JP5055987B2 - 音声会議装置および音声会議システム - 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

上記のように音声会議装置は、通信回線やネットワークを介して遠隔会議を行うための装置であるが、この機能を用いて、広い会議室等の同一空間で音声を拡声する拡声システムが提案されている。拡声システムは、複数の音声会議装置を同一空間に設置して相互にケーブルで接続し、ある音声会議装置のマイクで収音した音声を他の音声会議装置のスピーカから拡声出力するようにしたものであり、通信回線（ネットワーク）がケーブルに置き換わることを除けば、接続形態は図１に示した構成と同一である。

しかし、このように従来の音声会議装置を同一空間の拡声システムに用いた場合、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。また、直接音が届く範囲でマイクとスピーカがオンするため、条件によってはハウリングが発生することがあり、エコーキャンセラではハウリングに対して十分に対処できない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ユニットを相互に接続した音声会議装置において、拡声音声の遅延をなくすることを目的とする。

請求項１の発明は、装置の前後両側にそれぞれ設けられたマイクと、装置の前後両側に音声を放音するスピーカと、音声信号を外部に出力するライン出力部と、外部から音声信号を入力するライン入力部と、前記両側のマイクのうち一方のマイクが特定音量以上の音声信号を収音したとき、この音声信号を目的の音声信号と判定し、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、この音声信号を前記ライン出力部に供給せず、前記ライン入力部から入力された音声信号を前記スピーカに供給し、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、前記両側のマイクが収音した音声信号を差分した信号を前記ライン出力部に供給し、前記ライン入力部から入力された音声信号を前記スピーカに供給しない信号処理部と、を備えたことを特徴とする。

上記発明は、マイクで収音した音声信号をライン出力部から外部に出力するとともに、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音声会議装置であるが、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、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、ハウリングしづらくなる。

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。

請求項２の発明は、前記ライン出力部および前記ライン入力部のペアを複数備え、前記信号処理部は、各ライン出力部に対して、ペア以外のライン入力部から入力された信号を加算して供給するとともに、前記マイクオン時には、各ライン出力部に対して、さらに前記マイクが収音した音声信号を供給し、前記マイクオフ時には、全ライン入力部から入力された音声信号を加算して前記スピーカに供給することを特徴とする。

この発明では、ライン出力部およびライン入力部のペアを複数備えた。もし、１対のみであれば、２台の装置の往復接続が可能であるのみであるが、２対以上設けたことにより、３台以上の装置のラダー接続が可能になり、多数の音声会議装置を相互に接続した大規模なシステム構成が可能になる。

請求項３の発明は、前記信号処理部は、前記マイクが収音した音声信号の到来方向に基づいて、その音声信号が前記目的の音声信号であるか否かを判定することを特徴とする。

複数の音声会議装置を相互に接続して使用する形態では、１台の音声会議装置を１人または２人程度の少人数で使用することが想定されるとともに、隣接する音声会議装置を使用する他の会議出席者が存在することが想定される。そして、自装置が受け持つ１人または２人の会議出席者は、装置の正面方向に着席していることが通常考えられる。そこで、受け持ちの会議出席者の発話音声（目的の音声信号）と他の会議出席者の発話音声（ノイズ）を収音した音声の到来方向に基づいて判定し、マイクオン／オフの制御をすることができる。

請求項４の発明は、前記音声会議装置をユニットとし、複数のユニットを、前記ライン入力部とライン出力部を相互に接続することによって結合してなる音声会議装置である。

この発明では、請求項１〜３の音声会議装置（ユニット）を複数台相互に接続した。上記のようにマイクオン・スピーカオフとマイクオフ・スピーカオンを切り換えるようにしたことにより、エコーキャンセラが不要になり、複数のユニット間で遅延のない音声信号の伝送が可能になるため、直接音と装置による拡声音とのずれを解消して聞き取りやすい拡声をすることができる。

請求項５の発明は、前記各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、前記複数のユニットが、相互に前記収音方向と放音方向が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、あるユニットが放音した音声信号が他の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。

請求項６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。

なお、マイクがオンしたユニットはスピーカがオフするため、万一、会議出席者全員が発言した場合（すなわち、全ユニットのマイクがオンした場合）、全ユニットのスピーカがオフしてしまうため、遠隔会議に用いた場合、相手装置の音声が聴こえなくなるが、このようなケースは極めて稀であるとともに、長時間継続するものではないことから、影響は微小であると考えられる。

本願発明によれば、これによりエコーキャンセラを不要にすることができ、直接伝搬する音声と装置内で拡声した音声のずれを無くすことができる。また、適応型エコーキャンセルという重い処理をする必要がなくなるため、デジタル処理のサンプリングクロックを上げることができ、拡声の音質を向上することができる。

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。
図２（Ａ）は、この発明の音声会議装置の概略ブロック図、同図（Ｂ）は、同音声会議装置を複数台（同図では４台）接続して構成した音声会議システム（拡声システム）の概略構成を示す図である。

同図（Ａ）に示すように、音声会議装置は、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、左側に隣接する音声会議装置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、右側に隣接する音声会議装置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、左側に隣接する音声会議装置へ音声信号を出力する端子である。ライン出力端子ＯｕｔＲは、右側に隣接する音声会議装置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台以上の音声会議装置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、左右両側の音声会議装置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、右側に隣接する音声会議装置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、左側に隣接する音声会議装置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力される。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音声会議装置に入力される。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音声会議装置に入力される。

同図（Ｂ）に示すラダーの接続形態において、上記のように自装置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、各音声会議装置には、ラダー接続されているどの音声会議装置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、エコーキャンセラが不要となるように以下の処理動作を行う。すなわち、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台の音声会議装置１００Ａ〜Ｄのうち、音声会議装置１００Ｂのみがマイクオン・スピーカオフしており、他の３台の音声会議装置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上、ハウリング防止にも効果がある。

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信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。

図２で本発明の音声会議装置および音声会議システムの概略構成を示したが、図３以下の図面を参照して、この音声会議装置および音声会議システムの構成および動作をさらに詳細に説明する。

図３および図４は、同音声会議装置の外観を示す図である。図３は、同音声会議装置の外観斜視図、図４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、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、実際の音声会議装置は、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４（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４（Ｂ）参照）。

なお、この実施形態の説明において、図４（Ａ）に示す面（図３に図示されている長手側面）を音声会議装置（筐体）の正面、前面または前側面と呼び、図４（Ｃ）に示す面を音声会議装置（筐体）の背面、後面または後側面と呼ぶ。したがって、図４（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３に図示されている短手側面である。

図３において、この音声会議装置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。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。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。

図５は、音声会議装置１の音声信号処理系統のブロック図である。音声会議装置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、操作部１１４、スピーカＳＰ１〜ＳＰ１６、マイクＭＩＣ１０１〜ＭＩＣ１１６、ＭＩＣ２０１〜ＭＩＣ２１６を備えている。

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、アナログ形式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７（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７ （Ｂ）において中央の収音ビームであるメインビーム３００Ｃが、この音声会議装置が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。収音制御部１７は、図７（Ｂ）に示すメインビーム３００Ｃで収音した音声信号をミキシング部１１に入力する。
なお、収音制御部１７およびメイン制御部１０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を形成する。

放音制御部１２は、入力された音声信号Ｓｄを各スピーカＳＰ１〜ＳＰ１６ぞ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。

ここで、収音制御部１７は、図８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８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７（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。

メイン制御部１０は、メインビーム３００Ｃの収音信号が一定レベル以上であれば、受け持ちの会議出席者が発言していると判断し、収音制御部１７に対して、この音声信号を後段のミキシング部１１に出力するように指示する（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、ライン入力した音声信号Ｓｄ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、メイン制御部１０、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Ｓｄ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ＳｄＲが入力される。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ＳｄＬ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。また、収音制御部１７がマイクオンのとき、ミキサ１１１Ｌ，Ｒには、収音制御部１７が出力した収音音声信号Ｓｓがそれぞれ入力される。

したがって、収音制御部１７がマイクオフのとき、ミキシング部１１は、左側の装置からライン入力された音声信号ＳｄＬをそのまま（バケツリレーで）右側の装置に出力し、右側の装置からライン入力された音声信号ＳｄＲをそのまま左側の装置に出力する。

一方、収音制御部１７がマイクオンのときは、ミキサ１１１Ｌは、ライン入力された音声信号ＳｄＲに収音した音声信号Ｓｓを重畳してライン出力端子ＯｕｔＬに出力し、ミキサ１１１Ｒは、ライン入力された音声信号ＳｄＬに収音した音声信号Ｓｓを重畳してライン出力端子ＯｕｔＲに出力する。

加算器５０２は、外部から入力された音声信号ＳｄＲと音声信号ＳｄＬを加算して音声信号Ｓｄを生成し、これを放音制御部１２に出力する。加算器５０２と放音制御部１２の間には、ハウリングキャンセラ１８のノッチフィルタ１８１が挿入されている。ハウリングキャンセラ１８は、ハウリング検出部１８２およびノッチフィルタ１８１からなる。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。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。

上記のような音声会議装置１（１Ａ〜１Ｄ）を、それぞれ図６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システムを構成することができる。

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６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６の音声会議システムは、大会議室等の広い空間の会議室１００内に、複数の音声会議装置１Ａ〜１Ｄを直線状に配置してなる。複数の音声会議装置１Ａ〜１Ｄは同じ仕様で形成されており、長尺状の形状からなる。音声会議装置１Ａ〜１Ｄは、長机１０１上に長机１０１の長尺方向に対して平行な直線状に配列されている。

各音声会議装置１Ａ〜１Ｄは、それぞれ１人ずつの会議出席者２００Ａ〜２００Ｄを受け持つ。各音声会議装置１Ａ〜１Ｄは、受け持ちの会議出席者２００Ａ〜２００Ｄの発話音声を検出してマイクオン／オフ（スピーカオン／オフ）を行い、他の音声には反応しないような動作を行う。

なお、この実施形態の説明では、１台の音声会議装置が１人の会議出席者を受け持つようにしているが、１台の音声会議装置に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６において、会議出席者２００Ａ〜２００Ｄに向かい合うように、音声会議装置１Ａ〜１Ｄの背面側にさらに会議出席者を着席させてもよい。

この音声会議システムを構成する各音声会議装置は、上述したように、マイクをオンしたときスピーカをオフするするため、その音声会議装置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、音声会議装置は、このような誤判定を防止するため、図７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７を参照して、この音声会議システムにおける誤判定防止の方式について説明する。なお、以下の説明において、図６の音声会議システムを構成する各音声会議装置を「ユニット」と呼ぶ場合がある。

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、回り込んで自装置のマイクアレイＭＡＦ，ＭＡＲに入力される。音声会議装置は、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、音声会議装置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６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。

同図（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。各音声会議装置は、同図の音声会議装置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、ユニット１Ａが受け持つ会議出席者２００Ａの声が大きく、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は全て本発明の技術的範囲に含まれる。

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８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８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。

ユニット１Ｂは、上記のように音声信号をビーム状に放音するが、また、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、ユニット１Ｂが放音した音声信号はユニット１Ａに若干レベル回り込んで収音される。しかし、図８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、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、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、ユニット１Ｂのスピーカアレイ→ユニット１Ａのマイクアレイ→ユニット１Ａからユニット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９は、音声信号処理装置１の収音制御部１７および放音制御部１２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１０は、図６に示した音声会議システム４００を複数セット（図示は２セット）設け、それぞれにネットワーク通信制御装置４０１を接続して、ネットワーク４０２を経由して相互接続した遠隔会議システムの構成図である。

エコーキャンセラを内蔵しない音声会議装置を複数接続した音声会議システム４００であっても、ネットワーク側のフロントエンドにエコーキャンセラを内蔵したネットワーク通信制御装置４０１を接続することにより、遠隔に設置された相手装置（相手システム）にエコーを返すことなく通話することができる。音声会議システム４００とネットワーク通信制御装置４０１との接続は、音声会議システム４００内の各ユニットの接続形態と同様に、音声会議システム４００が出力するオーディオ信号をライン出力端子−ライン入力端子を介してネットワーク通信制御装置４０１に入力し、ネットワーク通信制御装置４０１がネットワークを介して受信した信号をライン出力端子−ライン入力端子を介して音声会議システム４００に入力する形態である。

ネットワーク通信制御装置４０１は、ネットワーク４０２を介して相手装置と通信するとともに、相手装置から送られてきた相手装置のオーディオ信号の成分を、相手装置に送信する自装置のオーディオ信号の成分から減算することにより、相手装置のオーディオ信号が相手装置に帰還するエコーをキャンセルする。このように、エコーキャンセラを内蔵しない音声会議装置で構成した音声会議システムであっても、ネットワーク側のフロントエンドにエコーキャンセラを備えた通信制御装置を接続することにより、遠隔会議用の会議システムとして用いることができる。
図１０に示したような接続形態で遠隔会議システムを構成することにより、大会議室同士を接続して、大規模な遠隔会議を行うことが可能になる。

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の概略構成および接続形態を示す図 同音声会議装置の外観斜視図 同音声会議装置の底面図および前後側面図 同音声会議装置の詳細ブロック図 同音声会議装置を複数接続して構成した音声会議システムを示す図 音声会議システムにおける発話誤判定防止の方式を説明する図 同音声会議システムにおけるハウリング防止の方式を説明する図 前記音声会議装置のマイクオン／オフの判定手順を説明するフローチャート 同音声会議システムを複数ネットワークを介して接続した遠隔会議システムの構成を示す図

符号の説明

１（１Ａ〜１Ｄ） 音声会議装置
１００（１００Ａ〜１００Ｄ） 音声会議装置
２００（２００Ａ〜２００Ｄ） 会議出席者
３００（３００Ｃ，Ｌ，Ｒ） 収音ビーム
３０２ 放音ビーム

Claims (6)

1. 装置の前後両側にそれぞれ設けられたマイクと、
   装置の前後両側に音声を放音するスピーカと、
   音声信号を外部に出力するライン出力部と、
   外部から音声信号を入力するライン入力部と、
   前記両側のマイクのうち一方のマイクが特定音量以上の音声信号を収音したとき、この音声信号を目的の音声信号と判定し、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、この音声信号を前記ライン出力部に供給せず、前記ライン入力部から入力された音声信号を前記スピーカに供給し、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、前記両側のマイクが収音した音声信号を差分した信号を前記ライン出力部に供給し、前記ライン入力部から入力された音声信号を前記スピーカに供給しない信号処理部と、
   を備えた音声会議装置。
2. 前記ライン出力部および前記ライン入力部のペアを複数備え、
   前記信号処理部は、各ライン出力部に対して、ペア以外のライン入力部から入力された信号を加算して供給するとともに、前記マイクオン時には、各ライン出力部に対して、さらに前記マイクが収音した音声信号を供給し、
   前記マイクオフ時には、全ライン入力部から入力された音声信号を加算して前記スピーカに供給する
   請求項１に記載の音声会議装置。
3. 前記信号処理部は、前記マイクが収音した音声信号の到来方向に基づいて、その音声信号が前記目的の音声信号であるか否かを判定する請求項１または請求項２に記載の音声会議装置。
4. 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をユニットとし、
   複数のユニットを、前記ライン入力部とライン出力部を相互に接続することによって結合してなる音声会議装置。
5. 前記各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、
   前記複数のユニットが、相互に前記収音方向と放音方向が向き合わないように各ユニットを配置した請求項４に記載の音声会議装置。
6. 請求項４または請求項５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。

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