JP3220979B2 - 音声スイッチ - Google Patents

音声スイッチ

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JP3220979B2
JP3220979B2 JP01512298A JP1512298A JP3220979B2 JP 3220979 B2 JP3220979 B2 JP 3220979B2 JP 01512298 A JP01512298 A JP 01512298A JP 1512298 A JP1512298 A JP 1512298A JP 3220979 B2 JP3220979 B2 JP 3220979B2
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M9/00—Arrangements for interconnection not involving centralised switching
    • H04M9/08—Two-way loud-speaking telephone systems with means for conditioning the signal, e.g. for suppressing echoes for one or both directions of traffic
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    • H04M9/10—Two-way loud-speaking telephone systems with means for conditioning the signal, e.g. for suppressing echoes for one or both directions of traffic with switching of direction of transmission by voice frequency

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  • Signal Processing (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Interconnected Communication Systems, Intercoms, And Interphones (AREA)
  • Telephone Function (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、たとえば、テレ
ビ会議システムやハンズフリー通話装置などに適用し
て、スピーカ出力音声がマイクロフォンへ回り込んでマ
イク入力になる間に遅延しても適切にスイッチングして
通話品質を向上できるようにした音声スイッチに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の電子会議システムなどに用いるこ
の種の音声スイッチは、たとえば、特開平０１ー２４５
６６１号公報には、送信信号のレベルと受信信号のレベ
ルとを比較して、レベル差が所定以上のときには、レベ
ルの低い方の信号を減衰し、送信信号のレベルが受信信
号のレベルよりも大きいときには、エコーキャンセラに
よる推定インパルス応答の修正を禁止するハウリング抑
圧装置が開示されている。
【０００３】また、テレビ会議システムの音声系におい
て、送話入力レベルがエコーキャンセラのエコー消去量
によて変化して誤動作するのを解消するために、特開平
０５ー２５３００１号公報には、エコーキャンセラの前
段から送話信号の入力レベルが送話入力レベル検出器に
より検出し、受信信号のレベルを受話入力レベル検出器
により検出し、送話入力レベル検出器の検出出力と、受
話入力レベル検出器の検出出力とを比較器で比較して、
比較の結果に応じて送話信号減衰器または受話信号減衰
器の減衰量を調整することが開示されている。
【０００４】さらに、特開平０４ー２２２４９号公報に
は、マイクロフォンの出力を第１の可変減衰器で減衰さ
せて、第１の可変減衰器の出力を回線に送出し、回線か
らの受話音を第２の可変減衰器で減衰させてスピーカに
供給し、回線側の経路のエコーが打ち消された受話音声
によって第１および第２の可変減衰器の減衰量を制御す
るようにすることが開示されている。
【０００５】しかし、これらの各公報に開示されている
技術思想は、いずれもハウリングを抑圧するものであ
り、ここで、従来の音声スイッチの従来例について具体
的に図面にしたがって説明すると、図８は従来のこの種
音声スイッチの構成を示すブロック図である。この図８
において、通信回線側からの受話音声信号を受話側減衰
部１０１と制御部１０３に入力するようにしており、マ
イロフォン１０５で集音されたマイク入力音声信号は制
御部１０３と送話側減衰部１０２に入力するようにして
いる。
【０００６】制御部１０３は受話側減衰部１０１と送話
側減衰部１０２との減衰量の制御を行うものでり、この
制御により受話側減衰部１０１は受話音声信号を減衰さ
せてスピーカ１０４から音声を発生するようにしてい
る。スピーカ１０４は、受話音声を室内に拡声する。ま
た、送話側減衰部１０２はマイクロフォン１０５から入
力されたマイク入力音声信号を減衰させて、送話音声信
号を通信回線側に出力するようにしている。
【０００７】次に、図８の従来の音声スイッチの動作に
ついて説明する。制御部８は受話音声信号とマイクロフ
ォン１０５からのマイク入力音声信号のレベルを比較し
て、レベルが小さい方の信号をより減衰させるように受
話音声減衰部１０１および送話側減衰部１０２を制御す
る。たとえば、遠端話者が発声し、受話音声信号が受信
され、マイク入力音声信号が無音であるときを考える。
【０００８】受話音声信号は受話側減衰部１０１を介し
てスピーカ１０４より室内に拡声される。スピーカ１０
４からの音声信号は回り込んでマイクロフォン１０５よ
り再び入力される。スピーカ１０４からマイクロフォン
１０５に回り込む音響結合の利得が受話側減衰部１０１
の利得よりも小さいとき、制御部１０３において、受話
側入力レベルに対して送話側入力レベルが小さいと判定
され、送話側減衰部１０２の減衰量を大きくするように
制御する。次に、近端話者が発声し、マイク入力音声信
号が存在し、受話音声信号が無音であるときを考える。
【０００９】マイク入力音声信号は送話側減衰部１０２
を介して送信される。送出された送話音声信号は遠端側
のスピーカ１０４とマイクロフォン１０５の音響結合を
介して、受話音声信号として戻ってくる。スピーカ１０
４とマイクロフォン１０５の音響結合の利得が受話側減
衰部１０１の利得より小さいときは、制御部１０３にお
いて、送話側入力レベルに対して受話側入力レベルが小
さいと判定され、受話側減衰部１０１の減衰量を大きく
するように制御する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図８に示した
ような従来の音声スイッチでは、通信回線側に遅延が存
在する場合、たとえば、音声符号化などの処理が挿入さ
れている場合、あるいはスピーカ出力音声がマイクロフ
ォンへ回り込んでマイク入力になる間に遅延が存在する
場合、たとえば、スピーカ出力前段やマイクロフォン入
力後段に信号バファアが挿入されている場合、制御部１
０３が減衰量を決定するために参照する信号と減衰対象
となる信号との間にタイミングずれが生じるために、適
切なスイッチングを行なうことができず、会話品質を劣
化させることになる。
【００１１】この発明は、上記従来の課題を解決するた
めになされたもので、通信回線やスピーカ出力音声信号
がマイクロフォンへ回り込んでマイク入力音声信号にな
る間に遅延が存在する場合でも、適切にスイッチングし
て通話品質を向上することができる音声スイッチを提供
することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の音声スイッチは、マイク入力音声信号を
減衰して送話音声信号を出力する送話側減衰部と、受話
音声信号を減衰してスピーカにスピーカ出力音声信号と
して出力する受話側減衰部と、前記マイク入力音声信号
のレベルと前記スピーカ出力音声信号のレベルとを比較
してそのレベル差に応じて前記送話側減衰部の減衰量を
制御する送話側制御部と、前記送話音声信号のレベルと
前記受話音声信号のレベルとを比較してそのレベル差に
応じて前記受話側減衰部の減衰量を制御する受話側制御
部とを備え、前記受話側制御部は、前記送話音声信号が
通信回線を通して受話音声信号となって戻ってくるまで
の遅延時間に相当する遅延時間を前記送話音声信号に与
える送話側信号遅延バッファと、前記送話側信号遅延バ
ッファから出力される送話音声信号のパワーを推定する
送話側信号パワー推定部と、前記受話音声信号のパワー
を推定する受話側信号パワー推定部と、前記送話側信号
パワー推定部で推定された前記送話音声信号のパワー値
と前記受話側信号パワー推定部で推定された受話音声信
号のパワー値との比を算出して出力する第１の比較器
と、前記第１の比較器の出力により前記受話側減衰部の
減衰量を算出して前記受話側減衰部に出力する第１の減
衰量算出部とを有し、前記送話側制御部は、前記マイク
入力音声信号のパワーを推定するマイク入力パワー推定
部と、前記スピーカから出力される音声が前記マイクロ
フォンと音響結合されて前記マイク入力音声信号となる
までの遅延時間に相当する遅延時間を前記スピーカ出力
音声信号に与えるスピーカ出力信号遅延バッファと、前
記スピーカ出力信号遅延バッファから出力される前記ス
ピーカ出力音声信号のパワーを推定する第１のスピーカ
出力パワー推定部と、前記マイク入力パワー推定部で推
定された前記マイク入力音声信号のパワー値と、前記第
１のスピーカ出力パワー推定部で推定された前記スピー
カ出力音声信号のパワー値との比を算出して出力する第
２の比較器と、前記第２の比較器の出力により前記送話
側減衰部の減衰量を算出して前記送話側減衰部に出力す
る第２の減衰量算出部とを有することを特徴とする。こ
の発明によれば、受信系では、受話側制御部は受話音声
信号と、送話音声信号とを入力して受話側減衰部の減衰
量を制御する。前記送話音声信号には、それが通信回線
を通して受話音声信号となって戻ってくるまでの遅延時
間に相当する遅延時間が与えられる。前記減衰量にした
がって受話側減衰部は受話音声信号を減衰させてスピー
カ出力音声信号としてスピーカを駆動して音声を拡声す
る。送信系では、送話側制御部はマイク入力音声信号と
スピーカ出力音声信号とを入力して送話側減衰部の減衰
量を制御する。前記スピーカ出力音声信号には、前記ス
ピーカから出力される音声が前記マイクロフォンと音響
結合されて前記マイク入力音声信号となるまでの遅延時
間に相当する遅延時間が与えられる。前記減衰量にした
がって送話側減衰部はマイク入力音声信号を減衰させて
送話音声信号を送信する。
【００１３】また、この発明の音声スイッチは、マイク
入力音声信号とスピーカ出力音声信号を入力して残留エ
コー信号を出力する音響エコーキャンセラと、前記音響
エコーキャンセラから出力された前記残留エコー信号を
減衰して送話音声信号を出力する送話側減衰部と、受話
音声信号を減衰してスピーカにスピーカ出力音声信号と
して出力する受話側減衰部と、前記残留エコー信号のレ
ベルと前記スピーカ出力音声信号のレベルとを比較して
そのレベル差に応じて前記送話側減衰部の減衰量を制御
する送話側制御部と、前記残留エコー信号のレベルと前
記受話音声信号のレベルとを比較してそのレベル差に応
じて前記受話側減衰部の減衰量を制御する受話側制御部
とを備え、前記受話側制御部は、前記送話音声信号が通
信回線を通して受話音声信号となって戻ってくるまでの
遅延時間に相当する遅延時間を前記送話音声信号に与え
る送話側信号遅延バッファと、前記送話側信号遅延バッ
ファから出力される送話音声信号のパワーを推定する送
話側信号パワー推定部と、前記受話音声信号のパワーを
推定する受話側信号パワー推定部と、前記送話側信号パ
ワー推定部で推定された前記送話音声信号のパワー値と
前記受話側信号パワー推定部で推定された受話音声信号
のパワー値との比を算出して出力する第１の比較器と、
前記第１の比較器の出力により前記受話側減衰部の減衰
量を算出して前記受話側減衰部に出力する第１の減衰量
算出部とを有し、前記音響エコーキャンセラは、適応フ
ィルタと、減算器とを有し、前記適応フィルタは、前記
スピーカから出力される音声が前記マイクロフォンと音
響結合されて前記マイク入力音声信号となるまでの遅延
時間に相当する遅延時間を前記スピーカ出力音声信号に
与えるとともに、前記スピーカ出力音声信号と前記減算
器から入力される前記残留エコー信号とに基づいて行な
った演算結果を前記減算器に入力するように構成され、
前記減算器は、該減算器に入力された前記マイク入力音
声信号から前記演算結果を減算することで前記残留エコ
ー信号を出力するように構成され、前記送話側制御部
は、前記残留エコー信号のパワーを推定する残留エコー
パワー推定部と、前記スピーカ出力信号遅延バッファか
ら出力される前記スピーカ出力音声信号のパワーを推定
するスピーカ出力パワー推定部と、前記残留エコーパワ
ー推定部で推定された前記残留エコー信号のパワーのパ
ワー値と、前記スピーカ出力パワー推定部で推定された
前記スピーカ出力音声信号のパワー値との比を算出して
出力する第２の比較器と、前記第２の比較器の出力によ
り前記送話側減衰部の減衰量を算出して前記送話側減衰
部に出力する第２の減衰量算出部とを有することを特徴
とする。この発明によれば、受信系では、受話側制御部
は受話音声信号と、送話音声信号とを入力して受話側減
衰部の減衰量を制御する。前記送話音声信号には、それ
が通信回線を通して受話音声信号となって戻ってくるま
での遅延時間に相当する遅延時間が与えられる。前記減
衰量にしたがって受話側減衰部は受話音声信号を減衰さ
せてスピーカ出力音声信号としてスピーカを駆動して音
声を拡声する。送信系では、マイク入力音声信号が音響
エコーキャンセラに入力されて残留エコー信号として出
力される。送話側制御部は残留エコー信号とスピーカ出
力音声信号とを入力して送話側減衰部の減衰量を制御す
る。前記スピーカ出力音声信号には、前記スピーカから
出力される音声が前記マイクロフォンと音響結合されて
前記マイク入力音声信号となるまでの遅延時間に相当す
る遅延時間が与えられる。前記減衰量にしたがって送話
側減衰部は残留エコー信号を減衰させて送話音声信号を
送信する。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、この発明の音声スイッチの
実施の形態について図面に基づき説明する。図１はこの
発明の第１の実施の形態の構成を示すブロック図であ
る。この図１において、図示しない通信回線から送信さ
れてくる受話音声信号Ａは受話側減衰部１と受話側制御
部３ａに入力されるようになっている。受話側制御部３
ａには送話側減衰部２で減衰された送話音声信号Ｄも入
力されるようになっている。送話側音声信号Ｄは図示し
ない通信回線に送信されるようになっている。
【００１５】受話側制御部３ａは、受話音声信号Ａと送
話音声信号Ｄとを入力して受話音声信号Ａのレベルと送
話音声信号Ｄのレベルとを比較し、その差に応じて受話
側減衰部１の減衰量を制御するようにしている。受話側
減衰部１は受話音声信号Ａを減衰してスピーカ出力音声
信号Ｂをスピーカ４と送話側制御部３ｂに送出するよう
にしている。また、スピーカ４からの回り込み音声と近
端話者の音声信号とがマイクロフォン５で集音されたマ
イク入力音声信号は送話側減衰部２と送話側制御部３ｂ
に入力されるようになっている。
【００１６】送話側制御部３ｂはマイク入力音声信号Ｃ
のレベルとスピーカ出力音声信号Ｂのレベルとを比較
し、その差に応じて送話側減衰部２の減衰量を制御する
ようになっている。送話側減衰部２で減衰された送話音
声信号Ｄは通信回線に伝送されるようになっている。
【００１７】次に、受話側制御部３ａと送話側制御部３
ｂの詳細な構成について説明する。まず、受話側制御部
３ａから述べることにする。図２はこの発明の第１の実
施の形態における受話側制御部３ａの内部構成を示すブ
ロック図である。この図２において、受話音声信号Ａが
受話側信号パワー推定部３２に入力されるようになって
いる。また、送話音声信号Ｄが送話側信号遅延バッファ
３４に入力されるようになっており、この送話側信号遅
延バッファ３４の出力が送話側信号パワー推定部３３に
入力されるようになっている。
【００１８】受話側信号パワー推定部３２の出力と、送
話側信号パワー推定部３３の出力は比較器３１に入力さ
れ、その両入力が比較されるようになっている。比較器
３１の出力は減衰量算出部３０に出力され、減衰量算出
部３０の出力が図１の受話側減衰部１に受話側減衰量Ｆ
として出力するようになっている。前記受話側パワー推
定部３２は図示しない通信回線（図１の左側方向とな
る）を通したスピーカとマイクロフォンに対応する遠端
話者の音声信号パワーを推定して比較器に３１に出力す
るものであり、送話側信号パワー推定部３３は送話側信
号遅延バッファ３４を介して遅延させた送話音声信号パ
ワー値を推定して比較器３１に出力するものである。
【００１９】比較器３１は、この受話側パワー推定部３
２から出力される音声信号パワー値と、送話側信号パワ
ー推定部３３から出力される音声信号パワー値との比を
算出して、減衰量算出部３０に出力するものである。減
衰量算出部３０は、比較器３１から出力されるパワー値
の比を基にして受話側減衰量を算出する。たとえば、受
話側パワー推定部３２から出力される音声信号パワー値
と、送話側信号パワー推定部３３から出力される音声信
号パワー値の比と減衰量算出部３０の出力は図３のよう
なグラフで示すことができる。
【００２０】図３は横軸に受話音声パワーと送話音声パ
ワーの比を取り、縦軸に減衰量を取って示したものであ
る。この図３から明らかなように、上記の受話音声パワ
ーと送話音声パワーの比が小さい場合には、減衰量を大
きく取り、受話音声パワーと送話音声パワーの比がが大
きい場合には、減衰量を小さくするようにしている。
【００２１】次に、図１で示したこの第１の実施の形態
における送話側制御部３ｂの内部構成について図４を参
照して説明する。図４はこの送話側制御部３ｂの内部構
成を示すブロック図である。この図４において、図１の
受話側減衰部１から出力されるスピーカ出力音声信号Ｂ
がスピーカ出力信号遅延バッファ４４に入力されるよう
になっている。このスピーカ出力信号遅延バッファ４４
は、スピーカ出力音声信号Ｂを遅延してスピーカ出力パ
ワー推定部４３に出力するようになっている。
【００２２】スピーカ出力パワー推定部４３は、スピー
カ出力信号遅延バッファ４４で遅延されたスピーカ出力
音声信号Ｂのパワー値を推定して比較器４１に出力する
ようになっている。また、図１におけるマイクロフォン
５から入力されるマイク入力音声信号Ｃがマイク入力パ
ワー推定部４２に入力されるようになっている。このマ
イク入力パワー推定部４２は、図１のスピーカ４とマイ
クロフォン５に対応する近端話者の音声信号パワー値を
推定して比較器４１に出力するようになっている。
【００２３】比較器４１は、スピーカ出力パワー推定部
４３から出力されるスピーカ出力音声信号Ｂのパワー値
と、マイク入力パワー推定部４２から出力される近端話
者の音声信号パワー値との比を算出して、減衰量算出部
４０に出力するようになっている。減衰量算出部４０
は、比較器４１からの両音声信号のパワー値の比を基に
送話側減衰量を算出して図１の送話側減衰部２に出力す
るようになっている。この場合の両音声信号のパワー値
の比と減衰量算出部４０の出力との関係は図５に示され
ている。図５は横軸にスピーカ出力音声信号Ｂのパワー
と近端話者の音声信号パワー値との比を取り、縦軸に減
衰量を取って示している。この図５より明かなように、
スピーカ出力音声信号Ｂのパワー値と、近端話者の音声
信号パワー値との比が大きい場合には、減衰量が小さ
く、スピーカ出力音声信号Ｂのパワー値と、近端話者の
音声信号パワー値との比が小さい場合には、減衰量が小
さくなるようにしている。
【００２４】次に、以上のように構成されたこの発明の
第１の実施の形態の動作について説明する。まず、受話
側減衰部１の制御から説明する。この場合、マイクロフ
ォン５で集音されて、マイクロフォン５から出力される
マイク入力音声信号Ｃが存在し、通信回線を通して送信
されてくる受話音声信号Ａが無音である場合を考える。
このとき、マイクロフォン５で集音されて、マイクロフ
ォン５から出力されるマイク入力音声信号Ｃは送話側制
御部３ｂと送話側減衰部２に入力される。送話側制御部
３ｂには、受話側減衰部１からのスピーカ出力音声信号
Ｂが入力されないので、送話側制御部３ｂは小さい送話
側減衰量を送話側減衰部２に出力する。
【００２５】したがって、送話側減衰部２はマイク入力
音声信号Ｃを殆ど減衰させることなく送話音声信号Ｄを
通信回線に送信信号として送信される。通信回線に送信
された送話音声信号Ｄは、遠端側の図示しないスピーカ
とマイクロフォンとの音響結合および通信回線を介して
受話音声信号Ａとして戻ってくる。この場合、送話音声
信号Ｄとして通信回線に送信されてから再び通信回線を
経由して受話音声信号Ａとして戻ってくるまでに、数１
００ミリ秒程度かかる。
【００２６】この戻ってきた受話音声信号Ａは受話側減
衰部１と受話側制御部３ａに入力される。図２の受話側
制御部３ａにおいて、この受話音声信号Ａは受話側信号
パワー推定部３２に入力される。受話音声信号Ａは受話
側信号パワー推定部３２で受話音声信号Ａのパワー値が
推定されて比較器３１に出力される。一方、図１におけ
る送話側減衰部２から出力された送話音声信号Ｄは受話
側制御部３ａの送話側信号遅延バッファ３４に入力され
て、そこで遅延された後に送話側信号パワー推定部３３
に送出される。この送話側信号パワー推定部３３で送話
音声信号Ｄのパワー値が推定され、比較器３１に出力さ
れる。
【００２７】したがって、比較器３１は、受話音声信号
Ａのパワー値と送話音声信号Ｄのパワー値との比較を行
う。比較器３１の比較に際して、送話側信号遅延バッフ
ァ３４による遅延量は通信回線による遅延量に調節され
ている。すなわち、送話音声信号が通信回線を介して遠
端話者のスピーカとマイクロフォンによる音響結合を
し、かつ通信回線を通して受話音声信号Ａとして戻って
くるまでの遅延量（上記例で数１００ミリ秒程度）に調
整されている。
【００２８】この遠端側のスピーカとマイクロフォンの
音響結合の利得が「１」より小さければ、比較器３１は
減衰量を大きくするような信号を減衰量算出部３０に出
力する。減衰量算出部３０は比較器３１の出力に基づ
き、すなわち、受話音声信号Ａのパワー値と送話音声信
号Ｄのパワー値との比に基づき大きい受話側減衰量Ｆを
出力して、図１の受話側減衰部１に出力する。したがっ
て、受話側減衰部１から出力されるスピーカ出力音声信
号Ｂには、送話音声信号Ｄの通信回線を通して戻ってき
た受話音声信号Ａとして出力されることがない。その結
果、スピーカ４からは受話音声信号Ａの音声が出力され
ない。
【００２９】次に、送話側減衰部２の制御について説明
する。図１において、通信回線を通して受話音声信号Ａ
が入力され、マイクロフォン５を通して入力されるマイ
ク入力音声信号Ｃが無音であった場合を考える。このと
き、受話側制御部３ａは小さい受話側減衰量を受話側減
衰部１に出力するので、受話音声信号Ａはこの受話側減
衰部１で殆ど減衰せずに、スピーカ出力音声信号Ｂとし
て受話側減衰部１からスピーカ４および送話側制御部３
ｂに送出される。受話側減衰部１からスピーカ４に送出
されたスピーカ出力音声信号Ｂはスピーカ４を駆動し
て、スピーカ４から音声を発生する。この音声はスピー
カ４とマイクロフォン５との音響結合を介してマイク入
力として回り込む。この音声発生からマイクロフォン５
で集音される音響結合までの間に遅延を生じる。
【００３０】また、スピーカ出力音声信号Ｂは図４に示
す送話側制御部３ｂに入力され、この送話側制御部３ｂ
のスピーカ出力信号遅延バッファ４４で遅延されてスピ
ーカ出力パワー推定部４３に入力される。スピーカ出力
信号遅延バッファ４４での遅延量は、スピーカ出力音声
信号Ｂがスピーカ４から音声として出力し、マイクロフ
ォン５で集音されてマイク入力音声信号Ｃとして出力さ
れる音響結合を行うまでの遅延時間に相当するように調
整されている。
【００３１】上述のように、スピーカ出力音声信号Ｂは
スピーカ出力信号遅延バッファ４４で遅延された後に、
スピーカ出力パワー推定部４３に入力され、そこで、ス
ピーカ出力パワー値が推定される。この推定されたスピ
ーカ出力パワー値は比較器４１に入力される。また、マ
イクロフォン５から出力されたマイク入力音声信号Ｃは
マイク入力パワー推定部４２に入力され、そこでマイク
入力パワー値が推定される。この推定されたマイク入力
パワー値は比較器４１に入力される。比較器４１は、こ
のスピーカ出力パワー値とマイク入力パワー値との比較
を行う。
【００３２】この比較器４１の比較に際して、スピーカ
４とマイクロフォン５との音響結合の利得が「１」より
小さければ、比較器４１は減衰量を大きくするような信
号を減衰量算出部４０に出力する。減衰量算出部４０は
この比較器４１の比較の結果をもとに送話側減衰量Ｅを
算出して送話側減衰部２に出力する。したがって、送話
側減衰部２はこの送話側減衰量Ｅに基づき、マイク入力
音声信号Ｃを大きく減衰させる。
【００３３】このため、スピーカ４から出力された音声
が回り込んでマイクロフォン５で集音されても、送話側
減衰部２で大きく減衰されるから、送話音声信号Ｄに
は、スピーカ４から回り込んでマイクロフォン５で集音
されたマイク入力音声信号Ｃが出力されなくなる。この
ように、第１の実施の形態では、通信回線側やスピーカ
４の出力音声がマイクロフォン５側へ回り込んでマイク
入力になる間に、遅延が存在する場合でも、受話側制御
部３ａ，送話側制御部３ｂは適切にスイッチング動作を
して通話品質を向上させることができる。
【００３４】次に、この発明の第２の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図６はこの発明の第２の実
施の形態の全体の構成を示すブロック図である。この図
６において、第１の実施の形態と同一部分には、同一符
号を付してその重複説明を避け、第１の実施の形態と異
なる部分を重点的に説明する。この図６を図１と比較し
ても明らかなように、図６では送話側制御部に図１とは
異なる符号３ｃが付されているとともに、図１の構成に
新たに音響エコーキャンセラ６が付加されており、送話
側制御部３ｃの制御がこの音響エコーキャンセラ６と関
連付けられている。
【００３５】すなわち、受話側減衰部１から出力される
スピーカ出力音声信号Ｂは、スピーカ４に出力されると
ともに、音響エコーキャンセラ６を通して送話側制御部
３ｃに入力されるようになっている。また、マイクロフ
ォン５から出力されるマイク入力音声信号Ｃもこの音響
エコーキャンセラ６に入力され、音響エコーキャンセラ
６から残響エコー信号Ｇとして出力され、送話側減衰部
２と送話側制御部３ｃに送出するようになっている。そ
の他の構成は、図１に示した第１の実施の形態の構成と
同じである。
【００３６】この音響エコーキャンセラ６と送話側制御
部３ｃの内部構成は図７にブロック図として示されてい
る。図７において、送話側制御部３ｃ、減衰量算出部５
０、比較器５２、残留エコーパワー推定部５２、スピー
カ出力パワー推定部５３を備える。音響エコーキャンセ
ラ６は、適応フィルタ６１と減算器６５とから構成され
ている。適応フィルタ６１は、適応フィルタタップ入力
バッファ６２と、積和演算器６３と、適応フィルタ係数
バッファ６４とから構成されている。減算器６５には、
マイクロフォン５から出力されるマイク入力音声信号Ｃ
が入力されるようになっているとともに、積和演算器６
２の出力が入力されるようになっている。
【００３７】減算器６５から残留エコー信号Ｇが送話側
制御部３ｃの残留エコーパワー推定部５２に出力すると
ともに、音響エコーキャンセラ６の適応フィルタ６１に
出力するようにしている。適応フィルタタップ入力バッ
ファ６２には、図６における送話側減衰部１から出力さ
れるスピーカ出力音声信号Ｂが入力され、適応フィルタ
タップ入力バッファ６２の出力はスピーカ出力パワー推
定部５３に入力されるようになっている。適応フィルタ
６１は、減算器６５の出力である残留エコー信号と適応
フィルタタップ入力バッファ６２の値を用いて適応フィ
ルタ係数バッファ６４に格納されている適応フィルタ係
数を逐次更新する。
【００３８】適応フィルタ係数バッファ６４の適応フィ
ルタ係数と適応フィルタタップ入力バッファ６２との積
和演算を積和演算器６３で行ない、その演算結果を減算
器６５へ出力する。減算器６５はマイク入力音声信号Ｃ
から積和演算器６３の演算結果の出力を差し引いて残留
エコー信号Ｇを出力する。スピーカ出力パワー推定部５
３は、スピーカ出力音声信号Ｂのパワー値を推定して比
較器５１に出力するようになっている。残留エコー信号
Ｇは送話側制御部３ｃの残留エコーパワー推定部５２に
入力される。比較器５１は、スピーカ出力パワー推定部
５３から出力されるスピーカ出力音声信号Ｂのパワー値
と、残留エコーパワー推定部５２から出力される近端話
者の音声信号パワー値との比を算出して、減衰量算出部
５０に出力するようになっている。減衰量算出部５０
は、比較器５１からの両音声信号のパワー値の比を基に
送話側減衰量を算出して図６の送話側減衰部２に出力す
るようになっている。
【００３９】このとき、前記第１の実施の形態で示した
送話側制御部３ｂのスピーカ出力信号遅延バッファ４４
の機能を図７では適応フィルタタップ入力バッファ６２
で同じ機能を果たすことにより、代替している。したが
って、この第２の実施の形態では、この発明の音声スイ
ッチを音響エコーキャンセラ６と併用することにより、
前記第１の実施の形態で用いたスピーカ出力音声信号を
遅延させるために必要なスピーカ出力信号遅延バッファ
を省略することができる。適応フィルタ６１の係数学習
の結果を参照してスピーカ出力音声信号Ｂの遅延量を制
御することもできる。
【００４０】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、スピ
ーカ出力音声信号レベルとマイク入力音声信号レベルと
を送話側制御部で比較してそのレベル差に応じてマイク
入力音声信号レベルを減衰させて送信音声信号を得ると
ともに、受話音声信号レベルと送話音声信号レベルを受
話側制御部で比較してそのレベル差に応じて受話音声信
号を減衰してスピーカ出力音声信号を得るようにすると
ともに、スピーカ出力音声信号には、前記スピーカから
出力される音声が前記マイクロフォンと音響結合されて
前記マイク入力音声信号となるまでの遅延時間に相当す
る遅延時間が与えられ、前記送話音声信号には、それが
通信回線を通して受話音声信号となって戻ってくるまで
の遅延時間に相当する遅延時間が与えられるように構成
した。したがって、通信回線側やスピーカ出力音声がマ
イクロフォンへ回り込んで、マイク入力音声信号となる
間に遅延が存在する場合でも、適切にスイッチング作用
を全うすることができ、通話品質を向上させることがで
きる。また、音響エコーキャンセラを設けた場合には、
スピーカ出力信号遅延バッファの機能を音響エコーキャ
ンセラで代替することができるので、スピーカ出力信号
遅延バッファを省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の音声スイッチの第１の実施の形態の
構成を示すブロック図である。
【図２】図１の音声スイッチにおける受話側制御部の構
成を示すブロック図である。
【図３】図２の受話側制御部における減衰量算出部の受
話音声パワーと送話音声パワーとの比対減衰量の関係を
示す特性図である。
【図４】図１の音声スイッチにおける送話側制御部の構
成を示すブロック図である。
【図５】図４の送話側制御部におけるスピーカ出力音声
パワーとマイク入力音声パワーとの比対減衰量の関係を
示す特性図である。
【図６】この発明の音声スイッチの第２の実施の形態の
構成を示すブロック図である。
【図７】図６の音声スイッチにおける音響エコーキャン
セラと送話側制御部の部分の構成を示すブロック図であ
る。
【図８】従来の音声スイッチの構成を示すブロック図で
ある。
【符号の説明】
１……受話側減衰部、２……送話側減衰部、３ａ……受
話側制御部、３ｂ……送話側制御部、４……スピーカ、
５……マイクロフォン、６……音響エコーキャンセラ、
３０，４０，５０……減衰量算出部、３１，４１，５１
……比較器、３２……受話側信号パワー推定部、３３…
…送話側信号パワー推定部、３４……送話側信号遅延バ
ッファ、４２……マイク入力パワー推定部、４３，５３
……スピーカ出力パワー推定部、４４……スピーカ出力
信号遅延バッファ、５２……残留エコーパワー推定部、
６１……適応フィルタ、６２……積和演算器、６３……
適応フィルタ係数バッファ、６５……減算器。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 3/20 H04B 3/23 H04M 1/60

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 マイク入力音声信号を減衰して送話音声
    信号を出力する送話側減衰部と、 受話音声信号を減衰してスピーカにスピーカ出力音声信
    号として出力する受話側減衰部と、 前記マイク入力音声信号のレベルと前記スピーカ出力音
    声信号のレベルとを比較してそのレベル差に応じて前記
    送話側減衰部の減衰量を制御する送話側制御部と、 前記送話音声信号のレベルと前記受話音声信号のレベル
    とを比較してそのレベル差に応じて前記受話側減衰部の
    減衰量を制御する受話側制御部とを備え、 前記受話側制御部は、前記送話音声信号が通信回線を通
    して受話音声信号となって戻ってくるまでの遅延時間に
    相当する遅延時間を前記送話音声信号に与える送話側信
    号遅延バッファと、前記送話側信号遅延バッファから出
    力される送話音声信号のパワーを推定する送話側信号パ
    ワー推定部と、前記受話音声信号のパワーを推定する受
    話側信号パワー推定部と、前記送話側信号パワー推定部
    で推定された前記送話音声信号のパワー値と前記受話側
    信号パワー推定部で推定された受話音声信号のパワー値
    との比を算出して出力する第１の比較器と、前記第１の
    比較器の出力により前記受話側減衰部の減衰量を算出し
    て前記受話側減衰部に出力する第１の減衰量算出部とを
    有し、 前記送話側制御部は、前記マイク入力音声信号のパワー
    を推定するマイク入力パワー推定部と、前記スピーカか
    ら出力される音声が前記マイクロフォンと音響結合され
    て前記マイク入力音声信号となるまでの遅延時間に相当
    する遅延時間を前記スピーカ出力音声信号に与えるスピ
    ーカ出力信号遅延バッファと、前記スピーカ出力信号遅
    延バッファから出力される前記スピーカ出力音声信号の
    パワーを推定する第１のスピーカ出力パワー推定部と、
    前記マイク入力パワー推定部で推定された前記マイク入
    力音声信号のパワー値と、前記第１のスピーカ出力パワ
    ー推定部で推定された前記スピーカ出力音声信号のパワ
    ー値との比を算出して出力する第２の比較器と、前記第
    ２の比較器の出力により前記送話側減衰部の減衰量 を算
    出して前記送話側減衰部に出力する第２の減衰量算出部
    とを有する、 ことを特徴とする 音声スイッチ。
  2. 【請求項２】 マイク入力音声信号とスピーカ出力音声
    信号を入力して残留エコー信号を出力する音響エコーキ
    ャンセラと、 前記音響エコーキャンセラから出力された前記残留エコ
    ー信号を減衰して送話音声信号を出力する送話側減衰部
    と、 受話音声信号を減衰してスピーカにスピーカ出力音声信
    号として出力する受話側減衰部と、 前記残留エコー信号のレベルと前記スピーカ出力音声信
    号のレベルとを比較してそのレベル差に応じて前記送話
    側減衰部の減衰量を制御する送話側制御部と、 前記残留エコー信号のレベルと前記受話音声信号のレベ
    ルとを比較してそのレベル差に応じて前記受話側減衰部
    の減衰量を制御する受話側制御部とを備え、 前記受話側制御部は、前記送話音声信号が通信回線を通
    して受話音声信号となって戻ってくるまでの遅延時間に
    相当する遅延時間を前記送話音声信号に与える送話側信
    号遅延バッファと、前記送話側信号遅延バッファから出
    力される送話音声信号のパワーを推定する送話側信号パ
    ワー推定部と、前記受話音声信号のパワーを推定する受
    話側信号パワー推定部と、前記送話側信号パワー推定部
    で推定された前記送話音声信号のパワー値と前記受話側
    信号パワー推定部で推定された受話音声信号のパワー値
    との比を算出して出力する第１の比較器と、前記第１の
    比較器の出力により前記受話側減衰部の減衰量を算出し
    て前記受話側減衰部に出力する第１の減衰量算出部とを
    有し、 前記音響エコーキャンセラは、適応フィルタと、減算器
    とを有し、 前記適応フィルタは、前記スピーカから出力される音声
    が前記マイクロフォンと音響結合されて前記マイク入力
    音声信号となるまでの遅延時間に相当する遅延時間を前
    記スピーカ出力音声信号に与えるとともに、前記スピー
    カ出力音声信号と前記減算器から入力される前記残留エ
    コー信号とに基づいて行なった演算結果を前記減算器に
    入力するように構成され、 前記減算器は、該減算器に入力された前記マイク入力音
    声信号から前記演算結果を減算することで前記残留エコ
    ー信号を出力するように構成され、 前記送話側制御部は、前記残留エコー信号のパワーを推
    定する残留エコーパワー推定部と、前記スピーカ出力信
    号遅延バッファから出力される前記スピーカ出力音声信
    号のパワーを推定するスピーカ出力パワー推定部と、前
    記残留エコーパワー推定部で推定された前記残留エコー
    信号のパワーのパワー値と、前記スピーカ出力パワー推
    定部で推定された前記スピーカ出力音声信号のパワー値
    との比を算出して出力する第２の比較器と、前記第２の
    比較器の出力により前記送話側減衰部の減衰量を算出し
    て前記送話側減衰部に出力する第２の減衰量算出部とを
    有する、 ことを特徴とする 音声スイッチ。
  3. 【請求項３】 前記適応フィルタは、前記マイク入力音
    声信号を入力して前記残留エコー信号と適応フィルタタ
    ップ入力バッファの値を用いて適応フィルタ係数バッフ
    ァに格納されている適応フィルタ係数を逐次更新すると
    ともに、積和演算器によって前記適応フィルタタップ入
    力バッファの値と前記適応フィルタ係数バッファに格納
    されている適応フィルタ係数の内積演算を行なうことで
    前記減算器に入力する前記演算結果を出力するように構
    成され、前記適応フィルタによる前記スピーカから出力
    される音声が前記マイクロフォンと音響結合されて前記
    マイク入力音声信号となるまでの遅延時間に相当する遅
    延時間を前記スピーカ出力音声信号に与える動作は、前
    記適応フィルタタップ入力バッファによって行なわれる
    ことを特徴とする請求項２記載の音声スイッチ。
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