(57)【要約】【課題】通話開始直後の音声通話による声の頭切れや通話中の音切れを防止し、通話直後から双方向の同時通話を行うことができる拡声通話装置を提供する。【解決手段】呼出ボタン部１の呼出ボタンが押されると、通話開始前に相手方を呼び出すための報知音が報知音生成部６で生成される。生成された報知音は加算器１１に送られ、音響エコーキャンセラ部８の参照信号となる。音響エコーキャンセラ部８は、この参照信号とマイク部１８に入力される音響エコー信号とを用いて適応フィルタ係数を推定する。最適なフィルタ係数が上記のアルゴリズムにより推定されると、そのフィルタ係数を用いて作成される擬似音響エコー信号をマイク部１８に入力される信号から差し引くことで、音響エコーを消去する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通話要求の信号が受信されると、通話開始前に所定の報知音で話者に知らせる拡声通話装置において、
受話信号を出力するスピーカ部と、
送話信号を入力するマイク部と、
トーン性伝達音とメッセージ音とを備えた報知音を生成する報知音発生手段と、
前記スピーカ部から前記マイク部への空間の音響伝達特性を推定し、前記受話信号から擬似音響エコーを生成して前記送話信号から差し引く音響エコーキャンセラ部とを備え、
前記報知音を前記音響エコーキャンセラ部で前記音響伝達特性を推定するための参照信号とすることを特徴とする拡声通話装置。
【請求項２】
請求項１記載の拡声通話装置において、
前記音響エコーキャンセラ部は、前記報知音におけるトーン性伝達音の信号期間については音響伝達特性の推定動作を停止することを特徴とする拡声通話装置。
【請求項３】
請求項１記載の拡声通話装置において、
前記報知音からトーン性の伝達音を除去する報知音キャンセル部を前記音響エコーキャンセラ部内と、前記マイク部と前記音響エコーキャンセラ部との間に各々設けたことを特徴とする拡声通話装置。
【請求項４】
請求項１〜３記載の拡声通話装置において、
ランダム雑音を発生させる雑音発生手段を備え、前記雑音発生手段で生成された雑音と前記報知音発生手段で生成された報知音とを加算した信号を前記音響エコーキャンセラ部の参照信号とすることを特徴とする拡声通話装置。
【請求項５】
請求項１〜３記載の拡声通話装置において、
前記マイク部からの入力信号を蓄積する雑音蓄積制御部と、前記雑音蓄積制御部で蓄積された信号から定常雑音信号を推定して抽出する定常雑音推定部とを備え、前記音定常雑音推定部から出力される定常雑音と前記報知音発生手段で生成された報知音とを加算した信号を前記音響エコーキャンセラ部の参照信号とすることを特徴とする拡声通話装置。
【請求項６】
請求項１〜３記載の拡声通話装置において、
前記マイク部からの入力信号を蓄積する雑音蓄積制御部と、前記雑音蓄積制御部で蓄積された信号から定常雑音信号を推定してその定常雑音のスペクトル分析を行う雑音スペクトル分析／推定部と、前記雑音スペクトル分析／推定部で分析したスペクトル分布に基づき所定の周波数領域の信号を通過させるように構成した雑音スペクトルフィルタ部と、白色雑音を発生させる雑音発生手段とを備え、
前記雑音発生手段で生成された白色雑音を前記雑音スペクトルフィルタ部のスペクトルフィルタを用いてフィルタ処理を行った信号と前記報知音発生手段で生成された報知音とを加算した信号を前記音響エコーキャンセラ部の参照信号とすることを特徴とする拡声通話装置。
【請求項７】
請求項１〜６記載の拡声通話装置において、
前記音響エコーキャンセラ部と前記マイク部との間に設けられ前記マイク部からの入力信号により音量を計測し、計測された音量を一定に保つように音量を調節する音量調節手段と、前記音量調節手段により調節された音量変化量を元にもどすように送話信号のゲインを決定する通話ゲイン変換部とを備えたことを特徴とする拡声通話装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカとマイクロホンを用いて通話を行う拡声通話装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、市民生活の安全を確保するため、市街地等にスーパー防犯灯が導入されたり、学校の通学路での事件事故を防ぐ目的で子供緊急通報装置の導入がされたりしている。スーパー防犯灯、子供緊急通報装置は、路上の通報呼び出しボタンを押すと、ピーピーといった防犯音が鳴動するとともに、近隣の警察署に連絡され、呼び出しボタンを押した通報装置の画像や映像が警察署に伝送されるとともに、応対する警察署の受付装置と通報装置との間で音声通話を行うことができるシステムである。
【０００３】
上記のようなシステムには、音声通話を行う装置としてスピーカとマイクロホンを用いた拡声通話装置が利用されている。拡声通話装置は、通話中に両手が自由に使える、画像等を組み合わせて自然な対面通話ができるなどの多くの利点がある反面、スピーカとマイクロホンの音響結合による音響エコーの発生という問題があった。
【０００４】
従来の拡声通話装置では、通話開始から音響エコーキャンセラを作動させ、スピーカからマイクロホンに至る経路の音響伝達特性を推定し、擬似音響エコーを生成して、マイクロホンからの入力信号から差し引くことで音響エコーを消去していた。
【０００５】
【特許文献１】特許第３２１１８８４号公報
【特許文献２】特開２００２−１１８５０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記従来の拡声通話装置では、スピーカからマイクロホンに至る経路の音響伝達特性を推定するために、音響エコーキャンセラ内の適応フィルタのフィルタ係数学習を行ってフィルタ係数を決定する必要があり、この学習時間に通話開始から１０秒程かかることもあった。
【０００７】
そのため、通話開始直後の音声通話においては、音響エコーを適切に消去することができず、音声の頭切れや通話中の音切れが発生していた。このような現象は、緊急性を要する上記通報装置における拡声通話装置では特に重大な問題となっている。
【０００８】
また、通報装置等では、通報装置側と受付装置側との双方向通話となっており、同時通話状態になることも頻繁であるから、通話が開始されてから同時通話の状態でフィルタ係数学習を行うと、フィルタ係数の推定に誤りを生じるので、同時通話時には適応フィルタの適応動作を停止させるか、適応動作速度を低減させることが必要となっていた。
【０００９】
したがって、通話開始直後に音響エコーを精度良く低減させることができず、緊急性を要する通報装置等では、従来の拡声通話装置を用いることは困難である。
【００１０】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、通話開始直後の音声通話による声の頭切れや通話中の音切れを防止し、通話直後から双方向の同時通話を行うことができる拡声通話装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、通話要求の信号が受信されると、通話開始前に所定の報知音で話者に知らせる拡声通話装置において、受話信号を出力するスピーカ部と、送話信号を入力するマイク部と、トーン性伝達音とメッセージ音とを備えた報知音を生成する報知音発生手段と、前記スピーカ部から前記マイク部への空間の音響伝達特性を推定し、前記受話信号から擬似音響エコーを生成して前記送話信号から差し引く音響エコーキャンセラ部とを備え、前記報知音を前記音響エコーキャンセラ部で前記音響伝達特性を推定するための参照信号とすることを特徴とする拡声通話装置である。
【００１２】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の拡声通話装置において、前記音響エコーキャンセラ部は、前記報知音におけるトーン性伝達音の信号期間については音響伝達特性の推定動作を停止することを特徴とする拡声通話装置である。
【００１３】
また、請求項３記載の発明は、請求項１記載の拡声通話装置において、前記報知音からトーン性の伝達音を除去する報知音キャンセル部を前記音響エコーキャンセラ部内と、前記マイク部と前記音響エコーキャンセラ部との間に各々設けたことを特徴とする拡声通話装置ある。
【００１４】
また、請求項４記載の発明は、請求項１〜３記載の拡声通話装置において、ランダム雑音を発生させる雑音発生手段を備え、前記雑音発生手段で生成された雑音と前記報知音発生手段で生成された報知音とを加算した信号を前記音響エコーキャンセラ部の参照信号とすることを特徴とする拡声通話装置である。
【００１５】
また、請求項５記載の発明は、請求項１〜３記載の拡声通話装置において、前記マイク部からの入力信号を蓄積する雑音蓄積制御部と、前記雑音蓄積制御部で蓄積された信号から定常雑音信号を推定して抽出する定常雑音推定部とを備え、前記音定常雑音推定部から出力される定常雑音と前記報知音発生手段で生成された報知音とを加算した信号を前記音響エコーキャンセラ部の参照信号とすることを特徴とする拡声通話装置である。
【００１６】
また、請求項６記載の発明は、請求項１〜３記載の拡声通話装置において、前記マイク部からの入力信号を蓄積する雑音蓄積制御部と、前記雑音蓄積制御部で蓄積された信号から定常雑音信号を推定してその定常雑音のスペクトル分析を行う雑音スペクトル分析／推定部と、前記雑音スペクトル分析／推定部で分析したスペクトル分布に基づき所定の周波数領域の信号を通過させるように構成した雑音スペクトルフィルタ部と、白色雑音を発生させる雑音発生手段とを備え、前記雑音発生手段で生成された白色雑音を前記雑音スペクトルフィルタ部のスペクトルフィルタを用いてフィルタ処理を行った信号と前記報知音発生手段で生成された報知音とを加算した信号を前記音響エコーキャンセラ部の参照信号とすることを特徴とする拡声通話装置である。
【００１７】
また、請求項７記載の発明は、請求項１〜６記載の拡声通話装置において、前記音響エコーキャンセラ部と前記マイク部との間に設けられ前記マイク部からの入力信号により音量を計測し、計測された音量を一定に保つように音量を調節する音量調節手段と、前記音量調節手段により調節された音量変化量を元にもどすように送話信号のゲインを決定する通話ゲイン変換部とを備えたことを特徴とする拡声通話装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、通話開始前に発せられる報知音によって、スピーカからマイクへの音響伝達特性を推定するようにしているので、周囲騒音の影響を受けずに推定動作が行われるとともに、通話開始直後の音声通話による声の頭切れや通話中の音切れを防止し、通話直後から双方向の同時通話を行うことができる。
【００１９】
また、トーン性伝達音鳴動区間を除いた報知音を参照信号とすることで、音響エコーキャンセラ部のダイナミックレンジが不足するというリスクを回避できる。
【００２０】
また、ランダム雑音を加えた信号を参照信号とすることで、エコーキャンセラの学習速度が速くなり、エコー推定精度も向上するとともに、音響エコーキャンセラ部のダイナミックレンジが不足するというリスクを回避できる。
【００２１】
また、周囲の環境騒音を雑音として加えた信号を参照信号とすることで、上記の効果に加えて呼び出し音、保留音の音色に違和感がなくなる。
【００２２】
また、白色雑音を周囲の環境騒音スペクトルフィルタでフィルタリングすることで、上記の効果に加えて、さらにエコーキャンセラの学習速度が速くなる。
【００２３】
また、音量調節機構を設けることで、拡声通話装置の環境によって音響エコーキャンセラの性能が左右されなくなり、安定した通話環境を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図１は本発明の拡声通話装置の構成例を示す図である。
【００２５】
図１に示すように、拡声通話装置は、呼出ボタン部１、主制御部２、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）３、不揮発性メモリ等で構成された報知音格納部７、Ｄ／Ａ変換器（Digital to Analog Converter）１３、Ａ／Ｄ変換器（Analog to Digital Converter）１４、スピーカアンプ１５、マイクアンプ１６、スピーカ部１７、マイク部１８から構成されており、また、ＤＳＰ３の内部は、ＤＳＰ主制御部４、報知音制御部５、報知音生成部６、音響エコーキャンセラ部８により構成されている。音響エコーキャンセラ部８は、さらに、フィルタ部９、適応アルゴリズム部１０、加算器１１、加算器１２から構成されている。
【００２６】
図１の拡声通話装置は以下のように動作する。呼出ボタン部１の呼出ボタンが押されると、通話要求の信号が主制御部１に入力され、主制御部２はＤＳＰ主制御部４に報知音を鳴動させるための要求を出力する。ＤＳＰ主制御部２では報知音鳴動要求を受信すると、報知音格納部７に格納されている報知音圧縮データを取り出すために、制御部５、報知音生成部６を介して報知音格納部７に指令を送出する。報知音格納部７から取り出された圧縮データは報知音生成部６で、報知音制御部５の制御に基づいて圧縮データを伸張して報知音が生成される。
【００２７】
報知音発生手段として、上記のように報知音格納部７の圧縮データと報知音制御部５や報知音生成部６等を用いているが、ＤＳＰ主制御部４等によって演算処理を行って報知音を生成することもできる。
【００２８】
次に、生成された報知音は加算器１１に送られ、音響エコーキャンセラ部８の参照信号Ｘｎとなる。報知音が鳴動している期間は、まだ相手方とつながっていない状態であるので、受付装置からの信号は加算器１１に入力されず、参照信号としては報知音のみとなる。
【００２９】
この参照信号は、Ｄ／Ａ変換器１３でデジタル信号からアナログ信号に変換される。アナログ信号に変換された報知音（参照信号）はスピーカアンプ１５で増幅された後、スピーカ部１７から空間へ発せられる。空間へ放射された報知音の一部はマイク部１８に入力されて、マイクアンプ１６で増幅され、Ａ／Ｄ変換器１４でアナログ信号からデジタル信号に変換されて加算器１２に送信される。
【００３０】
音響エコーキャンセラ部８では、Ａ／Ｄ変換器１４から加算器１２へ送られる音響エコー信号をｇｎ、フィルタ部９から加算器１２に向けて出力される擬似音響エコー信号をＧｎとすると、誤差信号Ｅｎ＝ｇｎ−Ｇｎが最小（＝０）となるようにフィルタ係数Ｈｎ（ｍ）を推定する動作が行われる。このフィルタ係数Ｈｎ（ｍ）がスピーカ部１７からマイク部１８へ至る空間の音響伝達特性を推定したものとなる。
【００３１】
最適なフィルタ係数が上記のアルゴリズムにより推定されると、そのフィルタ係数を用いて作成される擬似音響エコー信号をマイク部１８に入力される信号から差し引くことで、スピーカ部１７からマイク部１８に回り込む音響エコーを消去する。
【００３２】
本発明に用いられる報知音は、図２に示すような構成となっている。報知音は、ルルルーやピーピーなどの呼び出し音や保留音からなるトーン性伝達音の部分と、「ただいま、呼び出しています」などのメッセージ音の部分が含まれる。報知音鳴動の１周期は、トーン性伝達音鳴動区間、鳴動休止区間、メッセージ鳴動区間、鳴動休止区間の４区間より構成されており、通話相手とつながるまでは、この周期で繰り返して報知音が発生するようになっている。音響エコーキャンセラ部８が、フィルタ係数を推定するために報知音を参照信号とする区間（エコーキャンセラ学習区間）は、図２に示すように１周期分全区間である。
【００３３】
通話開始前の報知音をエコーキャンセラの学習に用いることで、通話開始前に最適フィルタ係数の推定を終了させることができ、通話時の音響エコーによる障害をなくすとともに、トーン性伝達音という周囲騒音よりも大きな音を参照信号としているので、周囲騒音の影響を受けずにエコーキャンセラ学習を行うことができる。
【００３４】
ところで、トーン性伝達音は、図２からもわかるように信号形状がパルス状信号に近く、信号の変化幅が大きい単一周波数に近い狭帯域信号であるので、音響エコーキャンセラ部８では、フィルタ係数推定過程で演算誤差が生じ、演算誤差の蓄積によりハードウエアのビット制限を越えて飽和状態（ダイナミックレンジの不足）となり、演算機能が働かなくなってしまう場合がある。
【００３５】
このような危険性を回避するために、図３に示すように音響エコーキャンセラ部８の参照信号とするのは、トーン性伝達音鳴動区間を除いた他の信号区間でのみ行うようにすることができる。
【００３６】
この場合ＤＳＰ主制御部４から音響エコーキャンセラ部８への信号により、報知音のトーン性伝達音鳴動区間のみ音響エコーキャンセラ部８の音響伝達特性の推定動作（フィルタ係数の推定）を停止するようにすれば良い。
【００３７】
図４は、図１の構成に報知音キャンセル部３４、３５を設けて上記と同様にトーン性伝達音を参照信号から除去するようにしたものである。報知音キャンセル部３４は参照信号Ｘｎがフィルタ係数の推定を行うブロックに入る手前に配置され、報知音キャンセル部３５はＡ／Ｄ変換器１４と加算器１２との間の配置されており、報知音キャンセル部３４、３５ともに、トーン性伝達音を除去するために、例えば、トーン性伝達音の周波数範囲の信号を通さないようなフィルタ（バンドパスフィルタ、ローパスフィルタ等）で構成されている。図４の構成にすれば、音響エコーキャンセラ部８のエコーキャンセラ学習区間は図３と同様になる。
【００３８】
図５は報知音にランダム雑音を加算した信号を参照信号とする例を示す。図１の構成に、雑音格納部２３、雑音生成部２１、報知音・雑音加算出力部２２を付加した構成となっている。雑音格納部２３には、白色雑音やピンクノイズなどのランダム雑音圧縮データが格納されている。この圧縮データを読み出して雑音生成部２１に出力し、雑音生成部２１で圧縮データを伸張してランダム雑音を生成する。
【００３９】
雑音発生手段としては、上記のように雑音格納部２３、雑音生成部２１等を用いているが、雑音生成部２１において演算処理により計算してランダム雑音を発生させるようにしても良い。
【００４０】
以上のように、ランダム雑音を発生させた後、報知音・雑音加算出力部２２でランダム雑音と前述した報知音生成部６等で生成された報知音とを加算し、この加算された信号を加算器１１に入力するので、音響エコーキャンセラ部８の参照信号としては、報知音とランダム雑音とが加算された信号となる。
【００４１】
図６は報知音信号とランダム雑音信号との例とこれらが加算された後の状態を示している。加算後のエコーキャンセラ学習区間を示したのが図７であり、加算信号の１周期全区間が学習区間となる。
【００４２】
報知音のトーン性伝達音の部分は単一周波数に近い狭帯域信号であるので、前述したように音響エコーキャンセラ部８の演算処理が飽和状態になる場合を注意する必要があるが、このように周波数帯域が広帯域のランダム雑音を加算することで、全体として周波数帯域が広がるので、音響エコーキャンセラ部８の飽和状態リスクを回避することができる。また、図２と図７とを比較してもわかるように、鳴動休止区間にもランダム雑音信号が存在するため、鳴動休止区間においても音響エコーキャンセラ部８はエコーキャンセラ学習を行うことができ、参照信号の全区間でエコーキャンセラ学習ができるのでフィルタ係数の推定速度が速くなるとともに、推定精度を向上させることができる。
【００４３】
図８は、ランダム雑音ではなく、定常雑音を報知音に加算する構成を示す。図１の構成に、雑音蓄積制御部２５、定常雑音推定部２６、報知音・雑音加算出力部２４が付加されている。
【００４４】
呼出ボタン１が押されなくても、定期的にマイク部１８から外部の環境騒音Ｎｎを拾い、雑音蓄積制御部２５に一定時間蓄積しておく。この蓄積された環境騒音信号から人の音声や自動車の通過音等の過渡的な信号を除いた拡声通話装置設置環境の定常雑音信号を定常雑音推定部２６で推定し、抽出する。
【００４５】
定常雑音の推定方法としては、蓄積された環境騒音信号を短時間ごと（例えば１６ｍｓ毎）に区切り、その区間内の平均レベルを算出し、各短時間毎の信号平均レベルを所定期間集めて（例えば１０個程度）、その期間内における長時間平均レベルを算出し、短時間平均レベルと長時間平均レベルの差や比の変動、長時間平均レベル値に基づいて非音声区間、すなわち定常雑音信号区間を検出する方法等が用いられる。この検出された信号区間内のデータを平均化処理等行うことで定常雑音を抽出することができる。
【００４６】
定常雑音推定部２６で定常雑音が抽出されると、報知音・雑音加算出力部２４で前述の報知音と加算され、加算器１１に入力される。図９に、報知音生成６で生成された報知音信号と定常雑音推定部２６で抽出された定常雑音信号と、これらの２つの信号を加算した信号の例を示す。このように周波数帯域が広帯域の定常雑音を加算することで、全体として周波数帯域が広がるので、図５の構成の場合と同様に音響エコーキャンセラ部８の飽和状態リスクを回避することができる。
【００４７】
また、図７の場合と同様に、鳴動休止区間においても定常雑音によるエコーキャンセラ学習ができ、参照信号の全区間でエコーキャンセラ学習ができるのでフィルタ係数の推定速度が速くなるとともに、推定精度を向上させることができる。
【００４８】
さらに、拡声通話装置設置環境の騒音を雑音として使用することにより、呼出音、保留音が拡声通話装置設置環境の中に溶け込み、その音色に違和感がなくなるという利点がある。
【００４９】
図１０は、ランダム雑音を拡声通話装置設置環境の定常雑音に基づいてフィルタ処理した信号を報知音に加算する構成を示す。図５の構成に雑音スペクトルフィルタ部３２、雑音スペクトル分析／推定部３３、雑音蓄積制御部２５が付加された構成となっている。
【００５０】
雑音蓄積制御部２５は、図８で示されたものと同様であり、呼出ボタン１が押されなくても、定期的にマイク部１８から外部の環境騒音Ｎｎを拾い、雑音蓄積制御部２５に一定時間蓄積される。この蓄積された環境騒音信号から人の音声や自動車の通過音等の過渡的な信号を除いた拡声通話装置設置環境の定常雑音信号スペクトルを雑音スペクトル分析／推定部３３で推定し、分析する。
【００５１】
雑音スペクトル分析／推定部３３では、例えば、図８の定常雑音推定部２６と同様の方法で定常雑音を抽出しておき、これをフーリエ変換処理を行うなどにより、スペクトルを求める。雑音スペクトル分析／推定部３３で分析されたスペクトル分布に基づいて、雑音スペクトルフィルタ部３２ではどの周波数領域の信号を通すかを決めるフィルタを決定する。
【００５２】
既述のように、雑音生成部２１ではランダム雑音が生成されるが、本実施例の場合は特にランダム雑音の中で、各周波数成分に対して同じ強さを持つ白色雑音を用いる。この白色雑音を雑音スペクトルフィルタ部３２のフィルタでフィルタリングして、拡声通話装置設置環境の周波数特性を有する白色性雑音を生成して報知音・雑音加算出力部２２で報知音と加算され、加算された信号は加算器１１に入力される。
【００５３】
図１１に、定常雑音をフーリエ変換（ＦＦＴ）してスペクトル解析した結果例を示す。スペクトル解析図の横軸は周波数、縦軸はパワーを示し、低周波部分はかなり大きく一定しているが、高周波成分になる程減少していくことがわかる。
【００５４】
図１２は、白色雑音に図１１で示されたスペクトル特性を持つフィルタでフィルタリングを行った場合に生成される雑音の状態を示す。図１３は、既述の報知音信号に図１２で示した雑音生成部２１から出力される周囲環境の周波数特性を有する白色性雑音信号を加算した信号の状態を示す。
【００５５】
すでに述べたように効果としては、全体として周波数帯域が広がるので、音響エコーキャンセラ部８の飽和状態リスクを回避することができ、鳴動休止区間にもランダム雑音信号が存在するため、鳴動休止区間においても音響エコーキャンセラ部８はエコーキャンセラ学習を行うことができ、フィルタ係数の推定速度が速くなるとともに、推定精度を向上させることができる。
【００５６】
また、拡声通話装置設置環境の騒音を雑音として使用することにより、呼出音、保留音が拡声通話装置設置環境の中に溶け込み、その音色に違和感がなくなるという効果の他に、白色雑音を用いているので他の雑音を用いるよりもフィルタ係数の更新による収束が早くなるという利点がある。白色雑音を用いることで、例えば、エコーキャンセラの学習時間を１秒前後に近づけることもできる。
【００５７】
図１４は、音量変更を行う機構を取り付けた構成を示す。図１０の構成に、マイクゲイン変換部３６、ゲイン決定部３７、報知音回込音量計測部３８、通話ゲイン決定部３９を付加した構成となっている。
【００５８】
スピーカ部１７から呼出音、保留音などのトーン性伝達音が鳴動している期間に報知音回込音量計測部３８でマイク１８から入力する信号を計測し、ゲイン決定部３７では報知音回込音量計測部３８で計測された信号のトーン性伝達音鳴動区間における平均振幅を計算する。この平均振幅になるようにマイクゲイン変換部３６ではＡ／Ｄ変換器１４の出力信号を増幅する。
【００５９】
トーン性信号を用いるのは、平均振幅を求める際に安定して演算することができるためであり、平均振幅を計算する時間間隔は、例えば、１６ｍｓ間の短時間平均をトーン性伝達音信号が鳴動する区間の加算平均を求めることにより計算する。
【００６０】
一方、このように増幅された信号は、通話ゲイン変換部３９でゲイン決定部３７により決定したゲインの逆数を掛けられ、元の信号の大きさに戻される。
【００６１】
上記のように構成することで、音響エコーキャンセラ部８の出力音量とマイク部１８を通ってくる回込音量が一定になるので、一定の音響エコーキャンセラの性能を発揮することができる。また、拡声通話装置の環境によって音響エコーキャンセラの性能が左右されなくなり、安定した拡声通話環境を提供することができる。
【００６２】
図１５は、本発明の拡声通話装置を用いた緊急通報システムを示す。緊急通報システムには、呼出ボタン部、マイク部、スピーカ部の他に、カメラ部等も備えられている。拡声通話装置はＬＡＮを経由して警察署等にある受付装置と接続される。
【００６３】
呼出ボタン部１が押されると、スピーカ部１７から呼び出し中であることを知らせる呼び出し音が出力され、受付装置のスピーカ部から呼び出し音が出力されるとともに、拡声通話装置のカメラ部で撮影した画像や映像をＬＡＮ経由で受付装置に伝送され、受付装置の画面に表示される。
【００６４】
受付装置で通話開始ボタン（図示せず）を押すと、拡声通話装置のマイク部１８からの入力信号がＬＡＮを経由して受付装置のスピーカ部から出力される。同時に、受付装置のマイク部に入力した信号がＬＡＮを経由して拡声通話装置に伝送され、スピーカ部１７から出力する。これらの伝送が全２重通信で行われることにより、双方向通話が実現できる。
【００６５】
本発明の拡声通話装置では、上記呼び出し音が出力されているときに、音響エコーキャンセラ部の音響伝達特性の推定動作（フィルタ係数の推定）が効率良く行われているので、通話開始が行われた際には、双方向通話が正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の拡声通話装置の構成例を示す図である。
【図２】報知音信号の構成例とエコーキャンセラ学習区間を示す図である。
【図３】報知音信号において図２とは異なるエコーキャンセラ学習区間を示す図である。
【図４】トーン性伝達音を参照信号から除去する構成例を示す図である。
【図５】報知音にランダム雑音を加算した信号を参照信号とする構成例を示す図である。
【図６】報知音信号とランダム雑音信号との例とこれらが加算された後の状態を示す図である。
【図７】図６における加算後の信号のエコーキャンセラ学習区間を示す図である。
【図８】報知音に定常雑音を加算した信号を参照信号とする構成例を示す図である。
【図９】報知音信号と定常雑音信号との例とこれらが加算された後の状態を示す図である。
【図１０】報知音にランダム雑音を定常雑音に基づいてフィルタ処理した信号を加算した信号を参照信号とする構成例を示す図である。
【図１１】定常雑音をフーリエ変換してスペクトル解析した結果例を示す図である。
【図１２】白色雑音に図１１で示されたスペクトル特性を持つフィルタでフィルタリングを行った場合に生成される雑音の例を示す図である。
【図１３】報知音信号に図１２で示した周囲環境の周波数特性を有する白色性雑音信号を加算した信号の例を示す図である。
【図１４】音量変更を行う機構を取り付けた構成を示す図である。
【図１５】本発明の拡声通話装置を用いた緊急通報システムを示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１    呼出ボタン部
２    主制御部
３    ＤＳＰ
４    ＤＳＰ主制御部
５    報知音制御部
６    報知音生成部
７    報知音格納部
８    音響エコーキャンセラ部
９    フィルタ部
１０  適応アルゴリズム部
１１  加算器
１２  加算器
１３  Ｄ／Ａ変換器
１４  Ａ／Ｄ変換器
１５  スピーカアンプ
１６  マイクアンプ
１７  スピーカ部
１８  マイク部
【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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