JP4672701B2 - フィードバックを回避するために共在するテレコンファレンス・エンドポイントを調整する方法 - Google Patents

Description

本発明は、共在するまたは一緒に配置されたテレコンファレンス・エンドポイント間のフィードバックを防止する方法に関する。

テレコンファレンスは、各位置に配置されたテレコンファレンス・エンドポイントを通して会議に参加する複数の異なるサイトにおける複数の占有者を必要とする。各サイトでは、テレコンファレンス・エンドポイント、通常、スピーカフォンは、全ての参加者にお互いの声が聞こえるように各位置から送信される音声信号を追加またはミックスし、どのサイトもそれ自体のスピーカフォンから送信された音声を含むミックスを受信しないことを保証する会議ブリッジと連通している。

サイトのうちの１つが多くの参加者がいる大きな会議室の場合、各参加者がマイクロフォンのより近くにいて、聞き取りやすいように送信ラウドスピーカのより近くにいるように、複数のスピーカフォンを使用することが有利であり得る。しかし、同じ音響空間（たとえば同じ部屋）内に配置された複数のラウドスピーカの同じ会議ブリッジへの接続は、ハウリングまたはフィードバックを誘発する可能性がある音声フィードバック・パスを生じさせる。たとえば、２つのスピーカフォンＡおよびＢが同じ部屋で使用される場合、スピーカフォンＡのマイクロフォンから送信された音声は会議ブリッジに送られ、ここで他の参加スピーカフォンからの音声ストリームとミックスされ、スピーカフォンＢのラウドスピーカに送信される。したがって、スピーカフォンＡからスピーカフォンＢまで、およびその逆に、フィードバック・ループが存在する。そのようなフィードバックは、ほとんどの会議ブリッジを通るループが知覚可能な遅延を生成するので、不意に厄介なエコーを生成する。このフィードバック問題は、ブリッジが、スピーカフォンＡおよびＢが共在するまたは一緒に配置されたテレコンファレンス・エンドポイントであることに気づいていないために生じる。

本発明の一実施形態によれば、テレコンファレンス信号を制御する方法は、複数の位置に配置された複数の参加エンドポイントのそれぞれからエンドポイント生成音声信号をテレコンファレンス・ブリッジで受信すること、参加エンドポイントのうちの少なくとも２つは位置のうちの１つで音響的に一緒に配置されること、および、テレコンファレンス・ブリッジで、各参加エンドポイントが配置されている位置から発信されたエンドポイント生成音声信号を除く１組の信号に基づく各参加エンドポイントに関するブリッジ生成音声信号を生成することを含む。

生成ステップは、各エンドポイントに関して、全てのエンドポイント生成音声信号の合計を計算すること、および、各エンドポイントの位置で生成された音声信号を除くことを含んでもよい。

代替として、生成ステップは、全てのエンドポイント生成音声信号の総合計を計算し、次いで、総合計からエンドポイントの位置で生成された音声信号を引くことにより各エンドポイントに関する音声信号を計算することを含んでもよい。

他の代替として、生成ステップは、各エンドポイントのために、各エンドポイントの位置で生成された最大の音声信号を除いて、全位置からの最大の信号だけの合計を計算することを含んでもよい。

本方法は、受信ステップおよび生成ステップを実行する前に、テレコンファレンス・ブリッジに、参加エンドポイントのうちの少なくとも２つの音響的に一緒に配置された構成を通知するステップをさらに含む。

本発明の他の実施形態によれば、この目的はまた、テレコンファレンス・ブリッジで、複数の位置に配置された複数の参加エンドポイントのそれぞれからエンドポイント生成音声信号を受信し、参加エンドポイントのうちの少なくとも２つは、全位置の中で単独で、音響的に一緒に配置されるステップ、および、各参加エンドポイントが配置されている位置から発信されたエンドポイント生成音声信号を除く１組の信号に基づいて各参加エンドポイントに関するブリッジ生成音声信号をテレコンファレンス・ブリッジで生成するステップを実行ためのコンピュータ実行可能命令を記憶するメモリを有するテレコンファレンス・ブリッジによっても達成される。

本発明の他の目的および特徴は、添付の図面に関連して考察された以下の詳細な説明から明らかになるであろう。しかし、図面は、説明のためにだけ設計されていて、添付の特許請求の範囲が参照されるべき本発明の範囲の定義として設計されてはいないことが理解されるべきである。図面は必ずしも原寸に比例して描かれていないこと、ならびに、別段の指示がない限り、図面は本明細書中に記載された構造および手順を概念的に例示することを意図するだけであることがさらに理解されるべきである。
図面では、複数の図全体にわたって同様の参照符号は同様の要素を示す。

図１は、テレコンファレンス・ブリッジ１０と、テレコンファレンスの参加者の５つのスピーカフォン・エンドポイント１２ａ〜１２ｅとの接続を示すブロック図である。各スピーカフォン１２ａ〜１２ｅは、マイクロフォン１４およびラウドスピーカ１６を含む。テレコンファレンス・ブリッジ１０は、電話のように働き、複数のコールに同時に応答するサーバである。テレコンファレンス・ブリッジ１０は、ユーザの所有でもよく、サービス・プロバイダに所有されてもよい。下記でさらに詳細に説明されるように、テレコンファレンス・ブリッジ１０は、各マイクロフォン１４から受信した信号をミックスし、そこから各ラウドスピーカ１６に関する音声信号を生成し、生成された各信号をそれぞれのラウドスピーカ１６に送信するミキサを含む。テレコンファレンス・ブリッジは、ソフトウェア駆動のプロセッサであり、この場合、メモリ２０に記憶されているソフトウェアは、信号がどのようにミックスされ処理されるかを定義する。メモリとしては、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）、または、コンピュータ実行可能命令を含むプログラムを記憶する、知られている、あるいは今後開発される、いかなるメモリでもよい。

図２は、スピーカフォン１２ａおよび１２ｂが第１の位置１に音響的に一緒に配置され、スピーカフォン１２ｃ、１２ｄ、および１２ｅがそれぞれ第２の位置２、第３の位置３および第４の位置４に配置されることを示す。スピーカフォンは、好ましい実施形態の本説明ではエンドポイントとして使用されるが、たとえば、テレコンファレンス・コールまたは個々のマイクロフォンおよびラウドスピーカのために特別に設計された装置など、他のいかなるエンドポイントが使用されてもよい。本明細書中で使用される用語「音響的に一緒に配置された」は、同じ部屋に、かつ／あるいは、エンドポイントのうちの１つのラウドスピーカの出力がミキサに送信されるべき音声信号として他のエンドポイントのマイクロフォンによって識別可能な、または検出可能なようになど、ごく接近して配置されたエンドポイントを指す。

従来のスピーカフォン信号のミキシングでは、全てのスピーカフォンは別々の位置に配置されると考えられる。会議ブリッジ内のミキサによる信号のミキシングは、下記の計算式

で与えられ、
式中、
Ｎは、会議に加わった別々の部屋または位置の数を示し、
ｓ_ｉ、ｉ＝１、…、Ｎは、部屋ｉ内のスピーカフォンによってミキサに送信された音声信号を示し、
ｒ_ｉは、部屋ｉ内のスピーカフォンによってミキサから受信された音声信号を示す。

ミキサは、全てのスピーカフォン生成音声信号ｓ_ｉを受信し、それらから各ｒ_ｉを生成する。どの部屋ｉでも、ミキサ生成音声信号ｒ_ｉは、部屋ｉから送信されたものを除いて、ブリッジに送信された全ての信号の合計である。
全てのｉに関して上記の計算式（１）を計算する代わりに、ｒ_ｉは、まず最初に全ての送信された信号を合計し、

次いで、各部屋ｉに関して
ｒ_ｉ＝Ｓ−ｓ_ｉ（３）
を計算することにより計算されることができる。

この従来のシナリオでは、スピーカフォンが複数のマイクロフォン（たとえば、サテライト・マイクロフォン）をホストする場合は、全く同じように扱われる。すなわち、単一のスピーカフォンに接続された複数のマイクロフォンが単一のマイクロフォンとして扱われる。

複数のスピーカフォンが音響的に一緒に配置されている場合、前述の従来のミキシングは、音響的に一緒に配置されたスピーカフォン間で音声フィードバック・ループを生成する。図１および２に示されている例では、スピーカフォン１２ａおよび１２ｂは一緒に配置されている。スピーカフォン１２ａから送信された信号は、他の位置から送信された信号とミックスされ、スピーカフォン１２ｂの受信パスに送られ、そこでラウドスピーカ・アセンブリによって増幅され、その結果として、スピーカフォン１２ａのマイクロフォンによって検出される。それによって、音声フィードバック・ループが形成される。このループの信号利得が単位元に等しいかそれを超える場合、再生ループが形成され、その結果、ハウリングが生じる。さらに、このループの利得が再生ハウリングを誘発するのに十分大きくてもそうでなくても、このループを通じてのスピーカフォン１２ａのマイクロフォン信号の連続的進行は、スピーカフォン１２ａのマイクロフォンに入射するあらゆる音声の知覚可能なエコーを引き起こし、これは会議の参加者にとっては厄介なものである。

本発明によれば、テレコンファレンス・ブリッジ内のミキサは、２つのスピーカフォンが音響的に一緒に配置されていることを知らされる、あるいは通知される。これは、スピーカフォンはブリッジに接続されているので、音響的に一緒に配置されているスピーカフォン間の関係を定義する会議コードを入力することにより実現されることができる。たとえば、スピーカフォン１２ａがテレコンファレンス・ブリッジに接続された後で、スピーカフォン１２ｂのテレコンファレンス・ブリッジへの接続中に会議コードが入力され、この会議コードは、スピーカフォン１２ｂがすでに接続された参加エンドポイントのうちの１つと音響的に一緒に配置されていることを示す。その場合、スピーカフォン１２ｂに接続しているユーザは、スピーカフォン１２ｂが一緒に配置されている接続済み電話のうちのどれを示すか尋ねられてもよい。これは、接続済み電話をリストアップし、ユーザ選択を求める合成音声によって実現されることができる。これはまた、ディスプレイがドロップダウン・メニュー用の容量を有する場合は、スピーカフォン１２ｂ上のドロップダウン・メニューで実現されることもできる。

他の代替としては、テレコンファレンス・ブリッジは、接続済み電話の電話番号に基づいて、一緒に配置されている電話を自動的に判定することもできる。たとえば、同じエリア・コードと最初の３つの数字を含む電話番号は、一緒に配置されているとみなされることができる。代替として、一緒に配置されていると知られている番号は、データベースに記憶されてもよい。この場合、データベースは、特定のテレコンファレンスの参加者が一緒に配置されているかどうか判定するために照会されることができる。

会議コードまたは自動判定の代わりに、メニュー駆動インターフェースを使用して、２つの参加スピーカフォンを音響的に一緒に配置されていると分類することもできる。
テレコンファレンス・ブリッジ内のミキサが、音響的に一緒に配置されている関係を知らされた後は、ミキサは、部屋ｉ内の各スピーカフォンｊに関して下記を判定する。

式中、
ｓ_ｉ，ｊおよびｒ_ｉ，ｊ、ｉ＝１、…、Ｎ、ｊ＝１、…、Ｍ_ｉ、は、それぞれ、部屋ｉ内のスピーカフォンｊによって送信された音声信号および受信された音声信号を示し、
Ｍ_ｉは部屋ｉ内のスピーカフォンの数を示す。

この場合、所与の部屋におけるアクティブ音声は、同時に全てのスピーカフォンによってブリッジに送信されると想定される。受信された信号ｒ_ｉ，ｊは、所与の部屋の中の全てのスピーカフォンは同じ信号（他の全ての部屋および電話からの送信信号の組合せ）を受信することが想定されるので、ｊ、すなわち所与の部屋の中のスピーカフォンの添え字に独立であることに留意されたい。
一般に、すべてのｉにわたる計算式（４）の複雑さは、まず最初に全ての送信された信号の総合計を形成し、

次いで各部屋ｉに関して、

を計算することによりその部屋ｉで生成された送信信号を引くことにより低減される。

所与の部屋では多くの場合、現在のアクティブな送話者に最も近いスピーカフォンがその部屋からの最も大きな送信信号を生成する。その結果として、ブリッジは、全ての送信信号の代わりに、各部屋ｉからの送信信号のうち最も強い信号だけを使用するように設計されることができる。この実施形態によれば、テレコンファレンス・ブリッジ内のミキサは受信信号

を形成し、式中、ｌ_ｈｏｌは部屋ｋから送信された最も大きな信号を示す。この方策はまた、様々なマイクロフォンに到達する信号はいかなる所与の時間においてでもマイクロフォンと送話者の音声の周波数との間のスペーシングに応じて加えても減じてもよいので、複数の分散されたマイクロフォンがミキサなどによって集約され、ひずみが送話者の音声に導入されるコーム・フィルタリングと呼ばれる空間音響効果に起因する問題も防止する。これによって、受信側では送話者の音声のスペクトル特性に望ましくない変化が生じる。コーム・フィルタリングの問題はまた、会議室内のマイクロフォンおよび音響条件をインテリジェントに構成することにより対処されてもよい。

より複雑な実施形態では、所与の部屋の多くのスピーカフォンからのマイクロフォン信号は、重みづけされミックスされることができる。たとえば、２つの最も強いマイクロフォン信号が同じ重みで加えられてもよく、一方、残余のマイクロフォン信号は廃棄される。これは、一種のハードなまたはゲートされた重みづけである。全てのマイクロフォン信号がテーパ付き乗法的重みづけにかけられ、次いで加えられるソフトな重みづけが使用されてもよい。

スピーカフォンが音響的に一緒に配置されない小さな会議、すなわち５つ以下の会議位置では、従来技術の計算式（３）によるミキシングはうまく機能し、商業システムで一般的に実施されている。したがって、本発明によれば、一緒に配置されたスピーカフォンが存在する場合、計算式（６）がそのような環境で使用されることができる。大きな会議では、ミキシングは実際的な理由から、より複雑になる可能性がある。１つの理由は、付加雑音の累積に関する。各部屋が、計算式（６）によって定義されたミックスを受信した場合、各部屋は、他の全ての部屋から、それらの部屋の人々が実際に話していてもいなくても、アイドル背景雑音を受信する。大きな会議では、結果は受信された雑音のレベルが厄介なほど大きくなることである。ほとんどの商業ミキシング・システムは、何らかの形式の音声アクティビティ検出または音声ゲーティングを使用することによりこの問題に対処し、その場合、ミックスはアクティブ音声を含むそれらの送信された信号だけを含むように修正される。いくつかの知られているシステムでは、最もアクティブな部屋（全ての部屋の中で最も声の大きな通話者）だけが、またはおそらくトップ２つのアクティブな部屋が、いかなる所与の時間にも計算式（２）に含まれる。したがって、計算式（５）は、１つの最もアクティブなまたは２つの最もアクティブな部屋だけを含むように同様に構成されることができる。

通常、同じ部屋に複数のスピーカフォンがある場合、１つのスピーカフォンによって受信され増幅された信号は、別のスピーカフォンにはローカルの部屋の音声のように見える可能性があり、それによって第２のスピーカフォンは送信状態に進む。ミキサは、この送信を受信し、それを計算式（４）のミックスに組み入れる。この特性は望ましくない。所与の部屋の全てのスピーカフォンが同一であり、ミキサから同一の信号を受信する場合、この状況は、通常、発生しない。しかし、様々なスピーカフォンおよびそれらの間の音声スループットの遅延が数十ミリ秒だけ異なる場合、あるスピーカフォンは別のスピーカフォンより前に受信音声信号を与えることができ、それによって別のスピーカフォンは送信状態に進む。しかし、ミキサはこの問題を排除することができる。ミキサは何時アクティブ音声を部屋に送信するか知っているので、ミキサはそのような時には、その部屋からの送信信号のミキシングを少なくともある決まった時間（数十ミリ秒）抑制することができる。この技法を適切に実施する設計システムは難しい。発話の切り捨てまたはクリッピングは音声コミュニケーションの二重知覚を低減するので、いかなる設計もそのようなアーティファクトを最小化するように試みなければならない。

他のこの種の状態スイッチング問題は、使用中のスピーカフォンの特性およびネットワークの遅延特性に応じて識別されることができる。一般に、スピーカフォンのスイッチング・ホールド時間がスピーカフォン間の無線伝播遅延を含むスピーカフォン間受信パス遅延より大きい場合、この現象は排除されることができる。

図３は、本発明による全体的なステップの流れ図である。ステップＳ１００では、ブリッジが音響的に一緒に配置されたエンドポイントを通知される。これは、エンドポイントはブリッジに接続されているので、エンドポイント間の音響的に一緒に配置された関係を定義する会議コードを入力することにより実現される。代替として、メニュー駆動インターフェースを使用して、２つの参加エンドポイントを音響的に一緒に配置されていると分類することが行われる。他の代替として、ブリッジが、どのエンドポイントが一緒に配置されているかを示すメモリを有してもよい。この場合、ブリッジは、参加エンドポイントの識別を判定し、どのエンドポイントが一緒に配置されているとリストアップされているかを検索することにより、音響的に一緒に配置されたエンドポイントを識別する。

ステップＳ１０２では、各参加エンドポイントが音声信号を生成し、エンドポイント生成音声信号はブリッジ内のミキサに送信される。次いで、ブリッジは各参加エンドポイントに関する音声信号を生成する（ステップＳ１０４）。音響的に一緒に配置された各エンドポイントのブリッジ生成音声信号は、位置１からブリッジに送信された信号、すなわち音響的に一緒に配置されたエンドポイント１２ａおよび１２ｂによって送信された信号を除いて、全てのエンドポイント生成信号に基づく。図１および２の例では、スピーカフォン１２ａ〜１２ｅがテレコンファレンスに参加する。ブリッジは、各参加エンドポイント１２ａ〜１２ｅに関する別々のブリッジ生成音声信号を生成する。一緒に配置されたスピーカフォン１２ａおよび１２ｂそれぞれへのブリッジ生成音声信号は、計算式（４）または（５）および（６）によるエンドポイント１２ｃ、１２ｄおよび１２ｅの合計を含む。

したがって、本発明の好ましい実施形態に適用される本発明の基本的な新規の特徴が示され、説明され、指摘されてきたが、例示された装置の形状および詳細、ならびにそれらのオペレーションの様々な省略、代替および変更が本発明の主旨から逸脱することなく当業者によって行われてもよいことが理解されるであろう。たとえば、同じ結果を実現する実質的に同じやり方で実質的に同じ機能を実行するそれらの要素および／または方法のステップの全ての組合せが、本発明の範囲内にあることが明白に意図されている。さらに、本発明のあらゆる開示された形態または実施形態に関して示された、かつ／あるいは説明された構造および／または要素、ならびに／あるいは方法のステップは、設計選択の一般的事項として、その他のいかなる開示された、または説明された、あるいは暗示された形態または実施形態にも組み入れられてもよいことが理解されるべきである。したがって、添付の特許請求の範囲の範囲によって示されたようにのみ限定されるものとする。

テレコンファレンスに参加するエンドポイントに接続されたテレコンファレンス・ブリッジのブロック図である。 図１のエンドポイントの位置を示すブロック図である。 本発明によるステップを示す流れ図である。

Claims (4)

1. テレコンファレンス信号を制御する方法であって、
   テレコンファレンス・ブリッジで、複数の位置に配置された複数の参加エンドポイントのそれぞれからエンドポイント生成音声信号を受信するステップであって、前記参加エンドポイントのうちの少なくとも２つは前記位置のうちの１つで音響的に一緒に配置されるステップ、および
   各前記参加エンドポイントに関して、前記テレコンファレンス・ブリッジで、１組の信号に基づいてブリッジ生成音声信号を生成するステップであって、前記１組の信号は各前記参加エンドポイントが配置されている位置からの前記エンドポイント生成音声信号の組を除くステップ
   を含み、
   ブリッジ生成音声信号を生成する前記ステップは、まず最初に全ての送信信号
   

   

   の総合計を形成するステップであって、
   式中、
   ｓ _ｉ，ｊ およびｒ _ｉ，ｊ 、ｉ＝１，…，Ｎ、ｊ＝１，…，Ｍ _ｉ 、は、それぞれ、位置ｉでエンドポイントｊによって送信された前記音声信号および受信された前記音声信号を示し、
   Ｍ _ｉ は部屋ｉにあるエンドポイントの数を示すステップならびに、
   次いで、各位置ｉに関して、
   

   

   を計算することによりその位置ｉで生成された送信信号を引くステップを含む方法。
2. 前記総合計は、前記複数の位置のうちの１つの最もアクティブな位置またはいくつかの最もアクティブな位置からの複数の送信信号の合計である、請求項１に記載の方法。
3. テレコンファレンス・ブリッジにおいて、
   前記テレコンファレンス・ブリッジで、複数の位置に配置された複数の参加エンドポイントのそれぞれからエンドポイント生成音声信号を受信するステップであって、前記参加エンドポイントのうちの少なくとも２つは前記位置のうちの１つで音響的に一緒に配置されるステップ、および
   各前記参加エンドポイントに関して、前記テレコンファレンス・ブリッジで、１組の信号に基づいてブリッジ生成音声信号を生成するステップであって、前記１組の信号は各前記参加エンドポイントが配置されている位置からの前記エンドポイント生成音声信号の組を除くステップ
   を実行するためのコンピュータ実行可能命令を記憶するメモリを有するテレコンファレンス・ブリッジであって、
   ブリッジ生成音声信号を生成する前記ステップを実行するための前記コンピュータ実行可能命令は、位置ｉにおける各エンドポイントｊに関する下記
   

   

   を計算するための命令であって、
   式中、
   ｓ _ｉ，ｊ およびｒ _ｉ，ｊ 、ｉ＝１，…，Ｎ、ｊ＝１，…，Ｍ _ｉ 、は、それぞれ、位置ｉでエンドポイントｊによって送信された前記音声信号および受信された前記音声信号を示し、
   Ｍ _ｉ は部屋ｉにあるエンドポイントの数を示すための命令を含み、および
   ブリッジ生成音声信号を生成するステップを実行するための前記コンピュータ実行可能命令は、まず最初に、全ての送信信号の総合計
   

   

   を形成するための命令であって、
   式中、
   ｓ _ｉ，ｊ およびｒ _ｉ，ｊ 、ｉ＝１，…，Ｎ、ｊ＝１，…，Ｍ _ｉ 、は、それぞれ、位置ｉでエンドポイントｊによって送信された前記音声信号および受信された前記音声信号を示し、
   Ｍ _ｉ は部屋ｉにあるエンドポイントの数を示すための命令ならびに、
   次いで、各位置ｉに関して、
   

   

   を計算することによりその位置ｉで生成された送信信号を引くための命令を含むテレコンファレンス・ブリッジ。
4. 前記総合計は、前記複数の位置のうちの１つの最もアクティブな位置またはいくつかの最もアクティブな位置からの複数の送信信号の合計である、請求項３に記載のテレコンファレンス・ブリッジ。

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