(57)【要約】【課題】周辺雑音入力専用のマイクを不要とした通信装置を提供する。【解決手段】音声信号と雑音信号とを取得可能なマイク（１）と、音声信号を再生可能なスピーカ（５）と、音声信号を送受信可能な通信手段（８、９）と、を有する通信装置であって、マイク（１）により取得した信号が音声信号か雑音信号かを判断し、雑音信号と判断した場合は、当該雑音信号の位相を反転し、当該反転雑音信号と、通信手段（８、９）により通信相手から取得した音声信号と、を合成し、雑音を低減した音声信号をスピーカ（５）から出力するように制御する。【選択図】図１
2008178039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号と雑音信号とを取得可能なマイクと、音声信号を再生可能なスピーカと、音声信号を送受信可能な通信手段と、を有する通信装置であって、
前記マイクにより取得した信号が音声信号か雑音信号かを判断し、雑音信号と判断した場合は、当該雑音信号の位相を反転し、当該反転雑音信号と、前記通信手段により通信相手から取得した音声信号と、を合成し、雑音を低減した音声信号を前記スピーカから出力するように制御する制御手段を有することを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記マイクにより取得した信号が音声信号と判断した場合は、当該音声信号を前記通信手段により通信相手に送信することを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記マイクにより取得した信号レベルが予め定められた閾値未満である場合に、雑音信号と判断し、前記マイクにより取得した信号レベルが予め定められた閾値以上である場合に、音声信号と判断することを特徴とする請求項１または２記載の通信装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記マイクにより取得した信号レベルの単位時間当たりの変動量が予め定められた閾値未満である場合に、雑音信号と判断し、前記マイクにより取得した信号レベルの単位時間当たりの変動量が予め定められた閾値以上である場合に、音声信号と判断することを特徴とする請求項１または２記載の通信装置。
【請求項５】
前記閾値を設定する設定手段を有することを特徴とする請求項３または４記載の通信装置。
【請求項６】
音声信号と雑音信号とを取得可能なマイクと、音声信号を再生可能なスピーカと、音声信号を送受信可能な通信手段と、を有する通信装置における雑音低減方法であって、
前記マイクにより取得した信号が音声信号か雑音信号かを判断し、雑音信号と判断した場合は、当該雑音信号の位相を反転し、当該反転雑音信号と、前記通信手段により通信相手から取得した音声信号と、を合成し、雑音を低減した音声信号を前記スピーカから出力するように制御する制御工程を、前記通信装置が行うことを特徴とする雑音低減方法。
【請求項７】
音声信号と雑音信号とを取得可能なマイクと、音声信号を再生可能なスピーカと、音声信号を送受信可能な通信手段と、を有する通信装置において実行させる雑音低減プログラムであって、
前記マイクにより取得した信号が音声信号か雑音信号かを判断し、雑音信号と判断した場合は、当該雑音信号の位相を反転し、当該反転雑音信号と、前記通信手段により通信相手から取得した音声信号と、を合成し、雑音を低減した音声信号を前記スピーカから出力するように制御する制御処理を、前記通信装置に実行させることを特徴とする雑音低減プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話機等の通信装置に関し、特に、周辺雑音入力専用のマイクを不要とした通信装置、雑音低減方法及び雑音低減プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、周辺雑音を低減するためには、周辺雑音を入力するための専用のマイクを必要としていた。このため、部品点数が増加し、通信装置のコスト増加や、筐体デザインの制約等の要因となっていた。
【０００３】
このようなことから、周辺雑音入力専用のマイクを不要とした通信装置の開発が要望視されている。
【０００４】
なお、本発明より先に出願された技術文献として、信号処理回路への入力信号のレベルを適正化しうると共に信号処理回路自体から発生される雑音を抑制しうる雑音低減回路について開示された文献がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、背景雑音の多い環境下に設置された送受信機で通信を行う場合の通信相手に対する送話信号に重畳される背景雑音を軽減し、送話内容を聞き取りやすくする背景雑音打消し装置について開示された文献がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
また、携帯通信装置（携帯電話等）において周囲雑音をキャンセルし、話し手と聞き手双方の聞き取りやすさを向上させるノイズキャンセル回路について開示された文献がある（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開昭５７−１５５８４３号公報
【特許文献２】特開平８−３０７５０１号公報
【特許文献３】特開平９−３３１３７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１〜３には、周辺雑音入力専用のマイクを不要とし、コストや、筐体デザインの制約を低減する点については、何ら記載もその必要性についても示唆されていない。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、周辺雑音入力専用のマイクを不要とした通信装置、雑音低減方法及び雑音低減プログラムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的を達成するために、本発明は、以下の特徴を有することとする。
【００１０】
本発明にかかる通信装置は、音声信号と雑音信号とを取得可能なマイクと、音声信号を再生可能なスピーカと、音声信号を送受信可能な通信手段と、を有する通信装置であって、マイクにより取得した信号が音声信号か雑音信号かを判断し、雑音信号と判断した場合は、当該雑音信号の位相を反転し、当該反転雑音信号と、通信手段により通信相手から取得した音声信号と、を合成し、雑音を低減した音声信号をスピーカから出力するように制御する制御手段を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる通信装置において、制御手段は、マイクにより取得した信号が音声信号と判断した場合は、当該音声信号を通信手段により通信相手に送信することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる通信装置において、制御手段は、マイクにより取得した信号レベルが予め定められた閾値未満である場合に、雑音信号と判断し、マイクにより取得した信号レベルが予め定められた閾値以上である場合に、音声信号と判断することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかる通信装置において、制御手段は、マイクにより取得した信号レベルの単位時間当たりの変動量が予め定められた閾値未満である場合に、雑音信号と判断し、マイクにより取得した信号レベルの単位時間当たりの変動量が予め定められた閾値以上である場合に、音声信号と判断することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかる通信装置は、閾値を設定する設定手段を有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明にかかる雑音低減方法は、音声信号と雑音信号とを取得可能なマイクと、音声信号を再生可能なスピーカと、音声信号を送受信可能な通信手段と、を有する通信装置における雑音低減方法であって、マイクにより取得した信号が音声信号か雑音信号かを判断し、雑音信号と判断した場合は、当該雑音信号の位相を反転し、当該反転雑音信号と、通信手段により通信相手から取得した音声信号と、を合成し、雑音を低減した音声信号をスピーカから出力するように制御する制御工程を、通信装置が行うことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明にかかる雑音低減プログラムは、音声信号と雑音信号とを取得可能なマイクと、音声信号を再生可能なスピーカと、音声信号を送受信可能な通信手段と、を有する通信装置において実行させる雑音低減プログラムであって、マイクにより取得した信号が音声信号か雑音信号かを判断し、雑音信号と判断した場合は、当該雑音信号の位相を反転し、当該反転雑音信号と、通信手段により通信相手から取得した音声信号と、を合成し、雑音を低減した音声信号をスピーカから出力するように制御する制御処理を、通信装置に実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、周辺雑音入力専用のマイクを不要とし、コストや、筐体デザインの制約を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
まず、図１を参照しながら、本実施形態の通信装置の特徴について説明する。
【００１９】
本実施形態における通信装置は、音声信号と雑音信号とを取得可能なマイク（１）と、音声信号を再生可能なスピーカ（５）と、音声信号を送受信可能な通信手段（８、９）と、を有する通信装置である。
【００２０】
そして、マイク（１）により取得した信号が音声信号か雑音信号かを判断し、雑音信号と判断した場合は、当該雑音信号の位相を反転し、当該反転雑音信号と、通信手段（８、９）により通信相手から取得した音声信号と、を合成し、雑音を低減した音声信号をスピーカ（５）から出力するように制御することを特徴とする。
【００２１】
これにより、周辺雑音入力専用のマイクを不要とし、コストや、筐体デザインの制約を低減することが可能となる。以下、添付図面を参照しながら、本実施形態の通信装置について詳細に説明する。
【００２２】
（第１の実施形態）
＜通信装置の内部構成＞
まず、図１を参照しながら、本実施形態の通信装置の内部構成について説明する。
【００２３】
本実施形態における通信装置は、マイク（１）と、レベル検出回路（２）と、位相反転回路（３）と、ミキサー（４）と、スピーカ（５）と、音声符号部（６）と、音声復号部（７）と、無線部（８）と、アンテナ（９）と、を有して構成している。
【００２４】
マイク（１）は、通信装置の送話器であり、通話者の音声を取得するものである。また、マイク（１）は、周辺雑音を取得する。このように、本実施形態におけるマイク（１）は、通話者の音声信号を取得する機能と、周辺雑音信号を取得する機能と、を兼用することになる。これにより、従来必要であった周辺雑音入力専用のマイクを不要にすることが可能となる。
【００２５】
レベル検出回路（２）は、マイク（１）が取得した信号の入力レベルを監視し、予め設定された閾値に応じて、マイク（１）が取得した信号を、音声符号部（６）、または、位相反転回路（３）に振り分けることになる。
【００２６】
詳細には、レベル検出回路（２）は、マイク（１）が取得した信号レベルが閾値未満と判断した場合は、周辺雑音信号と判断し、マイク（１）が取得した周辺雑音信号を、位相反転回路（３）に出力することになる。
【００２７】
また、レベル検出回路（２）は、マイク（１）が取得した信号レベルが閾値以上と判断した場合は、音声信号と判断し、マイク（１）が取得した音声信号を、音声符号部（６）に出力することになる。
【００２８】
位相反転回路（３）は、レベル検出回路（２）から入力された周辺雑音信号の位相を反転し、その位相を反転した反転雑音信号をミキサー（４）に出力する。
【００２９】
音声符号部（６）は、レベル検出回路（２）から入力された音声信号を符号化し、該符号化した音声信号を無線部（８）に出力する。
【００３０】
無線部（８）は、音声符号部（６）から入力された音声信号を、アンテナ（９）を介して、通信相手に送信する。また、無線部（８）は、アンテナ（９）を介して通信相手から取得した音声信号を、音声復号部（７）に出力する。
【００３１】
音声復号部（７）は、無線部（８）から入力された音声信号を復号化し、該復号化した音声信号をミキサー（４）に出力する。
【００３２】
ミキサー（４）は、音声復号部（７）から入力された音声信号と、位相反転回路（３）から入力された反転雑音信号と、を合成し、周辺雑音を低減した音声信号をスピーカ（５）に出力する。
【００３３】
スピーカ（５）は、通信装置の受話器であり、ミキサー（４）から入力された音声信号を音声として再生する。
【００３４】
＜通信装置における制御動作＞
次に、本実施形態の通信装置における制御動作について説明する。
【００３５】
通信装置の利用者が話し手となっている場合、マイク（１）には通話者の音声及び周辺雑音が入力される。一方、通信装置の利用者が聞き手となっている場合、マイク（１）には周辺雑音のみが入力される。
【００３６】
なお、音声の信号レベルは、周辺雑音のみの信号レベルに比べて大きくなる。このため、マイク（１）が取得した信号の信号レベルを測定することで、音声が入力されているのか、周辺雑音のみが入力されているのかを判断することが可能となる。
【００３７】
このため、本実施形態の通信装置は、マイク（１）が取得した信号レベルが予め設定した閾値を超えていると判断した場合は、通話者の音声信号が入力されていると判断し、マイク（１）が取得した信号（音声信号）を無線部（８）、アンテナ（９）を介して通信相手に送信することになる。
【００３８】
また、マイク（１）が取得した信号レベルが予め設定した閾値を超えていないと判断した場合は、周辺雑音のみが入力されていると判断し、マイク（１）が取得した信号（周辺雑音信号）を基に、その周辺雑音信号の位相を反転した反転雑音信号を生成する。そして、反転雑音信号と、アンテナ（９）、無線部（８）を介して取得した通信相手の音声信号と、を合成し、周辺雑音を低減した音声信号をスピーカ（５）から出力することになる。
【００３９】
これにより、通話者の音声信号を取得する機能と、周辺雑音信号を取得する機能と、を兼用するマイク（１）から通話者の音声信号を取得し、該取得した音声信号を通信相手に送信することが可能となると共に、マイク（１）から周辺雑音信号を取得し、周辺雑音を低減した音声信号をスピーカ（５）から出力することが可能となる。従って、周辺雑音入力専用のマイクが不要となるので、製造コストの削減や筐体デザインの自由度を向上することが可能となる。以下、通話者の音声信号を通信相手に送信する場合（通話者が話し手の場合）と、通信相手の音声信号を再生する場合（通話者が聞き手の場合）と、の制御動作について説明する。
【００４０】
＜通話者の音声信号を通信相手に送信する場合（通話者が話し手の場合）＞
まず、図２を参照しながら、通話者の音声信号を通信相手に送信する場合（通話者が話し手の場合）について説明する。
【００４１】
まず、通信装置の利用者が話し手となっている場合、マイク（１）には通話者の音声及び周辺雑音が入力される。マイク（１）は、入力された信号をレベル検出回路（２）に出力する（ステップＳ１）。
【００４２】
レベル検出回路（２）は、マイク（１）から入力された信号の信号レベルが予め設定した閾値を超えていると判断し、通話者の音声信号が入力されていると判断する。このため、レベル検出回路（２）は、マイク（１）から入力された信号（音声信号）を音声符号部（６）に出力する（ステップＳ２）。
【００４３】
音声符号部（６）は、レベル検出回路（２）から入力された音声信号を符号化し、該符号化した音声信号を無線部（８）に出力する（ステップＳ３）。
【００４４】
無線部（８）は、音声符号部（６）から入力された音声信号をアンテナ（９）を介して通信相手に送信する（ステップＳ４）。
【００４５】
これにより、通話者の音声信号を取得する機能と、周辺雑音信号を取得する機能と、を兼用するマイク（１）から通話者の音声信号を取得し、該取得した音声信号を通信相手に送信することが可能となる。
【００４６】
＜通信相手の音声信号を再生する場合（通話者が聞き手の場合）＞
次に、図３を参照しながら、通信相手の音声信号を再生する場合（通話者が聞き手の場合）について説明する。
【００４７】
まず、通信装置の利用者が聞き手となっている場合、マイク（１）には周辺雑音のみが入力される。マイク（１）は、入力された信号をレベル検出回路（２）に出力する（ステップＳ１１）。
【００４８】
レベル検出回路（２）は、マイク（１）から入力された信号の信号レベルが予め設定した閾値を超えていないと判断し、周辺雑音のみが入力されていると判断する。このため、レベル検出回路（２）は、マイク（１）から入力された信号（周辺雑音信号）を位相反転回路（３）に出力する（ステップＳ１２）。
【００４９】
位相反転回路（３）は、レベル検出回路（２）から入力された周辺雑音信号の位相を反転し、反転雑音信号をミキサー（４）に出力する（ステップＳ１３）。
【００５０】
また、無線部（８）は、アンテナ（９）を介して通信相手の音声信号を取得し、該取得した音声信号を音声復号部（７）に出力する（ステップＳ１４）。
【００５１】
音声復号部（７）は、無線部（８）から入力された音声信号を復号化し、該復号化した音声信号をミキサー（４）に出力する（ステップＳ１５）。
【００５２】
ミキサー（４）は、音声復号部（７）から入力された音声信号と、位相反転回路（３）から入力された反転雑音信号と、を合成し、周辺雑音を低減した音声信号をスピーカ（５）に出力する（ステップＳ１６）。これにより、周辺雑音を低減した音声信号をスピーカ（５）から出力することが可能となる。一般的に、人間は、聞くことに集中しているときには、同時に話すことがないため、本実施形態のように、聞くことに集中しているときには、ノイズキャンセルが有効に機能することになる。
【００５３】
このように、本実施形態における通信装置は、通話者の音声信号を取得する機能と、周辺雑音信号を取得する機能と、を兼用するマイク（１）により取得した信号が音声信号か周辺雑音信号かを判断し、周辺雑音信号と判断した場合は、当該周辺雑音信号の位相を反転し、当該反転雑音信号と、アンテナ（９），無線部（８）により通信相手から取得した音声信号と、を合成し、周辺雑音を低減した音声信号をスピーカ（５）から出力するように制御する。
【００５４】
これにより、周辺雑音入力専用のマイクを不要とし、コストや、筐体デザインの制約を低減することが可能となる。
【００５５】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。
【００５６】
第１の実施形態における通信装置は、マイク（１）により取得した信号レベルが予め定められた閾値未満である場合に、周辺雑音信号と判断し、マイク（１）により取得した信号レベルが予め定められた閾値以上である場合に、音声信号と判断することにした。
【００５７】
第２の実施形態における通信装置は、マイク（１）により取得した信号レベルの単位時間当たりの変動量が予め定められた閾値未満である場合に、周辺雑音信号と判断し、マイク（１）により取得した信号レベルの単位時間当たりの変動量が予め定められた閾値以上である場合に、音声信号と判断する。これにより、第１の実施形態と同様に、マイク（１）により取得した信号が音声信号か周辺雑音信号かを判断することが可能となるため、周辺雑音入力専用のマイクを不要とし、コストや、筐体デザインの制約を低減することが可能となる。以下、図４を参照しながら、第２の実施形態の通信装置について詳細に説明する。
【００５８】
まず、ある単位時間（ΔＴ）の間に変化する入力信号レベルの変動量（Δδ）を閾値（Δ）として設定する。
【００５９】
次に、レベル検出回路（２）は、マイク（１）から入力された信号の単位時間当たりの信号レベルの変動量（Δδ）が上記設定した閾値（Δ）以上か否かを判断する。
【００６０】
そして、レベル検出回路（２）は、マイク（１）から入力された信号の単位時間当たりの信号レベルの変動量（Δδ）が上記設定した閾値（Δ）未満の場合には、マイク（１）から入力された信号が周辺雑音信号と判断する。
【００６１】
また、レベル検出回路（２）は、マイク（１）から入力された信号の単位時間当たりの信号レベルの変動量（Δδ）が上記設定した閾値（Δ）以上の場合には、マイク（１）から入力された信号が音声信号と判断する。
【００６２】
例えば、図４において、『ｔ１』における信号レベルの変動量（δ１）は、閾値（Δ）未満となり、マイク（１）から入力された信号が周辺雑音信号と判断することになる。
【００６３】
また、『ｔ２』における信号レベルの変動量（δ２）は、閾値（Δ）以上となり、マイク（１）から入力された信号が音声信号と判断することになる。また、『ｔ３』における信号レベルの変動量（δ３）は、閾値（Δ）以上となり、マイク（１）から入力された信号が音声信号と判断することになる。
【００６４】
このため、図４において『ｔ２』〜『ｔ３』の区間は、マイク（１）から入力された信号が音声信号と判断することになる。
【００６５】
このように、第２の実施形態における通信装置は、マイク（１）により取得した信号レベルの単位時間当たりの変動量（Δδ）が予め定められた閾値（Δ）未満である場合に、周辺雑音信号と判断し、マイク（１）により取得した信号レベルの単位時間当たりの変動量（Δδ）が予め定められた閾値（Δ）以上である場合に、音声信号と判断する。これにより、第１の実施形態と同様に、マイク（１）により取得した信号が音声信号か周辺雑音信号かを判断することが可能となるため、周辺雑音入力専用のマイクを不要とし、コストや、筐体デザインの制約を低減することが可能となる。
【００６６】
なお、上述する実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。
【００６７】
例えば、上述した実施形態における閾値は任意に設定変更するように構築することは可能である。
【００６８】
また、上述した実施形態における通信装置における制御動作は、ハード構成ではなく、コンピュータプログラム等のソフトウェアにより実行することも可能であり、また、上記のプログラムは、光記録媒体、磁気記録媒体、光磁気記録媒体、または半導体等の記録媒体に記録し、その記録媒体から上記プログラムを、上述した通信装置に読み込ませることで、上述した制御動作を、通信装置において実行させることも可能である。また、所定のネットワークを介して接続されている外部機器から上記プログラムを上述した通信装置に読み込ませることで、上述した制御動作を、通信装置において実行させることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明にかかる通信装置、雑音低減方法及び雑音低減プログラムは、周辺雑音を低減したい機器に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本実施形態の通信装置の内部構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態の通信装置の制御動作を説明するための図であり、通話者の音声信号を通信相手に送信する場合（通話者が話し手の場合）を説明するための図である。
【図３】本実施形態の通信装置の制御動作を説明するための図であり、通信相手の音声信号を再生する場合（通話者が聞き手の場合）を説明するための図である。
【図４】第２の実施形態における通信装置の制御動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７１】
１    マイク
２    レベル検出回路
３    位相反転回路
４    ミキサー
５    スピーカ
６    音声符号部
７    音声復号部
８    無線部
９    アンテナ
【図１】
2008178039.tif 000003
【図２】
2008178039.tif 000004
【図３】
2008178039.tif 000005
【図４】
2008178039.tif 000006