JPS63155937A - 音声スイツチ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明ハスビーカホン、テレコンファレンスシステム等
の双方向通話装置に使用される、ハウリング防止用の音
声スイッチ回路に関するものである。

従来の技術 近年、スピーカホン、テレコンファレンスシステムの普
及が目ざましく、これ等の装置ではハウリングの防止の
ために音声スイッチ回路が使用されている。

これ等の装置の性能向上のために、誤動作の無い音声ス
イッチ回路が強く要望されている。

以下、図面を参照しながら、従来の音声スイッチ回路に
ついて、第３図、第４図を用いて説明を行う。

第３図は従来の音声スイッチ回路のブロック図を示すも
のである。

第３図において、３１は受話入力信号の入力端子、３２
は受話入力信号を減衰させて受話出力信号としてスピー
カ３３に出力する受話減衰部、３３はスピーカ、３４は
マイクロホン、３５はマイクロホン３４の出力である送
話入力信号を減衰させて送話出力信号として出力端子３
６に出力する送話減衰部、３６は送話出力信号の出力端
子、３７は受話入力信号を整流平滑して受話振幅を求め
る受話振幅計算部、３８は送話入力信号を整流平滑して
送話振幅を求める送話振幅計算部、３９は送話振幅を受
話振幅で除して振幅比を求める除算部、４ｏはこの振幅
比とあらかじめ設定しておいたしきい喧とを比較し、振
幅比がしきい値以上の時は送話と判定し、振幅比がしき
い値以下の時は受話と判定する送受判定部、この送受判
定部４０の判定信号が受話状態の時には、受話減衰部３
２の減衰量は低く、送話減衰部３６の減衰量は高く設定
され、送話状態の時には逆に、受話減衰部３２の減衰量
は高く、送話減衰部３６の減衰量は低く設定される。

以上のように構成された従来の音声スイッチ回路につい
て、以下その動作について説明する。

第４図は第３図の従来例の各部における信号波形を示し
たもので、この図を使用して、第３図の動作説明を行う
。

第４図において４１は第３図の入点の受話入力信号の波
形、４２は第３図のＢ点の送話入力信号の波形、４３は
０点の受話振幅の波形、４４はＤ点の送話振幅の波形、
４５は２点の振幅比の波形、４６は送受判定部４ｏ内部
のしきい値のレベル、４７は２点の判定信号の波形、４
８は受話減衰部３２の減衰量の変化のようす、４９は送
話減衰部３５の減衰量の変化のようすを示したものであ
る。

なお双方向通話において、着目する端末側の話者を近端
話者、相手側の話者を遠端話者と呼び、以後この用語を
用いて説明する。

遠端話者の音声信号である、第４図の受話入力信号４１
が、第３図の受話振幅計算部３７で整流平滑され、第４
図の受話振幅４３となる。一方、この受話入力信号４１
は第３図の受話減衰部３２を通って受話出力信号となり
、スピーカ３３で拡・声される。マイクロホン３４はこ
のスピーカ３３からの反響音とマイクロホン３４に向か
って話している近端話者の音声とを収音して送話入力信
号４２を出力する。この送話入力信号４２は、送話振幅
計算部３８で整流平滑され、送話振幅４４となる。一方
、この送話入力信号４２は送話減衰部３６を通って送話
出力信号となり、出力端子３６から出力される。除算部
３９では送話振幅４３を受話振幅４４で除して振幅比４
５を得る。送受判定部４０ではしきい値４６とこの振幅
比４６を比較し、振幅比がしきい値以上の時は送話１．
以下の時は受話と判定し判定信号４７を受話減衰部３２
と送話減衰部３６に送る。この２つの減衰部の減衰量は
判定信号４７により相反的に制御されており、一方の減
衰量が高くなった時、必ずもう一方の減衰量が低くなる
。

すなわち、受話状態では受話減衰部３２の減衰量が小さ
く、送話減衰部３５の減衰量が大きくなる。送話状態で
は逆に受話減衰部３２の減衰量は大きく、送話減衰部３
５の減衰量は小さくなる。

以上のようにして、受話減衰部３２の減衰量は４８に示
すように、送話減衰部３６の減衰量は４９に示すように
制御される。

このように受話入力信号の振幅と送話入力信号の振幅と
を比較し、振幅の大きい方を減衰させずに出力し、小さ
い方を減衰させて出力する。すなわち、近端話者、遠端
話者の内、より大きな声で話している方の話者音声を優
先して出力する。したがって、ループ利得を下げること
ができ、ノーウリングさせることなく、大音量での通話
が可能となる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような構成では、スピーカ３３と
マイクロホン３４との間の反響路の音響結合が大き過ぎ
る場合に、受話ブロッキングという誤動作を起こす欠点
を存していた。反響路の音響結合が大きい状態で、受話
入力信号が減衰されずにスピーカ３３から拡声されると
、マイクロホン３４に高レベルの反響音が入射する。

その結果、前記振幅比の値が極端に大きくなり、しきい
喧を越えてしまい、遠端話者が話しているにもかかわら
ず、近端話者が話始めたと誤判定してしまう。このため
、受話入力信号に減衰を挿入してしまう。すなわち、遠
端話者音声が切断され、極めて不自然な通話となる。こ
の現象を防ぐには、しきい値をあらかじめ高く設定して
おけばよいが、必要以上に高くすると今度は送話入力信
号すなわち、近端話者音声に対する感度が低下し、話頭
切断が目だち、通話品質が劣化する。

従来の構成ではスピーカ３３からマイクロホン３４まで
の反響路の音響結合の大きさを正確に推定する機能を持
たないため、音響結合の大きさに追従させて、しきい値
を制御することは不可能であった。　・ 本発明は上記問題点に鑑み、スピーカ、マイクロホン間
の反響路の音響結合の大きさに追従してしきい値を制御
できるようにし、マイクロホン、スピーカの位置、部屋
の残響特性が変化しても、受話ブロッキングを起こさず
かつ高精度に送話信号を検出することのできる音声スイ
ッチ回路を提供するものである。

問題点を解決するための手段 この目的を達成するために、本発明の音声スイッチ回路
は、受話時には減衰量が小さく送話時には減衰量が大き
く制御されるところの受話入力信号を減衰させて受話出
力信号とする受話減衰部と、受話時には減衰量が大きく
送話時には減衰量が小さく制御されるところの送話入力
信号を減衰させて送話出力信号とする送話減衰部と、前
記受話入力信号の振幅を求める受話入力振幅計算部と、
前記受話出力信号の振幅を求める受話出力振幅計算部と
、前記送話人力°信号の振幅を求める送話入力振幅計算
部と、前記送話入力信号の振幅を前記受話入力信号の振
幅で除して送受判定用振幅比を求める第一の除算部と、
前記送話入力信号の振幅を前記受話出力信号の振幅で除
して音響結合測定用振幅比を求める第二の除算部と、ピ
ーク・デップを繰シ返して激しく変動する前記音響結合
測定用振幅比のピークの上端をむすんだ、ピークの包絡
線を求めるピークホールド部と、このピークの包絡線の
最小値である最小ピーク値を求めるデツプホールド部と
、この最小ピーク値からしきい値を設定するしきい値計
算部と、このしきい値と前記送受判定用振幅比とを比較
して、前記送受判定用振幅比が前記しきい値より大きい
場合に送話、小さい場合に受話と判定し、判定結果を前
記受話減衰部と前記送話減衰部とに送る送受判定部とか
ら構成されている。

作用 この構成により、常にスピーカからマイクロホンまでの
反響路の音響結合の大きさを測定でき、この測定値に見
合ったしきい値に自動的に設定できる。このため、常に
高感度で誤検出の無い送受判定ができ、ハウリングや話
頭切断の無い双方向通話が可能となる。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
萌する。

第１図において１は受話入力信号の入力端子、２は受話
入力信号を減衰させて受話出力信号とする受話減衰部、
３はスピーカ、４はマイクロホン、５はマイクロホン４
の出力である送話入力信号を減衰させて送話出力信号と
する送話減衰部、６は送話出力信号の出力端子、７は受
話入力信号を整流平滑して受話入力信号の振幅を求める
受話入力振幅計算部、８は受話出力信号を整流平滑して
受話出力信号の振幅を求める受話出力振幅計算部、９は
送話入力信号を整流平滑して送話入力信号の振幅を求め
る送話入力振幅計算部、１０は送話入力信号の振幅を受
話入力信号の振幅で除して送受判定用振幅比を求める第
一の除算部、１１は送話出力信号の振幅を受話入力信号
の振幅で除して音響結合測定用振幅比を求める第二の除
算部、１２はピーク・デップを繰り返して激しく変動す
る前記音響結合測定用振幅比のピークの上端をむすんだ
ピークの包絡線を求めるピークホールド部、１３はこの
ピークの包絡線の最小値である最小ピーク値を求めるデ
ツプホールド部、１４は前記最小振幅比と前記最小ピー
ク値とからしきい値を設定するしきい値計算部、１５は
このしきい喧と前記送受判定用振幅比とを比較して、前
記送受判定用振幅比が前記しきい値より大きい場合に送
話、小さい場合に受話と判定する送受判定部、この送受
判定部１５の判定信号が受話状態の時には、受話減衰部
２の減衰量は低く、送話減衰部５の減衰量は高く設定さ
れ、送話状態の時には逆に、受話減衰部２の減衰量は高
く、送話減衰部５の減衰量は低く設定される。

第２図は第１図の実施例の各部における信号波形を示し
たもので、この図を使用して、第１図の実施例の動作の
説明を行う。

第２図において、２１は第１図のム点の受話人力振幅の
波形、２２は第１図の８点の受話出力振幅の波形、２３
は０点の送話人力振幅の波形、２４はＤ点の送受判定用
振幅比の波形、２６はＥ点の音響結合測定用振幅比の波
形、２５１は２点のピークの包絡線の波形、２５２はＧ
点の最小ピーク値の波形、２６はＨ点のしきい値の波形
、２７は１点の判定信号の波形、２８は受話減衰部２の
減衰量の変化の様子、２９は送話減衰部５の減衰量の変
化の様子を示す。

遠端話者の音声信号である受話入力信号が第１図の受話
入力振幅計算部７で整流平滑され、第２図の受話人力振
幅２１となる。一方、この受話入力信号は第１図の受話
減衰部２ｆ、通って受話出力信号となり、スピーカ３で
拡声される。この受話出力信号が受話出力振幅計算部８
で整流平滑され、第２図の受話出力振幅２２となる。マ
イクロホン４はこのスピーカ３からの反響音とマイクロ
ホン４に向かって話している近端話者の音声とを収音し
て送話入力信号を出力する。この送話入力信号は、送話
入力振幅計算部９で整流平滑され、送話人力振幅２３と
なる。一方、この送話入力信号は送話減衰部５を通って
送話出力信号となり、出力端子６から出力される。第一
の除算部１０では、送話人力振幅２３を受話人力振＠２
２で除して、送受判定用振幅比２６を得る。第二の除算
部９では、送話人力振＠２４を受話出力振幅２３で除し
て、音響結合測定用振幅比２５を得る。

遠端話者だけが話して２り受話状態にある第２図に示す
時刻Ｔ１〜Ｔ２では、この音響結合測定用振幅比２６は
スピーカ、マイクロホンで構成される反響路の音響結合
の大きさを示す。近端話者が話し出した時刻Ｔ３〜で４
では、送話人力振幅２３だけが上昇するため、音響結合
測定用振幅比２６は非常に大きな値となる。したがって
、反響路の音響結合の大きさを求めるにはこの音響結合
測定用振幅比２５の最小値を求めればよいことがわかる
。しかしながら、時刻Ｔ１〜Ｔ２の音響結合測定用振幅
比２６を見ればわかるように、この音響結合測定用振幅
比２５は微細に変動している。

この変動の程度は、反響路の特性によって大きく異なる
。したがって、音響結合測定用振幅比２６の最小値を反
響路の音響結合の大きさとするわけにはいかない。本発
明では以下に述べる方法により、反響路の音響結合強度
を正確に算出している。

まず、ピークホールド部１２で音響結合測定用振幅比２
６のピークの上端をむすんだピークの包絡線２５１を求
める。次にデツプホールド部１３でこのピークの包絡線
２５１の最小値である最小ピーク値２５２を求める。こ
の最小ピーク値２６２を詳細に見ると、最小ピーク値２
５２が反響路の音響結合強度の最大値を表していること
がわかる。

したがって、しきい値計算＠１４では、この最小ピーク
値２５２から次式により、しきい値２６を計算する。

しきい値＝２＊最小ピーク値　　　　・・・・・・（１
）送受判定部１５では、このようにして求めたしきい値
２６と送受判定用振幅比２４を比較して、送受判定用振
幅比がしきい１以上の時は送話、以下の時は受話と判定
し、判定信号２７を受話減衰部２と送話減衰部５に送る
。この２つの減衰部の減資量は相反的に制御されてＰす
、一方の減衰量が高くなった時は、必ずもう一方の減衰
量が低くなる。すなわち、受話状態では受話減衰部２の
減衰量が小さく、送話減衰部６の減衰量が大きくなる。

送話状態では逆に受話減衰部２の減衰量は大きく、送話
減衰部６の減衰量は小さくなる。以上のようにして、受
話減衰部２の減衰量は２８に示すように、送話減衰部６
の減衰量は２９に示すように制御される。

このようにして、音響結合測定用振幅比の値から、反響
路の音響結合強度に見合ったしきい値を自動的に設定す
ることができる。したがって、常に高感度で誤検出の少
ない音声スイッチ動作が可能となる。

発明の効果 本発明は、音響結合測定用振幅比のピークの上端をむす
んだピークの包絡線を求めるピークホールド部と、この
ピークの包絡線の最小値である最小ピーク値を求めるデ
ツプホールド部と、こノ最小ピーク値からしきい値を設
定するしきい値計算部とで、しきい値設定手段を構成し
ており、ピーク・デップを繰り返して激しく変動する前
記音響結合測定用振幅比から反響路の音響結合強度を正
確に求め、これに見合ったしきい値を自動的に設定する
ことができる。

反響路の音響結合強度が大きい場合には、しきい値を高
く、音響結合強度が小さい場合はしきい値を低く、自動
的に設定できるため、常に高感度でμ検出の無い音声ス
イッチ回路が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における音声スイッチ回路の
ブロック図、第２図は第１図の各部における信号の波形
図、第３−は従来の音声スイッチ回路のブロック図、第
４図は第３図の各部における信号の波形図である。 ２・・・・・・受話減衰部、５・・・・・・送話減衰部
、７・・・・・・受話入力振幅計算部、８・・・・・・
受話出力振幅計算部、９・・・・・・送話入力振幅計算
部、１ｏ・・・・・・第一の除算部、１１・・・・・・
第二の除算部、１２・・・・・・ピークホールド部、１
３・・・・・・デツプホールド部、１４・・・・・・し
きい値計算部、１５・・・・・・送受判定部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 帛　３　図 ゝ３５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 受話時には減衰量が小さく送話時には減衰量が大きく制
   御されるところの受話入力信号を減衰させて受話出力信
   号とする受話減衰部と、受話時には減衰量が大きく送話
   時には減衰量が小さく制御されるところの送話入力信号
   を減衰させて送話出力信号とする送話減衰部と、前記受
   話入力信号の振幅を求める受話入力振幅計算部と、前記
   受話出力信号の振幅を求める受話出力振幅計算部と、前
   記送話入力信号の振幅を求める送話入力振幅計算部と、
   前記送話入力信号の振幅を前記受話入力信号の振幅で除
   して送受判定用振幅比を求める第一の除算部と、前記送
   話入力信号の振幅を前記受話出力信号の振幅で除して音
   響結合測定用振幅比を求める第二の除算部と、ピーク・
   デップを繰り返して激しく変動する前記音響結合測定用
   振幅比のピークの上端をむすんだピークの包絡線を求め
   るピークホールド部と、このピークの包絡線の最小値で
   ある最小ピーク値を求めるデップホールド部と、この最
   小ピーク値からしきい値を設定するしきい値計算部と、
   このしきい値と前記送受判定用振幅比とを比較して、前
   記送受判定用振幅比が前記しきい値より大きい場合に送
   話、小さい場合に受話と判定し、判定結果を前記受話減
   衰部と前記送話減衰部とに送る送受判定部とを具備した
   ことを特徴とする音声スイッチ回路。