JP4872636B2 - 音声会議装置、音声会議システムおよび放収音ユニット - Google Patents

Description

この発明は、それぞれマイクおよびスピーカを備えた複数のユニットを接続して構成される大会議室用の音声会議装置およびこの音声会議装置をネットワーク等を介して相互に接続して構成される音声会議システムに関する。

遠隔の会議室を通信回線やネットワークで接続して、音声会議を行うための音声会議装置が実用化されている（たとえば特許文献１）。この種の音声会議装置は、図１に示すように、マイクとスピーカを備え、自室の音声をマイクで収音して相手会議室の音声会議装置（相手装置）に送信するとともに、相手装置から送られてきた音声（相手会議室の音声）をスピーカで再生する装置である。すなわち、自室の音声会議装置である自装置５００のマイク５０１を通信回線（ネットワーク）５２０を介して相手装置のスピーカ５１２と接続するとともに、相手装置５１０のマイク５１１を通信回線（ネットワーク）５２０を介して自装置５００のスピーカ５０２に接続する。

一般的な音声会議装置は、スピーカ５０２から放音された相手装置の音声をマイク５０１で収音して相手装置５１０に送り返してしまうエコーが発生しないように、エコーキャンセラ５０３（５１３）を搭載している。エコーキャンセラは、マイク５０１で収音した信号成分のうちスピーカ５０２から放音した信号成分を除去する処理部である。

特開２００４−３４３６６８号公報

図１に示したように、音声会議装置は、通信回線を介して１台ずつが接続されて使用されるものであるが、大会議室等の広い空間を用いて遠隔会議を行う場合、１台の音声会議装置では、収音機能および放音機能が十分ではない。そこで、上記音声会議装置をユニットとし、このユニットを複数台接続して構成した連結型の音声会議装置を用いて遠隔会議を行うことが提案されている。

ここで、ユニットを複数台接続して音声会議装置を構成した場合、大会議室では直接音が届きにくいことから、１つのユニットが収音した音声を遠隔の相手側に送信するのみならず、こちら側の音声会議装置の他のユニットからも放音して同一空間内の拡声システムとしても用いることが望まれる。

このように複数ユニットを接続して構成した音声会議装置を、遠隔会議に用いるとともに同一空間内の拡声システムとしても用いた場合、以下のような問題が生じる。

音声会議装置のエコーキャンセラは、スピーカからマイクへ帰還する音声の伝達関数が常時変化する会議室のエコーをキャンセルするために非常に負荷の大きい処理をしているため、音声信号の伝搬を聴覚的に明確に認識できる程度（数百ミリ秒程度）遅延させてしまう。直接音が伝搬しない遠隔地に音声信号を伝送する場合には、この程度の遅延が問題になることは少ないが、直接音が伝搬する同一空間で聴覚的に明確に認識できる程度まで音声信号を遅延させてしまうと、スピーカから放音される音声と話者の直接音とがはっきりずれてしまい、拡声することによって却って音声が聴きづらくなってしまうという問題点があった。

これを解決するために、各ユニットのマイク，スピーカをオン／オフ可能にし、会議出席者の発言を収音しているユニットのみマイクをオンして、他の放収音ユニットはマイクをオフするようにし、マイクをオンしている放収音ユニットは、スピーカをオフすることによって音声信号の回り込み（エコー）を防止することが考えられる。会議出席者の発言は、各会議出席者の収音を担当する各放収音ユニットが自動検出するが、会議出席者全員が発言した場合（たとえば一同が笑う等）には、全放収音ユニットがマイクオンしてしまい、すなわち全放収音ユニットのスピーカがオフしてしまい、遠隔の相手装置からの音声が放音されないこととなってしまうという問題点があった。

この発明は、それぞれマイクとスピーカを備えた複数の放収音ユニットを接続して構成した音声会議装置において、拡声音声の遅延をなくし、且つ相手装置の音声を確実に放音することができるようにすることを目的とする。

（１）請求項１の発明は、 相手装置との通信を制御する通信制御ユニットを最上流のユニットとし、この通信制御ユニットと複数の第１の放収音ユニットとを直列に接続するとともに、前記通信制御ユニットと１または複数の第２の放収音ユニットとを直列に接続した音声会議装置であって、
前記第１の放収音ユニットは、マイクと、スピーカと、音声信号を上流のユニットに出力する上流出力部と、音声信号を下流のユニットに出力する下流出力部と、上流のユニットから音声信号を入力する上流入力部と、下流のユニットから音声信号を入力する下流入力部と、上流入力部から入力された音声信号を下流出力部に供給するとともに、下流入力部から入力された音声信号を上流出力部に供給する信号処理部であって、前記マイクが目的の音声信号を収音しているマイクオン時は、この収音した音声信号を前記下流出力部および上流出力部にさらに供給するとともに前記上流入力部および下流入力部から入力された音声信号を前記スピーカに供給せず、前記マイクが目的の音声信号を収音していないマイクオフ時は、収音した音声信号を前記上流出力部および下流出力部に供給せず、前記上流入力部および下流入力部から入力された音声信号を前記スピーカに供給する信号処理部と、を備え、
前記第２の放収音ユニットは、マイクと、スピーカと、音声信号を上流のユニットに出力する上流出力部と、音声信号を下流のユニットに出力する下流出力部と、上流のユニットから音声信号を入力する上流入力部と、下流のユニットから音声信号を入力する下流入力部と、上流入力部から入力された音声信号を下流出力部に供給するとともに、下流入力部から入力された音声信号を上流出力部に供給する信号処理部であって、前記マイクが収音した音声信号を前記上流出力部にさらに供給するとともに前記上流入力部から入力された音声信号を前記スピーカに供給する信号処理部と、を備えたことを特徴とする音声会議装置である。

上記発明の第１の放収音ユニットは、マイクで収音した音声信号を上流および下流出力部から外部に出力するとともに、上流および下流入力部を介して外部から入力された音声信号をスピーカから放音するが、マイクが目的の音声信号を収音しているとき、この音声信号を前記上流・下流出力部に供給し（マイクオン）、スピーカをオフする。一方、マイクが目的の音声信号を収音していないとき、マイクをオフして、ライン入力部を介して外部から入力された音声信号をスピーカから放音する（スピーカオン）。ここで、マイクオン／オフとは、マイクの機能を物理的・電気的にオン／オフすることを意味するのではなく、上記のようにマイクから目的の音声信号が入力されているとき、この信号を後段に出力することをマイクオンと呼び、マイクから目的の音声信号が入力されていないとき、この信号を後段に出力しないことをマイクオフと呼ぶ。目的の音声信号がどのような音声信号であり、それをどのように判定するかは、この発明においては問わない。

このように、マイクがオンしているときスピーカがオフし、スピーカがオンしているときマイクがオフするため、スピーカからマイクへ音声が回り込むエコーが発生しないため、エコーキャンセラーを外すことができ、遅延なく音声信号を外部に伝送することができ、室内の拡声装置として用いることができる。

また、適応型エコーキャンセラ等の高度機能のエコーキャンセラは、処理が重いため、音声信号のサンプリングクロックを低くする必要があるが（たとえば１６ｋＨｚ）、この装置では信号処理系全体でサンプリングクロックを高くすることができ（たとえば４８ｋＨｚ）、音質の向上に寄与することもできる。

一方、第２の放収音ユニットは、マイクが収音した音声信号を常に上流出力部に供給して通信制御ユニットに入力し、音切れさせることなく相手装置に送信することができる。また上流入力部から入力された音声信号、すなわち通信制御ユニットが受信した相手装置の音声信号を常時スピーカに供給し、音切れさせることなく放音することができる。また、上流・下流に接続されている他の放収音ユニットの音声信号をスピーカに供給しないことから、音声信号の遅延は問題とならず、エコーキャンセラを挿入してスピーカからマイクへの回り込み信号であるエコーをキャンセルすることができる。

（２）請求項２の発明は、相手装置との通信を制御する通信制御ユニットを最上流のユニットとし、この通信制御ユニットと複数の第３の放収音ユニットとを直列に接続した音声会議装置であって、前記第３の放収音ユニットは、マイクと、スピーカと、音声信号を上流のユニットに出力する上流出力部およびバイパス出力部と、音声信号を下流のユニットに出力する下流出力部と、上流のユニットから音声信号を入力する上流入力部と、下流のユニットから音声信号を入力する下流入力部およびバイパス入力部と、上流入力部から入力された音声信号を下流出力部に供給し、下流入力部から入力された音声信号を上流出力部に供給し、バイパス入力部から入力された音声信号をバイパス出力部に供給するとともに、前記マイクが収音した音声信号をバイパス出力部にさらに供給する信号処理部であって、前記マイクが目的の音声信号を収音しているマイクオン時は、この収音した音声信号を前記下流出力部および上流出力部にさらに供給するとともに前記上流入力部および下流入力部から入力された音声信号を前記スピーカに供給せず、前記マイクが目的の音声信号を収音していないマイクオフ時は、収音した音声信号を前記上流出力部および下流出力部に供給せず、前記上流入力部および下流入力部から入力された音声信号を前記スピーカに供給する信号処理部と、を備え、前記通信制御ユニットには、その下流の放収音ユニットのバイパス出力部および上流入力部が接続されていることを特徴とする音声会議装置である。

上記発明の第３の放収音ユニットは、まず、バイパス入力部から入力された音声信号にマイクで収音した音声信号を合成してバイパス出力部から出力する。このバイパス出力部から出力された信号は上流のユニットのバイパス入力部に入力され、最上流では通信制御ユニットに入力される。一方、バイパスとは別系統で、マイクで収音した音声信号を上流・下流出力部から外部に出力するとともに、上流・下流入力部を介して外部から入力された音声信号をスピーカから放音する。最上流では、上流入力部のみ通信制御ユニットに接続され、上流出力部は通信制御ユニットに接続されない。この系統において、マイクが目的の音声信号を収音しているとき、この音声信号をライン出力部から外部に出力し（マイクオン）、スピーカをオフする。一方、マイクが目的の音声信号を収音していないとき、マイクをオフして、ライン入力部を介して外部から入力された音声信号をスピーカから放音する（スピーカオン）。ここで、マイクオン／オフとは、マイクの機能を物理的・電気的にオン／オフすることを意味するのではなく、上記のようにマイクから目的の音声信号が入力されているとき、この信号を後段に出力することをマイクオンと呼び、マイクから目的の音声信号が入力されていないとき、この信号を後段に出力しないことをマイクオフと呼ぶ。目的の音声信号がどのような音声信号であり、それをどのように判定するかは、この発明においては問わない。

このように、各放収音ユニットで収音した音声信号は、バイパス系統を介して通信制御ユニットに入力され、途切れることなく相手装置に送信される。また、ライン入力系統において、マイクがオンしているときスピーカがオフし、スピーカがオンしているときマイクがオフするため、スピーカからマイクへ音声が回り込むエコーが発生しないため、エコーキャンセラーを外すことができ、遅延なく音声信号を外部に伝送することができ、室内の拡声装置として用いることができる。

（３）請求項３の発明は、相手装置との通信を制御する通信制御ユニットを最上流のユニットとし、この通信制御ユニットと複数の第２の放収音ユニットとを直列に接続するとともに、前記第２の放収音ユニットの各々に対応づけられた第１の放収音ユニットを直列に接続した音声会議装置であって、
前記第１の放収音ユニットは、マイクと、スピーカと、音声信号を上流のユニットに出力する上流出力部と、音声信号を下流のユニットに出力する下流出力部と、上流のユニットから音声信号を入力する上流入力部と、下流のユニットから音声信号を入力する下流入力部と、上流入力部から入力された音声信号を下流出力部に供給するとともに、下流入力部から入力された音声信号を上流出力部に供給する信号処理部であって、前記マイクが目的の音声信号を収音しているマイクオン時は、この収音した音声信号を前記下流出力部および上流出力部にさらに供給するとともに前記上流入力部および下流入力部から入力された音声信号を前記スピーカに供給せず、前記マイクが目的の音声信号を収音していないマイクオフ時は、収音した音声信号を前記上流出力部および下流出力部に供給せず、前記上流入力部および下流入力部から入力された音声信号を前記スピーカに供給する信号処理部と、を備え、
前記第２の放収音ユニットは、マイクと、スピーカと、音声信号を上流のユニットに出力する上流出力部と、音声信号を下流のユニットに出力する下流出力部と、上流のユニットから音声信号を入力する上流入力部と、下流のユニットから音声信号を入力する下流入力部と、上流入力部から入力された音声信号を下流出力部に供給するとともに、下流入力部から入力された音声信号を上流出力部に供給する信号処理部であって、前記マイクが収音した音声信号を前記上流出力部にさらに供給するとともに前記上流入力部から入力された音声信号を前記スピーカに供給する信号処理部と、を備えたことを特徴とする音声会議装置である。

上記発明の第２の放収音ユニットは、マイクが収音した音声信号を常に上流出力部に供給して通信制御ユニットに入力し、音切れさせることなく相手装置に送信することができる。また上流入力部から入力された音声信号、すなわち通信制御ユニットが受信した相手装置の音声信号を常時スピーカに供給し、音切れさせることなく放音することができる。また、上流・下流に接続されている他の放収音ユニットの音声信号をスピーカに供給しないことから、音声信号の遅延は問題とならず、エコーキャンセラを挿入してスピーカからマイクへの回り込み信号であるエコーをキャンセルすることができる。この第２の放収音ユニットを通信制御ユニットに接続して相手装置と音声信号の送受信をすることにより、こちら側で収音した音声信号を途切れることなく相手装置に送信することができるとともに、相手装置から送られてきた音声信号を途切れることなく放音することができる。

また、第１の放収音ユニットは、マイクで収音した音声信号を上流および下流出力部から外部に出力するとともに、上流および下流入力部を介して外部から入力された音声信号をスピーカから放音するが、マイクが目的の音声信号を収音しているとき、この音声信号を前記上流・下流出力部に供給し（マイクオン）、スピーカをオフする。一方、マイクが目的の音声信号を収音していないとき、マイクをオフして、ライン入力部を介して外部から入力された音声信号をスピーカから放音する（スピーカオン）。ここで、マイクオン／オフとは、マイクの機能を物理的・電気的にオン／オフすることを意味するのではなく、上記のようにマイクから目的の音声信号が入力されているとき、この信号を後段に出力することをマイクオンと呼び、マイクから目的の音声信号が入力されていないとき、この信号を後段に出力しないことをマイクオフと呼ぶ。目的の音声信号がどのような音声信号であり、それをどのように判定するかは、この発明においては問わない。

このように、マイクがオンしているときスピーカがオフし、スピーカがオンしているときマイクがオフするため、スピーカからマイクへ音声が回り込むエコーが発生しないため、エコーキャンセラーを外すことができ、遅延なく音声信号を外部に転送することができ、同一空間で発言された音声を遅延なく拡声できるため、拡声装置として用いることができる。

（４）請求項４の発明は、上記発明において、前記放収音ユニットのマイクは、所定の収音方向からビーム状に音声信号を収音し、前記各ユニットのスピーカは、所定の放音方向に向けてビーム状に音声信号を放音するものであり、各放収音ユニットの収音方向が他の放収音ユニットの放音方向と向き合わないように各ユニットを配置したことを特徴とする。

この発明では、ある放収音ユニットが放音した音声信号が他の放収音ユニットのマイクに大レベルで回り込まないように配置した。これにより、ハウリングや目的の音声信号の誤判定を防止することができる。

（５）請求項５の発明は、前記音声会議装置を、ネットワークまたは通信回線を介して複数接続してなる音声会議システムである。

この発明では、複数の会議室において、それぞれ複数放収音ユニットを用いた拡声が可能になるため、広い会議室同士で大規模な会議を開催することが可能になる。

（６）請求項６の発明は、マイクと、スピーカと、音声信号を上流のユニットに出力する上流出力部およびバイパス出力部と、音声信号を下流のユニットに出力する下流出力部と、上流のユニットから音声信号を入力する上流入力部と、下流のユニットから音声信号を入力する下流入力部およびバイパス入力部と、信号処理部と、を備えた放収音ユニットであって、
前記信号処理部は、切り換えにより、上流入力部から入力された音声信号を下流出力部に供給するとともに、下流入力部から入力された音声信号を上流出力部に供給し、さらに、前記マイクが目的の音声信号を収音しているマイクオン時は、この収音した音声信号を前記下流出力部および上流出力部にさらに供給するとともに前記上流入力部および下流入力部から入力された音声信号を前記スピーカに供給せず、前記マイクが目的の音声信号を収音していないマイクオフ時は、収音した音声信号を前記上流出力部および下流出力部に供給せず、前記上流入力部および下流入力部から入力された音声信号を前記スピーカに供給するモード１の動作、上流入力部から入力された音声信号を下流出力部に供給するとともに、下流入力部から入力された音声信号を上流出力部に供給し、さらに、前記マイクが収音した音声信号を前記上流出力部にさらに供給するとともに前記上流入力部から入力された音声信号を前記スピーカに供給するモード２の動作、または、上流入力部から入力された音声信号を下流出力部に供給し、下流入力部から入力された音声信号を上流出力部に供給し、バイパス入力部から入力された音声信号をバイパス出力部に供給するとともに、前記マイクが収音した音声信号をバイパス出力部にさらに供給し、さらに、前記マイクが目的の音声信号を収音しているマイクオン時は、この収音した音声信号を前記下流出力部および上流出力部にさらに供給するとともに前記上流入力部および下流入力部から入力された音声信号を前記スピーカに供給せず、前記マイクが目的の音声信号を収音していないマイクオフ時は、収音した音声信号を前記上流出力部および下流出力部に供給せず、前記上流入力部および下流入力部から入力された音声信号を前記スピーカに供給するモード３の動作を実行する放収音ユニットである。

本願発明では、マイクオン／オフおよびスピーカオン／オフを同期して切り換えることによりエコーキャンセラを不要にし、収音した音声信号を遅延なく室内に拡声放音する放収音ユニットと、収音した音声を放音することなく相手装置に送信する放収音ユニットとを組み合わせたことにより、相手装置に途切れることなく収音信号を送信するとともに、相手装置から送られてきた音声信号を途切れることなく放音することができる。

図面を参照してこの発明の実施形態である音声会議装置について説明する。
この実施形態の音声会議装置は、図５〜図７に示す構成の放収音ユニットを複数台接続して構成したものである。この放収音ユニットは、音声信号の収音、放音および転送の制御形態をモード１〜３の３種類に設定することができる。音声会議装置は、モード１に設定された放収音ユニットとモード２に設定された放収音ユニットを組み合わせて構成される。また、音声会議装置は、モード３に設定された放収音ユニットを連結して構成される。

以下このモードについて概略構成図を用いて説明する。図２はモード１の制御形態の概略構成を示す図、図３はモード２の制御形態の概略構成を示す図、図４はモード３の制御形態の概略構成を示す図である。

≪モード１の放収音ユニットの概略構成≫
図２（Ａ）は、モード１の放収音ユニットの概略ブロック図、同図（Ｂ）は、同放収音ユニットを複数台（同図では４台）接続した構成を示す図である。

同図（Ａ）に示すように、各放収音ユニットは、音声信号のライン入力端子，ライン出力端子をそれぞれ２つずつ備えている。ライン入力端子ＩｎＬは、左側に隣接する放収音ユニットから出力された音声信号を入力する端子である。ライン入力端子ＩｎＲは、右側に隣接する放収音ユニットから出力された音声信号を入力する端子である。また、ライン出力端子ＯｕｔＬは、左側に隣接する放収音ユニットへ音声信号を出力する端子である。ライン出力端子ＯｕｔＲは、右側に隣接する放収音ユニットへ音声信号を出力する端子である。
このように音声信号のライン入力端子，ライン出力端子を左右２つずつ備えることにより、同図 （Ｂ）に示すような３台以上の放収音ユニットのラダー接続が可能になる。

ライン入力端子ＩｎＬ，ＩｎＲから入力された音声信号は加算器１０６で加算合成され、信号処理部１０３を介してスピーカ１０２から放音される。これにより、左右両側の放収音ユニットから入力された音声信号（ライン入力音声信号）を合成してスピーカ１０２から放音することができる。

また、マイク１０１が収音した音声信号は、信号処理部１０３を介してミキサ１０５Ｌ，１０５Ｒに入力される。ミキサ１０５Ｌには、右側に隣接する放収音ユニットからライン入力端子ＩｎＲに入力された音声信号がさらに入力される。ミキサ１０５Ｌは、これらの音声信号を適切なバランスでミキシングして左側のライン出力端子ＯｕｔＬへ出力する。また、ミキサ１０５Ｒには、左側に隣接する放収音ユニットからライン入力端子ＩｎＬに入力された音声信号がさらに入される。ミキサ１０５Ｒは、これらの音声信号を適切なバランスでミキシングして右側のライン出力端子ＯｕｔＲへ出力する。

左側のライン出力端子ＯｕｔＬに出力された音声信号は左側に隣接する放収音ユニットに入力される。右側のライン出力端子ＯｕｔＲに出力された音声信号は右側に隣接する放収音ユニットに入力される。

同図（Ｂ）に示すラダーの接続形態において、上記のように自ユニットの収音信号を加算しつつ左から右、且つ、右から左に音声信号をバケツリレーすることにより、各放収音ユニットには、ラダー接続されているどの放収音ユニットで収音した信号も必ず入力されるようになる。

ここで、信号処理部１０３は、拡声音が直接音から遅れて放音されないようにエコーキャンセル処理を行わない。そこで、エコーキャンセル処理が不要となるように以下の処理動作を行う。

マイク１０１に、自ユニットが担当する会議出席者の発話音声が入力されているかを検出し、検出していないときは、マイク１０１の収音信号をミキサ１０５Ｌ，Ｒに出力しないようにする（マイクオフ）とともに、加算器１０６で加算合成したライン入力音声信号をスピーカ１０２に入力して放音する（スピーカオン）。一方、マイク１０１に、自装置が担当する会議出席者の発話音声が入力されていることを検出した場合には、マイク１０１の収音信号をミキサ１０５Ｌ，Ｒに出力して収音信号をライン出力する（マイクオン）とともに、加算器１０６で加算合成したライン入力音声信号をスピーカ１０２に入力しない（スピーカオフ）。
このように、この実施形態において、マイクをオン／オフする（マイクオン／マイクオフ）とは、マイクによる収音そのものをオン／オフすることではなく、マイクが収音した音声を外部にライン出力するか否かを意味する語である。

同図（Ｂ）においては、ラダー接続されている４台の放収音ユニット１００Ａ〜Ｄのうち、放収音ユニット１００Ｂのみがマイクオン・スピーカオフしており、他の３台の放収音ユニット１００Ａ，Ｃ，Ｄは、マイクオフ・スピーカオンしている。
このように、ライン入力音声信号をスピーカ１０２から放音する動作である「スピーカオン」と、マイク１０１の収音信号をライン出力する動作である「マイクオン」とを同時に行わないようにしたことにより、スピーカ１０２から放音されたライン入力音声信号がマイク１０１に収音されて遅延して再度ライン出力されるというエコーを防止することができる。

また、信号処理部１０３は、マイクオンの音声会議装置のマイク１０１に対して隣接するスピーカオンの音声会議装置が放音した音声が回り込んで発振することで発生するハウリングを防止するハウリングキャンセル動作もさらに実行する。

≪モード２の放収音ユニットの概略構成≫
図３（Ａ）は、モード２の放収音ユニットの概略ブロック図、同図（Ｂ）は、同放収音ユニットを複数台（同図では４台）接続した構成を示す図である。

同図（Ａ）に示すように、各放収音ユニットは、音声信号のライン入力端子，ライン出力端子をそれぞれ２つずつ備えている。ライン入力端子ＩｎＬは、左側に隣接する放収音ユニットから出力された音声信号を入力する端子である。ライン入力端子ＩｎＲは、右側に隣接する放収音ユニットから出力された音声信号を入力する端子である。また、ライン出力端子ＯｕｔＬは、左側に隣接する放収音ユニットへ音声信号を出力する端子である。ライン出力端子ＯｕｔＲは、右側に隣接する放収音ユニットへ音声信号を出力する端子である。
このように音声信号のライン入力端子，ライン出力端子を左右２つずつ備えることにより、同図 （Ｂ）に示すような３台以上の放収音ユニットのラダー接続が可能になる。

なお、上記ライン入力端子，ライン出力端子のうち、ライン入力端子ＩｎＬ、ライン出力端子ＯｕｔＲが下り信号用の端子、ライン入力端子ＩｎＲ、ライン出力端子ＯｕｔＬが上り信号用の端子である。ここで、遠隔の相手音声会議装置を接続するネットワークに近い方が上流であり、ネットワークに遠い方が下流である。したがって、上流から下流に向かって相手音声会議装置からの音声信号が伝送され、自音声会議装置で収音した信号が下流から上流に向かって伝送される。

まず下り信号について説明する。ライン入力端子ＩｎＬから入力された音声信号は信号処理部１０３を介してスピーカ１０２から放音されるとともに、ライン出力端子ＯｕｔＲから出力される。上流（相手装置）から送られてきた音声信号をスピーカ１０２から放音するとともに、そのまま下流放収音ユニットに転送することができる。

次に上り信号について説明する。マイク１０１が収音した音声信号は、信号処理部１０３を介してミキサ１０５Ｌに入力される。ミキサ１０５Ｌには、右側（下流）に隣接する放収音ユニットからライン入力端子ＩｎＲに入力された音声信号がさらに入力される。ミキサ１０５Ｌは、これらの音声信号を適切なバランスでミキシングして左側のライン出力端子ＯｕｔＬへ出力する。この左側のライン出力端子ＯｕｔＬに出力された音声信号は左側に隣接する放収音ユニットに入力される。

同図（Ｂ）に示すラダーの接続形態において、上記のように自ユニットの収音信号を加算しつつ右（下流）から左（上流）に音声信号をバケツリレーすることにより、各放収音ユニットで常に音声信号を収音し、この音声信号を合成して相手装置に送信することができる。

ここで、信号処理部１０３は、相手装置から送られてきた音声が常にスピーカ１０２から放音され（スピーカオン）、且つ、マイク１０１が常に収音（マイクオン）できるようにエコーキャンセル処理を行う。エコーキャンセル処理は、スピーカ１０２からマイク１０１への音声の帰還伝達系をフィルタでシミュレートし、スピーカ１０１から放音する信号をこのフィルタでろ波した予測帰還信号をマイク１０１が収音した信号から減算することにより、帰還音（エコー）をキャンセルする信号処理である。

同図（Ｂ）において、各放収音ユニットは、ネットワーク等を介して接続される相手装置から送られてきた音声信号を放音するが、自装置の他の放収音ユニットが収音した音声信号は放音しない。このように、エコーキャンセル処理により遅延する自装置側の音声信号を放音しないことにより、常にマイクオン、スピーカオンして、こちら側の音声信号を常に相手装置に送信し、相手装置の音声を常に放音し続けることができる。

≪モード３の放収音ユニットの概略構成≫
図４（Ａ）は、モード３の放収音ユニットの概略ブロック図、同図（Ｂ）は、同放収音ユニットを複数台（同図では４台）接続した構成を示す図である。

同図（Ａ）に示すように、各放収音ユニットは、音声信号のライン入力端子，ライン出力端子をそれぞれ３つずつ備えている。ライン入力端子ＩｎＬは、左側（上流）に隣接する放収音ユニットから出力された音声信号を入力する端子である。ライン入力端子ＩｎＲおよびバイパス信号入力端子ＩｎＢＲは、右側（下流）に隣接する放収音ユニットから出力された音声信号を入力する端子である。ライン出力端子ＯｕｔＬおよびバイパス信号出力端子ＯｕｔＢＬは、左側（上流）に隣接する放収音ユニットへ音声信号を出力する端子である。ライン出力端子ＯｕｔＲは、右側（下流）に隣接する放収音ユニットへ音声信号を出力する端子である。

ライン入力端子ＩｎＬ，ＩｎＲから入力された音声信号は加算器１０６で加算合成され、信号処理部１０３を介してスピーカ１０２から放音される。これにより、左右両側の放収音ユニットから入力された音声信号（ライン入力音声信号）を合成してスピーカ１０２から放音することができる。

また、マイク１０１が収音した音声信号は、信号処理部１０３を介してミキサ１０５Ｌ，１０５Ｒおよび１０５Ｂに入力される。ミキサ１０５Ｌには、右側に隣接する放収音ユニットからライン入力端子ＩｎＲに入力された音声信号がさらに入力される。ミキサ１０５Ｌは、これらの音声信号を適切なバランスでミキシングして左側のライン出力端子ＯｕｔＬへ出力する。また、ミキサ１０５Ｒには、左側に隣接する放収音ユニットからライン入力端子ＩｎＬに入力された音声信号がさらに入される。ミキサ１０５Ｒは、これらの音声信号を適切なバランスでミキシングして右側のライン出力端子ＯｕｔＲへ出力する。

左側のライン出力端子ＯｕｔＬに出力された音声信号は左側に隣接する放収音ユニットのライン入力端子ＩｎＲに入力される。右側のライン出力端子ＯｕｔＲに出力された音声信号は右側に隣接する放収音ユニットのライン入力端子ＩｎＬに入力される。

一方、ミキサ１０５Ｂには、バイパス信号入力端子ＩｎＢＲから入力された音声信号がさらに入力される。ミキサ１０５Ｂは、マイク１０１が収音した音声信号およびバイパス信号入力端子ＩｎＢＲから入力された音声信号を適切なバランスでミキシングしてバイパス信号出力端子ＯｕｔＢＬへ出力する。バイパス信号出力端子ＯｕｔＢＬに出力された音声信号は左側に隣接する放収音ユニットのバイパス信号入力端子ＩｎＢＲに入力される。

ここで、ライン入力端子ＩｎＬ，Ｒ、ライン出力端子ＯｕｔＬ，Ｒで入出力する信号に対する処理は、図２に示したモード１と同様である。モード３では、これに加えて、バイパス信号入力端子ＩｎＢＲ、バイパス信号出力端子ＯｕｔＢＬを備え、各放収音ユニットのマイク１０１が収音しエコーキャンセル処理をした音声信号を常にマイクオンの状態で出力し、加算合成して上流に転送している。すなわち、ライン入力端子ＩｎＬ，Ｒ、ライン出力端子ＯｕｔＬ，Ｒで入出力される音声信号については、図２のモード１と同様に、会議出席者の発言の有無に応じてマイクオン／オフされ、且つ、これに対応してスピーカオン／オフされるが、バイパス信号入力端子ＩｎＢＲ、バイパス信号出力端子ＯｕｔＢＬで入出力される信号は、常にマイクオンで且つエコーキャンセルされた信号である。信号処理部１０３は、マイク１０１が収音した音声信号を、ミキサ１０５Ｌ，Ｒに対しては、エコーキャンセル処理することなく（ハウリングキャンセルをして）出力し、ミキサ１０５Ｂに対しては、エコーキャンセル処理をしたのち出力する。

同図（Ｂ）に示すラダーの接続形態において、バイパス信号入力端子ＩｎＢＲ、バイパス信号出力端子ＯｕｔＢＬを用いて自ユニットの収音信号を加算しつつ右（下流）から左（上流）に音声信号をバケツリレーすることにより、各放収音ユニットで常に音声信号を収音し、この音声信号を合成して相手装置に送信することができる。また、ライン入力端子ＩｎＬ，ＩｎＲ、ライン出力端子ＯｕｔＬ，ＯｕｔＲを用いることにより、相手装置から送られてきた音声信号および各放収音ユニットで収音した音声信号を各放収音ユニットから放音することができる。

同図（Ｂ）においては、ラダー接続されている４台の放収音ユニット１００Ａ〜Ｄのうち、放収音ユニット１００Ｂのみがスピーカオフしており、他の３台の放収音ユニット１００Ａ，Ｃ，Ｄは、スピーカオンしている。マイク１０１で収音した音声信号の制御については、バイパス信号出力端子ＯｕｔＢＬから出力する信号については全放収音ユニットが常にマイクオンであり、ライン出力端子ＯｕｔＬ，Ｒから出力する信号については放収音ユニット１００Ｂのみがマイクオンで他の放収音ユニットはマイクオフしている。

なお、最上流の放収音ユニット１００Ａは相手装置（ネットワーク）に対してバイパス信号出力端子ＯｕｔＢＬおよびライン入力端子ＩｎＬを接続し、ライン出力端子ＯｕｔＬは接続しない。

≪詳細構造の説明≫
図２〜４で本発明の音声会議装置を構成する放収音ユニットの概略構成を示したが、図５以下の図面を参照して、放収音ユニットの構成および動作をさらに詳細に説明する。

図５および図６は、同放収音ユニットの外観を示す図である。図５は、同放収音ユニットの外観斜視図、図６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、同放収音ユニットのそれぞれ正面図，底面図，背面図である。上記概略構成図では、マイク１０１，スピーカ１０２を１つずつ図示したが、実際の放収音ユニットは、マイクとして筐体の前後側面に設けられたそれぞれ１６個ずつの２列のマイクアレイを備えているとともに（図６（Ａ）、（Ｃ）参照）、スピーカとして筐体の底面に設けられた１列（１６個）のスピーカアレイを備えている（図６（Ｂ）参照）。

なお、この実施形態の説明において、図６（Ａ）に示す面（図５に図示されている長手側面）を放収音ユニット（筐体）の正面、前面または前側面と呼び、図６（Ｃ）に示す面を放収音ユニット（筐体）の背面、後面または後側面と呼ぶ。したがって、図６（Ａ）の右端が右側面であり、左端が左側面である。なお、右側面は図５に図示されている短手側面である。

図５において、この放収音ユニット１は、筐体１１２、脚部１１３、操作部１１４を備えている。筐体１１２は左右方向に長尺の略直方体形状からなり、左右両端部には、脚部１１３が設置されている。脚部１１３は、筐体１１２を会議机等の設置面から所定高さ持ち上げた状態で支持する。なお、以下の説明では、筐体１１２の四側面のうち、前後側面を長尺面、左右側面を短尺面と称する。

筐体１１２の上面の右端部には、ＬＣＤディスプレイ４１や複数のボタン４２からなる操作部１１４が設置されている。操作部１１４は筐体１１２内に設置されたメイン制御部１０に接続されている。操作ボタン４２は、会議出席者の操作入力を受け付けてメイン制御部１０に伝達する。操作部１１４の操作により、この放収音ユニットの動作モードが切り換えられる。ＬＣＤディスプレイは、その操作内容や実行モード等を表示する。

筐体１１２の右側面には、入出力端子群が埋め込まれている。すなわち、ネットワークケーブルが接続されるネットワーク接続端子６１、オーディオ入出力端子であるライン出力端子６２Ｌ，Ｒ（ＯｕｔＬ，Ｒ）、ライン入力端子６３Ｌ，Ｒ（ＩｎＬ，Ｒ）が埋め込まれている。ライン出力端子６２Ｌ，Ｒ（ＯｕｔＬ，Ｒ）、ライン入力端子６３Ｌ，Ｒ（ＩｎＬ，Ｒ）は、ピンジャック等のアナログ信号端子であってもよく光ファイバ等のデジタルオーディオ端子であってもよい。ネットワーク接続端子６１が図２〜４に示したバイパス信号入力端子ＩｎＢＲ、バイパス信号出力端子ＯｕｔＢＬの機能を受け持つ。なお、図示はしないが電源に接続するための電源端子もこの右側面に埋め込まれている。

筐体１１２の下面には、同一仕様のスピーカＳＰ１〜ＳＰ１６が設置されている。これらスピーカＳＰ１〜ＳＰ１６は長尺方向に沿って一定の間隔で直線状に設置されており、これによりスピーカアレイＳＰＡが構成される。筐体１１２の前側面には、同一仕様のマイクＭＩＣ１０１〜ＭＩＣ１１６が設置されている。これらマイクＭＩＣ１０１〜ＭＩＣ１１６は長尺方向に沿って所定の間隔で直線状に設置されており、これにより前面側のマイクアレイＭＡＦが構成される。また、筐体１１２の後側面にも、同一仕様のマイクＭＩＣ２０１〜ＭＩＣ２１６が設置されている。これらマイクＭＩＣ２０１〜ＭＩＣ２１６も長尺方向に沿って所定の間隔で直線状に設置されており、これにより背面側のマイクアレイＭＡＲが構成される。そして、筐体１１２の下面、前側面、後側面には、上記スピーカアレイおよびマイクアレイを覆うように、パンチメッシュされた下面グリル１２１が設置されている。

なお、本実施形態では、スピーカアレイのスピーカ数を１６本とし、各マイクアレイのマイク数をそれぞれ１６本としたが、これに限ることなく、仕様に応じてスピーカ数およびマイク数は適宜設定すればよい。また、本実施形態では、スピーカアレイとマイクアレイの配置を等間隔にしたが、仕様に応じて適宜配置してもよい。例えば、長尺方向に沿って中央部で密に配置され、両端部に向かうに従って疎に配置されるような態様でもよい。

≪信号処理系統の説明≫
図７は、放収音ユニット１の音声信号処理系統のブロック図である。この放収音ユニット１は、メイン制御部１０、ミキシング部１１、放音制御部１２、Ｄ／Ａコンバータ１３、放音アンプ（ＡＭＰ）１４、収音アンプ（ＡＭＰ）１５、Ａ／Ｄコンバータ１６、収音制御部１７、ハウリングキャンセル部１８、エコーキャンセル部１９、スピーカＳＰ１〜ＳＰ１６、マイクＭＩＣ１０１〜ＭＩＣ１１６、ＭＩＣ２０１〜ＭＩＣ２１６を備えている。

メイン制御部１０は、操作部１１４の操作に応じて動作モードを切り換え、そのモードに応じた構成となるように（動作をするように）、ミキシング部１１、放音制御部１２、収音制御部１７、ハウリングキャンセル部１８、エコーキャンセル部１９を設定する。

マイクＭＩＣ１０１〜ＭＩＣ１１６、ＭＩＣ２０１〜ＭＩＣ２１６は、自装置の周囲に在席する話者からの発声音を含む周囲の音を収音して電気的な収音信号に変換し、収音アンプ１５に与える。収音アンプ１５は収音信号を増幅してＡ／Ｄコンバータ１６に与え、Ａ／Ｄコンバータ１６は、アナログの収音信号をディジタル変換して、収音制御部１７に出力する。

収音制御部１７は、各マイクＭＩＣ１０１〜ＭＩＣ１１６，ＭＩＣ２０１〜ＭＩＣ２１６の収音信号に対して遅延処理等を行い、各会議出席者方位を含む所定方位に強い指向性を有する収音ビーム信号を生成する。例えば全てのマイクに前方から同タイミングで音波が到来したとすると、各マイクから出力された音声信号は、合成によって強められる。一方で、これ以外の方向から音波が到来すると、各マイクから出力される音声信号はそれぞれ位相が異なるために合成されることによって弱められる。したがって、マイクアレイの感度はビーム状に絞り込まれて前方にのみ主感度（収音ビーム）を形成する。

収音制御部１７は、各マイクが出力した音声信号にそれぞれ所定の遅延時間を付与することで収音ビームを斜めに向けることができる。収音ビームを斜めにする場合、一方の端部マイクから所定時間が経過する毎に順次隣のマイクから音声信号を出力するように設定する。例えば音源がマイクアレイの一方の端部前方に存在する場合、音源に最も近い一方の端部から音波が到来し、反対の端部に最後に音波が到来するが、収音制御部１７は、この伝搬時間差を補正するように各マイクの音声信号に遅延時間を付与した後合成する。これによりこの方向の音声信号を合成によって強められる。したがって、一列に並んでいるマイクから出力する音声信号を一端から他端に向けて順次遅延することにより、収音ビームは、その遅延時間に応じて傾斜する。

収音制御部１７は、図１０（Ｂ）に示すように、収音ビームを同時に複数の方位に形成する。図１０（Ｂ）において中央の収音ビームであるメインビーム３００Ｃが、この放収音ユニットが担当する（受け持つ）会議出席者の方向に向けられた実際の収音用のビームであり、左右の収音ビームである左右サイドビーム３００Ｌ，Ｒは、収音した音声信号が受け持ちの会議出席者の発話音声であるか横から回り込んできた音声であるかを判定するための判定用のビームである。なお、収音制御部１７は、複数の探査用ビームを形成して会議出席者の方向を探査し、探査した会議出席者の方向にメインビーム３００Ｃを形成し、その左右両側にサイドビーム３００Ｌ，Ｒを形成する。

ここで、収音制御部１７は、図９の音声会議装置１Ａに示すように、装置の前面側，背面側に対称に収音ビームを形成する。図９ではメインビームのみ図示しているが、サイドビームも同様に前面側、背面側に対称に形成する。収音制御部１７は、前面側ビームの収音信号と背面側ビームの収音信号を差分し、この差分信号をそのビームの収音信号として扱う。これにより、図１０（Ａ）に示すように装置下面のスピーカアレイや左右に配列されている他の音声会議装置のスピーカからの回り込み信号をキャンセルする。この回り込み信号をキャンセルされたメインビーム３００Ｃの収音信号が一定レベル以上であれば、収音制御部１７は、受け持ちの会議出席者が発言していると判断する。

収音制御部１７は、メインビーム３００Ｃで収音した収音音声信号を２系統で出力する。第１の系統は、受け持ちの会議出席者が発音していると判定したマイクオン時のみ出力される系統であり、この第１の系統の収音音声信号はミキシング部１１に入力されるとともに、ハウリングキャンセル部１８によってハウリングをキャンセルされる。第２の系統は、常時出力される系統であり、この第２の系統の収音音声信号は、エコーキャンセル部１９によってエコーをキャンセルされたのちミキシング部１１に入力される。

また、スピーカによる放音を制御する放音制御部１２は、ミキシング部１１から入力された音声信号を各スピーカＳＰ１〜ＳＰ１６それぞれ個別の時間だけ遅延させて供給する。例えば全てのスピーカに同じ遅延量の音声信号が同時に入力されると、各スピーカからは同時に音声（音波）が出力される。スピーカから出力された音波は放射状に伝搬していくが、これらの合成波面は、平行で前方のみに伝搬するもの、すなわち放音ビームとなる。これ以外の方向へ伝搬する成分は、各スピーカから出力された成分が合成されることによって（干渉しあうことによって）打ち消され、前方に向かう成分のみが合成によって強められて放音ビームとして残る。

一端のスピーカから最初に音声を出力し、続いて、所定時間が経過する毎に順次隣のスピーカから音声を出力すると、合成波面はその遅延時間に応じて傾斜し、放音ビームを斜め方向に向けることができる。放音制御部１２は、このように、各スピーカに与える音声信号の遅延量をコントロールすることで、放音ビームの指向性制御が可能となる。

放音制御部１２は、会議出席者の方向に強い指向性を有する放音ビームを形成するように、入力された音声信号Ｓｄに対して遅延処理を行って各Ｄ／Ａコンバータ１３に入力する。各Ｄ／Ａコンバータ１３は、入力された放音信号をアナログ変換して、各放音アンプ１４に与え、各放音アンプ１４はアナログ化された放音信号を増幅して、各スピーカＳＰ１〜ＳＰ１６に与える。各スピーカＳＰ１〜ＳＰ１６は、入力された音声信号を放音する。

ミキシング部１１は、ミキサ１１１Ｌ，Ｒ，Ｂ、および加算器５０２からなる。ミキサ１１１Ｌには、右ライン入力端子ＩｎＲ（６３Ｒ）から入力された音声信号が入力されるとともに、第１の系統の収音音声信号および第２の系統の収音音声信号が入力される。第１の系統の収音音声信号とは、上述したように、収音制御部１７がマイクオン時に出力されハウリングキャンセル部１８でハウリングがキャンセルされる収音音声信号である。第２系統の収音音声信号とは、上述したように、収音制御部１７が常時出力しエコーキャンセル部１９でエコーがキャンセルされた収音音声信号である。ミキサ１１１Ｒには、左ライン入力端子ＩｎＬ（６３Ｌ）から入力された音声信号が入力されるとともに、前記第１の系統の収音音声信号が入力される。ミキサ１１１Ｌの出力信号は、左ライン出力端子ＯｕｔＬ（６２Ｌ）に出力され、ミキサ１１１Ｒの出力信号は、右ライン出力端子ＯｕｔＲ（６２Ｒ）に出力される。

一方、ミキサ１１１Ｂには、バイパス信号入力端子ＩｎＢＲ（６１）から入力された音声信号、および、前記第２の系統の収音音声信号が入力される。ミキサ１１１Ｂは、これらの信号を適当のレベル比で加算してバイパス信号出力端子ＯｕｔＢＬに出力する。

また、ミキシング部１１と収音制御部１２の間には、ハウリングキャンセル部１８およびエコーキャンセル部１９が挿入されている。

ハウリングキャンセル部１８は、ハウリング検出部１８２およびノッチフィルタ１８１を有する。ハウリング検出部１８２は、収音制御部１７から出力された音声信号からハウリングの有無およびその周波数を検出する。ノッチフィルタ１８１は、ミキシング部１１と放音制御部１２との間に挿入され、ミキシング部１１（加算器５０２）から出力された音声信号のうちハウリング周波数成分を除去する。ハウリング検出部１８２は、収音制御部１７が出力した音声信号をＦＦＴして、急峻なピークが一定時間以上持続していないかを監視する。急峻なピークが一定時間以上持続している場合には、そのピーク成分をハウリング音であると判定し、その周波数成分を除去するべくノッチフィルタ１８１を設定する。ノッチフィルタ１８１は、ろ波する音声信号のうち特定の周波数成分のみを狭帯域に急峻に減衰させるフィルタであり、ノッチ周波数はハウリング検出部１８２によって設定される。このノッチフィルタ１８１がミキシング部１１（加算器５０２）から出力された音声信号中のハウリング成分を除去して放音制御部１２に入力することにより、ハウリングを抑制することができる。なお、ハウリング検出部１８２がハウリングを検出していない場合、ノッチフィルタ１８１は機能しないよう設定される。

エコーキャンセル部１９は、適応型フィルタ１９１と加算器１９２とを備えている。加算器１９２は、収音制御部１７とミキシング部１１（ミキサ１１１Ｌ，Ｂ）との間に挿入され、マイクが収音した音声信号から帰還信号（エコー）成分を減算する。適応型フィルタ１９１は、ミキシング部１１から放音制御部１２に入力される音声信号と前記加算器１９２から出力される残差信号とを比較して帰還信号成分を推定する。この推定された帰還信号成分が加算器１９２に入力されることにより、エコーがキャンセルされる。

≪モード１の動作≫
図７の構成の放収音ユニット１は、「モード１」のとき以下のように設定される。

収音制御部１７は、会議出席者の発言の有無を判定し、この判定結果に応じてマイクオン／オフを行い、上記第１の系統の収音音声信号を出力する（第２の系統の収音音声信号は出力しない）。放音制御部１２は、マイクオン／オフに応じて、スピーカオン／オフを行う。不要なエコーキャンセル部１９およびミキサ１１１Ｂの動作を停止する。

収音制御部１７（およびメイン制御部１０）は、上述したようにメインビーム３００Ｃが収音した音声信号のレベルおよびサイドビーム３００Ｌ，Ｒのレベル差に基づいて受け持ちの会議出席者が発言しているか否かを判定し、受け持ちの会議出席者が発言していると判定した場合、収音制御部１７が、図１０（Ｂ）に示すメインビーム３００Ｃで収音した音声信号を第１の系統の収音音声信号としてミキシング部１１に入力する（マイクオン）。同時に、放音制御部１２にスピーカオフ信号を送信する。放音制御部１２は、スピーカオフ信号を受信すると、ライン入力された音声信号のＤ／Ａコンバータ１３への入力を停止する（スピーカオフ）。

なお、メインビーム３００Ｃの収音信号が一定レベル未満のときは、収音制御部１７、放音制御部１２は、上記と逆の動作を行う。すなわち、収音制御部１７は、メインビーム３００Ｃで収音した音声信号を後段に出力せず（マイクオフ）、放音制御部１２は、入力音声信号をＤ／Ａコンバータ１３に出力する（スピーカオン）。

ミキシング部１１は、ミキサ１１１Ｌ，Ｒおよび加算器５０２を動作させ、ミキサ１１１Ｂの動作を停止する。したがって、収音制御部１７がマイクオンのとき、ミキサ１１１Ｌは、収音制御部１７が出力した第１の系統の収音音声信号および右ライン入力端子ＩｎＲから入力された音声信号とを加算して左ライン出力端子ＯｕｔＬから出力し、ミキサ１１１Ｒは、収音制御部１７が出力した第１の系統の収音音声信号および左ライン入力端子ＩｎＬから入力された音声信号とを加算して右ライン出力端子ＯｕｔＲから出力する。一方、収音制御部１７がマイクオフのときは、ミキサ１１１Ｌは、右ライン入力端子ＩｎＲから入力された音声信号をそのまま左ライン出力端子ＯｕｔＬから出力し、ミキサ１１１Ｒは、左ライン入力端子ＩｎＬから入力された音声信号をそのまま右ライン出力端子ＯｕｔＲから出力する。

また、加算器５０２は、右ライン入力端子ＩｎＲから入力された音声信号および左ライン入力端子ＩｎＬから入力された音声信号を加算して放音制御部１２に出力する。加算器５０２と放音制御部１２との間に挿入されているノッチフィルタ１８１は、有効になっておりハウリングが生じた場合その周波数成分を抑制する。放音制御部１２は、スピーカオンのとき、上記入力された音声信号をＤ／Ａコンバータ１３に出力する。

≪モード２の動作≫
図７の構成の放収音ユニット１は、「モード２」のとき以下のように設定される。

収音制御部１７は、会議出席者の発言の有無を判定することなく、上記第２の系統の収音音声信号を出力する（第１の系統の収音音声信号は出力しない）。放音制御部１２は入力された音声信号を常時放音する。不要なハウリングキャンセル部１８およびミキサ１１１Ｂの動作を停止する。

また、ミキシング部１１において、収音制御部１７が出力しエコーキャンセルされた第２の系統の収音音声信号は、ミキサ１１１Ｌに入力される。

したがって、ミキサ１１１Ｌは、収音制御部１７が出力しエコーがキャンセルされた第２の系統の収音音声信号および右ライン入力端子ＩｎＲから入力された音声信号とを加算して左ライン出力端子ＯｕｔＬから出力する。一方、ミキサ１１１Ｒは、左ライン入力端子ＩｎＬから入力された音声信号をそのまま右ライン出力端子ＯｕｔＲから出力する。

また、加算器５０２は、左ライン入力端子ＩｎＬから入力された音声信号のみを放音制御部１２に出力する。加算器５０２と放音制御部１２との間に挿入されているノッチフィルタ１８１は無効にされている。放音制御部１２は、上記入力された音声信号を常にＤ／Ａコンバータ１３に出力する。

これにより、上り信号は、各放収音ユニット１で収音した音声信号を順次加算した信号となり、下り信号は、相手装置から送られてきた信号のみとなる。そして各放収音ユニット１は、相手装置から送られてきた音声信号を常に放音し、自装置の各ユニットが収音した音声信号は、自装置では放音せず加算合成して相手装置に送信されることになる。

≪モード３の動作≫
図７の構成の放収音ユニット１は、「モード３」のとき以下のように動作する。

収音制御部１７は、常に第２の系統の収音音声信号を出力するとともに、会議出席者の発言の有無を判定し、この判定結果に応じてマイクオン／オフを行い、第１の系統の収音音声信号を出力する。さらに放音制御部１２は、マイクオン／オフに応じてスピーカオン／オフを行う。ミキシング部１１のミキサ１１１Ｌには、第１の系統の収音音声信号のみが入力されるよう設定される（または第２の系統の収音音声信号のゲインが０に設定される）。

会議出席者の発言の有無（マイクオン／オフ）の判定、および、マイクオン／オフ時の動作はモード１の場合と同様であるため説明を省略する。ミキサ１１１Ｂは、収音制御部１７が出力しエコーがキャンセルされた第２の系統の収音音声信号およびバイパス信号入力端子ＩｎＢＲから入力された音声信号を加算してバイパス信号出力端子ＯｕｔＢＬから出力する。

ネットワーク（通信回線）に接続される最上流の放収音ユニット１は、ネットワークにバイパス信号出力端子ＯｕｔＢＬとライン入力端子ＩｎＬを接続し、ライン出力端子ＯｕｔＬは接続しない。これにより、相手装置には、常時収音され、エコーがキャンセルされた収音音声信号が送信される。

≪音声会議装置の構成≫
上記のような放収音ユニット１（１Ａ〜１Ｄ）を、図８に示すように、左右方向に直線状に配置してラダー接続することで、会議出席者の発話検出、ハウリング防止に有利な音声会議装置を構成する。

なお、この実施形態では、ライン出力端子６２およびライン入力端子６３をＬ，Ｒの２系統（２ペア）設けているが、３系統以上であってもよい。３系統以上設けることにより、図８に示した１次元のラダー接続だけでなく、枝分かれする複雑な接続形態も可能になる。なお、３系統以上のライン出力端子・ライン入力端子のペアを設ける場合には、各ライン出力端子にペア以外の全てのライン入力端子から入力された音声信号を供給する。

図において、大会議室等の広い空間の会議室内に、複数の放収音ユニット１が直線状に配置され、音声会議装置が構成されている。放収音ユニット１は、長机上に直線状に配列されている。各放収音ユニット１は、それぞれ１人ずつの会議出席者２００を受け持つ。

なお、図８では、４台の放収音ユニットを配列しているが配列数は４台に限定されない。また、１台の放収音ユニットが１人の会議出席者を受け持つようにしているが、１台の放収音ユニットが複数の会議出席者を受け持つように配置してもよい。たとえば、図８において、会議出席者２００Ａ〜２００Ｄに向かい合うように、放収音ユニット１Ａ〜１Ｄの背面側にさらに会議出席者を着席させてもよい。

放収音ユニットは、モード１またはモード３で動作するとき、マイクをオンしたときスピーカをオフするするため、その放収音ユニットが受け持っている会議出席者の発言以外でマイクをオンすると、同時にスピーカがオフしてしまい、受け持ちの会議出席者に拡声した音声が放音されないこととなってしまう。そこで、放収音ユニットの収音制御部１７（およびメイン制御部１０）は、このような誤判定を防止するため、図１０に示すような方式で、受け持ちの会議出席者の発話音声以外の音声ではマイクをオンしないようにしている。

図１０を参照して、上記配列の音声会議装置における誤判定防止の方式について説明する。

同図（Ａ）において、スピーカアレイＳＰＡから放音された音声は、回り込んで自ユニットのマイクアレイＭＡＦ，ＭＡＲに入力される。放収音ユニットは、前後方向に対称形であるため、前面のマイクアレイＭＡＦに回り込む音声と、背面のマイクアレイＭＡＲに回り込む音声とは、ほぼ同じ位相、同じレベルである。そこで、収音処理部１７でマイクアレイＭＡＦの収音信号とマイクアレイＭＡＲの収音信号とで対称の収音ビームを形成し、その差分をとることにより、スピーカアレイＳＰＡからの回り込み成分を相殺してキャンセルすることができる。一方、会議出席者は、放収音ユニットの前面側か背面側に着席するため、その発話音声は、前後どちらかに偏ったものである。したがって、上記のように前後の収音ビームを差分しても、その差分信号中に会議出席者の発話音声は高いレベルで残っている。

なお、図８の配置において、隣接する他の音声会議装置のスピーカアレイから回り込んだ音声についても、前後対称であるため、同様に差分をとることによってキャンセルすることができる。

図１０（Ｂ）は、受け持ちでない会議出席者の発言による誤判定を防止する機能を説明する図である。各放収音ユニットは、同図の放収音ユニット１Ｂのように同時に複数の収音ビームを形成しており、そのうち左右に向いた収音ビームであるサイドビーム３００Ｌ，Ｒを側話検出用のビームとして用いている。すなわち、実際の収音用の収音ビームであるセンタビーム３００Ｃが高いレベルの音声信号を収音した場合でも、サイドビーム３００Ｌ，Ｒが収音した音声信号のレベル差が大きい場合には、センタビーム３００Ｃが収音した音声信号は、レベルの大きいサイドビーム方向からの側話音声であるとして、マイクオンの対象としない。これにより、同図（Ｂ）において、放収音ユニット１Ａが受け持つ会議出席者２００Ａの声が大きく、放収音ユニット１Ｂに高いレベルで回り込んだ場合でも、サイドビーム３００Ｌの収音音声の信号レベルがサイドビーム３００Ｒの収音音声の信号レベルよりも遥かに大きくなるため、センタビーム３００Ｃが収音した音声が側話音声信号であることを判定することができる。

このように、センタビーム３００Ｃが一定レベル以上の音声信号を収音し、且つサイドビーム３００Ｌ，Ｒの収音信号のレベル差が一定以下のときのみマイクオンすることで、隣の会議出席者の発言など側方からのノイズを誤判定してマイクオン（スピーカオフ）してしまうことが無くなる。

なお、上記センタビーム３００Ｃで収音し、サイドビーム３００Ｌ，Ｒで音源の方向を判定する方式は、本発明の一実施形態であり、大きなレベルの音声信号を収音したとき、その方向を検出して目的の音声信号（受け持ちの会議出席者の発話音声信号）であるか否かを判定するアルゴリズムであればどのようなものでもこの判定に用いることができる。

たとえば、複数ビームで常時発話の有無およびその方向を探知し、発話があったときその発話方向に収音ビームを設定する方式であっても、その発話方向の角度によって目的の音声信号であるか側話音声信号であるかを判定することができる。

次に、図９を参照して、ハウリングを未然に防止するユニット配置について説明する。同図の放収音ユニット１Ａに示すように、各音声会議装置は、装置の前面側，背面側に対称に収音ビーム３００を形成する。図９ではメインビームのみ図示しているが、サイドビームも同様に前面側、背面側に対称に形成する。また、同図の放収音ユニット１Ｂに示すように、各音声会議装置は、装置の前面側，背面側に対象に放音ビーム３０２を形成する。

放収音ユニット１Ｂは、上記のように音声信号をビーム状に放音し、放収音ユニット１Ａは上記のように音声信号をビーム状に収音するが、放収音ユニット１Ｂが放音した音声信号は放収音ユニット１Ａに若干レベル回り込んで収音される。しかし、図９に示すように、収音ビーム３００、放音ビーム３０２とも前後対称であるため、放収音ユニット１Ａの前面側ビームの収音信号と背面側ビームの収音信号を差分し、この差分信号をそのビームの収音信号として扱うことにより、放収音ユニット１Ｂからの回り込み音をキャンセルすることができる。これにより、放収音ユニット１Ｂのスピーカアレイ→放収音ユニット１Ａのマイクアレイ→放収音ユニット１Ａから放収音ユニット１Ｂへのライン音声伝送という帰還系を遮断することができ、ハウリングの発生を未然に防止することができる。

図１１は、放収音ユニット１の収音制御部１７および放音制御部１２のモード１、モード３時の信号処理動作を示す図である。この図においてはフローチャート形式で説明しているが、各処理は並行して実行される。収音制御部１７が装置の前後に収音ビームを形成し（Ｓ１）、前後ビームが収音した信号を差分して収音信号を生成する（Ｓ２）。センタビーム３００Ｃが収音した音声信号のレベルが発話音量に達しているかを判定する（Ｓ３）。達している場合には、サイドビーム３００Ｌ，Ｒの収音信号のレベル差を判定する（Ｓ４）。サイドビーム３００Ｌ，Ｒの収音信号のレベル差が一定以下であれば、センタビーム３００Ｃが収音した音声信号は、受け持ちの会議出席者の発話音声信号であると判定して（Ｓ４でＮＯ）、センタビーム３００Ｃが収音した音声信号を後段に出力するとともに（Ｓ５：マイクオン）、放音制御部１２にスピーカオフの信号を出力する。放音制御部１２は、このスピーカオフ信号に対応してライン入力信号のＤ／Ａコンバータ１３への出力を停止する（Ｓ５：スピーカオフ）。

センタビーム３００Ｃが収音した音声信号のレベルが発話音量に達していない場合（Ｓ３でＮＯ）、サイドビーム３００Ｌ，Ｒの収音信号のレベル差が一定値以上の場合（Ｓ４でＹＥＳ）には、センタビーム３００Ｃが収音した音声信号を後段に出力しない（Ｓ６：マイクオフ）。放音制御部１２は、収音制御部１７からスピーカオフ信号が送られてこないことに対応してライン入力信号をＤ／Ａコンバータ１３へ出力する（Ｓ６：スピーカオン）。

図１２は、ネットワーク（または通信回線）を介して遠隔地で音声会議を行うための音声会議装置の構成を示す図である。
同図（Ａ）は、上記放収音ユニットを複数直線状に配列し、１つおきにモード１、モード２に設定した構成を示している。図２、図３に示したようにモード１に設定した放収音ユニット同士、モード２に設定した放収音ユニット同士をラダー状に接続し、それぞれ別々にネットワーク通信制御装置４０１に接続している。ネットワーク通信制御装置４０１は、モード１の放収音ユニットおよびモード２の放収音ユニットから入力された収音音声信号をネットワークを介して相手装置に送信するとともに、相手装置から受信した音声信号をこれら放収音ユニットに出力する。

このように「マイクオンしたときにはスピーカがオフされるが同一空間の発言が拡声出力される」モード１の放収音ユニットと、「同一空間の発言は拡声出力されないが、常に自装置側の音声を収音して相手装置に送信するとともに、常に相手装置からの音声を放音する」モード２の放収音ユニットを組合せたことにより、エコーキャンセル処理をなくして同一空間内の拡声をするとともに、相手装置の音声が放音されない状況を無くすことができる。

なお、モード１の放収音ユニットが収音した音声信号はエコーキャンセル処理をしていないため、モード２の放収音ユニットが収音したエコーキャンセル処理をした音声信号よりも早くネットワーク通信制御装置４０１に入力される。また、ネットワーク通信制御装置４０１が相手装置から受信した音声信号は、エコーキャンセル処理をしていないモード１の放収音ユニットが、エコーキャンセル処理をしているモード２の放収音ユニットよりも早く放音する。そこで、モード１の放収音ユニットとネットワーク通信制御装置４０１との間にディレイ４０２を挿入する。これにより、モード１の放収音ユニット、モード２の放収音ユニットの収音信号、放音信号の同期をとることができる。

図１２（Ｂ）は、モード３の放収音ユニットを複数台直線状に配列してラダー状に接続し、ネットワーク通信制御装置４０１に接続した構成を示している。この構成により、相手装置から受信した音声信号が放音されるとともに同一空間の発言が拡声出力され、且つ、収音音声が常時相手装置に送信される構成とすることができる。

図１２（Ｃ）は、モード１の放収音ユニットとモード２の放収音ユニットを並列に接続した構成を示している。この構成は、たとえば、図１３（Ａ）に示すように、図５に示す放収音ユニットを２段重ねにし、この２段重ねのユニットを直線状に配列して構成することができる。そして、図１３（Ｂ）に示すように、２段重ねの一方（たとえば下段）のユニットをモード１に設定して同一空間内の拡声専用に用いてネットワーク通信制御装置４０１に接続せず、他方（たとえば上段）のユニットをモード２に設定して同一空間内の拡声は行わず、ネットワークを介した相手装置との音声信号の送受、すなわち、自装置で収音した音声信号を相手装置に送信し、相手装置から受信した音声信号を自装置で放音する動作に専用に用いる。

このような構成にすることにより、モード１の放収音ユニット列を用いて、全ての会議出席者の発言を収音して、遅延なく会議室内に拡声放音することができるとともに、モード２の放収音ユニット列を用いて、相手装置から受信した音声信号を常時放音することができ、且つ、収音した音声信号を常時相手装置に送信することができる。

また、１つのユニットにモード１の機能とモード２の機能を内蔵し、モード１のマイクオン／オフ・スピーカオン／オフ機能に加えて、通信回線を介して相手装置から入力される音声信号が常にスピーカから出力され、マイクで収音した音声信号が常に相手装置に送信されるモード３の機能を実行させることも可能である。この場合、上り・下りの両方にバイパス経路を設け、このバイパス経路で相手装置と通信するための上り・下り信号を伝送するようにすればよい。下りのバイパス経路も上りと同様にＬＡＮ（ネットワーク接続端子）を用いて構成すればよい。

上記のような構成の音声会議装置を複数設け、ネットワークを介して相互に接続することにより、図１４に示すような遠隔会議システムを構成することができる。

なお、上記実施形態では、モード１、モード２、モード３を同じ放収音ユニットのモード切り換えで実現するようにしているが、各モード専用の放収音ユニットを設けるようにしてもよい。

従来の音声会議装置の構成および接続形態を示す図 本発明の実施形態である音声会議装置を構成するモード１の放収音ユニットのの概略構成を示す図 本発明の実施形態である音声会議装置を構成するモード２の放収音ユニットのの概略構成を示す図 本発明の実施形態である音声会議装置を構成するモード３の放収音ユニットのの概略構成を示す図 同放収音ユニットの外観斜視図 同放収音ユニットの底面図および前後側面図 同放収音ユニットの詳細ブロック図 同放収音ユニットを複数接続して構成した音声会議装置を示す図 同音声会議装置におけるハウリング防止の方式を説明する図 音声会議装置における発話誤判定防止の方式を説明する図 前記放収音ユニットのマイクオン／オフの判定手順を説明するフローチャート 同音声会議装置におけるモードの組合せおよび接続形態の例を示す図 同音声会議装置におけるモードの組合せおよび接続形態の例を示す図 複数の音声会議装置をネットワークを介して接続した遠隔会議システムを示す図

符号の説明

１（１Ａ〜１Ｄ） 放収音ユニット
１００（１００Ａ〜１００Ｄ） 放収音ユニット
２００（２００Ａ〜２００Ｄ） 会議出席者
４０１ ネットワーク通信制御装置
４０２ ディレイ

Claims (6)

1. 相手装置との通信を制御する通信制御ユニットを最上流のユニットとし、この通信制御ユニットと複数の第１の放収音ユニットとを直列に接続するとともに、前記通信制御ユニットと１または複数の第２の放収音ユニットとを直列に接続した音声会議装置であって、
   前記第１の放収音ユニットは、
   マイクと、スピーカと、音声信号を上流のユニットに出力する上流出力部と、音声信号を下流のユニットに出力する下流出力部と、上流のユニットから音声信号を入力する上流入力部と、下流のユニットから音声信号を入力する下流入力部と、
   上流入力部から入力された音声信号を下流出力部に供給するとともに、下流入力部から入力された音声信号を上流出力部に供給する信号処理部であって、前記マイクが目的の音声信号を収音しているマイクオン時は、この収音した音声信号を前記下流出力部および上流出力部にさらに供給するとともに前記上流入力部および下流入力部から入力された音声信号を前記スピーカに供給せず、前記マイクが目的の音声信号を収音していないマイクオフ時は、収音した音声信号を前記上流出力部および下流出力部に供給せず、前記上流入力部および下流入力部から入力された音声信号を前記スピーカに供給する信号処理部と、を備え、
   前記第２の放収音ユニットは、
   マイクと、スピーカと、音声信号を上流のユニットに出力する上流出力部と、音声信号を下流のユニットに出力する下流出力部と、上流のユニットから音声信号を入力する上流入力部と、下流のユニットから音声信号を入力する下流入力部と、
   上流入力部から入力された音声信号を下流出力部に供給するとともに、下流入力部から入力された音声信号を上流出力部に供給する信号処理部であって、前記マイクが収音した音声信号を前記上流出力部にさらに供給するとともに前記上流入力部から入力された音声信号を前記スピーカに供給する信号処理部と、を備えた
   ことを特徴とする音声会議装置。
2. 相手装置との通信を制御する通信制御ユニットを最上流のユニットとし、この通信制御ユニットと複数の第３の放収音ユニットとを直列に接続した音声会議装置であって、
   前記第３の放収音ユニットは、
   マイクと、スピーカと、音声信号を上流のユニットに出力する上流出力部およびバイパス出力部と、音声信号を下流のユニットに出力する下流出力部と、上流のユニットから音声信号を入力する上流入力部と、下流のユニットから音声信号を入力する下流入力部およびバイパス入力部と、
   上流入力部から入力された音声信号を下流出力部に供給し、下流入力部から入力された音声信号を上流出力部に供給し、バイパス入力部から入力された音声信号をバイパス出力部に供給するとともに、前記マイクが収音した音声信号をバイパス出力部にさらに供給する信号処理部であって、前記マイクが目的の音声信号を収音しているマイクオン時は、この収音した音声信号を前記下流出力部および上流出力部にさらに供給するとともに前記上流入力部および下流入力部から入力された音声信号を前記スピーカに供給せず、前記マイクが目的の音声信号を収音していないマイクオフ時は、収音した音声信号を前記上流出力部および下流出力部に供給せず、前記上流入力部および下流入力部から入力された音声信号を前記スピーカに供給する信号処理部と、を備え、
   前記通信制御ユニットには、その下流の放収音ユニットのバイパス出力部および上流入力部が接続されていることを特徴とする音声会議装置。
3. 相手装置との通信を制御する通信制御ユニットを最上流のユニットとし、この通信制御ユニットと複数の第２の放収音ユニットとを直列に接続するとともに、前記第２の放収音ユニットの各々に対応づけられた第１の放収音ユニットを直列に接続した音声会議装置であって、
   前記第１の放収音ユニットは、
   マイクと、スピーカと、音声信号を上流のユニットに出力する上流出力部と、音声信号を下流のユニットに出力する下流出力部と、上流のユニットから音声信号を入力する上流入力部と、下流のユニットから音声信号を入力する下流入力部と、
   上流入力部から入力された音声信号を下流出力部に供給するとともに、下流入力部から入力された音声信号を上流出力部に供給する信号処理部であって、前記マイクが目的の音声信号を収音しているマイクオン時は、この収音した音声信号を前記下流出力部および上流出力部にさらに供給するとともに前記上流入力部および下流入力部から入力された音声信号を前記スピーカに供給せず、前記マイクが目的の音声信号を収音していないマイクオフ時は、収音した音声信号を前記上流出力部および下流出力部に供給せず、前記上流入力部および下流入力部から入力された音声信号を前記スピーカに供給する信号処理部と、を備え、
   前記第２の放収音ユニットは、
   マイクと、スピーカと、音声信号を上流のユニットに出力する上流出力部と、音声信号を下流のユニットに出力する下流出力部と、上流のユニットから音声信号を入力する上流入力部と、下流のユニットから音声信号を入力する下流入力部と、
   上流入力部から入力された音声信号を下流出力部に供給するとともに、下流入力部から入力された音声信号を上流出力部に供給する信号処理部であって、前記マイクが収音した音声信号を前記上流出力部にさらに供給するとともに前記上流入力部から入力された音声信号を前記スピーカに供給する信号処理部と、を備えた
   ことを特徴とする音声会議装置。
4. 前記放収音ユニットのマイクは、所定の収音方向からビーム状に音声信号を収音し、前記各ユニットのスピーカは、所定の放音方向に向けてビーム状に音声信号を放音するものであり、
   各放収音ユニットの収音方向が他の放収音ユニットの放音方向と向き合わないように各ユニットを配置した請求項１、請求項２または請求項３に記載の音声会議装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の音声会議装置を、ネットワークまたは通信回線を介して複数接続してなる音声会議システム。
6. マイクと、スピーカと、音声信号を上流のユニットに出力する上流出力部およびバイパス出力部と、音声信号を下流のユニットに出力する下流出力部と、上流のユニットから音声信号を入力する上流入力部と、下流のユニットから音声信号を入力する下流入力部およびバイパス入力部と、信号処理部と、を備えた放収音ユニットであって、
   前記信号処理部は、切り換えにより、
   上流入力部から入力された音声信号を下流出力部に供給するとともに、下流入力部から入力された音声信号を上流出力部に供給し、さらに、前記マイクが目的の音声信号を収音しているマイクオン時は、この収音した音声信号を前記下流出力部および上流出力部にさらに供給するとともに前記上流入力部および下流入力部から入力された音声信号を前記スピーカに供給せず、前記マイクが目的の音声信号を収音していないマイクオフ時は、収音した音声信号を前記上流出力部および下流出力部に供給せず、前記上流入力部および下流入力部から入力された音声信号を前記スピーカに供給するモード１の動作、
   上流入力部から入力された音声信号を下流出力部に供給するとともに、下流入力部から入力された音声信号を上流出力部に供給し、さらに、前記マイクが収音した音声信号を前記上流出力部にさらに供給するとともに前記上流入力部から入力された音声信号を前記スピーカに供給するモード２の動作、
   または、
   上流入力部から入力された音声信号を下流出力部に供給し、下流入力部から入力された音声信号を上流出力部に供給し、バイパス入力部から入力された音声信号をバイパス出力部に供給するとともに、前記マイクが収音した音声信号をバイパス出力部にさらに供給し、さらに、前記マイクが目的の音声信号を収音しているマイクオン時は、この収音した音声信号を前記下流出力部および上流出力部にさらに供給するとともに前記上流入力部および下流入力部から入力された音声信号を前記スピーカに供給せず、前記マイクが目的の音声信号を収音していないマイクオフ時は、収音した音声信号を前記上流出力部および下流出力部に供給せず、前記上流入力部および下流入力部から入力された音声信号を前記スピーカに供給するモード３の動作、
   を実行する放収音ユニット。

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