JPH0262071B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、マイクロホンとスピーカを備え、か
つハウリングを防止するための音声スイツチ回路
を備えた会議電話装置の改良に関する。

特に、同一室内に設置されたマイクロホンとス
ピーカにより、その室内の会議参加者が通信回路
によつて結ばれた遠隔地の会議室の参加者と相互
にハンドフリーで会議通話を行う会議電話装置に
関する。

〔従来技術の説明〕

従来この種のマイクロホンとスピーカによるハ
ンドフリー会議電話装置において、マイクロホン
とスピーカの音響結合に起因して生ずるハウリン
グ現像の防止のために用いられる音声スイツチ回
路は、マイクロホンにて収音される送話音声信号
レベルの大きさと、相手側からの受話音声信号レ
ベルの大きさを比較して、信号レベルの大きい方
の通話路に対しては損失が除去された定常利得と
なるように作動する。また一方信号レベルの小さ
い方の通話路に対しては、損失が挿入されるよう
に作動する。音声スイツチ回路の信号レベルを比
較する比較回路に加えられる信号としては、送話
信号および受話信号が整流平滑されたものであ
り、この整流平滑回路の充電および放電時定数
は、次のように設定されていた。すなわち音声ス
イツチの立上り時間は、話頭切れを軽減するため
に極力短くすることが重要であり、したがつて充
電時定数はただ単に短ければよいわけである。し
かし、放電時定数は通話の話尾切断と送話状態と
受話状態の切替特性である交話性の相互関係から
重要であり、一般的には、スピーカから拡声され
た音声がマイクロホンで収音され、その収音され
た受話信号によつて、本来の受話状態でなければ
ならない音声スイツチが、受話状態から送話状態
に誤つて切替わることがないように、一般的な会
議室の残響時間を0.5秒〜0.6秒と想定して、放電
時定数を一定にしていた。また他の方法として比
較回路に加えられる送話信号レベルおよび受話信
号レベルに音声スイツチの状態に応じてある一定
値の損失または利得を所定時間与えレベル制御を
して現在の音声スイツチ回路の状態を安定維持さ
せる方式があつた。

したがつて従来の音声スイツチ回路による会議
電話装置は、会議室の残響時間およびマイクロホ
ンとスピーカの音響結合損失をある範囲に想定し
て回路の系が固定されていたため、想定値よりも
よい音響条件のもとでも全く交話性が改善され
ず、かつ想定値よりも悪い音響条件のもと、例え
ば残留時間が0.6秒よりも大きい会議室等では受
話音声が自ら受話音声によつてとぎれる受話ブロ
ツキング現像を引起こす重大な欠点があつた。

〔発明の目的〕

本発明は、上記の欠点を改善し、それぞれの会
議室の音響条件または吸音条件によつてハウリン
グおよび受話ブロツキング現像がなく、かつ最適
な交話性が得られる会議電話装置を提供すること
を目的とする。

〔発明の要点〕

本発明は、マイクロホンとスピーカの音響結合
に起因して生ずるハウリングとエコーを防止する
ため、マイクロホンで収音された送話信号レベル
と相手側会議室から送られてくる受話信号レベル
の大きさを比較して、信号レベルの大きい方の通
話路に対しては定常利得とさせ、一方信号レベル
の小さい方の通話路に対しては損失を挿入するよ
うに動作させる可変損失回路とレベル検出回路と
を送話通話路および受話通話路にそれぞれ設け、
この可変損失回路と、レベル検出回路と、このレ
ベル検出回路の出力の大きさを比較し、上記可変
損失回路の損失を制御する制御回路とで構成され
た音声スイツチ回路を備えた会議電話装置におい
て、 帯域内雑音信号発生回路、受信信号入力切替え
回路および手動スイツチを設け、スピーカとマイ
クロホンの音響結合損失およびスピーカにて拡声
される受信信号が会議室内でどの程度反響継続す
るかを示す残響時間を計測するため、上記手動ス
イツチにより上記制御回路を駆動しこの制御回路
に計測動作であることを認識させるとともに一定
時間受信信号入力切替え回路を帯域内雑音信号発
生回路側に切替え、上記スピーカより雑音信号を
出力させ、これを上記制御回路の制御により適宜
断続させる。この雑音信号を上記二つのレベル検
出回路を介して上記制御回路に入力させ、この制
御回路内で音響結合損失と残響時間を演算して、
そのデータを記憶し、計測動作が完了した後上記
受信信号入力切替え回路を受話回線端子側に戻
し、通話状態にする。またこれと同時に通話の際
に発生する送話信号および受話信号を、上記レベ
ル検出回路を介して上記制御回路に入力された信
号レベルのうち少なくとも一方の信号レベルと上
記音響結合損失の記憶データとに基づいて上記制
御回路内で演算処理を行うとともに、受信信号に
対しては残響時間の記憶データとの演算処理によ
り指数関数で時系列的に減衰する擬似反響信号を
付して、音声スイツチ回路におけるレベル検出回
路出力の比較動作を制御し、送・受話切替レベル
の差を可能な限り少なくし、かつ上記通話路の可
変損失回路の損失制御についても上記音響結合損
失と残響時間のデータに基づき損失量を決定制御
するように構成されたことを特徴とする。

〔実施例による説明〕

次に本発明の実施例について図面を参照して説
明する。

第１図は本発明一実施例会議電話装置のブロツ
ク構成図である。第１図において、音声スイツチ
回路１は制御回路２、デイジタル制御形可変損失
回路３，４、アナログ・デイジタル変換器５，６
よりなる。送話通話路はマイクロホン７、マイ
ク・アンプ８、デイジタル制御形可変損失回路
３、送話通話アンプ９、送話回線端子１０よりな
る。受話通話路は受話回路端子１１、受話信号入
切替回路１２、受話通話路アンプ１３、デイジタ
ル制御形可変損失回路４、スピーカ・アンプ１
４、スピーカ１５よりなる。また、手動スイツチ
１６が制御回路２に接続され、帯域内雑音発生回
路１７が受話信号入力切替回路１２に接続されて
いる。

ここで、本発明の主要機能であるハウリングを
生ずるループを構成するスピーカ１からマイクロ
ホン７への音響結合損失αおよびスピーカ１５に
て拡声される受話音圧が会議室内にてどの程度反
響継続するかを示す残響時間の計測について説明
する。なお音響結合損失αは α＝Ps−Pm （dB） ……… で示される。式においてPsはスピーカ１５へ
の入力電力、Pmはマイクロホン７の出力電力で
ある。

第１図の回路において通常の通話の場合におい
ては、マイクロホン７からマイク・アンプ８を通
して送られたアナログ送話信号は、アナログ・デ
イジタル変換器５によつてデイジタル信号となつ
て制御回路２にデータとして取込まれる。受話信
号に関しても同様に受話入力信号切替スイツチ１
２では、受話回路端子１１と受話通話路アンプ１
３が接続されており、受話信号は受話通話路アン
プ１３を通してアナログ・デイジタル変換器６に
よつてデイジタル信号となつて制御回路２にデー
タとして取込まれる。制御回路２においては、両
データのレベル比較および後述する演算処理を行
い、かりに送話信号が、受話信号よりも大きいと
判断した場合は、制御回路２によつてデイジタル
制御形可変損失回路３および４の制御を行い、送
話通話路の通話利得が定常利得となるように損失
を除去し、一方受話通話路に対しては損失を挿入
するように動作する。

この結果、マイクロホン７で収音された音声信
号は、デイジタル制御形可変損失回路３を損失な
く通過し、送話通話路アンプ９にて回線送出レベ
ルまで増幅された後、送話回線端子１０に現われ
る。一方、装置が送話状態となつている場合の受
話入力信号は、受話通話路アンプ１３にて基準レ
ベルまで増幅され、デイジタル制御形可変損失回
路４によりハウリングが生ずることのないように
考慮された所定の減衰をうけ、スピーカ・アンプ
１４にて電力増幅された後、スピーカ１５に加え
られる。逆に、受話信号のレベルが送話信号のレ
ベルと比較して大きな場合には、上記の逆の働き
によつて、送話系のデイジタル制御形可変損失回
路３に損失を挿入し、受話系のデイジタル制御形
可変損失回路４に対し、定常利得となるように損
失を除去する。以上の制御によつて、通常の拡声
通話が可能となる。

音響結合損失αおよび会議室内残響時間の計測
においては手動スイツチ１６を操作することによ
つて得ることができる。手動スイツチ１６が１度
閉じられると、制御回路２は受話入力信号切替回
路１２において、受話通話路アンプ１３に帯域内
雑音発生回路１７が接続されるように制御を行
い、また受話通話路のデイジタル制御形可変損失
回路４に対してはスピーカ１５から上記帯域内雑
音が必要以上の音量で拡声されないようにあらか
じめ定めた挿入損失量を挿入するとともに、送話
通話路のデイジタル制御形可変損失回路３に対し
て最大挿入損失量を挿入する。この制御によつて
帯域内雑音発生回路１７から発生された雑音は、
デイジタル制御形可変損失回路４により一定レベ
ルに圧縮され後、スピーカ・アンプ１４にて電力
増幅されスピーカ１５から拡声される。この拡声
された雑音は会議電話装置の伝送周波数帯域のす
べてのスペクトルを含むものであり、その雑音は
マイクロホン７にて収音され、マイク・アンプ８
にて増幅され、アナログ・デイジタル変換器によ
つてデイジタル信号となつて制御回路２にデータ
として取込まれる。また、送話系のデイジタル制
御形可変損失回路３には最大損失量が挿入されて
いるため、通話路に雑音が漏れることは防止され
る。

さらに本装置を使用する会議室内の暗騒音と残
響時間を計測のため使用する帯域内雑音信号との
信号対雑音比の計測が良好に行える状態とするよ
うに、マイクロホン７で収音される送話信号レベ
ルが前記暗騒音レベルに比しあらかじめ規定した
信号対雑音比より小さい場合には、規定の信号対
雑音比に達するまで受話通話路のデイジタル制御
形可変損失回路４の挿入損失を制御回路２の制御
により減少制御させ、スピーカ１５から出力され
る帯域内雑音のレベルを上昇させる。以上の動作
が完了すると、制御回路２ではアナログ・デイジ
タル変換器５，６にてそれぞれ計測された信号レ
ベルEtとEr、受話通話路のデイジタル制御形可
変損失回路４の損失Lr、スピーカ・アンプ１４
の利得Gs、マイク・アンプ８の利得Gmとによ
り、スピーカ１５に加えられた電力Psは、 Ps＝Er−Lr＋Gs （dB） ……… となり、マイクロホン７に出力される電力Pmは Pm＝Et−Gm （dB） ……… となるので、音響結合損失αとの関係式は上記
〜式より次のとおりとなる。

α＝Ps−Pm ＝（Er−Lr＋Gs）−（Et−Gm） ＝（Er−Et−Lr）＋（Gs＋Gm） （dB）
……… 上式での（Gs＋Gm）は設計上あらかじめ決定
できる既知の値であり、デイジタル制御形可変損
失回路４の損失Lrは制御回路２から制御してい
る値であるため、信号レベルErと信号レベルEt
とを計測することにより音響結合損失αは式に
より制御回路２内で演算され、この値を制御回路
２の記憶回路に書き込まれる。

次に、受話通話路のデイジタル制御形可変損失
回路４を制御回路２により制御し、最大損失量を
挿入することにより、スピーカ１５より帯域内雑
音の出力を停止させ、かつ同時に帯域内雑音の発
生を停止した時点から、暗雑音とのＳ／Ｎ比で規
定すればよいのであるが、送話信号レベルが例え
ば20dB減衰するまでの時間を制御回路２により
計測し、計測した残響時間を制御回路２内の記憶
回路に書き込む。この動作をあらかじめ設定した
回数繰り返えし、そのデータの平均を制御回路２
内で演算し、その平均値を最終的な残響時間デー
タとして書込み記憶する。データの書込みが終了
した時点において、制御回路２は受話信号入力切
替回路１２の制御を行い、受話通話路アンプ１３
と受話回線端子１１を接続し、デイジタル制御形
可変損失回路３および４の挿入損失を通常の通話
状態の損失制御に戻すことにより、通常のハンド
フリーによる会議電話の通話が可能となる。

さらに残響時間の計測について詳述する。第２
図ａは本発明一実施例スピーカに加えられる帯域
内雑音信号波形図であり、第２図ｂはスピーカよ
り拡声された室内反響の影響を受けたマイクロホ
ンに収音された信号の波形図である。図中横軸は
時間を示し、縦軸は信号振幅を示す。斜線部分は
反響信号で、室内の残響によつてスピーカへの帯
域内雑音信号が断となつても反響信号がマイクロ
ホンに収音される。ここで、Ｔはスピーカへの帯
域内雑音信号が断となつた時点から信号レベルが
60dB減衰するまでの時間を示し、T₁は20dB減衰
するまでの時間を示す。

通常一度放射したエネルギが室内の壁面等で吸
音されながら減衰して行く反響特性を初期エネル
ギが60dB減衰するまでの経過時間すなわち残響
時間Ｔとして定義され、一般的に減衰エネルギＥ
は式で表わされる。

Ｅ＝Ece^-KT ……… 式においてEcは放射エネルギ、ｋは室定数
である。式で示されるように室内の反響特性は
指数関数で示され、放射エネルギEcに対し減衰
エネルギＥが所定の値（dB値）に減衰するまで
の時間を計測することにより推測することができ
る。

一般的な会議室においては、暗騒音が約30〜60
ホン程度存在するため、本来の残響時間Ｔを測定
することは、帯域内雑音と暗騒音との信号対雑音
比の点で困難であること、および音声スイツチ回
路の閾値が一般的に音声の子音での話頭切れを防
ぐ点から、標準信号レベルよりも約20dB小さい
点に設定されることの二要素から本発明実施例の
装置においては第２図ｂにおけるT₁を残響時間
としている。

このようにして、音響結合損失αと残響時間
T₁は制御回路２内にて演算され記憶され、計測
が完了する。

次に本発明の第二の主要機能である制御回路２
の通話時のレベル比較演算制御の動作について第
１図および第３図を用いて説明する。制御回路２
は、送話系および受話系のアナログ・デイジタル
変換器５および６よりの出力と音響結合損失αお
よび残響時間T₁の記憶データに基づいて、時間
軸上での比較演算処理を行う。すなわち、受話入
力信号によつて本来受話路の損失が除去され、送
話路に損失が挿入される受話状態となるべき制御
回路２の動作がスピーカ１５と送話音声部のマイ
クロホン７の音響結合によつて、自らの受話信号
により受話状態から送話状態に誤つて反転するこ
とのないように行われる。

この動作を第３図を用いて説明する。第３図に
おいて横軸は時間を表わし、縦軸は信号振幅を表
わす。受話入力信号として時系列上第３図ａに示
す信号が受話回線端子１１に与えられた場合、ス
ピーカ１５から拡声された受話信号は同室内の送
話音声部のマイクロホン７にて収音され第３図ｂ
に示す信号波形が出力される。第３図ｂの信号波
形における斜線部分は、スピーカ１５に加えられ
た受話信号が電気系の速度で変化し減少しても、
会議室の反響の影響によつて反響音が電気系とは
１対１の関係で減少せず会議室の残響時間に依存
して減衰することを示している。

このためかりに会議室の反響を考慮せず時系列
上で、単に電気的速度においてのみ音声スイツチ
回路が受話状態でのレベル比較を行うように構成
したとすると、第３図ｃで示す斜線部分でのレベ
ル反転（この場合受話入力信号よりマイクロホン
７で収音した受話信号に対応した信号出力の方が
大きいと判定）が発生し、音声スイツチ回路１が
送話状態に制御回路２により制御される。すなわ
ち、受話通話路のデイジタル制御形可変損失回路
４に損失を挿入し、送話通話路のデイジタル制御
形可変損失回路３に定常利得（損失最小）を与え
るように誤動作するため、スピーカ１４の出力は
第３図ｄに示すような受話音声入力の音声レベル
が小さい部分で途切れが生じる受話ブロツキング
現象を発生する。第３図ｄのA₁，A₂は受話音声
入力レベルが小さい箇所で、スピーカ１５よりの
信号が途切れる部分を示す。

本発明による制御回路２においては、記憶回路
に書込まれた音響結合損失αに対応して、ハウリ
ングが生じないよう設定する送話および受話のデ
イジタル制御形可変損失回路３，４に挿入される
損失量（最小挿入損失量）および音声スイツチ回
路１が受話状態から送話状態に切替えるために必
要な受話信号レベルと送話信号レベルとの最小レ
ベル差（送話・受話切替基準レベル）を演算設定
し、かつ同様に記憶回路に書き込まれた残響時間
に対応して、受話信号のデイジタル信号にスピー
カ１５から拡声された音声が会議室内にて反響し
て減衰する時間軸上の波形と相似となるような遅
延制御が行われる。すなわち制御回路２内での演
算処理により指数関数で時系列に減衰する擬似受
話信号を付するように行われる。すなわち、音響
結合損失αに応じた挿入損失量および送話・受話
切替基準レベルによつてデイジタル制御形可変損
失回路３および４の挿入損失の制御を行い、かつ
受話信号の実際のレベルと擬似受話信号レベルと
を積和したレベルを送話信号レベルと比較し、演
算を行うことにより、上記受話ブロツキングを防
止し、安定な制御を行わせることが可能となる。
制御回路２において、いわゆるマイクロ・コンピ
ユータ・システムを用いることにより、容易に実
現することができる。

第４図は本発明一実施例制御回路のフローチヤ
ートである。

なお、本発明では音響結合損失および残響時間
を計測後、自動的に通常の通話状態に移行し、上
記データに基づき、自動的に演算制御するもので
あるが、上記データを計測後制御回路２内にその
計測データを記憶せず一度外部へ可視表示し、人
の操作により再度スイツチ等を用いて設定するよ
うな融通性を持たせた装置も考えられるが、手動
で行うか、自動かの相違にすぎず、本発明に含ま
れるものである。

〔効果の説明〕

以上説明したように、本発明の会議電話装置
は、上記の制御を行わせることによつて、装置が
設置される会議がいかなる音響条件においてもハ
ウリングおよび受話ブロツキング現象を生ずるこ
となく、かつ、個々の会議室の音響条件に応じ
て、送話と受話の切替性および交換性が常に最適
となる優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例会議電話装置のブロ
ツキング構成図。第２図ａは本発明一実施例スピ
ーカに加えられる帯域内雑音信号波形図。第２図
ｂはマイクロホンにて収音される室内反響の影響
を受けた第２図ａの帯域内雑音信号波形図。第３
図ａは受話入力信号（音声信号）の波形図。第３
図ｂはマイクロホンにて収音される室内反響の影
響を受けた第３図ａの受話入力信号の波形図。第
３図ｃは制御回路内で第３図ａとｂの信号をレベ
ル比較したときの両者のレベル差を示す波形図。
第３図ｄは従来例スピーカから拡声される受話音
声信号の波形図。第４図は本発明一実施例制御回
路のフローチヤート。 １……音声スイツチ回路、２……制御回路、
３，４……デイジタル制御形可変損失回路、５，
６……アナログ・デイジタル変換器、７……マイ
クロホン、８……マイク・アンプ、９……送話通
話路アンプ、１０……送話回線端子、１１……受
話回線端子、１２……受話信号入力切替回路、１
３……受話通話路アンプ、１４……スピーカ・ア
ンプ、１５……スピーカ、１６……手動スイツ
チ、１７……帯域内雑音発生回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 同一室内にマイクロホンとスピーカが設けら
   れ、このマイクロホンを入力端とする送話通話路
   およびこのスピーカを出力端とする受話通話路
   に、それぞれ可変損失回路と、 送話信号レベルと受話信号レベルの大きさを比
   較して信号レベルの大きい方の通話路に対しては
   定常利得とし、信号レベルの小さい方の通話路に
   対しては損失を挿入するように上記可変損失回路
   の損失を制御する制御回路と を含む音声スイツチ回路を備えた会議電話装置に
   おいて、 室内の残響時間とスピーカからマイクロホンへ
   の音響結合損失を計測するための帯域内雑音信号
   を発生する帯域雑音信号発生回路と、 受話入力信号を基準レベルまで増幅する受話通
   話路アンプに上記帯域雑音信号発生回路または受
   話回線端子を切替え接続する受話信号入力切替回
   路と、 上記制御回路に接続された手動スイツチとを備
   え、 上記制御回路には、 上記手動スイツチにより駆動され受話信号入力
   切替回路を帯域内雑音信号発生回路側に一定時間
   だけ切替える手段と、 上記音響結合損失と残響時間を計測し、演算し
   てその結果を記憶する手段と、 室内の暗騒音レベルとスピーカ出力の帯域内雑
   音レベルとの比が残響時間計測に必要な大きさに
   なるように受話路の可変損失回路の損失を制御す
   る手段と、 帯域内雑音信号の断続制御を受話路の可変損失
   回路の損失を制御することにより行い、また送話
   路の可変損失回路の損失を十分大きく制御する手
   段と、 上記音響結合損失と残響時間を計測し演算して
   その結果を記憶する手段と、 上記記憶データに基づいて、送受話信号のレベ
   ルを演算処理し、比較して通話時の可変損失回路
   の損失の制御をする手段と を備えたことを特徴とする会議電話装置。