JP2006333215A - ボイススイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】ブロッキングを起こさない範囲で高速な切り替えを可能にし、しかもこの切り替え処理を少量の演算量でかつユーザボリュームの変化或いは背景雑音レベルの変動の影響を受けることなく実現する。
【解決手段】受話パワー算出手段５２ｃ及び送話パワー算出手段５２ｈにおいて受話パワー値Rcv_Power(t) 及び送話パワー値Snd_Power(t) を算出する際に、それぞれ所定の利得値を加算して受話パワー値Rcv_Power(t) 及び送話パワー値Snd_Power(t) を算出する。また、受話検出値制御手段５２ｅ及び送話検出値制御手段５２ｊにおいて、算出された受話検出値及び送話検出値に対し制御処理を行って、受話検出値及び送話検出値がそれぞれ所定の下限値未満に低下しないように設定する。
【選択図】 図３

Description

この発明は、通話装置あるいはハンズフリー通話機能を有するハンズフリー通話装置（電話機、インターフォン、携帯電話、ＰＨＳ、ＶｏＩＰソフトウェア、ＶｏＩＰシステム、ＴＶ会議システムなど）において、音響エコーの除去やハウリングの防止を行うボイススイッチに関する。

ハンドセットの代わりにスピーカとマイクを使用して拡声通話を行う機能を備える通話装置は、話者の両手が自由になる、多人数での会議が可能になる等の利点を有する。しかし、スピーカとマイクロホンの使用は音響結合を介した一巡閉路を形成し、その閉路利得が１を超えるとハウリングが発生して通話が困難となる場合がある。このため、拡声通話機能を備えた通話装置において安定した通話を保証するためには、閉路利得が常時１を超えないように保つ何らかの対策が必要となる。

その対策の一つとしてボイススイッチがある。ボイススイッチは、送話経路及び受話経路における信号レベルをそれぞれ監視し、信号に音声が含まれないと判断された通話経路に損失を挿入することにより閉路利得を１以下に抑えるものである。ボイススイッチは、エコーキャンセラに比べ演算が簡単であり、かつ適応フィルタ係数や状態変数等を記憶するための多くのメモリ容量を必要としないので、低コストで示現できる利点を有する。

しかし、ボイススイッチにおいて効果的な制御を実現するには、以下のような点を考慮する必要がある。
（１）スピーカから出力された（遠端話者の音声を含む）受話信号のエコーがマイクロホンに回り込み、この受話信号のエコーが（近端話者の音声を含む）送話信号に重畳されると、これらの信号を区別することが困難である。これは、エコーが発生しやすい環境下では通話方向の判断が難しいことを意味する。上記エコーを送話信号に含まれる近端話者の音声と誤認識してスイッチを切り替えると、受話信号に含まれる遠端話者の音声が発生途中で切断されるため通話品質の劣化を招く。

（２）送話信号に受話信号のエコーが重畳されている可能性がある以上、受話信号に音声が含まれないと判断した場合、それと同時に通話方向を受話方向から送話方向に切り替えることは、同時通話性を確保する上で必要不可欠である。しかし、高速な切り替えは受話信号に含まれる遠端話者の音声の語尾を遮断する受話ブロッキング引き起こす可能性がある。また、上記高速な切り替えによりエコーが遠端側に伝送され、遠端話者にエコー感を与える。そして、遠端側にあるボイススイッチが上記エコーを近端話者の音声と判断して損失を挿入する通話経路を切り替えると、続いて入力される遠端話者の音声が遠端側にあるボイススイッチによって遮断されて送話ブロッキングが発生する。

そこで従来では、ブロッキングの発生を防止するために、入力された信号に含まれる音声を検出して、その状態（有音又は無音）の長さをカウンタにより計時し、計時された時間が所定時間以上継続したときに有音又は無音と判定する技術（以後第１の先行技術と呼称する、例えば特許文献１を参照）や、受話状態と送話状態との間に暫定状態を設ける技術（以後第２の先行技術と呼称する、例えば非特許文献１を参照）などが提案されている。

また、入力信号に含まれる音声を検出して、音声区間と非音声区間とを正確に判別するための技術として、入力された信号パワーの最大値、及び最大値と最小値との差に応じてしきい値を適応的に変化させ、このしきい値をもとに入力信号の音声区間と非音声区間とを判別する技術（以後第３の先行技術と呼称する、例えば特許文献２を参照）や、音声対雑音比（ＳＮ比）を加味して音声区間検出用のしきい値を算出する技術（以後第４の先行技術と呼称する、例えば特許文献３を参照）なども提案されている。
特許第３４６６０５０号明細書 特許第３１６０２２８号明細書 特開２００２−６４６１８公報 電子情報通信学会論文誌 Ａ Ｖｏｌ．Ｊ８０Ａ Ｎｏ．４ ｐｐ．５８７−５９６ １９９７年４月

ところが、第１の先行技術では信号に含まれる音声のパワーによらず受話状態あるいは送話状態が一定時間継続する。このため、ユーザボリュームを備える利用形態では、ユーザがボリュームの変更操作を行うと通話状態が不自然となり、通話品質の低下を招く。第２の先行技術は、非音声区間における近端側の背景雑音を遠端側に伝送して受話側の損失を制御することにより、遠端側の背景雑音を近端側の背景雑音レベル以下に抑えるようにしている。このため、背景雑音レベルの変動の影響を受けやすく、動作が不安定になりやすい。これは、背景雑音が変動しやすい環境で使用されることが多い移動通信端末のような利用形態において特に問題となる。

ユーザボリュームを備える利用形態ではユーザのボリューム変更操作によってはオーバーフローが発生しやすいが、第３の先行技術は、信号パワーのオーバーフローに脆弱で、かつユーザボリュームが変化しても基準となるしきい値が変化しないため音声区間検出が不安定になりやすい。第４の先行技術は、信号パワーがオーバーフローするとＳＮ比も変動するため、音声検出用のしきい値が不適切な値となる。また、ＳＮ比を考慮するために演算量が多くなる。

この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、ブロッキングを起こさない範囲で高速な切り替えを可能にし、しかもこの切り替え処理を少量の演算量でかつユーザボリュームの変化や背景雑音レベルの変動の影響を受けることなく実現できるボイススイッチを提供することにある。

上記目的を達成するためにこの発明は、受話信号のパワーを計算し、その計算値に通話開始前に外部から設定される第１の利得値を加算して受話パワー値を算出する受話パワー算出手段と、送話信号のパワーを計算し、その計算値に通話開始前に外部から設定される第２の利得値を加算して送話パワー値を算出する送話パワー算出手段と、上記算出された受話パワー値に基づいて、受話区間を検出するための受話検出値を算出する受話検出値算出手段と、上記送話パワー値に基づいて、送話区間を検出するための送話検出値を算出する送話検出値算出手段と、上記算出された受話検出値を制御する受話検出値制御手段と、上記算出された送話検出値を制御する送話検出値制御手段と、上記受話信号を減衰させる受話信号減衰手段と、上記送話信号を減衰させる送話信号減衰手段と、上記算出された受話パワー値及び送話パワー値と、上記受話検出値制御手段により制御された受話検出値と、上記送話検出値制御手段により制御された送話検出値とに基づいて、受話状態であるか送話状態であるか判定し、その判定結果に基づいて上記受話信号減衰手段及び上記送話信号減衰手段の減衰処理動作を制御する状態判定手段とを具備する。

そして、上記受話検出値制御手段には、上記算出された受話検出値が上記算出された受話パワー値以下であることが第１の時間継続した場合に、上記算出された受話検出値に第３の利得値を加算する手段と、上記算出された受話検出値を遠端側の音響結合量及び近端側の受話ボリューム値に基づいて設定される第１の下限値未満に低下しないように制御する手段と、上記状態判定手段において判定された状態が受話状態から送話状態に切り換わるごとに上記算出された受話検出値を初期化する手段と、上記状態判定手段において判定された状態が受話状態でありかつ上記算出された受話パワー値と上記算出された受話検出値との差が変化するごとに上記算出された送話検出値を初期化する手段と、通話初期時及び初期化設定されたとき場合に上記算出された受信検出値を上記算出された受話パワー値の最大値よりも大きな値に初期化する手段とを備える。

さらに、上記送話検出値制御手段には、上記算出された送話検出値が上記算出された送話パワー値以下であることが第２の時間継続した場合に上記算出された送話検出値に第４の利得値を加算する手段と、上記算出された送話検出値を近端側の音響結合量に基づいて設定される第２の下限値未満に低下しないように制御する手段と、上記状態判定手段において判定された状態が送話状態から受話状態に切り換わるごとに前記送話検出値を初期化する手段と、上記状態判定手段において判定された状態が送話状態でありかつ上記算出された送話パワー値と上記算出された送話検出値との差が変化するごとに上記受話検出値を初期化する手段と、通話初期時及び初期化設定された場合に上記送話検出値を上記送話パワー値の最大値よりも大きな値に初期化する手段とを備えるように構成したことを特徴とするものである。

したがってこの発明によれば、ブロッキングを起こさない範囲で高速な切り替えを可能にし、しかもこの切り替え処理を少量の計算量でかつユーザボリュームの変化や背景雑音レベルの変動や信号のオーバーフローの影響を受けることなく実現できるボイススイッチを提供することができる。

以下、図面を参照してこの発明の実施形態を説明する。
図１はこの発明に係わるボイススイッチを備えた携帯電話機の構成を示すブロック図であり、携帯電話機は以下のように構成される。
すなわち、図示しない基地局から送信された無線信号は、アンテナ１で受信されたのち無線ユニット２に入力される。無線ユニット２は、上記受信された無線信号を中間周波信号に周波数変換（ダウンコンバート）したのち直交復調して受信ベースバンド信号を生成し、この受信ベースバンド信号をＣＤＭＡ信号処理ユニット３に供給する。

ＣＤＭＡ信号処理ユニット３はＲＡＫＥ受信機を備える。ＲＡＫＥ受信機では、上記受信ベースバンド信号に含まれる複数のパスがそれぞれ拡散符号により逆拡散処理される。そして、この逆拡散処理された各パスの信号が位相を調停されたのち合成される。かくして、所定の伝送フォーマットの受信パケットデータが得られる。この受信パケットデータは圧縮伸長処理ユニット（以後コンパンダ（Compress or /Expander；Compander）と称する）４に入力される。

コンパンダ４は、上記ＣＤＭＡ信号処理ユニット３から出力された受信パケットデータを多重分離部によりメディアごとに分離する。そして、この分離されたメディアごとのデータに対しそれぞれ復号処理を行う。例えば、通話モードにおいては、受信パケットデータに含まれている受話データをスピーチコーデックにより復号する。またテレビジョン電話モードのように、受信パケットデータにビデオデータが含まれていれば、このビデオデータをビデオコーデックにより復号する。

上記スピーチコーデックにより復号されたディジタル受話信号は、後述する音声制御ユニット５を経た後ディジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ）６に入力され、ここでアナログ受話信号に変換される。そして、このアナログ受話信号はスピーカユニット７に入力され、このスピーカユニット７において受話信号として拡声出力される。このようにして音響空間に出力された信号は、送話信号と音響結合してマイクロホンユニット８において集音される。なお、上記コンパンダ４により復号されたディジタルビデオ信号は、制御ユニット１０に入力される。制御ユニット１０は、上記コンパンダ４から出力されたディジタルビデオ信号をディスプレイ１３に表示する。

一方、通話モードにおいて、マイクロホンユニット８において入力された送話信号は、アナログ／ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）９によりディジタル送話信号に変換され、さらに音声制御ユニット５を介してコンパンダ４に入力される。また、テレビジョン電話モードにおいて、図示しないカメラから出力されるビデオ信号は、制御ユニット１０によりディジタル化されてコンパンダ４に入力される。

コンパンダ４は、上記入力されたディジタル送話信号をスピーチコーデックで符号化して送話データを生成する。また、制御ユニット１０から出力されたディジタルビデオ信号をビデオコーデックで符号化して送信ビデオデータを生成する。そして、これらの送話データ及び送信ビデオデータを多重分離部で所定の伝送フォーマットに従いパケット化し、この送信パケットをＣＤＭＡ信号処理ユニット３に供給する。

ＣＤＭＡ信号処理ユニット３は、上記コンパンダ４から出力された送信パケットに対し、拡散符号を用いてスペクトラム拡散処理を施す。そして、その出力信号を無線ユニット２へ出力する。無線ユニット２は、上記スペクトラム拡散された信号を例えばＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）方式を使用して変調する。そして、この変調により生成された送信信号を無線信号に周波数変換し、しかるのち制御ユニット１０により指示される送信電力レベルとなるように高周波増幅する。この増幅された無線信号は、アンテナ１に供給され、このアンテナ１から基地局へ向けて送信される。

制御ユニット１０は、例えばマイクロプロセッサ（ＭＰＵ；Micro Processing Unit）を備えたもので、この発明に係わる制御機能として、後述するボイススイッチ５２の制御機能を備えている。また、エコーキャンセラ５３及びノイズキャンセラ５４の制御機能を備えている。

記憶ユニット１１は、例えばＥＥＰＲＯＭ又はハードディスクを記憶媒体として使用したもので、通信動作に必要な各種プログラムやデータを格納する。入力デバイス１２はキーパッドやカーソルキー、ユーザボリューム入力手段１２１、モード入力手段１２２等を備えたもので、通信動作に必要な情報をユーザが入力するために使用される。ユーザボリューム入力手段１２１は、利用者が設定する受話信号の音量をキー入力又はボリュームつまみの操作等により受け付ける。そして、この受け付けたユーザボリュームの大きさを表現するボリューム情報を制御ユニット１０から出力する。

モード入力手段１２２は、移動通信端末が備えた複数の通話モードの中から、利用者が希望するモードをキー入力又はスイッチつまみ操作により受け付ける。そして、この受け付けたモードを示すモード情報を制御ユニット１０から出力する。上記通話モードとしては、例えばスルーモード（ボイススイッチ（ＶＳ）５２、エコーキャンラ（ＥＣ）５３、ノイズキャンセラ（ＮＣ）５４の機能ＯＦＦ）、ハンドセットモード（ハンドセット用スピーカを用いたハンドセット通話）、ハンズフリーモード（ハンズフリー用スピーカを用いたハンズフリー通話）、イヤホンモード（イヤホンを用いた通話）、外部機器接続モード（外部接続されたスピーカを用いた通話）がある。
電源回路１４は、バッテリ１５の電源出力をもとに所定の動作電源電圧Ｖccを生成して各回路ユニットに供給する。バッテリ１５は図示しない充電回路により充電される。

ところで、上記音声制御ユニット５と、スピーカユニット７及びマイクロホンユニット８は次のように構成される。図２はその構成を示すブロック図である。
すなわち、音声制御ユニット５は、受話ユーザボリューム５１と、ボイススイッチ（ＶＳ）５２と、エコーキャンセラ（ＥＣ）５３と、ノイズキャンセラ（ＮＣ）５４とを備える。受話ユーザボリューム５１は受話経路のコンパンダ４とボイススイッチ５２との間に設けられる。

エコーキャンセラ５３は、送話信号からエコー成分を抑圧するものであって、そのエコー抑圧後の信号を出力する。例えば、エコーキャンセラ５３は、トランスバーサルフィルタ(Transversal Filter) で構成され学習同定法（ＮＬＭＳアルゴリズム）などの適応アルゴリズムで動作するものとする。

ノイズキャンセラ５４は、送話信号から雑音成分を抑圧するものであって、その雑音抑圧後の信号を出力する。例えば、ノイズキャンセラ５４は、スペクトルサブトラクション (Spectral Subtraction) 法やＭＭＳＥ−ＳＴＳＡ（Minimum Mean-Square Error Short-Time Spectral Amplitude estimator ）法などによって動作するものとする。

制御ユニット１０は、ユーザボリューム入力手段１２１の操作に応じた上記ボリューム情報、及びモード入力手段１２２の操作に応じた上記モード情報をもとに、内蔵するテーブルデータを参照してユーザボリューム利得値を決定する。そして、このユーザボリューム利得値を上記受話ディジタルユーザボリューム５１に与え、これにより上記受話ユーザボリューム５１のゲインを制御する。

表１に、制御ユニット１０が内蔵するテーブルデータの一例を示す。この例では、ユーザボリューム入力手段１２１により選択可能なボリューム値が１〜５の５段階あり、かつモード入力手段１２２により選択可能なモードがモード“０”、モード“１”、モード“２”の３モードある場合に、これらに対応付けられたユーザボリューム利得値をｄＢ単位でデータテーブルに格納されている。なお、格納されているユーザボリューム利得値は、ｄＢ単位であっても、また利得の乗算係数単位であってもよい。

また、制御ユニット１０は、上記ボリューム情報及び上記モード情報に基づいて、エコーキャンセラ５３の機能のＯＮ／ＯＦＦ切替、内部パラメータ変更及びノイズキャンセラ５４の機能のＯＮ／ＯＦＦ切替、雑音抑圧量の強弱切替等を制御する。

スピーカユニット７は、ハンドセットスピーカ７１と、ハンズフリースピーカ７２と、これらのスピーカ７１，７２をそれぞれ駆動するための受話増幅器７３，７４と、受話切替回路７５とを備える。制御ユニット１０は、モード入力手段１２２の操作に応じたモード情報により上記受話切替回路７５を切替制御し、上記ハンドセットスピーカ７１及びハンズフリースピーカ７２の一方を受話経路に接続させる。

マイクロホンユニット８は、ハンドセットマイクロホン８１と、ハンズフリーマイクロホン８２と、これらのマイクロホン８１，８２から出力された送話信号をそれぞれ増幅するための送話増幅器８３，８４と、送話切替回路８５とを備える。制御ユニット１０は、上記モード情報をもとに上記送話切替回路８５を切替制御することにより、上記ハンドセットマイクロホン８１及びハンズフリーマイクロホン８２の一方を送話経路に接続させる。

なお、スピーカユニット７及びマイクロホンユニット８のスピーカ７１，７２及びマイクロホン８１，８２を利用せずに、代わりに有線接続カーキット又は無線通信接続用のヘッドセットなどの外部機器を利用することも可能である。このような外部機器を用いる場合には、上記モード情報には上記外部機器接続モードが設定される。同様にイヤホンマイクを接続することを想定してもよい。この場合、上記モード情報には上記イヤホンモードが設定される。

上記ボイススイッチ５２は次のように構成される。図３はその構成を示す機能ブロック図である。
すなわち、ボイススイッチ５２は、受話経路に設けられた受話信号減衰手段５２ｍと、送話経路に設けられた送話信号減衰手段５２ｎと、受話制御ブロックと、送話制御ブロックと、主制御ブロックとを備える。

受話制御ブロックは、受話利得値格納手段（Rcv_Int）５２ａと、受話下限値格納手段（Rcv_Min ）５２ｂと、受話パワー算出手段（Rcv_Pow）５２ｃと、受話検出値算出手段（Rcv_Det）５２ｄと、受話検出値制御手段（Rcv_Control）５２ｅとを有する。

受話利得値格納手段５２ａは、制御ユニット１０から出力される各モード情報及び各ボリューム情報に基づいて、受話パワー値Rcv_Power(t) に対する利得である受話利得値φr を受話パワー算出手段５２ｃ及び受話検出値制御手段５２ｅへ出力する。

表２に、受話利得値格納手段５２ａが内蔵するテーブルデータの一例を示す。このテーブルデータには、制御ユニット１０から出力されるモード情報がモード“０”、モード“１”、モード“２”の３モードあり、かつ制御ユニット１０から出力されるボリューム情報が１〜５の５段階ある場合に、これらに対応付けられた受話利得値φr がｄＢ単位で格納されている。なお、格納されている受話利得値はｄＢ単位であっても、また利得の乗算係数単位であってもよい。

上記受話利得値φr は、受話ユーザボリューム５１と、アナログフロント／エンドのレベルダイヤグラムの設計に基づいて設定される。アナログフロント／エンドには、例えばディジタル／アナログ変換器６、受話切替回路７５、受話増幅器７３，７４、スピーカ７１，７２、マイクロホン８１，８２、送話増幅器８３，８４、送話切替回路８５、アナログ／ディジタル変換器９が含まれる。

このようにすると、受話ユーザボリューム５１の設定値、受話増幅器の設定値又は送話増幅器の設定値がどのような値であっても、受話信号及び送話信号の信号パワーのバランスをとることができ、これによりボイススイッチを適切に切替制御することができる。また、ユーザボリューム設定操作或いはレベルダイヤグラムの設計に応じて送話パワーが受話パワーよりも大きくなった場合でも、通話開始当初において受話状態／送話状態が誤判定されないようにすることができる。さらに、他の通話装置や他のモード情報及び他のボリューム情報の場合に、一度バランスが取れた設定値を基準値として利用することができ、これにより調整を容易にすることができる。例えば、モード“０”でボリューム“５”の場合が基準であるとすると、モード“２”でボリューム“５”の場合にはユーザボリューム５１の設定値が２[ｄＢ]大きくなり、これ伴い受話信号も２[ｄＢ]大きくなる。このため、受話利得値φr を２[ｄＢ]に設定している。

また、上記受話利得値φr は、通話開始前に外部から設定可能としてもよく、また入力デバイス１２におけるユーザのキー操作により任意に設定可能としてもよい。このようにすると、外部から受話信号の優先度を変えることができる。この優先度の設定により例えば、受話信号の途切れ感を無くして送話信号にエコーを極力送らない設定と、送話信号を途切れなく送信することを優先とする設定とを選択することができる。すなわち、利用者の好みに応じたボイススイッチの切り替えを実現できる。

さらに、上記受話利得値φr は、制御ユニット１０から出力されるモード情報及びボリューム情報に基づいた利得値に、一定値を加算（または減算）した時変値としてもよい。なお、上記一定値は、事前に決められた処理時間（例えばフレーム単位、スピーチコーデックの処理単位）ごとの受話信号と送話信号の相関に基づいて設定される。このようにすると、送話経路に入力された信号にエコーが多い場合、受話信号の優先度を高めることができ、エコーを遠端側に送ることを防止することができる。

受話下限値格納手段５２ｂは、制御ユニット１０から出力される各モード情報及び各ボリューム情報に基づいて、受話検出値Rcv_Detect(t) の下限値である受話検出下限値Rcv_Detect_Min を受話検出値制御手段５２ｅへ出力する。表３に、受話下限値格納手段５２ｂが内蔵するテーブルデータの一例を示す。このテーブルデータには、制御ユニット１０から出力されるモード情報がモード“０”、モード“１”、モード“２”の３モードあり、かつ制御ユニット１０から出力されるボリューム情報が１〜５の５段階である場合に、これらに対応付けられた受話検出下限値Rcv_Detect_Min がｄＢ単位で格納されている。なお、格納されている受話検出下限値は、ｄＢ単位であっても、また乗算係数単位であっても良い。

また、上記受話検出下限値Rcv_Detect_Min は、遠端側の音響結合量及びレベルダイヤグラムに基づいて設定されてもよい。近端側送話信号は、遠端側受話路から出力されたのち遠端側送話路へ音響エコーとして回り込み、再び近端側受話から出力される。こうした遠端側を介して近端側に戻って来るであろうエコーのパワーレベルを、実測するか又は遠端側の音響結合量に基づいて想定し、そのエコーのパワーレベルより大きくなるように上記受話検出下限値Rcv_Detect_Min を設定する。

このようにすると、遠端側を介して近端受話側に戻ってくるであろうエコーによる送話ブロッキングを防止することができる。例えば、遠端側の受話ユーザボリュームのゲインが＋１０[ｄＢ]、遠端側の音響結合量が−５３[ｄＢ]、遠端側の送話増幅器のゲインが＋４０[ｄＢ]であったとき、モード“２”でボリューム３の場合には近端側の受話ユーザボリューム５１のゲインは＋５[ｄＢ]となる。そして、標準的な音量である受話パワー値が７８[ｄＢ]である近端側の送話信号に対して、遠端側を介して戻ってくる近端側の受話信号に含まれるエコーのパワーレベルは、８７（＝７８＋１０＋７−５３＋４０＋５）[ｄＢ]となる。このため、受話検出下限値Rcv_Detect_Min は８７[ｄＢ]に設定する。

受話パワー算出手段５２ｃは、事前に決められた処理時間（例えば、フレーム単位、スピーチコーデックの処理単位など）ごとに、上記受話利得値格納手段５２ａから読み出された受話利得値に基づいて、ボイススイッチ５２へ入力された受話信号のパワーRcv_Power(t) を計算する。ある時刻ｔにおける受話パワー値は、事前に決められた処理時間（例えば、フレーム単位、スピーチコーデックの処理単位など）に含まれるＮサンプル分のサンプル値x(i) の２乗和をその処理時間ごとに計算することによって求められる。但し、通話初期時（時刻t = 0）における受話パワー値Rcv_Power(0) は０とする。

すなわち、時刻ｔにおける受話パワー値Rcv_Power(t) は、

なる計算を行うか、あるいはその２乗和に対数をとって１０倍することによりｄＢ単位で求められる。

または、

なる計算を行うか、或いは連続する複数区間でのパワー値を平均化することにより求めてもよい。

このように計算された受話パワー値Rcv_Power(t) は、事前に決められた処理時間（例えば、フレーム単位、スピーチコーデックの処理単位など）ごとに、受話利得値格納手段５２ａから読み出された上記受話利得値φr を、次のように加算することによって更新される。

さらに、忘却係数λr （０≦λr ≦１、例えばλr ＝０．３７５〜０．９９９）を用いて

として算出し更新する。

すなわち、受話パワー値Rcv_Power(t) は、サンプル値の２乗和に対数をとって１０倍することによりｄＢ単位で表し、このｄＢ単位の算出値に受話利得値格納手段５２ａから読み出された上記受話利得値φr を加算して、さらに忘却係数λr を反映させることにより計算される。

そして、このように計算された受話パワー値Rcv_Power(t) は、受話検出値算出手段５２ｄ、受話検出値制御手段５２ｅ、送話検出値制御手段２ｊ及び状態判定手段２ｌに対し供給される。

受話検出値算出手段５２ｄは、事前に決められた処理時間（例えば、フレーム単位、スピーチコーデックの処理単位など）ごとに、上記受話パワー算出手段５２ｃにより算出された受話パワー値Rcv_Power(t) に基づいて、受話区間を検出するための受話検出値Rcv_Detect(t) を計算する。受話検出値Rcv_Detect(t) は、事前に決められた処理時間（例えば、フレーム単位、スピーチコーデックの処理単位など）ごとに、現時刻の受話パワー値Rcv_Power(t) と１処理時間前の時刻における受話検出値Rcv_Detect(t-1) とに基づいて以下のように適応的に更新される。一例として、αr ≒０．９１４、βr ≒０．０８６、γr ≒０．００００２、ψr ＝１０[ｄＢ]を用いる。

ここで、受話検出値算出時の定数項γr を、受話信号に含まれる雑音成分の振幅値の分散に基づいて設定してもよい。このようにすると、受話検出値Rcv_Detect(t) を受話信号に含まれる雑音の変動に頑健にすることができる。

このように計算した受話検出値Rcv_Detect(t) は、受話検出値制御手段５２ｅへ出力される。

受話検出値制御手段５２ｅは、事前に決められた処理時間（例えば、フレーム単位、スピーチコーデックの処理単位など）ごとに、上記受話検出値算出手段５２ｄから出力された受話検出値Rcv_Detect(t) を制御する。

まず受話検出値制御手段５２ｅは、受話検出値Rcv_Detect(t) が受話検出下限値Rcv_Detect_Min 未満に低下しないように以下のように制御する。すなわち、受話検出値Rcv_Detect(t) が受話下限値格納手段５２ｂから読み出された受話検出下限値Rcv_Detect_Min 未満であるか判定する。この判定の結果、受話検出下限値Rcv_Detect_Min 未満であれば受話検出値Rcv_Detect(t) をRcv_Detect_Min に更新し、この更新された受話検出値Rcv_Detect(t) を状態判定手段５２ｌへ出力する。

となる。

また、受話検出値制御手段５２ｅは、上記受話検出値算出手段５２ｄにおける受話検出値Rcv_Detect(t) の更新処理において、Rcv_Power(t) ＋ψr ≧ Rcv_Detect(t-1) となる場合には、受話検出値カウンタRcv_Detect_Count を１つずつ増加させる。そして、受話検出値カウンタRcv_Detect_Count の値があらかじめ設定された所定値θr に達した場合に、Rcv_Detect_Count ＝０とすると共に、所定値δr をRcv_Detect(t) に加える。この所定値δr は、受話信号に含まれる雑音成分の変動幅に十分に追従でき、受話信号の音声に反応しないように設定する。所定値θr と所定値δr は、１[sec]当たり更新量が０．１〜３．５[ｄＢ]程度となるような値に設定する。具体的には、θr ＝０．３[sec]、δr ＝０．５[ｄＢ]とした。こうすることによって、受話検出値が極端に小さな値になったり、雑音の長時間平均パワーが変動したりしたときに、一方の経路に損失が挿入される状態が不必要に長く継続されることを防止できる。

さらに、受話検出値制御手段５２ｅは、通話初期時（時刻t＝０）および状態判定手段２ｌから出力される状態情報（States(t) の値）に基づき、受話検出値Rcv_Detect(t) を初期化する。具体的には、状態判定手段２ｌにおいて判定された状態情報が「受話状態」から「送話状態」に切り替わる（States(t-1) ＝１かつStates(t) ＝０）ごとに受話検出値Rcv_Detect(t) を初期化し、また、状態判定手段５２ｌにおいて判定された状態情報が「送話状態（States(t) ＝０）」でありかつ送話パワー値Snd_Power(t) と送話検出値Snd_Detect(t) との差の符号が変化するごとに、受話検出値Rcv_Detect(t) を初期化する。このようにすることによって、過敏なスイッチ切り替えを防止できる。また、状態判定を背景雑音の変化による影響を受けにくくすることができる。

ここで、初期化設定時に受話検出値Rcv_Detect(t) は、受話パワー値Rcv_Power(t) の最大値よりも大きな値ρに設定する。例えば、Ｄ／Ａ６及びＡ／Ｄ９が取り扱うディジタル信号のビット数が１６bit であれば、受話信号が１６bit のディジタル信号となる。また、受話パワー値Rcv_Power(t) を算出するサンプル数ＮがＮ＝８０またはＮ＝１６０である場合には、Rcv_Power(t) は１１０[ｄＢ]未満または１１３[ｄＢ]未満となるため、ρ＝１５０[ｄＢ]のように設定する。なお、受話利得値格納手段５２ａから出力されたボリューム情報に基づく受話利得値φr をρに加算した値により受話検出値Rcv_Detect(t) を初期化してもよい。このようにすることによって、オーバーフロー時の影響を受けずに、受話区間の検出をすることができる。

また、初期設定時には受話信号のパワーの大きさに依存しないため、受話検出値Rcv_Detect(t) による受話区間の検出調整を容易にすることができる。さらに、受話パワー値が大きい区間を検出しやすくなるので、受話信号に含まれる遠端話者の音声が遠端側で回り込んだエコーよりわずかに大きいときでもエコーの影響を受けずに、受話区間の検出をすることができる。

つまり、受話検出値制御手段５２ｅにおいて受話検出値Rcv_Detect(t) は以下のように初期化設定される。

となる。

送話制御ブロックは、送話利得値格納手段（Snd_Int）５２ｆと、送話下限値格納手段（Snd_Min）５２ｇと、送話パワー算出手段（Snd_Pow）５２ｈと、送話検出値算出手段（Snd_Det）５２ｉと、送話検出値制御手段（Snd_Control）５２ｊとを有する。

送話利得値格納手段５２ｆは、制御ユニット１０から出力される各モード情報に基づいて、送話パワー値Snd_Power(t) に対する利得である送話利得値φs を送話パワー算出手段５２ｈ及び送話検出値制御手段５２ｊへ出力する。表４に、送話利得値格納手段５２ｆが内蔵するテーブルデータの一例を示す。この例では、制御ユニット１０から出力されるモード情報がモード“０”、モード“１”、モード“２”の３モードであるときを示すもので、これらに対応づけた送話利得値φs をｄＢ単位で格納している。なお、格納されている送話利得値は、ｄＢ単位であっても、利得の乗算係数単位であってもよい。

上記送話利得値φs は、受話ユーザボリューム５１及びアナログフロント／エンドのレベルダイヤグラムの設計に基づいて設定される。アナログフロント／エンドには、ディジタル／アナログ変換器６、受話切替回路７５、受話増幅器７３，７４、スピーカ７１，７２、マイクロホン８１，８２、送話増幅器８３，８４、送話切替回路８５、及びアナログ／ディジタル変換器９が含まれる。

このようにすると、ユーザボリューム５１の設定値、受話増幅器の設定値及び送話増幅器の設定値がどのような設定値であっても、受話信号及び送話信号間の信号パワーのバランスをとることができ、これによりボイススイッチを適切に切り替え制御することができる。また、ユーザボリュームの設定操作あるいはレベルダイヤグラムの設計により送話パワーが受話パワーよりも大きくなった場合でも、通話開始当初において受話状態／送話状態が誤判定されないようにすることができる。

さらに、他の通話装置や他のモード情報及び他のボリューム情報の場合に、一度バランスが取れた設定を基準として利用することができ、容易に調整することができる。例えば、モード“０”の場合が基準であるとして、モード“０”及びモード“２”において同一ゲインでかつ同一特性のマイクロホンを用いた場合に、モード“０”の送話増幅器のゲインは２９[ｄＢ]、モード“２”の送話増幅器のゲインは４０[ｄＢ]であり、ボイススイッチ５２がパワー計算する送話信号として１１[ｄＢ]大きいため、送話利得値φs を−１１ [ｄＢ]としている。

また、上記送話利得値φs は、通話開始前に外部から事前に設定可能あるいは入力デバイス１２におけるユーザのキー操作により任意に設定可能としてもよい。このようにすると、外部から送話信号の優先度を変えることができ、受話信号の途切れ感を無くし送話信号にエコーを極力送らない設定か、送話信号を途切れなく送信することを優先とする設定か選択することができ、利用者の好みに応じたボイススイッチの切り替えを実現することができる。

さらに、上記送話利得値φs は、制御ユニット１０から出力されるモード情報に基づいた利得値に、一定値を加算した時変値としてもよい。一定値は、事前に決められた処理時間（例えば、フレーム単位、スピーチコーデックの処理単位など）ごとの受話信号と送話信号の相関に基づく値に設定される。このようにすると、送話経路に入力された信号にエコーが多い場合に、受話信号の優先度を高めることができ、エコーが遠端側に送られることを防止することができる。

送話下限値格納手段５２ｇは、制御ユニット１０から出力される各モード情報に基づいて、送話検出値Snd_Detect(t) の下限値である送話検出下限値Snd_Detect_Min を送話検出値制御手段５２ｊへ出力する。表５に、送話下限値格納手段５２ｇが内蔵するテーブルデータの一例を示す。このテーブルデータには、制御ユニット１０から出力されるモード情報がモード“０”、モード“１”、モード“２”の３モードであるときに、これらのモードに対応付けられた送話検出下限値Snd_Detect_Min がｄＢ単位で格納されている。なお、格納されている送話検出下限値は、ｄＢ単位であってもまた乗算係数単位であってもよい。

また、上記送話検出下限値Snd_Detect_Min は、近端側の音響結合量及びレベルダイヤグラムに基づいて設定されてもよい。近端側から出力された受話信号は近端側送話へ音響エコーとして回り込む。この近端側を介して近端送話側へ回り込むエコーのパワーレベルを実測するかあるいは近端側の音響結合量を実測し、そのエコーのパワーレベルより大きくなるように上記送話検出下限値Snd_Detect_Min を設定する。このようにすると、近端側を介して近端送話側に回り込むエコーによる受話ブロッキングの発生を防止することができる。

例えば、モード“２”でボリューム３の場合、近端側の受話ユーザボリューム５１のゲインは＋５[ｄＢ]、近端側の受話増幅器のゲインは＋７[ｄＢ]、近端側の音響結合量は−５３ [ｄＢ]、近端側の送話増幅器のゲインは＋４０[ｄＢ]である。そして、比較的小音量である受話パワー値が６０[ｄＢ]である近端側の受話信号に対して、近端側の送話信号に含まれるエコーのパワーレベルは５９（＝６０＋５＋７−５３＋４０） [ｄＢ]であるため、送話検出下限値Snd_Detect_Min ＝５９[ｄＢ]としている。

送話パワー算出手段５２ｈは、事前に決められた処理時間（例えば、フレーム単位、スピーチコーデックの処理単位など）ごとに、上記送話利得値格納手段５２ｆから読み出された送話利得値に基づいて、ボイススイッチ５２へ入力された送話信号のパワーである送話パワー値Snd_Power(t) を計算する。ある時刻ｔにおける送話パワー値は、事前に決められた処理時間（例えば、フレーム単位、スピーチコーデックの処理単位など）に含まれるＮサンプル分のサンプル値y(i) の２乗和を、その処理時間ごとに計算することにより求められる。但し、通話初期時（時刻ｔ＝０）における送話パワー値Snd_Power(0) は０とする。

すなわち、時刻ｔにおける送話パワー値Snd_Power(t) は、

あるいは、連続する複数区間でのパワー値を平均化して、平滑化した信号パワーを求めてもよい。

このように計算した送話パワー値Snd_Power(t) は、事前に決められた処理時間（例えば、フレーム単位、スピーチコーデックの処理単位など）ごとに、送話利得値格納手段５２ｆから読み出された上記受話利得値φs を加算することによって更新される。

以下、サンプル値の２乗和に対数をとり１０倍することでｄＢ単位として求めた値に送話利得値格納手段５２ｆから読み出された上記送話利得値φs を加算し、さらに忘却係数λs を用いた送話パワー値Snd_Power(t) を用いて説明する。このように忘却係数λs を用いることで本来より長い区間に音声が含まれると判断し、遠端側を介して受話側に戻ってくるエコーの遅延時間に対応することできるため、送話ブロッキングを防止できる。

そして、このように計算した送話パワー値Snd_Power(t) は、送話検出値算出手段５２ｉおよび送話検出値制御手段５２ｊおよび受話検出値制御手段５２ｅおよび状態判定手段５２ｌへ出力される。

送話検出値算出手段５２ｉは、事前に決められた処理時間（例えば、フレーム単位、スピーチコーデックの処理単位など）ごとに、送話パワー算出手段５２ｈにより算出された送話パワー値Snd_Power(t) に基づいて、送話区間を検出するための送話検出値Snd_Detect(t) を計算する。送話検出値Snd_Detect(t) は、事前に決められた処理時間（例えば、フレーム単位、スピーチコーデックの処理単位など）ごとに、現時刻の送話パワー値Snd_Power(t) と１処理時間前の時刻における送話検出値Snd_Detect(t-1) とに基づいて以下のように適応的に更新される。例として、αs ≒０．９１４、βs ≒０．０８６、γ≒０．００００２、ψs ＝１０[ｄＢ]を用いる。

すなわち、

となる。

ここで、送話検出値算出時の定数項γs を、送話信号に含まれる雑音成分の振幅値の分散に基づいて設定してもよい。この送話信号に含まれる雑音成分の振幅値の分散はノイズキャンセラ５４からの情報を用いることで代用してもよい。このようにすることで、送話検出値Snd_Detect(t) を送話信号に含まれる雑音の変動に頑健にすることができる。

このように計算した送話検出値Snd_Detect(t) は、送話検出値制御手段５２ｊへ出力される。

送話検出値制御手段５２ｊは、事前に決められた処理時間（例えば、フレーム単位、スピーチコーデックの処理単位など）ごとに、送話検出値算出手段５２ｉから出力された送話検出値Snd_Detect(t) を制御する。

まず送話検出値制御手段５２ｊは、送話検出値Snd_Detect(t) が送話検出下限値Snd_Detect_Min 未満に低下しないように以下の制御を行う。すなわち、送話検出値Snd_Detect(t) が送話下限値格納手段５２ｇから読み出された送話検出下限値Snd_Detect_Min 未満であるか判定する。この判定の結果、送話検出下限値Snd_Detect_Min 未満であれば、送話検出値Snd_Detect(t) をSnd_Detect_Min に更新し、この更新された送話検出値Snd_Detect(t) を状態判定手段５２ｌへ出力する。

すなわち、

なる制御を行う。

また、送話検出値制御手段５２ｊは、上記送話検出値算出手段５２ｉにおける送話検出値Snd_Detect(t) の更新処理において、Snd_Power(t) +ψs ≧ Snd_Detect(t-1) となる場合に送話検出値カウンタSnd_Detect_Countを１つずつ増加させる。そして、あらかじめ設定された所定値θs に達した場合、Snd_Detect_Count ＝０とすると共に、所定値δs をSnd_Detect(t) に加える。この所定値δs は、送話信号に含まれる雑音成分の変動幅に十分に追従でき、送話信号の音声に反応しないように設定する。所定値θs と所定値δs は、１[sec]当たり更新量が０．１〜３．５[ｄＢ]程度となるような値に設定する。具体的には、θs ＝０．２[sec]、δs ＝０．６２５[ｄＢ]とした。こうすることによって、送話検出値が極端に小さな値になったり、雑音の長時間平均パワーが変動したりしたときに、一方の経路に損失が挿入される状態が不必要に長く継続されることを防止できる。

さらに、送話検出値制御手段５２ｊは、通話初期時（時刻t＝０）および状態判定手段２ｌから出力される状態情報（State(t) の値）に基づき、送話検出値Snd_Detect(t) を初期化設定する。具体的には、状態判定手段２ｌにおいて判定された状態情報が「送話状態」から「受話状態」に切り替わる（States(t-1) ＝０かつStates(t) ＝１）ごとに送話検出値Snd_Detect(t) を初期化し、また、状態判定手段５２ｌにおいて判定された状態情報が「受話状態（States(t) =1）」でありかつ受話パワー値Rcv_Power(t) と受話検出値Rcv_Detect(t) との差の符号が変化するごとに、送話検出値Snd_Detect(t) を初期化する。このようにすることによって、過敏なスイッチ切り替えを防止できる。また、状態判定を背景雑音の変化による影響を受けにくくすることができる。

ここで、初期化設定時に送話検出値Snd_Detect(t) は、送話パワー値Snd_Power(t) の最大値よりも大きな値ρに設定する。例えば、Ｄ／Ａ６及びＡ／Ｄ９が取り扱うディジタル信号のビット数が１６bit であれば送話信号は１６bit ディジタル信号で、送話パワー値Snd_Power(t) を算出するサンプル数ＮがＮ＝８０またはＮ＝１６０である場合Snd_Power(t) は１１０[ｄＢ]未満または１１３[ｄＢ]未満であり、ρ＝１５０[ｄＢ]のように設定する。

なお、送話利得値格納手段５２ｆから出力されたボリューム情報に基づく送話利得値φs をρに加算した値で送話検出値Snd_Detect(t) を初期化してもよい。このようにすることによって、オーバーフロー時の影響を受けずに、送話区間の検出をすることができる。また、初期設定時には送話信号のパワーの大きさに依存しないため、送話検出値Snd_Detect(t) による送話区間の検出調整を容易にすることができる。また、送話パワー値が大きい区間を検出しやすくなるので、送話信号に含まれる近端話者の音声が近端側で回り込んだエコーよりわずかに大きいときでもエコーの影響を受けずに、送話区間の検出をすることができる。
つまり、送話検出値制御手段５２ｊにおいて送話検出値Snd_Detect(t) 検出値は、

のように初期化設定される。

主制御ブロックは、信号減衰値格納手段（Loss）５２ｋと、状態判定手段（States）５２ｌとを有する。

信号減衰値格納手段５２ｋは、制御ユニット１０から出力されるモード情報及びボリューム情報に基づいて、信号を減衰させる損失量である信号減衰値Vs_Lossを読み出し、状態判定手段５２ｌへ出力する。表６に、信号減衰値格納手段５２ｋが内蔵するテーブルデータの一例を示す。このテーブルデータには、制御ユニット１０から出力されるモード情報がモード“０”、モード“１”、モード“２”の３モードあり、制御ユニット１０から出力されるボリューム情報が１から５の５段階であるとき、これらに対応付けられた信号減衰値Vs_LossがｄＢ単位で格納されている。なお、格納されている信号減衰値は、ｄＢ単位であってもまた乗算係数単位であってもよい。

状態判定手段５２ｌは、信号減衰値格納手段５２ｋから信号減衰値Vs_Lossを読み出し、事前に決められた処理時間（例えば、フレーム単位、スピーチコーデックの処理単位など）ごとに、状態情報（State(t) の値）を決定する。この状態情報（State(t) の値）の決定は、受話パワー算出手段５２ｃから出力された受話パワー値Rcv_Power(t) と、受話検出値制御手段５２ｅから出力された受話検出値Rcv_Detect(t) と、送話パワー算出手段５２ｈから出力された送話パワー値Snd_Power(t) と、送話検出値制御手段５２ｊから出力された送話検出値Snd_Detect(t) とに基づいて行われる。

またそれと共に状態判定手段５２ｌは、受話信号減衰手段５２ｍへの挿入損失量である受話信号減衰値Rcv_Loss(t) と、送話信号減衰手段５２ｎへの挿入損失量である送話信号減衰値Snd_Loss(t) をそれぞれ決定する。そして、この決定結果に基づいて、受話信号減衰手段５２ｍ及び送話信号減衰手段５２ｎの制御を行う。

また状態判定手段５２ｌは、通話初期時（時刻t ＝０）には状態情報を「受話状態（States(0) ＝１）」とする。また通話初期時（時刻t ＝０）には状態情報を「送話状態（States(0) ＝０）」としてもよい。

さらに状態判定手段５２ｌは、状態情報が「送話状態（States(t-1) ＝０）」であったとき、
Rcv_Power(t) ＞Rcv_Detect(t) かつRcv_Power(t) ＞Snd_Power(t) ＋ε
であれば、状態情報が「受話状態（States(t) ＝１）」に状態情報を切り替える。
これに対し、状態情報が「受話状態（States(t-1) ＝１）」であったとき、
Snd_Power(t) ＞Snd_Detect(t) かつSnd_Power(t) ＞Rcv_Power(t) ＋ζ
であれば、「送話状態（States(t) ＝０）」とするように状態情報を切り替える。

以上の状態情報の決定過程では、Delay を近端受話側から近端送話側へのエコーの遅延時間として、過去の受話信号Rcv_Detect(t-Delay) を用いてもよい。このようにすると、近端受話側を介して近端送話側に回り込むエコーによる受話ブロッキングを防止することができる。

またヒステリシスε、ζは具体的にはε=２６[ｄＢ]、ζ=−４[ｄＢ]とする。ここで、ヒステリシスε、ζをボリューム情報、受話パワー値、送話パワー値、受話検出値、及び送話検出値に基づいて可変するようにしてもよい。例えば、受話パワー値と受話検出値との差が小さい場合には対応するヒステリシスを大きくしたり、また送話パワー値と送話検出値との差が小さいときは対応するヒステリシスを大きくしたり、さらにはボリューム情報に基づくボリュームが大きい場合はヒステリシスを大きくする。このようにすると、受話信号及び送話信号のパワーが共に小さい場合に状態が変化しにくいようにすることができる。また、受話信号と送話信号とのパワーの差が小さい場合にも、状態が変化しにくいようにすることができる。すなわち、過敏なスイッチ切替がなされないようにすることができる。

また、どれだけ同一の状態が継続したかをカウントするタイマーを設け、このタイマー時間をボリューム情報、受話パワー値、送話パワー値、受話検出値、送話検出値に基づいて可変に設定してもよい。例えば、受話パワー値と受話検出値の差が小さい場合はタイマー時間を長くしたり、ボリューム情報に基づくボリュームが大きい場合はタイマー時間を長くしたりしてもよい。このようにすると、受話信号・送話信号共にパワーが小さい場合に状態を変化しにくいようにでき、受話信号と送話信号のパワーの差が小さい場合に状態を変化しにくいようにでき、過敏なスイッチ切替を防止できる。

さらに、状態判定手段５２ｌに所定時間カウントする信号減衰値カウンタVs_Countを設ける。そして、状態情報が「送話状態（States(t-1) ＝０）」から「受話状態（States(t) ＝１）」に切り換わった場合に、上記信号減衰値カウンタVs_Countにより、送話信号減衰値Snd_Loss(t) が０になるまで一定値κずつ段階的に減算させ、受話信号減衰値Rcv_Loss(t) を段階的に滑らかに増加させる。あるいは、状態情報が「受話状態（States(t-1) ＝１）」から「送話状態（States(t) ＝０）」に切り換わった場合にも同様に、信号減衰値カウンタVs_Countにより、受話信号減衰値Rcv_Loss(t) が０になるまで一定値κずつ段階的に減算させ、送話信号減衰値Snd_Loss(t) を段階的に滑らかに増加させる。

これらの処理を行うとき、受話信号減衰値Rcv_Loss(t) と送話信号減衰値Snd_Loss(t) の和は信号減衰値格納手段５２ｋから読み出した信号減衰値Vs_Lossとなるようにする。このとき、κは信号減衰値格納手段５２ｋから読み出された信号減衰値Vs_Lossに基づいて設定される値である。

このように受話信号減衰値と送話信号減衰値を段階的に滑らかに切り替えることで、語頭や語尾の断絶感を低減することができる。以下では、Vs_Count＝０．１[sec]、κ＝Vs_Loss÷３[ｄＢ]とすることによって、０．３[sec]掛けて受話信号減衰値と送話信号減衰値を段階的に切り替えるものとして説明する。

また、状態判定手段５２ｌは、決定した状態情報を受話検出値制御手段５２ｅおよび送話検出値制御手段５２ｊへ出力し、受話検出値Rcv_Detect(t) および送話検出値Snd_Detect(t) の初期化および制御を促す。

受話信号減衰手段５２ｍは、状態判定手段５２ｌから出力された受話信号減衰値Rcv_Loss(t) に基づいて、受話信号に損失を挿入することによって信号を減衰させ、その減衰させた信号を出力する。

送話信号減衰手段５２ｎは、状態判定手段５２ｌから出力された送話信号減衰値Snd_Loss(t) に基づいて、送話信号に損失を挿入することによって信号を減衰させ、その減衰させた信号を出力する。

なお、以上述べたボイススイッチ５２の各構成要素のうち、送話制御ブロック、受話制御ブロック及び主制御ブロックの各機能は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などにより実現される。

次に、以上のように構成されたボイススイッチ５２の動作を説明する。図４乃至図１５はその動作手順と動作内容を示すフローチャートである。
待ち受け状態において発呼又は着呼が発生すると、ボイススイッチ５２は制御ユニット１０の指示に従い先ずステップＳ１において以下のように初期設定処理を行う。図５はこの初期設定処理の内容を示すフローチャートである。

すなわち、先ずステップＳ１０１において、制御ユニット１０から与えられるモード情報及びボリューム情報に応じて、当該モード及び当該ボリュームに対応する受話利得値φr を受話利得値格納手段５２ａから選択的に読み出す。またステップＳ１０２においては、上記与えられるモード情報に応じて、当該モードに対応する送話利得値φs を送話利得値格納手段５２ｆから選択的に読み出す。

次に、ステップＳ１０３により、上記制御ユニット１０から与えられるモード情報及びボリューム情報に応じて、当該モード及び当該ボリュームに対応する受話検出下限値Rcv_Detect_Min を受話下限値格納手段５２ｂから選択的に読み出す。またステップＳ１０４では、上記与えられるモード情報に応じて、当該モードに対応する送話検出下限値Snd_Detect_Min を送話下限値格納手段５２ｇから選択的に読み出す。

そして、ステップＳ１０５により、上記制御ユニット１０から与えられるモード情報及びボリューム情報に応じて、当該モード及び当該ボリュームに対応する信号減衰値Vs_Lossを信号減衰値格納手段５２ｋから選択的に読み出す。また、信号減衰値格納手段５２ｋから読み出されたVs_Lossに基づいて、例えばκ＝Vs_Loss÷３のようにκを設定する。

続いて、ステップＳ１０６及びステップＳ１０７においてそれぞれ、受話パワー算出手段５２ｃの受話パワー値Rcv_Power(0) 、及び送話パワー算出手段５２ｈの送話パワー値Snd_Power(0) を０で初期化する。

そして、ステップＳ１０８及びステップＳ１０９においてそれぞれ、受話検出値算出手段５２ｄの受話検出値Rcv_Detect(0) 、及び送話検出値算出手段５２ｉの送話検出値Snd_Detect(0) を初期化する。この初期化は、上記受話パワー値Rcv_Power(t) 及び送話パワー値Snd_Power(t) の理論最大値よりも大きい値に設定された値ρに、受話利得値格納手段５２ａに格納された受話利得値φr 、及び送話利得値格納手段５２ｆに格納された送話利得値φs を加算することにより行われる。

また、ステップＳ１１０により、上記受話検出値制御手段５２ｅにおいて受話検出値Rcv_Detect(t) が受話パワー値Rcv_Power(t) ＋ψr 以下である状態の継続時間を計時するための受話検出値カウンタRcv_Detect_Countを初期化する。またそれと共にステップＳ１１１により、送話検出値制御手段５２ｊにおいて送話検出値Rcv_Detect(t) が送話パワー値Snd_Power(t) ＋ψs 以下である状態の継続時間を計時するための送話検出値カウンタSnd_Detect_Countを初期化する。そして、Ｓ１１２により、状態判定手段５２ｌにおける初期状態を「受話状態」に、つまりStates(0) ＝１に設定する。

さらに、ステップＳ１１３及びステップＳ１１４においてそれぞれ、受話信号減衰手段５２ｍの受話信号減衰値Rcv_Loss(0) を０で初期化し、及び送話信号減衰手段５２ｎの送話信号減衰値Snd_Loss(0) を信号減衰値格納手段５２ｋから読み出したVs_Lossで初期化する。最後に、ステップＳ１１５により、上記状態判定手段５２ｌにおいて受話信号減衰値Rcv_Loss(t) と送話信号減衰値Snd_Loss(t) を滑らかに増減させるための変化時間を計時する信号減衰値カウンタVs_Countを０で初期化する。

以上の初期設定処理が終了して双方向通話が開始されると時刻ｔ＝０とし、そして事前に決められた処理時間（例えば、フレーム単位、スピーチコーデックの処理単位など）ごとに、ボイススイッチ５２はステップＳ２によりモード情報の変化及びボリューム情報の変化を監視する。そして、モード情報の変化及びボリューム情報の変化が検出されるとステップＳ３に移行し、制御ユニット１０から与えられるモード情報及びボリューム情報に応じて次のように変更設定処理を行う。図６はその処理手順と処理内容を示すフローチャートである。

すなわち、先ずステップＳ３０１において、制御ユニット１０から与えられるモード情報及びボリューム情報に応じて、当該モード及び当該ボリュームに対応する受話利得値φr を受話利得値格納手段５２ａから選択的に読み出す。またステップＳ３０２においては、上記与えられるモード情報に応じて、当該モードに対応する送話利得値φs を送話利得値格納手段５２ｆから選択的に読み出す。

次に、ステップＳ３０３により、上記制御ユニット１０から与えられるモード情報及びボリューム情報に応じて、当該モード及び当該ボリュームに対応する受話検出下限値Rcv_Detect_Min を受話下限値格納手段５２ｂから選択的に読み出す。またステップＳ３０４では、上記与えられるモード情報に応じて、当該モードに対応する送話検出下限値Snd_Detect_Min を送話下限値格納手段５２ｇから選択的に読み出す。

そして、ステップＳ３０５により、上記制御ユニット１０から与えられるモード情報及びボリューム情報に応じて、当該モード及び当該ボリュームに対応する信号減衰値Vs_Lossを信号減衰値格納手段５２ｋから選択的に読み出す。また、信号減衰値格納手段５２ｋから読み出されたVs_Lossに基づいて、例えばκ＝Vs_Loss÷３のようにκを設定する。

続いて、ステップＳ３０６及びステップＳ３０７においてそれぞれ、受話パワー算出手段５２ｃの受話パワー値Rcv_Power(t) 、及び送話パワー算出手段５２ｈの送話パワー値Snd_Power(t) を０で初期化する。

そして、ステップＳ３０８及びステップＳ３０９においてそれぞれ、受話検出値算出手段５２ｄの受話検出値Rcv_Detect(t) 、及び送話検出値算出手段５２ｉの送話検出値Snd_Detect(t) を初期化する。この初期化は、上記受話パワー値Rcv_Power(t) 及び送話パワー値Snd_Power(t) の理論最大値よりも大きい値に設定された値ρに、受話利得値格納手段５２ａに格納された受話利得値φr 、及び送話利得値格納手段５２ｆに格納された送話利得値φs を加算することにより行われる。

また、ステップＳ３１０により、上記受話検出値制御手段５２ｅにおいて受話検出値Rcv_Detect(t) が受話パワー値Rcv_Power(t) ＋ψr 以下である状態の継続時間を計時するための受話検出値カウンタRcv_Detect_Countを初期化する。またそれと共にステップＳ３１１により、送話検出値制御手段５２ｊにおいて送話検出値Rcv_Detect(t) が送話パワー値Snd_Power(t) ＋ψs 以下である状態の継続時間を計時するための送話検出値カウンタSnd_Detect_Countを初期化する。そして、Ｓ３１２により、状態判定手段５２ｌにおける初期状態を「受話状態」に、つまりStates(t) ＝１に設定する。

さらに、ステップＳ３１３及びステップＳ３１４においてそれぞれ、受話信号減衰手段５２ｍの受話信号減衰値Rcv_Loss(t) を０で、及び送話信号減衰手段５２ｎの送話信号減衰値Snd_Loss(t) を信号減衰値格納手段５２ｋから読み出したVs_Lossで初期化する。最後に、ステップＳ３１５により、上記状態判定手段５２ｌにおいて受話信号減衰値Rcv_Loss(t) と送話信号減衰値Snd_Loss(t) を滑らかに増減させるための変化時間を計時する信号減衰値カウンタVs_Countを０で初期化する。

また、上記双方向通話中にボイススイッチ５２はステップＳ４ｒ及びステップＳ４ｓに移行し、受話パワー算出手段５２ｃ及び送話パワー算出手段５２ｈによりそれぞれ受話パワー値Rcv_Power(t) 及び送話パワー値Snd_Power(t) を以下のように算出する。図７は受話パワー値Rcv_Power(t) の処理手順と処理内容を示すフローチャート、図８は送話パワー値Snd_Power(t) の処理手順と処理内容を示すフローチャートである。

すなわち、受話パワー値Rcv_Power(t) を算出する際には、先ずステップＳ４０１ｒにより現在の受話パワー値を算出する。この現在の受話パワー値の算出は、事前に決められた処理時間（例えば、フレーム単位、スピーチコーデックの処理単位など）に含まれるサンプル値の２乗和をその処理時間毎に計算することにより受話パワー値Rcv_Power(t) を求め、この受話パワー値Rcv_Power(t) に受話利得値格納手段５２ａから読み出される受話利得値φr を加算することにより、つまりRcv_Power(t) ＋φr を計算することによりなされる。次にステップＳ４０２ｒにより過去の受話パワーを算出する。この過去の受話パワー値は、忘却係数λr （０≦λr ≦１）を用いてλr ・Rcv_Power(t-1) として算出される。

そして、ステップＳ４０３ｒにより、上記算出された過去の受話パワー値λr ・Rcv_Power(t-1) と、現在の受話パワー値Rcv_Power(t) ＋φr とを比較し、λr ・Rcv_Power(t-1) ＞Rcv_Power(t) ＋φr であるか否か、つまり過去の受話パワー値の方が大きいか否かを判定する。この判定の結果、過去の受話パワー値の方が大きければ、ステップＳ４０４ｒにより過去の受話パワー値λr ・Rcv_Power(t-1) を選択する。これに対し過去の受話パワー値の方が小さければ、ステップＳ４０５ｒにより現在の受話パワー値Rcv_Power(t) ＋φr を選択する。すなわち、常に受話パワー値の大きい方が選択され、これにより受話パワー値のピーク検出が行われる。

一方、送話パワー値Snd_Power(t) を算出する際にも、上記受話パワー値の算出と同様に、ステップＳ４０１ｓにより現在の送話パワー値Snd_Power(t) ＋φs を算出したのち、ステップＳ４０２ｓで忘却係数λs （０≦λs ≦１）を用いて過去の送話パワー値λs ・Snd_Power(t-1) を算出する。そして、ステップＳ４０３ｓにより、上記算出された過去の送話パワー値λs ・Snd_Power(t-1) と、現在の送話パワー値Snd_Power(t) ＋φs とを比較し、過去の送話パワー値の方が大きいか否かを判定する。この判定の結果、過去の送話パワー値の方が大きければ、ステップＳ４０４ｓにより過去の送話パワー値λs ・Snd_Power(t-1) を選択する。これに対し過去の送話パワー値の方が小さければ、ステップＳ４０５ｓにより現在の現在の送話パワー値Snd_Power(t) ＋φs を選択する。すなわち、送話パワー値のピーク検出が行われる。

またボイススイッチ５２は、上記受話パワー値Rcv_Power(t) 及び送話パワー値Snd_Power(t) が算出されると、続いてステップＳ５ｒ及びステップＳ５ｓに移行し、受話検出値算出手段５２ｄ及び送話検出値算出手段５２ｉによりそれぞれ受話検出値Rcv_Detect(t) 及び送話検出値Snd_Detect(t) を以下のように算出する。図９及び図１０はその処理手順と処理内容を示すフローチャートである。

すなわち、受話検出値を算出する際には、先ずステップＳ５０１ｒにより、受話検出値算出手段５２ｄにおいて、上記算出された受話パワー値Rcv_Power(t) ＋ψr を過去の受話検出値Rcv_Detect(t-1) と比較し、これにより
Rcv_Power(t) ＋ψr ＜ Rcv_Detect(t-1)
であるか否かを判定する。この判定の結果、Rcv_Power(t) ＋ψr ＜ Rcv_Detect(t-1) であれば、ステップＳ５０２ｒに移行してここで上記受話パワー値Rcv_Power(t) と、過去の受話検出値Rcv_Detect(t-1) と、定数αr ，βr ，γr とにより新たな受話検出値Rcv_Detect(t) を算出する。この算出は、

なる計算により行われる。

これに対し、Rcv_Power(t) ＋ψr ≧ Rcv_Detect(t-1) であったとする。この場合にはステップＳ５０３ｒに移行して、受話検出値制御手段５２ｅにおいて受話検出値カウンタをインクリメントする。つまり、Rcv_Detect_Count＝Rcv_Detect_Count＋１とする。そして、ステップＳ５０４ｒにより、受話検出値制御手段５２ｅにおいて上記インクリメント後の受話検出値カウンタRcv_Detect_Count が一定値θr に達したか否かを判定する。この判定の結果、Rcv_Detect_Count ＞θr でなければ、ステップＳ５０７ｒに移行する。そして、新たな受話検出値Rcv_Detect(t) を過去の受話検出値Rcv_Detect(t-1) に設定する。

これに対し、上記ステップＳ５０４ｒにおいてRcv_Detect_Count ＞θr と判定されたとする。この場合受話検出値制御手段５２ｅは、ステップＳ５０５ｒにより受話検出値カウンタを初期化（Rcv_Detect_Count＝０）し、続いてステップＳ５０６ｒにより過去の受話検出値Rcv_Detect(t-1) と、正値の定数δr とにより新たな受話検出値Rcv_Detect(t) を算出する。新たな受話検出値は、
Rcv_Detect(t) ＝Rcv_Detect(t-1) ＋δr
なる計算により算出される。

一方、送話検出値を算出する際にも、上述した受話検出値の算出処理と同様に、ステップＳ５０１ｓにより、送話検出値算出手段５２ｉにおいて、上記算出された送話パワー値Snd_Power(t) ＋ψs を過去の送話検出値Snd_Detect(t-1) と比較し、これによりSnd_Power(t) ＋ψs ＜ Snd_Detect(t-1) であるか否かを判定する。この判定の結果、Snd_Power(t) ＋ψs ＜ Snd_Detect(t-1) であれば、ステップＳ５０２ｓにより、定数αs ，βs ，γs により、

なる演算式により新たな受話検出値Snd_Detect(t) を算出する。

これに対し、Snd_Power(t) ＋ψs ≧ Snd_Detect(t-1) であったとする。この場合にはステップＳ５０３ｓに移行して、送話検出値制御手段５２ｊにおいて送話検出値カウンタをインクリメントする。そして、ステップＳ５０４ｓにより、上記インクリメント後の送話検出値カウンタSnd_Detect_Count が一定値θs に達したか否かを判定する。

この判定の結果、Snd_Detect_Count ＞θs でなければ、ステップＳ５０７ｓに移行して、新たな送話検出値Snd_Detect(t) を過去の送話検出値Snd_Detect(t-1) に設定する。一方、上記ステップＳ５０４ｓにおいてSnd_Detect_Count ＞θs と判定された場合、送話検出値制御手段５２ｊは、ステップＳ５０５ｓにより送話検出カウンタ値を初期化（Snd_Detect_Count＝０）する。そしてステップＳ５０６ｓにより、送話検出値制御手段５２ｊは、過去の送話検出値Snd_Detect(t-1) と、正値の定数δs とにより新たな送話検出値Snd_Detect(t) を算出する。新たな送話検出値は、
Snd_Detect(t) ＝Snd_Detect(t-1) ＋δs
なる演算により算出される。

またボイススイッチ５２は、上記受話検出値Rcv_Detect(t) 及び送話検出値Snd_Detect(t) が算出されると、続いてステップＳ６ｒ及びステップＳ６ｓに移行し、受話検出値制御手段５２ｅ及び送話検出値制御手段５２ｊによりそれぞれ受話検出値Rcv_Detect(t) 及び送話検出値Snd_Detect(t) の制御処理を以下のように行う。図１１は受話検出値制限手段５２ｅでの処理手順と内容を示すフローチャート、図１２は送話検出値制限手段５２ｊでの処理手順と内容を示すフローチャートである。

すなわち、先ず受話検出値制御手段５２ｅでは、先ずステップＳ６０１ｒにより、上記算出された受話検出値Rcv_Detect(t) を受話下限値格納手段５２ｂから読み出される受話検出下限値Rev_Detect_Min と比較し、Rcv_Detect(t) ＜ Rev_Detect_Min であるか否か、つまり上記算出された受話検出値Rcv_Detect(t) が受話検出下限値Rev_Detect_Min より小さいか否かを判定する。そして、この判定の結果、上記算出された受話検出値Rcv_Detect(t) が受話検出下限値Rev_Detect_Min より小さい場合には、ステップＳ６０２ｒにより受話検出値Rcv_Detect(t) を上記受話検出下限値Rev_Detect_Min に設定する。これに対し上記算出された受話検出値Rcv_Detect(t) が受話検出下限値Rev_Detect_Min 以上の場合には、受話検出値Rcv_Detect(t) をそのまま維持する。

一方、送話検出値制御手段５２ｊにおける制御処理の場合にも、上記受話検出値制御手段５２ｅでの制御処理と同様に、ステップＳ６０１ｓにより、上記算出された送話検出値Snd_Detect(t) を送話下限値格納手段５２ｇから読み出される送話検出下限値Snd_Detect_Min と比較し、上記算出された送話検出値Snd_Detect(t) が送話検出下限値Snd_Detect_Min より小さいか否かを判定する。そして、この判定の結果上記算出された送話検出値Snd_Detect(t) が送話検出下限値Snd_Detect_Min より小さい場合には、ステップＳ６０２ｓにより送話検出値Snd_Detect(t) を上記送話検出下限値Snd_Detect_Min に設定する。一方、上記算出された送話検出値Snd_Detect(t) が送話検出下限値Snd_Detect_Min 以上の場合には、送話検出値Snd_Detect(t) をそのまま維持する。

さて、以上のように受話パワー値Rcv_Power(t) と受話検出値Rcv_Detect(t) 、及び送話パワー値Snd_Power(t) と送話検出値Snd_Detect(t) の算出が終了すると、ボイススイッチ５２はステップＳ７に移行する。そして、状態判定手段５２ｌにより現在の通話状態が受話状態にあるか送話状態にあるかを以下のように判定し状態情報を設定すると共に、その状態情報に従って受話検出値制御手段５２ｅ及び送話検出値制御手段５２ｊにおいてそれぞれ受話検出値Rcv_Detect(t) 及び送話検出値Snd_Detect(t) の制御処理を行う。図１３はそれらの処理手順と処理内容を示すフローチャートである。

すなわち、先ずステップＳ７０１で状態判定手段５２ｌにおいて、設定されている状態が「受話状態（States(t-1) ＝１）」であるか否かを判定する。そして、受話状態ではなく「送話状態（States(t-1) ＝０）」であればステップＳ７０２に移行し、状態判定手段５２ｌにおいて、上記算出された現在の受話パワー値Rcv_Power(t) と、現在の送話パワー値Snd_Power(t) にオフセット値εを加算した値とを比較して、Rcv_Power(t) ＞Snd_Power(t) ＋εであるかどうかを判定する。なお、εは受話状態と送話状態の切替にヒステリシス特性を持たせるためのものである。またそれと共に、上記現在の受話パワー値Rcv_Power(t) と、現在の受話検出値Rcv_Detect(t) とを比較して、Rcv_Power(t) ＞Rcv_Detect(t) であるかどうかを判定する。この判定の結果、Rcv_Power(t) ＞Snd_Power(t) ＋εであり、かつRcv_Power(t) ＞Rcv_Detect(t) であれば、ステップＳ７０３により、状態判定手段５２ｌにおいて、状態情報を「送話状態（States(t-1) ＝０）」から「受話状態（States(t) ＝１）」に変更する。またステップＳ７０４により、送話検出値制御手段５２ｊにおいて、送話検出値Snd_Detect(t) を初期化する。この初期化は、先にステップＳ１０９で述べたようにSnd_Detect(t) ＝ρ＋φs なる計算によりなされる。

これに対し上記ステップＳ７０２の判定において、Rcv_Power(t) ＞Snd_Power(t) ＋εと、Rcv_Power(t) ＞Rcv_Detect(t) の少なくとも一方を満たさなかったとする。この場合、ステップＳ７０５に移行し、状態判定手段５２ｌにおいて「送話状態」を継続する（States(t) ＝０）。そして、ステップＳ７０６に移行し、受話検出値制御手段５２ｅにおいて、
（Snd_Power(t-1) −Snd_Detect(t) ）・（Snd_Power(t) −Snd_Detect(t) ）≦０
を満たすか否かを判定する。この判定の結果条件を満たした場合には、ステップＳ７０７により、受話検出値制御手段５２ｅにおいて、受話検出値Rcv_Detect(t) を初期化する。この初期化は、先にステップＳ１０８で述べたようにRcv_Detect(t) ＝ρ＋φr なる計算によりなされる。なお、上記
（Snd_Power(t-1) −Snd_Detect(t) ）・（Snd_Power(t) −Snd_Detect(t) ）≦０
を満たさなかった場合には、状態判定処理を終了する。

一方、上記ステップＳ７０１による判定の結果、現在設定されている状態が「受話状態（States(t-1) ＝１）」だったとする。この場合、ステップＳ７０８に移行し、状態判定手段５２ｌにおいて、上記算出された現在の送話パワー値Snd_Power(t) と、遅延要素を含む過去の受話パワー値Rcv_Power(t-Delay) にオフセット値ζを加算した値とを比較し、Snd_Power(t) ＞Rcv_Power(t-Delay) ＋ζであるかどうかを判定する。なお、Delayは受話経路から送話経路へ回り込むエコーを考慮した遅延時間を示し、またζは受話状態と送話状態の切替にヒステリシス特性を持たせるためのオフセット値を示す。

またそれと共に状態判定手段５２ｌは、ステップＳ７０８において、上記現在の送話パワー値Snd_Power(t) と、現在の送話検出値Snd_Detect(t) とを比較し、Snd_Power(t) ＞Snd_Detect(t) であるかどうかを判定する。この判定の結果、Snd_Power(t) ＞Rcv_Power(t-Delay) ＋ζであり、かつSnd_Power(t) ＞Snd_Detect(t) であれば、ステップＳ７０９により、状態判定手段５２ｌにおいて状態情報を「受話状態（States(t-1) ＝１）」から「送話状態（States(t) ＝０）」に変更する。またステップＳ７１０により、受話検出値制御手段５２ｅにおいて、受話検出値Rcv_Detect(t) を初期化する。この初期化は、先にステップＳ１０８で述べたようにRcv_Detect(t) ＝ρ＋φr の計算によりなされる。

これに対し上記ステップＳ７０８の判定において、Snd_Power(t) ＞Rcv_Power(t-Delay) ＋ζと、Snd_Power(t) ＞Snd_Detect(t) の少なくとも一方を満たさなかったとする。この場合、ステップＳ７１１に移行し、状態判定手段５２ｌにおいて「受話状態」を継続する（States(t) ＝１）。そして、ステップＳ７１２に移行し、送話検出値制御手段５２ｊにおいて、
（Rcv_Power(t-1) −Rcv_Detect(t) ）・（Rcv_Power(t) −Rcv_Detect(t) ）≦０
を満たすか否かを判定する。この判定の結果、条件を満たした場合には、ステップＳ７１３により、送話検出値制御手段５２ｊにおいて、送話検出値Snd_Detect(t) を初期化する。この初期化は、先にステップＳ１０９で述べたようにSnd_Detect(t) ＝ρ＋φs なる計算によりなされる。なお、上記
（Rcv_Power(t-1) −Rcv_Detect(t) ）・（Rcv_Power(t) −Rcv_Detect(t) ）≦０
を満たさなかった場合には、状態判定処理を終了する。

以上のように状態判定処理及び受話検出値制御処理及び送話検出値制御処理においては、状態情報が「送話状態」から「受話状態」に切り替わる（States(t-1) ＝０かつStates(t) ＝１）ごとに、送話検出値Snd_Detect(t) が初期化される。また、状態が「受話状態」から「送話状態」に切り替わる（States(t-1) ＝１かつStates(t) ＝０）ごとに、受話検出値Rcv_Detect(t) が初期化される。さらに、状態情報が「送話状態（States(t) ＝０）」で送話パワー値Snd_Power(t) と送話検出値Snd_Detect(t) との差の符号が変化するごとに、受話検出値Rcv_Detect(t) が初期化される。また、状態情報が「受話状態（States(t) ＝１）」で受話パワー値Rcv_Power(t) と受話検出値Rcv_Detect(t) との差の符号が変化するごとに、送話検出値Snd_Detect(t) が初期化される。このため、受話パワー値Rcv_Power(t) 及び送話パワー値Snd_Power(t) の変化に対し送話状態及び受話状態が過敏に変化しないようにすることが可能である。

以上のように状態判定が終了すると、状態判定手段５２ｌは続いてステップＳ８に移行し、ここで受話信号減衰値Rcv_Loss(t) 及び送話信号減衰値Snd_Loss(t) の設定を行う。図１４はその処理手順と処理内容を示すフローチャートである。

先ず、ステップＳ８０１において信号減衰値カウンタVs_Countが一定値ηに達したか否かを判定する。この判定の結果、Vs_Count ＞ ηでなければ、ステップＳ８１５に移行して、信号減衰値カウンタVs_Countをインクリメントする。そして、ステップＳ８１６に移行して新たな受話信号減衰値Rcv_Loss(t) を過去の受話信号減衰値Rcv_Loss(t-1) に設定し、ステップＳ８１７に移行する。

一方、上記ステップＳ８０１においてVs_Count ＞ ηと判定された場合、ステップＳ８０２において現在の状態が「受話状態（States(t) ＝１）」であるか「送話状態（States(t) ＝０）」であるかを判定する。そして、「送話状態（States(t) ＝０）」であればステップＳ８０３に移行し、受話信号減衰値Rcv_Loss(t-1) が信号減衰値格納手段５２ｋから読み出された信号減衰値Vs_Lossに等しいか否かを判定する。この判定の結果、Rcv_Loss(t-1) ＝ Vs_Lossであれば、ステップＳ８０４に移行して新たな受話信号減衰値Rcv_Loss(t) を過去の受話信号減衰値Rcv_Loss(t-1) に設定し、ステップＳ８１７に移行する。

一方、上記ステップＳ８０３においてRcv_Loss(t-1) ≠ Vs_Lossと判定された場合、ステップＳ８０５に移行して信号減衰値カウンタを初期化（Vs_Count ＝０）し、ステップＳ８０６に移行して受話信号減衰値Rcv_Loss(t) を過去の受話信号減衰値Rcv_Loss(t-1) からκ増加させる（Rcv_Loss(t) ＝Rcv_Loss(t-1) ＋κ）。なお、κは信号減衰値格納手段５２ｋから読み出された信号減衰値Vs_Lossに応じて設定される正の値である。そして、ステップＳ８０７に移行してRcv_Loss(t) がVs_Lossを超えているか否かを判定する。Rcv_Loss(t) ＞Vs_Lossと判定された場合、ステップＳ８０８に移行し受話信号減衰値Rcv_Loss(t) をVs_Lossに設定し、ステップＳ８１７に移行する。一方、ステップＳ８０７でRcv_Loss(t) ＞Vs_Lossと判定されない場合も、ステップＳ８１７に移行する。

また、上記ステップＳ８０２において、「受話状態（States(t) ＝１）」であると判定された場合にはステップＳ８０９に移行し、受話信号減衰値Rcv_Loss(t-1) が０に等しいか否かを判定する。この判定の結果、Rcv_Loss(t-1) ＝０であれば、ステップＳ８１０に移行して新たな受話信号減衰値Rcv_Loss(t) を過去の受話信号減衰値Rcv_Loss(t-1) に設定し、ステップＳ８１７に移行する。

また、上記ステップＳ８０９においてRcv_Loss(t-1) ≠ ０と判定された場合には、ステップＳ８１１に移行して信号減衰値カウンタを初期化（Vs_Count ＝０）し、さらにステップＳ８１２に移行して受話信号減衰値Rcv_Loss(t) を過去の受話信号減衰値Rcv_Loss(t-1) からκ減少させる（Rcv_Loss(t) ＝Rcv_Loss(t-1) −κ）。そして、ステップＳ８１３に移行してRcv_Loss(t) が０未満であるか否かを判定する。Rcv_Loss(t) ＜０と判定された場合、ステップＳ８１４に移行し受話信号減衰値Rcv_Loss(t) を０に設定し、ステップＳ８１７に移行する。一方、ステップＳ８１３でRcv_Loss(t) ＜０と判定されない場合も、ステップＳ８１７に移行する。

最後にステップＳ８１７において信号減衰値格納手段５２ｋから読み出された信号減衰値Vs_Lossから現在の受話信号減衰値Rcv_Loss(t) を減算し、送話信号減衰値Snd_Loss(t) を求め（Snd_Loss(t) ＝Vs_Loss−Rcv_Loss(t) ）、信号減衰値設定処理が終了する。

以上のように信号減衰値設定処理が終了すると、続いてステップＳ９に移行し、ここで信号減衰処理を行う。図１５はその処理手順と処理内容を示すフローチャートである。
すなわち、ステップＳ９０１において受話信号減衰値Rcv_Loss(t) が０であるかを判定する。そして受話信号減衰値Rcv_Loss(t) が０でない場合にはステップ９０２に移行し、受話信号減衰手段５２ｍにおいて、受話信号減衰値Rcv_Loss(t) をもとに受話経路の受話信号を減衰させる。次に、ステップＳ９０３に移行し、送話信号減衰値Snd_Loss(t) が０であるかを判定する。そして送話信号減衰値Snd_Loss(t) が０でない場合にはステップ９０４に移行し、送話信号減衰手段５２ｎにおいて、送話信号減衰値Snd_Loss(t) をもとに送話経路の送話信号を減衰させる。

そうして、信号減衰処理を終了すると、制御ユニット１０はステップＳ１０により終話したか否かを判定する。そして、通話が継続されている場合には、時刻ｔ＝ｔ＋１として、ボイススイッチ５２はステップＳ２に戻って以上述べたステップＳ２〜Ｓ９までの処理を繰り返し実行する。一方、終話が検出された場合には一連の処理を終了する。

以上、ボイススイッチ５２は時間領域型のパラメータで構成及び動作するものとして説明した。帯域分割フィルタ等を用いた帯域分割型やＦＦＴ等を用いた周波数領域型で実現する場合には、上記パラメータを周波数帯域毎または周波数帯域グループ毎に設定してもよい。

以上述べた構成及び動作から明らかなように、この実施形態のボイススイッチ５２によれば以下のような作用効果が奏せられる。
（１）受話パワー値Rcv_Power(t) 及び送話パワー値Snd_Power(t) を算出する際に、忘却係数λr （０≦λr ≦１）及びλs （０≦λs ≦１）を用いて過去の受話パワー値λr ・Rcv_Power(t-1) 及び過去の送話パワー値λs ・Snd_Power(t-1) を算出するようにしている。このため、例えば図１６に示すように音声区間にマージンが設定されて本来より長い区間が音声区間と見なされることになる。したがって、遠端側の端末を経由して戻ってくるエコーが引き起こす送話ブロッキングは防止される。

（２）さらに、受話検出値制御手段５２ｅ及び送話検出値制御手段５２ｊにおいてそれぞれ、受話検出値Rcv_Detect(t) 及び送話検出値Snd_Detect(t) に対し制御処理が行われ、これにより受話検出値Rcv_Detect(t) 及び送話検出値Snd_Detect(t) はそれぞれ下限値Rev_Detect_Min 及びSnd_Detect_Min より小さくならないように設定される。したがって、例えば図２０に示すように遠端側の端末から近端側の端末にエコーが戻ってきたとしても、そのエコーレベルよりも下限値を大きな値に設定しておくことで、送話ブロッキングは防止される。

（３）しかも、上記下限値Rev_Detect_Min 及びSnd_Detect_Min は、ユーザのボリューム操作に応じて可変設定される。このため、受話検出値Rcv_Detect(t) 及び送話検出値Snd_Detect(t) は、常にユーザボリューム値が反映された値に設定されることになる。したがって、受話状態・送話状態の判定をユーザボリューム値に影響されることなく安定に行うことが可能となる。

（４）状態判定手段５２ｌにおいて、現在の送話パワー値Snd_Power(t) と、受話エコーの遅延時間Delayを考慮した過去の受話パワー値Rcv_Power(t-Delay) にオフセット値ηを加算した値とを比較し、Snd_Power(t) ＞Rcv_Power(t-Delay) ＋ζであるかどうかを判定することにより、受話状態から送話状態への切替を検出するようにしている。このため、例えば図１７に示すように音声区間にマージンが設けられることになり、これにより受話ブロッキングは防止される。

（５）例えば図１８に示すように、双方向通話の開始前及び受話状態・送話状態の切替が行われるごとに、受話パワー値Rcv_Power(t) 及び送話パワー値Snd_Power(t) がそれぞれ、受話パワー及び送話パワーの理論最大値よりも大きい値に初期設定される。そして、これら受話パワー及び送話パワーの初期設定値をもとに、受話検出値Rcv_Detect(t) 及び送話検出値Snd_Detect(t) が初期設定される。このため、ユーザボリュームが最大値に設定されても、また送話音量がオーバーフローしても、そのときの音声パワー値よりも常に大きい値に設定されることになる。このため、音声パワー値の大きい区間を検出しやすくなり、これにより送話信号レベルが受話信号のエコーレベルよりわずかに大きい場合でも音声区間を検出可能となる。

（６）例えば図１８に示すように、受話パワー値Rcv_Power(t) が受話検出値Rcv_Detect(t) よりも低下した場合に送話検出値Snd_Detect(t) が最大値に初期化され、かつ送話パワー値Snd_Power(t) が送話検出値Snd_Detect(t) よりも低下した場合に受話検出値Rcv_Detect(t) が最大値に初期化される。このため、送話状態と受話状態との間の切り替えが過敏に行われないようにすることができる。また、受話検出値Rcv_Detect(t) 及び送話検出値Snd_Detect(t) がともに高い値を維持し、背景雑音を送受話音声として誤検出し難くなるため、背景雑音の変化の影響を軽減できる。

（７）図１８及び図１９に示すように、受話検出値Rcv_Detect(t) を算出する場合に、受話パワー値Rcv_Power(t) が過去の受話検出値Rcv_Detect(t-1) より小さい状態が一定期間以上継続すると、受話検出値Rcv_Detect(t) は定数δr ずつ徐々に増加する。また、送話検出値Snd_Detect(t) を算出する場合にも、送話パワー値Snd_Power(t) が過去の送話検出値Snd_Detect(t-1) より小さい状態が一定期間以上継続すると、送話検出値Snd_Detect(t) は定数δs ずつ徐々に増加する。したがって、音声検出値が極端に小さい値になったり、背景雑音の長時間平均パワー値が変動したときにおいても、送話状態と受話状態の判定誤りが発生する確率を低減することができ、これにより送話状態又は受話状態が無用に長く維持される不具合を防止できる。

（８）受話パワー値Rcv_Power(t) 及び送話パワー値Snd_Power(t) を算出する際に、受話パワーの検出値及び送話パワーの検出値にそれぞれ受話利得値φr 及び送話利得値φs を加算するようにしている。このようにすると、ユーザボリューム設定操作あるいはレベルダイヤグラム設計により送話パワーが受話パワーよりも大きくなった場合でも、通話開始当初において受話状態・送話状態が誤判定されないようにすることができる。

（９）しかも、上記受話利得値φr 及び送話利得値φs は、入力デバイス１２におけるユーザのキー操作により任意に設定可能となっている。これにより、受話状態の優先度、つまり受話音声の途切れ感を無くすことを優先するか、又は送話音声の途切れ感を無くすことを優先するかを、ユーザが好みに応じて任意に設定することが可能となる。

なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のような種々変形が可能である。

受話パワー値Rcv_Power(t) 及び送話パワー値Snd_Power(t) を算出する際に使用する受話利得値φr 及び送話利得値φs は、同一値であってもまた異なる値であってもよい。また受話利得値φr 及び送話利得値φs は、ユーザボリューム値に応じて可変設定するようにしてもよい。さらに、受話パワー値及び送話パワー値を算出する場合には、検出された受話パワー値及び送話パワー値からそれぞれ上記受話利得値φr 及び送話利得値φs を減算するようにしてもよい。

受話状態・送話状態の切替にヒステリシス特性を持たせるためのオフセット値ε，ζはそれぞれ、受話パワー値又は受話検出値及び送話パワー値又は送話検出値に応じて可変設定するようにしてもよく、またユーザボリューム値に応じて可変設定するようにしてもよい。さらに、状態判定手段５２ｌにおいて状態継続のためにハングオーバ時間を音声パワー値又は音声検出値をもとに可変設定するようにしてもよい。また、受話検出値Rcv_Detect(t) 及び送話検出値Snd_Detect(t) を算出する際に使用した定数項γr 及びγs は、雑音の分散に基づいて可変設定するようにしてもよい。

前記実施形態では、受話状態を初期状態とすると共に受話状態を優先するように設定したが、送話状態を初期状態とすると共に送話状態を優先するように設定してもよい。また、前記実施形態では送話経路及び受話経路の両方に損失を挿入するようにしたが、受話経路には損失を挿入しないようにしてもよい。

その他、通信端末の種類やその構成、ボイススイッチの機能構成及び処理手順と処理内容等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

この発明に係わるボイススイッチを備えた移動通信端末の一実施形態を示すブロック図。 図１に示した移動通信端末の要部であるボイススイッチとその周辺部の構成を示すブロック図。 この発明の一実施形態に係わるボイススイッチの機能構成を示すブロック図。 図３に示したボイススイッチ及び制御ユニットの制御手順と制御内容を示すフローチャート。 図４に示した制御手順における初期設定処理の手順と内容を示すフローチャート。 図４に示した制御手順における変更設定処理の手順と内容を示すフローチャート。 図４に示した制御手順における受話パワー算出処理の手順と内容を示すフローチャート。 図４に示した制御手順における送話パワー算出処理の手順と内容を示すフローチャート。 図４に示した制御手順における受話検出値算出処理の手順と内容を示すフローチャート。 図４に示した制御手順における送話検出値算出処理の手順と内容を示すフローチャート。 図４に示した制御手順における受話検出値制御処理の手順と内容を示すフローチャート。 図４に示した制御手順における送話検出値制御処理の手順と内容を示すフローチャート。 図４に示した制御手順における状態判定処理及び受話検出値制御処理及び送話検出値制御処理の手順と内容を示すフローチャート。 図４に示した制御手順における信号減衰値設定処理の手順と内容を示すフローチャート。 図４に示した制御手順における信号減衰処理の手順と内容を示すフローチャート。 図３に示したボイススイッチによる送話ブロッキング防止動作を説明するための信号波形図。 図３に示したボイススイッチによる受話ブロッキング防止動作を説明するための信号波形図。 図３に示したボイススイッチによる受話状態・送話状態の切替動作を説明するための信号波形図。 図３に示したボイススイッチによる状態判定誤りの防止動作を説明するための信号波形図。 図３に示したボイススイッチによる送話ブロッキング防止動作の他の例を説明するための信号波形図。

符号の説明

１…アンテナ、２…無線ユニット、３…ＣＤＭＡ信号処理ユニット、４…コンパンダ、５…音声制御ユニット、６…ディジタル／アナログ変換器、７…スピーカユニット、８…マイクロホンユニット、９…アナログ／ディジタル変換器、１０…制御ユニット、１１…記憶ユニット、１２…入力デバイス、１３…ディスプレイ、１４…電源回路、１５…バッテリ、５１…受話ユーザボリューム、５２…ボイススイッチ、５３…エコーキャンセラ、５４…ノイズキャンセラ、１２１…ユーザボリューム入力手段、１２２…モード入力手段、５２ａ…受話利得値格納手段（Rcv_Int）、５２ｂ…受話下限値格納手段（Rcv_Min ）、５２ｃ…受話パワー算出手段（Rcv_Pow）、５２ｄ…受話検出値算出手段（Rcv_Det）、５２ｅ…受話検出値制御手段（Rcv_Control）、５２ｆ…送話利得値格納手段（Snd_Int）、５２ｇ…送話下限値格納手段（Snd_Min ）、５２ｈ…送話パワー算出手段（Snd_Pow）、５２ｉ…送話検出値算出手段（Snd_Det）、５２ｊ…送話検出値制御手段（Snd_Control）、５２ｋ…信号減衰値格納手段（Loss）、５２ｌ…状態判定手段（States）、５２ｍ…受話信号減衰手段、５２ｎ…送話信号減衰手段。

Claims (9)

1. 受話信号のパワーを計算し、その計算値に通話開始前に外部から設定される第１の利得値を加算して受話パワー値を算出する受話パワー算出手段と、
   送話信号のパワーを計算し、その計算値に通話開始前に外部から設定される第２の利得値を加算して送話パワー値を算出する送話パワー算出手段と、
   前記算出された受話パワー値に基づいて、受話区間を検出するための受話検出値を算出する受話検出値算出手段と、
   前記送話パワー値に基づいて、送話区間を検出するための送話検出値を算出する送話検出値算出手段と、
   前記算出された受話検出値を制御する受話検出値制御手段と、
   前記算出された送話検出値を制御する送話検出値制御手段と、
   前記受話信号を減衰させる受話信号減衰手段と、
   前記送話信号を減衰させる送話信号減衰手段と、
   前記算出された受話パワー値及び送話パワー値と、前記受話検出値制御手段により制御された受話検出値と、前記送話検出値制御手段により制御された送話検出値とに基づいて、受話状態であるか送話状態であるか判定し、その判定結果に基づいて前記受話信号減衰手段及び前記送話信号減衰手段の減衰処理動作を制御する状態判定手段と
   を具備し、
   前記受話検出値制御手段は、
   前記算出された受話検出値が前記算出された受話パワー値以下であることが第１の時間継続した場合に、前記算出された受話検出値に第３の利得値を加算する手段と、
   前記算出された受話検出値を、遠端側の音響結合量及び近端側の受話ボリューム値に基づいて設定される第１の下限値未満に低下しないように制御する手段と、
   前記状態判定手段において判定された状態が受話状態から送話状態に切り換わるごとに前記算出された受話検出値を初期化する手段と、
   前記状態判定手段において判定された状態が受話状態であり、かつ前記算出された受話パワー値と前記算出された受話検出値との差が変化するごとに、前記算出された送話検出値を初期化する手段と、
   通話初期時及び初期化設定されたとき場合に、前記算出された受信検出値を前記算出された受話パワー値の最大値よりも大きな値に初期化する手段と
   を備え、
   前記送話検出値制御手段は、
   前記算出された送話検出値が前記算出された送話パワー値以下であることが第２の時間継続した場合に、前記算出された送話検出値に第４の利得値を加算する手段と、
   前記算出された送話検出値を近端側の音響結合量に基づいて設定される第２の下限値未満に低下しないように制御する手段と、
   前記状態判定手段において判定された状態が送話状態から受話状態に切り換わるごとに前記送話検出値を初期化する手段と、
   前記状態判定手段において判定された状態が送話状態であり、かつ前記算出された送話パワー値と前記算出された送話検出値との差が変化するごとに、前記受話検出値を初期化する手段と、
   通話初期時及び初期化設定された場合に、前記送話検出値を前記送話パワー値の最大値よりも大きな値に初期化する手段と
   を備えることを特徴とするボイススイッチ。
2. 受話信号のパワーを算出する受話パワー算出手段と、
   送話信号のパワーを算出する送話パワー算出手段と、
   前記算出された受話パワーに基づいて、受話区間を検出するための受話検出値を算出する受話検出値算出手段と、
   前記算出された送話パワーに基づいて、送話区間を検出するための送話検出値を算出する送話検出値算出手段と、
   前記算出された受話検出値を制御する受話検出値制御手段と、
   前記算出された送話検出値を制御する送話検出値制御手段と、
   前記受話信号を減衰させる受話信号減衰手段と、
   前記送話信号を減衰させる送話信号減衰手段と、
   前記算出された受話パワー及び送話パワーと、前記受話検出値制御手段により制御された受話検出値と、前記送話検出値制御手段により制御された送話検出値とに基づいて、受話状態であるか送話状態であるか判定し、その判定結果に基づいて前記受話信号減衰手段及び前記送話信号減衰手段の減衰処理動作を制御する状態判定手段と
   を具備し、
   前記受話パワー算出手段及び前記送話パワー算出手段の少なくとも一方は、前記算出されたパワーに所定の利得値を加算する手段を備えることを特徴とするボイススイッチ。
3. 前記所定の利得値を加算する手段は、通話開始前に外部から設定される第１の利得値と、所定の時間毎の受話信号と送話信号との相関に基づいて設定される第２の利得値の少なくとも一方を加算することを特徴とする請求項２記載のボイススイッチ。
4. 前記受話検出値制御手段及び前記送話検出値制御手段の少なくとも一方は、前記受話検出値又は送話検出値を所定の下限値未満に低下しないように制御する下限制御手段を備えることを特徴とする請求項２又は３記載のボイススイッチ。
5. 前記下限制御手段は、近端側の受話ボリューム値に基づいて設定される第１の値と、遠端側から近端側に戻ってくると予想されるエコーレベルより大きく設定される第２の値と、遠端側の音響結合量に基づいて設定される第３の値と、近端側の音響結合量に基づいて設定される第４の値と、近端受話側から近端送話側に回り込むエコーレベルより大きく設定される第４の値の少なくとも一つを前記下限値とすることを特徴とする請求項４記載のボイススイッチ。
6. 前記受話検出値制御手段及び送話検出値制御手段の少なくとも一方は、通話初期時及び初期化設定された場合に、算出されるパワーの最大値よりも大きな値に前記検出値を初期化する手段を備えることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載のボイススイッチ。
7. 前記受話検出値制御手段は、前記状態判定手段において判定された状態が受話状態から送話状態に切り替わるごとに前記受話検出値を初期化する手段を備え、
   前記送話検出値制御手段は、前記状態判定手段において判定された状態が送話状態から受話状態に切り替わるごとに送話検出値を初期化する手段を備えることを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載のボイススイッチ。
8. 前記受話検出値制御手段は、前記算出された受話検出値が前記算出された受話パワー以下であることが所定時間継続した場合に、前記受話検出値に第３の利得値を加算する手段を備え、
   前記送話検出値制御手段は、前記算出された送話検出値が前記算出された送話パワー値以下であることが所定時間継続した場合に、前記送話検出値に第４の利得値を加算する手段を備えることを特徴とする請求項２乃至７のいずれかに記載のボイススイッチ。
9. 前記受話検出値制御手段は、前記状態判定手段において判定された状態が受話状態でありかつ前記算出された受話パワーと前記算出された受話検出値との差が変化するごとに前記送話検出値を初期化する手段を備え、
   前記送話検出値制御手段は、前記状態判定手段において判定された状態が送話状態でありかつ前記算出された送話パワーと前記算出された送話検出値との差が変化するごとに前記受話検出値を初期化する手段を備えることを特徴とする請求項２乃至８のいずれかに記載のボイススイッチ。

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