場内拡声装置
【課題】他地点の参加者と遠隔通信を行いながら、自地点において手軽に場内拡声を行うことができる場内拡声装置を提供する。
【解決手段】他地点からの受話信号を少なくとも含む下り信号を入力するための下り入力端子と、自地点の他装置からの上り信号を入力するための上り入力端子と、下り入力端子から入力された下り信号と上り入力端子から入力された上り信号とを加えた信号であって、収音信号が加えられていない信号を再生するスピーカと、下り入力端子から入力された下り信号と収音信号とを加えた自装置下り信号を自地点の他装置に向けて出力するための下り出力端子と、上り入力端子から入力された上り信号と収音信号とを加えた自装置上り信号を他地点側に向けて出力するための上り出力端子と、を有する。
【解決手段】他地点からの受話信号を少なくとも含む下り信号を入力するための下り入力端子と、自地点の他装置からの上り信号を入力するための上り入力端子と、下り入力端子から入力された下り信号と上り入力端子から入力された上り信号とを加えた信号であって、収音信号が加えられていない信号を再生するスピーカと、下り入力端子から入力された下り信号と収音信号とを加えた自装置下り信号を自地点の他装置に向けて出力するための下り出力端子と、上り入力端子から入力された上り信号と収音信号とを加えた自装置上り信号を他地点側に向けて出力するための上り出力端子と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自地点と他地点を結んで行う通信会議等の拡声通信の形態において利用される場内拡声装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
遠隔地を通信網で結んで行われる通信会議は、遠隔地に出向く必要がなく、移動時間の短縮や出張費の削減が可能なため、ビジネス用途として広く利用されている。通信会議は、遠隔地に分かれたそれぞれ複数人の参加者が同時に会話をするため、相手側（他地点）から受信した受話信号を自分側（自地点）のそれぞれの参加者に聞こえるようにスピーカで拡声し、自分側（自地点）のそれぞれの参加者の発話をマイクロホンで収音して送信する拡声通信の形態となる。
【０００３】
この拡声通信を行う場合には、スピーカで拡声された音声がマイクロホンに回り込んで発生するエコーを取り除くエコーキャンセラが必要となる。さらに、参加者が大人数となり会議を行う部屋が広くなると、参加者の発話が、その参加者と同じ部屋にいて離れている別の参加者に聞こえにくくなる。そのため、マイクロホンで参加者の発話を収音し、収音信号を相手側（他地点）だけでなく自分側（自地点）においてもスピーカから場内拡声する。このとき、スピーカの再生音がマイクロホンに帰還し、ハウリングが発生する可能性がある。そのため、ハウリングの発生を防止するハウリングキャンセラが必要となる。場内拡声を行いながら通信を行う際に発生するこのような問題を解決する従来技術として特許文献１が知られている。
【０００４】
図１に示すように、特許文献１記載の場内拡声用反響消去装置３３は、エコーキャンセラ２１、損失制御装置１２、損失挿入器４６、加算器４７及び周波数変調器４８を備える。
【０００５】
エコーキャンセラ２１は、スピーカ４で再生された受話信号ｘ（ｎ）がマイクロホン３に回り込むことによって発生するエコーを消去する。以下、詳細を説明する。
【０００６】
まず疑似反響路２２は、受信信号ｘ（ｎ）と反響路のインパルス応答の推定値ｈ＾（ｎ）を用いて疑似エコー信号ｙ＾（ｎ）を生成する。
【０００７】
減算器２４は、マイクロホン３で収音された信号ｚ（ｎ）（以下、「収音信号」という）から疑似エコー信号ｙ＾（ｎ）を減算することにより誤差信号ｅ（ｎ）を求める。誤差信号ｅ（ｎ）は、エコーキャンセラ２１が正しく動作している場合、即ちｈ＾（ｎ）＝ｈ（ｎ）の状態では、送話者信号ｓ（ｎ）と一致する。誤差信号ｅ（ｎ）は、疑似反響路推定回路２３、損失制御装置１２及び損失挿入器４６へ入力される。
【０００８】
疑似反響路推定回路２３は、受話信号ｘ（ｎ）と誤差信号ｅ（ｎ）を用いて、反響路のインパルス応答の推定値ｈ＾（ｎ）を求める。なお、誤差信号ｅ（ｎ）が小さくならない場合、送話者信号ｓ（ｎ）が混入している状態であると判定し、疑似反響路推定値ｈ＾（ｎ）の推定を行わない。
【０００９】
拡声通信系におけるハウリングを防止するために設けられた損失制御装置１２は、従来通りの動作（特許文献１参照）をしても、場内拡声への影響がないような構成となっている。
【００１０】
また、損失挿入器４６は、損失制御装置１２の制御信号に従って動作し、受話信号ｘ（ｎ）のみが存在する場合には、損失を挿入し、送話者信号ｓ（ｎ）が存在する場合には、損失を挿入しない。損失挿入器４６を通った誤差信号ｅ（ｎ）は、周波数変調器４８を経て、加算器４７で受話信号ｘ（ｎ）と加算され、スピーカ４において再生される。
【００１１】
このような動作を行うことにより、受話信号ｘ（ｎ）しかない場合であって、エコーキャンセラ２１の動作が不安定な状態であっても、その誤差信号ｅ（ｎ）が再びスピーカ４から拡声されることを防ぐことができる。また、送話者信号ｓ（ｎ）が存在する場合には、損失が挿入されないため、場内へ希望の音量で拡声することが可能となる。但し、送話者信号ｓ（ｎ）に関しては、加算器４７で加算されスピーカ４から出力された信号が再び送話用マイクロホン３に入力され、閉ループが形成され場内拡声でのハウリングが懸念される。このため、加算器４７の手前に周波数変調器４８を挿入し、ハウリングマージンを稼ぐ構成とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第３３８１８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
拡声通信において、通信会議の会場が広い部屋の場合には、マイクロホンの収音範囲とスピーカの再生範囲が限られているため、複数のスピーカ及び複数のマイクロホンが必要になる。しかしながら、特許文献１記載の場内拡声用反響消去装置３３は、複数のスピーカ及び複数のマイクロホンを用いて場内拡声することができないという問題がある。仮に、特許文献１記載の場内拡声装置を用いて場内拡声する場合には、図２のような配置になると考えられる。自地点である通信会議の会場内の各エリアに着席している参加者の声を収音するＰ個のマイクロホン３−ｐ（但し、Ｐ≧１であり、ｐ＝１，２，…，Ｐ）と、それぞれの参加者に聞こえるように分担して再生するＱ個のスピーカ４−ｑ（但し、Ｑ≧１であり、ｑ＝１，２，…，Ｑ）と、各マイクロホンの収音信号ｚ−１（ｎ），ｚ−２（ｎ），…，ｚ−ｐ（ｎ），…，ｚ−Ｐ（ｎ）を合成して合成収音信号ｚ（ｎ）を生成し場内拡声用反響消去装置３３へ出力するミキサー４０等が必要となり、システムが大規模となるという問題がある。
【００１４】
また、上述のスピーカやマイクロホンは、通常、据え置きタイプなので、それらを常設できる専用の会議室等も必要になり、システムが大規模になるという問題がある。
＜スピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３＞
ここで、参考文献１記載のスピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３は、常設の必要がなく、手軽に持ち運ぶことができる遠隔通信用の装置として知られている。
［参考文献１］中川、羽田、山森、“全指向性を持つスピーカ・マイクロホン一体型通話装置構成法”、ＮＴＴ Ｒ＆Ｄ、２００１、Ｖｏｌ.５０、Ｎｏ.４、ｐｐ.２４０-２４５
【００１５】
スピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３は、中央にスピーカ４を、その周囲に単一指向性のマイクロホン３−１，３−２，３−３及び３−４を配し、その際、各マイクロホンの指向性の背面をスピーカ４に向けることで音響結合量を低減する。スピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３は、受話端２から入力される受話信号ｘ（ｎ）をスピーカ４で再生する。マイクロホン３−１，３−２，３−３及び３−４は、それぞれ収音信号ｚ１（ｎ），ｚ２（ｎ），ｚ３（ｎ）及びｚ４（ｎ）をミキサー４０に出力し、ミキサー４０は、これらの信号を合成し、合成収音信号ｚ（ｎ）を生成し、エコーキャンセラ４１へ出力する。スピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３は、エコーキャンセラ４１において、収音信号ｚ（ｎ）からエコーを消去し、誤差信号ｅ（ｎ）を求め、送話信号として、送話端１へ出力する。
【００１６】
しかし、スピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３も複数のスピーカ及びマイクロホンが必要になるような広い部屋の参加者それぞれに場内拡声することができないという問題がある。仮に、参考文献１記載のスピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３をＰ個用いて場内拡声する場合には、各スピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３−ｐは図４のような構成となり、縦続接続（カスケード接続）する場合には図５のような配置になると考えられる。
【００１７】
スピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３−ｐは、図３のスピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３の構成に加えて、下り入力端子５１−ｐ、下り出力端子５２−ｐ、上り入力端子６１−ｐ、上り出力端子６２−ｐ及び加算器４５−ｐを備える。
【００１８】
他地点の話者の発話はマイクロホン７３で収音され、ネットワーク７０及び受話端２を介して、受話信号ｘ（ｎ）として各スピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３−ｐに入力され、再生される。自地点の話者の発話は各エリアのスピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３−ｐで収音され、集約され、最もネットワーク７０に近いスピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３−１から送話信号ｒ−１（ｎ）として出力され、送話端１及びネットワーク７０を介して、他地点のスピーカ７４で再生される。以下、詳細を説明する。
【００１９】
スピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３−ｐは、下り入力端子５１−ｐを介して受話信号ｘ（ｎ）が入力され、これをスピーカ４−ｐで再生する。さらに、受話信号ｘ（ｎ）を下り出力端子５２−ｐを介して出力し、次の（縦続接続において、ネットワーク７０から遠い）スピーカ・マイクロホン一体型通話装置に送信する。
【００２０】
また、スピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３−ｐは、縦続接続において、ネットワーク７０から遠いスピーカ・マイクロホン一体型通話装置から、上り入力端子６１−ｐを介して、上り信号ｒ−（ｐ＋１）（ｎ）を受信する。加算器４５−ｐにおいて、上り信号ｒ−（ｐ＋１）（ｎ）と誤差信号ｅ−ｐ（ｎ）を加算し、自装置上り信号ｒ−ｐ（ｎ）を求め、上り出力端子６２−ｐを介して出力する。なお、自装置上り信号ｒ−ｐ（ｎ）＝ｅ−ｐ（ｎ）＋ｅ−（ｐ＋１）（ｎ）＋…＋ｅ−Ｐ（ｎ）である。最もネットワーク７０の近くに配置されるスピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３−１は、自装置上り信号ｒ−１（ｎ）＝ｅ−１（ｎ）＋ｅ−２（ｎ）＋…＋ｅ−Ｐ（ｎ）を、送話端１へ出力する。
【００２１】
エコーキャンセラ４１−ｐは各装置に具備されているものが動作することによりエコー消去ができるため、相手側（他地点）との通信には問題がない。しかし、自地点のスピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３−ｐで収音された発話は（他地点のスピーカ７４では再生されるが）、自地点の他のスピーカ・マイクロホン一体型通話装置では再生されないため、同一会場内で場内拡声することができないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記の課題を解決するために、本発明に係る場内拡声装置は、他地点からの受話信号を少なくとも含む下り信号を入力するための下り入力端子と、自地点の他装置からの上り信号を入力するための上り入力端子と、下り入力端子から入力された下り信号と上り入力端子から入力された上り信号とを加えた信号であって、収音信号が加えられていない信号を再生するスピーカと、下り入力端子から入力された下り信号と収音信号とを加えた自装置下り信号を自地点の他装置に向けて出力するための下り出力端子と、上り入力端子から入力された上り信号と収音信号とを加えた自装置上り信号を他地点側に向けて出力するための上り出力端子と、を有する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る場内拡声装置は、各装置を縦続接続（カスケード接続）して、各装置が連携して信号のやり取りを行うことにより、他地点の参加者と遠隔通信を行いながら、自地点において手軽に場内拡声を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】特許文献１記載の場内拡声用反響消去装置３３の構成図。
【図２】特許文献１記載の場内拡声用反響消去装置３３を用いて、場内拡声及び他地点との通信を行う場合の配置図。
【図３】参考文献１記載のスピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３の構成図。
【図４】参考文献１記載のスピーカ・マイクロホン一体型通話装置を縦続接続し、他地点との通信を行う場合のスピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３−ｐの構成図。
【図５】参考文献１記載のスピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３−ｐ、または、実施例１の場内拡声装置１００−ｐを縦続接続し、他地点との通信を行う場合の配置図。
【図６】実施例１の場内拡声装置１００−ｍ及び１００−ｐの構成例を示す図。
【図７】変形例の場内拡声装置１００’−ｐの構成例を示す図。
【図８】変形例の場内拡声装置１００”−ｐの構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【実施例１】
【００２６】
＜場内拡声装置１００−ｐ＞
図５及び図６を用いて実施例１に係る場内拡声装置１００−ｐを説明する。場内拡声装置１００−ｐは、遠隔地にある他地点と自地点の間での通信会議等に用いられる。特に、自地点の場内が広く、一つのスピーカでは他地点及び自地点の話者の発話を参加者全員に対して伝えることができない場合、及び、一つのマイクロホンでは自地点の話者全員の発話を収音できない場合に有効である。但し、Ｐは場内に設置される場内拡声装置の個数であり、ｐ＝１，２，…，Ｐである。場内拡声装置１００−ｐは、自地点の場内において、縦続接続（カスケード接続）される。
【００２７】
図６では、ネットワーク７０に対して、内側にある（ネットワーク７０に近い）場内拡声装置の代表例を１００−ｍとし、外側にある（ネットワーク７０から遠い）場内拡声装置の代表例を１００−ｐとして示しているが、場内拡声装置は何台接続されていても良い。但し、ネットワーク７０に対して内側にあるか外側にあるかの相対的な関係によって場内拡声する信号の流れが異なる。
【００２８】
場内拡声装置１００−ｐは、マイクロホン３−ｐと、スピーカ４−ｐと、第１加算器１０２−ｐと、第２加算器１０４−ｐと、第３加算器１０６−ｐと、下り入力端子１１１−ｐと、下り出力端子１１２−ｐと、上り入力端子１２１−ｐと、上り出力端子１２２−ｐとを備える。さらに、エコーキャンセラ２１−ｐと、ハウリングキャンセラ４８−ｐとを備えることが望ましい。他の場内拡声装置も同様の構成を有する。
【００２９】
＜マイクロホン３−ｐ及びスピーカ４−ｐ＞
マイクロホン３−ｐを用いて収音し、スピーカ４−ｐを用いて拡声する。マイクロホン３−ｐとスピーカ４−ｐは一体型であってもよいし、別個でもよい。また、図６において、スピーカ・マイクロホン一体型装置は１つのマイクロホンと１つのスピーカにより構成しているが、参考文献１記載のスピーカ・マイクロホン一体型装置４３と同様の構成としてもよいし（つまり、４つの指向性マイクロホン、ミキサー及び１つの無指向性スピーカで構成してもよいし）、他の従来技術により構成してもよい。
【００３０】
なお、スピーカ４−ｐは後述する下り入力端子１１１−ｐから入力された下り信号ｘ−（ｐ−１）（ｎ）と後述する上り入力端子１２１−ｐから入力された上り信号ｒ−（ｐ＋１）（ｎ）とを加えた信号を再生する。なお、スピーカ４−ｐは、自装置のマイクロホン３−ｐで収音した収音信号が加えられていない信号を再生する。ここで収音信号とは、マイクロホン３−ｐの出力信号ｚ−ｐ（ｎ）や、出力信号ｚ−ｐ（ｎ）からエコーを抑圧した信号ｅ−ｐ（ｎ）や、ハウリングを抑圧した信号ｅ’−ｐ（ｎ）等を含む概念である。
【００３１】
＜下り入力端子１１１−ｐ＞
下り入力端子１１１−ｐは、他地点からの受話信号ｘ（ｎ）を少なくとも含む下り信号ｘ−（ｐ−１）（ｎ）を入力するための端子である。例えば、縦続接続において最もネットワーク７０に近い場内拡声装置１００−１は受話信号ｘ（ｎ）を入力とする。それ以外の場内拡声装置１００−ｐは縦続接続において自装置よりも１つネットワーク７０に近い他の場内拡声装置の後述する下り出力端子の出力である下り信号ｘ−（ｐ−１）（ｎ）を入力とする。
【００３２】
＜上り入力端子１２１−ｐ＞
上り入力端子１２１−ｐは、自地点の他装置からの上り信号ｒ−（ｐ＋１）（ｎ）を入力するための端子である。例えば、場内拡声装置１００−ｐは縦続接続において自装置よりも１つネットワーク７０から遠い他の場内拡声装置の上り出力端子の出力である上り信号ｒ−（ｐ＋１）（ｎ）を入力とする。
【００３３】
＜第１加算器１０２−ｐ＞
第１加算器１０２−ｐは、下り入力端子１１１−ｐを介して入力される下り信号ｘ−（ｐ−１）（ｎ）と、上り入力端子１２１−ｐに入力された自地点の他装置からの上り信号ｒ−（ｐ＋１）（ｎ）とを入力とし、これを加算してスピーカ４−ｐへ供給する。
【００３４】
＜エコーキャンセラ２１−ｐ＞
エコーキャンセラ２１−ｐは、第１加算器１０２−ｐの出力信号と自装置のマイクロホンで収音した収音信号ｚ−ｐ（ｎ）が入力され、収音信号ｚ−ｐ（ｎ）に含まれるエコー成分を抑圧し、誤差信号ｅ−ｐ（ｎ）を出力する。エコーキャンセラ２１−ｐは、特許文献１と同様の構成であってもよいし、他の従来技術であってもよい。
【００３５】
なお、場内拡声装置１００−ｐのスピーカ４−ｐは、自装置のマイクロホン３−ｐの収音信号は再生しないが、第１加算器１０２−ｐの出力信号を再生するため、その再生音がマイクロホン３−ｐに回り込み、エコーとなる。エコーキャンセラ２１−ｐは、このエコー成分を抑圧し、エコー及びハウリングの発生を防ぐ。
【００３６】
＜ハウリングキャンセラ４８−ｐ＞
ハウリングキャンセラ４８−ｐは、エコーキャンセラ２１−ｐの入力側（図６中、破線で示す）または出力側に直列に挿入される。ハウリングキャンセラ４８−ｐは、ハウリングを生じやすい特定の周波数帯域だけを非常に低いレベルに減衰させるノッチフィルタや、ある周波数成分を他の周波数成分に変調する周波数変調器や、自動イコライゼーション装置等により構成される。
【００３７】
ハウリングキャンセラ４８−ｐを設けることで、場内拡声を行った際に問題となるハウリング（例えば、場内拡声装置１００−ｐのマイクロホン３−ｐの収音信号が、場内拡声装置１００−ｍのスピーカ４−ｍで再生されることで、再生音が場内拡声装置１００−ｐのマイクロホン３−ｐに帰還し発生するハウリング）を回避することができる。
【００３８】
ハウリングキャンセラ４８−ｐが、スピーカ４−ｐとマイクロホン３−ｐの間の線形システムを保持できる（線形フィルタで構成される）場合は、ハウリングキャンセラ４８−ｐをマイクロホン３−ｐとエコーキャンセラ２１−ｐの間（つまり、エコーキャンセラ２１−ｐの入力側）に挿入することが望ましい。これは、マイクロホン３−ｐで収音される他の場内拡声装置の再生音は、エコーキャンセラ２１−ｐにとっては外乱であり、エコー消去性能を劣化させるため、エコーキャンセラ２１−ｐに入力する前に、この外乱を消去することで、よりエコーキャンセラ２１−ｐのエコー消去性能を高めることができるからである。逆に、ハウリングキャンセラ４８−ｐが、スピーカ４−ｐとマイクロホン３−ｐの間の線形システムを保持できない（線形フィルタで構成されていない）場合は、エコーキャンセラ２１−ｐの前段にハウリングキャンセラ４８−ｐを挿入すると、エコーキャンセラ２１−ｐのエコー消去性能が落ちるため、エコーキャンセラ２１−ｐの後段（つまりエコーキャンセラ２１−ｐの出力側）にハウリングキャンセラ４８−ｐを挿入することが望ましい。
【００３９】
＜第２加算器１０４−ｐ＞
第２加算器１０４−ｐは、収音信号と、下り信号ｘ−（ｐ−１）（ｎ）とを入力とし、これを加算して、自装置下り信号ｘ−ｐ（ｎ）を求め、下り出力端子１１２−ｐに出力する。
【００４０】
＜下り出力端子１１２−ｐ＞
下り出力端子１１２−ｐは、下り入力端子１１１−ｐから入力された下り信号ｘ−（ｐ−１）（ｎ）と収音信号とを加えた自装置下り信号ｘ−ｐ（ｎ）（つまり、第２加算器１０４−ｐの出力信号）を自地点の他装置に向けて出力するための端子である。例えば、場内拡声装置１００−ｐは縦続接続において自装置よりも１つネットワーク７０から遠い他の場内拡声装置へ自装置下り信号ｘ−ｐ（ｎ）を出力する。
【００４１】
＜第３加算器１０６−ｐ＞
第３加算器１０６−ｐは、収音信号と上り信号ｒ−（ｐ＋１）（ｎ）とを入力とし、これを加算して、自装置上り信号ｒ−ｐ（ｎ）を求め、上り出力端子１２２−ｐに出力する。
【００４２】
＜上り出力端子１２２−ｐ＞
上り出力端子１２２−ｐは、上り入力端子１２１−ｐから入力された上り信号ｒ−（ｐ＋１）（ｎ）と収音信号とを加えた自装置上り信号ｒ−ｐ（ｎ）（つまり、第３加算器１０６−ｐの出力信号）を他地点側に向けて出力するための端子である。例えば、場内拡声装置１００−ｐは縦続接続において自装置よりも１つネットワーク７０に近い他の場内拡声装置へ自装置下り信号ｒ−ｐ（ｎ）を出力する。但し、縦続接続において最もネットワーク７０に近い場内拡声装置１００−１は、上り出力端子から自装置上り信号ｒ−１（ｎ）を送話信号として、送話端１に出力する。
【００４３】
＜遠隔通信について＞
このような構成とすることによって、各場内拡声装置１００−ｐの収音信号は、それぞれ第３加算器１０６−ｐで集約されて、最もネットワークに近い場内拡声装置１００−１から送話信号ｒ−１（ｎ）として、ネットワーク７０を介して相手側（他地点）に送出される。また、下り信号には、少なくとも受話信号が含まれるため、各場内拡声装置１００−ｐのスピーカで他地点の参加者の発話が再生される。
【００４４】
＜場内拡声について＞
それぞれの場内拡声装置１００−ｐのマイクロホン３−ｐで収音した収音信号を、自装置１００−ｐ以外の場内拡声装置のスピーカから再生することにより自分側（自地点）の同一室内の各エリアで拡声する。なお、自装置１００−ｐのマイクロホン３−ｐで収音した音声を自装置のスピーカ４−ｐでは拡声しない。これは、同じ場内拡声装置１００−ｐ内に具備されたスピーカ４−ｐとマイクロホン３−ｐは、その距離が近くハウリングを発生させる帰還（フィードバック）量が多いからである。さらに、収音する場内拡声装置１００−ｐの周辺にいる参加者は話者と近いため、話者の発話（音声）が十分に届くからである。例えば、特許文献１では、マイクロホン（例えば３−１）で収音された発話は、話者の近傍に設置されるスピーカ（例えば４−１）からも再生されるため、話者には自分の発話が聞こえ、話しづらいという問題がある（図２参照）。また、話者近傍にいる参加者は、話者とスピーカのどちらからも発話が聞こえ、聞き取りづらいという問題がある。仮に特許文献１において、話者の近傍に設置されるスピーカからは再生しないように制御すると、その構成が複雑になると考えられる。一方、本実施例では、自地点の他装置で収音した発話は再生するが、自装置で収音した発話は再生しないので、話者は自分の発話を気にせずに話すことができ、話者近傍の参加者は話者の発話を聞き取りやすくなるという効果を奏する。
【００４５】
各場内拡声装置の収音信号は、具体的には以下の方法で他の場内拡声装置に送信される。相対的にネットワーク７０に近い場内拡声装置で収音した発話は受話路（下り信号路）で加算して、相対的にネットワーク７０から遠い場内拡声装置へ送り、相対的にネットワーク７０から遠い場内拡声装置で収音した発話は送話路（上り信号路）で加算して、相対的にネットワーク７０に近い場内拡声装置へ送る。
【００４６】
具体的には、ネットワーク７０に対して場内拡声装置１００−ｐは場内拡声装置１００−ｍより外側にあるので（ネットワーク７０から遠いので）、場内拡声装置１００−ｍのマイクロホン３−ｍで収音された音声は、加算器１０４−ｍで加算される。この信号は受話路を通り、場内拡声装置１００−ｐのスピーカ４−ｐから場内拡声される。これに対して、場内拡声装置１００−ｐのマイクロホン３−ｐで収音された音声は加算器１０６−ｐで加算され、装置１００−ｍのスピーカ４−ｍから場内拡声される。ここで、この説明では装置ｍと装置ｐについて説明したが、他装置に対してネットワーク１００に対して内側か外側か（近いか遠いか）の相対的な関係で上述のどちらかの動作によって、場内拡声が実現できる。
【００４７】
＜効果＞
遠隔通信時に同時に場内拡声を行う場合、特許文献１では、システムが大規模になり、音響機器などを常設できる専用の会議室も必要であった。また、参考文献１では自地点の発話を同一室内に場内拡声することはできなかった。
【００４８】
それに対して、本実施例では場内拡声装置を複数縦続接続（カスケード接続）した際に、複数の場内拡声装置同士が連携して信号のやり取りを行うことにより、他地点の参加者と遠隔通信を行いながら、自地点において手軽に場内拡声を行うことができる。
【００４９】
また、自地点にある場内拡声装置のマイクロホンで収音した音声を同じ場内拡声装置のスピーカでは拡声せず、自地点にある他の場内拡声装置のスピーカのみで拡声することにより、ハウリングを避け、かつ、同一室内にいる話者と遠くても話者の音声を十分に聞き取ることを可能とした。
【００５０】
また特許文献１は、場内拡声用反響消去装置３３と各スピーカを、さらに、ミキサー４０と各マイクロホンを接続する必要があるため、配線数が多く、配線距離が長く、そして、配線作業が煩雑になるという問題がある（図２参照）。つまり、少なくとも（Ｐ＋Ｑ）本のケーブルを必要とし、各ケーブルの長さは、場内拡声用反響消去装置３３と各スピーカの距離以上、または、ミキサー４０と各マイクロホンの距離以上となる。
【００５１】
それに対して、本実施例では、受話路及び送話路からなるケーブルの本数をＰ本とし、各ケーブルの長さは、送話端と最も送話端に近い場内拡声装置１００−１の距離と、隣り合うスピーカ・マイクロホン一体型通話装置の距離の和となる。よって、配線の数を少なくし、配線の長さを短くし、そして、配線作業を容易にすることができる（図５参照）。
【００５２】
［変形例１］
また、図７に示すように、場内拡声装置１００’−ｐは、必ずしも上述の上り入力端子１２１−ｐ、上り出力端子１２２−ｐ及び第１加算器１０２−ｐを有さなくともよい。下り入力端子１１１−ｐは実施例１と同様に、他地点からの受話信号ｘ（ｎ）を少なくとも含む下り信号ｘ−（ｐ−１）を入力するための端子である。スピーカ４−ｐは、下り入力端子１１１−ｐから入力された（少なくとも受話信号ｘ（ｎ）を含む）下り信号ｘ−（ｐ−１）であって、自装置のマイクロホンで収音した収音信号が加えられていない信号を、再生する。このとき、第１加算器１０２−ｐを用いず、上り入力端子６１−ｐから入力される上り信号ｒ−（ｐ＋１）が再生されない点が、実施例１とは異なる。そして、下り出力端子１１２−ｐは実施例１と同様に下り入力端子１１１−ｐから入力された下り信号ｘ−（ｐ−１）（ｎ）と収音信号とを（第２加算器１０４−ｐにおいて）加えた自装置下り信号ｘ−ｐ（ｎ）を自地点の他装置に向けて出力するための端子である。上り出力端子６２−ｐは、上り入力端子６１−ｐから入力された上り信号ｒ−（ｐ＋１）（ｎ）と収音信号とを（第３加算器１０６−ｐにおいて）加えた自装置上り信号ｒ−ｐ（ｎ）を他地点側に向けて出力する。
【００５３】
このような構成としても実施例１と同様の効果を得ることができる。但し、第１加算器１０２−ｐを備えないため、自地点の場内拡声装置のスピーカで再生するのは、上り信号のみであり、相対的にネットワーク７０に近い場内拡声装置で収音した発話は、相対的にネットワーク７０から遠い場内拡声装置で再生され、場内拡声される。一方、相対的にネットワーク７０から遠い場内拡声装置で収音した発話は、（他地点のスピーカ７４では再生されるが）相対的にネットワーク７０に近い場内拡声装置では再生されない。よって、相対的にネットワーク７０に近い場内拡声装置で収音した発話を相対的にネットワーク７０から遠い場内拡声装置で場内拡声するのみでよい場合には、このような構成としてもよい。
【００５４】
［変形例２］
また、図８に示すように、場内拡声装置１００”−ｐは、必ずしも上述の下り入力端子１１１−ｐ、下り出力端子１１２−ｐ及び第２加算器１０４−ｐを有さなくともよい。この場合、下り入力端子５１−ｐには（他の場内拡声装置の収音信号を含まない）受話信号ｘ（ｎ）のみが入力され、下り出力端子５２−ｐからそのまま受話信号ｘ（ｎ）を出力する。スピーカ４−ｐは、上り入力端子１２１−ｐから入力された上り信号ｒ−（ｐ＋１）に受話信号ｘ（ｎ）を加えた信号であって、自装置のマイクロホンで収音した収音信号が加えられていない信号を、再生する。上り出力端子１２２−ｐは、実施例１と同様に、上り入力端子１２１−ｐから入力された上り信号ｒ−（ｐ＋１）と収音信号とを（第３加算器１０６−ｐにおいて）加えた自装置上り信号ｒ−ｐ（ｎ）を他地点側に向けて出力する。
【００５５】
このような構成としても実施例１と同様の効果を得ることができる。但し、第２加算器１０４−ｐを備えないため、自地点の場内拡声装置のスピーカで再生するのは、上り信号と受話信号のみからなる下り信号であり、相対的にネットワーク７０から遠い場内拡声装置で収音した発話は、相対的にネットワーク７０に近い場内拡声装置で再生され、場内拡声される。一方、相対的にネットワーク７０に近い場内拡声装置で収音した発話は、相対的にネットワーク７０から遠い場内拡声装置では再生されない。よって、相対的にネットワーク７０から遠い場内拡声装置で収音した発話を相対的にネットワーク７０に近い場内拡声装置で場内拡声するのみでよい場合には、このような構成としてもよい。
【００５６】
［その他の変形例］
なお、場内拡声装置１００−ｐは、必ずしもエコーキャンセラ２１−ｐ及びハウリングキャンセラ４８−ｐを備えなくともよい。その場合にも、遠隔通信と場内拡声を手軽に実現することができる。また、自地点にある場内拡声装置のマイクロホンで収音した音声を同じ場内拡声装置のスピーカでは拡声せず、自地点にある他の場内拡声装置のスピーカのみで拡声することにより、ハウリングを避けることができる。
【符号の説明】
【００５７】
１００−ｐ，１００’−ｐ，１００”−ｐ 場内拡声装置
１ 送話端
２ 受話端
３−ｐ マイクロホン
４−ｐ スピーカ
２１−ｐ エコーキャンセラ
４８−ｐ ハウリングキャンセラ
７０ ネットワーク
１０２−ｐ 第１加算器
１０４−ｐ 第２加算器
１０６−ｐ 第３加算器
１１１−ｐ 下り入力端子
１１２−ｐ 下り出力端子
１２１−ｐ 上り入力端子
１２２−ｐ 上り出力端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自地点と他地点を結んで行う通信会議等の拡声通信の形態において利用される場内拡声装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
遠隔地を通信網で結んで行われる通信会議は、遠隔地に出向く必要がなく、移動時間の短縮や出張費の削減が可能なため、ビジネス用途として広く利用されている。通信会議は、遠隔地に分かれたそれぞれ複数人の参加者が同時に会話をするため、相手側（他地点）から受信した受話信号を自分側（自地点）のそれぞれの参加者に聞こえるようにスピーカで拡声し、自分側（自地点）のそれぞれの参加者の発話をマイクロホンで収音して送信する拡声通信の形態となる。
【０００３】
この拡声通信を行う場合には、スピーカで拡声された音声がマイクロホンに回り込んで発生するエコーを取り除くエコーキャンセラが必要となる。さらに、参加者が大人数となり会議を行う部屋が広くなると、参加者の発話が、その参加者と同じ部屋にいて離れている別の参加者に聞こえにくくなる。そのため、マイクロホンで参加者の発話を収音し、収音信号を相手側（他地点）だけでなく自分側（自地点）においてもスピーカから場内拡声する。このとき、スピーカの再生音がマイクロホンに帰還し、ハウリングが発生する可能性がある。そのため、ハウリングの発生を防止するハウリングキャンセラが必要となる。場内拡声を行いながら通信を行う際に発生するこのような問題を解決する従来技術として特許文献１が知られている。
【０００４】
図１に示すように、特許文献１記載の場内拡声用反響消去装置３３は、エコーキャンセラ２１、損失制御装置１２、損失挿入器４６、加算器４７及び周波数変調器４８を備える。
【０００５】
エコーキャンセラ２１は、スピーカ４で再生された受話信号ｘ（ｎ）がマイクロホン３に回り込むことによって発生するエコーを消去する。以下、詳細を説明する。
【０００６】
まず疑似反響路２２は、受信信号ｘ（ｎ）と反響路のインパルス応答の推定値ｈ＾（ｎ）を用いて疑似エコー信号ｙ＾（ｎ）を生成する。
【０００７】
減算器２４は、マイクロホン３で収音された信号ｚ（ｎ）（以下、「収音信号」という）から疑似エコー信号ｙ＾（ｎ）を減算することにより誤差信号ｅ（ｎ）を求める。誤差信号ｅ（ｎ）は、エコーキャンセラ２１が正しく動作している場合、即ちｈ＾（ｎ）＝ｈ（ｎ）の状態では、送話者信号ｓ（ｎ）と一致する。誤差信号ｅ（ｎ）は、疑似反響路推定回路２３、損失制御装置１２及び損失挿入器４６へ入力される。
【０００８】
疑似反響路推定回路２３は、受話信号ｘ（ｎ）と誤差信号ｅ（ｎ）を用いて、反響路のインパルス応答の推定値ｈ＾（ｎ）を求める。なお、誤差信号ｅ（ｎ）が小さくならない場合、送話者信号ｓ（ｎ）が混入している状態であると判定し、疑似反響路推定値ｈ＾（ｎ）の推定を行わない。
【０００９】
拡声通信系におけるハウリングを防止するために設けられた損失制御装置１２は、従来通りの動作（特許文献１参照）をしても、場内拡声への影響がないような構成となっている。
【００１０】
また、損失挿入器４６は、損失制御装置１２の制御信号に従って動作し、受話信号ｘ（ｎ）のみが存在する場合には、損失を挿入し、送話者信号ｓ（ｎ）が存在する場合には、損失を挿入しない。損失挿入器４６を通った誤差信号ｅ（ｎ）は、周波数変調器４８を経て、加算器４７で受話信号ｘ（ｎ）と加算され、スピーカ４において再生される。
【００１１】
このような動作を行うことにより、受話信号ｘ（ｎ）しかない場合であって、エコーキャンセラ２１の動作が不安定な状態であっても、その誤差信号ｅ（ｎ）が再びスピーカ４から拡声されることを防ぐことができる。また、送話者信号ｓ（ｎ）が存在する場合には、損失が挿入されないため、場内へ希望の音量で拡声することが可能となる。但し、送話者信号ｓ（ｎ）に関しては、加算器４７で加算されスピーカ４から出力された信号が再び送話用マイクロホン３に入力され、閉ループが形成され場内拡声でのハウリングが懸念される。このため、加算器４７の手前に周波数変調器４８を挿入し、ハウリングマージンを稼ぐ構成とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第３３８１８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
拡声通信において、通信会議の会場が広い部屋の場合には、マイクロホンの収音範囲とスピーカの再生範囲が限られているため、複数のスピーカ及び複数のマイクロホンが必要になる。しかしながら、特許文献１記載の場内拡声用反響消去装置３３は、複数のスピーカ及び複数のマイクロホンを用いて場内拡声することができないという問題がある。仮に、特許文献１記載の場内拡声装置を用いて場内拡声する場合には、図２のような配置になると考えられる。自地点である通信会議の会場内の各エリアに着席している参加者の声を収音するＰ個のマイクロホン３−ｐ（但し、Ｐ≧１であり、ｐ＝１，２，…，Ｐ）と、それぞれの参加者に聞こえるように分担して再生するＱ個のスピーカ４−ｑ（但し、Ｑ≧１であり、ｑ＝１，２，…，Ｑ）と、各マイクロホンの収音信号ｚ−１（ｎ），ｚ−２（ｎ），…，ｚ−ｐ（ｎ），…，ｚ−Ｐ（ｎ）を合成して合成収音信号ｚ（ｎ）を生成し場内拡声用反響消去装置３３へ出力するミキサー４０等が必要となり、システムが大規模となるという問題がある。
【００１４】
また、上述のスピーカやマイクロホンは、通常、据え置きタイプなので、それらを常設できる専用の会議室等も必要になり、システムが大規模になるという問題がある。
＜スピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３＞
ここで、参考文献１記載のスピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３は、常設の必要がなく、手軽に持ち運ぶことができる遠隔通信用の装置として知られている。
［参考文献１］中川、羽田、山森、“全指向性を持つスピーカ・マイクロホン一体型通話装置構成法”、ＮＴＴ Ｒ＆Ｄ、２００１、Ｖｏｌ.５０、Ｎｏ.４、ｐｐ.２４０-２４５
【００１５】
スピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３は、中央にスピーカ４を、その周囲に単一指向性のマイクロホン３−１，３−２，３−３及び３−４を配し、その際、各マイクロホンの指向性の背面をスピーカ４に向けることで音響結合量を低減する。スピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３は、受話端２から入力される受話信号ｘ（ｎ）をスピーカ４で再生する。マイクロホン３−１，３−２，３−３及び３−４は、それぞれ収音信号ｚ１（ｎ），ｚ２（ｎ），ｚ３（ｎ）及びｚ４（ｎ）をミキサー４０に出力し、ミキサー４０は、これらの信号を合成し、合成収音信号ｚ（ｎ）を生成し、エコーキャンセラ４１へ出力する。スピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３は、エコーキャンセラ４１において、収音信号ｚ（ｎ）からエコーを消去し、誤差信号ｅ（ｎ）を求め、送話信号として、送話端１へ出力する。
【００１６】
しかし、スピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３も複数のスピーカ及びマイクロホンが必要になるような広い部屋の参加者それぞれに場内拡声することができないという問題がある。仮に、参考文献１記載のスピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３をＰ個用いて場内拡声する場合には、各スピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３−ｐは図４のような構成となり、縦続接続（カスケード接続）する場合には図５のような配置になると考えられる。
【００１７】
スピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３−ｐは、図３のスピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３の構成に加えて、下り入力端子５１−ｐ、下り出力端子５２−ｐ、上り入力端子６１−ｐ、上り出力端子６２−ｐ及び加算器４５−ｐを備える。
【００１８】
他地点の話者の発話はマイクロホン７３で収音され、ネットワーク７０及び受話端２を介して、受話信号ｘ（ｎ）として各スピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３−ｐに入力され、再生される。自地点の話者の発話は各エリアのスピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３−ｐで収音され、集約され、最もネットワーク７０に近いスピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３−１から送話信号ｒ−１（ｎ）として出力され、送話端１及びネットワーク７０を介して、他地点のスピーカ７４で再生される。以下、詳細を説明する。
【００１９】
スピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３−ｐは、下り入力端子５１−ｐを介して受話信号ｘ（ｎ）が入力され、これをスピーカ４−ｐで再生する。さらに、受話信号ｘ（ｎ）を下り出力端子５２−ｐを介して出力し、次の（縦続接続において、ネットワーク７０から遠い）スピーカ・マイクロホン一体型通話装置に送信する。
【００２０】
また、スピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３−ｐは、縦続接続において、ネットワーク７０から遠いスピーカ・マイクロホン一体型通話装置から、上り入力端子６１−ｐを介して、上り信号ｒ−（ｐ＋１）（ｎ）を受信する。加算器４５−ｐにおいて、上り信号ｒ−（ｐ＋１）（ｎ）と誤差信号ｅ−ｐ（ｎ）を加算し、自装置上り信号ｒ−ｐ（ｎ）を求め、上り出力端子６２−ｐを介して出力する。なお、自装置上り信号ｒ−ｐ（ｎ）＝ｅ−ｐ（ｎ）＋ｅ−（ｐ＋１）（ｎ）＋…＋ｅ−Ｐ（ｎ）である。最もネットワーク７０の近くに配置されるスピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３−１は、自装置上り信号ｒ−１（ｎ）＝ｅ−１（ｎ）＋ｅ−２（ｎ）＋…＋ｅ−Ｐ（ｎ）を、送話端１へ出力する。
【００２１】
エコーキャンセラ４１−ｐは各装置に具備されているものが動作することによりエコー消去ができるため、相手側（他地点）との通信には問題がない。しかし、自地点のスピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３−ｐで収音された発話は（他地点のスピーカ７４では再生されるが）、自地点の他のスピーカ・マイクロホン一体型通話装置では再生されないため、同一会場内で場内拡声することができないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記の課題を解決するために、本発明に係る場内拡声装置は、他地点からの受話信号を少なくとも含む下り信号を入力するための下り入力端子と、自地点の他装置からの上り信号を入力するための上り入力端子と、下り入力端子から入力された下り信号と上り入力端子から入力された上り信号とを加えた信号であって、収音信号が加えられていない信号を再生するスピーカと、下り入力端子から入力された下り信号と収音信号とを加えた自装置下り信号を自地点の他装置に向けて出力するための下り出力端子と、上り入力端子から入力された上り信号と収音信号とを加えた自装置上り信号を他地点側に向けて出力するための上り出力端子と、を有する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る場内拡声装置は、各装置を縦続接続（カスケード接続）して、各装置が連携して信号のやり取りを行うことにより、他地点の参加者と遠隔通信を行いながら、自地点において手軽に場内拡声を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】特許文献１記載の場内拡声用反響消去装置３３の構成図。
【図２】特許文献１記載の場内拡声用反響消去装置３３を用いて、場内拡声及び他地点との通信を行う場合の配置図。
【図３】参考文献１記載のスピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３の構成図。
【図４】参考文献１記載のスピーカ・マイクロホン一体型通話装置を縦続接続し、他地点との通信を行う場合のスピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３−ｐの構成図。
【図５】参考文献１記載のスピーカ・マイクロホン一体型通話装置４３−ｐ、または、実施例１の場内拡声装置１００−ｐを縦続接続し、他地点との通信を行う場合の配置図。
【図６】実施例１の場内拡声装置１００−ｍ及び１００−ｐの構成例を示す図。
【図７】変形例の場内拡声装置１００’−ｐの構成例を示す図。
【図８】変形例の場内拡声装置１００”−ｐの構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【実施例１】
【００２６】
＜場内拡声装置１００−ｐ＞
図５及び図６を用いて実施例１に係る場内拡声装置１００−ｐを説明する。場内拡声装置１００−ｐは、遠隔地にある他地点と自地点の間での通信会議等に用いられる。特に、自地点の場内が広く、一つのスピーカでは他地点及び自地点の話者の発話を参加者全員に対して伝えることができない場合、及び、一つのマイクロホンでは自地点の話者全員の発話を収音できない場合に有効である。但し、Ｐは場内に設置される場内拡声装置の個数であり、ｐ＝１，２，…，Ｐである。場内拡声装置１００−ｐは、自地点の場内において、縦続接続（カスケード接続）される。
【００２７】
図６では、ネットワーク７０に対して、内側にある（ネットワーク７０に近い）場内拡声装置の代表例を１００−ｍとし、外側にある（ネットワーク７０から遠い）場内拡声装置の代表例を１００−ｐとして示しているが、場内拡声装置は何台接続されていても良い。但し、ネットワーク７０に対して内側にあるか外側にあるかの相対的な関係によって場内拡声する信号の流れが異なる。
【００２８】
場内拡声装置１００−ｐは、マイクロホン３−ｐと、スピーカ４−ｐと、第１加算器１０２−ｐと、第２加算器１０４−ｐと、第３加算器１０６−ｐと、下り入力端子１１１−ｐと、下り出力端子１１２−ｐと、上り入力端子１２１−ｐと、上り出力端子１２２−ｐとを備える。さらに、エコーキャンセラ２１−ｐと、ハウリングキャンセラ４８−ｐとを備えることが望ましい。他の場内拡声装置も同様の構成を有する。
【００２９】
＜マイクロホン３−ｐ及びスピーカ４−ｐ＞
マイクロホン３−ｐを用いて収音し、スピーカ４−ｐを用いて拡声する。マイクロホン３−ｐとスピーカ４−ｐは一体型であってもよいし、別個でもよい。また、図６において、スピーカ・マイクロホン一体型装置は１つのマイクロホンと１つのスピーカにより構成しているが、参考文献１記載のスピーカ・マイクロホン一体型装置４３と同様の構成としてもよいし（つまり、４つの指向性マイクロホン、ミキサー及び１つの無指向性スピーカで構成してもよいし）、他の従来技術により構成してもよい。
【００３０】
なお、スピーカ４−ｐは後述する下り入力端子１１１−ｐから入力された下り信号ｘ−（ｐ−１）（ｎ）と後述する上り入力端子１２１−ｐから入力された上り信号ｒ−（ｐ＋１）（ｎ）とを加えた信号を再生する。なお、スピーカ４−ｐは、自装置のマイクロホン３−ｐで収音した収音信号が加えられていない信号を再生する。ここで収音信号とは、マイクロホン３−ｐの出力信号ｚ−ｐ（ｎ）や、出力信号ｚ−ｐ（ｎ）からエコーを抑圧した信号ｅ−ｐ（ｎ）や、ハウリングを抑圧した信号ｅ’−ｐ（ｎ）等を含む概念である。
【００３１】
＜下り入力端子１１１−ｐ＞
下り入力端子１１１−ｐは、他地点からの受話信号ｘ（ｎ）を少なくとも含む下り信号ｘ−（ｐ−１）（ｎ）を入力するための端子である。例えば、縦続接続において最もネットワーク７０に近い場内拡声装置１００−１は受話信号ｘ（ｎ）を入力とする。それ以外の場内拡声装置１００−ｐは縦続接続において自装置よりも１つネットワーク７０に近い他の場内拡声装置の後述する下り出力端子の出力である下り信号ｘ−（ｐ−１）（ｎ）を入力とする。
【００３２】
＜上り入力端子１２１−ｐ＞
上り入力端子１２１−ｐは、自地点の他装置からの上り信号ｒ−（ｐ＋１）（ｎ）を入力するための端子である。例えば、場内拡声装置１００−ｐは縦続接続において自装置よりも１つネットワーク７０から遠い他の場内拡声装置の上り出力端子の出力である上り信号ｒ−（ｐ＋１）（ｎ）を入力とする。
【００３３】
＜第１加算器１０２−ｐ＞
第１加算器１０２−ｐは、下り入力端子１１１−ｐを介して入力される下り信号ｘ−（ｐ−１）（ｎ）と、上り入力端子１２１−ｐに入力された自地点の他装置からの上り信号ｒ−（ｐ＋１）（ｎ）とを入力とし、これを加算してスピーカ４−ｐへ供給する。
【００３４】
＜エコーキャンセラ２１−ｐ＞
エコーキャンセラ２１−ｐは、第１加算器１０２−ｐの出力信号と自装置のマイクロホンで収音した収音信号ｚ−ｐ（ｎ）が入力され、収音信号ｚ−ｐ（ｎ）に含まれるエコー成分を抑圧し、誤差信号ｅ−ｐ（ｎ）を出力する。エコーキャンセラ２１−ｐは、特許文献１と同様の構成であってもよいし、他の従来技術であってもよい。
【００３５】
なお、場内拡声装置１００−ｐのスピーカ４−ｐは、自装置のマイクロホン３−ｐの収音信号は再生しないが、第１加算器１０２−ｐの出力信号を再生するため、その再生音がマイクロホン３−ｐに回り込み、エコーとなる。エコーキャンセラ２１−ｐは、このエコー成分を抑圧し、エコー及びハウリングの発生を防ぐ。
【００３６】
＜ハウリングキャンセラ４８−ｐ＞
ハウリングキャンセラ４８−ｐは、エコーキャンセラ２１−ｐの入力側（図６中、破線で示す）または出力側に直列に挿入される。ハウリングキャンセラ４８−ｐは、ハウリングを生じやすい特定の周波数帯域だけを非常に低いレベルに減衰させるノッチフィルタや、ある周波数成分を他の周波数成分に変調する周波数変調器や、自動イコライゼーション装置等により構成される。
【００３７】
ハウリングキャンセラ４８−ｐを設けることで、場内拡声を行った際に問題となるハウリング（例えば、場内拡声装置１００−ｐのマイクロホン３−ｐの収音信号が、場内拡声装置１００−ｍのスピーカ４−ｍで再生されることで、再生音が場内拡声装置１００−ｐのマイクロホン３−ｐに帰還し発生するハウリング）を回避することができる。
【００３８】
ハウリングキャンセラ４８−ｐが、スピーカ４−ｐとマイクロホン３−ｐの間の線形システムを保持できる（線形フィルタで構成される）場合は、ハウリングキャンセラ４８−ｐをマイクロホン３−ｐとエコーキャンセラ２１−ｐの間（つまり、エコーキャンセラ２１−ｐの入力側）に挿入することが望ましい。これは、マイクロホン３−ｐで収音される他の場内拡声装置の再生音は、エコーキャンセラ２１−ｐにとっては外乱であり、エコー消去性能を劣化させるため、エコーキャンセラ２１−ｐに入力する前に、この外乱を消去することで、よりエコーキャンセラ２１−ｐのエコー消去性能を高めることができるからである。逆に、ハウリングキャンセラ４８−ｐが、スピーカ４−ｐとマイクロホン３−ｐの間の線形システムを保持できない（線形フィルタで構成されていない）場合は、エコーキャンセラ２１−ｐの前段にハウリングキャンセラ４８−ｐを挿入すると、エコーキャンセラ２１−ｐのエコー消去性能が落ちるため、エコーキャンセラ２１−ｐの後段（つまりエコーキャンセラ２１−ｐの出力側）にハウリングキャンセラ４８−ｐを挿入することが望ましい。
【００３９】
＜第２加算器１０４−ｐ＞
第２加算器１０４−ｐは、収音信号と、下り信号ｘ−（ｐ−１）（ｎ）とを入力とし、これを加算して、自装置下り信号ｘ−ｐ（ｎ）を求め、下り出力端子１１２−ｐに出力する。
【００４０】
＜下り出力端子１１２−ｐ＞
下り出力端子１１２−ｐは、下り入力端子１１１−ｐから入力された下り信号ｘ−（ｐ−１）（ｎ）と収音信号とを加えた自装置下り信号ｘ−ｐ（ｎ）（つまり、第２加算器１０４−ｐの出力信号）を自地点の他装置に向けて出力するための端子である。例えば、場内拡声装置１００−ｐは縦続接続において自装置よりも１つネットワーク７０から遠い他の場内拡声装置へ自装置下り信号ｘ−ｐ（ｎ）を出力する。
【００４１】
＜第３加算器１０６−ｐ＞
第３加算器１０６−ｐは、収音信号と上り信号ｒ−（ｐ＋１）（ｎ）とを入力とし、これを加算して、自装置上り信号ｒ−ｐ（ｎ）を求め、上り出力端子１２２−ｐに出力する。
【００４２】
＜上り出力端子１２２−ｐ＞
上り出力端子１２２−ｐは、上り入力端子１２１−ｐから入力された上り信号ｒ−（ｐ＋１）（ｎ）と収音信号とを加えた自装置上り信号ｒ−ｐ（ｎ）（つまり、第３加算器１０６−ｐの出力信号）を他地点側に向けて出力するための端子である。例えば、場内拡声装置１００−ｐは縦続接続において自装置よりも１つネットワーク７０に近い他の場内拡声装置へ自装置下り信号ｒ−ｐ（ｎ）を出力する。但し、縦続接続において最もネットワーク７０に近い場内拡声装置１００−１は、上り出力端子から自装置上り信号ｒ−１（ｎ）を送話信号として、送話端１に出力する。
【００４３】
＜遠隔通信について＞
このような構成とすることによって、各場内拡声装置１００−ｐの収音信号は、それぞれ第３加算器１０６−ｐで集約されて、最もネットワークに近い場内拡声装置１００−１から送話信号ｒ−１（ｎ）として、ネットワーク７０を介して相手側（他地点）に送出される。また、下り信号には、少なくとも受話信号が含まれるため、各場内拡声装置１００−ｐのスピーカで他地点の参加者の発話が再生される。
【００４４】
＜場内拡声について＞
それぞれの場内拡声装置１００−ｐのマイクロホン３−ｐで収音した収音信号を、自装置１００−ｐ以外の場内拡声装置のスピーカから再生することにより自分側（自地点）の同一室内の各エリアで拡声する。なお、自装置１００−ｐのマイクロホン３−ｐで収音した音声を自装置のスピーカ４−ｐでは拡声しない。これは、同じ場内拡声装置１００−ｐ内に具備されたスピーカ４−ｐとマイクロホン３−ｐは、その距離が近くハウリングを発生させる帰還（フィードバック）量が多いからである。さらに、収音する場内拡声装置１００−ｐの周辺にいる参加者は話者と近いため、話者の発話（音声）が十分に届くからである。例えば、特許文献１では、マイクロホン（例えば３−１）で収音された発話は、話者の近傍に設置されるスピーカ（例えば４−１）からも再生されるため、話者には自分の発話が聞こえ、話しづらいという問題がある（図２参照）。また、話者近傍にいる参加者は、話者とスピーカのどちらからも発話が聞こえ、聞き取りづらいという問題がある。仮に特許文献１において、話者の近傍に設置されるスピーカからは再生しないように制御すると、その構成が複雑になると考えられる。一方、本実施例では、自地点の他装置で収音した発話は再生するが、自装置で収音した発話は再生しないので、話者は自分の発話を気にせずに話すことができ、話者近傍の参加者は話者の発話を聞き取りやすくなるという効果を奏する。
【００４５】
各場内拡声装置の収音信号は、具体的には以下の方法で他の場内拡声装置に送信される。相対的にネットワーク７０に近い場内拡声装置で収音した発話は受話路（下り信号路）で加算して、相対的にネットワーク７０から遠い場内拡声装置へ送り、相対的にネットワーク７０から遠い場内拡声装置で収音した発話は送話路（上り信号路）で加算して、相対的にネットワーク７０に近い場内拡声装置へ送る。
【００４６】
具体的には、ネットワーク７０に対して場内拡声装置１００−ｐは場内拡声装置１００−ｍより外側にあるので（ネットワーク７０から遠いので）、場内拡声装置１００−ｍのマイクロホン３−ｍで収音された音声は、加算器１０４−ｍで加算される。この信号は受話路を通り、場内拡声装置１００−ｐのスピーカ４−ｐから場内拡声される。これに対して、場内拡声装置１００−ｐのマイクロホン３−ｐで収音された音声は加算器１０６−ｐで加算され、装置１００−ｍのスピーカ４−ｍから場内拡声される。ここで、この説明では装置ｍと装置ｐについて説明したが、他装置に対してネットワーク１００に対して内側か外側か（近いか遠いか）の相対的な関係で上述のどちらかの動作によって、場内拡声が実現できる。
【００４７】
＜効果＞
遠隔通信時に同時に場内拡声を行う場合、特許文献１では、システムが大規模になり、音響機器などを常設できる専用の会議室も必要であった。また、参考文献１では自地点の発話を同一室内に場内拡声することはできなかった。
【００４８】
それに対して、本実施例では場内拡声装置を複数縦続接続（カスケード接続）した際に、複数の場内拡声装置同士が連携して信号のやり取りを行うことにより、他地点の参加者と遠隔通信を行いながら、自地点において手軽に場内拡声を行うことができる。
【００４９】
また、自地点にある場内拡声装置のマイクロホンで収音した音声を同じ場内拡声装置のスピーカでは拡声せず、自地点にある他の場内拡声装置のスピーカのみで拡声することにより、ハウリングを避け、かつ、同一室内にいる話者と遠くても話者の音声を十分に聞き取ることを可能とした。
【００５０】
また特許文献１は、場内拡声用反響消去装置３３と各スピーカを、さらに、ミキサー４０と各マイクロホンを接続する必要があるため、配線数が多く、配線距離が長く、そして、配線作業が煩雑になるという問題がある（図２参照）。つまり、少なくとも（Ｐ＋Ｑ）本のケーブルを必要とし、各ケーブルの長さは、場内拡声用反響消去装置３３と各スピーカの距離以上、または、ミキサー４０と各マイクロホンの距離以上となる。
【００５１】
それに対して、本実施例では、受話路及び送話路からなるケーブルの本数をＰ本とし、各ケーブルの長さは、送話端と最も送話端に近い場内拡声装置１００−１の距離と、隣り合うスピーカ・マイクロホン一体型通話装置の距離の和となる。よって、配線の数を少なくし、配線の長さを短くし、そして、配線作業を容易にすることができる（図５参照）。
【００５２】
［変形例１］
また、図７に示すように、場内拡声装置１００’−ｐは、必ずしも上述の上り入力端子１２１−ｐ、上り出力端子１２２−ｐ及び第１加算器１０２−ｐを有さなくともよい。下り入力端子１１１−ｐは実施例１と同様に、他地点からの受話信号ｘ（ｎ）を少なくとも含む下り信号ｘ−（ｐ−１）を入力するための端子である。スピーカ４−ｐは、下り入力端子１１１−ｐから入力された（少なくとも受話信号ｘ（ｎ）を含む）下り信号ｘ−（ｐ−１）であって、自装置のマイクロホンで収音した収音信号が加えられていない信号を、再生する。このとき、第１加算器１０２−ｐを用いず、上り入力端子６１−ｐから入力される上り信号ｒ−（ｐ＋１）が再生されない点が、実施例１とは異なる。そして、下り出力端子１１２−ｐは実施例１と同様に下り入力端子１１１−ｐから入力された下り信号ｘ−（ｐ−１）（ｎ）と収音信号とを（第２加算器１０４−ｐにおいて）加えた自装置下り信号ｘ−ｐ（ｎ）を自地点の他装置に向けて出力するための端子である。上り出力端子６２−ｐは、上り入力端子６１−ｐから入力された上り信号ｒ−（ｐ＋１）（ｎ）と収音信号とを（第３加算器１０６−ｐにおいて）加えた自装置上り信号ｒ−ｐ（ｎ）を他地点側に向けて出力する。
【００５３】
このような構成としても実施例１と同様の効果を得ることができる。但し、第１加算器１０２−ｐを備えないため、自地点の場内拡声装置のスピーカで再生するのは、上り信号のみであり、相対的にネットワーク７０に近い場内拡声装置で収音した発話は、相対的にネットワーク７０から遠い場内拡声装置で再生され、場内拡声される。一方、相対的にネットワーク７０から遠い場内拡声装置で収音した発話は、（他地点のスピーカ７４では再生されるが）相対的にネットワーク７０に近い場内拡声装置では再生されない。よって、相対的にネットワーク７０に近い場内拡声装置で収音した発話を相対的にネットワーク７０から遠い場内拡声装置で場内拡声するのみでよい場合には、このような構成としてもよい。
【００５４】
［変形例２］
また、図８に示すように、場内拡声装置１００”−ｐは、必ずしも上述の下り入力端子１１１−ｐ、下り出力端子１１２−ｐ及び第２加算器１０４−ｐを有さなくともよい。この場合、下り入力端子５１−ｐには（他の場内拡声装置の収音信号を含まない）受話信号ｘ（ｎ）のみが入力され、下り出力端子５２−ｐからそのまま受話信号ｘ（ｎ）を出力する。スピーカ４−ｐは、上り入力端子１２１−ｐから入力された上り信号ｒ−（ｐ＋１）に受話信号ｘ（ｎ）を加えた信号であって、自装置のマイクロホンで収音した収音信号が加えられていない信号を、再生する。上り出力端子１２２−ｐは、実施例１と同様に、上り入力端子１２１−ｐから入力された上り信号ｒ−（ｐ＋１）と収音信号とを（第３加算器１０６−ｐにおいて）加えた自装置上り信号ｒ−ｐ（ｎ）を他地点側に向けて出力する。
【００５５】
このような構成としても実施例１と同様の効果を得ることができる。但し、第２加算器１０４−ｐを備えないため、自地点の場内拡声装置のスピーカで再生するのは、上り信号と受話信号のみからなる下り信号であり、相対的にネットワーク７０から遠い場内拡声装置で収音した発話は、相対的にネットワーク７０に近い場内拡声装置で再生され、場内拡声される。一方、相対的にネットワーク７０に近い場内拡声装置で収音した発話は、相対的にネットワーク７０から遠い場内拡声装置では再生されない。よって、相対的にネットワーク７０から遠い場内拡声装置で収音した発話を相対的にネットワーク７０に近い場内拡声装置で場内拡声するのみでよい場合には、このような構成としてもよい。
【００５６】
［その他の変形例］
なお、場内拡声装置１００−ｐは、必ずしもエコーキャンセラ２１−ｐ及びハウリングキャンセラ４８−ｐを備えなくともよい。その場合にも、遠隔通信と場内拡声を手軽に実現することができる。また、自地点にある場内拡声装置のマイクロホンで収音した音声を同じ場内拡声装置のスピーカでは拡声せず、自地点にある他の場内拡声装置のスピーカのみで拡声することにより、ハウリングを避けることができる。
【符号の説明】
【００５７】
１００−ｐ，１００’−ｐ，１００”−ｐ 場内拡声装置
１ 送話端
２ 受話端
３−ｐ マイクロホン
４−ｐ スピーカ
２１−ｐ エコーキャンセラ
４８−ｐ ハウリングキャンセラ
７０ ネットワーク
１０２−ｐ 第１加算器
１０４−ｐ 第２加算器
１０６−ｐ 第３加算器
１１１−ｐ 下り入力端子
１１２−ｐ 下り出力端子
１２１−ｐ 上り入力端子
１２２−ｐ 上り出力端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
他地点からの受話信号を少なくとも含む下り信号を入力するための下り入力端子と、
自地点の他装置からの上り信号を入力するための上り入力端子と、
前記下り入力端子から入力された下り信号と前記上り入力端子から入力された上り信号とを加えた信号であって、自装置のマイクロホンで収音した収音信号が加えられていない信号を再生するスピーカと、
前記下り入力端子から入力された下り信号と前記収音信号とを加えた自装置下り信号を自地点の他装置に向けて出力するための下り出力端子と、
前記上り入力端子から入力された上り信号と前記収音信号とを加えた自装置上り信号を他地点側に向けて出力するための上り出力端子と、
を有する場内拡声装置。
【請求項２】
他地点からの受話信号を少なくとも含む下り信号を入力するための下り入力端子と、
前記下り入力端子から入力された下り信号であって、自装置のマイクロホンで収音した収音信号が加えられていない信号を再生するスピーカと、
前記下り入力端子から入力された下り信号と前記収音信号とを加えた自装置下り信号を自地点の他装置に向けて出力するための下り出力端子と、
を有する場内拡声装置。
【請求項３】
自地点の他装置からの上り信号を入力するための上り入力端子と、
前記上り入力端子から入力された上り信号であって、自装置のマイクロホンで収音した収音信号が加えられていない信号を再生するスピーカと、
前記上り入力端子から入力された上り信号と前記収音信号とを加えた自装置上り信号を他地点側に向けて出力するための上り出力端子と、
を有する場内拡声装置。
【請求項１】
他地点からの受話信号を少なくとも含む下り信号を入力するための下り入力端子と、
自地点の他装置からの上り信号を入力するための上り入力端子と、
前記下り入力端子から入力された下り信号と前記上り入力端子から入力された上り信号とを加えた信号であって、自装置のマイクロホンで収音した収音信号が加えられていない信号を再生するスピーカと、
前記下り入力端子から入力された下り信号と前記収音信号とを加えた自装置下り信号を自地点の他装置に向けて出力するための下り出力端子と、
前記上り入力端子から入力された上り信号と前記収音信号とを加えた自装置上り信号を他地点側に向けて出力するための上り出力端子と、
を有する場内拡声装置。
【請求項２】
他地点からの受話信号を少なくとも含む下り信号を入力するための下り入力端子と、
前記下り入力端子から入力された下り信号であって、自装置のマイクロホンで収音した収音信号が加えられていない信号を再生するスピーカと、
前記下り入力端子から入力された下り信号と前記収音信号とを加えた自装置下り信号を自地点の他装置に向けて出力するための下り出力端子と、
を有する場内拡声装置。
【請求項３】
自地点の他装置からの上り信号を入力するための上り入力端子と、
前記上り入力端子から入力された上り信号であって、自装置のマイクロホンで収音した収音信号が加えられていない信号を再生するスピーカと、
前記上り入力端子から入力された上り信号と前記収音信号とを加えた自装置上り信号を他地点側に向けて出力するための上り出力端子と、
を有する場内拡声装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２２８８９９（Ｐ２０１１−２２８８９９Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９６１４１（Ｐ２０１０−９６１４１）
【出願日】平成２２年４月１９日（２０１０．４．１９）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１９日（２０１０．４．１９）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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