JPH1013526A

JPH1013526A - 音声スイッチの制御回路

Info

Publication number: JPH1013526A
Application number: JP15781996A
Authority: JP
Inventors: Kensaku Fujii; 健作藤井; Toshiro Oga; 寿郎大賀
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1996-06-19
Filing date: 1996-06-19
Publication date: 1998-01-16

Abstract

(57)【要約】【課題】ハンズフリー通話システムを構築する音声スイ
ッチの制御回路の改良に関し、エコーの循環を阻止して
ハウリングの発生を防止し、また受話／送話ブロッキン
グを伴わず音声スイッチを高速切換え可能にすることを
目的とする。【構成】減衰量を音声の有無に従って受話状態、送話状
態、および、その中間に位置する受話残響状態、送話残
響状態間を遷移して制御し、受話残響状態に遷移した際
には送話側通話回路の減衰量を部屋の残響特性を模擬す
る回路の出力を参照して調整するよう制御する音声スイ
ッチの制御回路であって、部屋の残響特性を模擬する回
路の出力を参照して調整される送話側の減衰量が少なく
て漏れたエコーのレベルと受話側の信号レベルとを比較
し、前者が大きい場合に音声スイッチを送話状態にし、
後者が大きい場合に受話状態にする制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハンドセットを持
つことなく、スピーカとマイクロホンを用いて通話でき
るハンズフリー通話システムを構築する音声スイッチの
改良に関する。

【０００２】一般に、ハンドセットの代わりにスピーカ
とマイクロホンによって通話するハンズフリー機能を持
った電話機やテレビ会議システムでは、スピーカとマイ
クロホンの間の音響結合（防側音回路を含むシステムで
は側音結合を加える）によって構成される一巡閉路の利
得が１を超えるときに発生するハウリングを防止する手
段が必要とされる。

【０００３】この手段の一つとして音声スイッチが提供
されれている。図７はこの音声スイッチの基本的概念を
示す図である。この音声スイッチは、伝送路を介して接
続される近端話者側端末ＮＥと遠端話者側端末ＦＥのそ
れぞれに、送話側回路に送話音声を減衰させるための送
話減衰回路１Ｎ、１Ｆを、また受話側回路に受話音声を
減衰させるための受話減衰回路２Ｎ、２Ｆをそれぞれ設
けている。そして受話側と送話側の信号パワーの比較か
ら大きい方を発声話者と判定して、その発声話者側（例
えば近端話者側端末ＮＥ）の送話減衰回路１Ｎの減衰量
を０、その反対の話者側の送話減衰回路１Ｆに大きな減
衰量を挿入して上記一巡閉路の利得が常時１未満となる
ように制御することによってハウリングの発生を防止す
る

【０００４】この音声スイッチによる防止法の問題点と
して挙げられることは、減衰量が常にどちらかの側に必
ず挿入されるため、その音声スイッチで提供される通話
が必然的に片方向となることである。通常、会話は交互
に話者となるものであるから、この通話の片方向性は会
話を不可能とするものではない。しかし、円滑な会話を
提供するためには、その切換えは可能な限り素早いもの
である必要がある。

【０００５】

【従来の技術】従来における音声スイッチは、通常、図
８のように構成される。すなわち、送話音声に減衰量を
挿入する送話減衰回路１、受話音声に減衰量を挿入する
受話減衰回路２、受話音声を発音するスピーカ８、送話
音声を入力するマイクロホン９、送話音声のパワーＰ_T
を算定するパワー算定フィルタ２１、受話音声のパワー
Ｐ_Rを算定するパワー算定フィルタ２２、パワーＰ_Tと
Ｐ_Rに基づいて送話減衰回路１と受話減衰回路２におけ
る減衰量の挿入を制御する制御回路３４を含み構成され
る。

【０００６】制御回路３４においては、受話音声のパワ
ーＰ_Rと送話音声のパワーＰ_Tの比較において、ａＰ_R
≧Ｐ_Tならば受話状態と判定して受話減衰回路２の減衰
量を０、送話減衰回路１の減衰量を大ａＰ_R＜Ｐ_Tならば送話状態と判定して送話減衰回路１
の減衰量を０、受話減衰回路２の減衰量を大と制御することにより、通話方向の切換えを行う。ここ
で、ａは予め想定した音響結合の大きさから決められる
定数である。

【０００７】問題は、スピーカ８から送出された受話音
声が部屋の反響によってエコーとなってマイクロホン９
に回り込み、このエコーが送話音声と区別できないこと
から派生する。すなわち、エコーがマイクロホン９に回
り込むまでに僅かながら時間がかかることを考慮する
と、音声の時間経過に伴うパワー変動は激しいので、マ
イクロホン９に回り込んだエコーと受話音声とのパワー
比較において、そのパワー変動からａＰ_R＜Ｐ_T（送話状態）（１）となる場合も十分に想定される。この場合、音声スイッ
チは同エコーによって送話側に倒され（すなわち受話減
衰回路２に大きな減衰量を挿入）、その結果として直ぐ
後に続く受話音声のパワーが大きくなって、ａＰ_R≧Ｐ_T（受話状態）（２）と判定されるまで受話音声が途切れる受話ブロッキング
と呼ばれる現象が発生する。音声のレベル変動は大き
く、遠端話者が発話中（受話中）であっても上記式
（１）の関係を満たして送話状態と判定される可能性は
十分に高い。

【０００８】この方法で受話ブロッキングを抑えるに
は、定数ａを大きくして受話音声のパワーを実際以上の
大きさに見なすとともに、受話音声のパワーを算定する
フィルタ２１の時定数を残響時間に相当する程度に長く
して、ａＰ_R＜Ｐ_T（送話状態）となる可能性を小さく
抑える構成をとる必要がある。しかしながら、パワー算
定フィルタ２１の時定数を長くすることは、受話音声が
無音となっても現状態を強制的に遠端話者の発話中（受
話状態）とする時間を長くすることであり、更に定数ａ
を大きくすることは、音声スイッチを送話側に切り換え
るのに大きなパワーの送話音声を必要とすることを意味
する。これらはいずれも音声スイッチの送話側への切換
えを遅らせ、時を置かずに話者が交代する通常の会話に
対して円滑な切換えを困難とする。

【０００９】この問題を解決する手段として、本発明者
等によって提案された方法が図９に示す音声スイッチ回
路である。すなわち、パワー算定フィルタを音声検出回
路に改め、通話の切換えを音声検出の有無によって行う
構成とする。図９において、送話減衰回路１、受話減衰
回路２、スピーカ８、マイクロホン９は前記したもので
ある。４は送話音声の有無を検出する送話音声検出回
路、５は受話音声の有無を検出する受話音声検出回路、
３１は送話残響設定回路、３２は受話残響設定回路であ
る。

【００１０】この音声スイッチにおける切換えの状態遷
移は図１０のように行う。まず、その切換え規則の基本
は、送話音声のみ検出→送話状態と判断して受話側減衰量
を大、送話側減衰量を０にする、受話音声のみ検出→受話状態と判断して送話側減衰量
を大、受話側減衰量を０にする、両音声を検出→現状優先として減衰量は切り換えな
い、両音声とも無音→現状優先として減衰量は切り換えな
い、とする制御にある。

【００１１】例えば、現在、受話状態にあると仮定した
とき、上記切換え規則によれば、その受話音声がエコー
としてマイクロホン９に回り込み、そのエコーのパワー
が受話音声のパワーに比較してはるかに大きいときで
も、受話音声が連続して得られている間は受話状態が維
持され（図１０に示す受話状態を巡る（ａ）の状態）、
減衰量は送話側に挿入されたままとなる。その結果、受
話音声は途切れることなく、安定した通話が提供され
る。

【００１２】この基本となる制御だけでは受話音声ある
いは送話音声が一時的に無音となったときに問題が起こ
る。まず、受話音声が無音となった場合について説明す
る。すなわち、この制御法によれば受話音声のエコーは
直ちに送話音声と判断され、送話状態に移行する。従っ
て、エコーが検出されている限り、現状を優先して再び
受話音声を受信しても、受話音声はブロッキングされ
る。そこで、図１０の状態遷移では、受話残響状態が設
けられている。この受話残響状態を設けた場合、受話音
声が一時的に無音となっても、音声スイッチはエコーに
より受話状態から直ちに送話状態に移行するのではな
く、図１０に示す（ｂ）を経て受話残響状態に移ると同
時に減衰量は受話側に入る。この状態はスイッチを送話
側に優先して保つ送話状態とは異なり、一時的に減衰量
を受話側（送話の状態）に置くものであって、受話音声
が再び検出された場合は直ちに図１０に示す（ｃ）を経
由して受話状態に戻り、減衰量を再び送話側に切り換え
られるようになっている。このようにして音声スイッチ
が受話残響状態にある間は受話ブロッキングは防止され
る。

【００１３】この受話音声が無音になったことは遠端側
で送話音声が無音となったことに等しい。従って、この
場合、遠端側の音声スイッチは送話状態にある。しか
し、その無音となった後に、遠端話者の音声が近端側か
らエコーとして戻ってくると、遠端側の音声スイッチは
受話側に切り換わる。この時点で、音声スイッチの送話
状態から受話状態への移行を許せば、エコーが継続して
いる間、続いて遠端話者が発声しても、送話側に大きな
減衰量が挿入されているから、その音声は近端側に伝送
されないことになる。すなわち送話ブロッキングが起こ
る。

【００１４】この対策として上記音声スイッチでは、送
話状態と受話状態の間に送話残響状態を設け、送話音声
を検出したら直ちに送話状態に復帰する規則を設けてい
る。しかし、このことはハウリングの原因となる。すな
わち、遠端話者側端末ＦＥの音声スイッチが近端話者側
端末ＮＥからのエコーを受話音声と判定して直ちに送話
残響状態に移行し、図７に示す受話側にある受話減衰回
路２の減衰量を０、送話側の送話減衰回路１Ｆの減衰量
を大きくして、そのエコーをスピーカ８Ｆから出力する
と、遠端側の音声スイッチは、このスピーカ８Ｆから出
力されたエコーをマイクロホン９Ｆで拾って遠端話者の
発話による音声と判断し、送話状態に移行して送話減衰
回路１Ｆの減衰量を０に戻してしまう。この結果、エコ
ーは再び近端話者側端末ＮＥの音声スイッチへ受話音声
として送り返されることになる。当然ながら、近端話者
側端末ＮＥの音声スイッチは、受話音声規則によって再
び受話状態に戻り、そのエコーをスピーカ８Ｎから出力
する。すなわち、エコーは何度も通話回路を循環し、ハ
ウリングが発生する危険が増大することになる。

【００１５】この問題を解決する手段として、本発明者
等によって以下に説明する方法が提案されている。すな
わち、マイクロホン９側に適当な立上り時定数をもった
残響監視フィルタ（低域フィルタ）を設けるのである。
その残響監視フィルタは、近端話者側の音声スイッチが
受話状態にあるときに受話音声が中断して無音となった
時点で、受話音声の語尾に続くエコーを出力する。

【００１６】さて、この時点で近端話者の発声があっ
て、受話音声のエコーに送話音声が混じったとき、同時
通話性を確保するためには、そのエコーの混じった送話
音声を遠端話者側に送出することが望ましい。しかし、
その送出は残響感の抑制やハウリング防止の観点から好
ましいものではない。

【００１７】そこで、近端話者側端末ＮＥにおいて、遠
端側に戻される受話音声のエコーを遠端話者側で音声の
入力と判定されない程度のレベルに抑える制御を加える
のである。つまり、近端話者側端末ＮＥにおいて、受話
音声が一時的に無音となりそのエコーがマイクロホン９
Ｎから回り込んでいる受話残響状態では、本来送話減衰
回路１Ｎの減衰量を０にするところを、そのエコーが遠
端話者側端末ＦＥにおいて周囲騒音レベルと見なせる程
度に減衰させる減衰量を挿入する。この減衰量の挿入は
エコーの残響が持続している期間に制限される。残響監
視フィルタの出力を参照して送話減衰回路１Ｎの減衰量
を残響特性に合わせて徐々に小さくすれば、そのエコー
は遠端話者側端末ＦＥで音声として検出されず、スピー
カ８Ｆからは出力されないことになる。すなわち、遠端
話者に残響感が生じず、ハウリングも発生しない。同時
に、近端話者側端末ＮＥにおける送話減衰回路１Ｎの減
衰量は、受話音声のエコーが減衰した後に０となるの
で、送話音声に近端話者の音声が重畳していたら、遠端
話者側端末ＦＥの音声スイッチでこの近端話者の音声が
検出され、近端話者の音声が遠端話者側端末ＦＥのスピ
ーカ８Ｆから出力されることになる。

【００１８】また、送話残響状態から送話状態に復帰す
るときにも、上記同様のことが生じる可能性があるの
で、この際にも上記同様に、残響監視フィルタの出力を
参照して送話減衰回路１の減衰量を残響特性に合わせて
徐々に小さくし、マイクロホン９Ｆに回り込んだエコー
が相手話者側端末において周囲騒音レベルと見なせる程
度に減衰させる減衰量を挿入する。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】問題は、この制御法で
は、ブロッキングの防止条件が『遠端側に伝送されるエ
コーが周囲騒音レベルにまで完全に抑えられること』と
なる点にある。すなわち、残響特性の見積りに誤差があ
ってエコーが遠端側にわずかでも漏れれば、エコーの循
環は避けられないことになる。また、この制御はエコー
と同時に送話音声も抑圧し、その間は遠端側のスピーカ
から近端話者の音声が聞こえないようにする。このこと
は、通話の切換えが遅くなることを意味する。

【００２０】従って本発明の目的は、エコーの循環を阻
止してハウリングの発生を防止でき、また受話ブロッキ
ングや送話ブロッキングを起こすことなく音声スイッチ
を高速に切り換えることができるようにすることにあ
る。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明においては、一つの形態として、送話側と
受話側の通話回路に減衰量を交互に挿入することによっ
てハウリングの発生を抑え、マイクロホンとスピーカに
よる通話を実現するハンズフリー機能に利用される音声
スイッチにおいて、その減衰量を音声の有無に従って受
話状態、送話状態、および、その中間に位置する受話残
響状態、送話残響状態間を遷移して制御し、受話残響状
態に遷移した際には送話側通話回路の減衰量を部屋の残
響特性を模擬する回路の出力を参照して調整するよう制
御する制御回路であって、部屋の残響特性を模擬する回
路の出力を参照して調整される送話側の減衰量が少なく
て漏れたエコーのレベルと受話側の信号レベルとを比較
し、前者が大きい場合に音声スイッチを送話状態にし、
後者が大きい場合に受話状態にする制御を行うことを特
徴とする音声スイッチの制御回路か提供される。この音
声スイッチは４線式伝送路を用いたハンズフリー通話シ
ステムに用いて好適である。

【００２２】また本発明においては、他の形態として、
送話側と受話側の通話回路に減衰量を交互に挿入するこ
とによってハウリングの発生を抑え、マイクロホンとス
ピーカによる通話を実現するハンズフリー機能に利用さ
れる音声スイッチにおいて、その減衰量を音声の有無に
従って受話状態、送話状態、および、その中間に位置す
る受話残響状態、送話残響状態間を遷移して制御し、送
話残響状態に遷移した際には受話側通話回路の減衰量を
遠端側の残響特性を模擬する回路の出力を参照して調整
するよう制御する制御回路であって、遠端側の残響特性
を模擬する回路の出力を参照して調整される受話側の減
衰量が少なくて漏れたエコーのレベルと送話側の信号レ
ベルとを比較し、前者が大きい場合に音声スイッチを受
話状態にし、後者が大きい場合に送話状態にする制御を
行うことを特徴とする音声スイッチの制御回路が提供さ
れる。この音声スイッチは２線式伝送路を用いたハンズ
フリー通話システムに用いて好適である。

【００２３】また上述の音声スイッチでは、送話側と受
話側の通話回路に減衰量を挿入する減衰回路に音声スイ
ッチでの音声検出に要する時間分の遅延を前置する遅延
回路を設けることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を説明する。図１は本発明を４線式伝送路（送話側
と受話側に分離されている伝送路）を使用するハンズフ
リー通話システムに適用する場合の実施例である。

【００２５】図１において、１は送話音声を減衰させる
送話減衰回路、２は受話音声を減衰させる受話減衰回
路、８は受話音声を発音するスピーカ、９は送話音声を
入力するマイクロホン、４は送話音声の有無を検出する
送話音声検出回路、５は受話音声Ｂのレベルを検出する
受話音声検出回路、６は送話減衰回路１の出力音声Ａの
レベルを検出する送話音声検出回路、７は残響監視フィ
ルタ、３は送話減衰回路１と受話減衰回路２における減
衰量の挿入を制御する判定回路である。残響監視フィル
タ７は、前述のように、適当な立上り時定数をもった低
域フィルタで構成され、近端話者側の音声スイッチが受
話状態にあるときに受話音声が中断して無音となった時
点で、受話音声の語尾に続くエコーを出力する。

【００２６】なお、以下の説明では、近端話者側端末Ｎ
Ｅの回路であることを表す必要がある場合には各回路の
参照番号の後ろに「Ｎ」を、遠端話者側端末ＦＥの回路
であることを表す必要がある場合には各回路の参照番号
の後ろに「Ｆ」を付けるものとする。

【００２７】この音声スイッチは、前述した送話状態、
送話残響状態、受話状態、受話残響状態の４状態の間を
送話音声と受話音声の有無に応じて遷移する。受話残響
状態ではこの受話残響状態に状態遷移した際に、送話減
衰回路１にある時間の間一時的に減衰量を挿入に、それ
により、遠端話者側端末ＦＥに転送されるエコーを、遠
端話者側端末ＦＥにおいて音声として検出されないレベ
ル程度に抑える制御がなされている。同様の制御は、送
話残響状態から送話状態に復帰した際にも行われる。

【００２８】ここで、マイクロホン９に入力した近端話
者の音声すなわち送話音声は、送話減衰回路１を経て遠
端話者側端末ＦＥに転送される。遠端話者側端末ＦＥに
おいて、遠端話者の音声すなわち受話音声は、受話減衰
回路２Ｆを経てスピーカ８Ｆから出力される。本発明は
スピーカ８Ｎからマイクロホン９Ｎに回り込んだエコー
を遠端話者側において音声として検出されないレベルま
で送話減衰回路１Ｎで抑えられなかった場合でも、送話
／受話のブロッキングを防止することができるように、
送話残響状態および受話残響状態からの状態遷移の規則
を提供するものである。

【００２９】まず、そのエコーの抑制には残響監視フィ
ルタ７の出力が利用される。この残響監視フィルタ７の
出力はそのエコーを遠端話者側において音声として検出
されないレベルとするのに必要な減衰量を判定回路３で
算定するために利用される。また、音声検出回路４は送
話音声を検出し、受話音声検出回路５は受話音声を検出
して判定回路３における通話状態の遷移に必要な情報を
提供する。

【００３０】送話減衰回路１の出力側におかれた送話音
声検出回路６は、漏れたエコーＡと受話側の信号Ｂとの
レベル比較に用いる。判定回路３はその大きい方を通話
方向と判断し、その結果として受話と送話のブロッキン
グを防止する。

【００３１】図２は本発明に係る実施例の状態遷移図で
ある。この状態遷移図を参照して実施例の音声スイッチ
の動作を説明する。

【００３２】さて、近端話者側端末ＮＥにおいて残響監
視フィルタ７Ｎを使って調整する送話減衰回路１Ｎの減
衰量が少なく、エコーが遠端話者側端末ＦＥへ漏れた場
合、遠端話者側端末ＦＥの音声スイッチは、このエコー
を近端話者の音声と判断して送話残響状態へ移行し、ス
ピーカ８Ｆからエコーを出力し、そのエコーはマイクロ
ホン９Ｆに入力する。これにより遠端話者側端末ＦＥの
音声スイッチは、送話残響状態を維持し、その際に当然
ながら受話音声のマイクロホン入力に対して近端側に伝
送されないように、送話減衰回路１Ｆで減衰をかける。

【００３３】従って、近端話者側端末ＮＥに戻って来た
エコーは、近端側の送話減衰回路１Ｎの出力で観測され
た元のエコーよりも振幅は小さいと考えてよい。すなわ
ち、受話残響状態にある近端話者側端末ＮＥにおいて
は、先に提案した方法では一巡したエコーが受話音声と
して検出された時には受話残響状態から受話状態に直ち
に復帰していたところを、送話音声検出回路６Ｎと受話
音声検出回路５Ｎで観測される信号の振幅あるいはパワ
ーを比較したときに前者の方が大きい場合には、音声ス
イッチを送話側に維持する（すなわち受話残響状態のま
まに維持する）判断が可能である。この結果、受話減衰
回路２Ｎに大きな減衰量が挿入されたままとなるので、
エコーの循環は阻止され、ハウリングの発生は防止され
る。

【００３４】また、遠端話者側端末ＦＥにおいては、そ
の遠端側においてエコーを受話音声と判断した音声スイ
ッチは、送話残響状態に遷移するので、送話減衰回路１
Ｆに減衰量を挿入し、続いて発声した遠端話者の音声の
伝送を阻止する（送話残響状態）送話ブロッキングを引
き起こすという問題に対して、送話減衰回路１Ｆに挿入
される減衰量は受話側で検出される信号の振幅あるいは
パワーに比例した大きさとすることで周囲騒音レベルに
抑えられることを考慮すれば、この漏れたエコーに対し
て送話側に挿入される減衰量は少ないと言える。従っ
て、この状態で遠端話者が発声するときは、その音声は
送話減衰回路１Ｆの出力においてある程度の大きさで検
出されることになる。従って、近端話者側端末ＮＥで漏
れたエコーが残響感を生じない程度に抑えられているな
らば、遠端話者側端末ＦＥにおいては送話減衰回路１Ｆ
を通った送話音声Ａ（遠端話者の音声）の方が漏れたエ
コーＢ（受話減衰回路２Ｆへの入力）よりも大きいと期
待できる。すなわち、その時点で音声スイッチを送話残
響状態から送話状態に復帰させることで送話ブロッキン
グの発生は防止されることになる。

【００３５】つまり、音声スイッチが送信残響状態にあ
るとき、送話減衰回路１の出力をＡ、受話減衰回路２の
入力をＢとすれば、・Ａ＞Ｂならば送話残響状態から送話状態へ移行・Ａ＜Ｂならば送話残響状態を維持と制御する。また、送話残響状態から受話状態への移行
は、時間を設定して、その時間を超えて送話残響状態が
続く（受話音声が残響時間を超えて検出されている）場
合は、通話方向が受話側に切り換わったと判断できるの
で、受話状態に移行すればよい。

【００３６】このように遠端話者側端末ＦＥにおいてエ
コーの受信中に音声スイッチが送話状態に復帰できると
き、近端話者側端末ＮＥの音声スイッチでは、受話側の
音声検出回路５Ｎで検出される信号Ｂ（すなわち遠端話
者の音声）の方が送話側の漏れたエコーＡ（すなわち送
話音声検出回路６の検出出力）よりも大きくなると考え
てよい。従って、送話側の減衰回路１Ｎの出力Ａと受話
側の減衰回路２Ｎの入力Ｂを比較して受話側が大きいと
きには、受話残響状態から受話状態へ遷移させることで
受話ブロッキングの発生が防止される。

【００３７】すなわち、・Ａ＞Ｂならば受話残響状態を維持・Ａ＜Ｂならば受話残響状態から受話状態へ移行と制御する。また、受話残響状態から送話状態への移行
もまた、時間を設定して、その時間を超えて受話残響状
態が続く（送話音声が残響時間を超えて検出されてい
る）場合は、通話方向が送話側に切り換わったと判断で
きるので、送話状態へ移行すればよい。

【００３８】次に、上記の実施例装置における音声検出
回路の詳細な構成例を説明する。まず、音声検出はでき
るだけ素早く行い、少なくとも母音の１ピッチ分は無音
とならない程度の立上り時定数が必要である。そこで、
音声を検出する低域フィルタの構造を図４のように与え
る。

【００３９】図４において、１０１は入力信号を短時間
積分する短時間積分回路、１０２は短時間積分回路１０
１の出力Ｘと遅延回路１０４の出力Ｚを比較する比較
器、１０３は比較器１０２の比較結果に応じて短時間積
分回路１０１の出力Ｘまたは加算器１０６の出力Ｚを選
択して出力Ｙとするスイッチ、１０４はスイッチ１０３
の出力Ｙを遅延させた出力Ｚを出力する遅延回路、１０
５は短時間積分回路１０１の出力Ｘに（１−α）を乗じ
る乗算器、１０７は遅延回路１０４の出力Ｚにαを乗じ
る乗算器、１０６は乗算器１０５、１０７の出力を加算
する加算器、１０８は比較器１０２の比較結果に応じて
スイッチ１０３の出力を記憶するレジスタである。

【００４０】図４において、スイッチ１０３はＸ≧Ｚならば、Ｙ＝ＸＸ＜Ｚならば、Ｙ＝Ｚと切り換えられる。また、短時間積分回路１０１が入力
部分に挿入されているのは信号Ｘの振幅変動を抑えるた
めで、入力信号の数標本化周期分の振幅（絶対値あるい
は自乗値）の累積値である。その変動はおよそ積分区間
を１〜２ｍ秒とすることで実用的な大きさに抑えられ
る。また、レジスタ１０８は比較器１０２がＸを選択し
たときに、そのＸを記憶、更新し、このＸはレベル比較
と残響監視フィルタの初期値に用いられる。

【００４１】また、このフィルタ出力から音声の有無を
判断する場合、マイクロホンが拾う騒音を音声と誤りこ
とがないように、騒音レベルも併せて算出し、その騒音
レベルから音声検出閾値を決定する方法が一般的であ
る。さらに、その騒音レベルを算出する方法としては、
立上り時定数が長く、立下り時定数が短い低域フィルタ
が用いられる。すなわち、音声が入力してもなかなか立
ち上がらず、音声が無くなると直ちに騒音レベルに復帰
する特性が重要である。図５にその例を示す。

【００４２】図５において、２０１は入力信号を短時間
積分する短時間積分回路、２０２は短時間積分回路２０
１の出力Ｘと遅延回路２０７の出力Ｍを比較する比較
器、２０３は計数器Ｕ、２０４は計数器Ｄ、２０５はス
イッチ、２０６はスイッチ２０５の出力と遅延回路２０
７の出力を加算する加算器、２０７は加算器２０６の出
力Ｎを遅延させて出力Ｍとする遅延回路である。

【００４３】まず、比較器は信号ＸとＭの大きさを比較
し、Ｘ≧Ｍならば、計数器Ｕの数値を一つ上げＸ＜Ｍならば、計数器Ｄの数値を一つ上げる。そして、
その計数器２０３、２０４が所定の数値Ｕ、Ｄを計上し
たときにスイッチ２０５で計数器２０３が所定の値Ｕに達したときはβ 計数器２０４が所定の値Ｄに達したときは−β 両計数器が所定の値に達していないときは０を選択してＭに加える。このとき、計数器２０３が計数
する所定値Ｕを大きく、計数器２０４が計数する所定値
Ｄを小さく選んでおけば、立上りが遅く、立下りが早い
フィルタが構成される。すなわち、音声は騒音レベル検
出フィルタの出力Ｎと音声レベル検出フィルタの出力Ｙ
とを比較し、Ｙ≧ｂＮならば音声ありＹ＜ｂＮならば無音声と判断する。ここで、ｂは騒音を音声と誤らないための
余裕分である。

【００４４】しかし、この音声検出フィルタの立上りが
素早いとは言っても短時間積分回路１０１に要する時間
が必要であり、その遅れは音声の話頭を切断する。そこ
で、図６に示すように、その遅れ時間に相当する遅延を
遅延回路により通話回路に挿入し、話頭切断を防止す
る。

【００４５】残響監視フィルタは図４のフィルタのレジ
スタ１０８の出力を受話残響状態に移行したときに初期
値として設定し、その出力をＰ＝Ｐα＋Ｎ（１−α）として計算する。ここで、Ｎは周囲騒音レベルで、周囲
騒音を含むエコーは徐々に周囲騒音レベルに漸近するこ
とを考慮して入力されている。このとき、送話側に挿入
される減衰量は、Ｌ_T＝Ｐ／ＫＮとして計算される。ここで、Ｋは上記騒音レベル検出フ
ィルタの立上り時定数と立下り時定数が異なるために実
際よりは低めに現れる値を補正する定数である。この結
果、減衰回路の出力に漏れるエコーは周囲騒音レベルに
抑えられることになる。この減衰量は受話残響状態にお
いて挿入される。

【００４６】同様に、受話状態にあってマイクロホンに
入力するエコーを周囲騒音レベルに抑えるためには、送
話側に設けた音声検出回路の出力を利用し、Ｌ_S＝Ｐ／ＫＮと設定すれば、エコーは遠端側に伝送されない。

【００４７】従って、受話音声が無音となり、マイクロ
ホンに入力したエコーはＬ_Sによって抑えられ、遠端側
に伝送されて遠端側の音声スイッチは送話残響状態に移
行する。そのとき、遠端側の音声スイッチはそのエコー
にＬ_Sの減衰を送話側で与えるので、近端側に漏れるエ
コーは更に減衰する。従って、そのレベル比較から送話
状態に戻ることはない。しかし、その減衰量は信号レベ
ルに比較する大きさとして与えられるので、漏れたエコ
ーに対して与える減衰量は少ない。このことは遠端話者
の発声があると、その減衰回路の出力で音声が高いレベ
ルで検出されることを意味する。すなわち、その両レベ
ルを比較すれば送話状態への復帰が可能となる。

【００４８】一方、受話残響状態となった近端側では、
そのエコーと遠端側から戻ったエコーを比較して前者の
方が大きいので受話残響状態を保持し、遠端話者の音声
が入力したときにその比較結果が逆転するので、受話状
態に復帰できることになる。

【００４９】図３には本発明の他の実施例が示される。
この実施例は２線式伝送路（送話側と受話側で伝送路を
共用するもの）のハンズフリー通話システムに本発明を
適用する場合の構成である。この２線式伝送路の方式で
は、送話側で漏れたエコーは防側音回路を通って受話側
に回り込むが、この漏れエコーは、前述の実施例で一巡
してきたエコーのように遠端話者側端末ＦＥにおいて減
衰をかけられたものではないので、その点を考慮する必
要がある。つまり、この実施例装置においては、遠端話
者側端末ＦＥの働きに代わるものとして、受話減衰回路
２の出力レベルを検出する音声検出回路１０と残響監視
フィルタ１１が追加され、それにより防側音回路を介し
て回り込んだ漏れエコーに対して受話減衰回路２でそれ
を周囲騒音レベル以下とする減衰量を挿入している。

【００５０】受話側に設けた残響監視フィルタ１１は防
側音回路を回り込むエコーを監視し、そのエコーがスピ
ーカ８から出力されないように制御する。音声検出回路
１０は、漏れたエコー（すなわち送話減衰回路１の出
力）と受話側の信号（すなわち受話減衰回路２の出力）
とのレベル比較に用い、大きい方を通話方向と判断して
受話と送話のブロッキングを防止するために利用され
る。

【００５１】伝送路に防側音回路が介在する場合、近端
側から遠端側に漏れるエコーは防側音回路を介して受話
側に戻ってくる。すなわち、近端側の音声スイッチ４線
式の遠端側と同様の状態となる。送話音声が無音となる
とき、その戻る信号を受話音声と判断して音声スイッチ
は送話残響状態として通話方向は受話側に切り換わり、
続く近端話者の音声が阻止される送話ブロッキングが起
こる。しかし、受話減衰回路２で受話側に挿入される減
衰量は残響監視フィルタ１１の出力を参照してスピーカ
８に送られる信号が周囲騒音レベル以下となるように調
整される。従って、音声検出回路１０には音声は検出さ
れない。しかし、遠端話者が発声した場合はその減衰量
が少なくなった時点で音声が検出されるので、音声スイ
ッチを受話側にすることは可能である。

【００５２】また、エコー漏れを許容する場合、エコー
を受話音声として音声スイッチは受話側に切り換わるの
で、音声検出回路１０の信号レベルとマイクロホン側の
送話音声検出回路４との信号レベルを比較し、後者の方
が大きい場合は送話状態へ、前者が大きい場合は送話残
響状態とすればよい。

【００５３】

【発明の効果】以上、本発明によれば、エコーの循環を
阻止してハウリングの発生を防止でき、また受話ブロッ
キングや送話ブロッキングを起こすことなく音声スイッ
チを高速に切り換えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を４線式伝送路のハンズフリー通信シス
テムに適用した場合の実施例である。

【図２】実施例の音声スイッチの状態遷移を説明する図
である。

【図３】本発明を２線式伝送路のハンズフリー通話シス
テムに適用した場合の実施例である。

【図４】実施例の音声スイッチにおける音声検出回路の
詳細構成を示す図である。

【図５】実施例の音声スイッチにおける騒音レベル検出
フィルタの詳細構成を示す図である。

【図６】話頭切断を無くす音声スイッチの構成例を示す
図である。

【図７】ハンズフリー通話システムが構成する一巡閉路
を説明する図である。

【図８】音声スイッチの従来例を示す図である。

【図９】受話／送話残響状態によるブロッキング防止機
能を持つ音声スイッチの例を示す図である。

【図１０】受話／送話残響状態を持つ音声スイッチの状
態遷移を説明する図である。

【符号の説明】

１送話減衰回路２受話減衰回路３判定回路４送話音声検出回路５受話音声検出回路７残響監視フィルタ８スピーカ９マイクロホン１０音声検出回路１１残響監視フィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送話側と受話側の通話回路に減衰量を交互
に挿入することによってハウリングの発生を抑え、マイ
クロホンとスピーカによる通話を実現するハンズフリー
機能に利用される音声スイッチにおいて、その減衰量を
音声の有無に従って受話状態、送話状態、および、その
中間に位置する受話残響状態、送話残響状態間を遷移し
て制御し、受話残響状態に遷移した際には送話側通話回
路の減衰量を部屋の残響特性を模擬する回路の出力を参
照して調整するよう制御する制御回路であって、部屋の残響特性を模擬する回路の出力を参照して調整さ
れる送話側の減衰量が少なくて漏れたエコーのレベルと
受話側の信号レベルとを比較し、前者が大きい場合に音
声スイッチを送話状態にし、後者が大きい場合に受話状
態にする制御を行うことを特徴とする音声スイッチの制
御回路。
【請求項２】送話側と受話側の通話回路に減衰量を交互
に挿入することによってハウリングの発生を抑え、マイ
クロホンとスピーカによる通話を実現するハンズフリー
機能に利用される音声スイッチにおいて、その減衰量を
音声の有無に従って受話状態、送話状態、および、その
中間に位置する受話残響状態、送話残響状態間を遷移し
て制御し、送話残響状態に遷移した際には受話側通話回
路の減衰量を遠端側の残響特性を模擬する回路の出力を
参照して調整するよう制御する制御回路であって、遠端側の残響特性を模擬する回路の出力を参照して調整
される受話側の減衰量が少なくて漏れたエコーのレベル
と送話側の信号レベルとを比較し、前者が大きい場合に
音声スイッチを受話状態にし、後者が大きい場合に送話
状態にする制御を行うことを特徴とする音声スイッチの
制御回路。
【請求項３】送話側と受話側の通話回路に減衰量を挿入
する減衰回路に音声スイッチでの音声検出に要する時間
分の遅延を前置する遅延回路を設けたことを特徴とする
請求項１または２記載の音声スイッチの制御回路。