に図解した通話装置のマイクロフォン・電子回路収容部の平面図であり、図３の線Ｘ−Ｘ−Ｙにおける平面図である。
図２に図解したように、通話装置１は、上部カバー１１と、音反射板（音指向板または音案内板）１２と、連結部材１３と、スピーカ収容部１４と、操作部１５とを有する。
図３に図解したように、スピーカ収容部１４は、音反射面（音指向面または音案内面）１４ａと、底面１４ｂと、上部音出力開口部１４ｃとを有する。音反射面１４ａと底面１４ｂで包囲された空間である内腔１４ｄに受話再生スピーカ１６が収容されている。スピーカ収容部１４の上部に音反射板１２が位置し、スピーカ収容部１４と音反射板１２とが連結部材１３によって連結されている。
図３に図解したように、スピーカ収容部１４は、音反射面（音指向面または音案内面）１４ａと、底面１４ｂと、上部音出力開口部１４ｃとを有する。音反射面１４ａと底面１４ｂで包囲された空間である内腔１４ｄに受話再生スピーカ１６が収容されている。スピーカ収容部１４の上部に音反射板１２が位置し、スピーカ収容部１４と音反射板１２とが連結部材１３によって連結されている。
連結部材１３内には拘束部材１７が貫通しており、拘束部材１７は、スピーカ収容部１４の底面１４ｂの拘束部材・下部固定部１４ｅと、音反射板１２の拘束部材固定部１２ｂとの間を拘束している。ただし、拘束部材１７はスピーカ収容部１４の拘束部材・貫通部１４ｆは貫通しているだけである。拘束部材１７が拘束部材・貫通部１４ｆを貫通してここで拘束していないのはスピーカ１６の動作によってスピーカ収容部１４が振動するが、その振動を上部音出力開口部１４ｃの周囲においては拘束させないためである。
スピーカ
相手会議室の話者が話した音声は、受話再生スピーカ１６を介して上部音出力開口部１４ｃから抜け、音反射板１２の音反射面１２ａとスピーカ収容部１４の音反射面１４ａとで規定される空間に沿って軸Ｃ−Ｃを中心として３６０度の全方位に拡散する。
音反射板１２の音反射面１２ａの断面は図解したように、ゆるやかなラッパ型の弧を描いている。すなわち、音反射板１２は、中央が連続的に傾斜している円錐状の突起と、その周辺になだらかに傾斜をしながら平坦な面とが連続している。音反射面１２ａの断面は軸Ｃ−Ｃを中心として３６０度にわたり（全方位）、図解した断面形状をしている。
同様にスピーカ収容部１４の音反射面１４ａの断面も図解したように、ゆるやかな凸面を描いている。音反射面１４ａの断面も軸Ｃ−Ｃを中心として３６０度にわたり（全方位）、図解した断面形状をしている。
相手会議室の話者が話した音声は、受話再生スピーカ１６を介して上部音出力開口部１４ｃから抜け、音反射板１２の音反射面１２ａとスピーカ収容部１４の音反射面１４ａとで規定される空間に沿って軸Ｃ−Ｃを中心として３６０度の全方位に拡散する。
音反射板１２の音反射面１２ａの断面は図解したように、ゆるやかなラッパ型の弧を描いている。すなわち、音反射板１２は、中央が連続的に傾斜している円錐状の突起と、その周辺になだらかに傾斜をしながら平坦な面とが連続している。音反射面１２ａの断面は軸Ｃ−Ｃを中心として３６０度にわたり（全方位）、図解した断面形状をしている。
同様にスピーカ収容部１４の音反射面１４ａの断面も図解したように、ゆるやかな凸面を描いている。音反射面１４ａの断面も軸Ｃ−Ｃを中心として３６０度にわたり（全方位）、図解した断面形状をしている。
受話再生スピーカ１６から出た音Ｓは、上部音出力開口部１４ｃを抜け、音反射面（音指向面または音案内面）１２ａと音反射面（音指向面または音案内面）１４ａとで規定される断面がラッパ状の音出力空間を経て、通話装置１が載置されているテーブル９１１の面に沿って、軸Ｃ−Ｃを中心として３６０度全方位に拡散していき、全ての会議参加者Ａ１〜Ａ６に等しい音量で聞き取られる。本実施の形態においては、テーブル９１１の面も音伝播手段の一部として利用している。
受話再生スピーカ１６から出力された音Ｓの拡散状態を矢印で図示した。
受話再生スピーカ１６から出力された音Ｓの拡散状態を矢印で図示した。
音反射板１２はプリント基板２１を支持している。
プリント基板２１には、図４に平面を図解したように、マイクロフォン・電子回路収容部２のマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６、発光ダイオードＬＥＤ１〜６、マイクロプロセッサ２３、コーデック（ＣＯＤＥＣ）２４、第１のディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ１）ＤＳＰ２５、第２のディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ２）ＤＳＰ２６、Ａ／Ｄ変換器ブロック２７、Ｄ／Ａ変換器ブロック２８、増幅器ブロック２９などの各種電子回路が搭載されており、音反射板１２はマイクロフォン・電子回路収容部２を支持する部材としても機能している。
プリント基板２１には、図４に平面を図解したように、マイクロフォン・電子回路収容部２のマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６、発光ダイオードＬＥＤ１〜６、マイクロプロセッサ２３、コーデック（ＣＯＤＥＣ）２４、第１のディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ１）ＤＳＰ２５、第２のディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ２）ＤＳＰ２６、Ａ／Ｄ変換器ブロック２７、Ｄ／Ａ変換器ブロック２８、増幅器ブロック２９などの各種電子回路が搭載されており、音反射板１２はマイクロフォン・電子回路収容部２を支持する部材としても機能している。
プリント基板２１には、受話再生スピーカ１６からの振動が音反射板１２を伝達してマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６などに進入して騒音とならないように、受話再生スピーカ１６からの振動を吸収するダンパー１８が取り付けられている。ダンパー１８は、ネジと、このネジとプリント基板２１との間に挿入された防振ゴムなどの緩衝材とからなり、緩衝材をネジでプリント基板２１にネジ止めしている。すなわち、緩衝材によって受話再生スピーカ１６からプリント基板２１に伝達される振動が吸収される。これにより、マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６は、スピーカ１６からの音の影響を受けない。
マイクロフォンの配置
図４に図解したように、プリント基板２１の中心軸Ｃから放射状に等間隔（本実施の形態では６０度間隔で）で６本のマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６が位置している。各マイクロフォンは単一指向性を持つマイクロフォンである。その特性については後述する。
各マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６は、共に柔軟性または弾力性のある第１のマイクロフォン支持部材２２ａと第２のマイクロフォン支持部材２２ｂとで、揺動自在に支持されており（図解を簡単にするため、マイクロフォンＭＣ１の部分の第１のマイクロフォン支持部材２２ａと第２のマイクロフォン支持部材２２ｂとについてのみ図解している）、上述した緩衝材を用いたダンパー１８による受話再生スピーカ１６からの振動の影響を受けない対策に加えて、柔軟性または弾力性のある第１のマイクロフォン支持部材２２ａと第２のマイクロフォン支持部材２２ｂとで受話再生スピーカ１６からの振動で振動するプリント基板２１の振動を吸収して受話再生スピーカ１６の振動の影響を受けないようにして、受話再生スピーカ１６の騒音を回避している。
図４に図解したように、プリント基板２１の中心軸Ｃから放射状に等間隔（本実施の形態では６０度間隔で）で６本のマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６が位置している。各マイクロフォンは単一指向性を持つマイクロフォンである。その特性については後述する。
各マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６は、共に柔軟性または弾力性のある第１のマイクロフォン支持部材２２ａと第２のマイクロフォン支持部材２２ｂとで、揺動自在に支持されており（図解を簡単にするため、マイクロフォンＭＣ１の部分の第１のマイクロフォン支持部材２２ａと第２のマイクロフォン支持部材２２ｂとについてのみ図解している）、上述した緩衝材を用いたダンパー１８による受話再生スピーカ１６からの振動の影響を受けない対策に加えて、柔軟性または弾力性のある第１のマイクロフォン支持部材２２ａと第２のマイクロフォン支持部材２２ｂとで受話再生スピーカ１６からの振動で振動するプリント基板２１の振動を吸収して受話再生スピーカ１６の振動の影響を受けないようにして、受話再生スピーカ１６の騒音を回避している。
図３に図解したように、受話再生スピーカ１６はマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６が位置する平面の中心軸Ｃ−Ｃに対して垂直に指向しており（本実施の形態においては上方向に向いている（指向している））、このような受話再生スピーカ１６と６本のマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６の配置により、受話再生スピーカ１６と各マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６との距離は等距離となり、受話再生スピーカ１６からの音声は、各マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６に対しほとんど同音量、同位相で届く。ただし、上述した音反射板１２の音反射面１２ａおよびスピーカ収容部１４の音反射面１４ａの構成により、受話再生スピーカ１６の音が直接マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６には直接入力されないようにしている。加えて、上述したように、緩衝材を用いたダンパー１８と、柔軟性または弾力性のある第１のマイクロフォン支持部材２２ａと第２のマイクロフォン支持部材２２ｂとを用いることにより、受話再生スピーカ１６の振動の影響を低減している。
会議参加者Ａ１〜Ａ６は、通常、図１（Ｃ）に例示したように、通話装置１の周囲３６０度方向に、６０度間隔で配設されているマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６の近傍にほぼ等間隔で位置している。
会議参加者Ａ１〜Ａ６は、通常、図１（Ｃ）に例示したように、通話装置１の周囲３６０度方向に、６０度間隔で配設されているマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６の近傍にほぼ等間隔で位置している。
発光ダイオード
後述する話者を決定したことを通報するマイクロフォン選択結果表示装置３０として発光ダイオードＬＥＤ１〜６がマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６の近傍に配置されている。
発光ダイオードＬＥＤ１〜６は上部カバー１１を装着した状態でも、全ての会議参加者Ａ１〜Ａ６から視認可能に設けられている。したがって、上部カバー１１は発光ダイオードＬＥＤ１〜６の発光状態が視認可能なように透明窓が設けられている。もちろん、上部カバー１１に発光ダイオードＬＥＤ１〜６の部分に開口が設けられていてもよいが、マイクロフォン・電子回路収容部２への防塵の観点からは透光窓が好ましい。
後述する話者を決定したことを通報するマイクロフォン選択結果表示装置３０として発光ダイオードＬＥＤ１〜６がマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６の近傍に配置されている。
発光ダイオードＬＥＤ１〜６は上部カバー１１を装着した状態でも、全ての会議参加者Ａ１〜Ａ６から視認可能に設けられている。したがって、上部カバー１１は発光ダイオードＬＥＤ１〜６の発光状態が視認可能なように透明窓が設けられている。もちろん、上部カバー１１に発光ダイオードＬＥＤ１〜６の部分に開口が設けられていてもよいが、マイクロフォン・電子回路収容部２への防塵の観点からは透光窓が好ましい。
プリント基板２１には、後述する各種の信号処理を行うために、第１のディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ１）２５、第２のディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ２）２６、各種電子回路２７〜２９が、マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６が位置する部分以外の空間に配置されている。
本実施の形態においては、ＤＳＰ２５を各種電子回路２７〜２９とともにフィルタ処理、マイクロフォン選択処理などの処理を行う信号処理手段として用い、ＤＳＰ２６をエコーキャンセラーとして用いている。
本実施の形態においては、ＤＳＰ２５を各種電子回路２７〜２９とともにフィルタ処理、マイクロフォン選択処理などの処理を行う信号処理手段として用い、ＤＳＰ２６をエコーキャンセラーとして用いている。
図５は、マイクロプロセッサ２３、コーデック２４、ＤＳＰ２５、ＤＳＰ２６、Ａ／Ｄ変換器ブロック２７、Ｄ／Ａ変換器ブロック２８、増幅器ブロック２９、その他各種電子回路の概略構成図である。
マイクロプロセッサ２３はマイクロフォン・電子回路収容部２の全体制御処理を行う。
コーデック２４は相手方会議室に送信する音声を圧縮符号化する。
ＤＳＰ２５が下記に述べる各種の信号処理、たとえば、フィルタ処理、マイクロフォン選択処理などを行う。
ＤＳＰ２６はエコーキャンセラーとして機能する。
図５においては、Ａ／Ｄ変換器ブロック２７の１例として、４個のＡ／Ｄ変換器２７１〜２７４を例示し、Ｄ／Ａ変換器ブロック２８の１例として、２個のＤ／Ａ変換器２８１〜２８２を例示し、増幅器ブロック２９の１例として、２個の増幅器２９１〜２９２を例示している。
その他、マイクロフォン・電子回路収容部２としては電源回路など各種の回路がプリント基板２１に搭載されている。
マイクロプロセッサ２３はマイクロフォン・電子回路収容部２の全体制御処理を行う。
コーデック２４は相手方会議室に送信する音声を圧縮符号化する。
ＤＳＰ２５が下記に述べる各種の信号処理、たとえば、フィルタ処理、マイクロフォン選択処理などを行う。
ＤＳＰ２６はエコーキャンセラーとして機能する。
図５においては、Ａ／Ｄ変換器ブロック２７の１例として、４個のＡ／Ｄ変換器２７１〜２７４を例示し、Ｄ／Ａ変換器ブロック２８の１例として、２個のＤ／Ａ変換器２８１〜２８２を例示し、増幅器ブロック２９の１例として、２個の増幅器２９１〜２９２を例示している。
その他、マイクロフォン・電子回路収容部２としては電源回路など各種の回路がプリント基板２１に搭載されている。
図４においてプリント基板２１の中心軸Ｃに対してそれぞれ対称（または対向する）位置に一直線上に配設された１対のマイクロフォンＭＣ１−ＭＣ４：ＭＣ２−ＭＣ５：ＭＣ３−Ｍ６が、それぞれ２チャネルのアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２７１〜２７３に入力されている。本実施の形態においては、１個のＡ／Ｄ変換器が２チャネルのアナログ入力信号をディジタル信号に変換する。そこで、中心軸Ｃを挟んで一直線上に位置する２個（１対）のマイクロフォン、たとえば、マイクロフォンＭＣ１とＭＣ４の検出信号を１個のＡ／Ｄ変換器に入力してディジタル信号に変換している。また、本実施の形態においては、相手の会議室に送出する音声の話者を特定するため、一直線上に位置する２個のマイクロフォンの音声の差、音声の大きさなどを参照するから、一直線上に位置する２個のマイクロフォンの信号を同じＡ／Ｄ変換器に入力すると、変換タイミングもほぼ同じになり、２個のマイクロフォンの音声出力の差をとるときにタイミング誤差が少ない、信号処理が容易になるなどの利点がある。
なお、Ａ／Ｄ変換器２７１〜２７４は可変利得型増幅機能付きのＡ／Ｄ変換器２７１〜２７４として構成することもできる。
Ａ／Ｄ変換器２７１〜２７４で変換したマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６の収音信号はＤＳＰ２５に入力されて、後述する各種の信号処理が行われる。
ＤＳＰ２５の処理結果の１つとして、マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６のうちの１つを選択した結果が、マイクロフォン選択結果表示手段３０の１例である発光ダイオードＬＥＤ１〜６に出力される。
なお、Ａ／Ｄ変換器２７１〜２７４は可変利得型増幅機能付きのＡ／Ｄ変換器２７１〜２７４として構成することもできる。
Ａ／Ｄ変換器２７１〜２７４で変換したマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６の収音信号はＤＳＰ２５に入力されて、後述する各種の信号処理が行われる。
ＤＳＰ２５の処理結果の１つとして、マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６のうちの１つを選択した結果が、マイクロフォン選択結果表示手段３０の１例である発光ダイオードＬＥＤ１〜６に出力される。
ＤＳＰ２５の処理結果が、ＤＳＰ２６に出力されてエコーキャンセル処理が行われる。ＤＳＰ２６は、たとえば、エコーキャンセル送話処理部とエコーキャンセル受話部とを有する。
ＤＳＰ２６の処理結果が、Ｄ／Ａ変換器２８１〜２８２でアナログ信号に変換される。Ｄ／Ａ変換器２８１からの出力が、必要に応じて、コーデック２４で符号化されて、増幅器２９１を介して電話回線９２０（図１（Ａ））のラインアウトに出力され、相手方会議室に設置された通話装置１の受話再生スピーカ１６を介して音として出力される。
相手方の会議室に設置された通話装置１からの音声が電話回線９２０（図１（Ａ））のラインインを介して入力され、Ａ／Ｄ変換器２７４においてディジタル信号に変換されて、ＤＳＰ２６に入力されてエコーキャンセル処理に使用される。また、相手方の会議室に設置された通話装置１からの音声は図示しない経路でスピーカ１６に印加されて音として出力される。
Ｄ／Ａ変換器２８２からの出力が増幅器２９２を介してこの通話装置１の受話再生スピーカ１６から音として出力される。すなわち、会議参加者Ａ１〜Ａ６は、上述した受話再生スピーカ１６から相手会議室の選択された話者の音声に加えて、その会議室にいる発言者が発した音声をも受話再生スピーカ１６を介して聞くことが出来る。
ＤＳＰ２６の処理結果が、Ｄ／Ａ変換器２８１〜２８２でアナログ信号に変換される。Ｄ／Ａ変換器２８１からの出力が、必要に応じて、コーデック２４で符号化されて、増幅器２９１を介して電話回線９２０（図１（Ａ））のラインアウトに出力され、相手方会議室に設置された通話装置１の受話再生スピーカ１６を介して音として出力される。
相手方の会議室に設置された通話装置１からの音声が電話回線９２０（図１（Ａ））のラインインを介して入力され、Ａ／Ｄ変換器２７４においてディジタル信号に変換されて、ＤＳＰ２６に入力されてエコーキャンセル処理に使用される。また、相手方の会議室に設置された通話装置１からの音声は図示しない経路でスピーカ１６に印加されて音として出力される。
Ｄ／Ａ変換器２８２からの出力が増幅器２９２を介してこの通話装置１の受話再生スピーカ１６から音として出力される。すなわち、会議参加者Ａ１〜Ａ６は、上述した受話再生スピーカ１６から相手会議室の選択された話者の音声に加えて、その会議室にいる発言者が発した音声をも受話再生スピーカ１６を介して聞くことが出来る。
マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６
図６は各マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６の特性を示すグラフである。
各単一指向特性マイクフォンは発言者からマイクロフォンへの音声の到達角度により図６に図解のように周波数特性、レベル特性が変化する。複数の曲線は、収音信号の周波数が、１００Ｈｚ、１５０Ｈｚ、２００Ｈｚ、３００Ｈｚ、４００Ｈｚ、５００Ｈｚ、７００Ｈｚ、１０００Ｈｚ、１５００Ｈｚ、２０００Ｈｚ、３０００Ｈｚ、４０００Ｈｚ、５０００Ｈｚ、７０００Ｈｚの時の指向性を示している。ただし、図解を簡単にするため、図６は代表的に、１５０Ｈｚ、５００Ｈｚ、１５００Ｈｚ、３０００Ｈｚ、７０００Ｈｚについての指向性を図解している。
図６は各マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６の特性を示すグラフである。
各単一指向特性マイクフォンは発言者からマイクロフォンへの音声の到達角度により図６に図解のように周波数特性、レベル特性が変化する。複数の曲線は、収音信号の周波数が、１００Ｈｚ、１５０Ｈｚ、２００Ｈｚ、３００Ｈｚ、４００Ｈｚ、５００Ｈｚ、７００Ｈｚ、１０００Ｈｚ、１５００Ｈｚ、２０００Ｈｚ、３０００Ｈｚ、４０００Ｈｚ、５０００Ｈｚ、７０００Ｈｚの時の指向性を示している。ただし、図解を簡単にするため、図６は代表的に、１５０Ｈｚ、５００Ｈｚ、１５００Ｈｚ、３０００Ｈｚ、７０００Ｈｚについての指向性を図解している。
図７（Ａ）〜（Ｄ）は音源の位置とマイクロフォンの収音レベルの分析結果を示すグラフであり、通話装置１と所定距離、たとえば、１．５メートルの距離にスピーカを置いて各マイクロフォンが収音した音声を一定時間間隔で高速フーリエ変換（ＦＦＴ）した結果を示している。Ｘ軸が周波数を、Ｙ軸が信号レベルを、Ｚ軸が時間を表している。
図６の指向性を持つマイクロフォンを用いた場合、マイクロフォンの正面に強い指向性を示す。本実施の形態においては、このような特性を活用して、ＤＳＰ２５においてマイクロフォンの選定処理を行う。
図６の指向性を持つマイクロフォンを用いた場合、マイクロフォンの正面に強い指向性を示す。本実施の形態においては、このような特性を活用して、ＤＳＰ２５においてマイクロフォンの選定処理を行う。
本発明のように指向性を持つマイクロフォンではなく無指向性のマイクロフォンを用いた場合、マイクロフォン周辺の全ての音を収音するので発言者の音声と周辺ノイズとのＳ／Ｎ（ＳＮＲ）が混同してあまり良い音が収音できない。これを避けるため、本発明の第１実施の形態においては、指向性マイクロフォン１本で収音することによって周辺のノイズとのＳ／Ｎを改善している。
さらに、マイクロフォンの指向性を得る方法として、複数の無指向性マイクロフォンを使用したマイクアレイを用いることができるが、このような方法では、複数の信号の時間軸（位相）の一致のため複雑な処理を要するため、時間がかかり応答性が低いし、装置構成を複雑になる。すなわち、ＤＳＰの信号処理系にも複雑な信号処理を必要とする。本発明の第１実施の形態は図６に例示した指向性のあるマイクロフォンを用いてそのような問題を解決している。
また、マイクロフォン・アレイ信号を合成して指向性収音マイクロフォンとして利用するためには外形形状が通過周波数特性によって規制され外形形状が大きくなるという不利益がある。本発明はこの問題も解決している。
さらに、マイクロフォンの指向性を得る方法として、複数の無指向性マイクロフォンを使用したマイクアレイを用いることができるが、このような方法では、複数の信号の時間軸（位相）の一致のため複雑な処理を要するため、時間がかかり応答性が低いし、装置構成を複雑になる。すなわち、ＤＳＰの信号処理系にも複雑な信号処理を必要とする。本発明の第１実施の形態は図６に例示した指向性のあるマイクロフォンを用いてそのような問題を解決している。
また、マイクロフォン・アレイ信号を合成して指向性収音マイクロフォンとして利用するためには外形形状が通過周波数特性によって規制され外形形状が大きくなるという不利益がある。本発明はこの問題も解決している。
通話装置の装置構成の効果
上述した構成の通話装置は下記の利点を示す。
（１）等角度で放射状かつ等間隔に配設された偶数個のマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６と受話再生スピーカ１６との位置関係が一定であり、さらにその距離が非常に近いことで受話再生スピーカ１６から出た音が会議室（部屋）環境を経てマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６に戻ってくるレベルより直接戻ってくるレベルが圧倒的に大きく支配的である。そのために、スピーカ１６からマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６に音が到達する特性（信号レベル（強度）、周波数特性（ｆ特）、位相）がいつも同じである。つまり、本発明の実施の形態における通話装置１においてはいつも伝達関数が同じという利点がある。
（２）それ故、話者が異なった時に相手方会議室に送出するマイクロフォンの出力を切り替えた時の伝達関数の変化がなく、マイクロフォンを切り替える都度、マイクロフォン系の利得を調整をする必要がないという利点を有する。換言すれば、本発明の第１実施の形態の通話装置の製造時に一度調整をすると調整をやり直す必要がないという利点がある。
（３）上記と同じ理由で話者が異なった時にマイクロフォンを切り替えても、エコーキャンセラー（ＤＳＰ２６）が一つでよい。ＤＳＰは高価であり、種々の部材が搭載されて空きが少ないプリント基板２１に複数のＤＳＰを配置する必要がなく、プリント基板２１におけるＤＳＰの配置するスペースも少なくてよい。その結果、プリント基板２１、ひいては、本発明の実施の形態の通話装置を小型にできる。
（４）上述したように、受話再生スピーカ１６とマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６間の伝達関数が一定であるため、たとえば、±３ｄＢもあるマイクロフォン自体の感度差調整を通話装置のマイクロフォンユニット単独で出来るという利点がある。感度差調整の詳細は後述する。
（５）通話装置１が搭載されるテーブルは、通常、円いテーブル（円卓）または多角テーブルを用いるが、通話装置１内の一つの受話再生スピーカ１６で均等な品質の音声を軸Ｃを中心として３６０度全方位に均等に分散（拡散）するスピーカシステムが可能になった。
（６）受話再生スピーカ１６から出た音は円卓のテーブル面を伝達して（バウンダリ効果）会議参加者まで有効に能率良く均等に上質な音が届き、会議室の天井方向に対しては対向側の音と位相がキャンセルされて小さな音になり、会議参加者に対して天井方向からの反射音が少なく、結果として参加者に明瞭な音が配給されるという利点がある。
（７）受話再生スピーカ１６から出た音は等角度で放射状かつ等間隔に配設された全てのマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６に同時に同じ音量で届くので発言者の音声なのか受話音声なのかの判断が容易になる。その結果、マイクロフォン選択処理の誤判別が減る。その詳細は後述する。
（８）偶数個、たとえば、６本のマイクロフォンを等角度で放射状かつ等間隔で、対向する１対のマイクロフォンを一直線上に配置したことで方向検出の為のレベル比較が容易に出来る。
（９）ダンパー１８、マイクロフォン支持部材２２Ａ、２２Ｂなどにより、受話再生スピーカ１６の音による振動が、マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６の収音に与える影響を低減することができる。
（１０）図３に図解したように、構造的に、受話再生スピーカ１６の音が直接、マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６には伝搬しない。したがって、この通話装置１においは受話再生スピーカ１６からのノイズの影響が少ない。
上述した構成の通話装置は下記の利点を示す。
（１）等角度で放射状かつ等間隔に配設された偶数個のマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６と受話再生スピーカ１６との位置関係が一定であり、さらにその距離が非常に近いことで受話再生スピーカ１６から出た音が会議室（部屋）環境を経てマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６に戻ってくるレベルより直接戻ってくるレベルが圧倒的に大きく支配的である。そのために、スピーカ１６からマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６に音が到達する特性（信号レベル（強度）、周波数特性（ｆ特）、位相）がいつも同じである。つまり、本発明の実施の形態における通話装置１においてはいつも伝達関数が同じという利点がある。
（２）それ故、話者が異なった時に相手方会議室に送出するマイクロフォンの出力を切り替えた時の伝達関数の変化がなく、マイクロフォンを切り替える都度、マイクロフォン系の利得を調整をする必要がないという利点を有する。換言すれば、本発明の第１実施の形態の通話装置の製造時に一度調整をすると調整をやり直す必要がないという利点がある。
（３）上記と同じ理由で話者が異なった時にマイクロフォンを切り替えても、エコーキャンセラー（ＤＳＰ２６）が一つでよい。ＤＳＰは高価であり、種々の部材が搭載されて空きが少ないプリント基板２１に複数のＤＳＰを配置する必要がなく、プリント基板２１におけるＤＳＰの配置するスペースも少なくてよい。その結果、プリント基板２１、ひいては、本発明の実施の形態の通話装置を小型にできる。
（４）上述したように、受話再生スピーカ１６とマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６間の伝達関数が一定であるため、たとえば、±３ｄＢもあるマイクロフォン自体の感度差調整を通話装置のマイクロフォンユニット単独で出来るという利点がある。感度差調整の詳細は後述する。
（５）通話装置１が搭載されるテーブルは、通常、円いテーブル（円卓）または多角テーブルを用いるが、通話装置１内の一つの受話再生スピーカ１６で均等な品質の音声を軸Ｃを中心として３６０度全方位に均等に分散（拡散）するスピーカシステムが可能になった。
（６）受話再生スピーカ１６から出た音は円卓のテーブル面を伝達して（バウンダリ効果）会議参加者まで有効に能率良く均等に上質な音が届き、会議室の天井方向に対しては対向側の音と位相がキャンセルされて小さな音になり、会議参加者に対して天井方向からの反射音が少なく、結果として参加者に明瞭な音が配給されるという利点がある。
（７）受話再生スピーカ１６から出た音は等角度で放射状かつ等間隔に配設された全てのマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６に同時に同じ音量で届くので発言者の音声なのか受話音声なのかの判断が容易になる。その結果、マイクロフォン選択処理の誤判別が減る。その詳細は後述する。
（８）偶数個、たとえば、６本のマイクロフォンを等角度で放射状かつ等間隔で、対向する１対のマイクロフォンを一直線上に配置したことで方向検出の為のレベル比較が容易に出来る。
（９）ダンパー１８、マイクロフォン支持部材２２Ａ、２２Ｂなどにより、受話再生スピーカ１６の音による振動が、マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６の収音に与える影響を低減することができる。
（１０）図３に図解したように、構造的に、受話再生スピーカ１６の音が直接、マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６には伝搬しない。したがって、この通話装置１においは受話再生スピーカ１６からのノイズの影響が少ない。
変形例
図２〜図３を参照して述べた通話装置１は、下部に受話再生スピーカ１６を配置させ、上部にマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６（および関連する電子回路）を配置させたが、受話再生スピーカ１６とマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６（および関連する電子回路）の位置を、図８に図解したように、上下逆にすることもできる。このような場合でも上述した効果を奏する。
図２〜図３を参照して述べた通話装置１は、下部に受話再生スピーカ１６を配置させ、上部にマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６（および関連する電子回路）を配置させたが、受話再生スピーカ１６とマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６（および関連する電子回路）の位置を、図８に図解したように、上下逆にすることもできる。このような場合でも上述した効果を奏する。
マイクロフォンの本数は６には限定されず、４本、８本などと任意の偶数本のマイクロフォンを等角度で放射状かつ等間隔で軸Ｃを複数対それぞれ一直線に（同方向に）、たとえば、マイクロフォンＭＣ１とＭＣ４のように一直線に配置する。２本のマイクロフォンＭＣ１、ＭＣ４を対向させて一直線に配置する理由は、マイクロフォンの選定して話者を特定するためである。
信号処理内容
以下、主として第１のディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）２５で行う処理内容について述べる。
図９はＤＳＰ２５が行う処理の概要を図解した図である。以下、その概要を述べる。
以下、主として第１のディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）２５で行う処理内容について述べる。
図９はＤＳＰ２５が行う処理の概要を図解した図である。以下、その概要を述べる。
（１）周囲のノイズの測定
初期動作として、好ましくは、通話装置１が設置される周囲のノイズの測定する。
通話装置１は種々の環境（会議室）で使用されうる。マイクロフォンの選択の正確さを期し、通話装置１の性能を高めるために、本発明においては、初期段階において、通話装置１が設置される周囲環境のノイズを測定し、そのノイズの影響をマイクロフォンで収音した信号から排除することを可能とする。
もちろん、通話装置１を同じ会議室で反復して使用するような場合、事前にノイズ測定が行われており、ノイズ状態が変化しないような場合にこの処理は割愛できる。
なお、ノイズ測定は通常状態においても行うことができる。
初期動作として、好ましくは、通話装置１が設置される周囲のノイズの測定する。
通話装置１は種々の環境（会議室）で使用されうる。マイクロフォンの選択の正確さを期し、通話装置１の性能を高めるために、本発明においては、初期段階において、通話装置１が設置される周囲環境のノイズを測定し、そのノイズの影響をマイクロフォンで収音した信号から排除することを可能とする。
もちろん、通話装置１を同じ会議室で反復して使用するような場合、事前にノイズ測定が行われており、ノイズ状態が変化しないような場合にこの処理は割愛できる。
なお、ノイズ測定は通常状態においても行うことができる。
（２）議長の選定
たとえば、通話装置１を双方向会議に使用する場合、それぞれの会議室における議事運営を取りまとめる議長がいることが有益である。したがって、本発明の１態様としては、通話装置１を使用する初期段階において、通話装置１の操作部１５から議長を設定する。議長の設定方法としては、たとえば、操作部１５の近傍に位置する第１マイクロフォンＭＣ１を議長用マイクロフォンとする。もちろん、議長用マイクロフォンを任意のものにすることもできる。
なお、通話装置１を反復して使用する議長が同じ場合はこの処理は割愛できる。あるいは、事前に議長が座る位置のマイクロフォンを決めておいてもよい。その場合はその都度、議長の選定動作は不要である。
もちろん、議長の選定は初期状態に限らず、任意のタイミングで行うことができる。
議長選定の詳細は後述する。
たとえば、通話装置１を双方向会議に使用する場合、それぞれの会議室における議事運営を取りまとめる議長がいることが有益である。したがって、本発明の１態様としては、通話装置１を使用する初期段階において、通話装置１の操作部１５から議長を設定する。議長の設定方法としては、たとえば、操作部１５の近傍に位置する第１マイクロフォンＭＣ１を議長用マイクロフォンとする。もちろん、議長用マイクロフォンを任意のものにすることもできる。
なお、通話装置１を反復して使用する議長が同じ場合はこの処理は割愛できる。あるいは、事前に議長が座る位置のマイクロフォンを決めておいてもよい。その場合はその都度、議長の選定動作は不要である。
もちろん、議長の選定は初期状態に限らず、任意のタイミングで行うことができる。
議長選定の詳細は後述する。
（３）マイクロフォンの感度差調整
初期動作として、好ましくは、受話再生スピーカ１６とマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６との音響結合が等しくなるように、マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６の信号を増幅する増幅部の利得または減衰部の減衰値を自動的に調整する。
感度差調整については後述する。
初期動作として、好ましくは、受話再生スピーカ１６とマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６との音響結合が等しくなるように、マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６の信号を増幅する増幅部の利得または減衰部の減衰値を自動的に調整する。
感度差調整については後述する。
通常処理として下記に例示する各種の処理を行う。
（４）マイクロフォン選択、切り替え処理
１つの会議室において同時に複数の会議参加者が通話すると、音声が入り交じり相手側会議室内の会議参加者Ａ１〜Ａ６にとって聞きにくい。そこで、本発明の第１実施の形態においては、原則として、ある時間帯には１人ずつ通話させる。そのため、ＤＳＰ２５においてマイクロフォンの選択・切り替え処理を行う。
その結果、選択されたマイクロフォンからの通話のみが、電話回線９２０を介して相手方会議室の通話装置１に伝送されてスピーカから出力される。もちろん、図５を参照して述べたように、選択された話者のマイクロフォンの近傍のＬＥＤが点灯し、さらに、その部屋の通話装置１のスピーカからも選択された話者の音声を聞くことができ、誰が許可された話者かを認識することができる。
この処理により、発言者に対向した単一指向性マイクの信号を選択し、送話信号として相手方にＳ／Ｎの良い信号を送ることを目的としている。
（５）選択したマイクロフォンの表示
話者のマイクロフォンが選択され、話すことが許可された会議参加者のマイクロフォンがどれであるかを、会議参加者Ａ１〜Ａ６全員に容易に認識できるように、マイクロフォン選択結果表示手段３０、たとえば、発光ダイオードＬＥＤ１〜６の該当するもの点灯させる。
（６）上述したマイクロフォン選択処理の背景技術として、または、マイクロフォン選択処理を正確に遂行するため下記に例示する各種の信号処理を行う。
（ａ）マイクロフォンの収音信号の帯域分離と、レベル変換処理
（ｂ）発言の開始、終了の判定処理
発言者方向に対向したマイク信号の選択判定開始トリガとして使用するため。
（ｃ）発言者方向マイクロフォンの検出処理
各マイクロフォンの収音信号を分析し、発言者の使用しているマイクロフォンを判定するため。
（ｄ）発言者方向マイクロフォンの切り換えタイミング判定処理、および、検出された発言者に対向したマイク信号の選択切り替え処理
上述した処理結果から選択したマイクロフォンへ切り換えの指示をする。
（ｅ）通常動作時のフロアノイズの測定
〜ＭＣ６に対しそれぞれ選択された発言者の音量レベル平均値と発言終了検出後のノイズレベルを測定し一定時間単位で、発言開始、終了判定閾値レベルを再設定する。
（４）マイクロフォン選択、切り替え処理
１つの会議室において同時に複数の会議参加者が通話すると、音声が入り交じり相手側会議室内の会議参加者Ａ１〜Ａ６にとって聞きにくい。そこで、本発明の第１実施の形態においては、原則として、ある時間帯には１人ずつ通話させる。そのため、ＤＳＰ２５においてマイクロフォンの選択・切り替え処理を行う。
その結果、選択されたマイクロフォンからの通話のみが、電話回線９２０を介して相手方会議室の通話装置１に伝送されてスピーカから出力される。もちろん、図５を参照して述べたように、選択された話者のマイクロフォンの近傍のＬＥＤが点灯し、さらに、その部屋の通話装置１のスピーカからも選択された話者の音声を聞くことができ、誰が許可された話者かを認識することができる。
この処理により、発言者に対向した単一指向性マイクの信号を選択し、送話信号として相手方にＳ／Ｎの良い信号を送ることを目的としている。
（５）選択したマイクロフォンの表示
話者のマイクロフォンが選択され、話すことが許可された会議参加者のマイクロフォンがどれであるかを、会議参加者Ａ１〜Ａ６全員に容易に認識できるように、マイクロフォン選択結果表示手段３０、たとえば、発光ダイオードＬＥＤ１〜６の該当するもの点灯させる。
（６）上述したマイクロフォン選択処理の背景技術として、または、マイクロフォン選択処理を正確に遂行するため下記に例示する各種の信号処理を行う。
（ａ）マイクロフォンの収音信号の帯域分離と、レベル変換処理
（ｂ）発言の開始、終了の判定処理
発言者方向に対向したマイク信号の選択判定開始トリガとして使用するため。
（ｃ）発言者方向マイクロフォンの検出処理
各マイクロフォンの収音信号を分析し、発言者の使用しているマイクロフォンを判定するため。
（ｄ）発言者方向マイクロフォンの切り換えタイミング判定処理、および、検出された発言者に対向したマイク信号の選択切り替え処理
上述した処理結果から選択したマイクロフォンへ切り換えの指示をする。
（ｅ）通常動作時のフロアノイズの測定
〜ＭＣ６に対しそれぞれ選択された発言者の音量レベル平均値と発言終了検出後のノイズレベルを測定し一定時間単位で、発言開始、終了判定閾値レベルを再設定する。
フィルタ処理による各種周波数成分信号の生成
図１０はマイクロフォンで収音した音信号を前処理として、ＤＳＰ２５で行うフィルタリング処理を示す構成図である。図１０は１マイクロフォン（チャネル（１収音信号））分の処理について示す。
各マイクロフォンの収音信号は、たとえば、１００Ｈｚのカットオフ周波数を持つアナログ・ローカットフィルタ１０１で処理され、１００Ｈｚ以下の周波数が除去されたフィルタ処理された音声信号がＡ／Ｄ変換器１０２に出力され、Ａ／Ｄ変換器１０２でディジタル信号に変換された収音信号が、それぞれ７．５ＫＨｚ、４ＫＨｚ、１．５ＫＨｚ、６００Ｈｚ、２５０Ｈｚのカットオフ周波数を持つ、ディジタル・ハイカットフィルタ１０３ａ〜１０３ｅ（総称して１０３）で高周波成分が除去される（ハイカット処理）。ディジタル・ハイカットフィルタ１０３ａ〜１０３ｅの結果はさらに、減算器１０４ａ〜１０４ｄ（総称して１０４）において隣接するディジタル・ハイカットフィルタ１０３ａ〜１０３ｅのフィルタ信号ごとの減算が行われる。
本発明の実施の形態において、ディジタル・ハイカットフィルタ１０３ａ〜１０３ｅおよび減算器１０４ａ〜１０４ｄは、実際はＤＳＰ２５において処理している。Ａ／Ｄ変換器１０２はＡ／Ｄ変換器ブロック２７の１つとして実現できる。
図１０はマイクロフォンで収音した音信号を前処理として、ＤＳＰ２５で行うフィルタリング処理を示す構成図である。図１０は１マイクロフォン（チャネル（１収音信号））分の処理について示す。
各マイクロフォンの収音信号は、たとえば、１００Ｈｚのカットオフ周波数を持つアナログ・ローカットフィルタ１０１で処理され、１００Ｈｚ以下の周波数が除去されたフィルタ処理された音声信号がＡ／Ｄ変換器１０２に出力され、Ａ／Ｄ変換器１０２でディジタル信号に変換された収音信号が、それぞれ７．５ＫＨｚ、４ＫＨｚ、１．５ＫＨｚ、６００Ｈｚ、２５０Ｈｚのカットオフ周波数を持つ、ディジタル・ハイカットフィルタ１０３ａ〜１０３ｅ（総称して１０３）で高周波成分が除去される（ハイカット処理）。ディジタル・ハイカットフィルタ１０３ａ〜１０３ｅの結果はさらに、減算器１０４ａ〜１０４ｄ（総称して１０４）において隣接するディジタル・ハイカットフィルタ１０３ａ〜１０３ｅのフィルタ信号ごとの減算が行われる。
本発明の実施の形態において、ディジタル・ハイカットフィルタ１０３ａ〜１０３ｅおよび減算器１０４ａ〜１０４ｄは、実際はＤＳＰ２５において処理している。Ａ／Ｄ変換器１０２はＡ／Ｄ変換器ブロック２７の１つとして実現できる。
図１１は、図１０を参照して述べたフィルタ処理結果を示す周波数特性図である。このように１つの指向性を持つマイクロフォンで収音した信号から、各種の周波数成分をもつ複数の信号が生成される。
バンドパス・フィルタ処理およびマイク信号レベル変換処理
マイクロフォン選択処理の開始のトリガの１つに発言の開始、終了の判定を行う。そのために使用する信号が、ＤＳＰ２５で行う図１２に図解したバンドパス・フィルタ処理およびレベル変換処理によって得られる。
図１２はマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６で収音した６チャネル（ＣＨ）の入力信号処理中の１ＣＨのみを示す。
ＤＳＰ２５内のバンドパス・フィルタ処理およびレベル変換処理部は、各チャネルのマイクロフォンの収音信号を、それぞれ、たとえば、１００〜６００Ｈｚ、２００〜２５０Ｈｚ、２５０〜６００Ｈｚ、６００〜１５００Ｈｚ、１５００〜４０００Ｈｚ、４０００〜７５００Ｈｚの帯域通過特性を持つバンドパス・フィルタ２０１ａ〜２０１ａ（総称してバンドパス・フィルタ・ブロック２０１）と、元のマイクロフォン収音信号および上記帯域通過収音信号をレベル変換するレベル変換器２０２ａ〜２０２ｇ（総称して、レベル変換ブロック２０２）を有する。
マイクロフォン選択処理の開始のトリガの１つに発言の開始、終了の判定を行う。そのために使用する信号が、ＤＳＰ２５で行う図１２に図解したバンドパス・フィルタ処理およびレベル変換処理によって得られる。
図１２はマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６で収音した６チャネル（ＣＨ）の入力信号処理中の１ＣＨのみを示す。
ＤＳＰ２５内のバンドパス・フィルタ処理およびレベル変換処理部は、各チャネルのマイクロフォンの収音信号を、それぞれ、たとえば、１００〜６００Ｈｚ、２００〜２５０Ｈｚ、２５０〜６００Ｈｚ、６００〜１５００Ｈｚ、１５００〜４０００Ｈｚ、４０００〜７５００Ｈｚの帯域通過特性を持つバンドパス・フィルタ２０１ａ〜２０１ａ（総称してバンドパス・フィルタ・ブロック２０１）と、元のマイクロフォン収音信号および上記帯域通過収音信号をレベル変換するレベル変換器２０２ａ〜２０２ｇ（総称して、レベル変換ブロック２０２）を有する。
各レベル変換部２０２ａ〜２０２ｇは、信号絶対値処理部２０３とピークホールド処理部２０４を有する。したがって、図１２に波形図を例示したように、信号絶対値処理部２０３は破線で示した負の信号が入力されたとき符号を反転して正の信号に変換する。ピークホールド処理部２０４は、信号絶対値処理部２０３の出力信号の最大値を保持する。ただし、本実施の形態では、時間の経過により、保持した最大値は幾分低下していく。もちろん、ピークホールド処理部２０４を改良して、低下分を少なくして長時間最大値を保持可能にすることもできる。
バンドパス・フィルタについて述べる。通話装置１に使用するバンドパス・フィルタは、たとえば、２次ＩＩＲハイカット・フィルタと、マイク信号入力段のローカット・フィルタのみでバンドパス・フィルタを構成している。
本実施の形態においては周波数特性がフラットな信号からハイカットフィルタを通した信号を引き算すれば残りはローカットフィルタを通した信号とほぼ同等になることを利用する。
周波数−レベル特性を合わせる為に、１バンド余分に全体帯域通過のバンドパス・フィルタが必要となるが、必要とするバンドパス・フィルタのバンド数＋１のフィルタ段数とフィルタ係数により必要とされるバンドパスが得られる。今回必要とされるハンドパス・フィルタの帯域周波数はマイク信号１チャネル（ＣＨ）当りで下記６バンドのバンドパス・フィルタとなる。
本実施の形態においては周波数特性がフラットな信号からハイカットフィルタを通した信号を引き算すれば残りはローカットフィルタを通した信号とほぼ同等になることを利用する。
周波数−レベル特性を合わせる為に、１バンド余分に全体帯域通過のバンドパス・フィルタが必要となるが、必要とするバンドパス・フィルタのバンド数＋１のフィルタ段数とフィルタ係数により必要とされるバンドパスが得られる。今回必要とされるハンドパス・フィルタの帯域周波数はマイク信号１チャネル（ＣＨ）当りで下記６バンドのバンドパス・フィルタとなる。
ＢＰ特性 バンドパスフィルタ
BPF1=[100Hz-250Hz] ・・２０１ｂ
BPF2=[250Hz-600Hz] ・・２０１ｃ
BPF3=[600Hz-1.5KHz] ・・２０１ｄ
BPF4=[1.5KHz-4KHz] ・・２０１ｅ
BPF5=[4KHz-7.5KHz] ・・２０１ｆ
BPF6=[100Hz-600Hz] ・・２０１ａ
BPF1=[100Hz-250Hz] ・・２０１ｂ
BPF2=[250Hz-600Hz] ・・２０１ｃ
BPF3=[600Hz-1.5KHz] ・・２０１ｄ
BPF4=[1.5KHz-4KHz] ・・２０１ｅ
BPF5=[4KHz-7.5KHz] ・・２０１ｆ
BPF6=[100Hz-600Hz] ・・２０１ａ
この方法でＤＳＰ２５における上記のＩＩＲ・フィルタの計算プログラムは、６ＣＨ（チャネル）×５（ＩＩＲ・フィルタ) ＝３０のみである。
従来のバンドパス・フィルタの構成と対比する。バンドパス・フィルタの構成は２次ＩＩＲフィルタを使用するとして、本発明のように６本のマイク信号にそれぞれ６バンドのバンドパス・フィルタを用意すると、従来方法では、６×６×２＝７２回路のＩＩＲ・フィルタ処理が必要になる。この処理には、最新の優秀なＤＳＰでもかなりのプログラム処理を要し他の処理への影響が出る。
本発明の実施の形態においては、100Hzのローカット・フィルタは入力段のアナログフィルタで処理する。用意する２次ＩＩＲハイカット・フィルタのカットオフ周波数は、250Hz,600Hz,1.5KHz,4KHz,7.5KHzの５種類である。このうちのカットオフ周波数7.5KHzのハイカット・フィルタは、実はサンプリング周波数が 16KHzなので必要が無いが、減算処理の過程で、ＩＩＲフィルタの位相回りの影響で、バンドパス・フィルタの出力レベルが減少する現象を軽減する為に意図的に被減数の位相を回す（回転させて変化させる）。
従来のバンドパス・フィルタの構成と対比する。バンドパス・フィルタの構成は２次ＩＩＲフィルタを使用するとして、本発明のように６本のマイク信号にそれぞれ６バンドのバンドパス・フィルタを用意すると、従来方法では、６×６×２＝７２回路のＩＩＲ・フィルタ処理が必要になる。この処理には、最新の優秀なＤＳＰでもかなりのプログラム処理を要し他の処理への影響が出る。
本発明の実施の形態においては、100Hzのローカット・フィルタは入力段のアナログフィルタで処理する。用意する２次ＩＩＲハイカット・フィルタのカットオフ周波数は、250Hz,600Hz,1.5KHz,4KHz,7.5KHzの５種類である。このうちのカットオフ周波数7.5KHzのハイカット・フィルタは、実はサンプリング周波数が 16KHzなので必要が無いが、減算処理の過程で、ＩＩＲフィルタの位相回りの影響で、バンドパス・フィルタの出力レベルが減少する現象を軽減する為に意図的に被減数の位相を回す（回転させて変化させる）。
ＤＳＰ２５におけるフィルタ処理は１段目の処理としてハイパス・フィルタ処理、２段目の処理として１段目のハイパス・フィルタ処理結果からの減算処理を行う。図１１はその信号処理結果のイメージ周波数特性図である。下記〔ｘ〕は図１１における各処理ケースを示す。
第一段階
〔１〕全体帯域通過フィルタ用として、入力信号を7.5KHzのハイカットフィルタを通す。このフィルタ出力信号は入力のアナログのローカット合わせにより [100Hz-7.5KHz] のバンドパス・フィルタ出力となる。
〔１〕全体帯域通過フィルタ用として、入力信号を7.5KHzのハイカットフィルタを通す。このフィルタ出力信号は入力のアナログのローカット合わせにより [100Hz-7.5KHz] のバンドパス・フィルタ出力となる。
〔２〕入力信号を4KHzのハイカットフィルタに通す。このフィルタ出力信号は入力のアナログのローカットフィルタとの組み合わせにより [100Hz-4KHz] のドパス・フィルタ出力となる。
〔３〕入力信号を1.5KHzのハイカットフィルタを通す。このフィルタ出力信号は入力のアナログのローカットフィルタとの組み合わせにより [100Hz-1.5KHz] は入力のアナログのローカットフィルタとの組み合わせにより [100Hz-1.5KHz] 入力のアナログのローカットフィルタとの組み合わせにより [100Hz-1.5KHz] のバンドパス・フィルタ出力となる。
〔４〕入力信号を600KHzのハイカットフィルタを通す。このフィルタ出力信号は入力のアナログのローカットフィルタとの組み合わせにより [100Hz-600Hz]のバンドパス・フィルタ出力となる。
〔５〕入力信号を250KHzのハイカットフィルタを通す。このフィルタ出力信号は入力のアナログのローカットフィルタとの組み合わせにより [100Hz-250Hz]のバンドパス・フィルタ出力となる。
第二段階
〔１〕バンドパス・フィルタ(BPF5=[4KHz〜7.5KHz])は、フィルタ出力[1]-[2]([100Hz〜7.5KHz] - [100Hz〜4KHz])の処理を実行すると上記信号出力[4KHz〜7.5KHz]となる。
〔２〕バンドパス・フィルタ(BPF4=[1.5KHz〜4KHz])は、フィルタ出力[2]-[3]([100Hz〜4KHz] - [100Hz〜1.5KHz])の処理を実行すると、上記信号出力[1.5KHz〜4KHz]となる。
〔３〕バンドパス・フィルタ(BPF3=[600Hz〜1.5KHz])は、フィルタ出力[3]-[4]([100Hz〜1.5KHz] - [100Hz〜600Hz])の処理を実行すると、上記信号出力[600Hz〜1.5KHz]となる。
〔４〕バンドパス・フィルタ(BPF2=[250Hz〜600Hz])は、フィルタ出力[4]-[5]([100Hz〜600Hz] - [100Hz〜250Hz]) の処理を実行すると上記信号出力[250Hz〜600Hz]となる。
〔５〕バンドパス・フィルタ(BPF1=[100Hz〜250Hz])は上記[5]の信号をそのままで出力信号[5]とする。
〔６〕バンドパス・フィルタ(BPF6=[100Hz〜600Hz])は[4]の信号をそのままで上記（４）の出力信号とする。
ＤＳＰ２５における以上の処理で必要とされるバンドパス・フィルタ出力が得られる。
〔１〕バンドパス・フィルタ(BPF5=[4KHz〜7.5KHz])は、フィルタ出力[1]-[2]([100Hz〜7.5KHz] - [100Hz〜4KHz])の処理を実行すると上記信号出力[4KHz〜7.5KHz]となる。
〔２〕バンドパス・フィルタ(BPF4=[1.5KHz〜4KHz])は、フィルタ出力[2]-[3]([100Hz〜4KHz] - [100Hz〜1.5KHz])の処理を実行すると、上記信号出力[1.5KHz〜4KHz]となる。
〔３〕バンドパス・フィルタ(BPF3=[600Hz〜1.5KHz])は、フィルタ出力[3]-[4]([100Hz〜1.5KHz] - [100Hz〜600Hz])の処理を実行すると、上記信号出力[600Hz〜1.5KHz]となる。
〔４〕バンドパス・フィルタ(BPF2=[250Hz〜600Hz])は、フィルタ出力[4]-[5]([100Hz〜600Hz] - [100Hz〜250Hz]) の処理を実行すると上記信号出力[250Hz〜600Hz]となる。
〔５〕バンドパス・フィルタ(BPF1=[100Hz〜250Hz])は上記[5]の信号をそのままで出力信号[5]とする。
〔６〕バンドパス・フィルタ(BPF6=[100Hz〜600Hz])は[4]の信号をそのままで上記（４）の出力信号とする。
ＤＳＰ２５における以上の処理で必要とされるバンドパス・フィルタ出力が得られる。
入力されたマイクロフォンの収音信号ＭＩＣ１〜ＭＩＣ６は、ＤＳＰ２５において、全帯域の音圧レベル、バンドパス・フィルタを通過した６帯域の音圧レベルとして表１のように常時更新される。
表１において、たとえば、L1-1はマイクロフォンＭＣ１の収音信号が第１バンドパス・フィルタ２０１ａを通過したときのピークレベルを示す。
発言の開始、終了判定は、図１２に図示した100Hz〜600Hzのバンドパス・フィルタ２０１ａを通過し、レベル変換部２０２ｂで音圧レベル変換されたマイクロフォン収音信号を用いる。
発言の開始、終了判定は、図１２に図示した100Hz〜600Hzのバンドパス・フィルタ２０１ａを通過し、レベル変換部２０２ｂで音圧レベル変換されたマイクロフォン収音信号を用いる。
従来のバンドパス・フィルタの構成は、バンドパス・フィルタ１段当りにハイ・パスフィルタとロー・パスフィルタの組み合わせで行うので、本実施の形態で使用する仕様の３６回路のバンドパス・フィルタを構築すると７２回路のフィルタ処理が必要となる。これに対して本発明の実施の形態のフィルタ構成は上述したように簡単になる。
発言の開始・終了判定処理
第１のディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ１）２５は、音圧レベル検出部から出力される値を元に、図１３に図解したように、マイクロフォン収音信号レベルがフロアノイズより上昇し、発言開始レベルの閾値を越した場合発言開始と判定し、その後開始レベルの閾値よりも高いレベルが継続した場合発言中、発言終了の閾値よりレベルが下がった場合をフロアノイズと判定し、発言終了判定時間、たとえば、０．５秒間継続した場合発言終了と判定する。
発言の開始、終了判定は、図１２に図解したマイク信号変換処理部２０２ｂで音圧レベル変換された１００Ｈｚ〜６００Ｈｚのバンドパス・フィルタを通過した音圧レベルデータ（マイク信号レベル（１））が図１３に例示した閾値レベル以上になった時から発言開始と判定する。
ＤＳＰ２５は、頻繁なマイクロフォン切り替えに伴う動作不良を回避するため、発言開始を検出してから、発言終了判定時間、たとえば、０．５秒間は次の発言開始を検出しないようにしている。
第１のディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ１）２５は、音圧レベル検出部から出力される値を元に、図１３に図解したように、マイクロフォン収音信号レベルがフロアノイズより上昇し、発言開始レベルの閾値を越した場合発言開始と判定し、その後開始レベルの閾値よりも高いレベルが継続した場合発言中、発言終了の閾値よりレベルが下がった場合をフロアノイズと判定し、発言終了判定時間、たとえば、０．５秒間継続した場合発言終了と判定する。
発言の開始、終了判定は、図１２に図解したマイク信号変換処理部２０２ｂで音圧レベル変換された１００Ｈｚ〜６００Ｈｚのバンドパス・フィルタを通過した音圧レベルデータ（マイク信号レベル（１））が図１３に例示した閾値レベル以上になった時から発言開始と判定する。
ＤＳＰ２５は、頻繁なマイクロフォン切り替えに伴う動作不良を回避するため、発言開始を検出してから、発言終了判定時間、たとえば、０．５秒間は次の発言開始を検出しないようにしている。
マイクロフォン選択
ＤＳＰ２５は、相互通話システムにおける発言者方向検出および発言者に対向したマイク信号の自動選択を、発言レベルの高いほうから順に選択していく、いわゆる、「星取表方式」に基づいて行う。「星取表方式」の詳細は後述する。
図１４は通話装置１の動作形態を図解したグラフである。
図１５は通話装置１の通常処理を示すフローチャートである。
ＤＳＰ２５は、相互通話システムにおける発言者方向検出および発言者に対向したマイク信号の自動選択を、発言レベルの高いほうから順に選択していく、いわゆる、「星取表方式」に基づいて行う。「星取表方式」の詳細は後述する。
図１４は通話装置１の動作形態を図解したグラフである。
図１５は通話装置１の通常処理を示すフローチャートである。
通話装置１はマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６からの収音信号に応じて音声信号監視処理を行い、発言開始・終了判定を行い、発言方向判定を行い、マイクロフォン選択を行い、その結果をマイクロフォン選択結果表示手段３０、たとえば、発光ダイオードＬＥＤ１〜６に表示する。
以下、図１５のフローチャートを参照して通話装置１におけるＤＳＰ２５を主体として動作を述べる。なお、マイクロフォン・電子回路収容部２の全体制御はマイクロプロセッサ２３によって行われるが、以下、ＤＳＰ２５の処理を中心に述べる。
以下、図１５のフローチャートを参照して通話装置１におけるＤＳＰ２５を主体として動作を述べる。なお、マイクロフォン・電子回路収容部２の全体制御はマイクロプロセッサ２３によって行われるが、以下、ＤＳＰ２５の処理を中心に述べる。
ステップ１：レベル変換信号の監視
マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６で収音した信号はそれぞれ、図１１〜図１２を参照して述べた、バンドパス・フィルタ・ブロック２０１、レベル変換ブロック２０２において、７種類のレベルデータとして変換されているから、ＤＳＰ２５は各マイクロフォン収音信号についての７種類の信号を常時監視する。
その監視結果に基づいて、ＤＳＰ２５は、発言者方向検出処理１、発言者方向検出処理２、発言開始・終了判定処理のいずれかの処理に移行する。
マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６で収音した信号はそれぞれ、図１１〜図１２を参照して述べた、バンドパス・フィルタ・ブロック２０１、レベル変換ブロック２０２において、７種類のレベルデータとして変換されているから、ＤＳＰ２５は各マイクロフォン収音信号についての７種類の信号を常時監視する。
その監視結果に基づいて、ＤＳＰ２５は、発言者方向検出処理１、発言者方向検出処理２、発言開始・終了判定処理のいずれかの処理に移行する。
ステップ２：発言開始・終了判定処理
ＤＳＰ２５は図１３を参照して、さらに下記に詳述する方法に従って、発言の開始、終了の判定を行う。ＤＳＰ２５が処理が発言開始を検出した場合、ステップ４の発言者方向の判定処理へ発言開始検出を知らせる。
なお、ステップ２における発言の開始、終了の判定処理が発言レベルが発言終了レベルより小さくなった時、発言終了判定時間（たとえば、0.5秒）のタイマを起動し発言終了判定時間、発言レベルが発言終了レベルより小さい時、発言終了と判定する。
発言終了判定時間以内に発言終了レベルより大きくなったら再び発言終了レベルより小さくなるまで待機する。
ＤＳＰ２５は図１３を参照して、さらに下記に詳述する方法に従って、発言の開始、終了の判定を行う。ＤＳＰ２５が処理が発言開始を検出した場合、ステップ４の発言者方向の判定処理へ発言開始検出を知らせる。
なお、ステップ２における発言の開始、終了の判定処理が発言レベルが発言終了レベルより小さくなった時、発言終了判定時間（たとえば、0.5秒）のタイマを起動し発言終了判定時間、発言レベルが発言終了レベルより小さい時、発言終了と判定する。
発言終了判定時間以内に発言終了レベルより大きくなったら再び発言終了レベルより小さくなるまで待機する。
ステップ３：発言者方向の検出処理
ＤＳＰ２５における発言者方向の検出処理は、常時発言者方向をサーチし続けて行う。その後、ステップ４の発言者方向の判定処理へデータを供給する。
ＤＳＰ２５における発言者方向の検出処理は、常時発言者方向をサーチし続けて行う。その後、ステップ４の発言者方向の判定処理へデータを供給する。
ステップ４：発言者方向マイクの切り換え処理
ＤＳＰ２５に発言者方向マイクの切り換え処理におけるタイミング判定処理はステップ２の処理とステップ３の処理の結果から、その時の発言者検出方向と今まで選択していた発言者方向が違う場合に、新たな発言者方向のマイク選択をステップ４のマイク信号切り換え処理へ指示する。
ただし、議長のマイクロフォンが操作部１５から設定されていて、議長のマイクロフォンと他の会議参加者とが同時的に発言がある場合、議長の発言を優先する。
この時に、選択されたマイク情報をマイクロフォン選択結果表示手段３０、たとえば、発光ダイオードＬＥＤ１〜６に表示する。
ＤＳＰ２５に発言者方向マイクの切り換え処理におけるタイミング判定処理はステップ２の処理とステップ３の処理の結果から、その時の発言者検出方向と今まで選択していた発言者方向が違う場合に、新たな発言者方向のマイク選択をステップ４のマイク信号切り換え処理へ指示する。
ただし、議長のマイクロフォンが操作部１５から設定されていて、議長のマイクロフォンと他の会議参加者とが同時的に発言がある場合、議長の発言を優先する。
この時に、選択されたマイク情報をマイクロフォン選択結果表示手段３０、たとえば、発光ダイオードＬＥＤ１〜６に表示する。
ステップ５：マイクロフォン収音信号の伝送
マイクロフォン信号切り換え処理は６本のマイクロフォン信号の中からステップ４処理により選択されたマイクロフォン信号のみを送話信号として、通話装置１から電話回線９２０を介して相手側の通話装置に伝送するため、図５に図解した電話回線９２０のラインアウトへ出力する。
マイクロフォン信号切り換え処理は６本のマイクロフォン信号の中からステップ４処理により選択されたマイクロフォン信号のみを送話信号として、通話装置１から電話回線９２０を介して相手側の通話装置に伝送するため、図５に図解した電話回線９２０のラインアウトへ出力する。
発言開始レベル閾値、発言終了閾値の設定
処理１：電源を投入直後に各マイクロフォンそれぞれの所定時間、たとえば、１秒間分のフロアノイズを測定する。
ＤＳＰ２５は、音圧レベル検出部のピークホールドされたレベル値を一定時間間隔、本実施の形態では、たとえば、10mSec間隔で読み出し、所定時間、たとえば、１分間の値の平均値を算出しフロアノイズとする。
ＤＳＰ２５は測定されたフロアノイズレベルを元に発言開始の検出レベル（フロアノイズ +9dB)、発言終了の検出レベルの閾値（フロアノイズ＋６ｄＢ）を決定する。ＤＳＰ２５は、以後も、音圧レベル検出器のピークホールドされたレベル値を一定時間間隔で読み出す。
発言終了と判定された時は、ＤＳＰ２５は、フロアノイズの測定として働き、発言開始の検出し、発言終了の検出レベルの閾値を更新する。
処理１：電源を投入直後に各マイクロフォンそれぞれの所定時間、たとえば、１秒間分のフロアノイズを測定する。
ＤＳＰ２５は、音圧レベル検出部のピークホールドされたレベル値を一定時間間隔、本実施の形態では、たとえば、10mSec間隔で読み出し、所定時間、たとえば、１分間の値の平均値を算出しフロアノイズとする。
ＤＳＰ２５は測定されたフロアノイズレベルを元に発言開始の検出レベル（フロアノイズ +9dB)、発言終了の検出レベルの閾値（フロアノイズ＋６ｄＢ）を決定する。ＤＳＰ２５は、以後も、音圧レベル検出器のピークホールドされたレベル値を一定時間間隔で読み出す。
発言終了と判定された時は、ＤＳＰ２５は、フロアノイズの測定として働き、発言開始の検出し、発言終了の検出レベルの閾値を更新する。
この方法によれば、この閾値設定はマイクロフォンの置かれた位置のフロアノイズレベルがそれぞれ違うので各マイクロフォンにそれぞれ閾値が設定出来され、ノイズ音源によるマイクロフォンの選択における誤判定を防げる。
処理２：周辺ノイズ（フロアノイズの大きい）部屋への対応
処理２は処理１ではフロアノイズが大きく自動で閾値レベルを更新されると、発言開始、終了検出がしにくい時の対策として下記を行う。
ＤＳＰ２５は、予測されるフロアノイズレベルを元に発言開始の検出レベル、発言終了の検出レベルの閾値を決定する。
ＤＳＰ２５は、発言開始閾値レベルは発言終了閾値レベルより大きく（たとえば、３dB以上の差)に設定する。
ＤＳＰ２５は、音圧レベル検出器でピークホールドされたレベル値を一定時間間隔で読み出す。
処理２は処理１ではフロアノイズが大きく自動で閾値レベルを更新されると、発言開始、終了検出がしにくい時の対策として下記を行う。
ＤＳＰ２５は、予測されるフロアノイズレベルを元に発言開始の検出レベル、発言終了の検出レベルの閾値を決定する。
ＤＳＰ２５は、発言開始閾値レベルは発言終了閾値レベルより大きく（たとえば、３dB以上の差)に設定する。
ＤＳＰ２５は、音圧レベル検出器でピークホールドされたレベル値を一定時間間隔で読み出す。
この方法によれば、この閾値設定は閾値が全てのマイクロフォンに対して同じ値なので、ノイズ源を背にした人と、そうでない人とで声の大きさが同程度で発言開始が認識できる。
発言開始判定
処理１、６個のマイクロフォンに対応した音圧レベル検出器の出力レベルと、発言開始レベルの閾値を比較し発言開始レベルの閾値を越した場合発言開始と判定する。
ＤＳＰ２５は、全てのマイクロフォンに対応した音圧レベル検出器の出力レベルが、発言開始レベルの閾値を越した場合は、受話再生スピーカ１６からの信号であると判定し、発言開始とは判定しない。なぜなら、受話再生スピーカ１６と全てのマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６との距離は同じであるから、受話再生スピーカ１６からの音は全てのマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６にほぼ均等に到達するからである。
処理１、６個のマイクロフォンに対応した音圧レベル検出器の出力レベルと、発言開始レベルの閾値を比較し発言開始レベルの閾値を越した場合発言開始と判定する。
ＤＳＰ２５は、全てのマイクロフォンに対応した音圧レベル検出器の出力レベルが、発言開始レベルの閾値を越した場合は、受話再生スピーカ１６からの信号であると判定し、発言開始とは判定しない。なぜなら、受話再生スピーカ１６と全てのマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６との距離は同じであるから、受話再生スピーカ１６からの音は全てのマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６にほぼ均等に到達するからである。
処理２、図４に図解した６個のマイクロフォンについての６０度の等角度で放射状かつ等間隔の配置で、指向性軸を反対方向に１８０度ずらした単一指向性マイクロフォン２本（マイクロフォンＭＣ１とＭＣ４、マイクロフォンＭＣ２とＭＣ５、マイクロフォンＭＣ３とＭＣ６）の３組構成し、マイクロフォン信号のレベル差を利用する。すなわち下記の演算を実行する。
（マイク１の信号レベル−マイク４の信号レベル）の絶対値・・・[１]
（マイク２の信号レベル−マイク５の信号レベル）の絶対値・・・[２]
（マイク３の信号レベル−マイク６の信号レベル）の絶対値・・・[３]
（マイク２の信号レベル−マイク５の信号レベル）の絶対値・・・[２]
（マイク３の信号レベル−マイク６の信号レベル）の絶対値・・・[３]
ＤＳＰ２５は上記絶対値[１],[２],[３]と発言開始レベルの閾値を比較し発言開始レベルの閾値を越した場合発言開始と判定する。
この処理の場合、処理１のように全ての絶対値が発言開始レベルの閾値より大きくなることは無いので（受話再生スピーカ１６からの音が全てのマイクロフォンに等しく到達するから）、受話再生スピーカ１６からの音か話者からの音声かの判定は不要になる。
この処理の場合、処理１のように全ての絶対値が発言開始レベルの閾値より大きくなることは無いので（受話再生スピーカ１６からの音が全てのマイクロフォンに等しく到達するから）、受話再生スピーカ１６からの音か話者からの音声かの判定は不要になる。
発言者方向の検出処理
発言者方向の検出には図６に例示した単一指向性マイクロフォンの特性を利用する。単一指向特性マイクロフォンは発言者からマイクロフォンへの音声の到達角度により図６に例示したように、周波数特性、レベル特性が変化する。その結果を図７（Ａ）〜（Ｃ）に例示した。図７（Ａ）〜（Ｃ）は、通話装置１から所定距離、たとえば、１．５メートルの距離にスピーカーを置いて各マイクロフォンが収音した音声を一定時間間隔で高速フーリエ変換（ＦＦＴ）した結果を示す。Ｘ軸が周波数を、Ｙ軸が信号レベルを、Ｚ軸が時間を表している。横線は、バンドパス・フィルタのカットオフ周波数を表し、この線にはさまれた周波数帯域のレベルが、図１０〜図１２を参照して述べたマイクロフォン信号レベル変換処理からの５バンドのバンドパス・フィルタを通した音圧レベルに変換されたデータとなる。
発言者方向の検出には図６に例示した単一指向性マイクロフォンの特性を利用する。単一指向特性マイクロフォンは発言者からマイクロフォンへの音声の到達角度により図６に例示したように、周波数特性、レベル特性が変化する。その結果を図７（Ａ）〜（Ｃ）に例示した。図７（Ａ）〜（Ｃ）は、通話装置１から所定距離、たとえば、１．５メートルの距離にスピーカーを置いて各マイクロフォンが収音した音声を一定時間間隔で高速フーリエ変換（ＦＦＴ）した結果を示す。Ｘ軸が周波数を、Ｙ軸が信号レベルを、Ｚ軸が時間を表している。横線は、バンドパス・フィルタのカットオフ周波数を表し、この線にはさまれた周波数帯域のレベルが、図１０〜図１２を参照して述べたマイクロフォン信号レベル変換処理からの５バンドのバンドパス・フィルタを通した音圧レベルに変換されたデータとなる。
本発明の第１実施の形態としての通話装置１における発言者方向の検出のために実際の処理として適用した判定方法を述べる。
各帯域バンドパス・フィルタの出力レベルに対しそれぞれ適切な重み付け処理（１ｄＢフルスパン（1dBFs）ステップなら0dBFsの時０、-3dBFsなら３というように、又はこの逆に）を行う。この重み付けのステップで処理の分解能が決まる。
１サンプルクロック毎に上記の重み付け処理を実行し、各マイクの重み付けされた得点を加算して一定サンプル数で平均値化して合計点の小さい（大きい）マイク信号を発言者に対向したマイクロフォンと判定する。この結果をイメージ化したものが下記表２である。
各帯域バンドパス・フィルタの出力レベルに対しそれぞれ適切な重み付け処理（１ｄＢフルスパン（1dBFs）ステップなら0dBFsの時０、-3dBFsなら３というように、又はこの逆に）を行う。この重み付けのステップで処理の分解能が決まる。
１サンプルクロック毎に上記の重み付け処理を実行し、各マイクの重み付けされた得点を加算して一定サンプル数で平均値化して合計点の小さい（大きい）マイク信号を発言者に対向したマイクロフォンと判定する。この結果をイメージ化したものが下記表２である。
表２に例示したこの例では一番合計点が小さいのは第１マイクロフォンＭＣ１なので、ＤＳＰ２５は第１マイクロフォンＭＣ１の方向に音源が有る（話者がいる）と判定する。ＤＳＰ２５はその結果を音源方向マイク番号という形で保持する。
上述したように、ＤＳＰ２５は各マイクロフォン毎の周波数帯域のバンドパス・フィルタの出力レベルに重み付けを付けを実行し、各帯域バンドパス・フィルタの出力の、得点の小さい（または大きい）マイクロフォン信号順に順位をつけ、１位の順位が３つの帯域以上に有るマイク信号を発言者に対向したマイクロフォンと判定する。そして、ＤＳＰ２５は第１マイクロフォンＭＣ１の方向に音源が有る（話者がいる）として、下記表３のような成績表を作成する。これを星取り表と呼ぶ。
上述したように、ＤＳＰ２５は各マイクロフォン毎の周波数帯域のバンドパス・フィルタの出力レベルに重み付けを付けを実行し、各帯域バンドパス・フィルタの出力の、得点の小さい（または大きい）マイクロフォン信号順に順位をつけ、１位の順位が３つの帯域以上に有るマイク信号を発言者に対向したマイクロフォンと判定する。そして、ＤＳＰ２５は第１マイクロフォンＭＣ１の方向に音源が有る（話者がいる）として、下記表３のような成績表を作成する。これを星取り表と呼ぶ。
実際には部屋の特性により音の反射や定在波の影響で、必ずしも第１マイクロフォンＭＣ１の成績が全てのバンドパス・フィルタの出力で一番となるとは限らないが、５バンド中の過半数が１位であれば第１マイクロフォンＭＣ１の方向に音源が有る（話者がいる）と判定することができる。ＤＳＰ２５はその結果を音源方向マイクロフォン番号という形で保持する。
ＤＳＰ２５は各マイクロフォンの各帯域バンドパス・フィルタの出力レベルデータを下記表９に示した形態で合計し、レベルの高いマイクロフォン信号を発言者に対向したマイクロフォンと判定し、その結果を音源方向マイクロフォン番号という形で保持する。
MIC1 Level = L1-1 + L1-2 + L1-3 + L1-4 + L1-5
MIC2 Level = L2-1 + L2-2 + L2-3 + L2-4 + L2-5
MIC3 Level = L3-1 + L3-2 + L3-3 + L3-4 + L3-5
MIC4 Level = L4-1 + L4-2 + L4-3 + L4-4 + L4-5
MIC5 Level = L5-1 + L5-2 + L5-3 + L5-4 + L5-5
MIC6 Level = L6-1 + L6-2 + L6-3 + L6-4 + L6-5
MIC2 Level = L2-1 + L2-2 + L2-3 + L2-4 + L2-5
MIC3 Level = L3-1 + L3-2 + L3-3 + L3-4 + L3-5
MIC4 Level = L4-1 + L4-2 + L4-3 + L4-4 + L4-5
MIC5 Level = L5-1 + L5-2 + L5-3 + L5-4 + L5-5
MIC6 Level = L6-1 + L6-2 + L6-3 + L6-4 + L6-5
発言者方向マイクの切り換えタイミング判定処理
図１５のステップ２の発言開始判定結果により起動し、ステップ３の発言者方向の検出処理結果と過去の選択情報から新しい発言者のマイクロフォンが検出された時、ＤＳＰ２５は、ステップ５のマイクロフォン信号の選択切り替え処理へマイクロフォン信号の切り換えコマンドを発効すると共に、マイクロフォン選択結果表示手段３０（発光ダイオードＬＥＤ１〜６）へ発言者のマイクロフォンが切り替わったことを通知し、発言者に自分の発言に対し通話装置１が応答した事を知らせる。
図１５のステップ２の発言開始判定結果により起動し、ステップ３の発言者方向の検出処理結果と過去の選択情報から新しい発言者のマイクロフォンが検出された時、ＤＳＰ２５は、ステップ５のマイクロフォン信号の選択切り替え処理へマイクロフォン信号の切り換えコマンドを発効すると共に、マイクロフォン選択結果表示手段３０（発光ダイオードＬＥＤ１〜６）へ発言者のマイクロフォンが切り替わったことを通知し、発言者に自分の発言に対し通話装置１が応答した事を知らせる。
反響の大きい部屋で、反射音や定在波の影響を除くため、ＤＳＰ２５は、マイクロフォンを切り換えてから発言終了判定時間（たとえば、0.5 秒)経過しないと、新しいマイク選択コマンドの発効は禁止する。
図１５のステップ１のマイクロフォン信号レベル変換処理結果、および、ステップ３の発言者方向の検出処理結果から、本実施の形態においては、マイクロフォン選択切り替えタイミングは２通りを準備する。
図１５のステップ１のマイクロフォン信号レベル変換処理結果、および、ステップ３の発言者方向の検出処理結果から、本実施の形態においては、マイクロフォン選択切り替えタイミングは２通りを準備する。
第１の方法：発言開始が明らかに判定できる時
選択されていたマイクロフォンの方向からの発言が終了し新たに別の方向から発言があった場合。
この場合は、ＤＳＰ２５は、全てのマイクロフォン信号レベル(１)とマイクロフォン信号レベル(２)が発言終了閾値レベル以下になってから発言終了判定時間（たとえば、0.5
秒)以上経過してから発言が開始され、どれかのマイクロフォン信号レベル(１)が発言開始閾値レベル以上になった時発言が開始されたと判断し、音源方向マイクロフォン番号の情報を元に発言者方向に対向したマイクロフォンを正当な収音マイクロフォンと決定し、ステップ５のマイクロフォン信号選択切り替え処理を開始する。
選択されていたマイクロフォンの方向からの発言が終了し新たに別の方向から発言があった場合。
この場合は、ＤＳＰ２５は、全てのマイクロフォン信号レベル(１)とマイクロフォン信号レベル(２)が発言終了閾値レベル以下になってから発言終了判定時間（たとえば、0.5
秒)以上経過してから発言が開始され、どれかのマイクロフォン信号レベル(１)が発言開始閾値レベル以上になった時発言が開始されたと判断し、音源方向マイクロフォン番号の情報を元に発言者方向に対向したマイクロフォンを正当な収音マイクロフォンと決定し、ステップ５のマイクロフォン信号選択切り替え処理を開始する。
第２の方法：発言継続中に新たに別の方向からより大きな声の発言があった場合
この場合はＤＳＰ２５は発言開始（マイクロフォン信号レベル(１)が閾値レベル以上になった時）から発言終了判定時間（たとえば、0.5 秒)以上経過してから判定処理を開始する。
発言終了検出前に、３の処理からの音源方向マイクロフォン番号が変更になり、安定していると判定された場合、ＤＳＰ２５は音源方向マイクロフォン番号に相当するマイクロフォンに現在選択されている発言者よりも大声で発言している話者がいると判断し、その音源方向マイクロフォンを正当な収音マイクロフォンと決定し、ステップ５のマイクロフォン信号選択切り替え処理を起動する。
この場合はＤＳＰ２５は発言開始（マイクロフォン信号レベル(１)が閾値レベル以上になった時）から発言終了判定時間（たとえば、0.5 秒)以上経過してから判定処理を開始する。
発言終了検出前に、３の処理からの音源方向マイクロフォン番号が変更になり、安定していると判定された場合、ＤＳＰ２５は音源方向マイクロフォン番号に相当するマイクロフォンに現在選択されている発言者よりも大声で発言している話者がいると判断し、その音源方向マイクロフォンを正当な収音マイクロフォンと決定し、ステップ５のマイクロフォン信号選択切り替え処理を起動する。
検出された発言者に対向したマイク信号の選択切り替え処理
ＤＳＰ２５は図１５のステップ４の発言者方向マイクロフォンの切り換えタイミング判定処理からのコマンドで選択判定されたコマンドにより起動する。
ＤＳＰ２５のマイクロフォン信号の選択切り替え処理は、図１６に図解したように、６回路の乗算器と６入力の加算器で構成する。マイクロフォン信号を選択する為には、ＤＳＰ２５は選択したいマイクロフォン信号が接続されている乗算器のチャネルゲイン（チャネル利得：CH Gain）を“１“に、その他の乗算器のCH Gainを“０“とする事で、加算器には選択された（マイクロフォン信号×１) の信号と（マイクロフォン信号×０）の処理結果が加算されて希望のマイクロフォン選択信号が得られる。
ＤＳＰ２５は図１５のステップ４の発言者方向マイクロフォンの切り換えタイミング判定処理からのコマンドで選択判定されたコマンドにより起動する。
ＤＳＰ２５のマイクロフォン信号の選択切り替え処理は、図１６に図解したように、６回路の乗算器と６入力の加算器で構成する。マイクロフォン信号を選択する為には、ＤＳＰ２５は選択したいマイクロフォン信号が接続されている乗算器のチャネルゲイン（チャネル利得：CH Gain）を“１“に、その他の乗算器のCH Gainを“０“とする事で、加算器には選択された（マイクロフォン信号×１) の信号と（マイクロフォン信号×０）の処理結果が加算されて希望のマイクロフォン選択信号が得られる。
上記の様にチャネルゲインを“１“か“０“に急激に切り換えると切り換えるマイクロフォン信号のレベル差によりクリック音が発生する可能性が有る。そこで、通話装置１では、図１７に図解したように、チャネルゲインの変化を“１“から“０“へ、“０“から“１“へ変化させるとき、切替遷移時間、たとえば、１０ｍ秒の時間で連続的に変化させてクロスするようにして、急激なマイクロフォン信号のレベル変化によるクリック音の発生を避けている。
また、チャネルゲインの最大を“１“以外、たとえば、“０．５“の様に、０〜１の間で任意の値にセットする事で後段のＤＳＰ２５におけるエコーキャンセル処理動作の調整を行うこともできる。
上述したように、本発明の第１実施の形態の通話装置は、ノイズの影響を受けず、有効に会議などの通話装置に適用できる。
もちろん、本発明の通話装置は会議用に限定されることなく、種々の他の用途に適用できる。すなわち、本発明の第１実施の形態の通話装置は、各通過帯域の群遅延特性を重視しなくても良い時通過帯域の電圧レベルの測定にも適している。したがって、たとえば、簡易スペクトラム・アナライザ、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を行う（ＦＦＴ的な）レベルメータ、グラフィクイコライザーなどのイコライザー処理結果の確認用レベル検出処理装置、カーステレオ、ラジカセ等のレベルメーターなどにも適用できる。
もちろん、本発明の通話装置は会議用に限定されることなく、種々の他の用途に適用できる。すなわち、本発明の第１実施の形態の通話装置は、各通過帯域の群遅延特性を重視しなくても良い時通過帯域の電圧レベルの測定にも適している。したがって、たとえば、簡易スペクトラム・アナライザ、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を行う（ＦＦＴ的な）レベルメータ、グラフィクイコライザーなどのイコライザー処理結果の確認用レベル検出処理装置、カーステレオ、ラジカセ等のレベルメーターなどにも適用できる。
本発明の第１実施の形態の通話装置は構造面から下記の利点を有する。
（１）複数の単一指向性を持つマイクロフォンと受話再生スピーカとの位置関係が一定であり、さらにその距離が非常に近いことで受話再生スピーカから出た音が会議室（部屋）環境を経て複数のマイクロフォンに戻ってくるレベルより直接戻ってくるレベルが圧倒的に大きく支配的である。そのために、受話再生スピーカから複数のマイクロフォンに音が到達する特性（信号レベル（強度）、周波数特性（ｆ特）、位相）がいつも同じである。つまり、通話装置においてはいつも伝達関数が同じという利点がある。
（１）複数の単一指向性を持つマイクロフォンと受話再生スピーカとの位置関係が一定であり、さらにその距離が非常に近いことで受話再生スピーカから出た音が会議室（部屋）環境を経て複数のマイクロフォンに戻ってくるレベルより直接戻ってくるレベルが圧倒的に大きく支配的である。そのために、受話再生スピーカから複数のマイクロフォンに音が到達する特性（信号レベル（強度）、周波数特性（ｆ特）、位相）がいつも同じである。つまり、通話装置においてはいつも伝達関数が同じという利点がある。
（２）それ故、マイクロフォンを切り替えた時の伝達関数の変化がなく、マイクロフォンを切り替える都度、マイクロフォン系の利得を調整をする必要がないという利点を有する。換言すれば、通話装置の製造時に一度調整をするとやり直す必要がないという利点がある。
（３）上記と同じ理由でマイクロフォンを切り替えても、ディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）で構成するエコーキャンセラが一つでよい。ＤＳＰは高価であり、種々の部材が搭載されて空きが少ないプリント基板にＤＳＰを配置するスペースも少なくてよい。
（４）受話再生スピーカと複数のマイクロフォン間の伝達関数が一定であるため、±３ｄＢもあるマイクロフォン自体の感度差調整をユニット単独で出来るという利点がある。
（４）通話装置が搭載されるテーブルは、通常、円卓を用いるが、通話装置内の一つの受話再生スピーカで均等な品質の音声を全方位に均等に分散（閑散）するスピーカシステムが可能になった。
（５）受話再生スピーカから出た音はテーブル面を伝達して（バウンダリ効果）会議参加者まで有効に能率良く均等に上質な音が届き、会議室の天井方向に対しては対向側の音と位相キャンセルされて小さな音になり、会議参加者に対して天井方向からの反射音が少なく、結果として参加者に明瞭な音が配給されるという利点がある。
（６）受話再生スピーカから出た音は複数の全てのマイクロフォンに同時に同じ音量で届くので発言者の音声なのか受話音声なのかの判断が容易になる。その結果、マイクロフォン選択処理の誤判別が減る。
（７）偶数個のマイクロフォンを等間隔で配置したことで話者の方向検出の為のレベル比較が容易に出来る。
（８）緩衝材を用いたダンパー、柔軟性または弾力性を持つマイクロフォン支持部材などにより、マイクロフォンが搭載されているプリント基板を介して伝達され得る受話再生スピーカの音による振動が、マイクロフォンの収音に影響を低減することができる。
（９）受話再生スピーカの音が直接、マイクロフォンには進入しない。したがって、この双方向通話装置においは受話再生スピーカからのノイズの影響が少ない。
本発明の第１実施の形態の通話装置は信号処理面から下記の利点を有する。
（ａ）複数の単一指向性マイクロフォンを等間隔で放射状に配置して音源方向を検知可能とし、マイクロフォン信号を切り換えてＳ／Ｎの良い音、クリアな音を収音（収音）して、相手方に送信することができる。
（ｂ）周辺の発言者からの音声を高いＳ／Ｎで収音して、発言者に対向したマイクロフォンの検出信号を自動選択できる。
（ｃ）本発明においては、マイクロフォン選択処理の方法として通過音声周波数帯域を分割し、それぞれの分割された周波数帯域事のレベルを比較する事で、信号分析を簡略化している。
（ｄ）本発明のマイクロフォン信号切り換え処理をＤＳＰの信号処理として実現し、マイクロフォン信号の切り替え時に急激な変化がおきないように、複数の信号をすべてにクロス・フェード処理する事で切り換え時のクリック音を出さないようにしている。
（ｅ）マイクロフォン選択結果を、発光ダイオードなどのマイクロフォン選択結果表示手段、または、外部への通知処理することができる。したがって、たとえば、テレビカメラへの発言者位置情報として活用することもできる。
（ａ）複数の単一指向性マイクロフォンを等間隔で放射状に配置して音源方向を検知可能とし、マイクロフォン信号を切り換えてＳ／Ｎの良い音、クリアな音を収音（収音）して、相手方に送信することができる。
（ｂ）周辺の発言者からの音声を高いＳ／Ｎで収音して、発言者に対向したマイクロフォンの検出信号を自動選択できる。
（ｃ）本発明においては、マイクロフォン選択処理の方法として通過音声周波数帯域を分割し、それぞれの分割された周波数帯域事のレベルを比較する事で、信号分析を簡略化している。
（ｄ）本発明のマイクロフォン信号切り換え処理をＤＳＰの信号処理として実現し、マイクロフォン信号の切り替え時に急激な変化がおきないように、複数の信号をすべてにクロス・フェード処理する事で切り換え時のクリック音を出さないようにしている。
（ｅ）マイクロフォン選択結果を、発光ダイオードなどのマイクロフォン選択結果表示手段、または、外部への通知処理することができる。したがって、たとえば、テレビカメラへの発言者位置情報として活用することもできる。
第２実施の形態
本発明の通話装置の第２実施の形態として、マイクロフォンの感度差を自動的に調整する技術を述べる。
本発明の通話装置の第２実施の形態として、マイクロフォンの感度差を自動的に調整する技術を述べる。
マイクロフォンの増幅器の利得調整方法としては一般的には、マイクロフォン用アナログ増幅器の利得を調整してマイクロフォン相互の感度差を吸収する方法が想定されるが、このような方法では、音の反射や吸収など調整者の影響がでる傾向がある。すなわち、調整者が調整中にマイクロフォンの近くに居る時とマイクロフォンから離れているときとでは調整レベルに違いが生じやすい。また、そのような方法ではマイクロフォン用増幅器の出力信号と測定装置との接続、切り離しなどの面倒な作業が必要になる。
本発明の第２実施の形態においては、上述した問題を克服するため、下記に述べる方法でマイクロフォンの感度差を自動的に調整する。
本発明の第２実施の形態においては、上述した問題を克服するため、下記に述べる方法でマイクロフォンの感度差を自動的に調整する。
本発明の第２実施の形態のマイクロフォンの感度差の調整は下記の構想に基づく。
１．本発明の実施の形態の通話装置１には、たとえば、図５に図解したように、受話再生スピーカ１６を有している。そこで、基準信号をライン・インすれば、Ａ／Ｄ変換器２７４を介してＤＳＰ２６およびＤＳＰ２５に入力できるので、特別な測定装置を設けることなく、マイクロフォンの感度差を調整できるという利点をいかす。
２．感度差の誤差範囲をＤＳＰ２５のプログラムにより自由に設定できる。
３．自動調整を行うことにより、規格外のマイクロフォンの判別、接続不良の検出する。同様に、マイクロフォンの信号を増幅する増幅部の不良なども検出する。
１．本発明の実施の形態の通話装置１には、たとえば、図５に図解したように、受話再生スピーカ１６を有している。そこで、基準信号をライン・インすれば、Ａ／Ｄ変換器２７４を介してＤＳＰ２６およびＤＳＰ２５に入力できるので、特別な測定装置を設けることなく、マイクロフォンの感度差を調整できるという利点をいかす。
２．感度差の誤差範囲をＤＳＰ２５のプログラムにより自由に設定できる。
３．自動調整を行うことにより、規格外のマイクロフォンの判別、接続不良の検出する。同様に、マイクロフォンの信号を増幅する増幅部の不良なども検出する。
前提条件
前提条件として、第２実施の形態において、マイクロフォンは図４に図解したように、偶数本、たとえば、６本、等角度で放射状かつ等間隔で、受話再生スピーカ１６から等距離に配設されている。
マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６と受話再生スピーカ１６との配置関係は、図３に図解したように、マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６の下部に受話再生スピーカ１６が配設されているか、図８に図解したように、マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６の上部に受話再生スピーカ１６が配設されていてもよい。
前提条件として、第２実施の形態において、マイクロフォンは図４に図解したように、偶数本、たとえば、６本、等角度で放射状かつ等間隔で、受話再生スピーカ１６から等距離に配設されている。
マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６と受話再生スピーカ１６との配置関係は、図３に図解したように、マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６の下部に受話再生スピーカ１６が配設されているか、図８に図解したように、マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６の上部に受話再生スピーカ１６が配設されていてもよい。
装置構成
第２実施の形態を行う装置構成は基本的に図５に図解したものであり、詳細は図１８および図１９に図解した構成となる。
図１８において、図５におけるマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６とＡ／Ｄ変換器２７１〜２７３との間には実際には、利得調整を行う可変利得型増幅器３０１〜３０６が配設されている。あるいは、図５におけるＡ／Ｄ変換器２７１〜２７４は可変利得型増幅器３０１〜３０６付のＡ／Ｄ変換器２７１〜２７４としてもよい。
ＤＳＰ２５は上述した各種の処理を行うが、増幅器３０１〜３０６の感度差を調整する部分として、第１〜第６可変減衰部（ＡＴＴ）２５１１〜２５１６、第１〜第６レベル検出部２５２１〜２５２６、レベル判定・利得制御部２５３、テスト信号発生部２５４を有する。
ＤＳＰ２６は、エコーキャンセル送話処理部２６１とエコーキャンセル受話部２６２とを有する。
第２実施の形態を行う装置構成は基本的に図５に図解したものであり、詳細は図１８および図１９に図解した構成となる。
図１８において、図５におけるマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６とＡ／Ｄ変換器２７１〜２７３との間には実際には、利得調整を行う可変利得型増幅器３０１〜３０６が配設されている。あるいは、図５におけるＡ／Ｄ変換器２７１〜２７４は可変利得型増幅器３０１〜３０６付のＡ／Ｄ変換器２７１〜２７４としてもよい。
ＤＳＰ２５は上述した各種の処理を行うが、増幅器３０１〜３０６の感度差を調整する部分として、第１〜第６可変減衰部（ＡＴＴ）２５１１〜２５１６、第１〜第６レベル検出部２５２１〜２５２６、レベル判定・利得制御部２５３、テスト信号発生部２５４を有する。
ＤＳＰ２６は、エコーキャンセル送話処理部２６１とエコーキャンセル受話部２６２とを有する。
可変利得型増幅器３０１〜３０６は利得を変化できる増幅器であり、その利得調整はレベル判定・利得制御部２５３が行う。ただし、可変利得型増幅器３０１〜３０６がＡ／Ｄ変換器２７１〜２７３に内蔵されている場合は、自由に利得調整はできない。すなわち、利得調整が自由にできるか否かの場合があり、また、可変利得型増幅器３０１〜３０６の制御幅の制約などもあり、本実施の形態においては、可変利得型増幅器３０１〜３０６の状況に則した処理を行う。
可変減衰部２５１１〜２５１６も減衰量を変化できる減衰部であり、その減衰量の制御をレベル判定・利得制御部２５３が減衰係数０．０〜１．０を出力して行う。なお、可変減衰部２５１１〜２５１６はＤＳＰ２５内で処理しているから、実際は、同じＤＳＰ２５内のレベル判定・利得制御部２５３が可変減衰部２５１１〜２５１６の部分の減衰値を制御（調整）することになる。
レベル検出部２５２１〜２５２６の各々は、バンドパス・フィルタ２５２ａと、絶対値演算部２５２ｂと、ピークレベル検出・保持部２５２ｃとで構成されており、基本的に、図１２に図解した構成と同じである。
図１９は図１８に図解した装置構成を、本実施の形態の動作態様に則して図解を改めた図であり、信号減衰量を例示している。
ある程度の広さの部屋（会議室）で、騒音計または受話再生スピーカ１６からテスト音を出すと、特に反射物や吸音物が無い限り、騒音計または受話再生スピーカ１６と等間隔ｄ隔てて配設されている各マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６へはほぼ同等の信号が到達する。
マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６が収音した騒音計または受話再生スピーカ１６からのテスト音声を可変利得型増幅器３０１〜３０６で増幅して、Ａ／Ｄ変換器２７１〜２７３でディジタル信号に変換し、ＤＳＰ２５内の可変減衰部２５１１〜２５１６において減衰する。レベル検出部２５２１〜２５２６におけるバンドパス・フィルタ２５２ａで所定帯域の周波数成分が通過し、絶対値演算部２５２ｂで表６に示した演算が行われ、ピークレベル検出・保持部２５２ｃで最大値が検出されて保持される。
レベル判定・利得制御部２５３は可変減衰部２５１１〜２５１６の減衰量（減衰係数）を調整して各マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６の感度差を調整する。
ある程度の広さの部屋（会議室）で、騒音計または受話再生スピーカ１６からテスト音を出すと、特に反射物や吸音物が無い限り、騒音計または受話再生スピーカ１６と等間隔ｄ隔てて配設されている各マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６へはほぼ同等の信号が到達する。
マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６が収音した騒音計または受話再生スピーカ１６からのテスト音声を可変利得型増幅器３０１〜３０６で増幅して、Ａ／Ｄ変換器２７１〜２７３でディジタル信号に変換し、ＤＳＰ２５内の可変減衰部２５１１〜２５１６において減衰する。レベル検出部２５２１〜２５２６におけるバンドパス・フィルタ２５２ａで所定帯域の周波数成分が通過し、絶対値演算部２５２ｂで表６に示した演算が行われ、ピークレベル検出・保持部２５２ｃで最大値が検出されて保持される。
レベル判定・利得制御部２５３は可変減衰部２５１１〜２５１６の減衰量（減衰係数）を調整して各マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６の感度差を調整する。
感度差調整誤差の設計値
第２実施の形態においては、マイクロフォン感度の公称誤差として、たとえば、±３ｄＢのマイクロフォンを想定している。
また第２実施の形態においては、感度差調整誤差の設計値として、たとえば、０．５ｄＢ以内を目標としている。なお、通話装置が設置される環境によって変わってしまうので、実際の感度差調整誤差としては、たとえば、０．５〜１．０ｄＢ程度が妥当でもある。
第２実施の形態においては、マイクロフォン感度の公称誤差として、たとえば、±３ｄＢのマイクロフォンを想定している。
また第２実施の形態においては、感度差調整誤差の設計値として、たとえば、０．５ｄＢ以内を目標としている。なお、通話装置が設置される環境によって変わってしまうので、実際の感度差調整誤差としては、たとえば、０．５〜１．０ｄＢ程度が妥当でもある。
テスト信号発生部２５４はライン入力端子に基準入力レベルの（周辺ノイズに対して充分に大きな音圧が発生する）ピンクノイズ、たとえば、２０ｄＢのピンクノイズを入力し、受話再生スピーカ１６からその音を出す。あるいは、図１８に破線で示したように、テスト信号発生部２５４から出力されたテスト信号がエコーキャンセル送話処理部２６１を経由してＤＳＰ２５に再入力することもできる。
第２実施の形態によれば、マイクロフォンの増幅器に固定的に接続された対向する１対のマイクロフォンの感度差を自動的に調整し、受話再生スピーカ１６から等距離に配設された複数のマイクロフォンの感度差を自動的に補正して、受話再生スピーカ１６と各収音マイクロフォンＭＣ１〜〜ＭＣ６との音響結合が等しくなるように送話マイクロフォンの増幅器の利得を自動的に調整できる。
第２実施の形態の実施に際しては、特別な装置を必要とせず、通話装置自体を使用するだけでよい。したがって、通話装置を配設した状態において、上記感度調整を行うことができる。
第３実施の形態
図２０〜図２２を参照して、本発明の通話装置の第３実施の形態として、単一指向性マイクロフォンを２本を１対（１組）として複数対（組）を使用したときの発言者を特定する方法についてより詳細に述べる。
発言者の特定方法についての基本的な考えたかたは第１実施の形態において述べた。第３実施の形態は、第１実施の形態と関連づけて、さらに詳細かつ好適な発言者の特定方法について述べる。
図２０〜図２２を参照して、本発明の通話装置の第３実施の形態として、単一指向性マイクロフォンを２本を１対（１組）として複数対（組）を使用したときの発言者を特定する方法についてより詳細に述べる。
発言者の特定方法についての基本的な考えたかたは第１実施の形態において述べた。第３実施の形態は、第１実施の形態と関連づけて、さらに詳細かつ好適な発言者の特定方法について述べる。
装置構成
マイクロフォンは図４に図解したように、等角度で放射状かつスピーカ１６から等間隔で配設されており、特に、たとえば、第１番目のマイクロフォンＭＣ１と第４番目のマイクロフォンＭＣ４のように、中心軸Ｃを挟んで対向する１対のマイクロフォンは一直線上に位置している。図４に図解したマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６は６本あるから、６０度の角度で等角度で放射状に配置されており、これらの前方に会議者が位置する。
マイクロフォンは図４に図解したように、等角度で放射状かつスピーカ１６から等間隔で配設されており、特に、たとえば、第１番目のマイクロフォンＭＣ１と第４番目のマイクロフォンＭＣ４のように、中心軸Ｃを挟んで対向する１対のマイクロフォンは一直線上に位置している。図４に図解したマイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６は６本あるから、６０度の角度で等角度で放射状に配置されており、これらの前方に会議者が位置する。
本実施の形態において、各マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６は図６および図７（Ａ）〜（Ｄ）に図解した指向性を持つ。
音源からの信号音の周波数を、たとえば、５００Ｈｚと仮定し、たとえば、第１番目のマイクロフォンＭＣ１の方向に音源（話者の音声）が有った場合、単一指向性マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６を放射状に６０度間隔で配置したとき、各マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６が収音する音圧レベルは、図７（Ａ）の正面方向レベルを０ｄＢと正規化すると、下記表４に示した値になる。
音源からの信号音の周波数を、たとえば、５００Ｈｚと仮定し、たとえば、第１番目のマイクロフォンＭＣ１の方向に音源（話者の音声）が有った場合、単一指向性マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６を放射状に６０度間隔で配置したとき、各マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６が収音する音圧レベルは、図７（Ａ）の正面方向レベルを０ｄＢと正規化すると、下記表４に示した値になる。
表４は音源装置方向と６個のマイクロフォンの収音した音圧レベルを正規化した結果を示す。
他方、第１番目のマイクロフォンＭＣ１方向に音源が有る場合の各マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６が収音する音圧レベルは、たとえば、下記になると推察される。
他方、第１番目のマイクロフォンＭＣ１方向に音源が有る場合の各マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６が収音する音圧レベルは、たとえば、下記になると推察される。
マイクロフォン 検出音圧 番号
マイク１のレベルが一番高い ［ 0 dB］ ［１］
マイク２、６のレベルが２番目 ［- 4 dB］ ［２］
マイク３、５のレベルが３番目 ［-14.7dB］ ［３］
マイク４のレベルが一番低い ［-15.3dB］ ［４］
マイク１のレベルが一番高い ［ 0 dB］ ［１］
マイク２、６のレベルが２番目 ［- 4 dB］ ［２］
マイク３、５のレベルが３番目 ［-14.7dB］ ［３］
マイク４のレベルが一番低い ［-15.3dB］ ［４］
中心軸Ｃを挟んで対向し、一直線上に位置に設けられた各対のマイクロフォンで検出した音圧の差を求めると、たとえば、下記になる。
マイクＡ−マイクＢ 音圧差 番号
（１）ＭＣ１− ＭＣ４ 0 - (-15.3) = 15.3dB ［５］
（２）ＭＣ２− ＭＣ５ -4 -(-14.7) = 10.7dB ［６］
（３）ＭＣ３− ＭＣ６ -14.7 - (-4) =-10.7dB ［７］
（１）ＭＣ１− ＭＣ４ 0 - (-15.3) = 15.3dB ［５］
（２）ＭＣ２− ＭＣ５ -4 -(-14.7) = 10.7dB ［６］
（３）ＭＣ３− ＭＣ６ -14.7 - (-4) =-10.7dB ［７］
このようなレベル状態がそれらの１対のマイクロフォンの方向に音源が有る（話者がいると）と仮定して整理すると、たとえば、表５になる。
本実施の形態においては、表４に例示的に示した信号レベルパターンとマイクロフォン信号レベルの条件が一致する方向を音源方向と判定する。
この判定処理は、第１のディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ１）ＤＳＰ２５が行い、その処理内容を図２０のフローチャートに示す。
この判定処理は、第１のディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ１）ＤＳＰ２５が行い、その処理内容を図２０のフローチャートに示す。
この処理には、図１２に図解した音圧レベル検出部において、たとえば、１００Ｈｚ〜６００Ｈｚのバンドパス・フィルタ２０１ａを通した低周波成分信号について、レベル変換処理部２０２ｂにおいて、信号絶対値処理部２０３で、上述した対向する１対の（一直線上の）マイクロフォンのレベル検出値の差を算出し、その差の絶対値を求め、その結果をピークホールド処理部２０４でピークホールドした結果を用いる。
なお、Ａ／Ｄ変換器２７１〜２７３には対向して一直線に配置された１対のマイクロフォンの検出信号が入力されており、音圧レベル検出部はそのような１対のマイクロフォンの検出信号についてレベル差、その絶対値算出などの上記処理を行う。
なお、バンドパス・フィルタ２０１ａで１００Ｈｚ〜６００Ｈｚの通過帯域を通した信号を用いる理由は、他の音源方向判定処理と共用するためであり、音源方向を特定するための特別な条件ではない。したがって、任意の帯域通過特性を持つバンドパスフィルタの出力を用いて上記処理を行うことができる。
なお、Ａ／Ｄ変換器２７１〜２７３には対向して一直線に配置された１対のマイクロフォンの検出信号が入力されており、音圧レベル検出部はそのような１対のマイクロフォンの検出信号についてレベル差、その絶対値算出などの上記処理を行う。
なお、バンドパス・フィルタ２０１ａで１００Ｈｚ〜６００Ｈｚの通過帯域を通した信号を用いる理由は、他の音源方向判定処理と共用するためであり、音源方向を特定するための特別な条件ではない。したがって、任意の帯域通過特性を持つバンドパスフィルタの出力を用いて上記処理を行うことができる。
好ましくは、上記音圧レベルの検出に先立ち、あるマイクロフォンで検出した音圧が有効か否かについて信頼性を高めるため、図１３に図解したように、発言開始レベルを越え、さらに、所定時間継続していることをＤＳＰ２５が確認して行うことが望ましい。
図２１は上述した装置構成をまとめたものである。もちろん、図２１に図解した構成は、図５に図解した構成を基本とし、ＤＳＰ２５の部分を第３実施の形態に関連する部分を抜き出して図解しており、図３２０に図解した処理を行う音源装置方向特定処理手段２５５を明示している。
音源装置方向特定処理手段２５５の判定結果は、マイクロフォン選択結果表示手段３０としてのＬＥＤに表示される。
音源装置方向特定処理手段２５５の判定結果は、マイクロフォン選択結果表示手段３０としてのＬＥＤに表示される。
マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６、Ａ／Ｄ変換器２７１〜２７３の関係は上述した第２実施の形態と同じである。第２実施の形態において述べたように、Ａ／Ｄ変換器２７１〜２７３に可変利得型増幅器３０１〜３０６を内蔵するか、マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６とＡ／Ｄ変換器２７１〜２７３との間に独立した可変利得型増幅器３０１〜３０６が設けられていてもよい。したがって、第３実施の形態においては、第２実施の形態で述べた感度差が自動的に調整されていて、マイクロフォンＭＣ１〜ＭＣ６と受話再生スピーカ１６との音響結合が等しく調整されている最適条件が適用できる。
音源装置方向特定処理手段２５５は下記の処理を行う。
ステップＳ３１１：音源装置方向特定処理手段２５５は、表３および表４に従って最大レベルの音圧を検出したマイクロフォン（第１マイクロフォン）を検出し、検出した最大レベルの第１マイクロフォン番号をＤＳＰ２５内のメモリの"MAX"部分に記憶する。
ステップＳ３１２：音源装置方向特定処理手段２５５は次いで、表３および表４に従って２番目に高いレベルの音圧を検出したマイクロフォン（第２マイクロフォン）を検出し、検出した第２マイクロフォンのマイクロフォン番号をＤＳＰ２５内のメモリの"second"部分に記憶する。
ステップＳ３１３：音源装置方向特定処理手段２５５または絶対値化処理部２０３は、各対のマイクロフォンで検出した音圧レベルの差を求める。すなわち、音源装置方向特定処理手段２５５または絶対値化処理部２０３は、（ＭＣ１−ＭＣ４）、（ＭＣ２−ＭＣ５）、（ＭＣ３−ＭＣ６）を求め、それぞれのピーク値を保持し、ＤＳＰ２５のメモリの"sub1"，"sub2"，"sub3"に記憶する。
ステップＳ３１４〜Ｓ３２０：音源装置方向特定処理手段２５５は、メモリの"MAX"の内容、すなわち、最大レベルの音圧を検出した第１マイクロフォンに応じて、ステップＳ３１５〜Ｓ３２０のいずれかの処理を行う。
ステップＳ３１５：マイク１が最大レベルの時の処理：この処理の詳細を図２２に図解した。
ステップＳ３３１：最大レベルを検出したマイクに隣接するマイクの確認
音源装置方向特定処理手段２５５は、メモリの"2nd"の内容が第２マイクロフォンＭＣ２または第６マイクロフォンＭＣ６であることを確認する。その理由は、（ａ）２番目に高い音圧を検出したマイクロフォン（第２マイクロフォンＭＣ）が第２番目のマイクロフォンＭＣ２の場合、第１番目のマイクロフォンＭＣ１とこの第１番目のマイクロフォンＭＣ１と隣接する第２番目のマイクロフォンＭＣ２との間に音源が存在すると判断し、または、（ｂ）２番目に高い音圧を検出したマイクロフォンが第６番目のマイクロフォンＭＣ６の場合、第１番目のマイクロフォンＭＣ１とこの第１番目のマイクロフォンＭＣ１と隣接する第６番目のマイクロフォンＭＣ６との間に音源が存在すると判断することが妥当であるからである。すなわち、本実施の形態においては、最大レベルを検出したマイクロフォンＭＣに隣接する位置に存在するマイクロフォンＭＣのレベル検出状態も参照して、音源方向に位置するマイクロフォンの特定の信頼性を高めている。
なお、２番目に高いレベルを検出したマイクロフォンを片方だけ検出しているのは、本実施の形態においては、音源方向の分解能をマイク正面方向（60度）に限定して、隣り合ったマイク間の方向は無視しているためである。
ステップＳ３３１：最大レベルを検出したマイクに隣接するマイクの確認
音源装置方向特定処理手段２５５は、メモリの"2nd"の内容が第２マイクロフォンＭＣ２または第６マイクロフォンＭＣ６であることを確認する。その理由は、（ａ）２番目に高い音圧を検出したマイクロフォン（第２マイクロフォンＭＣ）が第２番目のマイクロフォンＭＣ２の場合、第１番目のマイクロフォンＭＣ１とこの第１番目のマイクロフォンＭＣ１と隣接する第２番目のマイクロフォンＭＣ２との間に音源が存在すると判断し、または、（ｂ）２番目に高い音圧を検出したマイクロフォンが第６番目のマイクロフォンＭＣ６の場合、第１番目のマイクロフォンＭＣ１とこの第１番目のマイクロフォンＭＣ１と隣接する第６番目のマイクロフォンＭＣ６との間に音源が存在すると判断することが妥当であるからである。すなわち、本実施の形態においては、最大レベルを検出したマイクロフォンＭＣに隣接する位置に存在するマイクロフォンＭＣのレベル検出状態も参照して、音源方向に位置するマイクロフォンの特定の信頼性を高めている。
なお、２番目に高いレベルを検出したマイクロフォンを片方だけ検出しているのは、本実施の形態においては、音源方向の分解能をマイク正面方向（60度）に限定して、隣り合ったマイク間の方向は無視しているためである。
ステップＳ３３２：判定不能処理
上記以外のときは、音源装置方向特定処理手段２５５は判定不能としてメモリの"RESLT"部分に判定不能状態を記憶する。
上記以外のときは、音源装置方向特定処理手段２５５は判定不能としてメモリの"RESLT"部分に判定不能状態を記憶する。
ステップＳ３３３：対のマイクロフォンのレベル差のパターン確認
次いで、音源装置方向特定処理手段２５５は、メモリの"sub1"，"sub2"，"sub3"の内容が、表１３に示したように、"＋"，"＋"，"−"で有る事を確認する。
ステップＳ３３４：音源方向とマイクロフォンＭＣとの一致を確定
この状態に一致した場合、音源装置方向特定処理手段２５５は第１番目のマイクロフォンＭＣ１方向に音源が有ると確定し、メモリの"RESLT"部分に第１番目のマイクロフォンＭＣ１の番号を記憶する。
表４の状態に不一致の場合は、音源装置方向特定処理手段２５５はステップＳ３３２に飛び、判定不能としてメモリの"RESLT"部分に判定不能を示す情報を記憶する。
次いで、音源装置方向特定処理手段２５５は、メモリの"sub1"，"sub2"，"sub3"の内容が、表１３に示したように、"＋"，"＋"，"−"で有る事を確認する。
ステップＳ３３４：音源方向とマイクロフォンＭＣとの一致を確定
この状態に一致した場合、音源装置方向特定処理手段２５５は第１番目のマイクロフォンＭＣ１方向に音源が有ると確定し、メモリの"RESLT"部分に第１番目のマイクロフォンＭＣ１の番号を記憶する。
表４の状態に不一致の場合は、音源装置方向特定処理手段２５５はステップＳ３３２に飛び、判定不能としてメモリの"RESLT"部分に判定不能を示す情報を記憶する。
ステップＳ３２１：特定結果表示
選択音源装置方向特定処理手段２５５は上述した処理により、正当に第１番目のマイクロフォンＭＣ１の方向に音源が存在すると判定した場合、図２０に図解したように、マイクロフォン選択結果表示手段３０の第１番目のマイクロフォンＭＣ１に隣接するマイクロフォン選択結果表示手段３０としてのＬＥＤを点灯して、第１番目のマイクロフォンＭＣ１が特定（選定）されたことを明示する。
選択音源装置方向特定処理手段２５５は上述した処理により、正当に第１番目のマイクロフォンＭＣ１の方向に音源が存在すると判定した場合、図２０に図解したように、マイクロフォン選択結果表示手段３０の第１番目のマイクロフォンＭＣ１に隣接するマイクロフォン選択結果表示手段３０としてのＬＥＤを点灯して、第１番目のマイクロフォンＭＣ１が特定（選定）されたことを明示する。
ステップＳ３１６：マイク２が最大レベルの時の処理：音源装置方向特定処理手段２５５は第１番目のマイクロフォンＭＣ１の処理と同様に行う。
隣接するマイクロフォンＭＣの確認
音源装置方向特定処理手段２５５は、メモリ"second"部分第２番目のマイクロフォンＭＣ２と隣接する第３番目のマイクロフォンＭＣ３か第１番目のマイクロフォンＭＣ１かをチェックする。
音源装置方向特定処理手段２５５は、メモリ"second"部分第２番目のマイクロフォンＭＣ２と隣接する第３番目のマイクロフォンＭＣ３か第１番目のマイクロフォンＭＣ１かをチェックする。
判定不能処理
上記以外のときは、音源装置方向特定処理手段２５５は判定不能としてメモリの"RESLT"部分に判定不能状態を記憶する。
上記以外のときは、音源装置方向特定処理手段２５５は判定不能としてメモリの"RESLT"部分に判定不能状態を記憶する。
対のマイクロフォンのレベル差のパターン確認および確定処理
音源装置方向特定処理手段２５５はメモリの"sub1"，"sub2"，"sub3"の内容が表４に示した"＋"，"＋"，"＋"で有る事を確認したとき第２番目のマイクロフォンＭＣ２方向に音源が有ると確定し、メモリの "RESLT"に第２マイクロフォンＭＣ２の番号を記憶する。
音源装置方向特定処理手段２５５はメモリの"sub1"，"sub2"，"sub3"の内容が表４に示した"＋"，"＋"，"＋"で有る事を確認したとき第２番目のマイクロフォンＭＣ２方向に音源が有ると確定し、メモリの "RESLT"に第２マイクロフォンＭＣ２の番号を記憶する。
判定不能処理
表４の状態に不一致の場合は、判定不能としてメモリの"RESLT"部分に判定不能を示す情報を記憶する。
表４の状態に不一致の場合は、判定不能としてメモリの"RESLT"部分に判定不能を示す情報を記憶する。
特定結果表示
選択音源装置方向特定処理手段２５５は上述した処理により、正当に第２番目のマイクロフォンＭＣ２の方向に音源が存在すると判定した場合、マイクロフォンＭＣ２に隣接するＬＥＤを点灯して、第２番目のマイクロフォンＭＣ２が特定（選定）されたことを明示する。
選択音源装置方向特定処理手段２５５は上述した処理により、正当に第２番目のマイクロフォンＭＣ２の方向に音源が存在すると判定した場合、マイクロフォンＭＣ２に隣接するＬＥＤを点灯して、第２番目のマイクロフォンＭＣ２が特定（選定）されたことを明示する。
ステップＳ３１７：マイク３が最大レベルの時の処理：音源装置方向特定処理手段２５５は第１、２番目のマイクロフォンの処理と同様に行う。
すなわち、音源装置方向特定処理手段２５５は、メモリの"second"部分の内容と、メモリの"sub1"，"sub2"，"sub3"の内容が表１３の"−"，"＋"，"＋"で有る事を確認し第３番目のマイクロフォンＭＣ３方向に音源が有ると確定する。
これ以外のときは判定不良とする。
正当に音源方向に対応するマイクロフォンを確定（特定）できたときは、音源装置方向特定処理手段２５５は確定したマイクロフォンに該当するＬＥＤを点灯する。
すなわち、音源装置方向特定処理手段２５５は、メモリの"second"部分の内容と、メモリの"sub1"，"sub2"，"sub3"の内容が表１３の"−"，"＋"，"＋"で有る事を確認し第３番目のマイクロフォンＭＣ３方向に音源が有ると確定する。
これ以外のときは判定不良とする。
正当に音源方向に対応するマイクロフォンを確定（特定）できたときは、音源装置方向特定処理手段２５５は確定したマイクロフォンに該当するＬＥＤを点灯する。
ステップＳ３１８：マイク４が最大レベルの時の処理：音源装置方向特定処理手段２５５は第１、２、３番目のマイクロフォンＭＣの処理と同様に行う。
ステップＳ３１９：マイク５が最大レベルの時の処理：音源装置方向特定処理手段２５５は第１〜４番目のマイクロフォンＭＣの処理と同様に行う。
ステップＳ３２０：マイク６が最大レベルの時の処理：音源装置方向特定処理手段２５５は第１〜５番目のマイクロフォンＭＣの処理と同様に行う。
上述したように、本発明の第３実施の形態は、単一指向性マイクロフォンの指向特性より音源からの音圧レベル差に着目し上記方法で音源方向を検出する。すなわち、マイクロフォンの収音するレベルの大きさの順位判定と、順位決定してマイクロフォンと隣接するマイクロフォンの検出したレベルの参照と、１対のマイクロフォンの検出レベルの差を用いて、音源方向を検出する。
その結果、第３実施の形態によれば、通話装置において信頼性高く音源方向を特定できる。
その結果、第３実施の形態によれば、通話装置において信頼性高く音源方向を特定できる。
第３実施の形態の変形態様
上記実施の形態においては、他の音源方向判定処理と共用のためバンドパス・フィルタ２０１ａで１００Ｈｚ〜６００Ｈｚの通過帯域を通した信号のピークレベルを信号の検出レベルとして使用して判定処理を実現したが、図１２に図解したように、複数のパンドパスフィルタ２０１ａ〜２０１ｆの通過帯域信号についてレベル変換処理部２０２ｂ〜２０２ｇでレベル変換処理した結果を用いることもできる。もちろん、上述したように、ＤＳＰ２５においてはそのような信号処理を行っている。
その場合、レベル変換処理部２０２ｂ〜２０２ｇでレベル変換した結果について、それぞれ、図２０および図２２に図解した処理を行い、第１次の判定（仮判定）を行い、第２判定として、複数の第１次判定結果について多数決で最も多い場合を最終的な判定結果として決定し、その結果をステップＳ３２１において選択出力することができる。
このような方法によれば、音源方向の判定結果の信頼度（精度）はさらに向上する。
上記実施の形態においては、他の音源方向判定処理と共用のためバンドパス・フィルタ２０１ａで１００Ｈｚ〜６００Ｈｚの通過帯域を通した信号のピークレベルを信号の検出レベルとして使用して判定処理を実現したが、図１２に図解したように、複数のパンドパスフィルタ２０１ａ〜２０１ｆの通過帯域信号についてレベル変換処理部２０２ｂ〜２０２ｇでレベル変換処理した結果を用いることもできる。もちろん、上述したように、ＤＳＰ２５においてはそのような信号処理を行っている。
その場合、レベル変換処理部２０２ｂ〜２０２ｇでレベル変換した結果について、それぞれ、図２０および図２２に図解した処理を行い、第１次の判定（仮判定）を行い、第２判定として、複数の第１次判定結果について多数決で最も多い場合を最終的な判定結果として決定し、その結果をステップＳ３２１において選択出力することができる。
このような方法によれば、音源方向の判定結果の信頼度（精度）はさらに向上する。
第４実施の形態
本発明の第４実施の形態として、マイクロフォン信号生成方法およびそれを適用した通話装置について述べる。
第１〜第３実施の形態として述べたように、全方位に音を拡散可能なスピーカーと、スピーカーを中心に、指向性の高い複数のマイクロフォンを水平に等角度で、たとえば、６０度間隔で６本を配置したマイクロフォン・スピーカ一体構成型・通話装置において、マイクロフォン単体、あるいは、複数のマイクロフォン信号を合成する事で任意の指向性を持たせる事が出来ることを述べた。
理想的には、マイクロフォンの正面の音だけ収音するマイクロフォンがあれば良いが、実際は、（１）マイクロフォンの背面方向の感度は落ちているが左右方向の感度はそれほど落ちていない指向性マイクロフォン、あるいは、（２）左右方向の感度は落ちているが背面方向はそれほど落ちていない指向性マイクロフォンを通話装置に用いると、マイクロフォンの正面以外の音も拾ってしまう。そのようなマイクロフォンを単純に水平に配置した場合、たとえば、（１）の指向性マイクロフォンを使用した場合、発言者（収音するマイクロフォン）の横にノイズ源がある時、（２）の指向性マイクロフォンでは発言者の対抗側にノイズ源がある時、このノイズ音をかなり拾ってしまう。
第４実施の形態の通話装置は、このような問題を解決する。
本発明の第４実施の形態として、マイクロフォン信号生成方法およびそれを適用した通話装置について述べる。
第１〜第３実施の形態として述べたように、全方位に音を拡散可能なスピーカーと、スピーカーを中心に、指向性の高い複数のマイクロフォンを水平に等角度で、たとえば、６０度間隔で６本を配置したマイクロフォン・スピーカ一体構成型・通話装置において、マイクロフォン単体、あるいは、複数のマイクロフォン信号を合成する事で任意の指向性を持たせる事が出来ることを述べた。
理想的には、マイクロフォンの正面の音だけ収音するマイクロフォンがあれば良いが、実際は、（１）マイクロフォンの背面方向の感度は落ちているが左右方向の感度はそれほど落ちていない指向性マイクロフォン、あるいは、（２）左右方向の感度は落ちているが背面方向はそれほど落ちていない指向性マイクロフォンを通話装置に用いると、マイクロフォンの正面以外の音も拾ってしまう。そのようなマイクロフォンを単純に水平に配置した場合、たとえば、（１）の指向性マイクロフォンを使用した場合、発言者（収音するマイクロフォン）の横にノイズ源がある時、（２）の指向性マイクロフォンでは発言者の対抗側にノイズ源がある時、このノイズ音をかなり拾ってしまう。
第４実施の形態の通話装置は、このような問題を解決する。
図２３は第４実施の形態の通話装置におけるマイクロフォンの配置を図解した図である。６本のマイクロフォンが等角度で放射状に配設されている。第４実施の形態におけるマイクロフォンの配置は、時計回りにマイクロフォン１〜マイクロフォン６と配置されており、図４に図解したマイクロフォン１〜６が反時計回りに配置されているとは順序が逆である。
図２４は第４実施の形態におけるマイクロフォンの指向性を示すグラフである。図２４は周波数１ｋＨｚにおけるマイクロフォンの指向性の例である。図２３に図解した６本のマイクロフォンが同じ、このような指向性を持つ。図２４に図解したマイクロフォンの指向性は上述した実施の形態において使用した、図６および図７に図解したマイクロフォンの指向性と類似しているが、図６に図解した指向性よりいくぶん低い指向性である。
図２４は第４実施の形態におけるマイクロフォンの指向性を示すグラフである。図２４は周波数１ｋＨｚにおけるマイクロフォンの指向性の例である。図２３に図解した６本のマイクロフォンが同じ、このような指向性を持つ。図２４に図解したマイクロフォンの指向性は上述した実施の形態において使用した、図６および図７に図解したマイクロフォンの指向性と類似しているが、図６に図解した指向性よりいくぶん低い指向性である。
本願発明者は、図２４の指向性を持つ６個のマイクロフォンについて、複数のマイクロフォンの検出信号の合成を種々行った。
その１例として、第１マイクロフォンの検出信号ＭＩＣ１と、第１マイクロフォンの正面から±１２０度回転した位置に置いたマイクロフォン、たとえば、−１２０度（２４０度）の位置の第５のマイクロフォンの検出信号ＭＩＣ５とについて、下記の演算を行った。
その１例として、第１マイクロフォンの検出信号ＭＩＣ１と、第１マイクロフォンの正面から±１２０度回転した位置に置いたマイクロフォン、たとえば、−１２０度（２４０度）の位置の第５のマイクロフォンの検出信号ＭＩＣ５とについて、下記の演算を行った。
１．０×ＭＩＣ１−２／３×ＭＩＣ５
・・・（１）
第１のＤＳＰ２５における上記演算は、図１６に図解したように、第１マイクロフォンの検出信号ＭＩＣ１に乗じる係数をチャネルゲイン＝１．０とし、第５マイクロフォンの検出信号ＭＩＣ５に乗ずる係数をチャネルゲイン＝−０．６６７（２／３）とし、その他のマイクロフォン検出信号のチャネルゲイン＝０．０とすれば、容易に求めることができる。
第１マイクロフォンの信号ＭＩＣ１をメイン（主）マイクロフォン信号と呼び、第５マイクロフォンの信号ＭＩＣ５をサブ（副）マイクロフォン信号と呼ぶ。メインマイクロフォン信号に乗ずる係数をメイン係数と呼び、サブマイクロフォン信号に乗ずる係数をサブ係数と呼ぶ。
・・・（１）
第１のＤＳＰ２５における上記演算は、図１６に図解したように、第１マイクロフォンの検出信号ＭＩＣ１に乗じる係数をチャネルゲイン＝１．０とし、第５マイクロフォンの検出信号ＭＩＣ５に乗ずる係数をチャネルゲイン＝−０．６６７（２／３）とし、その他のマイクロフォン検出信号のチャネルゲイン＝０．０とすれば、容易に求めることができる。
第１マイクロフォンの信号ＭＩＣ１をメイン（主）マイクロフォン信号と呼び、第５マイクロフォンの信号ＭＩＣ５をサブ（副）マイクロフォン信号と呼ぶ。メインマイクロフォン信号に乗ずる係数をメイン係数と呼び、サブマイクロフォン信号に乗ずる係数をサブ係数と呼ぶ。
この演算結果による１ｋＨｚにおける指向性を図２５に示す。
図２４に図解した単体のマイクロフォンの１ｋＨｚにおける指向性と、図２５に図解した２本合成したときのマイクロフォンの１ｋＨｚにおける指向性とを対比すると、下記になる。
図２４に図解した単体のマイクロフォンの１ｋＨｚにおける指向性と、図２５に図解した２本合成したときのマイクロフォンの１ｋＨｚにおける指向性とを対比すると、下記になる。
指向性係数 前／後比率 距離係数
図２４ 0.30539 0.11212 1.80955
図２５ 0.31005 0.12929 1.7959
図２４ 0.30539 0.11212 1.80955
図２５ 0.31005 0.12929 1.7959
図２４に図解した例示のマイクロフォン単体の指向性は正面に対し１２０度、１８０度、２４０度方向は感度が落ちているが、６０度、３００度方向は殆ど落ちていない。
他方、図２５に図解した例示の２本合成マイクロフォンの指向性は、正面に対し１２０度、３００度方向は感度が落ちているが、１８０度方向は殆ど落ちていない。
すなわち、利用者が任意のマイクロフォンを選択したり、入力音量の大きなマイクロフォンに自動切換えする、第１〜第３実施の形態の通話装置において、さらに、複数のマイクロフォン、たとえば、２個のマイクロフォンの検出信号を合成して合成したマイクロフォンの指向性を任意に持たせることで、マイクロフォンが切り替わっても、冷却ファンの回転音が会議の音声にノイズとなるプロジェクタ装置などのノイズ源が位置する方向の感度を低下させることができる。その結果、一定方向にあるノイズ音を拾わず、明瞭な音声が収音できるようになる。
このように、第４実施の形態の通話装置の使用者（ユーザ）がノイズ方向のマイクロフォンを非選択に設定した時、任意の選択可能なマイクロフォンが選ばれても絶えず非選択方向の感度が落ちるような指向性をつくり、ノイズ音を拾わなくする事が出来る。
他方、図２５に図解した例示の２本合成マイクロフォンの指向性は、正面に対し１２０度、３００度方向は感度が落ちているが、１８０度方向は殆ど落ちていない。
すなわち、利用者が任意のマイクロフォンを選択したり、入力音量の大きなマイクロフォンに自動切換えする、第１〜第３実施の形態の通話装置において、さらに、複数のマイクロフォン、たとえば、２個のマイクロフォンの検出信号を合成して合成したマイクロフォンの指向性を任意に持たせることで、マイクロフォンが切り替わっても、冷却ファンの回転音が会議の音声にノイズとなるプロジェクタ装置などのノイズ源が位置する方向の感度を低下させることができる。その結果、一定方向にあるノイズ音を拾わず、明瞭な音声が収音できるようになる。
このように、第４実施の形態の通話装置の使用者（ユーザ）がノイズ方向のマイクロフォンを非選択に設定した時、任意の選択可能なマイクロフォンが選ばれても絶えず非選択方向の感度が落ちるような指向性をつくり、ノイズ音を拾わなくする事が出来る。
第４実施の形態の通話装置は、図２３および図２４に図解したものを除いて、図２〜図４に図解したと同様に構成を持ち、図５に図解した信号処理系を持つ。
したがって、下記に述べる第１のＤＳＰ２５におけるマイクロフォンの選択方法を除いて、第４実施の形態の通話装置は、上述した第１〜第３実施の形態の通話装置と同様の機能を有する。
したがって、下記に述べる第１のＤＳＰ２５におけるマイクロフォンの選択方法を除いて、第４実施の形態の通話装置は、上述した第１〜第３実施の形態の通話装置と同様の機能を有する。
以下、第１のＤＳＰ２５において行う第４実施の形態のマイクロフォンの選択処理の概要を述べる。
前提条件
１．たとえば、図２４に例示した指向性を持つマイクロフォンを、たとえば、図２３または図４に図解のごとく、６本、等角度で、音声検出部分が外向きになるように、配設し、さらにスピーカ１６などを有する通話装置を用いる。上述した第１〜第３実施の形態の通話装置はこのような条件を満たしている。
２．そのような通話装置において、ユーザがマイクロフォンを選択できるか、図１６に図解した構成においてチャネルゲインを設定することにより、実質的にマイクロフォンを選択可能になっている。この条件も第１〜第３実施の形態の通話装置は満たしている。
３．第４実施の形態で選択した音声を出力できるスピーカを備えている。この条件も第１〜第３実施の形態の通話装置は満たしており、たとえば、図３に図解したスピーカ１６が該当する。
４．第４実施の形態として、たとえば、ノイズ源が近いため、任意の１方向のマイクロフォンを非選択に指定することができる機能を付加する。
前提条件
１．たとえば、図２４に例示した指向性を持つマイクロフォンを、たとえば、図２３または図４に図解のごとく、６本、等角度で、音声検出部分が外向きになるように、配設し、さらにスピーカ１６などを有する通話装置を用いる。上述した第１〜第３実施の形態の通話装置はこのような条件を満たしている。
２．そのような通話装置において、ユーザがマイクロフォンを選択できるか、図１６に図解した構成においてチャネルゲインを設定することにより、実質的にマイクロフォンを選択可能になっている。この条件も第１〜第３実施の形態の通話装置は満たしている。
３．第４実施の形態で選択した音声を出力できるスピーカを備えている。この条件も第１〜第３実施の形態の通話装置は満たしており、たとえば、図３に図解したスピーカ１６が該当する。
４．第４実施の形態として、たとえば、ノイズ源が近いため、任意の１方向のマイクロフォンを非選択に指定することができる機能を付加する。
以上の条件のもとで、通話装置を使用中、ユーザがマイクロフォンを選択変更する時、非選択マイクロフォンが設定されていれば、第１のＤＳＰ２５は以下の判断および処理手順を行う。
（１）選択しようとするマイクロフォンが非選択マイクロフォンであれば、変更させない。
（２）選択しようとするマイクロフォンと非選択設定されているマイクロフォンの角度、図２３に図解した例示において、非選択マイクロフォンが時計周りに何本目に当たるかを計算し、
（３）その角度が、たとえば、６０度、すなわち、選択しようとするマイクロフォンに対し非選択設定マイクロフォンが時計周りに１本目の場合、メイン・マイクロフォン（＝選択しようとするマイクロフォン）の信号より、サブ・マイクロフォン（＝選択しようとするマイクロフォンから１２０度離れたマイクロフォン）の検出信号をサブ係数、たとえば、２／３を乗じてメインマイクロフォン信号から減算し（または、−２／３を乗じてメインマイクロフォン信号に加算し）、合成マイクロフォン出力信号とする。
（４）同様に角度が、たとえば、３００度、すなわち、選択しようとするマイクロフォンに対し非選択設定マイクロフォンが時計周りに５本目の場合、メイン・マイクロフォン（＝選択しようとするマイクロフォン）の信号より、サブ・マイクロフォン（＝選択しようとするマイクロフォンから２４０度離れたマイクロフォン）の検出信号をサブ係数、たとえば、−２／３を乗じてメインマイクロフォン信号から減算し、合成マイクロフォンの出力信号とする。
（５）角度がその他の場合は、選択しようとするマイクロフォン単体の信号を出力信号をする。
（６）以後、上記手順４，５の処理を行うことで、どのマイクロフォンが選択された場合も、合成マイクロフォン信号を生成することにより、ノイズ源の影響を小さく抑える事が出来、明瞭な音声をスピーカ１６から出力できるし、相手側の通話装置に送出することができる。
（２）選択しようとするマイクロフォンと非選択設定されているマイクロフォンの角度、図２３に図解した例示において、非選択マイクロフォンが時計周りに何本目に当たるかを計算し、
（３）その角度が、たとえば、６０度、すなわち、選択しようとするマイクロフォンに対し非選択設定マイクロフォンが時計周りに１本目の場合、メイン・マイクロフォン（＝選択しようとするマイクロフォン）の信号より、サブ・マイクロフォン（＝選択しようとするマイクロフォンから１２０度離れたマイクロフォン）の検出信号をサブ係数、たとえば、２／３を乗じてメインマイクロフォン信号から減算し（または、−２／３を乗じてメインマイクロフォン信号に加算し）、合成マイクロフォン出力信号とする。
（４）同様に角度が、たとえば、３００度、すなわち、選択しようとするマイクロフォンに対し非選択設定マイクロフォンが時計周りに５本目の場合、メイン・マイクロフォン（＝選択しようとするマイクロフォン）の信号より、サブ・マイクロフォン（＝選択しようとするマイクロフォンから２４０度離れたマイクロフォン）の検出信号をサブ係数、たとえば、−２／３を乗じてメインマイクロフォン信号から減算し、合成マイクロフォンの出力信号とする。
（５）角度がその他の場合は、選択しようとするマイクロフォン単体の信号を出力信号をする。
（６）以後、上記手順４，５の処理を行うことで、どのマイクロフォンが選択された場合も、合成マイクロフォン信号を生成することにより、ノイズ源の影響を小さく抑える事が出来、明瞭な音声をスピーカ１６から出力できるし、相手側の通話装置に送出することができる。
図２６は第１のＤＳＰ２５の処理を示すフローチャートである。
ステップ１０１：初期条件設定
第１のＤＳＰ２５は、選択マイクロフォン番号＝１、非選択マイクロフォン番号＝０、サブマイクロフォン番号＝０に初期設定する。
第１のＤＳＰ２５は、選択マイクロフォン番号＝１、非選択マイクロフォン番号＝０、サブマイクロフォン番号＝０に初期設定する。
ステップ１０２、状態表示
第１のＤＳＰ２５は、選択マイクロフォンの表示を行う。具体的には、選択マイクロフォンに該当する図４に図解したＬＥＤを点灯させる。
また、好ましくは、第１のＤＳＰ２５は非選択マイクロフォンの表示を行う。図４に図解した通話装置には、非選択マイクロフォンを示すＬＥＤはないので、必要に応じて、対応するＬＥＤを付加するか、非選択マイクロフォンは図４に図解したＬＥＤを表示しないことが代用する。
第１のＤＳＰ２５は、選択マイクロフォンの表示を行う。具体的には、選択マイクロフォンに該当する図４に図解したＬＥＤを点灯させる。
また、好ましくは、第１のＤＳＰ２５は非選択マイクロフォンの表示を行う。図４に図解した通話装置には、非選択マイクロフォンを示すＬＥＤはないので、必要に応じて、対応するＬＥＤを付加するか、非選択マイクロフォンは図４に図解したＬＥＤを表示しないことが代用する。
ステップ１０３：演算処理
第１のＤＳＰ２５は、たとえば、図１６に図解した方法で、下記の演算を行う。
音声出力＝ Ｍｃ×選択マイクロフォンの音声信号レベル
＋ＳC ×サブマイクロフォンの音声信号
なお、Ｍｃは選択（メイン）マイクロフォンのチャネルゲインに相当する係数であ り、上述の例または通常、Ｍｃ＝１．０である。
ＳC はサブマイクロフォンのチャネルゲインに相当する係数であり、上述し た例示においては、ＳC ＝−２／３である。
第１のＤＳＰ２５は、たとえば、図１６に図解した方法で、下記の演算を行う。
音声出力＝ Ｍｃ×選択マイクロフォンの音声信号レベル
＋ＳC ×サブマイクロフォンの音声信号
なお、Ｍｃは選択（メイン）マイクロフォンのチャネルゲインに相当する係数であ り、上述の例または通常、Ｍｃ＝１．０である。
ＳC はサブマイクロフォンのチャネルゲインに相当する係数であり、上述し た例示においては、ＳC ＝−２／３である。
ステップ１０４：非選択マイクロフォンの指示の有無判定
非選択マイクロフォンの指示があれば、ステップ１０５の処理に移行する。
非選択マイクロフォンの指示がなければ、ステップ１０６の処理に移行する。
非選択マイクロフォンの指示があれば、ステップ１０５の処理に移行する。
非選択マイクロフォンの指示がなければ、ステップ１０６の処理に移行する。
ステップ１０５：非選択マイクロフォンの更新
第１のＤＳＰ２５は非選択マイクロフォンの番号を１進める。その結果、既存のマイクロフォンの数、たとえば、６以上になったら、初期のマイクロフォン番号＝０にする。
第１のＤＳＰ２５は非選択マイクロフォンの番号を１進める。その結果、既存のマイクロフォンの数、たとえば、６以上になったら、初期のマイクロフォン番号＝０にする。
ステップ１０６：選択マイクロフォンの変更の判定
第１のＤＳＰ２５は選択マイクロフォンの変更の指示があるか否かをチェックして、なければ、ステップ１０２の処理に戻る。
ステップ１０７：選択マイクロフォンの更新
選択マイクロフォンの変更の指示があったとき、第１のＤＳＰ２５は選択マイクロフォンの番号を１進める。その結果、既存のマイクロフォンの数、たとえば、６以上になったら、初期のマイクロフォン番号＝０にする。
第１のＤＳＰ２５は選択マイクロフォンの変更の指示があるか否かをチェックして、なければ、ステップ１０２の処理に戻る。
ステップ１０７：選択マイクロフォンの更新
選択マイクロフォンの変更の指示があったとき、第１のＤＳＰ２５は選択マイクロフォンの番号を１進める。その結果、既存のマイクロフォンの数、たとえば、６以上になったら、初期のマイクロフォン番号＝０にする。
ステップ１０８：第１のＤＳＰ２５は、非選択マイクロフォン番号が選択マイクロフォン番号と一致していたら選択マイクロフォンの番号を１増加させる。その結果、既存のマイクロフォンの数、たとえば、６以上になったら、初期のマイクロフォン番号＝０にする。
ステップ１０９：非選択マイクロフォン番号のチェック
第１のＤＳＰ２５は、非選択マイクロフォンの番号が１〜６以内であれば、ステップ１１０の処理に移行する。そうでなければ、ステップ１１４の処理に移行する。
第１のＤＳＰ２５は、非選択マイクロフォンの番号が１〜６以内であれば、ステップ１１０の処理に移行する。そうでなければ、ステップ１１４の処理に移行する。
ステップ１１０：マイクロフォン間隔の計算
第１のＤＳＰ２５は、下記の演算により、マイクロフォンの間隔を計算する。
マイクロフォン間隔＝選択マイクロフォン番号（配設角度）
−非選択マイクロフォンの番号（配設角度）
計算したマイクロフォン間隔が負のばあいは、マイクロフォン番号を６増加させたマイクロフォン番号の配設角度を用いる。
第１のＤＳＰ２５は、下記の演算により、マイクロフォンの間隔を計算する。
マイクロフォン間隔＝選択マイクロフォン番号（配設角度）
−非選択マイクロフォンの番号（配設角度）
計算したマイクロフォン間隔が負のばあいは、マイクロフォン番号を６増加させたマイクロフォン番号の配設角度を用いる。
ステップ１１１、マイクロフォン間隔のチェック
第１のＤＳＰ２５は、マイクロフォン間隔に応じて下記の処理を行う。
第１のＤＳＰ２５は、マイクロフォン間隔に応じて下記の処理を行う。
ステップ１１２：第１のＤＳＰ２５は、マイクロフォン間隔が「１」の場合は、（サブマイクロフォン番号＝選択マイクロフォン番号−１）を計算する。その結果、サブマイクロフォン番号が１未満（０）ならば、サブマイクロフォン番号に６を加える。
ステップ１１３：第１のＤＳＰ２５は、マイクロフォン間隔が「５」の場合は、（サブマイクロフォン番号＝選択マイクロフォン番号−５）を計算する。その結果、サブマイクロフォン番号が１未満（０）ならば、サブマイクロフォン番号に６を加える。
ステップ１１４：第１のＤＳＰ２５は、マイクロフォン間隔が「２」、「３」、「４」の場合は、（サブマイクロフォン番号＝０）とする。すなわち、サブマイクロフォンが存在しないことを示す。
ステップ１１３：第１のＤＳＰ２５は、マイクロフォン間隔が「５」の場合は、（サブマイクロフォン番号＝選択マイクロフォン番号−５）を計算する。その結果、サブマイクロフォン番号が１未満（０）ならば、サブマイクロフォン番号に６を加える。
ステップ１１４：第１のＤＳＰ２５は、マイクロフォン間隔が「２」、「３」、「４」の場合は、（サブマイクロフォン番号＝０）とする。すなわち、サブマイクロフォンが存在しないことを示す。
以上は、マイクロフォンの数が６個で、６０度の等間隔（等角度）で配設されている場合について例示したが、マイクロフォンの数が４個、８個などの場合は上述した処理に準じた処理を行う。
第４実施の形態の通話装置によれば、第１〜第３実施の形態の通話装置としての用途の他に、たとえば、会議室の議事録収音用マイクロフォンユニットとして、通話装置の近傍にプロジェクタなど騒音源があっても、このノイズの影響を受けにくい通話装置を実現できる。
また、通話装置をテレビジョン会議システムのマイクロフォンユニットとして使用し、テレビジョン受像機のスピーカ方向の感度を落とすことで、ハウリング、通話装置のエコーキャンセラー処理部分の余裕度が大きくなり、結果として、安定性が向上するという効果を奏することができる。
また、通話装置をテレビジョン会議システムのマイクロフォンユニットとして使用し、テレビジョン受像機のスピーカ方向の感度を落とすことで、ハウリング、通話装置のエコーキャンセラー処理部分の余裕度が大きくなり、結果として、安定性が向上するという効果を奏することができる。
メイン係数（チャネルゲイン）、サブ係数は、マイクロフォンの指向性、ノイズ源の位置、音量などによって、または、合成するマイクロフォンの相互関係に応じて規定できる。
上述した第４実施の形態は、第１実施の形態の通話装置などのよって、選択された１つのマイクロフォンをメインマイクロフォンとして、１個のサブマイクロフォンを選択して行う例を伸べたか、ノイズ源の状況、マイクロフォン単体の指向性などに応じて、第２のサブマイクロフォンを選択して、たとえば、下記の演算を行うこともできる。
音声出力＝ Ｍｃ×選択マイクロフォンの音声信号レベル
＋ＳC1×第１サブマイクロフォンの音声信号
＋ＳC2×第２サブマイクロフォンの音声信号
なお、Ｍｃはメインマイクロフォンのチャネルゲインに相当する係数であり、
ＳC1は第１サブマイクロフォンのチャネルゲインに相当する係数であり、
ＳC2は第２サブマイクロフォンのチャネルゲインに相当する係数である。
＋ＳC1×第１サブマイクロフォンの音声信号
＋ＳC2×第２サブマイクロフォンの音声信号
なお、Ｍｃはメインマイクロフォンのチャネルゲインに相当する係数であり、
ＳC1は第１サブマイクロフォンのチャネルゲインに相当する係数であり、
ＳC2は第２サブマイクロフォンのチャネルゲインに相当する係数である。
本発明の通話装置の実施に際しては、第１〜第４実施の形態を適宜組み合わせることができる。
１・・マイクロフォン・スピーカ一体構成型・通話装置（通話装置）
１１・・上部カバー
１２・・音反射板
１２ａ・・音反射面、１２ｂ・・拘束部材固定部
１３・・連結部材
１４・・スピーカ収容部
１４ａ・・音反射面、１４ｂ・・底面
１４ｃ・・上面１４ｂ、１４ｄ・・内腔
１４ｅ・・拘束部材下部固定部
１４ｆ・・拘束部材貫通部
１５・・操作部
１６・・受話再生スピーカ
１７・・拘束部材
１８・・ダンパ
２・・マイクロフォン・電子回路収容部
２１・・プリント基板
ＭＣ１〜ＭＣ・・マイクロフォン
２２・・マイクロフォン支持部材
２２ａ、２２ｂ・・マイクロフォン支持部材
２３・・マイクロプロセッサ、２４・・コーデック
２５・・第１のディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ１）
３０１〜３０６・・可変利得型増幅器
２５１・・可変減衰部
２５２・・レベル検出部
２５３・・レベル判定・利得制御部
２５４・・テスト信号発生部
２５５・・音源装置方向特定処理手段
２６・・第２のディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ２）
２６１・・エコーキャンセル送話処理部
２６２・・エコーキャンセル受話部
２７・・Ａ／Ｄ変換器ブロック
３０１〜３０６・・可変利得型増幅器
２８・・Ｄ／Ａ変換器ブロック
２９・・増幅器ブロック
３０・・マイクロフォン選択結果表示手段
ＬＥＤ１〜６・・発光ダイオード
１１・・上部カバー
１２・・音反射板
１２ａ・・音反射面、１２ｂ・・拘束部材固定部
１３・・連結部材
１４・・スピーカ収容部
１４ａ・・音反射面、１４ｂ・・底面
１４ｃ・・上面１４ｂ、１４ｄ・・内腔
１４ｅ・・拘束部材下部固定部
１４ｆ・・拘束部材貫通部
１５・・操作部
１６・・受話再生スピーカ
１７・・拘束部材
１８・・ダンパ
２・・マイクロフォン・電子回路収容部
２１・・プリント基板
ＭＣ１〜ＭＣ・・マイクロフォン
２２・・マイクロフォン支持部材
２２ａ、２２ｂ・・マイクロフォン支持部材
２３・・マイクロプロセッサ、２４・・コーデック
２５・・第１のディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ１）
３０１〜３０６・・可変利得型増幅器
２５１・・可変減衰部
２５２・・レベル検出部
２５３・・レベル判定・利得制御部
２５４・・テスト信号発生部
２５５・・音源装置方向特定処理手段
２６・・第２のディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ２）
２６１・・エコーキャンセル送話処理部
２６２・・エコーキャンセル受話部
２７・・Ａ／Ｄ変換器ブロック
３０１〜３０６・・可変利得型増幅器
２８・・Ｄ／Ａ変換器ブロック
２９・・増幅器ブロック
３０・・マイクロフォン選択結果表示手段
ＬＥＤ１〜６・・発光ダイオード
Claims (4)
- 所定の指向性を持つ複数のマイクロフォンが所定の角度間隔で放射状に配設されており、前記複数のマイクロフォンが検出した音声信号のうち最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンの音声信号を選択し、当該選択された１つのマイクロフォンが検出した音声信号をサブマイクロフォンが検出した音声信号を用いて補正する、通話装置におけるマイクロフォン信号生成方法であって、
前記選択された１つのマイクロフォンが検出した音声信号を補正する前記サブマイクロフォンとして、前記複数のマイクロフォンのうちから前記最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンを除く少なくとも１つのサブマイクロフォンを事前に設定し、当該設定されたサブマイクロフォンの指向性、ノイズ源の位置、音量または合成マイクロフォン信号生成工程において合成するマイクロフォンの相互関係によって規定されるサブ係数を事前に設定する、サブマイクロフォン設定工程と、
前記複数のマイクロフォンのうち、前記最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンを選択するマイクロフォン選択工程と、
前記マイクロフォン選択工程において前記最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンが選択されたとき、前記サブマイクロフォン設定工程において設定された前記サブマイクロフォンの前記サブ係数を前記サブマイクロフォンが検出した音声信号に乗じ、当該乗じた値を前記選択された最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンの音声信号から減じて、前記選択された最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンの音声信号を補正する、合成マイクロフォン信号生成工程と
を具備する、マイクロフォン信号生成方法。 - 前記補正したマイクロフォンの音声信号が１個のスピーカから出力される、
請求項１に記載のマイクロフォン信号生成方法。 - 所定の指向性を持つ複数のマイクロフォンが所定の角度間隔で放射状に配設されており、前記複数のマイクロフォンが検出した音声信号のうち最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンの音声信号を選択し、当該選択された１つのマイクロフォンが検出した音声信号をサブマイクロフォンが検出した音声信号を用いて補正する、通話装置であって、
所定の指向性を持ち、所定の角度間隔で放射状に配設された、前記複数のマイクロフォンと、
前記選択された１つのマイクロフォンが検出した音声信号を補正する前記サブマイクロフォンとして、前記複数のマイクロフォンのうちから前記最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンを除く少なくとも１つのサブマイクロフォンを事前に設定し、当該設定されたサブマイクロフォンの指向性、ノイズ源の位置、音量または合成マイクロフォン信号生成手段において合成するマイクロフォンの相互関係によって規定されるサブ係数を事前に設定する、サブマイクロフォン設定手段と、
前記複数のマイクロフォンのうち、前記最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンを選択するマイクロフォン選択手段と、
前記マイクロフォン選択手段によって前記最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンが選択されたとき、前記サブマイクロフォン設定手段によって設定されたサブマイクロフォンの前記サブ係数を前記サブマイクロフォンが検出した音声信号に乗じ、当該乗じた値を前記選択された最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンの音声信号から減じて、前記選択された最大の集音レベルを示す１つのマイクロフォンの音声信号を補正する、合成マイクロフォン信号生成手段と
を具備する、通話装置。 - 前記合成マイクロフォン信号生成手段で生成した音声信号を出力するスピーカをさらに具備する、
請求項３記載の通話装置。
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