(57)【要約】【課題】  不必要な音を出力せずに複数のスピーカ／マイクシステム（ＳＰ／Ｍ）間の相対的位置関係を計測できるハンズフリー会話システムを提供すること。【解決手段】  本発明は、複数の無線信号基地局と、無線信号を受信する無線信号受信手段と、ＳＰ／Ｍを制御パラメータに従って制御する制御手段とを各々有する複数のＳＰ／Ｍと、前記複数のＳＰ／Ｍと前記複数の無線信号基地局との間で通信される無線信号の強度を計測する信号強度計測手段と、前記信号強度から、前記複数のＳＰ／Ｍの各々と前記複数の無線信号基地局の各々との距離を算出する算出手段と、前記距離に基づいて前記複数のＳＰ／Ｍの各々と前記複数の無線信号基地局の各々との相対位置を特定する位置特定手段と、前記複数のＳＰ／Ｍの相対位置関係に基づいて、前記制御パラメータを更新するパラメータ更新手段とを有する無線ハンズフリー会話システムを提供する。【選択図】  図１
2006324890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の無線信号基地局と、
前記複数の無線信号基地局から送信された無線信号を受信する無線信号受信手段と、当該スピーカ／マイクシステムを制御パラメータに従って制御する制御手段とを各々有する複数のスピーカ／マイクシステムと、
前記複数のスピーカ／マイクシステムの各々の無線信号受信手段と前記複数の無線信号基地局の各々との間で通信される無線信号の強度を計測する信号強度計測手段と、
前記信号強度計測手段により計測された信号強度から、前記複数のスピーカ／マイクシステムの各々と前記複数の無線信号基地局の各々との距離を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された距離に基づいて前記複数のスピーカ／マイクシステムの各々と前記複数の無線信号基地局の各々との相対位置を特定する位置特定手段と、
前記位置特定手段により特定された前記複数のスピーカ／マイクシステムの相対位置関係に基づいて、前記制御パラメータを更新するパラメータ更新手段と
を有する無線ハンズフリー会話システム。
【請求項２】
前記パラメータ更新手段が、前記複数のスピーカ／マイクシステムの相対位置関係が所定の条件を満足する場合に、当該所定の条件を満足するスピーカ／マイクシステムにおける制御パラメータを更新することを特徴とする請求項１に記載の無線ハンズフリー会話システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ハンズフリー会話システムにおいて、位置認識技術を用いてシステムの動作モードを最適化する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電話会議など、地理的に離れた地点間におけるコミュニケーション手段として、複数のスピーカおよびマイクを有するハンズフリー会話システムが用いられている。例えばハンズフリー会話システムを用いた電話会議室において、複数のスピーカおよびマイクの位置が完全に固定されていれば問題ない。しかし、システム運用の自由度を確保するためスピーカおよびマイクの位置が変更可能な構成となっている場合、複数のスピーカにより形成される音響ビームの指向性、音量などの制御パラメータは、他のスピーカ／マイクとの相対的位置関係に応じて最適化されることが望ましい。
【０００３】
複数のスピーカおよびマイクを有する会議システムにおける位置特定方法としては、例えば、特許文献１に記載された技術がある。特許文献１は、親機から距離計測用音信号を出力し、子機において音信号を検出した時刻に基づいて親機と子機との間の距離を計算する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１６３９０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術は、親機と子機との距離を計測するために距離計測用の音信号を出力しなければならなかった。したがって、システムの利用者あるいはその周辺にいる人に不要な音を聞かせることとなり、利用者等に不快な思いをさせてしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、不必要な音を出力せずに複数のスピーカ間あるいはマイク間の相対的位置関係を計測することが可能なハンズフリー会話システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題を解決するため、本発明は、複数の無線信号基地局と、前記複数の無線信号基地局から送信された無線信号を受信する無線信号受信手段と、当該スピーカ／マイクシステムを制御パラメータに従って制御する制御手段とを各々有する複数のスピーカ／マイクシステムと、前記複数のスピーカ／マイクシステムの各々の無線信号受信手段と前記複数の無線信号基地局の各々との間で通信される無線信号の強度を計測する信号強度計測手段と、前記信号強度計測手段により計測された信号強度から、前記複数のスピーカ／マイクシステムの各々と前記複数の無線信号基地局の各々との距離を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された距離に基づいて前記複数のスピーカ／マイクシステムの各々と前記複数の無線信号基地局の各々との相対位置を特定する位置特定手段と、前記位置特定手段により特定された前記複数のスピーカ／マイクシステムの相対位置関係に基づいて、前記制御パラメータを更新するパラメータ更新手段とを有する無線ハンズフリー会話システムを提供する。
この無線ハンズフリー会話システムによれば、不必要な音を出力せずに複数のスピーカ間あるいはマイク間の相対的位置関係を算出することができる。この無線ハンズフリー会話システムは、算出した相対的位置関係に基づいて制御パラメータを更新するので、複数のスピーカ／マイクシステムを用いる場合でも制御パラメータを最適に設定することができる。
【０００７】
好ましい態様において、前記パラメータ更新手段は、前記複数のスピーカ／マイクシステムの相対位置関係が所定の条件を満足する場合に、当該所定の条件を満足するスピーカ／マイクシステムにおける制御パラメータを更新してもよい。
この態様の無線ハンズフリー会話システムによれば、相対的位置関係が所定の条件、例えば、近接する２つのスピーカ／マイクシステムあるいは直線上に配置された３つ以上のスピーカ／マイクシステムに対して制御パラメータを最適に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るハンズフリー会話システム１の構成を示すブロック図である。ハンズフリー会話システム１は、音声を入出力するための複数のアレイシステム１０と、アレイシステム１０を制御する管理装置３０と、アレイシステム１０と管理装置３０との間で無線通信を行うための複数の無線アクセスポイント２０−１、２０−２を有する。なお、図面が煩雑となるのを避けるため、図１では、ハンズフリー会話システム１が３つのアレイシステム１０および２つの無線アクセスポイント２０を有する態様について図示したが、アレイシステム１０および無線アクセスポイント２０の数は図１に示されるものでなくてもよい。また、以下の説明において、複数のアレイシステム１０のうち一のアレイシステムを他のアレイシステムと区別する必要があるときは「アレイシステム１０−１」「アレイシステム１０−２」のように添字を付けて区別する。アレイシステム１０以外の要素についても同様である。
【０００９】
図１において、アレイシステム１０、無線アクセスポイント２０、および管理装置３０は会議室Ｒの内部に設置されている。なお、管理装置３０は会議室Ｒの外部に設置されていてもよい。例えば、管理装置３０はインターネットやＬＡＮ等のネットワークを介して無線アクセスポイント２０に接続され、遠隔地に設置されたサーバ装置であってもよい。
【００１０】
図２は、アレイシステム１０の構成を示すブロック図である。ＳＰ／Ｍユニット１１は、スピーカ、マイク、アンプ、および信号処理回路（いずれも図示略）を有する。アレイシステム１０は、複数のＳＰ／Ｍユニット１１を有する。なお、図２においては、図面が煩雑になるのを避けるため、アレイシステム１０が４つのＳＰ／Ｍユニット１１を有する態様について図示したが、アレイシステム１０が有するＳＰ／Ｍユニット１１の数はこれに限定されるものではない。
【００１１】
音声を出力する際の動作は次のとおりである。無線ＩＦ１５は、ネットワークを介して受信した圧縮音声信号をＣＯＤＥＣ１３に出力する。ＣＯＤＥＣ１３は、入力された圧縮音声信号を伸張し、音声信号を復号する。ＣＯＤＥＣ１３は、生成した音声信号をエコーキャンセル回路１４に出力する。エコーキャンセル回路１４は、入力された音声信号に対し、エコーキャンセル処理など必要な信号処理を行う。エコーキャンセル回路１４は、音声信号を各ＳＰ／Ｍユニット１１に出力する。
【００１２】
無線ＩＦ１５は、ネットワークを介して受信した制御信号を制御回路１２に出力する。制御回路１２は、受信した制御信号に従ってＳＰ／Ｍユニット１１の各々に対し、音響ビームを形成するための制御パラメータ（遅延、ゲイン等）を指定する指示信号を各ＳＰ／Ｍユニット１１に出力する。ＳＰ／Ｍユニット１１の信号処理回路は、音声信号に対し、指示信号に従ってそれぞれ制御パラメータの異なる信号処理を行う。こうして、複数のＳＰ／Ｍユニット１１から、それぞれ制御パラメータの異なる音声が出力される。
【００１３】
音声を収音する際の動作は次のとおりである。無線ＩＦ１５は、ネットワークを介して受信した制御信号を制御回路１２に出力する。制御回路１２は、受信した制御信号に従ってＳＰ／Ｍユニット１１の各々に対し、特定の方向からの音声を取得するための制御パラメータ（遅延、ゲイン等）を指定する指示信号を各ＳＰ／Ｍユニット１１に出力する。
【００１４】
ＳＰ／Ｍユニット１１のマイクは、取得した音声を音声信号として信号処理回路に出力する。信号処理回路は、制御回路１２から出力された指示信号に従って、音声信号に対し、指示信号に従ってそれぞれ制御パラメータの異なる信号処理を行う。各ＳＰ／Ｍユニット１１は、信号処理をした音声信号をエコーキャンセル回路１４に出力する。エコーキャンセル回路１４は、各ＳＰ／Ｍユニット１１から入力された音声信号を合成し、単一の音声信号としてＣＯＤＥＣ１３に出力する。ＣＯＤＥＣ１３は、音声信号を圧縮し、圧縮音声信号として無線ＩＦ１５に出力する。無線ＩＦ１５は、入力された圧縮音声信号にアレイシステム１０を特定する識別子を付加してネットワークに送信する。
【００１５】
また、無線ＩＦ１５は、アレイシステム１０の位置計測のため、無線アクセスポイント２０から受信した無線信号の信号強度を計測する機能を有する。無線ＩＦ１５は、計測した信号強度を記憶するメモリを有している。
【００１６】
図３は、管理装置３０の構成を示すブロック図である。管理装置３０は、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、ＨＤＤ３４、ＩＦ３５、ディスプレイ３６、およびキーボード３７を有するコンピュータ装置である。管理装置３０の各構成要素は、バス３９で相互に接続されている。ＨＤＤ３４は、ハンズフリー会話システム１を制御するための制御プログラムを記憶している。ＣＰＵ３１が制御プログラムを実行することにより、管理装置３０はハンズフリー会話システム１の管理装置としての機能を具備する。
【００１７】
続いて、ハンズフリー会話システム１の動作について説明する。本実施形態において、管理装置３０のユーザインターフェースを介してハンズフリー会話システム１の使用開始が指示入力されると、管理装置３０のＣＰＵ３１は、アレイシステム１０の位置を計測する。詳細には、以下のとおりである。
【００１８】
管理装置３０は無線アクセスポイント２０を制御して、位置計測用の無線信号（以下、「位置計測質問信号」という）を出力させる。この無線信号は、発信源である無線アクセスポイント２０を特定する識別子を含んでいる。無線アクセスポイント２０から位置計測質問信号を受信すると、アレイシステム１０の無線ＩＦ１５は、受信した位置計測質問信号の強度を計測し、メモリに記憶する。無線ＩＦ１５は、計測した信号強度を含む無線信号（以下、「位置計測応答信号」という）を、位置計測質問信号の送信元である無線アクセスポイント２０に送信する。位置計測応答信号は、送信先（位置計測質問信号の送信元）となる無線アクセスポイント２０を特定する識別子およびアレイシステム１０を特定する識別子も含んでいる。無線アクセスポイント２０は、受信した位置計測応答信号を管理装置３０に出力する。
【００１９】
管理装置３０のＨＤＤ３４は、ハンズフリー会話システム１に属する無線アクセスポイント２０を特定する識別子の一覧表を記憶している。ＣＰＵ３１は、一覧表に記載された無線アクセスポイント２０のうち、所定の条件（たとえば、２個以上の無線アクセスポイント２０）を満たす数の無線アクセスポイント２０から位置計測応答信号を受信した場合、受信した位置計測応答信号に基づいてアレイシステム１０の位置を算出する。
【００２０】
ＨＤＤ３４は、ハンズフリー会話システム１に対応する会議室Ｒの形状および面積を示す情報、また、無線アクセスポイント２０の設置位置を示す情報（座標）をあらかじめ記憶している。ＨＤＤ３４は、さらに、信号強度を距離に変換する変換テーブルあるいは関数を記憶している。ＣＰＵ３１は、位置計測応答信号から信号強度を抽出する。ＣＰＵ３１は、変換テーブルあるいは関数を参照して、抽出した信号強度を距離に変換する。ＣＰＵ３１は、得られた距離を、対応する無線アクセスポイント２０の識別子と対応付けてＲＡＭ３３に記憶する。ＣＰＵ３１は、受信したすべての位置計測応答信号についてこの処理を行う。
【００２１】
ＣＰＵ３１は、無線アクセスポイント２０の座標と、得られた距離とからアレイシステム１０の位置を特定する。無線アクセスポイント２０−１からアレイシステム１０−１までの距離をｄ１１、無線アクセスポイント２０−２からアレイシステム１０−１までの距離をｄ１２、とすると、ＣＰＵ３１は、無線アクセスポイント２０−１を中心とする半径ｄ１１の円、および無線アクセスポイント２０−２を中心とする半径ｄ１２の円の交点の座標をアレイシステム１０−１の位置として特定する。なお、無線アクセスポイント２０が２つしか存在しない場合、前述の円の交点は２点存在するが、会議室Ｒの外側に位置する交点はアレイシステム１０−１の位置からは除外される。また、無線アクセスポイント２０が３つ以上存在する場合、信号強度の測定誤差などの理由によりこれらの円が完全に１点で交わらない場合もあるが、複数の円の交点が所定の誤差範囲内に収まっていれば、ＣＰＵ３１は例えば、それらの交点の重心をアレイシステム１０の位置として特定する。ＣＰＵ３１は、このようにしてすべてのアレイシステム１０について位置を算出する。ＣＰＵ３１は、算出した位置（座標）を、アレイシステム１０を特定する識別子と対応付けてＲＡＭ３３に記憶する。
【００２２】
各アレイシステム１０の位置を算出すると、ＣＰＵ３１は、相対的位置関係が所定の条件を満足するアレイシステム１０の組を抽出する。所定の条件としては、例えば、「２つのアレイシステム１０間の距離が所定値以下」、「３つ以上のアレイシステム１０が直線上に所定値以下の間隔で並んでいる」など任意のものを用いることができる。ＣＰＵ３１は、この所定の条件を満たすアレイシステム１０の組を抽出すると、アレイシステム１０の組を特定する識別子と、その組に属するアレイシステム１０（以下、「連結対象アレイシステム」という）を特定する識別子とを対応付けて記憶する。図１に示される例では、アレイシステム１０−１と１０−２とがこの所定の関係を満たしている。
【００２３】
ＣＰＵ３１は、連結対象アレイシステムを単一のスピーカ／マイクアレイとして、各連結対象アレイシステムの制御回路１２における制御パラメータの値を算出する。ＨＤＤ３４は、スピーカ／マイクアレイにおいて、スピーカ／マイクの配置および数に応じて、その構成のスピーカ／マイクアレイに最適な制御パラメータを算出するパラメータ最適化プログラムをあらかじめ記憶している。ＣＰＵ３１は、ＨＤＤ３４からパラメータ最適化プログラムを読み出して実行することにより、アレイシステム１０−１と１０−２とを連結し、一体のスピーカ／マイクアレイとした構成において最適化された制御パラメータを算出する。ＣＰＵ３１は、算出した制御パラメータを含むパラメータ更新指示を生成する。ＣＰＵ３１は、ＩＦ３５を介して、連結対象アレイシステムの各々に対しパラメータ更新指示を送信する。
【００２４】
パラメータ更新指示を受信すると、アレイシステム１０の無線ＩＦ１５は、受信したパラメータ更新指示から制御パラメータを抽出し、制御回路１２に出力する。制御回路１２は、無線ＩＦ１５から供給された制御パラメータを新たな制御パラメータとして、記憶している制御パラメータを更新する。こうして、音響ビームの指向性、音量などの制御パラメータが、連結対象アレイシステムの相対的位置関係に応じて更新される。
【００２５】
以上で説明したように、本発明に係る無線ハンズフリー会話システムによれば、不必要な音を出力せずに複数のスピーカ間あるいはマイク間の相対的位置関係を算出することができる。この無線ハンズフリー会話システムは、算出した相対的位置関係に基づいて制御パラメータを更新するので、複数のスピーカ／マイクシステムを用いる場合でも制御パラメータを最適に設定することができる。また、この無線ハンズフリー会話システムによれば、相対的位置関係が所定の条件、例えば、近接する２つのスピーカ／マイクシステムあるいは直線上に配置された３つ以上のスピーカ／マイクシステムに対して、これらを一体のスピーカ／マイクシステムとして制御パラメータを最適に設定することができる。
【００２６】
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。
上述の実施形態においては、無線アクセスポイント２０から位置計測質問信号を送信し、アレイシステム１０が位置計測質問信号の信号強度を計測する態様について説明した。しかし、アレイシステム１０が位置計測用の信号を送信し、無線アクセスポイント２０が信号強度を計測する構成としてもよい。また、位置計測質問信号は専用のものでなく、他の目的に使用する信号を位置計測質問信号として用いてもよい。要は、アレイシステム１０と無線アクセスポイント２０との間で通信される信号の強度を計測できればどのような構成でもよい。
【００２７】
上述の実施形態においては、使用者からの指示入力を契機に無線アクセスポイント２０から位置計測質問信号が送信される態様について説明した。しかし、位置計測質問信号が送信されるタイミングはこれに限定されるものではない。例えば、無線アクセスポイント２０から所定の時間間隔で定期的に位置計測質問信号を送信することとしてもよい。
【００２８】
上述の実施形態においては、アレイシステム１０が複数のスピーカおよびマイクを有するスピーカ／マイクアレイである態様について説明した。しかし、アレイシステム１０はスピーカアレイまたはマイクアレイのいずれか一方であってもよい。あるいは、アレイシステム１０に代わり単体のスピーカあるいはマイクまたはスピーカ／マイクユニットを用いてもよい。
【００２９】
上述の実施形態においては、管理装置３０がアレイシステム１０を制御する機能を有する態様について説明した。しかし、アレイシステム１０を制御する装置は管理装置３０に限られない。例えば、管理装置３０が行う処理を、任意のアレイシステム１０に行わせてもよい。この場合、各アレイシステムは自身の位置を測定する。各アレイシステムは、測定した位置を示す情報をマスタとなるアレイシステムに送信する。マスタとなるアレイシステムは、受信した位置情報を記憶し、これを管理する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ハンズフリー会話システム１の構成を示すブロック図である。
【図２】アレイシステム１０の構成を示すブロック図である。
【図３】管理装置３０の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…ハンズフリー会話システム、１０…アレイシステム、１１…ＳＰ／Ｍユニット、１２…制御回路、１３…ＣＯＤＥＣ、１４…エコーキャンセル回路、１５…無線ＩＦ、２０…無線アクセスポイント、３０…管理装置、３１…ＣＰＵ、３２…ＲＯＭ、３３…ＲＡＭ、３４…ＨＤＤ、３５…ＩＦ、３６…ディスプレイ、３７…キーボード、３９…バス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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