JPH0544220B2

JPH0544220B2 -

Info

Publication number: JPH0544220B2
Application number: JP1335229A
Authority: JP
Inventors: Henrii Auingu Richaado; Arubaato Fuoodo Uiriamu; Reimondo Miraa Za Seka Robaato
Original assignee: American Telephone and Telegraph Co Inc; AT&T Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1988-12-28
Filing date: 1989-12-26
Publication date: 1993-07-05
Also published as: EP0376582A3; EP0376582A2; DE68916218T2; US5007046A; AU4721689A; DE68916218D1; CA2004171A1; JPH02260856A; EP0376582B1; HK43595A; AU615820B2; ES2055796T3; CA2004171C

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、音声システムに関し、特に、双方向
音声切換通信を提供するための、通信回線に接続
される音声切換回路に関する。

［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
たつて使用されてきた。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、何とか意に沿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環境で動作す
るように設計されているために、よりよい環境で
あれば改善可能なはずの性能が犠牲になつてい
る。

従来のアナログ・スピーカーフオンの動作は、
周知であり、1960年３月出版の「ベル・システ
ム・テクニカル・ジヤーナル」、第39巻、第２号
に掲載のA.ブサラによる記事「音声切換スピー
カーフオンの設計において考慮すべき基本事項」
（第265〜294ページ）に説明されている。アナロ
グ・スピーカーフオンには、一般に損失切換方式
が使われる。この方式では、送信および受信の双
方向のエネルギーが検知され、切換の判断が、そ
の情報に基づいて行われる。エネルギー水準の高
いほうの音声信号に、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換えることにより、減衰され
る。送信方向にも受信方向にも音声信号がない場
合、スピーカーフオンは遊休（静止）モードとな
り、離れた話者からの話のほうが伝わるように受
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・スピーカーフオンの中に
は、送信方向にも受信方向にも音声信号がない場
合、スピーカーフオンが遊休モードとなつて、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・スピーカーフオンは、雑音
防止回路も備えていて、存在する背景雑音の水準
に応じて、切換水準を調節できるようになつてい
る。切換速度は、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
時定数によつて制限される。この制限が必要なの
は、「自己切換」、すなわち、室内の残響が近端の
音声として誤つて検出される状態、を避けるため
である。

アナログ・スピーカーフオンに関する不都合な
点は、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ツドに適
応することができないことである。構内交換機
（PBX）がハイブリツド回路を使用していない場
合でも、このPBX内のデジタル電話で、その
PBXの外部へルーテイングされる呼の際にハイ
ブリツドに遭遇する可能性は常にある。従つて、
最悪の場合のハイブリツ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切換
損失を導入することが必要となる。同様に、不良
なハイブリツドによつて送信音声が反射されるあ
まり、スピーカーフオンが誤つて受信状態に切り
換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。このようにしてスピ
ーカーフオンがハイブリツド回路とインタフエー
スされていると、スピーカーフオンの可能な最適
性能が発揮されない。

［発明の概要］本発明によれば、スピーカーフオンは、通信回
線上のハイブリツド回路との間のインタフエース
に関する情報を生成し、その回線に対するスピー
カーフオンの動作パラメータを適合させて、動作
中に最適な性能を提供するようにする。

会話中にスピーカーフオンにおいて、コンピユ
ータなどの制御ユニツトにより、スピーカーフオ
ンに現れるハイブリツド反射の強度が測定され、
その平均がとられる。このハイブリツド反射、す
なわちハイブリツド平均により、ハイブリツドお
よび遠端の音響反射の程度が与えられる。ハイブ
リツド平均は、スピーカーフオンにおいて、送信
信号が受信信号から減算され、その結果が、これ
らの信号の差が最大になるように平均されるとい
う処理によつて決定される。受信信号とは、受信
線路上でハイブリツド回路によつてスピーカーフ
オンに与えられる信号であり、送信信号とは、送
信線路上でスピーカーフオンによつてハイブリツ
ド回路に与えられる信号である。

ハイブリツド平均を計算すると、種々の面でス
ピーカーフオンの動作が向上する。ハイブリツド
平均の推定値を算出することによつて、安定性を
維持するためにスピーカーフオンの送受信音声路
において必要とされる切換損失の総量がコンピユ
ータによつて適切に加減される。切換損失量を下
げるほど、スピーカーフオンの切換動作が透過的
になり、完全デジタル接続の場合の全二重に近づ
けることも可能である。

また、ハイブリツド平均の推定値は、コンピユ
ータによつて、送信状態と受信状態を切り換える
スピーカーフオンの切換しきい値水準を決定する
ために使用される。一度ハイブリツド平均が算出
されると、これを用いて、反射による受信音声の
予測される水準が求められる。この受信音声の予
測水準が分かると、遠端話者によつてそれに加え
られる受信音声が正確に決定され、それに従つて
スピーカーフオンの状態も正確に切り換えられ
る。

ハイブリツド平均の算出には、いくつかの境界
条件が使用される。回線の状態を正確に記述しよ
うとする場合には、例えば、ハイブリツド平均を
求めるのであれば、その平均化はスピーカーフオ
ンが送信状態の間に限つて行われる。このように
すれば、無音の送信期間に受信路上の受信音声が
ハイブリツド反射の高水準と間違えられること
は、決してありえなくなる。従つて、このように
して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、この受信音声によつてハイブリツド平均
推定値が歪むのを防いでいる。

近端および遠端で両方の話者が使用中の適応型
スピーカーフオンを含むシステムにおいて安定な
動作を保証するためには、任意の与えられた送信
期間中にハイブリツド平均が改善される量を、所
定の水準、例えば5dBに制限する必要がある。従
つて、ハイブリツド平均をさらに改善するために
は、受信状態に移つてから送信状態に戻るという
ことを行う必要がある。これにより、遠端のスピ
ーカーフオンも、送信状態に移る機会が確実に与
えられ、同様に適応化されるようになる。従つ
て、各スピーカーフオンに挿入する損失を系統的
に平衡点まで低減することが可能となる。また、
ハイブリツド平均の変化量をこのように制限する
ことによつて、本発明の適応型スピーカーフオン
は、適応の際に遠端エコーが変動するエコー消去
スピーカーフオンなどの他の適応型スピーカーフ
オンとともに動作することも可能となる。

［実施例］第１図は、本発明の原理によつて動作するコン
ピユ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ツク図である。同図の
通り、スピーカーフオンは、一般に送信部２０
０、受信部３００、およびコンピユータ１１０を
備えている。コンピユータ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
クロプロセツ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によつて音声信号を
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つて、音声信号は、マイク
に向かつて話している人によつて与えられると、
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によつて与えられるが、この場合、
送信部２００のハードウエア回路の較正に使用さ
れる。

マルチプレクサ２１０には、ミユート制御２１
１が接続され、これによつて、コンピユータ１１
０からの制御信号に応じて送信路を閉鎖する。ミ
ユート制御２１１に接続された高域通過フイルタ
２１２により、音声信号に含まれる室内の低周波
背景雑音が除去される。高域通過フイルタ２１２
の出力は、プログラマブル減衰器２１３と包絡線
検出器２１４の両方に結合される。プログラマブ
ル減衰器２１３は、コンピユータ１１０からの制
御信号に応じて、3.5dBごとに最高56dBにいたる
16段階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
イルタ２１５に結合され、減衰器２１３で起こる
切換によつて発生することがあるスパイクが除去
される。また、このフイルタにより、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
カーフオンによつて音声線路１０１からハイブリ
ツド回路（図示せず）に送信される。フイルタ２
１２からの音声信号は、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
オンのダイナミツクレンジが約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
リツ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３００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によつ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、
ミユート制御３１１が接続され、これにより、コ
ンピユータ１１０からの制御信号に応じて受信路
が閉鎖される。ミユート制御３１１に接続された
高域通過フイルタ３１２によつて、音声信号から
低周波背景雑音が除去される。

高域通過フイルタ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
声信号の包絡線を辿るために、スピーカーフオン
のダイナミツクレンジを約60dBまで拡大する。
プログラマブル減衰器３１３では、コンピユータ
１１０からの制御信号に応じて、56dBの損失を
16段階にして3.5dBごとに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３１３からの
信号が、低域通過フイルタ３１５に結合され、減
衰器３１３で起こる切換によつて発生することが
あるスパイクが除去される。このフイルタでは、
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でともに多重化され、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ごとにコンピユータ１１０に送
られる。

コンピユータ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
準に関する情報を生成する。送信信号の平均値お
よび受信信号の平均値が、各信号の標本を次式に
従つて平均することによつて算出される。

y^_t＝y^_t-1＋（｜ｓ｜_t−y^_t-1）／４（｜ｓ｜_t≧y^_t-1のとき） y^_t＝y^_t-1＋（｜ｓ｜_t−y^_t-1）／32 （｜ｓ｜_t）＜y^_t-1のとき）ここで、標本化速度＝1333／秒｜ｓ｜_t＝新たな標本 y^_t-1＝古い平均値 y^_t＝新たな平均値この平均方法は、加えられた信号のピークを取
り出す傾向がある。音声は、一定水準であるよ
り、多数のピークをもつ傾向があるので、このよ
うに平均すると音声の検出に都合がよい。

送信雑音平均および受信雑音平均もともに算出
される。送信雑音平均によつて、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
雑音平均によつて、遠端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
ともに、変換器１１５にみられる最低水準を測定
することによつて、算出される。一般に背景雑音
は一定なので、最低の標本によつて雑音水準を評
価するのが妥当である。送信および受信の雑音平
均は、次の式を用いて算出される。

y^_t＝y^_t-1＋（｜ｓ｜_t−y^_t-1）／4096 （｜ｓ｜_t≧y^_t-1のとき） y^_t＝y^_t-1＋（｜ｓ｜_t−y^_t-1）／４（｜ｓ｜_t）＜y^_t-1のとき）ここで、標本化速度＝1333／秒｜ｓ｜_t＝新たな標本 y^_t-1＝古い平均値 y^_t＝新たな平均値この式は、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つの信号水準を算出することにより、ス
ピーカーフオンの切換応答（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２
１３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２１
３および３１３における損失を、離散的な量、す
なわち各減衰器で56dBを最大損失とする3.5dBご
との段階でコンピユータ１１０によつて直接制御
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。これらすべての水準は、
スピーカーフオンの現在の状態はいかにあるべき
かについて更新された正確な情報をコンピユータ
１１０に提供するために計算される。

あらゆるスピーカーフオンと同様に、適応型ス
ピーカーフオンも、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
ウエ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ユータ１
１０が備えているからである。これを実現するた
めに、コンピユータで生成した第１および第２の
試験音をハードウエ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−
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−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
をコンピユータ１１０によつて測定する。次に、
同様に−20dBの音をマルチプレクサ２１０を介
して送信路に与え、その応答をコンピユータ１１
０によつて測定する。その２つの応答間の差は、
送信路回路において「20dB」の差を表す基準の
比例定数としてコンピユータ１１０によつて使用
される。同様に２つの試験音をマルチプレクサ３
１０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、ハードウエアの部品のばらつきのた
めに、送信路によつて測定された数値とは異なる
ことがある。コンピユータは、該当する線路に対
するそれぞれの数値を、単に、各数値に−20dB
という値を付けて記憶するだけである。コンピユ
ータにおいて、各線路に対して−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比
例計算によつて、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、相対的な比例計算であるために、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
に異なつていても、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。
スピーカーフオンは、較正回路１１３を使用する
ことによつて、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を通つて、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
介してコンピユータ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パタンと
して記憶される。この応答は、２つの重要な要
素、すなわち戻り信号の最大振幅および残響の持
続時間、によつて特徴づけられる。戻り信号の最
大振幅によつて、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。自己切換を防止する
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つて、
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、これによつて、スピーカーフオンが
受信状態から送信状態にいかに速く切り換わるこ
とができるかが制御される。従つて、室内の音響
状態が耳障りな場合、スピーカーフオンは、切換
応答速度を典型的なアナログ装置の応答と同等に
することによつて適応する。しかし、音響状態が
良好な場合は、スピーカーフオンは、切換時間を
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。

自己較正の原理は、スピーカーフオンのハイブ
リツド回路へのインタフエースにも適用される。
通話期間中、コンピユータ１１０は、それに到来
するハイブリツド反射の程度を測定する。このハ
イブリツド反射によつて、ハイブリツドおよび遠
端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。

H^_t＝H^_t-1＋（（R^_t−T^_t）−H^_t-1）／4096 （（R^_t−T^_t）≧H^_t-1のとき） H^_t＝H^_t-1＋（（R^_t−T^_t）−H^_t-1）／４（（RR^_t−T^_t）＜H^_t-1のとき）ここで、標本化速度＝1333／秒 R^_t＝受信信号の平均 T^_t＝送信信号の平均 H^_t-1＝古いハイブリツド平均 H^_t＝新たなハイブリツド平均この式では、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最大になるように、そ
れらを平均することによつて、ハイブリツド平均
が算出される。ここでいう受信信号は、受信路上
でハイブリツドによつ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、送信路上でスピ
ーカーフオンによつてハイブリツドに与えられる
信号である。ハイブリツド平均の推定値を算出す
ることによつて、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切換損失量が上
下する。切換損失量を下げるほど、スピーカーフ
オンの切換動作は、より透過的になり、完全デジ
タル接続の場合の全二重に近づき得る。

また、ハイブリツド平均の推定値を用いて、送
信状態から受信状態に切り換える場合（受信割り
込み）のスピーカーフオンの切換しきい値水準も
決定される。ハイブリツド平均の推定値を使用す
ることによつて、反射による受信音声の期待水準
が算出されるので、遠端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換えることができ
る。

線路状態の正確な表現を得るために、ハイブリ
ツド平均を求める動作は、スピーカーフオンが送
信状態の間に限つて行われる。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
ツ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。従つて、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推定されるハイブリツド平
均が歪むのを防いでいる。

このハイブリツド平均の導出に使用される、も
う１つの境界条件は、送信音声の許容変化率に対
する制限である。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
発生源を除くために、ハイブリツド平均は、送信
音声の相対的に平坦な期間（厳密な特性曲線は装
置に依存する）に限つて算出される。

近端および遠端で両者によつて使用されている
適応型スピーカーフオ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ツド平均が
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、ハイブリツド平
均は、各送信状態の間に5dBの改善が許されるだ
けである。ハイブリツド平均がそれ以上向上する
には、いつたん、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、遠端のスピ
ーカーフオンも、送信状態に移る機会を得ること
が保証され、同様に適応化されるようになる。従
つて、各スピーカーフオンは、その挿入損失を平
衡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ツド平均が変化する量を制
限することにより、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オンとともに動作する場
合も、適応するにつれて現れる遠端のエコーの変
化は問題にならなくなる。

操作を容易にし、スピーカーフオンの設定をす
るために、ユーザインタフエース１２０がスピー
カーフオン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制御す
る。このインタフエースには、ON／OFF（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、ユーザインタフエースには、
再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。スピーカーフオンの位
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、その再較正プロセスにおいて、スピ
ーカーフオンの動作準備のチエツク、ハードウエ
ア回路の初期再較正、および音量水準の公称値へ
の設定も行われる。

第２図および第３図は、スピーカーフオン１０
０の部分図であり、マルチプレクサ２１０および
３１０、ミユート制御２１１および３１１、較正
回路１１３、マイク１１１およびその増幅器１１
７、遠方で供給される音声信号のための増幅器１
３５、ならびに高域通過フイルタ２１１および３
１１を含む。

マイク１１１をかなり詳細に示したが、これ
は、この回路構成においては、高感度用のエレク
トレツトマイクである。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１１８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２００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、「上方較正ビツト」および「下方較正ビツト」
と示した線に接続されたコンピユータ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、ハードウエア回路および音響的較正プロ
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。すなわち、LOWは、上方
較正ビツトおよび下方較正ビツトの入力信号がと
もに１の状態で、ゼロ水準の信号を表す。HIGH
は、上方較正ビツトおよび下方較正ビツトの入力
信号がともにゼロの状態を表し、MIDDLEは、
例えば、上方較正ビツトが１で、下方較正ビツト
がゼロの状態を表す。上方較正ビツトおよび下方
較正ビツ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／オフすることによつ
て、接地水準から始まり、所与の正電圧水準まで
上がつた後、接地水準まで戻るような瞬間音が生
成される。

上方較正ビツト信号および下方較正ビツト信号
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ツ
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。この分圧分は、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。従つて、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、ともにマルチプレクサ２１０および３１
０に入力される。

増幅器１３５、抵抗１３６，１３７および１３
８、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600Ωで終端している。増幅器１
３５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
介してミユート制御２１１に与えられ、ミユート
制御２１１は、コンピユータ１１０から線路１４
０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を介してミユート制御３１１に与えら
れ、ミユート制御３１１は、コンピユータ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。ミユート制御２１１および３
１１には、高域通過フイルタ２１２および３１２
がそれぞれ接続されている。これらの高域通過フ
イルタは、本質的に同じものであり、音声信号に
おける低周波の背景雑音を除去するように設計さ
れている。フイルタ２１２は、出力が反転せず入
力に追従する追従増幅器（フオロア）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。フイルタ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、フイルタ３１２は、追従増
幅器３１７、ならびにコンデンサ３１８および３
１９ならびに抵抗３２０および３２１からなる関
連回路からなる。フイルタ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、切換可能な分圧器を介してもう１つの増
幅器の入力に渡すようにして形成された複数の部
分からなる。高域通過フイルタ２１２から来る線
路１４２上の信号が、抵抗２２２および２２３か
らなる分圧器、スイツチ２２４、および追従増幅
器２２５からなる、減衰器２１３の第１の部分に
直接結合される。スイツチ２２４が閉じて抵抗２
２２を短絡している場合、分圧器全体に分配され
る電圧は元の入力電圧にほぼ等しく、その電圧は
すべて抵抗２２３の両端に現れる。コンピユータ
１１０からのコマンドによつてスイツチが開く
と、抵抗２２２と抵抗２２３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。

従つて、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。スイツチがオンの場
合、すなわち抵抗２２２が短絡されている場合、
損失は全く挿入されない。スイツチがオフの場
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、スイツチ２２
９、および追従増幅器２３０からなる。この第２
の部分には、7dB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、スイツチ２３３、お
よび追従増幅器２３４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
イツチ２３７からなる。コンピユータ１１０は、
スイツチ２２４，２２９，２３３および２３７に
対するオン／オフの値を適切に組み合わせること
により、0dB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、この減衰器にもう１つの
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、当業者にとつ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、こ
の送信信号にさらに整形を施す低域通過フイルタ
２１５に結合される。低域通過フイルタ２１５
は、追従増幅器２３８、ならびにコンデンサ２３
９および２４０ならびに抵抗２４１および２４２
からなる関連回路からなる。フイルタ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
通過フイルタ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。従つて、減衰器２１３について詳細に説明
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３２２，３２３，３２７，３２８，３３１，３
３２，３３５および３３６、そしてまたスイツチ
３２４，４２９，３３３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14dB、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
して受信信号にさらに整形を施す低域通過フイル
タ３１５に結合される。低域通過フイルタ３１５
は、追従増幅器３３８、ならびにコンデンサ３３
９および３４０ならびに抵抗３４１および３４２
を含む関連回路からなる。増幅器１１４におい
て、増幅器ユニツト１４９、ならびにその関連回
路、すなわち可変抵抗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、低域通過フイルタ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１
５５を介してスピーカー１１２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、すなわちハイブリツド結合および音響
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。ハイブリツド回路６１０によ
つて、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つて変わるだ
けでなく、例えば、それに接続されている他のハ
イブリツド回路によつても変わり得る。しかも、
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、このハイブリツド回
路のみである。従つて、このハイブリツド回路へ
の送信路上の信号の一部は、ハイブリツド結合と
して受信路を介して戻つてくる。このような制
約、およびスピーカー６１１とマイク６１２との
間の不可避な音響結合があるために、損失制御６
１３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、すなわちシンギン
グを避けるようにしている。

第１図のコンピユータ制御の適応型スピーカー
フオン１００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
図のフローチヤートを参照して以下で説明する処
理、すなわちプログラムを、性能の向上を企画し
て有利に利用している。この処理では、その時の
ハイブリツ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
カーフオ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が取り得る
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
あるとき、スピーカーフオンは、信号の強いほう
の線路によつて送信状態７０２か受信状態７０３
のいず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
も受信音声もない場合、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つて示すよう
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
オンは、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、スピーカーフオンは、送信状態に留まる。ス
ピーカーフオンが、送信音声より受信音声のほう
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態７０３
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オンの動
作は、送信状態７０２の動作と本質的に反対であ
る。従つて、スピーカーフオンの受信状態７０３
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
フオンは、送信状態７０２に入る。そして、スピ
ーカーフオンが受信状態７０３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
フオン１００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ヤートであ
る。この処理には、スピーカーフオンが遊休状態
にあるステツプ８０１から入る。このステツプか
ら判断ステツプ802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、判断ステツプ８
０３に進む。この判断ステツプでは、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
上回るか否かにつ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、切換
損失の総量、および音響較正処理中に測定される
ような室内の音響効果によつて変化する。予測送
信水準は、室内の残響が原因となつて起こり得る
誤つた切換を防ぐのに使用される。従つて、スピ
ーカーフオンが送信状態に切り換わるためには、
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、判断ステツプ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、ステツプ804に進み、そ
こで、スピーカーフオンが送信状態に入る前に、
留保タイマを初期化する。このタイマが初期化さ
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、このタイマによつて約
1.2秒程度の期間、その時の選択状態に維持され
る。これによつて、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。ステツプ804からステツプ805に進み、
そこで、スピーカーフオンは送信状態に入る。

再びステツプ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くない場
合、判断ステツプ806に進む。この判断ステツプ
においても、また判断ステツプ807においても、
受信路は、判断ステツプ802および803における送
信路と同じようにして検査される。判断ステツプ
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、ステツプ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、判断ステツプ807に進む。この判断ステツプ
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ついて、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、ハイブリツ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
ーフオンによつて継続的に計算されるが、ハイブ
リツド平均、切換損失量、および送信音声信号に
よつて決まる。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ツドの反射は起こることにな
り、今度はこれが原因となつて、室内の実際の背
景騒音または音声によつ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。従つて、遠端の話者が実
際に話していることが、スピーカーフオンによつ
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、ステツプ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
テツプ808に進み、そこで、留保タイマを初期化
する。ステツプ808からステツプ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ヤ
ートである。スピーカーフオンが送信状態に入る
と、処理はステツプ901に入る。このステツプか
ら判断ステツプ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
うかについて、判断が行われる。検出した受信信
号が予測受信信号をしきい値以上越えない場合、
判断ステツプ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
ツプ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信号雑音
よりそのしきい値ほどは大きくない場合、判断ス
テツプ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、判断ステツプ
904に進む。

判断ステツプ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、近端お
よび遠端の話者がともに発話中で、遠端の話者が
割り込んでスピーカーフオ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
ほどは大きくない場合、判断ステツプ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、ステツプ905に
進み、そこで、受信状態に入るために留保タイマ
を初期化する。そして、ステツプ905からステツ
プ906に進み、スピーカーフオンを受信状態にす
る。

判断ステツプ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、ステツプ908で留
保タイマを初期化してステツプ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を初期化するたびに、スピー
カーフオンは、最低でも留保タイマの期間、すな
わち1.2秒間はその状態に留まる。

判断ステツプ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、すなわち近
端からの音声が全然無い、ことが分かると、判断
ステツプ909に進み、そこで、留保タイマが終了
したかどうかを判断する。留保タイマが終了して
いない場合、ステツプ901に戻り、スピーカーフ
オンは送信状態に留まる。留保タイマが終了して
いる場合、ステツプ910に進み、スピーカーフオ
ンは遊休状態に留まる。

次に第１０図に移ると、同図は、スピーカーフ
オン１００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
ヤートである。スピーカーフオンが受信状態に入
ると、処理はステツプ1001に入る。このステツプ
から半断ステツプ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
どうかについて、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、判断ステツプ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、ステツプ1003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ほどは大きくな
い場合、判断ステツプ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、判断ステツプ1004に進む。

半断ステツプ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、近端お
よび遠端の話者がともに発話中で、近端の話者が
割り込んでスピーカーフオ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ほ
どは大きくない場合、判断ステツプ1007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、ステツプ1005に
進み、そこで、送信状態に入るために留保タイマ
を初期化する。ステツプ1005からステツプ1006に
進み、スピーカーフオンを送信状態にする。

判断ステツプ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、ステツプ1008で留
保タイマを初期化してステツプ1001に戻り、スピ
ーカーフオンは受信状態に留まる。

半断ステツプ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、すなわち遠端から
の音声が全然無い、ことが分かると、判断ステツ
プ1009に進み、そこで、留保タイマが終了したか
どうかを判断する。留保タイマが終了していない
場合、ステツプ1001に戻り、スピーカーフオンは
受信状態に留まる。留保タイマが終了している場
合、ステツプ1010に進み、スピーカーフオンは遊
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によつ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。300
Hz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つた残
響音をマイク１１１で測定し、コンピユータ１１
０によつて解析した。発生した各音信号に対して
戻つた残響音は、10ミリ秒間隔で、120ミリ秒の
総標本化期間にわたつて採取した。

第１１図に示した標本インパルス応答は、４つ
に周波数、すなわち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400Hz
のインパルス応答よりもさらに緩やかである。

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パタン
を表す。300Hzのインパルス応答および300Hz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つ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つて戻る
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
な情報に置き換えられる。新たな情報によつて戻
つた振幅が、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
合応答によつて、動作中のスピーカーフオンが遭
遇し得る最悪の場合の音響結合が、周波数と無関
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、
さまざまに用いられる。例えば、スピーカーから
出た受信音声が、送信音声として誤つて検出さ
れ、遠端に戻された場合、この受信音声を保証す
る切換防止しきい値を設定するときは、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、ハイブリツドの戻り量、プログラマブル減
衰器によつ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一式の一部として使用さ
れる。

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つて乗算される。こ
の結果の積をすべて合計することによつて、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
クによつて検出し得る受信音声エネルギーの量を
表す。

以下の例によつて、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。例え
ば、近端の話者が話し始めたときに、スピーカー
フオンが受信状態にあつて遠端からの音声を受信
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。従つ
て、スピーカーフオンでは、マイクで認識された
音声が、単に音響結合によるものか、または近端
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、コンピユータによつ
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、コンピユータでは、近端のユーザが割
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。

スピーカーフオン形式の装置が、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遠端の音声は、逆にマイ
クに結合されて、電話回線を介して遠端に戻され
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つてマイクに現れる音声
の大きさは、一般に、近端の話者によつて発生さ
れるものより、はるかに大きい。その結果、大き
い残響音が遠端に戻ることとなる。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つてい
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図に示したような高域通過フイ
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
おいてみ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。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
細書で上述した予測送信信号の大きさである。従
つて、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ために使用される。
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によつて監
視する。この制御御信号が所定のしきい値（これ
以下では、戻る残響音が遠端の話者にとつて不快
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、マイクに現在は入つてくる音声信号は、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
びループ切換損失を直接示す。この予測送信信号
水準は、スピーカーフオンが全二重動作に近づく
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、遠端の
話者にとつて戻つ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
度で受信音声の包絡線を１ミリ秒から５ミリ秒の
遅れで追従する。

次の第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ヤ
ートが示されている。この過程は、判断ステツプ
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、従つて残響の抑制の必要がないため、
ステツプ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、
判断ステツプ1303に進む。

判断ステツプ1303では、ループ切換損失が十分
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。ループ切換損失
が結合しきい値より大きい場合、その切換損失に
よつて遠端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、ステツプ1304に進む。しか
し、ループ切換損失が残響を十分減少させるほど
十分には大きくない場合、判断ステツプ1305に進
む。判断ステツプ1305では、送信信号の予測水
準がループ切換損失と残響しきい値との和より大
きいかどうかについて、判断が行われる。大きい
場合、遠端の話者によつて戻つてくる残響音が不
快ではなく、残響抑制の必要がないため、ステツ
プ1306に進む。しかし、送信信号の予測水準がル
ープ切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、処理はステツプ1307
に進む。

ステツプ1307で、次のように、残響抑制損失が送
信路に導入される。すなわち、損失＝予測送信水準 −（ループ切換損失−残響しきい値）スピーカーフオン１００おいて、残響抑制処理
によつて、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、本発明の原理によつて動作するコン
ピユータ制御の適応型スピーカーフオンの主な機
能要素からなるブロツク図、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、スピーカーフオンの部分略図、第３図は、本
発明で使用されるミユート制御および高域通過フ
イルタを含む、スピーカーフオンの部分略図、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イルタの略図、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イルタの略図、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図のスピーカーフオンの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ヤート、第９図は、第１
図のスピーカーフオ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ヤー
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
作を表すフローチヤート、第１１図は、第１図の
スピーカーフオンによつ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オンの機能要素からなるブ
ロツク図、第１３図は、残響抑制損失を実際に挿
入する第１２図のスピーカーフオンの動作を表す
フローチヤート、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。

Claims

【特許請求の範囲】１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
り換える音声信号制御装置１００の音声処理方法
において、この装置が、コンピユータ１１０と、送信部２
００と、受信部３００と、較正回路１１３からな
り、送信部は、マイク１１１および前記較正回路からの入力を
有するマルチプレクサ２１０と、コンピユータ１１０からの制御信号に応じて送
信路を閉鎖するミユート制御２１１と、コンピユータ１１０からの制御信号に応じて音
声信号に損失を挿入するプログラマブル減衰器２
１３とを備え、受信部は、前記通信回線および前記較正回路からの入力を
有するマルチプレクサ３１０と、コンピユータ１１０からの制御信号に応じて受
信路を閉鎖するミユート制御３１１と、コンピユータ１１０からの制御信号に応じて音
声信号に損失を挿入するプログラマブル減衰器３
１３と、を備え、前記方法が、送信部および受信部の動作準備状態を検査する
動作準備状態検査ステツプと、前記装置が使用されている音響環境の型を確認
する確認ステツプと、前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、前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ツプと、前記装置が、前記受信状態と前記送信状態との
間を切り換えるしきい値切換水準を、前記動作準
備状態検査ステツプに応じて調節するしきい値切
換水準調節ステツプと、前記損失挿入ステツプによつて挿入される減衰
の水準を、前記確認ステツプに応じて調節するス
テツプとからなることを特徴とする音声信号処理方法。２前記動作準備状態検査ステツプが、前記装置
が接続された通信回線の型を確認する線路型確認
ステツプをさらに含み、この線路型確認ステツプが、前記損失挿入ステ
ツプおよび前記しきい値切換水準調節ステツプの
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１の方法。３前記線路型確認ステツプが、前記通信回線か
ら信号を受信する信号受信ステツプをさらに含
み、この信号受信ステツプが、前記通信回線を介し
て送信するために前記装置によつて前記通信回線
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、前記しきい値切換水準調節ステツプが、前記線
路型確認ステツプによつ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２の方法。４前記損失挿入ステツプが、前記線路型確認ス
テツプによつ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３の方法。５前記動作準備状態検査ステツプが、音信号を
発生するステツプと、この音信号を前記音声処理回路を介してループ
状に結合するステツプと、その戻り音信号を検出する検出ステツプとをさ
らに含み、前記しきい値切換水準調節ステツプが、前記切
換水準をこの検出ステツプに応じて調節して、前
記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４の方法。６前記通信回線を介して送信する音声信号を減
衰させるために前記送信路に残響抑制損失を挿入
する残響抑制挿入ステツプをさらに含むことを特
徴とする請求項５の方法。７前記残響抑制挿入ステツプが、所定のしきい値結合水準を測定するステツプ
と、前記通信回線から受信した音声信号を前記しき
い値結合水準と比較するステツプとを含み、前記受信した音声信号の水準が前記しきい値結
合水準を上回る場合、前記残響抑制挿入ステツプ
が、前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６の方法。８前記所定の結合しきい値水準が、前記しきい
値切換水準調節ステツプによつて調節されるよう
に操作できることを特徴とする請求項７の方法。