JP6392161B2 - 音声会議システム、音声会議装置、その方法及びプログラム - Google Patents
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まず、ハンズフリー通話において、1つの共通の音場において二つ以上の独立の会話を同時に行えるようにすることの目的について説明する。例えば、本実施形態の音声会議システムは、以下のような場面で利用される。
(1)複数の遠隔地でのグループディスカッションを、グループごとに会議室を設ける(図3)ことなく、同一の会議室で行いたい(図4、図中、太線の矢印間、及び、一点鎖線の矢印間でそれぞれ独立して会話を行いたい)。例えば、図3では、拠点B、拠点Cのメンバとそれぞれグループディスカッションを行うために、2つの会議室(拠点A及びD)を設けている。
(2)3地点以上の拠点間会議を行っていて、一部の拠点間会議を他の拠点に対して秘匿したい。例えば、拠点Aが発話を行っているが、それに対する意見を拠点Bと拠点Cで事前相談してから拠点Aへ発言したい。つまり、図5に示すように拠点A,拠点B,拠点Cで1つのグループ3(図中、太線の矢印間で会話を行いたい)を作り、さらに、拠点B,拠点Cで1つのグループ4(図中、一点鎖線の矢印間で会話を行いたい)を作り、グループ4の発話内容を拠点Aに対して秘匿したい。
図6は第一実施形態に係る音声会議システム100sの機能ブロック図を、図7Aは音声会議システム100sの収音及び送信時の処理フローを、図7Bは音声会議システム100sの受信及び再生の処理フローを示す。
音声分離通信装置120sの通話制御部124Bを操作することにより、拠点間の通話を開始する。通話に関しては、相手先の音声収音再生装置と音声のRTP(Real-time Transport Protocol)パケット(参考文献1参照)を送受信するなどにより実現する。
(参考文献1):”RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications,” IETF Network Working Group Request for Comments: 3550, July 2003.
システム全体の動作を示す。Ks個の音声収音再生装置110−ksの収音部112が、音を収音し(図7AのS11)、収音信号xk,sを得、出力する。音声収音再生装置110−ksの収音部112で収音された収音信号xk,sは、音声送信部113を経て音声分離通信装置120sの音声受信部121−kへ伝達される。Ks個の音声収音再生装置110−ksからそれぞれ収音されたKs個の収音信号xk,sを、音声分離部123で特定の発話者(特定の音声収音再生装置の近傍に存在する発話者)ごとの音声信号yk,sに分離する(S12)。その音声信号yk,sと特定の音声収音再生装置を示す情報である端末番号情報kc,sとを入出力先選択部124Aへ入力し、入出力先選択部124Aは端末番号情報kc,sを用いて、上述の設定の値(セッションテーブル及びアドレステーブル)に従い音声信号からなるパケットの送信先を設定する。通話制御部124Bは入出力先選択部124Aから渡されたパケットを宛先へ送信する(S13)。
音声分離部123は、Ks個の音声収音再生装置からそれぞれ得られるKs個の収音信号xk,sを受け取り、これらの収音信号xk,sを用いて、各音声収音再生装置の近傍に存在する話者の音声を強調したKs個の音声信号yk,sを得(S123)、送受信部124に出力する。
(参考文献2)特開2014−92705号
(参考文献3)特開2014−112190号
なお、本実施形態では音声分離部123の概要を説明する。詳細については参考文献2,3に記載の技術を用いればよい。なお、以下の音声分離部123内の処理において、下付き添え字sを省略する。
サンプリング周波数変換部123Aは、K個の収音信号xk(ik)を受け取り、サンプリング周波数変換し、特定のサンプリング周波数のK個の変換後の収音信号cxk(ik)を得、出力する。ただし、ikは時間領域のサンプル点を表す整数のインデックスである。すなわち、xk(ik)は、インデックスikで表されるサンプル点の収音信号を表す。
信号同期部123Bは、K個の変換後の収音信号cxk(ik)を受け取り、K個の変換後の収音信号cxk(ik)をチャネル間で同期させ、K個の収音信号txk(ik)を得て出力する。
エコーキャンセラ部123Cは、K個の収音信号txk(ik)とK個の再生信号zkとを受け取り、収音信号txk(ik)に含まれる、K個の再生信号zkに基づき再生した音に由来する成分を抑圧し、抑圧後の収音信号sxk(ik)を得て出力する。この部分に関しては、既存のマルチチャネルエコーキャンセラ等を利用する(例えば参考文献4参照)。
(参考文献4)特開2005−347957号公報
フレーム分割部123Dは、エコー抑圧後のK個の収音信号sxk(ik)を受け取り、所定の時間区間であるフレームに分割する。以下では、チャネルkのr番目のフレームrに属する収音信号をsxk(ik,r,0),・・・,sxk(ik,r,L-1)と表現する。ただし、Lはフレーム長を表す。
VAD判定部123Eは、各チャネルk(k=1,2,…,K)の各フレームrに属する収音信号sxk(ik,r,0),・・・,sxk(ik,r,L-1)を受け取り、各フレームrが音声区間であるか非音声区間であるかを判定する。各フレームrに判定結果を表すラベルθrを付与し、出力する。例えば、また、音声区間であることを表すラベルの例はθr=1であり、非音声区間であることを表すラベルの例はθr=0である。
S/Nベクトル生成部123Gは、各チャネルk(k=1,2,…,K)の各フレームrに属する収音信号sxk(ik,r,0),・・・,sxk(ik,r,L-1)とラベルθrとを受け取り、チャネルkごとに音声区間の収音信号の大きさを非音声区間の収音信号の大きさで正規化した特徴量を得、チャネルk=1,・・・,Kに対して得られた特徴量を要素とするS/Nベクトル(特徴量列)を得て出力する。「特徴量」の例は、非音声区間の収音信号の大きさに対する音声区間の収音信号の大きさの比を表す値である。本実施形態では、収音信号のパワーの平均値を「収音信号の大きさ」とする。
前述のように、非音声パワー記憶部123Fは、S/Nベクトル生成部123Gで得られた平均パワーベクトルPN(r)を格納する。
ベクトル分類部123Hは、複数個のS/NベクトルPV(r)(K個のチャネルに対して得られた特徴量からなる特徴量列)を受け取り、複数個のS/NベクトルPV(r)をクラスタリングし、各S/NベクトルPV(r)が属する信号区間分類(クラスタ)を決定する。ここでは、各クラスタのラベルをCLとし、ラベルCLは非音声区間を表すラベルθr(本実施形態では0)以外の値(本実施形態では1以上の整数)をとる。例えば、コサイン類似度を距離関数とするクラスタリングによって得られたラベルCLが、入力されたS/NベクトルPV(r)が属する信号区間分類を表す。ベクトル分類部123Hは、入力されたS/NベクトルPV(r)に対して得られたラベルCLをラベルθrに代入してラベルθrを更新する。これにより、音声区間のフレームrのラベルθrはラベルCLの値となり、非音声区間のフレームrのラベルθrは非音声区間を表す値となる。ベクトル分類部123Hは各フレームrのラベルθrを出力する。
スペクトル算出部123Kは、フレーム分割部123Dで分割された、各チャネルkの各フレームrに属する収音信号sxk(ik,r,0),・・・,sxk(ik,r,L-1)を受け取る。ここで、フレームrでの各チャネルkの収音信号sxk(ik,r,j)を要素とするK次元の縦ベクトルをx(j,r)=[sx1(i1,r,j),・・・,sxK(iK,r,j)]Tと記述する。ただし、[η]Tは[η]の転置を表す。また、フレームrに属するK次元ベクトルx(0,r),・・・,x(L-1,r)の要素を周波数領域に変換して得られる値を要素とするK次元の縦ベクトルをX(f,r)と記述する。すなわち、フレームrに属するsxk(ik,r,0),・・・,sxk(ik,r,L-1)を周波数領域に変換して得られる値X(k,f,r)をk番目の要素とするK次元の縦ベクトルをスペクトルベクトルX(f,r)=[X(1,f,r),・・・,X(K,f,r)]Tと記述する。ただし、fは離散周波数を表すインデックスである。周波数領域への変換方法の例は、FFT(Fast Fourier Transform)などの離散フーリエ変換である。また、X(k,f,r)の振幅スペクトルA(k,f,r)をk番目の要素とするK次元の縦ベクトルを振幅スペクトルベクトルA(f,r)=[A(1,f,r),・・・,A(K,f,r)]Tと記述する。さらに、X(k,f,r)の位相スペクトルφ(k,f,r)をk番目の要素とするK次元の縦ベクトルを位相スペクトルベクトルφ(f,r)=[φ(1,f,r),・・・,φ(K,f,r)]Tと記述する。スペクトル算出部123Kは、x(j,r)=[sx1(i1,r,j),・・・,sxK(iK,r,j)]Tを周波数領域に変換し、フレームrごとに、k個の振幅スペクトルA(k,f,r)からなる振幅スペクトルベクトルA(f,r)と、k個の位相スペクトルφ(k,f,r)からなる位相スペクトルベクトルφ(f,r)を得て出力する。
振幅スペクトルベクトルA(f,r)は振幅スペクトル記憶部123Lに格納され、位相スペクトルベクトルφ(f,r)は位相スペクトル記憶部123Mに格納される。
フィルタ係数算出部123Iは、ベクトル分類部123Hから出力された各フレームrのラベルθr、および振幅スペクトル記憶部123Lから読み出した振幅スペクトルベクトルA(f,r)を受け取る。ここでラベルθrがとり得る値(分類ラベル番号)のうち、音を強調する信号区間分類(強調信号区間分類)を表す分類ラベル番号をcとする。1個の分類ラベル番号cのみが設定されてもよいし、複数個の分類ラベル番号cが設定されてもよい。よって、θr=cは、フレームrが強調信号区間分類に分類されていることを表す。
フィルタリング部123Nは、フィルタ係数記憶部123Jから読み出したフィルタ係数wc(f)、および振幅スペクトル記憶部123Lから読み出した振幅スペクトルベクトルA(f,r)を入力として受け取る。フィルタリング部123Nは、振幅スペクトルベクトルA(f,r)を構成する複数個の振幅スペクトルA(1,f,r),・・・,A(K,f,r)に対し、フィルタ係数wc(f)=[wc(f,1),・・・,wc(f,K)]によるフィルタリングを行い、処理後振幅スペクトルAc’(f,r)を得て出力する。例えばフィルタリング部123Nは、次式のように、フィルタ係数wc(f)と振幅スペクトルベクトルA(f,r)との内積を処理後振幅スペクトルAc’(f,r)として得る。
Ac’(f,r)=wc(f)A(f,r)
位相付与部123Oは、処理後振幅スペクトルAc’(f,r)に、それに対応する位相スペクトルを付与して複素スペクトルYc(f,r)を得て出力する。本実施形態では、位相付与部123Oは、フィルタ係数記憶部123Jから各フレームrおよび各分類ラベル番号cに対応する端末番号情報kc,rを読み出す。位相付与部123Oは、位相スペクトル記憶部123Mから全チャネルkに対応する位相スペクトルφ(k,f,r)を読み出し、それらから端末番号情報kc,rに対応する位相スペクトルφ(kc,r,f,r)を選択する。さらに位相付与部123Oは、フィルタリング部123Nから出力された処理後振幅スペクトルAc’(f,r)を入力として受け取る。位相付与部123Oは、以下の次式のように処理後振幅スペクトルAc’(f,r)に位相スペクトルφ(kc,r,f,r)を付与し、複素スペクトルYc(f,r)を得て出力する。
Yc(f,r)=Ac’(f,r)exp(iφ(kc,r,f,r))
ただし、iは虚数単位であり、expは指数関数である。
時間領域変換部123Pは、複素スペクトルYc(f,r)を入力として受け取り、複素スペクトルYc(f,r)を時間領域に変換して強調音響信号yc(n,r)(n=0,・・・,L-1)を得る。ただし、nはサンプル点を表すインデックスである。時間領域に変換する方法としては、スペクトル算出部123Kにおいて用いた周波数領域に変換する方法に対応する方法を用いればよい。さらに時間領域変換部123Pは、オーバーラップアド法を用いて強調音響信号yc(n,r)(n=0,・・・,L-1)を合成して時間領域の音声信号を得る。さらに、時間領域変換部123Pは、端末番号情報kc,rが一致する音声信号を加算し、音声信号ykを取得する。
送受信部124は、送信時には、Ks個の音声信号yk,sと端末番号情報kc,sとを受け取る。また、送受信部124は、受信時には、通話相手の個数分の再生信号と宛先アドレスとからなる音声パケットを受け取る。前述の通り、会議開始時には、すべての音声収音再生装置110−ksはすべての拠点と通話できる状態、もしくは音声分離通信装置120sのアドレステーブルに残っている拠点と通話できる状態になっているため、送受信部124は、送受信設定情報pk',sを受け取るまでは、Ks個の音声信号yk,sを全ての他地点に配置された音声分離通信装置120s’に送信する。また、入出力先選択部124Aの音声信号送出部124Ai(図13参照)は、セッションテーブルを参照して、通話相手の個数分の再生信号を、各再生信号を再生する音声収音再生装置110−ksの個数に応じてコピーして、Ks個の再生信号zk,sを生成する。送受信部124は、音声信号送出部124Aiで生成されたKs個の再生信号zk,sをそれぞれKs個の音声収音再生装置110−ksで再生させる。
図13は、入出力先選択部124Aの機能ブロック図を示す。
通話セッション変換部124Aaは、端末番号情報kc,rを受け取り、セッションテーブル124Abを参照して、端末番号情報kc,rに対応するセッションIDを取得し、出力する。例えば、音声分離部123から端末番号情報kc,rを取得すると、通話セッション変換部124Aaは、セッションテーブル124Abを用いてセッション名に変換する。例えば、
(1)セッションID=「1」:端末番号情報=「1」
(2)セッションID=「2」:端末番号情報=「2」
のようなセッションテーブルがあるとき、kc,r=「2」の場合、セッションID=「2」という情報を出力する。つまり、セッションテーブル124Abには、セッションIDとそのセッションに接続される音声収音再生装置とが対応付けられている。
(1)セッションID=「1」:192.168.1.1 :5004,192.168.1.3:5004
(2)セッションID=「2」:129.168.1.3:5005
のようなアドレステーブル124Adを参照し、送信先、つまり、宛先アドレスとポート番号「129.168.1.3:5005」を得る。つまり、アドレステーブル124Adには、セッションIDと送受信先のアドレスとが対応付けられている。
(受信時)
音声パケット受信部124Afは、後述する通話制御部124Bから音声パケットを受信すると、宛先アドレスとポートの情報をアドレス変換部124Agへ渡し、再生信号zk,sをペイロードに持つ音声パケットを音声信号送出部124Aiに渡す。
会議中に音声収音再生装置110−k’sの送受信情報設定部111により、音声送受信先の設定を行う動作を示す。送受信情報設定部111は音声収音再生装置に設置されたタッチパネルなどで操作することを想定する。タッチパネルに表示される画面の例を図14に示す。ここで行う設定は音声分離通信装置120sの入出力先選択部124Aに結果が反映される。より詳しくは、セッションテーブル124Ab及びアドレステーブル124Adの内容を変更する。
以上の構成により、ハンズフリー通話において、1つの会議室などの1つの共通の音場において二つ以上の独立の会話を同時に行うことができる。ハンズフリー通話装置において、発話者に応じて音声の送信先を変更することができるようになる。また、送信音声はグループごとに分離されるが、再生音声はある程度拠点内でグループをまたいで聞こえるようにすることも出来るため、3地点以上の拠点間会議を行っていて、拠点Aが発話を行っているが、それに対する意見を拠点Bと拠点Cで事前相談してから拠点Aへ発言したいようなケースで全体の会話を聞きながら部分的な通話を並行して行うということも出来るようになる。
エコーキャンセラ部123Cでは、収音信号xk,sに含まれるKs個の音声収音再生装置110−ksで再生された音に由来する成分を削除する。これにより、遠隔地同士でも会議室と同様のグループディスカッションが行えるようになる。また、音声が他の地点に漏れないことを利用し、多地点遠隔会議中の秘匿通話にも利用することができる。
本実施形態では、拠点が3つのときについて説明したが、2つでもよいし、4つ以上であってもよい。例えば、図19を用いて、拠点が2つの場合について説明する。図19の場合、会議開始時には拠点間の全ての音声収音再生装置間で会話が可能となっている。例えば、拠点Aの音声収音再生装置110−21を介して、拠点Bに配置された音声分離通信装置1202に音声信号y2,1を送信しないと指定され、かつ、拠点Bの音声収音再生装置110−22を介して、拠点Aに配置された音声分離通信装置1201に音声信号y2,2を送信しないと指定された場合、拠点Aの音声収音再生装置110−11と拠点Bの音声収音再生装置110−12との間で音声パケットの送受信が行われる。この場合には、音声信号y2,1、y2,2は何れの拠点にも送信しない構成となり、音声収音再生装置110−21、110−22は再生信号を受信せず、再生しない構成となる。この場合であっても、ハンズフリー通話において、1つの会議室などの1つの共通の音場において2つ以上の独立の会話を同時に行うことができる。つまり、拠点A及び拠点Bでは、各拠点における会話と、拠点Aと拠点Bとの間の会話とを同時に行うことができる。なお、この場合には、設定変更の依頼を承認するステップを省略してもよい。
本発明は上記の実施形態及び変形例に限定されるものではない。例えば、上述の各種の処理は、記載に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
また、上記の実施形態及び変形例で説明した各装置における各種の処理機能をコンピュータによって実現してもよい。その場合、各装置が有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記各装置における各種の処理機能がコンピュータ上で実現される。
Claims (7)
- 共通の音場に配置される複数の音声収音再生装置と、前記音声収音再生装置に接続された音声分離通信装置とを含み、
前記共通の音場とは異なる第二の音場が2以上であるものとし、
前記音声収音再生装置は、音を収音し、収音信号を得、さらに、再生信号に基づき、音を再生し、
前記音声分離通信装置は、
前記複数の音声収音再生装置からそれぞれ得られる収音信号を用いて、各音声収音再生装置の近傍に存在する話者の音声を強調した複数の音声信号を得る音声分離部と、
前記音声収音再生装置のうちの1つである第一音声収音再生装置を介して指定された第二の音場以外の第二の音場に配置された複数の音声収音再生装置に、通話セッションの確立を要求し、要求の承認を受けて通話セッションの確立を行う通話制御部と、
前記第一音声収音再生装置を介して指定された前記第二の音場に配置された音声分離通信装置に、前記音声信号のうちの1個の音声信号であって、前記第一音声収音再生装置の近傍に存在する話者の音声を強調した音声信号である第一音声信号を送信せず、前記第一音声信号を除く音声信号からなる第二音声信号を、第二の音場に配置された全ての音声分離送信装置に送信する送信部と、
前記第二音声信号の送信先から受信した再生信号の内、前記セッションの確立の要求を承認した音声収音再生装置で得た収音信号に対応しない再生信号を、前記第一音声収音再生装置以外の前記共通の音場に配置される音声収音再生装置のうちの少なくとも1つで再生させる受信部とを含み、
前記送信部は、前記第一音声収音再生装置を介して指定された第二の音場以外に配置された音声分離通信装置に、前記第一音声信号を送信し、
前記受信部は、前記第一音声信号の送信先から受信した再生信号の内、前記セッションの確立の要求を承認した音声収音再生装置で得た収音信号に対応する再生信号を前記第一音声収音再生装置で再生させる、
音声会議システム。 - 請求項1の音声会議システムであって、
前記音声分離部は、複数の前記収音信号の特徴量に基づいて、音声収音再生装置の近傍に存在する話者の音声を強調した音声信号として得る、
音声会議システム。 - 請求項1または請求項2の音声会議システムであって、
前記音声分離通信装置は、
複数の収音信号に含まれる、再生信号に基づき複数の前記音声収音再生装置で再生した音に由来した成分を抑圧する
エコーキャンセル部を含む、
音声会議システム。 - 請求項1から請求項3の何れかの音声会議システムであって、
前記音声分離通信装置は、前記第二音声信号の送信中に、複数の前記音声収音再生装置の何れかを介してユーザにより、前記第一音声信号を送信しない音声分離通信装置を指定し、切り替え可能である、
音声会議システム。 - 共通の音場に配置される複数の音声収音再生部と、前記音声収音再生部に接続された音声分離通信部とを含み、
前記共通の音場とは異なる第二の音場が2以上であるものとし、
前記音声収音再生部は、音を収音し、収音信号を得、さらに、再生信号に基づき、音を再生し、
前記音声分離通信部は、
前記複数の音声収音再生部からそれぞれ得られる収音信号を用いて、各音声収音再生部の近傍に存在する話者の音声を強調した複数の音声信号を得る音声分離部と、
前記音声収音再生部のうちの1つである第一音声収音再生部を介して指定された第二の音場以外の第二の音場に配置された複数の音声収音再生部に、通話セッションの確立を要求し、要求の承認を受けて通話セッションの確立を行う通話制御部と、
前記第一音声収音再生部を介して指定された前記第二の音場に配置された音声分離通信部に、前記音声信号のうちの1個の音声信号であって、前記第一音声収音再生部の近傍に存在する話者の音声を強調した音声信号である第一音声信号を送信せず、前記第一音声信号を除く音声信号からなる第二音声信号を、第二の音場に配置された全ての音声分離送信部に送信する送信部と、
前記第二音声信号の送信先から受信した再生信号の内、前記セッションの確立の要求を承認した音声収音再生部で得た収音信号に対応しない再生信号を、前記第一音声収音再生部以外の前記共通の音場に配置される音声収音再生部のうちの少なくとも1つで再生させる受信部とを含み、
前記送信部は、前記第一音声収音再生部を介して指定された第二の音場以外に配置された音声分離通信部に、前記第一音声信号を送信し、
前記受信部は、前記第一音声信号の送信先から受信した再生信号の内、前記セッションの確立の要求を承認した音声収音再生部で得た収音信号に対応する再生信号を前記第一音声収音再生部で再生させる、
音声会議装置。 - 共通の音場に配置される複数の音声収音再生部と、前記音声収音再生部に接続された音声分離通信部とを用いた音声会議方法であって、
前記共通の音場とは異なる第二の音場が2以上であるものとし、
前記音声収音再生部は、音を収音し、収音信号を得、さらに、再生信号に基づき、音を再生するものとし、
前記音声分離通信部が、
前記複数の音声収音再生部からそれぞれ得られる収音信号を用いて、各音声収音再生部の近傍に存在する話者の音声を強調した複数の音声信号を得る音声分離ステップと、
前記音声収音再生部のうちの1つである第一音声収音再生部を介して指定された第二の音場以外の第二の音場に配置された複数の音声収音再生部に、通話セッションの確立を要求し、要求の承認を受けて通話セッションの確立を行う通話制御ステップと、
前記第一音声収音再生部を介して指定された前記第二の音場に配置された音声分離通信部に、前記音声信号のうちの1個の音声信号であって、前記第一音声収音再生部の近傍に存在する話者の音声を強調した音声信号である第一音声信号を送信せず、前記第一音声信号を除く音声信号からなる第二音声信号を、第二の音場に配置された全ての音声分離送信部に送信する送信ステップと、
前記第二音声信号の送信先から受信した再生信号の内、前記セッションの確立の要求を承認した音声収音再生部で得た収音信号に対応しない再生信号を、前記第一音声収音再生部以外の前記共通の音場に配置される音声収音再生部のうちの少なくとも1つで再生させる受信ステップと、
前記第一音声収音再生部を介して指定された第二の音場以外に配置された音声分離通信装置に、前記第一音声信号を送信するステップと、
前記第一音声信号の送信先から受信した再生信号の内、前記セッションの確立の要求を承認した音声収音再生部で得た収音信号に対応する再生信号を前記第一音声収音再生部で再生させるステップとを含む、
音声会議方法。 - 請求項1から請求項4の何れかの音声分離通信装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
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