CN1606382A

CN1606382A - 通信装置

Info

Publication number: CN1606382A
Application number: CNA2004100959607A
Authority: CN
Inventors: 铃木隆治; 佐藤美智江; 田中竜一; 东海林勤; 主滨升
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2004-08-02
Publication date: 2005-04-13
Also published as: US20050058300A1; JP3891153B2; JP2005057398A; US7386109B2

Abstract

一种用于双向语音的通信装置，其中可通过简单的方法使扬声器和麦克风之间的声耦合相等，其中放射状设置的麦克风，设置在距离扬声器相等的距离处，测试信号产生单元将粉红噪声输出到扬声器，该信号被输入到麦克风，该麦克风通过可变增益放大器对扬声器的声音进行检测，该信号在可变衰减单元被衰减，一对相对的麦克风的信号之间差异的绝对值的峰值在电平检测单元被检测，并且电平判断和增益控制单元调节可变增益放大器的增益或可变衰减单元的衰减量，使得该值变成在灵敏度差异调节误差之内。

Description

通信装置

技术领域

本发明涉及一种集成的麦克风和扬声器配置型通信装置，其适用于多个会议参加者位于两个会议室时通过话音来举行会议的例子。更特别地，本发明涉及一种集成的麦克风和扬声器配置型通信装置，其中该通信装置用于均衡一个扬声器与多个麦克风的声音耦合。

背景技术

TV会议系统用于使相隔远距离的两个会议室中的会议参加者能举行会议。TV会议系统通过成像装置获取会议室内会议参加者的图像，通过麦克风拾取他们的话音，通过通信通道发送成像装置获取的图像与麦克风拾取的话音，在另一方会议室的电视接收机的显示单元上显示获取的图像并从扬声器输出拾取的话音。

在这样的TV会议系统中，存在问题：在每一个会议室中，难于拾取与该成像装置和该麦克风距离较远的讲话者的话音。作为解决该问题的方法，有时给每一个会议参加者提供麦克风。此外，还存在问题：与扬声器距离较远的会议参加者难于听到从电视接收机的扬声器输出的话音。

日本未审查专利公开(KoKai)第2003-87887号与日本未审查专利公开(KoKai)第2003-87890号除了一种为远距离会议室中的TV会议提供视频和音频的通常的TV会议系统以外，还揭示了一种由麦克风和扬声器集成构造的话音输入/输出系统，其具有的优点是另一方会议室的会议参加者的话音可以从扬声器被清晰地听到并且很少会受到个别会议室中的噪声影响或者回声消除器的负担很轻。

例如，在日本未审查专利公开(KoKai)第2003-87887号中揭示的该话音输入/输出系统，如参照该公开的图5到图8、图9和图23所描述的，从底部到顶部的结构是：一扬声器盒5具有一嵌入的扬声器6、一锥形反射板4放射状向上张开用于扩散声音、一声音阻挡板3以及多个单向性麦克风(在图6和图7中是四个，在图23中是六个)由水平面中位于径向上相同角度的杆8支撑。该声音阻挡板3是用于阻挡来自较低扬声器5的声音进入该多个麦克风。

在日本未审查专利公开(KoKai)第2003-87887与2003-87890号中揭示的该话音输入/输出系统被用作提供视频和音频的TV会议系统的补充装置。然而，作为一远程会议系统，通常不必使用诸如一TV会议系统的复杂装置：仅话音就足够了。例如，当多个会议参加者在主办公室和同一公司的远距离销售办公室之间举行会议时，由于每个人都知道每个人的面貌并通过话音了解谁正在讲话，因此会议可在没有会议系统的视频正如通过电话讲话的情况下顺利举行。而且，当引入一TV会议系统时，有如下的缺点诸如引入该TV会议系统自身的大投资、操作的复杂性以及用于传送获取的视频的大的通信费用。

如果假定应用这种只使用音频的会议的情形，在日本未审查专利公开(KoKai)第2003-87887号与第2003-87890号中揭示的话音输入/输出系统可从性能的角度、价格的角度、尺寸的角度以及与使用环境、用户友好等的适应性的角度等许多方面加以改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种通信装置，其从作为只用于讲话的装置的性能的角度、价格的角度、尺寸的角度以及与使用环境、用户友好的适应性的角度等被进一步改进。

本发明的另一目的是提供这样一种改进的通信装置，其通过简单的方法均衡扬声器与多个麦克风之间的声耦合。

按照本发明的第一方面，提供一种集成的麦克风与扬声器构造型的通信装置，其包括扬声器；至少一对具有方向性的麦克风，所述麦克风被设置在一条跨越该扬声器中心轴的直线上，围绕所述扬声器的中心轴，以相等的角度和距离该扬声器相等的距离放射状设置所述麦克风；放大装置，用来独立地放大麦克风拾取的声音，并且能够调节增益；电平检测装置，用来计算放大装置的输出信号中一对麦克风的差异的绝对值，并且保持所计算的值的峰值；电平判断/增益控制装置，以及测试信号产生装置，该测试信号产生装置将粉红噪声信号输出到该扬声器，并且当该麦克风检测输出与该粉红噪声一致的声音的扬声器的声音时，该电平判断/增益控制装置调节放大装置的增益，使得被该电平检测装置检测到的一对麦克风的信号差异变成在预定灵敏度差异调节误差之内。

按照本发明的第二方面，提供一种集成的麦克风与扬声器构造型的通信装置，其包括扬声器；至少一对具有方向性的麦克风，所述麦克风被设置在一条跨越该扬声器中心轴的直线上，围绕所述扬声器的中心轴，以相等的角度和距离该扬声器相等的距离放射状设置所述麦克风；用于放大该麦克风拾取的声音的放大装置；用于独立对被该放大装置放大的声音信号进行衰减的衰减装置；电平检测装置，用来计算衰减装置的输出信号中一对麦克风的信号差异的绝对值，并且保持所计算的值的峰值；电平判断/增益控制装置；和测试信号产生装置，该测试信号产生装置将粉红噪声信号输出到该扬声器；以及当该麦克风检测输出与粉红噪声一致的声音的扬声器的声音时，该电平判断/增益控制装置调节该衰减装置的衰减量，使得该电平检测装置检测到的一对麦克风的信号差异变成在预定灵敏度差异调节误差之内。

按照本发明的第三方面，提供一种集成的麦克风与扬声器构造型的通信装置，其包括扬声器；至少一对具有方向性的麦克风，所述麦克风被设置在一条跨越该扬声器中心轴的直线上，围绕所述扬声器的中心轴，以相等的角度和距离该扬声器相等的距离放射状设置所述麦克风；放大装置，用来独立放大麦克风拾取的声音，并且能够调节它们的增益；用于对被该放大装置放大的声音信号进行独立衰减的衰减装置；电平检测装置，用来计算衰减装置的输出信号中一对麦克风的信号差异的绝对值，并且保持所计算的值的峰值；电平判断/增益控制装置；和测试信号产生装置，该测试信号产生装置将粉红噪声信号输出到该扬声器；以及当该麦克风检测输出与粉红噪声一致的声音的扬声器的声音时，该电平判断/增益控制装置调节该衰减装置的衰减量和/或该放大装置的增益，使得该电平检测装置检测的一对麦克风的信号差异变成在预定灵敏度差异调节误差之内。

优选地，该衰减装置、电平检测装置以及电平判断/增益控制装置是由数字信号处理器集成地配置，且该衰减装置的衰减量由该电平判断/增益控制装置数字地设置。

当该放大装置的增益不能数字地调节时，该电平判断/增益控制装置调节该衰减装置的衰减量。而且，当该放大装置的增益可数字地调节且其控制宽度小于灵敏度差异调节误差时，该电平判断/增益控制装置调节该放大装置的增益。而且，当该放大装置的增益可数字地调节且其控制宽度大于灵敏度差异调节误差时，该电平判断/增益控制装置在一可能的范围内调节该放大装置的增益然后调节该衰减装置的衰减量。

可替代地，当该放大装置的增益可连同一对麦克风的检测信号一起进行数字地调节且其控制宽度小于灵敏度差异调节误差时，该电平判断/增益控制装置为一对麦克风的检测信号在可能的范围内调节该放大装置的增益然后独立地调节该衰减装置的衰减量或执行与前者相反的处理。

可替代地，当该放大装置的增益可连同一对麦克风的检测信号一起进行数字地调节且其控制宽度大于灵敏度差异调节误差时，该电平判断/增益控制装置将麦克风的检测信号之间的衰减装置的衰减量调节到较高值，然后为一对麦克风的检测信号调节该放大装置的增益，并且进一步将麦克风的检测信号之间的衰减装置的衰减量调节到较高值。

在本发明中，仅通过使用该集成的麦克风与扬声器构造型通信装置，可以使该扬声器与一或多对麦克风之间的声耦合相等。也就是，在本发明中，仅通过使用集成的麦克风与扬声器构造型通信装置，换句话说，在没有提供特别的装置的情况下，一对麦克风的灵敏度差异可调节且可以使与多个麦克风的声耦合相等。以这种方式，在使用本发明的集成的麦克风与扬声器构造型通信装置的任何情况下，可以使不使用任何特别的装置的声耦合相等。

而且，在本发明中，在放大装置中可调节增益的情形，根据该放大装置的增益调节情况适当选择该衰减装置中的衰减量，以使该扬声器与麦克风之间的声耦合相等。

附图说明

本发明的这些和其它目的与特征从下面参照附图给出的优选实施例的说明将变得更加清楚，其中：

图1A示意性地示出一会议系统作为应用了本发明的集成的麦克风和扬声器构造型通信装置(通信装置)的例子，图1B是图1A中该通信装置放置的状态图，以及图1C是放置在桌子上的通信装置与会议参加者的设置图；

图2是本发明一实施例的通信装置的透视图；

图3是图1中示出的通信装置的内部截面图；

图4是图1中示出的通信装置中拆去上部罩的麦克风电子电路外壳的平面图；

图5示出该麦克风电子电路的主要电路外壳的连接结构以及第一数字信号处理器和第二数字信号处理器的连接结构；

图6是图4中示出的麦克风的特性图；

图7A至7D示出具有图6所示特性的麦克风的方向性分析结果的图；

图8示出本发明的通信装置的改进的部分结构；

图9是示意性地示出在第一数字信号处理器中处理的全部内容的图；

图10是在本发明中噪声测量方法的第一方面的流程图；

图11是在本发明中噪声测量方法的第二方面的流程图；

图12是在本发明中噪声测量方法的第三方面的流程图；

图13是在本发明中噪声测量方法的第四方面的流程图；

图14是在本发明中噪声测量方法的第五方面的流程图；

图15示出本发明的通信装置中的滤波处理；

图16示出图15的处理结果的频率特性；

图17是示出本发明的带通滤波处理与电平转换处理的方框图；

图18是图17的处理的流程图；

图19是示出在本发明的通信装置中用于判断讲话的开始和结束的处理的曲线图；

图20是本发明的通信装置中的正常处理的流程图；

图21是本发明的通信装置中的正常处理的流程图；

图22是示出本发明的通信装置中的麦克风切换处理的方框图；

图23是示出本发明的通信装置中的麦克风切换处理的方法的方框图；

图24是示出本发明第二实施例的通信装置的部分结构的方框图；

图25是示出本发明第二实施例的通信装置的部分结构的方框图；

图26是示出本发明第二实施例的第一处理方法的流程图；

图27是示出本发明第二实施例的第二处理方法的流程图；

图28是示出本发明第二实施例的第三处理方法的流程图；

图29是示出本发明第二实施例的第四处理方法的第一方式的流程图；

图30是示出本发明第二实施例的第四处理方法的第二方式的流程图；以及

图31是示出本发明第二实施例的第五处理方法的流程图。

具体实施方式

首先，将解释本发明的集成的麦克风与扬声器构造型通信装置(下文中称为“通信装置”)的应用的例子。图1A至1C是示出应用本发明的通信装置的例子的结构视图。如图1A中所示，通信装置1A和1B设置在远距离的两个会议室901与902中。这些通信装置1A与1B通过电话线920连接。如图1B所示，在这两个会议室901与902中，通信装置1A与1B放置在桌子911与912上。注意，在图1B中，为了简单起见，只示出了会议室901中的通信装置1A。然而会议室902中的通信装置1B是相同的。在图2中给出了通信装置1A和1B的外形的透视图。如图1C所示，多个(本实施例中是六个)会议参加者A1至A6位于每个通信装置1A和1B周围。注意，在图1C中，为了简单起见，只示出会议室901中的围绕通信装置1A的会议参加者。然而在另一会议室902中的围绕通信装置1B的会议参加者的位置设置是相同的。

本发明的通信装置使得借助于电话线920在例如两个会议室901与902之间通过话音可以询问和回答。通常，借助于电话线920的通话在一个扬声器与另一个之间进行，也就是，一对一，但是在本发明的通信装置中，通过使用一根电话线920多个会议参加者A1至A6可以互相通话。应注意虽然后面将解释细节，为了避免音频阻塞，各参加方同时(相同时间段)讲话限制为每方一个人。本发明的通信装置覆盖音频(话音)，所以只通过电话线920传送音频。换句话说，不像在TV会议系统中传送大量的图像数据。而且，本发明的通信装置压缩会议参加者的话音用于传送，所以减轻电话线920的负担。

通信装置的结构

首先将参照图2至图4解释按照本发明一实施例的通信装置的结构。图2是按照本发明一实施例的通信装置的透视图。图3是图2中示出的通信装置的截面图。图4是图1中示出的通信装置的麦克风电子电路外壳沿着图3的线X-X-Y的平面图。

如图2所示，通信装置1具有一上部罩11、一声音反射板12、一耦合元件13、一扬声器外壳14以及一操作单元15。如图3所示，扬声器外壳14具有一声音反射表面14a、一底部表面14b以及一上部声音输出开口14c。接收和重现扬声器16容纳在由声音反射表面14a与底部表面14b包围的空间中，也就是，一内部腔14d中。该声音反射板12位于扬声器外壳14之上。该扬声器外壳14与该声音反射板12通过耦合元件13连接。

一限制元件17穿过该耦合元件13。该限制元件17限制该扬声器外壳14的底部表面14b的限制元件底部固定部分14e与该声音反射板12的限制元件固定部分12b之间的空间。应注意该限制元件17只穿过该扬声器外壳14的限制元件通路14f。该限制元件17穿过该限制元件通路14f而不限制它的原因是由扬声器16的操作引起扬声器外壳14振动且其振动在上部声音输出开口14c的周围不受限制。

扬声器

另一会议室的讲话者的话音经过该接收和再现扬声器16和上部声音输出开口14c并沿着该声音反射板12的声音反射表面12a与该扬声器外壳14的声音反射表面14a限定的空间扩散到绕轴C-C的全部360度方位。如图所示，该声音反射板12的声音反射表面12a的横截面形成一不精确的喇叭型弧。该声音反射表面12a的横截面形成绕轴C-C360度(全方位)的示出的截面形状。相似地，该扬声器外壳14的声音反射表面14a的横截面形成如图所示的不精确的凸面形状。该声音反射表面14a的横截面形成如图所示的绕轴C-C360度(全方位)的截面形状。

从该接收和重现扬声器16输出的声音S经过该上部声音输出开口14c，经过由该声音反射表面12a与该声音反射表面14a所限定并具有一喇叭型横截面的声音输出空间，沿着桌子911的表面扩散，在该桌子上通信装置1放置在绕轴C-C360度的全方位中，且该声音S被所有的会议参加者A1至A6以相等的音量听到。在本实施例中，桌子911的表面用作声音传播装置的一部分。从该接收和重现扬声器16输出的声音S的扩散状态以箭头示出。

该声音反射板12支撑印刷电路板21。如图4中平面地示出的，该印刷电路板21装配有该麦克风电子电路外壳2的麦克风MC1至MC6、发光二极管LED1至6、微处理器23、编解码电路24、第一数字信号处理器(DSP)25、第二数字信号处理器(DSP)26、A/D转换器模块27、D/A转换器模块28、放大器模块29以及其他各种类型的电子电路。该声音反射板12也用作支撑该麦克风电子电路外壳2的元件。

该印刷电路板21具有附在其上的减振器18用于吸收来自该接收和重现扬声器16的振动，以便防止来自该接收和重现扬声器16的振动经过该声音反射板12传送进入该麦克风MC1至MC6等变为噪声。每个减振器18由螺旋杆和诸如插入在螺旋杆与印刷电路板21之间的振动吸收橡胶的缓冲材料组成。该缓冲材料由该螺旋杆固定到该印刷电路板21上。也就是说，从该接收和重现扬声器16传送到该印刷电路板21的振动由该缓冲材料吸收。因此，该麦克风MC1至MC6不会受到来自该扬声器16的声音的过多影响。

麦克风的设置

如图4所示，六个麦克风MC1至MC6从印刷电路板21的中心轴C以相同角度(在本实施例中以60度的间隔)放射状设置。每个麦克风都是具有单一方向性的麦克风。其特性将在后面说明。麦克风MC1至MC6中的每一个都由第一麦克风支撑元件22a和第二麦克风支撑元件22b支撑，这两个支撑元件都具有柔韧性或弹性以便它可以自由地摆动(为了简单只示出该麦克风MC1的第一和第二麦克风支撑元件22a和22b)。除了由该减振器18使用上述的缓冲材料防止来自该接收和重现扬声器16的振动的影响的措施外，还通过该具有柔韧性或弹性的第一和第二麦克风支撑元件22a和22b吸收由来自该接收和重现扬声器16的振动引起的该印刷电路板21的振动，以防止来自该接收和重现扬声器16的振动的影响，避免该接收和重现扬声器16的噪声。

如图3所示，该接收和重现扬声器16相对于平面的中心轴C-C垂直定向，麦克风MC1至MC6位于该平面内(在本实施例中向上定位(定向))。通过该接收和重现扬声器16与六个麦克风MC1至MC6的这样的设置，该接收和重现扬声器16与麦克风MC1至MC6之间的距离成为相等的并且来自该接收和重现扬声器16的音频以几乎相同的音量和相同的相位到达麦克风MC1至MC6。然而，由于该声音反射板12的声音反射表面12a与该扬声器外壳14的声音反射表面14a的结构，该接收和重现扬声器16的声音被阻止直接输入该麦克风MC1至MC6。另外，如上面所说明的，通过使用采用缓冲材料的该减振器18和具有柔韧性或弹性的第一和第二麦克风支撑元件22a和22b，减小了该接收和重现扬声器16的振动的影响。如图1C所示，该会议参加者A1至A6通常位于通信装置1的360度方向中几乎相等的间隔且在以60度间隔设置的麦克风MC1至MC6附近。

发光二极管

作为后面将说明的用于讲话方(讲话者)的确定的通知的装置的例子(麦克风选择结果显示装置30)，发光二极管LED1至LED6设置在麦克风MC1至MC6的附近。必须提供该发光二极管LED1至LED6以便即使在加上该上部罩11的情况下也能够从所有的会议参加者A1至A6看到。相应地，该上部罩11装配有一透明窗以便可以观察该发光二极管LED1至LED6的发光状态。当然也可以在上部罩11中的发光二极管LED1至LED6的各部分提供开口，但是从防止灰尘进入麦克风电子电路外壳2的角度看该透明窗是优选的。

为了执行下面说明的各种类型的信号处理，该印刷电路板21装配有第一数字处理器(DSP)25、第二数字信号处理器(DSP)26，以及各种类型的电子电路27至29设置在除麦克风MC1至MC6定位的部分以外的空间中。在本实施例中，该DSP25用作信号处理装置用于和各种类型的电子电路27至29一起执行诸如滤波处理和麦克风选择处理，且该DSP26用作回声消除器。

图5是微处理器23、编解码电路24、该DSP25、该DSP26、A/D转换器模块27、D/A转换器模块28、放大器模块29以及其他各种类型的电子电路的结构的示意图。该微处理器23执行用于该麦克风电子电路外壳2的全部控制的处理。该编解码24压缩并编码将要传送到另一方会议室的音频。该DSP25执行以下将解释的各种类型的信号处理，例如滤波处理和麦克风选择处理。该DSP26用作回声消除器并且具有回声消除发送器261和回声消除接收器262。在图5中，作为该A/D转换器模块27的例子，例示出四个A/D转换器271至274，作为该D/A转换器模块28的例子，例示出两个D/A转换器281和282，且作为该放大器模块29的例子，例示出两个放大器291和292。另外，作为该麦克风电子电路外壳2，各种类型的电路诸如供电电路装配在该印刷电路板21上。

在图4中，几对麦克风MC1-MC4、MC2-MC5和MC3-MC6每一对以相对于该印刷电路板21的中心轴C对称(或相对)的位置设置在一直线上，并输入两个通道的模拟信号到该A/D转换器271至273用于将模拟信号转换为数字信号。在本实施例中，一个A/D转换器将两个通道的模拟输入信号转换为数字信号。因此，设置在跨过该中心轴C的一直线上的两个(一对)麦克风例如MC1和MC4的检测信号，输入到一个A/D转换器中并转换为数字信号。而且，在本发明中，为了识别传送到另一方的会议室的讲话方的音频，参考设置在一直线上的两个麦克风的音频差异、音频的强度等。因此当定位在一直线上的两个麦克风的信号输入到同一A/D转换器时，转换定时变得几乎相同。从而有当发现该两个麦克风的音频输出的差异时定时误差小、信号处理变得简单等优点。应注意该A/D转换器271至274也可构造为装备有可变增益型放大功能的A/D转换器271至274。在该A/D转换器271至273转换的麦克风MC1至MC6的声音拾取信号输入到该DSP25中，在该DSP25中执行下面将要说明的各种类型的信号处理。作为该DSP25的处理结果之一，该麦克风MC1至MC6之一的选择的结果输入到二极管LED1至LED6中的相应的发光二极管—麦克风选择结果显示装置30的例子。

该DSP25的处理结果输出到该DSP26，在该DSP26中执行该回声消除处理。该DSP26具有例如回声消除发送器261和回声消除接收器262。该DSP26的处理结果在该D/A转换器281和282转换为模拟信号。该D/A转换器281的输出在该编解码电路24按照需要被编码，经过放大器291输出到该电话线920(图1A)的一线路输出端，并且作为声音经过设置在另一方会议室的通信装置1的接收和重现扬声器16输出。来自设置在另一方会议室的通信装置1的音频经过该电话线920(图1A)的线路输入端输入，在该A/D转换器274转换为一数字信号并且输入到该DSP26，在该DSP26中它用于回声消除处理。而且，来自设置在另一方会议室的通信装置1的音频通过未示出的线路施加到该扬声器16并作为声音输出。该D/A转换器282的输出作为声音经过放大器292从该通信装置1的接收和重现扬声器16输出。换句话说，除上面说明的来自该接收和重现扬声器16的另一方会议室的选择的讲话者的音频之外，会议参加者A1至A6也可以听到由该会议室中的讲话者经过该接收和重现扬声器16发出的音频。

麦克风MC1至MC6

图6是示出麦克风MC1至MC6的特性的曲线图。如图6所示，在每一个单一方向性特性麦克风中，该频率特性和电平特性随音频从讲话者到达麦克风的角度的不同而不同。多个曲线表示当声音拾取信号的频率是100Hz、150Hz、200Hz、300Hz、400Hz、500Hz、700Hz、1000Hz、1500Hz、2000Hz、3000Hz、4000Hz、5000Hz和7000Hz时的方向性。应注意，为了简化图，图6说明了作为代表性的例子的150Hz、500Hz、1500Hz、3000Hz和7000Hz的方向性。

图7A至7D是示出声音源的位置和该麦克风的声音拾取电平的频谱分析结果的图，作为该分析的例子，示出通过定位距离该通信装置1一预定距离的扬声器所获得的结果，例如，1.5米的距离，且将快速傅立叶变换(FFT)应用到以恒定的时间间隔由麦克风拾取的音频。X轴表示频率，Y轴表示信号电平，且Z轴表示时间。当使用具有图6的方向性的麦克风时，在麦克风的前表面处表现出很强的方向性。在本实施例中，通过这样的特性的成功使用，该DSP25执行麦克风的选择处理。

当没有如本发明中具有方向性的麦克风，而是使用不具有方向性的麦克风时，拾取该麦克风周围的所有声音，因此得到混合有周围噪声的讲话者的音频的S/N，所以不能如此多地拾取到好的声音。为了避免这样，在本发明中，通过用一方向性麦克风拾取声音，有围绕噪声的S/N提高了。作为用于获得该麦克风的方向性的方法，可以使用多个没有方向性的麦克风组成的一麦克风阵列。然而，用该方法，为了配合该多个信号的时间轴(相位)需要复杂的处理，因此花费长的时间，响应慢且硬件结构变得复杂。换句话说，该DSP的信号处理系统也需要复杂的信号处理。本发明通过使用具有图6所示方向性的麦克风解决这样的问题。结合麦克风阵列信号以应用麦克风作为方向性声音拾取麦克风，缺点是外部形状由通频特性限制且外部形状变大。本发明也解决了该问题。

通信装置的硬件结构的效应

具有上述结构的通信装置有以下的优点。

(1)以相等角度和相等间隔放射状设置的偶数个麦克风MC1至MC6与该接收和重现扬声器16之间的位置关系是恒定的且其距离是非常近的，因此与从该接收和重现扬声器16发出的经过会议室(房间)环境且返回到麦克风MC1至MC6的声音的电平相比，从该接收和重现扬声器16发出的直接返回的声音的电平压倒性地大且是占优势的。因此，从扬声器16到达麦克风MC1至MC6的声音的特性(信号电平(强度)、频率特性(f特性)和相位)总是相同的。就是说，本发明的该实施例中的通信装置1具有发送功能总是相同的优点。

(2)因此，当讲话者改变时切换发送到另一方会议室的麦克风的输出时，具有发送功能不变且无论何时切换麦克风该麦克风系统的增益都不必调节的优点。换句话说，具有一旦在该通信装置制造时执行了调节就不必再调节的优点。

(3)即使如上述同样理由，即当讲话者改变时切换麦克风，单一回声消除器(DSP)26也足够了。DSP是昂贵的。而且，不必在装配有各种元件且少有空闲空间的印刷电路板21上设置多个DSP。并且，在该印刷电路板21上用于设置该DSP的空间可能很小。因此，该印刷电路板21和本发明的通信装置的尺寸可以做得小。

(4)如上面所说明的，由于该接收和重现扬声器16与麦克风MC1至MC6之间的发送功能是恒定的，有这样的优点：例如可以由该通信装置的麦克风单元单独地执行±3dB的麦克风灵敏度差异的调节。下面将说明该灵敏度差异的调节的细节。

(5)作为安装该通信装置1的桌子，通常使用的是圆桌或多边形的桌子。通过该通信装置1中的一接收和重现扬声器16，用于相等地分散(扩散)在绕轴C360度的全方位中具有相同质量的音频的扬声器系统成为可能。

(6)有这样的优点，即从该接收和重现扬声器16输出的声音通过圆桌的桌表面传播(边界效应)并且好质量的声音同等地且以好的效率有效到达该会议参加者，相对边的相位与声音在该会议室的天花板方向消除且变小，在该会议参加者处有一点从天花板方向反射的声音，因此散发给该参加者清晰的声音。

(7)从该接收和重现扬声器16输出的声音同时以相同的音量到达以相等角度和相等间隔放射状设置的麦克风MC1至MC6，因此判断声音是一讲话者的音频还是接收的音频变得容易。因此，减少了麦克风选择处理中的错误判断。后面将说明其细节。

(8)通过以相等的角度和相等的间隔放射状设置偶数个例如六个麦克风以便相对的一对麦克风设置在一条直线上，可以容易地执行用于检测该声源例如讲话者的方向的电平比较。

(9)通过减振器18、麦克风支撑元件22等，可以减小作用在该麦克风MC1至MC6的声音拾取之上的由该接收和重现扬声器16的声音引起的振动的影响。

(10)如图3所示，在结构上，该接收和重现扬声器16的声音到该麦克风MC1至MC6的直接传播的程度小。相应地，在通信装置1中，少有来自该接收和重现扬声器16的噪声的影响。

变形

在参照图2至图3说明的通信装置1中，该接收和重现扬声器16设置在较低的部分，且该麦克风MC1至MC6(以及相关的电子电路)设置在较高的部分，但是如图8所示也可能垂直颠倒该接收和重现扬声器16与该麦克风MC1至MC6(以及相关的电子电路)的位置。即使在这样的情况下，也显示出上述的效果。

麦克风的数量不限于六个。任意数量的麦克风例如四个或八个可绕轴C以相等角度和相等间隔放射状设置以便多对设置在直线上(在同一方向)，例如，像麦克风MC1和MC4。两个麦克风例如MC1和MC4彼此相对设置在一条直线上的原因是为了容易地和正确地识别讲话者。

信号处理的内容

以下，将说明由该第一数字信号处理器(DSP)25主要执行的处理的内容。

图9示意性地说明由该DSP25执行的处理。以下，将给出一简要的说明。

(1)环境噪声的测量

作为一初始化的操作，优选地，测量设置双向通信装置1的周围环境的噪声。该通信装置1可用于各种环境中(会议室)。为了获得麦克风的正确选择且提高通信装置1的性能，在本发明中，在该初始化阶段，测量设置通信装置1的周围环境的噪声以便能消除来自在麦克风拾取的信号的噪声的影响。当然，当该通信装置在同一会议室中重复使用时，提前测量噪声，因此当噪声的状态没有改变时这一处理可以省略。应注意在正常的条件下也可以测量噪声。下面将说明噪声测量的细节。

(2)选择主持人

例如，当将该通信装置1用于一双向会议时，如果有在会议室中控制进程的主持人是有益的。相应地，作为本发明的一方面，在初始化阶段中使用该通信装置1，从该通信装置1的操作单元15中设定主持人。作为设定主持人的方法，例如设置在该操作单元15附近的第一麦克风MC1用作主持人的麦克风。当然，主持人的麦克风可以是任意的麦克风。应注意，当重复使用该通信装置1的主持人是同一人时，该处理可以省略。可替代地，也可预先确定处于主持人位置处的麦克风。在该情况下，用于选择主持人的操作不是每次必须的。当然，选择主持人不限于初始化阶段而可以在任何时间执行。下面将说明选择主持人的细节。

(3)麦克风灵敏度差异的调节作为初始化操作，优选地自动调节用于放大麦克风MC1至MC6的信号的放大单元的增益或者衰减单元的衰减值，以便该接收和重现扬声器16与麦克风MC1至MC6之间的声耦合变得相等。下面将说明该灵敏度差异调节。

作为通常的处理，执行下面例示的各种处理。

(4)用于选择和切换麦克风的处理

当一个会议室中的多个会议参加者同时讲话时，音频混合，另一方会议室中的会议参加者A1至A6难于听懂。因此，在本发明中，原则上在某一时间段只允许一个人讲话。为此，该DSP25执行用于识别讲话者的处理，然后选择和切换允许讲话的麦克风。因此，只有来自该选择的麦克风的讲话经过电话线920传送到另一方会议室的通信装置1并且从扬声器输出。当然，如通过参照图5所说明的，被选择的讲话者的麦克风附近的LED被接通。被选择的讲话者的音频同样可从那个会议室的通信装置1的扬声器听到以便可以识别出谁是被允许的讲话者。由于这一处理，选择面向讲话者的单一方向性的麦克风，所以具有良好S/N的信号可以作为发送信号发送到另一方。

(5)选择的麦克风的显示

通过接通相应的麦克风选择结果显示装置30，例如发光二极管LED1至LED6，使得所有的会议参加者A1至A6都容易识别该讲话者的麦克风是否被选择和哪一个是被允许讲话的会议参加者的麦克风。

(6)信号处理

作为上述的麦克风选择处理的背景技术或为了正确地执行麦克风选择的处理，执行以下例示的各种类型的信号处理。

(a)用于麦克风的声音拾取信号的频带分离和电平转换的处理

(b)用于判断讲话的开始和结束的处理

用于用作为触发器，用于判断面向讲话者方向的麦克风的信号选择的开始

(c)用于检测讲话者方向的麦克风的处理

用于分析麦克风的声音拾取信号，且判断该讲话者使用的麦克风

(d)用于讲话者方向的麦克风的切换定时的判断的处理和用于面向检测的讲话者的麦克风的信号选择的切换的处理

用于指示切换到从上述处理结果选择的麦克风

(e)在正常操作时的地面噪声(floor noise)的测量

地面(环境)噪声的测量

这一处理分为打开该双向通信装置的电源后即刻进行的初始化处理和正常处理。应注意，在下列的典型的前提下执行该处理。

(1)条件：测量时间和规定阈值：

1.测试音调声压：用麦克风信号电平的话是-40dB

2.噪声测量单位时间：10秒

3.在通常状态下进行噪声测量：

计算10秒的测量结果的平均值而且重复十次以得到被认为是噪声电平的平均值。

由地面噪声和讲话开始参考电平之间的差异引起的有效距离的标准值和阈值

1.26dB或更多：3米或更多

讲话开始的检测电平阈值：地面噪声电平+9dB

讲话结束的检测电平阈值：地面噪声电平+6dB

2.20至26dB：不超过3米

讲话开始的检测电平阈值：地面噪声电平+9dB

讲话结束的检测电平阈值：地面噪声电平+6dB

3.14至20dB：不超过1.5米

讲话开始的检测电平阈值：地面噪声电平+9dB

讲话结束的检测电平阈值：地面噪声电平+6dB

4.9至14dB：不超过1米

地面噪声电平和讲话开始参考电平之间的差值÷2+2dB

讲话结束的检测电平阈值：讲话开始阈值-3dB

5.9dB或更少：稍微困难地，几十厘米

讲话的开始的检测电平阈值：

6.地面噪声电平与讲话开始参考电平之间的差值÷2

讲话的结束的检测电平阈值：-3dB

7.同样的或负的：不能被判断，禁止选择

(3)正常处理的噪声测量开始阈值从接通电源时的地面噪声电平+3dB获得时开始。

接通该通信装置1的电源后，该DSP25立刻执行下列参照图10至12说明的噪声测量。接通该通信装置1的电源后即刻执行该DSP25的初始化处理，以便测量该地面噪声和参考信号电平，并且设置基于差值的讲话开始和结束判断阈值电平以及讲话方和本系统之间的有效距离的标准。该电平峰值由该DSP25中的声压电平检测单元保存并以固定的时间间隔例如10毫秒读出，以便计算单位时间的值的平均值，任何其被认为是该地面噪声。然后，基于该测量的地面噪声电平，该DSP25确定该讲话开始的检测电平和该讲话结束的检测电平的阈值。

图10，处理1：测试电平测量

该DSP25输出测试音调到图5中例示的接收信号系统的线路输入端，在麦克风MC1至MC6处拾取来自该接收和重现扬声器16的声音，并且将该信号用作讲话开始参考电平以得到按照图10中例示的处理的平均值。

图11，处理2：噪声测量1

该DSP25在一固定时间内收集来自该麦克风MC1至MC6的声音拾取信号的电平作为该地面噪声电平，并且按照图11中所示的处理得到该平均值。

图12，处理3：有效距离的试验计算

该DSP25将该讲话开始参考电平与该地面噪声电平比较，估算该房间诸如设置有通信装置1的会议室的噪声电平，并且按照图12中所示的处理，计算该讲话方与该通信装置1之间的有效距离，其中通信装置1在这个有效距离工作良好。

禁止选择麦克风的判断

应注意，当该处理3的结果是该地面噪声大于(高于)该讲话开始参考电平时，该DSP25断定在麦克风的方向有强的噪声源，将那个方向的麦克风的自动选择状态设置为“禁止”，并且在例如麦克风选择结果显示装置30或操作单元15上显示它。

阈值的确定

如图13所示，该DSP25比较该讲话开始参考电平与该地面噪声电平，并从差值确定该讲话开始和结束电平的阈值。

关于该噪声测量，接下来的处理是正常处理，所以该DSP25对每一个定时器(计数器)进行设置，并且为接下来的处理作准备。

正常噪声处理

正常操作状态中，甚至在通信装置1的初始化操作的上述噪声测量之后，该DSP25执行根据图14中示出的处理的噪声处理，为六个麦克风MC1至MC6的每个测量所选择的讲话者的声音电平的平均值和在检测讲话结束之后的噪声电平，以及在固定的时间单位中重新设置讲话开始和结束判断阈值电平。

图14，处理1

通过判定讲话是进行中还是已经结束，该DSP25确定分支到处理2或处理3。

图14，处理2：讲话者电平测量

在讲话中多次例如10次，该DSP25在一单位时间例如10秒内对电平数据取平均，且记录其作为讲话者电平。当该讲话在该单位时间结束时，该时间计数和讲话电平测量暂停，直到新的讲话开始。检测到新的讲话后，该测量处理重新开始。

图14，处理3：地面噪声测量2

该DSP25对从检测到讲话的结束到讲话开始的单位时间例如10秒的噪声电平数据取平均值多次例如10次，并且记录其作为地面噪声电平。当在单位时间中有新的讲话时，该DSP25暂停中间的时间计数和噪声测量，在检测到新讲话结束后重新开始该测量处理。

图14，处理4：阈值确定2

该DSP25比较该讲话电平和该地面噪声电平，并从该差值确定该讲话开始和结束电平的阈值。

应注意，得到讲话者的讲话电平的平均值用于除了上述之外的应用，因此也可能设置对面向麦克风的讲话者唯一的讲话开始和结束检测阈值电平。

通过滤波处理产生各种类型的频率成分信号

图15是使用由该麦克风拾取的声音信号在该DSP25执行的作为预处理的滤波处理的结构图。图15示出一个麦克风(通道(一个声音拾取信号))的处理。

该麦克风的声音拾取信号在具有截止(cut-off)频率例如100Hz的模拟低阻滤波器(low cut filter)101中进行处理，滤波后的100Hz或更小的频率被移除的声音信号输出到该A/D转换器102，且声音拾取信号在A/D转换器102转换为数字信号，并在具有7.5kHz、4kHz、1.5kHz、600Hz和250Hz截止频率的数字高阻滤波器103a至103e(统称为103)中除去它们的高频成分(高阻处理)。在减法器104a至104d(统称为104)中，数字高阻滤波器103a至103e的结果与相邻数字高阻滤波器103a至103e的滤波信号相减。在本发明的该实施例中，数字高阻滤波器103a至103e和减法器104a至104e实际上是由该DSP25中的处理实现的。A/D转换器102可作为A/D转换器模块27的一部分来实现。

图16是示出参照图15说明的滤波器处理结果的频率特性视图。因此，具有各种类型的频率成分的多个信号从具有单一方向性的麦克风拾取的信号中产生。

带通滤波器处理和麦克风信号电平转换处理

作为用于麦克风选择处理的开始的触发器之一，判断该讲话的开始和结束。用于此的信号由在DSP25执行的图17所示的带通滤波器处理和的电平转换处理获得。图17仅示出在麦克风MC1至MC6拾取的输入信号的六个通道的一个通道(CH)的处理。DSP25中的带通滤波器处理和电平转换处理单元对麦克风的声音拾取信号的通道具有：具有100至600Hz、200至250Hz、250至600Hz、600至1500Hz、1500至4000Hz和4000至7500Hz的带通特性的带通滤波器201a至201e(统称为“带通滤波器模块201”)和用于转换原始的麦克风声音拾取信号与带通声音拾取信号的电平的电平转换器202a至202g(统称为“电平转换器模块202”)。

电平转换单元202a至202g中的每一个具有信号绝对值处理单元203和峰值保持处理单元204。相应地，如波形示出的，当接收到由虚线表示的作为输入的负信号时，该信号绝对值处理单元203将符号反转以便将其转换为正信号。该峰值保持处理单元204保持该信号绝对值处理单元203的输出信号的最大值。注意，在本实施例中，保持的最大值随着时间消逝稍微下降。当然，也可能改进该峰值保持处理单元204以便减少下降量并且使得最大值能保持一段长的时间。

接下来将说明该带通滤波器。在该通信装置1中使用的带通滤波器例如仅仅由该麦克风信号输出阶段的二次IIR高阻滤波器和低阻滤波器组成。本实施例利用这一事实，即如果将经过高阻滤波器的信号从具有平坦频率特性的信号中减去，那么余项变成实质上与经过低阻滤波器的信号相等。为了匹配该频率电平特性，全带通的带通滤波器的一个额外的频带成为必需的。所需的通带由频带的数目和带通滤波器的频带的数目的滤波系数+1获得。在此所需的带通滤波器的频带是下列的麦克风信号的每通道(CH)带通滤波器的六个频带：

BP特性带通滤波器

BPF1＝[100Hz-250Hz] .. 201b

BPF2＝[250Hz-600Hz] .. 201c

BPF3＝[600Hz-1.5kHz].. 201d

BPF4＝[1.5kHz-4kHz].. 201e

BPF5＝[4kHz-7.5kHz].. 201f

BPF6＝[100Hz-600Hz].. 201a

在本方法中，在该DSP25中的该IIR滤波器的计算程序仅是6CH(通道)×5(IIR滤波器)＝30。将此与传统的带通滤波器的结构相比较。如果如本发明中使用二次IIR滤波器构成带通滤波器并且为六个麦克风信号准备六个带通滤波频带，用传统方法的话，必需6×6×2＝72个电路的IIR滤波处理。即使用最新的极好的DSP，这个处理也需要显著的程序处理并对其它的处理产生影响。在本发明的实施例中，100Hz低阻滤波处理由输入阶段的模拟滤波器实现。所准备的二次IIR高阻滤波器有五个截止频率：250Hz、600Hz、1.5kHz、4kHz和7.5kHz。在它们之中的具有7.5kHz截止频率的高阻滤波器实际上具有16kHz的采样频率，所以是不必要的，但是减数的相位被有意地旋转以便减少由于减法处理步骤中的IIR滤波器的相位旋转造成的带通滤波器的输出电平减小的现象。

图18是DSP25中的图17所示的结构的处理的流程图。

在图18中示出的该DSP25的滤波处理中，执行该高通滤波处理作为该处理的第一阶段，而从该高通滤波处理的第一阶段的结果进行减法处理作为处理的第二阶段。图16是该信号处理的结果的图像频率特性视图。在下面的说明中，[x]表示图16中的每一个处理的例子。

第一阶段

[1]对于全带通滤波器，输入信号通过7.5kHz的高阻滤波器。这个滤波器输出信号通过输入的模拟低阻匹配变成[100Hz-7.5kHz]的带通滤波器输出。

[2]输入信号通过4kHz高阻滤波器。这个滤波器输出信号通过与输入模拟低阻滤波器的结合变成[100Hz-4kHz]的带通滤波器输出。

[3]输入信号通过1.5kHz的高阻滤波器。这个滤波器输出信号通过与输入模拟低阻滤波器的结合变成[100Hz-1.5kHz]的带通滤波器输出。

[4]输入信号通过600kHz高阻滤波器。这个滤波器输出信号通过与输入模拟低阻滤波器结合变成[100Hz-600kHz]带通滤波器输出。

[5]输入信号通过250kHz高阻滤波器。这个滤波器输出信号通过与输入模拟低阻滤波器结合变成[100Hz-250kHz]带通滤波器输出。

第二阶段

[1]当带通滤波器(BPF5＝[4kHz至7.5kHz])执行滤波器输出[1]-[2]([100Hz至7.5kHz]-[100Hz至4kHz])的处理时，获得上述的信号输出[4kHz至7.5kHz]。

[2]当带通滤波器(BPF4＝[1.5kHz至4kHz])执行滤波器输出[2]-[3]([100Hz至4kHz]-[100Hz至1.5kHz])的处理时，获得上述的信号输出[1.5kHz至4kHz]。

[3]当带通滤波器(BPF3＝[60kHz至1.5kHz])执行滤波器输出[3]-[4]([100Hz至1.5kHz]-[100Hz至600Hz])的处理时，获得上述的信号输出[600Hz至1.5kHz]。

[4]当带通滤波器(BPF2＝[250Hz至600Hz])执行滤波器输出[4]-[5]([100Hz至600Hz]-[100Hz至250Hz])的处理时，获得上述的信号输出[250Hz至600Hz]。

[5]带通滤波器(BPF1＝[100Hz至250Hz])将上述[5]的信号限定为上述[5]的输出信号。

[6]带通滤波器(BPF6＝[100Hz至600Hz])将上述[4]的信号限定为上述[4]的输出信号。

在DSP25中通过上述处理获得所需的带通滤波器输出。

当整个频带的声压电平和声压电平的六个频带通过带通滤波器时，麦克风的输入声音拾取信号MIC1至MIC6不断地更新，如表1所示。

表1.信号电平的转换结果

	BPF1	BPF2	BPF3	BPF4	BPF5	BPF6	全部
	BPF1	BPF2	BPF3	BPF4	BPF5	BPF6	全部	MIC1	L1-1	L1-2	L1-3	L1-4	L1-5	L1-6	L1-A

MIC2	L2-1	L2-2	L2-3	L2-4	L2-5	L2-6	L2-A
MIC2	L2-1	L2-2	L2-3	L2-4	L2-5	L2-6	L2-A	MIC3	L3-1	L3-2	L3-3	L3-4	L3-5	L3-6	L3-A
MIC4	L4-1	L4-2	L4-3	L4-4	L4-5	L4-6	L4-A	MIC3	L3-1	L3-2	L3-3	L3-4	L3-5	L3-6	L3-A
MIC4	L4-1	L4-2	L4-3	L4-4	L4-5	L4-6	L4-A	MIC5	L5-1	L5-2	L5-3	L5-4	L5-5	L5-6	L5-A
MIC6	L6-1	L6-2	L6-3	L6-4	L6-5	L6-6	L6-A	MIC5	L5-1	L5-2	L5-3	L5-4	L5-5	L5-6	L5-A

在表1中，例如L1-1代表当麦克风MC1的声音拾取信号通过第一个带通滤波器201a时的峰值电平。在判断讲话的开始和结束中，麦克风声音拾取信号通过图17所示的100Hz至600Hz的带通滤波器201a，并在电平转换单元202b转换成声压电平。

对于每阶段的带通滤波器，传统的带通滤波器由高通滤波器和低通滤波器组合构成。因此，如果根据本实施例中使用的规格来构造36个带通滤波器电路，那么将需要72个滤波处理电路。与此相反，本发明实施例的滤波器构造如上所述变得简单。

判断讲话开始和结束的处理

如图19所示，基于声压电平检测单元的输出值，当麦克风声音拾取信号电平上升超过地面噪声并超过讲话开始电平的阈值时，第一数字信号处理器(DSP1)25判断为讲话开始；当电平高于并且此后也继续高于开始电平的阈值，那么判断为讲话正在进行；当电平下降低于讲话结束的阈值时，判断为存在地面噪声；并且当电平持续了讲话结束判断时限例如0.5秒时，判断为讲话结束。在声压电平数据(麦克风信号电平(1))通过100Hz至600Hz的带通滤波器并在图17所示的麦克风信号转换处理单元202b转变成声压电平，并变得高于图19所示的阈值电平时，讲话的开始和结束的判断认为讲话从此时开始。为了避免伴随麦克风频繁切换的故障，DSP25被设计成在检测讲话开始后，在讲话结束判断时限例如0.5秒的期间不进行下一讲话开始的检测。

麦克风的选择

在相互讲话的系统中，DSP25检测到讲话者的方向，并根据被称为“记分卡片方法”自动选择面向讲话者的麦克风的信号。图20示出了通信装置1的操作类型。图21是示出了通信装置1正常处理的流程图。

如图20所示，通信装置1依据来自麦克风MC1至MC6的声音拾取信号执行监控音频信号的处理，判断讲话开始/结束、判断讲话的方向并且选出麦克风，并将结果显示在麦克风选择结果显示装置30例如发光二极管LED1至LED6上。下面，将通过参考流程图21，对通信装置1中主要利用DSP25的操作进行说明。注意：麦克风电子电路外壳2的整个控制是通过微处理器23来实现的，但是说明将重点集中在DSP25的处理上。

步骤1：电平转换信号的监控

麦克风MC1至MC6拾取的信号在带通滤波器模块201和电平转换模块202中作为七种类型的电平数据被转换，电平转换模块202已参考图16至18特别是图17进行了说明，因此DSP25连续监控麦克风声音拾取信号的七类信号。根据监控器的结果，DSP25转换到讲话者方向检测处理1、讲话者方向检测处理2或者讲话开始结束判断处理中的任一个处理。

步骤2：判断讲话开始/结束的处理

参考图19并进一步根据在下文中详细解释的方法，DSP25进行讲话开始和结束的判断。当检测到讲话开始的时候，DSP25将讲话开始的检测通知步骤4中的讲话者方向判断处理。注意，在步骤2，在讲话开始和结束的判断处理中，当讲话电平变得小于讲话结束电平时，讲话结束判断时限(例如0.5秒)的定时器启动。当在讲话结束判断期间，讲话电平小于讲话结束电平时，判断为讲话已结束。当在讲话结束判断期间，讲话电平变得大于讲话结束电平时，进入等待的处理，直到其再次变得小于讲话结束电平。

步骤3：检测讲话者方向的处理

DSP25中的讲话者方向的检测处理通过不变地连续搜索讲话者方向来实现。此后，数据被提供至步骤4的判断讲话者方向的处理。

步骤4：讲话者方向麦克风的切换处理

当步骤2的处理和步骤3的处理结果是当时讲话者的检测方向与到现在被选择的讲话者方向不同时，DSP25中讲话者方向麦克风的切换处理中的定时判断处理将新讲话者方向的麦克风的选择通知步骤4的麦克风信号切换处理。注意，当主持人的麦克风从操作单元15被设定，并且主持人的麦克风和其他的会议参加者同时发言时，主持人的语音优先。此时，在麦克风选择结果显示装置30，例如发光二极管LED1至LED6，显示所选择的麦克风信息。

步骤5：麦克风声音拾取信号的传输

通过电话线920，麦克风信号切换处理仅将麦克风信号传输到另一方的通信装置，如此将它输出到电话线920的线路输出端，如图5所示，其中这个麦克风信号是步骤4的处理从六个麦克风信号中选择出的，作为通信装置1的传输信号。

设定讲话开始电平阈值和讲话结束阈值

处理1：在电源开启后，立即测量每一个麦克风的预定时间例如一秒钟的最低限度地面噪声的值。在恒定的时间间隔如本实施例中的10毫秒的间隔，DSP25读出声压电平检测单元的峰值保持电平值，计算出预定时间的平均值，例如一分钟，并将它定义为地面噪声。根据测量出的地面噪声电平，DSP25确定讲话开始的检测电平的阈值(地面噪声+9dB)和讲话结束的检测电平的阈值(地面噪声+6dB)。甚至在此后，DSP25在固定时间间隔读出声压电平检测器的峰值保持电平值。当判断讲话结束时，DSP25用来测量地面噪声、检测讲话的开始和更新讲话结束的检测电平的阈值。

根据这个方法，由于麦克风放置位置的地面噪声电平相互不同，这个阈值的设定可为每一个麦克风设定各自的阈值，并可防止在麦克风的选择中由于噪声源而导致的错误判断。

处理2：与房间的环境噪声(具有大的地面噪声)相应

当地面噪声大并且阈值电平在处理1中自动更新时，处理2执行下列处理作为当讲话开始或结束的检测困难时的应对措施。根据预测的地面噪声电平，DSP25确定讲话开始的检测电平和讲话结束的检测电平的阈值。DSP25将讲话开始阈值电平设定得大于讲话结束阈值电平(例如3dB或者更多的差异)。DSP25通过声压电平检测器在固定的时间间隔读出峰值保持电平值。

根据这个方法，由于所有麦克风的阈值相同，这个阈值设定使讲话开始能通过背向着噪声源的人的声音和其他人的声音的幅度是相同的程度而分辨出来。

讲话开始的判断

处理1：将这六个麦克风相应的声压电平检测器的输出电平和讲话开始电平的阈值作比较。当输出电平超过讲话开始电平的阈值时，判断为讲话开始。当所有麦克风相应的声压电平检测器的输出电平超过讲话开始电平的阈值时，DSP25判断为接收和重现扬声器16将发出信号，但不判断为讲话已经开始。这是由于接收和重现扬声器16和所有麦克风MC1至MC6之间的距离相同，因此接收和重现扬声器16的声音几乎同时到达所有的麦克风MC1至MC6。

处理2：按图4所示，通过将这六个麦克风以相等的60度角放射状、等间隔布置，并使其具有在相反方向转动方向轴180度，得到三组麦克风，每组包括两个单一方向的麦克风(麦克风MC1和MC4、麦克风MC2和MC5以及麦克风MC3和MC6)，这样准备了三组麦克风，并利用这两个麦克风信号的电平差异。也就是执行下列操作：

(麦克风1的信号电平-麦克风4的信号电平)的绝对值......[1]

(麦克风2的信号电平-麦克风5的信号电平)的绝对值......[2]

(麦克风3的信号电平-麦克风6的信号电平)的绝对值......[3]

DSP25将上述的绝对值[1]至[3]与讲话开始电平的阈值进行比较，当绝对值超过讲话开始电平的阈值时，判断为讲话开始。在这个处理的情形，所有绝对值不能变得大于讲话开始电平的阈值，这与处理1不同(由于从接收和重现扬声器16发出的声音同时到达所有的麦克风)，所以声音是否来自接收和重现扬声器16或者音频是否来自讲话者的判断变得不必要。

讲话者方向的检测处理

为了讲话者方向的检测，利用了在图6中进行示例说明的单一方向麦克风的特性。在如图6所示的单一方向特性的麦克风中，频率特性和电平特性随讲话者发出的音频到达麦克风的角度而改变。图7A至7C示出了这个结果。图7A至7C示出了对音频进行快速傅立叶变换(FFT)的结果，其中该音频是通过将扬声器放置在离通信装置1预定距离例如1.5米的距离处，由麦克风在固定时间间隔拾取的。X轴代表频率，Y轴代表信号电平而Z轴代表时间。横侧线(lateral lines)代表带通滤波器的截止频率。被这些线夹在中间的频带的电平，成为从麦克风信号电平转换处理通过带通滤波器的五个频带并转变成声压电平的数据，已结合图15至18进行了说明。

作为依据本发明实施例的通信装置1中的检测讲话者方向的实际处理，这种判断方法将在下面进行说明。对于带通滤波器的每一个频带输出电平，执行合适的加权处理(在1dB满量程(1dBFs)步当0dBFs时是0，而当-3dBFs时是3，反之亦然)。这个处理的决定由这个加权步骤来确定。每取样时钟执行上述的加权处理，每个麦克风的加权分数相加，对恒定的取样数对相加的结果取平均值，并且具有小(大)的总点数的麦克风信号被判断为面向讲话者的麦克风。下面的表2示出了这个图像化的结果。

表2.通过点数来代表信号电平的情况

	BPF1	BPF2	BPF3	BPF4	BPF5	Sum
	BPF1	BPF2	BPF3	BPF4	BPF5	Sum	MIC1	20	20	20	20	20	100
MIC2	25	25	25	25	25	125	MIC1	20	20	20	20	20	100
MIC2	25	25	25	25	25	125	MIC3	30	30	30	30	30	150
MIC4	40	40	40	40	40	200	MIC3	30	30	30	30	30	150
MIC4	40	40	40	40	40	200	MIC5	30	30	30	30	30	150
MIC6	25	25	25	25	25	125	MIC5	30	30	30	30	30	150

表2所示的例子中，第一麦克风MC1具有最小的总点数，因此DSP25断定在第一麦克风MC1的方向上存在声源(存在讲话者)。DSP25以声源方向麦克风号的方式保存这个结果。如上所述，DSP25对每个麦克风频带的带通滤波器的输出电平进行加权，将带通滤波器的频带输出按顺序排列，从具有最小(最大)点数的麦克风信号开始向上排，并且判断出用于三个或更多频带的具有第一次序的麦克风信号为来自面向讲话者麦克风。然后，DSP25准备好分数卡，如下面的表3，表3示出在第一麦克风MC1的方向上存在声源(存在讲话者)。

表3.通过带通滤波器的信号以电平顺序排列的情形

	BPF1	BPF2	BPF3	BPF4	BPF5	Sum
	BPF1	BPF2	BPF3	BPF4	BPF5	Sum	MIC1	1	1	1	1	1	5
MIC2	2	2	2	2	2	10	MIC1	1	1	1	1	1	5
MIC2	2	2	2	2	2	10	MIC3	3	3	3	3	3	15
MIC4	4	4	4	4	4	20	MIC3	3	3	3	3	3	15
MIC4	4	4	4	4	4	20	MIC5	3	3	3	3	3	15
MIC6	2	2	2	2	2	10	MIC5	3	3	3	3	3	15

实际上，由于视房间的特性而定的声音反射和驻波的影响，第一麦克风MC1的结果不是总是位于所有带通滤波器输出的最上面，但是如果该第一在五个频带的多数中排列，就可判断为在第一麦克风MC1的方向上存在声源(存在讲话讲话者)。DSP25以声源方向麦克风号的形式将这个结果保存。

DSP25以下列示出的形式对麦克风的带通滤波器的频带的输出电平数据进行合计，判断具有大电平的麦克风信号为来自面向讲话者的麦克风，并且以声源方向麦克风号的形式保存这个结果。

MIC1电平＝L1-1+L1-2+L1-1+L1-4+L1-5

MIC2电平＝L2-1+L2-2+L2-1+L2-4+L2-5

MIC3电平＝L3-1+L3-2+L3-1+L3-4+L3-5

MIC4电平＝L4-1+L4-2+L4-1+L4-4+L4-5

MIC5电平＝L5-1+L5-2+L5-1+L5-4+L5-5

MIC6电平＝L6-1+L6-2+L6-1+L6-4+L6-5

讲话者方向麦克风的切换定时的判断的处理

当由图21的步骤2的讲话开始的判断结果激活，并且从步骤3的讲话者方向的检测处理结果和过去的选择信息中检测出新的讲话者的麦克风时，DSP 25向步骤5的麦克风信号的切换选择的处理发出麦克风信号的切换指令，通知麦克风选择结果显示装置30(发光二极管LED1至6)讲话者麦克风被切换，从而通知讲话者通信装置1已对他的讲话作出响应。

为了消除反射声和具有大回声的房间的驻波的影响，DSP25禁止发出新麦克风选择指令，除非切换麦克风之后经过讲话结束判断时限(例如0.5秒)。从本实施例的步骤3的讲话者方向的检测处理结果和图21的步骤1的麦克风信号电平转换处理结果中准备两个麦克风选择切换定时。

第一种方式：可以清楚地判断出讲话开始的时间

所选择的麦克风方向的讲话结束而另一个方向存在新的讲话的情况。

在这种情况下，在所有麦克风信号电平(1)和麦克风信号电平(2)变成讲话结束阈值电平或更低之后经过讲话结束判断时限(例如0.5秒)或更长时间，而且当任何一个麦克风信号电平(1)变成讲话开始阈值电平或更高时，DSP25确定讲话开始，根据声源方向麦克风号的信息确定面向讲话者方向的麦克风作为允许的声音拾取麦克风，并开始步骤5的麦克风信号选择切换处理。

第二种方式：在讲话进行期间，另一个方向存在新的声音更大的讲话的情况

在这种情况下，DSP25在讲话开始(当麦克风信号电平(1)变成阈值电平或更高时)后经过讲话结束判断时限(例如0.5秒)或更长时间后，开始进行判断处理。当它判断出处理3的声源方向麦克风号在讲话结束的检测之前改变并且它是稳定的，那么DSP25确定存在讲话者正以比目前所选择的、与声源方向麦克风号相应的麦克风的讲话者更大的声音发言，并确定声源方向麦克风作为允许的声音拾取麦克风，并且启动步骤5的麦克风信号选择切换处理。

面向检测到的讲话者的麦克风的信号的选择切换处理

通过指令激活DSP25，这个指令被图21的步骤4的讲话者方向麦克风的切换定时判断处理的指令选择性地判断。DSP25的麦克风信号的选择切换处理通过6个乘法器和6个输入加法器来实现。为了选出麦克风信号，DSP25使与将要选择的麦克风信号相连的乘法器的通道增益(CH增益)信号为[1]，而使其他乘法器的CH增益为[0]，由此加法器使所选择的(麦克风信号×[1])的信号与(麦克风信号×[0])的处理结果相加，并且在输出端输出期望的麦克风选择信号。

如上所述，当通道增益被切换到[1]或[0]时，可能发出卡嗒声，这是由切换的麦克风信号的电平差引起的。因此，在双向通信装置1中，如图23所示，使CH增益从[1]到[0]与从[0]到[1]的变化在切换过渡时间例如10毫秒的时间中是持续的，以便跨过从而避免了由麦克风信号电平差引起的卡嗒声。

此外，通过设定不同于[1]的最大通道增益，例如[0.5]，随后在DSP25中的回声消除处理操作可被调节。

如上所述，本发明第一实施例的通信装置可有效地应用于双向会议例如没有噪声影响的会议。当然，本发明的通信装置不限于会议使用，并且还可以应用于各种其他的目的。也就是，当不必强调通带的群时延特性时，本发明第一实施例的通信装置也适于测量通带的电压电平。因此，例如，它还可以应用于单频谱分析器、利用快速傅立叶变换(FFT)处理的电平计(FFT类电平计)、用于确认图像均衡器等的均衡处理结果的电平检测处理器以及用于汽车立体声系统和盒式收录机等的电平计等等。

从结构上看，本发明第一实施例的通信装置具有如下优点：

(1)多个具有单一方向的麦克风与接收和重现扬声器之间的位置关系是固定的，并且它们之间的距离很近，因此，接收和重现扬声器输出的直接返回的声音的电平是相当大的，并且大于从接收和重现扬声器输出的、经过会议室(房间)环境而返回到多个麦克风的电平。由此，从接收和重现扬声器到达多个麦克风的声音的特性(信号电平(强度)、频率特性(f特性)和相位)总是相同的。也就是，本发明的通信装置具有传输功能总是相同的优点。

(2)因此，当切换麦克风时，具有传输功能不变的优点，因此无论何时切换麦克风都不必调节麦克风系统的增益。换言之，具有在通信装置制造时，一旦完成调节就不需再重新调节的优点。

(3)即使以上述的相同的理由切换麦克风，由数字信号处理器(DSP)构建的回声消除器的数目也可以保持为一个。DSP很昂贵，并且由于安装各种构件，印刷电路板的空闲空间很小，留给在印刷电路板上设置DSP的空间也可能很小。

(4)接收和重现扬声器与多个麦克风之间的传输功能是恒定的，因而具有优点：麦克风本身±3dB的灵敏度差异的调节可仅仅通过这个单元来实现。

(4)放置通信装置的桌子通常使用的是圆桌。使得利用这个作为扬声器系统以通过通信装置中的接收和重现扬声器来均等地分散(扩散)音频成为可能，其中该音频在各个方向性质相等。

(5)从接收和重现扬声器输出的声音传过桌面(边界效应)并且优质的声音有效地有效率地、相等地到达会议参加者，反向侧的声音在会议室的天花板的方向上被同相地消除而变成小的声音，只有非常小的声音从天花板的方向上反射到会议参加者，因此散发到参加者的声音很清楚。

(6)从接收和重现扬声器输出的声音以相同的音量同时到达所有多个麦克风，因此容易确定声音是讲话者的音频还是接收的音频。因此，减小了麦克风选择处理的错误判断。

(7)通过在相等的角度上、以相同的间隔放射状设置偶数个麦克风，可以容易实现用于检测方向的电平比较。

(8)通过利用缓冲材料的减振器、具有柔性或弹性等的麦克风支撑元件等，由经过安装着麦克风的印刷电路板传输的接收和重现扬声器的声音的振动引起的麦克风的声音拾取的影响可被减小。

(9)接收和重现扬声器的声音不直接进入麦克风。因此，在这个通信装置中，来自接收和重现扬声器的噪声的影响很小。

从信号处理的观点来看，本发明第一实施例的通信装置具有下列优点：

(a)以相同的间隔放射状设置多个单一方向的麦克风以能进行声源方向的检测，而切换麦克风信号以便拾取具有良好信噪比(S/N)的声音和清晰的声音并将其传送到另一方。

(b)以良好的信噪比对周围的讲话者的声音进行拾取并自动选出面向讲话者的麦克风是可能的。

(c)在本发明中，作为麦克风选择处理的方法，对通过的音频频带进行划分，并且比较划分的频带的的电平，以便简化信号的分析。

(d)本发明的麦克风信号切换处理作为DSP的信号处理实现。所有多个信号通过交叉衰减(cross faded)以防止切换时产生卡嗒声。

(e)麦克风选择结果可通知给麦克风选择结果显示装置如发光二极管或者外部。因此，也可能很好地利用这个作为用于TV摄像机的讲话者的位置信息。

第二实施例

作为本发明的集成的麦克风和扬声器构造型的通信装置(通信装置)的第二实施例，将对自动调节麦克风灵敏度差异的技术作描述。

作为调节麦克风的放大器增益的方法，吸收麦克风的灵敏度差异来调节麦克风用模拟放大器增益的方法是常见的设想，但是在这样的方法中存在影响调节器的倾向，例如出现声音的反射和吸收。也就是，在调节电平中，在调节过程中调节器被设置在麦克风附近的时间与调节器远离麦克风的时间之间容易出现差异。此外，在这种方法中，麻烦的操作例如麦克风用放大器和测量装置的输出信号的连接和断开变得必要。在本发明的第二实施例中，为了克服上述问题，通过下列方法自动调节麦克风的灵敏度差异：

本发明的第二实施例中，根据下列原理调节麦克风的灵敏度差异：

1.本发明实施例的通信装置1例如如图5所示具有接收和重现扬声器16。因此，当线路输入端输入参考信号时，参考信号可经过A/D转换器274输入到DSP26和DSP25，因此利用了麦克风的灵敏度差异可在没有提供特殊测量装置的情况下进行调节的优点。

2.灵敏度差异的误差范围可通过DSP25的程序随意设定。

3.通过执行自动调节，确定麦克风不符合标准，并检测到断开。以相同的方法，检测用于放大麦克风信号的放大单元中的缺陷。

前提

作为第二实施例中的前提，以相等的角度和相等的间隔放射状设置偶数个例如六个麦克风，并进一步以与接收和重现扬声器16相等的距离设置，如图4所示。麦克风MC1至MC6与接收和重现扬声器16之间的位置关系，如图3所示，接收和重现扬声器16可被设置在麦克风MC1至MC6的下面，或者如图3所示，接收和重现扬声器16可设置在麦克风MC1至MC6的上面。

硬件配置

第二实施例的硬件配置如图5所示。至于细节，可参见图24和25示出的配置。在图24中，图5的麦克风MC1至MC6与A/D转换器271至273之间实际上设置了用于执行增益调节的可变增益放大器301至306。作为选择，图5中的A/D转换器271至274可被配备可变增益放大器301至306的A/D转换器271至274代替。DSP25执行上述的各种类型的处理。作为调节放大器301至306的灵敏度差异的部分，配备了第一至第六可变衰减单元(ATT)2511至2516、第一至第六电平检测单元2521至2526、电平判断和增益控制单元253和测试信号产生单元254。DSP26具有回声消除语音传输器261和回声消除语音接收器262。

可变增益放大器301至306是能够改变增益的放大器。电平判断和增益控制单元253执行增益调节。然而，当可变增益放大器301至306是安装在A/D转换器271至273内部的，增益调节不能随意地执行。也就是，有时是否能随意地执行增益调节并不清楚。在本实施例中，由于可变增益放大器301至306的控制宽度的限制，根据可变增益放大器301至306的位置来执行处理。

可变衰减单元2511至2516是能够改变衰减量的衰减单元。电平判断和增益控制单元253通过输出0.0至1.0的衰减系数来控制衰减量。注意，可变衰减单元2511至2516是通过DSP25中的处理来实现的，因此，实际上，在同一DSP25中的电平判断和增益控制单元253将控制(调节)可变衰减单元2511-2516的部分的衰减值。

每一个电平检测单元2521至2526是由带通滤波器252a、绝对值衰减单元252b以及峰值电平检测和保持单元252c构成的，并基本上具有与图17所示的相同的结构。图17所示的电路结构的操作已经在前面进行了说明。

图25是根据本实施例的操作模式对图24所示的硬件配置的示例的修改的视图，并示出了信号衰减量。当从噪声计或一定大小程度的房间(会议室)中的接收和重现扬声器16发出测试声音时，除了存在特别的反射物体或声音吸收物体之外，几乎相等的信号将到达麦克风MC1至MC6，麦克风MC1至MC6被设置在距离噪声计或接收和重现扬声器16相等的距离d处。从噪声计或接收和重现扬声器16产生的测试音频被麦克风MC1至MC6拾取，然后被可变增益放大器301至306放大，并在A/D转换器271至273被转换成数字信号，并且在DSP25中的可变衰减单元2511至2516被衰减。预定通频带中的频率分量通过电平检测单元2521至2526的带通滤波器252a，绝对值操作单元252b执行表6所示的操作，而峰值电平检测和保持单元252c检测出最大值并将其保持。电平判断和增益控制单元253调节可变衰减单元2511至2516的衰减量(衰减系数)，并调节麦克风MC1至MC6的灵敏度差异。

灵敏度差异调节误差的设计值

在第二实施例中，假定例如±3dB作为麦克风灵敏度的标称误差。另外，在第二实施例中，灵敏度差异调节误差的设计值目标是在例如0.5dB之内。注意，这个值是随双向通信装置放置的环境而变化的，因此例如大约0.5至1.0dB作为实际的灵敏度差异调节误差是合适的。

测试信号产生单元254将参考输入电平的粉红噪声(产生相对于环境噪声来说非常大的声压)，例如20dB的粉红噪声，输入到线路输入端，并从接收和重现扬声器16输出这个声音。作为选择，如图24虚线所示，将测试信号产生单元254产生的测试信号传送经过回声消除语音传输器261，然后再输入到DSP25也是可能的。

根据可变增益放大器301至306的电路结构条件，调节麦克风灵敏度差异的方法可分为下面的情况1至5。根据本实施例的情况执行处理。

情况1：可变增益放大器301至306不是安装在A/D转换器271至273内部，而是作为独立的放大器301至306给出的情况，因此DSP25的电平判断和增益控制单元253不能数字地控制放大器增益301至306的增益：

在这种情况下，电平判断和增益控制单元253调节可变衰减单元2511至2516的衰减值。也就是，设计可变增益放大器301至306的增益，以便在利用具有最低灵敏度的麦克风时，获得所需的最低限度的线路输出电平。电平判断和增益控制单元253调节可变衰减单元2511至2516的衰减值。

下面，将参考图26对电平判断和增益控制单元253的处理进行说明。

步骤S201：可变衰减单元2511至2516的衰减值被设置成0dB(1)。另外，等待电平检测单元252的电平检测操作的稳定。

步骤S202：测量在电平检测单元2521至2526中被转变成电平的麦克风信号的平均电平。

步骤S203至207：改变可变衰减单元2511至2516的衰减值，以便通过参照测量的平均值，各通道变成灵敏度差异调节误差的设计值电平。此外，通过利用在改变可变衰减单元2511至2516的衰减值后，在第一至第六电平检测单元2521至2526中转变成电平的麦克风信号的平均电平，改变可变衰减单元2511至2516的衰减值，以便每一个通道重复地变成灵敏度差异调节误差的设计值电平。灵敏度差异的调节精度是由此时驱动电平差的精度决定的。

通过以这种方法预先确定衰减值的调节范围，可对麦克风的缺陷进行检测。

情况2：可数字地控制每通道的可变增益放大器301至306的增益，并且控制宽度不超过灵敏度差异调节误差例如0.5dB的情况。

如图27所示，电平判断和增益控制单元253执行下列处理，以便调节可变增益放大器301至306的增益。

步骤S211：可变增益放大器301至306的增益被设在初始值。进一步，可变衰减单元2511至2516的衰减值被设在0dB(1)，并且等待电平检测单元2521至2526的电平检测的稳定。

步骤S212：测量在电平检测单元2521至2526中转换成电平的麦克风的平均值。

步骤S213至219：如果存在具有测量结果在作为灵敏度差异调节误差设计值的±0.5dB的值之内的通道的麦克风，那么停止通道的调节。如果不存在这样的麦克风的话，那么改变(调节)可变增益放大器301至306的增益，以便处于灵敏度差异调节误差的设计值的范围之内。另外，在改变可变增益放大器301至306的增益后，利用在电平检测单元2521至2526中转换成电平的麦克风信号的平均电平，改变可变增益放大器301至306的增益，以便每通道重复地获得灵敏度差异调节误差的设计值电平。通过以这种方法预先确定可变增益放大器301至306的增益的调节范围，可以对可变增益放大器301至306或麦克风的缺陷进行检测。

情况3：可数字地控制每通道的可变增益放大器301至306的增益，并且控制宽度是例如2dB或者更多的情况：

如图28所示，电平判断和增益控制单元253首先调节可变增益放大器301至306的增益(步骤S231至S237)，然后调节可变衰减单元2511至2516的衰减量(步骤S238至S241)。

步骤S231至S238：基本上，这个与参考图27所说明的情况2的处理相同。调节可变增益放大器301至306的增益。

也就是，在步骤S231，可变增益放大器301至306的增益被设成初始值，可变衰减单元2511至2516的衰减值被设成0dB(1)，并测量在电平检测单元2521至2526中转变成电平的麦克风的平均值。如果存在具有测量结果在灵敏度差异调节误差设计值±0.5dB的值的范围之内的通道的麦克风，那么停止通道的调节。如果不存在这样的麦克风，那么设定可变增益放大器301至306的增益，以便平均电平处于灵敏度差异调节误差的设计值的正值范围之内。

情况3中，可变增益放大器301至306的增益调节的控制宽度是2dB，而不是情况2中的0.5dB控制宽度。因此，此后，通过下列处理调节在可变衰减单元2511至2516的衰减量。

步骤S240至S243：改变不在灵敏度差异调节误差的设计值内的通道的麦克风信号的可变衰减单元2511至2516的衰减量。在等待到电平检测单元2521至2526的电平变得稳定后，取出电平稳定的麦克风信号电平，并对它进行平均值处理。重复执行这个处理，直到电平值处于灵敏度差异调节误差的设计值的范围之内。设置可变衰减单元2511至2516的衰减值，以便麦克风信号通道的平均电平值处于灵敏度差异调节误差的设计值±0.5dB的范围之内。通过以这种方式预先确定可变增益放大器301至306的增益调节范围，可对可变增益放大器301至306或麦克风的缺陷进行检测。

情况4：可变增益放大器301至306安装在A/D转换器271至273内部，实际上只能同时数字地控制两个通道的可变增益放大器301至306的增益，并且控制宽度不超过灵敏度差异调节误差，例如0.5dB：

如图29和30所示，电平判断和增益控制单元253执行下列处理。

步骤S251、S271：将可变增益放大器301至306的增益设成初始值，可变衰减单元2511至2516的衰减值设成0dB(1)，并等待电平检测单元2521至2526的电平检测的稳定化。

步骤S252、S272：执行电平检测的平均值处理，其中电平检测是在电平检测单元2521至2526中进行的。

接着，采用这下面两种调节方法，如图29和30所示。

图29示出了先调节可变增益放大器301至306的增益，然后调节可变衰减单元2511至2516的衰减值的方法(情况4-1)；而图30示出了先调节可变衰减单元2511至2516的衰减值，然后调节可变增益放大器301至306的增益的方法(情况4-2)，与图29所示方法相反。

情况4-1：如图29中步骤S253至S259所示，调节可变增益放大器301至306的增益，使得增益可被设置的可变增益放大器组301至306中的信号电平变成通道的低信号电平，并且使得其他通道的信号电平变成通道低信号电平±0.5dB。然后，如步骤S261至S264所示，调节可变衰减单元2511至2516的衰减值，使得具有高电平的信号电平处于灵敏度差异调节误差的设计值±0.5dB的范围内。

情况4-2：如图30的步骤S273至S277所示，调节可变增益放大器301至306的增益，使得麦克风信号通道的平均电平值处于设计值±0.5dB的范围内。然后，如步骤S278至S282所示，调节可变增益放大器301至306的增益，使得增益可被设置的可变增益放大器组301至306的信号电平处于通道的低信号电平的范围内，并使得其他通道的信号电平处于通道低信号电平±0.5dB的范围内。

通过以这种方法预先确定可变衰减单元2511至2516的衰减值和可变增益放大器301至306的增益的调节范围，可对可变增益放大器301至306或麦克风的缺陷进行检测。

情况5：可变增益放大器301至306被安装在A/D转换器271至273的内部，实际上只能对两个通道同时数字地控制可变增益放大器301至306的增益，并且控制宽度是例如2dB或更低的情况：

如图31所示，电平判断和增益控制单元253先调节可变衰减单元2511至2516的衰减量(S293至S297)，然后调节可变增益放大器301至306的增益(S298至S303)，并且进一步调节可变衰减单元2511至2516的衰减量(S304至S308)。下文将作出详细的说明。

步骤S291：将可变增益放大器301至306的增益设置为初始值，将可变衰减单元2511至2516的衰减值设置为0dB(1)，等待电平检测单元2521至2526的电平检测的稳定化。

步骤S292：执行麦克风信号的取平均值的处理，其中麦克风信号已在电平检测单元2521至2526中转换成电平。

步骤S293至S297：调节可变衰减单元2511至2516的衰减值，以便其他信号电平与增益可被设置的可变增益放大器组301至306中的麦克风通道的最低电平的通道信号电平相匹配。

步骤S298至S303：调节可变增益放大器301至306的增益，使得麦克风信号通道的平均电平值处于灵敏度差异调节误差的设计值±1dB的范围内。

步骤S304至S308：调节可变衰减单元2511至2516的衰减值，使得麦克风信号电平再次处于灵敏度差异调节误差的±0.5dB。

通过以这种方法预先确定衰减值和可变增益放大器301至306的增益的调节范围，可对电路或麦克风的缺陷进行检测。

根据第二实施例，以固定的方式连接到麦克风的放大器的相对的一对麦克风的灵敏度差异被自动调节，设置在距离接收和重现扬声器16相等距离的多个麦克风的灵敏度差异被自动校正，并且正在传输的麦克风的放大器的增益可自动地调节，使得接收和重现扬声器16和麦克风MC1至MC6之间的声耦合变得相等。

在实施本实施例时，不需特殊的设备。只需使用集成的麦克风和扬声器构造型的通信装置。因此，在安排集成的麦克风和扬声器构造型的通信装置的情形，可进行上述调节。

虽然为了说明而参照选出的具体实施例对本发明进行了描述，但是显然，本领域技术人员可在不脱离本发明基本原理和范围时对其作出许多修改。

Claims

1.一种通信装置，包括：

扬声器；

至少一对具有方向性的麦克风，所述麦克风被设置在一条跨越该扬声器中心轴的直线上，围绕所述扬声器的中心轴，以相等的角度和距离该扬声器相等的距离放射状设置所述麦克风；

放大装置，用来独立地放大麦克风拾取的声音，并且能够调节增益；

电平检测装置，用来计算放大装置的输出信号中一对麦克风的差异的绝对值，并且保持所计算的值的峰值；

电平判断/增益控制装置，以及

测试信号产生装置，

该测试信号产生装置将粉红噪声信号输出到该扬声器，并且

当该麦克风检测输出与该粉红噪声一致的声音的扬声器的声音时，该电平判断/增益控制装置调节放大装置的增益，使得被该电平检测装置检测到的一对麦克风的信号差异变成在预定灵敏度差异调节误差之内。

2.如权利要求1所述的通信装置，其中：

所述衰减装置的增益是通过所述电平判断/增益控制装置能数字地自动调节的增益，

所述电平检测装置和所述电平判断/增益控制装置是由数字信号处理器集成配置的，以及

所述电平判断/增益控制装置数字地改变所述衰减装置的增益。

3.一种通信装置，包括：

扬声器；

用于放大该麦克风拾取的声音的放大装置；用于独立对被该放大装置放大的声音信号进行衰减的衰减装置；

电平检测装置，用来计算衰减装置的输出信号中一对麦克风的信号差异的绝对值，并且保持所计算的值的峰值；

电平判断/增益控制装置；和

测试信号产生装置，

该测试信号产生装置将粉红噪声信号输出到该扬声器；以及

当该麦克风检测输出与粉红噪声一致的声音的扬声器的声音时，该电平判断/增益控制装置调节该衰减装置的衰减量，使得该电平检测装置检测到的一对麦克风的信号差异变成在预定灵敏度差异调节误差之内。

4.如权利要求3所述的通信装置，其中：

该衰减装置、该电平检测装置和该电平判断/增益控制装置是通过数字信号处理器集成地配置的；并且

该衰减装置的衰减量被电平判断/增益控制装置数字地设定。

5.一种通信装置，包括：

扬声器；

放大装置，用来独立放大麦克风拾取的声音，并且能够调节它们的增益；

用于对被该放大装置放大的声音信号进行独立衰减的衰减装置；

电平判断/增益控制装置；和

测试信号产生装置，

该测试信号产生装置将粉红噪声信号输出到该扬声器；以及

当该麦克风检测输出与粉红噪声一致的声音的扬声器的声音时，该电平判断/增益控制装置调节该衰减装置的衰减量和/或该放大装置的增益，使得该电平检测装置检测的一对麦克风的信号差异变成在预定灵敏度差异调节误差之内。

6.如权利要求5所述的通信装置，其中：

该衰减装置的衰减量是被电平判断/增益控制装置数字地设定的。

7.如权利要求6所述的通信装置，其中：

当不能数字地调节该放大装置的增益时，

该电平判断/增益控制装置调节该衰减装置的衰减量。

8.如权利要求6所述的通信装置，其中：

当能数字地调节该放大装置的增益并且其控制宽度小于灵敏度差异调节误差时，

该电平判断/增益控制装置调节该放大装置的增益。

9.如权利要求6所述的通信装置，其中：

当可以数字地调节该放大装置的增益，并且其控制宽度大于灵敏度差异调节误差时，

该电平判断/增益控制装置在可能的范围内调节该放大装置的增益，然后调节该衰减装置的衰减量。

10.如权利要求6所述的通信装置，其中：

当能和一对麦克风的检测信号一起数字地调节该放大装置的增益并且其控制宽度小于灵敏度差异调节误差时，

该电平判断/增益控制装置为一对麦克风的检测信号，在可能的范围内调节该放大装置的增益，然后独立调节该衰减装置的衰减量。

11.如权利要求6所述的通信装置，其中：

该电平判断/增益控制装置独立调节该衰减装置的衰减量，然后为一对麦克风的检测信号，在可能的范围内调节该放大装置的增益。

12.如权利要求6所述的通信装置，其中：

当能和一对麦克风的检测信号一起数字地调节该放大装置的增益并且其控制宽度大于灵敏度差异调节误差时，

该电平判断/增益控制装置将麦克风检测信号之间的衰减装置的衰减量调节到较高值，然后为一对麦克风的检测信号，调节该放大装置的增益，并进一步将麦克风的检测信号之间的衰减装置的衰减量调节到较高值。