JP2000502860A - 音声エンハンスメントシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電気通信ネットワーク（１３８）における音声バンド信号にエンハンスメントを与えるためのシステム（１３０）が提供される。このシステム（１３０）は、音声バンド信号の平均パワーを決定するためのパワー平均化器（１８）を含んでいる。このシステム（１３０）はまた、音声バンド信号の所定の部分を減衰するためのイコライザ（１３２）と、イコライズされた音声バンド信号をスケーリングファクタにてスケーリングするための出力スケーラ（１３４）とを含んでいる。本発明のシステム（１３０）はまた、スケーリングされた音声バンド信号に対して自動利得ファクタであって、当該自動利得ファクタが入力音声バンド信号の平均パワーに依存するものである自動利得ファクタを適用するための、自動利得エンハンサ（１３６）を含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 音声エンハンスメントシステムおよび方法 発明の技術分野 本発明は、電気通信ネットワークにおける音声信号処理の分野に一般的に関す るものであり、特に、電気通信ネットワークにおいて音声信号の特質をエンハン スメントする（ｅｎｈａｎｃｉｎｇ）ための改良された方法と装置に関するもの である。 発明の背景 現代の電気通信ネットワークは、入力と出力装置、例えば電話セット、地域の 中央局、およびネットワークの音声信号を処理するのに使用される１つもしくは それ以上の電話交換機から構成されている。音声信号は、低音領域および高音領 域を含む２つの領域からなるものとして特徴付けられる。低音領域は３００ヘル ツ（Ｈｚ）以下の信号部分として通常考えられ、そして高音域は３００Ｈｚ以上 の信号部分である。音声信号は電気通信ネットワークにおいて１つもしくはそれ 以上の要素により低音バンド領域で減衰される。 １９８１年１月に公開された電子工業協会（ＥＩＡ）標準ＲＳ−４７０、は、 入力電話局におけるコーデックにより約３００Ｈｚ以下で減衰されることを推奨 している。電気通信ネットワークの背景雑音が低音領域にあるために、入力音声 信号の低音部分の振幅のこの減衰が推奨される。入力信号の低音部分の振幅を減 少することにより、ネットワークの背景雑音もまた減衰される。 さらに、電気通信ネットワークの中央局は、また音声信号の低音バンド領域を 減衰する。中央局のなかで、アナログ入力信号を等価的なデジタルに変換するチ ャネルバンクが存在する。デジタル音声信号は１つもしくは複数のデジタル電話 交換機による受信電話セットに結合される。信号が受信電話セット供給される前 に、それは、最終交換機および受信電話セットの間に存在する他の中央局でアナ ログフォーマットに変換して戻される。チャネルバンクは、アナログからデジタ ルへの変換プロセスの間に、入力音声信号の低音部分を減衰する。 あるネットワークは、それ故に、入力電話セットおよび中央局において、入力 音声信号の低音領域を２回減衰する。入力信号の低音領域の減衰は、受信電話セ ットで話手の声を正しく表現していない音声信号にする。 電気通信ネットワークにおいて、エンハンスメントされた音声信号を提供する 一つの従来アプローチは、固定利得技術を利用する。固定利得アプローチにおい て、音声信号の低音部分は、信号が電気通信ネットワークにある間に、そして受 信電話セットに供給される前に増幅される。このアプローチは、ネットワークの ある点の固定利得により入力信号の減衰を補償する。このアプローチは、また、 低音バンド領域の中であらかじめ注目されている背景雑音を増幅する。 さらに、もし、入力音声信号が大きい音信号であれば、例えば、話手が高デシ ベルで話していれば、固定利得エンハンスメントアプローチは、さらに高デシベ ル信号を増幅し、そのため、聞いて不愉快な受信電話セットにおける信号となる 。あるいは、高デシベル入力信号に固定利得を適用することは、ネットワーク要 素で異なるがオーバドライビング／飽和ドライビングを生じ、固定利得が適用さ れなかった時よりより明瞭度をなくす。 音声エンハンスメントに対する固定利得技術に関連した問題は、さらにデータ が音声バンドにおいて電気通信ネットワークに送信される時に生じる。これは、 ファクシミリ機械および成長し続けるコンピュータと結合するモデムの使用のよ うな電気通信システム全体に生じることになる。モデムもしくはファクシミリ機 械は、高振幅で高周波、例えば、２７００Ｈｚで音声バンドデータを送信する。 それ故に、固定利得技術は、音声バンドデータ信号に適用されるべきであり、そ れは不必要に増幅されることになり、そのため、受信端末において使用されるこ とが困難な音声バンドデータ信号になる。 音声バンドデータの送信を検出する検出器が、音声バンドデータの送信に伴う 問題を解決するために使用された。これらの検出器は、エンハンスメント回路を ディセーブルするためのエンハンスメント回路に外部制御リンクを必要とする固 定利得エンハンスメント回路を遠隔操作する。これは、音声バンドデータが増幅 されないことを保証する。 前に開発された音声エンハンスメントシステムに伴う他の問題は、電気通信ネ ットワークにおける入力音声信号伝搬が衝突しもしくは固定利得音声エンハンス メント回路を含む多重ネットワーク要索（タンデムネットワーク）を通過しなけ ればならない時に生じる。現在の固定利得音声エンハンスメントシステムは入力 音声信号がすでに固定利得技術により調整されていた時を、検出できない。それ 故に、タンデムネットワークの第１要素で増幅される音声信号は、ネットワーク における第２要素により継続的に再び増幅される。この付加された増幅は、音声 信号の飽和を生じ、もしくは少なくとも、受信電話セットで聞いて不愉快な信号 をつくる。また、音声信号への多重信号は、タンデムネットワークにおいて音声 信号の発振を生じる。 信号が予めエンハンスメントされているかどうかを検出（タンデム検出）する ための第１の先行アプローチは、通常は、音声信号がエンハンスされたかどうか の指示として、通常２０Ｈｚのオーダで副音声トーンの生成と検出を含む。その ようなトーンは、通常、周波数選択フィルタがない中央デジタルネットワーク全 体に自由に通過する。副音声トーンをもつ音声信号がデシタルネットワークを出 るが、しかし、加入者に渡される前にアナログに変換される時、トーンはコーデ ックおよび変換フィルターにより取り去られる。加入者は、タンデム化されたネ ットワークの間を通過する副音声トーンなしに、ネットワークでコンフェランス バックすることによりタンデム化された状態を作ることができる。このあらかじ めエンハンスメントされた信号は、副音声信号なしに、ネットワークにおいて付 加的された時間でエンハンスメントされ、それは前に述べたような満足でない信 号となる。 発明の要約 それ故に、従来の音声エンハンスメントシステムに関連する問題を除去する音 声エンハンスメントシステムに対する必要が生じる。 ネットワークの無音期間の間の電気通信ネットワークの背景ノイズを増幅しな い音声エンハンスメントシステムの必要が存在する。 より高いレベルの音声信号を増幅しない音声エンハンスメントシステムの必要 が存在する。 より高いレベルの音声信号をオーバドライブもしくは飽和しない音声エンハン スメントシステムに対する必要性が存在する。 独立外部検出器を必要としない音声バンドデータの送信を検出する音声エンハ ンスメントシステムに対する必要がさらに存在する。 タンデムネットワークにおいて効果的に動作する音声エンハンスメントシステ ムの必要がさらに存在する。 音声信号の発振を生じない音声エンハンスメントシステムの必要がさらに存在 する。 音声信号が、副音声トーンの存在しないもしくは存在することに依存しないよ うに予めエンハンスメントされたかどうかを検出するための必要が、しかし存在 する。 それ故に、本音声エンハンスメントシステムの概念は、ネットワークの呼にお いて、無音期間の背景雑音の増幅を予防する。 本システムの概念は、さらに、充分な強さの音声信号が増幅されないように音 声信号の増幅を適応的に変更する。 本システムの付加的な概念は、高レベル音声信号はオーバドライブもしくは飽 和されないことを保証する。 本発明の他の概念は、それが音声バンドデータの送信を内部で検出し、そして 適切に信号エンハンスメントをディセーブルにすることである。 本発明の音声エンハンスメントシステムの概念は、さらに、それがタンデムネ ットワークにおいてうまく利用できることである。 本システムの他の特徴は、音声信号の発振を生じることをできるだけ最小にす ることである。 しかし、本発明の他の概念は、音声信号が、副音声トーンのないもしくはある に依存しないように、予めエンハンスメントされたかどうかを検出するためのシ ステムと方法を提供することである。 本発明に従って、音声エンハンスメントシステムは、先行する固定利得エンハ ンスメントシステムに関連する欠点および問題を実質的に除去もしくは減少する 。 本発明の適応利得制御音声エンハンスメントを含むシステムは、入力と出力の 間に結合されて、音声信号を受信するための入力と、音声信号を受信するための 出力を含む。その結合は、音声信号の平均パワーを決定するためのパワー平均器 をもつ音声エンハンサを含む。音声エンハンサは、また音声信号の予めきめられ た部分を減少するためのイコライザー、および予めきめられた平均パワーに応答 してイコライズされた音声信号をスケーリングするためおよび出力にスケールさ れた信号を提供するための出力スケーラを含む。 特に、本発明の音声エンハンサは、音声バンドデータ検出器およびタンデム音 声エンハンスメント検出器を含み、その何れも音声エンハンスメントを適切にデ ィセーブルできる。 本発明の音声エンハンスメントをもつ適応利得制御をするための方法は、入力 音声信号の平均パワーを決定すること、および入力信号の平均パワーに応答して スケーリングファクタを決定することを含む。本発明の方法は、また、入力音声 信号の予めきめられた部分を減少することにより入力音声信号をイコライズする ことを含む。本発明の方法は、予め決められたスケーリングファクタでイコライ ズされた入力信号をスケールリングすること、および出力にスケールされた音声 信号を結合することを含む。 より特徴的には、本発明の方法は、適応利得制御音声エンハンスメントをする 本方法は、音声バンドデータの検出もしくは、タンデムエンハンスメントに基づ く出力からスケールされた音声信号の結合解除をすることである。 本発明の概念は、電気通信ネットワークにおける音声エンハンスメントをする ための方法を提供する。その方法は、入力音声バンド信号の平均パワーを決定す ること、および入力音声バンド信号の平均パワーに応答して自動的な利得ファク タを決定することを含む。本発明の方法は、さらに入力音声バンド信号の予めき められた部分を減衰することにより入力音声信号をイコライジングし、そしてス ケーリングファクタでイコライズされた音声バンド信号をスケールすることを含 む。本発明の方法は、さらにスケールされた音声バンド信号に自動利得ファクタ を適用することを含む。 さらに、本発明の他の概念は、予めきめられた最小パワーレベル以上であるが 第１の予めきめられたパワーレベル以下の平均パワーをもつ音声バンド信号に利 得を与えること、第１の予めきめられたパワーレベル以上で第２の予めきめられ たパワーレベる以下の平均パワーをもつ音声バンド信号を変更しないこと、ここ に第２の予めきめられたレベルは第１の予めきめられたパワーレベルより大きい ものであり、そして第２の予めきめられたレベル以上の音声バンド信号を減衰す ることを含む。 しかし、本発明の他の概念は、電気通信ネットワークにおける音声バンド信号 をエンハンスメントする方法を提供する。本発明の方法は、入力音声バンド信号 の平均パワーを決定すること、および入力音声バンド信号の平均パワーに応答し て、自動的な利得ファクタを決定することを含む。この方法は、さらに、入力音 声信号の予めきめられた部分を減衰することにより入力音声信号をイコライズす ること、およびスケーリングファクタでイコライズされた音声バンド信号をスケ ーリングことを含む。本発明は、また、予めきめられたパワーレベル以上である が第１の予めきめられたパワーレベル以下の平均パワーレベルをもつ音声バンド 信号に利得を与えること、第１の予めきめられたパワーレベルであるが第２の予 めきめられたパワーレベル以下の平均パワーをもつ音声バンド信号を変更しない こと、ここに第２の予めきめられたレベルは第１の予めきめられたパワーレベル より大きいものであり、そして第２の予めきめられたレベル以上の平均パワーレ ベルをもつ音声バンド信号を減衰することによりスケールされた音声バンド信号 に自動時に利得ファクタを適用することを含む。 本発明の概念は、さらに、電気通信ネットワークの構成において、音声バンド 信号をエンハンスメントするためのシステムを提供する。本発明のシステムは、 音声バンド信号の平均パワーを決定するためのパワー平均を含む。音声バンド信 号の予めきめられた部分を減衰させるイコライザおよびスケーリングファクタに よりイコライズされた音声バンド信号をスケーリングするための出力スケーラを 含む。本発明のシステムはまた、スケールされた音声バンド信号に自動的に利得 ファクタを適用するための自動利得エンハンサーを含み、そしてここに自動利得 エンハンサは、は入力音声信号の平均パワーに独立である。 さらに、本発明の自動利得エンハンサは、予めきめられた最小平均パワーレベ ル以上であるが、第１の予めきめられたパワーレベル以下の音声バンド信号に利 得を与え、第１の予めきめられたパワーレベル以上であるが第２の予めきめられ たパワーレベる以下の平均パワーをもつ音声バンド信号に利得もしくは減衰をあ たえず、ここに第２の予めきめろれたレベルは第１の予めきめられたパワーレベ ルより大きいものであり、そして第２の予めきめられたレベル以上の平均パワー レベルをもつ音声バンド信号を減衰する。 本発明の適応利得制御（ＡＧＣ）システムの音声エンハンスメントシステムの 技術的利点は、話手の音声により似ているエンハンスメントされた音声信号を提 供する。本発明の適応利得制御音声エンハンスメントシステムは、電気通信ネッ トワークにおいて送信される音声信号もしくは音声バンドデータ信号のいずれか に互換性がある。 本発明の音声エンハンスメントシステムは、また、現在利用可能な固定利得制 御音声エンハンスメントシステムに関連する問題を除去する技術的利点を提供す る。本システムの適応利得制御は、ハイベルの力信号を減衰し、そして低レベル の入力音声信号を増幅する。それ故に、本発明は、最初にハイレベルである入力 音声信号を飽和しないであろう。 本発明は、それ故に、ハイレベルで最初にある入力音声信号を飽和しない。 さらに、本発明の適応利得制御音声エンハンスメントシステムの技術的利点は 、遠隔電話セットの間で進行する会話における無音周期では増幅しないことであ ろう。それ故に、本発明のシステムは、音声信号が送信されない時、ネットワー ク背景雑音を増幅しない。 本発明の他の技術的利点は、予めエンハンスされている音声信号をタンデムネ ットワークにおいて、検出できることである。タンデム構成の検出において、本 システムは、予めエンハンスメントされた信号がふたたび増幅されないように自 身をディセーブルできる。これは、ネットワークにおける信号の発振条件を予防 する技術的利点を提供する。 しかし、本システムの他の技術的利点は、音声バンドデータの送信の検出およ び要求されるような信号の適応利得をディセーブすることをが可能である。本発 明は、また、タンデムネットワークもしくは音声データの検出により自己ディセ ーブすることであり、そして外部制御リンクもしくは検出器を必要としない。 本発明の他の技術的な利点は、既存の電気通信装置、例えば、ネットワークの エコーキャンセラーに装備できることであり、本発明のシステムは、また、既存 の電気通信ネットワークと互換性がある。 しかし、本発明の他の技術的利点は、音声信号が、あらかじめエンハンスメン トされているかどうかを検出し、そして信号の副音声トーンを必要としないで信 号の過度のエンハンスメントを防ぐことである。 図面の簡単な説明 本発明とその利点のより完全な理解のために、以下の説明が付属の図面を参照 してなされる。同じ参照番号は、同じ内容を表す。 図１は、本発明の音声エンハンスメントシステムの適応利得回路を図示するも のである。 図２は、音声エンハンスメントのための適応利得制御回路により実行されるス テップの代表的フローチャートである。 図３Ａは、本発明の適応利得制御プロセスの異なるステージにおける代表的な 音声信号を図示するものである。 図４は、電気通信ネットワークにおいて本発明の音声エンハンスメントシステ ムの可能な構成を示すブロック図である。 図５は、本発明の音声エンハンスメントのための適応制御システムを実施する 電気通信ネットワークのブロック図である。 図６は、本発明の音声エンハンスメントシステムのための別の実施例のブロッ ク図である。 図７は、本発明の音声エンハンスメントシステムを実施する電気通信システム のブロック図である。 図８は、図６の音声エンハンスメントシステムに従う自動利得エンハンスメン ト機能の例を示す図である。 図９Ａと９Ｂは、図７のタンデム化された音声エンハンスメントの可能な動作 シナリオである。 発明の詳細な説明 本発明の実施例は、各図面に図示されていて、同じ番号が各図の同じおよび対応 部分を説明するのに使用される。 図１は、本発明の適応利得制御（ＡＧＣ）音声エンハンスメントシステムを実 施するためのブロック図を図示する。本発明の音声エンハンサ１０は入力１０と 出力１４に結合される。入力１２は、通常、電話セットから入力音声信号を供給 する任意の装置である。出力１４も同様に、電話セットに出力音声信号を生成す るために使用される任意の装置を含む。 入力１２は、低音バンドイコライザ、パワー平均器１８、低音体高音パワー比 較器２０、および音声エンハンサ１０の入力サイドの音声バンドデータ検出器２ ２を並列に結合する。低音バンドイコライザ１６（もしくはイコライザ）は、入 力信号の高音部分の振幅を減衰することにより入力音声信号をイコライズする。 低音バンドイコライザ１６は、入力音声信号の高音部分の振幅を減少するデジタ ルフィルタにおいて実施される。入力信号の低音と高音の間の通常の境界は、約 ３００Ｈｚであり、しかし、本発明の進歩性の概念から逸脱することなく可能で ある。低音バンドイコライザ１６は、入力電話セットにより、もしくは中央局の チャネルバンクにおける信号のアナログからデジタルへの変換により導入される 入力信号の低音バンド歪みをイコライズする。 音声エンハンサ１０のパワー平均器１８は入力信号の平均パワーを測定する。 これは、様々な方法で達成され、そしてパワー平均器１８の実施例は入力１２か ら整流入力信号が通過するローバスフィルタである。 タンデム音声エンハンスメント検出器もしくは低音対高音パワー比較器２０が 、音声エンハンサ１０の入力サイドにまた含まれる。低音対高音パワー比較器２ ０は電気通信ネットワークの入力信号のポテンシャルタンデムエンハンスメント を検出する。低音対高音パワー比較器２０はたえず入力信号の高音対低音パワー 比をモニターする。平均入力信号に対して、低音対高音パワー比は一般的に予め きめられた範囲内にあることが知られている。ネットワークにおいて、入力電話 セットと中央局のチャネルバンクは、低音信号を減衰し、それによりその比を減 少することが、また知られている。低音対高音パワー比較器２０は、連続的に入 力信号のこの比をモニターする。もし、モニタされた低音対高音パワー比がエン ハンス信号に対して期待されるより低ければ、その時、低音対高音パワー比較器 ２０は、タンデムエンハンスメント回路が提示されていないことを識別する。反 対に、もしモニターされたパワー比が期待されているものに等しいかそれより高 ければ、その時低音対高音パワー比較器２０はタンデム音声回路が提示されてい ることを識別する。低音対高音パワー比較器２０は、音声エンハンサ１０がタン デムネットワークで使用できるように入力音声信号があらかじめエンハンスされ ているときを検出する技術的利点を提供する。 音声バンドデータ検出器２２は、また入力信号を解析する。音声バンドデータ 検出器２２は、入力音声信号が音声バンドデータであるかどうかを検出する。音 声バンドデータ検出方法は、よく知られた技術であり、ここでは詳述しない。音 声エンハンサ１０は、音声バンドデータが検出された時、入力信号の適応利得制 御がディセーブルされるように公知技術の検出方法の一つを導入する。音声バン ドデータ検出器２２は、外部制御リンクおよび検出器を必要とすることなく、音 声エンハンサ１０への音声バンドデータの転送を内部的に検出するという技術的 利点を提供する。 ＡＧＣエンハンスメントディセーブル２４が低音対高音比較器２０と音声バン ドデータ検出器２２に結合される。低音対高音比較器２０と音声バンドデータ検 出器２２にもとづいて、ＡＧＣエンハンスメントディセーブル２４は、音声エン ハンサ１０がスイッチ２６によりディセーブルにされるべきかどうかを決定する 。スイッチ２６のデフォルトポジションは、入力信号の音声エンハンスメントを イネーブルにし、そして、ＡＧＣエンハンスメントディセーブル２４が、入力信 号が予めエンハンスされているか、もしくは入力信号が音声バンドデータのいず れであるかを決定する時、ディセーブルされるであろう。 利得／減衰ルックアップテーブル２８は、パワー平均器１８に結合される。入 力信号の平均パワーが一度パワー平均１８で決定されると、入力信号の平均パワ ーの代表信号は、利得／減衰ルックアップテーブル２８に送られる。利得／減衰 ルックアップテーブル２８は、本発明の発明概念の範囲で、入力音声信号に加え るスケーリングファクタを含む。利得／減衰ルックアップテーブル２８は、入力 信号の平均パワーが高いなら、その時対応スケーリングファクタは、低いように 構成される。これは、高レベル信号の過度の増幅を妨げる技術効果を与え、そし て信号のオーバドライブもしくは飽和を防ぐ。 スケーリングファクタは、入力信号の平均パワーが充分に高ければ、１より小 さくできる。もし、入力信号の平均パワーが低いと測定されたら、その時、対応 するスケーリングファクタは高い。平均入力パワーにおける典型的な入力信号は 、信号の最小利得もしくは減衰を与える対応スケーリングファクタをもち、それ により、あらゆる信号がＡＧＣを受信することを保証する。スケーリングファク タを適応的に変更することは音声信号の発振を防止する技術的利点を提供する。 出力スケーラ３０は、利得／減衰ルックアップテーブル３０に結合される。出 力スケーラ３０は、また、イコライズされた入力信号を出力スケーラ３０に加え る低音バンドイコライザ１６に結合される。出力スケーラ３０は、利得／減衰ル ックアップテーブル２８からの予めきめられたスケーリングファクタを適用し、 対応的にイコライズされた入力信号を増幅もしくは減衰する。出力スケーラ３０ は増幅された信号を出力１４に与える。 通過パス３２が、また、図１に示される。通過パス３２は入力１２とスイッチ ２６のエンハンスメントディセーブルポジション３４に結合される。可変減衰器 ３６が通過パス３２の終端の間に配置される。可変減衰器３６は、音声エンハン サ１０が入力１２に無音を検出した時に、エンハンスされた雑音抑制をするため に音声エンハンサ１０に含めることができる。無音が検出された時、スイッチ２ ６はエンハンスメントディセーブルポジション３４に配置され、そして入力１２ と出力１４の間のパスは通過バス３２によるものである。 通過パス３２のスイッチにおいて、可変減衰器３６は最小減衰にセットされる 。期間全般にわたって、音声しきい値以下の各信号は可変減衰器３６に対する最 大値に向かって増加するように（例えば、３ミリ秒あたり０．５デシベル）可変 減衰器３６において減衰を生じる。可変減衰器３６の減衰を増加することは、ネ ットワークの背景雑音が抑制されることをもたらす。これは、無音期間に背景雑 音のレベルを最小化する技術的利点を提供する。 入力信号のレベルが増加するにつれ、可変減衰器３６の減衰は最小減衰に向か って減衰する。予め決められたしきい値以上の入力信号の短い積分期間（例えば 、入力信号の３サンプル）の後、スイッチ２６は、入力信号の適応利得制御を許 容するそのデフォルトポジションに戻るように移動する。可変減衰器３６は、そ れから最小減衰にリセットされる。 図１で説明される機能ブロックは、本発明の発明概念から逸脱することなく独 立したディスクリート装置もしくは単一集積回路で実施できる。さらに、図１に 記載された機能ブロックは、ハードウェアと同様に、全体的もしくは部分的に実 施されることが注目される。 図１の音声エハンサ１０の動作は、図２のフローチャートおよび図３Ａないし ３Ｄの代表信号に関連して議論される。 図２は、入力音声信号のＡＧＣに対する本発明の音声エンハンサ１０により実 行される代表ステップである。フローは、ステップ５０で始まり、そしてステッ プ５２で、予めきめられたしきい値より大きい入力信号が検出された時、本音声 エンハンスメントプロセッスが開始される。予め決められたしきい値以下で、無 音が入力１２に存在することを提示し、そして音声エンハンサ１０のスイッチ２ ６がエンハンスメントディセーブルポジション３４に位置される。予めきめられ たしきい値に対する例は、−４０デシベルであるが、ネットワークにおける静止 雑音レベルもしくは入力音声信号のパワーレベルに基づいて適応的に変更できる 。無音が検出され、そしてスイッチ２６がエンハンスメントディセーブルポジシ ョン３４に置かれた時、入力信号は、スケーリングなしに出力１４に与えられる 。これは、無音期間にネットワーク背景雑音の増幅を防止する技術的利点をもた らす。音声エンハンサ１０の入力サイド（低音バンドイコライザ１６、パワー平 均器１８、低音対高音パワー比較器２０、もしくは音声バンドデータ検出器２２ ）に関連するブロックのいずれかは、無音の検出および音声信号の検出に使用で きる。 入力信号の方向において、フレームカウントがステップ５４で開始される。フ レームシステムは、信号の伝達を時間間隔に分割するために、音声エンハンサ１ ０により使用される。音声エンハンサ１０において用いられる典型的なフレーム ピリオドは３ミリ秒で応答する。 入力音声信号が入力１２で検出されると、ステップ５６で音声エンハンサ１０ がその入力信号が先にエンハンスされたかどうかを判定する。上記図１に関連し て説明したように、平均的な会話信号については、低音対高音パワー比は概略予 め定められた範囲内にある。ステップ５６で、低音対高音パワー比較器２０は、 低音対高音パワー比がタンデム構造が存在し先行してエンハンスされた信号と一 致するかどうかを判定するために、低音対高音パワー比を計測する。ステップ５ ８で、タンデムエンハンスメントが存在するかどうかについて判定がなされる。 もし、タンデムエンハンスメントが存在するなら、フローはステップ６０に進み 、このステップでＡＧＣ音声エンハンスメントディスエイブル２４により適切な 信号がスイッチ２６又はこれに相当するものに送られることにより、ＡＧＣ音声 エンハンスメントがディスエイブルされ、この結果、スイッチ２６がそのエンハ ンスメントディスエイブル部分３４に移動するであろう（図１参照）。スイッチ ２６が音声エンハンスメントをイネーブルにすることに関しデフォルトな位置に 存在するので、もし、タンデム構造がステップ５８で検出されないなら、フロー はステップ６２に進む。 ステップ６２で音声バンドデータの存在が検出される。音声バンドデータ検出 器２２は周知の音声バンドデータ検出方法を実施するものであるので、詳細な説 明は不要であろう。ステップ６４で音声バンドデータが入力信号に存在するかど うかについての問い合わせがなされる。もし、音声バンドデータ検出器２２が入 力１２での音声バンドデータの伝送を感知したら、ステップ６４で音声バンドデ ータ検出器２２は適切な信号をＡＧＣエンハンスメントディスエイブル２４に送 信し、ステップ６０でＡＧＣエンハンスメントディスエイブル２４がスイッチ２ ６又はこれに相当するものをエンハンスメントディスエイブル部分３４に移動さ せる。もし、音声バンドデータ検出器２２がステップ６４で存在しないなら、フ ローはステップ６６に進む。 ステップ５６での低音対高音パワー比の計測によるタンデム構造の検出、及び 、ステップ６２での音声バンドデータの伝送の検出は、同時に又は図２に示す順 とは逆の順序で、生じうることに留意すべきである。また、スイッチ２６又はこ れに相当するものが前記デフォルトな位置に存在することは、本発明の創造する 概念の範囲内であることに留意すべきである。先行するエンハンスされた信号又 は音声バンドデータの検出において、音声エンハンスメント回路１０はスイッチ ２６でディスエイブルになるであろう。 ステップ６６で、平均化器１８は入力信号のパワーを計測し、ステップ６８で 、平均化器１８は入力信号の平均パワーを判定する。ステップ７０で、平均化器 １８は、計測された平均パワーに関係する信号を、利得／減衰ルックアップテー ブル２８に送る。ステップ７０で、利得／減衰ルックアップテーブル２８は、計 測された平均入力パワーに基づいた利得／減衰ファクタ又はスケーリングファク タを与える。スケーリングファクタは前述のように計測された平均パワーに関係 する。ここで、高い平均パワーの入力信号は低い即ち減衰用スケーリングファク タに対応し、低レベルの入力信号は増幅用スケーリングファクタに対応する。ス テップ７２で、低音バンドイコライザ１６は入力音声信号をイコライズする。 図３Ａは代表的な入力音声信号の一例を示す。Ｘ軸１００は入力信号の周波数 であり、Ｙ軸１０２は入力信号のデシベル（ｄＢ）で表した増幅率である。入力 信号１０４は低音領域１０６及び高音領域１０８に関連する。低音領域１０６及 び高音領域１０８の間における境界は、他の境界線も考えられ得るが、線１０９ で３００Ｈｚであると考えられる。入力信号１０４の低音領域１０６は、高音領 域１０８に比べて、入力電話セット及び中央局のチャネルバンクの一方又は双方 により、減衰させられる。 図３Ｂは入力信号１０４をイコライズするためにステップ７２で低音バンドイ コライザ１６により適用される伝達関数１１０を示す。伝達関数１１０は、入力 信号１０４の低音領域１０６に比べて、入力信号の等温領域１０８の増幅率を減 少させることに留意すべきである。 図３Ｃは低音バンドイコライザ１６において続くステップ７２で信号１０４を イコライズされた信号１１３を示す。伝達関数１１０による低音バンドイコライ ザ１６における続くイコライズを行うことにより、イコライズされた信号１１３ は信号の全周波数範囲にわたって相対的に平坦になるように増幅される。ステッ プ７０でのスケーリングファクタの判定及びステップ７２での入力信号のイコラ イズは、同時に又は図２に示す順とは逆の順序で、生じうることに留意すべきで ある。フローはステップ７４に進み、ここでイコライズされた信号１１３のスケ ーリングが行われる。出力スケーラ３０はイコライズされた信号１１３にスケー リングファクタを適用する。 図３Ｄは代表的な２つのスケーリングされた出力信号を示す。即ち、信号１１ ４は正の即ち増幅用スケーリングファクタの作用により生じるイコライズされた 信号１１３を示し、信号１１６は負の即ち減衰用スケーリングファクタの作用に より生じるイコライズされた信号１１３を表す。入力信号へのスケーリングファ クタの適用に続き、処理はフレームカウンタのステップ７６に進む。スケーリン グファクタの急激な変更を回避するために、スケーリングファクタは最大でＸｄ Ｂの変化となるようにＮフレーム毎に調整される。ここで、例えばＮは３ミリ秒 に対応する２４であり、Ｘは．５ｄＢである。従って、フレームカウンタはステ ップ７６でインクリメントされ、ステップ７８でフレームカウンタはフレームの 数がＮを超える数に達したかどうかを判定する。もし超えないなら、フローはス テップ７４に戻り、そこで、先に決定したと同様のスケーリングファクタがフレ ームカウントがＮを超えるまで入力信号に適用される。ステップ７８で、もし、 フレームの数がＮを超えるなら、フローはステップ５２に戻り、そこで、全ての 処理が再び開始される。これはスケーリングファクタの急激な変更を防止する。 図２のフローは入力信号の連続的な適応性ある利得調整（ＡＧＣ）を許容する ことに留意すべきである。スケーリングファクタは、入力信号が変化するので入 力信号の利得の変更を許容するために、信号の伝送のＮフレーム毎に再判定され る。図２及び図３Ａ乃至図３Ｄに関連して述べた方法論は、本発明において可能 な実施例の代表的なものであること、及び、他の実施例も本発明の創造的な概念 から離れることなく実施可能であることに留意すべきである。 図４は典型的な電気通信ネットワークにおけるエコーキャンセラネットワーク 要素８０の音声エンハンサ１０の実施例のブロック図を示す。エコーキャンセラ ネットワーク要素８０の一例はＤＳＣコミュニケーションズコーポレーションに より製造販売されたＥＣ２４エコーキャンセラである。音声エンハンサ１０は、 エコーキャンセラネットワーク要素８０において処理されるであろう入力音声信 号を与える長距離入力８６に結合されたエコーキャンセラネットワーク要素８０ 内に示される。音声エンハンサ１０は、上記図１乃至図３Ｄに関連して述べられ た入力音声信号の必要なＡＧＣスケーリングを実行し、テール出力８８にハイブ リッド９０へのエンハンスされた信号を供給する。ハイブリッド９０は加算回路 ８４を通ってエコーキャンセラ適応フィルタ８２へ連なるテール入力９２に結合 される。加算回路８４は長距離出力９４へ出力信号を供給する。２線伝送方式に おける反射効果を除去するためのエコーキャンセラ要素８０の動作は周知の技術 であり、ここで述べることはしない。電気通信ネットワーク内の他の要素も音声 エンハンサ１０に適した位置に存在するので、音声エンハンサ１０はエコーキャ ンセラネットワーク要素８０に設けなければならないものではないことに留意す べきである。音声エンハンサ１０を含むエコーキャンセラネットワーク要素８０ は電話スイッチ内に又はこれから分離して設けられても良いことに留意すべきで ある。 図５は、入力１２から出力１４への改善された音声信号伝送を与えるために、 本発明のＡＧＣ音声エンハンスメントシステムを組み込んだネットワークの一例 である電気通信ネットワーク１２０を示す。ネットワーク１２０は地上線ネット ワーク又は無線ネットワークである。入力１２は中央局１２２に結合された入力 電話セットを含む。中央局１２２はチャネルバンクにおいてアナログ音声信号を デジタル信号に変換する。中央局１２２は電話スイッチ１２４の結合を与える。 スイッチ１２４は音声エンハンサ１０が含まれるエコーキャンセラネットワーク 要素８０に結合される。エコーキャンセラ要素８０はスイッチ１２６及び可能な 他の要素に結合される。スイッチ１２６は、音声エンハンサ１０を含むエコーキ ャンセラネットワーク要素８１が当該スイッチの外部ではなくその内部に設けら れる実施例を示す。いずれの音声エンハンサ１０の位置も本発明の創造する概念 から離れることなく用いることができる。スイッチ１２６は中央局１２８に結合 され、そこで出力１４との結合を与えられる。ネットワーク１２０のエコーキャ ンセラ８０及び８１におけるＡＧＣ音声エンハンサ１０の機能は、先に述べた。 入力１２及び出力１４は電話での会話の進行に伴ってその役割を交換し、これに より、入力１２と出力１４との間での２線式の通信リンクを可能とする。エコー キャンセラ要素８０及び８１における音声エンハンサ１０の実施例は、本発明の 音声エンハンサ１０の位置の一例に過ぎないことに留意すべきである。 本発明の音声エンハンサ１０の動作において、入力音声信号は入力１２におい て受信される。低音バンドイコライザ１６は入力信号の高音領域を減衰すること により入力信号をイコライズする。これは、基本的に、ネットワークの種々の要 素により減衰された低音領域を既に有している信号を等価する。平均化器１８は 入力信号の平均パワーを計測し判定する。利得／減衰ルックアップテール２８は 、計測された平均パワーに基づいて、入力信号に適用されるべきスケーリングフ ァクタを与える。出力スケーラ３０は、等価された信号にスケーリングファクタ を適用し、出力１４にスケールされた信号を供給する。入力信号のレベルが変動 に伴いスケーリングファクタもそのように変動させるため、スケーリングファク タは連続的に更新される。これは音声信号の利得調整に適応するためのものであ る。音声エンハンスメント１０のデフォルトモードは音声信号に対する音声エン ハンスメントを与える。 音声バンドデータ検出器２２は、入力信号が標準的な音声信号に対する妨害と なる音声バンドデータを含むかどうかを判定するために、入力信号を解析する。 低音対高音パワー比較器２０は、信号が先にネットワークにおいてエンハンスさ れているかを判定するために、入力信号の低音部分の高音部分に対するパワー比 を計測する。もし、先行するエンハンスメント又は音声バンドデータが検出され たら、ＡＧＣエンハンスメントディスエイブル２４がスイッチ２６を出力１４か らエンハンスされた音声信号を切り離す。 従って、本発明のＡＧＣ音声エンハンスメントシステムは、入力音声信号にス ケーリングファクタを適用することにより、及び、受信側電話セットでの話者の 音声をより良く表した信号を与えるために入力音声信号を増幅／減衰することに より、適応した利得調整を与える。本発明は、入力信号の連続的かつ適応した監 視と入力信号の適切なスケーリングとにより、従来の固定的な利得音声エンハン スメントシステムに関連した問題を除去する。入力信号が受信電話セットの出力 で受信された時に、入力音声信号をより忠実に表したものが得られるようにする ため、入力信号の変化は応答される。 図６は、音声信号エンハンスメントを与えるための本発明のシステム及び方法 の選択的な実施例のブロック図を示す。図６の音声エンハンサ１３０は、図１の 音声エンハンサ１０に良く似ており、図１乃至図５に関連する記述において述べ た音声エンハンサ１０と同様の仕方で動作する。音声エンハンサ１３０は入力１ ２及び出力１４に結合される。音声エンハンサ１３０は入力１２と出力１４との 間に結合されたシグナルプロセッサ１３１を含む。シグナルプロセッサ１３１は 、入力電話ステーションセットで又はチャネルバンクにおけるデジタル化の間に 音声信号の減衰の効果に対して、音声信号に適切な補償を与えるために、入力１ ０で受信された音声信号を処理する。シグナルプロセッサ１３１は、２ステップ の処理でエンハンスされた音声信号を与える。第１に、それは、信号を等価する こと及びスケーリングすることにより、入力１２での減衰の効果を除去する。第 ２に、それは、音声信号から減衰の効果を除くためのみならず、音声信号が聴く 者に対して快適なレベルであるようにするために、スケーリングされた信号に対 して適切な利得又は減衰を与える。 シグナルプロセッサ１３１は入力１２に結合されたイコライザ１３２を含む。 また、イコライザ１３２は出力スケーラ１３４に結合され、出力スケーラ１３４ は更に自動利得エンハンサ（ＡＧＥ）１３６に結合される。イコライザ１３２、 出力スケーラ１３４及びＡＧＥ１３６は、入力１２と出力１４との間のパスを形 成し、また音声信号をエンハンスするのに必要な信号処理を実行する。イコライ ザ１３２は音声エンハンサ１０の低音バンドイコライザ１６に類似であり、入力 信号の高音部分の振幅を減衰することにより入力音声信号をイコライズする。イ コライザ１３２は入力信号の高音部分の振幅を減少させるデジタルフィルタによ り実施されるであろう。イコライザ１３２は、基本的に、入力電話セットにより 又は中央局のチャネルバンクにおける信号のアナログトゥデジタル変換により導 入された入力信号の低音バンドの歪を等価する。 出力スケーラ１３４はイコライザ１３２に結合し、イコライザ１３２から等価 された信号を受信する。出力スケーラ１３４はイコライザ１３２から受信した等 価された信号の全部についての利得を与える。出力スケーラ１３４の一実施例に おいては、それは、等価された信号に対して予め定められた固定の、例えば９ｄ Ｂの利得量を与える。他の実施例においては、出力スケーラ１３４は、利得／減 衰ルックアップテール１３７を用いて、適切な利得機能を与える。平均化器１８ により決定され入力１２から受信した音声信号の平均パワーに基づいて、ルック アップテール１３７は出力スケーラ１３４に制御信号を供給する。この方法は、 音声信号に対してスケーラ１３４により供給される利得又は減衰をダイナミック に決定することを許容する。このように、出力スケーラ１３４は、入力電話セッ ト又は中央局により引き起こされた減衰を有する信号における訂正を生じるイコ ライザ１３２から受信した等価された信号の全体に対して利得を与える。等価さ れスケーリングされた結果である音声信号はより自然な響きの音声信号となる。 出力スケーラ１３４からのスケーリングされた出力音声信号は、更なる処理の ためにＡＧＥ１３６へ供給される。出力１４で供給される信号を聴く者にとって 快適なものとするために、ＡＧＥ１３６はスケーリングされた出力信号を処理す る重要な信号を供給する。ＡＧＥ１３６はスケーラ１３４から受信した信号に対 して適切な利得又は減衰の量を与える。平均化器１８により判定された計測され た平均パワー及び利得／減衰ルックアップテーブル１３７を用いて、ＡＧＥ１３ ６は、出力スケーラ１３４からのスケーリングされた信号に対して、適正な自動 利得エンハンスメントを与える。ＡＧＥ１３６及びテーブル１３７は、入力１２ からの無音は利得がなく、低レベル信号は適切な利得を受信し、平均レベルの信 号は利得を受信せず、「ホット」な即ちハイレベル信号は適切に減衰されるよう に構成される。このようにして、シグナルプロセッサ１３１は、快適な聴取レベ ルでより自然な又は話者の音声を忠実に表すものとして聴く者に知覚されるであ ろうエンハンスされた音声信号を供給する。 先に述べたように、音声エンハンサ１３０は、図１の音声エンハンサ１０に類 似であって、平均化器１８、音声バンドデータ検出器２２及び利得／減衰ルック アップテーブル２８を含む。先に述べたように、音声エンハンサ１３０の平均化 器１８は入力信号の平均パワーを計測する。入力信号がシグナルプロセッサ１３ １によって適正に処理されるように、この平均パワーの計測に基づいて、平均化 器１８は、イコライザ１３２、出力スケーラ１３４及びＡＧＥ１３６へ制御信号 を供給する。平均パワーの計測が出力スケーラ１３４からのスケーリングされた 出力信号へ適切な利得又は減衰を与えるためにＡＧＥ１３６により用いられるよ うにするために、平均化器１８からの平均パワーの計測は、また、利得／減衰ル ックアップテーブル２８へ供給される。 平均化器１８の重要な構成は、もしそれが予め定められた閾値、例えば−３０ ｄＢｍ０以下の信号を検出したなら、本質的に信号処理が全く行われないように するために、平均化器１８は、入力１２と出力１４との間でシグナルプロセッサ １３１を通って実質的にトランスペアレントなパスをイコライザ１３２、出力ス ケーラ１３４及びＡＧＥ１３６が与えるような制御信号を供給するであろう。こ れは、例えば、無音が入力１２に現れる場合に重要である。平均化器１８は、無 音を検出し、ネットワークの背景チャネル雑音がシグナルプロセッサ１３１内で 増幅されないことを保証する。これに加えて、シグナルプロセッサ１３１は、ま た、無音が入力１２で検出された時、図１の可変減衰器３６の機能を与えるよう にセットアップされるであろう。これは、無音の期間中、ネットワークの背景雑 音が抑圧されるであろうことを許容する。 音声バンドデータ検出器２２は、また、図６の音声エンハンサ１３０に含まれ る。音声バンドデータ検出器２２は、入力１２から受信した信号が音声バンドデ ータを内部に含むかどうかを判定するために、周知の音声バンドデータ検出技術 を実行する。もし、検出器２２が入力１２から受信した信号に音声バンドデータ の存在を検出したら、それは、シグナルプロセッサ１３１が入力１２と出力１４ との間で本質的にトランスペアレントなパスを形成するようにするために、シグ ナルプロセッサ１３１内の要素により受信される制御信号を生成する。これは、 音声バンドにデータが存在する時、本質的にいかなる信号処理をも妨げる。 図７は、参照符号１３０及び１３０’で表される２つの異なる位置へのネット ワーク１３８内での音声エンハンサ１３０の展開を示す。図７のネットワーク１ ３７は図５のネットワーク１２０に類似しているが、入力１２と出力１４との間 に直列に結合された音声エンハンサ１３０及び１３０’を含む。入力１２は中央 局１２２に結合された入力電話セットを含む。中央局１２２はチャネルバンク内 でアナログ音声信号をデジタル信号に変換する。中央局１２２は、図７には明確 には示さないが図５のネットワーク１２０におけるスイッチ１２４及び１２６に 類似の数個の電話スイッチを含み、ネットワーク１３８への結合を与える。スイ ッチは、更に、典型的には、音声エンハンサ１３０又は１３０’が含まれるであ ろう図５のエコーキャンセラ様の要素８０（図７には明確には示さない）に結合 され又は含まれる。音声エンハンサ１３０又は１３０’は図７のネットワーク１ ３８におけるエコーキャンセラ又はスイッチとの接続を示されないが、音声エン ハンサ１３０又は１３０’がネットワーク１３８内の数カ所に位置することは理 解されるであろう。 図８は図６の音声エンハンサ１３０の利得／減衰ルックアップテーブル１３７ についての更に詳細を示す。前述のように、利得／減衰ルックアップテーブル１ ３７は出力スケーラ１３４からのスケーリングされた出力信号を処理するために ＡＧＥ１３６への入力を供給する。利得／減衰ルックアップテーブル１３７に格 納された情報を用いて、出力１４に供給される信号が受容できるパワーレベルで あるようにするために、ＡＧＥ１３６は適正に低レベル信号に利得を与え又は高 レベル信号に減衰を与えるであろう。ＡＧＥ１３６がスケーリングされた出力信 号の全てに利得又は減衰を与えることに留意すべきことが重要である。図８は図 式的に利得／減衰ルックアップテーブル１３７の内部に含まれる情報を表す。ｄ Ｂｍ０での信号のネットワークへの入力パワーはＸ軸に表され、ＡＧＥ１３６に より与えられる利得又は減衰はＹ軸に示される。曲線１４０は利得／減衰ルック アップテーブル１３７におけるそのような変化における関係を示す。 前述のように、ルックアップテーブル１３７は平均化器１８から入力信号の平 均パワーを受信する。予め定められた最低レベル以下の平均パワーを持つ信号に ついては、ルックアップテーブル１３７は線上に無音が存在するか又は信号に利 得又は減衰が全く与えられていないと考える。図８に与えられる例においては、 −３０ｄＢｍ０以下の平均入力パワーを持つ信号は、無音であるか又はＡＧＥ１ ３６による信号の処理が全く要求されていないと考える。これはネットワーク内 の背景雑音が言うまでもなく又は害となるようには増幅されないということを保 証する。予め定められた最低レベル以上の平均パワーを持つ信号については、こ れらの信号はこれらを受容できる聴取レベルにまで持ち上げるための利得を要求 する。 前述のように、ルックアップテーブル１３７及びＡＧＥ１３６は低レベル信号 に利得を与える。図８に示される例においては、−３０ｄＢｍ０と−１８ｄＢｍ ０との間の平均パワーを持つ信号についての利得は、曲線１４０により表される ように＋４ｄＢである。従って、この範囲の平均パワーを持つ信号は表される定 められた４ｄＢというオーダの利得量を受けるであろう。利得の機能は所望のよ うに可変であることに留意すべきである。図８のＡＧＥ１３６の曲線１４０の例 を続けると、−１８ｄＢｍ０以上で−１５ｄＢｍ０までの平均パワーを持つ入力 信号は、これらの２つのレベルの間の図８に表されるステップ機能に従った利得 を受けるであろう。信号の平均パワーレベルが増加するので、これはこれらの信 号に与えられる利得の量を減少させることに対応する。 図８の例を続けると、−１５ｄＢｍ０と−１０ｄＢｍ０との間の平均入力パワ ーを持つ信号については、ルックアップテーブル１３７及びＡＧＥ１３６はその ような信号に全く利得を与えない。ＡＧＥ１３６による付加的な処理は全く要求 されないので、これらの信号はイコライザ１３２及び出力スケーラ１３４により 処理されると受容できるレベルにある。信号の入力パワーが−１０ｄＢｍ０を越 えると、受信した信号に対する減衰を導入するステップ機能が図示のように実行 される。従って、信号が−１０ｄＢｍ０から−７ｄＢｍ０に増加すると、当該信 号は、図８の曲線１４０に示されるステップ機能に従って、ＡＧＥ１３６により 減衰され始めるであろう。信号が−７ｄＢｍ０に達すると、図８において−４ｄ Ｂとして表される表される定められた減衰量がルックアップテーブル１３７及び ＡＧＥ１３６により導入されるであろう。この方法により、本発明の音声エンハ ンサ１３０は、ネットワーク要素からの音声信号における低音の減衰の影響を除 去するのみならず、出力１４で聴く者にとってより従順な信号を生成するために 低レベル信号に利得を与え、高音レベル信号に減衰を与えるであろう。図８の曲 線１４０の値及び形状は一例としてのみ示されたものであり、本発明の主旨及び 範囲を制限するものではないことに留意すべきである。 図９Ａ及び図９Ｂに進むと、図８に関連して、本発明がタンデムの検出の目的 でどのように使用されるであろうかを示す。換言すれば、音声信号が先行してい つエンハンスされたかを検出するため、及び、信号を適切に処理するためを示す 。前述のように、エンハンスされた音声信号を供給する場合に直面している問題 の１つは、与えられた音声信号が当該信号に対して利得を導入しようとする１個 以上のネットワーク要素を通過しているであろうことである。従って、本発明は 、音声信号が既にエンハンスされている時に認識する新規な技術を提供し、その 後に続くエンハンスメントを通して信号が「損害を受ける」ことを防止する。音 声エンハンサ１３０はこれを、入力１２からの入力信号の平均パワーを連続的に 計測することにより、及び、イコライザ１３２及び出力スケーラ１３４により処 理される信号とＡＧＥ１３６により与えられる利得とを適切に設定することによ り、本質的に達成する。ここに説明したタンデムアルゴリズムを用いて、音声信 号は、ネットワークにおいて使用不可能な信号を生じるような不適切な利得を受 けることがない。 図９Ａの曲線１４４は第１の音声エンハンサ１３０におけるイコライザ１３２ 及び出力スケーラ１３４の機能を表し、一方、曲線１４６は第１の音声エンハン サとタンデムに結合された第２の音声エンハンサ１３０におけるイコライザ１３ ２及び出力スケーラ１３４の機能を表す。この状況は、例えば、ネットワーク１ ３８内の音声エンハンサ１３０’に結合されて表された音声エンハンサ１３０と 共に図７に示される。各々の音声エンハンサのシグナルプロセッサ１３６内のイ コライザ１３２及び出力スケーラ１３４は、受信された信号の入力パワーに基づ いてターンオンしターンオフするようにプログラムされる。音声エンハンサ１３ ０のオンとオフの状態は図９Ａの曲線１４４により表され、一方、音声エンハン サ１３０’のオンとオフの状態は図９Ｂの曲線１４６により表される。 前述のように、平均化器１８は、入力信号のパワーを計測し、イコライザ１３ ２及び出力スケーラ１３４に対して制御信号を供給する。音声エンハンサ１３０ のＡＧＥ１３６の動作について前述したように、入力信号における無音は検出さ れ、適切に扱われなければならない。従って、図９Ａ及び図９Ｂの曲線１４４及 び曲線１４６は、入力信号のパワーが予め定められた最低レベル、例えば−３０ ｄＢｍ０以下である場合には、イコライザ１３２及び出力スケーラ１３４がオフ であることを示す。第１の音声エンハンサ１３０への入力信号のパワーが予め定 められた最低レベルを越えると、イコライザ１３２及び出力スケーラ１３４は、 当該信号の低音部分における減衰の影響を除去するように、信号を処理するであ ろう。例えば、入力信号のこの処理は、信号の低音部分への約９ｄＢという利得 を付加することになるであろう。これは、最初に信号の高音部分を減衰させて次 に信号の全体に利得を与えるという新規な方法により達成される。この方法は、 より詳細に、特に、図３Ａ乃至図３Ｄに関する記述の関連して上述された。 第１の音声エンハンサ１３０におけるシグナルプロセッサ１３６のイコライザ １３２及び出力スケーラ１３４は、入力信号のパワーが予め定められた最高レベ ル、例えば図９Ａに示す−１０ｄＢｍ０以下である限り、この処理を入力信号に ついて行うであろう。入力信号のパワーのレベルが−１０ｄＢｍ０以上になると 、信号の低音部分への利得はもはや要求されず、シグナルプロセッサ１３６のの イコライザ１３２及び出力スケーラ１３４の機能ももはや要求されず、これらの 機能はオフに戻される。図８に示すように、予め定められた最高レベル、例えば −１０ｄＢｍ０より大きな入力パワーを持つ信号については、これらの信号は現 実にＡＧＥ１３６により減衰される。これは、本発明に従って、高レベル又は「 ホット」な信号が適切な信号処理を受けることを保証する。 図９Ｂに進むと、曲線１４６は第２の音声エンハンサ１３０におけるイコライ ザ１３２及び出力スケーラ１３４の機能を表す。曲線１４６は、音声エンハンサ １３０が他の音声エンハンサ１３０と直列に結合されて、入力信号へ音声エンハ ンスメントを与えることを想定する。これは、図７における音声エンハンサ１３ ０及び１３０’の結合により表される。入力信号は電話セット１２で受信され、 中央局１２２により処理され、音声エンハンサ１３０に供給されるので、音声エ ンハンサ１３０は、前述のように、シグナルプロセッサ１３１での信号処理を行 う。入力信号のパワーに依存して、信号のイコライズ及び出力のスケーリングと ＡＧＥ１３６による全信号へ利得を与えることの双方に帰着する。このようなケ ース及び入力信号が２つの型の信号処理を要求することを想定すると、音声エン ハンサ１３０から離れた信号は、最低でもそれに対する４ｄＢの利得を持つであ ろう。これは、信号が第２の音声エンハンサ１３０’で受信された時、音声エン ハンサ１３０’が既に利得を与えられた信号を受信することを意味する。これは 、図９Ｂの曲線１４６におけるイコライザ１３２及び出力スケーラ１３４を活性 化するための予め定められた最低レベルからのシフト、図では−３０ｄＢｍ０か ら−２６ｄＢｍ０へのシフトを引き起こす。曲線１４６の他端において、ＡＧＥ １３６とイコライザ１３２と出力スケーラ１３４との間の相違のため、第２の音 声エンハンサは約−２３ｄＢｍ０でターンオフするであろう。これは利得が既に 音声エンハンサ１３０内のＡＧＥ１３６とイコライザ１３２と出力スケーラ１３ ４により与えられているからである。しかし、ＡＧＥ１３６が出力スケーラ１３ ４から分離されているので、もし信号が既にエンハンスされていても、出力スケ ーラによる過度の利得を与えないようにするために、ＡＧＥ１３６はその信号に 対して減衰を与えることができる。これは、タンデムの検出が達成されること、 及び、信号が飽和せずに利用不可能なものにならないことを保証する。 このように、音声信号は本発明によりエンハンスされ、音声信号が数個の信号 のエンハンスメントを与えるネットワーク要素を通過することに関連する問題が 回避される。 本発明について詳細に説明したが、添付された請求の範囲によって規定された 発明の主旨及び範囲から離れることなく、種々の変形、置換、選択が可能である ことが理解されるであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ Ｅ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．入力音声バンド信号の平均パワーを決定するステップと、 入力音声バンド信号の平均パワーに対応して自動利得ファクタを決定するステ ップと、 入力音声バンド信号の所定の部分を減衰することによって、入力音声バンド信 号をイコーライズするステップと、 イコーライズされた音声バンド信号を、スケールファクタにて、スケーリング するステップと、 上記自動利得ファクタを、このスケーリングされた音声バンド信号に適用する ステップと からなる、電気通信ネットワークにおける音声のエンハンスメントを提供するた めの方法。 ２．入力音声バンド信号のイコーライゼーションを一時停止することによって 、入力音声バンド信号において音声バンドデータを検出し、かつ入力信号におけ る音声バンドデータの検出に応答するステップと、 入力音声バンド信号に変動を与えないように、スケーリングファクタと自動利 得ファクタとを設定するステップと を更に有する、請求の範囲第１項の方法。 ３．自動利得ファクタを適用するステップが、 所定の最小平均パワーレベル以上であるが第１の所定のパワーレベル以下の平 均パワーレベルを持つ、音声バンド信号に利得を与えるステップと、 第１の所定のパワーレベル以上であって第２の所定のパワーレベル以下の平均 パワーレベルを持つ音声バンド信号に変動を与えないステップであって、前記第 ２の所定のパワーレベルが第１の所定のパワーレベルよりも大きいものであるス テップと、 第２の所定のパワーレベル以上の平均パワーレベルを持つ音声バンド信号を減 衰するステップと を更に有する、請求の範囲第１項記載の方法。 ４．平均パワー決定と、自動利得ファクタの決定と、イコーライジングと、ス ケーリングと、適用との、各ステップが、電気通信ネットワークのエコーキャン セレータにおいて実行される、請求の範囲第１項記載の方法。 ５．入力音声バンド信号の所定の部分が実質的に300Hz 以上である、請求の範 囲第１項記載の方法。 ６．自動利得ファクタを適用するステップが、更に、先に決定された、所定期 間のための自動利得ファクタを用いる、請求の範囲第１項記載の方法。 ７．自動利得ファクタを決定するステップが、更に、連続的な自動利得ファク タ間での変動量を制限するステップをもつ、請求の範囲第１項記載の方法。 ８．入力音声バンド信号のイコーライゼーションを一時停止することによって 、入力音声バンド信号の無音期間を決定しかつ入力音声バンドにおける無音の決 定に応答するステップと、 入力音声信号に変動を与えないように、スケーリングファクタと自動利得ファ クタとを設定するステップと を更に有する、請求の範囲第１項記載の方法。 ９．無音期間のノイズレベルが最小化されるように、入力音声バンド信号を減 衰するステップを有する、請求の範囲第８項記載の方法。 １０．入力音声バンド信号の平均パワーを決定するステップと、 入力音声バンド信号の平均パワーに対応して、自動利得ファクタを決定するス テップと、 入力音声バンド信号の所定の部分を減衰することによって、入力音声信号をイ コーライズするステップと、 イコーライズされた音声バンド信号を、スケーリングファクタにて、スケーリ ングするステップと、 所定の最小平均パワー以上であるが第１の所定のパワーレベル以下の平均パワ ーを持つ音声信号を獲得することによって、スケーリングファクタに自動利得フ ァクタを適用するステップと、 第１の所定のパワーレベル以上であって第２の所定のパワーレベル以下の平均 パワーをもつ音声バンド信号に変動を与えないステップであって、当該第２の所 定のパワーレベルが第１の所定のパワーレベルよりも大きいものであるステップ と、 第２の所定のパワーレベル以上の平均パワーレベルをもつ音声バンド信号を減 衰するステップと からなる、電気通信ネットワークにおける音声のエンハンスメントを提供する方 法。 １１．平均パワー決定と、自動利得ファクタ決定と、イコーライジングと、ス ケーリングと、適用との、各ステップが、電気通信ネットワークのエコーキャン セレータにおいて実行される、請求の範囲第１０項記載の方法。 １２．入力音声バンド信号の所定の部分が実質的に300Hz 以上である、請求の 範囲第１０項記載の方法。 １３．自動利得ファクタを適用するステップが、更に、先に決定された、所定 期間のための自動利得ファクタを用いる、請求の範囲第１０項記載の方法。 １４．入力音声バンド信号のイコーライゼーションを一時停止することによっ て、入力音声バンド信号における音声バンドデータを検出し、かつ入力信号にお ける音声バンドデータの検出に応答するステップと、 入力音声バンド信号に変動を与えないように、スケーリングファクタと自動利 得ファクタとを設定するステップと を更に持つ、請求の範囲第１０項記載の方法。 １５．入力音声バンド信号のイコーライゼーションを一時停止することによっ て、入力音声バンド信号における無音期間を決定しかつ入力音声バンド信号にお ける無音の決定に応答するステップと、 入力音声バンド信号のイコーライゼーションを一時停止するステップと、 入力音声バンド信号に変動を与えないように、スケーリングファクタと自動利 得ファクタとを設定するステップと を更に持つ、請求の範囲第１０項記載の方法。 １６．音声バンド信号の平均パワーを決定するためのパワー平均化器と、 音声バンド信号の所定の部分を減衰するためのイコーライザと、 イコライズされた音声バンド信号を、スケールファクタにて、スケーリングす るための出力スケーラと、 自動利得ファクタを、このスケーリングされた音声バンド信号に適用するため の自動利得エンハンサであって、当該自動利得ファクタが入力音声バンド信号の 平均パワーに依存するものである自動利得エンハンサと、 からなる、電気通信ネットワークにおける音声バンド信号にエンハンスメント を与えるためのシステム。 １７．更に、入力音声バンド信号における音声バンドデータを検出するための 、かつイコライザと出力スケーラと自動利得エンハンサとを音声バンド信号の変 動から防止するための、音声バンドデータ検出器からなる、請求の範囲第１６項 記載のシステム。 １８．自動利得エンハンサが、更に、 所定の最小平均パワーレベル以上であるも第１の所定のパワーレベル以下であ る平均パワーをもつ所の、音声バンド信号への利得を与え、 第１の所定のパワーレベル以上であって第２の所定のパワーレベル以下である 平均パワーであって、当該第２の所定のパワーレベルが第１の所定のパワーレベ ルより大きいものである平均パワーを持つ、音声バンド信号に対して利得を与え ないかあるいは減衰し、 第２の所定のパワーレベル以上の平均パワーレベルを持つ音声バンド信号を減 衰する ようにしている、請求の範囲第１６項記載のシステム。 １９．更に、音声バンド信号における音声バンドデータを検出するための音声 バンドデータ検出器であって、当該音声バンドデータ検出器がイコライザと出力 スケーラと自動利得エンハンサとを音声バンド信号の変動から防止するものから なる、請求の範囲第１６項記載のシステム。 ２０．前記パワー平均化器とイコライザと出力スケーラと自動利得エンハンサ とが電気通信ネットワークのエコーキャンセラにもうけられている、請求の範囲 第１６項記載のシステム。 ２１．前記イコライザによって減衰させられた音声バンド信号の所定の部分が 実質的に300Hz 以上である、請求の範囲第１６項記載のシステム。 ２２．更に、音声バンド信号上で前記自動利得エンハンサによって使用される 所の自動利得ファクタを提供するための、利得／減衰ルックアップテーブルから なる、請求の範囲第１６項記載のシステム。