JPH07131541A - ボイススイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 音声を先頭部分を欠落することなく後段回路
に伝達し、環境音のみの音声は後段回路に伝達しないボ
イススイッチを提供することを目的とする。 【構成】 マイクロフォン１の出力音声信号をＡ／Ｄ変
換するＡ／Ｄコンバータ１０と、Ａ／Ｄコンバータ１０
により変換された音声信号を記憶するメモリ１１を有す
る。メモリ１１は、タイミング回路１４の制御により、
音声信号を一定時間保持した後、Ｄ／Ａコンバータ１２
に音声信号を入力する。音声レベル検出器３は、マイク
ロフォン１の出力音声信号のレベルが所定のレベルより
大きいときはリレー４を閉じ、小さいときはリレー４を
開く制御を行う。リレー４の開閉により、後段回路２へ
の音声信号伝達の制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電話機やテレビ会議
システム等の音声を伝達する装置におけるボイススイッ
チに関するものである。ボイススイッチとは、マイクロ
フォンから入力される音声信号のレベルによって音声信
号路に設けられたスイッチを音声が実際に入力されてい
る時には閉じ、それ以外の時には開くことで、音声信号
路の開閉を行なうものである。

【０００２】

【従来の技術】電話機やテレビ会議システムのような、
音声を伝達する機器やシステムは、話し手の声を聞き手
に伝達することを目的とするものである。これらの通話
手段を用いて通話を行なう場合、声を発していない時に
マイクロフォンに入る音、つまり環境音のみを相手側に
伝達しないことが望ましい場合がある。例えば、テレビ
会議システムを用いて会議を行なう場合である。

【０００３】テレビ会議は一般に、グループ同士の対話
形式をとり、各出席者にそれぞれマイクロフォンが用意
される。テレビ会議中はグループの中の１人のみが発言
している場合がほとんどであり同時に２人以上の者が発
言している時間は短い。このようなケ−スでは発言して
いない者のマイクロフォンから入る環境音、つまり雑音
を相手側に伝達しないことが望まれる。これを実現する
ために、マイクロフォンと、マイクロフォンの後段に接
続される回路（以下、後段回路と呼ぶ）の間に、このマ
イクロフォンに一定の入力レベル以上の音が入ったとき
のみ閉じるスイッチを設ける。これをボイススイッチと
呼ぶ。このボイススイッチは、無線通信などによく見ら
れる、双方向同時通信ができない端末にもよく用いられ
る。

【０００４】マイクロフォンと後段回路の間に設けた従
来のボイススイッチを図４に示す。図中には、マイクロ
フォン１及び後段回路２が示されている。後段回路２と
しては例えばマイクロフォンから入力された音声信号を
変調する変調回路が挙げられる。従来のボイススイッチ
は、図に示すように音声レベル検出器３と音声信号路を
開閉するリレー４及びそれらを接続する信号線から構成
されている。音声レベル検出器３は、マイクロフォン１
から入力された信号を入力信号とし、その入力信号をも
とにリレー４を制御する制御信号を出力する。この制御
信号は、入力信号が任意に設定されたしきい値より小さ
いときは信号Low、等しいか大きいときは信号Highとな
る信号である。ここでは、マイクロフォン１から入力さ
れる通常の音声のレベルと通常の環境音のレベルの間の
適当なレベルをしきい値として設定する。リレー４は、
音声レベル検出器から信号Highが入力されているときは
リレー４を閉じ、それ以外のときは開くように構成され
ている。

【０００５】以上の構成によりなるボイススイッチの動
作を簡単に説明する。マイクロフォン１に通常の大きさ
の音声が入力されていないとき、つまり環境音のみマイ
クロフォン１に入力されているときは、音声レベル検出
器３に入力される信号はあらかじめ音声レベル検出器３
に設定されたしきい値より小さいレベルの信号となる。
したがって、音声レベル検出器３からリレー４に入力さ
れる信号はLowとなり、リレー４は開いた状態となる。
したがって、マイクロフォンの出力信号は後段回路には
伝達されない。一方、マイクロフォンに通常の大きさの
音声が入力されているときは、音声レベル検出器３に入
力される信号は音声レベル検出器３のしきい値より大き
な信号となる。したがって、音声レベル検出器３からリ
レー４に入力される信号はHighとなりリレー４は閉じた
状態となる。したがって、マイクロフォンの出力信号が
後段回路に伝達される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記ボイススイッチを
構成する音声レベル検出器３がスイッチの開閉を行なう
ために取り扱う物理量は、マイクロフォン１から出力さ
れる信号である。すでに述べたように音声レベル検出器
３においては、マイクロフォン１から入力される通常の
大きさの音声を含んだ信号のレベルと、通常の大きさの
環境音のみを含んだ信号のレベルの間の適当なレベルを
しきい値として設定されている。通常、人が声を発する
場合、声の先頭部分は短時間ではあるが序々にある音量
まで大きくなり、その後はほぼ一定の音量となる。した
がって、音声レベル検出器３のしきい値を上記のように
設定した場合、声の先頭部分の信号レベルがしきい値を
越えないために、声の先頭部分は音声レベル検出器３に
より音声とは検出されない。この声の先頭部分が音声と
して検出できない問題を解決するために、音声レベル検
出器のしきい値をより小さく設定するという方法が考え
られる。しかしながら、この方法は環境音と音声を識別
することが非常に難しくなり、音声レベル検出器３の音
声検出能力を著しく低下させることになる。

【０００７】つぎに、ボイススイッチの構成において、
音声信号路を開閉するリレー４について考える。音声が
入力されると音声レベル検出器３が音声を検出し、リレ
ー４にHighの制御信号を出力する。リレー４はこの信号
を受けてリレ−を閉じ、音声信号を後段回路に伝達させ
る。しかしながら、リレー４には開閉における動作遅れ
があり、音声を検出してから動作遅れ時間をおいてリレ
ー４が閉じるので、この間は後段回路に音声が伝達され
ないことになる。

【０００８】以上、従来のボイススイッチには音声レベ
ル検出器３の検出遅れとリレー４の動作遅れがあり、結
果として音声の先頭部分が後段回路に伝達されない。よ
って、先頭部分が切れた音声が相手側に伝わることにな
る。以上のことにより、従来のボイススイッチは、音声
の有無を判断するスイッチとしての役割を十分に果して
いないことになる。この発明は、検出遅れをもつ音声レ
ベル検出器３と動作遅れをもつリレ−４を用いながら、
通常の大きさの音声を先頭部分を欠落することなく後段
回路に伝達し、環境音のみの音声は後段回路に伝達しな
いことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、マ
イクロフォンの出力信号をA/D変換するA/D変換手段と、
A/D変換手段により変換された信号を記憶する記憶手段
と、記憶手段の出力信号が通る信号路を開閉するスイッ
チ手段を有したものである。さらに、マイクロフォンの
出力信号のレベルを検出する検出手段を有し、検出結果
が所定のレベルより大きいときはスイッチ手段を閉じ、
所定のレベルより小さいときはスイッチ手段を開くよう
な制御手段を用いて、スイッチの開閉を制御するもので
ある。

【００１０】

【作用】A/D変換手段は、マイクロフォンの出力信号をA
/D変換する。記憶手段は、A/D変換手段により変換され
た信号を記憶する。スイッチ手段は、記憶手段の出力信
号が通る信号路を開閉する。検出手段は、マイクロフォ
ンの出力信号のレベルを検出する。制御手段は、検出手
段の検出結果が所定のレベルより大きいときは前記スイ
ッチ手段を閉じ、所定のレベルより小さいときはスイッ
チ手段を開くような制御信号をスイッチ手段に入力し、
スイッチ手段を制御する。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の実施例についてブロック図
とタイムチャートを用いて説明する。図１はこの発明の
一実施例を示すブロック図であり、図２は図１の構成に
おける信号のタイムチャートである。

【００１２】マイクロフォン１に入力された音声は、マ
イクロフォン１により電気的な音声信号に変換される。
この音声信号はA/Dコンバータ１０によりディジタル変
換され、変換後のディジタル信号がFIFO型メモリ（以
下、単にメモリと呼ぶ）１１に蓄えられる。FIFO型メモ
リとは、メモリからデータを読みだす際に、早く書き込
んだデータ、つまり古いデータから順に読みだす機構を
もつメモリである。この実施例で用いるメモリは、FIFO
型メモリに限らずアドレス制御を行ない上記の機能を実
現するメモリ及びその制御回路であれば何でもよい。こ
こで、A/Dコンバータ１０及びメモリ１１は、発信器１
３により生成されるクロックにより動作している。ま
た、下記で述べるD/Aコンバータ１２、タイミング回路
１４、遅延回路１５も同クロックにより動作している。

【００１３】次に、メモリ１１の動作について説明す
る。メモリ１１は、タイミング回路１４からライトイネ
ーブル信号がライトイネーブル端子WEに入力されると、
A/Dコンバータ１０から入力される音声信号の書き込み
を始める。そして、タイミング回路１４からリードイネ
ーブル信号がリードイネーブル端子REに入力されると、
メモリ１１は書き込んだ音声信号のデータの読み出しを
開始する。ここで、メモリ１１を制御するためにタイミ
ング回路１４から出力される信号をタイムチャートを用
いて詳しく説明する。まず、タイムチャートの信号Aに
示すようにタイミング回路１４からリセットパルスがメ
モリ１１のリセット端子RESへ出力される。このリセッ
トパルスに続いて、タイミング回路１４から信号Bに示
すようにライトイネーブル信号がメモリ１１のライトイ
ネーブル端子WEへ出力される。この信号によりメモリ１
１が書き込みを開始する。つぎに、信号Cに示すよう
に、ライトイネーブル信号が出力されてから時間Ｔ後に
リードイネーブル信号がメモリ１１のリードイネーブル
端子REへ出力される。この信号によりメモリ１１は書き
込まれた信号の読み出しを開始し、D/Aコンバータ１２
に音声信号が送られる。

【００１４】以上示したように、メモリ１１にタイミン
グ回路１４からリセットパルスが入力されると、メモリ
１１に入力された音声信号は時間Ｔ遅延されてD/Aコン
バータ１２に出力される。したがって、信号線の遅延時
間とA/Dコンバータ１０とD/Aコンバータ１２の変換時間
が無視できるほど短いとすると、マイクロフォンから出
力された音声信号は、リレー４に時間Ｔ遅延して到達す
ることになる。マイクロフォンに入力された音声を信号
Dの斜線部分で示すと、その音声を含む信号は信号Eの斜
線部で示すように時間Ｔだけ遅延してリレー４に到達す
る。上記の遅延をメモリ１１で実現するためには、メモ
リ１１はＴ時間の音声信号を蓄えるメモリ量をもてば十
分である。信号Dの斜線部で示された音声は、音声レベ
ル検出器３により音声の先頭から検出遅れ時間Ｔ１後に
検出される。よって、信号Fに示すように音声レベル検
出器３が検出信号を出力することになる。つまり、音声
レベル検出器３は、音声の検出を行うと共にリレー４の
制御を行う機能も有する。この信号がリレー４に入力さ
れると、動作遅れ時間Ｔ２後にリレー４が閉じる。

【００１５】次に、上記の遅延時間Ｔについて考える。
この実施例では、従来例と同様にマイクロフォン１から
出力される音声信号を入力信号とする音声レベル検出器
３によりリレー４のオンオフ制御が行なわれる。したが
って、従来例と同様に音声レベル検出器３による検出遅
れとリレー４における動作遅れが存在することになる。
このことから、FIFO型メモリにおける遅延時間Ｔを０と
すれば、検出遅れ時間Ｔ１と動作遅れ時間Ｔ２を合計し
た時間だけ音声の先頭が切れることになる。ここで意味
するリレー４の動作遅れとはオフからオンに動作する時
の遅延時間であり、この遅延を以後、短絡動作遅れと呼
ぶことにする。一方、リレー４におけるオンからオフに
動作する時の遅延を開放動作遅れと呼ぶことにし、開放
動作遅れ時間をＴ５とする。したがって、上記遅延時間
Ｔを検出遅れ時間Ｔ１と開放動作遅れ時間Ｔ２を合計し
た時間に設定すれば、音声の先頭が途切れることなく後
段回路２に伝達することができる。また、上記のように
設定した遅延時間Ｔは、音声の先頭が途切れず、しかも
これを満足する最も短い遅延時間であるといえる。

【００１６】つぎに、音声の末尾について考える。音声
の末尾部分は先頭部分と同様に、音声のレベルから無音
レベルまで下がるための経過時間がある。したがって、
音声レベル検出器３は、同様の理由により音声の末尾よ
り早い時期に無音声であると判断することになる。よっ
て、音声レベル検出器３はタイムチャートの信号Fが示
すように信号Dの音声の末尾より時間Ｔ３だけ早い時期
に検出信号を停止する。さらに、リレー４における開放
動作遅れが短絡動作遅れより短い場合も考慮して、音声
の末尾が途切れないようにリレーのオンオフ制御を行な
わなければならない。これを保証するために、遅延回路
１５を設けて音声レベル検出器から出力されるリレー４
の制御用信号の遅延を行なう。タイムチャートの信号G
に、遅延時間Ｔ４として遅延回路１５から出力される遅
延信号を示す。この遅延信号Gと音声レベル検出器３の
検出信号をORゲート１６に通してリレー４の制御信号と
し、信号Hで示す。この遅延回路１５の遅延時間Ｔ４を
適当に定めることにより、末尾が途切れない音声を後段
回路２に伝達することができる。また、音声の末尾から
多少時間をおいてリレー４が開放されるように遅延回路
１５の遅延時間Ｔ４を定めることもできる。これにより
短時間の無音状態を挟んだ音声も無音時間でリレー４を
開放することなく連続的に後段回路２に伝達できるよう
になる。

【００１７】以上に述べた実施例は、後段回路にアナロ
グ音声信号の伝達を行なうボイススイッチに関するもの
であった。音声を伝達する装置には、ディジタル信号に
変換してディジタル信号処理あるいはディジタル伝送を
行なうものがある。このような場合、一般に、ボイスス
イッチにおいてA/D変換した音声信号をD/A変換せず、デ
ィジタル信号のまま後段回路に伝達することが望まし
い。以下に、後段回路に音声ディジタル信号を伝達する
ボイススイッチの実施例を示す。

【００１８】図３はこの第２の実施例を示すブロック図
であり、この図を用いて構成を説明する。この実施例
は、以下の点において第一の実施例と異なる。メモリ１
１からの出力は、D/Aコンバータ１２を通らず直接リレ
ー４にかわるセレクタ２０に入力される。セレクタ２０
は、メモリ１１の出力信号Ａと無音声レベルの信号Ｂを
入力信号とし、これらの信号の選択を行うことにより、
第一の実施例におけるリレー４のオンオフ制御と同様の
制御を行っている。この選択を行うための制御信号は、
第１の実施例と同様にORゲート１６からの信号であり、
セレクタ２０のＳＥＬに入力される。

【００１９】第一の実施例と同様に、タイミング回路で
発生させるライトイネーブル信号を出力してからとリー
ドイネーブル信号を出力するまでの遅延時間Ｔを考え
る。第一の実施例では、遅延時間Ｔは、音声レベル検出
器３の検出遅れＴ１とリレー４の開閉動作遅れＴ２を合
計したものとした。この実施例では、リレー４のかわり
にセレクタ２０を用いており、セレクタ２０の動作遅れ
は無視できるほど小さい。よって、ライトイネーブル信
号を出力してからリードイネーブル信号を出力するまで
の遅延時間Ｔは、Ｔ=Ｔ１とすればよい。また、遅延回
路１５における遅延時間Ｔ４については、第一の実施例
と同様の考え方で定めればよい。

【００２０】

【発明の効果】マイクロフォン１から出力された音声信
号をメモリ１１で遅延させてリレー４又はセレクタ２０
に伝達させることにより、音声レベル検出器３の検出遅
れ及びリレー４の短絡動作遅れを考慮して、先頭が途切
れない音声信号を後段回路２に伝達できる。つまり、リ
レー４又はセレクタ２０において、音声を含まない信号
は後段回路２に伝達せず、音声を含む信号はもれなく後
段回路２に伝達できる。また、上記のメモリ１１におけ
る音声信号遅延と、遅延回路１５における検出信号遅延
により、音声の末尾が途切れず、しかも音声末尾から所
定の時間の経過後にリレー４又はセレクタ２０により音
声信号路を開放することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一の実施例の構成を示すブロック図である。

【図２】第一の実施例の動作を示すタイムチャートであ
る。

【図３】第二の実施例の構成を示すブロック図である。

【図４】従来の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】 １ マイクロフォン ２ 後段回路 ３ 音声レベル検出器 ４ リレー １０ Ａ／Ｄコンバータ １１ メモリ １２ Ｄ／Ａコンバータ １３ 発振器 １４ タイミング回路 １５ 遅延回路 １６ ＯＲゲート ２０ セレクタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マイクロフォンから入力された音声信号
   をA/D変換するA/D変換手段と、 前記A/D変換手段により変換された信号を記憶する記憶
   手段と、 前記記憶手段の出力信号が通る信号路を開閉するスイッ
   チ手段と、 前記マイクロフォンから入力された音声信号のレベルを
   検出する検出手段を有し、 さらに、前記検出手段の検出結果が所定のレベルより大
   きいときは前記スイッチ手段を閉じ、前記所定のレベル
   より小さいときは前記スイッチ手段を開く制御手段を有
   し、 前記記憶手段に書き込まれた信号情報を一定時間経過後
   に読み出すことを特徴とするボイススイッチ。
2. 【請求項２】 特許請求の範囲第１項に記載のボイスス
   イッチにおいて、 前記スイッチ手段が閉状態から開状態へ移行するための
   制御時期を一定時間遅延させる遅延手段を有することを
   特徴とするボイススイッチ。