JPH02260856A - 音声信号処理方法 - 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、音声システムに関する。さらに詳細には、双
方向音声交換通信を提供するために、音声信号線路に接
続される音声交換（切り替え）回路に関する。

〔従来の技術〕

電話中に受話器を持たずに通話する主な手段として、ア
ナログ式のスピーカーフオンが長年にわたって使用され
てきた。しかし、このサービスを受けるために、何らか
の制限を受けるという代価を強いられてきた。これらの
スピーカーフオンは、なんとか意にそうように動作させ
ようとすると入念な較正を必要とし、それだけ費用がか
さむ。またこれらは、最悪の場合の電気的・音響的環境
で動作するように設計されているために、より良い環境
であれば改善可能なはずの性能が犠牲になっている。

従来のアナログ・スピーカーフォンの動作は、周知であ
り、１９６０年３月出りの「ベル・システム・テクニカ
ル・ジャーナル」、第３９巻、第２号に掲載のＡ、　Ｂ
ｕｓａｌａによる記事「音声交換スピーカーフオンの設
計において考慮すべき基本事項Ｊ　　（ｐ、２６５〜ｐ
、　２９４　）に説明されている。アナログ・スピーカ
ーフォンには、一般に交換損失方式が使われる。

この方式では、送信および受信の双方向に音声信号のエ
ネルギーが送られ、切り替えの判断が、その情報に基づ
いて行われる。エネルギー水準の高い方の音声信号に、
第１の方向として透過的な通話路が与えられ、反対方向
の音声信号は、損失をその通話路に切り替えることによ
り、減衰される。

送信方向にも受信方向にも音声信号が無い場合、スピー
カーフォンは静止モードとなり、離れた話者からの話の
方が伝わるように受信方向の音声信号に透過的な通話路
が与えられる。最近のアナログ・スピーカーフォンの中
には、送信方向にも受信方向にも音声信号が無い場合、
スピーカーフオンが遊休モードとなって、各方向の損失
が中域水準に設定され、音声信号が最初に現れた方向に
透過的な通話路をすばやく獲得できるようにしたものが
ある。

最上級のアナログ・スピーカーフォンは、雑音防止回路
も備えていて、存在する周囲の騒音の水準に応じて、切
り替え水準を調節できるようになっている。交換速度は
、その部屋で任意の音声エネルギーが消散するだけの時
間を保証する最悪の場合の時定数によって制限される。

この制限が必要なのは、　「自己交換」、即ち、室内の
残響が通話光の音声として誤って検出される状態、を避
けるためである。音響効果の良い部屋、即ち残響エネル
ギーの戻りが低く、残響持続時間が短い部屋に対しては
、その制限が全く為されない。

アナログ・スピーカーフオンに関する不都合な点は、較
正が困難であること、即ち、安定な動作を保証するため
には正確な電圧基準を必要とすることである。設計によ
っては、生産された当初は良好に動作しても、何年かた
つうちに使用できないほど性能が落ちるアナログ・スピ
ーカーフオンもある。臨界較正値がスピーカーフオン内
部の２つの独立電源の安定性に依存する例も知られてい
る。ある期間が経過するうちに、２つの電源のうち一方
が、スピーカーフオンの特性を実質的に変えてしまうほ
ど狂う傾向がある。

アナログ・スピーカーフオンにおいて適切な交換を可能
とするには、送信および受信の信号強度を測定し、スピ
ーカーフオンの現在あるべき状態に関する情報をスピー
カーフオンの論理交換ユニットに知らせる必要がある。

この論理ユニ・ントは、通常、電圧基準によって与えら
れる較正済みのしきい値に対して、現在の音声水準を比
較する回路からなる。この比較の結果によって、スビー
カ−フォノの状態が決定される。従って、スピーカーフ
オンの性能を最適に維持するためには、これらのしきい
値を厳密に制御しなければならない。

また、アナログ・スピーカーフオンは、電話線に接続さ
れると、それが遭遇するハイブリッドに適応することも
できない、構内交換機（ＰＢＸ）がハイブリッド回路を
使用していない場合、この内側に接続されたデジタル電
話でも、そのＰＢＸの外側への呼の際にハイブリッドに
遭遇する可能性は常にある。他のパラメータの場合と同
様に、最悪の場合のハイブリッド回路通過損失を想定す
る必要がある。このようなことも想定すれば、システム
の安定性の維持に必要とされる以上に交換損失を導入す
ることが必要となる。同様に、不良なハイブリッド回路
によって送信音声が反射されて、スピーカーフォンが誤
って受信状態に切り替えられるのを防止するためにも、
高い「割り込み」しきい値が必要となる。

手を使わずに済む手ごろな通信をユーザに提供するとい
う点では、今まで前記のような装置が一応受は入れられ
てきたが、現在は、システムの動作に関して不都合や制
限がなく、能率的で価格効率の良いスピーカーフオンが
あることが望ましい。

〔発明の概要〕

例えば、本発明のコンピュータ制御晒応型スピーカーフ
オンにおいては、到来する送信信号および受信信号が測
定され、また、自ら較正（自己較正）し効率的に動作す
るために、信号レベルおよび雑音レベルに関する情報が
展開される。

スピーカーフォンが現在３つの動作状態、即ち送信、受
信、または遊休の何れであるべきかを、本発明に従って
正確に決定するために、コンピュータによって、動作す
る前に状態の決定に使用されるしきい値を更新すること
により動作パラメータを較正し直す、これらのしきい値
を更新することによって、部品のばらつきや経年変化が
相殺されるが、これらの値は、コンピュータで生成した
試験音信号を２つの異なった水準でスピーカーフォンの
回路を通し、その結果の反応を測定することによって得
られる。

本発明の較正プロセスによれば、スピーカーフォンが動
作する室内の音響効果が測定される。これは、そのスピ
ーカーから瞬間音を発し、時間を変域とした音響応答の
戻りをマイクによって測定することにより行われる。こ
の反応を基に戻り信号の最大の振幅および残響の持続時
間を得て、コンピュータによって処理する。戻り信号の
振幅により、受信音声に割り込むのに必要な送信音声水
準が決定される。自己交換を防ぐためには、音の戻りが
大きいほど、しきい値を高くする必要がある。残響の持
続時間によって、室内に放出される音声エネルギーの消
散速度が測定され、さらに、その消散速度によって、そ
のスピーカーフォンに許される受信状態から送信状態へ
の切り替え速度が制御される。

スピーカーとマイクとの間の特性利得を補償するために
、スピーカーフオンの安定維持回路の一部にある量の損
失が挿入される。この損失量は、ハイブリッドの戻り量
、残響の戻り量、およびボリューム設定に依存する。ス
ピーカーフォンでは、これらの条件を決定し、安定性を
維持するために必要な交換損失量が挿入される。

〔実施例〕

第１図に、本発明の原理によって動作するコンピュータ
制御の適応型スピーカーフオン１００の主な機能要素か
らなるブロック図を示す、同図のとおり、スピーカーフ
オンは、一般に送信部２００、受信部３００、およびコ
ンピュータ１１０を備えている。コンピュータ１１０と
して、インテル社から部品番号８０５１として市販され
ているマイクロプロセッサを適切にプログラムして使用
することができる。マイク１１１によって、音声信号を
スピーカーフオンに結合し、スピーカー１１２は、スピ
ーカーフオンからの出力音声信号を受信する。

図解による動作によって、音声信号は、マイクに向かっ
て話している人によって与えられると、送信部２００の
中のマルチプレクサ２１０に結合される。マルチプレク
サ２１０は、入力としてマイクの音声信号を選択できる
ほか、較正音も入力として選択することができる。この
較正音は、較正回路１１３によって与えられるが、この
場合、送信部２００のハードウェア回路の較正に使用さ
れる。

マルチプレクサ２１０には、ミュート制御２１１が接続
され、これによって、コンピュータ１１０からの制御信
号に応じて送信路を閉鎖する。ミュート制御２１１に接
続された高域通過フィルタ２１２により、音声信号に含
まれる室内の低周波の周囲の騒音が除去される。高域通
過フィルタ２１２の出力は、プログラマブル減衰器２１
３と包絡線検出器２１４の両方に結合されている。プロ
グラマブル減衰器２１３は、コンピュータ１１０からの
制御信号に応じて、３．’５ｄＢ毎の段階から最高５６
ｄＢに至る１６段階までの損失を音声信号に挿入する。

このプログラマブル減衰器２１３からの信号は、低域通
過フィルタ２１５に結合され、減衰器２１３で起こる切
り替えによって発生する可能性のあるスパイクが除去さ
れる。また、このフィルタにより、その信号がさらに波
形整形され、その後、その信号がスピーカーフォンによ
って音声線路１０１からハイブリッド回路（図示せず）
に送信される。音声信号は、フィルタ２１２から包絡線
検出器２１４を通過した後、対数増幅器２１６に結合さ
れ、そこで、音声信号の包絡線を辿るためにスピーカー
フォンのダイナミック・レンジが約６０ｄＢに拡大され
る。

受信部３００には、送信部２００の音声処理回路と機能
的に同じ回路が含まれる。前記のハイブリッド回路から
入力音声線路１０２を通して受信した音声信号は、受信
部内部のマルチプレクサ３１０に結合される。マルチプ
レクサ２１０と同様に、マルチプレクサ３１０は、入力
として較正回路１１３によって与えられる較正音も選択
することができる。マルチプレクサ３１０には、ミュー
ト制御３１１が接続され、これにより、コンピュータ１
１０からの制御信号に応じて受信路が閉鎖される。ミュ
ート制御３１１に接続された高域通過フィルタ３１２に
よって、音声信号から低周波暗雑音が除去される。

高域通過フィルタ３１２の出力は、包絡線検出器３１４
とプログラマブル減衰器３１３の両方に結合される。包
絡線検出器３１４により、音声信号の包絡線が得られ、
そして、これが対数増幅器３１６に結合される。この増
幅器により、受信音声信号の包路線、を辿るために、ス
ピーカーフオンのダイナミック・レンジを約６０ｄＢｔ
で拡大する。プログラマブル減衰器３１３では、コンピ
ュータ１１０からの制御信号に応じて、５６ｄＢの損失
に相当する１６段階までの３．５ｄＢ毎の段階で損失が
音声信号に挿入される。このプログラマブル減衰器３１
３からの信号が、低域フィルタ３１５に結合され、減衰
器３１３で起こる切り替えによって発生した可能性のあ
るスパイクが除去される。このフィルタでは、信号が増
幅器１１４を介してスピーカー１１２に結合される前に
、その信号に対して波形整形も行われる。

対数増幅器２１６および３１６からの信号はマルチプレ
クサ１１７で共に多重化され、８ビツトのアナログ／デ
ジタル変換器１１５に結合される。

変換器１１５からは、信号水準に関するデジタル情報が
７５０μｓごとにコンピュータ１１０に送られる。

コンピュータ１１０では、その送られた信号のエネルギ
ーを測定し、その信号水準および雑音水準に関する情報
を展開する。送信信号の平均値も受信信号の平均値も、
各信号の標本を次式に従って平均することによって展開
される。

と音声の検出に都合がよい。

送信雑音平均も受信雑音平均も共に展開される。

送信雑音平均によって、そのスピーカーフオンの動作環
境の雑音水準が測定される。受信雑音水準によって、通
話先からの線路の雑音水準が測定される。送信雑音平均
および受信雑音平均は共に、変換器１１５に見られる最
低水準を測定することによって、展開される。一般に暗
雑音は一定なので、最低の標本によって雑音水準を評価
するのが妥当である。送信および受信の雑音平均は、次
の式を用いて展開される。

ここで、 標本化速度＝１３３３／秒 Ｉｓｌ、＝新たな標本 ９ｔ−１＝古い平均値 ９ｔ＝新たな平均値 この平均方法は、加えられた信号の極値を示す傾向があ
る。音声は、一定水準であるより、多数の極値を持つ傾
向があるので、このように平均するここで、 原本化速度＝１３３３／秒 Ｓｌ、＝新たな標本 Ｓ’ｔ−ｓ＝古い平均値 ？、＝新たな平均値 二の式は、加えられた信号の包絡線の最小値を知るのに
非常に有利であるが、さらになお、雑音の多い環境に遭
遇した場合には、結果の平均値が上昇する特性も備えて
いる。

他の２つの信号水準を展開することにより、スピーカー
フォンの交換応答（速度）および信号の限界に影響を及
ぼすループ利得の追尾を維持している。これらの信号水
準とは、送信部の減衰器２１３で減衰された後の音声水
準、および受信部の減衰器３１３で減衰された後の音声
水準である。

このスピーカーフオンにおいては、各減衰器２１３およ
び３１３における損失を、離散的な量、即ち各減衰器で
５６ｄＢを最大損失とする３、５ｄＢごとの段階で直接
制御しているために、前記の２つの水準はもともと知ら
れているものである。これらの水準は、すべて展開され
、スピーカーフオンの現在の状態は如何にあるべきかに
付いて更新された正確な情報をコンピュータ１１０に提
供する。あらゆるスピーカーフォンと同様に、適応型ス
ピーカーフォンも、その状態を決定するために、しきい
値を使用する必要がある。しかし、従来のアナログ式の
ものとは異なり、しきい値が一定である必要はない、ス
ピーカーフオン内部のハードウェア回路のばらつきや経
年変化を相殺するように、それ自体を較正し直す能力を
コンピュータ１１０が備えているからである。これを実
現するために、コンピュータで生成した第１および第２
の試験音をハードウェア回路の送信路および受信路に通
し、両方の応答を測定するようにする。

これらの試験音は、ゼロｄＢの水準および一２０ｄＢの
水準で発生される。スピーカーフオンの回路を通るゼロ
ｄＢ水準の音と一２０ｄＢ水準の音との間で測定された
差は、スピーカーフオンにおいてしきい値を設定するた
めの基準線として使用される。まず、例えば、ゼロｄＢ
水準の音をマルチプレクサ２１０を介して送信路に加え
、その応答をコンピュータ１１０によって測定する。次
に、同様に一２０ｄＢの音をマルチプレクサ２１０を介
して送信路に与え、その応答をコンピュータ１１０によ
って測定する。その２つの応答間の差は、送信路回路に
おいてｒ２０ｄＢ、の差を表す基準の比例定数としてコ
ンピュータ１１０によって使用される。同様に２つの試
験音をマルチプレクサ３１０を介して受信路に加えるこ
とにより、これと同じ測定が行われる。そして、受信路
に対しても、比例定数が得られる。受信路に対して測定
された数値は、ハードウェアの部“品のばらつきのため
に、送信路によって測定された数値とは異なることがあ
る。コンピュータは、該当する線路に対するそれぞれの
数値を、単に、各数値に一２０ｄＢという値を付けて記
憶するだけである。コンピュータにおいて、各線路に対
して一２０ｄＢを表す数値が決定されると、その線路の
数値に比例した倍数計算によって、各線路において必要
とされるしきい値のデシベル水準を設定することができ
る。また、相対的な倍数計算であるために、仮にそれら
の線路における対応する回路部品の数値が相当に異なっ
ていても、各線路に設定されている共通のしきい値は、
常に本質的に等しい。

較正プロセスの一部として、スピーカーフオンは、それ
が動作する室内の音響効果も測定する。

スピーカーフォンは、較正回路１１３を使用することに
よって、主な可聴周波数にわたる一連の８ｍｓの瞬間音
を発生し、これを用いて、その室内の時間変域の音響応
答を測定する。各瞬間音は、較正回路１１３から、受信
部３００を通って、スピーカー１１２から送り出される
。総合的な応答は、各瞬間音による室内の残響を反映す
るものであるが、マイク１１１で拾われ、送信部２００
を介してコンピュータ１１０に結合され、さらに詳細に
後述する第１１図に示した複合応答バタンとして記憶さ
れる。この応答は、２つの重要な要素、即ち戻り信号の
最大振幅および残響の持続時間、によって特徴付けられ
る。戻り信号の最大振幅によって、受信音声に割り込む
ために必要な送信音声の水準が決まる。自己交換を防止
するためには、音の戻りが大きいほど、しきい値が高く
なければならない。残響の持続時間によって、室内に放
出された音声エネルギーが消散される速度が決まり、こ
れによて、スピーカーフォンが受信状態から送信状懸に
如何に速く切り替わることができるかが制御される。従
って、室内の音響状態が耳障りな場合、スピーカーフオ
ンは、交換応答速度を典型的なアナログ装置の応答と同
等にすることによって適応する。しかし、音響状態が良
好な場合は、スピーカーフオンは、切り替え時間を速め
るとともに、割り込みしきい値を下げる結果、性能が著
しく向上する。

自己交換の原理は、スピーカーフオンのハイブリッド回
路へのインタフェースにも適用される。

通話期間中、コンピュータ１１０は、それに到来するハ
イブリッド反射の程度を測定する。このハイブリッド反
射によって、ハイブリッドと通話先の音との戻り量が与
えられる。その平均値は、次の式を用いて決定される。

ここで、 標本化速度＝　　１３３３／秒 Ｒｔ”受信信号の平均 Ｔｔ＝送信信号の平均 Ｈ，−、＝古いハイブリッドの平均 ｎｔ＝新たなハイブリッドの平均 この式では、受信信号から送信信号を引いた後、それら
の信号間の差が大きいほど有利となるように、それらを
平均することによって、ハイブリ・ソドの平均が展開さ
れる。ここで言う受信信号は、受信路上のハイブリッド
によってスピーカーフオンに与えられる信号であり、送
信信号は、送信路上のスピーカーフオンによってハイブ
リッドに与えられる信号である。ハイブリッドの平均の
見積もりを展開することによって、スピーカーフオンに
おいて安定性を維持するために必要とされる交換損失量
が上下する。交換損失量を下げるほど、スピーカーフオ
ンの交換動作は、より透過的になり、完全なデジタル接
続の場合の全二重に近づきうる。

また、ハイブリッドの平均の見積もり値を用いて、送信
状態から受信状態に切り替える場合（受信割り込み）の
スピーカーフオンの交換しきい値水準も決定される。ハ
イブリッドの平均の見積もり値を使用することによって
、反射による受信音声の期待水準が展開されるので、通
話先の話者による別の受信音声を正確に測定することが
でき、スピーカーフオンの状態もそれに応じて切り替え
ることができる。

線路状態の正確な表現を得るために、ハイブリッドの平
均を求める動作は、スピーカーフオンが送信状態の間に
限って行われる。このため、無音の送信間隔の間に受信
路上の受信音声が、ハイブリッドの戻り信号の高水準値
と間違われる可能性がないことが保証される。従って、
このように平均化することにより、受信音声がスピーカ
ーフオンを受信状態に変化させるほど大きくない場合に
、その受信音声のために見積もられたハイブリッドの平
均が歪むのを防いでいる。

このハイブリッドの平均の展開に使用される、もう一つ
の境界条件は、送信音声の許容変化率の制限である。送
信音声が急速に増大すると、標本化誤差の可能性が増す
、この潜在的な誤差の発生源を避けるために、ハイブリ
ッドの平均は、送信音声の相対的に平坦な期間（ｉ密な
特性曲線は装置のでき如何による）に限って展開される
。

通話先および通話先で両者によって使用されている適応
型スピーカーフォンに安定した動作を保証するために、
ある送信期間中にハイブリッドの平均が向上し得る量も
制限される。例えば、適応型スピーカーフオン１００に
おいては、ハイブリッドの平均は、各送信状態の間に５
ｄＢの改善が許されるだけである。ハイブリッドの平均
がそれ以上向上するには、−旦、受信状態に移り、それ
から送信状態に戻る必要がある。これにより、通話先の
スピーカーフオンも、確実に、送信状態に移る機会を得
て、同体に適応化されるようになる。

従って、各スピーカーフオンは、その挿入損失を平行点
まで単調に減少させることができる。また、送信期間中
にハイブリッドの平均が変化する量を制限することにり
、本発明のスピーカーフオンがエコー消去機能を備えた
スピーカーフオンなどの他の適応型スピーカーフォンと
ともに動作する場合も、後者が適応するにつれて現れる
前者側のエコーの変化は問題にならなくなる。

各操作を行ったり、スピーカーフオンの仕様設定をした
りするために、ユーザ・インタフェース１２０がスピー
カーフォン１００に内蔵されていて、ユーザは、これを
通してスピーカーフオンの機能を管理する。このインタ
フェースには、０Ｎ１０ＦＦ（入／切）、ＭＵＴＥ　（
遮音）、およびＶＯＬＵＭＥ　　ＵＰ／ＤＯＷＮ（音量
調節）などのスピーカーフオン機能が含まれる。また、
ユーザ・インタフェースには、較正処理を開始するため
のボタン、またはその他の信号装置も含まれる。

スピーカーフォンの位置を変える必要がある場合に、こ
のボタンを押すと、音響的較正が新たな環境に合わせて
行われる。さらに、その較正プロセスにおいて、スピー
カーフォンの動作準備のチエツク、ハードウェア回路の
初期再較正、および音量水準の公称値Ｉ＼の設定も行わ
れる。

第２図および第３図は、スピーカーフォン１００の部分
図を示し、マルチプレクサ２１０および３１０、ミュー
ト制御２１１および３１１、較正回路１１３、マイク１
１１およびその増幅器１１７、遠方で供給される音声信
号のための増幅器１３５、ならびに高域通過フィルタ２
１１および３１１を含む。

マイク１１１をかなり詳細に示したが、これは、この回
路較正においては、高感度用のエレクトレット・マイク
である。このマイクは、コンデンサ１１６を介して、マ
イク１１１からの送信信号利得を設定するための抵抗１
１８および１１９を備えた増幅器１１７に、ＡＣ結合さ
れている。音声信号は、増幅器１１７から、送信部２０
０内部のマルチプレクサ２１０に送られる。

較正回路１１３もかなり詳細に示したが、これは、「上
方較正ビットＪおよび「下方較正ピッｌ−Ｊと示した線
に接続されたコンピュータ１１０から２ビツトの入力を
受信する。この２ビツトの入力により、ハードウェア回
路および音響的較正ブロセスで使用される瞬間音の信号
が与えられる。この２ビツト入力により、３つの状態を
定義して使用することができる。即ち、ＬＯＷは、上方
較正ビットおよび下方較正ビットの入力信号が共に１の
状態で、ゼロ水準の信号を表す、ＨＩＧＨは、上方較正
ビットおよび下方較正ビットの入力信号が共にゼロの状
態を表し、ＭＩＤＤＬＥは、例えば、上方較正ビットが
１で、下方較正ビットがゼロの状態を表す。上方較正ビ
ットおよび下方較正ビットに対するそれぞれの入力信号
を所望のシーケンスで交互にオン／オフすることによっ
て、接地水準から始まり、所与の正電圧水準まで上がっ
た後、接地水準まで戻るような瞬間音が生成される。

上方較正ビット信号および下方較正ビット信号は、それ
ぞれ、ダイオード１２２と抵抗１２３とからなる第１の
直列接続およびダイオード１２４と抵抗１２５とからな
る第２の直列接続を介して、増幅器１２１に入力信号と
して与えられる。増幅器１２１およびそれに関する回路
、コンデンサ１２７および抵抗１２８は、前記の２つの
信号の和を表す所望の出力水準を生成するのに使用され
る。

抵抗１５６および１５７からなる抵抗分圧器により、増
幅器１２１の非反転入力にオフセット電圧を与える。抵
抗１２９および１３０からなる抵抗分圧器により、増幅
器１２１からの信号水準を２０ｄＢ下げる。この分圧器
は、スピーカーフオンが電気的較正処理を行う場合の比
較測定に使用される。従って、線路１３１上の信号は、
線路１３２上の信号より２０ｄＢ低い、これらの２つの
信号は、共にマルチプレクサ２１０および３１０に入力
される。

増幅器１３５、抵抗１３６．１３７および１３８、なら
びにコンデンサ１３９からなる受信音声入力水準変換器
は、音声入力線路１０２に接続され、この線路を６００
Ωで終端している。増幅器１３５からの信号は、さらに
処理を行うために増幅器１２１からの試験音信号ととも
に、マルチプレクサ３１０に結合される。

マルチプレクサ２１０の出力は、線路１３８を介してミ
ュート制御２１１に与えられ、ミュート制御２１１は、
コンピュータ１１０から線路１４０を介して来る制御信
号に応じて、送信路を遮断する。同様に、マルチプレク
サ３１０の出力は、線路１３９を介してミュート制御３
１１に与えられ、ミュート制御３１１は、コンピュータ
１１０から線路１４１を介して来る制御信号に応じて、
受信路を遮断する。ミュート制御２１１および３１１に
は、高域通過フィルタ２１２および２１３がそれぞれ接
続されている。これらの高域通過フィルタは、本質的に
同じものであり、音声信号における低周波の暗雑音を除
去するように設計されている。フィルタ２１２は、出力
が反転せず入力に追従する追従増幅器（ｆｏｌｌｏｗｅ
ｒ　ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）　２１７、ならびにコンデン
サ２１８および２１９ならびに抵抗２２０および２２１
からなる関連回路からなる。フィルタ２１２の出力は、
線路１４２を介して、第４図に示すプログラマブル減衰
器２１３へと入力される。また、フィルタ３１２は、追
従増幅器３１７、ならびにコンデンサ３１８および３１
９ならびに抵抗３２０および３２１からなる関連回路か
らなる。フィルタ３１２の出力は、線路１４３を介して
、第５図に示すプログラマブル減衰器３１３へと結合さ
れる。

第４図は、プログラマブル減衰器２１３の詳細図である
。この減衰器は、１つの部分の増幅器の出力を、切り替
え可能な分圧器を介してもう一つの増幅器の入力に渡す
ようにして形成された多数の部分からなる。高域通過フ
ィルタ２１２から来る線路１４２上の信号が、抵抗２２
２および２２３からなる分圧器、スイッチ２２４、およ
び追従増幅器２２６からなる、減衰器２１３の第１の部
分に直接結合される。スイッチ２２４が閉じて抵抗２２
２を短絡している場合、分圧器全体に分配される電圧は
本質的に元の入力電圧に等しく、その電圧はすべて抵抗
２２３の両端に現れる。コンピュータ１１０からのコマ
ンドによってスイッチが開くと、抵抗２２２と抵抗２２
３との接続点に現れる信号は、元の入力電圧水準の信号
から、それより低い所望の水準へと低下する。このよう
にして、減衰器の各部分で損失が挿入される。

従って、減衰器の第１の部分を通過する音声信号は、動
作上、元の電圧水準のまま通るか、または２８ｄＢ減衰
されて通る。スイッチがオンの場合、即ち抵抗２２２が
短絡されている場合、損失は全く挿入されない、スイッ
チがオフの場合、２８ｄＢの損失が挿入される。そして
、信号は、１４ｄＢの損失を有する同様の第２の部分を
通過する。この減衰器２１３の第２の部分は、抵抗２２
７および２２８からなる分圧器、スイッチ２２９、およ
び追従増幅器２３０からなる。この第２の部分には、７
ｄＢの損失を有する第３の部分が続く。

減衰器２１３の第３の部分は、抵抗２３１および２３２
からなる分圧器、スイッチ２３３、および追従増幅器２
３４からなる。最後の第４の部分は、３．５ｄＢの損失
を有する。減衰器２１３の最後の部分は、抵抗２３５お
よび２３６、およびスイッチ２３７からなる。コンピュ
ータ１１０は、スイッチ２２４．２２９．２３３および
２３７に対しするオン／オフの値を適切に組み合わせる
ことにより、ＯｄＢから３．５ｄＢごとに５６ｄＢまで
の損失を選択することができる。１．７ｄＢごとに減衰
を選択するように、この減衰器をさらに細かく制御した
い場合、前記の点から、この減衰器に別の部分を追加す
ることにより所望の制御水準を与えるのは、当業者にと
って単純なことである。

プログラマブル減衰器２１３からの信号は、その送信信
号にさらに整形を施す低域通過フィルタ２１５に結合さ
れる。低域通過フィルタ２１５は、追従増幅器２３８、
ならびにコンデンサ２３つおよび２４０ならびに抵抗２
４１および２４２からなる関連回路からなる。フィルタ
２１５の出力は、送信音声出力水準変換回路に結合され
る。この回路は、増幅器１４４、抵抗１４５．１４６お
よび１４７、ならびにまたコンデンサ１４８からなり、
音声出力線路１０１に接続する。この出力水準変換回路
は、出力線路１０１に整合するために、６００Ωの出力
インピーダンスを与える。

第５図は、プログラマブル減衰器３１３、低域通過フィ
ルタ３１５、スピーカー１１２およびスピーカー用増幅
器１１４の詳細図である。プログラマブル減衰器３１３
も、プログラマブル減衰器２１３と基本的に同じ部品を
用いて、構成されている。従って、減衰器２１３に付い
て詳細に説明したことでもあるので、減衰器３１３はそ
れほど詳細には説明しない。

追従増幅器３２６．３３０および３３４は、抵抗３２２
．３２３．３２７．３２８．３３１．３３２．３３５お
よび３３６、そしてまたスイッチ３２４．３２９．３３
３および３３７とともに結合し、減衰器３１３の４つの
部分を形成する。減衰器２１３の場合のように、音声信
号の減衰量は、第１の部分で２８ｄＢ、第２の部分で１
４ｄＢ、そして第３および第４の部分でそれぞれ７ｄＢ
および３．５ｄＢである。

プログラマブル減衰器３１３からの信号は、その受信信
号にさらに整形を施す低域通過フィルタ３１５に結合さ
れる。低域通過フィルタ３１５は、追従増幅器３３８、
ならびにコンデンサ３３９および３４０ならびに抵抗３
４１および３４２を含む関連回路からなる。増幅器１１
４において、増幅器ユニット１４９、ならびにその関連
回路、即ち可変抵抗１５０、抵抗１５１および１５２な
らびにコンデンサ１５３および１５４により、低域通過
フィルタ３１５からの出力信号に利得が与えられた後、
この信号は、コンデンサ１５５を介してスピーカー１１
２に結合される。

第６図に示すのは、電話接続されて使用されているスピ
ーカーフオンの動作に最も影響する２種類の結合、即ち
ハイブリッド結合および音響結合を説明するための一般
的なスピーカーフオン回路６００である。ハイブリッド
回路６１０によって、スピーカーフオンの送信路および
受信路が電話回線に接続される。電話回線のインピーダ
ンスは、例えば中央局からの距離によって変わるだけで
なく、例えば、それに接続されている他のハイブリッド
回路によっても変わり得る。しがち、この電話回線に対
する完全なインピーダンス整合に最良な近似を与えるの
は、このハイブリッド回路のみである。従って、このハ
イブリッド回路への送信路上の信号の一部は、ハイブリ
ッド結合として受信路を介して戻って来る。このような
制約、およびスピーカー６１１とマイクロ１２との間の
不可避な音響結合があるために、損失制御６１３および
６１４を送信側および受信側の適切な線路に挿入して、
帰還の悪化、即ちシンギングを避けるようにしている。

第１図のコンピュータ制御の適応型スピーカーフオン１
００においては、本発明に従い、第７図の状態図、なら
びに第８図、第９図および第１０図のフローチャートを
参照して以下で説明する処理、即ちプログラムを、性能
の向上を企図して有利に利用している。この処理では、
その時のハイブリッドおよび音響的な結合状態を考慮し
て可能な限り最良の結果が得られるように、スピーカー
フォンの動作パラメータを臨機応変に調節している。

第７図に、スピーカーフオン１００がとり得る状態を示
す状態図を示す、スピーカーフオンは、初期化により遊
休状態７０１となる。この状態にある時、スピーカーフ
オンは、信号の強い方の線路によって送信状Ｒ７０２か
受信状Ｒ７０３の何れかに入る均衡した線路を有する。

スピーカーフオンが遊休状態７０１にある間、送信音声
も受信音声も無い場合、スピーカーフオンは、この遊休
状態から出て戻るループによって示すように、この状態
に留まる。一般に、送信路または受信路において音声を
検出した場合、スピーカーフォンは、それに応じて送信
状態か、または受信状態に移る。

スピーカーフオンが、例えば送信状態７０２に移り、送
信音声が引き続き検出される場合、スピーカーフォンは
、送信状態に留まる。スピーカーフォンが、送信音声よ
り受信音声の方に強い信号があるのを検出した場合、受
信割り込みが発生し、スピーカーフオンは受信状Ｂ７０
３に移る。送信音声が止み、かつ受信音声が全く無い場
合、スピーカーフオンは遊休状態７０１に戻る。受信状
態７０３にあるスピーカーフォンの動作は、送信状態７
０２の動作と本質的に反対である。従って、スピーカー
フォンの受信状Ｂ７０３への移行に引き続いて受信音声
が存在する場合、スピーカーフオンは受信状態を保つ。

しかし、送信音声が割り込むことができた場合、スピー
カーフォンは、送信状態７０２に入る。そして、スピー
カーフオンが受信状Ｒ７０３の間に、受信音声も、割り
込む送信音声も全く無い場合、スピーカーフオンは、遊
休状態に戻る。

次に第８図を説明すると、同図は、スピーカーフォン１
００が、遊休状態に留まるか、または遊休状態から送信
状態もしくは受信状態に移るかを決定する動作を詳細に
示すフローチャートである。

この処理には、スピーカーフオンが遊休状態にあるステ
ップ８０１から入る。このステップから判断ステップ８
０２に進み、そこで、検出した送信信号が送信雑音より
一定のしきい値だけ大きいかどうか、を判断する。検出
した送信信号より所望の量だけ送信雑音より大きい場合
、判断ステップ８０３に進む。この判断ステップでは、
検出した送信信号が予測（される）送信信号をしきい値
だけ上回るか否かに付いて判断が行われる。

予測送信信号とは、受信信号がスピーカーからマイクに
結合することに起因する送信信号の成分のことである。

この信号は、受信音声信号、交換損失の総量、および音
響較正酸処理中に測定されるような室内の音響効果によ
って変化する。予測送信水準は、室内の残響が原因とな
って起こり得る誤った切り替えを防ぐのに使用される。

従って、スピーカーフオンが送信状態に切り替わるため
には、送信水準が予測送信水準をしきい値だけ上回る必
要がある。

検出された音声信号が、予測送信信号をしきい値以上越
えない場合、判断ステップ８０６に進む。

しかし、検出した送信信号が、予測送信信号をしきい値
以上越える場合、ステップ８０４に進み、そこで、スピ
ーカーフォンが送信状態に入る前に、留保タイマーを初
期化する。このタイマーが初期化されると、送信状態ま
たは受信状態で音声がない場合、スピーカーフオンは、
このタイマーによって約１．２秒程度の期間、その時の
選択状態に維持される。これによって、通常の発話で起
こる音節、・単語、および句の間の途切れをつなぐ期間
が適当に許される。ステップ８０４からステップ８０５
に進み、そこで、スピーカーフォンは送信状態に入る。

再びステップ８０２に言及すれば、検出した送信信号が
送信雑音よりしきい値以上大きい場合、判断ステップ８
０６に進む、この判断ステップにおいても、また判断ス
テップ８０７においても、受信路は、判断ステップ８０
２および８０３における送信路と同じようにして検査さ
れる０判断ステップ８０６では、検出した受信信号を検
査して、その受信信号が受信雑音よりしきい値以上大き
いか否かを判断する。検出した受信信号が受信雑音より
前記のしきい値以上大きい場合、ステップ８０１に戻り
、スピーカーフオンは遊休状態に留まる。検出した受信
信号が受信雑音より所定量だけ大きい場合、判断ステッ
プ８０７に進む、この判断ステップでは、検出した受信
信号が予測受信信号をしきい値だけ上回るか否かに付い
て、判断が行われる。

予測受信信号は、受信路上で認識される音声のうち、ハ
イブリッド回路を介して結合された送信音声の量を表す
、この予測受信信号は、スピーカーフオンによって継続
的に計算されるが、ハイブリッドの平均、交換損失量、
および送信音声信号によって決まる。スピーカーフオン
が遊休状態の間、送信音声線路がある程度は開いている
ため、ある程度のハイブリッドの反射は起こることにな
り、今度はこれが原因となって、室内の実際の暗騒音ま
たは音声によって発生するはずの音声信号が、受信路上
である程度検出されることになる。

そして、この信号が、受信音声の一定の予測水準として
判断される。従って、通話先の話者が実際に話している
ことが、スピーカーフオンによって確実に判断されるた
めには、実際の受信音声信号が、この予測水準をしきい
値だけ上回る必要がある。

検出した受信信号が予測受信信号をしきい値以上越えな
い場合、ステップ８０１に戻り、スピーカーフオンは遊
休状態に留まる。しかし、受信信号が予測受信信号より
しきい値だけ越える場合、ステップ８０８に進み、そこ
で、留保タイマーを初期化する。ステップ８０８からス
テップ８０９に進み、そこで、スピーカーフオンに受信
状態に入るように指示する。

次に第９図に移ると、同図は、スピーカーフオン１００
が送信状態に留まるか、または送信状態から受信状態も
しくは遊休状態に移るかどうかを決定する動作を極めて
詳細に例示するフローチャートである。スピーカーフォ
ンが送信状態に入ると、処理はステップ９０１に入る。

このステップから判断ステップ９０２に進み、そこで、
検出した受信信号が予測受信信号をしきい値だけ上回る
かどうかに付いて、判断が行われる。検出した受信信号
が予測受信信号をそのしきい値以上越えない場合、判断
ステップ９０７に進む、検出した受信信号が予測受信信
号をそのしきい値だけ上回る場合、ステップ９０３に進
み、そこで、検出した受信信号を検査し、それが受信雑
音よりしきい値以上大きいかどうかを判断する。検出し
た受信信号が受信雑音よりそのしきい値はどは大きくな
い場合、判断ステップ９０７に進む、検出した受信信号
が受信雑音よりその所望の量以上大きい場合、判断ステ
ップ９０４に進む。

判断ステップ９０４では、検出した受信信号が検出した
送信信号よりしきい値以上大きいかどうかについて、判
断が行われる。この判断は、通話元および通話先の話者
が共に発話中で、通話先の話者が割り込んでスピーカー
フォンの状態を変えようとしている場合にも、適用する
ことができる。

検出した受信信号が、検出した送信信号よりしきい値は
どは大きくない場合、判断ステップ９０７に進む、しか
し、検出した受信信号が検出した送信信号よりしきい値
以上大きい場合には、ステップ９０５に進み、そこで、
受信状態に入るために留保タイマーを初期化する。そし
て、ステップ９０５からステップ９０６に進み、スピー
カーフオンを受信状態にする。

判断ステップ９０７で、検出した送信信号が送信雑音よ
りしきい値だけ大きいかどうかを知るために検査をする
。検出した送信信号が送信雑音よりその所望の量以上大
きい場合、ステップ９０８で留保タイマーを初期化して
ステップ９０１に戻り、スピーカーフオンは送信状態に
留まる。ある状態に入るために留保タイマーを初期化す
る度に、スピーカーフオンは、最低でも留保タイマーの
期間、即ち１．２秒間はその状態に留まる。

判断ステップ９０７で、検出した送信信号が送信雑音よ
り一定のしきい値以上小さい、即ち通話先からの音声が
全然無い、ことが分かると、判断ステップ９０９に進み
、そこで、留保タイマーが終了したかどうかを判断する
。留保タイマーが終了していない場合、ステップ９０１
に戻り、スピーカーフオンは送信状態に留まる。留保タ
イマーが終了している場合、ステップ９１０に進み、ス
ピーカーフオンは遊休状態に戻る。

次に第１０図に移ると、同図は、スピーカーフオン１０
０が受信状態に留まるか、または受信状態から送信状態
もしくは遊休状態に移るかどうかを決定する動作を極め
て詳細に例示するフローチャートである。スピーカーフ
オンが受信状態に入ると、処理はステップ１００１に入
る。このステップから判断ステップ１００２に進み、そ
こで、検出した送信信号が予測送信信号をしきい値だけ
上回るかどうかに付いて、判断が行われる。検出した送
信信号が予測送信信号をそのしきい値以上越えない場合
、判断ステップ１００７に進む、検出した送信信号が予
測送信信号をそのしきい値だけ上回る場合、ステップ１
００３に進み、そこで、検出した送信信号を検査して、
それが送信雑音より一定のしきい値以上大きいかどうか
判断する。

検出した送信信号が送信雑、音よりこのしきい値はどは
大きくない場合、判断ステップ１００７に進む、検出し
た送信信号が送信雑音よりその所望の量以上大きい場合
、判断ステップ１００４に進む。

判断ステップ１００４では、検出した送信信号が検出し
た受信信号よりしきい値以上大きいかどうかについて、
判断が行われる。この判断は、通話先および通話先の話
者が共に発話中で、通話先の話者が割り込んでスピーカ
ーフォンの状態を変えようとしている場合にも、適用す
ることができる。検出した送信信号が検出した受信信号
よりしきい値はどは大きくない場合、判断ステップ１０
０７に進む、しかし、検出した送信信号が検出した受信
信号よりしきい値以上大きい場合には、ステップ１００
５に進み、そこで、送信状態に入るために留保タイマー
を初期化する。ステップ１００５からステップ１００６
に進み、スピーカーフオンを送信状態にする。

判断ステップ１００７で、検出した受信信号が受信雑音
よりしきい値だけ大きいかどうかを知るために検査をす
る。検出した受信信号が受信雑音よりその所望の量以上
大きい場合、ステップ１００８で留保タイマーを初期化
してステップ１００１に戻り、スピーカーフォンは受信
状態に留まる。

判断ステップ１００７で、検出した受信信号が受信雑音
よりしきい値以上小さい、即ち通話先がらの音声が全然
無い、ことが分かると、判断ステップ１００９に進み、
そこで、留保タイマーが終了したかどうかを判断する。

留保タイマーが終了していない場合、ステップ１００１
に戻り、スピーカーフォンは受信状態に留まる。留保タ
イマーが終了している場合、ステップ１０１０に進み、
スピーカーフォンは遊休状態に戻る。

次に第１１図を説明すると、同図は、スピーカーフオン
１００によって行われる音響的較正処理の間に得られる
音響環境のインパルス特性および複合特性を与える波形
の実例を示す図である。３００Ｈｚと３．３ＫＨｚとの
間で５０の等しい対数間隔の周波数段階で発生した音信
号をスピーカーフオンのスピーカー１１２に加え、各音
信号に対して戻った残響音をマイク１１１で測定し、コ
ンピュータ１１０によって解析した０発生した各音信号
に対して戻った残響音は、１０ミリ秒間隔で、１２０ミ
リ秒の総標本化期間にわたって採取した。

第１１図に示した標本インパルス応答は、４つの周波数
、即ち３００Ｈｚ、４００Ｈｚ、５００Ｈｚおよび３．
３ＫＨｚに対するものである。同図に示されるように、
３００Ｈｚの応答は、初めはかなり高い振幅（Ａ）であ
るが、音が止んだ後は、エネルギーが急速に消散してい
る。４００Ｈｚの応答では、その振幅（Ａ）は、初めは
低めであるが、エネルギーは、３００Ｈｚの場合のよう
には速く消散しない、そして、５００Ｈｚの応答におけ
るエネルギーの消散は、３００Ｈｚや４００Ｈ２のイン
パルス応答よりも緩やかでさえある。

複合波形は、３００Ｈｚ、４００Ｈｚおよび５００Ｈｚ
の各インパルス応答の次に生成される。

この複合波形は、それらのインパルス応答の統合的応答
バタンを表す、３００Ｈｚのインパルス応答および３０
０Ｈｚの複合応答は、最初に測定された応答なので、同
じである。これに続く複合応答は、それぞれの新たなイ
ンパルス応答に伴って戻る新たな情報に基づいて修正さ
れている。その新たな情報によって戻る１０ミリ秒の時
間間隔の振幅が、それに相当する時間間隔に対する複合
応答の振幅より高い値を示す時間間隔がある場合、その
時の古い情報は、新たな情報で１き換えられる。新たな
情報によって戻った振幅が、それに相当する時間間隔に
対する複合応答のものより低い場合、その古い情報は、
その複合応答にそのまま残る。３．３ＫＨｚの音は、発
生される５０音の最後のものである。この音の後の複合
応答によって、動作中のスピーカーフォンが遭遇し得る
最悪の場合の音響結合が、周波数とは無関係に、１０ミ
リ秒の時間間隔ごとに表される。

この測定は、スピーカーフオンが動作する室内の音響環
境を最初に特性記述するものであるが、様々に用いられ
る。例えば、スピーカーから出た受信音声が、送信音声
として誤って検出され、通話先に戻された場合、この受
信音声を保証する切り替え防止しきい値を設定する時は
、複合応答が使用される。

また、複合応答は、スピーカーフオンの適切な動作に必
要なループ損失の総量の決定にも使用される。ループ損
失の総量を決定する場合は、スピーカーからマイクを介
して戻される受信音声信号量が、ハイブリッドの戻り量
、プログラマブル減衰器によって挿入される損失量、お
よび音量制御の利得設定値なども含む式の一部として使
用されさらに、複合応答は、予測送信水準の決定にも使
用される。この予測送信水準は、受信音声標本を用いる
複合インパルス応答の畳み込み演算から得られる。受信
音声標本は、直前の１２０ミリ秒間に、約１０ミリ秒の
間隔の標本点にリアル・タイムで使用することができる
。受信応答において１０ミリ秒間隔ごとに発生する標本
点の値が、複合応答において同じ１０ミリ秒間隔に対応
する標本点の値とともに繰り返し取り込まれる。この畳
み込み演算では、標本点ベースである標本点にある、受
信された音声応答の標本値は、複合応答に含まれるそれ
に対応する標本点の値によって乗算される。この結果の
積をすべて合計することによって、直前の１２０ミリ秒
間の音声受信と１２０ミリ秒間にわたる初期室内特性記
述との畳み込み演算を表す１つの数値が得られる。この
数値は、室内に残存しマイクによって検出し得る受信音
声エネルギーの量を表す。

以下の例によって、受信音声を用いる複合応答の畳み込
み演算を事前に行い、スピーカーフオンをさらに効率的
に動作させる方法を示す０例えば、通話元の話者が話し
始めた時に、スピーカーフオンが受信状態にあって通話
先からの音声を受信している場合、スピーカーから出る
信号のうち、ある程度は、マイクに結合して逆戻りする
。従って、スピーカーフォンでは、マイクで認識された
音声が、単に音響結合によるものか、または通話元の話
者によるものかを、判断しなければならない。

これを判断することは、スピーカーフオンが入るべき状
態を決定する際には必要不可欠である。この判断を行う
ために、コンピュータによって、受信音声信号とともに
室内の複合インパルス応答の畳み込み演算を行い、マイ
クで認識される音声のうちの音響結合による分の水準を
決定する。マイクにおける信号量が予測される以上に大
きい場合、コンピュータでは、通話元のユーザが割り込
もうとしていることが分かるので、割り込みを許すこと
ができる。それ以外の場合は、スピーカーフオンは、受
信状態を維持することになる。

スピーカーフォン形式の装置が、全二重に近いモードか
、または全二重モードで動作している場合、スピーカー
が発する通話先の音声は、逆にマイクに結合されて、電
話回線を介して通話先に戻される。スピーカーフオンが
マイクに近いため、スピーカーにおける音声によってマ
イクに現れる音声の大きさは、一般に、通話先の話者に
よって発生されるものより、はるかに大きい、その結果
、大きい残響音が通話先に戻ることとなる。全二重に近
い動作または全二重動作による、このような不快な副次
作用を緩和するために、残響抑制処理として、送信路に
損失を適宜挿入する方法をとっている。

全二重に近い動作または全二重動作における残響抑制損
失の挿入を一般的に例示する図を第１２図に示す、受信
路における音声信号を測定システム１２１０で測定する
。このような測定システムは、例えば、第１図に示した
ような広域通過フィルタ３１２、包絡線検出器３１４、
および対数増幅器３１６から利用することができる。マ
イクにおいて観られる音響結合が信号に及ぼす効果を考
慮するために、測定システム１２１０からの出力を音響
結合方程式１２１１に通す０本装置においては、音響結
合方程式１２１１は、較正プロセスの音響的較正段階に
おいて生成される複合室内インパルス応答である。この
方程式の出力は、本明、ｔｆｌ書で上述した予測送信信
号の大きさである。従って、この結果としての信号は、
送信路損失の変調のために制御信号を与えるなめに使用
される。

音響結合方程式１２１１からのこの制御信号の振幅は、
残響しきい値検出回路１２１２によって監視する。この
制御信号が所定のしきい値（これ以下では、戻る残響音
が通話先の話者にとって不快となる）を越える場合、変
調回路１２１３において、受信音声に追従する送信損失
を送信路に挿入する。

送信および受信の音声信号を監視することにより、マイ
クに現在入ってくる音声信号は、スピーカーからの音声
が音響結合された結果であるかどうかを判断する。また
、スピーカーフオンの動作中は、予測送信信号水準も常
時監視する。この信号水準は、スピーカーからマイクへ
の結合およびループ交換損失を直接示す、この予測送信
信号水準は、スピーカーフォンが全二重動作に近付くに
つれて、大きくなる傾向がある。この信号が残響しきい
値（この信号がこれを下回ると、通話先の話者にとって
戻ってくる残響音が不快とならない）を越える場合、送
信路に損失を追加挿入する。この残響抑制損失は、必要
な場合、音節の速度で受信音声の包路線を１ミリ秒から
５ミリ秒の遅れで追従する。

次に第１３図に移ると、同図には、残響抑制損失の適用
に対する判断過程を例示するフローチャートが示されて
いる。この過程は、判断ステップ１３０１から入り、こ
こで、送信信号水準を、予測送信信号水準に結合しきい
値を加えたものと、比較する。予測送信信号水準と結合
しきい値との和が、測定した送信信号を下回る場合、受
信信号が存在せず、従って残響の抑制の必要がないため
、ステップ１３０２に進む、予測送信信号水準と結合し
きい値との和が、測定した送信信号より大きい場合、ス
ピーカーフオンがスピーカーから音声を発していて、そ
れを抑制する必要もあり得るため、判断ステップ１３０
３に進む。

判断ステップ１３０３では、ループ交換損失が充分大き
く残響抑制損失を追加する必要性がないかどうかについ
て、判断が行われる。ループ交換損失が結合しきい値よ
り大きい場合、その交換損失によって通話先への不快な
残響音が防止され、残響抑制の必要がないため、ステッ
プ１３０４に進む、しかし、ループ交換損失が残響を充
ｆ減少させるほど充分には大きくない場合、判断ステッ
プ１３０５に進む。

判断ステップ１３０５では、送信信号の予測水準がルー
プ交換損失と残響しきい値との和より大きいかどうかに
付いて、判断が行われる。大きい場合、通話先の話者に
とって戻ってくる残響音が不快ではなく、残響抑制の必
要がないため、ステップ１３０６に進む、しかし、送信
信号の予測水準がループ交換損失と残響しきい値との和
より小さい場合、残響抑制が必要となり、処理はステッ
プ１３０７に進む、ステップ１３０７で、次のように、
残響抑制損失が送信路に導入される。即ち、損失＝予測
送信水準−（ループ交換損失−残響しきい値） スピーカーフオン１００において、残響抑制処理によっ
て、どの程度の損失がプログラマブル減衰器２１３を介
して送信路に挿入されるかを例示する波形を第１４図に
示す。

特許請求の範囲中の要素番号は、発明の容易なる理解の
ためで、権利範囲を制限するものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の原理によって動作するコンピュータ
制御の適応型スピーカー７オンの主な機能要素からなる
ブロック図、 第２図は、本発明で使用される較正回路、受信音声信号
の増幅器、マイクとその増幅器、およびマルチプレクサ
を含む、スピーカーフォンの部分略図、 第３図は、本発明で使用されるミュート制御および高域
通過フィルタを含む、スピーカーフォンの部分略図、 第４図は、本発明の送信部に使用されるプログラマブル
減衰器および低域通過フィルタの略図、第５図は、本発
明の受信部に使用されるプログラマブル減衰器および低
域通過フィルタの略図、第６図は、一般のスピーカーフ
オン、およびその動作に最も影響する２種類の結合を示
す図、第７図は、第１図のスピーカーフォンの３つの可
能な状態を表す状態図、 第８図は、第１図のスピーカーフオンが遊休状態に留ま
るか、または遊休状態から送信状態もしくは受信状態に
移行するべきかを判断する動作を表すフローチャート、 第９図は、第１図のスピーカーフォンが送信状態に留ま
るか、または送信状態から遊休状態もしくは受信状態に
移行するべきかを判断する動作を表すフローチャート、 第１０図は、第１図のスピーカーフオンが受信状態に留
まるか、または受信状態から遊休状態もしくは送信状態
に移行するべきかを判断する動作を表すフローチャート
、 第１１図は、第１図のスピーカーフオンによって実現さ
れる音響環境のインパルス特性および複合特性を表す波
形図、 第１２図は、残響抑制損失を挿入して動作することがで
きるスピーカーフォンの機能要素からなるブロック図、 第１３図は、残響抑制損失を実際に挿入する第１２図の
スピーカーフォンの動作を表すフローチャート、 第１４図は、残響抑制損失の挿入の適応性を示す波形図
である。 出　願　人：アメリカン　テレフォン　アンドＴＯＦＩ
Ｇ、３ 図面の浄書（内容に変更なし） −ｒｈ謬し？１＋五１ ＦＩＯ，Ｉ＋ ＦＩＧ、＋３ Ｕ− ※≧ 手続ン市正書（方力 平成２年 ４月１１日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、通信回線からの音声信号を受信する受信状態とこの
   通信回線を介して音声信号を送信する送信状態との間を
   切り替える交換手段を備え、通信回線上の音声信号を処
   理するための音声交換装置（１００）において、 上記装置内の音声処理回路（２００、３００）の動作準
   備状態を判断し、さらに上記音声交換装置が使用されて
   いる音響環境の型を確認する検査手段（１１０）と、 上記通信回線から受信した音声信号を減衰するときは受
   信路に、そして上記通信回線を介して送信する音声信号
   を減衰するときは送信路に、損失を交互に挿入する可変
   交換損失手段（２１３、３１５）と、 上記検査手段に応じて動作することができ、上記可変変
   換損失挿入手段によって挿入される減衰の水準を調節し
   、さらに上記装置が上記受信状態と上記送信状態との間
   を切り替えるしきい値切り替え水準を調節する較正手段
   （１１０、１１３）と、を備えることを特徴とする音声
   交換装置。 ２、上記検査手段が、上記音声交換装置が接続されてい
   る上記通信回線の型を確認する通信回線確認手段を備え
   、さらに、この通信回線確認手段に応じて上記較正手段
   が、上記可変交換損失手段および上記しきい値切り替え
   水準を調節することを特徴とする請求項１記載の音声交
   換装置。 ３、上記受信状態と上記送信状態との間を切り替えるた
   めのしきい値切り替え水準が、上記較正手段によって上
   記通信回線からの受信信号の水準に応じて調節され、こ
   の受信信号が、上記通信回線を介して送信するために上
   記装置によって上記通信回線に与えられた送信音声信号
   の戻り水準を示すことを特徴とする請求項２記載の音声
   交換装置。 ４、上記可変交換損失手段に挿入される上記減衰水準が
   、上記較正手段によって上記通信回線からの受信信号の
   水準に応じて調節され、この受信信号が、上記通信回線
   を介して送信するために上記装置によって上記通信回線
   に与えられた送信音声信号の戻り水準を示すことを特徴
   とする請求項３記載の音声交換装置。 ５、上記音声処理回路の動作準備状態を判断する上記検
   査手段が、音信号を発生する手段と、この音信号を上記
   音声処理回路を介して環状に結合する手段と、この戻り
   音信号を検出する検出手段とを備え、さらに、上記較正
   手段が、この検出手段に応じて上記しきい値切り替え水
   準を調節して、上記の戻り音信号の形式のいかなる変化
   をも補償するようにしたことを特徴とする請求項４記載
   の音声交換装置。 ６、上記通信回線を介して送信するための音声信号を減
   衰させるために、上記送信路に損失を挿入する残響抑制
   手段を備えたことを特徴とする請求項５記載の音声交換
   装置。 ７、上記残響抑制手段が、所定のしきい値結合水準と、
   上記通信回線から受信した音声信号をこのしきい値結合
   水準と比較する比較手段とを備え、上記の受信音声信号
   の水準が上記しきい値結合水準の水準を上回る場合、上
   記残留抑制手段が上記送信路に追加損失を与えるように
   動作できることを特徴とする請求項６記載の音声交換装
   置。 ８、上記所定のしきい値結合水準が上記較正手段によっ
   て調節されるように操作できることを特徴とする請求項
   ７記載の音声交換装置。 ９、通信回線に接続可能であり、この通信回線からの音
   声信号を受信する受信状態とこの通信回線を介して音声
   信号を送信する送信状態との間を切り替える音声信号制
   御装置（１００）の音声処理方法において、 上記制御装置内の音声処理回路（２００、３００）の動
   作準備状態を検査する動作準備状態検査ステップと、 上記音声信号制御装置が使用されている音響環境の型を
   確認する確認ステップと、 上記通信回線から受信した音声信号を減衰するときは受
   信路に、そして上記通信回線を介して送信する音声信号
   を減衰するときは送信路に、損失を交互に挿入する損失
   挿入ステップと、上記制御装置が、音声信号を受信する
   上記受信状態と音声信号を送信する上記送信状態とのの
   間を切り替えるしきい値切り替え水準を、上記動作準備
   状態検査ステップに応じて調節するしきい値切り替え水
   準調節ステップと、 上記損失挿入ステップによって挿入される減衰の水準を
   、上記確認ステップに応じて調節するステップとを備え
   たことを特徴とする音声信号処理方法。 １０、上記動作準備状態検査ステップが、上記音声信号
   制御装置が接続された通信回線の型を確認する線路型確
   認ステップをさらに含み、さらに、この線路型確認ステ
   ップが、上記損失挿入ステップおよび上記しきい値切り
   替え水準調節ステップの両方の調整を実行することがで
   きることを特徴とする請求項９記載の音声信号処理方法
   。 １１、上記線路型確認ステップが、上記通信回線から信
   号を受信する信号受信ステップをさらに含み、この信号
   受信ステップが、上記通信回線を介して送信するために
   上記音声信号制御装置によつて上記通信回線に与えられ
   た送信音声信号の戻り水準を表す信号を与え、さらに上
   記しきい値切り替え水準調節ステップが、上記線路型確
   認ステップによって調節されるように操作できることを
   特徴とする請求項１０記載の音声信号処理方法。 １２、上記線路型確認ステップが、上記通信回線からの
   信号を受信するステップをさらに含み、この信号を受信
   するステップが、上記通信回線を介して送信するために
   上記音声信号制御装置によって上記通信回線に与えられ
   た送信音声信号の戻り水準を表す信号を与え、さらに上
   記損失挿入ステップが、上記線路型確認ステップによっ
   て調節されるように操作できることを特徴とする請求項
   １１記載の音声信号処理方法。 １３、上記動作準備状態検査ステップが、音信号を発生
   するステップと、この音信号を上記音声処理回路を介し
   て環状に結合するステップと、その戻り音信号を検出す
   る検出ステップとをさらに含み、さらに、上記しきい値
   切り替え水準調節ステップが、上記切り替え水準をこの
   検出ステップに応じて調節して、上記の戻り音信号の形
   式のいかなる変化をも補償するようにすることを特徴と
   する請求項１２記載の音声信号処理方法。 １４、上記方法が、上記通信回線を介して送信する音声
   信号を減衰させるために上記送信路に残響抑制損失を挿
   入する残響抑制挿入ステップをさらに含むことを特徴と
   する請求項１３記載の音声信号処理方法。 １５、上記残響抑制挿入ステップが、所定のしきい値結
   合水準を測定するステップと、上記通信回線から受信し
   た音声信号を上記しきい値結合水準と比較するステップ
   とを含み、さらに、上記の受信した音声信号の水準が上
   記しきい値結合水準の水準を上回る場合、上記残響抑制
   挿入ステップが、上記送信路に追加損失を与えるように
   操作することができることを特徴とする請求項１４記載
   の音声信号処理方法。 １６、上記所定の結合しきい値水準が、上記しきい値切
   り替え水準調節ステップによって調整されるように操作
   できることを特徴とする請求項１５記載の音声信号処理
   方法。