JP4311402B2

JP4311402B2 - 拡声システム

Info

Publication number: JP4311402B2
Application number: JP2005367553A
Authority: JP
Inventors: 敦子伊藤; 晃三木; 伸一佐原
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2005-12-21
Filing date: 2005-12-21
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2025-12-21
Also published as: US8265298B2; US20100150372A1; US7688986B2; US20070160240A1; JP2007174155A

Description

本発明は拡声システムに関する。

話者と聴衆が同じ室内に存在しており、その会場の広さがある程度以上であって肉声だけでは話者の発声内容が十分に聞き取れない場合には、拡声が必要となる。
拡声を行なう場合、明りょうな音を収音するために、通常は、固定のマイクロフォンが設置されており、その位置で話者が音声を発するか、もしくは、話者がマイクロフォンを持ち歩くことが必要であった。そして、質疑応答のとき等、話者が変わる場合にも、質問者が固定マイクロフォンの位置まで移動するか、もしくは、マイクロフォンを移動させる必要があった。
また、再生系では、集中配置又は天井に分散配置されたスピーカが用いられることが多いが、集中配置の場合はスピーカ近傍において、また分散配置の場合では話者近傍において、必要以上に拡声され、同一室内において均一な拡声が行われていなかった。

特許文献１には、固定マイクで収音された音声を天井に分散配置されたスピーカを用いて拡声するシステムにおいて、スピーカの音量をマイクロフォンに近づくにしたがって小さくなるように設定して肉声とスピーカの拡声音との合成音量を平均化するようにした寺院用音響システムが記載されている。
特開平９−６５４７０号公報

上述のように、従来の拡声システムにおいては、明りょうな音を収音するために、固定のマイクロフォンを設置し、その位置で話者が話すか、もしくは話者がマイクロフォンを持ち歩く必要があった。さらに、複数の話者が存在する場合には、話者が固定マイクロフォンの位置まで移動したり、あるいは、マイクロフォンを話者の位置まで移動させたりすることが必要であった。
有線マイクロフォンの移動は、マイクケーブルのケアが必要で話者への負担が大きいという問題があった。また、ワイヤレスマイクは、混信や電波法により免許取得や届出が必要であり、民生帯域では混信や盗聴（情報の漏えい）などの問題がある。
さらに、マイクが複数存在する場合にも、手動でマイクを切り替える必要があり、ときにはオペレータも必要となった。さらにまた、マイクロフォンが複数になると、１系統あたりのループゲインの低下により、ハウリング抑制や明りょう度や音質の確保が難しいという問題点があった。

そこで、本発明は、マイクロフォンの位置まで移動したり、あるいは、マイクロフォンを移動させたりする必要がなく、ハンズフリーでかつ高品質の拡声ができる拡声システムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の拡声システムは、室内に分散配置された複数のマイクロフォンと、前記室内に分散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の入力信号に基づいて話者の位置に対応するマイクロフォンを検出する音源検知部と、前記音源検知部で検出されたマイクロフォンの入力信号を選択して出力する入力切替部と、前記入力切替部から出力される信号をそれぞれのスピーカの配置に応じた出力レベル又は遅延時間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、前記音源検知部は、入力レベルが所定時間以上連続して閾値を超えるマイクロフォンを話者の位置に対応するマイクロフォンとして検出するものであり、前記閾値は、あらかじめ設定される最低閾値レベルを当初の閾値として、検出されたマイクロフォンの入力レベルが前記閾値よりも高いときはその入力レベルが新たな閾値とされ、前記閾値よりも低いときは段階的に低い値に設定されるようになされているものである。
また、前記音源検知部は、前記話者の位置に対応するマイクロフォンを検出した後、所定時間は、他のマイクロフォンを話者の位置に対応するマイクロフォンとして検出しないようになされているものである。
さらに、前記音源検知部は、検出したマイクロフォンの入力レベルが前記最低閾値レベルを下回る状態が所定時間以上継続したときは、該マイクロフォンの入力信号が前記入力切替部においてオフとされるように制御するものとされている。
さらにまた、前記音源検知部は、前記各マイクロフォンの入力レベルと前記閾値とを比較するときに、あらかじめ測定しておいた各マイクロフォンの暗騒音レベルに応じた補正を行うようになされているものである。
さらにまた、前記音源検知部は、前記各マイクロフォンの入力信号のうち音声のレベルのみが高い周波数帯域の信号に基づいて、前記話者の位置に対応するマイクロフォンを検出するようになされているものである。

このような本発明の拡声システムによれば、話者が移動しても分散配置されている複数のマイクロフォンが音源位置を検知し自動的にオンとなるため、マイクロフォンを持ち歩く必要がなく、話者が有線マイクのコードをケアする必要もない。
また、ワイヤレスマイクにありがちな混信や受信状態の変化を低減するとともに、情報漏えいを防止することができる。
さらに、質疑応答などで話者位置が変化しても、手動でマイクを切り替える必要がなく、オペレータを必要としない。
さらにまた、発話位置の近傍のマイクが選択されることにより、ループゲインが改善し、ハウリングの発生を防止することができるとともに、明りょう度も確保することができる。

図１は、本発明の拡声システムの一実施の形態の全体構成を示すブロック図である。
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などに分散配置された複数（ｍ個）のマイクロフォン、５は同じく天井など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することもでき、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することもできる。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。
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。

２は、前記複数のマイクロフォン１の各マイクロフォン（MIC1〜MICm）からの入力信号のレベルを監視して話者の位置（音源）を検出し、入力切替部３及び出力レベル／ディレイ制御部４に対して制御信号を出力する音源検知及び制御部、３は前記音源検知及び制御部２からの制御信号に基づいて話者が位置する場所に対応するマイクロフォンMICiから入力される信号を選択して出力する入力切替部、４は該入力切替部３で選択された入力信号に対して前記音源検知及び制御部２からの制御信号に基づいて前記複数のスピーカ５の各スピーカそれぞれに対応したレベル制御又はディレイ制御を行って前記複数のスピーカ５（SP1〜SPn）のそれぞれの前段に設けられた複数の電力増幅器（図示略）に出力する出力レベル／ディレイ制御部である。

前記音源検知及び制御部２は、前記複数のマイクロフォン（MIC1〜MICm）からの入力信号を常時モニタし、話し手の音声レベルが一番大きく入力されるマイクを検出する音源検出処理を行う。
この音源検出処理の詳細については後述するが、マイクロフォンの入力レベルが所定の閾値を所定時間以上連続して超えているマイクロフォンの中で最も入力レベルの高いマイクMICiを話し手近傍（音源位置）のマイクロフォンとして検出し、該検出したマイクロフォンをオンとする情報を前記入力切替部３に出力する。これに応じて、前記入力切替部３はそのマイクロフォンからの入力信号を選択して前記出力レベル／ディレイ制御部４に出力する。これにより、そのマイクロフォンがオンとされる。
また、MICiの入力レベルが低下し、他のマイクロフォンMICjに前記所定時間以上連続して所定の閾値以上のレベルの入力信号があった場合には、そのマイクMICjに音源位置が移動又は新たな音源が発生したと判定して、MICjを音源位置のマイクロフォンとして検出し、新たにMICjをオンとする。
さらに、MICi付近にいた話者が発話を停止し、MICiに所定レベル以上の入力信号が一定時間以上なくなった場合は、その位置の音源がなくなったものと判断し、MICiをオフとする。
このようにして、前記音源検知及び制御部２により、前記複数のマイクロフォンのうちの話者の位置に最も近いマイクロフォンが検出され、自動的にオンとされる。

前記出力レベル／ディレイ制御部４は、前記入力切替部３により選択されたマイクロフォンからの入力信号を前記複数のスピーカ５から出力するときの出力レベル及びディレイ量を各スピーカごとに設定する。
すなわち、前記音源検知及び制御部２により音源位置であるとして検出され、前記入力切替部３によりオンとされたマイクMICiからの入力信号を、室内のどの位置においても聴取位置の高さにおける音圧レベルが均一となり、話者からの直接音と各スピーカからの拡声音とが聴取位置で同じタイミングで到達するように、前記複数のスピーカ５（SP1〜SPn）から出力する信号の出力レベルと遅延時間（ディレイ）を設定する。
ここで、前記各スピーカからの出力信号のレベルについては、話者からの直接音と各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各スピーカの出力レベルを決定する。すなわち、直接音の距離減衰を補うように音源位置（検出されたマイクロフォンの位置）との距離に応じて各スピーカの出力レベルを制御するものであり、音源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。
また、前記ディレイ量は、音源位置から発せられる直接音が各スピーカ位置に到達するのに要する時間に対応する遅延時間をそれぞれのスピーカから出力される拡声信号に付与することにより、前記直接音と前記拡声音とが同じタイミングで聴取位置に到達するようにしたものであり、音源位置と各スピーカとの距離に基づいて算出するようにしてもよいし、予め各音源位置ごとに各スピーカまでの遅延時間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ディレイ量を決定するようにしても良い。
これにより、室内のどの聴取位置においても、明りょうで高品質に話者の発話を聴取することができる。

なお、上記においては、前記音源検知・制御部２においてマイクロフォンを検出するときに、入力レベルが所定の閾値を所定時間以上連続して超えているマイクロフォンの中で最も入力レベルの高いマイクロフォンを検出するようにしており、１本のマイクロフォンのみが選択されるようにしていたが、複数のマイクロフォンを選択して同時に複数系統の拡声を行うようにすることもできる。これにより、複数の話者が同時に発声しており、音源が複数ある場合に対応することができる。
例えば、２系統の拡声を行うものとすると、前記音源検知・制御部２は、前記複数のマイクロフォン（MIC1〜MICm）からの入力信号をモニタし、入力レベルが所定時間以上連続して所定の閾値を超えているマイクロフォンが２本ある場合、その２本のマイクMICi、MICjに音源が位置すると判定し、この２本のマイクMICi、MICjを音源位置のマイクロフォンとして検出する。これに応じて、前記入力切替部３は、MICi、MICjからの信号を選択して出力レベル／ディレイ制御部４に出力する。
前記出力レベル／ディレイ制御部４は、該検出された複数のマイクロフォンの各マイクロフォンごとに、上述の場合と同様に、室内のどの位置においても音圧レベルが均一となるように各スピーカの出力レベルとディレイ量を制御して拡声する。上述の例では、複数系統の入力信号を処理することのできる前記出力レベル／ディレイ制御部４において、マイクMICi、MICjそれぞれからの入力信号に対して、各スピーカに出力する信号のレベルとディレイ量をそれぞれ制御し、その後で両系統の出力信号を加算して各スピーカに出力すればよい。

前記音源検出処理の詳細について図２を参照して説明する。
複数のマイクの中から、話し手の音声レベルが一番大きく入力されるマイクを検出するために、前記音源検知及び制御部２は、所定時間間隔（例えば、１０ｍｓ）ごとに、全てのマイクロフォンMIC1〜MICmの入力信号に対してステップＳ１〜Ｓ４の処理を繰り返し行い、音源位置のマイクロフォンを選択する。
まず、ステップＳ１において、各マイクロフォンからの入力信号からフィルタ（ＬＰＦ，ＨＰＦ又はＢＰＦ）を用いて音声のみを含む周波数帯域の信号を抽出し、所定の時間間隔（１０ｍｓ）ごとの信号レベルの平均値をそのマイクロフォンのその時間の入力信号レベルとする。
すなわち、室内で発生する音声以外の音（例えば、紙をめくる音やスリッパの音など）によるマイクの検出を避けるために、人間の音声のレベルのみが高くなる周波数帯域でフィルタリングを行い、その後にレベル比較を行うようにする。なお、前記周波数帯域は、人間の音声のレベルの高さのみで決定するのではなく、その周波数帯域におけるマイクロフォンの指向特性にも配慮して決定する必要がある。また、複数の周波数帯域（例えば、１２５Hzと４kHz）でフィルタリングを行い、該複数の周波数帯域のそれぞれにおいてレベルが高い場合に音声として判断するようにしてもよい。さらにまた、所定の一つ又は複数の周波数帯域でフィルタリングを行い、該所定の周波数帯域のそれぞれにおいてレベルが低い場合に音声として判断するようにしてもよい。

次に、ステップＳ２で、暗騒音（Back Ground Noise）の補正処理を行う。
室内には、空調音などの暗騒音があり、そのレベルはマイクロフォンの位置によって異なる。そこで、音源検出を始める前（聴衆が入室する前）に、あらかじめ各マイクの近傍にどれだけのレベルの暗騒音が存在するかを測定しておく。そして、各マイクの暗騒音レベルと室全体の暗騒音レベル（全マイクの暗騒音レベルの平均値）との差を測定し、それぞれのマイクロフォンの入力レベル又は閾値に対してその差分を補正する。なお、暗騒音レベルは各マイクロフォンへの入力信号のエネルギーを数秒間平均した値を用いる。
図３は、各マイクの暗騒音レベルと室全体の暗騒音レベルの一例を示す図である。この図に示すように、各マイクの暗騒音レベルと室全体の暗騒音レベルの差を補正レベルとする。すなわち、図示する例では、マイクMIC1、MIC2及びMIC4の暗騒音レベルは、それぞれ、室全体の暗騒音レベルよりもａ１、ａ２及びａ４だけ高く、マイクMIC3及びMIC(m-1)の暗騒音レベルは、それぞれ、室全体の暗騒音レベルよりもａ３及びａ（ｍ−１）だけ低い。そこで、マイクMIC1、MIC2及びMIC4については、それぞれ、その入力レベルからａ１、ａ２及びａ４を差し引いた値を閾値と比較し、マイクMIC3及びMIC(m-1)については、それぞれ、その入力レベルにａ３及びａ（ｍ−１）を加えた値を閾値と比較するようにしている。あるいは、各マイクロフォンの閾値として、基準となる閾値にそのマイクロフォンの補正レベルを加算あるいは減算した値を用いるようにしても良い。
このように、各マイクロフォンの暗騒音レベルの影響を排除して各マイクロフォンの入力レベルと閾値とを比較するようにしている。

次に、ステップＳ３で、前記入力レベルと比較する閾値を設定する。
発声音が分散配置されたマイクロフォンへ到達する時刻は、話者と各マイクロフォンとの間の距離に応じて多少のずれが生じる。オンとされるべきマイクロフォンは、通常、話者の一番近くに存在するため、一番早く音が到達し、距離が長くなるに応じて到達時間も長くなる。このとき、話者が少しの間、発話をやめると、音声が遅れて到達する隣のマイクロフォンの入力レベルの方が音源位置として検出されたマイク（以下、「検出マイク」とよぶ。）の入力レベルよりも高くなることがあり、検出マイクが隣のマイクへ移動してしまうことがある。このようなことが発生するのを防止する必要がある。
そこで、本発明においては、検出マイクの入力レベルに応じて閾値を動的に変化させるようにしている（動的閾値）。
閾値は次のルールで変化させる。
（１）検出マイクがない場合は、閾値を最低閾値レベルに設定する。最低閾値レベルは、その部屋の暗騒音レベルよりも十分高く、通常の人間の音声のレベルよりも低い値とする。
（２）検出マイクの入力レベルが最低閾値レベルよりも低い場合は、閾値は最低閾値レベルに設定する。
（３）検出マイクの入力レベルが閾値よりも高い場合は、所定時間経過後に閾値を検出マイクの入力レベルに設定する。
（４）検出マイクの入力レベルが閾値よりも低い場合は、所定の更新時間間隔で閾値のレベルを一定レベルずつ減少させる。

図４に示す例に基づいて説明する。なお、この図においては、第２のマイクmic2は、第１のマイクmic1よりも音源から遠くの位置にあるために、mic2の入力レベルの時間軸がmic1の入力レベルの時間軸より遅れて表示されている。
時刻ｔ０に第１のマイクmic1の入力レベルが最低閾値レベルよりも高くなっている。
後述するように、衝撃音などによりマイクが誤検出されるのを防止するために、マイクの入力レベルが所定時間（この例では、５０ｍｓ）以上連続して閾値を超えたときに、そのマイクを音源位置として検出するように設定されている。
時刻ｔ１になると、第１のマイクmic1の入力レベルが閾値よりも高い状態が５０ｍｓ以上継続したため、第１のマイクmic1が音源位置として検出される（オンとなる）。このとき、上記（３）により、閾値は第１のマイクmic1の入力レベルに設定される。次の１０ｍｓの入力レベルがこの閾値と比較されることとなる。
時刻ｔ２になると、第１のマイクmic1に対する入力レベルが閾値よりも下がるため、上記（４）により、閾値は所定時間毎に所定レベルずつ低下していく。この例では、０．２５ｄＢ／１０ｍｓで下がっていく。この間、図示するように、隣接する第２のマイクmic2に対する入力レベルの方が第１のマイクmic1に対する入力レベルよりも高くなることがあるが、通常、第２のマイクmic2のレベルが長時間（５０ｍｓ以上）連続して閾値を越えることはない。なぜなら、mic1への入力がなくなると、遅れて到達するmic2への入力もなくなるからである。
時刻ｔ３になると、第１のマイクmic1の近傍の話者が発話を再開し、第１のマイクmic1の入力レベルが閾値を越えたため、上記（３）により、閾値が第１のマイクmic1の入力レベルに持ち上げられる。
その後、第１のマイクmic1の入力レベルが連続して閾値を下回り、閾値のレベルが所定のレベルずつ減少し続けて、時刻ｔ４に最低閾値レベルに到達している。

このように、本発明においては、閾値を検出マイクの入力レベルに応じて持ち上げ、検出マイクの入力レベルが閾値よりも低くなったときに閾値をゆるやかに低下させるようにしている。これにより、検出マイク（mic1）への入力が短期間途絶えたときに、隣接するマイク（mic2）が検出されることを防止することができる。

ステップＳ４では、前述した衝撃音の排除をしながら、閾値を超えるチャンネル（マイク）を抽出し、入力レベルが所定時間連続して閾値を超えるマイクのうちで、最も入力レベルの高いマイクを検出マイクとして選択する。
図５は、前記衝撃音の排除について説明するための図である。但し、この図においては、煩雑さを避けるために、閾値は動的に設定されておらず一定であるものとして図示している。
前述のように、本発明においては、衝撃音によりマイクが誤選択されるのを防止するために、入力レベルが所定時間以上連続して設定された閾値を超えている場合にのみ、そのマイクをオンにするようにしている。
ここで、前記所定時間が短すぎると、室内に存在する音声以外の種々の音によって検出マイクが切り替わってしまうが、逆に、長すぎると、しゃべり始めの部分が拡声されなくなってしまう。さらに、前記図１に示した入力切替部３でマイクをオンとするために必要となる処理時間（１０ｍｓ程度）も考慮する必要があるが、聴感的には音声が発せられてから実際にマイクがオンされるまでが１００ｍｓ以内となるように設定するのが好ましい。
図５に示した例では、入力レベルが５０ｍｓ以上連続して設定された閾値を越えたときにそのマイクをオンとするようにしている。すなわち、第１のマイクmic1の入力レベルは時刻ｔ０で閾値を超えたが、時刻ｔ１になると閾値を下回り、連続して閾値を超えた時間が２０ｍｓで、５０ｍｓに達していないのでマイクmic1はオンとされない。一方、第２のマイクmic2は、その入力レベルが時刻ｔ２で閾値を超え、連続して５０ｍｓ以上閾値を超えたので、時刻ｔ３でオンとされている。
これにより、衝撃音によりマイクが誤検出されるのを防ぐことができる。

以上のステップＳ１〜Ｓ４を複数のマイクロフォン（MIC1〜MICm）のそれぞれについて繰り返し行い、入力レベルが連続して所定時間閾値を超えたマイクロフォンのうち、最も入力レベルの高いマイクロフォンを音源位置のマイクロフォンとして検出する。なお、複数系統（例えば、２系統）の拡声を行う場合には、例えば、入力レベルの高い方から複数個（例えば、２個）のマイクロフォンを音源位置のマイクロフォンとして検出する。
そして、該選択したマイクロフォンをオンとするためのマイクオンコマンドを前記入力切替部３に送る（ステップＳ５）。これに応じて、入力切替部３は、検出されたマイクロフォンからの入力信号を選択して前記出力レベル／ディレイ制御部４に出力する。

このようにして、話し手に最も近いマイクが音源位置として検出されるのであるが、本発明においては、検出されたマイクをオンとした後、該検出されたマイクが激しく切り替わるのを防止するために、検出したマイクのオン状態を保持する処理を行う（ステップＳ６）。
すなわち、一度マイクが検出されると、該検出されたマイクは、どのような条件下（他のマイクの入力レベルの方が高い、など）であっても、その入力レベルが閾値を下回ってから、ある一定時間（設定マイク保持時間）はオンされた状態を保つようにする。
図６は、この検出マイクのオン状態を保持する処理について説明するための図である。但し、この図では、煩雑さを避けるために、閾値は動的に設定されておらず一定であるものとして図示している。
図６に示した例では、第１のマイクmic1の入力レベルが時刻ｔ０で閾値を超え、５０ｍｓ以上連続して閾値を超えたため、時刻ｔ１で第１のマイクmic1がオンとされている。その後、時刻ｔ２で第１のマイクmic1の入力レベルは閾値よりも低くなり、その状態が継続しているが、第１のマイクmic1のオン状態は継続されている。そして、時刻ｔ３に第２のマイクmic2の入力レベルが閾値を超え、５０ｍｓ以上連続して閾値を超えているが、第１のマイクmic1の入力レベルが閾値よりも低くなった時刻ｔ２から設定マイク保持時間（この例では、６００ｍｓ）経過するまでは、第１のマイクmic1のオン状態が保持されており、該６００ｍｓを経過した時刻ｔ４になって第２のマイクmic2がオンとされ、第１のマイクmic1がオフとされている。
このように、一度検出された第１のマイクmic1は、途中でその入力レベルが閾値を下回り、他のマイクの入力レベルが閾値を超えても、設定マイク保持時間の間は、検出マイクが切り替わらないようになされている。これにより、検出マイクが頻繁に切り替えられるのを防止することができる。

なお、複数系統のマイクを拡声する場合にも、同様に適用することができる。この場合には、オンとされている複数のマイクのうち、最初に入力レベルが閾値を下回ったマイクが閾値を下回った時刻から設定マイク保持時間（６００ｍｓ）を経過する場合に、入力レベルが所定時間（５０ｍｓ）以上連続して閾値を上回っている他のマイクがあれば、オンと保持されているマイクにかかわらず、その他のマイクをオンとするように制御すればよい。

また、前記音源検知及び制御部２は、発話者が発話をやめた後に暗騒音のみが拡声されるのを防ぐために、自動マイクオフの処理を行い（ステップＳ７）、マイクオフコマンドを前記入力切替部３に送出する（ステップＳ８）。前記入力切替部３では、該マイクオフコマンドに応じてマイク入力をオフとする（ステップＳ１２）。すなわち、前記出力レベル／ディレイ制御部４への信号入力をオフとする。

図７は、前記自動マイクオフの処理について説明するための図である。但し、この図では、閾値は動的に変化しないものとして図示している。
この処理では、検出マイクに対してある一定時間（マイクオフ設定時間）を越えて最低閾値レベルよりも高い入力がない場合には、そこには話者がいないと判断して自動的にマイクをオフにする処理である。
図７に示した例では、時刻ｔ０に第１のマイクmic1に対する入力レベルが閾値を上回り、５０ｍｓ以上連続して閾値を越えたため、時刻ｔ１にマイクmic1がオンとなるが、時刻ｔ２にその入力レベルが閾値を下回り、マイクオフ設定時間（この例では、１２０ｓ）の間、閾値よりも高いレベルの入力が無かったため、時刻ｔ３にマイクmic1が自動的にオフされている。
このように、話者が発話をやめてから所定時間経過後に自動的にマイクをオフとすることにより、暗騒音のみが拡声されるのを防止することができる。

以上のように、前記音源検知・制御部２によれば、入力レベルが所定時間（例えば、５０ｍｓ）以上連続して閾値を上回ったマイクロフォンのうち、入力レベルが最も高いマイクロフォンが音源位置のマイクロフォンとして検出される。該検出されたマイクロフォンは、その入力レベルが閾値を下回っても、該閾値を下回ったときからマイクオフ設定時間（例えば、６００ｍｓ）の間は、他のマイクロフォンが検出されることはなく、検出されている。検出されたマイクロフォンの入力レベルが閾値を下回ってから前記マイクオフ設定時間（６００ｍｓ）を経過した後に、入力レベルが前記所定時間（５０ｍｓ）以上連続して閾値を上回った他のマイクロフォンがあるときは、そのマイクロフォンが新たに検出される。そのような他のマイクロフォンがないときは、前記検出されたマイクロフォンがそのまま検出されている。検出されたマイクの入力レベルがマイクオフ設定時間（例えば、１２０ｓ）以上閾値を上回らなかったときは、該マイクロフォンはオフとされる。

なお、前記ステップＳ１の音声レベルのみが高い周波数帯域の信号の抽出、ステップＳ２の暗騒音の補正、ステップＳ６のマイクオンの保持、及び、ステップＳ７の自動マイクオフの処理は全てを実行する必要はなく、任意のものを選択して実行するようにしてもよい。
また、以上の説明においては、各マイクロフォンの入力レベルを１０ｍｓごとの平均値により算出していたが、これに限られることはなく、他の時間間隔ごとに算出するようにしてもよい。さらに、前述した閾値レベルを減少させるときのレート、衝撃音を排除するための所定時間、設定マイク保持時間、マイクオフ設定時間などは、上述した例に限られることはなく、個々の場合に応じて任意の値を用いればよい。

本発明の拡声システムの一実施の形態の構成を示す図である。音源検知及び制御部における音源検出処理のフローを示す図である。暗騒音を補正する処理について説明するための図である。閾値を動的に変更する処理（動的閾値）について説明するための図である。衝撃音を排除する処理について説明するための図である。マイクオンを保持する処理について説明するための図である。自動マイクオフの処理について説明するための図である。

符号の説明

１：マイク群、２：音源検知及び制御部、３：入力切替部、４：出力レベル／ディレイ制御部、５：スピーカ群

Claims

室内に分散配置された複数のマイクロフォンと、
前記室内に分散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の入力信号に基づいて話者の位置に対応するマイクロフォンを検出する音源検知部と、
前記音源検知部で検出されたマイクロフォンの入力信号を選択して出力する入力切替部と、
前記入力切替部から出力される信号をそれぞれのスピーカの配置に応じた出力レベル又は遅延時間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、
前記音源検知部は、入力レベルが所定時間以上連続して閾値を超えるマイクロフォンを話者の位置に対応するマイクロフォンとして検出するものであり、
前記閾値は、あらかじめ設定される最低閾値レベルを当初の閾値として、検出されたマイクロフォンの入力レベルが前記閾値よりも高いときはその入力レベルが新たな閾値とされ、前記閾値よりも低いときは段階的に低い値に設定されるものであることを特徴とする拡声システム。
前記音源検知部は、前記話者の位置に対応するマイクロフォンを検出した後、所定時間は、他のマイクロフォンを話者の位置に対応するマイクロフォンとして検出しないようにな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。
前記音源検知部は、検出したマイクロフォンの入力レベルが前記最低閾値レベルを下回る状態が所定時間以上継続したときは、該マイクロフォンの入力信号が前記入力切替部においてオフとされるように制御するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の拡声システム。
前記音源検知部は、前記各マイクロフォンの入力レベルと前記閾値とを比較するときに、あらかじめ測定しておいた各マイクロフォンの暗騒音レベルに応じた補正を行うようになされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の拡声システム。
前記音源検知部は、前記各マイクロフォンの入力信号のうち音声のレベルのみが高い周波数帯域の信号に基づいて、前記話者の位置に対応するマイクロフォンを検出するようになされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の拡声システム。