(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロホン及びスピーカを有する拡声通話端末が他の通話端末又は拡声通話端末に有線で接続されて半二重通話を行う拡声通話系の上記拡声通話端末に用いられ、上記マイクロホンで集音する音声信号を回線へ伝送するための送話信号線上に挿入される送話側減衰手段と、回線から受信した音声信号を上記スピーカへ伝送するための受話信号線上に挿入される受話側減衰手段と、通話状態に応じて上記送話側減衰手段並びに受話側減衰手段の利得を制御する挿入損失量制御部とを備えた音声切換装置であって、上記挿入損失量制御部が、プログラム制御のプロセッサで構成され上記受話信号線並びに送話信号線の状態に基づいて通話状態を推定する通話状態推定部と、非プログラム制御の論理回路で構成され上記通話状態推定部で推定された通話状態に応じて上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得の総和が略一定値となる関係を常に保ちながら上記両減衰手段の利得を制御する減衰手段制御部とを具備し、上記通話状態推定部は、外部からの制御信号で自らの機能を停止する手段を有し、上記減衰手段制御部は、上記通話状態推定部が機能停止状態のときに該通話状態推定部以外からの信号に基づいて上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の利得を任意の値に制御することを特徴とする音声切換装置。
【請求項２】
マイクロホン及びスピーカを有する拡声通話端末が他の通話端末又は拡声通話端末に有線で接続されて半二重通話を行う拡声通話系の上記拡声通話端末に用いられ、上記マイクロホンで集音する音声信号を回線へ伝送するための送話信号線上に挿入される送話側減衰手段と、回線から受信した音声信号を上記スピーカへ伝送するための受話信号線上に挿入される受話側減衰手段と、通話状態に応じて上記送話側減衰手段並びに受話側減衰手段の利得を制御する挿入損失量制御部とを備えた音声切換装置であって、上記挿入損失量制御部が、プログラム制御のプロセッサで構成され上記受話信号線並びに送話信号線の状態に基づいて通話状態を推定する通話状態推定部と、非プログラム制御の論理回路で構成され上記通話状態推定部で推定された通話状態に応じて上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得の総和が略一定値となる関係を常に保ちながら上記両減衰手段の利得を制御する減衰手段制御部とを具備し、上記減衰手段制御部は、通話状態を示す信号であって上記通話状態推定部から出力される通話状態信号と該通話状態推定部以外から出力される通話状態信号を選択的に入力し、上記通話状態推定部から出力される通話状態信号を入力したときには該通話状態信号に基づいて上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得の総和が略一定値となる関係を常に保ちながら上記両減衰手段の利得を制御するとともに、上記通話状態推定部以外からの通話状態信号を入力したときには該通話状態信号に応じて上記受話信号線及び送話信号線の状態に関係なく上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得の総和が略一定値となる関係を常に保ちながら上記両減衰手段の利得を制御することを特徴とする音声切換装置。
【請求項３】
マイクロホン及びスピーカを有する拡声通話端末が他の通話端末又は拡声通話端末に有線で接続されて半二重通話を行う拡声通話系の上記拡声通話端末に用いられ、上記マイクロホンで集音する音声信号を回線へ伝送するための送話信号線上に挿入される送話側減衰手段と、回線から受信した音声信号を上記スピーカへ伝送するための受話信号線上に挿入される受話側減衰手段と、通話状態に応じて上記送話側減衰手段並びに受話側減衰手段の利得を制御する挿入損失量制御部とを備えた音声切換装置であって、上記挿入損失量制御部が、プログラム制御のプロセッサで構成され上記受話信号線並びに送話信号線の状態に基づいて通話状態を推定する通話状態推定部と、非プログラム制御の論理回路で構成され上記通話状態推定部で推定された通話状態に応じて上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得の総和が略一定値となる関係を常に保ちながら上記両減衰手段の利得を制御する減衰手段制御部とを具備し、上記減衰手段制御部は、上記通話状態推定部で推定された通話状態に応じて上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得の総和が略一定値となる関係を常に保ちながら上記両減衰手段の利得を制御する音声切換動作モードと、上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得の絶対値が上記通話状態推定部による通話状態の推定結果とは関係なく上記通話状態推定部以外から設定され且つ上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得が上記設定値と一致するように上記両減衰手段を制御する損失量絶対値設定動作モードとを有することを特徴とする音声切換装置。
【請求項４】
マイクロホン及びスピーカを有する拡声通話端末が他の通話端末又は拡声通話端末に有線で接続されて半二重通話を行う拡声通話系の上記拡声通話端末に用いられ、上記マイクロホンで集音する音声信号を回線へ伝送するための送話信号線上に挿入される送話側減衰手段と、回線から受信した音声信号を上記スピーカへ伝送するための受話信号線上に挿入される受話側減衰手段と、通話状態に応じて上記送話側減衰手段並びに受話側減衰手段の利得を制御する挿入損失量制御部とを備えた音声切換装置であって、上記挿入損失量制御部が、プログラム制御のプロセッサで構成され上記受話信号線並びに送話信号線の状態に基づいて通話状態を推定する通話状態推定部と、非プログラム制御の論理回路で構成され上記通話状態推定部で推定された通話状態に応じて上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得の総和が略一定値となる関係を常に保ちながら上記両減衰手段の利得を制御する減衰手段制御部とを具備し、上記減衰手段制御部は、上記通話状態推定部で推定された通話状態に応じて上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得の総和が略一定値となる関係を常に保ちながら上記両減衰手段の利得を制御する音声切換動作モードと、上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の一方の利得の絶対値が上記通話状態推定部による通話状態の推定結果とは関係なく上記通話状態推定部以外から任意の値に設定されるとともに該設定値に応じて上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得の総和が略一定値となるように他方の利得の絶対値が設定され且つ上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得が各々上記設定値と一致するように上記両減衰手段を制御する損失量設定動作モードとを有することを特徴とする音声切換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、住宅、事務所、工場等で用いられる拡声通話装置（インターホン、電話機、ＰＨＳ等）に使用されるハウリング防止用の音声切換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、通話時にハンドセットを持つ必要がなく、通話端末から離れた通話者に対して相手側の通話端末から伝送されてくる音声信号をスピーカにより送出し、かつ、上記通話者の発する音声をマイクロホンにより集音して相手側通話端末へ伝送することで半二重通話を可能とする拡声通話装置が提供されている。このような拡声通話装置においては、その構成要素であるスピーカ−マイクロホン間の音響結合や、音声信号の伝送路が２線の形態で構成される場合に必要となる２線−４線変換ハイブリッド回路におけるインピーダンスの不整合により生じる送話信号路から受話信号路への回り込み、及び相手側の通話端末におけるスピーカ−マイクロホン間の音響結合等によって通話路上に閉ループが形成され、この閉ループの一巡利得が１倍以上になるとハウリングが生じ、ハウリングが生じた場合には通話を継続することができないため、これを抑圧する手段が必要となる。
【０００３】
そこで従来の拡声通話装置においては、送話信号及び受話信号を監視することにより通話状態が受話状態または送話状態の何れであるかを判別し、判別された通話状態に応じて送話信号路又は受話信号路の少なくとも一方に減衰手段を挿入することにより、閉ループの一巡利得を低減させてハウリングを防止する音声切換装置（いわゆる音声スイッチ）が広く用いられてきた。音声切換装置の基本的な動作は、送話信号及び受話信号のパワーを推定し、これらの大小関係を比較して瞬時パワーの小さい側に対して所定の損失量を挿入するというものである。また、周囲騒音のレベルが高い環境下での使用が予想される場合には、送話信号及び受話信号が音声／非音声の何れであるかを判定するための手段が必要となる。
【０００４】
従来、上述のような音声切換装置としては、特開昭６３−７３７５９号公報に記載されているモトローラ社製のスピーカホンＩＣ（型番：ＭＣ３４１１８）のようにすべての回路をアナログ回路（非プログラム制御の論理回路）で構成したものや、ディジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）等のようなプログラム制御のプロセッサを用いて構成したものがあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公報に記載されている音声切換装置のようにすべての機能をアナログ回路で実現した場合は、アナログ回路の回路規模等の制限から、送話信号線や受話信号線の瞬時パワーの算出や送話信号及び受話信号が音声であるか非音声であるかの判定等にあまり複雑な処理を行うことができず、それぞれの処理の精度を上げることも困難であった。また、時定数を受動素子で決定するために大容量のコンデンサ等が必要で、回路の集積度を上げることが難しかった。
【０００６】
一方、ＤＳＰ等のプロセッサを用いて構成した場合は、アナログ回路で構成する場合に比べて容易に様々な処理アルゴリズムを実現できるため、音声切換装置としての性能向上を図ることができる。加えて、全ての処理がデジタルで行われるのでＬＳＩ化に向いていた。しかしながら、このようなプロセッサは原理的に外来ノイズ等によって誤動作し易く、万一誤動作した場合の動作が保証できず、最悪の場合には強いハウリングが生じる可能性があった。また、減衰手段を全てプロセッサで構成するためには高精度の演算が必要であり、アナログ回路で構成した場合に比べてコスト高になるという問題があった。
【０００７】
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、安価な構成で外来ノイズ等による誤動作を起こし難く、必要な信号処理を精度良く行うことができる音声切換装置を提供することにある。
【０００８】
【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、マイクロホン及びスピーカを有する拡声通話端末が他の通話端末又は拡声通話端末に有線で接続されて半二重通話を行う拡声通話系の上記拡声通話端末に用いられ、上記マイクロホンで集音する音声信号を回線へ伝送するための送話信号線上に挿入される送話側減衰手段と、回線から受信した音声信号を上記スピーカへ伝送するための受話信号線上に挿入される受話側減衰手段と、通話状態に応じて上記送話側減衰手段並びに受話側減衰手段の利得を制御する挿入損失量制御部とを備えた音声切換装置であって、上記挿入損失量制御部が、プログラム制御のプロセッサで構成され上記受話信号線並びに送話信号線の状態に基づいて通話状態を推定する通話状態推定部と、非プログラム制御の論理回路で構成され上記通話状態推定部で推定された通話状態に応じて上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得の総和が略一定値となる関係を常に保ちながら上記両減衰手段の利得を制御する減衰手段制御部とを具備し、上記通話状態推定部は、外部からの制御信号で自らの機能を停止する手段を有し、上記減衰手段制御部は、上記通話状態推定部が機能停止状態のときに該通話状態推定部以外からの信号に基づいて上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の利得を任意の値に制御することを特徴とし、通話状態を推定する通話状態推定部をプログラム制御のプロセッサで構成することで音声切換装置として必要な信号処理のアルゴリズムが容易に且つ精度良く実現できる。また、非プログラム制御の論理回路で構成された減衰手段制御部の動作は予測可能であるから、プロセッサで構成された通話状態推定部の誤動作時でもハウリングが生じるような制御が行われることを防ぐことができ、外来ノイズに対する信頼性の確保を図ることができる。さらに、無通話時のように音声切換装置の動作が不要な場合に、通話状態推定部の機能を停止することで消費電流を低減するとともに、停止時における挿入損失量を拡声通話系として適切な値に制御することができる。
【００１０】
請求項２の発明は、上記目的を達成するために、マイクロホン及びスピーカを有する拡声通話端末が他の通話端末又は拡声通話端末に有線で接続されて半二重通話を行う拡声通話系の上記拡声通話端末に用いられ、上記マイクロホンで集音する音声信号を回線へ伝送するための送話信号線上に挿入される送話側減衰手段と、回線から受信した音声信号を上記スピーカへ伝送するための受話信号線上に挿入される受話側減衰手段と、通話状態に応じて上記送話側減衰手段並びに受話側減衰手段の利得を制御する挿入損失量制御部とを備えた音声切換装置であって、上記挿入損失量制御部が、プログラム制御のプロセッサで構成され上記受話信号線並びに送話信号線の状態に基づいて通話状態を推定する通話状態推定部と、非プログラム制御の論理回路で構成され上記通話状態推定部で推定された通話状態に応じて上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得の総和が略一定値となる関係を常に保ちながら上記両減衰手段の利得を制御する減衰手段制御部とを具備し、上記減衰手段制御部は、通話状態を示す信号であって上記通話状態推定部から出力される通話状態信号と該通話状態推定部以外から出力される通話状態信号を選択的に入力し、上記通話状態推定部から出力される通話状態信号を入力したときには該通話状態信号に基づいて上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得の総和が略一定値となる関係を常に保ちながら上記両減衰手段の利得を制御するとともに、上記通話状態推定部以外からの通話状態信号を入力したときには該通話状態信号に応じて上記受話信号線及び送話信号線の状態に関係なく上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得の総和が略一定値となる関係を常に保ちながら上記両減衰手段の利得を制御することを特徴とし、通話状態を推定する通話状態推定部をプログラム制御のプロセッサで構成することで音声切換装置として必要な信号処理のアルゴリズムが容易に且つ精度良く実現できる。また、非プログラム制御の論理回路で構成された減衰手段制御部の動作は予測可能であるから、プロセッサで構成された通話状態推定部の誤動作時でもハウリングが生じるような制御が行われることを防ぐことができ、外来ノイズに対する信頼性の確保を図ることができる。さらに、無通話時のように音声切換装置の動作が不要な場合に、擬似的に通話状態を外部から与えて、停止時における挿入損失量を拡声通話系として適切な値に簡単に制御することができる。
【００１１】
請求項３の発明は、上記目的を達成するために、マイクロホン及びスピーカを有する拡声通話端末が他の通話端末又は拡声通話端末に有線で接続されて半二重通話を行う拡声通話系の上記拡声通話端末に用いられ、上記マイクロホンで集音する音声信号を回線へ伝送するための送話信号線上に挿入される送話側減衰手段と、回線から受信した音声信号を上記スピーカへ伝送するための受話信号線上に挿入される受話側減衰手段と、通話状態に応じて上記送話側減衰手段並びに受話側減衰手段の利得を制御する挿入損失量制御部とを備えた音声切換装置であって、上記挿入損失量制御部が、プログラム制御のプロセッサで構成され上記受話信号線並びに送話信号線の状態に基づいて通話状態を推定する通話状態推定部と、非プログラム制御の論理回路で構成され上記通話状態推定部で推定された通話状態に応じて上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得の総和が略一定値となる関係を常に保ちながら上記両減衰手段の利得を制御する減衰手段制御部とを具備し、上記減衰手段制御部は、上記通話状態推定部で推定された通話状態に応じて上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得の総和が略一定値となる関係を常に保ちながら上記両減衰手段の利得を制御する音声切換動作モードと、上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得の絶対値が上記通話状態推定部による通話状態の推定結果とは関係なく上記通話状態推定部以外から設定され且つ上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得が上記設定値と一致するように上記両減衰手段を制御する損失量絶対値設定動作モードとを有することを特徴とし、通話状態を推定する通話状態推定部をプログラム制御のプロセッサで構成することで音声切換装置として必要な信号処理のアルゴリズムが容易に且つ精度良く実現できる。また、非プログラム制御の論理回路で構成された減衰手段制御部の動作は予測可能であるから、プロセッサで構成された通話状態推定部の誤動作時でもハウリングが生じるような制御が行われることを防ぐことができ、外来ノイズに対する信頼性の確保を図ることができる。さらに、無通話時のように音声切換装置の動作が不要な場合に、挿入損失量を任意の値に制御することができる。
【００１２】
請求項４の発明は、上記目的を達成するために、マイクロホン及びスピーカを有する拡声通話端末が他の通話端末又は拡声通話端末に有線で接続されて半二重通話を行う拡声通話系の上記拡声通話端末に用いられ、上記マイクロホンで集音する音声信号を回線へ伝送するための送話信号線上に挿入される送話側減衰手段と、回線から受信した音声信号を上記スピーカへ伝送するための受話信号線上に挿入される受話側減衰手段と、通話状態に応じて上記送話側減衰手段並びに受話側減衰手段の利得を制御する挿入損失量制御部とを備えた音声切換装置であって、上記挿入損失量制御部が、プログラム制御のプロセッサで構成され上記受話信号線並びに送話信号線の状態に基づいて通話状態を推定する通話状態推定部と、非プログラム制御の論理回路で構成され上記通話状態推定部で推定された通話状態に応じて上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得の総和が略一定値となる関係を常に保ちながら上記両減衰手段の利得を制御する減衰手段制御部とを具備し、上記減衰手段制御部は、上記通話状態推定部で推定された通話状態に応じて上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得の総和が略一定値となる関係を常に保ちながら上記両減衰手段の利得を制御する音声切換動作モードと、上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の一方の利得の絶対値が上記通話状態推定部による通話状態の推定結果とは関係なく上記通話状態推定部以外から任意の値に設定されるとともに該設定値に応じて上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得の総和が略一定値となるように他方の利得の絶対値が設定され且つ上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得が各々上記設定値と一致するように上記両減衰手段を制御する損失量設定動作モードとを有することを特徴とし、通話状態を推定する通話状態推定部をプログラム制御のプロセッサで構成することで音声切換装置として必要な信号処理のアルゴリズムが容易に且つ精度良く実現できる。また、非プログラム制御の論理回路で構成された減衰手段制御部の動作は予測可能であるから、プロセッサで構成された通話状態推定部の誤動作時でもハウリングが生じるような制御が行われることを防ぐことができ、外来ノイズに対する信頼性の確保を図ることができる。さらに、無通話時のように音声切換装置の動作が不要な場合に、挿入損失量をハウリングが生じない範囲内で任意の値に制御することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（基本例）
図１は、本発明の基本例である音声切換装置ＶＳを備えた親機Ｍと、親機Ｍに２線の伝送路（回線）で接続された子器Ｓとから成る拡声通話機を示すブロック図である。親機Ｍは、マイクロホン１、スピーカ２、２線−４線変換ハイブリッド回路３、マイクロホン１からの送話信号を増幅するマイクロホンアンプＧ２、回線からの受話信号を増幅する回線入力アンプＧ３、回線へ出力される送話信号を増幅する回線出力アンプＧ１、スピーカアンプＧ４並びに音声切換装置ＶＳで構成される。また、子器Ｓはマイクロホン１′、スピーカ２′、２線−４線変換ハイブリッド回路３′、マイクロホンアンプＧ２′並びにスピーカアンプＧ４′で構成される。
【００１５】
一方、本発明に係る音声切換装置ＶＳは、マイクロホン１で集音されマイクロホンアンプＧ２で増幅された音声信号（送話信号）を回線へ伝送するための送話信号線上に挿入された送話側減衰器４と、回線から受信した音声信号（受話信号）をスピーカ２へ伝送するための受話信号線上に挿入された受話側減衰器５と、回線の通話状態を推定して送話側減衰器４及び受話側減衰器５の利得を制御する挿入損失量制御部６とを備える。
【００１６】
また、挿入損失量制御部６は、送話側減衰器４への入力信号（図１における点Ｂの信号）をＡＤ変換するＡＤ変換器ＡＤ２、受話側減衰器５への入力信号（点Ｃの信号）をＡＤ変換するＡＤ変換器ＡＤ３、回線出力アンプＧ１の出力信号（点Ａの信号）をＡＤ変換するＡＤ変換器ＡＤ１並びにスピーカアンプＧ４の出力信号（点Ｄの信号）をＡＤ変換するＡＤ変換器ＡＤ４を入カインタフェースとして備えたプログラム制御のプロセッサ７ａで構成される通話状態推定部７と、非プログラム制御の論理回路で構成され、通話状態推定部７で推定された通話状態（通話状態信号ＭＤｓ）に応じて送話側減衰器４及び受話側減衰器５の各利得の総和が略一定値となる関係を常に保ちながら両減衰器４，５の利得を制御する減衰手段制御部８とを具備する。
【００１７】
ここで、送話側減衰器４並びに受話側減衰器５は、図２に示すようなプログラマブル利得アンプによって実現され、デジタル信号である送話側の利得制御信号ＴＸＧ並びに受話側の利得制御信号ＲＸＧによって利得が可変できるようになっている。具体的には、上記プログラマブル利得アンプがオペアンプＯＰを用いた反転増幅器で構成され、送話側の利得制御信号ＴＸＧ又は受話側の利得制御信号ＲＸＧによって択一的にオン・オフされる複数個のスイッチ要素ＳＷ１〜ＳＷｎで帰還抵抗Ｒｆの抵抗値を可変することによって利得が可変制御される。
【００１８】
プロセッサ７ａでは、ＡＤ変換器ＡＤ１〜ＡＤ４の出力信号を演算処理することで点Ａ〜点Ｄにおける瞬時パワーの推定値Ｐｓ１〜Ｐｓ４を求め、瞬時パワーの推定値Ｐｓ１とＰｓ３並びにＰｓ２とＰｓ４の絶対値をそれぞれ比較して比較出力Ｃ１，Ｃ２を得ている。ここで、比較出力Ｃ１は、推定値Ｐｓ１とＰｓ３の絶対値が｜Ｐｓ１｜≧｜Ｐｓ３｜のときに“１”、｜Ｐｓ１｜＜｜Ｐｓ３｜のときに“０”となる２値信号である。また比較出力Ｃ２は、推定値Ｐｓ２とＰｓ４の絶対値が｜Ｐｓ２｜≧｜Ｐｓ４｜のときに“１”、｜Ｐｓ２｜＜｜Ｐｓ４｜のときに“０”となる２値信号である。
【００１９】
さらにプロセッサ７ａは、ＡＤ変換器ＡＤ２及びＡＤ変換器ＡＤ３の出力信号を入力とし、それぞれの信号が音声であるか非音声であるかを周波数特性等により判断し、音声の場合に“１”、音声でない（非音声）の場合に“０”となる音声／非音声判定出力Ｃ３，Ｃ４を得て、比較出力Ｃ１，Ｃ２及び音声／非音声判定出力Ｃ３，Ｃ４の４ビットの２値信号（デジタル信号）から、図３に示す真理値表によって通話状態を推定し、通話状態信号ＭＤｓを出力する。この通話状態信号ＭＤｓは、“００”，“０１”，”１０”，“１１”の４つの値を取る２ビットのデジタル信号であって、“００”が送話状態、“０１”が受話状態、”１０”が高速アイドル状態、“１１”が緩速アイドル状態をそれぞれ示している。ここで、高速アイドル状態とは、送話側減衰器４と受話側減衰器５の利得を速やかに略一致させ、送話信号及び受話信号のレベル変化があった場合には送話状態又は受話状態に直ちに切り換えられる状態であり、緩速アイドル状態とは、送話側減衰器４と受話側減衰器５の利得を緩やかに略一致させ、送話信号及び受話信号のレベル変化があった場合に送話状態又は受話状態に緩やかに切り換えられる状態である。
【００２０】
一方、通話状態信号ＭＤｓに応じて送話減衰器４及び受話減衰器５の利得を制御する減衰手段制御部８は、図４に示すような非プログラム制御の論理回路で実現されている。ＴＸアップダウンカウンタ８ａは、送話側減衰器４の利得を制御する利得制御信号ＴＸＧを決定するものであり、分周器８ｂにおいて生成されるカウンタクロック信号ＣＬに同期してＩＮＣ信号がＨレベルのときにカウントアップ、ＤＥＣ信号がＨレベルのときにカウントダウン、ＩＮＣ信号及びＤＥＣ信号が共にＬレベルのときにカウント値（利得制御信号ＴＸＧ）を保持する。但し、カウント値が送話側減衰器４の最大利得設定値又は最小利得設定値を超えるときには、それ以上のカウント動作を行わない。ここで、ＩＮＣ信号とＤＥＣ信号は、通話状態信号ＭＤｓと、コンパレータＣＰ１にてＴＸアップダウンカウンタ８ａの出力信号ＴＸＧをＩＬ／２とする制御信号ＣＯＡ（定数）と比較した信号ＧＴＴＸ，ＥＱＴＸを、図５に示す真理値表に基くアップダウン制御論理回路８ｃに入力して得られる。なお、ＩＬとは送話側減衰器４及び受話側減衰器５の最大利得と最小利得の和であり、ＩＬ／２は最大利得と最小利得のちょうど中間の値となる。また、信号ＧＴＴＸは、制御信号ＣＯＡが利得制御信号ＴＸＧより大きいときにＨレベルとなる信号であり、信号ＥＱＴＸは利得制御信号ＴＸＧが制御信号ＣＯＡに等しいときにＨレベルとなる信号である。
【００２１】
ところで分周器８ｂでは、通話状態信号ＭＤｓによって基準クロック信号の分周比を変化させることにより、送話状態、受話状態、高速アイドル状態並びに緩速アイドル状態における利得の遷移速度を調整している。例えば、高速アイドル状態と緩速アイドル状態では、どちらも利得をＩＬ／２に近づけているが、高速アイドル状態に比べて緩速アイドル状態の時のカウンタクロック信号ＣＬの分周比を上げることにより、利得遷移時間を長くしている。
【００２２】
一方、受話側減衰器５の利得を制御する利得制御信号ＲＸＧは、送話側減衰器４の利得制御信号ＴＸＧを減算器８ｄに入力し、利得制御信号ＴＸＧに応じて入力信号ＣＯＢ（定数）を減衰することで決定される。なお、入力信号ＣＯＢは、送話側減衰器４の利得ＩＬＴと受話側減衰器５の利得ＩＬＲの和がＩＬとなる（ＩＬＴ＋ＩＬＲ＝ＩＬ）ように設定される。
【００２３】
次に本基本例における音声切換装置ＶＳの動作を説明する。
【００２４】
プロセッサ７ａでは、比較出力Ｃ１，Ｃ２及び音声／非音声判定出力Ｃ３，Ｃ４の４ビットのデジタル信号から、図３に示す真理値表によって通話状態を推定して通話状態信号ＭＤｓを出力する。ここで、通話状態の判定規則は、Ｃ１＝Ｃ２＝Ｃ３＝１のときに送話状態、Ｃ１＝Ｃ２＝０且つＣ４＝１のときに受話状態、それ以外のときにアイドル状態（高速アイドル状態又は緩速アイドル状態）とする。そして、減衰手段制御部８では、判定結果（通話状態信号ＭＤｓ）が送話状態である場合に送話側減衰器４の利得ＩＬＴを最大値とし且つ受話側減衰器５の利得ＩＬＲを最小値とする利得制御信号ＴＸＧ，ＲＸＧを出力し、反対に通話状態信号ＭＤｓが受話状態である場合に送話側減衰器４の利得ＩＬＴを最小値とし且つ受話側減衰器５の利得ＩＬＲを最大値とする利得制御信号ＴＸＧ，ＲＸＧを出力し、さらに通話状態信号ＭＤｓがアイドル状態である場合に送話側減衰器４及び受話側減衰器５の利得ＩＬＴ，ＩＬＲを互いに等しい値とするような利得制御信号ＴＸＧ，ＲＸＧを送話側減衰器４及び受話側減衰器５に出力する。ここで、減衰手段制御部８においては、送話側減衰器４及び受話側減衰器５の各利得ＩＬＴ，ＩＬＲの総和を略一定値ＩＬとする関係（ＩＬＴ＋ＩＬＲ＝ＩＬ）を常に保っている。
【００２５】
而して、本基本例の音声切換装置ＶＳにおいては、減衰手段制御部８が、通話状態推定部７で推定された通話状態（通話状態信号ＭＤｓ）に応じて、送話側減衰器４及び受話側減衰器５の各利得ＩＬＴ，ＩＬＲの総和が略一定値ＩＬとなる関係（ＩＬＴ＋ＩＬＲ＝ＩＬ）を常に保ちながら、送話側減衰器４及び受話側減衰器５の利得ＩＬＴ，ＩＬＲを制御する利得制御信号ＴＸＧ，ＲＸＧを出力しており、通話状態を推定する通話状態推定部７をプログラム制御のプロセッサ７ａで構成することで音声切換装置として必要な信号処理のアルゴリズムが容易に且つ精度良く実現できる。また、非プログラム制御の論理回路で構成された減衰手段制御部８の動作は予測可能であるから、プロセッサ７ａで構成された通話状態推定部７の誤動作時でもハウリングが生じるような制御が行われることを防ぐことができ、外来ノイズに対する信頼性の確保を図ることができる。しかも、挿入損失量制御部６をすべてプログラム制御のプロセッサで構成する場合に比較して安価な構成とすることができ、音声切換装置ＶＳのコストダウンが図れるという利点がある。
【００２６】
（実施形態１）
図６に本発明の実施形態１における音声切換装置ＶＳのブロック図を示す。なお、本実施形態の基本構成は基本例と共通するので、共通する構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００２７】
本実施形態では、音声切換装置ＶＳの外部から与えられる制御信号（以下、「停止信号」という）ＥＮがＨレベルのときには、通話状態推定部７及び減衰手段制御部８が基本例で説明した動作を行い、停止信号ＥＮがＬレベルのときには、通話状態推定部７が、例えば回路全体をリセット状態として動作を停止し、減衰手段制御部８が、例えばＴＸアップダウンカウンタ８ａを初期化して所定の初期値に利得制御信号ＴＸＧ，ＲＸＧを固定するような動作を行う点に特徴がある。
【００２８】
本実施形態によれば、無通話時のように音声切換装置ＶＳの動作が不要な場合に、通話状態推定部７の機能を停止することで消費電流を低減するとともに、停止時における送話側減衰器４及び受話側減衰器５の挿入損失量を拡声通話機として適切な値に制御することができる。
【００２９】
（実施形態２）
図７に本発明の実施形態２における減衰手段制御部８のブロック図を示す。なお、本実施形態の基本構成は基本例と共通するので、共通する構成には同一の符号を付して図示並びに説明を省略する。
【００３０】
本実施形態では、通話状態推定部７から出力される通話状態信号ＭＤｓと、通話状態信号ＭＤｓと同一の信号形態を有し音声切換装置ＶＳの外部から入力される通話状態信号（以下、「外部通話状態信号」という）ＭＤｓＥＸとを分周器８ｂ及びアップダウン制御論理回路８ｃに選択的に入力するセレクタ８ｅを設け、外部から与えられるセレクタ制御信号ＭＤＳＥＬがＨレベルのときにセレクタ８ｅで通話状態信号ＭＤｓが選択され、通話状態推定部７からの通話状態信号ＭＤｓに基づいて減衰手段制御部８が基本例で説明した動作を行い、セレクタ制御信号ＭＤＳＥＬがＬレベルのときにセレクタ８ｅで外部通話状態信号ＭＤｓＥＸが選択され、外部からの外部通話状態信号ＭＤｓＥＸに基づいて減衰制御手段８が基本例で説明したのと同様の動作を行う点に特徴がある。
【００３１】
本実施形態によれば、無通話時のように音声切換装置ＶＳの動作が不要な場合に、外部通話状態信号ＭＤｓＥＸによって擬似的に通話状態を外部から与えて、停止時における送話側減衰器４及び受話側減衰器５の挿入損失量を拡声通話機として適切な値に簡単に制御することができる。
【００３２】
（実施形態３）
図８に本発明の実施形態３における減衰手段制御部８のブロック図を示す。なお、本実施形態の基本構成は基本例と共通するので、共通する構成には同一の符号を付して図示並びに説明を省略する。
【００３３】
本実施形態は、基本例で説明したように通話状態推定部７からの通話状態信号ＭＤｓに応じて送話側減衰器４及び受話側減衰器５の各利得ＩＬＴ，ＩＬＲの総和が略一定値ＩＬとなる関係を常に保ちながら両利得ＩＬＴ，ＩＬＲを制御する音声切換動作モードと、送話側減衰器４及び受話側減衰器５の各利得ＩＬＴ，ＩＬＲの絶対値が通話状態信号ＭＤｓとは関係なく音声切換装置ＶＳの外部から送話側減衰器４の挿入損失量を設定するための信号（以下、「送話側挿入損失設定信号」という）ＴＸＧＥＸ並びに受話側減衰器５の挿入損失量を設定するための信号（以下、「受話側挿入損失設定信号」という）ＲＸＧＥＸによって設定され、この設定値に基づいて送話側減衰器４及び受話側減衰器５の各利得ＩＬＴ，ＩＬＲを制御する損失量絶対値設定動作モードとを、減衰手段制御部８が有する点に特徴がある。
【００３４】
図８に示すように、ＴＸアップダウンカウンタ８ａの出力信号と送話側挿入損失設定信号ＴＸＧＥＸとを送話側減衰器４に選択的に出力するセレクタ８ｆと、減衰器８ｄの出力信号と受話側挿入損失設定信号ＲＸＧＥＸとを受話側減衰器５に選択的に出力するセレクタ８ｇとが減衰手段制御部８に設けてある。これらのセレクタ８ｆ，８ｇは、外部から与えられるセレクタ制御信号ＭＤＳＥＬがＨレベルのときには、それぞれＴＸアップダウンカウンタ８ａの出力信号及び減衰器８ｄの出力信号を選択して送話側の利得制御信号ＴＸＧ並びに受話側の利得制御信号ＲＸＧとして出力し、セレクタ制御信号ＭＤＳＥＬがＬレベルのときには、それぞれ外部からの送話側挿入損失設定信号ＴＸＧＥＸ並びに受話側挿入損失設定信号ＲＸＧＥＸを選択して送話側の利得制御信号ＴＸＧ並びに受話側の利得制御信号ＲＸＧとして出力する。すなわち、減衰手段制御部８は、セレクタ制御信号ＭＤＳＥＬがＨレベルのときに音声切換動作モードとなり、セレクタ制御信号ＭＤＳＥＬがＬレベルのときに損失量絶対値設定動作モードとなる。
【００３５】
而して本実施形態によれば、無通話時のように音声切換装置ＶＳの動作が不要な場合に、送話側減衰器４及び受話側減衰器５の挿入損失量を任意の値に制御することができるという利点がある。
【００３６】
（実施形態４）
図９に本発明の実施形態４における減衰手段制御部８のブロック図を示す。なお、本実施形態の基本構成は基本例と共通するので、共通する構成には同一の符号を付して図示並びに説明を省略する。
【００３７】
本実施形態は、基本例で説明したように通話状態推定部７からの通話状態信号ＭＤｓに応じて送話側減衰器４及び受話側減衰器５の各利得ＩＬＴ，ＩＬＲの総和が略一定値ＩＬとなる関係を常に保ちながら両利得ＩＬＴ，ＩＬＲを制御する音声切換動作モードと、送話側減衰器４及び受話側減衰器５の何れか一方（本実施形態では送話側減衰器４）の利得ＩＬＴの絶対値が通話状態信号ＭＤｓとは関係なく音声切換装置ＶＳの外部から送話側減衰器４の挿入損失量を設定するための挿入損失設定信号ＴＸＧＥＸによって設定され、その設定値から受話側減衰器５の利得ＩＬＲを求めて、送話側減衰器４及び受話側減衰器５の各利得ＩＬＴ，ＩＬＲを制御する損失量設定動作モードとを、減衰手段制御部８が有する点に特徴がある。
【００３８】
図９に示すように、ＴＸアップダウンカウンタ８ａの出力信号と挿入損失設定信号ＴＸＧＥＸとを送話側減衰器４に選択的に出力するセレクタ８ｆが減衰手段制御部８に設けてある。このセレクタ８ｆは、外部から与えられるセレクタ制御信号ＭＤＳＥＬがＨレベルのときには、ＴＸアップダウンカウンタ８ａの出力信号を選択して送話側の利得制御信号ＴＸＧとして出力し、セレクタ制御信号ＭＤＳＥＬがＬレベルのときには、外部からの挿入損失設定信号ＴＸＧＥＸを選択して送話側の利得制御信号ＴＸＧとして出力する。すなわち、減衰手段制御部８は、セレクタ制御信号ＭＤＳＥＬがＨレベルのときに音声切換動作モードとなり、セレクタ制御信号ＭＤＳＥＬがＬレベルのときに損失量設定動作モードとなる。なお、何れの動作モードにおいても、ＴＸアップダウンカウンタ８ａの出力信号又は挿入損失設定信号ＴＸＧＥＸを減衰器８ｄに入力することで、ＩＬＲ＝ＩＬ−ＩＬＴの式に基づいて受話側の利得制御信号ＲＸＧが得られる。
【００３９】
而して本実施形態によれば、無通話時のように音声切換装置ＶＳの動作が不要な場合に、送話側減衰器４又は受話側減衰器５の挿入損失量をハウリングが生じない範囲内で任意の値に制御することができるという利点がある。
【００４５】
【発明の効果】
請求項１の発明は、マイクロホン及びスピーカを有する拡声通話端末が他の通話端末又は拡声通話端末に有線で接続されて半二重通話を行う拡声通話系の上記拡声通話端末に用いられ、上記マイクロホンで集音する音声信号を回線へ伝送するための送話信号線上に挿入される送話側減衰手段と、回線から受信した音声信号を上記スピーカへ伝送するための受話信号線上に挿入される受話側減衰手段と、通話状態に応じて上記送話側減衰手段並びに受話側減衰手段の利得を制御する挿入損失量制御部とを備えた音声切換装置であって、上記挿入損失量制御部が、プログラム制御のプロセッサで構成され上記受話信号線並びに送話信号線の状態に基づいて通話状態を推定する通話状態推定部と、非プログラム制御の論理回路で構成され上記通話状態推定部で推定された通話状態に応じて上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得の総和が略一定値となる関係を常に保ちながら上記両減衰手段の利得を制御する減衰手段制御部とを具備し、上記通話状態推定部は、外部からの制御信号で自らの機能を停止する手段を有し、上記減衰手段制御部は、上記通話状態推定部が機能停止状態のときに該通話状態推定部以外からの信号に基づいて上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の利得を任意の値に制御するので、通話状態を推定する通話状態推定部をプログラム制御のプロセッサで構成することで音声切換装置として必要な信号処理のアルゴリズムが容易に且つ精度良く実現でき、また、非プログラム制御の論理回路で構成された減衰手段制御部の動作は予測可能であるから、プロセッサで構成された通話状態推定部の誤動作時でもハウリングが生じるような制御が行われることを防ぐことができ、外来ノイズに対する信頼性の確保を図ることができ、さらに、無通話時のように音声切換装置の動作が不要な場合に、通話状態推定部の機能を停止することで消費電流を低減するとともに、停止時における挿入損失量を拡声通話系として適切な値に制御することができるという効果がある。
【００４７】
請求項２の発明は、マイクロホン及びスピーカを有する拡声通話端末が他の通話端末又は拡声通話端末に有線で接続されて半二重通話を行う拡声通話系の上記拡声通話端末に用いられ、上記マイクロホンで集音する音声信号を回線へ伝送するための送話信号線上に挿入される送話側減衰手段と、回線から受信した音声信号を上記スピーカへ伝送するための受話信号線上に挿入される受話側減衰手段と、通話状態に応じて上記送話側減衰手段並びに受話側減衰手段の利得を制御する挿入損失量制御部とを備えた音声切換装置であって、上記挿入損失量制御部が、プログラム制御のプロセッサで構成され上記受話信号線並びに送話信号線の状態に基づいて通話状態を推定する通話状態推定部と、非プログラム制御の論理回路で構成され上記通話状態推定部で推定された通話状態に応じて上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得の総和が略一定値となる関係を常に保ちながら上記両減衰手段の利得を制御する減衰手段制御部とを具備し、上記減衰手段制御部は、通話状態を示す信号であって上記通話状態推定部から出力される通話状態信号と該通話状態推定部以外から出力される通話状態信号を選択的に入力し、上記通話状態推定部から出力される通話状態信号を入力したときには該通話状態信号に基づいて上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得の総和が略一定値となる関係を常に保ちながら上記両減衰手段の利得を制御するとともに、上記通話状態推定部以外からの通話状態信号を入力したときには該通話状態信号に応じて上記受話信号線及び送話信号線の状態に関係なく上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得の総和が略一定値となる関係を常に保ちながら上記両減衰手段の利得を制御するので、通話状態を推定する通話状態推定部をプログラム制御のプロセッサで構成することで音声切換装置として必要な信号処理のアルゴリズムが容易に且つ精度良く実現でき、また、非プログラム制御の論理回路で構成された減衰手段制御部の動作は予測可能であるから、プロセッサで構成された通話状態推定部の誤動作時でもハウリングが生じるような制御が行われることを防ぐことができ、外来ノイズに対する信頼性の確保を図ることができ、さらに、無通話時のように音声切換装置の動作が不要な場合に、擬似的に通話状態を外部から与えて、停止時における挿入損失量を拡声通話系として適切な値に簡単に制御することができるという効果がある。
【００４８】
請求項３の発明は、マイクロホン及びスピーカを有する拡声通話端末が他の通話端末又は拡声通話端末に有線で接続されて半二重通話を行う拡声通話系の上記拡声通話端末に用いられ、上記マイクロホンで集音する音声信号を回線へ伝送するための送話信号線上に挿入される送話側減衰手段と、回線から受信した音声信号を上記スピーカへ伝送するための受話信号線上に挿入される受話側減衰手段と、通話状態に応じて上記送話側減衰手段並びに受話側減衰手段の利得を制御する挿入損失量制御部とを備えた音声切換装置であって、上記挿入損失量制御部が、プログラム制御のプロセッサで構成され上記受話信号線並びに送話信号線の状態に基づいて通話状態を推定する通話状態推定部と、非プログラム制御の論理回路で構成され上記通話状態推定部で推定された通話状態に応じて上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得の総和が略一定値となる関係を常に保ちながら上記両減衰手段の利得を制御する減衰手段制御部とを具備し、上記減衰手段制御部は、上記通話状態推定部で推定された通話状態に応じて上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得の総和が略一定値となる関係を常に保ちながら上記両減衰手段の利得を制御する音声切換動作モードと、上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得の絶対値が上記通話状態推定部による通話状態の推定結果とは関係なく上記通話状態推定部以外から設定され且つ上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得が上記設定値と一致するように上記両減衰手段を制御する損失量絶対値設定動作モードとを有するので、通話状態を推定する通話状態推定部をプログラム制御のプロセッサで構成することで音声切換装置として必要な信号処理のアルゴリズムが容易に且つ精度良く実現でき、また、非プログラム制御の論理回路で構成された減衰手段制御部の動作は予測可能であるから、プロセッサで構成された通話状態推定部の誤動作時でもハウリングが生じるような制御が行われることを防ぐことができ、外来ノイズに対する信頼性の確保を図ることができ、さらに、無通話時のように音声切換装置の動作が不要な場合に、挿入損失量を任意の値に制御することができるという効果がある。
【００４９】
請求項４の発明は、マイクロホン及びスピーカを有する拡声通話端末が他の通話端末又は拡声通話端末に有線で接続されて半二重通話を行う拡声通話系の上記拡声通話端末に用いられ、上記マイクロホンで集音する音声信号を回線へ伝送するための送話信号線上に挿入される送話側減衰手段と、回線から受信した音声信号を上記スピーカへ伝送するための受話信号線上に挿入される受話側減衰手段と、通話状態に応じて上記送話側減衰手段並びに受話側減衰手段の利得を制御する挿入損失量制御部とを備えた音声切換装置であって、上記挿入損失量制御部が、プログラム制御のプロセッサで構成され上記受話信号線並びに送話信号線の状態に基づいて通話状態を推定する通話状態推定部と、非プログラム制御の論理回路で構成され上記通話状態推定部で推定された通話状態に応じて上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得の総和が略一定値となる関係を常に保ちながら上記両減衰手段の利得を制御する減衰手段制御部とを具備し、上記減衰手段制御部は、上記通話状態推定部で推定された通話状態に応じて上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得の総和が略一定値となる関係を常に保ちながら上記両減衰手段の利得を制御する音声切換動作モードと、上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の一方の利得の絶対値が上記通話状態推定部による通話状態の推定結果とは関係なく上記通話状態推定部以外から任意の値に設定されるとともに該設定値に応じて上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得の総和が略一定値となるように他方の利得の絶対値が設定され且つ上記送話側減衰手段及び受話側減衰手段の各利得が各々上記設定値と一致するように上記両減衰手段を制御する損失量設定動作モードとを有するので、通話状態を推定する通話状態推定部をプログラム制御のプロセッサで構成することで音声切換装置として必要な信号処理のアルゴリズムが容易に且つ精度良く実現でき、また、非プログラム制御の論理回路で構成された減衰手段制御部の動作は予測可能であるから、プロセッサで構成された通話状態推定部の誤動作時でもハウリングが生じるような制御が行われることを防ぐことができ、外来ノイズに対する信頼性の確保を図ることができ、さらに、無通話時のように音声切換装置の動作が不要な場合に、挿入損失量をハウリングが生じない範囲内で任意の値に制御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】  本発明の基本例を示すブロック図である。
【図２】  同上における送話側減衰器及び受話側減衰器の概略構成図である。
【図３】  同上の動作説明図である。
【図４】  同上における減衰手段制御部のブロック図である。
【図５】  同上の動作説明図である。
【図６】  実施形態１を示すブロック図である。
【図７】  実施形態２における減衰手段制御部のブロック図である。
【図８】  実施形態３における減衰手段制御部のブロック図である。
【図９】  実施形態４における減衰手段制御部のブロック図である。
【符号の説明】
ＶＳ  音声切換装置
４  送話側減衰器
５  受話側減衰器
６  挿入損失量制御部
７  通話状態推定部
８  減衰手段制御部
【図１】
0003726565.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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