インターホン装置
【課題】 スピーカからマイクロホンへ伝わる音波の伝達関数が周波数特性を有していても、スピーカ音のキャンセル処理性能が簡易に向上し、ハウリングを防止することができるインターホン装置を提供する。
【解決手段】 信号処理部８５は、マイクロホンＭ２の音声信号のＡ／Ｄ変換タイミングを遅らせて、マイクロホンＭ１，Ｍ２の各音声信号の位相を所定周波数において一致させるＡ／Ｄ変換回路８５ｃ，８５ｄと、スピーカ音に対するマイクロホンＭ１，Ｍ２の各出力レベルを一致させる適応フィルタ９１を用いた振幅調整手段と、Ａ／Ｄ変換回路８５ｃ，８５ｄ，適応フィルタ９１を通過したマイクロホンＭ１，Ｍ２の各音声信号の差であるｎ個の音声信号を出力する演算部９２と、ｎ個の音声信号から最小の信号を選択して出力する信号選択部９３とを備える。
【解決手段】 信号処理部８５は、マイクロホンＭ２の音声信号のＡ／Ｄ変換タイミングを遅らせて、マイクロホンＭ１，Ｍ２の各音声信号の位相を所定周波数において一致させるＡ／Ｄ変換回路８５ｃ，８５ｄと、スピーカ音に対するマイクロホンＭ１，Ｍ２の各出力レベルを一致させる適応フィルタ９１を用いた振幅調整手段と、Ａ／Ｄ変換回路８５ｃ，８５ｄ，適応フィルタ９１を通過したマイクロホンＭ１，Ｍ２の各音声信号の差であるｎ個の音声信号を出力する演算部９２と、ｎ個の音声信号から最小の信号を選択して出力する信号選択部９３とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インターホン装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、屋内に設置されるインターホン装置があり、他の場所に設置されたインターホン装置からの音声を出力するスピーカや、他のインターホン装置へ伝達する音声を入力するマイクロホン等を備えている。
【０００３】
そして、スピーカから発生した音声がマイクロホンに回り込むとハウリングが生じることになるから、様々なハウリング防止対策が採られている。例えば、スピーカと一対のマイクロホンとを備えて、両マイクロホンとスピーカとの距離の差に相当する音波の遅延時間だけスピーカに近いほうのマイクロホンの出力を遅延させる遅延回路と、スピーカからの音声に対する両マイクロホンの出力レベルを一致させるレベル調整増幅回路と、遅延回路とレベル調整増幅回路とを通った両マイクロホンの出力を両入力とする差動増幅回路とを設け、差動増幅回路の出力を送話信号とするインターホン装置が提案された。
【０００４】
このインターホン装置では、両マイクロホンでスピーカからの音声を拾った後、遅延およびレベル調整を行なって両マイクロホンに入力されるスピーカからの音声成分を差動増幅回路で相殺することで、スピーカからの音声成分のみを除去して（キャンセル処理）、ハウリングを防止しようとしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許３２２６１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、スピーカから発せられた音声はマイクロホンに伝達されて音声信号に変換されるが、スピーカからマイクロホンへ伝わる音波の伝達関数は周波数特性を有しており、マイクロホンで集音される音声の位相、振幅は、周波数に依存している。このことが、スピーカ音のキャンセル処理性能を劣化させる原因となっていた。
【０００６】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、スピーカからマイクロホンへ伝わる音波の伝達関数が周波数特性を有していても、スピーカ音のキャンセル処理性能が簡易に向上し、ハウリングを防止することができるインターホン装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、伝達された音声情報を出力するスピーカと、音声を集音して音声信号を出力する第１のマイクロホンと、スピーカからの距離が第１のマイクロホンより遠い位置に配置されるとともに音声を集音して音声信号を出力する第２のマイクロホンと、第１，第２のマイクロホンが出力する各音声信号を信号処理して伝達する信号処理部とを備えて、第１，第２のマイクロホンとスピーカとの各距離の差に相当する所定周波数の音波の伝達時間を遅延時間とし、信号処理部は、前記遅延時間に応じてスピーカからの音声に対する第１，第２のマイクロホンの各音声信号の位相を前記所定周波数において一致させる遅延時間調整手段と、スピーカからの音声に対する第１，第２のマイクロホンの各音声信号の振幅比を調整する適応フィルタを用いた振幅調整手段と、遅延時間調整手段，振幅調整手段を通過した第１，第２のマイクロホンの各音声信号の差を出力する演算手段とを備え、振幅調整手段は、スピーカからの音声に対する第１，第２のマイクロホンの各音声信号の振幅比を変化させながら、前記演算部によって第１，第２のマイクロホンの各音声信号の差を演算し、第１，第２のマイクロホンの各音声信号の振幅比を、当該演算結果が最小となる振幅比に設定する逐次最適調整を行うことを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、スピーカからの音声に対する第１，第２のマイクロホンの各出力レベルを一致させる振幅調整手段に適応フィルタを用いることによって、スピーカからマイクロホンへ伝わる音波の伝達関数が周波数特性を有していても、スピーカ音のキャンセル処理性能が簡易に向上し、ハウリングを防止することができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１において、前記スピーカからの音声に対する第１のマイクロホンの音声信号を第２のマイクロホンの音声信号で除した振幅比が第１の所定値以上であり、当該振幅比が周波数に対して変動する幅を当該変動幅の中心値で除した値が第２の所定値以下となるように、スピーカと第１，第２のマイクロホンとを配置したことを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、信号処理部が出力する音声信号に含まれる話者音の劣化を抑制するとともに、良好なＳ／Ｎ比（前方からの話者音のみの音声成分をＳ、第１，第２のマイクロホンの各出力の振幅比を逐次最適調整することによって発生する雑音成分をＮとする）を維持することができる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または２において、前記遅延時間調整手段は、第１のマイクロホンが出力する音声信号をＡ／Ｄ変換する第１のＡ／Ｄ変換手段と、第２のマイクロホンが出力する音声信号をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄ変換手段とを備え、第１のＡ／Ｄ変換手段が第１のマイクロホンからの音声信号をＡ／Ｄ変換したタイミングから前記遅延時間経過したときに、第２のＡ／Ｄ変換手段が第２のマイクロホンからの音声信号をＡ／Ｄ変換することを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、第１，第２のＡ／Ｄ変換手段に低サンプリング周波数のＡ／Ｄ変換手段を用いたとしても、正確な遅延時間の調整が可能となる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかにおいて、前記信号処理部は、第１，第２のマイクロホンの各音声信号の位相差を変化させながら、前記演算部によって第１，第２のマイクロホンの各音声信号の差を演算し、第１，第２のマイクロホンの各音声信号の位相差を、当該演算結果が最小となる位相差に設定する逐次最適調整を行う位相調整手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、第１，第２のマイクロホンが集音する音声信号の振幅の周波数特性だけでなく、遅延時間の周波数特性も考慮して、音声信号の振幅補正、遅れ時間補正を行うので、さらにスピーカ音のキャンセル効果がさらに向上し、ハウリング防止効果がさらに向上する。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項４において、第１のマイクロホンが出力する音声信号をＡ／Ｄ変換する第１のＡ／Ｄ変換手段と、第２のマイクロホンが出力する音声信号をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄ変換手段とを備え、前記位相調整手段は、第１，第２のＡ／Ｄ変換手段のうち少なくとも一方のＡ／Ｄ変換手段が連続して出力した２つのデジタル値を結ぶ直線に沿って音声信号が連続して推移していると判断し、第１，第２のマイクロホンの各音声信号の位相差を変化させながら前記演算部によって第１，第２のマイクロホンの各音声信号の差を演算する際には、少なくとも一方のＡ／Ｄ変換手段の音声信号として当該直線上の値を用いることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、音声信号の振幅を直線近似によって推測するので、簡易な構成で位相調整を容易に行うことができる。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項１乃至５いずれかにおいて、前記信号処理部は、前記スピーカに入力される信号が所定の閾値以下の場合は、少なくとも前記遅延時間調整手段、振幅調整手段、演算手段によるスピーカ音のキャンセル処理を行わないことを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、スピーカ音のレベルが所定の閾値以下であると判定すれば、スピーカ音のキャンセル処理を停止し、不要なキャンセル処理による話者音の劣化を防止できる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明では、スピーカからマイクロホンへ伝わる音波の伝達関数が周波数特性を有していても、スピーカ音のキャンセル処理性能が簡易に向上し、ハウリングを防止することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
（実施形態１）
本実施形態のインターホン装置Ｊは図８〜図１０に示され、本装置の外郭を形成する装置本体Ｊ１と、装置本体Ｊ１に取り付けられるスピーカモジュールＪ２、音声処理モジュールＪ３、マイクロホンＭ１（第１のマイクロホン），マイクロホンＭ２（第２のマイクロホン）、各種ボタンスイッチＳＷ１〜ＳＷ３とで構成されており、建物内の適所において埋め込み配設されたボックスＢＸの前面に取り付けられる。そして、ボックスＢＸを介して配線された情報線Ｌｓが接続され、部屋間で情報線Ｌｓを介した双方向の通話機能を有する。インターホン装置Ｊの電源は、設置場所の近傍に設けたコンセントから供給されるか、あるいは情報線Ｌｓを介して供給されてもよい。なお、図９において、後述するスピーカＳＰの構成要件の一部（ヨーク２０や永久磁石２２等）は省略している。
【００２２】
装置本体Ｊ１は、ＡＢＳ（Acrylonitrile-Butadiene-Styrene resin）またはＰＣ−ＡＢＳ（PolyCarbonate−Acrylonitrile-Butadiene-Styreneresin）を成形して、後面および上下面を開放した略函状に形成され、その側面下部から後方に延設されて外側に係止爪を具備する係止片１０１がボックスＢＸの図示しない係止突起に係止し、さらに上下端略中央に形成された切欠部１０２を介して、図示しない取付ねじをボックスＢＸの図示しないねじ孔に螺合させることで、装置本体Ｊ１がボックスＢＸに取り付けられる。そして、装置本体Ｊ１は、その上下端に取付孔１０３を設けており、取付孔１０３にねじを挿通させることで壁面等の構造物に固定される。
【００２３】
また、装置本体Ｊ１の側面上部から後方へ延設されて内側に係止爪を具備する係止片１０４，１０５によって函状のスピーカモジュールＪ２の後面が係止されることによって、スピーカモジュールＪ２が装置本体Ｊ１の内側に取り付けられ、スピーカモジュールＪ２が対向する装置本体Ｊ１の前面には、スピーカモジュールＪ２が具備するスピーカＳＰからの音を通過させるための複数の音孔７が設けられている。この音孔７は、装置本体Ｊ１の前面上部の略中央に、複数の音孔７が略円状に形成されており、さらにその周囲にはディンプル加工による複数の凹部７ａが形成されている。
【００２４】
また、装置本体Ｊ１の側面下部から後方へ延設されて内側に係止爪を具備する係止片１０６によって函状の音声処理モジュールＪ３の後面が係止されることによって、音声処理モジュールＪ３が装置本体Ｊ１の内側に取り付けられる。音声処理モジュールＪ３が対向する装置本体Ｊ１の前面には開口部１１０，１１１，１１２が設けられており、通話ボタンＳＷ１、警報停止ボタンＳＷ２、室内呼び出しボタンＳＷ３の裏面に各々形成された突起が各開口部１１０，１１１，１１２に前方から挿通し、音声処理モジュールＪ３の前面に取り付けられ、装置本体Ｊ１の下部に形成された一対の取付孔１０３が通話ボタンＳＷ１によって覆われる。
【００２５】
また、装置本体Ｊ１の上部には、複数の凹部７ａが形成されたプレートＪ４が前方から係止によって取り付けられ、装置本体Ｊ１の上部に形成された一対の取付孔１０３がプレートＪ４によって覆われる。
【００２６】
さらに、図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように（なお、図１１（ｂ）のＺ１−Ｚ１断面が図１１（ａ）に示され、図１１（ｂ）のＺ２−Ｚ２断面が図１１（ｃ）に示される）、スピーカモジュールＪ２が対向する装置本体Ｊ１の内面において、略円状に複数形成された音孔７の略中央に１つ目の円柱型のボス７１が突設され、音孔７の側方（音孔７に対向しない箇所）に２つ目の円柱型のボス７２が突設されており、ボス７１の軸方向の端面に形成された円状の凹部７１ａにマイクロホンＭ１が取り付けられ、ボス７２の軸方向の端面に形成された円状の凹部７２ａにマイクロホンＭ２が取り付けられており（図８参照）、マイクロホンＭ１，Ｍ２の位置決めを容易に行うことができる。ここで、マイクロホンＭ１，Ｍ２は円盤状の外郭を有し、その外周面にゴムキャップＧを設けており、マイクロホンＭ１，Ｍ２を凹部７１ａ，７２ａに圧入すれば、ゴムキャップＧの弾性によって凹部７１ａ，７２ａ内に固定されるので、接着剤等の固定手段を用いることなく、組み立てが容易になる。または、凹部７１ａ，７２ａの内側面に弾性を有するエラストマを形成すれば、マイクロホンＭ１，Ｍ２にゴムキャップＧを設ける必要がなく、マイクロホンＭ１，Ｍ２を凹部７１ａ，７２ａ内に容易に固定することができる。さらには、ボス７１，７２全体が弾性を有するエラストマで形成されてもよい。
【００２７】
さらに、マイクロホンＭ１，Ｍ２からは音声信号を出力する一対の配線Ｗ１，Ｗ２を各々導出しており、配線Ｗ１，Ｗ２は、凹部７１ａ，７２ａから下方へ形成された溝部７１ｂ，７２ｂ内に配設されて、音声処理モジュールＪ３に引き込まれており、スピーカモジュールＪ２との干渉を防止するとともに、配線経路を確保している。また、マイクロホンＭ１，Ｍ２は、バックエレクトレット型のエレクトレットコンデンサマイクロホンで構成されている。
【００２８】
而して、装置本体Ｊ１の内面には、スピーカモジュールＪ２、音声処理モジュールＪ３、マイクロホンＭ１，Ｍ２が取り付けられており、ボックスＢＸ内に設けた図示しない電源回路が、外部から供給される商用電源を安定した直流電圧からなる内部回路の動作電源に変換して、各部へ供給している。
【００２９】
スピーカモジュールＪ２は、音孔７に対向して装置本体Ｊ１の内面に取り付けられており、図１２〜図１４に示すように、後面に開口を設けて樹脂成形されたボディＪ２１と、ボディＪ２１の開口に覆設する平面状に樹脂成形されたカバーＪ２２とで幅４０ｍｍ×高さ３０ｍｍ×厚さ８ｍｍのモジュール本体Ｊ２０を構成し、モジュール本体Ｊ２０内にスピーカＳＰを備える。
【００３０】
スピーカＳＰは、図８に示すように、ボディＪ２１の前面に設けた円形の凹部１１の底面に形成された冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ，ＳＰＣＥＮ）、電磁軟鉄（ＳＵＹ）等の厚み０．８ｍｍ程度の鉄系材料で形成された円環状のヨーク２０と、ヨーク２０の外周縁から前方に向かって延設された円筒状の支持体２１とが、ボディＪ２１の凹部１１内に一体形成されている。
【００３１】
ヨーク２０の円環内の開口２０ａにはＮｄＦｅＢで形成された円柱型永久磁石２２（例えば、残留磁束密度１．３９Ｔ〜１．４３Ｔ）を配置し、ドーム型の振動板２３の外周側の縁部が支持体２１の段差面２１ａに接着されている。
【００３２】
振動板２３は、ＰＥＴ（PolyEthyleneTerephthalate）またはＰＥＩ（Polyetherimide）等の熱可塑性プラスチック（例えば、厚み１２μｍ〜５０μｍ）で形成される。振動板２３の背面には筒状のボビン２４が固定されており、このボビン２４の後端にはクラフト紙の紙管にポリウレタン銅線（例えば、φ０．０５ｍｍ）を巻回することによって形成されたボイスコイル２５が設けられている。ボビン２４およびボイスコイル２５は、内側に円柱型永久磁石２２を配置し、ヨーク２０に対向して設けられており、ヨーク２０の近傍を前後方向に自在に移動する。
【００３３】
ボイスコイル２５は、一対のリード線Ｗ３を介して音声信号が入力されており（図１２参照）、このリード線Ｗは、ボイスコイル２５に接続される一端側を円状の振動板２３の背面に沿って半径方向に樹脂で固定され、振動板２３と支持体２１の段差面２１ａとの間を通って他端側がモジュール本体Ｊ２０外に導出される。
【００３４】
またボディＪ２１の前面において、図１２〜図１４に示すように、スピーカＳＰを配置した凹部１１の側方に設けた凹部１２の底面には端子板３０が配置され、この端子板３０上に設けた一対の端子部３０ａ，３０ｂに一対のリード線Ｗ３の各他端が半田付けで接続され、音声処理モジュールＪ３からの出力配線も一対の端子部３０ａ，３０ｂに半田付けで接続される。したがって、リード線Ｗ３を音声処理モジュールＪ３からの出力配線に接続する処理や、断線時のメンテナンスを容易に行うことができる。
【００３５】
そして、リード線Ｗ３を介してボイスコイル２５のポリウレタン銅線に音声信号を入力すると、この音声信号の電流と永久磁石２２の磁界とにより、ボイスコイル２５に電磁力が発生するため、ボビン２４が振動板２３を伴なって前後方向に振動させられる。このとき、振動板２３から音声信号に応じた音が発せられる。すなわち、動電型のスピーカＳＰが構成される。
【００３６】
モジュール本体Ｊ２０にスピーカＳＰが取り付けられると、モジュール本体Ｊ２０の後面内側および側面内側とスピーカＳＰの裏面側（ヨーク２０側）とで囲まれた空間である後気室Ｂｒが形成される。後気室Ｂｒは、スピーカＳＰの振動板２３と支持体２１の段差面２１ａとが密着し、さらにモジュール本体Ｊ２０のボディＪ２１とカバーＪ２２とが密着することによって、モジュール本体Ｊ２０外と絶縁した空間になる。
【００３７】
さらに、モジュール本体Ｊ２０の内面には、図１４（ａ）に示すように、スピーカＳＰ裏面の後気室Ｂｒを包囲するボディＪ２１の内壁面に沿って、一端を内壁面から離し、他端を内壁面に連続させた壁部４１が立設されており、この壁部４１の端面５１がカバーＪ２２の裏面に当接することで、この壁部４１とボディＪ２１の内壁面とカバーＪ２２の裏面とで中空の音響管４０が形成され、この音響管４０が小容量の後気室Ｂｒ内に配置されている。音響管４０は、後気室Ｂｒの内壁面に沿って屈曲した矩形の断面形状を有する中空の閉管で、一端を開口し（開口端４０ａ）、他端を閉塞して（閉塞端４０ｂ）形成され、管内は開口端４０ａを介して後気室Ｂｒ内に連通している。音響管とは、閉管の共振周波数（管の全長が略１／４波長の奇数倍に一致する周波数）で入力インピーダンスが極めて小さくなることを利用したもので、共振周波数の音波が入射すると、その反射波は入射波に対して位相が反転した波形となり、入射波と反射波とが互いに打ち消しあうことで、開口端４０ａから外部へ伝播する音波を低減させている。
【００３８】
このような音響管４０は、スピーカＳＰの最低共振周波数を低周波数側に移行させ、さらにはスピーカＳＰの音圧レベルを増加させるために設けられており、音響管４０の全長を、音圧レベルを増大させたい低周波数（本実施形態では７００〜８００Ｈｚ付近）の略１／４波長に設定することで、後気室Ｂｒが小容量であってもスピーカＳＰの音質および効率が向上する。
【００３９】
また、ボディＪ２１の後面において外周を構成する接合面５０の四隅にはリブ５２を突設し（図１４（ａ）（ｂ）参照）、カバーＪ２２がボディＪ２１の後面開口に覆設する際には、カバーＪ２２の面取りされた四隅６２（図１３参照）がリブ５２の内側に当接する。
【００４０】
このスピーカモジュールＪ２を装置本体Ｊ１に取り付けると、図８に示すように、装置本体Ｊ１の内面とスピーカＳＰの表面側（振動板２３側）とで囲まれて、後気室Ｂｒとは絶縁された空間である前気室Ｂｆが形成され、装置本体Ｊ１裏面のボス７１に取り付けられたマイクロホンＭ１は、その集音面が振動板２３の略中心に対向して前気室Ｂｆ内に配置され、スピーカＳＰからの音声に対して高い指向性を有する。
【００４１】
また、装置本体Ｊ１裏面のボス７２は、スピーカモジュールＪ２のボディＪ２１前面に設けた凹部３１内に嵌まり、ボス７２が凹部３１に嵌合することで、スピーカモジュールＪ２を装置本体Ｊ１に組み付ける際に位置決めを容易に行うことができ、組み付け作業をスムーズに行うことができる。さらに、ボス７２に取り付けられたマイクロホンＭ２は、その集音面を装置本体Ｊ１の前面に穿設された集音孔８を介して外部に連通しているので、集音孔８を介して伝達される、インターホン装置Ｊの前方に位置する話者からの音声に対して高い指向性を有している。
【００４２】
次に、音声処理モジュールＪ３は、図１５に示すように、通信部８１、音声スイッチ部８２，８３、増幅部８４、信号処理部８５を備えたＩＣで構成され、他の部屋等に設置されているインターホン装置Ｊから情報線Ｌｓを介して送信された音声信号は、通信部８１で受信され、音声スイッチ部８２を介して増幅部８４で増幅された後、スピーカＳＰから出力される。また、通話ボタンＳＷ１を操作することで通話可能状態となり、マイクロホンＭ１，マイクロホンＭ２から入力された各音声信号は信号処理部８５で後述する信号処理を施された後、音声スイッチ部８３を通過し、通信部８１から情報線Ｌｓを介して他の部屋等に設置されているインターホン装置Ｊへ送信される。また、警報停止ボタンＳＷ２は他の端末装置から情報線Ｌｓを介して受信した警報信号による発報を停止する際に操作し、室内呼び出しボタンＳＷ３は他の部屋に設置したインターホン装置Ｊを呼び出す際に操作する。
【００４３】
そして、スピーカＳＰの振動板２３の中心から各マイクロホンＭ１，Ｍ２の集音面の中心までの距離をそれぞれＸ１，Ｘ２とすると、Ｘ１＜Ｘ２となり、本実施形態では、スピーカＳＰの音声出力をマイクロホンＭ１，Ｍ２が拾うことで発生するハウリングを防止するために、以下の構成を備えている。
【００４４】
音声処理モジュールＪ３に収納されている信号処理部８５は、図１に示すように、増幅回路８５ａ，８５ｂと、Ａ／Ｄ変換回路８５ｃ，８５ｄと、タイミング制御部８５ｅと、音声処理回路８５ｆとで構成される。Ａ／Ｄ変換回路８５ｃ，８５ｄの各動作は、タイミング制御部８５ｅによって制御されており、以下、各回路の動作について説明する。
【００４５】
まず、増幅回路８５ａ，８５ｂは、マイクロホンＭ１，Ｍ２が出力する各音声信号を所定の増幅率で増幅して、増幅したマイクロホンＭ１からの音声信号Ｙ１１（ｔ）、増幅したマイクロホンＭ２からの音声信号Ｙ２１（ｔ）を出力する。
【００４６】
ここで、マイクロホンＭ１は、集音面がスピーカＳＰに向かって実装されており、インターホン装置Ｊの前方に位置する話者Ｈ（図８参照）が発する音声（話者音）よりも、スピーカＳＰが発する音声を感度よく集音する。一方、マイクロホンＭ２は、集音面が前方に向かって配置されており、スピーカＳＰが発する音声よりも、インターホン装置Ｊの前方に位置する話者Ｈが発する音声を感度よく集音する。
【００４７】
すなわち、マイクロホンＭ１からの音声信号Ｙ１１（ｔ）は、スピーカＳＰが発する音声に対しては感度が高く振幅が大きくなるが、話者Ｈが発する音声に対しては感度が低く振幅が小さくなる。また、マイクロホンＭ２からの音声信号Ｙ２１（ｔ）は、話者Ｈが発する音声に対しては感度が高く振幅が大きくなるが、スピーカＳＰが発する音声に対しては感度が低く振幅が小さくなる。
【００４８】
さらに、送話時には、話者Ｈが発する音声とスピーカＳＰが発する音声との両方がマイクロホンＭ１，Ｍ２にて集音されるが、スピーカＳＰの中心から各マイクロホンＭ１，Ｍ２の中心までの距離Ｘ１，Ｘ２はＸ１＜Ｘ２であるので、スピーカＳＰからの音声に対しては、マイクロホンＭ１からの音声信号Ｙ１１（ｔ）とマイクロホンＭ２からの音声信号Ｙ２１（ｔ）との間に位相差が生じ、両マイクロホンＭ１，Ｍ２とスピーカＳＰとの距離の差（Ｘ２−Ｘ１）に相当する音波の遅延時間［Ｔｄ＝（Ｘ２−Ｘ１）／Ｖｓ］（Ｖｓは音速）だけ、マイクロホンＭ１の音声信号Ｙ１１（ｔ）に比べてマイクロホンＭ２の音声信号Ｙ２１（ｔ）の位相が遅れる（図２（ａ）（ｂ）参照）。この遅延時間Ｔｄは、理想的な条件下（例えば、点音源、ハウジング密閉構造、回路構成のＣＲのバラツキがない等）では、スピーカＳＰが発する音声の周波数に依存せず周波数に対して一定であるが、実際には理想的な条件下ではないのでスピーカＳＰが発する音声の周波数に依存している。
【００４９】
また、スピーカＳＰからの音声に対する音声信号Ｙ１１（ｔ），Ｙ２１（ｔ）の振幅も上記同様に、理想的な条件下では、スピーカＳＰが発する音声の周波数に依存せず周波数に対して一定であるが、実際には理想的な条件下ではないのでスピーカＳＰが発する音声の周波数に依存している。
【００５０】
一方、マイクロホンＭ１，Ｍ２と話者Ｈとの各距離は等しいとみなせるので、話者Ｈが発する音声に対しては、両マイクロホンＭ１，Ｍ２の各音声信号Ｙ１１（ｔ），Ｙ２１（ｔ）は、略同一位相となる。
【００５１】
そして、Ａ／Ｄ変換回路８５ｃは、増幅されたマイクロホンＭ１のアナログの音声信号Ｙ１１（ｔ）をデジタル信号に変換し、Ａ／Ｄ変換回路８５ｄは、増幅されたマイクロホンＭ２のアナログの音声信号Ｙ２１（ｔ）をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換回路８５ｃのＡ／Ｄ変換動作は、タイミング制御部８５ｅが出力する制御信号Ｓｉ１の立ち上がりに同期して行われ、Ａ／Ｄ変換回路８５ｄのＡ／Ｄ変換動作は、タイミング制御部８５ｅが出力する制御信号Ｓｉ２の立ち上がりに同期して行われる。さらに、スピーカＳＰが発する周波数ｆ１（基準周波数）の音声に対して、マイクロホンＭ２の音声信号Ｙ２１（ｔ）の位相がマイクロホンＭ１の音声信号Ｙ１１（ｔ）に比べて遅延時間Ｔｄ１だけ遅れていることから、クロック信号Ｓｉ２をクロック信号Ｓｉ１に対して遅延時間Ｔｄ１遅れて発生させるようにタイミング制御部８５ｅの動作を予め設定しておくことで、増幅されたマイクロホンＭ１，Ｍ２の各音声信号Ｙ１１（ｔ），Ｙ２１（ｔ）が周波数ｆ１で同一位相となる箇所をＡ／Ｄ変換している（図２（ｃ）（ｄ））。
【００５２】
したがって、低サンプリング周波数のＡ／Ｄ変換回路８５ｃ，８５ｄであっても、正確な遅延時間の調整が可能となり、周波数ｆ１におけるマイクロホンＭ１，Ｍ２の各音声信号Ｙ１１（ｔ），Ｙ２１（ｔ）の位相を精度よく一致させることができる。
【００５３】
そして、Ａ／Ｄ変換回路８５ｃからは、マイクロホンＭ１の音声信号をＡ／Ｄ変換したデジタル値ａ１，ｂ１，ｃ１，ｄ１，ｅ１，………で構成される音声信号Ｙ１２（ｔ）が出力され（図２（ｅ）参照）、Ａ／Ｄ変換回路８５ｄからは、マイクロホンＭ２の音声信号をＡ／Ｄ変換したデジタル値ａ２，ｂ２，ｃ２，ｄ２，ｅ２，………で構成される音声信号Ｙ２２（ｔ）が出力されており（図２（ｆ）参照）、マイクロホンＭ１のデジタル値ａ１とマイクロホンＭ２のデジタル値ａ２、マイクロホンＭ１のデジタル値ｂ１とマイクロホンＭ２のデジタル値ｂ２、マイクロホンＭ１のデジタル値ｃ１とマイクロホンＭ２のデジタル値ｃ２、………を各々対応させることで、マイクロホンＭ１，Ｍ２の各音声信号が周波数ｆ１で同一位相となっている。
【００５４】
しかし、前述のように、スピーカＳＰからの音声に対する音声信号Ｙ１１（ｔ），Ｙ２１（ｔ）の振幅は、スピーカＳＰが発する音声の周波数に依存しており、スピーカＳＰから発せられた音声がマイクロホンＭ１に伝わる伝達関数をＨｓ１（ω）とし、スピーカＳＰから発せられた音声がマイクロホンＭ２に伝わる伝達関数をＨｓ２（ω）とすると、音声信号Ｙ１１（ｔ），Ｙ２１（ｔ）の振幅比Ａ（ω）（以降、音声信号振幅比Ａ（ω）と称す）は、
Ａ（ω）＝｜Ｈｓ１（ω）｜／｜Ｈｓ２（ω）｜ ……… （１）
と表される。
【００５５】
図３は、本実施形態の音声信号振幅比Ａ（ω）の周波数特性を示しており、音声信号振幅比Ａ（ω）は、５００〜３５００（Ｈｚ）の間において振幅比変動幅ΔＬ内で変動している。この振幅比変動幅ΔＬは、音声信号振幅比Ａ（ω）の最大値をｍａｘ［Ａ（ω）］、最小値をｍｉｎ［Ａ（ω）］とすると、
ΔＬ＝ｍａｘ［Ａ（ω）］−ｍｉｎ［Ａ（ω）］ ……… （２）
と表される。
【００５６】
そして、本実施形態の音声処理回路８５ｆは、スピーカＳＰからの音声に対するマイクロホンＭ１，Ｍ２の各出力レベルを一致させる適応フィルタを用いた振幅調整手段を具備しており、その具体的なアルゴリズムは、ｍｉｎ［Ａ（ω）］〜ｍａｘ［Ａ（ω）］の範囲をｎ段階に分割して（例えば、ｎ段階に等間隔で分割する）、各段階での音声信号振幅比の逆数［Ａ（ω）］−１である振幅補正係数Ｂｉ（但し、ｉ＝１，２，．．．，ｎ）を用意し、振幅逐次最適調整型の適応フィルタ部９１が、マイクロホンＭ１からの音声信号Ｙ１２（ｔ）に対して各振幅補正係数Ｂｉを乗じた音声信号Ｙ１３ｉ（ｔ）（但し、ｉ＝１，２，．．．，ｎ）を生成する。なお、適応フィルタ部９１は、遅れ時間要素９１ａと増幅部９１ｂとで構成されている。
【００５７】
振幅補正係数Ｂｉは、
Ｂ＾ｉ＝［ｍｉｎ［Ａ（ω）］＋｛ΔＬ／ｎ｝（ｉ−１）］−１ ……… （３）
（但し、ｉ＝１，２，．．．，ｎ）
で表される。ここで、遅延時間Ｔｄが周波数に依らず一定であれば、振幅補正誤差は、上記（３）式の右辺第２項の｛ΔＬ／ｎ｝の値の範囲内となり、この値を小さくすることで、スピーカ音のキャンセル処理能力を向上させることができる。
【００５８】
次に、演算部９２は、マイクロホンＭ１の音声信号Ｙ１３ｉ（ｔ）からマイクロホンＭ２の音声信号Ｙ２２（ｔ）を減算することで、スピーカＳＰからの音声成分が打ち消された音声信号Ｙａｉ（ｔ）（但し、ｉ＝１，２，．．．，ｎ）を生成する。
【００５９】
そして、信号選択部９３は、ｎ個の音声信号Ｙａｉ（ｔ）から最小の信号を選択し、選択した最小の音声信号Ｙａｉ（ｔ）を、出力信号Ｙｏ（ｔ）として出力する。すなわち、出力信号Ｙｏ（ｔ）は、適応フィルタ部９１がｎ個の振幅補正係数Ｂｉのうち最適な振幅補正係数Ｂｉを用いてマイクロホンＭ１の音声信号の振幅を調整することで、スピーカＳＰからの音声成分が最も打ち消された音声信号となる。
【００６０】
一方、マイクロホンＭ１，Ｍ２前方の話者Ｈが発する音声に対しては、集音面を話者Ｈに向かって配置したマイクロホンＭ２の音声信号Ｙ２１の振幅が、集音面をスピーカＳＰに向かって配置したマイクロホンＭ１の音声信号Ｙ１１の振幅よりも大きくなる。さらに、マイクロホンＭ１からの信号は適応フィルタ部９１で減衰するので、音声信号Ｙ２２（ｔ）に含まれる話者Ｈからの音声成分は、音声信号Ｙ１３ｉ（ｔ）に含まれる話者Ｈからの音声成分よりさらに大きくなる。すなわち、音声信号Ｙ２２（ｔ）に含まれる話者Ｈからの音声成分と、音声信号Ｙ１３ｉ（ｔ）に含まれる話者Ｈからの音声成分との振幅差は大きくなり、演算部９２で上記減算処理を施しても、音声信号Ｙａｉ（ｔ）には、話者Ｈが発する音声に応じた信号が十分な振幅を維持した状態で残っている。
【００６１】
以上のようにして信号処理部８５が出力する音声信号ＹｏではスピーカＳＰからの音声成分が低減され、一方、インターホン装置Ｊ前方の話者ＨからマイクロホンＭ１，Ｍ２に向って発した音声成分は残っており、音声信号Ｙｏでは、残したい話者Ｈからの音声成分と、低減したいスピーカＳＰからの音声成分との相対的な差が広い周波数帯域に亘って大きくなり、スピーカＳＰの音声出力をマイクロホンＭ１，Ｍ２が拾うことで発生するハウリングを防止することができる。
【００６２】
さらには、スピーカＳＰからの音声に対するマイクロホンＭ１，Ｍ２の各出力レベルを一致させる振幅調整手段に適応フィルタ部９１を用いることによって、スピーカＳＰからマイクロホンＭ１，Ｍ２へ伝わる音波の伝達関数が周波数特性を有していても、スピーカ音のキャンセル処理性能を簡易に向上させることができ、優れたハウリング防止効果を得ることができる。
【００６３】
次に、本実施形態において音声処理回路８５ｆがスピーカ音をキャンセルする上記アルゴリズムによるハウリング防止効果をより効果的にするための条件について説明する。
【００６４】
まず、インターホン装置Ｊ前方の話者ＨからマイクロホンＭ１，Ｍ２に向って発した音声（話者音）が、マイクロホンＭ１，Ｍ２に同タイミング、且つ同レベルで入力しているとすると、信号処理部８５において、Ｙ１１（ｔ）＝Ｙ２１（ｔ）＝Ｙｓ（ｔ）となり、話者音のみがマイクロホンＭ１，Ｍ２に入力されているときに信号処理部８５から出力される音声信号Ｙｏ（ｔ）は、
Ｙｏ（ｔ）＝Ｙｓ（ｔ）−Ｙｓ（ｔ）・ｅｘｐ（−ｊω（Ｔｄ１））・（Ａｏ−１＋Ｒｍ）
＝Ｙｓ（ｔ）｛１−Ａｏ−１・ｅｘｐ（−ｊω（Ｔｄ１））−Ｒｍ・ｅｘｐ（−ｊω（Ｔｄ１））｝ ……… （４）
となる。
【００６５】
ここで上記Ａｏは、音声信号振幅比Ａ（ω）の周波数に対する変動幅の中心値であり（以降、変動幅中心値Ａｏと称す）、
Ａｏ＝｛ｍａｘ［Ａ（ω）］＋ｍｉｎ［Ａ（ω）］｝／２ ……… （５）
（但し、Ａｏ＞１）
で表される。
【００６６】
上記Ｒｍは、話者音の実効値を１とした場合に、音声信号振幅比Ａ（ω）の周波数に対する変動幅によって生じるノイズの実効値であり（以降、ノイズ実効値Ｒｍと称す）、
Ｒｍ＝ΔＬ／Ａｏ ……… （６）
で表される。
【００６７】
上記（４）式において、［Ａｏ−１・ｅｘｐ（−ｊω（Ｔｄ１））］は、話者音の劣化要因であり、［Ｒｍ・ｅｘｐ（−ｊω（Ｔｄ１））］は、雑音成分の増加分であると捉えることができる。
【００６８】
そして、最悪条件として、Ａ／Ｄ変換回路８５ｃ，８５ｄのＡ／Ｄ変換タイミングによって補正される遅延時間Ｔｄ１＝０の場合、本来欲しい前方からの話者音のみの音声成分Ｓ、およびマイクロホンＭ１，Ｍ２の各出力の振幅比を逐次最適調整することによって発生する雑音成分Ｎの各信号レベルは、
Ｓ＝２０・Ｌｏｇ（１−Ａｏ−１）
Ｎ＝２０・Ｌｏｇ（Ｒｍ） ……… （７）
となる。したがって、本実施形態において音声処理回路８５ｆの上記アルゴリズムによる信号処理後のＳ／Ｎ比は、
Ｓ／Ｎ＝２０・Ｌｏｇ｛（１−Ａｏ−１）／（Ｒｍ）｝ ……… （８）
となる。
【００６９】
図４は、音声信号振幅比Ａ（ω）と話者音劣化量との関係を示しており、例えば、話者音劣化量を３ｄＢ以下にするためには、音声信号振幅比Ａ（ω）は３．４２以上必要である。
【００７０】
図５は、ｍｉｎ［Ａ（ω）］＝３．４２に固定した場合において、振幅比変動幅ΔＬと変動幅中心値Ａｏとの関係を示し、図６は、図５におけるＲｍ（＝ΔＬ／Ａｏ）とＳ／Ｎ比との関係を示しており、例えば、Ｓ／Ｎ比を６ｄＢ以上確保するためには、Ｒｍは０．３８以下を維持する必要がある。
【００７１】
而して、上記（４）〜（６）式より、所望の話者音の劣化量、および話者音のＳ／Ｎ比を得るためには、音声信号振幅比Ａ（ω）の周波数に対する変動幅の中心値：Ａｏ、音声信号振幅比Ａ（ω）の周波数に対する変動幅によって生じるノイズの実効値：Ｒｍを、図７のように設定すればよい。すなわち、Ａｏ、Ｒｍの各値を満足するように、スピーカＳＰ、マイクロホンＭ１，Ｍ２を配置すればよいのである（相対位置、絶対位置ともに）。
【００７２】
図７では、Ａｏ、Ｒｍの具体的数値を挙げているが、Ａｏをより大きく、Ｒｍをより小さくすることで、本アルゴリズムによるスピーカ音のキャンセル効果が増大する。逆に言うと、インターホン装置Ｊ前方の話者ＨからマイクロホンＭ１，Ｍ２に向って発した音声（話者音）が、マイクロホンＭ１，Ｍ２に同タイミング、且つ同レベルで入力している場合においては、Ａｏが大きく、Ｒｍが小さければ、スピーカ音だけでなく話者音も大幅にキャンセルされ、且つ雑音レベルが大幅に上がるということであり、つまりは図７に示すような各条件を満足するようにＡｏ、Ｒｍを設定することによって、本アルゴリズムは効果的なものとなる。
【００７３】
次に、音声スイッチ部８２，８３（図１５参照）では、以下の処理を行うことでさらなるハウリング防止を図っている。音声スイッチ部８２は受信した信号の伝送線路上に配置され、音声スイッチ部８３は送信する信号の伝送線路上に配置されて、音声スイッチ処理部８６を構成しており、音声スイッチ部８２，８３は互いの入力信号のレベルを比較し、入力信号のレベルが小さいほうの音声スイッチ部は、内部に具備した可変損失手段によって伝送線路上の伝送損失を大きくする。したがって、受信した信号と送信される信号とのうち、いずれかレベルの小さい信号は減衰し、ハウリングマージンがさらに増加するので、一層のハウリング防止が図られている。
【００７４】
なお、図４〜図７では、インターホン装置Ｊ前方の話者ＨからマイクロホンＭ１，Ｍ２に向って発した音声（話者音）が、マイクロホンＭ１，Ｍ２に同タイミング、且つ同レベルで入力していることを前提としているが、本発明はこの前提条件の有無に関わらず同様の効果を得ることができる。
【００７５】
（実施形態２）
実施形態１において、スピーカＳＰが発した音声がマイクロホンＭ１に到達してからマイクロホンＭ２に到達するまでの時間差である遅延時間Ｔｄは、図１６に示すように周波数に対して一定ではない。周波数に対する遅延時間をＴｄ（ω）、スピーカＳＰが発する音声がマイクロホンＭ１に伝わる伝達関数をＨｓ１（ω）、スピーカＳＰが発する音声がマイクロホンＭ２に伝わる伝達関数をＨｓ２（ω）とすると、
Ｔｄ（ω）＝（２π／ω）・｛ｔａｎ−１［Ｈｓ２（ω）］−ｔａｎ−１［Ｈｓ１（ω）］｝／３６０ ……… （９）
で表される。なお、図１６では、この周波数に対する遅延時間Ｔｄ（ω）の最大値ｍａｘ［Ｔｄ（ω）］と最小値ｍｉｎ［Ｔｄ（ω）］との間の変動幅をΔＴｄで表している（以降、遅延時間変動幅ΔＴｄと称す）。
【００７６】
ここで、基準遅延時間Ｔｏは、
Ｔｏ＝｛ｍａｘ［Ｔｄ（ω）］＋ｍｉｎ［Ｔｄ（ω）］｝／２ ……… （１０）
で表される。
【００７７】
そして、信号処理部８５の音声処理回路８５ｆは、マイクロホンＭ１，Ｍ２の各音声信号の位相差を基準遅延時間Ｔｏを中心に変化させながらマイクロホンＭ１，Ｍ２の各音声信号の差を演算し、マイクロホンＭ１，Ｍ２の各音声信号の位相差を、当該演算結果が最小となる位相差に設定する逐次最適調整を行う位相調整手段を具備しており、具体的に位相調整手段は、図１７に示すように、音声処理回路８５ｆに位相逐次最適調整型の適応フィルタ部９４を付加することで構成されている。なお、適応フィルタ部９４は、線形予測のＦＩＲフィルタであり、増幅部９４ａと、遅れ時間要素９４ｂおよび増幅部９４ｃと、遅れ時間要素９４ｄおよび増幅部９４ｅとで構成されている。
【００７８】
マイクロホンＭ２の音声信号Ｙ２２（ｔ）は、図２（ｆ）に示すように、アナログ値をＡ／Ｄ変換したデジタル値ａ２，ｂ２，ｃ２，ｄ２，ｅ２，………で構成されるが、適応フィルタ部９４の動作について、図１８に示すデジタル値ａ２，ｂ２，ｃ２を用いて説明する。
【００７９】
まず、適応フィルタ部９４は、マイクロホンＭ２のデジタル値ａ２−ｂ２間における音声信号Ｙ２２（ｔ）の振幅を直線Ｋ１で近似し、デジタル値ｂ２−ｃ２間における音声信号Ｙ２２（ｔ）の振幅を直線Ｋ２で近似する。そして、遅延時間変動幅ΔＴｄをｍ段階［．．．Ｔｏ−２，Ｔｏ−１，Ｔｏ，Ｔｏ＋１，Ｔｏ＋２，．．．］に分割し（例えばΔＴｄを等間隔にｍ段階に分割する）、そのｍ段階の中心である基準遅延時間Ｔｏをデジタル値ｂ２に対応させて、デジタル値ｂ２の進み側および遅れ側に設定された合計ｍ段階の遅延時間Ｔｊ（但し、ｊ＝１，２，．．．，ｍ）における音声信号の振幅を、直線近似された直線Ｋ１，Ｋ２上から推測して、マイクロホンＭ２の音声信号Ｙ２３ｉｊ（ｔ）（但し、ｉ＝１，２，．．．，ｎ、ｊ＝１，２，．．．，ｍ）を生成する。このとき、増幅部９４ａ、増幅部９４ｃ、増幅部９４ｅにおける位相補正係数は、それぞれＣ１ｉｊ、Ｃ２ｉｊ、Ｃ３ｉｊとなる。
【００８０】
そして、演算部９２は、マイクロホンＭ１の音声信号Ｙ１３ｉ（ｔ）からマイクロホンＭ２の音声信号Ｙ２３ｉｊ（ｔ）を減算することで、スピーカＳＰからの音声成分が打ち消された音声信号Ｙａｉｊ（ｔ）を生成する。
【００８１】
そして、信号選択部９３は、ｎ×ｍ個の音声信号Ｙａｉｊ（ｔ）から最小の信号を選択し、選択した最小の音声信号Ｙａｉｊ（ｔ）を、出力信号Ｙｏ（ｔ）として出力する。すなわち、出力信号Ｙｏ（ｔ）は、ｎ個の振幅補正係数Ｂｉとｍ個の遅延時間Ｔｊとの組み合わせから、最適な振幅補正係数Ｂｉおよび遅延時間Ｔｊを用いて、スピーカＳＰからの音声成分が最も打ち消された音声信号となる。
【００８２】
したがって、マイクロホンＭ１，Ｍ２が集音する音声信号の振幅の周波数特性だけでなく、遅延時間の周波数特性も考慮して、音声信号の振幅補正、遅れ時間補正を行うので、さらにスピーカ音のキャンセル効果がさらに向上し、ハウリング防止効果がさらに向上する。また、マイクロホンＭ２の音声信号の振幅を直線近似によって推測するので、簡易な構成で位相調整を容易に行うことができる。
【００８３】
本実施形態では、音声処理回路８５ｆが処理するパラメータの数がｎ×ｍ個となり、多くの演算処理を行う必要があることから、音声処理回路８５ｆの回路規模が大きくなる虞があるが、ｎ、ｍだけでなく、例えば、変動幅中心値Ａｏ、基準遅延時間Ｔｏ、振幅比変動幅ΔＬ、遅延時間変動幅ΔＴｄを併せた計６個のパラメータを用いて演算を工夫すれば、小さな回路規模で、低負荷での実現が可能となる。例えば、ＣＰＵを用いない場合は、簡易なデジタル回路で音声処理回路８５ｆを構成することができ、ＣＰＵを用いる場合は、低負荷な演算処理によって音声処理回路８５ｆを実現できる。
【００８４】
（実施形態３）
図１９は、実施形態１または２における音声スイッチ処理部８６（図１５参照）の具体構成を示しており、音声スイッチ部８２が受信した信号の伝送線路上に配置され、音声スイッチ部８３が送信する信号の伝送線路上に配置されており、比較器８６ａが音声スイッチ部８２，８３の各入力信号のレベルを比較し、入力信号のレベルが小さいほうの音声スイッチ部は、内部に具備した可変損失手段によって伝送線路上の伝送損失を大きくしている。したがって、受信した信号と送信される信号とのうち、いずれかレベルの小さい信号は減衰し、ハウリングマージンがさらに増加するので、一層のハウリング防止が図られている。
【００８５】
本実施形態では、さらに比較器８６ａの比較結果を信号処理部８５に出力し、信号処理部８５は、比較結果からスピーカ音のレベルが所定の閾値以下であると判定すれば、音声処理回路８５ｆ（振幅逐次最適調整型の適応フィルタ部９１、演算部９２、信号選択部９３、位相逐次最適調整型の適応フィルタ部９４）によるスピーカ音のキャンセル処理を停止し、不要なキャンセル処理による話者音の劣化を防止している。
【００８６】
なお、本実施形態では、情報線Ｌｓを介した有線通信方式を用いて、インターホン装置Ｊ間における音声信号の授受を行っているが、インターホン装置Ｊに周知の無線通信手段を設けることで、無線通信方式による音声信号の授受を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】実施形態１のインターホン装置の信号処理部の構成図である。
【図２】（ａ）〜（ｆ）同上の信号処理部の各部の波形図である。
【図３】同上の音声信号振幅比の周波数特性を示す図である。
【図４】同上の音声信号振幅比と話者音劣化量との関係を示す図である。
【図５】同上の振幅比変動幅と振幅比との関係を示す図である。
【図６】同上のノイズ実効値とＳ／Ｎ比との関係を示す図である。
【図７】同上の各パラメータの設定を示す図である。
【図８】同上のインターホン装置を示す断面図である。
【図９】同上のインターホン装置の一部を示す分解斜視図である。
【図１０】同上のインターホン装置をボックスに取り付けた斜視図である。
【図１１】同上の装置本体の一部拡大した裏面図である。
【図１２】同上のスピーカモジュールを示す斜視図である。
【図１３】同上のスピーカモジュールを示す分解斜視図である。
【図１４】（ａ）（ｂ）同上のボディを示す平面図である。
【図１５】同上の音声処理モジュールの構成図である。
【図１６】実施形態２の遅延時間の周波数特性を示す図である。
【図１７】同上の信号処理部の構成図である。
【図１８】同上の音声信号の線形予測を示す図である。
【図１９】実施形態３の音声スイッチ処理部周辺の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００８８】
Ｊ インターホン装置
ＳＰ スピーカ
Ｍ１，Ｍ２ マイクロホン
８５ 信号処理部
８５ｃ，８５ｄ Ａ／Ｄ変換回路
８５ｆ 音声処理回路
９１ 適応フィルタ
９２ 演算部
９３ 信号選択部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インターホン装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、屋内に設置されるインターホン装置があり、他の場所に設置されたインターホン装置からの音声を出力するスピーカや、他のインターホン装置へ伝達する音声を入力するマイクロホン等を備えている。
【０００３】
そして、スピーカから発生した音声がマイクロホンに回り込むとハウリングが生じることになるから、様々なハウリング防止対策が採られている。例えば、スピーカと一対のマイクロホンとを備えて、両マイクロホンとスピーカとの距離の差に相当する音波の遅延時間だけスピーカに近いほうのマイクロホンの出力を遅延させる遅延回路と、スピーカからの音声に対する両マイクロホンの出力レベルを一致させるレベル調整増幅回路と、遅延回路とレベル調整増幅回路とを通った両マイクロホンの出力を両入力とする差動増幅回路とを設け、差動増幅回路の出力を送話信号とするインターホン装置が提案された。
【０００４】
このインターホン装置では、両マイクロホンでスピーカからの音声を拾った後、遅延およびレベル調整を行なって両マイクロホンに入力されるスピーカからの音声成分を差動増幅回路で相殺することで、スピーカからの音声成分のみを除去して（キャンセル処理）、ハウリングを防止しようとしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許３２２６１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、スピーカから発せられた音声はマイクロホンに伝達されて音声信号に変換されるが、スピーカからマイクロホンへ伝わる音波の伝達関数は周波数特性を有しており、マイクロホンで集音される音声の位相、振幅は、周波数に依存している。このことが、スピーカ音のキャンセル処理性能を劣化させる原因となっていた。
【０００６】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、スピーカからマイクロホンへ伝わる音波の伝達関数が周波数特性を有していても、スピーカ音のキャンセル処理性能が簡易に向上し、ハウリングを防止することができるインターホン装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、伝達された音声情報を出力するスピーカと、音声を集音して音声信号を出力する第１のマイクロホンと、スピーカからの距離が第１のマイクロホンより遠い位置に配置されるとともに音声を集音して音声信号を出力する第２のマイクロホンと、第１，第２のマイクロホンが出力する各音声信号を信号処理して伝達する信号処理部とを備えて、第１，第２のマイクロホンとスピーカとの各距離の差に相当する所定周波数の音波の伝達時間を遅延時間とし、信号処理部は、前記遅延時間に応じてスピーカからの音声に対する第１，第２のマイクロホンの各音声信号の位相を前記所定周波数において一致させる遅延時間調整手段と、スピーカからの音声に対する第１，第２のマイクロホンの各音声信号の振幅比を調整する適応フィルタを用いた振幅調整手段と、遅延時間調整手段，振幅調整手段を通過した第１，第２のマイクロホンの各音声信号の差を出力する演算手段とを備え、振幅調整手段は、スピーカからの音声に対する第１，第２のマイクロホンの各音声信号の振幅比を変化させながら、前記演算部によって第１，第２のマイクロホンの各音声信号の差を演算し、第１，第２のマイクロホンの各音声信号の振幅比を、当該演算結果が最小となる振幅比に設定する逐次最適調整を行うことを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、スピーカからの音声に対する第１，第２のマイクロホンの各出力レベルを一致させる振幅調整手段に適応フィルタを用いることによって、スピーカからマイクロホンへ伝わる音波の伝達関数が周波数特性を有していても、スピーカ音のキャンセル処理性能が簡易に向上し、ハウリングを防止することができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１において、前記スピーカからの音声に対する第１のマイクロホンの音声信号を第２のマイクロホンの音声信号で除した振幅比が第１の所定値以上であり、当該振幅比が周波数に対して変動する幅を当該変動幅の中心値で除した値が第２の所定値以下となるように、スピーカと第１，第２のマイクロホンとを配置したことを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、信号処理部が出力する音声信号に含まれる話者音の劣化を抑制するとともに、良好なＳ／Ｎ比（前方からの話者音のみの音声成分をＳ、第１，第２のマイクロホンの各出力の振幅比を逐次最適調整することによって発生する雑音成分をＮとする）を維持することができる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または２において、前記遅延時間調整手段は、第１のマイクロホンが出力する音声信号をＡ／Ｄ変換する第１のＡ／Ｄ変換手段と、第２のマイクロホンが出力する音声信号をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄ変換手段とを備え、第１のＡ／Ｄ変換手段が第１のマイクロホンからの音声信号をＡ／Ｄ変換したタイミングから前記遅延時間経過したときに、第２のＡ／Ｄ変換手段が第２のマイクロホンからの音声信号をＡ／Ｄ変換することを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、第１，第２のＡ／Ｄ変換手段に低サンプリング周波数のＡ／Ｄ変換手段を用いたとしても、正確な遅延時間の調整が可能となる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかにおいて、前記信号処理部は、第１，第２のマイクロホンの各音声信号の位相差を変化させながら、前記演算部によって第１，第２のマイクロホンの各音声信号の差を演算し、第１，第２のマイクロホンの各音声信号の位相差を、当該演算結果が最小となる位相差に設定する逐次最適調整を行う位相調整手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、第１，第２のマイクロホンが集音する音声信号の振幅の周波数特性だけでなく、遅延時間の周波数特性も考慮して、音声信号の振幅補正、遅れ時間補正を行うので、さらにスピーカ音のキャンセル効果がさらに向上し、ハウリング防止効果がさらに向上する。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項４において、第１のマイクロホンが出力する音声信号をＡ／Ｄ変換する第１のＡ／Ｄ変換手段と、第２のマイクロホンが出力する音声信号をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄ変換手段とを備え、前記位相調整手段は、第１，第２のＡ／Ｄ変換手段のうち少なくとも一方のＡ／Ｄ変換手段が連続して出力した２つのデジタル値を結ぶ直線に沿って音声信号が連続して推移していると判断し、第１，第２のマイクロホンの各音声信号の位相差を変化させながら前記演算部によって第１，第２のマイクロホンの各音声信号の差を演算する際には、少なくとも一方のＡ／Ｄ変換手段の音声信号として当該直線上の値を用いることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、音声信号の振幅を直線近似によって推測するので、簡易な構成で位相調整を容易に行うことができる。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項１乃至５いずれかにおいて、前記信号処理部は、前記スピーカに入力される信号が所定の閾値以下の場合は、少なくとも前記遅延時間調整手段、振幅調整手段、演算手段によるスピーカ音のキャンセル処理を行わないことを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、スピーカ音のレベルが所定の閾値以下であると判定すれば、スピーカ音のキャンセル処理を停止し、不要なキャンセル処理による話者音の劣化を防止できる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明では、スピーカからマイクロホンへ伝わる音波の伝達関数が周波数特性を有していても、スピーカ音のキャンセル処理性能が簡易に向上し、ハウリングを防止することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
（実施形態１）
本実施形態のインターホン装置Ｊは図８〜図１０に示され、本装置の外郭を形成する装置本体Ｊ１と、装置本体Ｊ１に取り付けられるスピーカモジュールＪ２、音声処理モジュールＪ３、マイクロホンＭ１（第１のマイクロホン），マイクロホンＭ２（第２のマイクロホン）、各種ボタンスイッチＳＷ１〜ＳＷ３とで構成されており、建物内の適所において埋め込み配設されたボックスＢＸの前面に取り付けられる。そして、ボックスＢＸを介して配線された情報線Ｌｓが接続され、部屋間で情報線Ｌｓを介した双方向の通話機能を有する。インターホン装置Ｊの電源は、設置場所の近傍に設けたコンセントから供給されるか、あるいは情報線Ｌｓを介して供給されてもよい。なお、図９において、後述するスピーカＳＰの構成要件の一部（ヨーク２０や永久磁石２２等）は省略している。
【００２２】
装置本体Ｊ１は、ＡＢＳ（Acrylonitrile-Butadiene-Styrene resin）またはＰＣ−ＡＢＳ（PolyCarbonate−Acrylonitrile-Butadiene-Styreneresin）を成形して、後面および上下面を開放した略函状に形成され、その側面下部から後方に延設されて外側に係止爪を具備する係止片１０１がボックスＢＸの図示しない係止突起に係止し、さらに上下端略中央に形成された切欠部１０２を介して、図示しない取付ねじをボックスＢＸの図示しないねじ孔に螺合させることで、装置本体Ｊ１がボックスＢＸに取り付けられる。そして、装置本体Ｊ１は、その上下端に取付孔１０３を設けており、取付孔１０３にねじを挿通させることで壁面等の構造物に固定される。
【００２３】
また、装置本体Ｊ１の側面上部から後方へ延設されて内側に係止爪を具備する係止片１０４，１０５によって函状のスピーカモジュールＪ２の後面が係止されることによって、スピーカモジュールＪ２が装置本体Ｊ１の内側に取り付けられ、スピーカモジュールＪ２が対向する装置本体Ｊ１の前面には、スピーカモジュールＪ２が具備するスピーカＳＰからの音を通過させるための複数の音孔７が設けられている。この音孔７は、装置本体Ｊ１の前面上部の略中央に、複数の音孔７が略円状に形成されており、さらにその周囲にはディンプル加工による複数の凹部７ａが形成されている。
【００２４】
また、装置本体Ｊ１の側面下部から後方へ延設されて内側に係止爪を具備する係止片１０６によって函状の音声処理モジュールＪ３の後面が係止されることによって、音声処理モジュールＪ３が装置本体Ｊ１の内側に取り付けられる。音声処理モジュールＪ３が対向する装置本体Ｊ１の前面には開口部１１０，１１１，１１２が設けられており、通話ボタンＳＷ１、警報停止ボタンＳＷ２、室内呼び出しボタンＳＷ３の裏面に各々形成された突起が各開口部１１０，１１１，１１２に前方から挿通し、音声処理モジュールＪ３の前面に取り付けられ、装置本体Ｊ１の下部に形成された一対の取付孔１０３が通話ボタンＳＷ１によって覆われる。
【００２５】
また、装置本体Ｊ１の上部には、複数の凹部７ａが形成されたプレートＪ４が前方から係止によって取り付けられ、装置本体Ｊ１の上部に形成された一対の取付孔１０３がプレートＪ４によって覆われる。
【００２６】
さらに、図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように（なお、図１１（ｂ）のＺ１−Ｚ１断面が図１１（ａ）に示され、図１１（ｂ）のＺ２−Ｚ２断面が図１１（ｃ）に示される）、スピーカモジュールＪ２が対向する装置本体Ｊ１の内面において、略円状に複数形成された音孔７の略中央に１つ目の円柱型のボス７１が突設され、音孔７の側方（音孔７に対向しない箇所）に２つ目の円柱型のボス７２が突設されており、ボス７１の軸方向の端面に形成された円状の凹部７１ａにマイクロホンＭ１が取り付けられ、ボス７２の軸方向の端面に形成された円状の凹部７２ａにマイクロホンＭ２が取り付けられており（図８参照）、マイクロホンＭ１，Ｍ２の位置決めを容易に行うことができる。ここで、マイクロホンＭ１，Ｍ２は円盤状の外郭を有し、その外周面にゴムキャップＧを設けており、マイクロホンＭ１，Ｍ２を凹部７１ａ，７２ａに圧入すれば、ゴムキャップＧの弾性によって凹部７１ａ，７２ａ内に固定されるので、接着剤等の固定手段を用いることなく、組み立てが容易になる。または、凹部７１ａ，７２ａの内側面に弾性を有するエラストマを形成すれば、マイクロホンＭ１，Ｍ２にゴムキャップＧを設ける必要がなく、マイクロホンＭ１，Ｍ２を凹部７１ａ，７２ａ内に容易に固定することができる。さらには、ボス７１，７２全体が弾性を有するエラストマで形成されてもよい。
【００２７】
さらに、マイクロホンＭ１，Ｍ２からは音声信号を出力する一対の配線Ｗ１，Ｗ２を各々導出しており、配線Ｗ１，Ｗ２は、凹部７１ａ，７２ａから下方へ形成された溝部７１ｂ，７２ｂ内に配設されて、音声処理モジュールＪ３に引き込まれており、スピーカモジュールＪ２との干渉を防止するとともに、配線経路を確保している。また、マイクロホンＭ１，Ｍ２は、バックエレクトレット型のエレクトレットコンデンサマイクロホンで構成されている。
【００２８】
而して、装置本体Ｊ１の内面には、スピーカモジュールＪ２、音声処理モジュールＪ３、マイクロホンＭ１，Ｍ２が取り付けられており、ボックスＢＸ内に設けた図示しない電源回路が、外部から供給される商用電源を安定した直流電圧からなる内部回路の動作電源に変換して、各部へ供給している。
【００２９】
スピーカモジュールＪ２は、音孔７に対向して装置本体Ｊ１の内面に取り付けられており、図１２〜図１４に示すように、後面に開口を設けて樹脂成形されたボディＪ２１と、ボディＪ２１の開口に覆設する平面状に樹脂成形されたカバーＪ２２とで幅４０ｍｍ×高さ３０ｍｍ×厚さ８ｍｍのモジュール本体Ｊ２０を構成し、モジュール本体Ｊ２０内にスピーカＳＰを備える。
【００３０】
スピーカＳＰは、図８に示すように、ボディＪ２１の前面に設けた円形の凹部１１の底面に形成された冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ，ＳＰＣＥＮ）、電磁軟鉄（ＳＵＹ）等の厚み０．８ｍｍ程度の鉄系材料で形成された円環状のヨーク２０と、ヨーク２０の外周縁から前方に向かって延設された円筒状の支持体２１とが、ボディＪ２１の凹部１１内に一体形成されている。
【００３１】
ヨーク２０の円環内の開口２０ａにはＮｄＦｅＢで形成された円柱型永久磁石２２（例えば、残留磁束密度１．３９Ｔ〜１．４３Ｔ）を配置し、ドーム型の振動板２３の外周側の縁部が支持体２１の段差面２１ａに接着されている。
【００３２】
振動板２３は、ＰＥＴ（PolyEthyleneTerephthalate）またはＰＥＩ（Polyetherimide）等の熱可塑性プラスチック（例えば、厚み１２μｍ〜５０μｍ）で形成される。振動板２３の背面には筒状のボビン２４が固定されており、このボビン２４の後端にはクラフト紙の紙管にポリウレタン銅線（例えば、φ０．０５ｍｍ）を巻回することによって形成されたボイスコイル２５が設けられている。ボビン２４およびボイスコイル２５は、内側に円柱型永久磁石２２を配置し、ヨーク２０に対向して設けられており、ヨーク２０の近傍を前後方向に自在に移動する。
【００３３】
ボイスコイル２５は、一対のリード線Ｗ３を介して音声信号が入力されており（図１２参照）、このリード線Ｗは、ボイスコイル２５に接続される一端側を円状の振動板２３の背面に沿って半径方向に樹脂で固定され、振動板２３と支持体２１の段差面２１ａとの間を通って他端側がモジュール本体Ｊ２０外に導出される。
【００３４】
またボディＪ２１の前面において、図１２〜図１４に示すように、スピーカＳＰを配置した凹部１１の側方に設けた凹部１２の底面には端子板３０が配置され、この端子板３０上に設けた一対の端子部３０ａ，３０ｂに一対のリード線Ｗ３の各他端が半田付けで接続され、音声処理モジュールＪ３からの出力配線も一対の端子部３０ａ，３０ｂに半田付けで接続される。したがって、リード線Ｗ３を音声処理モジュールＪ３からの出力配線に接続する処理や、断線時のメンテナンスを容易に行うことができる。
【００３５】
そして、リード線Ｗ３を介してボイスコイル２５のポリウレタン銅線に音声信号を入力すると、この音声信号の電流と永久磁石２２の磁界とにより、ボイスコイル２５に電磁力が発生するため、ボビン２４が振動板２３を伴なって前後方向に振動させられる。このとき、振動板２３から音声信号に応じた音が発せられる。すなわち、動電型のスピーカＳＰが構成される。
【００３６】
モジュール本体Ｊ２０にスピーカＳＰが取り付けられると、モジュール本体Ｊ２０の後面内側および側面内側とスピーカＳＰの裏面側（ヨーク２０側）とで囲まれた空間である後気室Ｂｒが形成される。後気室Ｂｒは、スピーカＳＰの振動板２３と支持体２１の段差面２１ａとが密着し、さらにモジュール本体Ｊ２０のボディＪ２１とカバーＪ２２とが密着することによって、モジュール本体Ｊ２０外と絶縁した空間になる。
【００３７】
さらに、モジュール本体Ｊ２０の内面には、図１４（ａ）に示すように、スピーカＳＰ裏面の後気室Ｂｒを包囲するボディＪ２１の内壁面に沿って、一端を内壁面から離し、他端を内壁面に連続させた壁部４１が立設されており、この壁部４１の端面５１がカバーＪ２２の裏面に当接することで、この壁部４１とボディＪ２１の内壁面とカバーＪ２２の裏面とで中空の音響管４０が形成され、この音響管４０が小容量の後気室Ｂｒ内に配置されている。音響管４０は、後気室Ｂｒの内壁面に沿って屈曲した矩形の断面形状を有する中空の閉管で、一端を開口し（開口端４０ａ）、他端を閉塞して（閉塞端４０ｂ）形成され、管内は開口端４０ａを介して後気室Ｂｒ内に連通している。音響管とは、閉管の共振周波数（管の全長が略１／４波長の奇数倍に一致する周波数）で入力インピーダンスが極めて小さくなることを利用したもので、共振周波数の音波が入射すると、その反射波は入射波に対して位相が反転した波形となり、入射波と反射波とが互いに打ち消しあうことで、開口端４０ａから外部へ伝播する音波を低減させている。
【００３８】
このような音響管４０は、スピーカＳＰの最低共振周波数を低周波数側に移行させ、さらにはスピーカＳＰの音圧レベルを増加させるために設けられており、音響管４０の全長を、音圧レベルを増大させたい低周波数（本実施形態では７００〜８００Ｈｚ付近）の略１／４波長に設定することで、後気室Ｂｒが小容量であってもスピーカＳＰの音質および効率が向上する。
【００３９】
また、ボディＪ２１の後面において外周を構成する接合面５０の四隅にはリブ５２を突設し（図１４（ａ）（ｂ）参照）、カバーＪ２２がボディＪ２１の後面開口に覆設する際には、カバーＪ２２の面取りされた四隅６２（図１３参照）がリブ５２の内側に当接する。
【００４０】
このスピーカモジュールＪ２を装置本体Ｊ１に取り付けると、図８に示すように、装置本体Ｊ１の内面とスピーカＳＰの表面側（振動板２３側）とで囲まれて、後気室Ｂｒとは絶縁された空間である前気室Ｂｆが形成され、装置本体Ｊ１裏面のボス７１に取り付けられたマイクロホンＭ１は、その集音面が振動板２３の略中心に対向して前気室Ｂｆ内に配置され、スピーカＳＰからの音声に対して高い指向性を有する。
【００４１】
また、装置本体Ｊ１裏面のボス７２は、スピーカモジュールＪ２のボディＪ２１前面に設けた凹部３１内に嵌まり、ボス７２が凹部３１に嵌合することで、スピーカモジュールＪ２を装置本体Ｊ１に組み付ける際に位置決めを容易に行うことができ、組み付け作業をスムーズに行うことができる。さらに、ボス７２に取り付けられたマイクロホンＭ２は、その集音面を装置本体Ｊ１の前面に穿設された集音孔８を介して外部に連通しているので、集音孔８を介して伝達される、インターホン装置Ｊの前方に位置する話者からの音声に対して高い指向性を有している。
【００４２】
次に、音声処理モジュールＪ３は、図１５に示すように、通信部８１、音声スイッチ部８２，８３、増幅部８４、信号処理部８５を備えたＩＣで構成され、他の部屋等に設置されているインターホン装置Ｊから情報線Ｌｓを介して送信された音声信号は、通信部８１で受信され、音声スイッチ部８２を介して増幅部８４で増幅された後、スピーカＳＰから出力される。また、通話ボタンＳＷ１を操作することで通話可能状態となり、マイクロホンＭ１，マイクロホンＭ２から入力された各音声信号は信号処理部８５で後述する信号処理を施された後、音声スイッチ部８３を通過し、通信部８１から情報線Ｌｓを介して他の部屋等に設置されているインターホン装置Ｊへ送信される。また、警報停止ボタンＳＷ２は他の端末装置から情報線Ｌｓを介して受信した警報信号による発報を停止する際に操作し、室内呼び出しボタンＳＷ３は他の部屋に設置したインターホン装置Ｊを呼び出す際に操作する。
【００４３】
そして、スピーカＳＰの振動板２３の中心から各マイクロホンＭ１，Ｍ２の集音面の中心までの距離をそれぞれＸ１，Ｘ２とすると、Ｘ１＜Ｘ２となり、本実施形態では、スピーカＳＰの音声出力をマイクロホンＭ１，Ｍ２が拾うことで発生するハウリングを防止するために、以下の構成を備えている。
【００４４】
音声処理モジュールＪ３に収納されている信号処理部８５は、図１に示すように、増幅回路８５ａ，８５ｂと、Ａ／Ｄ変換回路８５ｃ，８５ｄと、タイミング制御部８５ｅと、音声処理回路８５ｆとで構成される。Ａ／Ｄ変換回路８５ｃ，８５ｄの各動作は、タイミング制御部８５ｅによって制御されており、以下、各回路の動作について説明する。
【００４５】
まず、増幅回路８５ａ，８５ｂは、マイクロホンＭ１，Ｍ２が出力する各音声信号を所定の増幅率で増幅して、増幅したマイクロホンＭ１からの音声信号Ｙ１１（ｔ）、増幅したマイクロホンＭ２からの音声信号Ｙ２１（ｔ）を出力する。
【００４６】
ここで、マイクロホンＭ１は、集音面がスピーカＳＰに向かって実装されており、インターホン装置Ｊの前方に位置する話者Ｈ（図８参照）が発する音声（話者音）よりも、スピーカＳＰが発する音声を感度よく集音する。一方、マイクロホンＭ２は、集音面が前方に向かって配置されており、スピーカＳＰが発する音声よりも、インターホン装置Ｊの前方に位置する話者Ｈが発する音声を感度よく集音する。
【００４７】
すなわち、マイクロホンＭ１からの音声信号Ｙ１１（ｔ）は、スピーカＳＰが発する音声に対しては感度が高く振幅が大きくなるが、話者Ｈが発する音声に対しては感度が低く振幅が小さくなる。また、マイクロホンＭ２からの音声信号Ｙ２１（ｔ）は、話者Ｈが発する音声に対しては感度が高く振幅が大きくなるが、スピーカＳＰが発する音声に対しては感度が低く振幅が小さくなる。
【００４８】
さらに、送話時には、話者Ｈが発する音声とスピーカＳＰが発する音声との両方がマイクロホンＭ１，Ｍ２にて集音されるが、スピーカＳＰの中心から各マイクロホンＭ１，Ｍ２の中心までの距離Ｘ１，Ｘ２はＸ１＜Ｘ２であるので、スピーカＳＰからの音声に対しては、マイクロホンＭ１からの音声信号Ｙ１１（ｔ）とマイクロホンＭ２からの音声信号Ｙ２１（ｔ）との間に位相差が生じ、両マイクロホンＭ１，Ｍ２とスピーカＳＰとの距離の差（Ｘ２−Ｘ１）に相当する音波の遅延時間［Ｔｄ＝（Ｘ２−Ｘ１）／Ｖｓ］（Ｖｓは音速）だけ、マイクロホンＭ１の音声信号Ｙ１１（ｔ）に比べてマイクロホンＭ２の音声信号Ｙ２１（ｔ）の位相が遅れる（図２（ａ）（ｂ）参照）。この遅延時間Ｔｄは、理想的な条件下（例えば、点音源、ハウジング密閉構造、回路構成のＣＲのバラツキがない等）では、スピーカＳＰが発する音声の周波数に依存せず周波数に対して一定であるが、実際には理想的な条件下ではないのでスピーカＳＰが発する音声の周波数に依存している。
【００４９】
また、スピーカＳＰからの音声に対する音声信号Ｙ１１（ｔ），Ｙ２１（ｔ）の振幅も上記同様に、理想的な条件下では、スピーカＳＰが発する音声の周波数に依存せず周波数に対して一定であるが、実際には理想的な条件下ではないのでスピーカＳＰが発する音声の周波数に依存している。
【００５０】
一方、マイクロホンＭ１，Ｍ２と話者Ｈとの各距離は等しいとみなせるので、話者Ｈが発する音声に対しては、両マイクロホンＭ１，Ｍ２の各音声信号Ｙ１１（ｔ），Ｙ２１（ｔ）は、略同一位相となる。
【００５１】
そして、Ａ／Ｄ変換回路８５ｃは、増幅されたマイクロホンＭ１のアナログの音声信号Ｙ１１（ｔ）をデジタル信号に変換し、Ａ／Ｄ変換回路８５ｄは、増幅されたマイクロホンＭ２のアナログの音声信号Ｙ２１（ｔ）をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換回路８５ｃのＡ／Ｄ変換動作は、タイミング制御部８５ｅが出力する制御信号Ｓｉ１の立ち上がりに同期して行われ、Ａ／Ｄ変換回路８５ｄのＡ／Ｄ変換動作は、タイミング制御部８５ｅが出力する制御信号Ｓｉ２の立ち上がりに同期して行われる。さらに、スピーカＳＰが発する周波数ｆ１（基準周波数）の音声に対して、マイクロホンＭ２の音声信号Ｙ２１（ｔ）の位相がマイクロホンＭ１の音声信号Ｙ１１（ｔ）に比べて遅延時間Ｔｄ１だけ遅れていることから、クロック信号Ｓｉ２をクロック信号Ｓｉ１に対して遅延時間Ｔｄ１遅れて発生させるようにタイミング制御部８５ｅの動作を予め設定しておくことで、増幅されたマイクロホンＭ１，Ｍ２の各音声信号Ｙ１１（ｔ），Ｙ２１（ｔ）が周波数ｆ１で同一位相となる箇所をＡ／Ｄ変換している（図２（ｃ）（ｄ））。
【００５２】
したがって、低サンプリング周波数のＡ／Ｄ変換回路８５ｃ，８５ｄであっても、正確な遅延時間の調整が可能となり、周波数ｆ１におけるマイクロホンＭ１，Ｍ２の各音声信号Ｙ１１（ｔ），Ｙ２１（ｔ）の位相を精度よく一致させることができる。
【００５３】
そして、Ａ／Ｄ変換回路８５ｃからは、マイクロホンＭ１の音声信号をＡ／Ｄ変換したデジタル値ａ１，ｂ１，ｃ１，ｄ１，ｅ１，………で構成される音声信号Ｙ１２（ｔ）が出力され（図２（ｅ）参照）、Ａ／Ｄ変換回路８５ｄからは、マイクロホンＭ２の音声信号をＡ／Ｄ変換したデジタル値ａ２，ｂ２，ｃ２，ｄ２，ｅ２，………で構成される音声信号Ｙ２２（ｔ）が出力されており（図２（ｆ）参照）、マイクロホンＭ１のデジタル値ａ１とマイクロホンＭ２のデジタル値ａ２、マイクロホンＭ１のデジタル値ｂ１とマイクロホンＭ２のデジタル値ｂ２、マイクロホンＭ１のデジタル値ｃ１とマイクロホンＭ２のデジタル値ｃ２、………を各々対応させることで、マイクロホンＭ１，Ｍ２の各音声信号が周波数ｆ１で同一位相となっている。
【００５４】
しかし、前述のように、スピーカＳＰからの音声に対する音声信号Ｙ１１（ｔ），Ｙ２１（ｔ）の振幅は、スピーカＳＰが発する音声の周波数に依存しており、スピーカＳＰから発せられた音声がマイクロホンＭ１に伝わる伝達関数をＨｓ１（ω）とし、スピーカＳＰから発せられた音声がマイクロホンＭ２に伝わる伝達関数をＨｓ２（ω）とすると、音声信号Ｙ１１（ｔ），Ｙ２１（ｔ）の振幅比Ａ（ω）（以降、音声信号振幅比Ａ（ω）と称す）は、
Ａ（ω）＝｜Ｈｓ１（ω）｜／｜Ｈｓ２（ω）｜ ……… （１）
と表される。
【００５５】
図３は、本実施形態の音声信号振幅比Ａ（ω）の周波数特性を示しており、音声信号振幅比Ａ（ω）は、５００〜３５００（Ｈｚ）の間において振幅比変動幅ΔＬ内で変動している。この振幅比変動幅ΔＬは、音声信号振幅比Ａ（ω）の最大値をｍａｘ［Ａ（ω）］、最小値をｍｉｎ［Ａ（ω）］とすると、
ΔＬ＝ｍａｘ［Ａ（ω）］−ｍｉｎ［Ａ（ω）］ ……… （２）
と表される。
【００５６】
そして、本実施形態の音声処理回路８５ｆは、スピーカＳＰからの音声に対するマイクロホンＭ１，Ｍ２の各出力レベルを一致させる適応フィルタを用いた振幅調整手段を具備しており、その具体的なアルゴリズムは、ｍｉｎ［Ａ（ω）］〜ｍａｘ［Ａ（ω）］の範囲をｎ段階に分割して（例えば、ｎ段階に等間隔で分割する）、各段階での音声信号振幅比の逆数［Ａ（ω）］−１である振幅補正係数Ｂｉ（但し、ｉ＝１，２，．．．，ｎ）を用意し、振幅逐次最適調整型の適応フィルタ部９１が、マイクロホンＭ１からの音声信号Ｙ１２（ｔ）に対して各振幅補正係数Ｂｉを乗じた音声信号Ｙ１３ｉ（ｔ）（但し、ｉ＝１，２，．．．，ｎ）を生成する。なお、適応フィルタ部９１は、遅れ時間要素９１ａと増幅部９１ｂとで構成されている。
【００５７】
振幅補正係数Ｂｉは、
Ｂ＾ｉ＝［ｍｉｎ［Ａ（ω）］＋｛ΔＬ／ｎ｝（ｉ−１）］−１ ……… （３）
（但し、ｉ＝１，２，．．．，ｎ）
で表される。ここで、遅延時間Ｔｄが周波数に依らず一定であれば、振幅補正誤差は、上記（３）式の右辺第２項の｛ΔＬ／ｎ｝の値の範囲内となり、この値を小さくすることで、スピーカ音のキャンセル処理能力を向上させることができる。
【００５８】
次に、演算部９２は、マイクロホンＭ１の音声信号Ｙ１３ｉ（ｔ）からマイクロホンＭ２の音声信号Ｙ２２（ｔ）を減算することで、スピーカＳＰからの音声成分が打ち消された音声信号Ｙａｉ（ｔ）（但し、ｉ＝１，２，．．．，ｎ）を生成する。
【００５９】
そして、信号選択部９３は、ｎ個の音声信号Ｙａｉ（ｔ）から最小の信号を選択し、選択した最小の音声信号Ｙａｉ（ｔ）を、出力信号Ｙｏ（ｔ）として出力する。すなわち、出力信号Ｙｏ（ｔ）は、適応フィルタ部９１がｎ個の振幅補正係数Ｂｉのうち最適な振幅補正係数Ｂｉを用いてマイクロホンＭ１の音声信号の振幅を調整することで、スピーカＳＰからの音声成分が最も打ち消された音声信号となる。
【００６０】
一方、マイクロホンＭ１，Ｍ２前方の話者Ｈが発する音声に対しては、集音面を話者Ｈに向かって配置したマイクロホンＭ２の音声信号Ｙ２１の振幅が、集音面をスピーカＳＰに向かって配置したマイクロホンＭ１の音声信号Ｙ１１の振幅よりも大きくなる。さらに、マイクロホンＭ１からの信号は適応フィルタ部９１で減衰するので、音声信号Ｙ２２（ｔ）に含まれる話者Ｈからの音声成分は、音声信号Ｙ１３ｉ（ｔ）に含まれる話者Ｈからの音声成分よりさらに大きくなる。すなわち、音声信号Ｙ２２（ｔ）に含まれる話者Ｈからの音声成分と、音声信号Ｙ１３ｉ（ｔ）に含まれる話者Ｈからの音声成分との振幅差は大きくなり、演算部９２で上記減算処理を施しても、音声信号Ｙａｉ（ｔ）には、話者Ｈが発する音声に応じた信号が十分な振幅を維持した状態で残っている。
【００６１】
以上のようにして信号処理部８５が出力する音声信号ＹｏではスピーカＳＰからの音声成分が低減され、一方、インターホン装置Ｊ前方の話者ＨからマイクロホンＭ１，Ｍ２に向って発した音声成分は残っており、音声信号Ｙｏでは、残したい話者Ｈからの音声成分と、低減したいスピーカＳＰからの音声成分との相対的な差が広い周波数帯域に亘って大きくなり、スピーカＳＰの音声出力をマイクロホンＭ１，Ｍ２が拾うことで発生するハウリングを防止することができる。
【００６２】
さらには、スピーカＳＰからの音声に対するマイクロホンＭ１，Ｍ２の各出力レベルを一致させる振幅調整手段に適応フィルタ部９１を用いることによって、スピーカＳＰからマイクロホンＭ１，Ｍ２へ伝わる音波の伝達関数が周波数特性を有していても、スピーカ音のキャンセル処理性能を簡易に向上させることができ、優れたハウリング防止効果を得ることができる。
【００６３】
次に、本実施形態において音声処理回路８５ｆがスピーカ音をキャンセルする上記アルゴリズムによるハウリング防止効果をより効果的にするための条件について説明する。
【００６４】
まず、インターホン装置Ｊ前方の話者ＨからマイクロホンＭ１，Ｍ２に向って発した音声（話者音）が、マイクロホンＭ１，Ｍ２に同タイミング、且つ同レベルで入力しているとすると、信号処理部８５において、Ｙ１１（ｔ）＝Ｙ２１（ｔ）＝Ｙｓ（ｔ）となり、話者音のみがマイクロホンＭ１，Ｍ２に入力されているときに信号処理部８５から出力される音声信号Ｙｏ（ｔ）は、
Ｙｏ（ｔ）＝Ｙｓ（ｔ）−Ｙｓ（ｔ）・ｅｘｐ（−ｊω（Ｔｄ１））・（Ａｏ−１＋Ｒｍ）
＝Ｙｓ（ｔ）｛１−Ａｏ−１・ｅｘｐ（−ｊω（Ｔｄ１））−Ｒｍ・ｅｘｐ（−ｊω（Ｔｄ１））｝ ……… （４）
となる。
【００６５】
ここで上記Ａｏは、音声信号振幅比Ａ（ω）の周波数に対する変動幅の中心値であり（以降、変動幅中心値Ａｏと称す）、
Ａｏ＝｛ｍａｘ［Ａ（ω）］＋ｍｉｎ［Ａ（ω）］｝／２ ……… （５）
（但し、Ａｏ＞１）
で表される。
【００６６】
上記Ｒｍは、話者音の実効値を１とした場合に、音声信号振幅比Ａ（ω）の周波数に対する変動幅によって生じるノイズの実効値であり（以降、ノイズ実効値Ｒｍと称す）、
Ｒｍ＝ΔＬ／Ａｏ ……… （６）
で表される。
【００６７】
上記（４）式において、［Ａｏ−１・ｅｘｐ（−ｊω（Ｔｄ１））］は、話者音の劣化要因であり、［Ｒｍ・ｅｘｐ（−ｊω（Ｔｄ１））］は、雑音成分の増加分であると捉えることができる。
【００６８】
そして、最悪条件として、Ａ／Ｄ変換回路８５ｃ，８５ｄのＡ／Ｄ変換タイミングによって補正される遅延時間Ｔｄ１＝０の場合、本来欲しい前方からの話者音のみの音声成分Ｓ、およびマイクロホンＭ１，Ｍ２の各出力の振幅比を逐次最適調整することによって発生する雑音成分Ｎの各信号レベルは、
Ｓ＝２０・Ｌｏｇ（１−Ａｏ−１）
Ｎ＝２０・Ｌｏｇ（Ｒｍ） ……… （７）
となる。したがって、本実施形態において音声処理回路８５ｆの上記アルゴリズムによる信号処理後のＳ／Ｎ比は、
Ｓ／Ｎ＝２０・Ｌｏｇ｛（１−Ａｏ−１）／（Ｒｍ）｝ ……… （８）
となる。
【００６９】
図４は、音声信号振幅比Ａ（ω）と話者音劣化量との関係を示しており、例えば、話者音劣化量を３ｄＢ以下にするためには、音声信号振幅比Ａ（ω）は３．４２以上必要である。
【００７０】
図５は、ｍｉｎ［Ａ（ω）］＝３．４２に固定した場合において、振幅比変動幅ΔＬと変動幅中心値Ａｏとの関係を示し、図６は、図５におけるＲｍ（＝ΔＬ／Ａｏ）とＳ／Ｎ比との関係を示しており、例えば、Ｓ／Ｎ比を６ｄＢ以上確保するためには、Ｒｍは０．３８以下を維持する必要がある。
【００７１】
而して、上記（４）〜（６）式より、所望の話者音の劣化量、および話者音のＳ／Ｎ比を得るためには、音声信号振幅比Ａ（ω）の周波数に対する変動幅の中心値：Ａｏ、音声信号振幅比Ａ（ω）の周波数に対する変動幅によって生じるノイズの実効値：Ｒｍを、図７のように設定すればよい。すなわち、Ａｏ、Ｒｍの各値を満足するように、スピーカＳＰ、マイクロホンＭ１，Ｍ２を配置すればよいのである（相対位置、絶対位置ともに）。
【００７２】
図７では、Ａｏ、Ｒｍの具体的数値を挙げているが、Ａｏをより大きく、Ｒｍをより小さくすることで、本アルゴリズムによるスピーカ音のキャンセル効果が増大する。逆に言うと、インターホン装置Ｊ前方の話者ＨからマイクロホンＭ１，Ｍ２に向って発した音声（話者音）が、マイクロホンＭ１，Ｍ２に同タイミング、且つ同レベルで入力している場合においては、Ａｏが大きく、Ｒｍが小さければ、スピーカ音だけでなく話者音も大幅にキャンセルされ、且つ雑音レベルが大幅に上がるということであり、つまりは図７に示すような各条件を満足するようにＡｏ、Ｒｍを設定することによって、本アルゴリズムは効果的なものとなる。
【００７３】
次に、音声スイッチ部８２，８３（図１５参照）では、以下の処理を行うことでさらなるハウリング防止を図っている。音声スイッチ部８２は受信した信号の伝送線路上に配置され、音声スイッチ部８３は送信する信号の伝送線路上に配置されて、音声スイッチ処理部８６を構成しており、音声スイッチ部８２，８３は互いの入力信号のレベルを比較し、入力信号のレベルが小さいほうの音声スイッチ部は、内部に具備した可変損失手段によって伝送線路上の伝送損失を大きくする。したがって、受信した信号と送信される信号とのうち、いずれかレベルの小さい信号は減衰し、ハウリングマージンがさらに増加するので、一層のハウリング防止が図られている。
【００７４】
なお、図４〜図７では、インターホン装置Ｊ前方の話者ＨからマイクロホンＭ１，Ｍ２に向って発した音声（話者音）が、マイクロホンＭ１，Ｍ２に同タイミング、且つ同レベルで入力していることを前提としているが、本発明はこの前提条件の有無に関わらず同様の効果を得ることができる。
【００７５】
（実施形態２）
実施形態１において、スピーカＳＰが発した音声がマイクロホンＭ１に到達してからマイクロホンＭ２に到達するまでの時間差である遅延時間Ｔｄは、図１６に示すように周波数に対して一定ではない。周波数に対する遅延時間をＴｄ（ω）、スピーカＳＰが発する音声がマイクロホンＭ１に伝わる伝達関数をＨｓ１（ω）、スピーカＳＰが発する音声がマイクロホンＭ２に伝わる伝達関数をＨｓ２（ω）とすると、
Ｔｄ（ω）＝（２π／ω）・｛ｔａｎ−１［Ｈｓ２（ω）］−ｔａｎ−１［Ｈｓ１（ω）］｝／３６０ ……… （９）
で表される。なお、図１６では、この周波数に対する遅延時間Ｔｄ（ω）の最大値ｍａｘ［Ｔｄ（ω）］と最小値ｍｉｎ［Ｔｄ（ω）］との間の変動幅をΔＴｄで表している（以降、遅延時間変動幅ΔＴｄと称す）。
【００７６】
ここで、基準遅延時間Ｔｏは、
Ｔｏ＝｛ｍａｘ［Ｔｄ（ω）］＋ｍｉｎ［Ｔｄ（ω）］｝／２ ……… （１０）
で表される。
【００７７】
そして、信号処理部８５の音声処理回路８５ｆは、マイクロホンＭ１，Ｍ２の各音声信号の位相差を基準遅延時間Ｔｏを中心に変化させながらマイクロホンＭ１，Ｍ２の各音声信号の差を演算し、マイクロホンＭ１，Ｍ２の各音声信号の位相差を、当該演算結果が最小となる位相差に設定する逐次最適調整を行う位相調整手段を具備しており、具体的に位相調整手段は、図１７に示すように、音声処理回路８５ｆに位相逐次最適調整型の適応フィルタ部９４を付加することで構成されている。なお、適応フィルタ部９４は、線形予測のＦＩＲフィルタであり、増幅部９４ａと、遅れ時間要素９４ｂおよび増幅部９４ｃと、遅れ時間要素９４ｄおよび増幅部９４ｅとで構成されている。
【００７８】
マイクロホンＭ２の音声信号Ｙ２２（ｔ）は、図２（ｆ）に示すように、アナログ値をＡ／Ｄ変換したデジタル値ａ２，ｂ２，ｃ２，ｄ２，ｅ２，………で構成されるが、適応フィルタ部９４の動作について、図１８に示すデジタル値ａ２，ｂ２，ｃ２を用いて説明する。
【００７９】
まず、適応フィルタ部９４は、マイクロホンＭ２のデジタル値ａ２−ｂ２間における音声信号Ｙ２２（ｔ）の振幅を直線Ｋ１で近似し、デジタル値ｂ２−ｃ２間における音声信号Ｙ２２（ｔ）の振幅を直線Ｋ２で近似する。そして、遅延時間変動幅ΔＴｄをｍ段階［．．．Ｔｏ−２，Ｔｏ−１，Ｔｏ，Ｔｏ＋１，Ｔｏ＋２，．．．］に分割し（例えばΔＴｄを等間隔にｍ段階に分割する）、そのｍ段階の中心である基準遅延時間Ｔｏをデジタル値ｂ２に対応させて、デジタル値ｂ２の進み側および遅れ側に設定された合計ｍ段階の遅延時間Ｔｊ（但し、ｊ＝１，２，．．．，ｍ）における音声信号の振幅を、直線近似された直線Ｋ１，Ｋ２上から推測して、マイクロホンＭ２の音声信号Ｙ２３ｉｊ（ｔ）（但し、ｉ＝１，２，．．．，ｎ、ｊ＝１，２，．．．，ｍ）を生成する。このとき、増幅部９４ａ、増幅部９４ｃ、増幅部９４ｅにおける位相補正係数は、それぞれＣ１ｉｊ、Ｃ２ｉｊ、Ｃ３ｉｊとなる。
【００８０】
そして、演算部９２は、マイクロホンＭ１の音声信号Ｙ１３ｉ（ｔ）からマイクロホンＭ２の音声信号Ｙ２３ｉｊ（ｔ）を減算することで、スピーカＳＰからの音声成分が打ち消された音声信号Ｙａｉｊ（ｔ）を生成する。
【００８１】
そして、信号選択部９３は、ｎ×ｍ個の音声信号Ｙａｉｊ（ｔ）から最小の信号を選択し、選択した最小の音声信号Ｙａｉｊ（ｔ）を、出力信号Ｙｏ（ｔ）として出力する。すなわち、出力信号Ｙｏ（ｔ）は、ｎ個の振幅補正係数Ｂｉとｍ個の遅延時間Ｔｊとの組み合わせから、最適な振幅補正係数Ｂｉおよび遅延時間Ｔｊを用いて、スピーカＳＰからの音声成分が最も打ち消された音声信号となる。
【００８２】
したがって、マイクロホンＭ１，Ｍ２が集音する音声信号の振幅の周波数特性だけでなく、遅延時間の周波数特性も考慮して、音声信号の振幅補正、遅れ時間補正を行うので、さらにスピーカ音のキャンセル効果がさらに向上し、ハウリング防止効果がさらに向上する。また、マイクロホンＭ２の音声信号の振幅を直線近似によって推測するので、簡易な構成で位相調整を容易に行うことができる。
【００８３】
本実施形態では、音声処理回路８５ｆが処理するパラメータの数がｎ×ｍ個となり、多くの演算処理を行う必要があることから、音声処理回路８５ｆの回路規模が大きくなる虞があるが、ｎ、ｍだけでなく、例えば、変動幅中心値Ａｏ、基準遅延時間Ｔｏ、振幅比変動幅ΔＬ、遅延時間変動幅ΔＴｄを併せた計６個のパラメータを用いて演算を工夫すれば、小さな回路規模で、低負荷での実現が可能となる。例えば、ＣＰＵを用いない場合は、簡易なデジタル回路で音声処理回路８５ｆを構成することができ、ＣＰＵを用いる場合は、低負荷な演算処理によって音声処理回路８５ｆを実現できる。
【００８４】
（実施形態３）
図１９は、実施形態１または２における音声スイッチ処理部８６（図１５参照）の具体構成を示しており、音声スイッチ部８２が受信した信号の伝送線路上に配置され、音声スイッチ部８３が送信する信号の伝送線路上に配置されており、比較器８６ａが音声スイッチ部８２，８３の各入力信号のレベルを比較し、入力信号のレベルが小さいほうの音声スイッチ部は、内部に具備した可変損失手段によって伝送線路上の伝送損失を大きくしている。したがって、受信した信号と送信される信号とのうち、いずれかレベルの小さい信号は減衰し、ハウリングマージンがさらに増加するので、一層のハウリング防止が図られている。
【００８５】
本実施形態では、さらに比較器８６ａの比較結果を信号処理部８５に出力し、信号処理部８５は、比較結果からスピーカ音のレベルが所定の閾値以下であると判定すれば、音声処理回路８５ｆ（振幅逐次最適調整型の適応フィルタ部９１、演算部９２、信号選択部９３、位相逐次最適調整型の適応フィルタ部９４）によるスピーカ音のキャンセル処理を停止し、不要なキャンセル処理による話者音の劣化を防止している。
【００８６】
なお、本実施形態では、情報線Ｌｓを介した有線通信方式を用いて、インターホン装置Ｊ間における音声信号の授受を行っているが、インターホン装置Ｊに周知の無線通信手段を設けることで、無線通信方式による音声信号の授受を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】実施形態１のインターホン装置の信号処理部の構成図である。
【図２】（ａ）〜（ｆ）同上の信号処理部の各部の波形図である。
【図３】同上の音声信号振幅比の周波数特性を示す図である。
【図４】同上の音声信号振幅比と話者音劣化量との関係を示す図である。
【図５】同上の振幅比変動幅と振幅比との関係を示す図である。
【図６】同上のノイズ実効値とＳ／Ｎ比との関係を示す図である。
【図７】同上の各パラメータの設定を示す図である。
【図８】同上のインターホン装置を示す断面図である。
【図９】同上のインターホン装置の一部を示す分解斜視図である。
【図１０】同上のインターホン装置をボックスに取り付けた斜視図である。
【図１１】同上の装置本体の一部拡大した裏面図である。
【図１２】同上のスピーカモジュールを示す斜視図である。
【図１３】同上のスピーカモジュールを示す分解斜視図である。
【図１４】（ａ）（ｂ）同上のボディを示す平面図である。
【図１５】同上の音声処理モジュールの構成図である。
【図１６】実施形態２の遅延時間の周波数特性を示す図である。
【図１７】同上の信号処理部の構成図である。
【図１８】同上の音声信号の線形予測を示す図である。
【図１９】実施形態３の音声スイッチ処理部周辺の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００８８】
Ｊ インターホン装置
ＳＰ スピーカ
Ｍ１，Ｍ２ マイクロホン
８５ 信号処理部
８５ｃ，８５ｄ Ａ／Ｄ変換回路
８５ｆ 音声処理回路
９１ 適応フィルタ
９２ 演算部
９３ 信号選択部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝達された音声情報を出力するスピーカと、音声を集音して音声信号を出力する第１のマイクロホンと、スピーカからの距離が第１のマイクロホンより遠い位置に配置されるとともに音声を集音して音声信号を出力する第２のマイクロホンと、第１，第２のマイクロホンが出力する各音声信号を信号処理して伝達する信号処理部とを備えて、第１，第２のマイクロホンとスピーカとの各距離の差に相当する所定周波数の音波の伝達時間を遅延時間とし、
信号処理部は、
前記遅延時間に応じてスピーカからの音声に対する第１，第２のマイクロホンの各音声信号の位相を前記所定周波数において一致させる遅延時間調整手段と、
スピーカからの音声に対する第１，第２のマイクロホンの各音声信号の振幅比を調整する適応フィルタを用いた振幅調整手段と、
遅延時間調整手段，振幅調整手段を通過した第１，第２のマイクロホンの各音声信号の差を出力する演算手段と
を備え、
振幅調整手段は、スピーカからの音声に対する第１，第２のマイクロホンの各音声信号の振幅比を変化させながら、前記演算部によって第１，第２のマイクロホンの各音声信号の差を演算し、第１，第２のマイクロホンの各音声信号の振幅比を、当該演算結果が最小となる振幅比に設定する逐次最適調整を行う
ことを特徴とするインターホン装置。
【請求項２】
前記スピーカからの音声に対する第１のマイクロホンの音声信号を第２のマイクロホンの音声信号で除した振幅比が第１の所定値以上であり、当該振幅比が周波数に対して変動する幅を当該変動幅の中心値で除した値が第２の所定値以下となるように、スピーカと第１，第２のマイクロホンとを配置したことを特徴とする請求項１記載のインターホン装置。
【請求項３】
前記遅延時間調整手段は、第１のマイクロホンが出力する音声信号をＡ／Ｄ変換する第１のＡ／Ｄ変換手段と、第２のマイクロホンが出力する音声信号をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄ変換手段とを備え、第１のＡ／Ｄ変換手段が第１のマイクロホンからの音声信号をＡ／Ｄ変換したタイミングから前記遅延時間経過したときに、第２のＡ／Ｄ変換手段が第２のマイクロホンからの音声信号をＡ／Ｄ変換することを特徴とする請求項１または２記載のインターホン装置。
【請求項４】
前記信号処理部は、第１，第２のマイクロホンの各音声信号の位相差を変化させながら、前記演算部によって第１，第２のマイクロホンの各音声信号の差を演算し、第１，第２のマイクロホンの各音声信号の位相差を、当該演算結果が最小となる位相差に設定する逐次最適調整を行う位相調整手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載のインターホン装置。
【請求項５】
第１のマイクロホンが出力する音声信号をＡ／Ｄ変換する第１のＡ／Ｄ変換手段と、第２のマイクロホンが出力する音声信号をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄ変換手段とを備え、前記位相調整手段は、第１，第２のＡ／Ｄ変換手段のうち少なくとも一方のＡ／Ｄ変換手段が連続して出力した２つのデジタル値を結ぶ直線に沿って音声信号が連続して推移していると判断し、第１，第２のマイクロホンの各音声信号の位相差を変化させながら前記演算部によって第１，第２のマイクロホンの各音声信号の差を演算する際には、少なくとも一方のＡ／Ｄ変換手段の音声信号として当該直線上の値を用いることを特徴とする請求項４記載のインターホン装置。
【請求項６】
前記信号処理部は、前記スピーカに入力される信号が所定の閾値以下の場合は、少なくとも前記遅延時間調整手段、振幅調整手段、演算手段によるスピーカ音のキャンセル処理を行わないことを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載のインターホン装置。
【請求項１】
伝達された音声情報を出力するスピーカと、音声を集音して音声信号を出力する第１のマイクロホンと、スピーカからの距離が第１のマイクロホンより遠い位置に配置されるとともに音声を集音して音声信号を出力する第２のマイクロホンと、第１，第２のマイクロホンが出力する各音声信号を信号処理して伝達する信号処理部とを備えて、第１，第２のマイクロホンとスピーカとの各距離の差に相当する所定周波数の音波の伝達時間を遅延時間とし、
信号処理部は、
前記遅延時間に応じてスピーカからの音声に対する第１，第２のマイクロホンの各音声信号の位相を前記所定周波数において一致させる遅延時間調整手段と、
スピーカからの音声に対する第１，第２のマイクロホンの各音声信号の振幅比を調整する適応フィルタを用いた振幅調整手段と、
遅延時間調整手段，振幅調整手段を通過した第１，第２のマイクロホンの各音声信号の差を出力する演算手段と
を備え、
振幅調整手段は、スピーカからの音声に対する第１，第２のマイクロホンの各音声信号の振幅比を変化させながら、前記演算部によって第１，第２のマイクロホンの各音声信号の差を演算し、第１，第２のマイクロホンの各音声信号の振幅比を、当該演算結果が最小となる振幅比に設定する逐次最適調整を行う
ことを特徴とするインターホン装置。
【請求項２】
前記スピーカからの音声に対する第１のマイクロホンの音声信号を第２のマイクロホンの音声信号で除した振幅比が第１の所定値以上であり、当該振幅比が周波数に対して変動する幅を当該変動幅の中心値で除した値が第２の所定値以下となるように、スピーカと第１，第２のマイクロホンとを配置したことを特徴とする請求項１記載のインターホン装置。
【請求項３】
前記遅延時間調整手段は、第１のマイクロホンが出力する音声信号をＡ／Ｄ変換する第１のＡ／Ｄ変換手段と、第２のマイクロホンが出力する音声信号をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄ変換手段とを備え、第１のＡ／Ｄ変換手段が第１のマイクロホンからの音声信号をＡ／Ｄ変換したタイミングから前記遅延時間経過したときに、第２のＡ／Ｄ変換手段が第２のマイクロホンからの音声信号をＡ／Ｄ変換することを特徴とする請求項１または２記載のインターホン装置。
【請求項４】
前記信号処理部は、第１，第２のマイクロホンの各音声信号の位相差を変化させながら、前記演算部によって第１，第２のマイクロホンの各音声信号の差を演算し、第１，第２のマイクロホンの各音声信号の位相差を、当該演算結果が最小となる位相差に設定する逐次最適調整を行う位相調整手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載のインターホン装置。
【請求項５】
第１のマイクロホンが出力する音声信号をＡ／Ｄ変換する第１のＡ／Ｄ変換手段と、第２のマイクロホンが出力する音声信号をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄ変換手段とを備え、前記位相調整手段は、第１，第２のＡ／Ｄ変換手段のうち少なくとも一方のＡ／Ｄ変換手段が連続して出力した２つのデジタル値を結ぶ直線に沿って音声信号が連続して推移していると判断し、第１，第２のマイクロホンの各音声信号の位相差を変化させながら前記演算部によって第１，第２のマイクロホンの各音声信号の差を演算する際には、少なくとも一方のＡ／Ｄ変換手段の音声信号として当該直線上の値を用いることを特徴とする請求項４記載のインターホン装置。
【請求項６】
前記信号処理部は、前記スピーカに入力される信号が所定の閾値以下の場合は、少なくとも前記遅延時間調整手段、振幅調整手段、演算手段によるスピーカ音のキャンセル処理を行わないことを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載のインターホン装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１０−７４５４１（Ｐ２０１０−７４５４１Ａ）
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３９８１３（Ｐ２００８−２３９８１３）
【出願日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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