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第 26 回日本バーチャルリアリティ学会大会論文集（2021 年 9 月）

対面 - 遠隔ハイブリッド型会議において COVID-19
感染対策と円滑な音声対話を両立させる試行実験
An Experimental Study of Designing a System to Achieve Both COVID-19 Infection Control and Smooth
Voice Dialogue for in-Person and Remote Hybrid Meetings
瓜生大輔 1) ，澤田怜旺 2) ，柏野善大 1) ，稲見昌彦 1)

Daisuke URIU, Reo SAWADA, Zendai KASHINO and Masahiko INAMI1) 東京大学 先端科学技術研究センター（〒 153-8904 東京都目黒区駒場 4-6-1, uriu@star.rcast.u-tokyo.ac.jp）
2) 早稲田大学 先進理工学部応用物理学科
概要: 同室内に複数人が集い場とその他の遠隔参加者を交えたいわゆる「対面 - 遠隔ハイブリッド型会議」では、物理的距離の確保や飛沫拡散防止対策を行いながら全参加者の発話をクリアに集音・配信するための工夫が求められる。本研究では、このような環境下における円滑な音声対話を実現するための音響システムを東京大学内の研究室に設置し、連続的な試用と改善を行ったプロセスを報告する。
キーワード： テレプレゼンス, 音声コミュニケーション, 遠隔会議, COVID-19, 感染症対策

1.

序論

話者同士の距離があり、あるいは飛沫感染を防ぐための仕COVID-19 感染拡大によるリモートワークの一般化は、切りがあり、発話が聞き取りづらい状態でもある。これら個々人が遠隔会議用機器を準備する契機となった。会議のを考慮しつつ、それぞれの対面会議参加者に適切な音場空出席者全員がそれぞれ別の場所から接続する場合は、各人間を提供するために本研究を着想した。

が PC や適切なスマートフォン用のマイクやヘッドセットな本研究は、飛沫感染予防という課題から着想されたもの

どを準備することで円滑な会議進行が可能である。しかし、ではあるが、テレプレゼンス研究における音場空間設計手一部の出席者たちがオフィスなどに集い、遠隔 - 対面のハ法例を、そしてコロナ禍以後も継続すると考えられるハイイブリッド型会議となると状況が一変する。もともと遠隔ブリット型会議を円滑にかつ高品質に遂行するための知見

会議専用の設備が導入されていないオフィスの場合、とりを提供するものである。今日のテレプレゼンス研究は、テわけ音声を明瞭に集音・配信するための工夫が必要となる

レイグジスタンス研究に代表される視覚・聴覚以外の感覚[1]。対面での飛沫感染が懸念される中、十分な距離を確保伝送に関するもの [2] や、全方位カメラなどを用いた視覚しながらすべての発言を明瞭に集音することの両立には困

経験の拡張 [3] などに注目が集まっている。一方で、音声を難が伴う。1 つの会議用マイク・スピーカーの周りに複数人題材とした研究については立体音響技術などを用いた没入が密に集まることは望ましくない。複数人が同一空間内で感や臨場感の向上などに主眼を置く研究が見られる [4] が、複数のマイクを起動すると機器ごとの通信遅延差により音あくまで脇役的な位置づけに過ぎない。本研究成果は、他声が重畳し聞き取りづらくなる他、エコーキャンセリングシステムとの比較や詳しい性能評価などを含むものではな機能によりまったく会話が成立しない場合もある。

く、他所での再現性を保証するものではない。しかし、「多本研究では、このような状況への解決策の一つとして、通拠点接続型遠隔会議における音声制御」という、今後も避常ライブハウスなどに導入されている PA（Public Address）けては通れない課題を提起するとともに、一定の知見を提システム1 をミーティングスペースに導入し、遠隔会議用途供するものである。

への応用を試みる。数十人、数百人が一同に会す会議場の研究手法

場合、大音量で出力するための PA システムが用いられる

2.

が、今回の試みはあくまで 4〜5 人が対面で集い、その他多2.1

音響システムの基本構成

本研究の舞台は東京大学先端科学技術研究センター内の数の人が遠隔参加するような状況を想定する。さらに、発Living Lab Komaba に設置された直径 2,400mm の掘りご
1 PA 用のミキサーは、複数のマイクや楽器からの音声入力を適切なたつ型の円形テーブルを中心とする縦 3m、横 5m ほどの音量に調整し、ライブハウス会場内などに出力する機材である。こミーティングスペースである (図 1) 。約 8 名ほどが同時にれに加え、演奏者ごとに個別にミックス音声を作り出力する AUX出力機能がある。これは、ステージモニターなどに使用される出力で、（観客に向けた）メインミックスと独立して（各演奏者の要求に応じて）個別のミックス音声を出力できる。

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座ることができるが、COVID-19 感染対策として、現在は定員を 4 名に限定している。アクリル板で仕切られた区画お1 〜○
5 と表記
よび 1.5m ほど離れたソファをそれぞれ区画○-1D2-4-

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モニター

書棚
ソファ

ミキサー

⑤Macbook

③①

アクリル板

1 への AUX 出力 GAIN 設定(a) ○

スピーカー

②マイク

④テーブル

図 1: 音響システムの基本構成する。各区画には集音マイク（SAMSON C02）とアクティブ・モニタースピーカー（YAMAHA MSP3）を配置し、ミ1 からの入力への EQ 設定(b) ○キサー（Soundcraft Ui24R）に接続している。SAMSON

C02 はステレオ集音用のペア・コンデンサーマイクであるが、高い指向性と音質を兼ね備えたコストパフォーマンスの良い機材であるため採用した。Soundcraft Ui24R はすべての操作を WiFi 経由で行える、オーディオインターフェース機能を兼ね備えたデジタル・ミキサーである。20 本のマ1 に配置さイク入力に加え、8 本の AUX 出力を搭載する。○

れた遠隔会議用マシン Apple Macbook は、ミキサーからの音声を遠隔会議システム zoom に USB 接続で送信する。
1 からの入力への COMP 設定(c) ○zoom から出力される（遠隔参加者からの）音声は、ステレ

図 2: AUX 出力 GAIN, EQ, COMP の初期設定

オ・フォンケーブル経由でミキサーに出力される。遠隔会議時には Macbook から HDMI 出力や Apple TV などを介してテーブル前方の書棚に置かれたモニターに zoom の画面
1 〜○
5 の基本構成に加え、モニターの下にが表示される。○

はもう 1 台スピーカーが配置され、ミキサーと接続されている。こちらには zoom から出力される（遠隔参加者からの）音声のみが出力される。図 1 に描かれた黒色のケーブ
ルはマイク入力（＋ 48V ファンタム電源）緑色のケーブル
は AUX 出力を表す。

2.2〜3 回、1〜2 時間程度の会議が開催された。改善プロセス
は、著者らが各会議に同席した際に主観的に把握した問題点と、テーブル上に配置した質問紙、Google フォーム、研究室内の Slack チャンネルなどに記入された使用者からのフィードバックを反映する形で遂行した。また可能な場合は zoom の録画機能を用いて、適宜、会議終了後にも音声を分析した。

研究プロセスの概要

本研究は、上記ハードウェア設定を維持した状態で、2021

3.

年 5 月から 7 月にかけて実際にハイブリッド型会議を行いな

3.1

がら音声の入出力に関する諸設定の改善を繰り返すことにより遂行した。具体的には、Soundcraft Ui24R のデジタルミ1
キサー上で、各マイクからの入力音量を操作する GAIN、○5 それぞれのスピーカーへの AUX 出力音量の調整、特〜○定の音声周波数の音量を調整するイコライザー (以下 EQ)、システムの改善プロセス
初期設定

研究開始当初、すべてのマイクの GAIN を約 10dB とし、1各スピーカーへの出力音量は AUX 出力設定で調整した。○
4 の各 AUX 出力は、該当区画に配置されたマイクからの〜○入力音＜以外＞を一律約 5dB 出力する設定とした (図 2a)。
5 のみ約 6dB とした（図 7a）
他区画から距離がある○。これ設定した閾値より小さい入力音をカットする GATE、大きは、他の発話者からの発声音のみ一律に増幅することを意図な入力音を抑制し出力音量差を低減するコンプレッサー (以した設定である。EQ は会話音を強調するために 2〜5kHz下 COMP) を調節することにより、音響の改善を図った。

前後の周波数を強め、こもった音として聞こえる 500Hz 周

約 2ヶ月の研究期間、ミーティングテーブルでは平均週 2辺を抑制し、可聴域以外の高低音をカットした (図 2b)。まⒸ 2021 日本バーチャルリアリティ学会-1D2-4-

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1 の EQ 設定
図 5: ○

1 の GATE 設定
図 3: ○

2 から 1000Hz の音声を出力した時の各区画か
図 6: ○

図 4: ハウリング時の周波数スペクトルら測定した周波数スペクトル

た、マイクから集音された音声の出力音量差を抑えるために図 2c の通り COMP を設定した。GATE は使用せず、閾値 0dB とした。以後、これらの設定を変更・改善したプロセスについて述べる。

3.2

1 と○4 、○
2 と○3 )
とりわけ声が届きにくい向かい合う区画 (○同士の出力 GAIN を上げられるか検討した。まず、向かい改善プロセス 1

初期設定時、時折、高周波の残響音をともなうハウリングが発生した。この問題に対処するため、改善プロセス 1 では、GATE 及び EQ の調整を行った。GATE の設定では、各区画において発話がなされていない場合に環境音が集音されないように閾値を設定した。研究室という空間の特性上、空間内には様々な音源が存在する。空調機器をはじめ、近くにあるシンクの水道、電子レンジなどによる騒音を測定した2 。しかし、GATE の閾値を上げすぎると、騒音・環境音のみならず発話音もカットされ、会議参加者に不快感を与える可能性がある。以上を考慮し試行錯誤した結果、GATEの閾値を騒音の最大値に対して 15dB 程度抑える設定とした (図 3)。これに加え、ハウリングを引き起こす周波数を特定し、EQ の調整を試みた。ハウリングが確認された会議の録画音声の波形分析を行った結果、3kHz 付近の周波数で耳につく残響音が確認された (図 4)。これをふまえ、初期設定時より 3kHz 付近の周波数を抑制した (図 5)。

3.3

力の GAIN を上げる必要があるが、その分ハウリングが発生しやすくなるトレードオフがある。改善プロセス 2 では、合う区画同士のみ、初期設定から 1dB GAIN を上げ 6.0dBとした。しかしながら、会議の最中にハウリングが発生した。会議後に 5.5dB に設定した状態でハウリングが生じない
か、音量が適切であるかを確認するために 100Hz、250Hz、3 、○4500Hz、750Hz、1000Hz、2000Hz、3000Hz の音を○から発生させ、周波数スペクトルを観察した。この結果、ハウリングは生じず、各区画から聞こえる音量差も小さいことがわかった。入力音量と周波数スペクトルを同時に観察したところ、ハウリング時に起きる「特定の周波数帯のみが徐々に上昇する」現象は観測されなかった。一方、音量を各区画から計測するとすべて約 10dB 内に収まっているこ
3 から 1000Hz の音をとが確認された（例えば、図 6 は、○出したときの各区画で計測したスペクトルを表す）。3 以後、実際の会議中に問題点が発生しないか検証を続けた。

3.4

改善プロセス 31 〜○4 ）と離れた○5 には、独自の設定を行った。
他区画（○1 、○2 、○4 との距離があり、発話が聞き取りづら
とりわけ○改善プロセス 2

本システム構築の動機のひとつに、アクリル板により遮られた状態でありながら、距離が離れた区画同士の発話を聞き取りやすくすることがある。このためには可能な限り出1いため調整を施した。具体的には、AUX 出力 GAIN を○3 からは 5.9dB に設定した。これは筆者のからは 7.9dB、○5 から会議に参加した際、○1 、○3 からの参加1 人が実際に○者による発話を聴きながら主観的に判断し設定した。変更
2 無指向性マイク（MXL V67N）をテーブル中央高さ 1 ｍほどの

3 試験音には各周波数のサイン波を用い、各区画の話者着席位置か位置に配置して、集音・測定・分析した。

ら無指向性マイク（MXL V67N）で計測した。

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5 かるため定位感もともなう。しかし、比較的距離のある○らの発声は、遠隔参加者の音声なのか、同一空間内からの発声なのか区別できなかったと考えられる。現在、各区画はモノラルで集音・発音しているが、ステレオ化や立体音響の導入など [4] で改善が見込まれる。しかし、音源が増えれば増えるほど、その扱いは複雑化する。現場の目的に見合った改善案の検討が必要であろう。
システム使用時には、zoom を経由した遠隔参加者からのフィードバックも適宜得られた。幸い、ほとんどの会議お(a) 初期設定

いて音声は明瞭に聞き取れたが、発話の頭尾が切れるあるいは、唐突に切れた感じがする（GATE の効き過ぎ）、一時的にノイズが目立ったといった指摘があった。前者については GATE の微調整によりほぼ改善するが、その一方で環境音に起因するノイズについては除去に限界がある。オフィスや研究室といった日常的な環境におけるハイブリッド会議は今後も一定の頻度で重用される [1] ことを展望すると、音響工学の専門家でなくとも容易に使いこなせる環境音ノイズ対策手法開発は一つの課題といえるだろう。
本稿では、物理的な距離を取りながら複数人が対面する(b) 改良後設定

一方で多数の遠隔参加者とともに行う「ハイブリット型会
5 への AUX 出力 GAIN 設定
図 7: ○議」のための音声 PA システムの構築と改善プロセスを報告した。本研究成果は一研究室内での限られた試みであり、1 からの発話も聞き取りやすくにより、比較的距離がある○

普遍的な理論を提起するものではないが、日常生活空間になった。一方、初期設定では遠隔参加者からの発話はモニおけるハイブリッド会議のための音場空間構築という課題

ター下のスピーカーからのみ聞こえるようになっていたが、への一対処法として、今後の研究に応用・反映したい。

5 からは聞き取りづらかった。zoom 経由の遠隔参加者か○らの発話音声を-8.6dB の GAIN 設定で出力することによりこの問題を改善した。

4.

謝辞 本研究は JST ERATO（JPMJER1701）からの助成を受けたものである。

参考文献

課題と今後の展望
改善プロセス 3 までを終え、頻繁に発生していたハウリ[1] Barcoings?

ングの頻度を低減させ、また出力 GAIN を上げることで初室の特性上、軽微な変化がシステムのパフォーマンスに影arehybridmeet-

Why should you prepare your oﬃces for

11-03-what-are-hybrid-meetings (2020)
tence surrogate anthropomorphic robot VI”, International Journal of Humanoid Robotics, Vol.17, No.05,

完全には固定されていないため、機器の特性を理解していp.2050019 (2020)[3] M. Manabe, D. Uriu, T. Funatsu, A. Izumihara,

いった行動が見られた。一方で、そもそもシステムが稼働しT. Yazaki, I. Chen, Y. Liao, K. Liu, J. Ko,ていることに全く気づかない使用者も存在した。無意識に

Z. Kashino, A. Hiyama, M. Inami: “Exploring in theシステムの恩恵を受けられる場合にはむしろ理想的ともい

city with your personal guide: Design and user study

えるが、前使用者がマイクやスピーカーの位置を極端に移of T-Leap, a telepresence system”, in 19th Interna-動させていた場合には問題となる。今後、本システムを改

tional Conference on Mobile and Ubiquitous Multi-善する場合にも、使用者によって音響機器使用リテラシーに差があることを考慮にいれなければならないだろう。

“What[2] S. Tachi, Y. Inoue, F. Kato: “Telesar VI: Telexis-

響する。例えば、各区画に置かれたマイクやスピーカーはる使用者が、適切な向きに動かしたり、口元に近づける、とLtd:

them?”, in https://www.barco.com/en/news/2020-

期設定時よりも会話を聞き取りやすい音場を構築することに成功した。しかしながら、複数人が同時に生活する研究Co.,

media, pp.96–106 (2020)[4] I. Salselas, R. Penha, G. Bernardes: “Sound de-

5 から初め使用者から得られたフィードバックの中に、「○sign inducing attention in the context of audiovisualて発話があった際、どこから聞こえたのかわからずに戸惑っimmersive environments”, Personal and Ubiquitousた」という意見があった。円卓を囲んでいる者同士であれComputing (2020)

ば視覚的に誰が発話しているかを認識でき、生音も聞こえⒸ 2021 日本バーチャルリアリティ学会-1D2-4-