JPH06350682A - 音声送受電話装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】送話チャネル及び受話チャネルに存在する信号
の検出及び比較が迅速に行なえるデジタルハンドフリー
電話装置を提供する。 【構成】マイクロコントローラ１、オーディオボード６
及びＣＯＦＩＤＥＣ回路５を含むデジタルハンドフリー
電話装置において、ハンドフリーモードではマイクロコ
ントローラは交互会話の原則に従って、送話チャネル１
６及び受話チャネル１７の各一方に存在する信号から連
続的に取り出される１６個のサンプルの平均値を恒常的
に計算し、かつ計算した平均値からどちらのチャネルを
使用可能とし、どちらのチャネルを減衰により使用禁止
とするべきであるか、コントローラ内のＲＯＭに記憶さ
れたテーブルを用いて決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は、通常、ハンドフリー電
話装置と呼称される、増幅器を具備した電話装置に係わ
る。

【従来の技術】ハンドフリー電話機とは、いずれも高利
得増幅器と共働する高感度マイクロホン及びスピーカが
電話機のハウジング内に組み込まれており、従ってユー
ザがその口及び耳の近くに送受器を保持する必要の無い
電話機のことである。この便利さはしかし、送話チャネ
ルと受話チャネルとの音響的、機械的及び電気的カップ
リングに起因して生じるラーセン（Ｌａｒｓｅｎ）効果
のような帰還効果を回避するために、通話する双方が交
互に話さなければならないという制約によって相殺され
る。当然ながら、交互伝送機能は自動であり、このよう
な機能はフランス特許出願公開第２ ５１８ ８５４号
など多くの文献に詳細に開示されている。開示された従
来技術では、送られる信号及び受け取られる信号それぞ
れのレベルを恒常的に調べていずれのチャネルが使用可
能とされるべきであるか決定するアナログ装置が用いら
れる。使用可能とされたチャネルでは通常該チャネル固
有の減衰以外の減衰を一切伴わない伝送が実現するが、
他方のチャネルは、通常例えば４０〜５０ｄＢほどであ
るかなりの減衰を受ける。このような区別によって、話
し始めの時にいずれのチャネルで送話するかの決定、及
びその送話が一時的であっても終わる時に場合によって
はチャネルを変更する決定が可能となる。送話の間、他
方のチャネルは、たとえ通話相手が話を遮るべく該チャ
ネルを能動化しようとしても原則として使用可能となら
ない。なぜならいずれにせよこのチャネルでは甚だしい
減衰が起こっているからである。

【発明が解決しようとする課題】公知の装置で用いられ
るアナログ処理は、送話チャネル及び受話チャネルに存
在する信号の検出及び比較がさほど迅速に行なえないと
いう欠点を有する。この例ではチャネル切り替え決定に
優に２０ミリ秒を要し、これでは対応するフレーズの先
頭がカットされるのを防止するにはあまりに遅い。即ち
話し始める度に、及び話す側が交替する度に情報喪失が
起こる。そのうえ、アナログ構成要素が用いられる装置
は多数の構成要素とかなりの面積のプリント配線基板と
を必要とし、従ってそのような装置を含む電話装置はコ
スト及び大きさの点で不利である。本発明は、上述の諸
欠点の克服を目的とする。

【課題を解決するための手段】本発明は、それ自体通常
公知であるデジタルデータ処理マイクロコントローラ
と、アナログ音声データのデジタル音声データへの変換
及びこの逆変換を行なうＣＯＦＩＤＥＣ回路とを含むデ
ジタル式の、例えば電話機のような音声送受電話装置を
提供し、この電話装置はハンドフリー機能を発揮し得る
ようにマイクロホン及びスピーカをこれらの増幅回路と
共に含んでおり、前記増幅回路はＣＯＦＩＤＥＣ回路に
よってマイクロコントローラと係合及び接続されてお
り、この装置はまたデジタル計算手段を含み、それによ
って前記マイクロコントローラは、送話チャネル及び受
話チャネル各々の該マイクロコントローラへの入力にそ
れぞれ同時に存在する信号の連続する所定数のデジタル
サンプルの平均値を恒常的に決定し、かつ決定した平均
値からいずれのチャネルで減衰を伴わない伝送を実現ま
たは継続するべきであり、かつこれに対応していずれの
チャネルで減衰を生起させるべきであるかを決定し、そ
のために前記マイクロコントローラは非減衰値及び減衰
値それぞれのテーブルを保有している。

【実施例】本発明がより良く理解され、本発明の利点及
び上記以外の特徴がより明らかとなるように、本発明に
よるデジタル電話装置の非限定的な一例であるデジタル
ハンドフリー電話機を、添付図面を参照しつつ以下に説
明する。図１に示した、全体的にごく通常の構成を有す
るデジタル電話機は、該電話機を通過する総てのデジタ
ル音声データを管理するマイクロコントローラ１を含ん
でいる。このマイクロコントローラ１は、管理マイクロ
プロセッサと、少なくとも１つの不揮発性メモリ即ちＲ
ＯＭと、少なくとも１つの揮発性メモリ即ちＲＡＭとを
含む制御及び計算用論理ユニットである。このデジタル
電話機はまた、マイクロコントローラ１とデジタル電話
線３との間に配置されたデジタルインタフェース２を含
んでいる。インタフェース２は２つの単方向性デジクル
音声信号伝送チャネル、即ち受話チャネル４及び送話チ
ャネル５によってマイクロコントローラ１と接続されて
いる。このデジタル電話機は更に、アナログ増幅器７、
８、９及び１０を担持するオーディオボード６を含んで
いる。増幅器７及び８は送受器の送話器１１及び受話器
１２にそれぞれ係合しており、増幅器９及び１０は、ハ
ンドフリー機能のためにこの例では電話機のハウジング
内に組み込まれたマイクロホン１３及びスピーカ１４に
それぞれ係合している。オーディオボード６はＣＯＦＩ
ＤＥＣ［コーフィデック、ＣＯｄｉｎｇ−ＦＩｌｔｅｒ
ｉｎｇ−ＤＥＣｏｄｉｎｇ（符号化−▲ろ▼波−復
号）］回路１５をも含んでいる。この回路１５は、アナ
ログ音声データをデジタル音声データに変換し、かつこ
の逆の変換も行なうように設計された、それ自体デジタ
ル電話機にきわめて普通に用いられる回路である。ＣＯ
ＦＩＤＥＣ回路１５は２つの単方向性デジタル音声信号
伝送チャネル、即ち送話チャネル１６及び受話チャネル
１７によってマイクロコントローラ１と接続されてい
る。ハンドフリー機能と“送受器を使用する”機能との
いずれかを手動で選択するために、マイクロコントロー
ラ１のポートの１つに手動スイッチ１８が接続されてい
る。このようなスイッチは、従来技術によるアナログハ
ンドフリー電話機では通常キーパッド上に配置されてい
る。音声信号値はＣＯＦＩＤＥＣ回路１５によってデジ
タル化される。ＣＯＦＩＤＥＣ回路１５は、例えば連続
するサンプルを圧縮法則を用いて符号化する。最も広く
知られているその圧縮法則は、本明細書において述べる
“Ａ”法則、またはμ法則である。デジタルデータは
“電話線”インタフェース２のバス（即ちチャネル４及
び５を含むバス）に１２５ｍｓ毎に現れる。送受器が用
いられる場合、マイクロコントローラ１は透過的であ
り、ＣＯＦＩＤＥＣ回路１５から供給されるデータも電
話線から供給されるデータも忠実に再生する。しかし、
ハンドフリーモードではマイクロコントローラ１は、交
互会話の原則に従って送話チャネルまたは受話チャネル
に特権を与えるチャネル切り替え決定を行なうためにデ
ジタル信号を処理する。図１に示した電話機は、従来技
術によるアナログ電話機と同様に交互伝送方式で、即ち
同じ一般原則に従って動作するが、この動作はデジタル
モードで行なわれる。この電話機は、図２〜図６を参照
しつつ以下に述べる幾つかの特徴を有する。図２に、こ
のデジタル電話機のハンドフリーモードにおける全般的
な動作をアルゴリズムの形態で示す。最初に、マイクロ
コントローラ１がスイッチ１８の位置を調べる。スイッ
チ１８がハンドフリー位置に無ければ、電話機は送話器
１１及び受話器１２を具備した送受器を使用する通常の
デジタル電話機として動作する。スイッチ１８がハンド
フリー位置に有ると、マイクロコントローラ１は、該マ
イクロコントローラ１の送話ポート１６及び受話ポート
４にそれぞれ存在する、例えば１２５マイクロ秒毎に得
られるデジタル化された音声信号サンプルを連続的に加
算する。サンプルの和は連続する１６個のサンプル毎に
得られ、かつ２つのチャネル１６と４とで同様に得られ
る。図３に概略的に示した、この和を求める特別の方法
は後段に詳述する。検討中のチャネルでこの和が得られ
ると、マイクロコントローラ１はこれら１６個のサンプ
ルの平均値を計算する。その際、図４に関して後述する
ように、会話を切れ切れにしてしまうところの、同一フ
レーズの語同士の間での不測のチャネル切り替えを回避
する特別の予防措置を常に講じている。平均値（各チャ
ネルに関して１つずつ）を算出すると、マイクロコント
ローラ１は、図５及び図６に関して後述する方法を用い
て、（送話チャネルと受話チャネルとの）いずれのチャ
ネルだけが使用可能とされるべきであるか決定し、２つ
のチャネルに最終的に印加されるべき減衰をデジタル式
に生起させる。これら減衰はこの例では、使用可能とさ
れたチャネルで０ｄＢ、使用禁止とされたチャネルで３
６ｄＢである。その後、マイクロコントローラ１内の様
々なカウンタが再初期化され、２つのチャネルに関する
サンプルの加算が再び開始される。図３に、送話チャネ
ルと受話チャネルとの両方に適用される、送話信号及び
受話信号の平均振幅を計算する方法をアルゴリズムの形
態で示す。送話チャネル及び受話チャネルに適用される
計算方法は共に同じである。１２５マイクロ秒毎に到着
するサンプルは、ＣＯＦＩＤＥＣ回路１５が用いる特別
の符号化法則（Ａ型圧縮法則）に従って、反転無しに圧
縮符号化値が得られるように補数を取られる。サンプル
は、最上位ビットを１に設定することによって正とさ
れ、全部で１６サンプル得られるまで加算される。この
ようにして得られた和を１６で除することにより現在モ
ニタ中のチャネルに関してサンプルの平均値が求められ
る。１６という数は、求めるべき平均値信号の良好な評
価を可能にする数であり、またプログラミングにおいて
非常に実用的な数であるので特に有利であることに注目
するべきである。サンプルの和は２ミリ秒毎に得られ
（１６個の連続するサンプルは１２５マイクロ秒に１個
ずつ現れる）、即ちこのハンドフリーモジュールは約２
ミリ秒毎に２つのチャネルのうちの一方を使用可能とす
るべく構成されており、このような動作は従来技術によ
るアナログ装置の動作の１０倍高速である。サンプルの
加算は各チャネルに関して行なわれる。図４は、新しい
平均値ＮＭが前に計算された平均値ＭＰの関数としてど
のように計算されるかを示している。少なくともフラン
ス語が話される場合、音声の振幅は語の末尾で著しく減
衰することが公知である。特別の予防措置が講じられな
ければ、伝送中のチャネル上に有る語の末尾で発せられ
た音声よりも、交互伝送機能の原則に従って減衰を受け
ている他方のチャネル上の音声の方が大きくなる恐れが
有る。そうなればこの他方のチャネルへの望ましくない
切り替えが起こり、その結果通話は“細切れ”になる。
この現象を回避するために、計算手段でもあるマイクロ
コントローラ１は、１６個のサンプルについて算出され
たばかりの和を１６で除して得られる値がその前に計算
された平均値ＭＰより大きいか小さいか判断する（図４
参照）。この値が前の平均値ＭＰより大きい場合、この
ことは、語の末尾に未だ達しておらず、新しい平均値Ｎ
Ｍは通常のように上記和を１６で除した値に完全に等し
いことを意味する。この値が前の平均値ＭＰより小さい
場合は語の末尾での音声弱小化は始まっており、この音
声弱小化を制限するために新しい平均値ＮＭは、前の平
均値ＭＰから１だけ減じた値に等しいとされる。このよ
うにして、語同士の間でのレベル保持時間が人為的に確
立され、その結果先に述べた“細切れ”現象が回避され
る。２つのチャネルに関して送話及び受話の２つの平均
値が上述のように計算されると、計算手段は今や、いず
れのチャネルで減衰を生起させるべきであるか決定し得
る。これは、２つのチャネルの一方における最終の決定
及び減衰段階であり、この段階について図５及び図６を
参照しつつ以下に説明する。図５は、先に規定したよう
な“受話”平均値をＸ軸に、“送話”平均値をＹ軸に取
ったカルテシアン座標の図である。図中、ほぼ直線状の
２つの曲線１８及び１９によって、特権的チャネル、即
ち減衰を受けないチャネルが送話チャネルである送話領
域Ｅと、特権的チャネルが明らかに受話チャネルである
受話領域Ｒと、新たなチャネル切り替えが行なわれない
ヒステリシス領域Ｈとの３領域が区分されている。換言
すれば、領域Ｅは送話チャネルの能動化に対応し、領域
Ｒは受話チャネルの能動化に対応し、また領域Ｈは、使
用可能チャネルが減衰を受けたチャネルに比べて特権的
である領域で、受話から送話ヘの遷移曲線と送話から受
話への遷移曲線との２曲線によって境界されている。更
に、小さい平均値の領域では２つのしきい値Ｓｅ及びＳ
ｒが、チャネル切り替え決定動作の処理モードの相違を
規定する。図６に、チャネル切り替え決定方法をアルゴ
リズムの形態で概略的に示す。まず、レベル（計算され
た平均値）が調べられ、Ｓｅ及びＳｒによって境界され
た低レベル領域内に有るかどうかが判断される。判断結
果がＹＥＳである場合、処理は次のように行なわれる
（図６のアルゴリズムの左手部分参照。このアルゴリズ
ムで変数Ｒｍｏｙ及びＥｍｏｙは、８ビットに符号化さ
れ、従ってレベル０から２２５まで変化する受話平均値
及び送話平均値をそれぞれ表す）。変数Ｒｍｏｙの値が
変数Ｅｍｏｙの２倍に１を加えた値より大きければ受話
モードが使用可能とされ、即ち受話チャネルで減衰が惹
起されず、一方送話モードは禁止され、即ち送話チャネ
ルで（この例では３６ｄＢの）減衰が起こる。一方のチ
ャネルの透過及び他方のチャネルの減衰が、マイクロコ
ントローラ１の不揮発性メモリ即ちＲＯＭにそのために
用意されたテーブルを用いてデジタル的に行なわれるこ
とに注目するべきである。ＣＯＦＩＤＥＣ回路１５は、
先に述べたＡ法則での符号化に従って分布する１２７個
の正及び負のレベルを供給する。Ａ法則は数学的に公知
であり、アナログ信号の値とＣＯＦＩＤＥＣ回路１５が
送出し、または受け取る符号との間の対応関係を確立す
ることは容易である。そのようにして２つのテーブルが
計算されることによって、電話線もしくはＣＯＦＩＤＥ
Ｃ回路１５から供給される値はマイクロコントローラ１
に、選択された減衰テーブルでどのようなジャンプをす
るべきかを指示する。その結果、このテーブルから抽出
される符号は、０ｄＢまたは３６ｄＢ減衰した値に対応
する符号である。変数Ｒｍｏｙが２Ｅｍｏｙ＋１以下で
ある場合は、該変数Ｒｍｏｙの値がヒステリシス領域内
に有るかどうかが明らかにされなければならない。そこ
で、変数Ｅｍｏｙの値が値４Ｒｍｏｙ＋５と比較され
る。この値４Ｒｍｏｙ＋５の方が変数Ｅｍｏｙの値より
大きければ、変数Ｒｍｏｙの値はヒステリシス領域内に
有り、従ってチャネルの切り替えは行なわれない。上記
値４Ｒｍｏｙ＋５が変数Ｅｍｏｙの値より小さければ送
話モードヘの切り替えが行なわれ、即ち送話チャネルで
減衰が惹起されず、一方受話チャネルでは上述のデジタ
ル減衰テーブルを用いて３６ｄＢの減衰が実現される。
２つのレベルがしきい値Ｓｅ及びＳｒ以上である場合も
上述の処理に類似の処理（図６のアルゴリズムの右手部
分）が行なわれるが、値“２Ｅｍｏｙ＋１”は“２Ｅｍ
ｏｙ”によって、また値“４Ｒｍｏｙ＋５”は“６Ｒｍ
ｏｙ”によって置き換えられる。チャネル切り替え決定
が為された後、図６の最下部に示したようにユニット全
体が再初期化され、次の１６個のサンプルに関してのチ
ャネル切り替え決定に係わるあらゆるデジタル動作が再
開可能となる。当然ながら、本発明はここに述べたその
一例に限定されるものではない。本発明は、より精巧で
あるとないとにかかわらず上述例相当の他のデジタル構
成にも適合し得る。“電話装置”という語は、いわゆる
電話機のみでなく、例えば代理応答機のような音声送受
に適した他のあらゆる電話端末をも意味すると解釈され
るべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】デジタルハンドフリー電話機の構成を示すブロ
ック図である。

【図２】図１の電話機のハンドフリーモードでの機能の
概略的フローチャートである。

【図３】連続するサンプルの和を計算する方法のフロー
チャートである。

【図４】連続するサンプルの平均値を、不測のチャネル
切り替えを予防しつつ計算する方法のフローチャートで
ある。

【図５】減衰を生起させるべきチャネルがどのように決
定されるのかを理解する一助となるカルテシアン座標図
である。

【図６】減衰を生起させるべきチャネルを決定する方法
のフローチャートである。

【符号の説明】

１ マイクロコントローラ ２ デジタルインタフェース ４，１７ 受話チャネル ５，１６ 送話チャネル ７，８，９，１０ アナログ増幅器 １３ マイクロホン １４ スピーカ １５ ＣＯＦＩＤＥＣ回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランソワ・ボノー フランス国、95210・サン・グラテイアン、 リユ・モツク・スーリ、４ (72)発明者 ドウニ・デユテ フランス国、42600・モンブリゾン、モン テ・ドウ・リゴー、６

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それ自体通常公知であるデジタルデータ
   処理マイクロコントローラと、アナログ音声データのデ
   ジタル音声データへの変換及びこの逆変換を行なうＣＯ
   ＦＩＤＥＣ回路とを含むデジタル式の音声送受電話装置
   であって、該装置はハンドフリー機能を発揮し得るよう
   にマイクロホン及びスピーカをこれらの増幅回路と共に
   含んでおり、前記増幅回路はＣＯＦＩＤＥＣ回路によっ
   てマイクロコントローラと係合及び接続されており、こ
   の装置にはデジタル計算手段が設けられており、それに
   よって前記マイクロコントローラは、送話チャネル及び
   受話チャネル各々の該マイクロコントローラへの入力に
   それぞれ同時に存在する信号の連続する所定数のデジタ
   ルサンプルの平均値を恒常的に決定し、かつ決定した平
   均値からいずれのチャネルで減衰を伴わない伝送を実現
   または継続するべきであり、かつこれに対応していずれ
   のチャネルで減衰を生起させるべきであるかを決定し、
   そのために前記マイクロコントローラは非減衰値及び減
   衰値それぞれのテーブルを保有していることを特徴とす
   る音声送受電話装置。
2. 【請求項２】 デジタルハンドフリー電話機であること
   を特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】 連続するサンプルの所定数が１６である
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. 【請求項４】 所与のフレーズに含まれる語同士の間で
   突然にチャネルが切り替わるのを防止するべく連続する
   ２語間でレベルを保持する手段を含むことを特徴とする
   請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
5. 【請求項５】 チャネル切り替え決定が、カルテシアン
   座標上で、送話チャネルへの切り替えの領域と、受話チ
   ャネルへの切り替えの領域と、これら２領域を分離する
   ヒステリシス領域との３領域内における送話チャネル及
   び受話チャネルの平均値を表す点の位置の関数として行
   なわれることを特徴とする請求項１から４のいずれか１
   項に記載の装置。
6. 【請求項６】 小さい平均値の領域では２つのしきい値
   がチャネル切り替え決定機能の処理モードの相違を規定
   することを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 【請求項７】 チャネル切り替え決定が、 まず２つのレベル、即ち算出された送話平均値及び受話
   平均値を調べて、前記しきい値によって規定される低レ
   ベル領域内に有るかどうか判断し、 その結果がＹＥＳである場合は ａ） 受話平均値が送話平均値の２倍に１を加えた値よ
   り大きければ受話モードを使用可能とし、即ち受話チャ
   ネルで減衰を生起させず、かつ送話モードを送話チャネ
   ルでの減衰によって禁止し、 ｂ） 受話平均値が送話平均値の２倍に１を加えた値以
   下であればこの受話平均値がヒステリシス領域内に有る
   かどうか調べ、即ち送話平均値を受話平均値の４倍に５
   を加えた値と比較して、この値の方が送話平均値より大
   きければ受話平均値はヒステリシス領域内に有ると見な
   し、従って何等の変更も行なわず、一方この値の方が送
   話平均値より小さければ送話モードへの切り替えを行な
   い、即ち送話チャネルで減衰を生起させず、かつ受話チ
   ャネルで減衰を生起させ、 ２つのレベルがしきい値以上である場合も上述処理ａ）
   及びｂ）を行ない、その際“送話平均値の２倍に１を加
   えた値”は“送話平均値の２倍の値”によって置き換
   え、“受話平均値の４倍に５を加えた値”は“受話平均
   値の６倍の値”によって置き換えることによって行なわ
   れることを特徴とする請求項６に記載の装置。