拡声通話装置
【課題】音声信号に伝送路上で遅れが生じる状況においても音声スイッチの動作を安定させて通話の途切れを防ぐ。
【解決手段】第１及び第２の音声信号処理部５０，５１の音声信号処理に起因した遅延時間を第１及び第２の遅延手段６０，６１による遅延時間で相殺する。故に、第１及び第２の音声信号処理部５０，５１が音声信号処理を行っている場合においても音声スイッチＶＳの通話状態推定処理に誤りが生じにくくなり、音声スイッチＶＳのブロッキングによる通話音声の途切れを防ぐことができる。
【解決手段】第１及び第２の音声信号処理部５０，５１の音声信号処理に起因した遅延時間を第１及び第２の遅延手段６０，６１による遅延時間で相殺する。故に、第１及び第２の音声信号処理部５０，５１が音声信号処理を行っている場合においても音声スイッチＶＳの通話状態推定処理に誤りが生じにくくなり、音声スイッチＶＳのブロッキングによる通話音声の途切れを防ぐことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、住宅、事務所、工場等で用いられる拡声通話装置（インターホン、電話機、ＰＨＳ等）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、通話時にハンドセットを持つ必要がなく、通話端末から離れた通話者に対して相手側の通話端末から伝送されてくる音声信号をスピーカにより送出し、かつ、上記通話者の発する音声をマイクロホンにより集音して相手側通話端末へ伝送することで半二重通話を可能とする拡声通話装置が提供されている。このような拡声通話装置においては、その構成要素であるスピーカ−マイクロホン間の音響結合や、音声信号の伝送路が２線の形態で構成される場合に必要となる２線−４線変換ハイブリッド回路におけるインピーダンスの不整合により生じる送話信号路から受話信号路への回り込み、及び相手側の通話端末におけるスピーカ−マイクロホン間の音響結合等によって通話路上に閉ループが形成され、この閉ループの一巡利得が１倍以上になるとハウリングが生じ、ハウリングが生じた場合には通話を継続することができないため、これを抑圧する手段が必要となる。
【０００３】
そこで従来の拡声通話装置においては、送話信号及び受話信号を監視することにより通話状態が受話状態または送話状態の何れであるかを判別し、判別された通話状態に応じて送話信号路又は受話信号路の少なくとも一方に減衰手段を挿入することにより、閉ループの一巡利得を低減させてハウリングを防止する音声スイッチが広く用いられてきた。音声スイッチの基本的な動作は、送話信号及び受話信号のパワーを推定し、これらの大小関係を比較して瞬時パワーの小さい側に対して所定の損失量を挿入するというものである。また、周囲騒音のレベルが高い環境下での使用が予想される場合には、送話信号及び受話信号が音声／非音声の何れであるかを判定するための手段が必要となる。さらに、音声スイッチからみたときの音響結合利得及び回線帰還利得が大きく、送話信号及び受話信号が近端側音声信号、遠端側音声信号のみならず音響結合成分、回線回り込み成分を多く含む場合には、送話信号及び受話信号のパワーを単純に比較するだけでは通話状態を精度よく推定することが不可能であるため、音響結合成分及び回線回り込み成分による影響を低減するためのアルゴリズムが必要となる。
【０００４】
上述のような高周囲騒音レベル下での使用並びに音響結合利得及び回線回り込み帰還利得が大きい系への適用を考慮した音声スイッチを搭載する拡声通話装置として、特許文献１に記載されているものがある。
【０００５】
図５は、特許文献１の拡声通話装置（親機Ｍ）と、親機Ｍに２線の伝送路で接続された通話端末（子器Ｓ）とから成る拡声通話システムを示すブロック図であり、図６は、親機Ｍに搭載された音声スイッチＶＳの詳細な構成を示すブロック図である。親機Ｍは、マイクロホン１、スピーカ２、２線−４線変換ハイブリッド回路３、マイクロホン１からの送話信号を増幅するマイクロホンアンプＧ２、送話側減衰器４の出力側に設けられた回線出力アンプＧ１、回線からの受話信号を増幅する回線入力アンプＧ３、スピーカアンプＧ４並びに音声スイッチＶＳで構成される。また、子器Ｓはマイクロホン１′、スピーカ２′、２線−４線変換ハイブリッド回路３′、マイクロホンアンプＧ２′並びにスピーカアンプＧ４′で構成される。
【０００６】
音声スイッチＶＳは、マイクロホン１で集音する音声信号（送話信号）を回線へ伝送するための送話信号線上に挿入される送話側減衰器４と、回線から受信した音声信号（受話信号）をスピーカ２へ伝送するための受話信号線上に挿入される受話側減衰器５と、通話状態に応じて送話側減衰器４並びに受話側減衰器５の利得を制御する挿入損失量制御部６とを備える。また、挿入損失量制御部６は、送話側減衰器４への入力信号（点Ｂの信号）の瞬時パワーを推定する第１の瞬時パワー推定部７と、受話側減衰器５への入力信号（点Ｃの信号）の瞬時パワーを推定する第２の瞬時パワー推定部８と、送話側減衰器４への入力点Ｂから送話側減衰器４並びに回線側での回り込みを経て受話側減衰器５への入力点Ｃへ帰還する系の利得に応じて決定される値を係数にもつ回線帰還利得乗算手段９と、受話側減衰器５への入力点Ｃから受話側減衰器５並びに音響側での回り込みを経て送話側減衰器４への入力点Ｂへ到る経路の利得に応じて決定される値を係数にもつ音響結合利得乗算手段１０と、第２の瞬時パワー推定部８の出力信号ＰCを音響結合利得乗算手段１０へ入力して得られる出力信号ＰD′と第１の瞬時パワー推定部７の出力信号ＰBとの大小関係を比較する第１の比較器１１と、第１の瞬時パワー推定部７の出力信号ＰBを回線帰還利得乗算手段９へ入力して得られる出力信号ＰA′と第２の瞬時パワー推定部８の出力信号ＰCとの大小関係を比較する第２の比較器１２と、第１の比較器１１及び第２の比較器１２の出力信号Ｃ１，Ｃ２に基づいて通話状態を判定するとともに送話側減衰器４及び受話側減衰器５の利得を制御する挿入損失量分配処理部１３とを具備する。
【０００７】
ここで、第１及び第２の瞬時パワー推定部７，８は、立ち上がりが急峻で立ち下がりが緩やかな特性を有する包絡線検波器や積分回路等によって実現され、それぞれ送話側減衰器４への入力信号及び受話側減衰器５への入力信号の瞬時パワーＰB，ＰCを推定するものである。
【０００８】
また回線帰還利得乗算手段９は、送話側減衰器４の利得と等しい値Ｇｔを係数にもつ可変係数乗算器９ａと、予め測定された送話側減衰器４の出力点から回線側での回り込みを経て受話側減衰器５の入力点Ｃへ到る経路の利得に所定（２〜３倍程度）の余裕値を乗じた値ηｔを係数にもつ固定係数乗算器９ｂとを有する。さらに、音響結合利得乗算手段１０は、受話側減衰器５の利得と等しい値Ｇｒを係数にもつ可変係数乗算器１０ａと、予め測定された受話側減衰器５の出力点からスピーカアンプＧ４−スピーカ２−マイクロホン１への音響伝達系及びマイクロホン１からマイクロホンアンプＧ２を経て送話側減衰器５の入力点Ｂへ到る経路の利得に所定（２〜３倍程度）の余裕値を乗じた値ηｒを係数にもつ固定係数乗算器１０ｂとを有する。ここで、各固定係数乗算器９ｂ，１０ｂの係数ηｔ，ηｒを設定する際に余裕値を用いるのは、スピーカ２及びマイクロホン１前方の反射条件の変化による音響結合利得の変動や、２線−４線変換ハイブリッド回路３から相手側通話端末（子器Ｓ）をみたときのインピーダンスの変化による回線側回り込み利得の変動を吸収するためである。
【０００９】
次に上記音声スイッチＶＳの動作を説明する。
【００１０】
第１の比較器１１では、第１の瞬時パワー推定部７からの出力信号ＰBと第２の瞬時パワー推定部８からの出力信号ＰCを音響結合利得乗算手段１０へ入力して得られる出力信号ＰD′とを比較しており、ＰB≧ＰD′の場合に出力信号Ｃ１が“１”となり、ＰB＜ＰD′の場合に出力信号Ｃ１が“０”となる。また、第２の比較器１２では、第１の瞬時パワー推定部７の出力信号ＰBを回線帰還利得乗算手段９へ入力して得られる出力信号ＰA′と第２の瞬時パワー推定部８の出力信号ＰCとを比較しており、ＰA′≧ＰCの場合に出力信号Ｃ２が“１”となり、ＰA′＜ＰCの場合に出力信号Ｃ２が“０”となる。
【００１１】
一方、挿入損失量分配処理部１３では、第１及び第２の比較器１１，１２より出力される２値信号Ｃ１，Ｃ２に基づいて通話状態を判定し、その判定結果に応じて送話側減衰器４並びに受話側減衰器５の利得を決定する。ここで、通話状態の判定規則は、Ｃ１＝Ｃ２＝１のときに送話状態、Ｃ１＝Ｃ２＝０のときに受話状態、Ｃ１≠Ｃ２のときにアイドル状態とする。そして、判定結果が送話状態である場合には、挿入損失量分配処理部１３が送話側減衰器４の利得を最大値とするとともに、受話側減衰器５の利得を最小値とし、反対に判定結果が受話状態である場合には、送話側減衰器４の利得を最小値とするとともに、受話側減衰器５の利得を最大値とし、さらに判定結果がアイドル状態である場合には、送話側減衰器４及び受話側減衰器５の利得を互いに等しい値（総合利得の平方根値）に設定する。
【００１２】
而して上記音声スイッチＶＳによれば、固定係数乗算器９ｂ，１０ｂの係数ηｔ，ηｒを適当に設定することで音響結合利得及び回線帰還利得が大きい拡声通話系においても確実に送話ブロッキング並びに受話ブロッキングを防止することができる。
【特許文献１】特許第３７０９７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、従来の拡声通話装置においてはマイクロホンで集音した音声信号に音声信号処理を行うことで音声に特殊な効果、例えば、話者の声色や速度（話速）を実際の音声と異ならせる効果を施すことが行われる場合がある。このような場合においては、音声信号に対する音声信号処理に要する時間だけ回線帰還や音響結合による回り込み成分が音声スイッチＶＳに入力するタイミングに大きな遅延（例えば、数百ミリ秒〜数秒）が生じてしまうため、音声スイッチにおける通話状態の推定処理に誤りが生じやすくなり、その結果として通話音声が途切れてしまう虞がある。
【００１４】
本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、音声信号に伝送路上で遅れが生じる状況においても音声スイッチの動作を安定させて通話の途切れを防ぐことができる拡声通話装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、マイクロホン及びスピーカと、相手側の通話端末から送られてくる受話信号をスピーカに伝送する受話側信号経路並びにマイクロホンで集音された送話信号を伝送して相手側の通話端末へ送る送話側信号経路に損失を挿入することで通話状態を受話及び送話に切り換える音声スイッチとを備え、音声スイッチは、送話側信号経路上に挿入される送話側減衰手段と、受話側信号経路上に挿入される受話側減衰手段と、通話状態に応じて上記送話側減衰手段並びに受話側減衰手段の利得を制御する挿入損失量制御部とを具備し、挿入損失量制御部は、送話側減衰手段への入力信号の瞬時パワーを推定する第１の瞬時パワー推定部と、受話側減衰手段への入力信号の瞬時パワーを推定する第２の瞬時パワー推定部と、送話側減衰手段への入力点から送話側減衰手段並びに回線側での回り込みを経て受話側減衰手段への入力点へ帰還する系の利得に応じて決定される値を係数にもつ回線帰還利得乗算手段と、受話側減衰手段への入力点から受話側減衰手段並びに音響側での回り込みを経て送話側減衰手段への入力点へ到る経路の利得に応じて決定される値を係数にもつ音響結合利得乗算手段と、第２の瞬時パワー推定部の出力信号を音響結合利得乗算手段へ入力して得られる出力信号と第１の瞬時パワー推定部の出力信号との大小関係を比較する第１の比較器と、第１の瞬時パワー推定部の出力信号を回線結合利得乗算手段へ入力して得られる出力信号と第２の瞬時パワー推定部の出力信号との大小関係を比較する第２の比較器と、第１の比較器及び第２の比較器の出力信号に基づいて通話状態を判定するとともに送話側減衰手段及び受話側減衰手段の利得を制御する挿入損失量分配処理部とを具備し、回線帰還利得乗算手段は、送話側減衰手段の利得と略等しい係数をもつ可変係数乗算器と、送話側減衰手段の出力点から回線側での回り込みを経て受話側減衰手段の入力点へ到る経路の利得に所定の余裕値を乗じた値を係数にもつ固定係数乗算器とを有し、音響結合利得乗算手段は、受話側減衰手段の利得と略等しい係数をもつ可変係数乗算器と、受話側減衰手段の出力点から音響結合系を経て送話側減衰手段の入力点へ到る経路の利得に所定の余裕値を乗じた値を係数にもつ固定係数乗算器とを有するものであって、回線帰還利得における群遅延に相当する時間だけ入力信号を遅延させる第１の遅延手段を回線帰還利得乗算手段の前段又は後段に設けるとともに、音響結合利得における群遅延に相当する時間だけ入力信号を遅延させる第２の遅延手段を音響結合利得乗算手段の前段又は後段に設けたことを特徴とする。
【００１６】
請求項１の発明によれば、回線帰還利得における群遅延に相当する時間だけ入力信号を遅延させる第１の遅延手段を回線帰還利得乗算手段の前段又は後段に設けるとともに、音響結合利得における群遅延に相当する時間だけ入力信号を遅延させる第２の遅延手段を音響結合利得乗算手段の前段又は後段に設けているので、例えば、マイクロホンから入力する送話信号に伝送路上で遅れ（群遅延）が生じる状況においても、第１の遅延手段によって当該遅れ（群遅延）に相当する時間だけ相手側の通話端末から受け取る受話信号を遅延させることで受話信号と送話信号の相対的な時間差を相殺することができ、その結果、音声信号に伝送路上で遅れが生じる状況においても音声スイッチの動作を安定させて通話の途切れを防ぐことができる。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、音声スイッチに入力する送話信号又は受話信号の少なくとも何れか一方に対して遅延を伴う音声信号処理を行うとともに当該音声信号処理の有無が択一的に切換可能である音声信号処理手段を備え、第１又は第２の遅延手段の少なくとも何れか一方は、音声信号処理手段が音声信号処理を行うときにのみ入力信号を遅延させることを特徴とする。
【００１８】
請求項２の発明によれば、音声信号に遅れが生じるときにだけ遅延手段で遅延させることにより、不要な遅延による音声スイッチの誤動作を防ぐことができる。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、適応フィルタを有するエコーキャンセラが音声スイッチの前段又は後段の少なくとも何れか一方に設けられ、第１及び第２の遅延手段は、エコーキャンセラが有する適応フィルタのフィルタ係数に応じて遅延時間を調整することを特徴とする。
【００２０】
請求項３の発明によれば、第１及び第２の遅延手段は、エコーキャンセラが有する適応フィルタのフィルタ係数に応じて遅延時間を調整するので、遅延時間を精度よく推定して音声スイッチの動作を確実に安定させることができるとともに事前に群遅延に対応した遅延時間を求めておく手間が不要となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、例えば、マイクロホンから入力する送話信号に伝送路上で遅れ（群遅延）が生じる状況においても、第１の遅延手段によって当該遅れ（群遅延）に相当する時間だけ相手側の通話端末から受け取る受話信号を遅延させることで受話信号と送話信号の相対的な時間差を相殺することができ、その結果、音声信号に伝送路上で遅れが生じる状況においても音声スイッチの動作を安定させて通話の途切れを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（実施形態１）
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。但し、本実施形態の拡声通話装置の基本構成は特許文献１に記載されている従来例（親機Ｍ）と共通であるから、共通の構成要素については同一の符号を付して適宜図示並びに説明を省略する。
【００２３】
図１は本実施形態の拡声通話装置（親機Ｍ）の要部を示すブロック図である。本実施形態は、図１に示すように音声スイッチＶＳに入力する送話信号に対して遅延を伴う音声信号処理を行う第１の音声信号処理部５０と、音声スイッチＶＳに入力する受話信号に対して遅延を伴う音声信号処理を行う第２の音声信号処理部５１と、回線帰還利得乗算手段９の後段に設けられた第１の遅延手段６０と、音響結合利得乗算手段１０の後段に設けられた第２の遅延手段６１とを備えている点に特徴がある。
【００２４】
第１及び第２の音声信号処理部５０，５１は、音声の周波数（声色）を変換する音声周波数変換処理や、音声の速度を変換する話速変換処理などを行うものであって、図示しない操作入力受付手段において受け付ける操作入力に応じて当該音声信号処理の有無が択一的に切換可能である。例えば、第１の音声信号処理部５０で音声周波数変換処理を行う場合であれば、女性や子供の比較的に高い声を男性のように比較的に低い声に変換することで押し売りなどへの応対が安心して行える。あるいは、第２の音声信号処理部５１で話速変換処理を行えば、聴覚障害者や高齢者等にとって音声聴取に好適なゆっくりとした速度でスピーカ２から音声を鳴動させることが可能となる。但し、音声周波数変換処理並びに話速変換処理の何れの音声信号処理も従来周知の技術（例えば、話速変換処理においてはＴＤＨＳ＜Time Domain Harmonic Scaling＞アルゴリズムなど）で実現できるものであるから詳細な説明は省略する。
【００２５】
ここで、第１及び第２の音声信号処理部５０，５１においては、一旦バッファに保存した音声信号に対して音声周波数変換処理や話速変換処理などの遅延を伴う音声信号処理を施すため、音声信号処理を施すときと施さないときとで回線帰還や音響結合による回り込み成分が音声スイッチＶＳに入力するタイミングに大きな遅延（例えば、数百ミリ秒〜数秒）が生じることになる。そして、このような大きな遅延が生じた場合、音声スイッチＶＳにおける通話状態の推定処理が不安定となって誤動作を起こす虞がある。
【００２６】
そこで本実施形態では、音声スイッチＶＳの回線帰還利得乗算手段９の後段に第１の遅延手段６０を設けるとともに、音響結合利得乗算手段１０の後段に第２の遅延手段６１を設け、第１の音声信号処理部５０が音声信号処理を行っているときは第１の遅延手段６０が所定の遅延時間（第１の遅延時間）だけ音声スイッチＶＳに入力する受話信号を遅延させ、第２の音声信号処理部５１が音声信号処理を行っているときは第２の遅延手段６１が所定の遅延時間（第２の遅延時間）だけ音声スイッチＶＳに入力する送話信号を遅延させている。但し、第１の遅延時間は音響結合利得における群遅延に相当する時間（第１の音声信号処理部５０の音声信号処理によって生じる遅れ時間）に設定され、第２の遅延時間は回線帰還利得における群遅延に相当する時間（第２の音声信号処理部５１の音声信号処理によって生じる遅れ時間）に設定される。
【００２７】
而して、第１の音声信号処理部５０が音声信号処理を行っている場合、音響結合による回り込み成分の音声スイッチＶＳへの入力が遅延するが、その遅延時間に相当する時間だけ回線帰還利得乗算手段９の出力信号ＰA′が第２の比較器１２に入力するタイミングを第１の遅延手段６０で遅延させることにより、第１の音声信号処理部５０の音声信号処理による遅延が第１の遅延手段６０による遅延で相殺され、第２の比較器１２で比較される２つの信号ＰA′，ＰCの入力タイミングの時間的なずれがなくなる。同様に、第２の音声信号処理部５１が音声信号処理を行っている場合、回線帰還による回り込み成分の音声スイッチＶＳへの入力が遅延するが、その遅延時間に相当する時間だけ音響結合利得乗算手段１０の出力信号ＰD′が第１の比較器１１に入力するタイミングを第２の遅延手段６１で遅延させることにより、第２の音声信号処理部５１の音声信号処理による遅延が第２の遅延手段６１による遅延で相殺され、第１の比較器１１で比較される２つの信号ＰD′，ＰBの入力タイミングの時間的なずれがなくなる。故に、第１及び第２の音声信号処理部５０，５１が音声信号処理を行っている場合においても音声スイッチＶＳの通話状態推定処理に誤りが生じにくくなり、音声スイッチＶＳのブロッキングによる通話音声の途切れを防ぐことができる。但し、第１及び第２の音声信号処理部５０，５１が音声信号処理を行わないときは、第１及び第２の遅延手段６０，６１も音声信号を遅延させないようにして不要な遅延による音声スイッチＶＳの誤動作を防ぐことが望ましい。尚、本実施形態では第１及び第２の遅延手段６０，６１を回線帰還利得乗算手段９，音響結合利得乗算手段１０のそれぞれ後段に設けているが、各手段９，１０の前段に設けても構わない。
【００２８】
（実施形態２）
本実施形態は、図２に示すようにマイクロホン１とスピーカ２の音響結合によって生じる音響エコーを抑圧する音響側エコーキャンセラ（図示せず）と、相手側の通話端末における音響結合又は伝送系における信号の回り込みによって生じる回線エコーを抑圧する回線側エコーキャンセラ３０と、回線側エコーキャンセラ３０が有する適応フィルタ３１のフィルタ係数に応じて遅延時間を推定する遅延時間推定部６２とを備え、音響側及び回線側エコーキャンセラ３０の間に音声スイッチＶＳが配置されて構成されている。但し、本実施形態の基本構成は実施形態１と共通であるから、共通の構成要素については適宜図示並びに説明を省略する。
【００２９】
回線側エコーキャンセラ３０は、図３に示すように２線−４線変換ハイブリッド回路３と伝送路との間のインピーダンスの不整合による反射およびドアホン子機Ｓにおけるスピーカ２’−マイクロホン１’間の音響結合とにより形成される帰還経路（回線エコー経路）ＨLINのインパルス応答を適応的に同定する適応フィルタ３１と、参照信号（送話信号）から推定したエコー成分（回線エコー）を受話信号から減算する減算器３２とを備えている。適応フィルタ３１では、所定のアルゴリズム（例えば、学習同定法等）に基づいてフィルタ係数を更新する。尚、図示しない音響側エコーキャンセラも回線側エコーキャンセラ３０と同一の構成を有している。
【００３０】
ここで、適応フィルタ３１におけるタップ番号とフィルタ係数（計数値）の関係を図４に示すが、図４におけるＤ個のタップはエコー経路における群遅延τＴに対応しており、適応フィルタ３１におけるサンプリング周期をＴｓとすると、次式の関係が成立する。
【００３１】
τＴ＝Ｄ・Ｔｓ
故に、遅延時間推定部６２では回線側エコーキャンセラ３０が収束状態となった際に上記式に基づいて群遅延τＴを演算し、かかる群遅延τＴを第１の遅延手段６０における遅延時間に設定する。
【００３２】
上述のように本実施形態では、回線側エコーキャンセラ３０が有する適応フィルタ３１のフィルタ係数に応じて第１の遅延手段６０の遅延時間を調整するので、遅延時間を精度よく推定して音声スイッチＶＳの動作を確実に安定させることができるとともに事前に群遅延に対応した遅延時間を求めておく手間が不要となる。但し、本実施形態では回線側のエコーキャンセラ（回線側エコーキャンセラ３０）についてのみ説明したが、音響側のエコーキャンセラ（音響側エコーキャンセラ）についても同様に構成し、音響側エコーキャンセラの適応フィルタのフィルタ係数に応じて第２の遅延手段６１の遅延時間を調整することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態１を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態２を示す要部のブロック図である。
【図３】同上における回線側エコーキャンセラ３０を示すブロック図である。
【図４】同上における遅延時間推定部の動作説明図である。
【図５】従来例を示すブロック図である。
【図６】同上における音声スイッチを示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３４】
Ｍ 親機（拡声通話装置）
ＶＳ 音声スイッチ
５０ 第１の音声信号処理部
５１ 第２の音声信号処理部
６０ 第１の遅延手段
６１ 第２の遅延手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、住宅、事務所、工場等で用いられる拡声通話装置（インターホン、電話機、ＰＨＳ等）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、通話時にハンドセットを持つ必要がなく、通話端末から離れた通話者に対して相手側の通話端末から伝送されてくる音声信号をスピーカにより送出し、かつ、上記通話者の発する音声をマイクロホンにより集音して相手側通話端末へ伝送することで半二重通話を可能とする拡声通話装置が提供されている。このような拡声通話装置においては、その構成要素であるスピーカ−マイクロホン間の音響結合や、音声信号の伝送路が２線の形態で構成される場合に必要となる２線−４線変換ハイブリッド回路におけるインピーダンスの不整合により生じる送話信号路から受話信号路への回り込み、及び相手側の通話端末におけるスピーカ−マイクロホン間の音響結合等によって通話路上に閉ループが形成され、この閉ループの一巡利得が１倍以上になるとハウリングが生じ、ハウリングが生じた場合には通話を継続することができないため、これを抑圧する手段が必要となる。
【０００３】
そこで従来の拡声通話装置においては、送話信号及び受話信号を監視することにより通話状態が受話状態または送話状態の何れであるかを判別し、判別された通話状態に応じて送話信号路又は受話信号路の少なくとも一方に減衰手段を挿入することにより、閉ループの一巡利得を低減させてハウリングを防止する音声スイッチが広く用いられてきた。音声スイッチの基本的な動作は、送話信号及び受話信号のパワーを推定し、これらの大小関係を比較して瞬時パワーの小さい側に対して所定の損失量を挿入するというものである。また、周囲騒音のレベルが高い環境下での使用が予想される場合には、送話信号及び受話信号が音声／非音声の何れであるかを判定するための手段が必要となる。さらに、音声スイッチからみたときの音響結合利得及び回線帰還利得が大きく、送話信号及び受話信号が近端側音声信号、遠端側音声信号のみならず音響結合成分、回線回り込み成分を多く含む場合には、送話信号及び受話信号のパワーを単純に比較するだけでは通話状態を精度よく推定することが不可能であるため、音響結合成分及び回線回り込み成分による影響を低減するためのアルゴリズムが必要となる。
【０００４】
上述のような高周囲騒音レベル下での使用並びに音響結合利得及び回線回り込み帰還利得が大きい系への適用を考慮した音声スイッチを搭載する拡声通話装置として、特許文献１に記載されているものがある。
【０００５】
図５は、特許文献１の拡声通話装置（親機Ｍ）と、親機Ｍに２線の伝送路で接続された通話端末（子器Ｓ）とから成る拡声通話システムを示すブロック図であり、図６は、親機Ｍに搭載された音声スイッチＶＳの詳細な構成を示すブロック図である。親機Ｍは、マイクロホン１、スピーカ２、２線−４線変換ハイブリッド回路３、マイクロホン１からの送話信号を増幅するマイクロホンアンプＧ２、送話側減衰器４の出力側に設けられた回線出力アンプＧ１、回線からの受話信号を増幅する回線入力アンプＧ３、スピーカアンプＧ４並びに音声スイッチＶＳで構成される。また、子器Ｓはマイクロホン１′、スピーカ２′、２線−４線変換ハイブリッド回路３′、マイクロホンアンプＧ２′並びにスピーカアンプＧ４′で構成される。
【０００６】
音声スイッチＶＳは、マイクロホン１で集音する音声信号（送話信号）を回線へ伝送するための送話信号線上に挿入される送話側減衰器４と、回線から受信した音声信号（受話信号）をスピーカ２へ伝送するための受話信号線上に挿入される受話側減衰器５と、通話状態に応じて送話側減衰器４並びに受話側減衰器５の利得を制御する挿入損失量制御部６とを備える。また、挿入損失量制御部６は、送話側減衰器４への入力信号（点Ｂの信号）の瞬時パワーを推定する第１の瞬時パワー推定部７と、受話側減衰器５への入力信号（点Ｃの信号）の瞬時パワーを推定する第２の瞬時パワー推定部８と、送話側減衰器４への入力点Ｂから送話側減衰器４並びに回線側での回り込みを経て受話側減衰器５への入力点Ｃへ帰還する系の利得に応じて決定される値を係数にもつ回線帰還利得乗算手段９と、受話側減衰器５への入力点Ｃから受話側減衰器５並びに音響側での回り込みを経て送話側減衰器４への入力点Ｂへ到る経路の利得に応じて決定される値を係数にもつ音響結合利得乗算手段１０と、第２の瞬時パワー推定部８の出力信号ＰCを音響結合利得乗算手段１０へ入力して得られる出力信号ＰD′と第１の瞬時パワー推定部７の出力信号ＰBとの大小関係を比較する第１の比較器１１と、第１の瞬時パワー推定部７の出力信号ＰBを回線帰還利得乗算手段９へ入力して得られる出力信号ＰA′と第２の瞬時パワー推定部８の出力信号ＰCとの大小関係を比較する第２の比較器１２と、第１の比較器１１及び第２の比較器１２の出力信号Ｃ１，Ｃ２に基づいて通話状態を判定するとともに送話側減衰器４及び受話側減衰器５の利得を制御する挿入損失量分配処理部１３とを具備する。
【０００７】
ここで、第１及び第２の瞬時パワー推定部７，８は、立ち上がりが急峻で立ち下がりが緩やかな特性を有する包絡線検波器や積分回路等によって実現され、それぞれ送話側減衰器４への入力信号及び受話側減衰器５への入力信号の瞬時パワーＰB，ＰCを推定するものである。
【０００８】
また回線帰還利得乗算手段９は、送話側減衰器４の利得と等しい値Ｇｔを係数にもつ可変係数乗算器９ａと、予め測定された送話側減衰器４の出力点から回線側での回り込みを経て受話側減衰器５の入力点Ｃへ到る経路の利得に所定（２〜３倍程度）の余裕値を乗じた値ηｔを係数にもつ固定係数乗算器９ｂとを有する。さらに、音響結合利得乗算手段１０は、受話側減衰器５の利得と等しい値Ｇｒを係数にもつ可変係数乗算器１０ａと、予め測定された受話側減衰器５の出力点からスピーカアンプＧ４−スピーカ２−マイクロホン１への音響伝達系及びマイクロホン１からマイクロホンアンプＧ２を経て送話側減衰器５の入力点Ｂへ到る経路の利得に所定（２〜３倍程度）の余裕値を乗じた値ηｒを係数にもつ固定係数乗算器１０ｂとを有する。ここで、各固定係数乗算器９ｂ，１０ｂの係数ηｔ，ηｒを設定する際に余裕値を用いるのは、スピーカ２及びマイクロホン１前方の反射条件の変化による音響結合利得の変動や、２線−４線変換ハイブリッド回路３から相手側通話端末（子器Ｓ）をみたときのインピーダンスの変化による回線側回り込み利得の変動を吸収するためである。
【０００９】
次に上記音声スイッチＶＳの動作を説明する。
【００１０】
第１の比較器１１では、第１の瞬時パワー推定部７からの出力信号ＰBと第２の瞬時パワー推定部８からの出力信号ＰCを音響結合利得乗算手段１０へ入力して得られる出力信号ＰD′とを比較しており、ＰB≧ＰD′の場合に出力信号Ｃ１が“１”となり、ＰB＜ＰD′の場合に出力信号Ｃ１が“０”となる。また、第２の比較器１２では、第１の瞬時パワー推定部７の出力信号ＰBを回線帰還利得乗算手段９へ入力して得られる出力信号ＰA′と第２の瞬時パワー推定部８の出力信号ＰCとを比較しており、ＰA′≧ＰCの場合に出力信号Ｃ２が“１”となり、ＰA′＜ＰCの場合に出力信号Ｃ２が“０”となる。
【００１１】
一方、挿入損失量分配処理部１３では、第１及び第２の比較器１１，１２より出力される２値信号Ｃ１，Ｃ２に基づいて通話状態を判定し、その判定結果に応じて送話側減衰器４並びに受話側減衰器５の利得を決定する。ここで、通話状態の判定規則は、Ｃ１＝Ｃ２＝１のときに送話状態、Ｃ１＝Ｃ２＝０のときに受話状態、Ｃ１≠Ｃ２のときにアイドル状態とする。そして、判定結果が送話状態である場合には、挿入損失量分配処理部１３が送話側減衰器４の利得を最大値とするとともに、受話側減衰器５の利得を最小値とし、反対に判定結果が受話状態である場合には、送話側減衰器４の利得を最小値とするとともに、受話側減衰器５の利得を最大値とし、さらに判定結果がアイドル状態である場合には、送話側減衰器４及び受話側減衰器５の利得を互いに等しい値（総合利得の平方根値）に設定する。
【００１２】
而して上記音声スイッチＶＳによれば、固定係数乗算器９ｂ，１０ｂの係数ηｔ，ηｒを適当に設定することで音響結合利得及び回線帰還利得が大きい拡声通話系においても確実に送話ブロッキング並びに受話ブロッキングを防止することができる。
【特許文献１】特許第３７０９７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、従来の拡声通話装置においてはマイクロホンで集音した音声信号に音声信号処理を行うことで音声に特殊な効果、例えば、話者の声色や速度（話速）を実際の音声と異ならせる効果を施すことが行われる場合がある。このような場合においては、音声信号に対する音声信号処理に要する時間だけ回線帰還や音響結合による回り込み成分が音声スイッチＶＳに入力するタイミングに大きな遅延（例えば、数百ミリ秒〜数秒）が生じてしまうため、音声スイッチにおける通話状態の推定処理に誤りが生じやすくなり、その結果として通話音声が途切れてしまう虞がある。
【００１４】
本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、音声信号に伝送路上で遅れが生じる状況においても音声スイッチの動作を安定させて通話の途切れを防ぐことができる拡声通話装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、マイクロホン及びスピーカと、相手側の通話端末から送られてくる受話信号をスピーカに伝送する受話側信号経路並びにマイクロホンで集音された送話信号を伝送して相手側の通話端末へ送る送話側信号経路に損失を挿入することで通話状態を受話及び送話に切り換える音声スイッチとを備え、音声スイッチは、送話側信号経路上に挿入される送話側減衰手段と、受話側信号経路上に挿入される受話側減衰手段と、通話状態に応じて上記送話側減衰手段並びに受話側減衰手段の利得を制御する挿入損失量制御部とを具備し、挿入損失量制御部は、送話側減衰手段への入力信号の瞬時パワーを推定する第１の瞬時パワー推定部と、受話側減衰手段への入力信号の瞬時パワーを推定する第２の瞬時パワー推定部と、送話側減衰手段への入力点から送話側減衰手段並びに回線側での回り込みを経て受話側減衰手段への入力点へ帰還する系の利得に応じて決定される値を係数にもつ回線帰還利得乗算手段と、受話側減衰手段への入力点から受話側減衰手段並びに音響側での回り込みを経て送話側減衰手段への入力点へ到る経路の利得に応じて決定される値を係数にもつ音響結合利得乗算手段と、第２の瞬時パワー推定部の出力信号を音響結合利得乗算手段へ入力して得られる出力信号と第１の瞬時パワー推定部の出力信号との大小関係を比較する第１の比較器と、第１の瞬時パワー推定部の出力信号を回線結合利得乗算手段へ入力して得られる出力信号と第２の瞬時パワー推定部の出力信号との大小関係を比較する第２の比較器と、第１の比較器及び第２の比較器の出力信号に基づいて通話状態を判定するとともに送話側減衰手段及び受話側減衰手段の利得を制御する挿入損失量分配処理部とを具備し、回線帰還利得乗算手段は、送話側減衰手段の利得と略等しい係数をもつ可変係数乗算器と、送話側減衰手段の出力点から回線側での回り込みを経て受話側減衰手段の入力点へ到る経路の利得に所定の余裕値を乗じた値を係数にもつ固定係数乗算器とを有し、音響結合利得乗算手段は、受話側減衰手段の利得と略等しい係数をもつ可変係数乗算器と、受話側減衰手段の出力点から音響結合系を経て送話側減衰手段の入力点へ到る経路の利得に所定の余裕値を乗じた値を係数にもつ固定係数乗算器とを有するものであって、回線帰還利得における群遅延に相当する時間だけ入力信号を遅延させる第１の遅延手段を回線帰還利得乗算手段の前段又は後段に設けるとともに、音響結合利得における群遅延に相当する時間だけ入力信号を遅延させる第２の遅延手段を音響結合利得乗算手段の前段又は後段に設けたことを特徴とする。
【００１６】
請求項１の発明によれば、回線帰還利得における群遅延に相当する時間だけ入力信号を遅延させる第１の遅延手段を回線帰還利得乗算手段の前段又は後段に設けるとともに、音響結合利得における群遅延に相当する時間だけ入力信号を遅延させる第２の遅延手段を音響結合利得乗算手段の前段又は後段に設けているので、例えば、マイクロホンから入力する送話信号に伝送路上で遅れ（群遅延）が生じる状況においても、第１の遅延手段によって当該遅れ（群遅延）に相当する時間だけ相手側の通話端末から受け取る受話信号を遅延させることで受話信号と送話信号の相対的な時間差を相殺することができ、その結果、音声信号に伝送路上で遅れが生じる状況においても音声スイッチの動作を安定させて通話の途切れを防ぐことができる。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、音声スイッチに入力する送話信号又は受話信号の少なくとも何れか一方に対して遅延を伴う音声信号処理を行うとともに当該音声信号処理の有無が択一的に切換可能である音声信号処理手段を備え、第１又は第２の遅延手段の少なくとも何れか一方は、音声信号処理手段が音声信号処理を行うときにのみ入力信号を遅延させることを特徴とする。
【００１８】
請求項２の発明によれば、音声信号に遅れが生じるときにだけ遅延手段で遅延させることにより、不要な遅延による音声スイッチの誤動作を防ぐことができる。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、適応フィルタを有するエコーキャンセラが音声スイッチの前段又は後段の少なくとも何れか一方に設けられ、第１及び第２の遅延手段は、エコーキャンセラが有する適応フィルタのフィルタ係数に応じて遅延時間を調整することを特徴とする。
【００２０】
請求項３の発明によれば、第１及び第２の遅延手段は、エコーキャンセラが有する適応フィルタのフィルタ係数に応じて遅延時間を調整するので、遅延時間を精度よく推定して音声スイッチの動作を確実に安定させることができるとともに事前に群遅延に対応した遅延時間を求めておく手間が不要となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、例えば、マイクロホンから入力する送話信号に伝送路上で遅れ（群遅延）が生じる状況においても、第１の遅延手段によって当該遅れ（群遅延）に相当する時間だけ相手側の通話端末から受け取る受話信号を遅延させることで受話信号と送話信号の相対的な時間差を相殺することができ、その結果、音声信号に伝送路上で遅れが生じる状況においても音声スイッチの動作を安定させて通話の途切れを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（実施形態１）
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。但し、本実施形態の拡声通話装置の基本構成は特許文献１に記載されている従来例（親機Ｍ）と共通であるから、共通の構成要素については同一の符号を付して適宜図示並びに説明を省略する。
【００２３】
図１は本実施形態の拡声通話装置（親機Ｍ）の要部を示すブロック図である。本実施形態は、図１に示すように音声スイッチＶＳに入力する送話信号に対して遅延を伴う音声信号処理を行う第１の音声信号処理部５０と、音声スイッチＶＳに入力する受話信号に対して遅延を伴う音声信号処理を行う第２の音声信号処理部５１と、回線帰還利得乗算手段９の後段に設けられた第１の遅延手段６０と、音響結合利得乗算手段１０の後段に設けられた第２の遅延手段６１とを備えている点に特徴がある。
【００２４】
第１及び第２の音声信号処理部５０，５１は、音声の周波数（声色）を変換する音声周波数変換処理や、音声の速度を変換する話速変換処理などを行うものであって、図示しない操作入力受付手段において受け付ける操作入力に応じて当該音声信号処理の有無が択一的に切換可能である。例えば、第１の音声信号処理部５０で音声周波数変換処理を行う場合であれば、女性や子供の比較的に高い声を男性のように比較的に低い声に変換することで押し売りなどへの応対が安心して行える。あるいは、第２の音声信号処理部５１で話速変換処理を行えば、聴覚障害者や高齢者等にとって音声聴取に好適なゆっくりとした速度でスピーカ２から音声を鳴動させることが可能となる。但し、音声周波数変換処理並びに話速変換処理の何れの音声信号処理も従来周知の技術（例えば、話速変換処理においてはＴＤＨＳ＜Time Domain Harmonic Scaling＞アルゴリズムなど）で実現できるものであるから詳細な説明は省略する。
【００２５】
ここで、第１及び第２の音声信号処理部５０，５１においては、一旦バッファに保存した音声信号に対して音声周波数変換処理や話速変換処理などの遅延を伴う音声信号処理を施すため、音声信号処理を施すときと施さないときとで回線帰還や音響結合による回り込み成分が音声スイッチＶＳに入力するタイミングに大きな遅延（例えば、数百ミリ秒〜数秒）が生じることになる。そして、このような大きな遅延が生じた場合、音声スイッチＶＳにおける通話状態の推定処理が不安定となって誤動作を起こす虞がある。
【００２６】
そこで本実施形態では、音声スイッチＶＳの回線帰還利得乗算手段９の後段に第１の遅延手段６０を設けるとともに、音響結合利得乗算手段１０の後段に第２の遅延手段６１を設け、第１の音声信号処理部５０が音声信号処理を行っているときは第１の遅延手段６０が所定の遅延時間（第１の遅延時間）だけ音声スイッチＶＳに入力する受話信号を遅延させ、第２の音声信号処理部５１が音声信号処理を行っているときは第２の遅延手段６１が所定の遅延時間（第２の遅延時間）だけ音声スイッチＶＳに入力する送話信号を遅延させている。但し、第１の遅延時間は音響結合利得における群遅延に相当する時間（第１の音声信号処理部５０の音声信号処理によって生じる遅れ時間）に設定され、第２の遅延時間は回線帰還利得における群遅延に相当する時間（第２の音声信号処理部５１の音声信号処理によって生じる遅れ時間）に設定される。
【００２７】
而して、第１の音声信号処理部５０が音声信号処理を行っている場合、音響結合による回り込み成分の音声スイッチＶＳへの入力が遅延するが、その遅延時間に相当する時間だけ回線帰還利得乗算手段９の出力信号ＰA′が第２の比較器１２に入力するタイミングを第１の遅延手段６０で遅延させることにより、第１の音声信号処理部５０の音声信号処理による遅延が第１の遅延手段６０による遅延で相殺され、第２の比較器１２で比較される２つの信号ＰA′，ＰCの入力タイミングの時間的なずれがなくなる。同様に、第２の音声信号処理部５１が音声信号処理を行っている場合、回線帰還による回り込み成分の音声スイッチＶＳへの入力が遅延するが、その遅延時間に相当する時間だけ音響結合利得乗算手段１０の出力信号ＰD′が第１の比較器１１に入力するタイミングを第２の遅延手段６１で遅延させることにより、第２の音声信号処理部５１の音声信号処理による遅延が第２の遅延手段６１による遅延で相殺され、第１の比較器１１で比較される２つの信号ＰD′，ＰBの入力タイミングの時間的なずれがなくなる。故に、第１及び第２の音声信号処理部５０，５１が音声信号処理を行っている場合においても音声スイッチＶＳの通話状態推定処理に誤りが生じにくくなり、音声スイッチＶＳのブロッキングによる通話音声の途切れを防ぐことができる。但し、第１及び第２の音声信号処理部５０，５１が音声信号処理を行わないときは、第１及び第２の遅延手段６０，６１も音声信号を遅延させないようにして不要な遅延による音声スイッチＶＳの誤動作を防ぐことが望ましい。尚、本実施形態では第１及び第２の遅延手段６０，６１を回線帰還利得乗算手段９，音響結合利得乗算手段１０のそれぞれ後段に設けているが、各手段９，１０の前段に設けても構わない。
【００２８】
（実施形態２）
本実施形態は、図２に示すようにマイクロホン１とスピーカ２の音響結合によって生じる音響エコーを抑圧する音響側エコーキャンセラ（図示せず）と、相手側の通話端末における音響結合又は伝送系における信号の回り込みによって生じる回線エコーを抑圧する回線側エコーキャンセラ３０と、回線側エコーキャンセラ３０が有する適応フィルタ３１のフィルタ係数に応じて遅延時間を推定する遅延時間推定部６２とを備え、音響側及び回線側エコーキャンセラ３０の間に音声スイッチＶＳが配置されて構成されている。但し、本実施形態の基本構成は実施形態１と共通であるから、共通の構成要素については適宜図示並びに説明を省略する。
【００２９】
回線側エコーキャンセラ３０は、図３に示すように２線−４線変換ハイブリッド回路３と伝送路との間のインピーダンスの不整合による反射およびドアホン子機Ｓにおけるスピーカ２’−マイクロホン１’間の音響結合とにより形成される帰還経路（回線エコー経路）ＨLINのインパルス応答を適応的に同定する適応フィルタ３１と、参照信号（送話信号）から推定したエコー成分（回線エコー）を受話信号から減算する減算器３２とを備えている。適応フィルタ３１では、所定のアルゴリズム（例えば、学習同定法等）に基づいてフィルタ係数を更新する。尚、図示しない音響側エコーキャンセラも回線側エコーキャンセラ３０と同一の構成を有している。
【００３０】
ここで、適応フィルタ３１におけるタップ番号とフィルタ係数（計数値）の関係を図４に示すが、図４におけるＤ個のタップはエコー経路における群遅延τＴに対応しており、適応フィルタ３１におけるサンプリング周期をＴｓとすると、次式の関係が成立する。
【００３１】
τＴ＝Ｄ・Ｔｓ
故に、遅延時間推定部６２では回線側エコーキャンセラ３０が収束状態となった際に上記式に基づいて群遅延τＴを演算し、かかる群遅延τＴを第１の遅延手段６０における遅延時間に設定する。
【００３２】
上述のように本実施形態では、回線側エコーキャンセラ３０が有する適応フィルタ３１のフィルタ係数に応じて第１の遅延手段６０の遅延時間を調整するので、遅延時間を精度よく推定して音声スイッチＶＳの動作を確実に安定させることができるとともに事前に群遅延に対応した遅延時間を求めておく手間が不要となる。但し、本実施形態では回線側のエコーキャンセラ（回線側エコーキャンセラ３０）についてのみ説明したが、音響側のエコーキャンセラ（音響側エコーキャンセラ）についても同様に構成し、音響側エコーキャンセラの適応フィルタのフィルタ係数に応じて第２の遅延手段６１の遅延時間を調整することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態１を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態２を示す要部のブロック図である。
【図３】同上における回線側エコーキャンセラ３０を示すブロック図である。
【図４】同上における遅延時間推定部の動作説明図である。
【図５】従来例を示すブロック図である。
【図６】同上における音声スイッチを示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３４】
Ｍ 親機（拡声通話装置）
ＶＳ 音声スイッチ
５０ 第１の音声信号処理部
５１ 第２の音声信号処理部
６０ 第１の遅延手段
６１ 第２の遅延手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロホン及びスピーカと、相手側の通話端末から送られてくる受話信号をスピーカに伝送する受話側信号経路並びにマイクロホンで集音された送話信号を伝送して相手側の通話端末へ送る送話側信号経路に損失を挿入することで通話状態を受話及び送話に切り換える音声スイッチとを備え、
音声スイッチは、送話側信号経路上に挿入される送話側減衰手段と、受話側信号経路上に挿入される受話側減衰手段と、通話状態に応じて上記送話側減衰手段並びに受話側減衰手段の利得を制御する挿入損失量制御部とを具備し、
挿入損失量制御部は、送話側減衰手段への入力信号の瞬時パワーを推定する第１の瞬時パワー推定部と、受話側減衰手段への入力信号の瞬時パワーを推定する第２の瞬時パワー推定部と、送話側減衰手段への入力点から送話側減衰手段並びに回線側での回り込みを経て受話側減衰手段への入力点へ帰還する系の利得に応じて決定される値を係数にもつ回線帰還利得乗算手段と、受話側減衰手段への入力点から受話側減衰手段並びに音響側での回り込みを経て送話側減衰手段への入力点へ到る経路の利得に応じて決定される値を係数にもつ音響結合利得乗算手段と、第２の瞬時パワー推定部の出力信号を音響結合利得乗算手段へ入力して得られる出力信号と第１の瞬時パワー推定部の出力信号との大小関係を比較する第１の比較器と、第１の瞬時パワー推定部の出力信号を回線結合利得乗算手段へ入力して得られる出力信号と第２の瞬時パワー推定部の出力信号との大小関係を比較する第２の比較器と、第１の比較器及び第２の比較器の出力信号に基づいて通話状態を判定するとともに送話側減衰手段及び受話側減衰手段の利得を制御する挿入損失量分配処理部とを具備し、
回線帰還利得乗算手段は、送話側減衰手段の利得と略等しい係数をもつ可変係数乗算器と、送話側減衰手段の出力点から回線側での回り込みを経て受話側減衰手段の入力点へ到る経路の利得に所定の余裕値を乗じた値を係数にもつ固定係数乗算器とを有し、
音響結合利得乗算手段は、受話側減衰手段の利得と略等しい係数をもつ可変係数乗算器と、受話側減衰手段の出力点から音響結合系を経て送話側減衰手段の入力点へ到る経路の利得に所定の余裕値を乗じた値を係数にもつ固定係数乗算器とを有するものであって、
回線帰還利得における群遅延に相当する時間だけ入力信号を遅延させる第１の遅延手段を回線帰還利得乗算手段の前段又は後段に設けるとともに、音響結合利得における群遅延に相当する時間だけ入力信号を遅延させる第２の遅延手段を音響結合利得乗算手段の前段又は後段に設けたことを特徴とする拡声通話装置。
【請求項２】
音声スイッチに入力する送話信号又は受話信号の少なくとも何れか一方に対して遅延を伴う音声信号処理を行うとともに当該音声信号処理の有無が択一的に切換可能である音声信号処理手段を備え、
第１又は第２の遅延手段の少なくとも何れか一方は、音声信号処理手段が音声信号処理を行うときにのみ入力信号を遅延させることを特徴とする請求項１記載の拡声通話装置。
【請求項３】
適応フィルタを有するエコーキャンセラが音声スイッチの前段又は後段の少なくとも何れか一方に設けられ、
第１及び第２の遅延手段は、エコーキャンセラが有する適応フィルタのフィルタ係数に応じて遅延時間を調整することを特徴とする請求項１又は２記載の拡声通話装置。
【請求項１】
マイクロホン及びスピーカと、相手側の通話端末から送られてくる受話信号をスピーカに伝送する受話側信号経路並びにマイクロホンで集音された送話信号を伝送して相手側の通話端末へ送る送話側信号経路に損失を挿入することで通話状態を受話及び送話に切り換える音声スイッチとを備え、
音声スイッチは、送話側信号経路上に挿入される送話側減衰手段と、受話側信号経路上に挿入される受話側減衰手段と、通話状態に応じて上記送話側減衰手段並びに受話側減衰手段の利得を制御する挿入損失量制御部とを具備し、
挿入損失量制御部は、送話側減衰手段への入力信号の瞬時パワーを推定する第１の瞬時パワー推定部と、受話側減衰手段への入力信号の瞬時パワーを推定する第２の瞬時パワー推定部と、送話側減衰手段への入力点から送話側減衰手段並びに回線側での回り込みを経て受話側減衰手段への入力点へ帰還する系の利得に応じて決定される値を係数にもつ回線帰還利得乗算手段と、受話側減衰手段への入力点から受話側減衰手段並びに音響側での回り込みを経て送話側減衰手段への入力点へ到る経路の利得に応じて決定される値を係数にもつ音響結合利得乗算手段と、第２の瞬時パワー推定部の出力信号を音響結合利得乗算手段へ入力して得られる出力信号と第１の瞬時パワー推定部の出力信号との大小関係を比較する第１の比較器と、第１の瞬時パワー推定部の出力信号を回線結合利得乗算手段へ入力して得られる出力信号と第２の瞬時パワー推定部の出力信号との大小関係を比較する第２の比較器と、第１の比較器及び第２の比較器の出力信号に基づいて通話状態を判定するとともに送話側減衰手段及び受話側減衰手段の利得を制御する挿入損失量分配処理部とを具備し、
回線帰還利得乗算手段は、送話側減衰手段の利得と略等しい係数をもつ可変係数乗算器と、送話側減衰手段の出力点から回線側での回り込みを経て受話側減衰手段の入力点へ到る経路の利得に所定の余裕値を乗じた値を係数にもつ固定係数乗算器とを有し、
音響結合利得乗算手段は、受話側減衰手段の利得と略等しい係数をもつ可変係数乗算器と、受話側減衰手段の出力点から音響結合系を経て送話側減衰手段の入力点へ到る経路の利得に所定の余裕値を乗じた値を係数にもつ固定係数乗算器とを有するものであって、
回線帰還利得における群遅延に相当する時間だけ入力信号を遅延させる第１の遅延手段を回線帰還利得乗算手段の前段又は後段に設けるとともに、音響結合利得における群遅延に相当する時間だけ入力信号を遅延させる第２の遅延手段を音響結合利得乗算手段の前段又は後段に設けたことを特徴とする拡声通話装置。
【請求項２】
音声スイッチに入力する送話信号又は受話信号の少なくとも何れか一方に対して遅延を伴う音声信号処理を行うとともに当該音声信号処理の有無が択一的に切換可能である音声信号処理手段を備え、
第１又は第２の遅延手段の少なくとも何れか一方は、音声信号処理手段が音声信号処理を行うときにのみ入力信号を遅延させることを特徴とする請求項１記載の拡声通話装置。
【請求項３】
適応フィルタを有するエコーキャンセラが音声スイッチの前段又は後段の少なくとも何れか一方に設けられ、
第１及び第２の遅延手段は、エコーキャンセラが有する適応フィルタのフィルタ係数に応じて遅延時間を調整することを特徴とする請求項１又は２記載の拡声通話装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１００１８１（Ｐ２００９−１００１８１Ａ）
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６９０１０（Ｐ２００７−２６９０１０）
【出願日】平成１９年１０月１６日（２００７．１０．１６）
【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２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月１６日（２００７．１０．１６）
【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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