インターホン装置
【課題】インターホンの子機がデジタル信号で音声を伝送する際に、１６ビットの信号処理を行なう回路と３２ビットの信号処理を行なう回路が混在した場合、折返し歪みによって音質が大幅に低下する。
【解決手段】デコーダの出力信号がオーバーフローするレベルの信号を検出して、ＡＤ変換部の出力信号のレベル制限を行なうレベル制限部を有することにより、折返し歪みを防止することによって音質を向上させるとともに、レベル制限部は、動作開始後は前記親機と前記子機との通話終了まで動作を維持することによって音量レベルの変動も抑えるため、違和感のない通話を行なうことができる。
【解決手段】デコーダの出力信号がオーバーフローするレベルの信号を検出して、ＡＤ変換部の出力信号のレベル制限を行なうレベル制限部を有することにより、折返し歪みを防止することによって音質を向上させるとともに、レベル制限部は、動作開始後は前記親機と前記子機との通話終了まで動作を維持することによって音量レベルの変動も抑えるため、違和感のない通話を行なうことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インターホン装置で、特に子機と親機が接続され、かつ、子機側の音声がＡＤＰＣＭ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｕｌｓｅ Ｃｏｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）によってデジタル化されて親機に伝送されるインターホン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、通信装置において、音声信号を安定して送信する方法として、文献１の先行技術に示すような装置が提案されている。本文献、特に段落「００１３」によれば、部分予測信号を浮動小数点表示から絶対値表示に変換する際にオーバーフローする条件を満たしている部分予測信号にリミット値を代入する処理を、誤り検出器によって音声データに符号誤りが判定された場合に所定数の音声データのフレームについて実行するリミッタを備える。かかる構成によれば、部分予測信号を浮動小数点表示から絶対値表示に変換する際のオーバーフローを抑止できるので、クリックノイズを抑制できる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２０５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、文献１のインターホン装置においては、符号誤りの検出のみを目的としているため、小規模なオーバーフローには対応できるが、例えば、エンコーダ等の入力デバイスの取扱える量子化精度が１６ｂｉｔであり、伝送系で取扱える量子化精度が３２ｂｉｔと異なる場合には、図３に示すようにＡＤ変換部でオーバーフローが生じエンコーダへの入力信号がクリップすると、デコーダの出力信号は急激な信号変化に追従できずリップルが発生する。発生したリップル成分の一部は、図３の太線のように量子化精度限界として１６ｂｉｔで取扱える範囲である「−３２７６８〜３２７６７」を超えた値となる。具体的には、図３においてエンコーダへの入力データを細線で、デコーダの出力データを太線で示しており、エンコーダへの入力データは量子化精度の上限である「３２７６７」に達しているとともに、デコーダの出力データは量子化精度限界を超えてしまっている。このため、負の成分として折返し歪が生じ、音声聴取時に不快感を与えることとなる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明のインターホン装置の子機は、ＡＤ変換部の出力信号を観測し、デコーダの出力信号がオーバーフローするレベルの信号を検出して、ＡＤ変換部の出力信号のレベル制限を行なうレベル制限部を有する。
また、レベル制限の閾値は、オーバーフローするレベルに対して２分の１乃至１．０５分の１である。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１のインターホン装置によれば、オーバーフローするレベルの信号をデコード前に検出するため、音声聴取時の不快感を聴覚限界以下とすることができる。
【０００７】
請求項２のインターホン装置によれば、レベル制限の閾値は、オーバーフローするレベルに対して２分の１であれば、聴覚上は６ｄＢのレベル減少となるため、実際の使用に際して違和感のないレベルであるとともに、閾値がオーバーフローするレベルに対して１．０５分の１であれば、最低限の折返し歪を防止することができる。
【０００８】
請求項３のインターホン装置によれば、一旦音量低下がレベル制限部２４で行われた場合には、通話終了まで継続して音量低下を行なうことにより、通話レベルの変動の繰り返しによる不快感を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施例によるインターホン装置の構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施例によるインターホン装置のブロック図である。
【図３】図３は、本発明の実施例によるインターホン装置のレベル制限を行なわない場合の入力と出力の波形の一例である。
【図４】図４は、本発明の実施例によるインターホン装置のレベル制限を行なった場合の入力と出力の波形の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明のインターホン装置を適用して、子機から親機に対して送話するための最良の実施の形態例について、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明の実施例によるインターホン装置の構成を示すシステム構成図であり、一例として室内に設置された親機１と玄関に設置された子機２から構成され、それぞれはデータ信号、デジタル音声信号の送受を行なっている。
【００１２】
子機２には親機１を呼び出すための呼出ボタン２７と、親機と通話するための子機マイク２１及び子機スピーカ２２とを有している。
【００１３】
親機１には子機２と通話するための親機マイク１１及び親機スピーカ１２と、子機２を選局するとともに子機２からの呼出信号に応じて通話を開始する操作部１６とを有している。
【００１４】
図２は、本発明の実施例によるインターホン装置の音声通信に関する構成を示すシステム構成図であり、子機２には子機マイク２１で入力した音声入力信号を標本化及び量子化するＡＤ変換部２３と、ＡＤ変換部２３の出力信号のレベル制限を行なうレベル制限部２４と、量子化されたデジタル信号を適応差分量子化器で符号化するエンコーダ２５と、符号化されたデジタル信号を送信する子機伝送部２６とを有している。
【００１５】
親機１には符号化されたデジタル信号を受信する親機伝送部１３と、符号化されたデジタル信号をＰＣＭ変換するデコーダ１４と、デコーダ１４の出力信号をアナログ信号化して親機スピーカ１２に出力するＤＡ変換部１５とを有している。
【００１６】
以下、動作について説明する。
【００１７】
インターホンの発呼者が子機２の呼出ボタン２７を操作すると、呼出信号が親機１に送出されるとともに、子機マイク２１、ＡＤ変換部２３、レベル制限部２４、エンコーダ２５、子機伝送部２６とを能動とし、子機マイク２１の音声をデジタル信号として親機１に対して送信を開始する。また、呼出信号を受信した親機１は、親機伝送部１３、デコーダ１４、ＤＡ変換部１５、親機スピーカ１２を能動として、呼出音を鳴動するとともに、子機マイク２１の音声を親機スピーカ１２から鳴動させる。その後、呼出を認識した被呼者が親機１の操作部１６を操作すると、親機マイク１１、子機スピーカ２２も能動となり、双方向通話が開始される。被呼者が親機１の操作部１６を再び操作すると、通話終了となり、上述した親機１の親機伝送部１３、デコーダ１４、ＤＡ変換部１５、親機マイク１１、親機スピーカ１２、及び子機２の子機マイク２１、子機スピーカ２２、ＡＤ変換部２３、レベル制限部２４、エンコーダ２５、子機伝送部２６が非能動となる。
次に、具体的な音声の伝送方法について説明する。
【００１８】
子機マイク２１を介してＡＤ変換部２３に入力された音声信号は、１６ｂｉｔの量子化精度でデジタル信号に量子化される。
【００１９】
信号処理系の量子化精度が１６ｂｉｔの場合、デジタル信号の値は「−３２７６８〜３２７６７」の範囲に必ず収まっているが、レベル制限部２４では、この値の約１．０６６分の１である「−３０７４４〜３０７４３」を超えたデータを発見した場合、以後通話終了まで継続して全てのＡＤ変換部２３の出力信号を１．０６６で除算してエンコーダ２５に送出する。
【００２０】
量子化されたデジタル信号はエンコーダ２５において３２ビットで処理され、符号化されパケット化された後に子機伝送部２６を介して親機１に送信され、親機１においては、親機伝送部１３で受信した３２ビットで符号化されたパケットをデコーダ１４へと引渡し、ＰＣＭに変換して、ＤＡ変換部１５によってデコーダ１４の出力信号をアナログ信号化して親機スピーカ１２に出力され、音声として鳴動する。
【００２１】
これにより、図４に細線で示すエンコーダ２５への入力データが破線で示す量子化精度限界と比較して充分に小さいため、太線で示すデコーダ１４の出力データも量子化精度限界を超えることがなく、つまりは折返し歪が発生することなく視聴時の不快感を低減することが可能となる。
【００２２】
なお、本実施例では振幅制限ブロックの閾値を「−３０７４４〜３０７４３」としたが、この数値であれば聴感上の音量低下に気づくことはなく、実使用上問題となる数字ではない。ただ、例えば振幅制限ブロックの閾値を、オーバーフローするレベルに対して２分の１となる「−１６３８４〜１６３８３」に設定すると、６ｄＢの音量低下となるため、変動が頻繁に繰り返された場合には、聞く人に不快感が発生することから、一旦音量低下がレベル制限部２４で行われた場合には、通話終了まで継続して音量低下を行なうことにより、不快感を低減することができる。また、オーバーフローが発生しない場合にはレベル制限部２４が作動しないことから、十分な音量を確保することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１ 親機
１１ 親機マイク
１２ 親機スピーカ
１３ 親機伝送部
１４ デコーダ
１５ ＤＡ変換部
１６ 操作部
２ 子機
２１ 子機マイク
２２ 子機スピーカ
２３ ＡＤ変換部
２４ レベル制限部
２５ エンコーダ
２６ 子機伝送部
２７ 呼出ボタン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インターホン装置で、特に子機と親機が接続され、かつ、子機側の音声がＡＤＰＣＭ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｕｌｓｅ Ｃｏｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）によってデジタル化されて親機に伝送されるインターホン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、通信装置において、音声信号を安定して送信する方法として、文献１の先行技術に示すような装置が提案されている。本文献、特に段落「００１３」によれば、部分予測信号を浮動小数点表示から絶対値表示に変換する際にオーバーフローする条件を満たしている部分予測信号にリミット値を代入する処理を、誤り検出器によって音声データに符号誤りが判定された場合に所定数の音声データのフレームについて実行するリミッタを備える。かかる構成によれば、部分予測信号を浮動小数点表示から絶対値表示に変換する際のオーバーフローを抑止できるので、クリックノイズを抑制できる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２０５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、文献１のインターホン装置においては、符号誤りの検出のみを目的としているため、小規模なオーバーフローには対応できるが、例えば、エンコーダ等の入力デバイスの取扱える量子化精度が１６ｂｉｔであり、伝送系で取扱える量子化精度が３２ｂｉｔと異なる場合には、図３に示すようにＡＤ変換部でオーバーフローが生じエンコーダへの入力信号がクリップすると、デコーダの出力信号は急激な信号変化に追従できずリップルが発生する。発生したリップル成分の一部は、図３の太線のように量子化精度限界として１６ｂｉｔで取扱える範囲である「−３２７６８〜３２７６７」を超えた値となる。具体的には、図３においてエンコーダへの入力データを細線で、デコーダの出力データを太線で示しており、エンコーダへの入力データは量子化精度の上限である「３２７６７」に達しているとともに、デコーダの出力データは量子化精度限界を超えてしまっている。このため、負の成分として折返し歪が生じ、音声聴取時に不快感を与えることとなる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明のインターホン装置の子機は、ＡＤ変換部の出力信号を観測し、デコーダの出力信号がオーバーフローするレベルの信号を検出して、ＡＤ変換部の出力信号のレベル制限を行なうレベル制限部を有する。
また、レベル制限の閾値は、オーバーフローするレベルに対して２分の１乃至１．０５分の１である。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１のインターホン装置によれば、オーバーフローするレベルの信号をデコード前に検出するため、音声聴取時の不快感を聴覚限界以下とすることができる。
【０００７】
請求項２のインターホン装置によれば、レベル制限の閾値は、オーバーフローするレベルに対して２分の１であれば、聴覚上は６ｄＢのレベル減少となるため、実際の使用に際して違和感のないレベルであるとともに、閾値がオーバーフローするレベルに対して１．０５分の１であれば、最低限の折返し歪を防止することができる。
【０００８】
請求項３のインターホン装置によれば、一旦音量低下がレベル制限部２４で行われた場合には、通話終了まで継続して音量低下を行なうことにより、通話レベルの変動の繰り返しによる不快感を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施例によるインターホン装置の構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施例によるインターホン装置のブロック図である。
【図３】図３は、本発明の実施例によるインターホン装置のレベル制限を行なわない場合の入力と出力の波形の一例である。
【図４】図４は、本発明の実施例によるインターホン装置のレベル制限を行なった場合の入力と出力の波形の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明のインターホン装置を適用して、子機から親機に対して送話するための最良の実施の形態例について、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明の実施例によるインターホン装置の構成を示すシステム構成図であり、一例として室内に設置された親機１と玄関に設置された子機２から構成され、それぞれはデータ信号、デジタル音声信号の送受を行なっている。
【００１２】
子機２には親機１を呼び出すための呼出ボタン２７と、親機と通話するための子機マイク２１及び子機スピーカ２２とを有している。
【００１３】
親機１には子機２と通話するための親機マイク１１及び親機スピーカ１２と、子機２を選局するとともに子機２からの呼出信号に応じて通話を開始する操作部１６とを有している。
【００１４】
図２は、本発明の実施例によるインターホン装置の音声通信に関する構成を示すシステム構成図であり、子機２には子機マイク２１で入力した音声入力信号を標本化及び量子化するＡＤ変換部２３と、ＡＤ変換部２３の出力信号のレベル制限を行なうレベル制限部２４と、量子化されたデジタル信号を適応差分量子化器で符号化するエンコーダ２５と、符号化されたデジタル信号を送信する子機伝送部２６とを有している。
【００１５】
親機１には符号化されたデジタル信号を受信する親機伝送部１３と、符号化されたデジタル信号をＰＣＭ変換するデコーダ１４と、デコーダ１４の出力信号をアナログ信号化して親機スピーカ１２に出力するＤＡ変換部１５とを有している。
【００１６】
以下、動作について説明する。
【００１７】
インターホンの発呼者が子機２の呼出ボタン２７を操作すると、呼出信号が親機１に送出されるとともに、子機マイク２１、ＡＤ変換部２３、レベル制限部２４、エンコーダ２５、子機伝送部２６とを能動とし、子機マイク２１の音声をデジタル信号として親機１に対して送信を開始する。また、呼出信号を受信した親機１は、親機伝送部１３、デコーダ１４、ＤＡ変換部１５、親機スピーカ１２を能動として、呼出音を鳴動するとともに、子機マイク２１の音声を親機スピーカ１２から鳴動させる。その後、呼出を認識した被呼者が親機１の操作部１６を操作すると、親機マイク１１、子機スピーカ２２も能動となり、双方向通話が開始される。被呼者が親機１の操作部１６を再び操作すると、通話終了となり、上述した親機１の親機伝送部１３、デコーダ１４、ＤＡ変換部１５、親機マイク１１、親機スピーカ１２、及び子機２の子機マイク２１、子機スピーカ２２、ＡＤ変換部２３、レベル制限部２４、エンコーダ２５、子機伝送部２６が非能動となる。
次に、具体的な音声の伝送方法について説明する。
【００１８】
子機マイク２１を介してＡＤ変換部２３に入力された音声信号は、１６ｂｉｔの量子化精度でデジタル信号に量子化される。
【００１９】
信号処理系の量子化精度が１６ｂｉｔの場合、デジタル信号の値は「−３２７６８〜３２７６７」の範囲に必ず収まっているが、レベル制限部２４では、この値の約１．０６６分の１である「−３０７４４〜３０７４３」を超えたデータを発見した場合、以後通話終了まで継続して全てのＡＤ変換部２３の出力信号を１．０６６で除算してエンコーダ２５に送出する。
【００２０】
量子化されたデジタル信号はエンコーダ２５において３２ビットで処理され、符号化されパケット化された後に子機伝送部２６を介して親機１に送信され、親機１においては、親機伝送部１３で受信した３２ビットで符号化されたパケットをデコーダ１４へと引渡し、ＰＣＭに変換して、ＤＡ変換部１５によってデコーダ１４の出力信号をアナログ信号化して親機スピーカ１２に出力され、音声として鳴動する。
【００２１】
これにより、図４に細線で示すエンコーダ２５への入力データが破線で示す量子化精度限界と比較して充分に小さいため、太線で示すデコーダ１４の出力データも量子化精度限界を超えることがなく、つまりは折返し歪が発生することなく視聴時の不快感を低減することが可能となる。
【００２２】
なお、本実施例では振幅制限ブロックの閾値を「−３０７４４〜３０７４３」としたが、この数値であれば聴感上の音量低下に気づくことはなく、実使用上問題となる数字ではない。ただ、例えば振幅制限ブロックの閾値を、オーバーフローするレベルに対して２分の１となる「−１６３８４〜１６３８３」に設定すると、６ｄＢの音量低下となるため、変動が頻繁に繰り返された場合には、聞く人に不快感が発生することから、一旦音量低下がレベル制限部２４で行われた場合には、通話終了まで継続して音量低下を行なうことにより、不快感を低減することができる。また、オーバーフローが発生しない場合にはレベル制限部２４が作動しないことから、十分な音量を確保することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１ 親機
１１ 親機マイク
１２ 親機スピーカ
１３ 親機伝送部
１４ デコーダ
１５ ＤＡ変換部
１６ 操作部
２ 子機
２１ 子機マイク
２２ 子機スピーカ
２３ ＡＤ変換部
２４ レベル制限部
２５ エンコーダ
２６ 子機伝送部
２７ 呼出ボタン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
他の機器と通話するための子機マイク及び子機スピーカを有する子機と、前記子機と通話するための親機マイク及び親機スピーカを有する親機と、を備えたインターホン装置で、
前記子機は前記子機マイクで入力した音声入力信号を標本化及び量子化するＡＤ変換部と、
量子化されたデジタル信号を符号化するエンコーダと、
符号化されたデジタル信号を送信する子機伝送部と、
を有し、
前記親機は
符号化されたデジタル信号を受信する親機伝送部と、
符号化されたデジタル信号をＰＣＭ変換するデコーダと、
前記デコーダの出力信号をアナログ信号化して親機スピーカに出力するするＤＡ変換部と、
を備え、
前記ＡＤ変換部、前記エンコーダ、前記子機伝送部、前記親機伝送部、前記デコーダ、前記ＤＡ変換部のうち少なくとも１つは１６ビット信号でデジタル処理を行なうものであるとともに、少なくとも１つは３２ビット信号でデジタル処理を行なうものであって、
前記子機は、前記ＡＤ変換部の出力信号を観測し、前記デコーダの出力信号がオーバーフローするレベルの信号を検出して、前記ＡＤ変換部の出力信号のレベル制限を行なうレベル制限部を有することを特徴とするインターホン装置。
【請求項２】
前記レベル制限の閾値は、オーバーフローするレベルに対して２分の１乃至１．０５分の１である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】
前記レベル制限部は、動作開始後は前記親機と前記子機との通話終了まで動作を維持することを特徴とする請求項１または請求項２記載のインターホン装置。
【請求項１】
他の機器と通話するための子機マイク及び子機スピーカを有する子機と、前記子機と通話するための親機マイク及び親機スピーカを有する親機と、を備えたインターホン装置で、
前記子機は前記子機マイクで入力した音声入力信号を標本化及び量子化するＡＤ変換部と、
量子化されたデジタル信号を符号化するエンコーダと、
符号化されたデジタル信号を送信する子機伝送部と、
を有し、
前記親機は
符号化されたデジタル信号を受信する親機伝送部と、
符号化されたデジタル信号をＰＣＭ変換するデコーダと、
前記デコーダの出力信号をアナログ信号化して親機スピーカに出力するするＤＡ変換部と、
を備え、
前記ＡＤ変換部、前記エンコーダ、前記子機伝送部、前記親機伝送部、前記デコーダ、前記ＤＡ変換部のうち少なくとも１つは１６ビット信号でデジタル処理を行なうものであるとともに、少なくとも１つは３２ビット信号でデジタル処理を行なうものであって、
前記子機は、前記ＡＤ変換部の出力信号を観測し、前記デコーダの出力信号がオーバーフローするレベルの信号を検出して、前記ＡＤ変換部の出力信号のレベル制限を行なうレベル制限部を有することを特徴とするインターホン装置。
【請求項２】
前記レベル制限の閾値は、オーバーフローするレベルに対して２分の１乃至１．０５分の１である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】
前記レベル制限部は、動作開始後は前記親機と前記子機との通話終了まで動作を維持することを特徴とする請求項１または請求項２記載のインターホン装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−４６２３８（Ｐ２０１３−４６２３８Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８２７９９（Ｐ２０１１−１８２７９９）
【出願日】平成２３年８月２４日（２０１１．８．２４）
【出願人】（０００１００９０８）アイホン株式会社 (777)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２４日（２０１１．８．２４）
【出願人】（０００１００９０８）アイホン株式会社 (777)
【Ｆターム（参考）】
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