JPH1065793A

JPH1065793A - 自動音声応答機能付き電話機

Info

Publication number: JPH1065793A
Application number: JP8238605A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Inmaki; 政彦印牧
Original assignee: Pioneer Electronic Corp; Pioneer Communications Corp
Current assignee: Pioneer Corp; Pioneer Communications Corp
Priority date: 1996-08-21
Filing date: 1996-08-21
Publication date: 1998-03-06
Anticipated expiration: 2016-08-21
Also published as: JP3533051B2; US5963639A

Abstract

(57)【要約】【課題】ベル音鳴動中であっても作動することができ
る自動音声応答機能付き電話機を提供することを目的と
する。【解決手段】自動音声応答機能付き電話機において、
着信を可聴的に告知する所定周波数のベル信号を発生す
るベル信号発生手段と、周囲の音を抽出するマイクロホ
ンと、マイクロホンで抽出された音から所定周波数以外
の所望の音を抽出する抽出手段と、抽出された音を所定
のしきい値と比較してその比較結果を出力する比較手段
と、比較手段により所定周波数以外の所望の音がしきい
値を越えたことを検出した際に着信状態とすることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【発明の属する技術分野】本発明は、電話機に着信があ
った時に、電話機を手に取って操作を行うことなしに、
音声応答によって通話状態にする自動音声応答機能付き
電話機に係る。

【０００３】そして、特に着呼時に、応答の音声が入力
されたとき、ベル音の鳴動中及び休止中にかかわらず着
信状態となる自動音声応答機能付き電話機に関する。

【０００４】

【０００２】

【０００５】

【従来の技術】近年、通話をハンズフリー状態で行うこ
とができる電話機が普及しつつある。

【０００６】このような電話機は、手を使わずに相手と
の通話が可能とされることから、手を離せない状態のと
き便利なものとなっている。

【０００７】

【０００３】この種のものでは、回線にベル信号が到来
（着呼）した際、電話機に設けられているハンズフリー
ボタンを操作することにより、ハンズフリー通話を行う
タイプと、着信があった時にハンズフリーボタンを操作
することなく、音声による応答で通話状態とする自動音
声応答タイプがある。

【０００８】

【０００４】図９は、後者の自動音声応答機能を有した
親機側の一構成例を示すものである。回線に到来したベ
ル信号がリンガー１によって検出されると、ＣＰＵ２が
音声合成回路３を起動しスピーカ７からベル音を出力さ
せる。通常、ベル信号は、１秒間オン、２秒間休止とい
うサイクルで送られるようになっており、ベル休止の期
間中にマイクロホン１１から一定時間内に音声が取り込
まれると、トランジスタＴｒ₁，Ｔｒ₂からなる回線閉
結回路９により回線が閉結されて通話回路が形成され、
ハンズフリー通話状態となされる。

【０００９】

【０００５】すなわち、親機の操作ボタンには一切手を
触れることなく着信が受け付けられ、整流回路８、スピ
ーチ回路４及びハンズフリー回路５を経由した相手方か
らの音声がアンプ６によって増幅されスピーカ７を通し
て聞くことができ、それに対しての応答がマイクロホン
１１を通してハンズフリー回路５を経由し、スピーチ回
路４により増幅され相手方に伝えることができる。

【００１０】

【０００６】そして、会話終了後ハンズフリー通話状態
にあるときに、発呼者がオンフックすると電話機には回
線よりビジートーンが送られ、ビジートーン検出回路１
０によってビジートーンが検出されると、ＣＰＵ２が回
線閉結回路９の回線閉結状態を解き通話を終了させる。

【００１１】

【０００７】一方、子機側にあっては、図７に示すよう
に、回線にベル信号が到来すると、親機側のＲＦモジュ
ール１３及びアンテナ１４を介して子機側のアンテナ２
０及びＲＦモジュール２１にベル鳴動要求が発信され、
ＣＰＵ２２がその要求を判別すると、アンプ２３を介し
てスピーカ２４を駆動しベル音を出力させる。ベル休止
の期間中にマイクロホン２６から一定時間内に音声が入
力されると、その情報は子機側のアンテナ２０及びＲＦ
モジュール２１を介して親機側のアンテナ１４及びＲＦ
モジュール１３からＣＰＵ２に送られ着信を促す信号と
して取り込まれ、上記同様に、親機側の回線閉結回路９
によって回線が閉結され、子機側を使用してのハンズフ
リー通話状態となされる。

【００１２】

【０００８】そして、ハンズフリー通話中に発呼者がオ
ンフックすると回線よりビジートーンが送られ、親機側
がそのビジートーンを検出して子機に通話終了を要求し
自動的に通話を完了させる。

【００１３】

【０００９】

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
自動音声応答機能を有した従来の電話機では、周囲が騒
々しく断続的なノイズが入ると、それを着信を促す音声
応答であると誤認してしまい、着信状態となってしまう
という不具合を生じてしまっていた。そこで、これらの
不具合を解消するために、本出願人は、特願平７−１０
１０９９号として、着信を促す音声を認識するためのし
きい値レベルを、周囲の音場状況に応じて変動させるよ
うにした自動音声応答機能付き電話機を提案している。

【００１５】

【００１０】これは、ベル信号は通常、１秒間鳴動、２
秒間休止というサイクルで、送られているが、（図１０
に示すように）１秒間の鳴動中に４８ｍｓ周期で７９１
Ｈｚと６３１Ｈｚとを切り換えながら、鳴動させること
により、音圧を維持するとともに、音質にまろやかさを
持たせていた。また、男女を問わず人間の“ハーイ”と
の応答によるエネルギーが、８００Ｈｚ以下に集中して
いるため、ベル鳴動中においては、ベル信号と音声信号
との周波数が重なるため、区別ができないでいた。従っ
て、ベル鳴動中は検出を中断し、ベル休止の期間中にマ
イクロホン１１から一定時間内に入力される音声のレベ
ルが音声応答があったか否かを判定するためのしきい値
のレベルを越えたとき、ハンズフリー通話状態とされる
ため、使用者も、ベル休止の期間を狙って、声を発する
必要があり、使用上便利さを欠くものであった。

【００１６】

【００１１】本発明は、このような事情に対処してなさ
れたもので、ベル音鳴動中であっても作動することがで
きる自動音声応答機能付き電話機を提供することを目的
とする。

【００１７】

【００１２】

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１の自動音声応答
機能付き電話機は、着信を可聴的に告知する所定周波数
のベル信号を発生するベル信号発生手段と、電話機が設
置されている周囲の音を抽出するマイクロホンと、マイ
クロホンで抽出された音から所定周波数以外の所望の音
を抽出する抽出手段と、抽出された音を所定のしきい値
と比較してその比較結果を出力する比較手段と、比較手
段により所定周波数以外の所望の音がしきい値を越えた
ことを検出した際に着信状態とすることを特徴とする。

【００１９】また、請求項２の自動音声応答機能付き電
話機は、請求項１の電話機において、比較手段のしきい
値のレベルを、マイクロホンから抽出されている音レベ
ルによって変化させることを特徴とする。

【００２０】

【００１３】

【００２１】

【作用】本発明の自動音声応答機能付き電話機では、着
呼時に、ベル信号発生手段により所定周波数のベル信号
によって着信を可聴的に告知すると共に、マイクロホン
により電話機が設置されている周囲の音を抽出して、マ
イクロホンで抽出された音から所定周波数以外の所望の
音を抽出手段により抽出し、抽出された音を比較手段に
より所定のしきい値と比較してその比較結果を出力し、
比較結果によって所定周波数以外の所望の音が前記しき
い値を越えたことを検出した際に着信状態とする。ま
た、ベル音の周波数を所定の値に設定し、抽出手段の抽
出周波数帯域を音声の主成分を抽出し、かつ、ベル音の
周波数を抽出しないようにしたため、ベル音鳴動中であ
っても、ベル音と音声を区別でき、自動音声応答機能を
ベル音鳴動中でも作動させることができる。

【００２２】

【００１４】また、マイクロホンから抽出されている電
話機が設置されている周囲の音レベルに応じてしきい値
レベルが決定するようにした。よって、周囲のノイズレ
ベルにかかわらず自動音声応答機能をベル音鳴動中でも
作動させることができる。

【００２３】

【００１５】

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の詳細
を図面に基づいて説明する。

【００２５】図１は、本発明の自動音声応答機能付き電
話機の一実施の形態を示すものである。本発明の自動音
声応答機能付き電話機では、親機のベル鳴動の周波数を
１８００Ｈｚと２０００Ｈｚとで、それぞれ１６ｍｓと
６４ｍｓとで交互に切り換えながら、鳴動させることに
より、音圧を維持するとともに、音質にまろやかさを持
たせ、また、子機のベル鳴動の周波数を２０００Ｈｚの
単一周波数とすることにより、親機のベル音との区別を
聴覚的に行えるようにした。そして、ベル鳴動の周波数
を１８００Ｈｚ及び２０００Ｈｚと高く設定し、ＬＰＦ
３２による音声周波数抽出の際にベル鳴動音を大きく減
衰させるように構成している。

【００２６】

【００１６】なお図１のＡ／Ｄ変換器３３、ベル信号有
無判定回路３４、切り換え回路３５、平均値処理回路３
６、音場比較処理回路３７、しきい値決定回路３８、音
声判定回路４０、及びベル音生成回路４２は、ＣＰＵ内
部の起動部分のブロックを示すものである。

【００２７】

【００１７】回線にベル信号が到来（着呼）していない
待ち受け状態では、電話機が置かれている周囲の音がマ
イクロホン３０によって取り込まれるようになってお
り、マイクロホン３０によって取り込まれた音は、アン
プ３１によって所定利得で増幅され、カットオフ周波数
が例えば８００Ｈｚとされたローパスフィルタ（ＬＰ
Ｆ）３２によって音声帯域が抽出され、Ａ／Ｄ変換器３
３によって抽出された音声周波数の音声信号レベル電圧
に変換される。

【００２８】

【００１８】更に待ち受け状態では、ベル信号有無判定
回路３４が切換回路３５を端子ａ側に切換えており、Ｌ
ＰＦ３２によって抽出された音声帯域信号は平均値処理
回路３６により周囲ノイズレベルの平均値化がなされ
る。同時に、最新の音声帯域信号は、音場比較処理回路
３７に取り込まれるようになっており、平均値処理回路
３６によって平均値化されたノイズレベルと比較され、
その判定結果はしきい値決定回路３８によって電話機の
置かれている音場の変動の大小に応じたしきい値レベル
として決定されるようになっている。

【００２９】

【００１９】一方、回線にベル信号が到来（着呼）した
状態では、ベル信号を図示せぬリンガーからの出力を受
けて、ベル信号有無判定回路３４は、ベル信号有りと判
定し、切換回路３５を端子ｂ側に切換える。この切り換
えにより、しきい値決定回路３８によって今回の着呼時
におけるその直前の音場の変動に応じたしきい値が決定
される。また、ベル信号有無判定回路３４は、ベル音生
成回路４２にベル音の生成を指令し、ベル音生成回路４
２は、前述したベル鳴動の信号を生成してスピーカアン
プへ送出する。

【００３０】

【００２０】更にベル鳴動中に、マイクロホン３０によ
って取り込まれた音声（例えば後述する応答である“ハ
ーイ”等を含む）は上記同様にＬＰＦ３２によって音声
帯域が抽出されると、音声判定回路４０によってチャタ
リング吸収した波形成形が行われるとともに、しきい値
決定回路３８によって決定された音場の変動に応じたし
きい値レベルに基づいて“ハーイ”等の音声応答の有無
を判定し、音声応答有りの場合にはトリガ信号を出力す
ることで着信受付機能を作動させるようになっている。

【００３１】

【００２１】ここで、平均値処理回路３６の動作を更に
詳細に説明する。

【００３２】ベル信号が着信していない状態では、周囲
のノイズはマイクロホン３０により取り込まれ、ＬＰＦ
３２を経由して、Ａ／Ｄ変換器３３によって出力され、
切換回路３５の端子ａを経由して平均値処理回路３６に
入力される。Ａ／Ｄ変換器３３からの出力電圧をａ_nと
表すと、この平均値処理回路３６は次の式で示されるよ
うに入力信号を処理して平均値を出力する。

【００３３】

【数１】

【００３４】

【００２２】本実施の形態においては、新しいノイズレ
ベル信号は１．５秒（２０ｍｓ×７５）毎に、平均値処
理回路３６に取り込まれ、１．５×１２８＝１９２秒＝
３分１２秒間にわたる時間についての平均ノイズレベル
を求めるようになされている。

【００３５】

【００２３】次に、音場比較処理回路３７の動作につい
て更に詳細に説明する。

【００３６】この回路の目的は、電話機を設置してある
場所のノイズの特性を判別して、しきい値の設定にそれ
を反映させるためのものである。

【００３７】

【００２４】例えば、静かではあるが、エアコンが運転
されている部屋のノイズは、エアコンの運転音が主であ
り、ノイズは出ているがそのレベル変動は小さい。一
方、同じ部屋でテレビを使用している時には、テレビか
らの音がノイズ源となり、番組の進行に併せて瞬間、瞬
間のノイズレベルはかなり大きく変動する。

【００３８】

【００２５】このような例を考えれば、ノイズレベル又
は音場の変動の大きい場合、しきい値の値は、誤動作を
防止するため、変動の少ない場合よりも余裕をもたせて
高くしておく必要がある。

【００３９】

【００２６】本実施の形態においては、平均値処理回路
３６が絶えず新しいノイズレベル電圧値を取り込んで、
新しい平均値を求めた後に、最新の音声帯域信号のノイ
ズレベル電圧値をこの平均値と比較し、平均値の±０．
０４Ｖ（マイク入力で言えば±３ｄＢ）の幅に入ってい
ない場合には、変動の大きい音場であり、±０．０４Ｖ
以内であれば変動が小さい音場と判定させる。

【００４０】

【００２７】なお、音場の状況は常に変化していること
と、誤判定への危険性を考慮して、変動が大きいとの判
定が出たら直ちにしきい値を高めるようにし、その後変
動が小さいという判定が１０回連続した場合には、一旦
高めたしきい値をもとの平均値に基づく値に戻すように
構成させてもよい。

【００４１】

【００２８】次に、しきい値決定回路３８のしきい値決
定の仕方について更に詳細に説明する。

【００４２】前に、音場比較処理回路３７が音場の変動
が大きいか小さいかを判定して、これをしきい値決定に
使用することに触れた。しきい値は、最終的にはベル鳴
動に対する音声応答であることを的確に検出するために
設けられ、図２（ａ）〜図２（ｄ）にその検出方法の概
要を示し、図３には、しきい値判定の時間窓を示してい
る。図２〜図３についての説明は後述する。

【００４３】

【００２９】我々は、実験の結果、もう一つの要素をし
きい値決定に反映させるべきであることを発見した。

【００４４】それは、ノイズの絶対レベルの大きさであ
る。

【００４５】

【００３０】すなわち、しきい値決定回路３８によって
決定されるしきい値の大きさは、平均値処理回路３６に
よって求められた平均値に、ある動作マージンを上乗せ
してしきい値を決定させるのが基本的な考え方である
が、ノイズレベルが高くなっていった場合、誤動作に対
する危険度を小さくするには、平均値に上乗せするマー
ジン幅も少し大きくした方が良好な結果が得られた。

【００４６】

【００３１】また、人間の習性からも、周囲が騒がしく
なると、自然に発する声も大きくなるので、実用上しき
い値を上げてやっても違和感はないようであった。

【００４７】

【００３２】従って、本実施の形態においては、ノイズ
レベルが騒音計のレベルで７０ｄＢを境として周囲ノイ
ズが大きい、小さいとしてマージン幅を変えることとし
た。

【００４８】前に説明した音場比較処理回路３７の判定
結果をも組合せ、しきい値は次のように決定させる。

【００４９】

【００３３】ノイズレベルが騒音計で７０ｄＢ（標準
マイク出力−６２．５ｄＢ相当）未満で、且つ音場の変
動が小さい場合、しきい値＝平均値＋０．１４Ｖ（マイク入力レベルで言
えば６ｄＢ）ノイズレベルが騒音計で７０ｄＢ未満で、且つ変動が
大きい場合、しきい値＝平均値＋０．４０Ｖ（マイク入力レベルで言
えば１３ｄＢ）ノイズレベルが騒音計で７０ｄＢ以上であり、且つ変
動が小さい場合、しきい値＝平均値＋０．２０Ｖ（マイク入力レベルで言
えば８ｄＢ）ノイズレベルが騒音計で７０ｄＢ以上であり、且つ変
動が大きい場合、しきい値＝平均値＋０．６０Ｖ（マイク入力レベルで言
えば２０ｄＢ）

【００５０】

【００３４】ここで、さらなる問題が生じることにな
る。

【００５１】すなわち、先に述べたとおり、親機のベル
信号は２０００Ｈｚと１８００Ｈｚとのサイクル信号で
あり、子機のベル信号は２０００Ｈｚの単一信号であ
る。

【００５２】通常親機と子機とのベル音の発生タイミン
グは制御されていないため、同時に鳴動することがなけ
れば、ＬＰＦでベル音をカットできるため、問題ない。

【００５３】しかし、親機と子機のベル信号が、重なっ
てしまう場合が、考えられる。この場合、親機と子機の
ベル信号のうち１８００Ｈｚの発生時と、子機の２００
０Ｈｚのベル信号が重なってしまう場合、２０００−１
８００＝２００（Ｈｚ）の差分周波数が発生してしま
い、この差分周波数は、ＬＰＦのカットオフ周波数より
十分低いため、音声判定回路に入力されてしまう。

【００５４】

【００３５】そのことによる音声応答が無いにもかかわ
らず応答有りと誤判定してしまう危険性を避けるため
に、更に、今求めたしきい値に関して、ベル鳴動中か、
ベル休止中かの場合によって、しきい値を切り換えるこ
とにした。

【００５５】

【００３６】予め、計測器により差分周波数発生時のノ
イズレベルを検出しておき、０．３１４Ｖであることを
求めた。

【００５６】ここで、親機のＣＰＵにより、親機鳴動中
か休止中かを検出し、以下のように場合わけを行った。

【００５７】着呼時に求められた前述したしきい値が、
０．３１４Ｖより小さいか大きいかで、場合わけを行
う。

【００５８】そこで、しきい値が、０．３１４Ｖより小
さいとき、ベル鳴動中は、０．３１４Ｖのしきい値と
し、ベル休止中は、前述したしきい値として切り換え
る。

【００５９】また、しきい値が０．３１４Ｖ以上のとき
は、差分周波数より周囲のノイズが大きいため、ベル鳴
動中休止中にかかわらず前述したしきい値とする。

【００６０】

【００３７】この差分周波数の問題に対する他の解決策
としては、親機のＣＰＵの制御により、親機と子機の鳴
動タイミングの同期をとり、常に重ならないようにして
も良い。

【００６１】また、他の方法としては、ベル音の高周波
をカットするとともに、生じる差分周波数の低周波をも
カットするバンドパスフィルタを用いても良い。また、
他の方法としては、差分周波数が生じる１８００Ｈｚの
発生期間及び２０００Ｈｚとの変化する短い期間（上記
実施例では１６ｍｓ）においては、“ハーイ”との応答
検出時間に、満たないとすることにより、解決すること
もできる。

【００６２】

【００３８】更にまた、上記の音声判定回路４０におけ
る音声判定動作については図２を用いて詳細に説明す
る。

【００６３】

【００３９】すなわち、図２（ａ）に示すように、“ハ
ーイ”と言う信号波形が取り込まれると、同図（ｂ）に
示すように半波整流された後、同図（ｃ）に示すように
電圧変換される。但し、Ａ／Ｄ変換器３３の出力として
得られるものであり、同図（ｄ）に示すしきい値の決定
は、上記のしきい値決定回路３８によって決定されるも
のである。

【００６４】

【００４０】そして、同図（ｄ）において、たとえば２
０ｍｓ間隔（サンプリング期間）で信号レベルが読み取
られ、たとえば次の，の左側に示すデータ列が得ら
れたとする。ここで、“Ｈ”はしきい値を越えた場合の
ハイレベルであり、“Ｌ”はしきい値を下回ったローレ
ベルである。

【００６５】ＨＨＬＬＨＨ →（チャ
タリング吸収）ＨＨＨＨＨＨＨＨＨＬＬＬＨ →（チャタリング吸
収）ＨＨＨＨＨＬＨ上記，共に、音声判定回路４０によりチャタリング
吸収されて右側のデータ列に変換されるものである。

【００６６】

【００４１】すなわち、チャタリング吸収に際しては、
上記，共に、左側のデータ列におけるＬを２回まで
は無視し、３回以上続いた場合には“Ｌ”と認識する。

【００６７】

【００４２】これにより、上記の右側のデータ列のよ
うに、Ｌが２回続いても全てが“Ｈ”として得られた場
合には、音声応答であると判定することにより、飛躍的
に音声応答の有無を判定し易くしている。

【００６８】

【００４３】更に、自動応答させる際の判定方法は、図
３に示す通りである。

【００６９】すなわち、回線にベル信号が着呼した状態
になると、しきい値を越える入力信号、例えば“ハー
イ”があると、しきい値を越えた瞬間からしきい値を下
回る瞬間までの時間を計測し、その時間ｔ₂が２５０ｍ
ｓ〜７６０ｍｓの間にあるかどうかを見ており、入力信
号の持続時間ｔ₂がこの時間の範囲にあれば着信とな
る。

【００７０】

【００４４】言い換えれば、しきい値を越える入力信号
があったとしても、その持続時間が２５０ｍｓ〜７６０
ｍｓの条件を満足しない場合には、その間の“ハーイ”
は無視されることになる。

【００７１】

【００４５】すなわち、図３に示すように、入力信号の
大きさが途中で短時間しきい値のレベルを下回る場合で
も上述したように、ＨＨＬＬＨＨ →（チャタリング吸収）Ｈ
ＨＨＨＨＨの右側の全ての“Ｈ”の持続時間が２５０ｍｓ〜７６０
ｍｓの時間内にあれば着信状態となる。

【００７２】ＨＨＨＬＬＬＨ →（チャタ
リング吸収）ＨＨＨＨＨＬＨの場合は、右側のデータ列“Ｈ”から“Ｌ”になるまで
の持続時間が２５０ｍｓ〜７６０ｍｓの時間以内であれ
ば着信状態となり、“Ｌ”になるまでの持続時間が２５
０ｍｓ以下又は７６０ｍｓ以上の場合は着信されない。

【００７３】

【００４６】すなわち、“ハーイ”の単語間の伸ばして
いる部分（長音）は音圧が低下し、しきい値を下回り易
い傾向にある。したがって、音声判定回路４０において
は、連続したしきい値を越える信号が入力されない場
合、音声応答と判断しないように設定されているため、
上述したチャタリング吸収によって長音部分の音圧低下
の傾向を補正することにより、音声応答有無の判定をし
易くしている。

【００７４】

【００４７】続いて、このような構成の自動音声応答機
能付き電話機の動作を、図５及び図６を用いて説明す
る。

【００７５】

【００４８】まず、ＣＰＵの初期化が行われ、ＣＰＵの
音声処理のための時間Ｔ₁が２０ｍｓにセットされる
（ステップ５０１，５０２）。

【００７６】周囲ノイズの平均値化と音場比較を行うた
めに（ステップ５０３）にてＡ₁がセットされ、（ステ
ップ５０４）にてＡ₁が７５になっていない場合、すな
わち２０ｍｓ×７５＝１．５秒間時間が経過していない
場合は（ステップ５０９）に移行し、呼び出し信号が入
力されない場合には、（ステップ５０５）にてＡ₁がプ
ラス１される。

【００７７】

【００４９】Ａ₁が７５になりタイムアップしたとき、
すなわち２０ｍｓ×７５＝１．５秒間時間が経過した場
合には、Ａ／Ｄ入力の平均値化を行い、音場比較を行っ
てしきい値を決定する（ステップ５０３〜５０９）。

【００７８】

【００５０】一方、（ステップ５０９）において、呼び
出し信号が入った場合には、ベル鳴動が開始され（ステ
ップ５１０）、鳴動と休止とを繰り返す。（ステップ５
１７）にてＡ／Ｄ入力がしきい値より大きいと判断され
た場合には、“ハーイ”の取り込み時間であるｔ₂がス
タートされ、（ステップ５１９）によりＣ₁の値がＬの
個数の初期値である“０”にセットされる。

【００７９】

【００５１】ここで、Ｃ₁はチャタリング吸収のために
設けた係数である。チャタリングとは、図３のｔ₂間は
全てしきい値を越える信号レベルがＡ／Ｄ変換器から入
力されないといけない。しかし、“ハーイ”の言葉をＡ
／Ｄ変換し取り込んだ場合、“ハーイ”の単語の伸ばし
ている部分（長音）は音圧が低下し、しきい値を下回り
易い傾向にある。この下回ったデータが入ると、実際は
応答していても応答がなかったものとしてそれを無視す
ることとなる。しかし、この下回りを補うことにより、
より応答し易くしたのがチャタリング吸収である。

【００８０】

【００５２】前述したチャタリング吸収に関する説明を
ステップに表すと、ｔ₂がスタートし、（ステップ５１
９）にてＣ₁＝０にセットする。

【００８１】

【００５３】再度取り込んだＡ／Ｄ入力の値が小さいと
判断された場合、更に（ステップ５２１）によりＣ₁＝
Ｃ₁＋１とされる。このため、Ｃ₁＝２となる。（ステ
ップ５２２）によりＣ₁＝３ではないことにより、再度
（ステップ５２０）にてしきい値が判定される。次に、
Ａ／Ｄ入力の“Ｈ”が取り込まれた場合、（ステップ５
２０）の判定がＹＥＳとなり、（ステップ５１９）に戻
されるため、Ｃ₁＝０にクリアされる。こうして、
“Ｌ”を２回までは無視する（ステップ５１９〜５２
２）。

【００８２】

【００５４】次に、“Ｌ”が３回続いた場合、すなわち
Ｃ₁＝３となると、時間ｔ₂が２５０ｍｓ≦ｔ₂≦７６
０ｍｓの範囲にあった場合に限り、次のステップに移行
できる（ステップ５２０〜５２３）。なお、時間ｔ₂が
２５０ｍｓ≦ｔ₂≦７６０ｍｓの範囲内にない場合に
は、（ステップ５０９）に戻り、一連の動作を繰り返す
こととなる。

【００８３】

【００５５】以上、上記の時間範囲を満足した音声信号
“ハーイ”が取り込まれた場合に着信し、通話状態にセ
ットされる（ステップ５２９，５３０）。

【００８４】

【００５６】次に、他の実施の形態として自動応答機能
を電話機に内蔵されている目覚まし時計機能（通常モー
ニングコール機能と呼ばれている）に応用した例を図４
を参照して説明する。予め希望の目覚ましの時刻を設定
すると、ＣＰＵ６０５に内蔵されているタイマーが作動
するとともに、周囲の音をマイクロホン６０１により集
音し、アンプ６０２で増幅した後、ＬＰＦ６０３で不要
成分を減衰させ、Ａ／Ｄ変換器６０４でデジタル変換さ
れ、ＣＰＵ６０５に入力されてＣＰＵ６０５は演算を開
始する。予め設定した時刻になると、音声合成回路６０
６からアンプ６０７を介してスピーカ６０８よりベル音
を発生する。予め演算により決定したしきい値を越える
音声がマイクロホン６０１で集音されると、前述した着
信受付動作同様に、ベル信号を停止させるようにするこ
とができる。

【００８５】

【００５７】このようにして、電話機の付属機能である
目覚まし時計機能を、電話機の着信受付機能のために備
えられた回線を兼用することにより、目覚まし時計のベ
ルを停止させるスイッチを手動操作することなく、音声
によって停止させることが可能となる。

【００８６】また、この機能は、電話機のみならず目覚
まし時計単独としても利用価値がある。

【００８７】

【００５８】以上のように、各実施の形態においては、
電話機が設置されている周囲のノイズをノイズレベル検
出手段であるＡ／Ｄ変換器３３によって常時検出し、し
きい値レベル決定手段である平均値処理回路３６、音場
比較処理回路３７及びしきい値決定回路３８によってノ
イズのレベルに応じたしきい値レベルを決定し、回線に
ベル信号が到来した後、音声判定回路４０によって着信
を促す音声周波数の音声信号レベルがしきい値レベルを
越えたかどうかを判定し、着信を促す音声周波数の音声
信号レベルがしきい値レベルを越えたと判定したとき、
着信状態とした。

【００８８】

【００５９】したがって、着信を促す音声周波数の音声
信号レベルがしきい値レベルを上回った場合に限り、着
信状態とされるので、周囲が騒々しく断続的なノイズが
入っている場合であっても、しきい値は予めその状況が
反映されたものとなっているので、ノイズを着信を促す
音声と認識されてしまうことがなく、自動音声応答機能
を適切に作動させることができるので、ハンズフリー機
能の誤動作が防止される。

【００８９】

【００６０】また、しきい値レベルは、周囲ノイズが大
きい場合と小さい場合とに分け、更にそれぞれの状態に
おいてノイズ変動が大きいか小さいかの４通りで設定す
るようにしたので、着信を促す音声の認識をより正確に
行うことができる。

【００９０】

【００６１】なお、本実施の形態では、音声周波数の音
声信号レベルがしきい値を上回った場合に自動応答を行
わせる場合について説明したが、この例に限らず、音声
周波数の音声信号レベルを検出する場合、周波数のスペ
クトルをも検出するようになすことにより肉声であるか
否か（たとえばテレビからの人の声）の識別が正確に行
われるため、誤動作をより確実に防止することが可能と
なる。更には、誤認識を避けるために、ベル音鳴動後の
音声検出は周波数のスペクトルを検出するようになすこ
とにより、登録された人の音声のみ、或は特定の単語の
みを受け付けるようにしても良く、この場合においても
しきい値レベルを越えなければ着信されないようにする
ことで、誤動作をより確実に防止することが可能とな
る。

【００９１】

【００６２】

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の自動音声
応答機能付き電話機によれば、本発明の自動音声応答機
能付き電話機では、着呼時に、ベル信号発生手段により
所定周波数のベル信号によって着信を可聴的に告知する
と共に、マイクロホンにより電話機が設置されている周
囲の音を抽出して、マイクロホンで抽出された音から所
定周波数以外の所望の音を抽出手段により抽出され、抽
出された音を比較手段により所定のしきい値と比較して
その比較結果を出力し、所定周波数以外の所望の音が前
記しきい値を越えたことを検出した際に着信状態とす
る。

【００９３】

【００６３】また、ベル音の周波数を所定の値に設定
し、抽出手段の抽出周波数帯域を音声の主成分を抽出
し、かつ、ベル音の周波数を抽出しないようにしたた
め、ベル鳴動中であっても、比較回路には音声のの主成
分のみ抽出されるので、ベル音と音声を区別でき、ベル
音による誤判定を防ぐことができるため、自動音声応答
機能をベル音鳴動中であるか否かにかかわらず確実に作
動させることができる。

【００９４】

【００６４】また、マイクロホンから抽出されている電
話機が設置されている周囲の音レベルに応じてしきい値
レベルを決定するようにした。よって、周囲のノイズレ
ベルにかかわらず自動音声応答機能をベル音鳴動中でも
作動させることができる。

【００９５】

【００６５】したがって、電話機に着呼があったとき
に、ベル音が鳴動中か休止中かにかかわらず、ある所定
の時間的長さの音声で応答することにより、周囲ノイズ
レベルに適応した声の大きさで着信状態とすることがで
きる。すなわち、周囲が静かな場合には比較的小さな声
でも確実に電話機を着信状態とすることができる。ま
た、周囲が騒がしい状態であっても容易に音声応答があ
ったとしても誤判定を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動音声応答機能付き電話機の一実施
の形態を示すブロック図である。

【図２】図１の自動音声応答機能付き電話機の動作を説
明するための波形図である。

【図３】図１の自動音声応答機能付き電話機の動作を説
明するための波形図である。

【図４】本発明の自動音声応答機能付き電話機の一実施
の形態を示すブロック図である。

【図５】図１の自動音声応答機能付き電話機の動作を説
明するためのフローチャートである。

【図６】図１の自動音声応答機能付き電話機の動作を説
明するためのフローチャートである。

【図７】従来の自動音声応答機能付き電話機の子機側を
示すブロック図である。

【図８】図７の自動音声応答機能付き電話機の動作を説
明するための図である。

【図９】従来の自動音声応答機能付き電話機の親機側を
示すブロック図である。

【図１０】従来のベル音の構成を示す図である。

【符号の説明】

３０・・・・マイクロホン３１・・・・アンプ３２・・・・ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３３・・・・Ａ／Ｄ変換器３４・・・・ベル信号有無判定回路３５・・・・切換回路３６・・・・平均値処理回路３７・・・・音場比較処理回路３８・・・・しきい値決定回路３９・・・・波形成形回路４０・・・・音声判定回路４１・・・・位相補正回路４２・・・・ベル音生成回路６０１・・・マイクロホン６０２、６０７・・・アンプ６０４・・・・Ａ／Ｄ変換器６０６・・・・音声合成回路６０８・・・・スピーカ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成９年５月３０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の詳細な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電話機に着信があ
った時に、電話機を手に取って操作を行うことなしに、
音声応答によって通話状態にする自動音声応答機能付き
電話機に係る。そして、特に着呼時に、応答の音声が入
力されたとき、ベル音の鳴動中及び休止中にかかわらず
着信状態となる自動音声応答機能付き電話機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、通話をハンズフリー状態で行うこ
とができる電話機が普及しつつある。このような電話機
は、手を使わずに相手との通話が可能とされることか
ら、手を離せない状態のとき便利なものとなっている。

【０００４】図９は、後者の自動音声応答機能を有した
親機側の一構成例を示すものである。回線に到来したベ
ル信号がリンガー１によって検出されると、ＣＰＵ２が
音声合成回路３を起動しスピーカ７からベル音を出力さ
せる。通常、ベル信号は、１秒間オン、２秒間休止とい
うサイクルで送られるようになっており、ベル休止の期
間中にマイクロホン１１から一定時間内に音声が取り込
まれると、トランジスタＴｒ_１，Ｔｒ_２からなる回線閉
結回路９により回線が閉結されて通話回路が形成され、
ハンズフリー通話状態となされる。

【０００９】

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の自動音声応答
機能付き電話機は、着信を可聴的に告知する所定周波数
のベル信号を発生するベル信号発生手段と、電話機が設
置されている周囲の音を抽出するマイクロホンと、マイ
クロホンで抽出された音から所定周波数以外の所望の音
を抽出する抽出手段と、抽出された音を所定のしきい値
と比較してその比較結果を出力する比較手段と、比較手
段により所定周波数以外の所望の音がしきい値を越えた
ことを検出した際に着信状態とすることを特徴とする。
また、請求項２の自動音声応答機能付き電話機は、請求
項１の電話機において、比較手段のしきい値のレベル
を、マイクロホンから抽出されている音レベルによって
変化させることを特徴とする。

【００１３】

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の詳細
を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の自動音声
応答機能付き電話機の一実施の形態を示すものである。
本発明の自動音声応答機能付き電話機では、親機のベル
鳴動の周波数を１８００Ｈｚと２０００Ｈｚとで、それ
ぞれ１６ｍｓと６４ｍｓとで交互に切り換えながら、鳴
動させることにより、音圧を維持するとともに、音質に
まろやかさを持たせ、また、子機のベル鳴動の周波数を
２０００Ｈｚの単一周波数とすることにより、親機のべ
ル音との区別を聴覚的に行えるようにした。そして、ベ
ル鳴動の周波数を１８００Ｈｚ及び２０００Ｈｚと高く
設定し、ＬＰＦ３２による音声周波数抽出の際にベル鳴
動音を大きく減衰させるように構成している。

【００１９】一方、回線にベル信号が到来（着呼）した
状態では、ベル信号を図示せぬリンガーからの出力を受
けて、ベル信号有無判定回路３４は、ベル信号有りと判
定し、切換回路３５を端子ｂ側に切換える。この切り換
えにより、しきい値決定回路３８によって今回の着呼時
におけるその直前の音場の変動に応じたしきい値が決定
される。また、ベル信号有無判定回路３４は、ベル音生
成回路４２にベル音の生成を指令し、ベル音生成回路４
２は、前述したベル鳴動の信号を生成してスピーカアン
プヘ送出する。

【００２１】ここで、平均値処理回路３６の動作を更に
詳細に説明する。ベル信号が着信していない状態では、
周囲のノイズはマイクロホン３０により取り込まれ、Ｌ
ＰＦ３２を経由して、Ａ／Ｄ変換器３３によって出力さ
れ、切換回路３５の端子ａを経由して平均値処理回路３
６に入力される。Ａ／Ｄ変換器３３からの出力電圧をａ
_ｎと表すと、この平均値処理回路３６は次の式で示され
るように入力信号を処理して平均値を出力する。

【数１】

【００２３】次に、音場比較処理回路３７の動作につい
て更に詳細に説明する。この回路の目的は、電話機を設
置してある場所のノイズの特性を判別して、しきい値の
設定にそれを反映させるためのものである。

【００２８】次に、しきい値決定回路３８のしきい値決
定の仕方について更に詳細に説明する。前に、音場比較
処理回路３７が音場の変動が大きいか小さいかを判定し
て、これをしきい値決定に使用することに触れた。しき
い値は、最終的にはベル鳴動に対する音声応答であるこ
とを的確に検出するために設けられ、図２（ａ）〜図２
（ｄ）にその検出方法の概要を示し、図３には、しきい
値判定の時間窓を示している。図２〜図３についての説
明は後述する。

【００２９】我々は、実験の結果、もう一つの要素をし
きい値決定に反映させるべきであることを発見した。そ
れは、ノイズの絶対レベルの大きさである。

【００３２】従って、本実施の形態においては、ノイズ
レベルが騒音計のレベルで７０ｄＢを境として周囲ノイ
ズが大きい、小さいとしてマージン幅を変えることとし
た。前に説明した音場比較処理回路３７の判定結果をも
組合せ、しきい値は次のように決定させる。

【００３４】ここで、さらなる問題が生じることにな
る。すなわち、先に述べたとおり、親機のベル信号は２
０００Ｈｚと１８００Ｈｚとのサイクル信号であり、子
機のベル信号は２０００Ｈｚの単一信号である。通常親
機と子機とのベル音の発生タイミングは制御されていな
いため、同時に鳴動することがなければ、ＬＰＦでベル
音をカットできるため、問題ない。しかし、親機と子機
のベル信号が、重なってしまう場合が、考えられる。こ
の場合、親機と子機のベル信号のうち１８００Ｈｚの発
生時と、子機の２０００Ｈｚのベル信号が重なってしま
う場合、２０００−１８００＝２００（Ｈｚ）の差分周
波数が発生してしまい、この差分周波数は、ＬＰＦのカ
ットオフ周波数より十分低いため、音声判定回路に入力
されてしまう。

【００３６】予め、計測器により差分周波数発生時のノ
イズレベルを検出しておき、０．３１４Ｖであることを
求めた。ここで、親機のＣＰＵにより、親機鳴動中か休
止中かを検出し、以下のように場合わけを行った。着呼
時に求められた前述したしきい値が、０．３１４Ｖより
小さいか大きいかで、場合わけを行う。そこで、しきい
値が、０．３１４Ｖより小さいとき、ベル鳴動中は、
０．３１４Ｖのしきい値とし、ベル休止中は、前述した
しきい値として切り換える。また、しきい値が０．３１
４Ｖ以上のときは、差分周波数より周囲のノイズが大き
いため、ベル鳴動中休止中にかかわらず前述したしきい
値とする。

【００３７】この差分周波数の問題に対する他の解決策
としては、親機のＣＰＵの制御により、親機と子機の鳴
動タイミングの同期をとり、常に重ならないようにして
も良い。また、他の方法としては、ベル音の高周波をカ
ットするとともに、生じる差分周波数の低周波をもカッ
トするバンドパスフィルタを用いても良い。また、他の
方法としては、差分周波数が生じる１８００Ｈｚの発生
期間及び２０００Ｈｚとの変化する短い期間（上記実施
例では１６ｍｓ）においては、“ハーイ”との応答検出
時間に、満たないとすることにより、解決することもで
きる。

【００４０】そして、同図（ｄ）において、たとえば２
０ｍｓ間隔（サンプリング期間）で信号レベルが読み取
られ、たとえば次の，の左側に示すデータ列が得ら
れたとする。ここで、“Ｈ”はしきい値を越えた場合の
ハイレベルであり、“Ｌ”はしきい値を下回ったローレ
ベルである。ＨＨＬＬＨＨ →（チャタリング吸
収）ＨＨＨＨＨＨＨＨＨＬＬＬＨ →（チャタリング吸
収）ＨＨＨＨＨＬＨ上記，共に、音声判定回路４０によりチャタリング
吸収されて右側のデータ列に変換されるものである。

【００４３】更に、自動応答させる際の判定方法は、図
３に示す通りである。すなわち、回線にベル信号が着呼
した状態になると、しきい値を越える入力信号、例えば
“ハーイ”があると、しきい値を越えた瞬間からしきい
値を下回る瞬間までの時間を計測し、その時間ｔ_２が２
５０ｍｓ〜７６０ｍｓの間にあるかどうかを見ており、
入力信号の持続時間ｔ_２がこの時間の範囲にあれば着信
となる。

【００４５】すなわち、図３に示すように、入力信号の
大きさが途中で短時間しきい値のレベルを下回る場合で
も上述したように、ＨＨＬＬＨＨ →（チャタリング吸収）Ｈ
ＨＨＨＨＨの右側の全ての“Ｈ”の持続時間が２５０ｍｓ〜７６０
ｍｓの時間内にあれば着信状態となる。ＨＨＨＬＬＬＨ →（チャタリング吸収）
ＨＨＨＨＨＬＨの場合は、右側のデータ列“Ｈ”から“Ｌ”になるまで
の持続時間が２５０ｍｓ〜７６０ｍｓの時間以内であれ
ば着信状態となり、“Ｌ”になるまでの持続時間が２５
０ｍｓ以下又は７６０ｍｓ以上の場合は着信されない。

【００４８】まず、ＣＰＵの初期化が行われ、ＣＰＵの
音声処理のための時間Ｔ_１が２０ｍｓにセットされる
（ステップ５０１，５０２）。周囲ノイズの平均値化と
音場比較を行うために（ステップ５０３）にてＡ_１がセ
ットされ、（ステップ５０４）にてＡ_１が７５になって
いない場合、すなわち２０ｍｓ×７５＝１．５秒間時間
が経過していない場合は（ステップ５０９）に移行し、
呼び出し信号が入力されない場合には、（ステップ５０
５）にてＡ_１がプラス１される。

【００４９】Ａ_１が７５になりタイムアップしたとき、
すなわち２０ｍｓ×７５＝１．５秒間時間が経過した場
合には、Ａ／Ｄ入力の平均値化を行い、音場比較を行っ
てしきい値を決定する（ステップ５０３〜５０９）。

【００５０】一方、（ステップ５０９）において、呼び
出し信号が入った場合には、ベル鳴動が開始され（ステ
ップ５１０）、鳴動と休止とを繰り返す。（ステップ５
１７）にてＡ／Ｄ入力がしきい値より大きいと判断され
た場合には、“ハーイ”の取り込み時間であるｔ_２がス
タートされ、（ステップ５１９）によりＣ_１の値がＬの
個数の初期値である“０”にセットされる。

【００５１】ここで、Ｃ_１はチャタリング吸収のために
設けた係数である。チャタリングとは、図３のｔ_２間は
全てしきい値を越える信号レベルがＡ／Ｄ変換器から入
力されないといけない。しかし、“ハーイ”の言葉をＡ
／Ｄ変換し取り込んだ場合、“ハーイ”の単語の伸ばし
ている部分（長音）は音圧が低下し、しきい値を下回り
易い傾向にある。この下回ったデータが入ると、実際は
応答していても応答がなかったものとしてそれを無視す
ることとなる。しかし、この下回りを補うことにより、
より応答し易くしたのがチャタリング吸収である。

【００５２】前述したチャタリング吸収に関する説明を
ステップに表すと、ｔ_２がスタートし、（ステップ５１
９）にてＣ_１＝０にセットする。

【００５３】再度取り込んだＡ／Ｄ入力の値が小さいと
判断された場合、更に（ステップ５２１）によりＣ_１＝
Ｃ_１＋１とされる。このため、Ｃ_１＝２となる。（ステ
ップ５２２）によりＣ_１＝３ではないことにより、再度
（ステップ５２０）にてしきい値が判定される。次に、
Ａ／Ｄ入力の“Ｈ”が取り込まれた場合、（ステップ５
２０）の判定がＹＥＳとなり、（ステップ５１９）に戻
されるため、Ｃ_１＝０にクリアされる。こうして、
“Ｌ”を２回までは無視する（ステップ５１９〜５２
２）。

【００５４】次に、“Ｌ”が３回続いた場合、すなわち
Ｃ_１＝３となると、時間ｔ_２が２５０ｍｓ≦ｔ_２≦７６
０ｍｓの範囲にあった場合に限り、次のステップに移行
できる（ステップ５２０〜５２３）。なお、時間ｔ_２が
２５０ｍｓ≦ｔ_２≦７６０ｍｓの範囲内にない場合に
は、（ステップ５０９）に戻り、一連の動作を繰り返す
こととなる。

【００５７】このようにして、電話機の付属機能である
目覚まし時計機能を、電話機の着信受付機能のために備
えられた回線を兼用することにより、目覚まし時計のベ
ルを停止させるスイッチを手動操作することなく、音声
によって停止させることが可能となる。また、この機能
は、電話機のみならず目覚まし時計単独としても利用価
値がある。

【００６２】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】着信を可聴的に告知する所定周波数のベ
ル信号を発生するベル信号発生手段と、電話機が設置されている周囲の音を抽出するマイクロホ
ンと、該マイクロホンで抽出された音から前記所定周波数以外
の所望の音を抽出する抽出手段と、前記抽出された音を所定のしきい値と比較してその比較
結果を出力する比較手段と、前記比較手段により前記所定周波数以外の所望の音が前
記しきい値を越えたことを検出した際に着信状態とする
ことを特徴とする自動音声応答機能付き電話機。
【請求項２】前記比較手段のしきい値のレベルは、前
記マイクロホンから抽出されている音レベルによって変
化することを特徴とする自動音声応答機能付き電話機。