(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
集音した音を送話側の音声信号として出力するマイクロホンと、マイクロホンからの音声信号を増幅する第１の増幅手段と、受話側の音声信号に応じて鳴動するスピーカと、スピーカへ出力される音声信号を増幅する第２の増幅手段と、送話側及び受話側と外部の通話回線との間で２−４線変換を行う２−４線変換手段と、送話側及び受話側の少なくとも一方の信号経路に所定量の損失を挿入する損失挿入手段と、損失挿入手段から挿入される損失量を可変制御する制御手段と、信号経路に送出したサンプル信号に対する応答信号に応じて、マイクロホン及びスピーカを通じて形成される閉ループにおける利得余裕を推定するとともに制御手段を介して推定結果に基づく損失量の調整を行う挿入損失量調整手段とを備え、挿入損失量調整手段が、信号経路にサンプル信号を送出するサンプル信号発生器と、音声信号にサンプル信号を加算する加算器と、サンプル信号に対する応答信号の包絡線を検波する包絡線検波器と、包絡線検波器の出力信号に基づいて閉ループにおける利得余裕を推定する閉ループ利得余裕推定部と、閉ループ利得余裕推定部にて利得余裕の推定処理が行われる際に信号経路への挿入損失量を、所望の利得余裕値を得るために必要な値よりも大きな値に設定するとともに推定処理終了後に推定結果から求められる調整量を設定前の元の値に加えた値へ切り換える挿入損失量切換部とを具備して成り、閉ループ利得余裕推定部が、包絡線検波器の出力信号の微小時間における変位を求める微分器を有し、微分器で求めた包絡線検波器の出力信号の微小時間における変位に基づいて閉ループにおける利得余裕を推定して成ることを特徴とする拡声通話機。
【請求項２】
サンプル信号発生器をインパルス信号発生器として成ることを特徴とする請求項１記載の拡声通話機。
【請求項３】
サンプル信号発生器をバーストノイズ発生器として成ることを特徴とする請求項１記載の拡声通話機。
【請求項４】
挿入損失量調整手段は通話中の無音区間を検出する無音検出器を具備し、無音検出器において無音区間が検出されたときにサンプル信号発生器からサンプル信号を発生させて成ることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の拡声通話機。
【請求項５】
通話の開始及び終了を検出する検出手段を備え、挿入損失量調整手段は、検出手段の検出結果に応じて非通話時に閉ループにおける利得余裕を推定するとともに通話開始前に推定結果に基づく所要の損失量を信号経路に挿入させて成ることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の拡声通話機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家庭内、ビルディング、工場等で用いられる拡声通話機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、インターホンや電話機あるいはＰＨＳ等の拡声通話機においては、スピーカからマイクロホンへの音響フィードバックおよびハイブリッド回路（２−４線変換回路）におけるインピーダンスの不整合により閉ループが形成され、増幅器の利得が大きすぎる等の理由により上記閉ループの利得が１倍以上になるとハウリングが生じるため、通話品質を確保する上でハウリングの抑圧が必要不可欠な課題となっていた。
【０００３】
そこで従来は、送受話信号のレべルに応じて受話信号または送話信号に所定量の損失を挿入することで閉ループ利得を抑圧するというハウリング抑圧方式が用いられてきた。また、別の方式としてエコーキャンセラを用いるものもあるが、エコーキャンセラにおける適応フィルタの係数が収束していない過渡状態や系の変動によりエコー経路が急激に変化した場合等において不安定化しやすいため、挿入損失と併用する場合が多い。
【０００４】
上記何れの場合においても、挿入損失量を大きくしすぎた場合には通話中に切断感を生じる（音声が途切れる）等の通話品質の劣化を招くため、挿入損失量を必要最小限とすることが望ましい。一方、拡声通話機の前面に手や顔を近づけたときのように音響的反射係数が急激に増加した場合に閉ループ利得が１倍以上となり、その結果、ハウリングを生じることがある。このような問題に対して、従来、図１２に示すように閉ループ内にハウリング検出器２４を設け、ハウリングを検出した場合に送話側並びに受話側の信号経路に設けた減衰器６1，６2を制御器７により制御して挿入損失量を通常よりも大きい値に設定する制御方式が用いられていた。なお、同図中、１はマイクロホン、３はスピーカ、２及び４は増幅器、５はハイブリッド（２−４線変換）回路である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記従来例では、ハウリング検出器２４でハウリングを検出してから挿入損失によりハウリングを抑圧する処理を行うため、ハウリング発生前後において挿入損失量が大きく変化し、これによって却って通話品質の劣化を招くという問題があった。また、ハウリング検出時に挿入する損失量は、原理的に必要最小限の値に制御することができずにかなり大きな値となるため、双方向同時通話性能の実現が困難となっていた。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、ハウリングの抑圧によって安定した通話が実現できるとともに、挿入損失量を必要最小限とすることにより双方向同時通話の実現可能性を高めることができる拡声通話機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、集音した音を送話側の音声信号として出力するマイクロホンと、マイクロホンからの音声信号を増幅する第１の増幅手段と、受話側の音声信号に応じて鳴動するスピーカと、スピーカへ出力される音声信号を増幅する第２の増幅手段と、送話側及び受話側と外部の通話回線との間で２−４線変換を行う２−４線変換手段と、送話側及び受話側の少なくとも一方の信号経路に所定量の損失を挿入する損失挿入手段と、損失挿入手段から挿入される損失量を可変制御する制御手段と、信号経路に送出したサンプル信号に対する応答信号に応じて、マイクロホン及びスピーカを通じて形成される閉ループにおける利得余裕を推定するとともに制御手段を介して推定結果に基づく損失量の調整を行う挿入損失量調整手段とを備え、挿入損失量調整手段が、信号経路にサンプル信号を送出するサンプル信号発生器と、音声信号にサンプル信号を加算する加算器と、サンプル信号に対する応答信号の包絡線を検波する包絡線検波器と、包絡線検波器の出力信号に基づいて閉ループにおける利得余裕を推定する閉ループ利得余裕推定部と、閉ループ利得余裕推定部にて利得余裕の推定処理が行われる際に信号経路への挿入損失量を、所望の利得余裕値を得るために必要な値よりも大きな値に設定するとともに推定処理終了後に推定結果から求められる調整量を設定前の元の値に加えた値へ切り換える挿入損失量切換部とを具備して成り、閉ループ利得余裕推定部が、包絡線検波器の出力信号の微小時間における変位を求める微分器を有し、微分器で求めた包絡線検波器の出力信号の微小時間における変位に基づいて閉ループにおける利得余裕を推定して成ることを特徴とし、ハウリングが発生するまでの閉ループ系の利得余裕を所望の値に維持することができ、ハウリングを生じることなく安定した通話品質を維持することができる。また、必要以上に挿入損失量を大きくすることがないため、双方向同時通話性能の実現可能性が高まる。さらに、閉ループ系にサンプル信号を入力し、その応答信号の包絡線成分から閉ループ系の時定数に関する情報を抽出し、抽出された情報から閉ループ系の発振に対する利得余裕値を推定し、推定結果に基づいて送話側及び受話側への挿入損失量を制御することにより、随時閉ループ系の利得余裕値を所定値以上に維持することができる。しかも、応答信号の包絡線成分の絶対値ではなく、時間に対する傾きから推定処理を行うため、サンプル信号のレべル、信号送出時間や包絡線検波器の応答特性等の影響を除去することができる。さらに、利得余裕値の推定処理を行っている間に閉ループ系の変動などがあった場合でもハウリングが生じるのを防ぐことができる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、サンプル信号発生器をインパルス信号発生器として成ることを特徴とし、利得余裕値と密接な関係にあるインパルス応答特性から閉ループ系の利得余裕値を推定することができる。
請求項３の発明は、請求項１の発明において、サンプル信号発生器をバーストノイズ発生器として成ることを特徴とし、バーストノイズを用いた場合にも、信号送出時間が閉ループ系の遅延時間に対して十分に短ければ、その応答波形の包絡線成分より閉ループ系の時定数に関する情報を抽出することができる。しかもバーストノイズの信号送出時間を適切な値とすることにより通話中における違和感をなくし、サンプル信号の送出による通話品質の劣化を抑えることができる。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１〜３の何れかの発明において、挿入損失量調整手段が通話中の無音区間を検出する無音検出器を具備し、無音検出器において無音区間が検出されたときにサンプル信号発生器からサンプル信号を発生させて成ることを特徴とし、観測される応答信号が音声信号に重畳されることがなく、精度良く推定処理を行うことができる。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１〜４の何れかの発明において、通話の開始及び終了を検出する検出手段を備え、挿入損失量調整手段が、検出手段の検出結果に応じて非通話時に閉ループにおける利得余裕を推定するとともに通話開始前に推定結果に基づく所要の損失量を信号経路に挿入させて成ることを特徴とし、非通話時においても閉ループ系の利得余裕値を所望の値とすることができるため、通話開始直後から安定した通話を実現することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の参考例を示すブロック図であり、集音した音を送話側の音声信号（以下、送話信号と呼ぶ）として出力するマイクロホン１と、マイクロホン１からの送話信号を増幅する第１の増幅器２と、受話側の音声信号（以下、受話信号と呼ぶ）に応じて鳴動するスピーカ３と、スピーカ３へ出力される受話信号を増幅する第２の増幅器４と、送話側及び受話側と外部の通話回線との間で２−４線変換を行う２−４線変換手段たるハイブリッド回路５と、送話側及び受話側の信号経路に所定量の損失を挿入する損失挿入手段たる減衰器（アッテネータ）６1，６2と、各減衰器６1，６2から挿入される損失量を可変制御する制御器７と、信号経路に送出したサンプル信号に対する応答信号に応じて、マイクロホン１及びスピーカ３を通じて形成される閉ループ系における利得余裕を推定するとともに制御器７を介して推定結果に基づく損失量の調整を行う挿入損失量調整手段８とを備えている。なお、本参考例では挿入損失量調整手段８を受話側の信号経路上に設けているが、送話側の信号経路上に設けることも勿論可能である。
【００１２】
一方、図２は上記挿入損失量調整手段８の具体的な構成を示すブロック図であり、受話側の信号経路にサンプル信号たるインパルス信号を送出するインパルス信号発生器９と、受話信号にインパルス信号を加算する加算器１０と、インパルス信号に対する応答信号の包絡線を検波する包絡線検波器１１と、包絡線検波器１１の出力信号に基づいて閉ループ系における利得余裕を推定する閉ループ利得余裕推定部１２とを備えている。ここで、閉ループ利得余裕推定部１２は、後述するように包絡線検波器１１の出力信号レベルを予め求めた閾値レベルと比較する比較器１３と、比較結果に基づいて閉ループ系の利得余裕値を推定する判定部１４とを具備している。なお、サンプル信号として用いるインパルス信号は、パルス幅が充分に短い単一パルス信号であってもよい。また包絡線検波器１１は、整流回路とローパスフィルタ回路の合成回路や、巡回型ローパスフィルタやリーク積分器等のデジタル回路、あるいはＤＳＰ（ＤigitalＳignalＰrocessor）などの信号処理手段によって構成することができる。
【００１３】
図３に示すように、本参考例においては第２の増幅器４→スピーカ３→マイクロホン１→第１の増幅器２→減衰器６1→ハイブリッド回路５→減衰器６2→挿入損失量調整手段８→第２の増幅器４により閉ループが形成されている。ここで、各部における伝達関数を以下のように定義する。
Ｓ：スピーカ３の電気機械変換特性
Ｇ：スピーカ３からマイクロホン１への音響伝達特性
Ｍ：マイクロホン１の音響電気変換特性
Ｋｒ：第２の増幅器４の増幅特性
Ｋｘ：第１の増幅器２の増幅特性
Ａｒ：受話側の減衰器６2の減衰特性
Ａｘ：送話側の減衰器６1の減衰特性
Γ：ハイブリッド回路５における反射伝達関数
また、インパルス信号発生器９から出力されるインパルス信号をＰ、外部の通話回線から伝送されてくる遠端話者音声入力信号をＹ、マイクロホン１の集音する近端話者音声信号と周囲雑音との和をＸとすると、挿入損失量調整手段８の構成要素の一つである加算器１０の出力信号（応答信号）Ｑは下記式で表される。
【００１４】
【式１】
0004189042.tif 000002
【００１５】
なお、上記式のＬ(s)は上記閉ループ系における一巡伝達関数、ｓはラプラス変数をそれぞれ表す。
ここで、閉ループ系の安定性は上記一巡伝達関数Ｌ(s)により判別することができる。すなわち、極座標系における一巡伝達関数Ｌ(s)のθ成分（＝∠Ｌ(s)）が∠Ｌ(s)＝２ｎπ（ｎは整数）となる全ての周波数において、ｒ成分（＝｜Ｌ(s)｜）が｜Ｌ(s)｜＜１ならば閉ループ系は安定、｜Ｌ(s)｜≧１となる周波数が存在すれば閉ループ系は不安定となり、その周波数において発振してハウリングが生じる。また、閉ループ系が安定である場合に、∠Ｌ(s)＝２ｎπとなる全ての周波数における利得の最大値をＬMAXとすれば、閉ループ系の利得余裕値は１／ＬMAXで表される。よって、閉ループ系の安定性の尺度は閉ループ利得余裕値により評価することができる。
【００１６】
一方、閉ループ利得余裕値は、閉ループ系のインパルス応答特性と密接な関係があり、閉ループ利得余裕値が大きいほどインパルス応答信号Ｑの振幅が時間とともに急激に減衰し、閉ループ利得余裕値が小さいほど減衰が緩やかになる。そこで本発明は、閉ループ利得余裕推定部１２において閉ループ利得余裕値を推定するためのサンプル信号（インパルス信号）Ｐを上記閉ループ系に与えたときの応答信号Ｑを観測し、その応答信号Ｑの包絡線成分から閉ループ系の時定数に関する情報を抽出して閉ループ利得余裕値の推定を行うとともに、挿入損失量調整手段８において推定結果に基づき、閉ループ利得余裕値をハウリングが生じない所望の値となるように閉ループ系への挿入損失量を調整する。
【００１７】
すなわち、上述のように包絡線検波器１１で得られる応答信号Ｑの包絡線成分の時間特性が閉ループ利得余裕値が大きいほど減衰が早く且つ小さいほど減衰が緩やかになるという性質を有することから、閉ループ利得余裕推定部１２において事前に学習された種々の利得余裕値に対する包絡線検波器１１の出力データから閾値レベルを求めておき、比較器１３において観測される包絡線検波器１１の出力信号レベルを上記閾値レベルと比較することにより、その比較結果に基づいて判定部１４にて閉ループ利得余裕値が推定できる。そして、その推定結果から、閉ループ利得余裕値を設計仕様で定めた値とするために必要な損失量を挿入するべく、制御器７に信号を伝送して制御器７によって減衰器６1，６2の減衰量を調節している。
【００１８】
上述のように本参考例によれば、インパルス信号に対する応答信号から、閉ループ系でハウリングが生じない利得余裕値を推定し、その推定結果に基づいて信号経路に挿入する損失量を調整する挿入損失量調整手段８を備えているので、通話中においても閉ループ系の安定度に応じて挿入損失量を制御し、常に利得余裕値を仕様で定めた値に維持することができ、ハウリングを生じることなく安定した通話品質を維持することができる。また、従来例に比較して必要以上に挿入損失量を大きくする必要がないため、双方向同時通話性能の実現可能性が高まるという利点もある。
【００１９】
なお、本参考例ではサンプル信号発生器にインパルス信号発生器９を用いたが、代わりにバーストノイズ発生器を用いてバーストノイズをサンプル信号に用いてもよい。この場合には、信号を送出している状態から送出を停止した瞬間からの閉ループ系の過渡応答を観測し、その包絡線成分から閉ループ系の時定数に関する情報を抽出する。而してサンプル信号にバーストノイズを用いた場合にも、信号送出時間が閉ループ系の遅延時間に対して十分に短ければ、その応答波形の包絡線成分より閉ループ系の時定数に関する情報を抽出することができ、バーストノイズの信号送出時間を適切な値とすることにより通話中における違和感をなくし、サンプル信号の送出による通話品質の劣化を抑えることができるという利点がある。但し、種々の利得余裕値に対する閾値レべルを求めておく必要があることはインパルス信号の場合と同様である。
【００２０】
（実施形態１）
図４は本発明の実施形態１における挿入損失量調整手段８を示すブロック図である。すなわち、本実施形態は挿入損失量調整手段８を除く他の構成が参考例と共通であるので、共通する部分については同一の番号を付して説明及び一部図示は省略する。
【００２１】
本実施形態における挿入損失量調整手段８においては、閉ループ利得余裕推定部１２に包絡線検波器１１の出力信号の時間微分を求めるための微分器１５が設けてある。つまり、包絡線検波器１１から出力される応答信号の包絡線成分の減衰曲線の傾きが利得余裕値が大きいほど急となり、利得余裕値が小さいほど緩やかとなる性質を利用して、微分器１５によって上記減衰曲線の傾きを求め、事前に求めておいた種々の利得余裕値に対する閾値レべルと比較器１３において比較し、その比較結果に基づいて判定部１４にて閉ループ利得余裕値が推定できるものである。後は参考例と同様に推定結果に基づいて挿入損失量が調整される。
【００２２】
上述のように本実施形態によれば、応答信号の時間微分を求める微分器１５を閉ループ利得余裕推定部１２に設けたので、参考例のように応答信号の包絡線成分の絶対値ではなく、時間に対する傾き（時間微分値）から推定処理を行うため、サンプル信号（インパルス信号あるいはバーストノイズなど）のレべル、信号送出時間や包絡線検波器１１の応答特性等の影響を除去することができるという利点がある。
【００２３】
（実施形態２）
図５は本発明の実施形態２における挿入損失量調整手段８を示すブロック図である。すなわち、本実施形態は挿入損失量調整手段８を除く他の構成が実施形態１と共通であるので、共通する部分については同一の番号を付して説明及び一部図示は省略する。
【００２４】
本実施形態における挿入損失量調整手段８においては、受話信号のレベルから（あるいは送話信号のレベルであってもよい）、通話中の無音区間を検出する無音検出器１６と、サンプル信号発生器（インパルス信号発生器９あるいはバーストノイズ発生器）と加算器１０の間に挿入され、無音検出器１６にて無音区間が検出された場合にのみオンされるスイッチ１７とが設けてあって、通話中の無音区間にのみ閉ループ系にサンプル信号（インパルス信号又はバーストノイズ）を入力し、閉ループ利得余裕推定部１２にて利得余裕値の推定処理を行っている。
【００２５】
例えば、マイクロホン１で集音した受話信号にインパルス信号等のサンプル信号が重畳された場合について考えてみる。上述の式１を簡略化して表すと下記式のようになる。
Ｑ(s)＝Ｈ1(s)Ｐ(s)＋Ｈ2(s)Ｙ(s)＋Ｈ3(s)Ｘ(s)…式２
ここでＨ1(s)〜Ｈ3(s)の分母が共通であるため、これらのうちの一つが安定であることが確認できれば、全て安定な伝達関数となる。さらに上記式を時間領域で表すと下記式のようになる。
【００２６】
ｑ(t)＝ｈ1(t)＊ｐ(t)＋ｈ2(t)＊ｙ(t)＋ｈ3(t)＊ｘ(t)…式３
但し、Ｈ1(s)＝Ｌ〔ｈ1(t)〕，Ｈ2(s)＝Ｌ〔ｈ2(t)〕，Ｈ3(s)＝Ｌ〔Ｌ〔ｈ3(t)〕であり、Ｌ〔〕はラプラス変換、＊は畳み込み演算を各々表す。特にサンプル信号ｐ(t)がインパルス信号δ(t)の場合には、ｈ1(t)＊δ(t)＝ｈ1(t)であるから上記式は下記式のように表される。
【００２７】
ｑ(t)＝ｈ1(t)＋ｈ2(t)＊ｙ(t)＋ｈ3(t)＊ｘ(t)…式４
従って、遠端話者音声信号ｙ(t)及び近端話者音声信号ｘ(t)がともにゼロである場合に、図３に示すように加算器１０の出力信号からインパルス応答ｈ1(t)を直接観測することができる。しかし、これらの遠端話者音声信号ｙ(t)及び近端話者音声信号ｘ(t)がインパルス信号δ(t)に重畳されて閉ループ中を伝搬する場合、式４右辺の第２項及び第３項がノイズ成分となり、推定処理が困難になる場合がある。
【００２８】
そこで、本実施形態では無音検出器１６にて通話中の無音区間を検出し、その無音区間に推定用のサンプル信号（インパルス信号又はバーストノイズ）をサンプル信号発生器（インパルス信号発生器９あるいはバーストノイズ発生器）から発生させることにより、観測される応答信号が音声信号に重畳されることがなく、精度良く推定処理を行うことができる。
【００２９】
（実施形態３）
図６は本発明の実施形態３における挿入損失量調整手段８を示すブロック図である。すなわち、本実施形態は挿入損失量調整手段８を除く他の構成が実施形態１と共通であるので、共通する部分については同一の番号を付して説明及び一部図示は省略する。
【００３０】
本実施形態における挿入損失量調整手段８には、閉ループ利得余裕推定部１２にて利得余裕の推定処理が行われる際に信号経路への挿入損失量を比較的に大きな値に設定するとともに推定処理終了後に推定結果から求められる調整量を設定前の元の値に加えた値へ切り換える挿入損失量切換部１８が設けてある。また閉ループ利得余裕推定部１２では、推定処理中に挿入損失量切換部１８により追加して挿入された損失量を考慮し、この追加された損失量を差し引いて閉ループ系の利得余裕値を推定する。そして、推定処理の完了後は、挿入損失量切換部１８にて所望の利得余裕値を得るために必要な値に挿入損失量を調整する。
【００３１】
例えば、図７に示すようにマイクロホン１やスピーカ３の近傍に人が近づいた場合にはスピーカ３からマイクロホン１への音響伝達特性Ｇが変動し、あるいは図８に示すように閉ループ系に従来周知の構成を有するエコーキャンセラ１９が閉ループ系に挿入された場合には、それまでに収束していた適応フィルタ１９ａの係数がサンプル信号（インパルス信号あるいはバーストノイズ）の入力によって攪乱され、結果的に閉ループ系の特性が変動し、閉ループ系への挿入損失量が小さいときに上記変動が急激に生じると閉ループ系が不安定化してハウリングが生じるおそれがある。しかしながら、本実施形態おいては、挿入損失量切換部１８が閉ループ利得余裕推定部１２にて利得余裕の推定処理が行われる際に信号経路への挿入損失量を比較的に大きな値に設定するので、上記のようなハウリングの発生を防止することができる。
【００３２】
また図９及び図１０に示すようなＡＧＣ（自動利得制御）回路２０が閉ループ系に挿入された構成においては、上記推定処理中にレベルの大きな遠端話者音声信号Ｙが伝送されてきた場合に、ＡＧＣ回路２０における利得調整機能によって閉ループ系の利得が変化してしまい、利得余裕値が正しく推定できなくなるおそれがある。しかしながら、本実施形態では推定処理が行われる際に充分に大きな損失量が挿入されているため、遠端話者音声信号Ｙのレベルを充分に低減して推定処理中にＡＧＣ回路の利得制御がかかるのを防止することができる。
【００３３】
上述のように本実施形態によれば、利得余裕の推定処理が行われる際に信号経路への挿入損失量を比較的に大きな値に設定するとともに推定処理終了後に推定結果から求められる調整量を設定前の元の値に加えた値へ切り換える挿入損失量切換部１８を挿入損失量調整手段８に備えたので、利得余裕値の推定処理を行っている間に上記のような閉ループ系の変動などがあった場合でもハウリングが生じるのを防ぐことができるという利点がある。
【００３４】
（実施形態４）
図１１は本発明の実施形態４を示すブロック図であり、基本的な構成は実施形態１〜３と共通であるので共通する部分については同一の符号を付して説明は省略し、本実施形態の特徴となる部分についてのみ説明する。
本実施形態は、通話の開始及び終了を検出する通話／非通話検出部２１と、送話信号を増幅する第１の増幅器２と減衰器６1との間の信号経路に挿入されて通話／非通話検出部２１によってオン・オフされる通話回路スイッチ２２とを備え、挿入損失量調整手段８が、上記通話／非通話検出部２１の検出結果に応じて非通話時に閉ループにおける利得余裕を推定するとともに、通話開始前に推定結果に基づく所要の損失量を信号経路に挿入させる点に特徴がある。
【００３５】
通話／非通話検出部２１は、拡声通話機の函体に設けられた通話スイッチや送話信号中の音声を検出して反応する音声検出スイッチ等のスイッチ手段２３により通話状態と非通話状態の判別を行うとともに、非通話状態において通話回路スイッチ２２を閉成し、閉ループを形成した状態で挿入損失量調整手段８により閉ループ系の利得余裕値が所望の値となるように挿入損失量の調整を行わせる。
【００３６】
すなわち、通常は非通話状態で通話回路スイッチ２２が開成されるのであるが、本実施形態においては非通話時に通話回路スイッチ２２を閉成して挿入損失量の調整を行うようにしたため、非通話時においても閉ループ系の利得余裕値を所望の値とすることができ、その結果、通話開始直後から安定した通話を実現することができる。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１の発明は、集音した音を送話側の音声信号として出力するマイクロホンと、マイクロホンからの音声信号を増幅する第１の増幅手段と、受話側の音声信号に応じて鳴動するスピーカと、スピーカへ出力される音声信号を増幅する第２の増幅手段と、送話側及び受話側と外部の通話回線との間で２−４線変換を行う２−４線変換手段と、送話側及び受話側の少なくとも一方の信号経路に所定量の損失を挿入する損失挿入手段と、損失挿入手段から挿入される損失量を可変制御する制御手段と、信号経路に送出したサンプル信号に対する応答信号に応じて、マイクロホン及びスピーカを通じて形成される閉ループにおける利得余裕を推定するとともに制御手段を介して推定結果に基づく損失量の調整を行う挿入損失量調整手段とを備え、挿入損失量調整手段が、信号経路にサンプル信号を送出するサンプル信号発生器と、音声信号にサンプル信号を加算する加算器と、サンプル信号に対する応答信号の包絡線を検波する包絡線検波器と、包絡線検波器の出力信号に基づいて閉ループにおける利得余裕を推定する閉ループ利得余裕推定部と、閉ループ利得余裕推定部にて利得余裕の推定処理が行われる際に信号経路への挿入損失量を、所望の利得余裕値を得るために必要な値よりも大きな値に設定するとともに推定処理終了後に推定結果から求められる調整量を設定前の元の値に加えた値へ切り換える挿入損失量切換部とを具備して成り、閉ループ利得余裕推定部が、包絡線検波器の出力信号の微小時間における変位を求める微分器を有し、微分器で求めた包絡線検波器の出力信号の微小時間における変位に基づいて閉ループにおける利得余裕を推定して成るので、ハウリングが発生するまでの閉ループ系の利得余裕を所望の値に維持することができ、ハウリングを生じることなく安定した通話品質を維持することができるという効果がある。また、必要以上に挿入損失量を大きくすることがないため、双方向同時通話性能の実現可能性が高まるという効果がある。さらに、閉ループ系にサンプル信号を入力し、その応答信号の包絡線成分から閉ループ系の時定数に関する情報を抽出し、抽出された情報から閉ループ系の発振に対する利得余裕値を推定し、推定結果に基づいて送話側及び受話側への挿入損失量を制御することにより、随時閉ループ系の利得余裕値を所定値以上に維持することができ、しかも、応答信号の包絡線成分の絶対値ではなく、時間に対する傾きから推定処理を行うため、サンプル信号のレべル、信号送出時間や包絡線検波器の応答特性等の影響を除去することができるという効果がある。さらに、利得余裕値の推定処理を行っている間に閉ループ系の変動などがあった場合でもハウリングが生じるのを防ぐことができるという効果がある。
【００３８】
請求項２の発明は、サンプル信号発生器をインパルス信号発生器として成るので、利得余裕値と密接な関係にあるインパルス応答特性から閉ループ系の利得余裕値を推定することができるという効果がある。
請求項３の発明は、サンプル信号発生器をバーストノイズ発生器として成ることを特徴とし、バーストノイズを用いた場合にも、信号送出時間が閉ループ系の遅延時間に対して十分に短ければ、その応答波形の包絡線成分より閉ループ系の時定数に関する情報を抽出することができる。しかもバーストノイズの信号送出時間を適切な値とすることにより通話中における違和感をなくし、サンプル信号の送出による通話品質の劣化を抑えることができる。
【００３９】
請求項４の発明は、挿入損失量調整手段が通話中の無音区間を検出する無音検出器を具備し、無音検出器において無音区間が検出されたときにサンプル信号発生器からサンプル信号を発生させて成るので、観測される応答信号が音声信号に重畳されることがなく、精度良く推定処理を行うことができるという効果がある。
【００４０】
請求項５の発明は、通話の開始及び終了を検出する検出手段を備え、挿入損失量調整手段が、検出手段の検出結果に応じて非通話時に閉ループにおける利得余裕を推定するとともに通話開始前に推定結果に基づく所要の損失量を信号経路に挿入させて成るので、非通話時においても閉ループ系の利得余裕値を所望の値とすることができ、その結果、通話開始直後から安定した通話を実現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】  本発明の参考例を示すブロック図である。
【図２】  同上における挿入損失量調整手段を示すブロック図である。
【図３】  同上の動作を説明するための説明図である。
【図４】  実施形態１における挿入損失量調整手段を示すブロック図である。
【図５】  実施形態２における挿入損失量調整手段を示すブロック図である。
【図６】  実施形態３における挿入損失量調整手段を示すブロック図である。
【図７】  同上を説明するための説明図である。
【図８】  同上を説明するための説明図である。
【図９】  同上を説明するための説明図である。
【図１０】  同上を説明するための説明図である。
【図１１】  実施形態４を示すブロック図である。
【図１２】  従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  マイクロホン
２  第１の増幅器
３  スピーカ
４  第２の増幅器
５  ハイブリッド回路
６1，６2減衰器
７  制御器
８  挿入損失量調整手段
【図１】
0004189042.tif 000003
【図２】
0004189042.tif 000004
【図３】
0004189042.tif 000005
【図４】
0004189042.tif 000006
【図５】
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【図６】
0004189042.tif 000008
【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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