JPH01135132A - ハンズフリー電話機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ハンズフリー電話装置に係わり、特にマイク
及びスピーカをもって通話手段とするハンズフリー屋電
話機に関する。

〔従来の技術〕

宅内の一般電話において、従来のノ・ンドセットを使用
せずにマイクとスピーカで通話出来るハンズフリー電話
装置が普及しつつある。これは使用者が手で受話器を持
つ事なく通話できるため長時間の通話による手の疲れや
、受話器を耳に押し当てるととＫよる耳の痛みを覚える
ことがない。また、使用者は手が開放されるため、伺か
をおこないながら通話出来るなどの利点がある。特に自
動車電話に於いて運転中に使用する場合などＫはこのハ
ンズフリー通話機能は安全上からも大きな利点をもって
いる。また、ハンズフリー通話機能とは別に発呼時に、
音声認識などを利用して手でダイヤル装置を触る事なく
希望の番号に発呼する機能が考えられている。音声を使
用した方式のものをここでは特に音声ダイヤルと呼ぶ。

即ち、音声ダイヤルもハンズフリー電話を実現するため
の技術の一つとされる。

一般に電話機においてマイクとスピーカで通話しようと
すると、マイクとスピーカ間の音響結合と、回線側の２
線−４線変換回路のハイブリッドトランス等で形成され
る一巡ループ利得が１（ＯｄＢ）を越えるとハウリング
現象が起き通話が事実上不可能となる。したがって、そ
のままでは、スピーカのレベルを上げることが出来ず実
用的な使用は不可能である。その為、エコーサプレッサ
やエコーキャンセラなどを用いて、音響的なハウリング
の防止を行なう必要がある。

エコーサプレッサはいわゆるボイススイッチ方式を使用
している。これは、２者の通話レベルの大きさを比較し
て小さいほうの挿入損失量を大きくし事実上回線を切断
して、前述の一巡ループの利得が１を越えないようにし
ている。しかし、この方式では通話レベルの比較に於い
てタイムラグが生じ、その結果損失量の切）代えが遅れ
て語頭が切れる現象が生じたシ、自動車電話などの騒音
の大きな使用環境では騒音が継続的に入ることＫよって
、挿入損失の切シ代えが行なわれないブロッキング現象
が生じるなどの欠点がある。近年、半導体の低価格化と
ディジタル信号処理技術の進歩に従って、ディジタル信
号処理を用いたエコーキャンセル方式の実用化が進んで
いる。このえこ−きやんせるほうじきでは、前記の欠点
は生じない。

第２図はこのエコーキャンセル方式を用いたハンズフリ
ー電話機の説明図である。この方式は、マイク１に入力
する信号ｇ　（ｔ）　＋　７　（ｔ）のうち、スピーカ
２から出力され部屋の壁などで反射された信号ｙ　（ｔ
）のみをうち消す反響信号消去回路５をもつ。

したがって、先に述べた信号の一巡ループが形成されず
ハウリングが防止される。また、この方式では音声スイ
ッチのように挿入損失を入れる必要・　３　・ が無いため同時通話が出来、語頭語尾の切断が無く良好
な通話品質が得られる。

反響信号消去回路３において、トランスバーサルフィル
タ３０１はスピーカへの入力信号ｘ　（ｔ）が部屋の壁
などでの反射によシ、ｙ（ｔ）となる伝達関数（これを
反響路と呼ぶ）を推定する特性を持つフィルタ（これを
擬似反響路と呼ぶ）であり、−般に先の伝達関数のイン
パルス応答の近似であるところのタップ係数をもつフィ
ルタである。この回路では、信号ｘ　（ｔｌから擬似反
響信号ｙ（ｔ、）を作シだし、マイク入力信号ｓ　（ｔ
）＋７　（ｔ）から減算器３０２でｙ　（ｔ、）　（二
ｙ　（ｔ）　）を差し引くととＫより１反響信号ｙ（ｔ
、）のみを打ち消し送話信号８（ｔ）のみを出力する。

このトランスバーサルフィルタのタップ係数はスピーカ
２への入力信号ｘ（ｔ）と減算器３０２の出力信号ｅ　
（ｔ）から、１ＭＳ法（リーストミーンスクエア法、Ｌ
ｅａｓｔ　Ｍｅａｎ　５ｑｕａｒｅ　Ｍｅｔｈｏｄ　）
　１或いは学習同定法といった、周知のアルゴリズムに
よって、ｅ　（ｔ、）とｘ（ｔ）をもとに次々とタップ
係数に修正を加え、これを逐次トランスバーサルフィル
・　４　・ りのタップ係数として与えて行く。最終的には、トラン
スバーサルフィルタのタップ係数が、反響路のインパル
ス応答の近似となるようにし、反響信号ｙ（ｔ、）を打
ち消す。

ところで、このタップ係数の推定は、マイクへの入力が
反響信号ｙ　（ｔ、）のみの時に行なう必要がある。こ
れは、送話信号５（ｔ）のためにタップ係数の推定が不
正確になシ、適応フィルタが誤動作するためである。こ
のためダブルトークディテクタ３０４はマイク入力信号
ｓ　（ｔ）＋　Ｖ　（ｔｌと、スピーカへの入力信号す
なわち受話信号ｘ　（ｔ）との電力を比較して、ｓ　（
ｔ）　＋　３’　（ｔ）の電力がｘ　（ｔ）の電力よシ
一定量大なるとき送話信号ｓ　（ｔ、）が存在すると判
断し、推定回路３０３のタップ係数更新を禁止する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このエコーキャンセル方式での問題点の一つとして、ス
ピーカからの回シ込みを一定レベル以下に収束する迄に
時間がかかる事がある。この時間を収束時間と呼ぶ。そ
のためそれまでにハウリングが生じたシして通話に支障
が生じる。また、収束を速めるためＫ例えばホワイトノ
イズや特開昭６０−１１７９２８号にあるように、正弦
波信号をスィーブした信号を用いてトレーニング信号と
し、通話開始に先立ってトレーニングを行なう工夫をし
ている例もある。しかし、これでは使用者が不自然で不
愉快な音を聞くことになる。

本発明の目的は通話開始に先だち、トレーニングを使用
者に気が付かれないで行なうことによシネ自然さや不快
感をなくして、高品位なハンズフリー電話装置を提供す
ることである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、適応型反響信号消去回路によるハンズフリ
ー通話回路をもったハンズフリー電話機において、自動
発呼用の音声認識装置で認識結果の確認手段としての音
声合成装置と、その合成音が出力されて入るときに、エ
コーキャンセラのタップ更新動作を行なうよう指示をあ
たえる制御回路、並びＫ、その反響信号消去回路がその
トレーニングを行なっている間、ハイブリッド回路との
接続を断ち、−巡ループを形成しないようＫする選択ス
イッチから構成することによって達成出来る。

〔作用〕

すなわち、音声認識の認識結果確認時に選択スイッチを
ハイブリッド回路側から切シはなし、音声合成装置を用
いて、登録時の使用者の音声を反響信号消去回路の回線
側の入力信号として入力する。同時に反響信号消去回路
を起動しタップ係数の推定動作に入る。一方、スピーカ
からはその合成音がそのまま出力される。そして、その
合成音の発声が終了すると反響信号消去回路はタップ係
数の更新動作を禁止する。これＫよ〕通話にさきだつト
レーニングを終了し１回線が接続されてから選択スイッ
チをハイブリッド回路側に接続し、通話状態にはいって
から再び反響信号消去回路を起動し、タップ更新動作を
おこない、いわゆるハンズフリー通話を行なう。これに
よって、トレーニングを行なわない場合に比較して、ハ
ンズフリー通話開始時の収束時間の大幅な短縮がはかれ
通話の安定性がよい。また使用者はトレーニングを・　
７　・ 行なっていることに気が付かないため自然なハンズフリ
ー通話の開始が出来る。

〔実施例〕 以下本発明の実施例を図面を引用しながら詳細に説明す
る。

第１因は反響信号消去回路をもつ拡声電話機である。８
は送話アンプ４の出力信号と、発呼時に交換機（図示せ
ず）に通話相手の電話番号を知らせるためのＤ’ｌ’Ｍ
Ｆ信号などの可聴音を発声する発信音発声回路９の信号
とを選択して、ハイブリッド回路６へ入力する選択スイ
ッチである。１０は受話アンプ５への入力を、ハイブリ
ッド回路６と音声分析合成回路２１の出力とで選択する
選択スイッチである。１６はタップ係数推定回路３０３
の出力であるトランスバーサルフィルタ３０１のタップ
係数データを一時保持するタップ係数保持回路、１５は
音声ダイヤルの登録動作時に使用者が禄作する登録ボタ
ン。１７は使用者の通話意志を拡声電話に知らせるフッ
クボタンスイッチ、１８は通話相手の電話番号を入力す
るプッシェボ・　８　・ タン、１９は全体の制御を行なう制御回路である。

２０は特定話者音声認識方式の音声認識回路、２１は音
声分析合成回路である。音声合成回路２２は音声を分析
して、ＲＡＭ２２１Ｃそのデータを貯える。またＲＡＭ
２２に蓄えられたデータを読みだして音声の合成を行な
う。反響信号消去回路３の動作は第２図の説明で行なっ
たので省略する。

まず、特定話者音声認識方式を使用しているため、音声
ダイヤルの使用に先立ち予め使用する電話番号と音声を
登録する必要がある。そこで、その動作（登録動作モー
ド）の−例を最初に説明する。なお、第１の実施例とし
ては登録時にはエコーキャンセル動作は行なわない。

１件分の登録動作フローを第３因に示す。待機状態から
、使用者は先ず登録ボタン１５を押して登録モードに入
る（ステップ１）。使用者は登録する音声をマイク１に
向かって発声する。マイク１で電気信号に変換された音
声信号は反響信号消去装置３をそのまま通過して、送話
アンプ４を経て音声認識回路２０に入る。音声認識回路
２ｏは登録動作モードで動作しているためその音声の特
徴パラメータを抽出して記憶する。同時に登録時のその
音声を音声分析合成装置２１につたえＲＡＭ２２＆Ｃ記
憶される（ステップ２）。使用者は次に、その登録した
音声を使用してかける電話番号をブツシュボッタン１９
を用いて入力する（ステップ３）。これで、１件分登録
動作が終了した。

この動作を、使用するすべての音声について行ない音声
と電話番号の登録を行なう。また認識の確認に使用する
コントロール音声（例えば「ハイ」。

「イイエ」など）については音声の登録のみ行なう。そ
の動作フローは第３図の音声登録から電話番号の登録動
作（ステップ３）を省略した動作フローである。

次に、登録動作が終わったあと、音声ダイヤルを使用し
たダイヤリング動作の説明を行なう。その動作フローを
第４図に示す。

先ず使用者は、スタンバイ状態で７ツクボタンスイツチ
１７を押す（ステップ１）。それを受けて制御回路１９
は選択スイッチ８および１ｏをそれぞれ、発信音発生回
路９側、音声分析合成回路２１側に接続する（ステップ
２）。また、タップ係数保持回路１６に記憶されている
タップ係数ブータラトランスバーサルフィルタ３０１に
：ロードさせる（ステップ３）。同時に音声認識回路２
゜をスタートさせ、使用者は、電話をかけたい相手の名
前をマイク１に向かって発音する（ステップ４）。マイ
ク１で電気信号に変換された音声信号は反響信号消去回
路３を通り送話アンプ４に伝えられる。この時、減算器
５０２において、減算されるトランスバーサルフィルタ
５ｏ１の出力値は、スピーカ２への入力信号が０である
ためＩｃＯである。したがって、マイク１かの信号はそ
のまま送話アンプ４に伝えられる。音声認識回路２ｏは
その音声信号を取シ込み認識動作し、結果を制御回路１
９に知らせる。制御回路１９はその結果を受けてその音
声を登録した時の使用者の音声を再生するよう音声分析
合成回路２１に指示する。音声分析合成回路２１はその
音声を再生すべく、逐次、データをＲＡＭ２２から読み
だして音声合成を行なう（ステップ５）。その合成音は
選択スイッチ１０に入る。それに先立ち制御回路１９は
、受話アンプ５への入力選択を行なう選択スイッチ１゜
を音声分析合成回路２１の出力側へ切り代えておシ、そ
の合成音は受話アンプ５を通）スピーカ２から音として
再生される。

合成音が再生されると同時に制御回路１９はタップ係数
推定回路３０３にタップ更新動作を行なうよう指示する
（ステップ７）。そして合成音の再生が終了すると、タ
ップ係数推定回路ＳＯＳに対して推定動作の禁止の指示
をだす（ステップ８）。

それまでのあいだ、反響信号消去回路３は、タップ係数
の更新をおこない反響路の推定をおこなう。

合成音の再生終了後、再び音声認識装置をスタートさせ
その認識結果の確認を使用者の音声でうけつける。（た
とえば、「イエス」または「ノー」）（ステップ８）。

認識結果が誤っていれば、たとえば、再び名前の入力を
行なう。認識結果が正しい場合は、その認識した名前と
ベアで登録しである電話番号を順次発信音発生回路９に
転送する。

発信音発声回路９では、例えば、ＤＴＭｌｉ’信号など
の信号を発生しハイブリッド回路６を通じて加入者線路
に発生信号を送出して、発呼動作を行う（ステップ９）
。回線が接続されたら再び、制御回路１９はタップ係数
推定回路３０６に更新動作の許可を指示し、制御回路１
９は選択スイッチ８及び１０に対してそれぞれ、送話ア
ンプ４側、受話アンプ５側に切シ替える指示をする（ス
テップ１０）。それにより送話系、受話系ともハイブリ
ッド回路に接続され信号ループが形成される。これまで
に１反響信号消去回路３は先の合成音を用いて反響路の
特性を十分に学習しておシ、そのタップ係数を通話開始
時の初期値とするため反響路の推定が十分に出来ている
。したがって、信号のループが形成されてもハウリング
を起こすことなく、良好な通話が出来る。（ステップ１
１）通話終了時には再び、使用者はフックボタンスイッ
チ１７を押す（ステップ１２）。制御回路１９はその時
までのトランスバーサルフィルタのタップ係数をタップ
係数保持回路１６に保持する（ステップ１６）。そして
、回線の切断、ハンズフリー通話機能の停止等の後処理
を行なった後、スタンバイ状態に戻る。この様に、最終
的なタップ係数を保持しておき、次回の使用開始時にお
いてそのデータからスタートさせる。このようにすると
、タップ係数を０からスタートさせる時にくらべて、目
標減衰量達成への収束時間速度を短縮することが出来る
。

以上の説明のよりに、第１図の実施例に於すて音声認識
を使用した自動ダイヤル電話機に必要な確認合成音をも
ちいて、信号のループを切断したうえで予め反響信号消
去回路３を動作させ、所定のアルゴリズムで部屋のイン
パルス応答の近似であるタップ係数を逐次求めておき、
これを記憶する。そして通話に入ると信号のループを閉
じた上で先のタップ係数を初期値として反響信号消去回
路を行なう。したがって、通話時には、十分な、反響信
号消去量を最初から得ることができ、ハウリングのない
快適な通話が可能となる。

反響信号消去回路の初期トレーニングに使用する音声は
音声ダイヤルで使用する音声認識の登録時の使用者音声
として説明したが、その音声のみならずその後固定のガ
イダンス音声などを続けて再生し、その音に対しても反
響信号消去回路６のトレーニング動作を続けても勿論構
わない。第２の実施例として第５図において、ＲＯＭ２
５を設けて、音声分析合成回路２１の固定音声データを
記憶しておく。第１の実施例での動作フローである第４
図のステップ６のあとに音声分析合成装置２１はＲＯＭ
２Ｓから固定の音声合成データを読み込み合成音を再生
する。この合成音は先の確認音声にたいする操作案内を
促すガイダンス等である。（たとえば「よろしいですが
？」）この音が再生されている間は反響消去装置の初期
トレーニングを継続する。一般にはψ期トレーニング時
間が長いはど反響路の推定が進みハウリングは起とシに
くくなる。また、さらに第３の実施例として、音声認識
装置で使用する音声を登録するとき、登録した音声を登
録音声の確認のためにスピーカから再生し、その間反響
信号消去回路３の初期トレ・　１５゜ 一ニングを行なうことも考えられる。第６図忙。

その動作フローを示す。音声の登録（ステップ２）後に
その登録した音声をスピーカ２から再生し、使用者に対
して登録した音声が語尾語頭の欠落無しにきちんと登録
されたかどうかの確認を促す（ステップ２′）。その音
声が出力されている間、反響信号消去回路３の初期トレ
ーニングを行なう。

登録音声の確認の結果、適切であれば、ステップ３のダ
イヤル番号の登録に入夛不適切である場合は一度、音声
の登録に入る。すなわちこの場合、音声ダイヤル部の初
期化と反響信号消去回路の初期化を同時に行なうことに
なる。しかも反響路の初期化を使用者が意識しないうち
に行なりため大きな利点がある。特にセットを最初に車
に取り付けたあとの使用前の初期化に大きなメリットが
ある。

いずれの場合においても、合成音がスピーカ２から再生
されている時のみ、初期トレーニングを行なう。また、
合成音で初期トレーニングを行なっているときに使用者
が声を発生したり周囲の音・１６・ が入ったシするとダブルトークディテクタ３０４が働き
反響信号消去回路の初期トレーニングは中断する。

これまで、宅内電話機の例として説明してきたが本発明
はこれに限る事無く、たとえば、自動車電話であっても
良込。この場合、加入者線路７は無線路であシ送話受話
は独立の無線チャンネルに割シ当てられて込る。従って
自動車電話端末には第１図のハイブリッド回路に相当す
るものはない。

しかし、自動車電話と一般電話が接続されると、一般電
話機用の交換機にはハイブリッド回路があ）、自動車電
話のスピーカ、マイクと前記ハイプツト回路で信号のル
ープができることは第１図同様である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、反響信号消去回路は、通話に先立ち、
発呼時の音声認識を用いた自動ダイヤル電話で必要かつ
自然な確認音やガイダンスの音声を用いて部屋のインパ
ルス応答を学習する。したがって、単に音声合成でガイ
ダンスの音声を再生することと異なル必要不可欠な確認
メツセージであ）、意味のある音声である。その後この
学習で得たデータをもちいて、反響信号消去動作を行な
い、その機能を供するため、初期の消去量不足にともな
うハウリングなどの誤動作を防止出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示したブロック図、第
２図は従来の反響信号消去回路を持つハンズフリー電話
機のブロック図、第６図は、第１の実施例で１件分の登
録動作を示したフローチャート、第４図は第１の実施例
で音声ダイヤルのダイヤル動作を示したフローチャート
、第５図は第２の実施例を示したブロック図、第６図は
第３の実施例である登録動作を示したフローチャート。 符号の説明 ５・・・・・・反響信号消去回路、８・・・・・・選択
スイッチ、１０・・・・・・選択スイッチ、１９・・・
・・・制御回路、２０・・・・・・音声認識回路、２１
・・・・・・音声分析合成回路、２２・・・・・・ＲＡ
Ｍ、５０１・・・・・・トランスバーサルフィルタ、３
０３・・・・・・タップ係数推定回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、反響路の入出力信号より反響路の特性を適応的に推
   定してえられた擬似反響信号で実際の反響信号の消去を
   行なう適応型反響信号消去回路と、音声合成による確認
   手段を具備した音声認識を用いてその認識結果で自動発
   呼を行なう自動ダイヤル装置をもつたハンズフリー電話
   装置に於いて、前記音声認識の確認手段の音声で前記適
   応型反響信号消去回路の初期トレーニングを行なう初期
   トレーニング手段を備えていることを特徴とするハンズ
   フリー電話機。 ２、音声認識の確認手段の音声のあとに引続き操作案内
   の固定音声を発生し、その間も続けて初期トレーニング
   を行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   ハンズフリー電話機。 ３、音声認識装置の音声登録時に登録音声をスピーカか
   ら再生し、その間初期トレーニングを行なつて、その結
   果を不揮発性メモリに蓄えておくことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のハンズフリー電話機。