JP2006270147A - 拡声通話装置、拡声通話システム - Google Patents

Abstract

【課題】 周囲雑音に反応してハウリングを起こすことなく、ダブルトーク中の同時通話性を確保できる拡声インターホン装置を提供する。
【解決手段】 拡声インターホン端末１−１は、スピーカー６−１とマイク７−１によりハンズフリー通話を行う端末で、受話音声信号と送話音声信号を比較して受話中と判定した場合は送話音声信号を減衰させ、送話中と判定した場合は受話音声信号を減衰させる音声スイッチ１０−１と、音声スイッチ１０−１から出力された送話音声信号の大小を予め設定した閾値に従って判定し、その結果を出力するレベル検出部９−１と、レベル検出部９−１が小と判定している間はコーディック４−１からの受話音声信号を音声スイッチ１０−１側へ切り替え、大と判定している間はコーディック４−１からの受話音声信号を音声スイッチ１０−１を経由しない経路側へ切り替える第１の切替部１１−１及び第２の切替部１２−１とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ハンズフリー通話を行う拡声通話装置に関する。

従来から、音声スイッチによる片方向通話性を解決するために、それぞれの端末の音響エコー成分を抑制するためのエコーキャンセラーを使用した拡声インターホン装置がある。

又、エコーキャンセラーと音声スイッチを併用したハウリング防止装置、或いは拡声通話装置がある。
特開平１１−２７５２４３号公報 特開平５−７５５００号公報 特開平８−３３５９７７号公報

拡声インターホン装置の場合、ハンドセット通話の場合に比べて音響エコーの量が明らかに大きくなる。従って、特許文献１の構成においてエコーキャンセラーから送信された受話音声信号に対して前記エコーキャンセラーに戻ってくる音響エコー成分が明らかに大きくなってくる。この音響エコー成分の量がエコーキャンセラーの正常動作範囲の能力以下に抑えられれば、エコーキャンセラーのみで安定的に同時双方向通話が成立する。

しかしながら、拡声インターホン装置のスピーカーからの受話音声を十分な音量に確保しようとスピーカー出力音量を上げた場合、その音量増大に伴いマイクに戻る音響エコーの量も大きくなり、容易にエコーキャンセラーの正常動作範囲能力以上の音響エコー成分が戻ってくることになってしまう。この様な系となってしまった場合はエコーキャンセラーが安定した動作をすることができず、ハウリングを起こすという問題があった。特に影響を受けるのは、相手端末の送話よりも十分小さい周囲雑音である（ただしエコーキャンセラーに、一定レベル以下の音量の場合に減衰制御が働く機能を有する場合は、減衰制御の働かないしきい値レベル以上の周囲雑音であるものとする）。相手端末側で送話せず周囲雑音だけとなっているタイミングにおいて、この周囲雑音に対してもこの系が成立してしまっているため、わずかな雑音を起点にハウリングを引き起こしてしまうという問題があった。

相手側の周囲雑音として挙げられるのは、道路沿いの屋外などに拡声インターホン装置が設置された場合の車などの騒音が例となる。

特許文献２の構成において、前記十分な受話音量を確保する場合、特に減衰回路の減衰量を強くしなければならない。しかしながら、この前提においては、双方向同時通話性感じることができる最も重要なダブルトーク中（互いの端末から同時に送話している最中）の場合に前記減衰量を強くする傾向にあるため、実使用上どちらか強い音声の片方向通話と感じてしまうという問題があった。

特許文献３の構成についても、特許文献２の構成の減衰回路と同様に送話減衰器を備えており、自動的に減衰量を最小に設定されることが挙げられているものの、その適正値は予め測定された結果に基づいて固定的に有するため、ダブルトーク中にもこの減衰が発生することによる片方向通話性の発生や、周囲環境変化に適応する柔軟性に書け、更に通話相手毎にその適正値を予め有する必要があるという問題があった。

本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、周囲雑音に反応してハウリングを起こすことなく、ダブルトーク中の同時通話性を確保することができ、エコー成分の減衰を目的とした適正値の事前測定を必要とせず、更には周囲音の秘話性を必要とする端末側からの音が相手側に漏れにくくすることができる拡声インターホン装置を提供することを目的とするものである。

本発明の拡声通話装置は、伝送路によって接続され、端末に備えられるスピーカーとマイクによってハンズフリー通話を行う拡声通話装置であって、伝送路を介して他の端末との間で送受話の音声信号を送受信するディジタル通信インターフェースと、随時音響エコー成分の状況に応じて補正追従して最適な制御を行って自己の音響エコー成分を抑圧するためのエコーキャンセラーと、デジタル音声信号をアナログ音声信号に且つアナログ音声信号をデジタル音声信号に変換するコーディックと、相手端末から送信された受話音声信号のゲインを制御する受話アンプと、前記マイクで受信した送話音声信号のゲインやインピーダンスを制御する送話アンプを備え、受話音声信号と送話音声信号を比較して受話中と判定した場合は送話音声信号を大きく減衰させ、送話中と判定した場合は受話音声信号を大きく減衰させる音声スイッチと、前記音声スイッチから出力された送話音声信号の大小を予め設定したしきい値に従って判定し、その結果を出力することのできるレベル検出部と、前記レベル検出部が小と判定している間は前記コーディックからの受話音声信号を前記音声スイッチ側へ切り替え、大と判定している間は前記コーディックからの受話音声信号を前記音声スイッチを経由しない経路側へ切り替える第１の切替部と、前記レベル検出部が小と判定している間は前記音声スイッチ側からの受話音声信号を前記受話アンプへ切り替え、大と判定している間は前記第１の切替部側からの受話音声信号を前記受話アンプへ切り替える第２の切替部とを備えることとした。

この構成により、音声スイッチから出力される送話音声信号のレベルによって、小の間は音声スイッチの制御機能を利用し、大の間は音声スイッチの制御機能を停止させることで送話音声信号の減衰制御を停止させることができる。

更に、本発明の拡声通話装置は、前記レベル検出部が大と判定している間はその端末の使用者に通知する通知部を備えることとした。

この構成により、拡声通話装置にて通話している拡声通話装置の使用者に送話音声信号が大であるか否かを認識することができる。なお、通知部の構成としては、例えば、目視可能な発光をする発光部や、拡声通話装置を振動させて知らせる振動部など様々な構成が考えられる。

更に、本発明の拡声通話装置は、前記第１の切替部と前記第２の切替部との間にて予め決められたゲインを制御するゲインコントロール部を備えることとした。

この構成により、音声スイッチの制御機能が動作している間と停止している間のレベル差のバランスを調整することができる。

更に、本発明の拡声通話装置は、前記デジタル通信インターフェースを介してゲインに関する情報の通信を行うゲイン情報通信部を備え、前記ゲイン情報通信部は、前記第１の切替部と前記第２の切替部との間に備えられたゲインコントロール部に前記ゲインに関する情報に適合したゲイン制御情報を出力できるものであり、前記ゲインコントロール部は前記ゲイン制御情報に従ったゲインの制御を行うことができることとした。

この構成により、各種相手側拡声通話装置の種類によってそれぞれ発生してしまう受話音声信号のレベル誤差にたいして、ダブルトーク中に無駄な受話音声信号量を拡声しないように微調整することができる。ここで、ゲイン情報通信部は、ゲインに関する情報として、ゲインの情報そのものを通信してもよいし、端末の種別の情報を通信してもよい。通信相手の端末の種別の情報を取得することにより、拡声通話装置は端末の種別の情報からゲインの情報を判定することができる。

本発明の拡声通信システムは、端末に備えられるスピーカーとマイクによって互いにハンズフリー通話を行う拡声通話装置と、前記拡声通話装置と伝送路によって接続された通話装置とを備え、前記拡声通話装置は、前記伝送路を介して互いの端末間の送受話の音声信号を送受信するディジタル通信インターフェースと、デジタル音声信号をアナログ音声信号に且つアナログ音声信号をデジタル音声信号に変換するコーディックと、相手端末から送信された受話音声信号のゲインを制御する受話アンプと、前記マイクで受信した送話音声信号のゲインやインピーダンスを制御する送話アンプと、受話音声信号と送話音声信号を比較して受話中と判定した場合は送話音声信号を大きく減衰させ、送話中と判定した場合は受話音声信号を大きく減衰させる音声スイッチと、前記音声スイッチから出力された送話音声信号の大小を予め設定したしきい値に従って判定し、その結果を出力することのできるレベル検出部と、前記レベル検出部が小と判定している間は前記コーディックからの受話音声信号を前記音声スイッチ側へ切り替え、大と判定している間は前記コーディックからの受話音声信号を前記音声スイッチを経由しない経路側へ切り替える第１の切替部と、前記レベル検出部が小と判定している間は前記音声スイッチ側からの受話音声信号を前記受話アンプへ切り替え、大と判定している間は前記第１の切替部側からの受話音声信号を前記受話アンプへ切り替える第２の切替部とを備え、前記拡声通話装置は、随時音響エコー成分の状況に応じて補正追従して最適な制御を行って自己の音響エコー成分を抑圧すると共に相手装置側の音響エコー成分を抑圧するエコーキャンセラーを備えた構成を有する。

この構成により、本発明の拡声通話装置と同様に、ハウリングの発生を低減すると共にダブルトークによる同時通話を実現できる。また、エコーキャンセラーを拡声通話装置または通話装置のいずれかに設けることにより、エコー成分を除去できるので、拡声通話装置または通話装置のいずれかのエコーキャンセラーを省略した簡易な構成とすることができる。

以上のように本発明は、周囲雑音に反応してハウリングを起こすことなく、ダブルトーク中の同時通話性を確保することができ、エコー成分の減衰を目的とした適正値の事前測定を必要とせず、更には周囲音の秘話性を必要とする端末側からの音が相手側に漏れにくくすることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

［実施の形態１］
本発明の第１の実施形態を図１を用いて説明する。以下の説明では、拡声インターホン端末を拡声通話装置の例として説明する。

図１は、伝送路１００によって互いに接続された各拡声インターホン端末１−n（n＝１，２,…,n）（以降拡声インターホン端末１−１、及び拡声インターホン端末１−２を例とする）を示す。拡声インターホン装置は、スピーカー６−１とマイク７−１を備えることで互いにハンズフリー通話を行う拡声インターホン装置であって、各拡声インターホン端末１−１は、伝送路１００を介して互いの前記拡声インターホン端末間の送受話の音声信号を送受信するディジタル通信インターフェース２−１と、自己の音響エコー成分を抑圧するためのエコーキャンセラー３−１と、デジタル音声信号をアナログ音声信号に且つアナログ音声信号をデジタル音声信号に変換するコーディック４−１と、相手拡声インターホン端末１−２から送信された受話音声信号のゲインを制御する受話アンプ５−１と、マイク７−１で受信した送話音声信号のゲインやインピーダンスを制御する送話アンプ８−１を備える。

周囲音の秘話性を必要とする拡声インターホン端末１−１側に、受話音声信号と送話音声信号を比較して受話中と判定した場合は送話音声信号を大きく減衰させ、送話中と判定した場合は受話音声信号を大きく減衰させる音声スイッチ１０−１と、音声スイッチ１０−１から出力された送話音声信号の大小を予め設定したしきい値に従って判定し、その結果を出力することのできるレベル検出部９−１と、レベル検出部９−１が小と判定している間はコーディック４−１からの受話音声信号を音声スイッチ１０−１側へ切り替え、大と判定している間はコーディック４−１からの受話音声信号を音声スイッチ１０−１を経由しない経路側へ切り替える切替部１１−１と、レベル検出部９−１が小と判定している間は音声スイッチ１０−１側からの受話音声信号を受話アンプ５−１へ切り替え、大と判定している間は前記切替部１１−１側からの受話音声信号を受話アンプ５−１へ切り替える切替部１２−１とを備えている。

尚、前記エコーキャンセラー３−１は、音響エコーに加え相手端末側の音響エコー成分を含む回線エコー成分を抑圧する機能を備える場合、相手拡声インターホン端末１−２にはエコーキャンセラー３−２を備える必要はなく、更に、音声スイッチ１０−１を備える拡声インターホン端末１−１側、音声スイッチ１０−１を備えない拡声インターホン端末１−２側のいずれかに備える構成であっても良い。

又、伝送路１００に接続される拡声インターホン端末数は２台ないしは複数台接続可能で、複数台の場合ある端末は、伝送路によって接続される他の全ての端末と通話可能なシステム構成であっても良い。

一方、前記エコーキャンセラー３−１は、随時音響エコー成分の状況に応じて補正追従して最適なエコーキャンセルを行う機能を備えている。また、音声スイッチ１０−１は双方向無音中の場合は送話音声信号を大きく減衰させる側の動作となる設定にするものとする。

次に各通話状態について説明する。

拡声インターホン端末１−１と拡声インターホン端末１−２との双方向ハンズフリー通話状態において、まず拡声インターホン端末１−２より送話中で拡声インターホン端末１−１ではその音声を聞いているのみの場合の動作について説明する。

この場合、送話音声信号は十分小さいため音声スイッチ１０−１の動作により大きく減衰されており、レベル検出部９−１の判定は小となる。従って、コーディック４−１から出力されたアナログの受話音声信号は音声スイッチ１０−１を経由し、音声スイッチ１０−１は送話音声信号側に、より確実な減衰を行う。この状態中にスピーカー６−１から十分な受話音声信号を送出したとしても、その音響エコー３０−１でマイク７−１が拾った音響エコー成分は音声スイッチ１０−１にて十分に減衰される。従って、レベル検出部９−１が間違って受話音声信号の音響エコー成分に反応して大と判定することも無く、十分減衰した音響エコー成分としてコーディック４−１を経由してエコーキャンセラー３−１へと入力されることとなるため、エコーキャンセラー３−１は正常動作範囲の能力以下で安定的に音響エコー成分の抑圧をすることができる。一方この動作中は、拡声拡声インターホン端末１−１にとって実使用上ほぼ片方向通話（音声受話状態）となるが、通すべき送話音声以外の周囲音（例えば室内の周囲音）を拡声インターホン端末１−２に漏らさない状態でもある。

次に拡声インターホン端末１−１側から送話中、或いはダブルトーク中の場合の動作について説明する。

スピーカー６−１からの音響エコー３０−１に十分打ち勝つ送話音声が発せられた場合に限り、音声スイッチ１０−１は送話状態と判定し、受話音声信号側を大きく減衰させ、送話音声信号側の減衰を無くす。これにより、音声スイッチ１０−１から出力される送話音声信号は大きくなるためレベル検出部９−１は大と判定する。それと共に切替部１１−１,１２−１の切り替わりによって、受話音声信号は音声スイッチ１０−１を経由しなくなるため、受話音声信号の大きな減衰も速やかに解除される。

従って、この状態中に限り双方向同時通話として成立することになる。

一方でこの瞬間はエコーキャンセラー３−１には正常動作範囲の能力以上の音響エコー成分が戻ることになるが、それ以上に送話音声信号が強いため、エコーキャンセラー３−１に有する送話状態に挿入される若干の受話音声信号減衰効果が働き、長時間継続されることのない送話音声信号の期間では問題なく動作する。

送話が終了するとレベル検出部９−１が速やかに小と判定するため、受話音声信号の経路は速やかに音声スイッチ１０−１経由となる。従って、送話音声信号は速やかに大きく減衰され、再び実使用上ほぼ片方向通話（音声受話状態）に戻る。

最後に拡声インターホン端末１−１,１−２は互いに送話しない場合で且つ拡声インターホン端末１−２には騒音などの周囲雑音がある場合について説明する。

拡声インターホン端末１−１側では送話されていないので、前記同様に片方向通話（音声受話状態）となっている。この状態中はマイク７−１からの信号を音声スイッチ１０−１で十分に減衰させることになるので、コーディック４−１などで有する雑音除去機能のレベルを越えて通過してしまった拡声インターホン端末１−２側から周囲雑音の音響エコー３０−１の成分も十分に減衰される。従って、この雑音の音響エコー成分はエコーキャンセラー３−１によって正常に抑圧される。

以上、本発明の実施の形態１の拡声インターホン装置は、周囲雑音に反応してハウリングを起こすことなく、ダブルトーク中の同時通話性を確保することができ、エコー成分の減衰を目的とした適正値の事前測定を必要とせず、更には周囲音の秘話性を必要とする端末側からの音が相手側に漏れにくくすることができる。

［実施の形態２］
本発明の第２の実施形態を図２を用いて説明する。

音声スイッチ１０−１及びレベル検出部９−１を備える拡声インターホン端末１−１において、レベル検出部９−１が大と判定している間はその端末で通話している使用者に目視可能な発光をする発光部１３−１を備えている。

以上、本発明の第２の実施の形態の拡声インターホン装置は、拡声インターホン端末１−１側では確実な音声を発しない限り解除されない音声スイッチ１０−１の送話音声信号の減衰状態を送話者が認識することができるため、送話者に確実送話音声を発することを促すことができる。

なお、本実施の形態では、送話音声信号の減衰状態を送話者に認識させるために発光部を備える例について説明したが、発光部以外の構成によって送話者に減衰状態を認識させてもよい。例えば、拡声インターホン装置を振動させる構成等も可能である。

［実施の形態３］
本発明の第３の実施形態を図２を用いて説明する。

音声スイッチ１０−１及びレベル検出部９−１を備える拡声インターホン端末１−１において、切替部１１−１,１２−１間にて予め決められたゲインを制御するゲインコントロール部１４−１を備えている。

以上、本発明の第３の実施の形態の拡声インターホン装置は、音声スイッチ１０−１の制御機能によって一瞬減衰する受話音声信号とのレベル差のバランスを聴感に合わせて調整することができる。

［実施の形態４］
本発明の第４の実施形態を図２を用いて説明する。

各端末において、デジタル通信インターフェース２−１を介して互いの端末の種別の通信、或いは直接ゲイン情報の通信を行う端末判定部１５−１を備え、更に音声スイッチ１０−１及びレベル検出部９−１を備える拡声インターホン端末１−１側において、前記端末判定部１５−１は切替部１１−１,１２−１間に備えるゲインコントロール部１４−１に前記通信情報に適合したゲイン制御情報を出力できるものであり、ゲインコントロール部１４−１は前記ゲイン制御情報に従ったゲインの制御を行うことができる。

以上、本発明の第４の実施の形態の拡声インターホン装置は、各種相手側拡声インターホン端末の種類によってそれぞれ発生してしまう受話音声信号のレベル誤差にたいして、ダブルトーク中に無駄な受話音声信号量を拡声しないように微調整することができる。

以上説明したように、本発明は、周囲雑音に反応してハウリングを起こすことなく、ダブルトーク中の同時通話性を確保することができ、エコー成分の減衰を目的とした適正値の事前測定を必要とせず、更には周囲音の秘話性を必要とする端末側からの音が相手側に漏れにくくすることができ、ハンズフリー通話を行う拡声インターホン装置等として有用である。

本発明の第１の実施形態の拡声インターホン装置の構成図 本発明の第２〜第４の実施の形態の拡声インターホン装置の構成図

符号の説明

１−１,１−２ 拡声インターホン端末
２−１，２−２ ディジタル通信インターフェース
３−１,３−２ エコーキャンセラー
４−１,４−２ コーディック
５−１,５−２ 受話アンプ
６−１,６−２ スピーカー
７−１,７−２ マイク
８−１,８−２ 送話アンプ
９−１ レベル検出部
１０−１ 音声スイッチ
１１−１ 切替部
１２−１ 切替部
１３−１ 発光部
１４−１ ゲインコントロール部
１５−１,１５−２ 端末判定部
２０−１ ゲインコントロール部
３０−１,３０−２ 音響エコー
１００ 伝送路

Claims (5)

1. 伝送路によって接続され、端末に備えられるスピーカーとマイクによってハンズフリー通話を行う拡声通話装置であって、
   前記伝送路を介して他の端末との間で送受話の音声信号を送受信するディジタル通信インターフェースと、
   随時音響エコー成分の状況に応じて補正追従して最適な制御を行って自己の音響エコー成分を抑圧するためのエコーキャンセラーと、
   デジタル音声信号をアナログ音声信号に且つアナログ音声信号をデジタル音声信号に変換するコーディックと、
   相手端末から送信された受話音声信号のゲインを制御する受話アンプと、
   前記マイクで受信した送話音声信号のゲインやインピーダンスを制御する送話アンプと、
   受話音声信号と送話音声信号を比較して受話中と判定した場合は送話音声信号を大きく減衰させ、送話中と判定した場合は受話音声信号を大きく減衰させる音声スイッチと、
   前記音声スイッチから出力された送話音声信号の大小を予め設定したしきい値に従って判定し、その結果を出力することのできるレベル検出部と、
   前記レベル検出部が小と判定している間は前記コーディックからの受話音声信号を前記音声スイッチ側へ切り替え、大と判定している間は前記コーディックからの受話音声信号を前記音声スイッチを経由しない経路側へ切り替える第１の切替部と、
   前記レベル検出部が小と判定している間は前記音声スイッチ側からの受話音声信号を前記受話アンプへ切り替え、大と判定している間は前記第１の切替部側からの受話音声信号を前記受話アンプへ切り替える第２の切替部と、
   を備えることを特徴とする拡声通話装置。
2. 前記レベル検出部が大と判定している間はその端末の使用者に通知する通知部を備えることを特徴とする請求項１記載の拡声通話装置。
3. 前記第１の切替部と前記第２の切替部との間にて予め決められたゲインを制御するゲインコントロール部を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の拡声通話装置。
4. 前記デジタル通信インターフェースを介してゲインに関する情報の通信を行うゲイン情報通信部を備え、前記ゲイン情報通信部は、前記第１の切替部と前記第２の切替部との間に備えられたゲインコントロール部に前記ゲインに関する情報に適合したゲイン制御情報を出力できるものであり、前記ゲインコントロール部は前記ゲイン制御情報に従ったゲインの制御を行うことができることを特徴とする請求項３記載の拡声通話装置。
5. 端末に備えられるスピーカーとマイクによって互いにハンズフリー通話を行う拡声通話装置と、前記拡声通話装置と伝送路によって接続された通話装置とを備え、
   前記拡声通話装置は、前記伝送路を介して互いの端末間の送受話の音声信号を送受信するディジタル通信インターフェースと、デジタル音声信号をアナログ音声信号に且つアナログ音声信号をデジタル音声信号に変換するコーディックと、相手端末から送信された受話音声信号のゲインを制御する受話アンプと、前記マイクで受信した送話音声信号のゲインやインピーダンスを制御する送話アンプと、受話音声信号と送話音声信号を比較して受話中と判定した場合は送話音声信号を大きく減衰させ、送話中と判定した場合は受話音声信号を大きく減衰させる音声スイッチと、前記音声スイッチから出力された送話音声信号の大小を予め設定したしきい値に従って判定し、その結果を出力することのできるレベル検出部と、前記レベル検出部が小と判定している間は前記コーディックからの受話音声信号を前記音声スイッチ側へ切り替え、大と判定している間は前記コーディックからの受話音声信号を前記音声スイッチを経由しない経路側へ切り替える第１の切替部と、前記レベル検出部が小と判定している間は前記音声スイッチ側からの受話音声信号を前記受話アンプへ切り替え、大と判定している間は前記第１の切替部側からの受話音声信号を前記受話アンプへ切り替える第２の切替部と、を備え、
   前記拡声通話装置は、随時音響エコー成分の状況に応じて補正追従して最適な制御を行って自己の音響エコー成分を抑圧すると共に相手装置側の音響エコー成分を抑圧するエコーキャンセラーを備えたことを特徴とする拡声通話システム。