JP2006238254A - 拡声システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 話者Aが発話すると、音源位置及び発話順検出部2は話者Aの近傍のマイクMICaを音源位置として検出し、入力切替部3はMICaからの入力信号をスピーカ出力調整部4に供給する。MICaからの入力信号はスピーカ出力調整部4で各スピーカまでの距離に応じた拡声ゲインとされ複数のスピーカから拡声される。話者Bが発話を開始すると、音源位置及び発話順検出部2は話者Bの近傍のマイクMICbを第2の音源位置として検出し、MICbの近傍のスピーカSPbの拡声ゲインを低下させる(スイッチSWbをオフとする)。これにより、SPbからMICbへの回り込みがなくなり、MICa→SPb→MICb→SPa→MICaの閉ループが形成されるのを防止する。
【選択図】 図2
Description
このようなハウリングを防止するために、ハウリングを検出して手動あるいは自動で拡声ゲインを低下させることや、前記閉ループの伝達関数を推定して信号処理を行うハウリングキャンセラーなどを用いることが行われている。
図3を参照して、複数のマイクロフォンからの音声入力を拡声する場合について説明する。なお、この例では、天井に複数のマイクロフォンと複数のスピーカが分散配置されているものとする。
この図において、話者Aのみが発話しているときには、1系統のマイクが使用される。すなわち、話者Aの発話はその近傍のマイクMICaで収音され、増幅されて、離れた位置のスピーカSPbなどから再生される。これにより、話者Aから離れた位置にいる聴取者も十分な音量で話者Aの発話を聴取することができる。
このように話者Aが発話しているときに話者Bが発話を開始したとすると、2系統のマイクを使用して拡声が行われる。すなわち、上述した話者Aの発話を収音するマイクMICaの系統に加えて、話者Bの近傍のマイクMICbにより話者Bの発話が収音され、増幅されて、離れた位置にあるスピーカSPaなどから再生される。
このとき、図示するように、話者Aの発話は、マイクMICaで収音され、増幅されてスピーカSPbから拡声され、該拡声された信号が話者Bの発話を収音するマイクMICbに回り込み、増幅されて話者Aの近傍のスピーカSPaから拡声され、該拡声された信号が話者AのマイクMICaに回り込むという閉ループができ、そのループゲインが1より大きいときにハウリングが発生してしまう。
さらに、上述のように、ハウリングキャンセラー等による信号処理も知られているが、これは、1系統のマイク−スピーカを使用する場合には効果を発揮するが、複数系統のマイクを使用する場合には、推定する伝達関数が特定できず、効果を十分発揮することができなかった。また、複数系統に対応させるためには、複雑で高価なシステムが必要とされていた。
また、前記複数のマイクロフォンと前記複数のスピーカは、天井に分散配置されているものである。
この図において、1は本発明の拡声システムが設備される会議室やホールの天井に分散配置された複数(m個)のマイクロフォン、5は同じく天井に分散配置された複数(n個)のスピーカである。ここで、各マイクロフォン1(MIC1〜MICm)はそれぞれの近傍のエリアにおける音のみを収音するように制限された指向性を有しており、天井に分散配置されたm個のマイクロフォン1で全室内をカバーするようになされている。同様に、各スピーカ5(SP1〜SPn)もそれぞれの近傍エリアにのみ拡声するように制限された指向性を有するものとされており、天井に分散配置されたn個のスピーカ5で全室内をカバーすることができるようになされている。
なお、前記複数のマイクロフォン1の配置間隔及び前記複数のスピーカ5の配置間隔は、それぞれの指向性や天井高に応じて決定される。ただし、マイクロフォンとスピーカの間隔はなるべく離れた位置になるように配置することが望ましい。
また、前記複数のスピーカ5には平面スピーカを使用しても良く、また、スピーカをシステム天井の一部として使用しても良い。
ここで、前記入力切替部3は複数系統(例えば、2系統)のマイクロフォン入力を選択することができるように構成されており、前記スピーカ出力調整部4は前記入力切替部3で選択された複数(例えば、2本)のマイクロフォンからの入力信号に対して、それぞれ、各スピーカに出力する信号のレベルとディレイ量の制御を行った後、両系統の出力信号を加算して、各スピーカ5に出力するように構成されている。
そして、前述のように、該検出した音源位置に関する情報(音源位置検出信号)は前記入力切替部3に供給され、入力切替部3は該音源位置検出信号に基づいて入力信号を選択して前記スピーカ出力調整部4に出力する。
ここで、前記各スピーカからの出力レベルは、話者からの直接音とそのスピーカからの拡声音の和が室内のどの位置でも一定となるように決定する。すなわち、直接音の距離減衰を補うように、音源位置から遠い位置にあるスピーカの出力レベルを制御するものであり、音源位置(話者の近傍のマイクロフォンの位置)と各スピーカとの距離に基づいて演算により各スピーカの出力レベルを求めても良いし、予め各音源位置ごとに各スピーカに対応する出力レベルを記録したテーブルを作成しておき、該テーブルを参照することにより各スピーカから出力する信号の出力レベルを決定するようにしても良い。
ただし、第1の話者の発話中に新たに発話を開始した第2の話者が検出されたときには、その新たな音源位置(第2の話者の位置)の近傍のスピーカの出力レベルを低下させるように制御する。例えば、そのスピーカの出力をオフとしてもよい。これにより、後述するように、複数系統のマイクロフォンを使用することによって閉ループが形成されるのを防止することができる。
最初に、話者Aが発話を開始したとする。
前記音源位置及び発話順検出部2は、話者Aの近傍のマイクMICaからの入力信号レベルが最も高くなったことを検出して、該MICaを音源位置として検出する。前記入力切替部3は音源位置及び発話順検出部2からの音源位置検出信号に基づき、MICaからの入力信号を前記スピーカ出力調整部4に出力する。
このとき、他の話者は存在しないため、前記音源位置及び発話順検出部2は、話者Aから遠いスピーカの拡声ゲイン(出力レベル)を大きくし、話者Aの近傍のスピーカの拡声ゲインは低くするか又は出力をオフとする制御信号を前記スピーカ出力調整部4に供給する。なお、図においては、スピーカの拡声ゲインが低下されている状態を分かりやすく示すために、スイッチSWa、SWbを記載している。このとき、図中破線で示すように、話者Aの近傍のスピーカSPaに接続されたスイッチSWaはオフ、話者Aから離れた位置にあるスイッチSWbはオンとされていることとなる。
前記音源位置及び発話順検出部2は、MICaに続いて話者Bの近傍のマイクMICbからの入力信号レベルが他のマイクからの入力信号よりも大きな値となったことを検出すると、該MICbを新たな話者の音源位置であるとして検出する。そして、発話順が後の新たな音源位置としてMICbを識別する音源位置検出信号を前記入力切替部3に供給する。これに応じて、前記入力切替部3は、既に選択されているマイクMICaからの入力信号に加えて、マイクMICbからの入力信号を前記スピーカ出力調整部4に出力する。スピーカ出力調整部4は、前記音源位置及び発話順検出部2から供給される制御信号に応じて、該マイクMICbから入力される音声信号に対しても、話者B(MICb)の位置とそれぞれのスピーカとの距離に応じたレベル調整を行って、各スピーカから拡声する。これにより、各スピーカからは、第1の話者Aからの距離に応じた拡声ゲインを有する話者Aの音声信号と第2の話者Bからの距離に応じた拡声ゲインを有する話者Bの音声信号が加算されて出力されることとなる。
先に話者Aが存在しているときに、話者Bが発話を開始する場合、話者Bは、話者Aの発話内容を先読み、あるいは、それ以上聞く必要なしとの判断から発話を開始すると予測されるため、話者Bに対して話者Aの発話を拡声する必要はない。
そこで、前記音源位置及び発話順検出部2は、発話順が後である話者Bの発話を収音するマイクMICbの近傍のスピーカSPbの拡声ゲインを低下させるか又は出力をオフとするように前記スピーカ出力調整部4を制御する。すなわち、図においては、話者B(MICb)の近傍のスピーカSPbに接続されているスイッチSWbがオフ状態とされる。
これにより、スピーカSPbからマイクMICbへの回り込みをなくすことができ、話者A→マイクMICa→スピーカSPb→マイクMICb→スピーカSPa→マイクMICaという閉ループが形成されなくなり、2系統のマイクを使用することによるハウリングを防止することができる。
なお、このとき、話者Bの発話を話者A又はその近傍の人が聴取することができるように、低いゲインとされていた話者Aの近傍のスピーカSPaの拡声ゲインは通常の大きさとなるように制御する。すなわち、図において、オフとされていた話者Aの近傍のスピーカSPaに接続されているスイッチSWaをオン状態される。
以下、新しい話者が検出されると、該検出された話者の発話を収音するマイクの近傍に位置するスピーカからの出力レベルを低下又はオフとし、それまで出力レベルが低下又はオフとされていたスピーカからは通常の出力レベルで拡声信号を出力するように制御する。
Claims (2)
- 室内に配置された複数のマイクロフォンと、
前記室内に配置された複数のスピーカと、
前記複数のマイクロフォンからの入力信号に基づいて話者を検出し、その位置に対応するマイクロフォンを選択する音源位置検出部と、
前記音源位置検出部で選択されたマイクロフォンからの入力信号を、それぞれのスピーカに応じた出力レベルで前記複数のスピーカに出力する出力調整部とを有する拡声システムであって、
前記出力調整部は、前記音源位置検出部により、話者が検出されている場合に新たな話者が検出されたときに、該新たに検出された話者の近傍に位置するスピーカの出力レベルを低くするようになされていることを特徴とする拡声システム。 - 前記複数のマイクロフォンと前記複数のスピーカは、天井に分散配置されていることを特徴とする請求項1記載の拡声システム。
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