JPS63316556A - 会議用音声ステレオ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 テレビ会議又は音声会議に用いられる会議用音声ステレ
オ装置において、発信側で、ステレオ情報発生用の１対
のマイクロフォンに加えて、モノラル音収録用の第３の
マイクロフォンを設け、受信例で、第３のマイクロフォ
ンの生のモノラル音に対して、発信側で発生させたレベ
ル差および位相差に基いて２チヤンネル再生を行ない、
受信側において送信側と同等の音声の再現を図り、空間
的臨場感を向上させたものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、テレビ会議、音声会議等に用いられる、発信
側の音声を受信側で２チヤネル再生する会議用音声ステ
レオ装置に関する。

〔従来の技術、および、発明が解決しようとする問題点〕

ステレオ音場理論に基づけば、送信側における２つのマ
イクロフォンからの出力信号のステレオ情報、すなわち
音声の空間伝播に伴う距離の差に対応する位相差および
空間伝播に伴う音の振幅の低下に対応する、レベル差を
算出し、受信側で位相差およびレベル差に基いてマイク
ロフォンの生の音を調節して２個のスピーカから再生音
を出力することにより、恰も両スピーカの中点から音が
発生しているように聞えるようにステレオ復元されるこ
とが知られている。

第５図は、上記理論に基いて構成されたテレビ会議用音
声ステレオ装置の構成図を示す。送信側に２個のマイク
ロフォン１１　、１２が設けられ、両マイクロフォンの
出力信号ｘｉ、ｘ２が加算器２０で加算されると共に、
再出力信号に基いて位相差Δφおよびレベル差ΔＬが位
相差およびレベル差検出回路２１により検出される。

受信側には、それぞれレベル差調整器６１　、６２、位
相差調整器７１　、７２およびスピーカ８１　、８２か
ら成る２チヤネルの音声再生系が設けられている。加算
したモノラル音（ｘｌ＋ｘ２）がレベル差調整器６１　
、６２に印加され、レベル差ΔＬに応じてレベル調整さ
れ、位相差調整器７１　、７２において位相差Δφに応
じて位相調整され、スピーカ８１　、８２を介して、擬
似的にステレオ音を復元する。

しかしながら、第５図の装置においては、音声チャネル
の数に応じて加算器２０が必要となり、回路が複雑にな
るという問題がある。更に第６図（ａ）〜（ｃ）に図示
の如く、加算したモノラル音（ｘｌ＋ｘ２）が本来、そ
れぞれｘｉ、ｘ２として第６図（ａ）（ｂ）に図示の如
くピークが１つしかないにも拘らず、第６図（Ｃ）に図
示に如く、位相差に伴って２つのピークが生じ、受信側
で擬（Ｉ） 似ステレオ再生するとエコーの如き不要な音声が発生し
、再現性にとぼしいという問題がある。

人間の音声は、声帯が振動しそれがフィルタリングされ
て、第６図（ｄ）として示した生のモノラル音ＸＯの如
く、インパルス応答を示し、ピークは１つである。

第７図は従来の他のテレビ会議用音声ステレオ装置の送
信側の構成図を示す。受信側は第５図と同様である。こ
の装置においては、一方のマイクロフォン１１の出力を
モノラル信号とすると共に、位相差Δφおよびレベル差
ΔＬの検出に用いている。

この装置においては、モノラル信号を加算していないの
で前述のエコーの問題は生じないが、モノラル信号が話
者の位置によってレベル変動が大きいか、又は、複数の
話者が同時に発言するような場合、モノラル化したマイ
クロフォンの信号側のチャネルの話者に定位がひきづら
れる傾向があり、また位相差を検出することが困難にな
る場合がある。

以上に述べた如く、従来の音声ステレオ装置においては
発信側の話者の空間的な位置がそのまま受信側で復元で
きず、送信側における臨場感の再現に乏しいという問題
がある。

〔問題を解決するための手段、および、作用〕本発明は
比較的簡単な装置構成で空間的臨場感に冨む会議用音声
ステレオ装置を実現することを目的とするものである。

その基本構想は、発信側において、従来のステレオ情報
発生用の１対のマイクロフォンに加えて、生のモノラル
音を収録する第３のマイクロフォンを付加し、受信側に
おいて、この生のモノラル音に対して、２チヤンネルレ
ベル差調整および位相差調整を行う。すなわち、ステレ
オ情報発生用マイクロフォンとは別個独立の第３のマイ
クロフォンからの生のモノラル音を用いることにより、
品質の良い擬似ステレオ再生を行う。

その第１の基本形態は、第１図（ａ）に図示の如く、送
信側に、ステレオ情報発生用のマイクロフォノ１１　、
１２の外に生のモノラル音収録用のマイクロフォン１３
を設け、マイクロフォン１１　、１２の出力信号ＸＩ、
Ｘ２に基いて位相差およびレベル差検出回路２１におい
て両信号のレベル差ΔＬと位相差Δφを算出する。受信
側には、それぞれレベル差調整器６１　、６２、位相差
調整器７１　、７２およびスピーカ８１　、８２から成
る２チ十ネルめ音声再生系が設けられている、スピーカ
８１と８２とは一定の距離が隔てられている。

生のモノラル信号ｘ３が両音声再生系に印加され、回路
２１で算出されたレベル差ΔＬにより、それぞれレベル
差調整器６１　、６２においてレベル調整され、さらに
位相差Δφにより位相差調整器７Ｌ７２において位相差
調整されてスピーカ８１　、８２を通して擬似ステレオ
再生が行なわれる。

会議室の一方のマイクロフォン１１〜１３、スピーカ（
Ｓ　Ｐ）の配置例を第２図に示す。、Ｈｌ−Ｈ３は会議
用テーブルＴの前に座った話者を示し、テレビカメラ（
ＴＶ　ＧＡＭＥＲＡ）が話者を撮映すると共に、マイク
ロフォン１１〜１３が話者の音声を捕える。テレビ（Ｔ
Ｖ）およびスピーカ（ｓｐ）は相手側の会議室の画像お
よび音声を再現する。

第１図（ａ）において、レベル差を第３のマイクロフォ
ン１３からの信号に相当する基準の信号ｘＯを用いてそ
れぞれ第１および第２のマイクロフォンからの信号ｘｉ
　、ｘ２に対して計算し、これらのレベル差ΔＬｌ、Δ
Ｌ２を用いて、対応するレベル差調整器６１　、６２を
動作させることもできる。

第２の基本形態を第１図（ｂ）に示す。発信側において
、生のモノラル音ｘ３が受信側で再生源信号として用い
られる外、位相差およびレベル差検出回路２１　、２２
のそれぞれにおいて、レベル差および位相差検出の基準
信号として用いられている。

それぞれの検出回路２１　、２２においてレベル差へＬ
ＬΔＬ２、位相差Δφ１．Δφ２が検出され、多重化回
路３１を介して受信側に送出される。受信側は第１図（
ａ）と同様であるが、対応するレベル差、位相差に応じ
て、生モノラル音ｘ３がレベル差調整および位相差調整
がされ、スピーカ８１　、８２から擬似ステレオ再生が
行なわれる。

〔実施例〕

第３図に第１図（ａ）に対応する会議用音声ステレオ装
置の送信側の回路図を示す。受信側は第１図（ａ）に図
示のものと同等である。

マイクロフォン１１〜１３からの出力信号ｘ１〜ｘ３は
一旦、Ａ／Ｄコンバータ１５〜１７によりディジタルデ
ータｘ１〜ｘ３に変換される。この人／Ｄ変換は、後段
の処理において、アナログ信号のまま処理すると回路構
成が複雑になるので、ディジタル信号処理するためのも
のである。ディジタル化された信号ｘ３は生のモノラル
信号として送信側に出力される。

ステレオ情報発生用マイクロフォン１１　、１２のＡ／
Ｄ変換出力ＸＩ、Ｘ２は、各々ＲＭＳ値をディジタル的
に計算し、レベルを求めるため、まずそれぞれの電力（
パワー）計算回路２１１　、２１２により電力（パワー
）値ＰＩ、Ｐ２が計算される。各々の電力値の計算は１
タイムフレーム当り数十ミリ秒の間隙でＮ個のデータに
ついて下記式に基づいて行う。

以上の式に基いて得られたそれぞれの電力値Ｐｉ、Ｐ２
は、レベル差計算回路２４１に印加され、下記式に基い
てレベル差ΔＬが計算される。

一方、ステレオ情報発生用マイクロフォン１１゜１２の
Ａ／Ｄ変換出力Ｘｉ、Ｘ２は、相互相関関数計算回路２
２１に印加されて、それらの信号系列について下記式に
基いて相互相関係数ＣＲが求められる。

このようにして得られた相関係数ＣＲのうちｌタイムフ
レーム当り最大のものが最大値検出回路２３１により検
出される。これにより、その最大値を与える分析点から
両信号間の位相差Δφとして求められる。

尚、第（３）式は、値によっては、信号の値が著しく小
さくなり、有効な相関係数が得られなくなることを防止
するため、信号電力の積正規化している。

受信側は、以上の如くして得られた位相差Δφ、レベル
差ΔＬを用いて生のモノラル信号ｘ３を調整し、ステレ
オ再生を行う。

尚、レベル差計算回路２と１に、生のモノラル信号ｘ３
に対応する予め定められた基準の電力値ＰＯを印加し、
下記のいずれかの式に基づくレベル差を計算して、これ
らのレベル差をそれぞれ、受信側のレベル調整器６１　
、６２に印加することができる。

第４図に第１図（ｂ）に対応する会議用音声ステレオ装
置の送信側の回路図を示す。受信側は第１図（ｂ）に図
示のものと同等である。

第４図においては、第３の生のモノラル音採取用マイク
ロフォン１３のディジタル信号Ｘ３についても電力計算
回路２１３において電力値Ｐ３を計算し、この電力値Ｐ
３を用いて、レベル差計算回路２４１　、２４２におい
て下記式に基づくレベル差ΔＬｌ、ΔＬ２を計算する。

・・・（６） また、ディジタル信号ｘ３は、送信側において生のモノ
ラル信号として用いられる外、相互相関関数計算回路２
２１　、２２２に印加され、それぞれ下記の相関係数Ｃ
ＲＩ、ＣＲ２が計算される。

Σ（Ｘ　：ｌ　（ｊ　）・Ｘ＋（ｊ　　１））尤（Ｘｚ
（Ｄ・Ｘｌ（ｊ　　ｉ）） これらの相関係数ＣＲＩ、ＣＲ２は最大値検出回路２３
１　、２３２に印加され、１タイムフレーみ内の最大値
が検出され、最大値が見出された点に対応する位相差Δ
φ１．Δφ２がそれぞれ検出される。

受信側においては、これらの位相差Δφ１゜Δφ２．レ
ベル差ΔＬｌ、ΔＬ　２を用いて生のモノラル信号ｘ３
を調整して擬似ステレオ再生を行う。

〔発明の効果〕

以上に述べたように本発明によれば、いずれの形態にお
いても、生のモノラル音声収録用の第３のマイクロフォ
ンを設けることにより、生のモノラル音声を基準として
疑似ステレオ再生するので、（１′ね 発信側の話者の空間的臨場感を正確に再生した音声を発
生させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）は本発明の第１および第２の会議用
音声ステレオ装置の原理ブロック図、第２図はテレビ会
議室内の機器配置図、第３図および第４図は本発明の第
１および第２の会議用音声ステレオ装置の実施例の送信
側回路図、 第５図は従来のテレビ会議用音声ステレオ装置の構成図
、 第６図（ａ）〜（ｄ）は第５図装置における信号波形図
、 第７図は他の従来のテレビ会議用音声ステレオ装置の送
信側構成図、である。 （符号の説明） １１〜１３・・・マイクロフォン、 ２１　、２２・・・位相差およびレベル差検出回路、１
５〜１７・・・Ａ／Ｄコンバータ、 ３１・・・多重化回路、 （１日） ６１　、６２・・・レベル差調整器、 ７１　、７２・・・位相差調整器、 ８１　、８２・・・スピーカ、 ２１１〜２１３・・・電力計算回路、 ２２１　、２２２・・・相互相関関数計算回路、２３１
　、２３２・・・最大値検出回路、２４１　、２４２・
・・レベル差計算回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、送信側に、所定の距離を隔ててステレオ情報発生用
   として設けられた第１および第２のマイクロフォン（１
   １、１２）、該マイクロフォンと所定の距離を隔ててモ
   ノラル音収録用として設けられた第３のマイクロフォン
   （１３）、および、第１および第２のマイクロフォンの
   出力信号相互の位相差（Δφ）およびレベル差（ΔＬ）
   を算出する回路（２１）を具備し、 受信側に、第１のレベル差調整器（６１）、第１の位相
   差調整器（７１）および第１のスピーカ（８１）を有す
   る第１の音声再生系、および、第２のレベル差調整器（
   ６２）、第２の位相差調整器（７２）および第１のスピ
   ーカと所定の距離を隔てて設けられた第２のスピーカ（
   ８２）を有する第２の音声再生系を具備し、 前記第３のマイクロフォンからの生のモノラル音が第１
   および第２の音声再生系に印加され、前記第１、および
   第２のレベル差調整器において前記レベル差に基いてレ
   ベル調整され、前記第１および第２の位相差調整器にお
   いて前記位相差に基いて位相調整されて前記第１および
   第２のスピーカに印加される、 会議用音声ステレオ装置。 ２、前記位相差が前記第１および第２のマイクロフォン
   の信号の相互相関の最大値発生点により決定される、特
   許請求の範囲第１項に記載の会議用音声ステレオ装置。 ３、前記第１〜第３のマイクロフォンの出力信号がディ
   ジタル化され、第１および第２のマイクロフォンのディ
   ジタル信号が電力計算され、該電力計算値に基いて両信
   号のレベル差を算出する、特許請求の範囲第２項に記載
   の会議用音声ステレオ装置。 ４、前記レベル差が、前記第１および第２のマイクロフ
   ォンの電力計算値の比として決定される、特許請求の範
   囲第３項に記載の会議用音声ステレオ装置。 ５、前記レベル差が、基準の電力値（Ｐ＿０）に対する
   前記第１および第２のマイクロフォン出力の電力計算値
   の比（ΔＬ１、ΔＬ２）として決定され、 受信側の前記第１および第２のレベル差調整器が対応す
   るレベル差に基いてレベル調整を行う、特許請求の範囲
   第３項に記載の会議用音声ステレオ装置。 ６、前記レベル差が、基準の電力値（Ｐ＿０）に対する
   前記第１および第２のマイクロフォン出力の電力計算値
   の差として決定され、 受信側の第１および第２のレベル差調整器が対応するレ
   ベル差に基いてレベル調整を行う、特許請求の範囲第３
   項に記載の会議用音声ステレオ装置。 ７、送信側に、所定の距離を隔ててステレオ情報発生用
   として設けられた第１および第２のマイクロフォン（１
   １、１２）、該マイクロフォンと所定の距離を隔ててモ
   ノラル音収録用として設けられた第３のマイクロフォン
   （１３）、第１および第３のマイクロフォンの出力信号
   相互の第１の位相差（Δφ１）および第１のレベル差（
   ΔＬ１）を算出する第１の回路（２１）、および、第２
   および第３のマイクロフォンの出力信号相互の第２の位
   相差（Δφ２）および第２のレベル差（ΔＬ２）を算出
   する第２の回路（２２）、を具備し、 受信側に、第１のレベル差調整器（６１）、第１の位相
   差調整器（７１）および第１のスピーカ（８１）を有す
   る第１の音声再生系、および、第１の音声再生系と並列
   に設けられ、第２のレベル差調整器（６２）、第２の位
   相差調整器（７２）および第１のスピーカと所定の距離
   を隔てて設けられた第２のスピーカ（８２）を有する第
   ２の音声再生系を具備し、 前記第３のマイクロフォンからの生のモノラル音が第１
   および第２の音声再生系に印加され、前記モノラル音が
   、第１のレベル差調整器において前記第１のレベル差に
   応じてレベル調整され、第１の位相差調整器において前
   記第１の位相差に応じて位相調整されて第１のスピーカ
   に印加され、前記モノラル音が、第２のレベル差調整器
   において前記第２のレベル差に応じてレベル調整され、
   第２の位相差調整器において前記第２の位相差に応じて
   位相調整されて第２のスピーカに印加される、 会議用音声ステレオ装置。 ８、前記第１および第２の位相差のそれぞれが、前記第
   １および第３のマイクロフォンの出力信号、および前記
   第２および第３のマイクロフォンの出力信号のそれぞれ
   の相互相関の最大値発生時点により決定される、特許請
   求の範囲第７項に記載の会議用音声ステレオ装置。 ９、前記第１〜第３のマイクロフォンの出力信号がディ
   ジタル化され、該ディジタル信号に基いて電力計算され
   、該電力計算値に基いて前記第１および第２のレベル差
   を算出する、特許請求の範囲第８項に記載の会議用音声
   ステレオ装置。 １０、前記第１および第２のレベル差のそれぞれが、前
   記第１および第２のマイクロフォンの電力計算値に対す
   る第３のマイクロフォンの電力値の比として決定される
   、特許請求の範囲第９項に記載の会議用音声ステレオ装
   置。 １１、前記第１および第２のレベル差のそれぞれが、前
   記第３のマイクロフォンの電力計算値に対する前記第１
   および第２のマイクロフォン出力の電力計算値の差とし
   て決定される、 特許請求の範囲第９項に記載の会議用音声ステレオ装置
   。