JPH0630138A

JPH0630138A - 会議システム

Info

Publication number: JPH0630138A
Application number: JP5087631A
Authority: JP
Inventors: Cornelis P Janse; ピーターヤンセコルネリス; Johannes M Meijer; マリアメイヤーヨハネス
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV; Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1992-04-16
Filing date: 1993-04-14
Publication date: 1994-02-04
Also published as: EP0566194A2; SG44032A1; KR930022917A; KR100298105B1; US5404397A; EP0566194A3

Abstract

(57)【要約】【構成】中央ユニットに結合された複数の話者ユニッ
ト１２を具えた会議システムである。話者ユニット１２
は比較的短い持続時間のインパルス応答を有する比較的
簡単なアダプティブフィルタ３８を有するエコーキャン
セラ２０を具える。参加者が話していない状態ではその
話者ユニットのスピーカ１８に共通受話信号ＬＳが供給
される。このときマイクロホン１６でピックアップされ
る音のうちスピーカから直接及び近接物体から反射され
て間接的に到達する音は比較的短いインパルス応答を有
するので前記エコーキャンセラで補償される。会議場の
壁から反射されてマイクロホンに到達する他の音（長い
インパルス応答を有する）は全てのスピーカユニットに
対し同一であるので自動話者検出のためにエコー消去す
る必要はない。この場合、自動話者検出を、エコーキャ
ンセラからの補償マイクロホン信号の信号強度が全スピ
ーカユニットの平均信号強度を越えるか否かに基づいて
実行することができる。【効果】簡単な自動話者検出が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、会議場内に配置された
複数の話者ユニットと、これら話者ユニットに結合され
た中央ユニットとを具え、これら話者ユニットの少なく
とも一つのユニットが、− マイクロホン信号を発生す
るマイクロホンと、− マイクロホン信号に応答して送
話信号を中央ユニットに供給する送話信号出力端子と、
− 中央ユニットからの共通受話信号を受信する受話信
号入力端子と、− 共通受話信号の音響再生用スピーカ
と、を具えている会議システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】このようなシステムは欧州特許出願（Ｅ
Ｐ）０１９１４９２号から既知である。このような会議
システム（コングレスシステム、ミーティングシステム
又はディスカッションシステムとも称されている）は一
つの会場、例えば会議室又はホールで開かれている会議
の参加者のスピーチの理解を向上させるものである。こ
の目的のために、参加者は話者ユニットの近くに坐り、
話者ユニットのマイクロホンに向かって話す。マイクロ
ホン信号が話者ユニットの送話信号出力端子に得られ
る。これら話者ユニットは中央ユニットに結合され、中
央ユニットにおいて話者ユニットからの送話信号を選択
して加え合わせて共通受話信号を形成し、それぞれの話
者ユニットのスピーカに転送することができる。最大シ
ステム利得を得るために、話している参加者からの送話
信号のみを選択して加え合わせ、更にこれら参加者のス
ピーカへの共通受話信号の転送は音響帰還を阻止するた
めに遮断する。従来の会議システムではこの選択を話者
ユニットの押ボタンにより発生される指示信号に基づい
て行っている。しかし、参加者が押ボタンを押すのをし
ばしば忘れるために自動話者検出システムが必要とされ
るている。

【０００３】中央ユニットにおいて全ての送話信号の信
号レベルを平均送話信号レベルと比較することができ
る。参加者の送話信号のレベルが平均レベルより高いと
きこの参加者は話者であると検出する。話していない話
者ユニットのスピーカとマイクロホンとの間の直接音響
結合の結果としてこの平均レベルはかなり高くなる。こ
の高い平均レベルのため及び所要の裕度のために平均レ
ベルを越えるためには送話信号はかなり大きくなければ
ならない。この結果として、特に文や単語の頭が失われ
てしまう。

【０００４】他の話者検出方法は拡声電話システムから
既知である。この場合話者ユニットはそれぞれ異なる場
所にある。このような電話会議システムもいわゆるボイ
ススイッチを制御して音響帰還を阻止するために話者検
出を必要とする。この検出は、受話信号をマイクロホン
の推定信号に変換するフィルタを具えるエコーキャンセ
ラにより行われる。マイクロホン信号とその推定信号を
互いに減算する。話者の音声がマイクロホン信号に寄与
する結果として実際のマイクロホン信号が推定信号から
相違するとき話していると検出される。フィルタは多く
の場合、話者ユニットが位置する場所の音響インパルス
応答に対応するインパルス応答を有するアダプティブフ
ィルタである。この音響インパルス応答は未知であり変
化し得る。従って、可能な全動作状態の下で正しい動作
を得るには長いインパルス応答を有する極めて複雑なア
ダプティブフィルタが必要になる。この点に関しては、
W. Armbruster, "High Quality Hands-free Telephony
using Voice Switchingoptimised with Echo Cancella
tion", Signal Processing IV: Theories andApplicati
ons, Elsevier, EURASIP, 1988．を参照されたい。そし
て、会議システムにおいて話者検出のために既知のエコ
ーキャンセラを使用すると複雑なアダプティブフィルタ
が必要になり、チップに集積する場合にかなり大きなチ
ップ面積を必要とする欠点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は自動話
者検出手段を具えた比較的安価な会議システムを提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は頭書に記載した
タイプの会議システムにおいて、話者ユニットはエコー
キャンセラを具え、該エコーキャンセラは、− マイク
ロホン信号を受信する第１入力端子及び補償信号を受信
する第２入力端子と、送話信号出力端子に結合されマイ
クロホン信号と補償信号との差に対応する補償されたマ
イクロホン信号を出力する出力端子とを有する差動段
と、− 共通通話信号を受信する信号入力端子と、補償
マイクロホン信号を受信する制御入力端子と、補償信号
を出力する信号出力端子とを有するアダプティブフィル
タとを具え、− このアダプティブフィルタは、当該話
者ユニットのスピーカとマイクロホンとの間の直接音響
結合及び当該話者ユニット近くの物体を介する当該話者
ユニットのスピーカとマイクロホンとの間の間接音響結
合の結果として生ずる短いエコー路のインパルス応答の
推定であるインパルス応答を有し、この推定インパルス
応答では会議場の境界面を介する全ての話者ユニットの
全てのスピーカと当該話者ユニットのマイクロホンとの
間の音響結合の結果として生ずる長いエコー路のインパ
ルス応答が無視されていることを特徴とする。

【０００７】各話者ユニットのマイクロホンでピックア
ップされる音は、そのスピーカから直接音響結合によ
り、又は近くの物体からの反射による間接音響結合によ
りそのマイクロホンに到達する音から成る近接音と、会
議場の壁から反射されてくる全てのスピーカからの音か
ら成る背景音とを含む。本発明は、複数の話者ユニット
が一空間内に配置されている場合の自動話者検出に対し
てはマイクロホンに到達する近接音に対してのみエコー
消去を行えば十分であるという事実の認識に基づくもの
である。この場合には、電話会議システムの場合と異な
り、背景音が全ての話者ユニットに対し同一になり、話
者識別は当該話者ユニットからの送話信号のレベルが背
景レベルを越えるか否かを決定することにより可能にな
る。この場合にはエコーキャンセラ内のアダプティブフ
ィルタは会議場の残響時間の約１／３の持続時間を有す
る長いインパルス応答を必要とせず、著しく短い持続時
間のインパルス応答で十分になる。その結果アダプティ
ブフィルタの設計が著しく簡単になり、このフィルタを
一層小形にすることができるのみならずその適応制御を
一層高速にすることができる。

【０００８】本発明会議シテスムの一実施例では、話者
ユニット１２が、更に、− 当該話者ユニットに送話状
態又は受話状態を信号するステータス信号を中央ユニッ
トから受信するステータス信号入力端子と、− ステー
タス信号が送話状態を示すとき送話信号出力端子をマイ
クロホン信号に結合させ、ステータス信号が受話状態を
示すとき送話信号出力端子を補償マイクロホン信号に結
合させる第１結合手段とを具えていることを特徴とす
る。

【０００９】話者が識別されると、その話者ユニットが
補償マイクロホン信号から直接マイクロホン信号へ切り
換える。後者のマイクロホン信号は前者のものより高品
質で、アダプティブフィルタにより影響されていないも
のである。第１結合手段にはエコーキャンセラを更に簡
単にすることができる利点も有している。

【００１０】この目的のために、本発明会議システムの
他の実施例では、エコーキャンセラがマイクロホン信号
及び共通受話信号の帯域幅より狭い帯域幅を有する信号
を処理するようにする。本例では、送話信号は極めて高
い了解度を与えるために、例えば１５ＫＨｚの広い帯域
幅を有するものとするが、エコーキャンセラは例えばた
った3.5 ＫＨｚの狭い信号帯域幅で動作するものとする
ことができる。話者検出のためにはこの狭い帯域幅で十
分である。その理由は音声エネルギーはこの帯域に集中
するためである。更に他の実施例では、会議システムが
送話信号及び共通受話信号を第１サンプリングレートで
ディジタル信号処理するよう構成され、話者ユニットが
アナログマイクロホン信号を第１サンプリングレートを
有するマイクロホン信号に変換するアナログ−ディジタ
ル変換器及び共通受話信号をアナログ共通受話信号に変
換するディジタル−アナログ変換器を具え、且つ話者ユ
ニットが、更に、− マイクロホン信号の第１サンプリ
ングレートをこの第１サンプリングレートより所定のデ
シメーション率だけ低い第２サンプリングレートにデシ
メートし、デシメートされたマイクロホン信号を差動段
の第１入力端子に供給する第１デシメータと、− 共通
受話信号の第１サンプリングレートを第２サンプリング
レートにデシメートし、デシメートされた共通受話信号
をアダプティブフィルタの信号入力端子に供給する第２
デシメータと、− 差動段の出力端子の補償マイクロホ
ン信号の第２サンプリングレートを増大させて第１サン
プリングレートを有する補償マイクロホン信号を出力す
る補間器とを具えていることを特徴とする。

【００１１】本発明会議システムの更に他の実施例で
は、話者ユニットが、更に、ステータス信号が送話状態
を示すとき差動段の第１入力端子への信号供給を遮断す
る手段を具えていることを特徴とする。これによりアダ
プティブフィルタの調整が話者からの強いマイクロホン
信号により乱されることが防止できる。

【００１２】本発明会議システムの更に他の実施例で
は、話者ユニットが、更に、マイクロホン信号の電力値
を補償マイクロホン信号の電力値と比較し、補償マイク
ロホン信号の電力値がマイクロホン信号の電力値を越え
る場合にスイッチング信号を発生する比較器と、このス
イッチング信号に応答して補償マイクロホン信号をマイ
クロホン信号と切り換える第２結合手段（９２）とを具
えていることを特徴とする。

【００１３】話者が話し始めても、同時に選択された送
話信号の数が最大数に達したためにこの話者の送話信号
が中央ユニットでまだ選択されないことが起り得る。こ
の場合には強いマイクロホン信号がアダプティブフィル
タの調整を、補償マイクロホン信号が直接マイクロホン
信号より大きくなるように妨害することが起り得る。前
記比較器及び第２結合手段は、補償マイクロホン信号を
アダプティブフィルタが満足な程度に調整されるまで直
接マイクロホン信号と置き替えてこの不所望な状態が生
じないようにする。

【００１４】本発明は会議システムに用いる話者ユニッ
トにも関するものである。

【００１５】

【実施例】図１は会議システムを略図示したものであ
る。複数の話者ユニット１２が会議場１０内に配置さ
れ、中央ユニット１４に結合される。中央ユニット１４
は会議場１０の内部又は外部の任意の位置に配置するこ
とができる。会議の各参加者は自分の席に話者ユニット
１２を有し、この話者ユニットはマイクロホン１６及び
スピーカ１８を具えている。会議システムは自動話者検
出を行う。参加者が話し始めると、その声が他の参加者
の話者ユニット１２のスピーカ１８により増幅される。

【００１６】図２は本発明話者ユニット１２の一実施例
を示すブロック図である。マイクロホン１６はマイクロ
ホン信号ＭＣを発生し、この信号は補償されたマイクロ
ホン信号ＭＣＣＳを出力するエコーキャンセラ２０に供
給される。送話信号出力端子２２はマイクロホン信号Ｍ
Ｃ又は補償マイクロホン信号ＭＣＣＳから成る送話信号
ＳＰを中央ユニット１４に供給する。両信号間の選択は
第１結合手段２４により行われる。スピーカ１８は遮断
器２６を経て、中央ユニット１４により供給される共通
受話信号ＬＳを受信する受話信号入力端子２８に結合す
る。エコーキャンセラ２０は、マイクロホン信号ＭＣが
供給される第１入力端子３２と、補償信号ＣＳが供給さ
れる第２入力端子３４と、補償マイクロホン信号ＭＣＣ
Ｓを出力する出力端子３６とを有する差動段３０を具え
ている。エコーキャンセラ２０は、更に、受話信号入力
端子２８に接続され共通受話信号ＬＳを受信する信号入
力端子４０と、補償信号ＣＳを差動段の第２入力端子３
４に供給する信号出力端子４２と、差動段３０の出力端
子３６に接続され補償マイクロホン信号ＭＣＣＳを受信
する制御入力端子４４とを有するアダプティブフィルタ
３８を具えている。話者ユニット１２は、更に、中央ユ
ニット１４からのステータス信号ＳＴを受信するステー
タス信号入力端子４５を具えている。ステータス信号Ｓ
Ｔは話者ユニットを送話状態又は受話状態にセットし、
この目的のためにこの信号ＳＴは第１結合手段２４及び
遮断器２６を駆動する。送話状態では遮断器２６がスピ
ーカ１８への共通受話信号ＬＳの供給を遮断してスピー
カ１８とマイクロホン１６との間の音響帰還を阻止す
る。受話状態では第１結合手段２４が送話信号出力端子
２２を差動段３０の出力端子３６に結合して送話信号Ｓ
Ｐを補償マイクロホン信号ＭＣＣＳから成るものとし、
送話状態では結合手段２４がこの送話信号出力端子２２
をマイクロホン１６に接続して送話信号ＳＰをマイクロ
ホン信号ＭＣから成るものとする。第１結合手段２４は
オプションであり、出力端子３６と送話信号出力端子２
２との間を直接接続することもできる。しかし、第１結
合手段２４は後に述べるようにいくつかの利点をもたら
す。

【００１７】図３は本発明会議システムに用いる中央ユ
ニット１４を示すブロック図である。一例として３つの
話者ユニットに対する構成を示す。他の数の話者ユニッ
トを使用することもできること勿論である。話者ユニッ
トへ共通受話信号を供給する出力端子４６、接続された
話者ユニットから送話信号ＳＰ−１，ＳＰ−２及びＳＰ
−３を受信する入力端子４８，５０及び５２、及びそれ
ぞれのステータス信号ＳＴ−１，ＳＴ−２及びＳＴ−３
を出力する出力端子５４，５６及び５８が設けられてい
る。選択手段６０が選択信号発生器６２により供給され
る関連する選択信号ＳＬ−１，ＳＬ−２及びＳＬ−３に
応答して送話信号ＳＰ−１，ＳＰ−２及びＳＰ−３の選
択を行う。選択された送話信号ＳＰＳＬ−１，ＳＰＳＬ
２及びＳＰＳＬ−３を加算手段６４で加算して共通受話
信号ＬＳを形成する。選択信号発生器６２はレベル信号
発生器６６を具え、ここで送話信号ＳＰ−１，ＳＰ−２
及びＳＰ−３の信号強度を測定し、それぞれの信号強度
の測定値であるレベル信号ＰＳ−１，ＰＳ−２及びＰＳ
−３に変換する。選択信号発生器６２は比較手段６８も
具え、ここでレベル信号ＰＳ−１，ＰＳ−２及びＰＳ−
３を基準信号源７０からの基準信号ＲＦと比較する。基
準信号ＲＦは全送話信号の瞬時強度の平均に比例させる
のが好ましい。一つ又はそれ以上のレベル信号が基準信
号ＲＦを越えるとき選択信号発生器６２が関連する選択
信号ＳＬ−１，ＳＬ−２又はＳＬ−３をアクティブにす
る。このとき選択手段６０が関連する送話信号ＳＰ−
１，ＳＰ−２又はＳＰ−３を選択して加算手段６４に転
送する。選択信号ＳＬ−１，ＳＬ−２又はＳＬ−３はス
テータス信号発生器７２にも供給され、この発生器が接
続された各話者ユニットに対するステータス信号ＳＴ−
１，ＳＴ−２及びＳＴ−３を発生する。送話信号が選択
された話者ユニットのステータス信号には送話状態に対
応する値が割当てられ、他のステータス信号には受話状
態に対応する値が割当てられる。レベル信号ＰＳ−１，
ＰＳ−２及びＰＳ−３を話者ユニット内で局部的に発生
させ、これら信号を話者ユニットから中央ユニットに供
給するようにすることもできる。

【００１８】このように中央ユニット１４において入送
話信号の信号強度が全送話信号の平均信号レベルの測定
値である基準信号ＲＦと比較される。話者の声は、中央
ユニット内で自動話者検出されるためにはこの平均信号
レベルより高い信号レベルを発生する必要がある。話者
が黙っている間、その話者ユニット１２のマイクロホン
１６はあらゆる種類の音をピックアップする。これを図
４に示す。これらの音は、第１にスピーカ１８からマイ
クロホンに直接到達する音ａ、第２にスピーカ１８から
話者及びそのすぐ近くの物体で反射して到達する音ｂ、
第３にスピーカ１８から会議場１０の壁で反射して到達
する音ｃ、及び第４に他のスピーカから壁で反射して到
達する音ｄを含む。音ａ及びｂは短いエコー路を辿り、
比較的短い持続時間のインパルス応答h(t)を有する短い
エコー信号を形成する。音ｃ及びｄは長いエコー路を辿
り、比較的長い持続時間のインパルス応答h(t)を有する
長いエコー信号を形成する。総合インパルス応答を図５
に示す。話者ユニット１内のエコーキャンセラ２０は音
ａ〜ｄがマイクロホン１６により発生されるマイクロホ
ン信号ＭＣに与える影響を最低にするよう作用する。こ
の場合のマイクロホン信号ＭＣの平均値は小さいため、
話者は話者検出のために自分の声を大きくする必要は殆
どない。消去又は補償作用はアダプティブフィルタ３８
により得られ、このフィルタ３８は話者が黙っていると
きマイクロホン１６により発生されるマイクロホン信号
ＭＣの推定信号を発生する。このときスピーカ１８は共
通受話信号ＬＳを再生する。アダプティブフィルタ３８
は補償信号ＣＳを発生し、この信号がマイクロホン信号
ＭＣと比較される。差ＭＣＣＳがアダプティブフィルタ
３８の制御入力端子４４に帰還され、この差ＭＣＣＳが
最小になるまでそのフィルタ係数が適応制御される。

【００１９】図６はアダプティブフィルタ３８のブロッ
ク図を示す。このフィルタは慣用されているトランスバ
ーサル型である。実際にはこのフィルタは一般にディジ
タルフィルタであり、場合によりアナログ−ディジタル
変換及びその逆変換を必要とする。これらの変換は図６
に示してない。アダプティブフィルタ３８は共通受話信
号ＬＳを遅延し遅延した出力信号を口出しタップから出
力する一連の遅延素子７４を具え、それらの遅延出力信
号を可変加重増幅器７６を経て加算段７８に供給し、こ
の加算段が補償信号ＣＳを出力する。補償マイクロホン
信号ＭＣＣＳが制御ユニット８０の制御入力端子４４に
供給され、この制御ユニットが特定のアルゴリズムに従
って加重増幅器７６の係数を計算し補正する。このタイ
プのフィルタのインパルス応答時間は最大で個々の遅延
素子７４の遅延時間の和に等しい。総合エコー消去には
会議場１０の残響時間Ｔ₆₀（音のレベルが６０ｄＢ減少
するまでの時間）の１／３にほぼ等しい持続時間のイン
パルス応答h(t)を有するアダプティブフィルタ３８が必
要とされる。実際には、この時間は約0.2〜0.5秒であ
り、音ｃ及びｄが含まれる。この場合のアダプティブフ
ィルタのインパルス応答h(t)は 0.2／３〜0.5／３秒で
ある。このことは、３２ＫＨｚのサンプリングレートに
おいて遅延素子の数がＮ＝６４００／３〜１６０００／
３になることを意味する。このようなトランススバーサ
ルフィルタは大形になると共に複雑になり、且つＮ個の
係数の各々を推定するために制御ユニット８０において
実行すべき多数の反復計算のために適応制御がかなり低
速になる。これに関しては文献、特に「Adaptive Signa
l Processing」，Bernard Widrow and Samuel D.Stearn
s,Prentice Hall Signal Processing Series, ISBNO-13
-00402901, を参照されたい。

【００２０】本発明では、話者検出のために話者ユニッ
ト１２にエコーキャンセラ２０を含める。このエコーキ
ャンセラは音ａ及びｂのみを補償するのに適切な比較的
短い持続時間のインパルス応答を有するアダプティブフ
ィルタを有するものとする。実験の結果、この場合には
約２３〜３２ミリ秒の持続時間が適切であることが判明
した。このことは、遅延素子の数を３〜５分の１（Ｎ＝
７２０〜１０２４）に減少させることができることを意
味し、ハードウエアのかなりのコスト低減が得られ、更
にアダプティブフィルタが簡単且つ高速になる。このよ
うに補償されたマイクロホン信号ＭＣＣＳは音ｃ及びｄ
により発生された信号を依然として含む。これらの音ｃ
及びｄは、全ての話者ユニット１２が同じ会議場合１０
内に配置されるために全ての話者ユニットに対しほぼ同
一の背景音を形成する。従って、この場合には中央ユニ
ット４の選択信号発生器６２における話者検出は、背景
音ｃ及びｄのみの測定値である送話信号ＳＰ−１，ＳＰ
−２及びＳＰ−３のレベル信号ＰＳ−１，ＰＳ−２及び
ＰＳ−３を基準にして行われることになる。この場合、
話者の声はこの背景レベルより大きければ検出されるは
ずである。これは満足な話者検出を与えると共にかなり
簡単なエコーキャンセラの使用を可能にする。

【００２１】図２に示す第１結合手段２４はステータス
信号ＳＴが送話状態を示すと同時に補償マイクロホン信
号ＭＣＣＳから直接マイクロホン信号ＭＣへ切り換わ
る。送話状態ではスピーカ１８が信号を受信しないた
め、エコーキャンセラ２０の効果は最小になると共に、
エコーキャンセラの調整が話者からの比較的強いマイク
ロホン信号により乱され得る。従って、この場合には補
償マイクロホン信号ＭＣＣＳの代わりに直接マイクロホ
ン信号ＭＣを選択するのが遙に有利である。

【００２２】第１結合手段２４によって、更に、エコー
キャンセラ２０を会議システムの残部の帯域幅より小さ
い周波数帯域幅を有する信号に対し動作させることがで
きる。エコーキャンセラ２０は話者検出を改善する働き
をする。送話信号の帯域幅は話者が黙っているときは主
として０〜3.5 ＫＨｚの帯域幅に集中していることが確
かめられている。従って正しい話者検出を達成するには
この帯域幅を有するエコーキャンセラの使用で十分であ
る。従って、会議システムを例えば15ＫＨｚの帯域幅を
有する高品質広帯域信号に対し動作させることができる
と共に、エコーキャンセラを例えば3.5ＫＨｚの比較的
狭い帯域幅の信号に対し動作させることができる。この
場合、前記トランスバーサルフィルタのサンプリングレ
ートfcを４分の１の８ＫＨｚに減少させることができ、
これにより遅延素子の数を更に減少させることができる
（Ｎ＝１８０〜２５６）。

【００２３】図７はディジタル信号処理動作する話者ユ
ニット１２を示す。マイクロホン信号ＭＣは、例えば第
１サンプリングレート（システムサンプリングレート）
fc＝３２ＫＨｚ及び１６ビットシステム語長を有するア
ナログ‐ディジタル変換器８２により供給される。スピ
ーカ１８には同一のサンプリングレート及び信号語長を
有するディジタル‐アナログ変換器８４によりアナログ
信号が供給される。中央ユニット１４もディジタル信号
処理用に構成されるが、動作は図３につき述べたものと
同一である。マイクロホン信号ＭＣのサンプリングレー
トを第１デジメータ８６により１／４に減少させて８Ｋ
Ｈｚの第２サンプリングレートを得る。デシメートされ
たマイクロホン信号ＭＣＤＣを、ここでは８ＫＨｚのサ
ンプリングレートで動作するエコーキャンセラ２０の差
動段３０の第１入力端子３２に遮断器８８を介して供給
する。共通受話信号ＬＳのサンプリングレートも第２デ
シメータ９０により１／４に減少させ、デシメートされ
た受話信号ＬＳＤＣをアダプティブフィルタ３８の第２
入力端子４０に供給する。補償マイクロホン信号ＭＣＣ
Ｓを第２結合手段９２を経て補間器９４に供給し、この
補間器で８ＫＨｚの第２サンプリングレートを４倍に増
大させて３２ＫＨｚのシステムサンプリングレートにす
る。３２ＫＨｚから８ＫＨｚへのデシメーションは２段
階で行う。第１段階で１６ＫＨｚのデシメーションを６
点有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタにより実行
し、次いで３２点ＦＩＲフィルタにより８ＫＨｚへのデ
シメーションを実行する。補間器９４は入サンプルを繰
り返す簡単なリピータとすることができる。正確な補間
は自動話者検出には必要ない。デシメータ、補間器及び
ＦＩＲフィルタの理論については“Discrete-Time Sign
al Processing"，Ａ．Vander Enden & Ｎ．Verhoeckx,
Prentice Hall，を参照されたい。ステータス信号ＳＴ
が送話状態を示すとき、ステータス信号ＳＴの制御の下
で遮断器８８がエコーキャンセラ２０への信号供給を停
止する。これはアダプティブフィルタ３８の調整が話者
により発生される強い信号により妨害されるのを阻止す
る。話者が既に話しているのに中央ユニット１４がその
話者ユニット１２にステータス信号ＳＴによって依然と
して受話状態を割当てることが起こり得る。これは、例
えば中央ユニットが同時に最大数の送話信号を選択した
場合に生ずる。この場合にはデシメートされたマイクロ
ホン信号ＭＣＤＣがエコーキャンセラに到達する。この
ときエコーキャンセラはこの信号を最適な程度までキャ
ンセルするよう試みるが、補償マイクロホン信号ＭＣＣ
Ｓの信号レベルがデシメートされたマイクロホン信号Ｍ
ＣＤＣの信号レベルより大きくなることがあり得る。こ
の場合、中央ユニット１４内における誤った話者検出を
阻止するこめに、第２結合手段９２により補償マイクロ
ホン信号ＭＣＣＳを、この信号のレベルが適度に減少す
るまでデシメートされたマイクロホン信号ＭＣＤＣと切
り換えるようにする。この目的のために、第２結合手段
９２を、デシメートされたマイクロホン信号ＭＣＤＣの
信号レベルを補償マイクロホン信号ＭＣＣＳと比較する
比較器９６により供給されるスイッチング信号ＳＷによ
り制御する。遮断器８８、第２結合手段９２及び比較器
９６は図２に示す（アナログ）話者ユニットに用いるこ
ともできる。

【００２４】アダプティブフィルタは図６に示すトラン
スバーサルフィルタとすることができる。制御ユニット
８０で実行されるアルゴリズムは前述したWidrow & Ste
arnsの本から既知の公知の正規化最小平均二乗原理に従
うものとする。このアルゴリズムの主要な式は次の通り
である。

【数１】ここで、ＣＳ_Kは瞬時ｔ＝ｋにおけるトランスバーサル
フィルタの出力であり、ＭＣＣＳ_Kは瞬時ｔ＝ｋにおけ
る補償マイクロホン信号であり、

【外１】はＮ次元の列ベクトル（Ｎ＝遅延素子７４の数）であっ
てそれぞれ瞬時ｔ＝ｋにおけるフィルタ係数及びタップ
値を示す。式（１）中の大文字“Ｔ”は列ベクトルの転
置を表わす。Ｐ_LSは正規化されたパワーであり、αは更
新ファクタであり、０と１との間の値を有する。実際の
値は１／８である。正規化パワーは付加最小値を示す。
従って、弱い入力信号に対する制御速度が減少し、雑音
がわずらわしくなくなることが達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】複数の話者ユニットと１つの中央ユニットとを
具える会議システムを示す図である。

【図２】本発明会議システムに使用する話者ユニットを
示すブロック図である。

【図３】本発明会議システムに使用する中央ユニットを
示すブロック図である。

【図４】本発明を説明するための図である。

【図５】本発明を説明するためのインパルス応答を示す
図である。

【図６】本発明会議システムの話者ユニットに用いるア
ダプティブフィルタを示す図である。

【図７】本発明会議システムに用いる話者ユニットの他
の実施例を示すブロック図である。１０会議場１２話者ユニット１４中央ユニット１６マイクロホン１８スピーカ２０エコーキャンセラ２２送話信号出力端子２４第１結合手段２６遮断器２８共通受話信号出力端子３０差動段３８アダプティブフィルタ４５ステータス信号入力端子６０選択手段６２選択信号発生器６６レベル信号発生器６８比較手段７０基準信号発生源７２ステータス信号発生器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ヨハネスマリアメイヤーオランダ国ブレダカピテルウェッハ 10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】会議場（１０）内に配置された複数の話
者ユニット（１２）と、これら話者ユニット（１２）に
結合された中央ユニット（１４）とを具え、これら話者
ユニットの少なくとも一つのユニット（１２）が、 − マイクロホン信号（ＭＣ）を発生するマイクロホン
（１６）と、 − マイクロホン信号（ＭＣ）に応答して送話信号（Ｓ
Ｐ）を中央ユニット（１４）に供給する送話信号出力端
子（２２）と、 − 中央ユニット（１４）からの共通受話信号（ＬＳ）
を受信する受話信号入力端子（２８）と、 − 共通受話信号（ＬＳ）の音響再生用スピーカ（１
８）と、を具えている会議システムににおいて、話者ユニット
（１２）はエコーキャンセラ（２０）を具え、該エコー
キャンセラ（２０）は、 − マイクロホン信号（ＭＣ）を受信する第１入力端子
（３２）及び補償信号（ＣＳ）を受信する第２入力端子
（３４）と、送話信号出力端子（２２）に結合されマイ
クロホン信号（ＭＣ）と補償信号（ＣＳ）との差に対応
する補償されたマイクロホン信号（ＭＣＣＳ）を出力す
る出力端子（３６）とを有する差動段（３２）と、 − 共通通話信号（ＬＳ）を受信する信号入力端子（４
０）と、補償マイクロホン信号（ＭＣＣＳ）を受信する
制御入力端子（４４）と、補償信号（ＣＳ）を出力する
信号出力端子（４２）とを有するアダプティブフィルタ
（３８）とを具え、 − このアダプティブフィルタ（３８）は、当該話者ユ
ニット（１２）のスピーカ（１８）とマイクロホン（１
６）との間の直接音響結合及び当該話者ユニット（１
２）近くの物体を介する当該話者ユニット（１２）のス
ピーカ（１８）とマイクロホン（１６）との間の間接音
響結合の結果として生ずる短いエコー路のインパルス応
答の推定であるインパルス応答を有し、この推定インパ
ルス応答では会議場（１０）の境界面を介する全ての話
者ユニットの全てのスピーカと当該話者ユニットのマイ
クロホン（１６）との間の音響結合の結果として生ずる
長いエコー路のインパルス応答が無視されていることを
特徴とする会議システム。
【請求項２】話者ユニット（１２）が、更に、 − 当該話者ユニット（１２）に送話状態又は受話状態
を信号するステータス信号（ＳＴ）を中央ユニット（１
４）から受信するステータス信号入力端子（４５）と、 − ステータス信号（ＳＴ）が送話状態を示すとき送話
信号出力端子（２２）をマイクロホン信号（ＭＣ）に結
合させ、ステータス信号（ＳＴ）が受話状態を示すとき
送話信号出力端子（２２）を補償マイクロホン信号（Ｍ
ＣＣＳ）に結合させる第１結合手段（２４）とを具えて
いることを特徴とする請求項１記載の会議システム。
【請求項３】エコーキャンセラ（２０）がマイクロホ
ン信号（ＭＣ）及び共通受話信号（ＬＳ）の帯域幅より
狭い帯域幅を有する信号を処理するようにしたことを特
徴とする請求項２記載の会議システム。
【請求項４】会議システムが送話信号（ＳＰ）及び共
通受話信号（ＬＳ）を第１サンプリングレートでディジ
タル信号処理するよう構成され、話者ユニット（１２）
がアナログマイクロホン信号を第１サンプリングレート
を有するマイクロホン信号（ＭＣ）に変換するアナログ
−ディジタル変換器（８２）及び共通受話信号（ＬＳ）
をアナログ共通受話信号に変換するディジタル−アナロ
グ変換器（８４）を具え、且つ話者ユニット（１２）
が、更に、 − マイクロホン信号（ＭＣ）の第１サンプリングレー
トをこの第１サンプリングレートより所定のデシメーシ
ョン率だけ低い第２サンプリングレートにデシメートし
、デシメートされたマイクロホン信号（ＭＣＣＤ）を
差動段（３０）の第１入力端子（３２）に供給する第１
デシメータ（８６）と、 − 共通受話信号（ＬＳ）の第１サンプリングレートを
第２サンプリングレートにデシメートし、デシメートさ
れた共通受話信号（ＬＳＤＣ）をアダプティブフィルタ
（３８）の信号入力端子（４０）に供給する第２デシメ
ータ（９０）と、 − 差動段（３０）の出力端子（３６）の補償マイクロ
ホン信号（ＭＣＣＳ）の第２サンプリングレートを増大
させて第１サンプリングレートを有する補償マイクロホ
ン信号を出力する補間器（９４）とを具えていることを
特徴とする請求項３記載の会議システム。
【請求項５】補間器（９４）が入力サンプルを反復さ
せるリピータであることを特徴とする請求項４記載の会
議システム。
【請求項６】第１サンプリングレートがほぼ３２ＫＨ
ｚであり、デシメーション率が１／４であり、アダプテ
ィブフィルタ（３８）が１８０〜２５６個の直列接続の
遅延素子（７４）を具え、それらの出力信号を個別に調
整し得る可重利得係数を有する可重増幅器（７６）を介
して加算（７８）して補償信号（ＣＳ）を形成し、可重
利得係数の調整を正規化最小平均二乗アルゴリズムに従
って行うことを特徴とする請求項４又は５記載の会議シ
ステム。
【請求項７】話者ユニット（１２）が、更に、ステー
タス信号（ＳＴ）が送話状態を示すとき差動段（３０）
の第１入力端子（３２）への信号供給を遮断する手段
（８８）を具えていることを特徴とする請求項１〜６の
何れかに記載の会議システム。
【請求項８】話者ユニット（１２）が、更に、マイク
ロホン信号（ＭＣ）の電力値を補償マイクロホン信号
（ＭＣＣＳ）の電力値と比較し、補償マイクロホン信号
（ＭＣＣＳ）の電力値がマイクロホン信号（ＭＣ）の電
力値を越える場合にスイッチング信号（ＳＷ）を発生す
る比較器（９６）と、このスイッチング信号（ＳＷ）に応答して補償マイクロ
ホン信号（ＭＣＣＳ）をマイクロホン信号（ＭＣ）と切
り換える第２結合手段（９２）とを具えていることを特
徴とする請求項７記載の会議システム。
【請求項９】中央処理ユニット（１４）が、 − 各話者ユニットからの送話信号（ＳＰ−１，ＳＰ−
２，ＳＰ−３）を受信する手段（４８，５０，５２）
と、 − 各話者ユニットの送話信号を選択信号（ＳＬ−１，
ＳＬ−２，ＳＬ−３）に応答して選択した送話信号（Ｓ
ＰＳＬ−１，ＳＰＳＬ−２，ＳＰＳＬ−３）を送出する
選択手段（６０）と、 − 選択された送話信号（ＳＰＳＬ−１，ＳＰＳＬ−
２，ＳＰＳＬ−３）を加算して共通受話信号（ＬＳ）を
送出する加算手段（６４）と、 − 共通受話信号（ＬＳ）を各話者ユニットに伝送する
手段（４６）と、 − 選択信号（ＳＬ−１，ＳＬ−２，ＳＬ−３）に応答
して各話者ユニットに対するステータス信号（ＳＴ−
１，ＳＴ−２，ＳＴ−３）を発生するステータス信号発
生器（７２）と、 − ステータス信号（ＳＴ−１，ＳＴ−２，ＳＴ−３）
を各話者ユニットに伝送する手段（５４，５６，５８）
と、 − 選択信号（ＳＬ−１．ＳＬ−２，ＳＬ−３）を発生
する選択信号発生器（６２）とを具え、この選択信号発
生器は、 − 各話者ユニットの送話信号（ＳＰ−１，ＳＰ−２，
ＳＰ−３）に応答してこれら信号の信号強度の測定値で
あるレベル信号（ＰＳ−１，ＰＳ−２，ＰＳ−３）を発
生するレベル信号発生器（６６）と、 − これらレベル信号（ＰＳ−１，ＰＳ−２，ＰＳ−
３）を基準信号（ＲＦ）と比較しこれらレベル信号が基
準信号を越えるときこれに応答して選択信号（ＳＬ−
１，ＳＬ−２，ＳＬ−３）を発生する比較手段（６８）
とを具えていることを特徴とする請求項１〜８の何れか
に記載の会議システム。
【請求項１０】会議場内に配置された複数の話者ユニ
ットと、これら話者ユニットを結合させることができる
中央ユニットとを具えた請求項１〜８の会議システムに
用いる話者ユニットであって、 − マイクロホン信号（ＭＣ）を発生するマイクロホン
（１６）と、 − マイクロホン信号（ＭＣ）に応答して送話信号（Ｓ
Ｐ）を中央ユニット（１４）に供給する送話信号出力端
子（２２）と、 − 中央ユニット（１４）からの共通受話信号（ＬＳ）
を受信する受話信号入力端子（２８）と、 − エコーキャンセラ（２０）と、を具え、このエコーキャンセラ（２０）は、− マイク
ロホン信号（ＭＣ）を受信する第１入力端子（３２）及
び補償信号（ＣＳ）を受信する第２入力端子（３４）
と、送話信号出力端子（２２）に結合されマイクロホ
ン信号（ＭＣ）と補償信号（ＣＳ）との差に対応する補
償されたマイクロホン信号（ＭＣＣＳ）を出力する出
力端子（３６）とを有する差動段（３２）と、 − 共通通話信号（ＬＳ）を受信する信号入力端子（４
０）と、補償マイクロホン信号（ＭＣＣＳ）を受信する
制御入力端子（４４）と、補償信号（ＣＳ）を出力する
信号出力端子（４２）とを有するアダプティブフィルタ
（３８）とを具え、 − このアダプティブフィルタ（３８）は、当該話者ユ
ニット（１２）のスピーカ（１８）とマイクロホン（１
６）との間の直接音響結合及び当該話者ユニット（１
２）近くの物体を介する当該話者ユニット（１２）のス
ピーカ（１８）とマイクロホン（１６）との間の間接音
響結合の結果として生ずる短いエコー路のインパルス応
答の推定であるインパルス応答を有し、この推定インパ
ルス応答では会議場（１０）の境界面を介する全ての話
者ユニットのマイクロホン（１６）との間の音響結合の
結果として生ずる長いエコー路のインパルス応答が無視
されていることを特徴とする話者ユニット。
【請求項１１】話者ユニット（１２）が、更に、 − 当該話者ユニット（１２）に送話状態又は受話状態
を信号するステータス信号（ＳＴ）を中央ユニット（１
４）から受信するステータス信号入力端子（４５）と、 − ステータス信号（ＳＴ）が送話状態を示すとき送話
信号出力端子（２２）をマイクロホン信号（ＭＣ）に結
合させ、ステータス信号（ＳＴ）が受話状態を示すとき
送話信号出力端子（２２）を補償マイクロホン信号（Ｍ
ＣＣＳ）に結合させる第１結合手段（２４）とを具えて
いることを特徴とする請求項１０記載の話者ユニット。
【請求項１２】エコーキャンセラ（２０）がマイクロ
ホン信号（ＭＣ）及び共通受話信号（ＬＳ）の帯域幅よ
り狭い帯域幅を有する信号を処理するようにしたことを
特徴とする請求項１１記載の話者ユニット。
【請求項１３】話者ユニット（１２）が送話信号
（ＳＰ）及び共通受話信号（ＬＳ）を第１サンプリング
レートでディジタル信号処理するよう構成され、話者ユ
ニット（１２）がアナログマイクロホン信号を第１サン
プリングレートを有するマイクロホン信号（ＭＣ）に変
換するアナログ−ディジタル変換器（８２）及び共通受
話信号（ＬＳ）をアナログ共通受話信号に変換するディ
ジタル−アナログ変換器（８４）を具え、且つ話者ユニ
ット（１２）が、更に、 − マイクロホン信号（ＭＣ）の第１サンプリングレー
トをこの第１サンプリングレートより所定のデシメーシ
ョン率だけ低い第２サンプリングレートにデシメートし
、デシメートされたマイクロホン信号（ＭＣＣＤ）を
差動段（３０）の第１入力端子（３２）に供給する第１
デシメータ（８６）と、 − 共通受話信号（ＬＳ）の第１サンプリングレートを
第２サンプリングレートにデシメートし、デシメートさ
れた共通受話信号（ＬＳＤＣ）をアダプティブフィルタ
（３８）の信号入力端子（４０）に供給する第２デシメ
ータ（９０）と、 − 差動段（３０）の出力端子（３６）の補償マイクロ
ホン信号（ＭＣＣＳ）の第２サンプリングレートを増大
させて第１サンプリングレートを有する補償マイクロホ
ン信号を出力する補間器（９４）とを具えていることを
特徴とする請求項１２記載の話者ユニット。
【請求項１４】補間器（９４）が入力サンプルを反復
させるリピータであることを特徴とする請求項１３記載
の話者ユニット。
【請求項１５】第１サンプリングレートがほぼ３２Ｋ
Ｈｚであり、デシメーション率が１／４であり、アダプ
ティブフィルタ（３８）が１８０〜２５６個の直列接続
の遅延素子（７４）を具え、それらの出力信号を個別に
調整し得る可重利得係数を有する可重増幅器（７６）を
介して加算（７８）して補償信号（ＣＳ）を形成し、可
重利得係数の調整を正規化最小平均二乗アルゴリズムに
従って行うことを特徴とする請求項１３又は１４記載の
話者ユニット。
【請求項１６】話者ユニット（１２）が、更に、ステ
ータス信号（ＳＴ）が送話状態を示すとき差動段（３
０）の第１入力端子（３２）への信号供給を遮断する手
段（８８）を具えていることを特徴とする請求項１０〜
１５の何れかに記載の話者ユニット。
【請求項１７】話者ユニット（１２）が、更に、マイ
クロホン信号（ＭＣ）の電力値を補償マイクロホン信号
（ＭＣＣＳ）の電力値と比較し、補償マイクロホン信号
（ＭＣＣＳ）の電力値がマイクロホン信号（ＭＣ）の電
力値を越える場合にスイッチング信号（ＳＷ）を発生す
る比較器（９６）と、このスイッチング信号（ＳＷ）に応答して補償マイクロ
ホン信号（ＭＣＣＳ）をマイクロホン信号（ＭＣ）と切
り換える第２結合手段（９２）とを具えていることを特
徴とする請求項項１６記載の話者ユニット。