JP2618137B2 - 音声送受電話装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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。

【０００２】

【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。

【０００３】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。

【０００４】

【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。

【０００５】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。

【０００６】本発明は、上述の諸欠点の克服を目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、デジタル音声
データを送受するためのデジタルハンドフリー電話機で
あって、送受話入力及び送受話出力のそれぞれを介して
デジタル音声信号の送話チャネル及び受話チャネルに接
続されているデジタルデータを処理するためのマイクロ
コントローラと、アナログ音声データをデジタル音声デ
ータへ変換しかつこの逆変換を行うための符号化−濾波
−複号回路と、増幅器によって符号化−濾波−複号回路
に接続されているマイクロホン及びスピーカとを備えて
おり、前記マイクロコントローラが、送話チャネル及び
受話チャネルに同時に存在する信号から得られた所定数
の連続するデジタル音声サンプルの平均値を連続的に確
立し、かつ送話チャネル及び受話チャネルのいずれのチ
ャネルにおいて減衰を伴わない伝送を実現または継続す
るべきか、そしてこれに対応していずれのチャネルにお
いて減衰を生起させるべきであるかを推断する計算手段
を含み、前記計算手段が、伝送チャネルが減衰されない
領域と受話チャネルが減衰されない領域との間に含まれ
たヒステリシス領域を含む３つの領域に関して、送話チ
ャネル及び受話チャネルの平均値（Ｅｍｏｙ、Ｒｍｏ
ｙ）を表す点のカルテシアン座標上での位置を決定し、
各々のチャネルの減衰がマイクロコントローラ内でのそ
れぞれの減衰値及び非減衰値のテーブルの関数として確
立されるデジタル音声データを送受するためのデジタル
ハンドフリー電話機を提供する。

【０００８】

【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。

【０００９】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ＲＯＭ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。

【００１０】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つの単方向性デジタ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。

【００１１】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Ｃ
ＯＦＩＤＥＣ［コーフィデック、ＣＯｄｉｎｇ−ＦＩｌ
ｔｅｒｉｎｇ−ＤＥＣｏｄｉｎｇ（符号化−濾波−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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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３６ｄ
Ｂである。

【００２０】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。

【００２１】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、ＣＯ
ＦＩＤＥＣ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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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ＮＭ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Ｍ
Ｐ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Ｎ
Ｍ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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】図中、ほぼ直線状の２つの曲線１８及び１
９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。

【００２８】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、受話から送話への遷移
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。

【００２９】更に、小さい平均値の領域では２つのしき
い値Ｓｅ及びＳｒ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。

【００３０】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。

【００３１】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）。

【００３２】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３６
ｄＢの）減衰が起こる。

【００３３】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。ＣＯＦ
ＩＤＥＣ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ＣＯ
ＦＩＤＥＣ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ＣＯＦＩＤＥＣ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３６
ｄＢ減衰した値に対応する符号である。

【００３４】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４Ｒ
ｍｏｙ＋５が変数Ｅｍｏｙの値より小さければ送話モー
ドへ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。

【００３５】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“２Ｅｍｏｙ”によって、また値“４Ｒｍｏｙ＋
５”は“６Ｒｍｏｙ”によって置き換えられる。

【００３６】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。

【００３７】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 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 (56)参考文献 特開 昭63−105552（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−21846（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 デジタル音声データを送受するためのデ
   ジタルハンドフリー電話機であって、 送受話入力及び送受話出力のそれぞれを介してデジタル
   音声信号の送話チャネル及び受話チャネルに接続されて
   いるデジタルデータを処理するためのマイクロコントロ
   ーラと、 アナログ音声データをデジタル音声データへ変換しかつ
   この逆変換を行うための符号化−濾波−複号回路と、 増幅器によって符号化−濾波−複号回路に接続されてい
   るマイクロホン及びスピーカとを備えており、 前記マイクロコントローラが、送話チャネル及び受話チ
   ャネルに同時に存在する信号から得られた所定数の連続
   するデジタル音声サンプルの平均値を連続的に確立し、
   かつ送話チャネル及び受話チャネルのいずれのチャネル
   において減衰を伴わない伝送を実現または継続するべき
   か、そしてこれに対応していずれのチャネルにおいて減
   衰を生起させるべきであるかを推断する計算手段を含
   み、 前記計算手段が、伝送チャネルが減衰されない領域と受
   話チャネルが減衰されない領域との間に含まれたヒステ
   リシス領域を含む３つの領域に関して、送話チャネル及
   び受話チャネルの平均値（Ｅｍｏｙ、Ｒｍｏｙ）を表す
   点のカルテシアン座標上での位置を決定し、各々のチャ
   ネルの減衰がマイクロコントローラ内でのそれぞれの減
   衰値及び非減衰値のテーブルの関数として確立されるデ
   ジタル音声データを送受するためのデジタルハンドフリ
   ー電話機。
2. 【請求項２】 計算手段が、第１のしきい値と第２のし
   きい値（Ｓｅ，Ｓｒ）によって規定された低レベル平均
   値の領域内の平均値（Ｅｍｏｙ、Ｒｍｏｙ）を表す点の
   位置を決定し、更に計算手段が、 前記平均値を表す点がこの低レベル平均値の領域内にあ
   り、受話平均値（Ｒｍｏｙ）が送話平均値（Ｅｍｏｙ）
   の２倍に１を加えた値より大きい場合には、送話チャネ
   ルで減衰を生起させ、かつ受話チャネルでは減衰を生起
   させず、 平均値を表す点が低レベル平均値の領域内にあり、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り、
   この送話平均値が受話平均値の４倍に５を加えた値より
   も小さい場合には、受話チャネルで減衰を生起させ、か
   つ送話チャネルでは減衰を生起させず、 平均値を表す点が低レベル平均値の領域内にあり、受話
   平均値が送話平均値の２倍に１を加えた値よりも小さ
   く、送話平均値が受話平均値の４倍に５を加えた値より
   も大きい場合には、送話チャネル及び受話チャネルのい
   ずれにおいても変更を行わない、 ことを決定する請求項１に記載のデジタルハンドフリー
   電話機。
3. 【請求項３】 計算手段が、前記第１のしきい値と前記
   第２のしきい値（Ｓｅ，Ｓｒ）によって規定された低レ
   ベル平均値の領域外の平均値（Ｅｍｏｙ，Ｒｍｏｙ）を
   表す点の位置を決定し、更に計算手段が、 平均値を表す点が低レベル平均値の領域外にあり、受話
   平均値が送話平均値の２倍よりも大きい場合には、送話
   チャネルで減衰を生起させ、かつ受話チャネルでは減衰
   を生起させず、 平均値を表す点が低レベル平均値の領域外にあり、受話
   平均値が送話平均値の２倍以下であり、送話平均値が受
   話平均値の６倍よりも小さい場合には、受話チャネルで
   減衰を生起させ、かつ送話チャネルでは減衰を生起させ
   ず、 平均値を表す点が低レベル平均値の領域外にあり、受話
   平均値が送話平均値の２倍以下であり、この送話平均値
   が受話平均値の６倍よりも大きい場合には、送話チャネ
   ル及び受話チャネルのいずれにおいても変更を行わな
   い、 ことを決定する請求項２に記載のデジタルハンドフリー
   電話機。