JP4734714B2

JP4734714B2 - 収音再生方法およびその装置

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Publication number: JP4734714B2
Application number: JP2000390381A
Authority: JP
Inventors: 徹平井; 福司川上; 寧清水; 由和本地; 雅弘池田; 三樹夫東山
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2020-12-22
Also published as: US7130428B2; US20020159603A1; JP2002191098A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、１つの音場で収音した音を別の音場で再生する収音再生方法およびその装置に関し、両音場の一体感、連続感を高めたものである。
【０００２】
【従来の技術】
１つの音場で収音した音を別の音場で再生する収音再生装置として、例えばテレビ会議システムが実用化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のテレビ会議システムにおいては、収音側での音量と無関係に再生側で再生音量を調整するため、両音場が一体で連続しているような効果を出しにくかった。このため、両音場の人が同じ部屋に居るかのような臨場感に乏しく、多人数で違和感のない自然な音声伝達をするのが難しかった。また、再生音量が最適となるように自分で音量調節しなければならなかった。また、マイクとスピーカ相互の設置条件が予め定まっておらず、その設置条件によっては音量調節に制限を受けたり、ハウリング等の障害が起きやすかった。
この発明は、前記従来の技術における問題点を解決して、音場の一体感、連続感を高めた収音再生方法およびその装置を提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明の収音再生方法は、第１の音場に存在する音を収音しこれを第２の音場で再生する方法であって、前記第１の音場に存在する音圧と前記第２の音場で再生される音圧をそれぞれ検出し、両者の音圧が所定の関係となるように前記第２の音場で再生する音圧を調整するようにしたものである。この発明によれば、第１の音場に存在する音を、その音圧に応じた音圧で第２の音場で再生することができ、両音場の一体感、連続感を高めることができる。
【０００５】
また、この発明の収音再生方法は、第１の音場に存在する音を該第１の音場の１つの壁面位置にて収音しこれを第２の音場の１つの壁面位置にて再生する方法であって、前記第１の音場で収音される音圧と前記第２の音場で再生される音圧をそれぞれ検出し、両者の音圧が所定の関係となるように前記第２の音場で再生する音圧を調整するものである。この発明によれば、第１の音場に存在する音をその１つの壁面位置にて収音して、その音圧に応じた音圧で第２の音場の１つの壁面位置で再生することができ、両音場の１つの壁面どうしを通じて、両音場の一体感、連続感を高めることができる。
【０００６】
また、この発明の収音再生方法は、第１の音場に存在する音を収音しこれを第２の音場で再生し、かつ前記第２の音場に存在する音を収音しこれを前記第１の音場で再生する方法であって、前記第１の音場に存在する音圧と前記第２の音場で再生される音圧をそれぞれ検出し、両者の音圧が所定の関係となるように前記第２の音場で再生する音圧を調整し、かつ前記第２の音場に存在する音圧と前記第１の音場で再生される音圧をそれぞれ検出し、両者の音圧が所定の関係となるように前記第１の音場で再生する音圧を調整するようにしたものである。この発明によれば、第１の音場に存在する音を、その音圧に応じた音圧で第２の音場で再生し、第２の音場に存在する音を、その音圧に応じた音圧で第１の音場で再生することができ、第１、第２の音場の双方で両音場の一体感、連続感を高めることができる。
【０００７】
また、この発明の収音再生方法は、第１の音場に存在する音を該第１の音場の１つの壁面位置にて収音しこれを第２の音場の１つの壁面位置にて再生し、かつ前記第２の音場に存在する音を該第２の音場の前記１つの壁面位置にて収音しこれを前記第１の音場の前記１つの壁面位置にて再生する方法であって、前記第１の音場で収音される音圧と前記第２の音場で再生される音圧をそれぞれ検出し、両者の音圧が所定の関係となるように前記第２の音場で再生する音圧を調整し、かつ前記第２の音場で収音される音圧と前記第１の音場で再生される音圧をそれぞれ検出し、両者の音圧が所定の関係となるように前記第１の音場で再生する音圧を調整するものである。この発明によれば、第１の音場に存在する音をその１つの壁面位置にて収音して、その音圧に応じた音圧で第２の音場の１つの壁面位置で再生し、第２の音場に存在する音をその１つの壁面位置にて収音して、その音圧に応じた音圧で第１の音場の１つの壁面位置で再生することができ、両音場の１つの壁面どうしを通じて、両音場の一体感、連続感を高めることができる。
【０００８】
なお、双方向伝送の場合、前記第１の音場で再生する音圧の調整と前記第２の音場で再生する音圧の調整を時間をずらして行い、前記第１の音場で再生する音圧を調整する際には、前記第１の音場に存在する音を収音しこれを前記第２の音場で再生する動作を停止させ、前記第２の音場で再生する音圧を調整する際には、前記第２の音場に存在する音を収音しこれを前記第１の音場で再生する動作を停止させることにより、一方の音場で再生された音が再び収音されて他方の音場でさらに再生されて収音を繰り返すことが調整に影響するのを防止することができる。
【０００９】
この発明の収音再生装置は、第１の音場の１つの壁面位置に配置され該第１の音場に存在する音を収音する第１のマイクと、該第１のマイクで収音された音を第２の音場に伝送する伝送経路と、前記第２の音場の１つの壁面位置に配置され前記伝送経路を経て伝送される音を再生するスピーカと、前記第２の音場の前記１つの壁面位置に配置され前記スピーカで再生される音を収音する第２のマイクと、前記第１のマイクで収音される音圧を検出する第１の検出手段と、該第１のマイクで収音された音が前記スピーカで再生されて前記第２のマイクで収音される音圧を検出する第２の検出手段と、前記第１、第２の検出手段で検出される音圧が所定の関係となるように前記スピーカで再生される音圧を調整する調整手段とを具備してなるものである。この発明によれば、第１の音場に存在する音をその１つの壁面位置にて収音して、その音圧に応じた音圧で第２の音場の１つの壁面位置で再生することができ、両音場の１つの壁面どうしを通じて、両音場の一体感、連続感を高めることができる。
【００１０】
また、この発明の収音再生装置は、上記収音再生装置を前記第１、第２の音場間に複数系統用意し、各系統は前記第２のマイクと前記スピーカを相互に近接した位置に配置し、かつ前記第１の音場における各系統の第１のマイクの配列に対応して前記第２の音場における各系統の第２のマイクおよびスピーカの配列を設定してなるものである。この場合、例えば前記第１の音場において前記複数系統の第１のマイクを線状または面状に配列し、前記第２の音場において前記複数系統の第２のマイクおよびスピーカを線状または面状に配列することができる。また、例えば前記第１の音場と前記第２の音場をガラス、樹脂等の透明板状部材による窓で仕切り、前記第２の音場側で前記各系統の第２のマイクおよびスピーカを該窓の上辺もしくは下辺または上辺および下辺に沿って線状に配列し、前記第１の音場側で前記各系統の第１のマイクを該窓の上辺もしくは下辺または上辺および下辺に沿って線状に配列することができる。また、前記調整手段は、例えば、前記第１または第２の検出手段で検出される音圧を、前記第２の音場の前記１つの壁面の面積を前記系統数で除した値に応じて補正した値が、前記第２または第１の検出手段で検出される音圧に等しくなるように前記スピーカで再生される音圧を調整するものとすることができる。
【００１１】
なお、スピーカとマイクの配設構造は、例えば前記スピーカをスピーカボックスに配設し、該スピーカと組み合わされる前記第２のマイクを該スピーカに隣接する位置で該スピーカとほぼ平行な方向に向けて該スピーカボックスに配設するものとすることができる。また、前記第１のマイクで収音された音が利得１で前記伝送経路を経て前記第２の音場に伝送される場合には、前記第１の検出手段は該伝送経路を経て前記第２の音場に伝送された信号から音圧を検出することができる。
【００１２】
また、この発明の収音再生装置は、第１の音場の１つの壁面位置に配置され該第１の音場に存在する音を収音する第１のマイクと、該第１のマイクで収音された音を第２の音場に伝送する第１の伝送経路と、前記第２の音場の１つの壁面位置に配置され前記第１の伝送経路を経て伝送される音を再生する第２のスピーカと、前記第２の音場の前記１つの壁面位置に配置され該第２の音場に存在する音を収音する第２のマイクと、該第２のマイクで収音された音を前記第１の音場に伝送する第２の伝送経路と、前記第１の音場の前記１つの壁面位置に配置され前記第２の伝送経路を経て伝送される音を再生する第１のスピーカと、前記第１のマイクで収音された前記第１の音場に存在する音圧を検出する第１の検出手段と、前記第１のマイクで収音された前記第１の音場に存在する音が前記第２のスピーカで再生されてさらに前記第２のマイクで収音される音圧を検出する第２の検出手段と、前記第１、第２の検出手段で検出される音圧が所定の関係となるように前記第２のスピーカで再生される音圧を調整する第２の調整手段と、前記第２のマイクで収音された前記第２の音場に存在する音圧を検出する第３の検出手段と、該第２のマイクで収音された前記第２の音場に存在する音が前記第１のスピーカで再生されてさらに前記第１のマイクで収音される音圧を検出する第４の検出手段と、前記第３、第４の検出手段で検出される音圧が所定の関係となるように前記第１のスピーカで再生される音圧を調整する第１の調整手段とを具備してなるものである。この発明によれば、第１の音場に存在する音をその１つの壁面位置にて収音して、その音圧に応じた音圧で第２の音場の１つの壁面位置で再生し、第２の音場に存在する音をその１つの壁面位置にて収音して、その音圧に応じた音圧で第１の音場の１つの壁面位置で再生することができ、両音場の１つの壁面どうしを通じて、両音場の一体感、連続感を高めることができる。
【００１３】
また、この発明の収音再生装置は、上記収音再生装置を前記第１、第２の音場間に複数系統用意し、各系統は前記第１のマイクと前記第１のスピーカを相互に近接した位置に配置し、前記第２のマイクと前記第２のスピーカを相互に近接した位置に配置し、かつ前記第１の音場における各系統の第１のマイクおよび第１のスピーカの配列と左右対称に前記第２の音場における各系統の第２のマイクおよび第２のスピーカの配列を設定してなるものである。この場合、例えば前記第１、第２の音場において、前記複数系統のマイクおよびスピーカを線状または面状に配列することができる。マイクおよびスピーカを面状に配列した場合には、該面全体で両音場の音圧を一致させることが可能となり、両音場を連続的に結合することができ、両音場全体の広い領域で多数の人が違和感のない自然な音声伝達をすることができる。
【００１４】
また、この発明の収音再生装置は、例えば前記第１、第２の音場において、前記複数系統のマイクおよびスピーカの配列のほぼ中央にテレビカメラを配置し、これらマイク、スピーカおよびテレビカメラの配列の前面に音響透過性のスクリーンを配置し、該スクリーンには前記テレビカメラの位置に窓部を形成し、該スクリーンの前方上方または前方下方には該スクリーンに映像を投影するビデオプロジェクタを配置し、第１の音場のテレビカメラで撮影した前記スクリーンの前方正面の映像を伝送経路を介して第２の音場に伝送して前記ビデオプロジェクタで該第２の音場のスクリーンに投影し、第２の音場のテレビカメラで撮影した前記スクリーンの前方正面の映像を伝送経路を介して第１の音場に伝送して前記ビデオプロジェクタで該第１の音場のスクリーンに投影することができる。
【００１５】
また、前記第２の調整手段は、例えば、前記第１または第２の検出手段で検出される音圧を、前記第２の音場の前記１つの壁面の面積を前記系統数で除した値に応じて補正した値が、前記第２または第１の検出手段で検出される音圧に等しくなるように前記第２のスピーカで再生される音圧を調整し、前記第１の調整手段は、例えば、前記第２または第１の検出手段で検出される音圧を、前記第１の音場の前記１つの壁面の面積を前記系統数で除した値に応じて補正した値が、前記第１または第２の検出手段で検出される音圧に等しくなるように前記第１のスピーカで再生される音圧を調整するものとすることができる。
【００１６】
なお、スピーカとマイクの設置構造は、例えば前記第１のスピーカをスピーカボックスに配設し、該第１のスピーカと組み合わされる前記第１のマイクを該第１のスピーカに隣接する位置で該第１のスピーカとほぼ平行な方向に向けて該スピーカボックスに配設し、前記第２のスピーカをスピーカボックスに配設し、該第２のスピーカと組み合わされる前記第２のマイクを該第２のスピーカに隣接する位置で該第２のスピーカとほぼ平行な方向に向けて該スピーカボックスに配設するものとすることができる。これによれば、スピーカとこれに組み合わされるマイクがスピーカボックスで一体化して配設されているため、エコー経路が変化しにくく、ハウリングに対して安定性を保つことができる。また、前記第１のマイクで収音された音が利得１で前記第１の伝送経路を経て前記第２の音場に伝送され、前記第２のマイクで収音された音が利得１で前記第２の伝送経路を経て前記第１の音場に伝送される場合には、前記第１の検出手段が前記第１の伝送経路を経て前記第２の音場に伝送された信号から前記第１の音場に存在する音圧を検出し、前記第３の検出手段が前記第２の伝送経路を経て前記第１の音場に伝送された信号から前記第２の音場に存在する音圧を検出することができる。また、前記第１のマイクで収音された音声信号の中から前記第１のスピーカで再生された音声成分を除去する第１のエコーキャンセラと、前記第２のマイクで収音された音声信号の中から前記第２のスピーカで再生された音声成分を除去する第２のエコーキャンセラとをさらに具備することができる。
【００１７】
また、マイクおよびスピーカが配置された音場において、該マイクおよびスピーカの周囲または前面に吸音材を配置することにより、該音場において話者の声が話者側に跳ね返るのを抑制することができ、壁の存在を感じさせなくすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
この発明の形態を以下説明する。
（実施の形態１…１系統双方向伝送の例）
この発明を２つの音場間での１系統双方向伝送用に構成した実施の形態を図１に示す。音場１０内の１つの壁面１１にはマイク１３とスピーカ１４が配設されている。音場１２内の１つの壁面１５にはマイク１６とスピーカ１８が配設されている。マイク１３，１６は例えば無指向性の同一製品が用いられ、ヘッドアンプ３０，３８も同一製品が用いられている。音場１０，１２の形状および容積は任意で、壁面１１，１５の形状および面積は等しくまたはほぼ等しく設定されている。また、壁面１１におけるマイク１３とスピーカ１４相互の位置関係と、壁面１５におけるマイク１６とスピーカ１８相互の位置関係とは等しくまたはほぼ等しく設定されている。また、回路部２０，２２は同一に構成されている。回路部２０，２２は、エコーキャンセラ６３，６５、通信装置２４，２６および伝送経路２８を介して相互に接続され、音場１０，１２間で双方向に音声信号の伝送を行うことができる。伝送経路２８は、アナログ電話回線、ディジタル電話回線、無線電話回線、光ファイバー等の有線または無線の各種伝送経路で構成することができ、通信装置２４には使用する伝送経路の種類に適合したものを使用する。
【００１９】
音場１０内には、その中に居る人の会話等の音が存在し、その音はマイク１３で収音される。マイク１３から出力される音声信号はヘッドアンプ３０で増幅され、エコーキャンセラ６３でエコーキャンセル処理をされて、通信装置２４を介して伝送経路２８に送出される。伝送経路２８に送出された音声信号は音場１２側へ送られ、通信装置２６で受信され、調整手段３４で利得が調整され、パワーアンプ３６で増幅されてスピーカ１８から再生される。
【００２０】
音場１２内には、その中に居る人の会話等の音が存在し、その音はマイク１６で収音される。マイク１６から出力される音声信号はヘッドアンプ３８で増幅され、エコーキャンセラ６５でエコーキャンセル処理をされて、通信装置２６を介して伝送経路２８に送出される。伝送経路２８に送出された音声信号は音場１０側へ送られ、通信装置２４で受信され、調整手段４２で利得が調整され、パワーアンプ４４で増幅されてスピーカ１４から再生される。このようにして音場１０，１２内に居る人は相互に相手方の音場内の音を聴くことができ、双方向の音声伝送が実現される。
【００２１】
図１の例では、音場１０のヘッドアンプ３０の出力信号は利得１のまま（つまり増幅も減衰もなく）音場１２の回路部２２に伝送され、音場１２のヘッドアンプ３８の出力信号は利得１のまま（つまり増幅も減衰もなく）音場１０の回路部２０に伝送されるものとする。このような利得１での伝送は、例えば通信装置２４，２６にＣＯＤＥＣ（Ｃｏｄｅｒ／Ｄｅｃｏｄｅｒ）等を組み込み、送信側でアナログ音声信号をディジタル信号に変換して伝送し、受信側でディジタル信号をアナログ音声信号に変換することにより実現される。
【００２２】
調整手段４２は、音場１２内に存在する音（スピーカ１８から再生された音を除く。）によるマイク１６上の音圧と、この音をマイク１６で収音して音場１０のスピーカ１４で再生した音圧が所定の関係となるように、該スピーカ１４で再生する音声信号のレベルを調整するものである。また、調整手段３４は、音場１０内に存在する音（スピーカ１４から再生された音を除く。）によるマイク１３上の音圧と、この音をマイク１３で収音して音場１２のスピーカ１８で再生した音圧が所定の関係となるように、該スピーカ１８で再生する音声信号のレベルを調整するものである。所定の関係とは、例えば、（ａ）音場１２の壁面１５全体で受ける原音場の音響パワー（壁面１５上の音の強さに壁面１５の面積を乗じたもの）と音場１０の壁面１１からスピーカ１４の再生によって放射する再生音場の音響パワー（スピーカ１４から放射される音響パワー）とを等しくし、かつ、（ｂ）音場１０の壁面１１全体で受ける原音場の音響パワー（壁面１１上の音の強さに壁面１１の面積を乗じたもの）と音場１２の壁面１５からスピーカ１８の再生によって放射する再生音場の音響パワー（スピーカ１８から放射される音響パワー）とを等しくすることである。上記（ａ）を実現するためには、マイク１６で検出される原音場１２の音圧は壁面１５の１平方メートル当たりの音の圧力であるのに対し、マイク１６で収音された音を再生するスピーカ１４はそれ１台で壁面１１全体の面積を受け持つので、スピーカ１４から放射する音響パワーによってマイク１３で検出される音圧が、マイク１６で検出される音圧に壁面１５の面積に相当する比例常数を乗じた値となるように、スピーカ１４で再生する音声信号のレベルを調整する。同様に、上記（ｂ）を実現するためには、マイク１３で検出される原音場１０の音圧は壁面１１の１平方メートル当たりの音の圧力であるのに対し、マイク１３で収音された音を再生するスピーカ１８はそれ１台で壁面１５全体の面積を受け持つので、スピーカ１８から放射する音響パワーによってマイク１６で検出される音圧が、マイク１３で検出される音圧に壁面１１の面積に相当する比例常数を乗じた値となるように、スピーカ１８で再生する音声信号のレベルを調整する。このようにスピーカ１４，１８で再生する音声信号のレベルを調整することにより、音場１０，１２が空間的に連続した状態が擬似的に得られ、両音場１０，１２の一体感が得られる。その結果、両音場１０，１２に居る人どうしは、両音場１０，１２がつながった１つの音場に居る感じで会話を行うことができる。
【００２３】
調整手段４２，３４の調整操作について説明する。なお、この調整操作は、例えば本装置を音場１０，１２に据え付けた後の試運転の段落で行うことができる。あるいは使用を開始した後も、部屋のレイアウトを変更するなどした時点で、必要に応じて調整し直すことができる。あるいは、本番の使用に先立ち調整を行うことができる。調整手段４２，３４の調整は片側ずつ行われる。すなわち、音場１０の調整手段４２について調整を行うときは、音場１０のマイク１３で収音した信号を音場１２のスピーカ１８で再生する動作を停止し、音場１２内で適宜の発音源からテスト音を発生する。このテスト音は、壁面１５から離れた位置から発して、壁面１５全体に均等な音圧が加わるようにする。このテスト音はマイク１６で収音され、音場１０のスピーカ１４で再生され、さらにマイク１３で収音される。調整手段４２の調整が終了したら、続いて調整手段３４の調整を同様の方法で行う。すなわち、音場１２の調整手段３４について調整を行うときは、音場１２のマイク１６で収音した信号を音場１０のスピーカ１４で再生する動作を停止し、音場１０内で適宜の発音源からテスト音を発生する。このテスト音は、壁面１１から離れた位置から発して、壁面１１全体に均等な音圧が加わるようにする。このテスト音はマイク１３で収音され、音場１２のスピーカ１４で再生され、さらにマイク１６で収音される。
【００２４】
調整手段４２の調整操作について説明する。自動利得調整手段５２の利得は当初１または任意の値に設定される。音圧検出手段４６は、音場１０に送られてきたマイク１６のテスト音収音信号の信号レベル（音圧）を検出する。スピーカ１４で再生された音はマイク１３で収音され、ヘッドアンプ３０を介して利得補正手段３１に供給される。利得補正手段３１は、該収音信号に、面積入力手段３３およびスピーカ・マイク間利得補正量入力手段３５の入力値に応じた利得を付与する。面積入力手段３３は壁面１１の面積値を入力する。スピーカ・マイク間利得補正量入力手段３５は、スピーカ１４の再生音を収音したマイク１３の収音信号のレベルが、該スピーカ１４の再生音の音圧（スピーカ１４から放射された波面が１平方メートルの面積に広がった位置で計測される音圧）に相当する信号レベルとなるように、マイク１３の収音信号に付与する利得補正量を入力する。これら面積値および利得補正量は、壁面１１の面積および該壁面１１におけるマイク１３およびスピーカ１４の配置が決まれば、固定値として入力できる。利得補正手段３１は、面積入力手段３３で入力される面積値をＳａ（平方メートル）、スピーカ・マイク間利得補正量入力手段３５で入力される利得補正量をＧａとすると、マイク１３の収音信号に対しＧａ／Ｓａの利得を付与する。音圧検出手段４８は、利得補正手段３１から出力される収音信号の信号のレベル（音圧）を検出する。調整手段４２は、音圧差検出手段５０で両音圧検出手段４６，４８の検出信号のレベル差（音圧差）を検出し、該差が最小となるように自動利得調整手段５２の利得を自動調整する。自動調整が終了したら、自動利得調整手段５２の利得はその値に固定される。この調整操作時の状態を図２（ａ）に示す。マイク１６で収音される原音場の音圧をＰａ、マイク１６の収音信号をスピーカ１４で再生してマイク１３で収音される音圧をＰａ’とすると、自動利得調整手段５２はＰａ＝（Ｇａ・Ｐａ’）／Ｓａとなる利得に自動調整される。
【００２５】
次に、調整手段３４の調整操作について説明する。自動利得調整手段６０の利得は当初１または任意の値に設定される。音圧検出手段５４は、音場１２に送られてきたマイク１３のテスト音収音信号の信号レベル（音圧）を検出する。スピーカ１８で再生された音はマイク１６で収音され、ヘッドアンプ３８を介して利得補正手段３９に供給される。利得補正手段３９は、該収音信号に、面積入力手段４１およびスピーカ・マイク間利得補正量入力手段４３の入力値に応じた利得を付与する。面積入力手段４１は壁面１５の面積値を入力する。スピーカ・マイク間利得補正量入力手段４３は、スピーカ１８の再生音を収音したマイク１６の収音信号のレベルが、該スピーカ１８の再生音の音圧（スピーカ１８から放射された波面が１平方メートルの面積に広がった位置で計測される音圧）に相当する信号レベルとなるように、マイク１６の収音信号に付与する利得補正量を入力する。これら面積値および利得補正量は、壁面１５の面積および該壁面１５におけるマイク１６およびスピーカ１８の配置が決まれば、固定値として入力できる。利得補正手段３９は、面積入力手段４１で入力される面積値をＳｂ（平方メートル）（図１の例では、Ｓａ＝Ｓｂ）、スピーカ・マイク間利得補正量入力手段４１で入力される利得補正量をＧｂ（図１の例では、Ｇａ＝Ｇｂ）とすると、マイク１６の収音信号に対しＧｂ／Ｓｂの利得を付与する。音圧検出手段５６は、利得補正手段３９から出力される収音信号の信号のレベル（音圧）を検出する。調整手段３４は、音圧差検出手段５８で両音圧検出手段５４，５６の検出信号のレベル差（音圧差）を検出し、該差が最小となるように自動利得調整手段６０の利得を自動調整する。自動調整が終了したら、自動利得調整手段６０の利得はその値に固定される。この調整操作時の状態を図２（ｂ）に示す。マイク１３で収音される原音場の音圧をＰｂ、マイク１３の収音信号をスピーカ１８で再生してマイク１６で収音される音圧をＰｂ’とすると、自動利得調整手段６０はＰｂ＝（Ｇｂ・Ｐｂ’）／Ｓｂとなる利得に自動調整される。
【００２６】
なお、図１では調整手段３４，４２の利得調整に相手側の音場から伝送されるテスト信号を用いるようにしたが、ヘッドアンプ３０，３８の出力が利得１で相手側の音場１２，１０の回路部２２，２０に伝送される場合には、音場１０，１２ごとに独自にテスト信号を発生させて利得調整を行うこともできる。すなわち音場１０については調整手段４２の入力側の信号路にテスト信号を供給し、これをスピーカ１４から再生し、マイク１３で収音し、そのとき音圧検出手段４６で検出される信号レベルと音圧検出手段４８で検出される信号レベルの差を音圧差検出手段５０で検出し、その差が最小となるように自動利得調整手段５２の利得を調整する。また、音場１２については調整手段３４の入力側の信号路にテスト信号を供給し、これをスピーカ１８から再生し、マイク１６で収音し、そのとき音圧検出手段５４で検出される信号レベルと音圧検出手段５６で検出される信号レベルの差を音圧差検出手段５８で検出し、その差が最小となるように自動利得調整手段６０の利得を調整する。このように音場１０，１２で独自に利得調整しても、ヘッドアンプ３０，３８の出力が利得１で相手側の音場１２，１０の回路部２２，２０に伝送されるので、結果的に音場１２内に存在する音圧と、この音をマイク１６で収音して音場１０のスピーカ１４で再生した音圧が前記所定の関係となり、また音場１０内に存在する音圧と、この音をマイク１３で収音して音場１２のスピーカ１８で再生した音圧が前記所定の関係となる。また、伝送経路２８は音場１０から音場１２へ行く方向と、音場１２から音場１０へ行く方向とで必ずしも別々の経路にする必要はなく、共通の信号路を時分割で使用することもできる。また、上記の説明では、音場１０のヘッドアンプ３０の出力信号は利得１のまま音場１２の回路部２２に伝送され、音場１２のヘッドアンプ３８の出力信号は利得１のまま音場１０の回路部２０に伝送されるものとしたが、利得１以外で伝送される場合は、その利得（ｇとする）分を利得補正手段３１，３９に付加して、利得補正手段３１，３９の利得をそれぞれ（ｇ・Ｇａ）／Ｓａ，（ｇ・Ｇｂ）／Ｓｂとすればよい。あるいは、利得補正手段３１，３９に利得ｇを付加するのに代えて、音圧検出手段４６，５４の入力信号に利得１／ｇを付加することもできる。
【００２７】
音場１０のエコーキャンセラ６３は、双方向伝送の際に、音場１２側から送られてきた音声がスピーカ１４から再生され、マイク１３で収音されて、再び音場１２側に戻されてスピーカ１８から再生され、これが繰り返されることにより発生するエコーを防止するためのもので、マイク１３で収音された音声のうち、音場１２側から送られてスピーカ１４から再生される音声成分の主に直接音（スピーカ１４からマイク１３に直接到達する音）および初期反射音（スピーカ１４から発して壁面で反射されてマイク１３に到達する音のうち初期部分の音）を打ち消す働きをするものである。エコーキャンセラ６３は打ち消し信号生成手段６２とミキサ３２で構成される。打ち消し信号生成手段６２には、その入力側の信号路から調整手段４２，パワーアンプ４４、スピーカ１４、空間、マイク１３、ヘッドアンプ３０を経てミキサ３２の入力端に至る信号路の伝達関数（主に直接音および初期反射音のインパルス応答）に相当するフィルタが構成されており、音場１２側のマイク１６で収音されて音場１０側に伝送されてきた音声信号について該フィルタで畳み込み演算して、打ち消し信号を作成する。ミキサ３２は、マイク１３の収音信号から該打ち消し信号を引き算して、マイク１３の収音信号に含まれる音場１２側からの信号成分を打ち消す。
【００２８】
音場１２のエコーキャンセラ６５は、双方向伝送の際に、音場１０側から送られてきた音声がスピーカ１８から再生され、マイク１６で収音されて、再び音場１０側に戻されてスピーカ１４から再生され、これが繰り返されることにより発生するエコーを防止するためのもので、マイク１６で収音された音声のうち、音場１０側から送られてスピーカ１８から再生される音声成分の主に直接音（スピーカ１８からマイク１６に直接到達する音）および初期反射音（スピーカ１８から発して壁面で反射されてマイク１６に到達する音のうち初期部分の音）を打ち消す働きをするものである。エコーキャンセラ６３は打ち消し信号生成手段６４とミキサ４０で構成される。打ち消し信号生成手段６４には、その入力側の信号路から調整手段３４，パワーアンプ３６、スピーカ１８、空間、マイク１６、ヘッドアンプ３８を経てミキサ４０の入力端に至る信号路の伝達関数（主に直接音および初期反射音のインパルス応答）に相当するフィルタが構成されており、音場１０側のマイク１３で収音されて音場１２側に伝送されてきた音声信号について該フィルタで畳み込み演算して、打ち消し信号を作成する。ミキサ４０は、マイク１６の収音信号から該打ち消し信号を引き算して、マイク１６の収音信号に含まれる音場１０側からの信号成分を打ち消す。
【００２９】
打ち消し信号生成手段６２に設定するフィルタ特性は、例えばその入力側の信号路にインパルス信号を入力し、それをスピーカ１４から再生してマイク１３で収音し、ミキサ３２の入力端でその応答を計測することにより、該応答に対応する特性として求まる。インパルス応答の計測は調整手段４２の調整が完了した状態で行う。また、打ち消し信号生成手段６４に設定するフィルタ特性は、例えばその入力側の信号路にインパルス信号を入力し、それをスピーカ１８から再生してマイク１６で収音し、ミキサ４０の入力端でその応答を計測することにより、該応答に対応する特性として求まる。インパルス応答の計測は調整手段３４の調整が完了した状態で行う。打ち消し信号生成手段６２，６４のフィルタ特性は、例えば本装置を音場１０，１２に据え付けた後の試運転の段落でインパルス応答を測定して、設定することができる。あるいは使用を開始した後も、部屋のレイアウトを変更するなどした時点で、必要に応じてインパルス応答を測定して設定変更することができる。あるいは、本番の使用に先立ち、インパルス応答を測定して設定変更することができる。調整手段３４，４２の調整および打ち消し信号生成手段６２，６４のフィルタ特性の設定が終了したら、本番の使用を開始することができる。
【００３０】
スピーカ１４とマイク１３およびスピーカ１８とマイク１６はそれぞれ１つのスピーカボックスに一体に組み込むことができる。このようにすると、マイクとスピーカ相互の設置条件が予め定まるため、施工が容易であるほか、ハウリング等の障害が起きにくくすることができる。スピーカ１４（１８）とマイク１３（１６）をスピーカボックスに一体に組み込んだ構成例を図３に示す。スピーカボックス６６の前面には、スピーカ１４（１８）とマイク１３（１６）が相互に隣接した位置で軸を水平方向に向けて相互に平行に配設されている。スピーカ１４（１８）とマイク１３（１６）の背後および前方には吸音材６８が充填され、前面に音響透過性のネット７０が被せられている。スピーカ１４（１８）とマイク１３（１６）をスピーカボックスに一体に組み込んだ別の構成例を図４に示す。スピーカボックス７２の前面には、スピーカ１４（１８）とマイク１３（１６）が配設されている。マイク１３（１６）は支持材７４を介してスピーカボックス７２に支持されている。マイク１３（１６）の周囲およびスピーカ１４（１８）の背後には吸音材７６が充填されている。前面には音響透過性のネット７８が被せられている。図３の構造によれば前面全体に吸音材６８が充填されているので、高度な吸音効果が得られる。また、図４の構造によれば、スピーカ１４（１８）およびマイク１３（１６）が吸音材で覆われていないので、高音域の減衰が少ない周波数特性が得られる。なお、音響透過性のネット７０，７８に代えて音響透過性のスクリーンを被せて、ビデオプロジェクタにより映像を投影することもできる。
【００３１】
（実施の形態２…１系統１方向伝送の例）
この発明を２つの音場間での１系統１方向伝送用に構成した実施の形態を図５に示す。音場８０内の１つの壁面８３にはマイク８１が配設されている。音場８２内の１つの壁面８５にはマイク９６とスピーカ９４が配設されている。マイク８１の収音信号はヘッドアンプ８４を介して送信装置８７から送信され、伝送経路８６を介して音場８２の受信装置９０に受信される。受信された信号は回路部９２に入力される。回路部９２は、前記図１の回路部２０（２２）と同様に構成されている。回路部９２にはスピーカ９４およびマイク９６が接続されている。スピーカ９４およびマイク９６は前記図３、図４に示すように、スピーカボックスに一体に組み込むことができる。マイク８１，９６およびヘッドアンプ８４，９８にはそれぞれ同一製品が用いられている。音場８０のヘッドアンプ８４の出力は、送受信装置８７，９０にＣＯＤＥＣ等を使用することにより、利得１で音場８２の回路部９２に伝送される。
【００３２】
調整手段１０１は、音場８０内に存在する音によるマイク８１上の音圧と、この音をマイク８１で収音して音場８２のスピーカ９４で再生した音圧が所定の関係となるように、該スピーカ９４で再生する音声信号のレベルを調整するものである。所定の関係とは、例えば、音場８０の壁面８３全体で受ける原音場の音響パワー（壁面８３上の音の強さに壁面８３の面積を乗じたもの）と音場８２の壁面８５からスピーカ９４の再生によって放射する再生音場の音響パワー（スピーカ９４から放射される音響パワー）とを等しくすることである。これを実現するためには、マイク８１で検出される原音場８０の音圧は壁面８３の１平方メートル当たりの音の圧力であるのに対し、マイク８１で収音された音を再生するスピーカ９４はそれ１台で壁面８５全体の面積を受け持つので、スピーカ９４から放射する音響パワーによってマイク９６で検出される音圧が、マイク８１で検出される音圧に壁面８３の面積に相当する比例常数を乗じた値となるように、スピーカ９４で再生する音声信号のレベルを調整する。この調整は、本装置を音場８０，８２に据え付けた後の試運転の段落で行うことができる。あるいは使用を開始した後も、部屋のレイアウトを変更するなどした時点で、必要に応じて調整し直すことができる。あるいは、本番の使用に先立ち調整することができる。
【００３３】
調整手段１０１の調整操作について説明する。調整は例えば音場８０内で適宜の発音源からテスト音を発生して行われる。このテスト音は、壁面８３から離れた位置から発して、壁面８３全体に均等な音圧が加わるようにする。このテスト音はマイク８１で収音され、音場８２に伝送され、調整手段１０１およびパワーアンプ１１１を介してスピーカ９４から再生され、マイク９６で収音される。音圧検出手段１０３は、音場８２に送られてきたマイク８１の収音信号の信号レベル（音圧）を検出する。スピーカ９４で再生された音はマイク９６で収音され、ヘッドアンプ９８を介して利得補正手段１０２に供給される。利得補正手段１０２は、該収音信号に、面積入力手段１０４およびスピーカ・マイク間利得補正量入力手段１０６の入力値に応じた利得を付与する。面積入力手段１０４は壁面８５の面積値を入力する。スピーカ・マイク間利得補正量入力手段１０６は、スピーカ９４の再生音を収音したマイク９６の収音信号のレベルが、該スピーカ９４の再生音の音圧（スピーカ９４から放射された波面が１平方メートルの面積に広がった位置で計測される音圧）に相当する信号レベルとなるように、マイク９６の収音信号に付与する利得補正量を入力する。これら面積値および利得補正量は、マイク９６およびスピーカ９４を配置する壁面８５および該壁面８５におけるマイク９６およびスピーカ９４の配置が決まれば、固定値として入力できる。利得補正手段１０２は、面積入力手段１０４で入力される面積値をＳ（平方メートル）、スピーカ・マイク間利得補正量入力手段１０６で入力される利得補正量をＧとすると、マイク９６の収音信号に対しＧ／Ｓの利得を付与する。音圧検出手段１０５は、利得補正手段１０２から出力される収音信号の信号のレベル（音圧）を検出する。調整手段１０１は、音圧差検出手段１０７で両音圧検出手段１０３，１０５の検出信号のレベル差（音圧差）を検出し、該差が最小となるように自動利得調整手段１０９の利得を自動調整する。自動調整が終了したら、自動利得調整手段１０９の利得はその値に固定される。
【００３４】
調整手段１０１の調整が終了したら、本番の使用を開始することができる。図５の構成によれば、壁面８５全体で平均すると、壁面８５から放射される音の音圧（面積１平方メートルあたりの値）は、マイク８１で検出される音圧と等しくなり、音場８３，８５が空間的に連続した状態が擬似的に得られ、両音場８３，８５の一体感が得られる。したがって、音場８２内に居る人はあたかも両音場８０，８２がつながった１つの音場に居る感じを味わうことができる。
【００３５】
なお、図５の例では、ヘッドアンプ８４の出力が利得１で相手側の音場８２の回路部９２に伝送されるものとして設計されているので、調整手段１０１の利得調整は相手側の音場から伝送されるテスト信号を用いることなく音場８２内でテスト信号を発生させて行うこともできる。すなわち調整手段１０１の入力側の信号路にテスト信号を供給し、これをスピーカ９４から再生し、マイク９６で収音し、そのとき音圧検出手段１０３で検出される信号レベルと音圧検出手段１０５で検出される信号レベルの差を音圧差検出手段１０７で検出し、該差が最小となるように自動利得調整手段１０９の利得を調整する。
【００３６】
また、図１、図５の例では、利得補正手段３１，３９，１０２を音圧検出手段４８，５６，１０５側に配置したが、これに代えて、その利得補正量の逆数値を付与する利得補正手段を音圧検出手段４６，５４，１０３側に配置することもできる。また、図１、図５の例では、一方の音場で収音し伝送経路を経て他方の音場に伝送されてきた信号からその音圧を検出したが、これに代えて一方の音場で収音信号から音圧を検出し、その検出結果を伝送経路を介して他方の音場に伝送することもできる。これは、アナログ信号のまま伝送する場合のように一方の音場で収音した信号が利得１以外で（すなわち増幅または減衰されて）他方の音場に伝送される場合すなわち当該他方の音場に伝送されてきた信号からは元の音場での音圧がわからない場合に特に効果的である。また、図１、図５の例では、音場１０，１２間（８０，８２間）の距離が接近している場合には、通信装置２４，２６（送受信装置８７，９０）を省いて、両音場１０，１２（８０，８２）どうしを有線の伝送経路２８，８６で直接接続することもできる。
【００３７】
（実施の形態３…複数系統双方向伝送の例）
この発明を２つの音場間での複数系統双方向伝送用に構成して、テレビ会議システムを構成した場合の実施の形態を説明する。図６は両音場１１３，１１５内の配置の概要を示す。また、両音場１１３，１１５内をスピーカボックス１１７，１１９の配列の正面から見た様子を図７に示す。音場１１３，１１５の形状および容積は任意で、１つの壁面１１４，１１６の形状および面積は等しくまたはほぼ等しく設定されている。音場１１３，１１５の１つの壁面１１４，１１６のほぼ全面には、例えば前記図３あるいは図４と同様にスピーカ１３７，１３９とマイク１４１，１４３を一体に組み込んだ同一構成のスピーカボックス１１７，１１９が、それぞれ前面を音場１１３，１１５内に向けて、縦横複数列ずつの枡目状にほぼすき間なく配列されている。マイク１４１，１４３は同一製品で構成され、他の系統のスピーカから発せられた再生音を直接収音するのをできるだけ防止するために、単一指向性（前方に指向性を持つ特性）または双指向性（前方および後方に指向性を持つ特性）のマイクを使用するのが望ましい。スピーカボックス１１７，１１９の配列の前面には、音響透過性のスクリーン１２１，１２３が設置されている。音場１１３，１１５の天井（または床）には、音響透過性のスクリーン１２１，１２３に映像を投影するビデオプロジェクタ１２５，１２７が設置されている。スピーカボックス１１７，１１９の配列の中央にはテレビカメラ１２９，１３１が正面（スピーカボックス１１７，１１９の配列の前方）を向けて配置されている。スクリーン１２１，１２３にはテレビカメラ１２９，１３１の位置に窓部１３３，１３５が形成され、テレビカメラ１２９，１３１が該窓部１３３，１３５を通して音場１１３，１１５内を撮影する。音場１１３の各スピーカボックス１１７と音場１１５の各スピーカボックス１１９とは、各音場１１３，１１５内から該スピーカボックス１１７，１１９の配列を正面から見て、上下方向に同じ位置で左右方向に対称位置にあるものどうしが組み合わせられて、それぞれ独立した系統を構成する。各系統は例えば前記図１のように構成され、音場１１３のマイク１４１で収音した音はその系統の音場１１５のスピーカ１３９で再生され、音場１１５のマイク１４３で収音した音はその系統の音場１１３のスピーカ１３７で再生される。また、音場１１３のテレビカメラ１２９で撮影した正面の映像は、音場１１５のビデオプロジェクタ１２７からスクリーン１２３に投影され、音場１１５のテレビカメラ１３１で撮影した正面の映像は、音場１１３のビデオプロジェクタ１２５からスクリーン１２１に投影される。両音場１１３，１１５内の人は、それぞれスクリーン１２１，１２３の正面を向くことにより、スクリーン１２１，１２３に投影される相手側と向き合った状態となり、両音場１１３，１１５がつながった１つの音場に居る感じでテレビ会議を行うことができる。
【００３８】
各系統の構成を説明する。ここでは、スピーカボックス１１７，１１９の配列が、図７に示すように横方向にｍ個、縦方向にｎ個で構成されているものとし、個々のスピーカボックス１１７，１１９の座標位置を、音場１１３については（ｘ、ｙ）（但し、ｘは左から右に１，２，…，ｍ、ｙは上から下に１，２，…，ｎ）で表し、音場１１５については（ｘ’，ｙ’）（但し、ｘ’は右から左に１’，２’，…，ｍ’、ｙ’は上から下に１’，２’，…，ｎ’）で表すものとする。ｘとｘ’は左右対称位置である。
【００３９】
各系統の構成例を図８に示す。音声信号については、音場１１３側のスピーカボックス１１７と音場１１５側のスピーカボックス１１９とは、（ｘ、ｙ）番地のものと（ｘ’，ｙ’）番地のものどうし（つまり、上下方向に同じ位置で、左右方向に対称位置のものどうし）が組み合わされて１つに系統を構成する。各系統は相互に独立している。１つの系統は、スピーカボックス１１７、回路部１４５、通信装置１４７、伝送経路１４９、通信装置１５１、回路部１５３、スピーカボックス１１９で構成される。通信装置１４７，１５１および伝送経路１４９は系統ごとに独立したものあるいは複数系統で共用し時分割で使用するものとすることができる。回路部１４５，１５３は例えば前記図１の回路部２０，２２と同様に構成される。音場１１３の１つの系統のマイク１４１で収音された音は、その系統の回路部１４５、エコーキャンセラ１４６、通信装置１４７、伝送経路１４９、通信装置１５１、エコーキャンセラ１５２、回路部１５３を介して音場１１５のその系統のスピーカ１３９から再生され、音場１１５のその系統のマイク１４３で収音された音はその系統の回路部１５３、エコーキャンセラ１５２、通信装置１５１、伝送経路１４９、通信装置１４７、エコーキャンセラ１４６、回路部１４５を介して音場１１３のその系統のスピーカ１３７から再生されて、系統ごとに双方向伝送が実現される。映像信号については、音場１３のテレビカメラ１２９で撮影された映像が通信装置１４７、伝送経路１５５、通信装置１５１を介して音場１１５のビデオプロジェクタ１２７からスクリーン１２３に投影され、音場１１５のテレビカメラ１３１で撮影された映像が通信装置１５１、伝送経路１５５、通信装置１４７を介して音場１１３のビデオプロジェクタ１２５からスクリーン１２１に投影される。
【００４０】
回路部１４５，１５３の調整手段（図１の調整手段４２，３４）における利得調整は、前記実施の形態１で説明したのと同様の手法により、系統ごとに独立して（つまり、１つの系統について利得調整を行うときは、他の系統の動作を休止して）行う。この調整の際に、面積入力手段（図１の面積入力手段３３，４１）は、１つの系統の受持面積を入力する。この受持面積は、壁面１１４（１１６）の面積（平方メートル）を系統数で除した値とすることができる。あるいは、図７のようにスピーカボックス１１７（１１９）が壁面１１４（１１６）にほぼすき間なく配列されている場合には、簡易的に１つのスピーカボックス１１７（１１９）の前面の面積を受持面積とすることもできる。面積入力手段による受持面積値の入力は、手動入力のほか、自動で計測して入力することもできる。
【００４１】
受持面積値を自動計測して面積入力手段に入力する手法の具体例を説明する。図９は、受持面積値を自動計測して面積入力手段に入力する装置の構成例を示す。この装置は、音場１１３，１１５ごとに設けられ、音場１１３，１１５ごとに受持面積値が自動計測され、面積入力手段に入力される。この装置は、信号発生器１５４からテスト信号を発生し、パワーアンプ１５６を介して音場１１３（１１５）内の１つのスピーカボックス１１７（１１９）−０のスピーカ１３７（１３９）−０から再生する。再生された音は、各系統のマイク１４１（１４３）で収音される。テスト信号を再生した系統のマイク１４１（１４３）−０の収音信号Ｓ１、テスト信号を再生した系統の上または下に隣接する系統のマイク１４１（１４３）−１の収音信号Ｓ２、テスト信号を再生した系統の左または右に隣接する系統のマイク１４１（１４３）−２の収音信号Ｓ３は、ヘッドアンプ１５８，１６０，１６２を介して時間差検出手段１６４に入力される。時間差検出手段１６４は、収音信号Ｓ１に対する収音信号Ｓ１，Ｓ２の時間差をそれぞれ検出する。テスト信号としてインパルス信号を使用する場合は、時間差検出手段１６４は収音信号Ｓ１の立ち上がりに対する収音信号Ｓ２，Ｓ３の時間差をそれぞれ計測する。また、テスト信号としてランダムノイズを使用する場合は、時間差検出手段１６４は、収音信号Ｓ１と収音信号Ｓ２，Ｓ３との相互相関をそれぞれ計算し、ピークの値を示す時間をそれぞれ求める。距離計算手段１６６は検出された時間差から、テスト信号を再生した系統のマイク１４１（１４３）−０とその上または下に隣接する系統のマイク１４１（１４３）−１との距離、および、テスト信号を再生した系統のマイク１４１（１４３）−０とその左または右に隣接する系統のマイク１４１（１４３）−２との距離をそれぞれ計算する。面積計算手段１６８は、これら求められた、上下方向に隣接するマイク間距離と左右方向に隣接するマイク間距離を乗算して、その乗算値を各系統の受持面積値として面積入力手段に入力する。
【００４２】
図１０を参照して、距離計算手段１６６における距離計算のアルゴリズムの一例を説明する。スピーカボックス１１７（１１９）−０のスピーカ１３７（１３９）−０からテスト信号を再生し、該テスト信号を自己の系統のマイク１４１（１４３）−０、その下に隣接する系統のスピーカボックス１１７（１１９）−１のマイク１４１（１４３）−１、その右に隣接する系統のスピーカボックス１１７（１１９）−２のマイク１４１（１４３）−２でそれぞれ収音し、時間差検出手段１６４で、次の時間差ｔ_１，ｔ_２（秒）を求める。
ｔ_１：マイク１４１（１４３）−０の収音信号Ｓ１に対するマイク１４１（１４３）−１の収音信号Ｓ２の時間差（遅れ時間）
ｔ_２：マイク１４１（１４３）−０の収音信号Ｓ１に対するマイク１４１（１４３）−２の収音信号Ｓ３の時間差（遅れ時間）
距離計算手段１６６はこれら検出された時間差ｔ_１，ｔ_２に基づき、次の距離ｙ_１，ｚを求める。
ｙ_１：スピーカ１３７（１３９）−０とマイク１４１（１４３）−１との距離
ｚ：スピーカ１３７（１３９）−０とマイク１４１（１４３）−２との距離
距離ｙ_１，ｚ（メートル）は次式により求められる。
ｙ_１＝ｙ_０＋（ｔ_１／３４０）
ｚ＝ｙ_０＋（ｔ_２／３４０）
ここで、ｙ_０はスピーカ１３７（１３９）−０とマイク１４１（１４３）−０との距離（メートル）であり、予め定まっている値なので、その既知の値を予め距離計算手段１６６に入力して設定しておく。
距離計算手段１６６は、さらに、上記計算結果に基づき、左右方向に隣接するマイク間距離ｘと、上下方向に隣接するマイク間距離ｙを次式により求める。
ｘ＝（ｚ^２−ｙ_０ ^２）^１／２
ｙ＝ｙ_０＋ｙ_１
面積計算手段１６８はこれら計算結果に基づき次式により各系統の受持面積Ｓを求める。
Ｓ＝ｘ・ｙ
【００４３】
なお、上下方向に隣接するマイク間距離ｙの計測は上記の方法に代えて、図１０に示すように、スピーカボックス１１７（１１９）−０のスピーカ１３７（１３９）−０から再生したテスト信号を、スピーカボックス１１７（１１９）−１のマイク１４１（１４３）−１で収音した信号と、その下のスピーカボックス１１７（１１９）−３のマイク１４１（１４３）−３で収音した信号の時間差ｔ_３（秒）を計測して、次式により求めることもできる。
ｙ＝ｔ_３／３４０
【００４４】
図８のエコーキャンセラ１４６，１５２について説明する。音場１１３のエコーキャンセラ１４６は、双方向伝送の際に、音場１１５側から送られてきた音声がスピーカ１３７から再生され、マイク１４１で収音されて、再び音場１１５側に戻されてスピーカ１３９から再生され、これが繰り返されることにより発生するエコーを防止するためのもので、マイク１４１で収音された音声のうち、音場１１５側から送られて各系統のスピーカ１３７から再生される音声成分の主に直接音（各系統のスピーカ１３７からマイク１４１に直接到達する音）および初期反射音（各系統のスピーカ１３７から発して壁面で反射されてマイク１４１に到達する音のうち初期部分の音）を打ち消す働きをするものである。音場１１５のエコーキャンセラ１５２は、双方向伝送の際に、音場１１３側から送られてきた音声がスピーカ１３９から再生され、マイク１４３で収音されて、再び音場１１３側に戻されてスピーカ１３７から再生され、これが繰り返されることにより発生するエコーを防止するためのもので、マイク１４３で収音された音声のうち、音場１１３側から送られて各系統のスピーカ１３９から再生される音声成分の主に直接音（各系統のスピーカ１３９からマイク１４３に直接到達する音）および初期反射音（各系統のスピーカ１３９から発して壁面で反射されてマイク１４３に到達する音のうち初期部分の音）を打ち消す働きをするものである。
【００４５】
音場１１３側のエコーキャンセラ１４６の構成例を図１１に示す。個々の系統は、自己の系統のスピーカ１３７で再生する信号から、自己を含むすべての系統（ｍ・ｎ系統）に供給する打ち消し信号を生成するためのｍ・ｎ個｛全系統で（ｍ・ｎ）^２個｝の打ち消し信号生成手段１７０と、自己の系統のマイク１４１の収音信号から、自己を含むすべての系統から供給される打ち消し信号を引き算して打ち消しを行うｍ・ｎ個｛全系統で（ｍ・ｎ）^２個｝のミキサ１７２を具備している。打ち消し信号生成手段１７０には、各系統のスピーカ１３７と各系統のマイク１４１との組合せごとの伝達関数（主に直接音および初期反射音のインパルス応答）に相当するフィルタが構成されており、音場１１５側のマイク１４３で収音されて音場１１３側に伝送されてきた音声信号について該フィルタで畳み込み演算して、打ち消し信号を作成する。ミキサ１７２は、マイク１４１の収音信号から該打ち消し信号を引き算して、マイク１４１の収音信号に含まれる音場１１５側からの信号成分を打ち消す。１つの系統に対する各系統の打ち消し信号生成手段１７０に設定するフィルタ特性は、例えば当該１つの系統の信号路にインパルス信号を入力し、これを当該１つの系統のスピーカ１３７から再生して各系統のマイク１４１で収音し、当該各系統のミキサ１７２の入力端でその応答を計測することにより、該応答に対応する特性として求まる。これを全系統について順次行うことにより、（ｍ・ｎ）^２個全部の打ち消し信号生成手段１７０に設定する特性が求まる。なお、インパルス応答の計測は回路部１４５内の調整手段（図１の調整手段３４，４２）の調整が完了した状態で行う。
【００４６】
音場１１５側のエコーキャンセラ１４６の構成例を図１２に示す。個々の系統は、自己の系統のスピーカ１３９で再生する信号から、自己を含むすべての系統（ｍ・ｎ系統）に供給する打ち消し信号を生成するためのｍ・ｎ個｛全系統で（ｍ・ｎ）^２個｝の打ち消し信号生成手段１７４と、自己の系統のマイク１４３の収音信号から、自己を含むすべての系統から供給される打ち消し信号を引き算して打ち消しを行うｍ・ｎ個｛全系統で（ｍ・ｎ）^２個｝のミキサ１７６を具備している。打ち消し信号生成手段１７４には、各系統のスピーカ１３９と各系統のマイク１４３との組合せごとの伝達関数（主に直接音および初期反射音のインパルス応答）に相当するフィルタが構成されており、音場１１３側のマイク１４１で収音されて音場１１５側に伝送されてきた音声信号について該フィルタで畳み込み演算して、打ち消し信号を作成する。ミキサ１７６は、マイク１４３の収音信号から該打ち消し信号を引き算して、マイク１４３の収音信号に含まれる音場１１３側からの信号成分を打ち消す。１つの系統に対する各系統の打ち消し信号生成手段１７４に設定するフィルタ特性は、例えば当該１つの系統の信号路にインパルス信号を入力し、これを当該１つの系統のスピーカ１３９から再生して各系統のマイク１４３で収音し、当該各系統のミキサ１７６の入力端でその応答を計測することにより、該応答に対応する特性として求まる。これを全系統について順次行うことにより、（ｍ・ｎ）^２個全部の打ち消し信号生成手段１７４に設定する特性が求まる。なお、インパルス応答の計測は回路部１５３内の調整手段（図１の調整手段３４，４２）の調整が完了した状態で行う。
【００４７】
打ち消し信号生成手段１７０，１７４のフィルタ特性は、例えば本装置を音場１０，１２に据え付けた後の試運転の段落でインパルス応答を測定して、設定することができる。あるいは使用を開始した後も、部屋のレイアウトを変更するなどした時点で、必要に応じてインパルス応答を測定して設定変更することができる。あるいは、本番の使用に先立ち、インパルス応答を測定して設定変更することができる。いずれの場合も、回路部１４５，１５３内の調整手段（図１の調整手段３４，４２）の調整が終了した状態で設定を行う。回路部１４５，１５３内の調整手段の調整および打ち消し信号生成手段１７０，１７４のフィルタ特性の設定が終了したら、本番の使用を開始することができる。
【００４８】
この実施の形態によれば、音場１１３内の各番地（ｘ、ｙ）で検出される音圧と音場１１５内の対応する番地（ｘ’，ｙ’）から放射される音圧が等しくなり、また、音場１１５内の各番地（ｘ’、ｙ’）で検出される音圧と音場１１３内の対応する番地（ｘ，ｙ）から放射される音圧が等しくなり、音場１１３，１１５が空間的に連続した状態が擬似的に得られる。また、スピーカボックス１１７，１１９の配列間隔が波長となる周波数以下で波面合成が成り立ち、両音場１１３，１１５の一体感がより強まる。しかも音の定位が、ビデオプロジェクタ１２５，１２７でスクリーン１２１，１２３に投影される映像上の音源位置（例えば、発言している人の位置）と一致するので、両音場１１３，１１５に居る人は、両音場１１３，１１５がつながった１つの音場に居る感じでテレビ会議を行うことができる。
【００４９】
なお、上記の説明では、スピーカおよびマイクを面状に配列したが、人の視線の高さ位置で横方向に１列あるいは人の視線の高さよりも上の位置および下の位置でそれぞれ横方向に１列ずつで合計２列等の線状に配列することもできる。
【００５０】
（実施の形態４…複数系統１方向伝送の例）
この発明を２つの音場間での複数系統１方向伝送用に構成して、競技場のＶＩＰルーム等の観覧室の音響設備を構成した場合の実施の形態を説明する。図１３は音場１５７（室外）と音場１５９（室内）の概要を示す。また、室内１５９から室外１５７側を見た様子を図１４に示し、室外１５７から室内１５９側を見た様子を図１５に示す。室外１５７と室内１５９とはガラス、樹脂等の透明板状部材をはめ込んだ窓１６１で空間的に仕切られている。室内１５９には、１つの壁面１７８において、窓１６１の上辺および下辺に沿って例えば前記図３あるいは図４と同様にスピーカ１６３とマイク１６５を組み込んだスピーカボックス１６７が、それぞれ前面を室内側に向けて、横方向に配列されている。室外１５７には、窓１６１の上辺および下辺に沿って、室内１５９の各スピーカボックス１６７と背中合せになる位置にマイク１６９がそれぞれ前方（グランド方向）に向けて、横方向に配列されている。マイク１６５，１６９は同一製品で構成され、単一指向性または双指向性のものが望ましい。室外１５７のマイク１６９と室内１５９のマイク１６５とは背中合せのものどうしが組み合わされて、それぞれ独立した系統を構成する。各系統は例えば前記図５のように構成され（ただし、送受信装置８７，９０は省くことができる。）室外１５７のマイク１６９で収音した音はその系統の室内１５９のスピーカ１６３で再生される。室内１５９のマイク１６５は、調整手段（図５の調整手段１０１）による利得調整に用いられる。
【００５１】
各系統の構成を説明する。ここでは、図１４、図１５に示すように、室内１５９のスピーカボックス１６７および室外１５７のマイク１６９が窓１６１の上辺および下辺に沿って横方向にｍ個ずつ配列されているものとし、室外１５７については個々のマイク１６９の座標位置を（ｘ，ｙ）（ただし、ｘは左から右に１，２，…，ｍ、ｙは上辺側が１、下辺側が２）で表し、室内１５９側については個々のスピーカボックス１６７の座標位置を（ｘ’，ｙ’）（但し、ｘ’は右から左に１’，２’…，ｍ’、ｙ’は上辺側が１、下辺側が２）で表すものとする。ｘとｘ’は左右対称位置である。
【００５２】
各系統の構成例を図１６に示す。室外１５７のマイク１６９と室内１５９のスピーカボックス１６７とは、（ｘ，ｙ）番地のものと（ｘ’，ｙ’）番地のものどうし（つまり、上下方向に同じ位置で、左右方向に対称位置のものどうし）が組み合わされて１つの系統を構成する。各系統は相互に独立している。１つの系統は、マイク１６９、ヘッドアンプ１７１、伝送経路１７３、回路部１７５、スピーカボックス１６７で構成される。回路部１７５は例えば前記図５の回路部９２と同様に構成され、回路部１７５内のヘッドアンプ（図５のヘッドアンプ９８）は、室外１５７のマイク１６９用のヘッドアンプ１７１と同一製品が用いられる。室外１５７の１つの系統のマイク１６９で収音された音は、その系統のヘッドアンプ１７１、伝送経路１７３、回路部１７５を介して室内１５９のスピーカ１６３から再生される。
【００５３】
回路部９２における調整手段（図５の調整手段１０１）における利得調整は、前記実施の形態２で説明したのと同様の手法により、系統ごとに独立して（つまり、１つの系統について利得調整を行うときは、他の系統の動作を休止して）行う。この調整の際に、面積入力手段（図５の面積入力手段１０４）は、１つの系統の受持面積を入力する。この受持面積は、壁面１７８の面積（窓１６１を含む壁面１７８全体の面積）（平方メートル）を系統数で除した値とすることができる。各系統について調整手段による利得調整を行うことにより準備が完了し、実際の使用が可能となる。この実施の形態によれば、室外１５７の各番地（ｘ、ｙ）における音圧と室内１５９の各番地（ｘ’，ｙ’）を上下方向で平均した音圧が等しくなり、室外１５７と室内１５９が窓１６１で仕切られてない感じで室内１５９からゲームを観戦することができる。なお、この例ではマイク１６９およびスピーカボックス１６７を窓１６１の上辺および下辺に配置したが、上辺、下辺のいずれか一方に配置してもよい。
【００５４】
なお、以上の各実施の形態では、実際の使用に先立ち調整手段の利得調整およびエコーキャンセラの特性設定を行うようにしたが、実際の使用時にリアルタイムでこれら利得調整あるいは特定設定をすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を１系統双方向伝送に適用した実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図１の自動利得調整手段５２，６０の利得調整時の状態を説明する図である。
【図３】この発明で使用されるスピーカボックスの構成例を示す正面図および断面図である。
【図４】この発明で使用されるスピーカボックスの他の構成例を示す正面図および断面図である。
【図５】この発明を１系統一方向伝送に適用した実施の形態を示すブロック図である。
【図６】この発明を複数系統双方向伝送に適用してテレビ会議システムを構成した場合の実施の形態を示す概要図である。
【図７】図６の音場１１３，１１５内をスピーカボックス１１７，１１９の配列の正面から見た図である。
【図８】図６の装置おける各系統の構成例を示すブロック図である。
【図９】図６の装置において、受持面積値を自動計測して面積入力手段に入力する装置の構成例を示すブロック図である。
【図１０】図９の距離計算手段１６６における距離計算のアルゴリズムの説明図である。
【図１１】図８のエコーキャンセラ１４６の構成例を示すブロック図である。
【図１２】図８のエコーキャンセラ１１５２構成例を示すブロック図である。
【図１３】この発明を複数系統一方向伝送に適用して競技場の観覧室用音響設備を構成した場合の実施の形態を示す概要図である。
【図１４】図１３の観覧室の室外から室内側を見た様子を示す図である。
【図１５】図１３の観覧室の室内から室外側を見た様子を示す図である。
【図１６】図１３の装置における各系統の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０，１２，８０，８２，１１３，１１５，１５７，１５９…音場、１１，１５，８３，８５，１１４，１１６，１７８…壁面、１３，１６，８１，９６，１４１，１４３，１６５，１６９…マイク、１４，１８，９４，１３７，１３９，１６３…スピーカ、２８，８６，１４９，１５５，１７３…伝送経路、３４，４２，１０１…調整手段、４６，４８，５４，５６，１０３，１０５…音圧検出手段（検出手段）、６３，６５…エコーキャンセラ、６６，７２，１１７，１１９，１６７…スピーカボックス、１２１，１２３…音響透過性のスクリーン、１２５，１２７…ビデオプロジェクタ、１２９，１３１…テレビカメラ、１３３，１３５…窓部。

Claims

第１の音場内の１つの壁面位置に第１のマイクを配置し、
第２の音場内の１つの壁面位置に第２のマイクとスピーカを配置し、
前記第１の音場に存在する音を前記第１のマイクで収音しこれを前記第２の音場の前記スピーカで再生する方法であって、
前記第１のマイクで収音した音により前記第１の音場に存在する音圧を検出し、
前記第２のマイクで収音した音により前記第２の音場で再生される音圧を検出し、
前記第２の音場で再生される音圧が、前記第１の音場に存在する音圧に該第１の音場の前記１つの壁面の面積に相当する比例常数を乗じた値となるように前記第２の音場で再生する音圧を調整する収音再生方法。
第１の音場内の１つの壁面位置に第１のマイクと第１のスピーカを配置し、
第２の音場内の１つの壁面位置に第２のマイクと第２のスピーカを配置し、
前記第１の音場に存在する音を前記第１のマイクで収音しこれを前記第２の音場の前記スピーカで再生し、かつ前記第２の音場に存在する音を前記第２のマイクで収音しこれを前記第１の音場の前記第１のスピーカで再生する方法であって、
前記第１のマイクで収音した音により前記第１の音場に存在する音圧を検出し、
前記第２のマイクで収音した音により前記第２の音場で再生される音圧を検出し、
前記第２の音場で再生される音圧が、前記第１の音場に存在する音圧に該第１の音場の前記１つの壁面の面積に相当する比例常数を乗じた値となるように前記第２の音場で再生する音圧を調整し、かつ
前記第２のマイクで収音した音により前記第２の音場に存在する音圧を検出し、
前記第１のマイクで収音した音により前記第１の音場で再生される音圧を検出し、
前記第１の音場で再生される音圧が、前記第２の音場に存在する音圧に該第２の音場の前記１つの壁面の面積に相当する比例常数を乗じた値となるように前記第１の音場で再生する音圧を調整する収音再生方法。
第１の音場の１つの壁面位置に配置され該第１の音場に存在する音を収音する第１のマイクと、
該第１のマイクで収音された音を第２の音場に伝送する伝送経路と、
前記第２の音場の１つの壁面位置に配置され前記伝送経路を経て伝送される音を再生するスピーカと、
前記第２の音場の前記１つの壁面位置に配置され前記スピーカで再生される音を収音する第２のマイクと、
前記第１のマイクで収音される音圧を検出する第１の検出手段と、
該第１のマイクで収音された音が前記スピーカで再生されて前記第２のマイクで収音される音圧を検出する第２の検出手段と、
前記第２の検出手段で検出される音圧が、前記第１の検出手段で検出される音圧に前記第１の音場の前記１つの壁面の面積に相当する比例常数を乗じた値となるように前記スピーカで再生される音圧を調整する調整手段と
を具備してなる収音再生装置。
第１の音場の１つの壁面位置に配置され該第１の音場に存在する音を収音する第１のマイクと、
該第１のマイクで収音された音を第２の音場に伝送する伝送経路と、
前記第２の音場の１つの壁面位置に配置され前記伝送経路を経て伝送される音を再生するスピーカと、
前記第２の音場の前記１つの壁面位置に配置され前記スピーカで再生される音を収音する第２のマイクと、
前記第１のマイクで収音される音圧を検出する第１の検出手段と、
該第１のマイクで収音された音が前記スピーカで再生されて前記第２のマイクで収音される音圧を検出する第２の検出手段と、
前記第１、第２の検出手段で検出される音圧が所定の関係となるように前記スピーカで再生される音圧を調整する調整手段と
を具備してなる収音再生装置
を前記第１、第２の音場間に複数系統用意し、各系統は前記第２のマイクと前記スピーカを相互に近接した位置に配置し、かつ前記第１の音場における各系統の第１のマイクの配列に対応して前記第２の音場における各系統の第２のマイクおよびスピーカの配列を設定してなり、
前記調整手段が、前記第１または第２の検出手段で検出される音圧を、前記第２の音場の前記１つの壁面の面積を前記系統数で除した値に応じて補正した値が、前記第２または第１の検出手段で検出される音圧に等しくなるように前記スピーカで再生される音圧を調整する収音再生装置。
第１の音場の１つの壁面位置に配置され該第１の音場に存在する音を収音する第１のマイクと、
該第１のマイクで収音された音を第２の音場に伝送する第１の伝送経路と、
前記第２の音場の１つの壁面位置に配置され前記第１の伝送経路を経て伝送される音を再生する第２のスピーカと、
前記第２の音場の前記１つの壁面位置に配置され該第２の音場に存在する音を収音する第２のマイクと、
該第２のマイクで収音された音を前記第１の音場に伝送する第２の伝送経路と、
前記第１の音場の前記１つの壁面位置に配置され前記第２の伝送経路を経て伝送される音を再生する第１のスピーカと、
前記第１のマイクで収音された前記第１の音場に存在する音圧を検出する第１の検出手段と、
前記第１のマイクで収音された前記第１の音場に存在する音が前記第２のスピーカで再生されてさらに前記第２のマイクで収音される音圧を検出する第２の検出手段と、
前記第２の検出手段で検出される音圧が、前記第１の検出手段で検出される音圧に前記第１の音場の前記１つの壁面の面積に相当する比例常数を乗じた値となるように前記第２のスピーカで再生される音圧を調整する第２の調整手段と、
前記第２のマイクで収音された前記第２の音場に存在する音圧を検出する第３の検出手段と、
該第２のマイクで収音された前記第２の音場に存在する音が前記第１のスピーカで再生されてさらに前記第１のマイクで収音される音圧を検出する第４の検出手段と、
前記第４の検出手段で検出される音圧が、前記第３の検出手段で検出される音圧に前記第２の音場の前記１つの壁面の面積に相当する比例常数を乗じた値となるように前記第１のスピーカで再生される音圧を調整する第１の調整手段と
を具備してなる収音再生装置。
第１の音場の１つの壁面位置に配置され該第１の音場に存在する音を収音する第１のマイクと、
該第１のマイクで収音された音を第２の音場に伝送する第１の伝送経路と、
前記第２の音場の１つの壁面位置に配置され前記第１の伝送経路を経て伝送される音を再生する第２のスピーカと、
前記第２の音場の前記１つの壁面位置に配置され該第２の音場に存在する音を収音する第２のマイクと、
該第２のマイクで収音された音を前記第１の音場に伝送する第２の伝送経路と、
前記第１の音場の前記１つの壁面位置に配置され前記第２の伝送経路を経て伝送される音を再生する第１のスピーカと、
前記第１のマイクで収音された前記第１の音場に存在する音圧を検出する第１の検出手段と、
前記第１のマイクで収音された前記第１の音場に存在する音が前記第２のスピーカで再生されてさらに前記第２のマイクで収音される音圧を検出する第２の検出手段と、
前記第１、第２の検出手段で検出される音圧が所定の関係となるように前記第２のスピーカで再生される音圧を調整する第２の調整手段と、
前記第２のマイクで収音された前記第２の音場に存在する音圧を検出する第３の検出手段と、
該第２のマイクで収音された前記第２の音場に存在する音が前記第１のスピーカで再生されてさらに前記第１のマイクで収音される音圧を検出する第４の検出手段と、
前記第３、第４の検出手段で検出される音圧が所定の関係となるように前記第１のスピーカで再生される音圧を調整する第１の調整手段と
を具備してなる収音再生装置
を前記第１、第２の音場間に複数系統用意し、各系統は前記第１のマイクと前記第１のスピーカを相互に近接した位置に配置し、前記第２のマイクと前記第２のスピーカを相互に近接した位置に配置し、かつ前記第１の音場における各系統の第１のマイクおよび第１のスピーカの配列と左右対称に前記第２の音場における各系統の第２のマイクおよび第２のスピーカの配列を設定してなり、
前記第２の調整手段が、前記第１または第２の検出手段で検出される音圧を、前記第２の音場の前記１つの壁面の面積を前記系統数で除した値に応じて補正した値が、前記第２または第１の検出手段で検出される音圧に等しくなるように前記第２のスピーカで再生される音圧を調整し、
前記第１の調整手段が、前記第２または第１の検出手段で検出される音圧を、前記第１の音場の前記１つの壁面の面積を前記系統数で除した値に応じて補正した値が、前記第１または第２の検出手段で検出される音圧に等しくなるように前記第１のスピーカで再生される音圧を調整する収音再生装置。