JP3709739B2 - 音声切換装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、住宅、事務所、工場等で用いられる拡声通話装置（インターホン、電話機、ＰＨＳ等）に使用されるハウリング防止用の音声切換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、通話時にハンドセットを持つ必要がなく、通話端末から離れた通話者に対して相手側の通話端末から伝送されてくる音声信号をスピーカにより送出し、かつ、上記通話者の発する音声をマイクロホンにより集音して相手側通話端末へ伝送することで半二重通話を可能とする拡声通話装置が提供されている。このような拡声通話装置においては、その構成要素であるスピーカ−マイクロホン間の音響結合や、音声信号の伝送路が２線の形態で構成される場合に必要となる２線−４線変換ハイブリッド回路におけるインピーダンスの不整合により生じる送話信号路から受話信号路への回り込み、及び相手側の通話端末におけるスピーカ−マイクロホン間の音響結合等によって通話路上に閉ループが形成され、この閉ループの一巡利得が１倍以上になるとハウリングが生じ、ハウリングが生じた場合には通話を継続することができないため、これを抑圧する手段が必要となる。
【０００３】
そこで従来の拡声通話装置においては、送話信号及び受話信号を監視することにより通話状態が受話状態または送話状態の何れであるかを判別し、判別された通話状態に応じて送話信号路又は受話信号路の少なくとも一方に減衰手段を挿入することにより、閉ループの一巡利得を低減させてハウリングを防止する音声切換装置（いわゆる音声スイッチ）が広く用いられてきた。音声切換装置の基本的な動作は、送話信号及び受話信号のパワーを推定し、これらの大小関係を比較して瞬時パワーの小さい側に対して所定の損失量を挿入するというものである。また、周囲騒音のレベルが高い環境下での使用が予想される場合には、送話信号及び受話信号が音声／非音声の何れであるかを判定するための手段が必要となる。さらに、音声切換装置からみたときの音響側帰還利得及び回線側帰還利得が大きく、送話信号及び受話信号が近端側音声信号、遠端側音声信号のみならず音響結合成分、回線回り込み成分を多く含む場合には、送話信号及び受話信号のパワーを単純に比較するだけでは通話状態を精度よく推定することが不可能であるため、音響結合成分及び回線回り込み成分による影響を低減するためのアルゴリズムが必要となる。
【０００４】
上述のような高周囲騒音レベル下での使用並びに音響結合利得及び回線回り込み帰還利得が大きい系への適用を考慮した音声切換装置として、特開昭６３−７３７５９号公報に記載されているモトローラ社製のスピーカホンＩＣ（型番：ＭＣ３４１１８）がある。図１５は、上記音声切換装置ＶＳ′を備えた親機Ｍ′と、親機Ｍ′に２線の伝送路で接続された子器Ｓとから成る拡声通話機を示すブロック図である。親機Ｍ′は、マイクロホン１、スピーカ２、２線−４線変換ハイブリッド回路３、回線からの受話信号を増幅する回線入力アンプＧ３、スピーカアンプＧ４並びに音声切換装置ＶＳ′で構成される。また、子器Ｓはマイクロホン１′、スピーカ２′、２線−４線変換ハイブリッド回路３′、マイクロホンアンプＧ２′並びにスピーカアンプＧ４′で構成される。
【０００５】
音声切換装置ＶＳ′は、マイクロホン１からの送話信号を増幅するマイクロホンアンプＧ２と、マイクロホンアンプＧ２の出力側に設けられた送話側減衰器４と、送話側減衰器４の出力側に設けられた回線出力アンプＧ１と、回線入力アンプＧ３とスピーカアンプＧ４の間に挿入される受話側減衰器５と、回線の通話状態（送話状態、受話状態、緩速アイドルモード、高速アイドルモード）を推定して送話側減衰器４及び受話側減衰器５の利得を、その合計値（積）を一定に保持しながら相補的に調整する挿入損失量制御部５０とを備え、これらが集積回路として構成されている。なお、回線出力アンプＧ１及びマイクロホンアンプＧ２の利得は外付けの抵抗及びコンデンサの定数により調整可能である。
【０００６】
挿入損失量制御部５０は、各アンプＧ１〜Ｇ４の出力点Ａ〜Ｄにおける信号の瞬時パワーを推定するレベル検波器５１1〜５１4と、２つのレベル検波器５１2，５１4の出力信号レベルを比較して０又は１の２値信号（Ｃ１′）を出力する比較器５２1と、２つのレベル検波器５１1，５１3の出力信号レベルを比較して０又は１の２値信号（Ｃ２′）を出力する比較器５２2と、レベル検出器５１2の出力信号を参照して出力点Ｂの信号が音声信号か否かを検出して０又は１の２値信号（Ｃ３′）を出力する信号対雑音検出器５３1と、レベル検出器５１3の出力信号を参照して出力点Ｃの信号が音声信号か否かを検出して０又は１の２値信号（Ｃ４′）を出力する信号対雑音検出器５３2と、上記４つの２値信号（Ｃ１′〜Ｃ４′）を参照し、真理値表に基づいて回線の通話状態を推定して送話側減衰器４及び受話側減衰器５の利得を決定する制御回路５４とを具備する。
【０００７】
ここで、回線出力アンプＧ１並びにマイクロホンアンプＧ２の合計利得が親機Ｍ′として必要な送話利得となり、且つ回線入力アンプＧ３及びスピーカアンプＧ４の合計利得が親機Ｍ′として必要な受話利得となるように設定する必要がある。また、一方の比較器５２2において出力点Ａ，Ｃの信号レベル（レベル検波器５１1，５１3の出力信号レベル）を比較する際に、出力点Ａから回線側へ伝送される信号の一部が２線−４線変換ハイブリッド回路３における反射及び子器Ｓ側でのスピーカ２′−マイクロホン１′間の音響結合によって出力点Ｃに帰還する回線側回り込み経路の利得が１倍以上になると所謂送話ブロッキングを生じる原因となるため、回線入力アンプＧ３の利得を上記回線側回り込み経路の利得が１倍未満となるような値に設定する必要がある。なお、送話ブロッキングとは、比較点における送話信号のレベルが回線側回り込み信号のレベルよりも小さく、近端話者からの発声時においても通話状態が送話状態にならずに近端話者から発せられた音声信号が相手方通話端末に所望のレベルで伝送されない現象をいう。
【０００８】
同様に、他方の比較器５２1において出力点Ｂ，Ｄの信号レベル（レベル検波器５１2，５１4の出力信号レベル）を比較する際に、出力点Ｄからスピーカ２へ送出される信号の一部がスピーカ２−マイクロホン１間の音響結合によって出力点Ｂに帰還する音響結合経路の利得が１倍以上になると所謂受話ブロッキングを生じる原因となるため、マイクロホンアンプＧ２の利得を上記音響結合経路の利得が１倍未満となるような値に設定する必要がある。なお、受話ブロッキングとは、比較点における受話信号のレベルが音響回り込み信号のレベルよりも小さく、遠端話者からの発声時においても通話状態が受話状態にならずに遠端話者から発せられた音声信号がスピーカ２から所望のレベルで送出されない現象をいう。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の音声切換装置ＶＳ′では、送受話ブロッキングを防止するために回線入力アンプＧ３及びマイクロホンアンプＧ２の利得の設定可能な値に上限が存在し、しかも、必要な送話利得並びに受話利得を得るために上記２つのアンプＧ２，Ｇ３で不足する分を回線出力アンプＧ１並びにスピーカアンプＧ４によって増幅する必要がある。すなわち、親機Ｍ′におけるマイクロホン１とスピーカ２が密接して設置され、両者の音響結合利得が大きい場合には、受話ブロッキングを防止するためにマイクロホンアンプＧ２の利得を小さい値に設定するとともに、必要な送話利得を得るために回線出力アンプＧ１の利得を大きい値に設定する必要がある。このとき、マイクロホンアンプＧ２の利得が小さいために送話側減衰器４の出力信号の振幅レベルが小さく、回路中に存在する雑音レベルとの信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）が低下し、さらに回線出力アンプＧ１により高利得で増幅された後に相手側通話端末（子機Ｓ）のスピーカ２′からはＳ／Ｎ比の悪い音声信号を送出することとなり、通話品質を劣化させる要因となる。また、２線−４線変換ハイブリッド回路３におけるインピーダンスの不整合による反射の度合いが大きい場合や相手方通話端末における音響結合利得が大きい場合、つまり音声切換装置ＶＳ′から回線側を見たときの回り込み利得が大きい場合には、送話ブロッキングを防止するために回線入力アンプＧ３の利得を小さい値に設定するとともに、必要な受話利得を得るためにスピーカアンプＧ４の利得を大きい値に設定する必要がある。このとき、回線入力アンプＧ３の利得が小さいために受話側減衰器５の出力信号の振幅レベルが小さく、回路中に存在する雑音レベルとのＳ／Ｎ比が低下し、さらにスピーカアンプＧ４により高利得で増幅された後にスピーカ２からはＳ／Ｎ比の悪い音声信号を送出することとなる。
【００１０】
上述のように上記従来の音声切換装置ＶＳ′においては、４つのアンプＧ１〜Ｇ４の利得を設計する際に、送受話利得、信号のＳ／Ｎ比並びにブロッキングの抑止を考慮する必要があるが、これらの仕様項目を全て満足させるような設計をすることは困難であり、これらのうちの何れかが要求仕様を満足できない場合があった。
【００１１】
本発明は上記問題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、充分な送受話利得が得られるとともにＳ／Ｎ比を大きくし、且つ送受話ブロッキングの抑止を図ることが可能な設計を容易に行うことができる音声切換装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、マイクロホン及びスピーカを有する拡声通話端末が他の通話端末又は拡声通話端末に有線で接続されて半二重通話を行う拡声通話系の上記拡声通話端末に用いられ、上記マイクロホンで集音する音声信号を回線へ伝送するための送話信号線上に挿入される送話側減衰手段と、回線から受信した音声信号を上記スピーカへ伝送するための受話信号線上に挿入される受話側減衰手段と、通話状態に応じて上記送話側減衰手段並びに受話側減衰手段の利得を制御する挿入損失量制御部とを備えた音声切換装置であって、上記挿入損失量制御部が、上記送話側減衰手段への入力信号の瞬時パワーを推定する第１の瞬時パワー推定部と、上記受話側減衰手段への入力信号の瞬時パワーを推定する第２の瞬時パワー推定部と、上記送話側減衰手段への入力点から上記送話側減衰手段並びに回線側での回り込みを経て上記受話側減衰手段への入力点へ帰還する系の利得に応じて決定される値を係数にもつ回線帰還利得乗算手段と、上記受話側減衰手段への入力点から上記受話側減衰手段並びに音響側での回り込みを経て上記送話側減衰手段への入力点へ到る経路の利得に応じて決定される値を係数にもつ音響結合利得乗算手段と、第２の瞬時パワー推定部の出力信号を音響結合利得乗算手段へ入力して得られる出力信号と第１の瞬時パワー推定部の出力信号との大小関係を比較する第１の比較器と、第１の瞬時パワー推定部の出力信号を回線帰還利得乗算手段へ入力して得られる出力信号と第２の瞬時パワー推定部の出力信号との大小関係を比較する第２の比較器と、上記第１の比較器及び第２の比較器の出力信号に基づいて通話状態を判定するとともに上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の利得を制御する挿入損失量分配処理部とを具備し、上記回線帰還利得乗算手段が、上記送話側減衰手段の利得と略等しい係数をもつ可変係数乗算器と、上記送話側減衰手段の出力点から回線側での回り込みを経て上記受話側減衰手段の入力点へ到る経路の利得に所定の余裕値を乗じた値を係数にもつ固定係数乗算器とを有し、上記音響結合利得乗算手段が、上記受話側減衰手段の利得と略等しい係数をもつ可変係数乗算器と、上記受話側減衰手段の出力点から音響結合系を経て上記送話側減衰手段の入力点へ到る経路の利得に所定の余裕値を乗じた値を係数にもつ固定係数乗算器とを有して成ることを特徴とし、送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各入力信号のみに基づいて通話状態を判定し挿入損失量を決定することができ、従来例のように送話信号及び受話信号を増幅するアンプの利得について特に考慮せずとも送話ブロッキング並びに受話ブロッキングを防止することができ、その結果、充分な送受話利得が得られるとともにＳ／Ｎ比を大きくし、且つ送受話ブロッキングの抑止を図ることが可能な設計を容易に行うことができる。さらに、音響帰還利得及び回線帰還利得が大きい拡声通話系においても確実に送話ブロッキング並びに受話ブロッキングを防止することができる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、上記挿入損失量制御部が、上記送話側減衰手段への入力信号に含まれる背景雑音成分のレベルを推定する背景雑音レベル推定処理部を有し上記第１の瞬時パワー推定部から出力される瞬時パワー推定値と所定のしきい値との大小関係及び上記瞬時パワー推定値と上記背景雑音レベル推定処理部において得られる背景雑音レベル推定値との比に基づいて上記入力信号が音声信号であるか非音声信号であるかを検出する第１の音声区間検出部と、上記受話側減衰手段への入力信号に含まれる背景雑音成分のレベルを推定する背景雑音レベル推定処理部を有し上記第２の瞬時パワー推定部から出力される瞬時パワー推定値と所定のしきい値との大小関係及び上記瞬時パワー推定値と上記背景雑音レベル推定処理部において得られる背景雑音レベル推定値との比に基づいて上記入力信号が音声信号であるか非音声信号であるかを検出する第２の音声区間検出部と、上記第１の比較器及び第２の比較器の出力信号と上記第１の音声区間検出部及び第２の音声区間検出部の出力信号に基づいて通話状態を判定し上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の利得を制御する上記挿入損失量分配処理部と、該挿入損失量分配処理部により算出される受話側減衰手段の利得と所定のしきい値との大小関係を比較して上記第１の音声区間検出部における背景雑音レベル推定処理部の更新／停止を制御する第１の背景雑音レベル推定更新制御部と、上記挿入損失量分配処理部により算出される送話側減衰手段の利得と所定のしきい値との大小関係を比較して上記第２の音声区間検出部における背景雑音レベル推定処理部の更新／停止を制御する第２の背景雑音レベル推定更新制御部とを具備することを特徴とし、第１及び第２の音声区間検出器が参照する信号に含まれる音響結合成分並びに回線側回り込み成分の割合が大きいときに、背景雑音レベル推定値が真の近端側背景雑音レベル並びに遠端側背景雑音レベルよりも大きくなり、その結果、瞬時パワー推定値と背景雑音レベル推定値との差が小さくなって第１及び第２の音声区間検出器にて音声信号を非音声信号と誤検出してしまうことにより挿入損失量分配処理部において通話状態の判定を誤る状況を低減することができる。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、上記挿入損失量制御部が、上記送話側減衰手段への入力信号に含まれる背景雑音成分のレベルを推定する背景雑音レベル推定処理部を有し上記第１の瞬時パワー推定部から出力される瞬時パワー推定値と所定のしきい値との大小関係及び上記瞬時パワー推定値と上記背景雑音レベル推定処理部において得られる背景雑音レベル推定値との比に基づいて上記入力信号が音声信号であるか非音声信号であるかを検出する第１の音声区間検出部と、上記受話側減衰手段への入力信号に含まれる背景雑音成分のレベルを推定する背景雑音レベル推定処理部を有し上記第２の瞬時パワー推定部から出力される瞬時パワー推定値と所定のしきい値との大小関係及び上記瞬時パワー推定値と上記背景雑音レベル推定処理部において得られる背景雑音レベル推定値との比に基づいて上記入力信号が音声信号であるか非音声信号であるかを検出する第２の音声区間検出部と、上記第１の比較器及び第２の比較器の出力信号と上記第１の音声区間検出部及び第２の音声区間検出部の出力信号に基づいて通話状態を判定し上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の利得を制御する上記挿入損失量分配処理部と、上記第１の音声区間検出部で推定される背景雑音レベル推定値と所定のしきい値との大小関係に応じて上記音響結合利得乗算手段が有する固定係数乗算器の係数を可変する第１の乗算係数切換部と、上記第２の音声区間検出部で推定される背景雑音レベル推定値と所定のしきい値との大小関係に応じて上記回線結合利得乗算手段が有する固定係数乗算器の係数を可変する第２の乗算係数切換部とを具備することを特徴とし、遠端側及び近端側の背景雑音レベルが小さいときには各固定係数乗算手段の利得を小さい値に設定することにより、送受話信号のレベルに応じて迅速に通話方向を切り換えることが可能となり、遠端側又は近端側あるいは両側の背景雑音レベルが大きいときには各固定係数乗算手段の利得を大きい値に設定することにより、背景雑音レベルの大きい側の感度を低減させて通話の方向が一方向に偏ることを防ぐことができる。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１又は２又は３の発明において、上記挿入損失量制御部が、上記第１の瞬時パワー推定部の前段に設けられて近端側通話端末のマイクロホン表面における音圧から上記送話側減衰手段の入力信号電圧への近端側音響電気変換利得を補正する近端側感度補正手段と、上記第２の瞬時パワー推定部の前段に設けられて遠端側通話端末のマイクロホン表面における音圧から上記受話側減衰手段の入力信号電圧への遠端側音響電気変換利得を補正する遠端側感度補正手段とを具備し、上記近端側感度補正手段が、上記近端側音響電気変換利得が遠端側音響電気変換利得よりも小さいときに入力信号を増幅するとともに上記遠端側音響電気変換利得及び近端側音響電気変換利得が略等しいときには入力信号をそのまま第１の瞬時パワー推定部へ出力して成り、上記遠端側感度補正手段が、上記遠端側音響電気変換利得が近端側音響電気変換利得よりも小さいときに入力信号を増幅するとともに上記遠端側音響電気変換利得及び近端側音響電気変換利得が略等しいときには入力信号をそのまま第２の瞬時パワー推定部へ出力して成ることを特徴とし、通話の方向が送話又は受話の一方向に偏ることを防ぐことができる。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１〜４の何れかの発明において、上記挿入損失量制御部が、上記第１の瞬時パワー推定部の出力値が所定のしきい値を越える場合に該出力値を上記しきい値に飽和させる第１の飽和処理部と、第２の瞬時パワー推定部の出力値が所定のしきい値を越える場合に該出力値を上記しきい値に飽和させる第２の飽和処理部とを具備することを特徴とし、周囲騒音レベルが最大音声入力レベルと同等以上の系において、話者の発する音声のレベルが周囲騒音レベルよりも小さいことにより通話方向を切り換えられず、所望の音量で通話をできなくなるような状態を低減することが可能となる。特に、瞬時パワー推定部が巡回型フィルタにより構成される場合、帰還路に対しても飽和処理を施すことによってフィルタ出力が所定のしきい値を越えたときにはフィルタの立ち下がり時間を短くすることができるため、大振幅の衝撃性騒音がマイクロホンにより集音された場合においても、このような入力により通話方向が一方向に傾いたままになる状態の継続時間を低減することができる。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項１〜５の何れかの発明において、上記回線帰還利得乗算手段及び音響結合利得乗算手段が有する各固定係数乗算器の係数を、通話路が形成される以前に外部から設定可能として成ることを特徴とし、近端側通話端末のスピーカ並びにマイクロホンの種類や設置位置を変更する必要がある場合や遠端側に接続される通話端末の種類が複数あるような系においても、各固定係数乗算器の係数をそれぞれの通話形態に応じた値に外部から容易に設定することができ、いずれの場合においてもブロッキングを防止することができる。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項１〜６の何れかの発明において、上記送話側減衰手段の出力信号を参照して遠端側の通話端末からの呼び出し時における応答音声を検出する応答音声検出手段を備えたことを特徴とし、遠端側通話端末からの呼び出しに対して近端側の話者が発する特定の単語音声（例えば、“ハーイ”等）を応答音声検出手段によって検出した場合に通話路を閉結することが可能となる。なお、応答音声検出手段の単語検出処理に関しては第１及び第２の瞬時パワー推定部や第１及び第２の音声区間検出部の処理結果を間接的に利用することができるので、一般的な特定単語検出処理に比べて演算量を低減し、且つ検出精度を向上させることができる。
【００１９】
請求項８の発明は、請求項１〜７の何れかの発明において、上記送話側減衰手段並びに受話側減衰手段が各々利得を外部から設定可能に構成され、遠端側通話端末からの呼出に応じた呼出音が送出されている時には送話側減衰手段の利得を最小値にするとともに受話側減衰手段の利得を最大値として成ることを特徴とし、例えばスピーカに対して呼出音が送出されている間は通話状態を受話状態に固定するように送話側減衰手段の利得を最小値及び受話側減衰手段の利得を最大値にそれぞれ設定するため、近端側の通話端末付近の周囲騒音のレベルが高いために呼出音送出時においても通話状態が受話状態にならず、呼出音が送出されなかったり途切れて聞こえてしまうことや、第１及び第２の音声区間検出器において呼出音が非音声信号とみなされて通話状態を受話状態に保つことができず、呼出音を十分な音量でスピーカから送出できなくなることが防止できる。
【００２０】
請求項９の発明は、請求項１〜８の何れかの発明において、他の通話端末からの呼び出しに応じた呼出音が送出された後に上記第１の瞬時パワー推定部及び第２の瞬時パワー推定部における推定処理を初期化して成ることを特徴とし、第１及び第２の瞬時パワー推定部における推定処理を、呼出音がスピーカへ送出された直後に外部から初期化することによって、第１及び第２の瞬時パワー推定部における呼出音送出後の推定処理において、それ以前に推定された呼出音送出時の瞬時パワー推定値の影響を受けなくすることができ、その結果、呼出音送出直後から通話を開始してもこれに応じて正確に通話状態を判定することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１における音声切換装置ＶＳを備えた親機Ｍと、親機Ｍに２線の伝送路で接続された子器Ｓとから成る拡声通話機を示すブロック図であり、図２は、音声切換装置ＶＳの詳細な構成を示すブロック図である。従来例と同様に親機Ｍは、マイクロホン１、スピーカ２、２線−４線変換ハイブリッド回路３、マイクロホン１からの送話信号を増幅するマイクロホンアンプＧ２、送話側減衰器４の出力側に設けられた回線出力アンプＧ１、回線からの受話信号を増幅する回線入力アンプＧ３、スピーカアンプＧ４並びに音声切換装置ＶＳで構成される。また、子器Ｓはマイクロホン１′、スピーカ２′、２線−４線変換ハイブリッド回路３′、マイクロホンアンプＧ２′並びにスピーカアンプＧ４′で構成される。
【００２２】
本発明に係る音声切換装置ＶＳは、マイクロホン１で集音する音声信号（送話信号）を回線へ伝送するための送話信号線上に挿入される送話側減衰器４と、回線から受信した音声信号（受話信号）をスピーカ２へ伝送するための受話信号線上に挿入される受話側減衰器５と、通話状態に応じて送話側減衰器４並びに受話側減衰器５の利得を制御する挿入損失量制御部６とを備える。また、挿入損失量制御部６は、送話側減衰器４への入力信号（点Ｂの信号）の瞬時パワーを推定する第１の瞬時パワー推定部７と、受話側減衰器５への入力信号（点Ｃの信号）の瞬時パワーを推定する第２の瞬時パワー推定部８と、送話側減衰器４への入力点Ｂから送話側減衰器４並びに回線側での回り込みを経て受話側減衰器５への入力点Ｃへ帰還する系の利得に応じて決定される値を係数にもつ回線帰還利得乗算手段９と、受話側減衰器５への入力点Ｃから受話側減衰器５並びに音響側での回り込みを経て送話側減衰器４への入力点Ｂへ到る経路の利得に応じて決定される値を係数にもつ音響結合利得乗算手段１０と、第２の瞬時パワー推定部８の出力信号ＰCを音響結合利得乗算手段１０へ入力して得られる出力信号ＰD′と第１の瞬時パワー推定部７の出力信号ＰBとの大小関係を比較する第１の比較器１１と、第１の瞬時パワー推定部７の出力信号ＰBを回線帰還利得乗算手段９へ入力して得られる出力信号ＰA′と第２の瞬時パワー推定部８の出力信号ＰCとの大小関係を比較する第２の比較器１２と、第１の比較器１１及び第２の比較器１２の出力信号Ｃ１，Ｃ２に基づいて通話状態を判定するとともに送話側減衰器４及び受話側減衰器５の利得を制御する挿入損失量分配処理部１３とを具備する。
【００２３】
ここで、第１及び第２の瞬時パワー推定部７，８は、立ち上がりが急峻で立ち下がりが緩やかな特性を有する包絡線検波器や積分回路等によって実現され、それぞれ送話側減衰器４への入力信号及び受話側減衰器５への入力信号の瞬時パワーＰB，ＰCを推定するものである。
【００２４】
また回線帰還利得乗算手段９は、送話側減衰器４の利得と等しい値Ｇｔを係数にもつ可変係数乗算器９ａと、予め測定された送話側減衰器４の出力点から回線側での回り込みを経て受話側減衰器５の入力点Ｃへ到る経路の利得に所定（２〜３倍程度）の余裕値を乗じた値ηｔを係数にもつ固定係数乗算器９ｂとを有する。さらに、音響結合利得乗算手段１０は、受話側減衰器５の利得と等しい値Ｇｒを係数にもつ可変係数乗算器１０ａと、予め測定された受話側減衰器５の出力点からスピーカアンプＧ４−スピーカ２−マイクロホン１への音響伝達系及びマイクロホン１からマイクロホンアンプＧ２を経て送話側減衰器５の入力点Ｂへ到る経路の利得に所定（２〜３倍程度）の余裕値を乗じた値ηｒを係数にもつ固定係数乗算器１０ｂとを有する。ここで、各固定係数乗算器９ｂ，１０ｂの係数ηｔ，ηｒを設定する際に余裕値を用いるのは、スピーカ２及びマイクロホン１前方の反射条件の変化による音響結合利得の変動や、２線−４線変換ハイブリッド回路３から相手側通話端末（子器Ｓ）をみたときのインピーダンスの変化による回線側回り込み利得の変動を吸収するためである。
【００２５】
次に本実施形態における音声切換装置ＶＳの動作を説明する。
【００２６】
第１の比較器１１では、第１の瞬時パワー推定部７からの出力信号ＰBと第２の瞬時パワー推定部８からの出力信号ＰCを音響結合利得乗算手段１０へ入力して得られる出力信号ＰD′とを比較しており、ＰB≧ＰD′の場合に出力信号Ｃ１が“１”となり、ＰB＜ＰD′の場合に出力信号Ｃ１が“０”となる。また、第２の比較器１２では、第１の瞬時パワー推定部７の出力信号ＰBを回線帰還利得乗算手段９へ入力して得られる出力信号ＰA′と第２の瞬時パワー推定部８の出力信号ＰCとを比較しており、ＰA′≧ＰCの場合に出力信号Ｃ２が“１”となり、ＰA′＜ＰCの場合に出力信号Ｃ２が“０”となる。
【００２７】
一方、挿入損失量分配処理部１３では、第１及び第２の比較器１１，１２より出力される２値信号Ｃ１，Ｃ２に基づいて通話状態を判定し、その判定結果に応じて送話側減衰器４並びに受話側減衰器５の利得を決定する。ここで、通話状態の判定規則は、Ｃ１＝Ｃ２＝１のときに送話状態、Ｃ１＝Ｃ２＝０のときに受話状態、Ｃ１≠Ｃ２のときにアイドル状態とする。そして、判定結果が送話状態である場合には、挿入損失量分配処理部１３が送話側減衰器４の利得を最大値とするとともに、受話側減衰器５の利得を最小値とし、反対に判定結果が受話状態である場合には、送話側減衰器４の利得を最小値とするとともに、受話側減衰器５の利得を最大値とし、さらに判定結果がアイドル状態である場合には、送話側減衰器４及び受話側減衰器５の利得を互いに等しい値（総合利得の平方根値）に設定する。
【００２８】
すなわち、従来例においては、通話状態を判定するために回線出力アンプＧ１の出力信号（点Ａの信号）とスピーカアンプＧ４の出力信号（点Ｄの信号）とを含む４点Ａ〜Ｄの信号ＰA〜ＰDを検出して比較する必要があったが、本実施形態の音声切換装置ＶＳにおいては、送話信号の瞬時パワー推定値ＰB及び受話信号の瞬時パワー推定値ＰCと、これらの推定値ＰB，ＰCから各々回線帰還利得乗算手段９並びに音響結合利得乗算手段１０によって得られる信号ＰA′，ＰD′とを比較して通話状態を判定することができる。その結果、送話ブロッキング並びに受話ブロッキングの防止を図る際に４つのアンプ（回線出力アンプＧ１、マイクロホンアンプＧ２、回線入力アンプＧ３、スピーカアンプＧ４）の利得を考慮する必要がなくなるので、充分な送受話利得が得られるとともにＳ／Ｎ比を大きくし、且つ送受話ブロッキングの抑止を図ることが可能な設計を容易に行うことができる。さらに、固定係数乗算器９ｂ，１０ｂの係数ηｔ，ηｒを適当に設定することで音響帰還利得及び回線帰還利得が大きい拡声通話系においても確実に送話ブロッキング並びに受話ブロッキングを防止することができる。
【００２９】
（実施形態２）
図３は、本発明の実施形態２における音声切換装置ＶＳの詳細な構成を示すブロック図である。なお、本実施形態の基本構成は実施形態１と共通するので、共通する構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３０】
本実施形態は、送話側減衰器４への入力信号（送話信号ＶB）に含まれる背景雑音成分のレベルを推定する背景雑音レベル推定処理部１４ａ（後述する）を有し、第１の瞬時パワー推定部７から出力される瞬時パワー推定値Ｐｓと所定のしきい値との大小関係及び瞬時パワー推定値Ｐｓと背景雑音レベル推定処理部１４ａにおいて得られる背景雑音レベル推定値Ｐｎとの比Ｐｓ／Ｐｎに基づいて送話信号ＶBが音声信号であるか非音声信号であるかを検出する第１の音声区間検出部１４と、受話側減衰器５への入力信号（受話信号ＶC）に含まれる背景雑音成分のレベルを推定する背景雑音レベル推定処理部１５ａ（後述する）を有し、第２の瞬時パワー推定部８から出力される瞬時パワー推定値Ｐｓと所定のしきい値との大小関係及び瞬時パワー推定値Ｐｓと背景雑音レベル推定処理部１５ａにおいて得られる背景雑音レベル推定値Ｐｎとの比Ｐｓ／Ｐｎに基づいて受話信号ＶCが音声信号であるか非音声信号であるかを検出する第２の音声区間検出部１５と、第１の比較器１１及び第２の比較器１２の出力信号Ｃ１，Ｃ２と第１の音声区間検出部１４及び第２の音声区間検出部１５の出力信号Ｃ３，Ｃ４に基づいて通話状態を判定し、送話側減衰器４及び受話側減衰器５の利得を制御する挿入損失量分配処理部１３と、挿入損失量分配処理部１３により算出される受話側減衰器５の利得Ｇｒと所定のしきい値Ｇr0との大小関係を比較して第１の音声区間検出部１４における背景雑音レベル推定処理部１４ａの更新／停止を制御する第１の背景雑音レベル推定更新制御部１６と、挿入損失量分配処理部１３により算出される送話側減衰器５の利得Ｇｔと所定のしきい値Ｇt0との大小関係を比較して第２の音声区間検出部１５における背景雑音レベル推定処理部１５ａの更新／停止を制御する第２の背景雑音レベル推定更新制御部１７とを、挿入損失量制御部６が具備する点に特徴がある。なお、しきい値Ｇr0は受話側減衰器５の出力点から音響側での回り込みを経て点Ｂへ到る帰還経路の利得に基づいて決定される定数であり、しきい値Ｇt0は送話側減衰器４の出力点から回線側での回り込みを経て点Ｃへ到る帰還経路の利得に基づいて決定される定数である。
【００３１】
図４は第１及び第２の音声区間検出部１４，１５の具体構成を示すブロック図である。第１の音声区間検出部１４は、送話信号ＶB（第２の音声区間検出部１５においては受話信号ＶC、以下かっこ内は第２の音声区間検出部１５の場合を表す）を参照して近端側（遠端側）における背景雑音レベルを推定する背景雑音レベル推定部１４ａ（１５ａ）と、第１の瞬時パワー推定部７（第２の瞬時パワー推定部８）から出力される瞬時パワー推定値Ｐｓを所定のしきい値Ｐs0と比較して０又は１の２値信号Ｄ１を出力するコンパレータＣＰ１と、瞬時パワー推定値Ｐｓと背景雑音レベル推定部１４ａ（１５ａ）の出力（背景雑音レベル推定値）Ｐｎとの比Ｐｓ／Ｐｎを求める除算器１４ｂと、除算器１４ｂの出力値Ｐｓ／Ｐｎを所定のしきい値δと比較して０又は１の２値信号Ｄ２を出力するコンパレータＣＰ２と、２つの２値信号Ｄ１，Ｄ２の論理積を求める論理積演算部１４ｃとにより構成される。ここで、背景雑音レベル推定部１４ａは立ち上がりが緩やかであり、且つ立ち下がりが急峻な特性をもつフィルタ等により実現可能である。また、２つの２値信号Ｄ１，Ｄ２はＰＳ並びにＰｓ／Ｐｎに応じて以下のように決定される。
【００３２】
Ｐｓ＜Ｐs0のときにＤ１＝０、Ｐｓ≧Ｐs0のときにＤ１＝１
Ｐｓ／Ｐｎ＜δのときにＤ２＝０、Ｐｓ／Ｐｎ≧δのときにＤ２＝１
本実施形態における挿入損失量分配処理部１３では、上記４つの２値信号Ｃ１〜Ｃ４を参照して通話状態を判定し、送話側減衰器４及び受話側減衰器５の利得Ｇｔ，Ｇｒを決定する。ここで、Ｃ１＝Ｃ２＝Ｃ３＝１の場合は送話モード、Ｃ１＝Ｃ２＝０且つＣ４＝１の場合は受話モード、Ｃ１≠Ｃ２且つＣ３及びＣ４が共に０ではない場合は高速アイドルモード、その他の状態では緩速アイドルモードと判定する。而して、挿入損失量分配処理部１３は、上記判定結果が送話モードのときには送話側減衰器４の利得Ｇｔを最大値、受話側減衰器５の利得Ｇｒを最小値に設定し、判定結果が受話モードのときには送話側減衰器４の利得Ｇｔを最小値、受話側減衰器５の利得Ｇｒを最大値に設定し、判定結果が高速アイドルモードのときには短い遷移時間で送話減衰器４並びに受話減衰器５の利得Ｇｔ，Ｇｒを等しくするとともに、判定結果が緩速アイドルモードのときには長い遷移時間で送話減衰器４並びに受話減衰器５の利得Ｇｔ，Ｇｒを等しくする。なお、上述したように４つの信号Ｃ１〜Ｃ４の値から通話状態を判定する方法、並びに各モードでの送話側減衰器４及び受話側減衰器５の利得Ｇｔ，Ｇｒの設定方法は従来例のものと共通であるから、詳しい説明は省略する（特開昭６３−７３７５９号公報参照）。
【００３３】
ところで、本実施形態における背景雑音レベル推定部１４ａ，１５ａの処理は、それぞれ第１及び第２の背景雑音レベル推定更新制御部１６，１７から与えられる制御信号Ｖｘにより更新モード又は停止モードの何れかに切り換えられる。すなわち、第１の背景雑音レベル推定更新制御部１６にて受話側減衰器５の利得Ｇｒがしきい値Ｇr0よりも小さい（Ｇｒ＜Ｇr0）と判定されたときは、第１の音声区間検出部１４における背景雑音レベル推定部１４ａの処理を更新モードとし、Ｇｒ≧Ｇr0と判定されたときは、第１の音声区間検出部１４における背景雑音レベル推定部１４ａの処理を停止モードとする。
【００３４】
同様に、第２の背景雑音レベル推定更新制御部１７にて送話側減衰器４の利得Ｇｔがしきい値Ｇt0よりも小さい（Ｇｔ＜Ｇt0）と判定されたときは、第２の音声区間検出部１５における背景雑音レベル推定部１５ａの処理を更新モードとし、Ｇｒ≧Ｇt0と判定されたときは、第１の音声区間検出部１５における背景雑音レベル推定部１５ａの処理を停止モードとする。第１及び第２の音声区間検出部１４，１５の背景雑音レベル推定部１４ａ，１５ａは、更新モードにおいては入力信号に適応して背景雑音レベル推定値を逐次更新し、停止モードにおいては背景雑音レベル推定処理を停止してそれ以前の値Ｐｎを保持する。
【００３５】
このように、第１及び第２の音声区間検出部１４，１５における背景雑音レベル推定処理に対して更新／停止の切換制御を行うことにより、送話信号ＶB及び受話信号ＶCに含まれる音響結合成分並びに回線側回り込み成分の割合が大きいときにあっても、背景雑音レベル推定値Ｐｎが真の近端側背景雑音レベル並びに遠端側背景雑音レベルよりも大きくなり、その結果、Ｐｓ／Ｐｎの値が小さくなるため、第１及び第２の音声区間検出部１４，１５において音声信号を非音声信号として誤検出してしまうことにより挿入損失量分配処理部１３において通話状態の判定を誤る状況を低減することができる。
【００３６】
（実施形態３）
図５は、本発明の実施形態３における音声切換装置ＶＳの詳細な構成を示すブロック図である。なお、本実施形態の基本構成は実施形態１並びに実施形態２と共通するので、共通する構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３７】
本実施形態は、実施形態２で説明した第１及び第２の音声区間検出部１４，１５と、第１の比較器１１及び第２の比較器１２の出力信号Ｃ１，Ｃ２と第１の音声区間検出部１４及び第２の音声区間検出部１５の出力信号Ｃ３，Ｃ４に基づいて通話状態を判定し、送話側減衰器４及び受話側減衰器５の利得を制御する挿入損失量分配処理部１３と、第１の音声区間検出部１４で推定される背景雑音レベル推定値Ｐn1と所定のしきい値Ｐn0との大小関係に応じて音響結合利得乗算手段１０が有する固定係数乗算器１０ｂの係数ηｒを可変する第１の乗算係数切換部１８と、第２の音声区間検出部１５で推定される背景雑音レベル推定値Ｐn2と所定のしきい値Ｐn0との大小関係に応じて回線結合利得乗算手段９が有する固定係数乗算器９ｂの係数ηｔを可変する第２の乗算係数切換部１９とを、挿入損失量制御部６が具備する点に特徴がある。なお、しきい値Ｐn0は、本発明の音声切換装置ＶＳを適用する拡声通話系における標準的な通話音声レベルから設計される定数である。
【００３８】
図６は第１及び第２の音声区間検出部１４，１５の具体構成を示すブロック図である。本実施形態では、背景雑音レベル推定部１４ａ，１５ａで推定された背景雑音レベル推定値Ｐn1，Ｐn2を外部に取り出している点と、背景雑音レベル推定部１４ａ，１５ａの動作が更新モードと停止モードに切り換えられるようになっていない点とが実施形態２と異なるが、それ以外の構成及び動作は実施形態２と共通するので、詳しい説明は省略する。
【００３９】
本実施形態における第１及び第２の固定係数乗算器９ｂ，１０ｂは、それぞれ第１及び第２の乗算係数切換部１８，１９からの制御によって、大小２種類の利得ηtH，ηtL（但し、ηtH＞ηtL）及びηrH，ηrL（但し、ηrH＞ηrL）を選択的に取り得るようにしてある。
【００４０】
一方、第１の乗算係数切換部１８は、第１の音声区間検出部１４から出力される背景雑音レベル推定値Ｐn1を参照して、Ｐn1＞Ｐn0のときは固定係数乗算器１０ｂの利得をηrHに設定し、Ｐn1≦Ｐn0のときは固定係数乗算器１０ｂの利得をηrLに設定する。同様に、第２の乗算係数切換部１９は、第２の音声区間検出部１５から出力される背景雑音レベル推定値Ｐn2を参照して、Ｐn2＞Ｐn0のときは固定係数乗算器９ｂの利得をηtHに設定し、Ｐn2≦Ｐn0のときは固定係数乗算器９ｂの利得をηrLに設定する。ここで、第１の音声区間検出部１４から得られる背景雑音レベル推定値Ｐn1の値が大きいことは第１の瞬時パワー推定部７からの出力信号ＰBの値が定常的に大きいことを意味し、第２の音声区間検出部１５から得られる背景雑音レベル推定値Ｐn2の値が大きいことは第２の瞬時パワー推定部８からの出力信号ＰCの値が定常的に大きいことを意味する。また、固定係数乗算器９ｂ，１０ｂの利得ηｔ，ηｒの値を大きくすることは、それぞれ第２の比較器１２における受話感度、並びに第１の比較器１１における送話感度を低減させる効果があり、ブロッキングを生じることのない範囲において固定係数乗算器９ｂ，１０ｂの利得ηｔ，ηｒの値を小さくすることは、通話反転（通話状態を送話から受話、あるいは受話から送話に切り換えること）を円滑に実現させる効果がある。
【００４１】
したがって、本実施形態においては、遠端側及び近端側の背景雑音レベルが小さいとき（すなわち、Ｐn1，Ｐn2＜Ｐn0の状態）には、送受話信号ＶB，ＶCのレベルに応じて迅速に通話方向を切り換えることが可能となり、遠端側又は近端側あるいは両側の背景雑音レベルが大きいとき（すなわち、Ｐn1，Ｐn2≧Ｐn0の状態）には、背景雑音レベルの大きい側の感度を低減させることにより、通話の方向が一方向に偏ることを防ぐことができる。なお、挿入損失量分配処理部１３における通話状態判定方法及び挿入損失量設定方法は実施形態２と共通であるから説明は省略する。
【００４２】
（実施形態４）
図７は、本発明の実施形態４における音声切換装置ＶＳの詳細な構成を示すブロック図である。なお、本実施形態の基本構成は実施形態１と共通するので、共通する構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４３】
本実施形態は、近端側感度補正乗算器２０と遠端側感度補正乗算器２１とを挿入損失量制御部６に付加した点に特徴がある。これら２つの乗算器２０，２１は、近端側マイクロホン（親機Ｍのマイクロホン１）の集音する音圧から、これにより点Ｂに生じる送話信号電圧ＶBへの近端側音響電気変換利得ＴNと、遠端側マイクロホン（子器Ｓのマイクロホン１′）の集音する音圧から、これにより点Ｃに生じる受話信号電圧ＶCへの遠端側音響電気変換利得ＴFとが等しくないときに両者の差を補正するために設けられる。ここで、近端側感度補正乗算器２０の利得ＫN及び遠端側感度補正乗算器２１の利得ＫFは、測定等により予め求められた近端側音響電気変換利得ＴN及び遠端側音響電気変換利得ＴFに基づいて各々以下のように設定される。
【００４４】
ＫN＝ＴF／ＴN，ＫF＝１ （ＴF＞ＴN）
ＫN＝１，ＫF＝ＴN／ＴF （ＴN＞ＴF）
ＫN＝ＫF＝１ （ＴN＝ＴF）
すなわち近端側感度補正乗算器２０は、近端側音響電気変換利得ＴNが遠端側音響電気変換利得ＴFよりも小さいときに入力信号ＶBを増幅するとともに、遠端側音響電気変換利得ＴF及び近端側音響電気変換利得ＴNが略等しいときには入力信号ＶBをそのまま第１の瞬時パワー推定部７へ出力する。同様に遠端側感度補正乗算器２１は、遠端側音響電気変換利得ＴFが近端側音響電気変換利得ＴNよりも小さいときに入力信号ＶCを増幅するとともに、遠端側音響電気変換利得ＴF及び近端側音響電気変換利得ＴNが略等しいときには入力信号ＶCをそのまま第２の瞬時パワー推定部８へ出力する。
【００４５】
このような感度補正を施すことにより、第１及び第２の比較器１１，１２において送受話信号の瞬時パワーを比較する際に、近端側音響電気変換利得ＴNと遠端側音響電気変換利得ＴFとが等しくないときにおいても、この差を補正して近端側から入力される音声信号の瞬時パワーＰB′，ＰA′と遠端側から入力される音声信号の瞬時パワーＰC′，ＰD′とを比較することができるため、挿入損失量分配処理部１３において判定される通話の方向（送話又は受話）が一方向に偏ることを防ぐことができる。
【００４６】
（実施形態５）
図８は、本発明の実施形態５における音声切換装置ＶＳの詳細な構成を示すブロック図である。なお、本実施形態の基本構成は実施形態１と共通するので、共通する構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４７】
本実施形態は、実施形態１における挿入損失量制御部６に対して、第１の瞬時パワー推定部７の出力（第１の瞬時パワー推定値）ＰBが所定のしきい値Ｐ０を越える場合に出力値を上記しきい値に飽和させる第１の飽和処理部２２と、第２の瞬時パワー推定部８の出力（第２の瞬時パワー推定値）ＰCが所定のしきい値Ｐ０を越える場合に出力値を上記しきい値に飽和させる第２の飽和処理部２３とを付加した点に特徴がある。
【００４８】
図９は、本実施形態における第１の瞬時パワー推定部７並びに第１の飽和処理部２２の具体構成を示すブロック図である。但し、第２の瞬時パワー推定部８並びに第２の飽和処理部２３は、各々第１の瞬時パワー推定部７及び第１の飽和処理部２２と同一の構成を有しているので図示並びに説明は省略する。
【００４９】
第１の瞬時パワー推定部７は、入力信号ＶBの絶対値｜ＶB｜を求める絶対値回路７ａと、この絶対値｜ＶB｜を増幅する増幅器７ｂ（利得α）と、加算器７ｃ、遅延器７ｄ及び利得が１未満（＝１−α）の増幅器７ｅから成り増幅器７ｂの出力のリーク積分を求める１次の巡回型フィルタとで構成され、巡回型フィルタの帰還路に飽和処理用乗算器２２ｄが挿入されている。
【００５０】
一方、第１の飽和処理部２２は、第１の瞬時パワー推定部７の出力である瞬時パワー推定値ＰBでしきい値Ｐ０を除算する除算器２２ａと、除算器２２ａの出力値Ｐ０／ＰBと１との大小関係（ＰBとＰ０の大小関係）を比較する比較器２２ｂと、第１の瞬時パワー推定部７の出力ラインに挿入される飽和処理用乗算器２２ｃと、第１の瞬時パワー推定部７の巡回型フィルタの帰還路に挿入された飽和処理用乗算器２２ｄと、各飽和処理用乗算器２２ｃ，２２ｄの係数Ｋｓ，Ｋｓを“１”と“Ｐ０／ＰB”とに切り換えるスイッチＳＷ１，ＳＷ２と、比較器２２ｂの出力に応じて瞬時パワー推定値ＰBがしきい値Ｐ０を越えているか否かを判定するとともにその判定結果に応じてスイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御する判定部２２ｅとで構成され、第１の瞬時パワー推定部７より出力される瞬時パワー推定値ＰBに対して飽和処理用乗算器２２ｃによる乗算を施した信号ＰB′を出力する。
【００５１】
判定部２２ｅでは、瞬時パワー推定値ＰBがしきい値Ｐ０を越えている場合には出力値ＰB′をしきい値Ｐ０に飽和させ、しきい値Ｐ０を越えていなければ瞬時パワー推定値ＰBに等しい出力値ＰB′を出力する。すなわち、第１及び第２の飽和処理部２２，２３の出力値ＰB′，ＰC′は各々次式で与えられる。
【００５２】
ＰB′＝ＰB（ＰB≦Ｐ０）、ＰB′＝Ｐ０（ＰB＞Ｐ０）
ＰC′＝ＰC（ＰC≦Ｐ０）、ＰC′＝Ｐ０（ＰC＞Ｐ０）
ここで、上記しきい値Ｐ０は、本発明に係る音声切換装置ＶＳを適用する拡声通話系において想定される最大音声信号入力レベルより求められる値とする。
【００５３】
而して、上述のような飽和処理を行うことにより、マイクロホン１，１′により集音される音圧が最大音声入力レベル以上の場合における瞬時パワー推定値が実際の値よりも小さく見積もられることになる。その結果、周囲騒音レベルが最大音声入力レベルと同等以上の拡声通話系に本発明に係る音声切換装置ＶＳを適用する場合、話者の発する音声のレベルが周囲騒音レベルよりも小さいことにより通話方向が切り換えられず、所望の音量で通話をできなくなるような状態を低減することが可能となる。また、本実施形態のように第１及び第２の瞬時パワー推定部７，８が巡回型フィルタにより構成される場合、その帰還路に対しても飽和処理を施すことにより、上記フィルタ出力が所定のしきい値を越えたときにはフィルタの立ち下がり時間を短くすることができるため、大振幅の衝撃性騒音がマイクロホン１，１′により集音された場合においても、このような入力により通話方向が一方向に傾いたままになる状態の継続時間を低減することができる。
【００５４】
（実施形態６）
図１０は、本発明の実施形態６における音声切換装置ＶＳの詳細な構成を示すブロック図である。なお、本実施形態の基本構成は実施形態１と共通するので、共通する構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５５】
本実施形態は、実施形態１における挿入損失量制御部６に対して、回線帰還利得乗算手段９及び音響結合利得乗算手段１０が有する各固定係数乗算器９ｂ，１０ｂの係数ηｔ，ηｒを、通話路が形成される以前に外部から設定可能とするための制御信号Ｖx1，Ｖx2が入力される入力端子Ｘ１，Ｘ２を設けている点に特徴がある。
【００５６】
これら固定係数乗算器９ｂ，１０ｂの係数ηｔ，ηｒは、受話側減衰器５の出力点から音響結合系を経て点Ｂへ到る経路の利得、及び送話側減衰器４の出力点から回線側での回り込みを経て点Ｃへ到る経路の利得に基づいて決定されるものである。ところが、このような回り込み利得は、近端側通話端末（親機Ｍ）のマイクロホン１、スピーカ２の種類や設置位置を変更する必要がある場合や、遠端側に接続される通話端末（子器Ｓ）の種類が複数あるような通話系においては一定ではない。
【００５７】
そこで、本実施形態では通話系の構成要素（マイクロホン１、スピーカ２、遠端側通話端末等）に応じて各固定係数乗算器９ｂ，１０ｂの係数ηｔ，ηｒを外部の乗算係数設定部２５から与えられる制御信号Ｖx1，Ｖx2により制御可能として、上述のような種々の条件変更に対して音声切換装置ＶＳの外部から乗算係数設定部２５により各固定係数乗算器９ｂ，１０ｂの係数ηｔ，ηｒを可変するようにしている。これにより、近端側通話端末のスピーカ２並びにマイクロホン１の種類や設置位置を変更する必要がある場合や遠端側に接続される通話端末の種類が複数あるような系においても、各固定係数乗算器９ｂ，１０ｂの係数ηｔ，ηｒをそれぞれの通話形態に応じた値に外部から容易に設定することができ、いずれの場合においてもブロッキングを防止することができるのである。なお、乗算係数設定部２５は通話路制御部２４とともに親機Ｍが具備するものである。
【００５８】
（実施形態７）
図１１は、本発明の実施形態７における音声切換装置ＶＳの構成を示すブロック図である。なお、本実施形態の基本構成は実施形態２又は３と共通するので、共通する構成には同一の符号を付して一部図示並びに説明を省略する。
【００５９】
本実施形態は、送話側減衰器４の出力信号を参照して遠端側の通話端末（子器Ｓ）からの呼び出し時における応答音声を検出する応答音声検出手段たる特定単語検出部２６を備えた点に特徴がある。
【００６０】
特定単語検出部２６は、参照信号（送話側減衰器４の出力信号）のレベル、エンベロープ成分、パワースペクトラム等を分析し、パターン照合アルゴリズム等を用いて特定の単語音声を検出するものである。ここで、特定単語検出処理に用いる参照信号を送話側減衰器４の出力信号とすることにより、特定単語検出部２６においては、挿入損失量制御部６が具備する第１の瞬時パワー推定部７や第１の音声区間検出部１４における処理結果を間接的に利用して特定単語検出処理を行うことができる。その結果、一般的な特定単語検出処理に比べて演算量を低減し、且つ検出精度を向上させることができるという利点がある。
【００６１】
而して本実施形態では、子器Ｓからの呼び出しに対して親機Ｍ側の話者が発する特定の単語音声（例えば、“ハーイ”等）を特定単語検出部２６によって検出するようにしておき、特定の単語音声が検出された場合に、親機Ｍ側で通話釦等の操作を介さずに親機Ｍと子器Ｓとの間に通話路を閉結することが可能となって、使い勝手が向上するものである。
【００６２】
（実施形態８）
図１２は、本発明の実施形態８における音声切換装置ＶＳの構成を示すブロック図である。なお、本実施形態の基本構成は実施形態１〜７の何れかと共通するので、共通する構成には同一の符号を付して一部図示並びに説明を省略する。
【００６３】
本実施形態は、送話側減衰器４並びに受話側減衰器５の利得がそれぞれ外部から設定可能に構成され、子器Ｓからの呼出に応じた呼出音が送出されている時には送話側減衰器４の利得を最小値にするとともに受話側減衰器５の利得を最大値として成る点に特徴があり、送話側減衰器４及び受話側減衰器５の利得を外部から設定する手段として挿入損失量設定部２７が親機Ｍに設けてある。すなわち、本実施形態の音声切換装置ＶＳでは、送話側減衰器４及び受話側減衰器５の利得を挿入損失量制御部６から制御するモードの他に、外部の挿入損失量設定部２７から所望の利得に設定するモードも有している。ここで、子器Ｓからの呼び出しを受けた親機Ｍの通話路制御部２４がスピーカ２に対して呼出音を送出している間は、挿入損失量設定部２７が送話側減衰器４の利得を最小値に、受話側減衰器５の利得を最大値にそれぞれ設定することにより、親機Ｍにおける通話状態を受話状態に固定するようにしてある。
【００６４】
これにより、近端側の通話端末（親機Ｍ）付近の周囲騒音のレベルが高いために呼出音送出時においても通話状態が受話状態にならず、呼出音が送出されなかったり途切れて聞こえてしまうことや、第１及び第２の音声区間検出器１４，１５において呼出音が非音声信号とみなされて通話状態を受話状態に保つことができず、呼出音を十分な音量でスピーカ２から送出できなくなることが防止できる。
【００６５】
（実施形態９）
図１３は、本発明の実施形態９における音声切換装置ＶＳの詳細な構成を示すブロック図である。なお、本実施形態の基本構成は実施形態１と共通するので、共通する構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６６】
本実施形態は、実施形態１における挿入損失量制御部６に対して、他の通話端末（例えば、子器Ｓ）からの呼び出しに応じた呼出音が送出された後に第１の瞬時パワー推定部７及び第２の瞬時パワー推定部８における推定処理を初期化するためのリセット信号Ｖｒが入力される入力端子Ｘ３，Ｘ４を設けた点に特徴がある。また、本実施形態における親機Ｍには、通話路制御部２４と、通話路制御部２４によって制御されて呼出音を生成する呼出音生成部２８と、呼出音生成部２８から呼出音が送出された直後にリセット信号Ｖｒを出力するリセット処理部２９と、呼出音を２線−４線変換ハイブリッド回路３の出力に加算する加算器３０とが設けてある。
【００６７】
図１４は、本実施形態における第１の瞬時パワー推定部７の具体構成を示すブロック図である。但し、第２の瞬時パワー推定部８は、各々第１の瞬時パワー推定部７と同一の構成を有しているので図示並びに説明は省略する。
【００６８】
第１の瞬時パワー推定部７は、入力信号ＶB（ｔ）の絶対値｜ＶB（ｔ）｜を求める絶対値回路７ａと、この絶対値｜ＶB（ｔ）｜を増幅する増幅器７ｂ（利得α）と、加算器７ｃ、入力信号を所定の遅延時間τだけ遅延させる遅延器７ｄ及び増幅器７ｅ（利得１−α）から成り増幅器７ｂの出力のリーク積分を求める１次の巡回型フィルタとで構成され、その出力ＰB（ｔ）は次式で表される。
【００６９】
ＰB（ｔ）＝（１−α）×ＰB（ｔ−τ）＋α・｜ＶB（ｔ）｜
但し、αは１未満の正の定数であり、通常、１−α≫αとなる値に設定される。
【００７０】
ここで、本実施形態における第１の瞬時パワー推定処理部７では、親機Ｍに設けられるリセット処理部２９から入力端子Ｘ３を介して与えられるリセット信号Ｖｒによって遅延器７ｄの出力ＰB（ｔ−τ）が０にリセット（初期化）される。すなわち、遠端側通話端末（例えば、子器Ｓ）からの呼び出しを受けた通話路制御部２４が呼出音生成部２８を制御して呼出音を送出させた後に、リセット処理部２９から出力するリセット信号Ｖｒにより第１の瞬時パワー推定部７及び第２の瞬時パワー推定部８における瞬時パワー推定処理を初期化するのである。これにより、呼出音の送出終了時において、第１及び第２の瞬時パワー推定部７，８の遅延器７ｄ，８ｄに保持されている瞬時パワー推定値ＰB（ｔ−τ），ＰC（ｔ−τ）が各巡回型フィルタ内で帰還されることにより、第１及び第２の各瞬時パワー推定部７，８の出力ＰB，ＰCが暫くの間、呼出音送出後の送話音声信号ＶB並びに受話音声信号ＶCの瞬時パワーよりも大きい値になるために通話状態が正確に判定ができなくなることが防止できる。
【００７１】
而して、本実施形態によれば、第１及び第２の瞬時パワー推定部７，８における推定処理を、呼出音がスピーカ２へ送出された直後に外部から初期化することによって、第１及び第２の瞬時パワー推定部７，８における呼出音送出後の推定処理において、それ以前に推定された呼出音送出時の瞬時パワー推定値の影響を受けなくすることができる。その結果、呼出音送出直後から通話を開始してもこれに応じて正確に通話状態を判定することができる。
【００７２】
【発明の効果】
請求項１の発明は、マイクロホン及びスピーカを有する拡声通話端末が他の通話端末又は拡声通話端末に有線で接続されて半二重通話を行う拡声通話系の上記拡声通話端末に用いられ、上記マイクロホンで集音する音声信号を回線へ伝送するための送話信号線上に挿入される送話側減衰手段と、回線から受信した音声信号を上記スピーカへ伝送するための受話信号線上に挿入される受話側減衰手段と、通話状態に応じて上記送話側減衰手段並びに受話側減衰手段の利得を制御する挿入損失量制御部とを備えた音声切換装置であって、上記挿入損失量制御部が、上記送話側減衰手段への入力信号の瞬時パワーを推定する第１の瞬時パワー推定部と、上記受話側減衰手段への入力信号の瞬時パワーを推定する第２の瞬時パワー推定部と、上記送話側減衰手段への入力点から上記送話側減衰手段並びに回線側での回り込みを経て上記受話側減衰手段への入力点へ帰還する系の利得に応じて決定される値を係数にもつ回線帰還利得乗算手段と、上記受話側減衰手段への入力点から上記受話側減衰手段並びに音響側での回り込みを経て上記送話側減衰手段への入力点へ到る経路の利得に応じて決定される値を係数にもつ音響結合利得乗算手段と、第２の瞬時パワー推定部の出力信号を音響結合利得乗算手段へ入力して得られる出力信号と第１の瞬時パワー推定部の出力信号との大小関係を比較する第１の比較器と、第１の瞬時パワー推定部の出力信号を回線帰還利得乗算手段へ入力して得られる出力信号と第２の瞬時パワー推定部の出力信号との大小関係を比較する第２の比較器と、上記第１の比較器及び第２の比較器の出力信号に基づいて通話状態を判定するとともに上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の利得を制御する挿入損失量分配処理部とを具備し、上記回線帰還利得乗算手段が、上記送話側減衰手段の利得と略等しい係数をもつ可変係数乗算器と、上記送話側減衰手段の出力点から回線側での回り込みを経て上記受話側減衰手段の入力点へ到る経路の利得に所定の余裕値を乗じた値を係数にもつ固定係数乗算器とを有し、上記音響結合利得乗算手段が、上記受話側減衰手段の利得と略等しい係数をもつ可変係数乗算器と、上記受話側減衰手段の出力点から音響結合系を経て上記送話側減衰手段の入力点へ到る経路の利得に所定の余裕値を乗じた値を係数にもつ固定係数乗算器とを有して成るので、送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各入力信号のみに基づいて通話状態を判定し挿入損失量を決定することができ、従来例のように送話信号及び受話信号を増幅するアンプの利得について特に考慮せずとも送話ブロッキング並びに受話ブロッキングを防止することができ、その結果、充分な送受話利得が得られるとともにＳ／Ｎ比を大きくし、且つ送受話ブロッキングの抑止を図ることが可能な設計を容易に行うことができるという効果がある。さらに、音響帰還利得及び回線帰還利得が大きい拡声通話系においても確実に送話ブロッキング並びに受話ブロッキングを防止することができるという効果がある。
【００７３】
請求項２の発明は、上記挿入損失量制御部が、上記送話側減衰手段への入力信号に含まれる背景雑音成分のレベルを推定する背景雑音レベル推定処理部を有し上記第１の瞬時パワー推定部から出力される瞬時パワー推定値と所定のしきい値との大小関係及び上記瞬時パワー推定値と上記背景雑音レベル推定処理部において得られる背景雑音レベル推定値との比に基づいて上記入力信号が音声信号であるか非音声信号であるかを検出する第１の音声区間検出部と、上記受話側減衰手段への入力信号に含まれる背景雑音成分のレベルを推定する背景雑音レベル推定処理部を有し上記第２の瞬時パワー推定部から出力される瞬時パワー推定値と所定のしきい値との大小関係及び上記瞬時パワー推定値と上記背景雑音レベル推定処理部において得られる背景雑音レベル推定値との比に基づいて上記入力信号が音声信号であるか非音声信号であるかを検出する第２の音声区間検出部と、上記第１の比較器及び第２の比較器の出力信号と上記第１の音声区間検出部及び第２の音声区間検出部の出力信号に基づいて通話状態を判定し上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の利得を制御する上記挿入損失量分配処理部と、該挿入損失量分配処理部により算出される受話側減衰手段の利得と所定のしきい値との大小関係を比較して上記第１の音声区間検出部における背景雑音レベル推定処理部の更新／停止を制御する第１の背景雑音レベル推定更新制御部と、上記挿入損失量分配処理部により算出される送話側減衰手段の利得と所定のしきい値との大小関係を比較して上記第２の音声区間検出部における背景雑音レベル推定処理部の更新／停止を制御する第２の背景雑音レベル推定更新制御部とを具備するので、第１及び第２の音声区間検出器が参照する信号に含まれる音響結合成分並びに回線側回り込み成分の割合が大きいときに、背景雑音レベル推定値が真の近端側背景雑音レベル並びに遠端側背景雑音レベルよりも大きくなり、その結果、瞬時パワー推定値と背景雑音レベル推定値との差が小さくなって第１及び第２の音声区間検出器にて音声信号を非音声信号と誤検出してしまうことにより挿入損失量分配処理部において通話状態の判定を誤る状況を低減することができるという効果がある。
【００７４】
請求項３の発明は、上記挿入損失量制御部が、上記送話側減衰手段への入力信号に含まれる背景雑音成分のレベルを推定する背景雑音レベル推定処理部を有し上記第１の瞬時パワー推定部から出力される瞬時パワー推定値と所定のしきい値との大小関係及び上記瞬時パワー推定値と上記背景雑音レベル推定処理部において得られる背景雑音レベル推定値との比に基づいて上記入力信号が音声信号であるか非音声信号であるかを検出する第１の音声区間検出部と、上記受話側減衰手段への入力信号に含まれる背景雑音成分のレベルを推定する背景雑音レベル推定処理部を有し上記第２の瞬時パワー推定部から出力される瞬時パワー推定値と所定のしきい値との大小関係及び上記瞬時パワー推定値と上記背景雑音レベル推定処理部において得られる背景雑音レベル推定値との比に基づいて上記入力信号が音声信号であるか非音声信号であるかを検出する第２の音声区間検出部と、上記第１の比較器及び第２の比較器の出力信号と上記第１の音声区間検出部及び第２の音声区間検出部の出力信号に基づいて通話状態を判定し上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の利得を制御する上記挿入損失量分配処理部と、上記第１の音声区間検出部で推定される背景雑音レベル推定値と所定のしきい値との大小関係に応じて上記音響結合利得乗算手段が有する固定係数乗算器の係数を可変する第１の乗算係数切換部と、上記第２の音声区間検出部で推定される背景雑音レベル推定値と所定のしきい値との大小関係に応じて上記回線結合利得乗算手段が有する固定係数乗算器の係数を可変する第２の乗算係数切換部とを具備するので、遠端側及び近端側の背景雑音レベルが小さいときには各固定係数乗算手段の利得を小さい値に設定することにより、送受話信号のレベルに応じて迅速に通話方向を切り換えることが可能となり、遠端側又は近端側あるいは両側の背景雑音レベルが大きいときには各固定係数乗算手段の利得を大きい値に設定することにより、背景雑音レベルの大きい側の感度を低減させて通話の方向が一方向に偏ることを防ぐことができるという効果がある。
【００７５】
請求項４の発明は、上記挿入損失量制御部が、上記第１の瞬時パワー推定部の前段に設けられて近端側通話端末のマイクロホン表面における音圧から上記送話側減衰手段の入力信号電圧への近端側音響電気変換利得を補正する近端側感度補正手段と、上記第２の瞬時パワー推定部の前段に設けられて遠端側通話端末のマイクロホン表面における音圧から上記受話側減衰手段の入力信号電圧への遠端側音響電気変換利得を補正する遠端側感度補正手段とを具備し、上記近端側感度補正手段が、上記近端側音響電気変換利得が遠端側音響電気変換利得よりも小さいときに入力信号を増幅するとともに上記遠端側音響電気変換利得及び近端側音響電気変換利得が略等しいときには入力信号をそのまま第１の瞬時パワー推定部へ出力して成り、上記遠端側感度補正手段が、上記遠端側音響電気変換利得が近端側音響電気変換利得よりも小さいときに入力信号を増幅するとともに上記遠端側音響電気変換利得及び近端側音響電気変換利得が略等しいときには入力信号をそのまま第２の瞬時パワー推定部へ出力して成るので、通話の方向が送話又は受話の一方向に偏ることを防ぐことができるという効果がある。
【００７６】
請求項５の発明は、上記挿入損失量制御部が、上記第１の瞬時パワー推定部の出力値が所定のしきい値を越える場合に該出力値を上記しきい値に飽和させる第１の飽和処理部と、第２の瞬時パワー推定部の出力値が所定のしきい値を越える場合に該出力値を上記しきい値に飽和させる第２の飽和処理部とを具備するので、周囲騒音レベルが最大音声入力レベルと同等以上の系において、話者の発する音声のレベルが周囲騒音レベルよりも小さいことにより通話方向を切り換えられず、所望の音量で通話をできなくなるような状態を低減することが可能となるという効果がある。特に、瞬時パワー推定部が巡回型フィルタにより構成される場合、帰還路に対しても飽和処理を施すことによってフィルタ出力が所定のしきい値を越えたときにはフィルタの立ち下がり時間を短くすることができるため、大振幅の衝撃性騒音がマイクロホンにより集音された場合においても、このような入力により通話方向が一方向に傾いたままになる状態の継続時間を低減することができるという効果がある。
【００７７】
請求項６の発明は、上記回線帰還利得乗算手段及び音響結合利得乗算手段が有する各固定係数乗算器の係数を、通話路が形成される以前に外部から設定可能として成るので、近端側通話端末のスピーカ並びにマイクロホンの種類や設置位置を変更する必要がある場合や遠端側に接続される通話端末の種類が複数あるような系においても、各固定係数乗算器の係数をそれぞれの通話形態に応じた値に外部から容易に設定することができ、いずれの場合においてもブロッキングを防止することができるという効果がある。
【００７８】
請求項７の発明は、上記送話側減衰手段の出力信号を参照して遠端側の通話端末からの呼び出し時における応答音声を検出する応答音声検出手段を備えたので、遠端側通話端末からの呼び出しに対して近端側の話者が発する特定の単語音声（例えば、“ハーイ”等）を応答音声検出手段によって検出した場合に通話路を閉結することが可能となり、使い勝手が向上できるという効果がある。なお、応答音声検出手段の単語検出処理に関しては第１及び第２の瞬時パワー推定部や第１及び第２の音声区間検出部の処理結果を間接的に利用することができるので、一般的な特定単語検出処理に比べて演算量を低減し、且つ検出精度を向上させることができるという効果もある。
【００７９】
請求項８の発明は、上記送話側減衰手段並びに受話側減衰手段が各々利得を外部から設定可能に構成され、遠端側通話端末からの呼出に応じた呼出音が送出されている時には送話側減衰手段の利得を最小値にするとともに受話側減衰手段の利得を最大値として成るので、例えばスピーカに対して呼出音が送出されている間は通話状態を受話状態に固定するように送話側減衰手段の利得を最小値及び受話側減衰手段の利得を最大値にそれぞれ設定するため、近端側の通話端末付近の周囲騒音のレベルが高いために呼出音送出時においても通話状態が受話状態にならず、呼出音が送出されなかったり途切れて聞こえてしまうことや、第１及び第２の音声区間検出器において呼出音が非音声信号とみなされて通話状態を受話状態に保つことができず、呼出音を十分な音量でスピーカから送出できなくなることが防止できるという効果がある。
【００８０】
請求項９の発明は、他の通話端末からの呼び出しに応じた呼出音が送出された後に上記第１の瞬時パワー推定部及び第２の瞬時パワー推定部における推定処理を初期化して成るので、第１及び第２の瞬時パワー推定部における推定処理を、呼出音がスピーカへ送出された直後に外部から初期化することによって、第１及び第２の瞬時パワー推定部における呼出音送出後の推定処理において、それ以前に推定された呼出音送出時の瞬時パワー推定値の影響を受けなくすることができ、その結果、呼出音送出直後から通話を開始してもこれに応じて正確に通話状態を判定することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態１を用いた拡声通話機を示すブロック図である。
【図２】 同上を示すブロック図である。
【図３】 実施形態２を示すブロック図である。
【図４】 同上における第１及び第２の音声区間検出部を示すブロック図である。
【図５】 実施形態３を示すブロック図である。
【図６】 同上における第１及び第２の音声区間検出部を示すブロック図である。
【図７】 実施形態４を示すブロック図である。
【図８】 実施形態５を示すブロック図である。
【図９】 同上における第１の瞬時パワー推定部並びに第１の飽和処理部を示すブロック図である。
【図１０】 実施形態６を示すブロック図である。
【図１１】 実施形態７を示すブロック図である。
【図１２】 実施形態８を示すブロック図である。
【図１３】 実施形態９を示すブロック図である。
【図１４】 同上における第１の瞬時パワー推定部を示すブロック図である。
【図１５】 従来例を用いた拡声通話機を示すブロック図である。
【符号の説明】
４ 送話側減衰器
５ 受話側減衰器
６ 挿入損失量制御部
７ 第１の瞬時パワー推定部
８ 第２の瞬時パワー推定部
９ 回線帰還利得乗算手段
１０ 音響結合利得乗算手段
１１ 第１の比較器
１２ 第２の比較器
１３ 挿入損失量分配処理部
【発明の属する技術分野】
本発明は、住宅、事務所、工場等で用いられる拡声通話装置（インターホン、電話機、ＰＨＳ等）に使用されるハウリング防止用の音声切換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、通話時にハンドセットを持つ必要がなく、通話端末から離れた通話者に対して相手側の通話端末から伝送されてくる音声信号をスピーカにより送出し、かつ、上記通話者の発する音声をマイクロホンにより集音して相手側通話端末へ伝送することで半二重通話を可能とする拡声通話装置が提供されている。このような拡声通話装置においては、その構成要素であるスピーカ−マイクロホン間の音響結合や、音声信号の伝送路が２線の形態で構成される場合に必要となる２線−４線変換ハイブリッド回路におけるインピーダンスの不整合により生じる送話信号路から受話信号路への回り込み、及び相手側の通話端末におけるスピーカ−マイクロホン間の音響結合等によって通話路上に閉ループが形成され、この閉ループの一巡利得が１倍以上になるとハウリングが生じ、ハウリングが生じた場合には通話を継続することができないため、これを抑圧する手段が必要となる。
【０００３】
そこで従来の拡声通話装置においては、送話信号及び受話信号を監視することにより通話状態が受話状態または送話状態の何れであるかを判別し、判別された通話状態に応じて送話信号路又は受話信号路の少なくとも一方に減衰手段を挿入することにより、閉ループの一巡利得を低減させてハウリングを防止する音声切換装置（いわゆる音声スイッチ）が広く用いられてきた。音声切換装置の基本的な動作は、送話信号及び受話信号のパワーを推定し、これらの大小関係を比較して瞬時パワーの小さい側に対して所定の損失量を挿入するというものである。また、周囲騒音のレベルが高い環境下での使用が予想される場合には、送話信号及び受話信号が音声／非音声の何れであるかを判定するための手段が必要となる。さらに、音声切換装置からみたときの音響側帰還利得及び回線側帰還利得が大きく、送話信号及び受話信号が近端側音声信号、遠端側音声信号のみならず音響結合成分、回線回り込み成分を多く含む場合には、送話信号及び受話信号のパワーを単純に比較するだけでは通話状態を精度よく推定することが不可能であるため、音響結合成分及び回線回り込み成分による影響を低減するためのアルゴリズムが必要となる。
【０００４】
上述のような高周囲騒音レベル下での使用並びに音響結合利得及び回線回り込み帰還利得が大きい系への適用を考慮した音声切換装置として、特開昭６３−７３７５９号公報に記載されているモトローラ社製のスピーカホンＩＣ（型番：ＭＣ３４１１８）がある。図１５は、上記音声切換装置ＶＳ′を備えた親機Ｍ′と、親機Ｍ′に２線の伝送路で接続された子器Ｓとから成る拡声通話機を示すブロック図である。親機Ｍ′は、マイクロホン１、スピーカ２、２線−４線変換ハイブリッド回路３、回線からの受話信号を増幅する回線入力アンプＧ３、スピーカアンプＧ４並びに音声切換装置ＶＳ′で構成される。また、子器Ｓはマイクロホン１′、スピーカ２′、２線−４線変換ハイブリッド回路３′、マイクロホンアンプＧ２′並びにスピーカアンプＧ４′で構成される。
【０００５】
音声切換装置ＶＳ′は、マイクロホン１からの送話信号を増幅するマイクロホンアンプＧ２と、マイクロホンアンプＧ２の出力側に設けられた送話側減衰器４と、送話側減衰器４の出力側に設けられた回線出力アンプＧ１と、回線入力アンプＧ３とスピーカアンプＧ４の間に挿入される受話側減衰器５と、回線の通話状態（送話状態、受話状態、緩速アイドルモード、高速アイドルモード）を推定して送話側減衰器４及び受話側減衰器５の利得を、その合計値（積）を一定に保持しながら相補的に調整する挿入損失量制御部５０とを備え、これらが集積回路として構成されている。なお、回線出力アンプＧ１及びマイクロホンアンプＧ２の利得は外付けの抵抗及びコンデンサの定数により調整可能である。
【０００６】
挿入損失量制御部５０は、各アンプＧ１〜Ｇ４の出力点Ａ〜Ｄにおける信号の瞬時パワーを推定するレベル検波器５１1〜５１4と、２つのレベル検波器５１2，５１4の出力信号レベルを比較して０又は１の２値信号（Ｃ１′）を出力する比較器５２1と、２つのレベル検波器５１1，５１3の出力信号レベルを比較して０又は１の２値信号（Ｃ２′）を出力する比較器５２2と、レベル検出器５１2の出力信号を参照して出力点Ｂの信号が音声信号か否かを検出して０又は１の２値信号（Ｃ３′）を出力する信号対雑音検出器５３1と、レベル検出器５１3の出力信号を参照して出力点Ｃの信号が音声信号か否かを検出して０又は１の２値信号（Ｃ４′）を出力する信号対雑音検出器５３2と、上記４つの２値信号（Ｃ１′〜Ｃ４′）を参照し、真理値表に基づいて回線の通話状態を推定して送話側減衰器４及び受話側減衰器５の利得を決定する制御回路５４とを具備する。
【０００７】
ここで、回線出力アンプＧ１並びにマイクロホンアンプＧ２の合計利得が親機Ｍ′として必要な送話利得となり、且つ回線入力アンプＧ３及びスピーカアンプＧ４の合計利得が親機Ｍ′として必要な受話利得となるように設定する必要がある。また、一方の比較器５２2において出力点Ａ，Ｃの信号レベル（レベル検波器５１1，５１3の出力信号レベル）を比較する際に、出力点Ａから回線側へ伝送される信号の一部が２線−４線変換ハイブリッド回路３における反射及び子器Ｓ側でのスピーカ２′−マイクロホン１′間の音響結合によって出力点Ｃに帰還する回線側回り込み経路の利得が１倍以上になると所謂送話ブロッキングを生じる原因となるため、回線入力アンプＧ３の利得を上記回線側回り込み経路の利得が１倍未満となるような値に設定する必要がある。なお、送話ブロッキングとは、比較点における送話信号のレベルが回線側回り込み信号のレベルよりも小さく、近端話者からの発声時においても通話状態が送話状態にならずに近端話者から発せられた音声信号が相手方通話端末に所望のレベルで伝送されない現象をいう。
【０００８】
同様に、他方の比較器５２1において出力点Ｂ，Ｄの信号レベル（レベル検波器５１2，５１4の出力信号レベル）を比較する際に、出力点Ｄからスピーカ２へ送出される信号の一部がスピーカ２−マイクロホン１間の音響結合によって出力点Ｂに帰還する音響結合経路の利得が１倍以上になると所謂受話ブロッキングを生じる原因となるため、マイクロホンアンプＧ２の利得を上記音響結合経路の利得が１倍未満となるような値に設定する必要がある。なお、受話ブロッキングとは、比較点における受話信号のレベルが音響回り込み信号のレベルよりも小さく、遠端話者からの発声時においても通話状態が受話状態にならずに遠端話者から発せられた音声信号がスピーカ２から所望のレベルで送出されない現象をいう。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の音声切換装置ＶＳ′では、送受話ブロッキングを防止するために回線入力アンプＧ３及びマイクロホンアンプＧ２の利得の設定可能な値に上限が存在し、しかも、必要な送話利得並びに受話利得を得るために上記２つのアンプＧ２，Ｇ３で不足する分を回線出力アンプＧ１並びにスピーカアンプＧ４によって増幅する必要がある。すなわち、親機Ｍ′におけるマイクロホン１とスピーカ２が密接して設置され、両者の音響結合利得が大きい場合には、受話ブロッキングを防止するためにマイクロホンアンプＧ２の利得を小さい値に設定するとともに、必要な送話利得を得るために回線出力アンプＧ１の利得を大きい値に設定する必要がある。このとき、マイクロホンアンプＧ２の利得が小さいために送話側減衰器４の出力信号の振幅レベルが小さく、回路中に存在する雑音レベルとの信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）が低下し、さらに回線出力アンプＧ１により高利得で増幅された後に相手側通話端末（子機Ｓ）のスピーカ２′からはＳ／Ｎ比の悪い音声信号を送出することとなり、通話品質を劣化させる要因となる。また、２線−４線変換ハイブリッド回路３におけるインピーダンスの不整合による反射の度合いが大きい場合や相手方通話端末における音響結合利得が大きい場合、つまり音声切換装置ＶＳ′から回線側を見たときの回り込み利得が大きい場合には、送話ブロッキングを防止するために回線入力アンプＧ３の利得を小さい値に設定するとともに、必要な受話利得を得るためにスピーカアンプＧ４の利得を大きい値に設定する必要がある。このとき、回線入力アンプＧ３の利得が小さいために受話側減衰器５の出力信号の振幅レベルが小さく、回路中に存在する雑音レベルとのＳ／Ｎ比が低下し、さらにスピーカアンプＧ４により高利得で増幅された後にスピーカ２からはＳ／Ｎ比の悪い音声信号を送出することとなる。
【００１０】
上述のように上記従来の音声切換装置ＶＳ′においては、４つのアンプＧ１〜Ｇ４の利得を設計する際に、送受話利得、信号のＳ／Ｎ比並びにブロッキングの抑止を考慮する必要があるが、これらの仕様項目を全て満足させるような設計をすることは困難であり、これらのうちの何れかが要求仕様を満足できない場合があった。
【００１１】
本発明は上記問題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、充分な送受話利得が得られるとともにＳ／Ｎ比を大きくし、且つ送受話ブロッキングの抑止を図ることが可能な設計を容易に行うことができる音声切換装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、マイクロホン及びスピーカを有する拡声通話端末が他の通話端末又は拡声通話端末に有線で接続されて半二重通話を行う拡声通話系の上記拡声通話端末に用いられ、上記マイクロホンで集音する音声信号を回線へ伝送するための送話信号線上に挿入される送話側減衰手段と、回線から受信した音声信号を上記スピーカへ伝送するための受話信号線上に挿入される受話側減衰手段と、通話状態に応じて上記送話側減衰手段並びに受話側減衰手段の利得を制御する挿入損失量制御部とを備えた音声切換装置であって、上記挿入損失量制御部が、上記送話側減衰手段への入力信号の瞬時パワーを推定する第１の瞬時パワー推定部と、上記受話側減衰手段への入力信号の瞬時パワーを推定する第２の瞬時パワー推定部と、上記送話側減衰手段への入力点から上記送話側減衰手段並びに回線側での回り込みを経て上記受話側減衰手段への入力点へ帰還する系の利得に応じて決定される値を係数にもつ回線帰還利得乗算手段と、上記受話側減衰手段への入力点から上記受話側減衰手段並びに音響側での回り込みを経て上記送話側減衰手段への入力点へ到る経路の利得に応じて決定される値を係数にもつ音響結合利得乗算手段と、第２の瞬時パワー推定部の出力信号を音響結合利得乗算手段へ入力して得られる出力信号と第１の瞬時パワー推定部の出力信号との大小関係を比較する第１の比較器と、第１の瞬時パワー推定部の出力信号を回線帰還利得乗算手段へ入力して得られる出力信号と第２の瞬時パワー推定部の出力信号との大小関係を比較する第２の比較器と、上記第１の比較器及び第２の比較器の出力信号に基づいて通話状態を判定するとともに上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の利得を制御する挿入損失量分配処理部とを具備し、上記回線帰還利得乗算手段が、上記送話側減衰手段の利得と略等しい係数をもつ可変係数乗算器と、上記送話側減衰手段の出力点から回線側での回り込みを経て上記受話側減衰手段の入力点へ到る経路の利得に所定の余裕値を乗じた値を係数にもつ固定係数乗算器とを有し、上記音響結合利得乗算手段が、上記受話側減衰手段の利得と略等しい係数をもつ可変係数乗算器と、上記受話側減衰手段の出力点から音響結合系を経て上記送話側減衰手段の入力点へ到る経路の利得に所定の余裕値を乗じた値を係数にもつ固定係数乗算器とを有して成ることを特徴とし、送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各入力信号のみに基づいて通話状態を判定し挿入損失量を決定することができ、従来例のように送話信号及び受話信号を増幅するアンプの利得について特に考慮せずとも送話ブロッキング並びに受話ブロッキングを防止することができ、その結果、充分な送受話利得が得られるとともにＳ／Ｎ比を大きくし、且つ送受話ブロッキングの抑止を図ることが可能な設計を容易に行うことができる。さらに、音響帰還利得及び回線帰還利得が大きい拡声通話系においても確実に送話ブロッキング並びに受話ブロッキングを防止することができる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、上記挿入損失量制御部が、上記送話側減衰手段への入力信号に含まれる背景雑音成分のレベルを推定する背景雑音レベル推定処理部を有し上記第１の瞬時パワー推定部から出力される瞬時パワー推定値と所定のしきい値との大小関係及び上記瞬時パワー推定値と上記背景雑音レベル推定処理部において得られる背景雑音レベル推定値との比に基づいて上記入力信号が音声信号であるか非音声信号であるかを検出する第１の音声区間検出部と、上記受話側減衰手段への入力信号に含まれる背景雑音成分のレベルを推定する背景雑音レベル推定処理部を有し上記第２の瞬時パワー推定部から出力される瞬時パワー推定値と所定のしきい値との大小関係及び上記瞬時パワー推定値と上記背景雑音レベル推定処理部において得られる背景雑音レベル推定値との比に基づいて上記入力信号が音声信号であるか非音声信号であるかを検出する第２の音声区間検出部と、上記第１の比較器及び第２の比較器の出力信号と上記第１の音声区間検出部及び第２の音声区間検出部の出力信号に基づいて通話状態を判定し上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の利得を制御する上記挿入損失量分配処理部と、該挿入損失量分配処理部により算出される受話側減衰手段の利得と所定のしきい値との大小関係を比較して上記第１の音声区間検出部における背景雑音レベル推定処理部の更新／停止を制御する第１の背景雑音レベル推定更新制御部と、上記挿入損失量分配処理部により算出される送話側減衰手段の利得と所定のしきい値との大小関係を比較して上記第２の音声区間検出部における背景雑音レベル推定処理部の更新／停止を制御する第２の背景雑音レベル推定更新制御部とを具備することを特徴とし、第１及び第２の音声区間検出器が参照する信号に含まれる音響結合成分並びに回線側回り込み成分の割合が大きいときに、背景雑音レベル推定値が真の近端側背景雑音レベル並びに遠端側背景雑音レベルよりも大きくなり、その結果、瞬時パワー推定値と背景雑音レベル推定値との差が小さくなって第１及び第２の音声区間検出器にて音声信号を非音声信号と誤検出してしまうことにより挿入損失量分配処理部において通話状態の判定を誤る状況を低減することができる。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、上記挿入損失量制御部が、上記送話側減衰手段への入力信号に含まれる背景雑音成分のレベルを推定する背景雑音レベル推定処理部を有し上記第１の瞬時パワー推定部から出力される瞬時パワー推定値と所定のしきい値との大小関係及び上記瞬時パワー推定値と上記背景雑音レベル推定処理部において得られる背景雑音レベル推定値との比に基づいて上記入力信号が音声信号であるか非音声信号であるかを検出する第１の音声区間検出部と、上記受話側減衰手段への入力信号に含まれる背景雑音成分のレベルを推定する背景雑音レベル推定処理部を有し上記第２の瞬時パワー推定部から出力される瞬時パワー推定値と所定のしきい値との大小関係及び上記瞬時パワー推定値と上記背景雑音レベル推定処理部において得られる背景雑音レベル推定値との比に基づいて上記入力信号が音声信号であるか非音声信号であるかを検出する第２の音声区間検出部と、上記第１の比較器及び第２の比較器の出力信号と上記第１の音声区間検出部及び第２の音声区間検出部の出力信号に基づいて通話状態を判定し上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の利得を制御する上記挿入損失量分配処理部と、上記第１の音声区間検出部で推定される背景雑音レベル推定値と所定のしきい値との大小関係に応じて上記音響結合利得乗算手段が有する固定係数乗算器の係数を可変する第１の乗算係数切換部と、上記第２の音声区間検出部で推定される背景雑音レベル推定値と所定のしきい値との大小関係に応じて上記回線結合利得乗算手段が有する固定係数乗算器の係数を可変する第２の乗算係数切換部とを具備することを特徴とし、遠端側及び近端側の背景雑音レベルが小さいときには各固定係数乗算手段の利得を小さい値に設定することにより、送受話信号のレベルに応じて迅速に通話方向を切り換えることが可能となり、遠端側又は近端側あるいは両側の背景雑音レベルが大きいときには各固定係数乗算手段の利得を大きい値に設定することにより、背景雑音レベルの大きい側の感度を低減させて通話の方向が一方向に偏ることを防ぐことができる。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１又は２又は３の発明において、上記挿入損失量制御部が、上記第１の瞬時パワー推定部の前段に設けられて近端側通話端末のマイクロホン表面における音圧から上記送話側減衰手段の入力信号電圧への近端側音響電気変換利得を補正する近端側感度補正手段と、上記第２の瞬時パワー推定部の前段に設けられて遠端側通話端末のマイクロホン表面における音圧から上記受話側減衰手段の入力信号電圧への遠端側音響電気変換利得を補正する遠端側感度補正手段とを具備し、上記近端側感度補正手段が、上記近端側音響電気変換利得が遠端側音響電気変換利得よりも小さいときに入力信号を増幅するとともに上記遠端側音響電気変換利得及び近端側音響電気変換利得が略等しいときには入力信号をそのまま第１の瞬時パワー推定部へ出力して成り、上記遠端側感度補正手段が、上記遠端側音響電気変換利得が近端側音響電気変換利得よりも小さいときに入力信号を増幅するとともに上記遠端側音響電気変換利得及び近端側音響電気変換利得が略等しいときには入力信号をそのまま第２の瞬時パワー推定部へ出力して成ることを特徴とし、通話の方向が送話又は受話の一方向に偏ることを防ぐことができる。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１〜４の何れかの発明において、上記挿入損失量制御部が、上記第１の瞬時パワー推定部の出力値が所定のしきい値を越える場合に該出力値を上記しきい値に飽和させる第１の飽和処理部と、第２の瞬時パワー推定部の出力値が所定のしきい値を越える場合に該出力値を上記しきい値に飽和させる第２の飽和処理部とを具備することを特徴とし、周囲騒音レベルが最大音声入力レベルと同等以上の系において、話者の発する音声のレベルが周囲騒音レベルよりも小さいことにより通話方向を切り換えられず、所望の音量で通話をできなくなるような状態を低減することが可能となる。特に、瞬時パワー推定部が巡回型フィルタにより構成される場合、帰還路に対しても飽和処理を施すことによってフィルタ出力が所定のしきい値を越えたときにはフィルタの立ち下がり時間を短くすることができるため、大振幅の衝撃性騒音がマイクロホンにより集音された場合においても、このような入力により通話方向が一方向に傾いたままになる状態の継続時間を低減することができる。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項１〜５の何れかの発明において、上記回線帰還利得乗算手段及び音響結合利得乗算手段が有する各固定係数乗算器の係数を、通話路が形成される以前に外部から設定可能として成ることを特徴とし、近端側通話端末のスピーカ並びにマイクロホンの種類や設置位置を変更する必要がある場合や遠端側に接続される通話端末の種類が複数あるような系においても、各固定係数乗算器の係数をそれぞれの通話形態に応じた値に外部から容易に設定することができ、いずれの場合においてもブロッキングを防止することができる。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項１〜６の何れかの発明において、上記送話側減衰手段の出力信号を参照して遠端側の通話端末からの呼び出し時における応答音声を検出する応答音声検出手段を備えたことを特徴とし、遠端側通話端末からの呼び出しに対して近端側の話者が発する特定の単語音声（例えば、“ハーイ”等）を応答音声検出手段によって検出した場合に通話路を閉結することが可能となる。なお、応答音声検出手段の単語検出処理に関しては第１及び第２の瞬時パワー推定部や第１及び第２の音声区間検出部の処理結果を間接的に利用することができるので、一般的な特定単語検出処理に比べて演算量を低減し、且つ検出精度を向上させることができる。
【００１９】
請求項８の発明は、請求項１〜７の何れかの発明において、上記送話側減衰手段並びに受話側減衰手段が各々利得を外部から設定可能に構成され、遠端側通話端末からの呼出に応じた呼出音が送出されている時には送話側減衰手段の利得を最小値にするとともに受話側減衰手段の利得を最大値として成ることを特徴とし、例えばスピーカに対して呼出音が送出されている間は通話状態を受話状態に固定するように送話側減衰手段の利得を最小値及び受話側減衰手段の利得を最大値にそれぞれ設定するため、近端側の通話端末付近の周囲騒音のレベルが高いために呼出音送出時においても通話状態が受話状態にならず、呼出音が送出されなかったり途切れて聞こえてしまうことや、第１及び第２の音声区間検出器において呼出音が非音声信号とみなされて通話状態を受話状態に保つことができず、呼出音を十分な音量でスピーカから送出できなくなることが防止できる。
【００２０】
請求項９の発明は、請求項１〜８の何れかの発明において、他の通話端末からの呼び出しに応じた呼出音が送出された後に上記第１の瞬時パワー推定部及び第２の瞬時パワー推定部における推定処理を初期化して成ることを特徴とし、第１及び第２の瞬時パワー推定部における推定処理を、呼出音がスピーカへ送出された直後に外部から初期化することによって、第１及び第２の瞬時パワー推定部における呼出音送出後の推定処理において、それ以前に推定された呼出音送出時の瞬時パワー推定値の影響を受けなくすることができ、その結果、呼出音送出直後から通話を開始してもこれに応じて正確に通話状態を判定することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１における音声切換装置ＶＳを備えた親機Ｍと、親機Ｍに２線の伝送路で接続された子器Ｓとから成る拡声通話機を示すブロック図であり、図２は、音声切換装置ＶＳの詳細な構成を示すブロック図である。従来例と同様に親機Ｍは、マイクロホン１、スピーカ２、２線−４線変換ハイブリッド回路３、マイクロホン１からの送話信号を増幅するマイクロホンアンプＧ２、送話側減衰器４の出力側に設けられた回線出力アンプＧ１、回線からの受話信号を増幅する回線入力アンプＧ３、スピーカアンプＧ４並びに音声切換装置ＶＳで構成される。また、子器Ｓはマイクロホン１′、スピーカ２′、２線−４線変換ハイブリッド回路３′、マイクロホンアンプＧ２′並びにスピーカアンプＧ４′で構成される。
【００２２】
本発明に係る音声切換装置ＶＳは、マイクロホン１で集音する音声信号（送話信号）を回線へ伝送するための送話信号線上に挿入される送話側減衰器４と、回線から受信した音声信号（受話信号）をスピーカ２へ伝送するための受話信号線上に挿入される受話側減衰器５と、通話状態に応じて送話側減衰器４並びに受話側減衰器５の利得を制御する挿入損失量制御部６とを備える。また、挿入損失量制御部６は、送話側減衰器４への入力信号（点Ｂの信号）の瞬時パワーを推定する第１の瞬時パワー推定部７と、受話側減衰器５への入力信号（点Ｃの信号）の瞬時パワーを推定する第２の瞬時パワー推定部８と、送話側減衰器４への入力点Ｂから送話側減衰器４並びに回線側での回り込みを経て受話側減衰器５への入力点Ｃへ帰還する系の利得に応じて決定される値を係数にもつ回線帰還利得乗算手段９と、受話側減衰器５への入力点Ｃから受話側減衰器５並びに音響側での回り込みを経て送話側減衰器４への入力点Ｂへ到る経路の利得に応じて決定される値を係数にもつ音響結合利得乗算手段１０と、第２の瞬時パワー推定部８の出力信号ＰCを音響結合利得乗算手段１０へ入力して得られる出力信号ＰD′と第１の瞬時パワー推定部７の出力信号ＰBとの大小関係を比較する第１の比較器１１と、第１の瞬時パワー推定部７の出力信号ＰBを回線帰還利得乗算手段９へ入力して得られる出力信号ＰA′と第２の瞬時パワー推定部８の出力信号ＰCとの大小関係を比較する第２の比較器１２と、第１の比較器１１及び第２の比較器１２の出力信号Ｃ１，Ｃ２に基づいて通話状態を判定するとともに送話側減衰器４及び受話側減衰器５の利得を制御する挿入損失量分配処理部１３とを具備する。
【００２３】
ここで、第１及び第２の瞬時パワー推定部７，８は、立ち上がりが急峻で立ち下がりが緩やかな特性を有する包絡線検波器や積分回路等によって実現され、それぞれ送話側減衰器４への入力信号及び受話側減衰器５への入力信号の瞬時パワーＰB，ＰCを推定するものである。
【００２４】
また回線帰還利得乗算手段９は、送話側減衰器４の利得と等しい値Ｇｔを係数にもつ可変係数乗算器９ａと、予め測定された送話側減衰器４の出力点から回線側での回り込みを経て受話側減衰器５の入力点Ｃへ到る経路の利得に所定（２〜３倍程度）の余裕値を乗じた値ηｔを係数にもつ固定係数乗算器９ｂとを有する。さらに、音響結合利得乗算手段１０は、受話側減衰器５の利得と等しい値Ｇｒを係数にもつ可変係数乗算器１０ａと、予め測定された受話側減衰器５の出力点からスピーカアンプＧ４−スピーカ２−マイクロホン１への音響伝達系及びマイクロホン１からマイクロホンアンプＧ２を経て送話側減衰器５の入力点Ｂへ到る経路の利得に所定（２〜３倍程度）の余裕値を乗じた値ηｒを係数にもつ固定係数乗算器１０ｂとを有する。ここで、各固定係数乗算器９ｂ，１０ｂの係数ηｔ，ηｒを設定する際に余裕値を用いるのは、スピーカ２及びマイクロホン１前方の反射条件の変化による音響結合利得の変動や、２線−４線変換ハイブリッド回路３から相手側通話端末（子器Ｓ）をみたときのインピーダンスの変化による回線側回り込み利得の変動を吸収するためである。
【００２５】
次に本実施形態における音声切換装置ＶＳの動作を説明する。
【００２６】
第１の比較器１１では、第１の瞬時パワー推定部７からの出力信号ＰBと第２の瞬時パワー推定部８からの出力信号ＰCを音響結合利得乗算手段１０へ入力して得られる出力信号ＰD′とを比較しており、ＰB≧ＰD′の場合に出力信号Ｃ１が“１”となり、ＰB＜ＰD′の場合に出力信号Ｃ１が“０”となる。また、第２の比較器１２では、第１の瞬時パワー推定部７の出力信号ＰBを回線帰還利得乗算手段９へ入力して得られる出力信号ＰA′と第２の瞬時パワー推定部８の出力信号ＰCとを比較しており、ＰA′≧ＰCの場合に出力信号Ｃ２が“１”となり、ＰA′＜ＰCの場合に出力信号Ｃ２が“０”となる。
【００２７】
一方、挿入損失量分配処理部１３では、第１及び第２の比較器１１，１２より出力される２値信号Ｃ１，Ｃ２に基づいて通話状態を判定し、その判定結果に応じて送話側減衰器４並びに受話側減衰器５の利得を決定する。ここで、通話状態の判定規則は、Ｃ１＝Ｃ２＝１のときに送話状態、Ｃ１＝Ｃ２＝０のときに受話状態、Ｃ１≠Ｃ２のときにアイドル状態とする。そして、判定結果が送話状態である場合には、挿入損失量分配処理部１３が送話側減衰器４の利得を最大値とするとともに、受話側減衰器５の利得を最小値とし、反対に判定結果が受話状態である場合には、送話側減衰器４の利得を最小値とするとともに、受話側減衰器５の利得を最大値とし、さらに判定結果がアイドル状態である場合には、送話側減衰器４及び受話側減衰器５の利得を互いに等しい値（総合利得の平方根値）に設定する。
【００２８】
すなわち、従来例においては、通話状態を判定するために回線出力アンプＧ１の出力信号（点Ａの信号）とスピーカアンプＧ４の出力信号（点Ｄの信号）とを含む４点Ａ〜Ｄの信号ＰA〜ＰDを検出して比較する必要があったが、本実施形態の音声切換装置ＶＳにおいては、送話信号の瞬時パワー推定値ＰB及び受話信号の瞬時パワー推定値ＰCと、これらの推定値ＰB，ＰCから各々回線帰還利得乗算手段９並びに音響結合利得乗算手段１０によって得られる信号ＰA′，ＰD′とを比較して通話状態を判定することができる。その結果、送話ブロッキング並びに受話ブロッキングの防止を図る際に４つのアンプ（回線出力アンプＧ１、マイクロホンアンプＧ２、回線入力アンプＧ３、スピーカアンプＧ４）の利得を考慮する必要がなくなるので、充分な送受話利得が得られるとともにＳ／Ｎ比を大きくし、且つ送受話ブロッキングの抑止を図ることが可能な設計を容易に行うことができる。さらに、固定係数乗算器９ｂ，１０ｂの係数ηｔ，ηｒを適当に設定することで音響帰還利得及び回線帰還利得が大きい拡声通話系においても確実に送話ブロッキング並びに受話ブロッキングを防止することができる。
【００２９】
（実施形態２）
図３は、本発明の実施形態２における音声切換装置ＶＳの詳細な構成を示すブロック図である。なお、本実施形態の基本構成は実施形態１と共通するので、共通する構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３０】
本実施形態は、送話側減衰器４への入力信号（送話信号ＶB）に含まれる背景雑音成分のレベルを推定する背景雑音レベル推定処理部１４ａ（後述する）を有し、第１の瞬時パワー推定部７から出力される瞬時パワー推定値Ｐｓと所定のしきい値との大小関係及び瞬時パワー推定値Ｐｓと背景雑音レベル推定処理部１４ａにおいて得られる背景雑音レベル推定値Ｐｎとの比Ｐｓ／Ｐｎに基づいて送話信号ＶBが音声信号であるか非音声信号であるかを検出する第１の音声区間検出部１４と、受話側減衰器５への入力信号（受話信号ＶC）に含まれる背景雑音成分のレベルを推定する背景雑音レベル推定処理部１５ａ（後述する）を有し、第２の瞬時パワー推定部８から出力される瞬時パワー推定値Ｐｓと所定のしきい値との大小関係及び瞬時パワー推定値Ｐｓと背景雑音レベル推定処理部１５ａにおいて得られる背景雑音レベル推定値Ｐｎとの比Ｐｓ／Ｐｎに基づいて受話信号ＶCが音声信号であるか非音声信号であるかを検出する第２の音声区間検出部１５と、第１の比較器１１及び第２の比較器１２の出力信号Ｃ１，Ｃ２と第１の音声区間検出部１４及び第２の音声区間検出部１５の出力信号Ｃ３，Ｃ４に基づいて通話状態を判定し、送話側減衰器４及び受話側減衰器５の利得を制御する挿入損失量分配処理部１３と、挿入損失量分配処理部１３により算出される受話側減衰器５の利得Ｇｒと所定のしきい値Ｇr0との大小関係を比較して第１の音声区間検出部１４における背景雑音レベル推定処理部１４ａの更新／停止を制御する第１の背景雑音レベル推定更新制御部１６と、挿入損失量分配処理部１３により算出される送話側減衰器５の利得Ｇｔと所定のしきい値Ｇt0との大小関係を比較して第２の音声区間検出部１５における背景雑音レベル推定処理部１５ａの更新／停止を制御する第２の背景雑音レベル推定更新制御部１７とを、挿入損失量制御部６が具備する点に特徴がある。なお、しきい値Ｇr0は受話側減衰器５の出力点から音響側での回り込みを経て点Ｂへ到る帰還経路の利得に基づいて決定される定数であり、しきい値Ｇt0は送話側減衰器４の出力点から回線側での回り込みを経て点Ｃへ到る帰還経路の利得に基づいて決定される定数である。
【００３１】
図４は第１及び第２の音声区間検出部１４，１５の具体構成を示すブロック図である。第１の音声区間検出部１４は、送話信号ＶB（第２の音声区間検出部１５においては受話信号ＶC、以下かっこ内は第２の音声区間検出部１５の場合を表す）を参照して近端側（遠端側）における背景雑音レベルを推定する背景雑音レベル推定部１４ａ（１５ａ）と、第１の瞬時パワー推定部７（第２の瞬時パワー推定部８）から出力される瞬時パワー推定値Ｐｓを所定のしきい値Ｐs0と比較して０又は１の２値信号Ｄ１を出力するコンパレータＣＰ１と、瞬時パワー推定値Ｐｓと背景雑音レベル推定部１４ａ（１５ａ）の出力（背景雑音レベル推定値）Ｐｎとの比Ｐｓ／Ｐｎを求める除算器１４ｂと、除算器１４ｂの出力値Ｐｓ／Ｐｎを所定のしきい値δと比較して０又は１の２値信号Ｄ２を出力するコンパレータＣＰ２と、２つの２値信号Ｄ１，Ｄ２の論理積を求める論理積演算部１４ｃとにより構成される。ここで、背景雑音レベル推定部１４ａは立ち上がりが緩やかであり、且つ立ち下がりが急峻な特性をもつフィルタ等により実現可能である。また、２つの２値信号Ｄ１，Ｄ２はＰＳ並びにＰｓ／Ｐｎに応じて以下のように決定される。
【００３２】
Ｐｓ＜Ｐs0のときにＤ１＝０、Ｐｓ≧Ｐs0のときにＤ１＝１
Ｐｓ／Ｐｎ＜δのときにＤ２＝０、Ｐｓ／Ｐｎ≧δのときにＤ２＝１
本実施形態における挿入損失量分配処理部１３では、上記４つの２値信号Ｃ１〜Ｃ４を参照して通話状態を判定し、送話側減衰器４及び受話側減衰器５の利得Ｇｔ，Ｇｒを決定する。ここで、Ｃ１＝Ｃ２＝Ｃ３＝１の場合は送話モード、Ｃ１＝Ｃ２＝０且つＣ４＝１の場合は受話モード、Ｃ１≠Ｃ２且つＣ３及びＣ４が共に０ではない場合は高速アイドルモード、その他の状態では緩速アイドルモードと判定する。而して、挿入損失量分配処理部１３は、上記判定結果が送話モードのときには送話側減衰器４の利得Ｇｔを最大値、受話側減衰器５の利得Ｇｒを最小値に設定し、判定結果が受話モードのときには送話側減衰器４の利得Ｇｔを最小値、受話側減衰器５の利得Ｇｒを最大値に設定し、判定結果が高速アイドルモードのときには短い遷移時間で送話減衰器４並びに受話減衰器５の利得Ｇｔ，Ｇｒを等しくするとともに、判定結果が緩速アイドルモードのときには長い遷移時間で送話減衰器４並びに受話減衰器５の利得Ｇｔ，Ｇｒを等しくする。なお、上述したように４つの信号Ｃ１〜Ｃ４の値から通話状態を判定する方法、並びに各モードでの送話側減衰器４及び受話側減衰器５の利得Ｇｔ，Ｇｒの設定方法は従来例のものと共通であるから、詳しい説明は省略する（特開昭６３−７３７５９号公報参照）。
【００３３】
ところで、本実施形態における背景雑音レベル推定部１４ａ，１５ａの処理は、それぞれ第１及び第２の背景雑音レベル推定更新制御部１６，１７から与えられる制御信号Ｖｘにより更新モード又は停止モードの何れかに切り換えられる。すなわち、第１の背景雑音レベル推定更新制御部１６にて受話側減衰器５の利得Ｇｒがしきい値Ｇr0よりも小さい（Ｇｒ＜Ｇr0）と判定されたときは、第１の音声区間検出部１４における背景雑音レベル推定部１４ａの処理を更新モードとし、Ｇｒ≧Ｇr0と判定されたときは、第１の音声区間検出部１４における背景雑音レベル推定部１４ａの処理を停止モードとする。
【００３４】
同様に、第２の背景雑音レベル推定更新制御部１７にて送話側減衰器４の利得Ｇｔがしきい値Ｇt0よりも小さい（Ｇｔ＜Ｇt0）と判定されたときは、第２の音声区間検出部１５における背景雑音レベル推定部１５ａの処理を更新モードとし、Ｇｒ≧Ｇt0と判定されたときは、第１の音声区間検出部１５における背景雑音レベル推定部１５ａの処理を停止モードとする。第１及び第２の音声区間検出部１４，１５の背景雑音レベル推定部１４ａ，１５ａは、更新モードにおいては入力信号に適応して背景雑音レベル推定値を逐次更新し、停止モードにおいては背景雑音レベル推定処理を停止してそれ以前の値Ｐｎを保持する。
【００３５】
このように、第１及び第２の音声区間検出部１４，１５における背景雑音レベル推定処理に対して更新／停止の切換制御を行うことにより、送話信号ＶB及び受話信号ＶCに含まれる音響結合成分並びに回線側回り込み成分の割合が大きいときにあっても、背景雑音レベル推定値Ｐｎが真の近端側背景雑音レベル並びに遠端側背景雑音レベルよりも大きくなり、その結果、Ｐｓ／Ｐｎの値が小さくなるため、第１及び第２の音声区間検出部１４，１５において音声信号を非音声信号として誤検出してしまうことにより挿入損失量分配処理部１３において通話状態の判定を誤る状況を低減することができる。
【００３６】
（実施形態３）
図５は、本発明の実施形態３における音声切換装置ＶＳの詳細な構成を示すブロック図である。なお、本実施形態の基本構成は実施形態１並びに実施形態２と共通するので、共通する構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３７】
本実施形態は、実施形態２で説明した第１及び第２の音声区間検出部１４，１５と、第１の比較器１１及び第２の比較器１２の出力信号Ｃ１，Ｃ２と第１の音声区間検出部１４及び第２の音声区間検出部１５の出力信号Ｃ３，Ｃ４に基づいて通話状態を判定し、送話側減衰器４及び受話側減衰器５の利得を制御する挿入損失量分配処理部１３と、第１の音声区間検出部１４で推定される背景雑音レベル推定値Ｐn1と所定のしきい値Ｐn0との大小関係に応じて音響結合利得乗算手段１０が有する固定係数乗算器１０ｂの係数ηｒを可変する第１の乗算係数切換部１８と、第２の音声区間検出部１５で推定される背景雑音レベル推定値Ｐn2と所定のしきい値Ｐn0との大小関係に応じて回線結合利得乗算手段９が有する固定係数乗算器９ｂの係数ηｔを可変する第２の乗算係数切換部１９とを、挿入損失量制御部６が具備する点に特徴がある。なお、しきい値Ｐn0は、本発明の音声切換装置ＶＳを適用する拡声通話系における標準的な通話音声レベルから設計される定数である。
【００３８】
図６は第１及び第２の音声区間検出部１４，１５の具体構成を示すブロック図である。本実施形態では、背景雑音レベル推定部１４ａ，１５ａで推定された背景雑音レベル推定値Ｐn1，Ｐn2を外部に取り出している点と、背景雑音レベル推定部１４ａ，１５ａの動作が更新モードと停止モードに切り換えられるようになっていない点とが実施形態２と異なるが、それ以外の構成及び動作は実施形態２と共通するので、詳しい説明は省略する。
【００３９】
本実施形態における第１及び第２の固定係数乗算器９ｂ，１０ｂは、それぞれ第１及び第２の乗算係数切換部１８，１９からの制御によって、大小２種類の利得ηtH，ηtL（但し、ηtH＞ηtL）及びηrH，ηrL（但し、ηrH＞ηrL）を選択的に取り得るようにしてある。
【００４０】
一方、第１の乗算係数切換部１８は、第１の音声区間検出部１４から出力される背景雑音レベル推定値Ｐn1を参照して、Ｐn1＞Ｐn0のときは固定係数乗算器１０ｂの利得をηrHに設定し、Ｐn1≦Ｐn0のときは固定係数乗算器１０ｂの利得をηrLに設定する。同様に、第２の乗算係数切換部１９は、第２の音声区間検出部１５から出力される背景雑音レベル推定値Ｐn2を参照して、Ｐn2＞Ｐn0のときは固定係数乗算器９ｂの利得をηtHに設定し、Ｐn2≦Ｐn0のときは固定係数乗算器９ｂの利得をηrLに設定する。ここで、第１の音声区間検出部１４から得られる背景雑音レベル推定値Ｐn1の値が大きいことは第１の瞬時パワー推定部７からの出力信号ＰBの値が定常的に大きいことを意味し、第２の音声区間検出部１５から得られる背景雑音レベル推定値Ｐn2の値が大きいことは第２の瞬時パワー推定部８からの出力信号ＰCの値が定常的に大きいことを意味する。また、固定係数乗算器９ｂ，１０ｂの利得ηｔ，ηｒの値を大きくすることは、それぞれ第２の比較器１２における受話感度、並びに第１の比較器１１における送話感度を低減させる効果があり、ブロッキングを生じることのない範囲において固定係数乗算器９ｂ，１０ｂの利得ηｔ，ηｒの値を小さくすることは、通話反転（通話状態を送話から受話、あるいは受話から送話に切り換えること）を円滑に実現させる効果がある。
【００４１】
したがって、本実施形態においては、遠端側及び近端側の背景雑音レベルが小さいとき（すなわち、Ｐn1，Ｐn2＜Ｐn0の状態）には、送受話信号ＶB，ＶCのレベルに応じて迅速に通話方向を切り換えることが可能となり、遠端側又は近端側あるいは両側の背景雑音レベルが大きいとき（すなわち、Ｐn1，Ｐn2≧Ｐn0の状態）には、背景雑音レベルの大きい側の感度を低減させることにより、通話の方向が一方向に偏ることを防ぐことができる。なお、挿入損失量分配処理部１３における通話状態判定方法及び挿入損失量設定方法は実施形態２と共通であるから説明は省略する。
【００４２】
（実施形態４）
図７は、本発明の実施形態４における音声切換装置ＶＳの詳細な構成を示すブロック図である。なお、本実施形態の基本構成は実施形態１と共通するので、共通する構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４３】
本実施形態は、近端側感度補正乗算器２０と遠端側感度補正乗算器２１とを挿入損失量制御部６に付加した点に特徴がある。これら２つの乗算器２０，２１は、近端側マイクロホン（親機Ｍのマイクロホン１）の集音する音圧から、これにより点Ｂに生じる送話信号電圧ＶBへの近端側音響電気変換利得ＴNと、遠端側マイクロホン（子器Ｓのマイクロホン１′）の集音する音圧から、これにより点Ｃに生じる受話信号電圧ＶCへの遠端側音響電気変換利得ＴFとが等しくないときに両者の差を補正するために設けられる。ここで、近端側感度補正乗算器２０の利得ＫN及び遠端側感度補正乗算器２１の利得ＫFは、測定等により予め求められた近端側音響電気変換利得ＴN及び遠端側音響電気変換利得ＴFに基づいて各々以下のように設定される。
【００４４】
ＫN＝ＴF／ＴN，ＫF＝１ （ＴF＞ＴN）
ＫN＝１，ＫF＝ＴN／ＴF （ＴN＞ＴF）
ＫN＝ＫF＝１ （ＴN＝ＴF）
すなわち近端側感度補正乗算器２０は、近端側音響電気変換利得ＴNが遠端側音響電気変換利得ＴFよりも小さいときに入力信号ＶBを増幅するとともに、遠端側音響電気変換利得ＴF及び近端側音響電気変換利得ＴNが略等しいときには入力信号ＶBをそのまま第１の瞬時パワー推定部７へ出力する。同様に遠端側感度補正乗算器２１は、遠端側音響電気変換利得ＴFが近端側音響電気変換利得ＴNよりも小さいときに入力信号ＶCを増幅するとともに、遠端側音響電気変換利得ＴF及び近端側音響電気変換利得ＴNが略等しいときには入力信号ＶCをそのまま第２の瞬時パワー推定部８へ出力する。
【００４５】
このような感度補正を施すことにより、第１及び第２の比較器１１，１２において送受話信号の瞬時パワーを比較する際に、近端側音響電気変換利得ＴNと遠端側音響電気変換利得ＴFとが等しくないときにおいても、この差を補正して近端側から入力される音声信号の瞬時パワーＰB′，ＰA′と遠端側から入力される音声信号の瞬時パワーＰC′，ＰD′とを比較することができるため、挿入損失量分配処理部１３において判定される通話の方向（送話又は受話）が一方向に偏ることを防ぐことができる。
【００４６】
（実施形態５）
図８は、本発明の実施形態５における音声切換装置ＶＳの詳細な構成を示すブロック図である。なお、本実施形態の基本構成は実施形態１と共通するので、共通する構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４７】
本実施形態は、実施形態１における挿入損失量制御部６に対して、第１の瞬時パワー推定部７の出力（第１の瞬時パワー推定値）ＰBが所定のしきい値Ｐ０を越える場合に出力値を上記しきい値に飽和させる第１の飽和処理部２２と、第２の瞬時パワー推定部８の出力（第２の瞬時パワー推定値）ＰCが所定のしきい値Ｐ０を越える場合に出力値を上記しきい値に飽和させる第２の飽和処理部２３とを付加した点に特徴がある。
【００４８】
図９は、本実施形態における第１の瞬時パワー推定部７並びに第１の飽和処理部２２の具体構成を示すブロック図である。但し、第２の瞬時パワー推定部８並びに第２の飽和処理部２３は、各々第１の瞬時パワー推定部７及び第１の飽和処理部２２と同一の構成を有しているので図示並びに説明は省略する。
【００４９】
第１の瞬時パワー推定部７は、入力信号ＶBの絶対値｜ＶB｜を求める絶対値回路７ａと、この絶対値｜ＶB｜を増幅する増幅器７ｂ（利得α）と、加算器７ｃ、遅延器７ｄ及び利得が１未満（＝１−α）の増幅器７ｅから成り増幅器７ｂの出力のリーク積分を求める１次の巡回型フィルタとで構成され、巡回型フィルタの帰還路に飽和処理用乗算器２２ｄが挿入されている。
【００５０】
一方、第１の飽和処理部２２は、第１の瞬時パワー推定部７の出力である瞬時パワー推定値ＰBでしきい値Ｐ０を除算する除算器２２ａと、除算器２２ａの出力値Ｐ０／ＰBと１との大小関係（ＰBとＰ０の大小関係）を比較する比較器２２ｂと、第１の瞬時パワー推定部７の出力ラインに挿入される飽和処理用乗算器２２ｃと、第１の瞬時パワー推定部７の巡回型フィルタの帰還路に挿入された飽和処理用乗算器２２ｄと、各飽和処理用乗算器２２ｃ，２２ｄの係数Ｋｓ，Ｋｓを“１”と“Ｐ０／ＰB”とに切り換えるスイッチＳＷ１，ＳＷ２と、比較器２２ｂの出力に応じて瞬時パワー推定値ＰBがしきい値Ｐ０を越えているか否かを判定するとともにその判定結果に応じてスイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御する判定部２２ｅとで構成され、第１の瞬時パワー推定部７より出力される瞬時パワー推定値ＰBに対して飽和処理用乗算器２２ｃによる乗算を施した信号ＰB′を出力する。
【００５１】
判定部２２ｅでは、瞬時パワー推定値ＰBがしきい値Ｐ０を越えている場合には出力値ＰB′をしきい値Ｐ０に飽和させ、しきい値Ｐ０を越えていなければ瞬時パワー推定値ＰBに等しい出力値ＰB′を出力する。すなわち、第１及び第２の飽和処理部２２，２３の出力値ＰB′，ＰC′は各々次式で与えられる。
【００５２】
ＰB′＝ＰB（ＰB≦Ｐ０）、ＰB′＝Ｐ０（ＰB＞Ｐ０）
ＰC′＝ＰC（ＰC≦Ｐ０）、ＰC′＝Ｐ０（ＰC＞Ｐ０）
ここで、上記しきい値Ｐ０は、本発明に係る音声切換装置ＶＳを適用する拡声通話系において想定される最大音声信号入力レベルより求められる値とする。
【００５３】
而して、上述のような飽和処理を行うことにより、マイクロホン１，１′により集音される音圧が最大音声入力レベル以上の場合における瞬時パワー推定値が実際の値よりも小さく見積もられることになる。その結果、周囲騒音レベルが最大音声入力レベルと同等以上の拡声通話系に本発明に係る音声切換装置ＶＳを適用する場合、話者の発する音声のレベルが周囲騒音レベルよりも小さいことにより通話方向が切り換えられず、所望の音量で通話をできなくなるような状態を低減することが可能となる。また、本実施形態のように第１及び第２の瞬時パワー推定部７，８が巡回型フィルタにより構成される場合、その帰還路に対しても飽和処理を施すことにより、上記フィルタ出力が所定のしきい値を越えたときにはフィルタの立ち下がり時間を短くすることができるため、大振幅の衝撃性騒音がマイクロホン１，１′により集音された場合においても、このような入力により通話方向が一方向に傾いたままになる状態の継続時間を低減することができる。
【００５４】
（実施形態６）
図１０は、本発明の実施形態６における音声切換装置ＶＳの詳細な構成を示すブロック図である。なお、本実施形態の基本構成は実施形態１と共通するので、共通する構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５５】
本実施形態は、実施形態１における挿入損失量制御部６に対して、回線帰還利得乗算手段９及び音響結合利得乗算手段１０が有する各固定係数乗算器９ｂ，１０ｂの係数ηｔ，ηｒを、通話路が形成される以前に外部から設定可能とするための制御信号Ｖx1，Ｖx2が入力される入力端子Ｘ１，Ｘ２を設けている点に特徴がある。
【００５６】
これら固定係数乗算器９ｂ，１０ｂの係数ηｔ，ηｒは、受話側減衰器５の出力点から音響結合系を経て点Ｂへ到る経路の利得、及び送話側減衰器４の出力点から回線側での回り込みを経て点Ｃへ到る経路の利得に基づいて決定されるものである。ところが、このような回り込み利得は、近端側通話端末（親機Ｍ）のマイクロホン１、スピーカ２の種類や設置位置を変更する必要がある場合や、遠端側に接続される通話端末（子器Ｓ）の種類が複数あるような通話系においては一定ではない。
【００５７】
そこで、本実施形態では通話系の構成要素（マイクロホン１、スピーカ２、遠端側通話端末等）に応じて各固定係数乗算器９ｂ，１０ｂの係数ηｔ，ηｒを外部の乗算係数設定部２５から与えられる制御信号Ｖx1，Ｖx2により制御可能として、上述のような種々の条件変更に対して音声切換装置ＶＳの外部から乗算係数設定部２５により各固定係数乗算器９ｂ，１０ｂの係数ηｔ，ηｒを可変するようにしている。これにより、近端側通話端末のスピーカ２並びにマイクロホン１の種類や設置位置を変更する必要がある場合や遠端側に接続される通話端末の種類が複数あるような系においても、各固定係数乗算器９ｂ，１０ｂの係数ηｔ，ηｒをそれぞれの通話形態に応じた値に外部から容易に設定することができ、いずれの場合においてもブロッキングを防止することができるのである。なお、乗算係数設定部２５は通話路制御部２４とともに親機Ｍが具備するものである。
【００５８】
（実施形態７）
図１１は、本発明の実施形態７における音声切換装置ＶＳの構成を示すブロック図である。なお、本実施形態の基本構成は実施形態２又は３と共通するので、共通する構成には同一の符号を付して一部図示並びに説明を省略する。
【００５９】
本実施形態は、送話側減衰器４の出力信号を参照して遠端側の通話端末（子器Ｓ）からの呼び出し時における応答音声を検出する応答音声検出手段たる特定単語検出部２６を備えた点に特徴がある。
【００６０】
特定単語検出部２６は、参照信号（送話側減衰器４の出力信号）のレベル、エンベロープ成分、パワースペクトラム等を分析し、パターン照合アルゴリズム等を用いて特定の単語音声を検出するものである。ここで、特定単語検出処理に用いる参照信号を送話側減衰器４の出力信号とすることにより、特定単語検出部２６においては、挿入損失量制御部６が具備する第１の瞬時パワー推定部７や第１の音声区間検出部１４における処理結果を間接的に利用して特定単語検出処理を行うことができる。その結果、一般的な特定単語検出処理に比べて演算量を低減し、且つ検出精度を向上させることができるという利点がある。
【００６１】
而して本実施形態では、子器Ｓからの呼び出しに対して親機Ｍ側の話者が発する特定の単語音声（例えば、“ハーイ”等）を特定単語検出部２６によって検出するようにしておき、特定の単語音声が検出された場合に、親機Ｍ側で通話釦等の操作を介さずに親機Ｍと子器Ｓとの間に通話路を閉結することが可能となって、使い勝手が向上するものである。
【００６２】
（実施形態８）
図１２は、本発明の実施形態８における音声切換装置ＶＳの構成を示すブロック図である。なお、本実施形態の基本構成は実施形態１〜７の何れかと共通するので、共通する構成には同一の符号を付して一部図示並びに説明を省略する。
【００６３】
本実施形態は、送話側減衰器４並びに受話側減衰器５の利得がそれぞれ外部から設定可能に構成され、子器Ｓからの呼出に応じた呼出音が送出されている時には送話側減衰器４の利得を最小値にするとともに受話側減衰器５の利得を最大値として成る点に特徴があり、送話側減衰器４及び受話側減衰器５の利得を外部から設定する手段として挿入損失量設定部２７が親機Ｍに設けてある。すなわち、本実施形態の音声切換装置ＶＳでは、送話側減衰器４及び受話側減衰器５の利得を挿入損失量制御部６から制御するモードの他に、外部の挿入損失量設定部２７から所望の利得に設定するモードも有している。ここで、子器Ｓからの呼び出しを受けた親機Ｍの通話路制御部２４がスピーカ２に対して呼出音を送出している間は、挿入損失量設定部２７が送話側減衰器４の利得を最小値に、受話側減衰器５の利得を最大値にそれぞれ設定することにより、親機Ｍにおける通話状態を受話状態に固定するようにしてある。
【００６４】
これにより、近端側の通話端末（親機Ｍ）付近の周囲騒音のレベルが高いために呼出音送出時においても通話状態が受話状態にならず、呼出音が送出されなかったり途切れて聞こえてしまうことや、第１及び第２の音声区間検出器１４，１５において呼出音が非音声信号とみなされて通話状態を受話状態に保つことができず、呼出音を十分な音量でスピーカ２から送出できなくなることが防止できる。
【００６５】
（実施形態９）
図１３は、本発明の実施形態９における音声切換装置ＶＳの詳細な構成を示すブロック図である。なお、本実施形態の基本構成は実施形態１と共通するので、共通する構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６６】
本実施形態は、実施形態１における挿入損失量制御部６に対して、他の通話端末（例えば、子器Ｓ）からの呼び出しに応じた呼出音が送出された後に第１の瞬時パワー推定部７及び第２の瞬時パワー推定部８における推定処理を初期化するためのリセット信号Ｖｒが入力される入力端子Ｘ３，Ｘ４を設けた点に特徴がある。また、本実施形態における親機Ｍには、通話路制御部２４と、通話路制御部２４によって制御されて呼出音を生成する呼出音生成部２８と、呼出音生成部２８から呼出音が送出された直後にリセット信号Ｖｒを出力するリセット処理部２９と、呼出音を２線−４線変換ハイブリッド回路３の出力に加算する加算器３０とが設けてある。
【００６７】
図１４は、本実施形態における第１の瞬時パワー推定部７の具体構成を示すブロック図である。但し、第２の瞬時パワー推定部８は、各々第１の瞬時パワー推定部７と同一の構成を有しているので図示並びに説明は省略する。
【００６８】
第１の瞬時パワー推定部７は、入力信号ＶB（ｔ）の絶対値｜ＶB（ｔ）｜を求める絶対値回路７ａと、この絶対値｜ＶB（ｔ）｜を増幅する増幅器７ｂ（利得α）と、加算器７ｃ、入力信号を所定の遅延時間τだけ遅延させる遅延器７ｄ及び増幅器７ｅ（利得１−α）から成り増幅器７ｂの出力のリーク積分を求める１次の巡回型フィルタとで構成され、その出力ＰB（ｔ）は次式で表される。
【００６９】
ＰB（ｔ）＝（１−α）×ＰB（ｔ−τ）＋α・｜ＶB（ｔ）｜
但し、αは１未満の正の定数であり、通常、１−α≫αとなる値に設定される。
【００７０】
ここで、本実施形態における第１の瞬時パワー推定処理部７では、親機Ｍに設けられるリセット処理部２９から入力端子Ｘ３を介して与えられるリセット信号Ｖｒによって遅延器７ｄの出力ＰB（ｔ−τ）が０にリセット（初期化）される。すなわち、遠端側通話端末（例えば、子器Ｓ）からの呼び出しを受けた通話路制御部２４が呼出音生成部２８を制御して呼出音を送出させた後に、リセット処理部２９から出力するリセット信号Ｖｒにより第１の瞬時パワー推定部７及び第２の瞬時パワー推定部８における瞬時パワー推定処理を初期化するのである。これにより、呼出音の送出終了時において、第１及び第２の瞬時パワー推定部７，８の遅延器７ｄ，８ｄに保持されている瞬時パワー推定値ＰB（ｔ−τ），ＰC（ｔ−τ）が各巡回型フィルタ内で帰還されることにより、第１及び第２の各瞬時パワー推定部７，８の出力ＰB，ＰCが暫くの間、呼出音送出後の送話音声信号ＶB並びに受話音声信号ＶCの瞬時パワーよりも大きい値になるために通話状態が正確に判定ができなくなることが防止できる。
【００７１】
而して、本実施形態によれば、第１及び第２の瞬時パワー推定部７，８における推定処理を、呼出音がスピーカ２へ送出された直後に外部から初期化することによって、第１及び第２の瞬時パワー推定部７，８における呼出音送出後の推定処理において、それ以前に推定された呼出音送出時の瞬時パワー推定値の影響を受けなくすることができる。その結果、呼出音送出直後から通話を開始してもこれに応じて正確に通話状態を判定することができる。
【００７２】
【発明の効果】
請求項１の発明は、マイクロホン及びスピーカを有する拡声通話端末が他の通話端末又は拡声通話端末に有線で接続されて半二重通話を行う拡声通話系の上記拡声通話端末に用いられ、上記マイクロホンで集音する音声信号を回線へ伝送するための送話信号線上に挿入される送話側減衰手段と、回線から受信した音声信号を上記スピーカへ伝送するための受話信号線上に挿入される受話側減衰手段と、通話状態に応じて上記送話側減衰手段並びに受話側減衰手段の利得を制御する挿入損失量制御部とを備えた音声切換装置であって、上記挿入損失量制御部が、上記送話側減衰手段への入力信号の瞬時パワーを推定する第１の瞬時パワー推定部と、上記受話側減衰手段への入力信号の瞬時パワーを推定する第２の瞬時パワー推定部と、上記送話側減衰手段への入力点から上記送話側減衰手段並びに回線側での回り込みを経て上記受話側減衰手段への入力点へ帰還する系の利得に応じて決定される値を係数にもつ回線帰還利得乗算手段と、上記受話側減衰手段への入力点から上記受話側減衰手段並びに音響側での回り込みを経て上記送話側減衰手段への入力点へ到る経路の利得に応じて決定される値を係数にもつ音響結合利得乗算手段と、第２の瞬時パワー推定部の出力信号を音響結合利得乗算手段へ入力して得られる出力信号と第１の瞬時パワー推定部の出力信号との大小関係を比較する第１の比較器と、第１の瞬時パワー推定部の出力信号を回線帰還利得乗算手段へ入力して得られる出力信号と第２の瞬時パワー推定部の出力信号との大小関係を比較する第２の比較器と、上記第１の比較器及び第２の比較器の出力信号に基づいて通話状態を判定するとともに上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の利得を制御する挿入損失量分配処理部とを具備し、上記回線帰還利得乗算手段が、上記送話側減衰手段の利得と略等しい係数をもつ可変係数乗算器と、上記送話側減衰手段の出力点から回線側での回り込みを経て上記受話側減衰手段の入力点へ到る経路の利得に所定の余裕値を乗じた値を係数にもつ固定係数乗算器とを有し、上記音響結合利得乗算手段が、上記受話側減衰手段の利得と略等しい係数をもつ可変係数乗算器と、上記受話側減衰手段の出力点から音響結合系を経て上記送話側減衰手段の入力点へ到る経路の利得に所定の余裕値を乗じた値を係数にもつ固定係数乗算器とを有して成るので、送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各入力信号のみに基づいて通話状態を判定し挿入損失量を決定することができ、従来例のように送話信号及び受話信号を増幅するアンプの利得について特に考慮せずとも送話ブロッキング並びに受話ブロッキングを防止することができ、その結果、充分な送受話利得が得られるとともにＳ／Ｎ比を大きくし、且つ送受話ブロッキングの抑止を図ることが可能な設計を容易に行うことができるという効果がある。さらに、音響帰還利得及び回線帰還利得が大きい拡声通話系においても確実に送話ブロッキング並びに受話ブロッキングを防止することができるという効果がある。
【００７３】
請求項２の発明は、上記挿入損失量制御部が、上記送話側減衰手段への入力信号に含まれる背景雑音成分のレベルを推定する背景雑音レベル推定処理部を有し上記第１の瞬時パワー推定部から出力される瞬時パワー推定値と所定のしきい値との大小関係及び上記瞬時パワー推定値と上記背景雑音レベル推定処理部において得られる背景雑音レベル推定値との比に基づいて上記入力信号が音声信号であるか非音声信号であるかを検出する第１の音声区間検出部と、上記受話側減衰手段への入力信号に含まれる背景雑音成分のレベルを推定する背景雑音レベル推定処理部を有し上記第２の瞬時パワー推定部から出力される瞬時パワー推定値と所定のしきい値との大小関係及び上記瞬時パワー推定値と上記背景雑音レベル推定処理部において得られる背景雑音レベル推定値との比に基づいて上記入力信号が音声信号であるか非音声信号であるかを検出する第２の音声区間検出部と、上記第１の比較器及び第２の比較器の出力信号と上記第１の音声区間検出部及び第２の音声区間検出部の出力信号に基づいて通話状態を判定し上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の利得を制御する上記挿入損失量分配処理部と、該挿入損失量分配処理部により算出される受話側減衰手段の利得と所定のしきい値との大小関係を比較して上記第１の音声区間検出部における背景雑音レベル推定処理部の更新／停止を制御する第１の背景雑音レベル推定更新制御部と、上記挿入損失量分配処理部により算出される送話側減衰手段の利得と所定のしきい値との大小関係を比較して上記第２の音声区間検出部における背景雑音レベル推定処理部の更新／停止を制御する第２の背景雑音レベル推定更新制御部とを具備するので、第１及び第２の音声区間検出器が参照する信号に含まれる音響結合成分並びに回線側回り込み成分の割合が大きいときに、背景雑音レベル推定値が真の近端側背景雑音レベル並びに遠端側背景雑音レベルよりも大きくなり、その結果、瞬時パワー推定値と背景雑音レベル推定値との差が小さくなって第１及び第２の音声区間検出器にて音声信号を非音声信号と誤検出してしまうことにより挿入損失量分配処理部において通話状態の判定を誤る状況を低減することができるという効果がある。
【００７４】
請求項３の発明は、上記挿入損失量制御部が、上記送話側減衰手段への入力信号に含まれる背景雑音成分のレベルを推定する背景雑音レベル推定処理部を有し上記第１の瞬時パワー推定部から出力される瞬時パワー推定値と所定のしきい値との大小関係及び上記瞬時パワー推定値と上記背景雑音レベル推定処理部において得られる背景雑音レベル推定値との比に基づいて上記入力信号が音声信号であるか非音声信号であるかを検出する第１の音声区間検出部と、上記受話側減衰手段への入力信号に含まれる背景雑音成分のレベルを推定する背景雑音レベル推定処理部を有し上記第２の瞬時パワー推定部から出力される瞬時パワー推定値と所定のしきい値との大小関係及び上記瞬時パワー推定値と上記背景雑音レベル推定処理部において得られる背景雑音レベル推定値との比に基づいて上記入力信号が音声信号であるか非音声信号であるかを検出する第２の音声区間検出部と、上記第１の比較器及び第２の比較器の出力信号と上記第１の音声区間検出部及び第２の音声区間検出部の出力信号に基づいて通話状態を判定し上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の利得を制御する上記挿入損失量分配処理部と、上記第１の音声区間検出部で推定される背景雑音レベル推定値と所定のしきい値との大小関係に応じて上記音響結合利得乗算手段が有する固定係数乗算器の係数を可変する第１の乗算係数切換部と、上記第２の音声区間検出部で推定される背景雑音レベル推定値と所定のしきい値との大小関係に応じて上記回線結合利得乗算手段が有する固定係数乗算器の係数を可変する第２の乗算係数切換部とを具備するので、遠端側及び近端側の背景雑音レベルが小さいときには各固定係数乗算手段の利得を小さい値に設定することにより、送受話信号のレベルに応じて迅速に通話方向を切り換えることが可能となり、遠端側又は近端側あるいは両側の背景雑音レベルが大きいときには各固定係数乗算手段の利得を大きい値に設定することにより、背景雑音レベルの大きい側の感度を低減させて通話の方向が一方向に偏ることを防ぐことができるという効果がある。
【００７５】
請求項４の発明は、上記挿入損失量制御部が、上記第１の瞬時パワー推定部の前段に設けられて近端側通話端末のマイクロホン表面における音圧から上記送話側減衰手段の入力信号電圧への近端側音響電気変換利得を補正する近端側感度補正手段と、上記第２の瞬時パワー推定部の前段に設けられて遠端側通話端末のマイクロホン表面における音圧から上記受話側減衰手段の入力信号電圧への遠端側音響電気変換利得を補正する遠端側感度補正手段とを具備し、上記近端側感度補正手段が、上記近端側音響電気変換利得が遠端側音響電気変換利得よりも小さいときに入力信号を増幅するとともに上記遠端側音響電気変換利得及び近端側音響電気変換利得が略等しいときには入力信号をそのまま第１の瞬時パワー推定部へ出力して成り、上記遠端側感度補正手段が、上記遠端側音響電気変換利得が近端側音響電気変換利得よりも小さいときに入力信号を増幅するとともに上記遠端側音響電気変換利得及び近端側音響電気変換利得が略等しいときには入力信号をそのまま第２の瞬時パワー推定部へ出力して成るので、通話の方向が送話又は受話の一方向に偏ることを防ぐことができるという効果がある。
【００７６】
請求項５の発明は、上記挿入損失量制御部が、上記第１の瞬時パワー推定部の出力値が所定のしきい値を越える場合に該出力値を上記しきい値に飽和させる第１の飽和処理部と、第２の瞬時パワー推定部の出力値が所定のしきい値を越える場合に該出力値を上記しきい値に飽和させる第２の飽和処理部とを具備するので、周囲騒音レベルが最大音声入力レベルと同等以上の系において、話者の発する音声のレベルが周囲騒音レベルよりも小さいことにより通話方向を切り換えられず、所望の音量で通話をできなくなるような状態を低減することが可能となるという効果がある。特に、瞬時パワー推定部が巡回型フィルタにより構成される場合、帰還路に対しても飽和処理を施すことによってフィルタ出力が所定のしきい値を越えたときにはフィルタの立ち下がり時間を短くすることができるため、大振幅の衝撃性騒音がマイクロホンにより集音された場合においても、このような入力により通話方向が一方向に傾いたままになる状態の継続時間を低減することができるという効果がある。
【００７７】
請求項６の発明は、上記回線帰還利得乗算手段及び音響結合利得乗算手段が有する各固定係数乗算器の係数を、通話路が形成される以前に外部から設定可能として成るので、近端側通話端末のスピーカ並びにマイクロホンの種類や設置位置を変更する必要がある場合や遠端側に接続される通話端末の種類が複数あるような系においても、各固定係数乗算器の係数をそれぞれの通話形態に応じた値に外部から容易に設定することができ、いずれの場合においてもブロッキングを防止することができるという効果がある。
【００７８】
請求項７の発明は、上記送話側減衰手段の出力信号を参照して遠端側の通話端末からの呼び出し時における応答音声を検出する応答音声検出手段を備えたので、遠端側通話端末からの呼び出しに対して近端側の話者が発する特定の単語音声（例えば、“ハーイ”等）を応答音声検出手段によって検出した場合に通話路を閉結することが可能となり、使い勝手が向上できるという効果がある。なお、応答音声検出手段の単語検出処理に関しては第１及び第２の瞬時パワー推定部や第１及び第２の音声区間検出部の処理結果を間接的に利用することができるので、一般的な特定単語検出処理に比べて演算量を低減し、且つ検出精度を向上させることができるという効果もある。
【００７９】
請求項８の発明は、上記送話側減衰手段並びに受話側減衰手段が各々利得を外部から設定可能に構成され、遠端側通話端末からの呼出に応じた呼出音が送出されている時には送話側減衰手段の利得を最小値にするとともに受話側減衰手段の利得を最大値として成るので、例えばスピーカに対して呼出音が送出されている間は通話状態を受話状態に固定するように送話側減衰手段の利得を最小値及び受話側減衰手段の利得を最大値にそれぞれ設定するため、近端側の通話端末付近の周囲騒音のレベルが高いために呼出音送出時においても通話状態が受話状態にならず、呼出音が送出されなかったり途切れて聞こえてしまうことや、第１及び第２の音声区間検出器において呼出音が非音声信号とみなされて通話状態を受話状態に保つことができず、呼出音を十分な音量でスピーカから送出できなくなることが防止できるという効果がある。
【００８０】
請求項９の発明は、他の通話端末からの呼び出しに応じた呼出音が送出された後に上記第１の瞬時パワー推定部及び第２の瞬時パワー推定部における推定処理を初期化して成るので、第１及び第２の瞬時パワー推定部における推定処理を、呼出音がスピーカへ送出された直後に外部から初期化することによって、第１及び第２の瞬時パワー推定部における呼出音送出後の推定処理において、それ以前に推定された呼出音送出時の瞬時パワー推定値の影響を受けなくすることができ、その結果、呼出音送出直後から通話を開始してもこれに応じて正確に通話状態を判定することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態１を用いた拡声通話機を示すブロック図である。
【図２】 同上を示すブロック図である。
【図３】 実施形態２を示すブロック図である。
【図４】 同上における第１及び第２の音声区間検出部を示すブロック図である。
【図５】 実施形態３を示すブロック図である。
【図６】 同上における第１及び第２の音声区間検出部を示すブロック図である。
【図７】 実施形態４を示すブロック図である。
【図８】 実施形態５を示すブロック図である。
【図９】 同上における第１の瞬時パワー推定部並びに第１の飽和処理部を示すブロック図である。
【図１０】 実施形態６を示すブロック図である。
【図１１】 実施形態７を示すブロック図である。
【図１２】 実施形態８を示すブロック図である。
【図１３】 実施形態９を示すブロック図である。
【図１４】 同上における第１の瞬時パワー推定部を示すブロック図である。
【図１５】 従来例を用いた拡声通話機を示すブロック図である。
【符号の説明】
４ 送話側減衰器
５ 受話側減衰器
６ 挿入損失量制御部
７ 第１の瞬時パワー推定部
８ 第２の瞬時パワー推定部
９ 回線帰還利得乗算手段
１０ 音響結合利得乗算手段
１１ 第１の比較器
１２ 第２の比較器
１３ 挿入損失量分配処理部
Claims (9)
- マイクロホン及びスピーカを有する拡声通話端末が他の通話端末又は拡声通話端末に有線で接続されて半二重通話を行う拡声通話系の上記拡声通話端末に用いられ、上記マイクロホンで集音する音声信号を回線へ伝送するための送話信号線上に挿入される送話側減衰手段と、回線から受信した音声信号を上記スピーカへ伝送するための受話信号線上に挿入される受話側減衰手段と、通話状態に応じて上記送話側減衰手段並びに受話側減衰手段の利得を制御する挿入損失量制御部とを備えた音声切換装置であって、上記挿入損失量制御部が、上記送話側減衰手段への入力信号の瞬時パワーを推定する第１の瞬時パワー推定部と、上記受話側減衰手段への入力信号の瞬時パワーを推定する第２の瞬時パワー推定部と、上記送話側減衰手段への入力点から上記送話側減衰手段並びに回線側での回り込みを経て上記受話側減衰手段への入力点へ帰還する系の利得に応じて決定される値を係数にもつ回線帰還利得乗算手段と、上記受話側減衰手段への入力点から上記受話側減衰手段並びに音響側での回り込みを経て上記送話側減衰手段への入力点へ到る経路の利得に応じて決定される値を係数にもつ音響結合利得乗算手段と、第２の瞬時パワー推定部の出力信号を音響結合利得乗算手段へ入力して得られる出力信号と第１の瞬時パワー推定部の出力信号との大小関係を比較する第１の比較器と、第１の瞬時パワー推定部の出力信号を回線結合利得乗算手段へ入力して得られる出力信号と第２の瞬時パワー推定部の出力信号との大小関係を比較する第２の比較器と、上記第１の比較器及び第２の比較器の出力信号に基づいて通話状態を判定するとともに上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の利得を制御する挿入損失量分配処理部とを具備し、上記回線帰還利得乗算手段が、上記送話側減衰手段の利得と略等しい係数をもつ可変係数乗算器と、上記送話側減衰手段の出力点から回線側での回り込みを経て上記受話側減衰手段の入力点へ到る経路の利得に所定の余裕値を乗じた値を係数にもつ固定係数乗算器とを有し、上記音響結合利得乗算手段が、上記受話側減衰手段の利得と略等しい係数をもつ可変係数乗算器と、上記受話側減衰手段の出力点から音響結合系を経て上記送話側減衰手段の入力点へ到る経路の利得に所定の余裕値を乗じた値を係数にもつ固定係数乗算器とを有して成ることを特徴とする音声切換装置。
- 上記挿入損失量制御部が、上記送話側減衰手段への入力信号に含まれる背景雑音成分のレベルを推定する背景雑音レベル推定処理部を有し上記第１の瞬時パワー推定部から出力される瞬時パワー推定値と所定のしきい値との大小関係及び上記瞬時パワー推定値と上記背景雑音レベル推定処理部において得られる背景雑音レベル推定値との比に基づいて上記入力信号が音声信号であるか非音声信号であるかを検出する第１の音声区間検出部と、上記受話側減衰手段への入力信号に含まれる背景雑音成分のレベルを推定する背景雑音レベル推定処理部を有し上記第２の瞬時パワー推定部から出力される瞬時パワー推定値と所定のしきい値との大小関係及び上記瞬時パワー推定値と上記背景雑音レベル推定処理部において得られる背景雑音レベル推定値との比に基づいて上記入力信号が音声信号であるか非音声信号であるかを検出する第２の音声区間検出部と、上記第１の比較器及び第２の比較器の出力信号と上記第１の音声区間検出部及び第２の音声区間検出部の出力信号に基づいて通話状態を判定し上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の利得を制御する上記挿入損失量分配処理部と、該挿入損失量分配処理部により算出される受話側減衰手段の利得と所定のしきい値との大小関係を比較して上記第１の音声区間検出部における背景雑音レベル推定処理部の更新／停止を制御する第１の背景雑音レベル推定更新制御部と、上記挿入損失量分配処理部により算出される送話側減衰手段の利得と所定のしきい値との大小関係を比較して上記第２の音声区間検出部における背景雑音レベル推定処理部の更新／停止を制御する第２の背景雑音レベル推定更新制御部とを具備することを特徴とする請求項１記載の音声切換装置。
- 上記挿入損失量制御部が、上記送話側減衰手段への入力信号に含まれる背景雑音成分のレベルを推定する背景雑音レベル推定処理部を有し上記第１の瞬時パワー推定部から出力される瞬時パワー推定値と所定のしきい値との大小関係及び上記瞬時パワー推定値と上記背景雑音レベル推定処理部において得られる背景雑音レベル推定値との比に基づいて上記入力信号が音声信号であるか非音声信号であるかを検出する第１の音声区間検出部と、上記受話側減衰手段への入力信号に含まれる背景雑音成分のレベルを推定する背景雑音レベル推定処理部を有し上記第２の瞬時パワー推定部から出力される瞬時パワー推定値と所定のしきい値との大小関係及び上記瞬時パワー推定値と上記背景雑音レベル推定処理部において得られる背景雑音レベル推定値との比に基づいて上記入力信号が音声信号であるか非音声信号であるかを検出する第２の音声区間検出部と、上記第１の比較器及び第２の比較器の出力信号と上記第１の音声区間検出部及び第２の音声区間検出部の出力信号に基づいて通話状態を判定し上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の利得を制御する上記挿入損失量分配処理部と、上記第１の音声区間検出部で推定される背景雑音レベル推定値と所定のしきい値との大小関係に応じて上記音響結合利得乗算手段が有する固定係数乗算器の係数を可変する第１の乗算係数切換部と、上記第２の音声区間検出部で推定される背景雑音レベル推定値と所定のしきい値との大小関係に応じて上記回線結合利得乗算手段が有する固定係数乗算器の係数を可変する第２の乗算係数切換部とを具備することを特徴とする請求項１記載の音声切換装置。
- 上記挿入損失量制御部が、上記第１の瞬時パワー推定部の前段に設けられて近端側通話端末のマイクロホン表面における音圧から上記送話側減衰手段の入力信号電圧への近端側音響電気変換利得を補正する近端側感度補正手段と、上記第２の瞬時パワー推定部の前段に設けられて遠端側通話端末のマイクロホン表面における音圧から上記受話側減衰手段の入力信号電圧への遠端側音響電気変換利得を補正する遠端側感度補正手段とを具備し、上記近端側感度補正手段が、上記近端側音響電気変換利得が遠端側音響電気変換利得よりも小さいときに入力信号を増幅するとともに上記遠端側音響電気変換利得及び近端側音響電気変換利得が略等しいときには入力信号をそのまま第１の瞬時パワー推定部へ出力して成り、上記遠端側感度補正手段が、上記遠端側音響電気変換利得が近端側音響電気変換利得よりも小さいときに入力信号を増幅するとともに上記遠端側音響電気変換利得及び近端側音響電気変換利得が略等しいときには入力信号をそのまま第２の瞬時パワー推定部へ出力して成ることを特徴とする請求項１又は２又は３記載の音声切換装置。
- 上記挿入損失量制御部が、上記第１の瞬時パワー推定部の出力値が所定のしきい値を越える場合に該出力値を上記しきい値に飽和させる第１の飽和処理部と、第２の瞬時パワー推定部の出力値が所定のしきい値を越える場合に該出力値を上記しきい値に飽和させる第２の飽和処理部とを具備することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の音声切換装置。
- 上記回線帰還利得乗算手段及び音響結合利得乗算手段が有する各固定係数乗算器の係数を、通話路が形成される以前に外部から設定可能として成ることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の音声切換装置。
- 上記送話側減衰手段の出力信号を参照して遠端側の通話端末からの呼び出し時における応答音声を検出する応答音声検出手段を備えたことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の音声切換装置。
- 上記送話側減衰手段並びに受話側減衰手段が各々利得を外部から設定可能に構成され、遠端側通話端末からの呼出に応じた呼出音が送出されている時には送話側減衰手段の利得を最小値にするとともに受話側減衰手段の利得を最大値として成ることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の音声切換装置。
- 他の通話端末からの呼び出しに応じた呼出音が送出された後に上記第１の瞬時パワー推定部及び第２の瞬時パワー推定部における推定処理を初期化して成ることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の音声切換装置。
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