(57)【要約】【課題】インターホン子器と転送先の宅外通話端末との間で行う通話の通話品質を向上させる。【解決手段】音声スイッチ２０と第１及び第２の２線−４線変換部５，６との間に第１及び第２のエコーキャンセラ９，１０を設けている。故に、自動利得制御を有する第１及び第２の通話音量調整用増幅部２４，２５では信号経路上のエコー成分も増幅してしまうことになるが、第１及び第２のエコーキャンセラ９，１０によって第１及び第２の帰還経路のエコー成分を各々相殺して閉ループを断ち切るために不快なエコーやハウリングが抑制でき、第１及び第２の通話音量調整用増幅部２４，２５で不要なエコー成分が増幅されることがなく、インターホン子器Ｂと宅外通話端末Ｃとの間で行う通話の通話品質を向上させることができる。【選択図】      図１
2004274250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
宅内に設置されるとともに、宅外に設置されたインターホン子器に２線の通話線で接続され、該通話線を介してインターホン子器との間で通話する通話装置であって、公衆電話回線網を通して宅外の通話端末にインターホン子器との通話音声を転送する転送手段と、インターホン子器と宅外の通話端末との間で双方向に通話するための通話処理を行う通話処理手段と、通話線と通話処理手段の間に設けられる第１の２線−４線変換手段と、転送手段と通話処理手段の間に設けられる第２の２線−４線変換手段とを備え、通話処理手段は、通話状態を送話状態と受話状態に切り換える音声スイッチと、インターホン子器における音響結合又は第１の２線−４線変換手段における信号の回り込みによって生じたエコーを消去する第１のエコーキャンセラと、宅外の通話端末における音響結合又は第２の２線−４線変換手段における信号の回り込みによって生じたエコーを消去する第２のエコーキャンセラとを具備し、音声スイッチは、インターホン子器から宅外の通話端末への信号経路に損失を挿入する第１の損失挿入手段と、宅外の通話端末からインターホン子器への信号経路に損失を挿入する第２の損失挿入手段と、第１及び第２の損失挿入手段から挿入する損失量を制御する挿入損失量制御手段とを有し、入力信号のレベルに応じて利得を調節する自動利得制御機能を有した第１の通話音量調整用増幅手段を第２の２線−４線変換手段から第２の損失挿入手段までの信号経路上に設けたことを特徴とする通話装置。
【請求項２】
第１の通話音量調整用増幅手段から出力される通話信号が音声か否かを検出する第１の音声検出手段を音声スイッチに具備し、挿入損失量制御手段は、第１の音声検出手段で音声が検出されているときには第２の損失挿入手段における挿入損失量を第１の損失挿入手段における挿入損失量よりも小さくすることを特徴とする請求項１記載の通話装置。
【請求項３】
第１の音声検出手段は、通話信号が音声か否かを判断するためのしきい値を第１の通話音量調整用増幅手段における利得に応じて調整することを特徴とする請求項２記載の通話装置。
【請求項４】
第１の通話音量調整用増幅手段への入力から分岐させた通話信号を増幅する第１の入力用増幅手段と、第１の入力用増幅手段から出力される通話信号が音声か否かを検出する第１の音声検出手段を音声スイッチに具備し、挿入損失量制御手段は、第１の音声検出手段で音声が検出されているときには第２の損失挿入手段における挿入損失量を第１の損失挿入手段における挿入損失量よりも小さくすることを特徴とする請求項１記載の通話装置。
【請求項５】
第２の２線−４線変換手段と宅外の通話端末との間の伝送損失を検出する伝送損失検出手段を備え、第１の入力用増幅手段は、伝送損失検出手段で検出する伝送損失に応じて利得を調整することを特徴とする請求項４記載の通話装置。
【請求項６】
入力信号のレベルに応じて利得を調節する自動利得制御機能を有した第２の通話音量調整用増幅手段を第１の２線−４線変換手段から第１の損失挿入手段までの信号経路上に設けたことを特徴とする請求項１記載の通話装置。
【請求項７】
第２の通話音量調整用増幅手段から出力される通話信号が音声か否かを検出する第２の音声検出手段を音声スイッチに具備し、挿入損失量制御手段は、第２の音声検出手段で音声が検出されているときには第１の損失挿入手段における挿入損失量を第２の損失挿入手段における挿入損失量よりも小さくすることを特徴とする請求項６記載の通話装置。
【請求項８】
第２の音声検出手段は、通話信号が音声か否かを判断するためのしきい値を第２の通話音量調整用増幅手段における利得に応じて調整することを特徴とする請求項７記載の通話装置。
【請求項９】
第２の通話音量調整用増幅手段への入力から分岐させた通話信号を増幅する第２の入力用増幅手段と、第２の入力用増幅手段から出力される通話信号が音声か否かを検出する第２の音声検出手段を音声スイッチに具備し、挿入損失量制御手段は、第２の音声検出手段で音声が検出されているときには第１の損失挿入手段における挿入損失量を第２の損失挿入手段における挿入損失量よりも小さくすることを特徴とする請求項６記載の通話装置。
【請求項１０】
第１の２線−４線変換手段から出力される通話信号のレベルを検出する音量検出手段を備え、第２の入力用増幅手段は、音量検出手段で検出する通話信号のレベルに応じて利得を調整することを特徴とする請求項９記載の通話装置。
【請求項１１】
挿入損失量制御手段は、第２の損失挿入手段の出力点からインターホン子器側の帰還経路を介して第１の損失挿入手段の入力点へ帰還する第１の帰還経路における第１の帰還利得を推定する第１の帰還利得推定手段と、第１の損失挿入手段の出力点から宅外の通話端末側の帰還経路を介して第２の損失挿入手段の入力点へ帰還する第２の帰還経路における第２の帰還利得を推定する第２の帰還利得推定手段と、第１及び第２の各帰還利得の推定値に基づいて閉ループに挿入すべき損失量の総和を算出する総損失量算出部と、通話信号を監視して通話状態を推定し、この推定結果と総損失量算出部の算出値に応じて第１及び第２の挿入損失手段の各挿入損失量の配分を決定する挿入損失量分配処理部とを備え、総損失量算出部は、第１及び第２の帰還利得の推定値に基づいて閉ループに挿入すべき損失量の総和を算出して適応更新する更新モード、並びに総損失量を所定の初期値に固定する固定モードの２つの動作モードを有し、インターホン子器と宅外の通話端末との通話開始から第１及び第２のエコーキャンセラが充分に収束するまでの期間には固定モードで動作するとともに第１及び第２のエコーキャンセラが充分に収束した後の期間には更新モードで動作することを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の通話装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インターホン子器との間で通話するインターホン親機のような通話装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、宅外の玄関先に設置されたインターホン子器と、通話線によりインターホン子器に接続されるとともに宅内に設置されたインターホン親機（通話装置）とで構成されるインターホンシステムが住宅や事務所などで用いられている。さらに、留守中にインターホン子器から呼出があった場合に予め登録されている宅外の通話端末（例えば、携帯電話機など）に対してインターホン子器との通話音声を転送する機能を持ったインターホンシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３７４３５９号公報（第４−６頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、転送機能付きの上記従来例においては、インターホン親機と宅外通話端末との間の伝送損失による音量の変動、並びにインターホン子器で通話する来訪者の発声音量の変動が通話者に不快感を与えて通話品質を低下させていた。また、通話者が発した音声の一部がスピーカからマイクロホンヘの音響結合や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、不快なエコーとして通話者に聴こえて不快感を与えて通話品質を低下させていた。さらに、上記帰還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虞があった。
【０００５】
このような課題に対し、伝送損失や発声音量の変動を調整する自動利得制御機能付きの増幅器を用いて音量の調整を行うものがあったが、伝送損失や音量の変動が大きい場合に上記増幅器の利得が非常に大きくなってエコー成分を増幅してしまうことになる。また、エコーやハウリングを抑制する方法として音声スイッチが一般に用いられているが、上述のような自動利得制御機能付きの増幅器を使用している場合に音声スイッチへの入力信号が常に一定のレベルとなり、音声スイッチにおける受話と送話の切換が困難となる。また、インターホン子器と宅外通話端末で同時に発声された場合、何れか一方の音声が音声スイッチによって減衰してしまい、相手側で受聴できない虞がある。したがって、インターホン子器あるいは宅外通話端末の周囲騒音レベルが高く且つ話者の音声レベルが低い場合には相手の音声が受聴できなくなることも考えられる。
【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、インターホン子器と転送先の宅外通話端末との間で行う通話の通話品質を向上させた通話装置を提供することにある。
【０００７】
【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、宅内に設置されるとともに、宅外に設置されたインターホン子器に２線の通話線で接続され、該通話線を介してインターホン子器との間で通話する通話装置であって、公衆電話回線網を通して宅外の通話端末にインターホン子器との通話音声を転送する転送手段と、インターホン子器と宅外の通話端末との間で双方向に通話するための通話処理を行う通話処理手段と、通話線と通話処理手段の間に設けられる第１の２線−４線変換手段と、転送手段と通話処理手段の間に設けられる第２の２線−４線変換手段とを備え、通話処理手段は、通話状態を送話状態と受話状態に切り換える音声スイッチと、インターホン子器における音響結合又は第１の２線−４線変換手段における信号の回り込みによって生じたエコーを消去する第１のエコーキャンセラと、宅外の通話端末における音響結合又は第２の２線−４線変換手段における信号の回り込みによって生じたエコーを消去する第２のエコーキャンセラとを具備し、音声スイッチは、インターホン子器から宅外の通話端末への信号経路に損失を挿入する第１の損失挿入手段と、宅外の通話端末からインターホン子器への信号経路に損失を挿入する第２の損失挿入手段と、第１及び第２の損失挿入手段から挿入する損失量を制御する挿入損失量制御手段とを有し、入力信号のレベルに応じて利得を調節する自動利得制御機能を有した第１の通話音量調整用増幅手段を第２の２線−４線変換手段から第２の損失挿入手段までの信号経路上に設けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、第１の通話音量調整用増幅手段から出力される通話信号が音声か否かを検出する第１の音声検出手段を音声スイッチに具備し、挿入損失量制御手段は、第１の音声検出手段で音声が検出されているときには第２の損失挿入手段における挿入損失量を第１の損失挿入手段における挿入損失量よりも小さくすることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、第１の音声検出手段は、通話信号が音声か否かを判断するためのしきい値を第１の通話音量調整用増幅手段における利得に応じて調整することを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、第１の通話音量調整用増幅手段への入力から分岐させた通話信号を増幅する第１の入力用増幅手段と、第１の入力用増幅手段から出力される通話信号が音声か否かを検出する第１の音声検出手段を音声スイッチに具備し、挿入損失量制御手段は、第１の音声検出手段で音声が検出されているときには第２の損失挿入手段における挿入損失量を第１の損失挿入手段における挿入損失量よりも小さくすることを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、第２の２線−４線変換手段と宅外の通話端末との間の伝送損失を検出する伝送損失検出手段を備え、第１の入力用増幅手段は、伝送損失検出手段で検出する伝送損失に応じて利得を調整することを特徴とする。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項１の発明において、入力信号のレベルに応じて利得を調節する自動利得制御機能を有した第２の通話音量調整用増幅手段を第１の２線−４線変換手段から第１の損失挿入手段までの信号経路上に設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項６の発明において、第２の通話音量調整用増幅手段から出力される通話信号が音声か否かを検出する第２の音声検出手段を音声スイッチに具備し、挿入損失量制御手段は、第２の音声検出手段で音声が検出されているときには第１の損失挿入手段における挿入損失量を第２の損失挿入手段における挿入損失量よりも小さくすることを特徴とする。
【００１４】
請求項８の発明は、請求項７の発明において、第２の音声検出手段は、通話信号が音声か否かを判断するためのしきい値を第２の通話音量調整用増幅手段における利得に応じて調整することを特徴とする。
【００１５】
請求項９の発明は、請求項６の発明において、第２の通話音量調整用増幅手段への入力から分岐させた通話信号を増幅する第２の入力用増幅手段と、第２の入力用増幅手段から出力される通話信号が音声か否かを検出する第２の音声検出手段を音声スイッチに具備し、挿入損失量制御手段は、第２の音声検出手段で音声が検出されているときには第１の損失挿入手段における挿入損失量を第２の損失挿入手段における挿入損失量よりも小さくすることを特徴とする。
【００１６】
請求項１０の発明は、請求項９の発明において、第１の２線−４線変換手段から出力される通話信号のレベルを検出する音量検出手段を備え、第２の入力用増幅手段は、音量検出手段で検出する通話信号のレベルに応じて利得を調整することを特徴とする。
【００１７】
請求項１１の発明は、請求項１〜１０の何れかの発明において、挿入損失量制御手段は、第２の損失挿入手段の出力点からインターホン子器側の帰還経路を介して第１の損失挿入手段の入力点へ帰還する第１の帰還経路における第１の帰還利得を推定する第１の帰還利得推定手段と、第１の損失挿入手段の出力点から宅外の通話端末側の帰還経路を介して第２の損失挿入手段の入力点へ帰還する第２の帰還経路における第２の帰還利得を推定する第２の帰還利得推定手段と、第１及び第２の各帰還利得の推定値に基づいて閉ループに挿入すべき損失量の総和を算出する総損失量算出部と、通話信号を監視して通話状態を推定し、この推定結果と総損失量算出部の算出値に応じて第１及び第２の挿入損失手段の各挿入損失量の配分を決定する挿入損失量分配処理部とを備え、総損失量算出部は、第１及び第２の帰還利得の推定値に基づいて閉ループに挿入すべき損失量の総和を算出して適応更新する更新モード、並びに総損失量を所定の初期値に固定する固定モードの２つの動作モードを有し、インターホン子器と宅外の通話端末との通話開始から第１及び第２のエコーキャンセラが充分に収束するまでの期間には固定モードで動作するとともに第１及び第２のエコーキャンセラが充分に収束した後の期間には更新モードで動作することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
本実施形態の通話装置をインターホン親機Ａとするインターホンシステムのシステム構成図を図２に示す。
【００１９】
宅外の玄関先等に設置されたインターホン子器Ｂと、宅内に設置されたインターホン親機Ａとが２線の通話線Ｌｓで接続されるとともに、宅内に設置された一般の電話機Ｄがインターホン親機Ａに接続され、さらに宅内に配線された電話線Ｌｔを通じてインターホン親機Ａが公衆電話回線網Ｎに接続されている。なお、電話機Ｄでは、インターホン親機Ａから公衆電話回線網Ｎを介して、携帯電話機等の宅外通話端末Ｃに発呼及び着呼が可能である。
【００２０】
インターホン親機Ａは、マイクロホン１及びスピーカ２と、公衆電話回線網Ｎを通して宅外通話端末Ｃにインターホン子器Ｂとの通話音声を転送する転送手段たる電話インタフェース部３と、インターホン子器Ｂと宅外通話端末Ｃとの間で双方向に通話するための通話処理を行う通話処理部４と、通話線Ｌｓと通話処理部４の間に設けられる第１の２線−４線変換部５と、電話インタフェース部３と通話処理部４の間に設けられる第２の２線−４線変換部６と、通話処理部４をマイクロホン１及びスピーカ２と第２の２線−４線変換部６に択一的に切り換えて接続する切換接続部７と、インターホン親機Ａの全体的な制御を行う制御部８とを備えている。
【００２１】
制御部８はＣＰＵを主構成要素とし、インターホン子器Ｂで呼出釦（図示せず）が操作されたときに通話線Ｌｓを通じて送信される呼出信号を検出し、スピーカ２から呼出音を鳴動させ、家人が応答釦（図示せず）を操作すれば通話処理部４を起動してインターホン子器Ｂとの通話を開始させる機能、切換接続部７を制御して通話処理部４をマイクロホン１及びスピーカ２と第２の２線−４線変換部６に択一的に切換接続する機能、後述するように転送モードに設定されているときにインターホン子器Ｂからの呼出信号を検出するとメモリに格納されている転送先の電話番号に対して電話インタフェース部３により発呼する機能などを有している。なお、切換接続部７により通話処理部４をマイクロホン１及びスピーカ２に接続する通常モードと、通話処理部４を第２の２線−４線変換部６に接続する転送モードとの切り換えは、図示しない転送設定釦が操作されたときに制御部８で行われる。
【００２２】
次に、図１を参照して通話処理部４の構成を説明する。
【００２３】
通話処理部４は、通話状態を送話状態と受話状態に切り換える音声スイッチ２０と、インターホン子器Ｂにおける音響結合又は第１の２線−４線変換部５における信号の回り込みによって生じたエコーを消去する第１のエコーキャンセラ９と、スピーカ２−マイクロホン１間の音響結合若しくは宅外通話端末Ｃにおける音響結合又は第２の２線−４線変換部６における信号の回り込みによって生じたエコーを消去する第２のエコーキャンセラ１０とを具備する。但し、１１〜１４はそれぞれ信号経路上に挿入された増幅器である。
【００２４】
図示は省略しているが、第１及び第２のエコーキャンセラ９，１０は適応フィルタと減算器からなる従来周知の構成を有し、上記音響結合により形成される帰還経路のインパルス応答を適応フィルタにより適応的に同定し、参照信号（音声スイッチ２０から出力される通話信号）から推定したエコー成分を減算器により各々の入力信号（通話信号）から減算することでエコー成分を相殺して消去するものである。
【００２５】
また音声スイッチ２０は、インターホン子器Ｂから宅外通話端末Ｃへの信号経路に損失を挿入する第１の損失挿入部２１と、宅外通話端末Ｃからインターホン子器Ｂへの信号経路に損失を挿入する第２の損失挿入部２２と、第１及び第２の損失挿入部２１，２２から挿入する損失量を制御する挿入損失量制御部２３と、入力信号のレベルに応じて利得を調節する自動利得制御機能を有し、第２の２線−４線変換部６から第２の損失挿入部２２までの信号経路上に設けられた第１の通話音量調整用増幅部２４と、入力信号のレベルに応じて利得を調節する自動利得制御機能を有し、第１の２線−４線変換部５から第１の損失挿入部２１までの信号経路上に設けられた第２の通話音量調整用増幅部２５とを具備する。
【００２６】
挿入損失量制御部２３は、第２の損失挿入部２２の出力点からインターホン子器Ｂ側の帰還経路を介して第１の損失挿入部２１の入力点へ帰還する第１の帰還経路Ｈ１における第１の帰還利得を推定するとともに、第１の損失挿入部２１の出力点から宅外通話端末Ｃ側の帰還経路を介して第２の損失挿入部２２の入力点へ帰還する第２の帰還経路Ｈ２における第２の帰還利得を推定し、第１及び第２の各帰還利得の推定値に基づいて閉ループに挿入すべき損失量の総和を算出する総損失量算出部２３Ａと、通話信号を監視して通話状態を推定し、この推定結果と総損失量算出部２３Ａの算出値に応じて第１及び第２の挿入損失部２１，２２の各挿入損失量の配分を決定する挿入損失量分配処理部２３Ｂとを備えている。
【００２７】
総損失量算出部２３Ａでは、整流平滑器や低域通過フィルタ等を用いて第１の損失挿入部２１の入力信号の短時間における時間平均パワーを推定し、同じく整流平滑器や低域通過フィルタ等を用いて第２の損失挿入部２２の出力信号の短時間における時間平均パワーを推定し、第１の帰還経路Ｈ１にて想定される最大遅延時間において第２の損失挿入部２２の出力信号の時間平均パワーの推定値の最小値を求め、この最小値で第１の損失挿入部２１の入力信号の時間平均パワーの推定値を除算した値を第１の帰還利得の推定値とするとともに、整流平滑器や低域通過フィルタ等を用いて第２の損失挿入部２２の入力信号の短時間における時間平均パワーを推定し、同じく整流平滑器や低域通過フィルタ等を用いて第２の損失挿入部２２の入力信号の短時間における時間平均パワーを推定し、第２の帰還経路にて想定される最大遅延時間において第１の損失挿入部２１の出力信号の時間平均パワーの推定値の最小値を求め、この最小値で第２の損失挿入部２２の入力信号の時間平均パワーの推定値を除算した値を第２の帰還利得の推定値とする。そして、総損失量算出部２３Ａは第１の帰還利得及び第２の帰還利得の各推定値から所望の利得余裕を得るために必要な総損失量を算出し、その値を挿入損失量分配処理部２３Ｂに出力する。
【００２８】
挿入損失量分配処理部２３Ｂでは、第１の損失挿入部２１の入出力信号及び第２の損失挿入部２２の入出力信号を監視し、これらの信号のパワーレベルの大小関係などから通話状態（例えば、宅外通話端末Ｃからみた受話状態、送話状態等）を判定するとともに、判定された通話状態に応じた割合で総損失量を分配して第１の損失挿入部２１と第２の損失挿入部２２から各信号経路に挿入させる。
【００２９】
第１及び第２の通話音量調整用増幅部２４，２５は、入力信号のレベルに応じて利得（増幅度）を自動的に変化させる機能（自動利得制御機能）を有しており、入力信号のレベルが高くなるにつれて利得を小さくすることにより、入力信号のレベルが変動しても出力信号のレベルをほぼ一定に保つことができる。
【００３０】
次に本実施形態におけるインターホン親機Ａの基本的な動作を説明する。まず、家人が在宅している場合などでは通常モードに設定され、制御部８が切換接続部７を制御して通話処理部４をマイクロホン１及びスピーカ２に接続している。この状態で来訪者がインターホン子器Ｂの呼出釦を操作すると、制御部８はインターホン子器Ｂから通話線Ｌｓを通じて送信される呼出信号を検出し、スピーカ２から呼出音を鳴動させる。そして、この呼出音に応じて家人がインターホン親機Ａの応答釦を操作すれば、制御部８が通話処理部４を起動してインターホン子器Ｂとの通話を開始させる。
【００３１】
一方、インターホン親機Ａの転送設定釦（図示せず）が操作されると、制御部８は切換接続部７を制御して通話処理部４を第２の２線−４線変換部６に接続して転送モードに設定される。そして、転送モードに設定されているときにインターホン子器Ｂからの呼出信号を検出すると、制御部８は予めメモリに格納されている転送先の電話番号（例えば、外出した家人が携帯している携帯電話機や家人の外出先に設置されている電話機の電話番号）に対して電話インタフェース部３により発呼する。そして、転送先の宅外通話端末（上記携帯電話機や電話機など）Ｃが応答してインターホン親機Ａと宅外通話端末Ｃとの間で公衆電話回線網Ｎを介して回線が閉結された後、制御部８が通話処理部４を起動してインターホン子器Ｂと宅外通話端末Ｃとの間でインターホン親機Ａを介して通話（以下、「転送通話」と呼ぶ）が可能になる。
【００３２】
ここで、上記転送通話時における通話音量はインターホン親機Ａと宅外通話端末Ｃとの間の伝送経路における伝送損失によって影響を受け、伝送損失が大きくなるにつれて宅外通話端末Ｃから伝送される通話信号（インターホン子器Ｂから見た受話信号）のレベルが低下して音量が小さくなってしまう場合がある。しかしながら、本実施形態ではインターホン親機Ａの音声スイッチ２０に自動利得制御機能を有する第１の通話音量調整用増幅部２４が設けてあるため、伝送損失が大きくて通話信号のレベルが低い場合には利得が大きくなり、反対に伝送損失が小さくて通話信号のレベルが高い場合には利得が小さくなることから、第１の通話音量調整用増幅部２４で増幅された後の通話信号のレベルがほぼ一定に保たれることになる。その結果、インターホン子器Ｂでは伝送損失の影響をほとんど受けずに宅外通話端末Ｃからの通話音声を常にほぼ一定の音量で聞くことができる。
【００３３】
また、インターホン子器Ｂで通話する来訪者には大きな声で話す人もいれば、小さな声で話す人もおり、通話者（来訪者）の声の大きさ（発声音量）によって影響を受け、発声音量が小さくなるにつれてインターホン子器Ｂから宅外通話端末Ｃに伝送される通話信号（宅外通話端末Ｃからみた受話信号）のレベルが低下して音量が小さくなってしまう場合がある。しかしながら、本実施形態ではインターホン親機Ａの音声スイッチ２０に自動利得制御機能を有する第２の通話音量調整用増幅部２５が設けてあるため、インターホン子器Ｂの発声音量が小さくて通話信号のレベルが低い場合には利得が大きくなり、反対に発声音量が大きくて通話信号のレベルが高い場合には利得が小さくなることから、第２の通話音量調整用増幅部２５で増幅された後の通話信号のレベルがほぼ一定に保たれることになる。その結果、宅外通話端末Ｃではインターホン子器Ｂにおける発声音量の影響をほとんど受けずに通話音声を常にほぼ一定の音量で聞くことができる。
【００３４】
一方、上述のように自動利得制御を有する第１及び第２の通話音量調整用増幅部２４，２５では信号経路上のエコー成分も増幅してしまうことになるが、本実施形態では音声スイッチ２０と第１及び第２の２線−４線変換部５，６との間に第１及び第２のエコーキャンセラ９，１０を設けているため、第１及び第２のエコーキャンセラ９，１０によって第１及び第２の帰還経路のエコー成分を各々相殺して閉ループを断ち切るために不快なエコーやハウリングが抑制でき、第１及び第２の通話音量調整用増幅部２４，２５で不要なエコー成分が増幅されることがなく、インターホン子器Ｂと宅外通話端末Ｃとの間で行う通話の通話品質を向上させることができる。
【００３５】
（実施形態２）
図３は本実施形態における通話処理部４を示すブロック図である。但し、基本的な構成は実施形態１と共通であるので、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３６】
本実施形態では、第１の通話音量調整用増幅部２４から出力される通話信号が音声か否かを検出する第１の音声検出部２６と、第２の通話音量調整用増幅部２５から出力される通話信号が音声か否かを検出する第２の音声検出部２７とを音声スイッチ２０に具備している。
【００３７】
第１の音声検出部２６は、第２の損失挿入部２２へ入力する通話信号（以下、「入力信号」と呼ぶ）の瞬時パワーを推定する瞬時パワー推定部（図示せず）と、入力信号に含まれる背景雑音（定常雑音）成分のパワーを推定する背景雑音パワー推定部（図示せず）と、瞬時パワー推定部で推定される瞬時パワー推定値並びに背景雑音パワー推定部で推定される背景雑音パワー推定値に基づいて入力信号が音声信号であるか非音声信号であるかを判定し、判定結果が更新されるまで前回の判定結果を保持する音声／非音声判定部（図示せず）とを具備する。
【００３８】
瞬時パワー推定部は、立ち上がりが急峻であり、且つ立ち下がりが緩やかな特性をもつ積分回路又はデジタルフィルタによって構成される。また、背景雑音パワー推定部は、立ち上がりが緩やかであり、且つ立ち下がりが急峻な特性をもつ積分回路又はデジタルフィルタによって構成される。なお、背景雑音パワー推定部は入力信号を参照して逐次背景雑音パワー推定値を更新し、更新するまでは前の推定値を保持している。
【００３９】
一方音声／非音声判定部は、例えば、瞬時パワー推定部から出力される瞬時パワー推定値を所定のしきい値δ１と比較し、瞬時パワー推定値と背景雑音パワー推定部から出力される背景雑音パワー推定値との比を所定のしきい値δ２と比較するとともに、瞬時パワー推定値がしきい値δ１よりも大きく、且つ前記比がしきい値δ２よりも大きい場合に音声信号と判定し、その他の場合に非音声信号と判定する。ここで、しきい値δ１は音声信号の最小レベルを規定するしきい値であり、しきい値δ２は音声信号レベルと背景雑音レベルとの最小比を規定するしきい値である。
【００４０】
第２の音声検出部２７も第１の音声検出部２６と同様の構成を有するものであって、第１の損失挿入部２１へ入力する通話信号（以下、「入力信号」と呼ぶ）の瞬時パワーを推定する瞬時パワー推定部（図示せず）と、入力信号に含まれる背景雑音（定常雑音）成分のパワーを推定する背景雑音パワー推定部（図示せず）と、瞬時パワー推定部で推定される瞬時パワー推定値並びに背景雑音パワー推定部で推定される背景雑音パワー推定値に基づいて入力信号が音声信号であるか非音声信号であるかを判定し、判定結果が更新されるまで前回の判定結果を保持する音声／非音声判定部（図示せず）とを具備する。なお、瞬時パワー推定部、背景雑音パワー推定部並びに音声／非音声判定部は第１の音声検出部２６と共通であるから説明は省略する。
【００４１】
而して、挿入損失量制御部２３では、第１の音声検出部２６で音声が検出されているときには挿入損失量分配処理部２３Ｂが第２の損失挿入部２２における挿入損失量を第１の損失挿入部２１における挿入損失量よりも小さくしてインターホン子器Ｂの受話状態（宅外通話端末Ｃの送話状態）とし、第２の音声検出部２７で音声が検出されているときには挿入損失量分配処理部２３Ｂが第１の損失挿入部２１における挿入損失量を第２の損失挿入２２における挿入損失量よりも小さくしてインターホン子器Ｂの送話状態（宅外通話端末Ｃの受話状態）としている。
【００４２】
したがって、第１の音声検出部２６で宅外通話端末Ｃからインターホン子器Ｂへの通話信号が音声と検出した場合には挿入損失量制御部２３が第２の損失挿入部２２における挿入損失量を第１の損失挿入部２１における挿入損失量よりも小さくして宅外通話端末Ｃで発声された音声をインターホン子器Ｂで受聴する受話状態となるから、通話信号に周囲騒音が混在していても挿入損失量制御部２３が通話状態を誤ってインターホン子器Ｂからみた送話状態とする可能性が低くなり、通話品質を向上させることができる。同様に、第２の音声検出部２７でインターホン子器Ｂから宅外通話端末Ｃへの通話信号が音声と検出した場合には挿入損失量制御部２３が第１の損失挿入部２１における挿入損失量を第２の損失挿入部２２における挿入損失量よりも小さくしてインターホン子器Ｂで発声された音声を宅外通話端末Ｃで受聴する送話状態となるから、通話信号に周囲騒音が混在していても挿入損失量制御部２３が通話状態を誤ってインターホン子器Ｂからみた受話状態とする可能性が低くなり、通話品質を向上させることができる。
【００４３】
ここで第１の音声検出部２６では、通話信号が音声か否かを判断するためのしきい値δ１，δ２を第１の通話音量調整用増幅部２４の利得に応じて調整している。つまり、第１の通話音量調整用増幅部２４の利得が大きい場合には元々小さいレベルのノイズまでもが増幅されている可能性があるため、しきい値δ１，δ２を高めに設定することで増幅されたノイズの影響を低減して音声信号の検出精度を向上させることができる。同様に第２の音声検出部２７では、通話信号が音声か否かを判断するためのしきい値δ１，δ２を第２の通話音量調整用増幅部２５の利得に応じて調整している。つまり、第２の通話音量調整用増幅部２５の利得が小さい場合には元々大きいレベルの音声信号までもがレベルダウンしている可能性があるため、しきい値δ１，δ２を低めに設定しても騒音の影響を低減して音声信号の検出精度を向上させることができる。
【００４４】
（実施形態３）
図４は本実施形態における通話処理部４を示すブロック図である。但し、基本的な構成は実施形態２と共通であるので、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４５】
実施形態２では第１及び第２の音声検出部２６，２７がそれぞれ第１及び第２の通話音量調整用増幅部２４，２５で増幅された通話信号を参照して音声信号の検出を行っているのに対し、本実施形態では、第１及び第２の通話音量調整用増幅部２４，２５への入力から分岐させた通話信号を各々増幅する第１及び第２の入力用増幅部２８，２９を音声スイッチ２０に具備し、第１及び第２の音声検出部２６，２７ではそれぞれ第１及び第２の入力用増幅部２８，２９で増幅された通話信号を参照して音声信号の検出を行っている点に特徴がある。
【００４６】
而して、第１及び第２の音声検出部２６，２７が各々第１及び第２の通話音量調整用増幅部２４，２５で増幅されていない通話信号から音声信号を検出するため、実施形態２のように第１及び第２の通話音量調整用増幅部２４，２５によってほぼ一定に保たれている通話信号から音声信号を検出する場合に比較して、宅外通話端末Ｃやインターホン子器Ｂにおける音量変動に応じて通話状態を正確に切り換えることができる。
【００４７】
また本実施形態においては、第２の２線−４線変換部６と宅外通話端末Ｃとの間の伝送損失を検出する伝送損失検出部３０と、第１の２線−４線変換部５から出力される通話信号のレベルを検出する音量検出部３１とを備え、第１の入力用増幅部２８が、伝送損失検出部３０で検出する伝送損失に応じて利得を調整するとともに、第２の入力用増幅部２９が、音量検出部３１で検出する通話信号のレベルに応じて利得を調整するようにしている。したがって、伝送損失のレベルに応じて第１の音声検出部２６への入力信号が適度なレベルとなるように第１の入力用増幅部２８の利得を調整することにより、第１の音声検出部２６における音声の検出精度が向上できる。同じく、インターホン子器Ｂにおける発声音量に応じて第２の音声検出部２７への入力信号が適度なレベルとなるように第２の入力用増幅部２９の利得を調整することにより、例えばインターホン子器Ｂにおける発声音量が大きくても小さくても第２の音声検出部２７へは適度なレベルの信号が入力されるため、第２の音声検出部２７における音声の検出精度が向上できる。
【００４８】
（実施形態４）
図５は本実施形態における通話処理部４を示すブロック図である。但し、基本的な構成は実施形態３と共通であるので、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４９】
本実施形態では、第２の損失挿入部２２の出力点からインターホン子器Ｂ側の帰還経路を介して第１の損失挿入部２１の入力点へ帰還する第１の帰還経路Ｈ１における第１の帰還利得を推定する第１の帰還利得推定部３２と、第１の損失挿入部２１の出力点から宅外通話端末Ｃ側の帰還経路を介して第２の損失挿入部２２の入力点へ帰還する第２の帰還経路Ｈ２における第２の帰還利得を推定する第２の帰還利得推定部３３と、第１及び第２の各帰還利得の推定値に基づいて閉ループに挿入すべき損失量の総和を算出する総損失量算出部２３Ａ’と、通話信号を監視して通話状態を推定し、この推定結果と総損失量算出部２３Ａ’の算出値に応じて第１及び第２の挿入損失部２１，２２の各挿入損失量の配分を決定する挿入損失量分配処理部２３Ｂとを備えている。但し、実施形態１〜３と同様に第１及び第２の帰還利得推定部３２，３３の機能を総損失量算出部２３Ａに持たせることも勿論可能である。
【００５０】
本実施形態は、総損失量算出部２３Ａ’が第１及び第２の帰還利得の推定値に基づいて閉ループに挿入すべき損失量の総和を算出して適応更新する更新モード、並びに総損失量を所定の初期値に固定する固定モードの２つの動作モードを有し、インターホン子器Ｂと宅外通話端末Ｃとの通話開始から第１及び第２のエコーキャンセラ９，１０が充分に収束するまでの期間には固定モードで動作するとともに第１及び第２のエコーキャンセラ９，１０が充分に収束した後の期間には更新モードで動作する点に特徴がある。
【００５１】
すなわち、総損失量算出部２３Ａ’では第１及び第２の帰還利得の推定値がともに通話開始から所定時間（数百ミリ秒）以上継続して所定の閾値（例えば、通話開始時における各推定値に対して１０ｄＢ〜１５ｄＢ小さい値）を下回った時点で第１及び第２のエコーキャンセラ９，１０が充分に収束したものとみなし、上記時点以前には総損失量を初期値に固定する固定モードで動作し、上記時点以降には各推定値に基づいて総損失量を適応更新する更新モードに動作モードを切り換える。なお、固定モードにおける総損失量の初期値は更新モードにおいて随時更新される総損失量よりも充分に大きな値に設定される。
【００５２】
而して、通話開始直後の第１及び第２のエコーキャンセラ９，１０が充分に収束していない状態においては、固定モードで動作する総損失量算出部２３Ａ’によって充分に大きな値に設定される初期値の総損失量が閉ループに挿入されるため、不快なエコーやハウリングの発生を抑制して安定した半二重通話を実現することができる。また、通話開始から時間が経過して第１及び第２のエコーキャンセラ９，１０が充分に収束した状態においては、総損失量算出部２３Ａ’の動作モードが固定モードから更新モードに切り換わって閉ループに挿入する総損失量が初期値よりも充分に低い値に減少するため、双方向の同時通話が実現できるものである。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１の発明は、宅内に設置されるとともに、宅外に設置されたインターホン子器に２線の通話線で接続され、該通話線を介してインターホン子器との間で通話する通話装置であって、公衆電話回線網を通して宅外の通話端末にインターホン子器との通話音声を転送する転送手段と、インターホン子器と宅外の通話端末との間で双方向に通話するための通話処理を行う通話処理手段と、通話線と通話処理手段の間に設けられる第１の２線−４線変換手段と、転送手段と通話処理手段の間に設けられる第２の２線−４線変換手段とを備え、通話処理手段は、通話状態を送話状態と受話状態に切り換える音声スイッチと、インターホン子器における音響結合又は第１の２線−４線変換手段における信号の回り込みによって生じたエコーを消去する第１のエコーキャンセラと、宅外の通話端末における音響結合又は第２の２線−４線変換手段における信号の回り込みによって生じたエコーを消去する第２のエコーキャンセラとを具備し、音声スイッチは、インターホン子器から宅外の通話端末への信号経路に損失を挿入する第１の損失挿入手段と、宅外の通話端末からインターホン子器への信号経路に損失を挿入する第２の損失挿入手段と、第１及び第２の損失挿入手段から挿入する損失量を制御する挿入損失量制御手段とを有し、入力信号のレベルに応じて利得を調節する自動利得制御機能を有した第１の通話音量調整用増幅手段を第２の２線−４線変換手段から第２の損失挿入手段までの信号経路上に設けたことを特徴とし、第１及び第２のエコーキャンセラによって帰還経路のエコー成分を相殺して閉ループを断ち切るために不快なエコーやハウリングが抑制でき、しかも、伝送損失が変動しても第１の通話音量調整用増幅手段により宅外の通話端末からインターホン子器への通話の音量をほぼ一定に保つことができるとともに、第１及び第２のエコーキャンセラでエコー成分が相殺されているから第１の通話音量調整用増幅手段で不要なエコー成分が増幅されることがなく、インターホン子器と転送先の宅外通話端末との間で行う通話の通話品質を向上させることができる。
【００５４】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、第１の通話音量調整用増幅手段から出力される通話信号が音声か否かを検出する第１の音声検出手段を音声スイッチに具備し、挿入損失量制御手段は、第１の音声検出手段で音声が検出されているときには第２の損失挿入手段における挿入損失量を第１の損失挿入手段における挿入損失量よりも小さくすることを特徴とし、第１の音声検出手段で宅外の通話端末からインターホン子器への通話信号が音声と検出した場合には挿入損失量制御手段が第２の損失挿入手段における挿入損失量を第１の損失挿入手段における挿入損失量よりも小さくして宅外の通話端末で発声された音声をインターホン子器で受聴する受話状態となるから、通話信号に周囲騒音が混在していても挿入損失量制御手段が通話状態を誤って送話状態とする可能性が低くなり、通話品質を向上させることができる。
【００５５】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、第１の音声検出手段は、通話信号が音声か否かを判断するためのしきい値を第１の通話音量調整用増幅手段における利得に応じて調整することを特徴とし、第１の音声検出手段における音声の検出精度が向上する。
【００５６】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、第１の通話音量調整用増幅手段への入力から分岐させた通話信号を増幅する第１の入力用増幅手段と、第１の入力用増幅手段から出力される通話信号が音声か否かを検出する第１の音声検出手段を音声スイッチに具備し、挿入損失量制御手段は、第１の音声検出手段で音声が検出されているときには第２の損失挿入手段における挿入損失量を第１の損失挿入手段における挿入損失量よりも小さくすることを特徴とし、第１の音声検出手段が第１の通話音量調整用増幅手段で増幅されていない通話信号から音声を検出するため、音声スイッチでは宅外の通話端末における音量変動に応じて通話状態を正確に切り換えることができる。
【００５７】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、第２の２線−４線変換手段と宅外の通話端末との間の伝送損失を検出する伝送損失検出手段を備え、第１の入力用増幅手段は、伝送損失検出手段で検出する伝送損失に応じて利得を調整することを特徴とし、第１の音声検出手段における音声の検出精度が向上する。
【００５８】
請求項６の発明は、請求項１の発明において、入力信号のレベルに応じて利得を調節する自動利得制御機能を有した第２の通話音量調整用増幅手段を第１の２線−４線変換手段から第１の損失挿入手段までの信号経路上に設けたことを特徴とし、インターホン子器における発声音量が変動しても第２の通話音量調整用増幅手段によりインターホン子器から宅外の通話端末への通話の音量をほぼ一定に保つことができるとともに、第１及び第２のエコーキャンセラでエコー成分が相殺されているから第２の通話音量調整用増幅手段で不要なエコー成分が増幅されることがなく、インターホン子器と転送先の宅外通話端末との間で行う通話の通話品質を向上させることができる。
【００５９】
請求項７の発明は、請求項６の発明において、第２の通話音量調整用増幅手段から出力される通話信号が音声か否かを検出する第２の音声検出手段を音声スイッチに具備し、挿入損失量制御手段は、第２の音声検出手段で音声が検出されているときには第１の損失挿入手段における挿入損失量を第２の損失挿入手段における挿入損失量よりも小さくすることを特徴とし、第２の音声検出手段でインターホン子器から宅外の通話端末への通話信号が音声と検出した場合には挿入損失量制御手段が第１の損失挿入手段における挿入損失量を第２の損失挿入手段における挿入損失量よりも小さくしてインターホン子器で発声された音声を宅外の通話端末で受聴する送話状態となるから、通話信号に周囲騒音が混在していても挿入損失量制御手段が通話状態を誤って受話状態とする可能性が低くなり、通話品質を向上させることができる。
【００６０】
請求項８の発明は、請求項７の発明において、第２の音声検出手段は、通話信号が音声か否かを判断するためのしきい値を第２の通話音量調整用増幅手段における利得に応じて調整することを特徴とし、第２の音声検出手段における音声の検出精度が向上する。
【００６１】
請求項９の発明は、請求項６の発明において、第２の通話音量調整用増幅手段への入力から分岐させた通話信号を増幅する第２の入力用増幅手段と、第２の入力用増幅手段から出力される通話信号が音声か否かを検出する第２の音声検出手段を音声スイッチに具備し、挿入損失量制御手段は、第２の音声検出手段で音声が検出されているときには第１の損失挿入手段における挿入損失量を第２の損失挿入手段における挿入損失量よりも小さくすることを特徴とし、第２の音声検出手段が第２の通話音量調整用増幅手段で増幅されていない通話信号から音声を検出するため、音声スイッチではインターホン子器における音量変動に応じて通話状態を正確に切り換えることができる。
【００６２】
請求項１０の発明は、請求項９の発明において、第１の２線−４線変換手段から出力される通話信号のレベルを検出する音量検出手段を備え、第２の入力用増幅手段は、音量検出手段で検出する通話信号のレベルに応じて利得を調整することを特徴とし、第２の音声検出手段における音声の検出精度が向上する。
【００６３】
請求項１１の発明は、請求項１〜１０の何れかの発明において、挿入損失量制御手段は、第２の損失挿入手段の出力点からインターホン子器側の帰還経路を介して第１の損失挿入手段の入力点へ帰還する第１の帰還経路における第１の帰還利得を推定する第１の帰還利得推定手段と、第１の損失挿入手段の出力点から宅外の通話端末側の帰還経路を介して第２の損失挿入手段の入力点へ帰還する第２の帰還経路における第２の帰還利得を推定する第２の帰還利得推定手段と、第１及び第２の各帰還利得の推定値に基づいて閉ループに挿入すべき損失量の総和を算出する総損失量算出部と、通話信号を監視して通話状態を推定し、この推定結果と総損失量算出部の算出値に応じて第１及び第２の挿入損失手段の各挿入損失量の配分を決定する挿入損失量分配処理部とを備え、総損失量算出部は、第１及び第２の帰還利得の推定値に基づいて閉ループに挿入すべき損失量の総和を算出して適応更新する更新モード、並びに総損失量を所定の初期値に固定する固定モードの２つの動作モードを有し、インターホン子器と宅外の通話端末との通話開始から第１及び第２のエコーキャンセラが充分に収束するまでの期間には固定モードで動作するとともに第１及び第２のエコーキャンセラが充分に収束した後の期間には更新モードで動作することを特徴とし、通話開始直後の第１及び第２のエコーキャンセラが収束していない状態においては、固定モードで動作する総損失量算出部によって総損失量が充分に大きい初期値に固定されるために不快なエコーやハウリングの発生を抑制してインターホン子器と宅外の通話端末との間で安定した半二重通話が実現でき、第１及び第２のエコーキャンセラが充分に収束した状態においては、更新モードで動作する総損失量算出部によって総損失量が随時更新されるためにインターホン子器と宅外の通話端末との間で双方向の同時通話が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１における通話処理部のブロック図である。
【図２】同上のシステム構成図である。
【図３】実施形態２における通話処理部のブロック図である。
【図４】実施形態３における通話処理部のブロック図である。
【図５】実施形態４における通話処理部のブロック図である。
【符号の説明】
４  通話処理部
５  第１の２線−４線変換部
６  第２の２線−４線変換部
９  第１のエコーキャンセラ
１０  第２のエコーキャンセラ
２０  音声スイッチ
２１  第１の損失挿入部
２２  第２の損失挿入部
２３  挿入損失量制御部
２４  第１の通話音量調整用増幅部
２５  第２の通話音量調整用増幅部
【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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