JPH11331357A

JPH11331357A - 拡声通話機

Info

Publication number: JPH11331357A
Application number: JP5920099A
Authority: JP
Inventors: Minoru Fukushima; 実福島; Hiroaki Takeyama; 博昭竹山; Masao Taki; 昌生多氣
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1998-03-16
Filing date: 1999-03-05
Publication date: 1999-11-30
Anticipated expiration: 2019-03-05
Also published as: JP3714005B2

Abstract

(57)【要約】【課題】閉ループ中に存在する周囲騒音及び音声信号の
レベルが大きい場合においても十分な精度で利得余裕値
を推定し、常に安定した通話を実現する。【解決手段】挿入損失量調整手段８は、所定の時間間隔
でインパルス信号発生器９から信号経路へ複数回にわた
ってインパルス信号を送出させるためのタイミング制御
を行う同期制御部１５と、包絡線検波器１１の前段に設
けられ同期制御部１５からのタイミング情報を受けてイ
ンパルス信号に対する応答信号Ｑを同期加算平均処理す
る同期加算平均部１６とを具備する。而して、インパル
ス信号｛Ｐ｝に対する応答信号｛Ｑ｝の移動平均を求め
て包絡線検波器１１に出力しているため、応答信号
｛Ｑ｝に対する周囲騒音及び音声信号の影響を軽減し、
利得余裕値を精度良く推定し挿入損失量を適切な値に設
定して、閉ループ系を安定化することができ、常に安定
した通話を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、家庭内、ビルディ
ング、工場等で用いられる拡声通話機に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、インターホンや電話機あるい
はＰＨＳ等の拡声通話機においては、スピーカからマイ
クロホンへの音響フィードバックおよびハイブリッド回
路（２−４線変換回路）におけるインピーダンスの不整
合により閉ループが形成され、増幅器の利得が大きすぎ
る等の理由により上記閉ループの利得が１倍以上になる
とハウリングが生じるため、通話品質を確保する上でハ
ウリングの抑圧が必要不可欠な課題となっていた。

【０００３】そこで従来は、送受話信号のレべルに応じ
て受話信号または送話信号に所定量の損失を挿入するこ
とで閉ループ利得を抑圧するというハウリング抑圧方式
が用いられてきた。また、別の方式としてエコーキャン
セラを用いるものもあるが、エコーキャンセラにおける
適応フィルタの係数が収束していない過渡状態や系の変
動によりエコー経路が急激に変化した場合等において不
安定化しやすいため、挿入損失と併用する場合が多い。

【０００４】上記何れの場合においても、挿入損失量を
大きくしすぎた場合には通話中に切断感を生じる（音声
が途切れる）等の通話品質の劣化を招くため、挿入損失
量を必要最小限とすることが望ましい。

【０００５】このような課題に対して本発明者らは既
に、拡声通話系に形成される閉ループの利得余裕を随時
監視し、推定された利得余裕値に基づいて挿入損失量を
適応的に調整するようにした拡声通話機を提案している
（特願平９−６１４３４号参照）。

【０００６】図１８（ａ）は上記出願に係る拡声通話機
を示すブロック図であり、集音した音を送話側の音声信
号（以下、送話信号と呼ぶ）として出力するマイクロホ
ン１と、マイクロホン１からの送話信号を増幅する第１
の増幅器２と、受話側の音声信号（以下、受話信号と呼
ぶ）に応じて鳴動するスピーカ３と、スピーカ３へ出力
される受話信号を増幅する第２の増幅器４と、送話側及
び受話側と外部の通話回線との間で２−４線変換を行う
２−４線変換手段たるハイブリッド回路５と、送話側及
び受話側の信号経路に所定量の損失を挿入する損失挿入
手段たる減衰器（アッテネータ）６₁，６₂と、各減衰器
６₁，６₂の損失量を可変制御する制御器７と、信号経路
に送出したサンプル信号に対する応答信号に応じて、マ
イクロホン１からスピーカ３への音響結合及びハイブリ
ッド回路５における反射により形成される閉ループにお
ける利得余裕を推定するとともに制御器７を介して推定
結果に基づく損失量の調整を行う挿入損失量調整手段８
とを備えている。なお、挿入損失量調整手段８は送話側
の信号経路上に設けることも可能である。

【０００７】一方、同図（ｂ）は上記挿入損失量調整手
段８の具体的な構成を示すブロック図であり、受話側の
信号経路にサンプル信号たるインパルス信号を送出する
インパルス信号発生器９と、受話信号にインパルス信号
を加算する加算器１０と、インパルス信号に対する応答
信号の包絡線を検波する包絡線検波器１１と、包絡線検
波器１１の出力信号に基づいて閉ループ系における利得
余裕を推定する閉ループ利得余裕推定部１２とを備えて
いる。ここで、閉ループ利得余裕推定部１２は、包絡線
検波器１１の出力信号レベルを予め求めた閾値レベルと
比較する比較器１３と、比較結果に基づいて閉ループ系
の利得余裕値を推定する判定部１４とを具備している。
なお、サンプル信号としてはパルス幅が充分に短い単一
パルス信号であってもよいし、バースト信号（バースト
ノイズ）であってもよい。そして、図１９に示すよう
に、第２の増幅器４→スピーカ３→マイクロホン１→第
１の増幅器２→減衰器６₁→ハイブリッド回路５→減衰
器６₂→挿入損失量調整手段８→第２の増幅器４により
閉ループが形成されている。

【０００８】而して、加算器１０の出力信号は、上記閉
ループ系にサンプル信号を入力したときの応答信号であ
り、加算器１０の出力信号を観測することにより閉ルー
プ系のインパルス応答を推定することができる。抽出さ
れた包絡線成分は、閉ループ系の伝達関数における支配
極（複素平面上において最も虚軸に近い極）の実部と密
接な関係があり、包絡線の時間軸に対する減衰特性から
閉ループ系の安定度すなわち利得余裕を推定することが
できる。しかしながら、図１８（ａ）における加算器１
０の出力信号は、サンプル信号に対する応答成分の他に
送受話音声信号および周囲雑音が重畳しており、上記挿
入損失量調整手段８にはサンプル信号に対する応答成分
のみを抽出する手段がないため、有音声区間および周囲
騒音信号のレベルが大きい場合には利得余裕値の推定精
度が劣化するという問題がある。このうち送受話音声に
よる推定精度の劣化に対しては、受話信号のレベルから
（あるいは送話信号のレベルであってもよい）、通話中
の無音区間を検出する無音検出器を設け、この無音検出
器にて無音区間が検出された場合にのみ閉ループ系にサ
ンプル信号（インパルス信号又はバーストノイズ）を入
力し、閉ループ利得余裕推定部１２にて利得余裕値の推
定処理を行うことにより推定精度を改善することができ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記拡声通
話系の閉ループ中に定常的な周囲騒音信号が存在し、か
つ、そのレベルが大きい場合には、上記出願に係る拡声
通話機では、利得余裕値を精度よく推定することができ
ない。また、上記手法では、閉ループ中に音声信号が存
在している状態では利得余裕値の推定処理を止める必要
があるため、通話中に系の利得余裕値が変動するような
場合にはこれに対応できず、系が不安定化する場合があ
る。

【００１０】本発明は上記問題に鑑みて為されたもので
あり、その目的とするところは、閉ループ中に周囲騒音
や音声信号が存在し、かつそれらの信号のレベルが大き
い場合においても十分な精度で利得余裕値を推定し、常
に安定した通話を実現することのできる拡声通話機を提
供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、集音した音を送話側の音声信号
として出力するマイクロホンと、マイクロホンからの音
声信号を増幅する第１の増幅手段と、受話側の音声信号
に応じて鳴動するスピーカと、スピーカへ出力される音
声信号を増幅する第２の増幅手段と、送話側及び受話側
の少なくとも一方の信号経路に所定量の損失を挿入する
損失挿入手段と、損失挿入手段から挿入される損失量を
可変制御する制御手段と、信号経路に送出したサンプル
信号に対する応答信号に応じて、マイクロホン及びスピ
ーカを通じて形成される閉ループにおける利得余裕を推
定するとともに制御手段を介して推定結果に基づく損失
量の調整を行う挿入損失量調整手段とを備え、挿入損失
量調整手段が、信号経路にサンプル信号を送出するサン
プル信号発生器と、音声信号にサンプル信号を加算する
加算器と、サンプル信号に対する応答信号の包絡線を検
波する包絡線検波器と、包絡線検波器の出力信号に基づ
いて閉ループにおける利得余裕を推定する閉ループ利得
余裕推定部と、所定の時間間隔でサンプル信号発生器か
ら信号経路へ複数回にわたってサンプル信号を送出させ
るためのタイミング制御を行う同期制御部と、包絡線検
波器の前段に設けられ同期制御部からのタイミング情報
を受けてサンプル信号に対する応答信号を同期加算平均
処理する同期加算平均部とを具備して成ることを特徴と
し、スピーカからマイクヘの音響結合や送話側及び受話
側と外部の通話回線との間で２−４線変換を行う必要が
ある場合に用いられる２−４線変換手段におけるインピ
ーダンスの不整合による反射が原因となり形成される閉
ループ系に対して、サンプル信号を入力したときに観測
される応答信号の包絡線成分の減衰特性により利得余裕
値を推定し、所望の利得余裕値に対する過不足分を算出
することで挿入損失量を調整するため、ハウリングが発
生するまでの閉ループ系の利得余裕を所望の値に維持す
ることができ、ハウリングを生じることなく安定した通
話品質を維持することができるとともに、必要以上に挿
入損失量を大きくすることがないため、双方向同時通話
性能の実現可能性が高まる。しかも、同期制御部におい
てサンプル信号の送出タイミングを制御し、同期加算平
均部でサンプル信号に同期した移動平均処理を行うとと
もに、同期加算平均部の出力信号から包絡線検波器にて
包絡線成分を抽出するため、閉ループ中に存在する定常
的な周囲騒音のレベルが大きい場合においても周囲騒音
による影響を軽減して十分な精度で利得余裕値を推定
し、挿入損失量が適切な値に設定可能となって、常に安
定した通話を実現することができる。

【００１２】請求項２の発明は、上記目的を達成するた
めに、集音した音を送話側の音声信号として出力するマ
イクロホンと、マイクロホンからの音声信号を増幅する
第１の増幅手段と、受話側の音声信号に応じて鳴動する
スピーカと、スピーカへ出力される音声信号を増幅する
第２の増幅手段と、送話側及び受話側の少なくとも一方
の信号経路に所定量の損失を挿入する損失挿入手段と、
損失挿入手段から挿入される損失量を可変制御する制御
手段と、信号経路に送出したサンプル信号に対する応答
信号に応じて、マイクロホン及びスピーカを通じて形成
される閉ループにおける利得余裕を推定するとともに制
御手段を介して推定結果に基づく損失量の調整を行う挿
入損失量調整手段とを備え、挿入損失量調整手段が、信
号経路に周期が有限の疑似白色信号を挿入する疑似白色
信号発生器と、音声信号に疑似白色信号を加算する加算
器と、疑似白色信号と当該疑似白色信号に対する応答信
号の相互相関値を求めるとともに求めた相互相関値に基
づいて閉ループのインパルス応答を推定する相互相関演
算部と、相互相関演算部により推定された閉ループのイ
ンパルス応答信号の包絡線を検波する包絡線検波器と、
包絡線検波器の出力信号に基づいて閉ループにおける利
得余裕を推定する閉ループ利得余裕推定部とを具備して
成ることを特徴とし、スピーカからマイクヘの音響結合
や送話側及び受話側と外部の通話回線との間で２−４線
変換を行う必要がある場合に用いられる２−４線変換手
段におけるインピーダンスの不整合による反射が原因と
なり形成される閉ループ系に対して、周期が有限の疑似
白色信号を入力したときに観測される応答信号と当該疑
似白色信号との相互相関値を求めるとともに求めた相互
相関値から推定される閉ループ系のインパルス応答信号
の包絡線成分の減衰特性により利得余裕値を推定し、所
望の利得余裕値に対する過不足分を算出することで挿入
損失量を調整するため、ハウリングが発生するまでの閉
ループ系の利得余裕を所望の値に維持することができ、
ハウリングを生じることなく安定した通話品質を維持す
ることができるとともに、必要以上に挿入損失量を大き
くすることがないため、双方向同時通話性能の実現可能
性が高まる。しかも、利得余裕の推定に疑似白色信号を
用いるので、使用者に聴感上の不快感を与えるのを防止
することができる。

【００１３】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、所定の時間間隔で疑似白色信号発生器から信号経路
へ複数回にわたって疑似白色信号を送出させるためのタ
イミング制御を行う同期制御部と、包絡線検波器の前段
に設けられ同期制御部からのタイミング情報を受けて相
互相関演算部により推定された閉ループのインパルス応
答信号を同期加算平均処理する同期加算平均部とを挿入
損失量調整手段が具備して成ることを特徴とし、同期制
御部において疑似白色信号の送出タイミングを制御し、
同期加算平均部で疑似白色信号に同期した移動平均処理
を行うとともに、同期加算平均部の出力信号から包絡線
検波器にて包絡線成分を抽出するため、閉ループ中に存
在する定常的な周囲騒音のレベルが大きい場合において
も周囲騒音による影響を軽減して十分な精度で利得余裕
値を推定し、挿入損失量が適切な値に設定可能となっ
て、常に安定した通話を実現することができる。

【００１４】請求項４の発明は、請求項１又は３の発明
において、同期加算平均部の出力信号が一定値に収束し
たか否かを判定する収束判定部を挿入損失量調整手段が
具備し、収束判定部の判定結果に応じて同期制御部が同
期加算平均部における同期加算処理の継続／中断を決定
して成ることを特徴とし、同期加算平均部の出力信号が
一定値に収束するまでサンプル信号又は疑似白色信号の
送出と同期加算処理とを継続することによって、閉ルー
プ中に周囲騒音が存在する場合においても、周囲騒音が
存在しないときと同程度の精度で利得余裕値を推定する
ことが可能となる。

【００１５】請求項５の発明は、請求項４の発明におい
て、閉ループ利得余裕推定部が推定処理を開始してから
の経過時間を測定するタイマ部を挿入損失量調整手段が
具備し、推定処理開始から所定時間が経過しても同期加
算平均部の出力信号が収束しない場合に同期制御部がサ
ンプル信号発生器によるサンプル信号の送出又は疑似白
色信号発生器による疑似白色信号の送出と同期加算平均
部による同期加算処理とを中断させて成ることを特徴と
し、利得余裕値の推定処理中にも閉ループ系の特性が変
化する場合においても、一度同期加算処理を中断させて
リセットすることで変化後の閉ループ系の利得余裕値の
推定処理を速やかに開始することができる。

【００１６】請求項６の発明は、請求項１又は３の発明
において、閉ループ中に存在する信号の自己相関関数を
算出する自己相関関数算出部を挿入損失量調整手段が具
備し、算出された自己相関関数に基づいて同期制御部が
サンプル信号発生器からのサンプル信号又は疑似白色信
号発生器からの疑似白色信号の送出間隔と同期加算平均
部における同期加算回数を調整して成ることを特徴と
し、事前に算出された閉ループ中に存在する信号の自己
相関関数より、同期加算処理に要する時間を最小化する
ようにサンプル信号又は疑似白色信号の送出間隔及び同
期加算回数を調整することで利得余裕値の推定処理を高
速化することができる。

【００１７】請求項７の発明は、請求項１又は３の発明
において、閉ループ中に存在する周囲騒音のレベルを推
定する騒音レベル推定部と、騒音レベル推定部による推
定結果に基づいてサンプル信号又は疑似白色信号の送出
レベルを調整する送出レベル調整部とを挿入損失量調整
手段が具備して成ることを特徴とし、閉ループ系に送出
するサンプル信号又は疑似白色信号のレベルを周囲騒音
レベルに対して充分な大きさに設定することにより、観
測点において高いＳ／Ｎ比でサンプル信号又は疑似白色
信号に対する応答信号を得ることができ、利得余裕値の
推定精度を向上させることができる。

【００１８】請求項８の発明は、請求項１又は３の発明
において、閉ループ中に存在する周囲騒音のレベルを推
定する騒音レベル推定部と、騒音レベル推定部による推
定結果に基づいて同期加算平均部における同期加算回数
を調整する同期加算回数調整部とを挿入損失量調整手段
が具備して成ることを特徴とし、閉ループ系に存在する
周囲騒音のレベルに応じて同期加算回数を必要最小限に
設定することができるため、同期加算処理に要する計算
時間を最小化することができる。また、１回の利得余裕
値の推定処理に要するサンプル信号又は疑似白色信号の
送出回数を最小化することにより、サンプル信号又は疑
似白色信号が受話信号に重畳して聞こえることによる聴
覚上の不快感、違和感を軽減することができる。

【００１９】請求項９の発明は、請求項７又は８の発明
において、閉ループ中に伝送される信号から周囲騒音信
号を抽出する周囲騒音抽出部を挿入損失量調整手段が具
備し、抽出された周囲騒音信号から騒音レベル推定部が
閉ループ中に存在する周囲騒音のレベルを推定して成る
ことを特徴とし、利得余裕値の推定処理中に閉ループ中
の周囲騒音レベルが変化するような場合においても、こ
れに適応してサンプル信号又は疑似白色信号の送出レベ
ルあるいは同期加算回数を調整するため、周囲騒音のレ
ベルが変動するような場合においても、これに追従して
精度良く利得余裕値を推定することができる。

【００２０】請求項１０の発明は、請求項１又は３の発
明において、閉ループ中に伝送される信号から周囲騒音
信号を抽出する周囲騒音抽出部と、抽出された周囲騒音
信号から閉ループ中に存在する周囲騒音のレベルを推定
する騒音レベル推定部と、騒音レベル推定部による推定
結果に基づいてサンプル信号又は疑似白色信号の送出レ
ベルを調整する送出レベル調整部と、騒音レベル推定部
による推定結果に基づいて同期加算平均部における同期
加算回数を調整する同期加算回数調整部とを挿入損失量
調整手段が具備して成ることを特徴とし、利得余裕値の
推定処理中に閉ループ中の周囲騒音レベルが変化するよ
うな場合においても、これに適応してサンプル信号又は
疑似白色信号の送出レベル及び同期加算回数を調整する
ため、周囲騒音のレベルが変動するような場合において
も、これに追従して精度良く利得余裕値を推定すること
ができる。

【００２１】請求項１１の発明は、請求項１又は３の発
明において、包絡線検波器により検波される包絡線の傾
きと所定値との大小関係を判定する傾き判定部と、送話
側及び受話側の少なくとも一方の信号経路に挿入され傾
き判定部による判定結果に応じて増幅度を可変する利得
余裕調整用増幅器とを挿入損失量調整手段が具備して成
ることを特徴とし、傾き判定部にて包絡線の傾きが所定
値よりも大きいと判定された場合に利得余裕調整用増幅
器の増幅度を上げることによって利得余裕値が減少する
から、閉ループ系の利得余裕値が閉ループ利得余裕推定
部にて推定可能なレベルとなる。その結果、利得余裕値
が大きい状態においても利得余裕値を精度よく推定する
ことができため、閉ループ系の利得余裕値を常に充分な
値に維持可能なように挿入損失量を調整することができ
る。

【００２２】請求項１２の発明は、集音した音を送話側
の音声信号として出力するマイクロホンと、マイクロホ
ンからの音声信号を増幅する第１の増幅手段と、受話側
の音声信号に応じて鳴動するスピーカと、スピーカへ出
力される音声信号を増幅する第２の増幅手段と、送話側
及び受話側の少なくとも一方の信号経路に所定量の損失
を挿入する損失挿入手段と、損失挿入手段から挿入され
る損失量を可変制御する制御手段と、信号経路に送出し
たサンプル信号に対する応答信号に応じて、マイクロホ
ン及びスピーカを通じて形成される閉ループにおける利
得余裕を推定するとともに制御手段を介して推定結果に
基づく損失量の調整を行う挿入損失量調整手段とを備
え、挿入損失量調整手段が、信号経路にサンプル信号を
送出するサンプル信号発生器と、音声信号にサンプル信
号を加算する加算器と、サンプル信号に対する応答信号
の包絡線を検波する包絡線検波器と、包絡線検波器の出
力信号に基づいて閉ループにおける利得余裕を推定する
閉ループ利得余裕推定部と、包絡線検波器により検波さ
れる包絡線の傾きと所定値との大小関係を判定する傾き
判定部と、送話側及び受話側の少なくとも一方の信号経
路に挿入され傾き判定部による判定結果に応じて増幅度
を可変する利得余裕調整用増幅器とを具備して成ること
を特徴とし、傾き判定部にて包絡線の傾きが所定値より
も大きいと判定された場合に利得余裕調整用増幅器の増
幅度を上げることによって利得余裕値が減少するから、
閉ループ系の利得余裕値が閉ループ利得余裕推定部にて
推定可能なレベルとなる。その結果、利得余裕値が大き
い状態においても利得余裕値を精度よく推定することが
できため、閉ループ系の利得余裕値を常に充分な値に維
持可能なように挿入損失量を調整することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を説明する前
に、基本となる先願（特願平９−６１４３４号）に係る
拡声通話機の構成並びに動作について詳細に説明する。

【００２４】従来技術でも説明したように、上記公報に
記載された拡声通話機は、集音した音を送話側の音声信
号（以下、送話信号と呼ぶ）として出力するマイクロホ
ン１と、マイクロホン１からの送話信号を増幅する第１
の増幅器２と、受話側の音声信号（以下、受話信号と呼
ぶ）に応じて鳴動するスピーカ３と、スピーカ３へ出力
される受話信号を増幅する第２の増幅器４と、送話側及
び受話側と外部の通話回線との間で２−４線変換を行う
２−４線変換手段たるハイブリッド回路５と、送話側及
び受話側の信号経路に所定量の損失を挿入する損失挿入
手段たる減衰器（アッテネータ）６₁，６₂と、各減衰器
６₁，６₂の損失量を可変制御する制御器７と、信号経路
に送出したサンプル信号に対する応答信号に応じて、マ
イクロホン１及びスピーカ３を通じて形成される閉ルー
プ系における利得余裕を推定するとともに制御器７を介
して推定結果に基づく損失量の調整を行う挿入損失量調
整手段８とを備えている。

【００２５】一方、挿入損失量調整手段８は、受話側の
信号経路にサンプル信号たるインパルス信号を送出する
インパルス信号発生器９と、受話信号にインパルス信号
を加算する加算器１０と、インパルス信号に対する応答
信号の包絡線を検波する包絡線検波器１１と、包絡線検
波器１１の出力信号に基づいて閉ループ系における利得
余裕を推定する閉ループ利得余裕推定部１２とを備え、
マイコンやＤＳＰ（ＤigitalＳignalＰrocessor）など
で構成される。ここで、閉ループ利得余裕推定部１２
は、後述するように包絡線検波器１１の出力信号レベル
を予め求めた閾値レベルと比較する比較器１３と、比較
結果に基づいて閉ループ系の利得余裕値を推定する判定
部１４とを具備している。なお、サンプル信号として用
いるインパルス信号は、パルス幅が充分に短い単一パル
ス信号であってもよい。また包絡線検波器１１は、整流
回路とローパスフィルタ回路の合成回路や、巡回型ロー
パスフィルタやリーク積分器等のデジタル回路、あるい
はＤＳＰ（ＤigitalＳignalＰrocessor）などの信号処
理手段によって構成することができる。

【００２６】また、図１９に示すように第２の増幅器４
→スピーカ３→マイクロホン１→第１の増幅器２→減衰
器６₁→ハイブリッド回路５→減衰器６₂→挿入損失量調
整手段８→第２の増幅器４により閉ループが形成されて
いる。ここで、各部における伝達関数を以下のように定
義する。

【００２７】Ｓ：スピーカ３の電気機械変換特性Ｇ：スピーカ３からマイクロホン１への音響伝達特性Ｍ：マイクロホン１の音響電気変換特性Ｋｒ：第２の増幅器４の増幅特性Ｋｘ：第１の増幅器２の増幅特性Ａｒ：受話側の減衰器６₂の減衰特性Ａｘ：送話側の減衰器６₁の減衰特性 Γ ：ハイブリッド回路５における反射伝達関数また、インパルス信号発生器９から出力されるインパル
ス信号をＰ、外部の通話回線から伝送されてくる遠端話
者音声入力信号をＹ（以下、「受話信号」と呼ぶ）、マ
イクロホン１の集音する近端話者音声信号と周囲雑音と
の和をＸ（以下、「音響信号」と呼ぶ）とすると、挿入
損失量調整手段８の構成要素の一つである加算器１０の
出力信号（応答信号）Ｑは下記式で表される。

【００２８】

【式１】

【００２９】なお、上記式のＬ(s)は上記閉ループ系に
おける一巡伝達関数、ｓはラプラス変数をそれぞれ表
す。

【００３０】ここで、閉ループ系の安定性は上記一巡伝
達関数Ｌ(s)により判別することができる。すなわち、
極座標系における一巡伝達関数Ｌ(s)のθ成分（＝∠Ｌ
(s)）が∠Ｌ(s)＝２ｎπ（ｎは整数）となる全ての周波
数において、ｒ成分（＝｜Ｌ(s)｜）が｜Ｌ(s)｜＜１な
らば閉ループ系は安定、｜Ｌ(s)｜≧１となる周波数が
存在すれば閉ループ系は不安定となり、その周波数にお
いて発振してハウリングが生じる。また、閉ループ系が
安定である場合に、∠Ｌ(s)＝２ｎπとなる全ての周波
数における利得の最大値をＬ_MAXとすれば、閉ループ系
の利得余裕値は１／Ｌ_MAXで表される。よって、閉ルー
プ系の安定性の尺度は閉ループ利得余裕値により評価す
ることができる。

【００３１】一方、閉ループ利得余裕値は、閉ループ系
のインパルス応答特性と密接な関係があり、閉ループ利
得余裕値が大きいほどインパルス応答信号Ｑの振幅が時
間とともに急激に減衰し、閉ループ利得余裕値が小さい
ほど減衰が緩やかになる。そこで、閉ループ利得余裕推
定部１２において閉ループ利得余裕値を推定するための
サンプル信号（インパルス信号）Ｐを上記閉ループ系に
与えたときの応答信号Ｑを観測し、その応答信号Ｑの包
絡線成分から閉ループ系の時定数に関する情報を抽出し
て閉ループ系におけるハウリング発生限界までの閉ルー
プ利得余裕値の推定を行うとともに、推定結果に基づ
き、挿入損失量調整手段８にて上記所望の閉ループ利得
余裕値に対する実際の挿入損失量の過不足分を算出して
閉ループ系への挿入損失量を調整する。

【００３２】すなわち、上述のように包絡線検波器１１
で得られる応答信号Ｑの包絡線成分の時間特性が閉ルー
プ利得余裕値が大きいほど減衰が早く且つ小さいほど減
衰が緩やかになるという性質を有することから、閉ルー
プ利得余裕推定部１２において事前に学習された種々の
利得余裕値に対する包絡線検波器１１の出力データから
閾値レベルを求めておき、比較器１３において観測され
る包絡線検波器１１の出力信号レベルを上記閾値レベル
と比較することにより、その比較結果に基づいて判定部
１４にて閉ループ利得余裕値が推定できる。そして、そ
の推定結果から、閉ループ利得余裕値を設計仕様で定め
た値とするために必要な損失量を挿入するべく、制御器
７に信号を伝送して制御器７によって減衰器６₁，６₂の
減衰量を調節している。

【００３３】上述のように上記拡声通話機では、インパ
ルス信号に対する応答信号から、閉ループ系での利得余
裕値を推定し、この利得余裕値の推定値と、目標とする
利得余裕値との差分を算出し、その算出結果に基づいて
信号経路に挿入する損失量を調整する挿入損失量調整手
段８を備えているので、通話中においても閉ループ系の
安定度に応じて挿入損失量を制御し、常に利得余裕値を
仕様で定めた値に維持することができ、ハウリングを生
じることなく安定した通話品質を維持することができ
る。また、従来例に比較して必要以上に挿入損失量を大
きくする必要がないため、双方向同時通話性能の実現可
能性が高まるという利点もある。

【００３４】なお、上記基本構成並びに後述する各実施
形態においてはサンプル信号発生器にインパルス信号発
生器９を用いたが、代わりにバースト信号発生器を用い
てバースト信号をサンプル信号に用いてもよい。この場
合には、信号を送出している状態から送出を停止した瞬
間からの閉ループ系の過渡応答を観測し、その包絡線成
分から閉ループ系の時定数に関する情報を抽出する。而
してサンプル信号にバースト信号を用いた場合にも、信
号送出時間が閉ループ系の遅延時間に対して十分に短け
れば、その応答波形の包絡線成分より閉ループ系の時定
数に関する情報を抽出することができ、バースト信号の
信号送出時間を適切な値とすることにより通話中におけ
る違和感をなくし、サンプル信号の送出による通話品質
の劣化を抑えることができるという利点がある。但し、
種々の利得余裕値に対する閾値レべルを求めておく必要
があることはインパルス信号の場合と同様である。

【００３５】（実施形態１）ところで、上記基本構成に
おいては式１で表される応答信号Ｑから利得余裕値を推
定しているが、上記式１からも明らかなように応答信号
Ｑにはサンプル信号Ｐのみに対する応答信号（式１の右
辺第１項）以外の信号が含まれている。そのため、受話
信号Ｙ及びマイクロホン１の集音する音響信号Ｘのレベ
ルが大きく、式１の右辺第２項及び第３項が無視できな
い場合においては、利得余裕値を精度良く推定すること
が難しくなる。

【００３６】そこで、本発明の各実施形態においては、
式１で表される応答信号Ｑのサンプル信号に対応する信
号（式１の右辺第１項）のみを抽出することにより、そ
の他の信号（式１の右辺第２項及び第３項）を充分に抑
圧し、精度良く利得余裕値を推定することができるよう
にしている。

【００３７】図１は本実施形態における挿入損失量調整
手段８の構成を示すブロック図である。なお、本実施形
態の拡声通話機の全体構成は上述の基本例と共通である
から図示並びに説明は省略し、共通する部分については
同一の符号を付す。図１に示すように本実施形態におけ
る挿入損失量調整手段８は、インパルス信号発生器９、
加算器１０、包絡線検波器１１並びに閉ループ利得余裕
推定部１２に加えて、所定の時間間隔でインパルス信号
発生器９から信号経路へ複数回にわたってインパルス信
号を送出させるためのタイミング制御を行う同期制御部
１５と、包絡線検波器１１の前段に設けられ同期制御部
１５からのタイミング情報を受けてインパルス信号に対
する応答信号Ｑを同期加算平均処理する同期加算平均部
１６とを具備している。

【００３８】図２は同期制御部１５並びに同期加算平均
部１６を示すブロック図である。同期制御部１５は、図
３に示すように所定の時間間隔Ｔ₁，Ｔ₂，…，Ｔ_N-1毎
に複数回励振されるインパルス信号（サンプル信号）Ｐ
₀，Ｐ₁，…，Ｐ_N-1（以下、｛Ｐ｝と表記する。）をイ
ンパルス信号発生器９から送出させるとともに、図２に
示すようにインパルス信号Ｐ₀…の送出に同期した同期
信号を同期加算平均部１６に出力する。

【００３９】一方、同期加算平均部１６は、図２に示す
ように同期制御部１５からの同期信号によってオン・オ
フされるスイッチ要素１６ａと、スイッチ要素１６ａを
介して入力されるインパルス信号｛Ｐ｝の応答信号
｛Ｑ｝を所定の時間だけ遅延させる遅延器１６ｂ₁〜１
６ｂ_N-1と、各遅延器１６ｂ₁〜１６ｂ_N-1の出力を加算
する加算器１６ｃ₁〜１６ｃ_N-1と、全遅延器１６ｂ₁〜
１６ｂ_N-1の出力信号の和（加算器１６ｃ_N-1の出力）を
同期加算回数Ｎで除算する除算器１６ｄとを備えて、イ
ンパルス信号｛Ｐ｝に同期して加算平均処理を行って応
答信号｛Ｑ｝の移動平均を求めている。而して、音響信
号Ｘや受話信号Ｙの位相はインパルス信号｛Ｐ｝が送出
される時間間隔Ｔ₁，Ｔ₂，…，Ｔ_N-1とは無関係である
ため、同期加算回数Ｎを充分に大きくとることで式１に
おける右辺第２項及び第３項が抑制されるとともに右辺
第１項のインパルス信号｛Ｐ｝に対する応答成分のみが
強調され、実質的に式１の右辺第１項の上記応答成分の
みを抽出することが可能となる。なお、応答信号｛Ｑ｝
の移動平均が求められたら、同期制御部１５から出力さ
れるリセット信号により、同期加算平均部１６の各遅延
器１６ｂ₁〜１６ｂ_N-1がリセットされ、同期加算平均部
１６が新たに移動平均の算出可能な初期状態に復帰す
る。

【００４０】そして、同期加算平均部１６から出力され
る応答信号｛Ｑ｝の移動平均が包絡線検波器１１に入力
され、同期加算平均処理により得られたインパルス信号
｛Ｐ｝に対する閉ループ系の応答信号の包絡線成分が抽
出される。さらに、閉ループ利得余裕推定部１２では、
包絡線検波器１１で抽出された包絡線成分の時間軸に対
する減衰特性から利得余裕値を推定し、推定された利得
余裕値に基づいて所要の挿入損失量を算出する。なお、
インパルス信号｛Ｐ｝の時間間隔Ｔ₁，Ｔ₂，…，Ｔ_N-1
は、利得余裕値の推定処理に必要な応答時間τに対して
充分に大きくする必要がある。また、利得余裕値の推定
処理に要する加算器１１の出力信号の観測時間Ｔ（＝Ｔ
₀＋Ｔ₁＋…＋Ｔ_N-1＋τ）は、この時間Ｔ内における閉
ループ系の特性の変動が無視できる程度に短くする必要
がある。

【００４１】上述のように本実施形態では、基本構成の
挿入損失量調整手段８に同期制御部１５と同期加算平均
部１６とを付加して、インパルス信号｛Ｐ｝に対する応
答信号｛Ｑ｝の移動平均を求め、求めた移動平均を包絡
線検波器１１に出力するようにしているため、閉ループ
中に周囲騒音や音声信号が存在する場合においても、応
答信号｛Ｑ｝に対する周囲騒音の影響を軽減し、利得余
裕値を精度良く推定することができる。その結果、上記
のような場合においても挿入損失量を適切な値に設定し
て、閉ループ系を安定化することができる。特に、本手
法では、閉ループ中に存在する周囲騒音が広い周波数帯
域を持ち、自己相関が少ない場合にその効果が大きい。

【００４２】（実施形態２）ところで、実施形態１にお
いては閉ループ系の利得余裕値を推定するためにサンプ
ル信号（インパルス信号又はバースト信号）を系に与え
ているが、通話中にインパルス信号やバースト信号がス
ピーカ３から聞こえるために使用者に聴感上の不快感を
与えてしまう虞がある。

【００４３】そこで本実施形態は、インパルス信号やバ
ースト信号のように聴感上不快感を与える虞があるサン
プル信号を使う代わりに、疑似白色信号を用いて利得余
裕値を推定することによって、上述のような聴感上の不
快感を与えるのを防止している。

【００４４】図４は本実施形態の挿入損失量調整手段８
を示すブロック図であり、信号経路に周期が有限の疑似
白色信号を挿入する疑似白色信号発生器２４と、音声信
号に疑似白色信号を加算する加算器１０と、疑似白色信
号と当該疑似白色信号に対する応答信号の相互相関値を
求めるとともに求めた相互相関値に基づいて閉ループの
インパルス応答を推定する相互相関演算部２５と、相互
相関演算部２５により推定された閉ループのインパルス
応答信号の包絡線を検波する包絡線検波器１１と、包絡
線検波器１１の出力信号に基づいて閉ループにおける利
得余裕を推定する閉ループ利得余裕推定部１２とを具備
している。なお、実施形態１と共通する部分については
同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【００４５】ここで、疑似白色信号としては、例えばＭ
系列信号を用いる。Ｍ系列信号とは、次式のｆ(x)がｍ
ｏｄ２の原始多項式であるとき、ｆ(x)＝１＋ｃ₁ｘ＋ｃ₂ｘ²＋…ｃ_pｘ^p 次式により生成されるｍｏｄ２上の数列ａ_tで表され
る。

【００４６】ａ_t＝ｃ₁ａ_t-1＋ｃ₂ａ_t-2＋…＋ｃ_pａ_t-p また、この周期Ｔは２^p−１である。信号経路へ送出す
る信号ｐ(t)がＭ系列信号であり、その周期Ｔが充分に
長ければ、Ｍ系列信号ｐ(t)に対して次式が成り立つ。

【００４７】

【式２】

【００４８】ここで、Ψ_ppはＭ系列信号ｐ(t)の自己相
関値を表すが、Ｍ系列信号の自己相関値が時間に依存し
ないため、次式のように表現することができる。

【００４９】Ψ_pp(t、t＋τ)＝Ψ_pp(τ) 相互相関演算部２５においては、次式によりＭ系列信号
ｐ(t)と加算器１０の出力信号（応答信号）ｑ(t)との相
互相関値を上記Ａで規格化した値を求める。

【００５０】

【式３】

【００５１】ここで、加算器１０の出力信号ｑ(t)は次
式で表される。

【００５２】

【式４】

【００５３】但し、ｈ_p(σ)、ｈ_y(σ)並びにｈ_x(σ)は
各々Ｍ系列信号ｐ(t)の入力点から加算器１０の出力点
への閉ループ系のインパルス応答、受話信号Ｙの入力点
から加算器１０の出力点への閉ループ系のインパルス応
答、送話信号Ｘの入力点から加算器１０の出力点への閉
ループ系のインパルス応答をそれぞれ表している。上記
式４を式３に代入すると次式が得られる。

【００５４】

【式５】

【００５５】上記式５は次式のように変形できる。

【００５６】

【式６】

【００５７】但し、Ψ_py及びΨ_pxはそれぞれＭ系列信号
ｐ(t)と受話信号Ｙとの相互相関値、Ｍ系列信号ｐ(t)と
送話信号Ｘとの相互相関値を表し、各々次式で与えられ
る。

【００５８】

【式７】

【００５９】

【式８】

【００６０】ここで、Ｍ系列信号ｐ(t)と受話信号Ｙ、
並びにＭ系列信号ｐ(t)と送話信号Ｘとは互いに因果関
係がないため、それぞれの相互相関値Ψ_py、Ψ_pxは時間
ｔに依存して変化する。また、Ｍ系列信号ｐ(t)の周期
Ｔが充分に長いときには上記相互相関値Ψ_py、Ψ_pxはゼ
ロとなる。よって、この場合には上記式６の右辺第２項
及び第３項がゼロとなり、次式のように変形できる。

【００６１】

【式９】

【００６２】従って、Ψ_pp(t、t＋τ)＝Ψ_pp(τ)で与え
られるＭ系列信号（疑似白色信号）ｐ(t)と応答信号ｑ
(t)との相互相関値を上記Ａで規格化した値を算出する
ことにより、Ｍ系列信号ｐ(t)から応答信号ｑ(t)への系
のインパルス応答の遅延時間τにおける係数を求めるこ
とができる。但し、上記式９が成り立つのは、式７及び
式８で与えられる相互相関値Ψ_py，Ψ_pxがゼロとみなせ
るほどＭ系列信号ｐ(t)の周期Ｔが充分に長い場合であ
り、それ以外の場合においては、上記式６の右辺第２項
及び第３項は外乱成分となり、インパルス応答の推定精
度を劣化させる要因となる。

【００６３】ところで、相互相関演算部２５をデジタル
回路により実現する場合には、上記Ψ_pp(t、t＋τ)＝Ψ
_pp(τ)を上記Ａで規格化した相互相関値は次式で表され
る

【００６４】

【式１０】

【００６５】但し、Ｉは離散時間系におけるＭ系列信号
ｐ(t)の周期を表し、ｐ(i)、ｑ(i+j)は各々サンプル時
刻ｉ，ｉ＋ｊにおけるＭ系列信号ｐ(t)及び応答信号ｑ
(t)のデータを表す。また、上記式７により得られる値
はＭ系列信号ｐ(t)から応答信号ｑ(t)への系のインパル
ス応答の１係数ｈ_p(j)であり、閉ループ系の利得余裕を
推定するために必要なインパルス応答観測時間をサンプ
ル時間Ｊとすると、ｈ_p(0)，ｈ(1)，ｈ(2)，…，ｈ(J-
1)の合計Ｊ個の係数を求める必要がある。よって、本実
施形態においては、Ｍ系列信号（疑似白色信号）ｐ(t)
から応答信号ｑ(t)への系のインパルス応答を推定する
ために、Ｉ×Ｊ回の積和演算を必要とする。

【００６６】上述のような演算処理により求められる疑
似白色信号ｐ(t)から応答信号ｑ(t)への系のインパルス
応答（応答信号Ｑ）が包絡線検波器１１に入力され、実
施形態１で説明したように閉ループ利得余裕推定部１２
において包絡線検波器１１で抽出された包絡線成分の時
間軸に対する減衰特性から利得余裕値を推定し、推定さ
れた利得余裕値に基づいて所要の挿入損失量を算出す
る。

【００６７】上述のように本実施形態では、基本構成の
挿入損失量調整手段８に対してインパルス信号発生器９
の代わりに疑似白色信号発生器２４を付加するととも
に、疑似白色信号と当該疑似白色信号に対する応答信号
の相互相関値を求めて相互相関値に基づいて閉ループの
インパルス応答を推定する相互相関演算部２５を付加し
て、推定したインパルス応答（応答信号）から包絡線検
波器１１並びに閉ループ利得余裕推定部１２により利得
余裕値を推定するため、使用者に聴感上の不快感を与え
ることなく利得余裕値を精度よく推定でき、挿入損失量
を適切な値に設定して、閉ループ系を安定化することが
できる。

【００６８】（実施形態３）図５は本発明の実施形態３
における挿入損失量調整手段８を示すブロック図であ
り、実施形態２に対して実施形態１で説明した同期制御
部１５並びに同期加算平均部１６を設けた点に特徴があ
る。

【００６９】本実施形態は、信号経路に送出する疑似白
色信号の周期が充分に長くなく、上記式６の右辺第２項
及び第３項がゼロとはみなせずに外乱要素となる場合
に、同期加算平均処理によりこれらの影響を低減し、閉
ループ系のインパルス応答の推定精度を向上させるもの
である。いま、Ｍ系列信号ｐ(t)の周期をＴ₁、同期加算
回数をＮとすると、同期加算平均部１６の出力値は次式
で表される。

【００７０】

【式１１】

【００７１】上記式１１に式６及び式９を代入して整理
すると次式が得られる。

【００７２】

【式１２】

【００７３】ここで、相互相関値Ψ_py，Ψ_pxは時間ｔに
関して不規則に変動するため、上記式１２における右辺
第２項及び第３項が同期加算回数Ｎの値を充分に大きく
することにより抑圧することができる。

【００７４】本実施形態によれば、信号経路に送出する
Ｍ系列信号ｐ(t)の周期Ｔを実施形態２に比較して短く
することができるため、挿入損失量調整手段８をデジタ
ル回路で実現する場合にＭ系列信号ｐ(t)の発生及び上
記式１０の演算に必要となる記憶装置の容量や積和回数
を低減することができるという利点がある。なお、同期
加算平均部１６より出力される閉ループ系のインパルス
応答（応答信号）は包絡線検波器１１に入力され、実施
形態１と同様の演算処理によって所要の挿入損失量が算
出される。

【００７５】（実施形態４）図６は本発明の実施形態４
における挿入損失量調整手段８を示すブロック図であ
り、実施形態１に対して収束判定部１７を設けた点に特
徴がある。

【００７６】利得余裕値の推定処理を開始した後、Ｍ番
目のインパルス信号Ｐ_M-1を閉ループに送出した後に同
期加算平均部１５から出力される信号Ｑ_M’(t)は次式で
表される。但し、０≦ｔ≦τであり、ｔ＝０は閉ループ
系にＭ番目のインパルス信号Ｐ_M-1を送出した瞬間を表
す。

【００７７】

【式１３】

【００７８】さらに、Ｍ＋１番目のインパルス信号Ｐ_M
を送出した後に同期加算平均部１６より出力される信号
Ｑ_M+1’(t)は次式で表される。

【００７９】

【式１４】

【００８０】ここで、収束判定部１７においては、同期
加算平均部１６の出力信号Ｑ’(t)を常時監視し、Ｍ＋
１回目の同期加算平均処理により得られる信号Ｑ_M+1’
(t)と前回の同期加算平均処理により得られた信号Ｑ_M’
(t)との差が一定の範囲内に収束したか否かを判定す
る。すなわち、収束判定の規範は次式で与えられる。

【００８１】

【式１５】

【００８２】上式は式１４を用いて次式のように変形で
きる。

【００８３】

【式１６】

【００８４】上式より、式１５の収束条件を満たすため
には、αが十分に小さく（すなわち、同期加算回数Ｍが
十分に大きく）、かつ、同期加算平均部１６の出力信号
Ｑ’(t)が応答信号Ｑ(t)の期待値Ｅ〔Ｑ(t)〕に収束す
る必要があることが分かる。

【００８５】而して、収束判定部１７は、同期加算平均
部１６の出力信号Ｑ’(t)の収束が確認されるまで同期
加算処理を更新し、収束が確認された時点で同期制御部
１５を介して同期加算平均部１６における同期加算処理
を中断させるとともにインパルス信号発生器９からのイ
ンパルス信号｛Ｐ｝の送出を停止させる。なお、同期加
算平均部１６の出力信号Ｑ’(t)は包絡線検波器１１に
入力され、以下、実施形態１と同様の処理により所要の
挿入損失量が算出される。

【００８６】上述のように本実施形態では、収束判定部
１７の判定結果に応じて同期制御部１５が同期加算平均
部１６における同期加算処理の継続／中断を決定してい
るので、同期加算平均部１６の出力信号Ｑ’(t)が一定
値に収束するまでインパルス信号｛Ｐ｝の送出と同期加
算処理とを継続することによって、閉ループ中に周囲騒
音が存在する場合においても、周囲騒音が存在しないと
きと同程度の精度で利得余裕値を推定することが可能と
なる。なお、実施形態３の構成に対して収束判定部１７
を設けても同様の作用効果を奏することができる。

【００８７】（実施形態５）図７は本発明の実施形態５
における挿入損失量調整手段８を示すブロック図であ
り、実施形態４に対してタイマ部１８を設けた点に特徴
がある。

【００８８】タイマ部１８は、インパルス信号発生器９
から最初のインパルス信号Ｐ₀が送出されると同時に同
期制御部１５によってリセットされ、それ以後の経過時
間を測定する。この経過時間を示す信号がタイマ部１８
から同期制御部１５に随時入力されており、同期制御部
１５では、経過時間が所定時間を越えても収束判定部１
７にて同期加算平均部１６の出力信号Ｑ’(t)の収束が
確認されなければ、同期加算平均部１６にリセット信号
を出力して利得余裕推定処理を中断するとともに、イン
パルス信号発生器９からのインパルス信号｛Ｐ｝の送出
を停止させる。而して、インパルス信号｛Ｐ｝の送出中
に閉ループ系が変動し、長時間にわたって同期加算処理
を行ってもその出力信号Ｑ’(t)が収束しないような場
合において、同期加算平均処理を一度リセットすること
により、閉ループ系が変動した後の利得余裕値を速やか
に推定することができる。

【００８９】上述のように本実施形態によれば、利得余
裕値の推定処理中に閉ループ系の特性が変化し、タイマ
部１８により測定される経過時間が所定時間を越えても
同期加算平均部１６の出力信号Ｑ’(t)が収束しない場
合には、一度同期加算処理を中断させてリセットするこ
とで変化後の閉ループ系の利得余裕値の推定処理を速や
かに開始することができる。なお、実施形態３の構成に
対して収束判定部１７とともにタイマ部１８を設けても
同様の作用効果を奏することができる。

【００９０】（実施形態６）図８は本発明の実施形態６
における挿入損失量調整手段８を示すブロック図であ
り、実施形態１に対して自己相関関数算出部１９を設け
た点に特徴がある。

【００９１】自己相関関数算出部１９は、インパルス信
号Ｐ₀…の送出以前に閉ループ中に存在する信号の自己
相関関数を算出するものである。ここで、インパルス信
号Ｐ ₀…の送出以前に閉ループ中に存在する信号をｒ(t)
とし、その自己相関関数をＲ（τ）とすると、この自己
相関関数Ｒ（τ）は次式で表される。

【００９２】

【式１７】

【００９３】ここで、インパルス信号｛Ｐ｝に対する応
答信号｛Ｑ｝は、インパルス信号Ｐ ₀…に対する応答成
分と元々閉ループ中に存在している信号ｒ(t)（雑音成
分）との和で表される。従って、時間シフト量τと、所
定値以上の雑音成分の抑圧量を得るために必要な同期加
算回数Ｎとの関係を事前に調べておき、同期制御部１５
にて、その関係と自己相関関数算出部１９により得られ
る自己相関関数Ｒ（τ）とを照合することにより、同期
加算処理に要する時間Ｔ（＝Ｔ₀＋Ｔ₁＋…＋Ｔ_N- ₁＋
τ）を最小化するためのインパルス信号｛Ｐ｝の送出間
隔Ｔ_n（ｎ＝０，１，…，Ｎ−１）及び同期加算回数Ｎ
を求めることができる。その結果、利得余裕値の推定に
要する時間を短縮することができる。

【００９４】上述のように本実施形態では、閉ループ中
に存在する信号ｒ(t)の自己相関関数Ｒ（τ）を算出す
る自己相関関数算出部１９を挿入損失量調整手段８に設
け、算出された自己相関関数Ｒ（τ）に基づいて同期制
御部１５がインパルス信号発生器９からのインパルス信
号｛Ｐ｝の送出間隔Ｔ_nと同期加算平均部１６における
同期加算回数Ｎを調整するようにしたので、事前に算出
された閉ループ中に存在する信号ｒ(t)の自己相関関数
Ｒ（τ）より、同期加算処理に要する時間Ｔを最小化す
るようにインパルス信号｛Ｐ｝の送出間隔Ｔ_n及び同期
加算回数Ｎを調整することで利得余裕値の推定処理を高
速化することができる。なお、実施形態３の構成に対し
て自己相関関数算出部１９を設けても同様の作用効果を
奏することができる。

【００９５】（実施形態７）図９は本発明の実施形態７
における挿入損失量調整手段８を示すブロック図であ
り、実施形態１に対して騒音レベル推定部２０とインパ
ルス信号送出レベル調整部２１とを設けた点に特徴があ
る。

【００９６】騒音レベル推定部２０は、インパルス信号
｛Ｐ｝の閉ループ系への送出以前に閉ループ中に存在す
る周囲騒音のレベルを推定するものであり、インパルス
信号送出レベル調整部２１は、推定された周囲騒音のレ
ベルに応じてインパルス信号発生器９から出力されるイ
ンパルス信号Ｐ₀…のレベルを調整するものである。す
なわち、本発明に係る利得余裕値の推定処理において
は、閉ループ中の周囲騒音レベルに対するインパルス信
号送出レベルの比（この比をここではＳ／Ｎ比と定義す
る）が利得余裕値の推定精度に影響を及ぼすことから、
閉ループにインパルス信号Ｐ₀…が送出される以前の周
囲騒音レベルを騒音レベル推定部２０で推定し、推定さ
れた周囲騒音レベルに対して上記Ｓ／Ｎ比が所定値以上
となるようにインパルス信号送出レベル調整部２１にて
インパルス信号Ｐ₀…の送出レベルを調整することで、
利得余裕値の推定精度を向上させることができる。

【００９７】上述のように本実施形態では、閉ループ中
に存在する周囲騒音のレベルを推定する騒音レベル推定
部２０と、騒音レベル推定部２０による推定結果に基づ
いてサンプル信号（インパルス信号）の送出レベルを調
整するインパルス信号送出レベル調整部２１とを挿入損
失量調整手段８に設けたので、閉ループ系に送出するイ
ンパルス信号のレベルを周囲騒音レベルに対して充分な
大きさに設定することにより、観測点において高いＳ／
Ｎ比でインパルス信号｛Ｐ｝に対する応答信号｛Ｑ｝を
得ることができ、利得余裕値の推定精度を向上させるこ
とができる。なお、実施形態３の構成に対して騒音レベ
ル推定部２０並びに疑似白色信号の送出レベルを調整す
る手段を設けても同様の作用効果を奏することができ
る。

【００９８】（実施形態８）図１０は本発明の実施形態
８における挿入損失量調整手段８を示すブロック図であ
り、実施形態１に対して騒音レベル推定部２０と同期加
算回数調整部２２とを設けた点に特徴がある。

【００９９】騒音レベル推定部２０は実施形態７と同様
に、インパルス信号｛Ｐ｝の閉ループ系への送出以前に
閉ループ中に存在する周囲騒音のレベルを推定するもの
であり、同期加算回数調整部２２は、推定された周囲騒
音のレベルに応じて同期加算平均部１６における同期加
算回数Ｎを調整するものである。一般に、周囲騒音のレ
ベルが大きい場合に周囲騒音を抑圧するためには同期加
算回数Ｎを大きな値に設定する必要があり、逆に、周囲
騒音のレベルが小さい場合には少ない同期加算回数Ｎで
も周囲騒音を抑圧することができる。

【０１００】而して、このような周囲騒音レベルと同期
加算回数との統計的性質を予め定量的に調べておき、騒
音レベル推定部２０で推定される周囲騒音レベルに対し
て同期加算回数調整部２２により必要最小限の同期加算
回数Ｎを設定することで、同期加算平均に伴う遅延時間
を最小化することができる。

【０１０１】上述のように本実施形態では、閉ループ中
に存在する周囲騒音のレベルを推定する騒音レベル推定
部２０と、騒音レベル推定部２０による推定結果に基づ
いて同期加算平均部１６における同期加算回数Ｎを調整
する同期加算回数調整部２２とを挿入損失量調整手段８
に設けたので、閉ループ系に存在する周囲騒音のレベル
に応じて同期加算回数Ｎを必要最小限に設定することが
できるため、同期加算処理に要する計算時間を最小化す
ることができる。また、１回の利得余裕値の推定処理に
要するサンプル信号（インパルス信号）の送出回数を最
小化することにより、インパルス信号が受話信号に重畳
して聞こえることによる聴覚上の不快感、違和感を軽減
することができる。なお、実施形態３の構成に対して騒
音レベル推定部２０並びに同期加算回数調整部２２を設
けても同様の作用効果を奏することができる。

【０１０２】（実施形態９）図１１は本発明の実施形態
９における挿入損失量調整手段８を示すブロック図であ
り、実施形態１に対して騒音レベル推定部２０、インパ
ルス信号送出レベル調整部２１、同期加算回数調整部２
２並びに周囲騒音抽出部２３を設けた点に特徴がある。
但し、インパルス信号送出レベル調整部２１及び同期加
算回数調整部２２については、少なくとも何れか一方を
設ければよい。また、騒音レベル推定部２０、インパル
ス信号送出レベル調整部２１及び同期加算回数調整部２
２は実施形態７及び実施形態８と共通であるから説明を
省略する。

【０１０３】式１からも明らかなように、閉ループへの
インパルス信号｛Ｐ｝の送出中において観測される応答
信号ｑには、インパルス信号｛Ｐ｝に対する応答成分と
周囲騒音成分（および送受話音声成分）が混在してい
る。そこで、周囲騒音抽出部２３によってこれら複数の
信号成分が重畳された信号から周囲騒音成分のみを抽出
し、抽出した成分から周囲騒音レベルを推定すること
で、インパルス信号｛Ｐ｝の送出後の利得余裕値推定処
理中においても、周囲騒音のレベルに応じて適応的にイ
ンパルス信号送出レベルや、同期加算回数Ｎを調整する
ことができるのである。

【０１０４】周囲騒音抽出部２３は、図１２に示すよう
に同期制御部１５からインパルス信号Ｐ_k（k=0,1,…,N-
1）の送出タイミングに同期した同期信号が入力される
とリセットされるタイマ回路２３ａと、タイマ回路２３
ａにより計測される経過時間ｔ_k（各インパルス信号Ｐ_k
が閉ループ系に送出されてからの経過時間）とインパル
ス信号Ｐ_kに対する閉ループ系の応答時間τとの大小判
定を行う判定部２３ｂと、閉ループ系の応答信号Ｑと判
定部２３ｂの出力信号とを乗算するための乗算器２３ｃ
とを備えて構成される。ここで、乗算器２３ｃの出力信
号は、騒音レベル推定部２０に入力される。判定部２３
ｂは、タイマ回路２３ａで計測される経過時間ｔ_kが応
答時間τよりも大きい（ｔ_k＞τ）と判定した場合には
１を出力し、経過時間ｔ_kが応答時間τよりも小さい
（ｔ_k＜τ）と判定した場合には０を出力するものであ
る。

【０１０５】すなわち、閉ループ系にインパルス信号Ｐ
_kを送出してからの経過時間ｔ_kが応答時間τよりも大き
く且つ送出間隔Ｔ_k+1よりも小さい時間帯（τ＜ｔ_k＜Ｔ
_k+1）においては、応答信号Ｑに含まれるインパルス信
号Ｐ_kに対する応答成分（式１における右辺第１項）は
無視でき、τ＜ｔ_kを満たす時間帯における加算器１０
の出力信号（応答信号）Ｑでは周囲騒音に対する成分
（及び送受話音声信号に対する成分）が支配的となるた
め、上述のように経過時間ｔ_kが応答時間τよりも大き
い（ｔ_k＞τ）場合に応答信号Ｑをそのまま騒音レベル
推定部２０に出力し、経過時間ｔ_kが応答時間τ以下
（ｔ_k＜τ）の場合に騒音レベル推定部２０に信号を出
力しないことによって、周囲騒音抽出部２３にて閉ルー
プへのインパルス信号｛Ｐ｝の送出中に観測される応答
信号ｑより周囲騒音成分を抽出することが可能となる。

【０１０６】そして、その抽出された周囲騒音成分から
騒音レベル推定部２０で周囲騒音のレベルを推定し、そ
の推定値に基づき、インパルス信号送出レベル調整部２
１及び同期加算回数調整部２２の少なくとも何れか一方
でインパルス信号の送出レベル並びに同期加算回数Ｎの
調整（設定）を行う。なお、周囲騒音抽出部２３にて周
囲騒音を抽出していない時間帯（ｔ_k≦τを満たす時間
帯）においては、騒音レベル推定部２０での騒音レベル
の推定処理を停止するのが望ましい。

【０１０７】上述のように本実施形態によれば、閉ルー
プ中に伝送される信号から周囲騒音信号を抽出する周囲
騒音抽出部２３を挿入損失量調整手段８に設けたので、
利得余裕値の推定処理中に閉ループ中の周囲騒音レベル
が変化するような場合においても、これに適応してイン
パルス信号｛Ｐ｝の送出レベル及び同期加算回数Ｎの少
なくとも何れか一方を調整し、周囲騒音のレベルが変動
するような場合においても、これに追従して精度良く利
得余裕値を推定することができる。なお、実施形態３の
構成に対して騒音レベル推定部２０、インパルス信号送
出レベル調整部２１、同期加算回数調整部２２並びに周
囲騒音抽出部２３を設けても同様の作用効果を奏するこ
とができる。

【０１０８】（実施形態１０）ところで、上述の各実施
形態では閉ループ系にサンプル信号（インパルス信号又
はバースト信号）を送出したときの応答信号の包絡線の
傾きを観測することで閉ループの利得余裕値を推定して
いるが、推定可能な利得余裕値には上限が存在する。つ
まり、閉ループ系の利得余裕値が所定の値以上（インパ
ルス信号に対する応答信号の包絡線の傾きが所定値以上
に大きく急峻）である場合には、包絡線の傾きを精度良
く求めることが困難となり、利得余裕値の推定精度も低
下してしまう虞がある。また、そのような傾向は、閉ル
ープ系を伝送するサンプル信号以外の信号（音声信号又
は周囲騒音信号）のレベルが高くなるほど顕著となる。

【０１０９】図１４に示すようにマイク１、第１の増幅
器２、スピーカ３、第２の増幅器４で構成される閉ルー
プ系にインパルス信号を付加したときの応答信号の包絡
線の傾きを、インパルス信号以外の信号（ランダムノイ
ズ）を加算して観測した実験結果を図１５〜図１７に示
す。ここで、図１５は同期加算処理を行わずに２０ｄＢ
のランダムノイズを付加した場合、図１６は同期加算処
理を行って２０ｄＢのランダムノイズを付加した場合、
図１７は同期加算処理を行って４０ｄＢのランダムノイ
ズを付加した場合の各応答信号波形を示しており、各図
における曲線イ〜ハはそれぞれ閉ループ系の利得余裕値
が３ｄＢ、６ｄＢ並びに１０ｄＢの場合を示している。
これらの実験結果から、ランダムノイズ（サンプル信号
以外の信号）のレベルが高くなるほど（すなわち、曲線
イよりも曲線ロ、曲線ロよりも曲線ハ）、包絡線の傾き
を精度良く求めることが困難になることは明らかであ
る。

【０１１０】そこで、上記課題を解決するために本実施
形態では、実施形態１に対して包絡線検波器１１により
検波される包絡線の傾きと所定値との大小関係を判定す
る傾き判定部２６と、受話側の信号経路に挿入され傾き
判定部２６による判定結果に応じて増幅度を可変する利
得余裕調整用増幅器２７とを挿入損失量調整手段８に付
加した点に特徴がある。

【０１１１】図１３は本実施形態における挿入損失量調
整手段８を示すブロック図である。包絡線検波器１１に
て抽出される包絡線成分が傾き判定部２６に入力され、
包絡線成分の傾きが次段の閉ループ利得余裕推定部１２
において系の利得余裕値が精度よく推定可能な範囲か否
かを傾き判定部２６で判定している。また、利得余裕調
整用増幅器２７は第２の増幅器４の前段に挿入されてお
り、傾き判定部２６から与えられる制御信号によって増
幅度が可変されるものである。

【０１１２】而して、傾き判定部２６にて包絡線検波器
１１にて抽出された包絡線成分の傾きを所定値と比較
し、所定値よりも小さい、すなわち推定可能と判定した
場合には上記包絡線成分を閉ループ利得余裕推定部１２
に出力するとともに利得余裕調整用増幅器２７の増幅度
を初期値（＝１）に維持する。

【０１１３】一方、包絡線の傾きが急峻なために、傾き
判定部２６にて包絡線成分の傾きが所定値よりも大き
い、すなわち推定不可能と判定した場合には制御信号を
出力して利得余裕調整用増幅器２７の利得を増大させ
る。例えば、推定可能な上限値をＬ_max〔dB〕としたと
きに０〔dB〕からＬ_max〔dB〕刻みに段階的に増大させ
るようにすればよい。その結果、利得余裕調整用増幅器
２７の利得分だけ系の利得余裕値が減少するから、利得
余裕調整用増幅器２７の増幅度を適当な値に設定すれ
ば、系の利得余裕を閉ループ利得余裕推定部１２におけ
る推定が可能な値とすることができる。また、これ以降
は包絡線検波器１１で抽出される包絡線成分の傾きが小
さくなって傾き判定部２６にて推定可能と判定されるよ
うになり、上記包絡線成分が閉ループ利得余裕推定部１
２に入力されて利得余裕の推定が行われる。

【０１１４】ここで、閉ループ利得余裕推定部１２にて
推定される利得余裕値に利得余裕調整用増幅器２７の増
幅度を乗じた値が実際の系の利得余裕値となるから、こ
の値に基づいて挿入損失量の調整を行う必要がある。

【０１１５】上述のように本実施形態によれば、包絡線
検波器１１により検波される包絡線の傾きと所定値との
大小関係を判定する傾き判定部２６と、受話側の信号経
路に挿入され傾き判定部２６による判定結果に応じて増
幅度を可変する利得余裕調整用増幅器２７とを挿入損失
量調整手段８に具備しているから、閉ループ系の利得余
裕が大きい状態においても利得余裕値を精度よく推定す
ることができる。その結果、閉ループ系の利得余裕値を
常に充分な値に維持可能なように挿入損失量を調整する
ことができる。なお、本実施形態では利得余裕調整用増
幅器２７を送話側の信号経路に挿入しているが受話側の
信号経路に挿入しても同様の作用効果を奏することは言
うまでもない。また、本実施形態では実施形態１の構成
に対して傾き判定部２６及び利得余裕調整用増幅器２７
を付加する構成としているが、実施形態２又は３あるい
は図１８に示す基本構成に対して傾き判定部２６及び利
得余裕調整用増幅器２７を付加する構成としても同様の
作用効果を奏する。

【０１１６】なお、上記実施形態１〜１０における各挿
入損失量調整手段８は、基本構成と同様にマイコンやＤ
ＳＰを用いて実現可能である。また、サンプル信号とし
てインパルス信号を例示したが、バースト信号をサンプ
ル信号に用いてもよいことは言うまでもない。

【０１１７】

【発明の効果】請求項１の発明は、集音した音を送話側
の音声信号として出力するマイクロホンと、マイクロホ
ンからの音声信号を増幅する第１の増幅手段と、受話側
の音声信号に応じて鳴動するスピーカと、スピーカへ出
力される音声信号を増幅する第２の増幅手段と、送話側
及び受話側の少なくとも一方の信号経路に所定量の損失
を挿入する損失挿入手段と、損失挿入手段から挿入され
る損失量を可変制御する制御手段と、信号経路に送出し
たサンプル信号に対する応答信号に応じて、マイクロホ
ン及びスピーカを通じて形成される閉ループにおける利
得余裕を推定するとともに制御手段を介して推定結果に
基づく損失量の調整を行う挿入損失量調整手段とを備
え、挿入損失量調整手段が、信号経路にサンプル信号を
送出するサンプル信号発生器と、音声信号にサンプル信
号を加算する加算器と、サンプル信号に対する応答信号
の包絡線を検波する包絡線検波器と、包絡線検波器の出
力信号に基づいて閉ループにおける利得余裕を推定する
閉ループ利得余裕推定部と、所定の時間間隔でサンプル
信号発生器から信号経路へ複数回にわたってサンプル信
号を送出させるためのタイミング制御を行う同期制御部
と、包絡線検波器の前段に設けられ同期制御部からのタ
イミング情報を受けてサンプル信号に対する応答信号を
同期加算平均処理する同期加算平均部とを具備して成る
ので、スピーカからマイクヘの音響結合や送話側及び受
話側と外部の通話回線との間で２−４線変換を行う必要
がある場合に用いられる２−４線変換手段におけるイン
ピーダンスの不整合による反射が原因となり形成される
閉ループ系に対して、サンプル信号を入力したときに観
測される応答信号の包絡線成分の減衰特性により利得余
裕値を推定し、所望の利得余裕値に対する過不足分を算
出することで挿入損失量を調整するため、ハウリングが
発生するまでの閉ループ系の利得余裕を所望の値に維持
することができ、ハウリングを生じることなく安定した
通話品質を維持することができるとともに、必要以上に
挿入損失量を大きくすることがないため、双方向同時通
話性能の実現可能性が高まるという効果がある。しか
も、同期制御部においてサンプル信号の送出タイミング
を制御し、同期加算平均部でサンプル信号に同期した移
動平均処理を行うとともに、同期加算平均部の出力信号
から包絡線検波器にて包絡線成分を抽出するため、閉ル
ープ中に周囲騒音や音声信号が存在する場合であって
も、これらの影響を軽減して十分な精度で利得余裕値を
推定し、挿入損失量が適切な値に設定可能となって、常
に安定した通話を実現することができるという効果があ
る。特に、本発明は、閉ループ中に存在する周囲騒音が
広い周波数帯域を持ち、自己相関が少ない場合に効果が
大きい。

【０１１８】請求項２の発明は、集音した音を送話側の
音声信号として出力するマイクロホンと、マイクロホン
からの音声信号を増幅する第１の増幅手段と、受話側の
音声信号に応じて鳴動するスピーカと、スピーカへ出力
される音声信号を増幅する第２の増幅手段と、送話側及
び受話側の少なくとも一方の信号経路に所定量の損失を
挿入する損失挿入手段と、損失挿入手段から挿入される
損失量を可変制御する制御手段と、信号経路に送出した
サンプル信号に対する応答信号に応じて、マイクロホン
及びスピーカを通じて形成される閉ループにおける利得
余裕を推定するとともに制御手段を介して推定結果に基
づく損失量の調整を行う挿入損失量調整手段とを備え、
挿入損失量調整手段が、信号経路に周期が有限の疑似白
色信号を挿入する疑似白色信号発生器と、音声信号に疑
似白色信号を加算する加算器と、疑似白色信号と当該疑
似白色信号に対する応答信号の相互相関値を求めるとと
もに求めた相互相関値に基づいて閉ループのインパルス
応答を推定する相互相関演算部と、相互相関演算部によ
り推定された閉ループのインパルス応答信号の包絡線を
検波する包絡線検波器と、包絡線検波器の出力信号に基
づいて閉ループにおける利得余裕を推定する閉ループ利
得余裕推定部とを具備して成るので、スピーカからマイ
クヘの音響結合や送話側及び受話側と外部の通話回線と
の間で２−４線変換を行う必要がある場合に用いられる
２−４線変換手段におけるインピーダンスの不整合によ
る反射が原因となり形成される閉ループ系に対して、周
期が有限の疑似白色信号を入力したときに観測される応
答信号と当該疑似白色信号との相互相関値を求めるとと
もに求めた相互相関値から推定される閉ループ系のイン
パルス応答信号の包絡線成分の減衰特性により利得余裕
値を推定し、所望の利得余裕値に対する過不足分を算出
することで挿入損失量を調整するため、ハウリングが発
生するまでの閉ループ系の利得余裕を所望の値に維持す
ることができ、ハウリングを生じることなく安定した通
話品質を維持することができるとともに、必要以上に挿
入損失量を大きくすることがないため、双方向同時通話
性能の実現可能性が高まるという効果がある。しかも、
利得余裕の推定に疑似白色信号を用いるので、使用者に
聴感上の不快感を与えるのを防止することができるとい
う効果がある。

【０１１９】請求項３の発明は、所定の時間間隔で疑似
白色信号発生器から信号経路へ複数回にわたって疑似白
色信号を送出させるためのタイミング制御を行う同期制
御部と、包絡線検波器の前段に設けられ同期制御部から
のタイミング情報を受けて相互相関演算部により推定さ
れた閉ループのインパルス応答信号を同期加算平均処理
する同期加算平均部とを挿入損失量調整手段が具備して
成るので、同期制御部において疑似白色信号の送出タイ
ミングを制御し、同期加算平均部で疑似白色信号に同期
した移動平均処理を行うとともに、同期加算平均部の出
力信号から包絡線検波器にて包絡線成分を抽出するた
め、閉ループ中に存在する定常的な周囲騒音のレベルが
大きい場合においても周囲騒音による影響を軽減して十
分な精度で利得余裕値を推定し、挿入損失量が適切な値
に設定可能となって、常に安定した通話を実現すること
ができるという効果がある。特に、本発明は、閉ループ
中に存在する周囲騒音が広い周波数帯域を持ち、自己相
関が少ない場合に効果が大きい。

【０１２０】請求項４の発明は、同期加算平均部の出力
信号が一定値に収束したか否かを判定する収束判定部を
挿入損失量調整手段が具備し、収束判定部の判定結果に
応じて同期制御部が同期加算平均部における同期加算処
理の継続／中断を決定して成るので、同期加算平均部の
出力信号が一定値に収束するまでサンプル信号又は疑似
白色信号の送出と同期加算処理とを継続することによっ
て、閉ループ中に周囲騒音が存在する場合においても、
周囲騒音が存在しないときと同程度の精度で利得余裕値
を推定することが可能となるという効果がある。

【０１２１】請求項５の発明は、閉ループ利得余裕推定
部が推定処理を開始してからの経過時間を測定するタイ
マ部を挿入損失量調整手段が具備し、推定処理開始から
所定時間が経過しても同期加算平均部の出力信号が収束
しない場合に同期制御部がサンプル信号発生器によるサ
ンプル信号の送出又は疑似白色信号発生器による疑似白
色信号の送出と同期加算平均部による同期加算処理とを
中断させて成るので、利得余裕値の推定処理中にも閉ル
ープ系の特性が変化する場合においても、一度同期加算
処理を中断させてリセットすることで変化後の閉ループ
系の利得余裕値の推定処理を速やかに開始することがで
きるという効果がある。

【０１２２】請求項６の発明は、閉ループ利得余裕推定
部が推定処理を開始してからの経過時間を測定するタイ
マ部を挿入損失量調整手段が具備し、推定処理開始から
所定時間が経過しても同期加算平均部の出力信号が収束
しない場合に同期制御部がサンプル信号発生器によるサ
ンプル信号の送出及び同期加算平均部による同期加算処
理を中断させて成るので、事前に算出された閉ループ中
に存在する信号の自己相関関数より、同期加算処理に要
する時間を最小化するようにサンプル信号又は疑似白色
信号の送出間隔及び同期加算回数を調整することで利得
余裕値の推定処理を高速化することができるという効果
がある。

【０１２３】請求項７の発明は、閉ループ中に存在する
周囲騒音のレベルを推定する騒音レベル推定部と、騒音
レベル推定部による推定結果に基づいてサンプル信号又
は疑似白色信号の送出レベルを調整する送出レベル調整
部とを挿入損失量調整手段が具備して成るので、閉ルー
プ系に送出するサンプル信号又は疑似白色信号のレベル
を周囲騒音レベルに対して充分な大きさに設定すること
により、観測点において高いＳ／Ｎ比でサンプル信号又
は疑似白色信号に対する応答信号を得ることができ、利
得余裕値の推定精度を向上させることができるという効
果がある。

【０１２４】請求項８の発明は、閉ループ中に存在する
周囲騒音のレベルを推定する騒音レベル推定部と、騒音
レベル推定部による推定結果に基づいて同期加算平均部
における同期加算回数を調整する同期加算回数調整部と
を挿入損失量調整手段が具備して成るので、閉ループ系
に存在する周囲騒音のレベルに応じて同期加算回数を必
要最小限に設定することができるため、同期加算処理に
要する計算時間を最小化することができるという効果が
ある。また、１回の利得余裕値の推定処理に要するサン
プル信号又は疑似白色信号の送出回数を最小化すること
により、サンプル信号又は疑似白色信号が受話信号に重
畳して聞こえることによる聴覚上の不快感、違和感を軽
減することができるという効果がある。

【０１２５】請求項９の発明は、閉ループ中に伝送され
る信号から周囲騒音信号を抽出する周囲騒音抽出部を挿
入損失量調整手段が具備し、抽出された周囲騒音信号か
ら騒音レベル推定部が閉ループ中に存在する周囲騒音の
レベルを推定して成るので、利得余裕値の推定処理中に
閉ループ中の周囲騒音レベルが変化するような場合にお
いても、これに適応してサンプル信号又は疑似白色信号
の送出レベルあるいは同期加算回数を調整するため、周
囲騒音のレベルが変動するような場合においても、これ
に追従して精度良く利得余裕値を推定することができる
という効果がある。

【０１２６】請求項１０の発明は、閉ループ中に伝送さ
れる信号から周囲騒音信号を抽出する周囲騒音抽出部
と、抽出された周囲騒音信号から閉ループ中に存在する
周囲騒音のレベルを推定する騒音レベル推定部と、騒音
レベル推定部による推定結果に基づいてサンプル信号又
は疑似白色信号の送出レベルを調整する送出レベル調整
部と、騒音レベル推定部による推定結果に基づいて同期
加算平均部における同期加算回数を調整する同期加算回
数調整部とを挿入損失量調整手段が具備して成るので、
利得余裕値の推定処理中に閉ループ中の周囲騒音レベル
が変化するような場合においても、これに適応してサン
プル信号又は疑似白色信号の送出レベル及び同期加算回
数を調整するため、周囲騒音のレベルが変動するような
場合においても、これに追従して精度良く利得余裕値を
推定することができるという効果がある。

【０１２７】請求項１１の発明は、包絡線検波器により
検波される包絡線の傾きと所定値との大小関係を判定す
る傾き判定部と、送話側及び受話側の少なくとも一方の
信号経路に挿入され傾き判定部による判定結果に応じて
増幅度を可変する利得余裕調整用増幅器とを挿入損失量
調整手段が具備して成るので、傾き判定部にて包絡線の
傾きが所定値よりも大きいと判定された場合に利得余裕
調整用増幅器の増幅度を上げることによって利得余裕値
が減少するから、閉ループ系の利得余裕値が閉ループ利
得余裕推定部にて推定可能なレベルとなり、その結果、
利得余裕値が大きい状態においても利得余裕値を精度よ
く推定することができため、閉ループ系の利得余裕値を
常に充分な値に維持可能なように挿入損失量を調整する
ことができるという効果がある。

【０１２８】請求項１２の発明は、集音した音を送話側
の音声信号として出力するマイクロホンと、マイクロホ
ンからの音声信号を増幅する第１の増幅手段と、受話側
の音声信号に応じて鳴動するスピーカと、スピーカへ出
力される音声信号を増幅する第２の増幅手段と、送話側
及び受話側の少なくとも一方の信号経路に所定量の損失
を挿入する損失挿入手段と、損失挿入手段から挿入され
る損失量を可変制御する制御手段と、信号経路に送出し
たサンプル信号に対する応答信号に応じて、マイクロホ
ン及びスピーカを通じて形成される閉ループにおける利
得余裕を推定するとともに制御手段を介して推定結果に
基づく損失量の調整を行う挿入損失量調整手段とを備
え、挿入損失量調整手段が、信号経路にサンプル信号を
送出するサンプル信号発生器と、音声信号にサンプル信
号を加算する加算器と、サンプル信号に対する応答信号
の包絡線を検波する包絡線検波器と、包絡線検波器の出
力信号に基づいて閉ループにおける利得余裕を推定する
閉ループ利得余裕推定部と、包絡線検波器により検波さ
れる包絡線の傾きと所定値との大小関係を判定する傾き
判定部と、送話側及び受話側の少なくとも一方の信号経
路に挿入され傾き判定部による判定結果に応じて増幅度
を可変する利得余裕調整用増幅器とを具備して成るの
で、傾き判定部にて包絡線の傾きが所定値よりも大きい
と判定された場合に利得余裕調整用増幅器の増幅度を上
げることによって利得余裕値が減少するから、閉ループ
系の利得余裕値が閉ループ利得余裕推定部にて推定可能
なレベルとなり、その結果、利得余裕値が大きい状態に
おいても利得余裕値を精度よく推定することができた
め、閉ループ系の利得余裕値を常に充分な値に維持可能
なように挿入損失量を調整することができるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１における挿入損失量調整手段を示す
ブロック図である。

【図２】同上における同期制御部並びに同期加算平均部
を示すブロック図である。

【図３】同上の動作を説明するための説明図である。

【図４】実施形態２における挿入損失量調整手段を示す
ブロック図である。

【図５】実施形態３における挿入損失量調整手段を示す
ブロック図である。

【図６】実施形態４における挿入損失量調整手段を示す
ブロック図である。

【図７】実施形態５における挿入損失量調整手段を示す
ブロック図である。

【図８】実施形態６における挿入損失量調整手段を示す
ブロック図である。

【図９】実施形態７における挿入損失量調整手段を示す
ブロック図である。

【図１０】実施形態８における挿入損失量調整手段を示
すブロック図である。

【図１１】実施形態９における挿入損失量調整手段を示
すブロック図である。

【図１２】同上における周囲騒音抽出部を示すブロック
図である。

【図１３】実施形態１０における挿入損失量調整手段を
示すブロック図である。

【図１４】同上の説明図である。

【図１５】同上の説明図である。

【図１６】同上の説明図である。

【図１７】同上の説明図である。

【図１８】（ａ）は本発明の基本構成を示すブロック
図、（ｂ）は同じく挿入損失量調整手段の基本構成を示
すブロック図である。

【図１９】同上における閉ループを説明するための説明
図である。

【符号の説明】

８挿入損失量調整手段９インパルス信号発生器１０加算器１１包絡線検波器１２閉ループ利得余裕推定部１５同期制御部１６同期加算平均部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】集音した音を送話側の音声信号として出
力するマイクロホンと、マイクロホンからの音声信号を
増幅する第１の増幅手段と、受話側の音声信号に応じて
鳴動するスピーカと、スピーカへ出力される音声信号を
増幅する第２の増幅手段と、送話側及び受話側の少なく
とも一方の信号経路に所定量の損失を挿入する損失挿入
手段と、損失挿入手段から挿入される損失量を可変制御
する制御手段と、信号経路に送出したサンプル信号に対
する応答信号に応じて、マイクロホン及びスピーカを通
じて形成される閉ループにおける利得余裕を推定すると
ともに制御手段を介して推定結果に基づく損失量の調整
を行う挿入損失量調整手段とを備え、挿入損失量調整手
段が、信号経路にサンプル信号を送出するサンプル信号
発生器と、音声信号にサンプル信号を加算する加算器
と、サンプル信号に対する応答信号の包絡線を検波する
包絡線検波器と、包絡線検波器の出力信号に基づいて閉
ループにおける利得余裕を推定する閉ループ利得余裕推
定部と、所定の時間間隔でサンプル信号発生器から信号
経路へ複数回にわたってサンプル信号を送出させるため
のタイミング制御を行う同期制御部と、包絡線検波器の
前段に設けられ同期制御部からのタイミング情報を受け
てサンプル信号に対する応答信号を同期加算平均処理す
る同期加算平均部とを具備して成ることを特徴とする拡
声通話機。
【請求項２】集音した音を送話側の音声信号として出
力するマイクロホンと、マイクロホンからの音声信号を
増幅する第１の増幅手段と、受話側の音声信号に応じて
鳴動するスピーカと、スピーカへ出力される音声信号を
増幅する第２の増幅手段と、送話側及び受話側の少なく
とも一方の信号経路に所定量の損失を挿入する損失挿入
手段と、損失挿入手段から挿入される損失量を可変制御
する制御手段と、信号経路に送出したサンプル信号に対
する応答信号に応じて、マイクロホン及びスピーカを通
じて形成される閉ループにおける利得余裕を推定すると
ともに制御手段を介して推定結果に基づく損失量の調整
を行う挿入損失量調整手段とを備え、挿入損失量調整手
段が、信号経路に周期が有限の疑似白色信号を挿入する
疑似白色信号発生器と、音声信号に疑似白色信号を加算
する加算器と、疑似白色信号と当該疑似白色信号に対す
る応答信号の相互相関値を求めるとともに求めた相互相
関値に基づいて閉ループのインパルス応答を推定する相
互相関演算部と、相互相関演算部により推定された閉ル
ープのインパルス応答信号の包絡線を検波する包絡線検
波器と、包絡線検波器の出力信号に基づいて閉ループに
おける利得余裕を推定する閉ループ利得余裕推定部とを
具備して成ることを特徴とする拡声通話機。
【請求項３】所定の時間間隔で疑似白色信号発生器か
ら信号経路へ複数回にわたって疑似白色信号を送出させ
るためのタイミング制御を行う同期制御部と、包絡線検
波器の前段に設けられ同期制御部からのタイミング情報
を受けて相互相関演算部により推定された閉ループのイ
ンパルス応答信号を同期加算平均処理する同期加算平均
部とを挿入損失量調整手段が具備して成ることを特徴と
する請求項２記載の拡声通話機。
【請求項４】同期加算平均部の出力信号が一定値に収
束したか否かを判定する収束判定部を挿入損失量調整手
段が具備し、収束判定部の判定結果に応じて同期制御部
が同期加算平均部における同期加算処理の継続／中断を
決定して成ることを特徴とする請求項１又は３記載の拡
声通話機。
【請求項５】閉ループ利得余裕推定部が推定処理を開
始してからの経過時間を測定するタイマ部を挿入損失量
調整手段が具備し、推定処理開始から所定時間が経過し
ても同期加算平均部の出力信号が収束しない場合に同期
制御部がサンプル信号発生器によるサンプル信号の送出
又は疑似白色信号発生器による疑似白色信号の送出と同
期加算平均部による同期加算処理とを中断させて成るこ
とを特徴とする請求項４記載の拡声通話機。
【請求項６】閉ループ中に存在する信号の自己相関関
数を算出する自己相関関数算出部を挿入損失量調整手段
が具備し、算出された自己相関関数に基づいて同期制御
部がサンプル信号発生器からのサンプル信号又は疑似白
色信号発生器からの疑似白色信号の送出間隔と同期加算
平均部における同期加算回数を調整して成ることを特徴
とする請求項１又は３記載の拡声通話機。
【請求項７】閉ループ中に存在する周囲騒音のレベル
を推定する騒音レベル推定部と、騒音レベル推定部によ
る推定結果に基づいてサンプル信号又は疑似白色信号の
送出レベルを調整する送出レベル調整部とを挿入損失量
調整手段が具備して成ることを特徴とする請求項１又は
３記載の拡声通話機。
【請求項８】閉ループ中に存在する周囲騒音のレベル
を推定する騒音レベル推定部と、騒音レベル推定部によ
る推定結果に基づいて同期加算平均部における同期加算
回数を調整する同期加算回数調整部とを挿入損失量調整
手段が具備して成ることを特徴とする請求項１又は３記
載の拡声通話機。
【請求項９】閉ループ中に伝送される信号から周囲騒
音信号を抽出する周囲騒音抽出部を挿入損失量調整手段
が具備し、抽出された周囲騒音信号から騒音レベル推定
部が閉ループ中に存在する周囲騒音のレベルを推定して
成ることを特徴とする請求項７又は８記載の拡声通話
機。
【請求項１０】閉ループ中に伝送される信号から周囲
騒音信号を抽出する周囲騒音抽出部と、抽出された周囲
騒音信号から閉ループ中に存在する周囲騒音のレベルを
推定する騒音レベル推定部と、騒音レベル推定部による
推定結果に基づいてサンプル信号又は疑似白色信号の送
出レベルを調整する送出レベル調整部と、騒音レベル推
定部による推定結果に基づいて同期加算平均部における
同期加算回数を調整する同期加算回数調整部とを挿入損
失量調整手段が具備して成ることを特徴とする請求項１
又は３記載の拡声通話機。
【請求項１１】包絡線検波器により検波される包絡線
の傾きと所定値との大小関係を判定する傾き判定部と、
送話側及び受話側の少なくとも一方の信号経路に挿入さ
れ傾き判定部による判定結果に応じて増幅度を可変する
利得余裕調整用増幅器とを挿入損失量調整手段が具備し
て成ることを特徴とする請求項２又は３記載の拡声通話
機。
【請求項１２】集音した音を送話側の音声信号として
出力するマイクロホンと、マイクロホンからの音声信号
を増幅する第１の増幅手段と、受話側の音声信号に応じ
て鳴動するスピーカと、スピーカへ出力される音声信号
を増幅する第２の増幅手段と、送話側及び受話側の少な
くとも一方の信号経路に所定量の損失を挿入する損失挿
入手段と、損失挿入手段から挿入される損失量を可変制
御する制御手段と、信号経路に送出したサンプル信号に
対する応答信号に応じて、マイクロホン及びスピーカを
通じて形成される閉ループにおける利得余裕を推定する
とともに制御手段を介して推定結果に基づく損失量の調
整を行う挿入損失量調整手段とを備え、挿入損失量調整
手段が、信号経路にサンプル信号を送出するサンプル信
号発生器と、音声信号にサンプル信号を加算する加算器
と、サンプル信号に対する応答信号の包絡線を検波する
包絡線検波器と、包絡線検波器の出力信号に基づいて閉
ループにおける利得余裕を推定する閉ループ利得余裕推
定部と、包絡線検波器により検波される包絡線の傾きと
所定値との大小関係を判定する傾き判定部と、送話側及
び受話側の少なくとも一方の信号経路に挿入され傾き判
定部による判定結果に応じて増幅度を可変する利得余裕
調整用増幅器とを具備して成ることを特徴とする拡声通
話機。