(57)【要約】【課題】音声スイッチの片倒れを抑制可能とする。【解決手段】受話側の瞬時パワー推定値Ｐs(R)を減衰させる減衰器１３と、受話側の背景騒音パワー推定値Ｐn(R)が所定のしきい値を超えたら減衰器１３の減衰量を増大させる減衰量制御部１４とを音声スイッチＶＳに具備する。遠端側の周囲騒音レベルが大きくなって受話側背景騒音パワー推定値Ｐn(R)がしきい値ｃを超えると、減衰量制御部１４により減衰器１３の減衰量Ｌｒを初期値Ｌｒ0からＬｒ1さらにＬｒ2へと増大させて受話側瞬時パワー推定値Ｐs(R)を減少させる。故に挿入損失量制御部１０が通話状態を受話状態と誤判定することを防いで音声スイッチＶＳの片倒れを抑制することができる。【選択図】        図１
2006067128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロホンおよびスピーカと、送話信号を伝送系へ送り出し且つ受話信号を減衰させる送話状態と受話信号をスピーカへ送り出し且つ送話信号を減衰させる受話状態とを切り換える音声スイッチとを備え、
音声スイッチは、マイクロホンから伝送系へ至る送話側信号経路に損失を挿入する送話側損失挿入部と、伝送系からスピーカへ至る受話側信号経路に損失を挿入する受話側損失挿入部と、送話信号の音声区間を検出する第１の音声区間検出部と、受話信号の音声区間を検出する第２の音声区間検出部と、送話信号の瞬時パワーを推定する送話側瞬時パワー推定部と、送話信号の背景騒音パワーを推定する送話側背景騒音パワー推定部と、受話信号の瞬時パワーを推定する受話側瞬時パワー推定部と、受話信号の背景騒音パワーを推定する受話側背景騒音パワー推定部と、送話側および受話側の各損失挿入部における挿入損失量を制御する挿入損失量制御部とを具備し、
挿入損失量制御部は、送話側および受話側の瞬時パワー推定値の比較結果と第１および第２の音声区間検出部の検出結果とを参照して通話状態を判定するとともに、通話状態の判定結果に応じて受話側の挿入損失量を相対的に大きくした送話モード、又は送話側の挿入損失量を相対的に大きくした受話モードの少なくとも何れか一方に切り換えてなる拡声通話装置において、
送話側の瞬時パワー推定値を減衰させる第１の減衰器並びに送話側背景騒音パワー推定値が所定のしきい値を超えたら第１の減衰器の減衰量を増大させる第１の減衰量制御部、若しくは受話側の瞬時パワー推定値を減衰させる第２の減衰器並びに受話側背景騒音パワー推定値が所定のしきい値を超えたら第２の減衰器の減衰量を増大させる第２の減衰量制御部の少なくとも何れか一方を備えたことを特徴とする拡声通話装置。
【請求項２】
第１の減衰量制御部は、第１の音声区間検出部が音声区間を検出しているときは第１の減衰器の減衰量を変化させず、第２の減衰量制御部は、第２の音声区間検出部が音声区間を検出しているときは第２の減衰器の減衰量を変化させないことを特徴とする請求項１記載の拡声通話装置。
【請求項３】
第１の減衰量制御部は、受話側損失挿入部の挿入損失量が所定のしきい値未満であれば第１の減衰器の減衰量を変化させず、第２の減衰量制御部は、送話側損失挿入部の挿入損失量が所定のしきい値未満であれば第２の減衰器の減衰量を変化させないことを特徴とする請求項１記載の拡声通話装置。
【請求項４】
第２の音声区間検出部で参照する受話信号から音声の主成分帯域よりも低い周波数帯域成分を除去する高域通過フィルタを音声スイッチに具備したことを特徴とする請求項１記載の拡声通話装置。
【請求項５】
伝送系を介して通話する相手の通話機器を特定するとともに特定した通話機器に応じて高域通過フィルタの有効・無効を切り換える手段を備えたことを特徴とする請求項４記載の拡声通話装置。
【請求項６】
使用者の操作による操作入力を取り込むとともに該操作入力に応じて高域通過フィルタの有効・無効を切り換える手段を備えたことを特徴とする請求項４記載の拡声通話装置。
【請求項７】
第１及び第２の音声区間検出部は、参照信号の瞬時パワーを推定する第１の瞬時パワー推定部と、参照信号中に定常的に存在する背景騒音のパワーを推定する背景騒音パワー推定部と、瞬時パワー推定値と背景騒音パワー推定値の比に基づいて参照信号の音声区間を判定する第１の判定部と、参照信号から音声の主成分帯域よりも高い周波数帯域成分を除去する低域通過フィルタと、低域通過フィルタで高周波数帯域成分が除去された後の参照信号の瞬時パワーを推定する第２の瞬時パワー推定部と、第１の判定部で非音声区間と判定されたときは非音声区間と判定し、第１の判定部で音声区間と判定されたときは第１の瞬時パワー推定部で推定された瞬時パワー推定値に１未満の正の係数を乗算した値と第２の瞬時パワー推定部で推定された瞬時パワー推定値との大小関係に基づいて音声区間か否かを判定する第２の判定部とを具備することを特徴とする請求項１記載の拡声通話装置。
【請求項８】
第２の判定部における前記係数を可変としたことを特徴とする請求項７記載の拡声通話装置。
【請求項９】
第１の音声区間検出部が具備する第１の判定部は、所定の時間間隔を空けて第１の瞬時パワー推定部で推定された２つの瞬時パワー推定値の差分の絶対値を求め、該差分の絶対値と所定のしきい値との比較結果を参照して判定することを特徴とする請求項７又は８記載の拡声通話装置。
【請求項１０】
音声スイッチは、第２の音声区間検出部で参照する受話信号から音声の主成分帯域よりも低い周波数帯域成分を除去する高域通過フィルタを具備し、
第１の音声区間検出部は、参照信号の瞬時パワーを推定する第１の瞬時パワー推定部と、参照信号中に定常的に存在する背景騒音のパワーを推定する背景騒音パワー推定部と、瞬時パワー推定値と背景騒音パワー推定値の比に基づいて参照信号の音声区間を判定する第１の判定部と、参照信号から音声の主成分帯域よりも高い周波数帯域成分を除去する低域通過フィルタと、低域通過フィルタで高周波数帯域成分が除去された後の参照信号の瞬時パワーを推定する第２の瞬時パワー推定部と、第１の判定部で非音声区間と判定されたときは非音声区間と判定し、第１の判定部で音声区間と判定されたときは第１の瞬時パワー推定部で推定された瞬時パワー推定値に１未満の正の係数を乗算した値と第２の瞬時パワー推定部で推定された瞬時パワー推定値との大小関係に基づいて音声区間か否かを判定する第２の判定部とを具備したことを特徴とする請求項１記載の拡声通話装置。
【請求項１１】
第１の判定部は、所定の時間間隔を空けて第１の瞬時パワー推定部で推定された２つの瞬時パワー推定値の差分の絶対値を求め、該差分の絶対値と所定のしきい値との比較結果を参照して判定することを特徴とする請求項１０記載の拡声通話装置。
【請求項１２】
第１の音声区間検出部で参照する送話信号から音声の主成分帯域よりも高い周波数帯域成分を除去する低域通過フィルタと、第２の音声区間検出部で参照する受話信号から音声の主成分帯域よりも低い周波数帯域成分を除去する高域通過フィルタとを音声スイッチに具備したことを特徴とする請求項１記載の拡声通話装置。
【請求項１３】
カットオフ周波数が可変である前記低域通過フィルタを音声スイッチに具備し、使用者の操作による操作入力を取り込むとともに該操作入力に応じて低域通過フィルタのカットオフ周波数を変化させる手段を備えたことを特徴とする請求項１２記載の拡声通話装置。
【請求項１４】
参照信号に含まれる音声のピッチを検出するとともに検出される音声ピッチに応じて低域通過フィルタのカットオフ周波数を変化させる手段を備えたことを特徴とする請求項１２記載の拡声通話装置。
【請求項１５】
音声の主成分帯域よりも低い周波数帯域成分を除去する高域通過フィルタを低域通過フィルタと直列に設けたことを特徴とする請求項１２記載の拡声通話装置。
【請求項１６】
送話信号および受話信号から音声の主成分領域よりも高い若しくは低い周波数帯域成分を除去するフィルタをデジタルフィルタで構成したことを特徴とする請求項１５記載の拡声通話装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インターホンなどに用いられる拡声通話装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、通話時にハンドセットを持つ必要がなく、通話機器から離れた通話者に対して相手側の通話機器から伝送されてくる音声信号をスピーカによって拡声出力し、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機器へ伝送することで拡声通話（ハンズフリー通話）を実現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、通話者が発した音声の一部が相手側通話機器のスピーカからマイクロホンヘの音響結合や通話機器と伝送路との間のインピーダンスの不整合によって生じる反射などが原因で再び受話信号と重畳して帰還することがあり、この帰還成分のレベルが大きい場合には、不快なエコー（音響エコーあるいは回線エコー）として通話者に聴こえてしまう。また、上記音響結合や反射、および自端末における音響結合により通話系に閉ループが形成され、閉ループの一巡利得が１倍を超える周波数成分が存在する場合には、その周波数においてハウリングを生じ、安定した通話を継続することが不可能となる。したがって、通話機器としての拡声通話装置を設計する上で、上述した不快なエコーやハウリングを如何に抑圧するかが重要な課題となる。
【０００３】
このような課題に対して、従来、通話状態（送話状態、受話状態など）を常時推定し、推定結果に基づき適切な配分で送話路および受話路に対して損失を挿入する音声スイッチを用いて閉ループの一巡利得を低減し不快なエコーやハウリングを抑圧する方式が広く用いられてきた。図１９は、拡声通話装置としてのインターホン親機（以下、「親機」と略す）Ｍと、相手側通話機器としてのドアホン子器Ｓとからなる、所謂ハンズフリーインターホンの従来例を示すブロック図である（特許文献１参照）。親機Ｍは、マイクロホン１、スピーカ２、２線−４線変換回路３０、マイクロホン１から出力される送話信号を増幅するマイクロホンアンプ３１、相手側の通話機器から伝送系を経て到達する受話信号を増幅する回線アンプ３２、並びに音声スイッチＶＳ’で構成される。また、図示は省略するが、ドアホン子器Ｓはマイクロホン、スピーカ、２線−４線変換回路等で構成される。
【０００４】
また音声スイッチＶＳ’は、マイクロホン１からマイクロホンアンプ３１を経て２線−４線変換回路３０へ至る送話側信号経路に損失を挿入する送話側損失挿入手段３３と、回線アンプ３２からスピーカ２へ至る受話側信号経路に損失を挿入する受話側損失挿入手段３４と、送話側および受話側の各損失挿入手段３３，３４における挿入損失量を制御する挿入損失量制御手段３５とを具備する。この挿入損失量制御手段３５は、例えば送話信号および受話信号のパワーを推定し、これらの推定値の大小関係を比較して瞬時パワーの小さい側の損失挿入手段３３，３４に対して所定の損失を挿入することによって送話状態と受話状態を切り換えるという処理を行っている。
【特許文献１】特開２０００−３０７７４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記従来例においては、遠端（ドアホン子器Ｓ）側の周囲騒音レベルと近端（親機Ｍ）側の周囲騒音レベルとの差が大きい場合、例えば屋外に設置されたドアホン子器Ｓのマイクロホンに風切り音や自動車騒音などの大きな騒音が入力された場合、送話信号及び受話信号を監視して通話状態を推定する挿入損失量制御手段３５では、例えば遠端側の周囲騒音レベルが大きい状況においては常に受話状態と判定し、近端側の周囲騒音レベルが大きい状況においては常に送話状態と判定してしまい、実際の通話状態に関係なく、受話状態又は送話状態の何れか一方に通話状態を固定してしまう現象（所謂音声スイッチの片倒れ）が生じてしまう。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、音声スイッチの片倒れを抑制可能とした拡声通話装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、マイクロホンおよびスピーカと、送話信号を伝送系へ送り出し且つ受話信号を減衰させる送話状態と受話信号をスピーカへ送り出し且つ送話信号を減衰させる受話状態とを切り換える音声スイッチとを備え、音声スイッチは、マイクロホンから伝送系へ至る送話側信号経路に損失を挿入する送話側損失挿入部と、伝送系からスピーカへ至る受話側信号経路に損失を挿入する受話側損失挿入部と、送話信号の音声区間を検出する第１の音声区間検出部と、受話信号の音声区間を検出する第２の音声区間検出部と、送話信号の瞬時パワーを推定する送話側瞬時パワー推定部と、送話信号の背景騒音パワーを推定する送話側背景騒音パワー推定部と、受話信号の瞬時パワーを推定する受話側瞬時パワー推定部と、受話信号の背景騒音パワーを推定する受話側背景騒音パワー推定部と、送話側および受話側の各損失挿入部における挿入損失量を制御する挿入損失量制御部とを具備し、挿入損失量制御部は、送話側および受話側の瞬時パワー推定値の比較結果と第１および第２の音声区間検出部の検出結果とを参照して通話状態を判定するとともに、通話状態の判定結果に応じて受話側の挿入損失量を相対的に大きくした送話モード、又は送話側の挿入損失量を相対的に大きくした受話モードの少なくとも何れか一方に切り換えてなる拡声通話装置において、送話側の瞬時パワー推定値を減衰させる第１の減衰器並びに送話側背景騒音パワー推定値が所定のしきい値を超えたら第１の減衰器の減衰量を増大させる第１の減衰量制御部、若しくは受話側の瞬時パワー推定値を減衰させる第２の減衰器並びに受話側背景騒音パワー推定値が所定のしきい値を超えたら第２の減衰器の減衰量を増大させる第２の減衰量制御部の少なくとも何れか一方を備えたことを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、遠端側（又は近端側）の周囲騒音レベルが大きい場合に受話側（又は送話側）の瞬時パワー推定値も大きくなってしまうことにより挿入損失量制御部が通話状態を受話状態（又は送話状態）と誤判定して音声スイッチが受話側（又は送話側）へ片倒れすることがあるが、このような場合に受話側（又は送話側）の背景騒音パワー推定値が所定のしきい値を超えていれば、第２（又は第１）の減衰器の減衰量を増大させることで受話側（又は送話側）の瞬時パワー推定値を減少させるから、挿入損失量制御部が通話状態を受話状態（又は送話状態）と誤判定することを防いで音声スイッチの片倒れを抑制することができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、第１の減衰量制御部は、第１の音声区間検出部が音声区間を検出しているときは第１の減衰器の減衰量を変化させず、第２の減衰量制御部は、第２の音声区間検出部が音声区間を検出しているときは第２の減衰器の減衰量を変化させないことを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、送話信号又は受話信号に音声が含まれているときに第１又は第２の減衰器の減衰量を変化させて挿入損失量制御部が送話モードと受話モードを誤って切り換えてしまうことを防ぐことができる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、第１の減衰量制御部は、受話側損失挿入部の挿入損失量が所定のしきい値未満であれば第１の減衰器の減衰量を変化させず、第２の減衰量制御部は、送話側損失挿入部の挿入損失量が所定のしきい値未満であれば第２の減衰器の減衰量を変化させないことを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、送話信号が受話側信号経路へ回り込むことにより第２の減衰器の減衰量を変化させてしまったり、受話信号が送話側信号経路へ回り込むことにより第１の減衰器の減衰量を変化させてしまうために挿入損失量制御部が送話モードと受話モードを誤って切り換えてしまうことを防ぐことができる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、第２の音声区間検出部で参照する受話信号から音声の主成分帯域よりも低い周波数帯域成分を除去する高域通過フィルタを音声スイッチに具備したことを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、音声の主成分帯域よりも低い周波数帯域成分を有する騒音を受話信号から除去することにより、音声区間の誤検出が防止できるとともに該騒音に対する受話側の瞬時パワー推定値を低減することができ、その結果、音声スイッチの片倒れを抑制することができる。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、伝送系を介して通話する相手の通話機器を特定するとともに特定した通話機器に応じて高域通過フィルタの有効・無効を切り換える手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、相手の通話機器として屋外に設置されたものと屋内に設置されたものとがあるような場合、屋外に設置された通話機器との通話時には高域通過フィルタを有効とすることで騒音除去による音声区間の誤検出防止並びに該騒音に対する受話側の瞬時パワー推定値低減によって音声スイッチの片倒れが抑制でき、屋内に設置された通話機器との通話時には高域通過フィルタを無効とすることで音声スイッチにおける通話状態の切換のバランスを保つことができる。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項４の発明において、使用者の操作による操作入力を取り込むとともに該操作入力に応じて高域通過フィルタの有効・無効を切り換える手段を備えたことを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、使用者が意図的に高域通過フィルタの有効・無効を切り換えることで音声区間の誤検出防止並びに該騒音に対する受話側の瞬時パワー推定値低減によって音声スイッチの片倒れが抑制できるとともに使い勝手の向上が図れる。
【００１９】
請求項７の発明は、請求項１の発明において、第１及び第２の音声区間検出部は、参照信号の瞬時パワーを推定する第１の瞬時パワー推定部と、参照信号中に定常的に存在する背景騒音のパワーを推定する背景騒音パワー推定部と、瞬時パワー推定値と背景騒音パワー推定値の比に基づいて参照信号の音声区間を判定する第１の判定部と、参照信号から音声の主成分帯域よりも高い周波数帯域成分を除去する低域通過フィルタと、低域通過フィルタで高周波数帯域成分が除去された後の参照信号の瞬時パワーを推定する第２の瞬時パワー推定部と、第１の判定部で非音声区間と判定されたときは非音声区間と判定し、第１の判定部で音声区間と判定されたときは第１の瞬時パワー推定部で推定された瞬時パワー推定値に１未満の正の係数を乗算した値と第２の瞬時パワー推定部で推定された瞬時パワー推定値との大小関係に基づいて音声区間か否かを判定する第２の判定部とを具備することを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、音声の主成分帯域よりも高い周波数帯域成分を持った騒音によって第１及び第２の音声区間検出部が音声区間を誤検出することを防止できる。
【００２１】
請求項８の発明は、請求項７の発明において、第２の判定部における前記係数を可変としたことを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、相手の通話機器や使用者の意図に応じて係数を変化させることにより第１及び第２の音声区間検出部の検出動作を最適化することができる。
【００２３】
請求項９の発明は、請求項７又は８の発明において、第１の音声区間検出部が具備する第１の判定部は、所定の時間間隔を空けて第１の瞬時パワー推定部で推定された２つの瞬時パワー推定値の差分の絶対値を求め、該差分の絶対値と所定のしきい値との比較結果を参照して判定することを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、音声以外の非定常的な騒音のうちで瞬時パワーの時間的な変動が少ない騒音が含まれる区間が音声区間と誤検出されることを防ぐことができる。
【００２５】
請求項１０の発明は、請求項１の発明において、音声スイッチは、挿入損失量制御部で参照する受話信号から音声の主成分帯域よりも低い周波数帯域成分を除去する高域通過フィルタを具備し、第１の音声区間検出部は、参照信号の瞬時パワーを推定する第１の瞬時パワー推定部と、参照信号中に定常的に存在する背景騒音のパワーを推定する背景騒音パワー推定部と、瞬時パワー推定値と背景騒音パワー推定値の比に基づいて参照信号の音声区間を判定する第１の判定部と、参照信号から音声の主成分帯域よりも高い周波数帯域成分を除去する低域通過フィルタと、低域通過フィルタで高周波数帯域成分が除去された後の参照信号の瞬時パワーを推定する第２の瞬時パワー推定部と、第１の判定部で非音声区間と判定されたときは非音声区間と判定し、第１の判定部で音声区間と判定されたときは第１の瞬時パワー推定部で推定された瞬時パワー推定値に１未満の正の係数を乗算した値と第２の瞬時パワー推定部で推定された瞬時パワー推定値との大小関係に基づいて音声区間か否かを判定する第２の判定部とを具備したことを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、音声の主成分帯域よりも低い周波数帯域成分を有する騒音を高域通過フィルタを用いて受話信号から除去することにより、音声区間の誤検出が防止できるとともに該騒音に対する受話側の瞬時パワー推定値を低減することができ、その結果、音声スイッチの片倒れを抑制することができる。また、音声の主成分帯域よりも高い周波数帯域成分を有する騒音を低域通過フィルタを用いて除去することにより、第１の音声区間検出部における音声区間の誤検出が防止できる。
【００２７】
請求項１１の発明は、請求項１０の発明において、第１の判定部は、所定の時間間隔を空けて第１の瞬時パワー推定部で推定された２つの瞬時パワー推定値の差分の絶対値を求め、該差分の絶対値と所定のしきい値との比較結果を参照して判定することを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、音声以外の非定常的な騒音のうちで瞬時パワーの時間的な変動が少ない騒音が含まれる区間が音声区間と誤検出されることを防ぐことができる。
【００２９】
請求項１２の発明は、請求項１の発明において、第１の音声区間検出部で参照する送話信号から音声の主成分帯域よりも高い周波数帯域成分を除去する低域通過フィルタと、第２の音声区間検出部で参照する受話信号から音声の主成分帯域よりも低い周波数帯域成分を除去する高域通過フィルタとを音声スイッチに具備したことを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、音声の主成分帯域よりも高い周波数帯域成分を有する騒音を低域通過フィルタを用いて除去することにより、第１の音声区間検出部における音声区間の誤検出が防止できるとともに該騒音に対する受話側の瞬時パワー推定値を低減することができ、その結果、音声スイッチの片倒れを抑制することができる。また、音声の主成分帯域よりも低い周波数帯域成分を有する騒音を受話信号から除去することにより、音声区間の誤検出が防止できるとともに該騒音に対する受話側の瞬時パワー推定値を低減することができ、その結果、音声スイッチの片倒れを抑制することができる。
【００３１】
請求項１３の発明は、請求項１２の発明において、カットオフ周波数が可変である前記低域通過フィルタを音声スイッチに具備し、使用者の操作による操作入力を取り込むとともに該操作入力に応じて低域通過フィルタのカットオフ周波数を変化させる手段を備えたことを特徴とする。
【００３２】
この発明によれば、使用環境に応じて適切なカットオフ周波数に設定できるから音声区間の誤検出防止と使い勝手の向上が同時に図れる。
【００３３】
請求項１４の発明は、請求項１２の発明において、参照信号に含まれる音声のピッチを検出するとともに検出される音声ピッチに応じて低域通過フィルタのカットオフ周波数を変化させる手段を備えたことを特徴とする。
【００３４】
この発明によれば、一般に成人の声よりも音声ピッチが高い幼児の声が低域通過フィルタで除去されるのを防ぐことができる。
【００３５】
請求項１５の発明は、請求項１２の発明において、音声の主成分帯域よりも低い周波数帯域成分を除去する高域通過フィルタを低域通過フィルタと直列に設けたことを特徴とする。
【００３６】
この発明によれば、音声の主成分帯域以外の周波数帯域成分を有する騒音を高域通過フィルタ並びに低域通過フィルタを用いて送話信号から除去することにより、音声区間の誤検出が防止できるとともに該騒音に対する送話側の瞬時パワー推定値を低減することができ、その結果、音声スイッチの片倒れを抑制することができる。
【００３７】
請求項１６の発明は、請求項１５の発明において、送話信号および受話信号から音声の主成分領域よりも高い若しくは低い周波数帯域成分を除去するフィルタをデジタルフィルタで構成したことを特徴とする。
【００３８】
この発明によれば、回路構成を変更せずに所望の特性を有するフィルタが容易に実現できる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、遠端側（又は近端側）の周囲騒音レベルが大きい場合に受話側（又は送話側）の瞬時パワー推定値も大きくなってしまうことにより挿入損失量制御部が通話状態を受話状態（又は送話状態）と誤判定して音声スイッチが受話側（又は送話側）へ片倒れすることがあるが、このような場合に受話側（又は送話側）の背景騒音パワー推定値が所定のしきい値を超えていれば、第２（又は第１）の減衰器の減衰量を増大させることで受話側（又は送話側）の瞬時パワー推定値を減少させるから、挿入損失量制御部が通話状態を受話状態（又は送話状態）と誤判定することを防いで音声スイッチの片倒れを抑制することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
（実施形態１）
本実施形態の拡声通話装置は、図１に示すようにマイクロホン１、スピーカ２、マイクロホンアンプ５、回線アンプ６、並びに音声スイッチＶＳを備える点で従来の拡声通話装置（インターホン親機Ｍ）と共通する。なお、音声スイッチＶＳと２線−４線変換回路３０との間の送話側信号経路には回線アンプ７が挿入され、音声スイッチＶＳとスピーカ２との間の受話側信号経路にはスピーカアンプ８が挿入されている。
【００４１】
本実施形態における音声スイッチＶＳは、送話信号を回線へ伝送するための送話側信号経路に挿入される送話側損失挿入部３と、受話信号をスピーカ２へ伝送するための受話側信号経路に挿入される受話側損失挿入部４と、送話信号の音声区間を検出する第１の音声区間検出部１１と、受話信号の音声区間を検出する第２の音声区間検出部１２と、通話状態に応じて送話側損失挿入部３並びに受話側損失挿入部４の挿入損失量を制御する挿入損失量制御部１０とを備える。なお、送話側損失挿入部３並びに受話側損失挿入部４は何れもアンプからなり、挿入損失量制御部１０によって各々の増幅度ＧT，ＧR（損失量としては、−ＧT，−ＧR）が可変となっている。
【００４２】
第１および第２の音声区間検出部１１，１２は共通の構成を有し、図２に示すように参照信号（送話側損失挿入部３へ入力する送話信号又は受話側損失挿入部４へ入力する受話信号）の瞬時パワーを推定する瞬時パワー推定部２０と、参照信号の背景騒音パワーを推定する背景騒音パワー推定部２１と、瞬時パワー推定値Ｐｓと背景騒音パワー推定値Ｐｎの比（＝Ｐｓ／Ｐｎ）を所定のしきい値と比較し、前記比がしきい値以上のときに音声区間と判定する第１の判定部２２とで構成される。そして、第１および第２の音声区間検出部１１，１２は音声区間を検出したときに各々送話側および受話側の音声区間検出信号ＴＳＤ，ＲＳＤを「１」とし、音声区間を検出しないとき（非音声区間のとき）に音声区間検出信号ＴＳＤ，ＲＳＤを「０」とする。なお、送話側並びに受話側の瞬時パワー推定部２０は、立ち上がりが急峻で立ち下がりが緩やかな特性を有するフィルタ等で構成され、送話側並びに受話側の背景騒音パワー推定部２１は、立ち上がりが緩やかで立ち下がりが急峻な特性を有するフィルタ等で構成される。
【００４３】
さらに挿入損失量制御部１０は、送話側損失挿入部３への入力点から送話側損失挿入部３並びに回線側での回り込みを経て受話側損失挿入部４への入力点へ帰還する系の利得に応じて決定される値を係数にもつ回線帰還利得乗算部（図示せず）と、受話側損失挿入部４への入力点から受話側損失挿入部４並びに音響側（マイクロホン１およびスピーカ２）での回り込みを経て送話側損失挿入部３への入力点へ到る経路の利得に応じて決定される値を係数にもつ音響結合利得乗算部（図示せず）と、第２の音声区間検出部１２から出力される受話側瞬時パワー推定値Ｐs(R)を音響結合利得乗算部へ入力して得られる出力信号Ｐ２と第１の音声区間検出部１１から出力される送話側瞬時パワー推定値Ｐs(T)との大小関係を比較する第１の比較器（図示せず）と、送話側瞬時パワー推定値Ｐs(T)を回線帰還利得乗算部へ入力して得られる出力信号Ｐ１と受話側瞬時パワー推定値Ｐs(R)との大小関係を比較する第２の比較器（図示せず）と、第１の比較器及び第２の比較器の出力信号Ｃ１，Ｃ２と第１の音声区間検出部１１及び第２の音声区間検出部１２の出力信号Ｃ３（＝ＴＳＤ），Ｃ４（＝ＲＳＤ）に基づいて通話状態を判定し、送話側損失挿入部３及び受話側損失挿入部４の損入損失量を制御する挿入損失量分配処理部（図示せず）とを具備する。ここで、第１の比較器の出力信号Ｃ１は、Ｐs(T)＜Ｐ２の場合に「０」となり、Ｐs(T)≧Ｐ２の場合に「１」となる。また、第２の比較器の出力信号Ｃ２は、Ｐs(R)≧Ｐ１の場合に「０」となり、Ｐs(R)＜Ｐ１の場合に「１」となる。
【００４４】
而して、挿入損失量制御部１０においては、上記４つの２値信号Ｃ１〜Ｃ４を参照して通話状態を判定し、送話側損失挿入部３及び受話側損失挿入部４の挿入損失量を決定する。ここで、Ｃ１＝Ｃ２＝１且つＣ３＝１の場合は送話モード、Ｃ１＝Ｃ２＝０且つＣ４＝１の場合は受話モード、Ｃ１≠Ｃ２且つＣ３及びＣ４が共に０ではない場合は高速アイドルモード、その他の状態では緩速アイドルモードと判定し、判定結果が送話モードのときには送話側損失挿入部３の挿入損失量を最小値、受話側損失挿入部４の挿入損失量を最大値に設定し、判定結果が受話モードのときには送話側損失挿入部３の挿入損失量を最大値、受話側損失挿入部４の挿入損失量を最小値に設定し、判定結果が高速アイドルモードのときには短い遷移時間で送話損失挿入部３並びに受話損失挿入部４の挿入損失量を互いに等しくするとともに、判定結果が緩速アイドルモードのときには長い遷移時間で送話損失挿入部３並びに受話損失挿入部４の挿入損失量を互いに等しくする。なお、上述した音声スイッチＶＳの構成および動作は特許文献１に開示されたものと共通であるので詳しい説明は省略する。
【００４５】
次に本実施形態の要旨について説明する。本実施形態は、受話側の瞬時パワー推定値Ｐs(R)を減衰させる減衰器１３と、受話側の背景騒音パワー推定値Ｐn(R)が所定のしきい値を超えたら減衰器１３の減衰量を増大させる減衰量制御部１４とを音声スイッチＶＳに具備する点に特徴がある。
【００４６】
減衰量制御部１４は、図３に示すように受話側背景騒音パワー推定値Ｐn(R)の平均値Ｅ[Ｐn(R)]を算出する平均値算出部１４ａと、この平均値Ｅ[Ｐn(R)]を所定のしきい値と比較し、平均値Ｅ[Ｐn(R)]がしきい値以下のときは減衰器１３の減衰量を初期値（＝０ｄＢ）に設定し、平均値Ｅ[Ｐn(R)]がしきい値を超えたら初期値よりも大きい値に減衰量を増大させる減衰量決定部１４ｂと、受話側音声区間検出信号ＲＳＤが「１」、すなわち第２の音声区間検出部１２で音声区間が検出されているとき、若しくは送話側損失挿入部３の挿入損失量（利得ＧT）が所定のしきい値未満（利得ＧTがしきい値より大きい）のときに平均値算出部１４ａによる平均値の算出（更新）を停止させる平均演算更新／停止判定部１４ｃと、減衰量決定部１４ｂによる減衰量の決定を所定時間毎に間欠的に行わせるカウンタ１４ｄとで構成される。
【００４７】
而して、遠端側の周囲騒音レベルが大きい場合に受話側瞬時パワー推定値Ｐs(R)も大きくなってしまうことにより、挿入損失量制御部１０が通話状態を受話状態と誤判定して音声スイッチＶｓが受話側へ片倒れすることがあるが、遠端側の周囲騒音レベルが大きくなって受話側背景騒音パワー推定値Ｐn(R)がしきい値を超えていれば、減衰量制御部１４により減衰器１３の減衰量を初期値から増大させて受話側瞬時パワー推定値Ｐs(R)を減少させるから、挿入損失量制御部１０が通話状態を受話状態と誤判定することを防いで音声スイッチＶＳの片倒れを抑制することができる。また、第２の音声区間検出部１２で音声区間が検出されているときに平均演算更新／停止判定部１４ｃが平均値算出部１４ａによる平均値の算出を停止させているため、受話信号に音声が含まれているときに減衰器１３の減衰量を変化させて挿入損失量制御部１０が送話モードと受話モードを誤って切り換えてしまうことを防ぐことができる。さらに、送話側損失挿入部３の挿入損失量が所定のしきい値未満のときに平均演算更新／停止判定部１４ｃが平均値算出部１４ａによる平均値の算出を停止させているため、受話信号が送話側信号経路へ回り込むことにより減衰器１３の減衰量を変化させてしまうために挿入損失量制御部１０が送話モードと受話モードを誤って切り換えてしまうことを防ぐことができる。
【００４８】
ところで本出願人は、図４に示すように第２の音声区間検出部１２に受話信号を入力する経路に減衰器１３’を挿入し、受話側背景騒音パワー推定値Ｐn(R)が所定のしきい値を超えたときに減衰量制御部１４’が減衰器１３’の減衰量を増大させることで同様の作用効果を奏するようにした拡声通話装置を既に出願している（特願２００３−３９４６７０号参照）。しかしながら、図４に示すものにおいては減衰器１３’と第２の音声区間検出部１２と減衰量制御部１４’とでフィードバックループが形成されているため、減衰器１３’の減衰量が増大して受話信号が減衰すると受話側背景騒音パワー推定値Ｐn(R)が減少してしきい値を下回り、受話側背景騒音パワー推定値Ｐn(R)がしきい値を下回ることで減衰量制御部１４’が減衰器１３’の減衰量を減少させることから、減衰量制御部１４’による減衰器１３’の減衰量の増減が繰り返されて挿入損失量制御部１０の動作が不安定になる虞があった。これに対して本実施形態では、受話側瞬時パワー推定値Ｐs(R)を減衰器１３で減衰させるようにしてフィードバックループを形成していないから、上述のように減衰量制御部１４’によって減衰器１３’の減衰量の増減が繰り返されることがなく、挿入損失量制御部１０の動作を安定させることができるという利点がある。
【００４９】
なお、本実施形態では受話側に減衰器１３並びに減衰量制御部１４を設けたが、第１の音声区間検出部１１から出力する送話側瞬時パワー推定値Ｐs(T)を減衰させる減衰器と、送話側背景騒音パワー推定値Ｐn(T）が所定のしきい値を超えたら減衰器の減衰量を増大させる減衰量制御部とを設ければ、受話側と同様に挿入損失量制御部１０における通話状態の誤判定を防いで音声スイッチＶＳの片倒れを抑制することが可能であり、送話側又は受話側の何れか一方だけでなく双方に減衰器並びに減衰量制御部を設けても構わない。
【００５０】
（実施形態２）
図５に本実施形態のブロック図を示す。但し、本実施形態の基本構成は実施形態１と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、本実施形態の特徴となる構成についてのみ説明する。
【００５１】
本実施形態は、挿入損失量制御部１０で参照する受話信号から音声の主成分帯域よりも低い周波数帯域成分を除去する高域通過フィルタ（ＨＰＦ）１５を音声スイッチＶＳに具備した点に特徴がある。
【００５２】
例えば、相手側通話機器であるドアホン子器Ｓが屋外に設置されているため、ドアホン子器Ｓから伝送されてくる受話信号に所謂風切り音と呼ばれる騒音が含まれることがある。かかる風切り音は一般に音声の主成分帯域に比べて低い周波数帯域成分が多く含まれているから、高域通過フィルタ１５によって受話信号に含まれる風切り音をある程度除去することが可能である。
【００５３】
而して、高域通過フィルタ１５で風切り音をある程度除去した後の受話信号を第２の音声区間検出部１２で参照するようにしているから、第２の音声区間検出部１２が風切り音によって音声区間を誤検出することを防止できるとともに、風切り音に対する受話側瞬時パワー推定値Ｐs(R)を低減することができ、その結果、音声スイッチＶＳの片倒れを抑制することができるものである。
【００５４】
但し、風切り音のレベルが小さい或いはほぼゼロとなる状況や相手側通話機器が屋内に設置されている状況においては、受話信号の低域成分を高域通過フィルタ１５で除去することによって第２の音声区間検出部１２の誤検出が生じてしまうことがある。そこで、伝送系を介して通話する相手の通話機器を特定するとともに特定した通話機器に応じて高域通過フィルタ１５の有効・無効を切り換える手段や、あるいは使用者の操作による操作入力を取り込むとともに該操作入力に応じて高域通過フィルタ１５の有効・無効を切り換える手段を備えることが望ましい。例えば、本実施形態の拡声通話装置ではマイクロコンピュータからなる制御部（図示せず）によって相手の通話機器からの呼出を検出するとともに個々の通話機器毎に伝送系の線路を切り換えているから、制御部が呼出元の通話機器を特定し、屋外に設置された通話機器との通話時には高域通過フィルタ１５を有効とすることで騒音除去による音声区間の誤検出防止並びに該騒音に対する受話側瞬時パワー推定値Ｐs(R)の低減によって音声スイッチＶＳの片倒れが抑制でき、屋内に設置された通話機器との通話時には高域通過フィルタ１５を無効とすることで音声スイッチＶＳにおける通話状態の切換のバランスを保つことができる。あるいは、本実施形態の拡声通話装置のハウジング（図示せず）に押釦を設け、使用者が該押釦を押操作したときに前記制御部に操作入力が取り込まれ、その操作入力に応じて制御部が高域通過フィルタ１５の有効・無効を切り換えるようにすれば、使用者が意図的に高域通過フィルタ１５の有効・無効を切り換えることで音声区間の誤検出防止並びに該騒音に対する受話側瞬時パワー推定値Ｐs(R)の低減によって音声スイッチＶＳの片倒れが抑制できるとともに、使い勝手の向上が図れる。なお、高域通過フィルタ１５の有効・無効の切り換えは、例えば受話側信号経路の参照点と第２の音声区間検出部１２との間に高域通過フィルタ１５を迂回する信号経路を設け、この信号経路の途中に挿入された接点を開閉することで行えばよい。
【００５５】
（実施形態３）
図６に本実施形態における第１および第２の音声区間検出部１１’，１２’のブロック図を示す。但し、第１および第２の音声区間検出部１１’，１２’の基本構成並びに他の構成は実施形態１と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して適宜図示および説明を省略する。
【００５６】
本実施形態における第１及び第２の音声区間検出部１１’，１２’は、瞬時パワー推定部２０と、背景騒音パワー推定部２１と、第１の判定部２２と、参照信号（送話信号又は受話信号）から音声の主成分帯域よりも高い周波数帯域成分を除去する低域通過フィルタ（ＬＰＦ）２３と、低域通過フィルタ２３で高周波数帯域成分が除去された後の参照信号の瞬時パワーを推定する第２の瞬時パワー推定部２４と、瞬時パワー推定部２０で推定された瞬時パワー推定値Ｐｓ、第１の判定部２２による判定結果を示す検出フラグ、第２の瞬時パワー推定部２４で推定された瞬時パワー推定値Ｐｓ_Lに基づいて音声区間を検出する第２の判定部２５とを具備する。第１の判定部２２では瞬時パワー推定値Ｐｓと背景騒音パワー推定値Ｐｎの比（＝Ｐｓ／Ｐｎ）が所定のしきい値以上のときに音声区間と判定して検出フラグ（音声区間検出信号）を「１」とし、前記比がしきい値未満のときに非音声区間と判定して検出フラグを「０」とする。
【００５７】
一方、第２の判定部２５は、図７のフローチャートに示すように第１の判定部２２から出力する検出フラグが「０」、すなわち第１の判定部２２で非音声区間と判定された場合には直ちに非音声区間と判定して出力フラグ（音声区間検出信号ＴＳＤ，ＲＳＤ）を「０」とし、第１の判定部２２から出力する検出フラグが「１」、すなわち第１の判定部２２で音声区間と判定された場合、瞬時パワー推定部２０で推定された瞬時パワー推定値Ｐｓに所定の係数γ（０＜γ＜１）を乗算した値（＝Ｐｓ・γ）と第２の瞬時パワー推定部２４で推定された瞬時パワー推定値Ｐｓ_Lとを比較し、Ｐｓ・γ＜Ｐｓ_Lならば音声区間、Ｐｓ・γ≧Ｐｓ_Lならば非音声区間と判定して出力フラグをそれぞれ「１」、「０」に切り換える判定処理を行っている。
【００５８】
すなわち、電話機の呼出音や動物（特に小型犬）の鳴き声のように非定常的且つ音声の主成分帯域よりも高い周波数帯域成分を有する騒音が存在する環境下において、これらの騒音によって第１又は第２の音声区間検出部１１，１２が音声区間を誤検出してしまう可能性があるが、本実施形態の第１又は第２の音声区間検出部１１’，１２’では、音声の主成分帯域よりも高い周波数帯域成分を有する騒音を低域通過フィルタ２３で除去した後の参照信号の瞬時パワー推定値Ｐｓ_Lを第２の瞬時パワー推定部２４で推定し、その推定値Ｐｓ_Lと、音声の主成分帯域よりも高い周波数帯域成分を除去する前の参照信号の瞬時パワー推定値Ｐｓと、第１の判定部２２による判定結果とに基づいて第２の判定部２５が総合的に音声区間を判定しているから、上述のように音声の主成分帯域よりも高い周波数帯域成分を持った騒音によって第１及び第２の音声区間検出部１１’，１２’が音声区間を誤検出することを防止できるものである。なお、第２の判定部２５の判定処理において瞬時パワー推定部２０で推定された瞬時パワー推定値Ｐｓと乗算される係数γは相手の通話機器毎に最適な値が異なると考えられるから、係数γを可変とし、例えば、実施形態２で説明したように相手の通話機器毎に自動的に最適値に設定したり、あるいは使用者の操作によって値を設定するようにすれば、第１及び第２の音声区間検出部１１’，１２’の検出動作を最適化することができる。
【００５９】
（実施形態４）
本実施形態は、第１および第２の音声区間検出部１１’，１２’の第１の判定部２２における判定処理に特徴があり、全体の構成は実施形態３と共通であるから図示並びに説明は省略する。
【００６０】
本実施形態における第１の判定部２２は、（１）瞬時パワー推定値Ｐs(n)が所定のしきい値Ｐth以上であること、（２）瞬時パワー推定値Ｐs(n)と背景騒音パワー推定値Ｐn(n)の比Ｐs(n)／Ｐn(n)がしきい値δ以上であること、（３）所定の時間間隔Ｋを空けて算出された２つの瞬時パワー推定値Ｐs(n)，Ｐs(n-K)の差分の絶対値が所定のしきい値χ以上であること、の３つの条件が全て満たされたときにのみ参照信号ｘ(n)を音声と判定する。なお、時間間隔Ｋは、ターゲットとする騒音（例えば、後述する赤ちゃんの泣き声など）の特徴に応じて適切な値に設定される。
【００６１】
次に、第１の判定部２２における具体的な判定処理を、図８のフローチャートに基づいて説明する。まず、瞬時パワー推定部２０で算出された瞬時パワー推定値Ｐs(n)をしきい値Ｐthと比較し（ステップ１）、しきい値Ｐth以上であれば、瞬時パワー推定値Ｐs(n)と背景騒音パワー推定値Ｐn(n)の比Ｐs(n)／Ｐn(n)をしきい値δと比較する（ステップ２）。そして、比Ｐs(n)／Ｐn(n)がしきい値δ以上であれば、２つの瞬時パワー推定値Ｐs(n)，Ｐs(n-K)の差分の絶対値｜Ｐs(n)−Ｐs(n-K)｜をしきい値χと比較し（ステップ３）、しきい値χ以上であれば音声区間と判定する（ステップ４）。また、瞬時パワー推定値Ｐs(n)がしきい値Ｐth未満、比Ｐs(n)／Ｐn(n)がしきい値δ未満、若しくは差分の絶対値｜Ｐs(n)−Ｐs(n-K)｜がしきい値χ未満の何れかであれば非音声区間と判定する（ステップ５）。
【００６２】
ここで、上述の（１）および（２）の２つの条件については従来から一般に用いられており、本発明者らは、（３）の条件を加えることによって音声以外の非定常的な周囲騒音が音声として誤検出されなくなることを実験により確認した。すなわち、非定常的な周囲騒音として赤ちゃんの泣き声を想定し、通話者の音声（男性の音声並びに女性の音声）と赤ちゃんの泣き声をそれぞれ含む参照信号ｘ(n)に対して、瞬時パワー推定値Ｐｓと、瞬時パワー推定値の差分絶対値｜Ｐs(n)−Ｐs(n-K)｜とを求めたので、その結果を図９〜図１１に示す。図９（ａ）、図１０（ａ）および図１１（ａ）はそれぞれ参照信号ｘ(n)に赤ちゃんの泣き声、男性の音声、女性の音声が含まれるときの瞬時パワー推定値Ｐｓを示し、各図の（ｂ）は瞬時パワー推定値の差分の絶対値をそれぞれ示している。なお、時間間隔Ｋは４ｍｓ、参照信号ｘ(n)のレベルは男性および女性の音声の平均音圧が等しく、それぞれ赤ちゃんの泣き声に対して４ｄＢ程度大きかった。
【００６３】
而して、図９（ａ）、図１０（ａ）並びに図１１（ａ）を比較すると、赤ちゃんの泣き声に対して通話者の音声は瞬時パワー推定値Ｐs(n)の時間変動が大きいことが分かる。このため、図９（ｂ）、図１０（ｂ）並びに図１１（ｂ）に示すように瞬時パワー推定値の差分絶対値｜Ｐs(n)−Ｐs(n-K)｜に有意な差が認められる。したがって、差分絶対値｜Ｐs(n)−Ｐs(n-K)｜を判定条件に加えることで赤ちゃんの泣き声を騒音（非音声）と判定することができ、言い換えれば音声と誤判定することが防止できる。但し、非定常的な周囲騒音のうちで赤ちゃんの泣き声と同様に通話音声と比較して時間変動が小さいもの、例えばクラシック音楽や犬の遠吠えなども本実施形態により非音声と判定できると考えられる。
【００６４】
（実施形態５）
図１２に本実施形態のブロック図を示す。但し、本実施形態の基本構成は実施形態２と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、本実施形態の特徴となる構成についてのみ説明する。
【００６５】
本実施形態は、実施形態２の構成において、実施形態３の第１の音声区間検出部１１’を適用した点に特徴がある。すなわち、電話機の呼出音や犬の鳴き声などの騒音は屋内で生じる場合が多いと考えられるから、この種の騒音による音声区間の誤検出防止対策は第１の音声区間検出部１１’についてのみ適用することでトータルのコストを下げることができる。なお、第１の音声区間検出部１１’の第１の判定部２２において実施形態４と同様の判定処理を行うことにより、赤ちゃんの泣き声を音声と誤判定することを防止するのが望ましい。
【００６６】
（実施形態６）
図１３に本実施形態のブロック図を示す。但し、本実施形態の基本構成は実施形態２と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、本実施形態の特徴となる構成についてのみ説明する。
【００６７】
本実施形態は、実施形態２の構成において、第１の音声区間検出部１１で参照する参照信号（送話信号）から音声の主成分帯域よりも高い周波数帯域成分を除去する低域通過フィルタ（ＬＰＦ）１６を音声スイッチＶＳに具備する点に特徴がある。
【００６８】
すなわち、実施形態３で説明したように電話機の呼出音や動物（特に小型犬）の鳴き声のように非定常的且つ音声の主成分帯域よりも高い周波数帯域成分を有する騒音が存在する環境（主に屋内）下においては、これらの騒音によって第１の音声区間検出部１１が音声区間を誤検出してしまう可能性があるので、低域通過フィルタ１６によって音声の主成分帯域よりも高い周波数帯域成分を送話信号から除去すれば、実施形態３における第１の音声区間検出部１１’に比べて簡易な構成により、電話機の呼出音や動物の鳴き声などの騒音の影響を低減して第１の音声区間検出部１１における音声区間の誤検出を抑えることができる。
【００６９】
ところで、低域通過フィルタ１６のカットオフ周波数を設定する際には主に成人の声の周波数特性を考慮して決められているが、一般に幼児の声のピッチは成人の声のピッチよりも相対的に高くなっているため、低域通過フィルタ１６によって幼児の声の一部が除去されてしまう可能性がある。したがって、このような幼児がいる家庭で本実施形態の拡声通話装置を使用する場合、低域通過フィルタ１６のカットオフ周波数を適切な値に設定しないと第１の音声区間検出部１１が幼児の声を音声と判定できずに音声区間を誤検出して片倒れが発生する可能性がある。そこで、使用者の操作による操作入力を取り込むとともに該操作入力に応じて低域通過フィルタ１６のカットオフ周波数を切り換える手段、あるいは参照信号に含まれる音声のピッチを検出するとともに検出される音声ピッチに応じて低域通過フィルタ１６のカットオフ周波数を変化させる手段を備えることが望ましい。例えば、本実施形態の拡声通話装置のハウジング（図示せず）に切換スイッチを設け、使用者が該切換スイッチを操作することで制御部に操作入力が取り込まれ、その操作入力に応じて制御部が低域通過フィルタ１６のカットオフ周波数を何通りかに切り換えるようにすれば、幼児のいる／いないによって使用者が低域通過フィルタ１６のカットオフ周波数を切り換え、幼児の声が第１の音声区間検出部１１で音声と判定されずに音声区間が誤検出されることを防ぐことができる。あるいは、参照信号（送話信号）に含まれる音声のピッチを検出し、検出された音声ピッチから参照信号に含まれる音声が幼児の声か否かを判定し、幼児の声であればカットオフ周波数を高い値に切り換えるとともに幼児の声でなければカットオフ周波数を低い値に切り換え、幼児の声が第１の音声区間検出部１１で音声と判定されずに音声区間が誤検出されることを防ぐことができる。尚、音声ピッチの検出方法については従来周知であるから詳細な説明は省略する。
【００７０】
（実施形態７）
図１４に本実施形態のブロック図を示す。但し、本実施形態の基本構成は実施形態６と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、本実施形態の特徴となる構成についてのみ説明する。
【００７１】
本実施形態は、実施形態６の構成において、音声の主成分帯域よりも低い周波数帯域成分を除去する高域通過フィルタ（ＨＰＦ）１７を低域通過フィルタ１６と直列に設けた点に特徴がある。すなわち、高域通過フィルタ１７のカットオフ周波数は音声の主成分帯域の下限値に設定され、低域通過フィルタ１６のカットオフ周波数は音声の主成分帯域の上限値に設定される。
【００７２】
而して本実施形態によれば、電話機の呼出音や動物の鳴き声のように非定常的且つ音声の主成分帯域よりも高い周波数帯域成分を有する騒音を低域通過フィルタ１６で除去するとともに、音声の主成分帯域よりも低い周波数帯域成分を有する騒音を高域通過フィルタ１７で除去することにより、第１の音声区間検出部１１が騒音によって音声区間を誤検出することを防止できるとともに、騒音に対する送話側瞬時パワー推定値Ｐs(T)を低減することができ、その結果、音声スイッチＶＳの片倒れを抑制することができるものである。
【００７３】
（実施形態８）
図１５に本実施形態のブロック図を示す。但し、本実施形態の基本構成は実施形態７と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、本実施形態の特徴となる構成についてのみ説明する。
【００７４】
本実施形態は、図１５に示すように音声スイッチＶＳの構成要素のうちで送話側および受話側の損失挿入部３，４以外の構成要素をＤＳＰのようなディジタル回路Ａで実現した点に特徴がある。すなわち、本実施形態における音声スイッチＶＳは、アナログ回路からなる送話側損失挿入部３並びに受話側損失挿入部４と、アナログの参照信号（送話信号および受話信号）をＡ／Ｄ変換してディジタル回路Ａに出力するＡ／Ｄ変換部１８，１９と、挿入損失量制御部１０、第１および第２の音声区間検出部１１，１２、減衰器１３、減衰量制御部１４、ディジタルの参照信号をフィルタリングする第１〜第３のフィルタ部３１〜３３の機能をソフトウェアで実現するディジタル回路Ａとで構成される。
【００７５】
第１及び第２の音声区間検出部１１，１２は共通の構成を有し、図１６に示すように参照信号（送話側損失挿入部３へ入力する送話信号又は受話側損失挿入部４へ入力する受話信号）の瞬時パワー推定部２０と、参照信号の背景騒音パワーを推定する背景騒音パワー推定部２１と、瞬時パワー推定値と背景騒音パワー推定値の比に基づいて参照信号の音声区間を判定する第１の判定部２２と、時定数更新部２６とを具備する。瞬時パワー推定部２０は、参照信号ｘ(n)の絶対値の時間平均値（絶対平均値）Ｐz(n)を求める絶対平均値算出部２０１と、絶対平均値算出部２０１で算出される時系列の絶対平均値Ｐz(n)を平滑化する絶対平均値平滑部２０２とで構成される。
【００７６】
絶対平均値算出部２０１は、所定のサンプリング時間でサンプリングされた参照信号ｘ(n)の絶対値を求める絶対値算出部２０１ａと、所定の時間フレーム（サンプリング数Ｍ）における絶対値の総和を求める総和算出部２０１ｂと、算出された総和をサンプリング数Ｍで除して絶対平均値Ｐx(n)を求める除算部２０１ｃとからなり、結局のところ、絶対平均値算出部２０１では下記の式（１）の演算を行っている。
【００７７】
【数１】
2006067128.tif 000003
【００７８】
また絶対平均値平滑部２０２は、正の定数α（＜１）を絶対平均値Ｐz(n)に乗算する乗算器２０２ａと、遅延シフトレジスタ２０２ｂと、遅延シフトレジスタ２０２ｂで遅延させた瞬時パワー推定値Ｐs(n-1)に正の定数（１−α）を乗算する乗算器２０２ｃと、２つの乗算器２０２ａ，２０２ｃの出力を加算する加算器２０２ｄとからなり、結局のところ、絶対平均値平滑部２０２では下記の式（２）の演算を行っている。
【００７９】
【数２】
2006067128.tif 000004
【００８０】
一方、背景騒音パワー推定部２１は、瞬時パワー推定値Ｐn(n)を遅延する遅延シフトレジスタ２１１と、瞬時パワー推定値Ｐs(n)と遅延シフトレジスタ２１１で遅延された瞬時パワー推定値Ｐn(n-1)とを比較する比較器２１２と、比較器２１２による比較結果に応じてそれぞれカウント値Ｃｕ，Ｃｄをインクリメントする第１および第２のカウンタ２１３，２１４と、第１および第２のカウンタ２１３，２１４のカウント値Ｃｕ，Ｃｄとしきい値Ｕｓ，Ｕｄの大小関係に応じて３つの補正値β（ｎ），０，−β（ｎ）（但し、β（ｎ）＞０）の何れかを選択して出力するセレクタ２１５と、セレクタ２１５から出力される補正値に遅延された瞬時パワー推定値Ｐn(n-1)を加算する加算器２１６とで構成される。ここで、第１および第２のカウンタ２１３，２１４は、それぞれ参照信号ｘのサンプリング時間毎に以下の規則に則ってカウント値Ｃｕ，Ｃｄを更新する。
【００８１】
Ｐs(n)≧Ｐn(n-1)ならば、Ｃｕ＝Ｃｕ＋１，Ｃｄ＝０
Ｐs(n)＜Ｐn(n-1)ならば、Ｃｕ＝０，Ｃｄ＝Ｃｄ＋１
また、セレクタ２１５は以下の規則に則って３つの補正値のうちの何れか１つを選択して出力する。
【００８２】
Ｃｕ＝Ｕｓならば、β（ｎ）（同時に、Ｃｕ＝０にリセット）
Ｃｄ＝Ｄｓならば、−β（ｎ）（同時に、Ｃｄ＝０にリセット）
Ｃｕ≠Ｕｓ且つＣｄ≠Ｄｓならば、０
したがって、第１および第２のカウンタ２１３，２１４のカウント値Ｃｕ，Ｃｄと比較されるしきい値Ｕｓ，Ｄｓが、Ｕｓ≫Ｄｓとなるように設定すれば、立ち上がり時定数が大きく且つ立ち下がり時定数が小さい応答特性を有するフィルタが実現できる。なお、前記立ち上がり時定数は正の補正値β（ｎ）とそのしきい値Ｕｓによってきまり、補正値β（ｎ）が大きいほどあるいはしきい値Ｕｓが小さいほど、短くなる。
【００８３】
また第１の判定部２２は、瞬時パワー推定値Ｐｓと背景騒音パワー推定値Ｐｎの比（＝Ｐｓ／Ｐｎ）が所定のしきい値以上のときに音声区間と判定して検出フラグ（音声区間検出信号）を「１」とし、前記比がしきい値未満のときに非音声区間と判定して検出フラグを「０」とする。
【００８４】
図１７は第１および第２のフィルタ部３１，３２、図１８は第３のフィルタ部３３をそれぞれ示すブロック図であり、これらは何れもディジタルフィルタで構成される。第１のフィルタ部３１は次数２の２次フィルタであって、ｂ０〜ｂ５の５つのパラメータ、２つの遅延処理Ｄ、４つの加算処理により実現され、第２のフィルタ部３２は次数１の１次フィルタであって、ａ０〜ａ２の３つのパラメータ、１つの遅延処理Ｄ、２つの加算処理により実現される。そして、パラメータａ０〜ａ２、ｂ０〜ｂ５の値を適当に設定することにより、回路構成を変更せずに所望の特性を有する高域通過フィルタや低域通過フィルタが容易に実現できる。さらに、第３のフィルタ部３２は次数１の１次フィルタであって、ｃ１，ｃ２の２つのパラメータ、１つの遅延処理Ｄ、２つの加算処理により実現され、パラメータｃ１，ｃ２の値を適当に設定することにより、回路構成を変更せずに所望の特性を有する高域通過フィルタが容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施形態１を示すブロック図である。
【図２】同上における第１および第２の音声区間検出部を示すブロック図である。
【図３】同上における減衰量制御部を示すブロック図である。
【図４】同上の比較例を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態２を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態３における第１および第２の音声区間検出部を示すブロック図である。
【図７】同上における第２の判定部の動作説明用のフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態４における第１の判定部の動作説明用のフローチャートである。
【図９】同上における赤ちゃんの泣き声に対する実験結果を示す波形図である。
【図１０】同上における男性の音声に対する実験結果を示す波形図である。
【図１１】同上における女性の音声に対する実験結果を示す波形図である。
【図１２】本発明の実施形態５を示すブロック図である。
【図１３】本発明の実施形態６を示すブロック図である。
【図１４】本発明の実施形態７を示すブロック図である。
【図１５】本発明の実施形態８を示すブロック図である。
【図１６】同上における第１および第２の音声区間検出部を示すブロック図である。
【図１７】同上における第１および第２のフィルタ部を示すブロック図である。
【図１８】同上における第３のフィルタ部を示すブロック図である。
【図１９】従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８６】
１  マイクロホン
２  スピーカ
３  送話側損失挿入部
４  受話側損失挿入部
１０  挿入損失量制御部
１１  第１の音声区間検出部
１２  第２の音声区間検出部
１３  減衰器
１４  減衰量制御部
【図１】
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【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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