JPS63212250A - 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、テレコンフルワンスシステム等
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、３６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値とを比較し、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４ｏ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Ｘ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Ｘ点の振幅比の波形、４６は送受判定部４０内
部のしきい値のレベル、４フは２点の判定信号の波形、
４８は受話減衰部３２の減衰量の変化の様子、４９は送
話減衰部３６の減衰量の変化の様子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３５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３
９では送話振幅４３を受話振幅４４で除して振幅比４６
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、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３５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３２の減衰量が小さ
く、送話減衰部３６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
６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。

こめ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、ハ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との間の反響路の結合強度が大き過ぎ
る場合に、受話ブロッキングという誤動作を起こす欠点
を有していた。反響路の結合強度が大きい状態で、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
値を越えてしまい、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
切断が目たち、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
の反響路の結合強度を正確に推定する機能を持たないた
め、結合強度の値に追従させて、しきい値を制御するこ
とは不可能であった。

さらに、従来の構成では、近端話者と遠端話者が同時に
話した場合、声の小さい方の話者音声が過度に減衰させ
られ、この話者の音声が全く相手側に伝わらないと言う
欠点を有していた。これを改善するためには、受話減衰
部３２、送話減衰部３６に挿入する減衰量をハウリング
を生じない範囲内で、できる限り小さな値とすればよい
。スピーカ３３とマイクロホン３４の間の反響路の結合
強度が小さい場合には減衰量を小さくしてもハウリング
の恐れは無く、同時通話性を改善することができる。し
かしながら反響路の結合強度の小さい時を想定して減衰
量を設定したのではスピーカ、マイクロホンが移動して
結合強度が大きくなった時にハウリングを生じてしまう
。したがって、ハウリングを生じさせないためには、反
響路の結合強度の最も大きい時を想定して減衰量を設定
しなければならない。以上の理由により、従来の構成で
は減衰量を小さく設定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
の反響路の結合強度の大きさに追従してしきい値、及び
、減衰量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
ングや話頭切断が無く、ハウリングを起こさず、同時通
話性にも優れた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
て反響結合測定用振幅比を求める第二の除算部と、ピー
ク・ディップを繰り返して激しく変動する前記反響結合
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ィップホールド部と
、前記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、前記最小ピーク値から、前記受話減衰部の出力
端と前記送話減衰部の入力端との間に形成される反響路
の結合強度を推定する反響結合強度推定部と、前記しき
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する送受判定部と、この判定結果と
前記反響路の推定結合強度とから前記受話減衰部と前記
送話減衰部の減衰量を計算し制御する減衰量制御部とか
ら構成されている。

作用 この構成により、スピーカからマイクロホンまでの反響
路の結合強度を常時測定することができ、この測定値に
見合ったしきい値、及び、減衰量に自動的に設定する。

このため、受話ブロッキングや話頭切断が無く、ハウリ
ングに強く、同時通話性にも優れた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
明する。

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、６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、１ｏ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
号の振幅で除して反響結合測定用振幅比を求める第二の
除算部、１２はピーク・ディップを繰り返して激しく変
動する前記反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
るディップホールド部、１４は前記最小ピーク値からし
きい値を設定するしきい値計算部、１６は前記最小ピー
ク値から反響路の結合強度を推定する反響結合強度推定
部、１６は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する送受判定部
、１７はこの判定結果と前記反響路の推定結合強度とか
ら受話減衰部２と送話減衰部６の減衰量を計算し制御す
る減衰量制御部で、送受判定部１６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
６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Ｂ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、２５はＥ点の反響結合測定用振幅比の波
形、２６１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６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２を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６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を受話人力振幅２２
で除して、送受判定用振幅比２６を得る。第二の除算部
１１では、送話人力振幅２４を受話出力振幅２３で除し
て、反響結合測定用振幅比２６を得る。

遠端話者だけが話しており受話状態にある第２図に示す
時刻Ｔ１〜Ｔ２では、この反響結合測定用振幅比２６は
スピーカ３、マイクロホン４で構成される反響路の結合
強度の値を示す。近端話者が話し出した時刻Ｔ３〜Ｔ４
では、送話人力振幅２３だけが上昇するため、反響結合
測定用振幅比２５は非常に大きな値となる。したがって
、反響路の結合強度を求めるにはこの反響結合測定用振
幅比２６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の反響結合測定用振幅比
２５を見ればわかるように、この反響結合測定用振幅比
２６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、反響結合測定用振幅比２６の最小値を反響
路の結合強度の値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で反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２６１を求
める。次にディップホールド部１３でこのピークの包絡
線２６１の最小値である最小ピーク値２６２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
２Ｆ５２が反響路の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、しきい値計算部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）まだ、反響結合強度推定部１６では、最小ピーク値
２６２から次式により、反響路の推定結合強度を計算す
る。

反響路の推定結合強度＝最小ピーク値／２・・・（２）
送受判定部１６では、このようにして求めたしきい値２
６と送受判定用振幅比２４を比較して、送受判定用振幅
比がしきい値以上の時は送話、以下の時は受話と判定し
、判定信号２７を減衰量制御部１７に送る。減衰量制御
部１７では、この判定信号２７と反響路の推定結合強度
から受話減衰部２と送話減衰部６の減衰量を計算し制御
する。

この２つの減衰部の減衰量は相反的に制御されており、
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５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、送話痴
衰部６の減衰量は小さくなる。この２つの減衰部の減衰
量の総和は前記反響路の推定結合強度が一定であれば常
に一定となるよう相反的に制御されている。減衰量の総
和値は、反響路の推定結合強度が大きい場合には大きく
、小さい場合には小さくなり、常にハウリングを防止す
るに必要最小限の減衰量に制御されている。

以上のようにして、受話減衰部２の減衰量は２Ｂに示す
ように、送話減衰部５の減衰量は２９に示すように制御
される。

このようにして、反響結合測定用振幅比の値から、反響
路の結合強度を推定する。この値に見合ったしきい値、
及び、減衰量に自動的に設定する。

したがって、受話ブロッキングや話頭切断の無い、ハウ
リングに強い、同時通話性にも優れた音声スイッチ動作
が可能となる。

発明の効果 本発明は、反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
ィップホールド部と、前記最小ピーク値からしきい値や
反響路の結合強度を求めるしきい値計算部と１反響路合
強度推定部とで、ピーク・ディップを繰り返して激しく
変動する前記反響結合測定用振幅比から反響路の結合強
度を正確に推定し、これに見合ったしきい値や減衰量に
自動的に設定することができる。

したがって、受話ブロッキングや話頭切断が無く、ハウ
リングに強く、同時通話性にも優れた音声スイッチ動作
が可能となる。

【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図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、６・・・・・・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・・・・・・ディップホールド部、１４・・・・・・
しきい値計算部、１５・・・・・・反響結合強度推定部
、１６・・・・・・送受判定部、１７・・・・・・減衰
量制御部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 萬３図

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反
   響結合測定用振幅比を求める第二の除算部と、ピーク・
   ディップを繰り返して激しく変動する前記反響結合測定
   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ィップホールド部と、前
   記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、前記最小ピーク値から、前記受話減衰部の出力端と
   前記送話減衰部の入力端までの間に形成される反響路の
   結合強度を推定する反響結合強度推定部と、前記しきい
   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
   場合に受話と判定する送受判定部と、この判定結果と前
   記反響路の推定結合強度とから前記受話減衰部と前記送
   話減衰部の減衰量を計算し制御する減衰量制御部とを具
   備したことを特徴とする音声スイッチ回路。