(57)【要約】【課題】  ボタン入力の手間をかけずに簡単に操作を行うことのできる通話装置を提供すること。【解決手段】本発明における通話装置は、骨伝導音声を利用した通話装置であって、骨を伝わる音声信号を検出し、検出した音声信号を出力する骨伝導音声入力手段と、骨伝導音声入力手段より出力された音声信号を入力し、当該音声信号に含まれるノイズを検出する信号解析手段と、信号解析手段によりノイズが検出された場合に、ノイズをオペレーション信号として扱い、オペレーション信号と予め関連付けられた処理を行う制御手段を備えた通話装置である。このような構成により、ボタン入力の手間をかけずに簡単に操作を行うことが可能となる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨伝導音声を利用した通話装置であって、
骨を伝わる音声信号を検出し、検出した音声信号を出力する骨伝導音声入力手段と、
前記骨伝導音声入力手段より出力された音声信号を入力し、当該音声信号に含まれるノイズを検出する信号解析手段と、
前記信号解析手段によりノイズが検出された場合に、前記信号解析手段により検出されたノイズをオペレーション信号として扱い、前記オペレーション信号と予め関連付けられた処理を行う制御手段を備えた通話装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記信号解析手段によりノイズが検出された場合に、前記通話装置の動作状態と予め関連付けられた処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の通話装置。
【請求項３】
前記信号解析手段は、前記骨伝導音声入力手段より入力された音声信号のうち、振幅値が予め定められた値以上の音声信号をノイズとして検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の通話装置。
【請求項４】
前記オペレーション信号は、着信時の通話開始信号であり、前記オペレーション信号と予め関連付けられた処理は、通話開始処理であることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の通話装置。
【請求項５】
前記オペレーション信号は、通話時の通話終了信号であり、前記オペレーション信号と予め関連付けられた処理は、通話終了処理であることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の通話装置。
【請求項６】
前記制御手段は、通話時に前記信号解析手段によりノイズが予め定められた時間内に複数回検出された場合に、前記信号解析手段により検出された複数回のノイズを通話終了信号として扱い、通話終了処理を行うことを特徴とする請求項１，２又は３に記載の通話装置。
【請求項７】
骨伝導音声入力手段を利用した通話装置操作方法であって、
通話装置に備えられた骨伝導音声入力手段より、音声信号を入力する第１のステップと、
前記骨伝導音声入力手段より入力された音声信号からノイズを検出する第２のステップと、
前記第２のステップにおいてノイズが検出された場合に、前記第２のステップにおいて検出されたノイズをオペレーション信号として扱い、前記オペレーション信号と予め関連付けられた処理を行う第３のステップを備えた通話装置操作方法。
【請求項８】
前記第３のステップは、前記第２のステップにおいてノイズが検出された場合に、前記通話装置の動作状態と予め関連付けられた処理を行うことを特徴とする請求項７に記載の通話装置操作方法。
【請求項９】
前記第２のステップは、前記音声信号のうち、振幅値が予め定められた値以上の音声信号である場合に、当該音声信号をノイズとして検出することを特徴とする請求項７又は８に記載の通話装置操作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通話装置及び通話装置操作方法に関するものであり、より詳細には、骨伝導による音声入力を利用した通話装置及び通話装置操作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通話装置において必要不可欠である音声の入出力機能については、多くの研究がなされており、広くその方法が提案されている。特にその中で最近注目を集めているのが骨伝導を利用した技術であり、近年はＰＨＳ（Personal Handy-phone System）用の骨伝導マイクや骨伝導スピーカ内蔵の携帯電話等が発売されている。
【０００３】
骨伝導マイクとは、声帯の振動が口の形と共鳴した振動となって周囲の骨を伝わって自分の聴覚器官に直接入る音である骨伝導音声を耳部等から検出して音声信号を入力する装置である。主に、骨伝導マイク内に圧電素子が備えられており、この圧電素子が骨伝導音声の振動を電気信号に変換する。一般に、骨伝導音声は通常の空気を伝導する音声よりも高域周波数帯域が大幅に減衰することが知られており、そのまま出力すると高域成分の落ちたこもった音声として聞こえてしまうため、高域周波数成分を増幅する等の信号増幅処理が行われる。
【０００４】
骨伝導マイクの抱える問題点として、ノイズが入りやすいということが挙げられる。骨伝導音声による振動は非常に微弱なものであり、それを人の耳部等に伝わる振動から検出するため、骨伝導マイクに備えられた圧電素子は非常に感度の高いものとなっている。一方、骨伝導マイクを耳部に装着する場合や、骨伝導マイクに指や衣類が接触した場合も、振動が骨伝導マイクに伝わってしまい、骨伝導マイクは、その振動を骨伝導音声として検出してしまう。しかも、その振動は骨伝導音声による振動よりもはるかに大きいため、検出した信号を音声信号として出力するとかなり大きなノイズとなってしまう。
【０００５】
そこで、骨伝導マイクが骨伝導音を検出する際に、ノイズを除去する技術が数多く提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４など）。いずれも、骨伝導音声とその他の振動の電気信号変換時の周波数成分の違いを利用して骨伝導音声信号とノイズを識別し、ノイズの減衰または除去を行っており、骨伝導音声信号のみが利用されている。
【特許文献１】特開平８−６５９４号公報
【特許文献２】特開平９−２１９８９４号公報
【特許文献３】特開平９−２７１０８６号公報
【特許文献４】特開平９−２８４８７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、骨伝導音声信号とノイズ信号を識別する技術は提案されているものの、ノイズは除去するのみでノイズを利用した技術の提案はまだなされていない。
【０００７】
一方、携帯電話等の通話装置が抱える問題点として、通話や通話終了等の処理を手によって入力しなくてはならないことが挙げられる。しかも、近年の通話装置の小型化に伴い、ボタン入力などの操作性は決していいものではなく、また、車を運転しながらの操作となると、目でボタンを確認しなければならず、安全性に問題があった。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、骨伝導による音声入力を利用し、操作性のよい通話装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明における通話装置は、骨伝導音声を利用した通話装置であって、骨を伝わる音声信号を検出し、検出した音声信号を出力する骨伝導音声入力手段と、前記骨伝導音声入力手段より出力された音声信号を入力し、当該音声信号に含まれるノイズを検出する信号解析手段と、前記信号解析手段によりノイズが検出された場合に、前記信号解析手段により検出されたノイズをオペレーション信号として扱い、前記オペレーション信号と予め関連付けられた処理を行う制御手段を備えた通話装置である。このような構成により、ボタン入力の手間をかけずに簡単に操作を行うことが可能となる。
【００１０】
前記制御手段は、前記信号解析手段によりノイズが検出された場合に、前記通話装置の動作状態と予め関連付けられた処理を行うことを特徴としてもよい。こうすることにより、同一の操作でも動作状態に対応した操作を行うことが可能となる。
【００１１】
前記信号解析手段は、前記骨伝導音声入力手段より入力された音声信号のうち、振幅値が予め定められた値以上の音声信号をノイズとして検出することを特徴としてもよい。
【００１２】
前記オペレーション信号は、着信時の通話開始信号であり、前記オペレーション信号と予め関連付けられた処理は、通話開始処理であることを特徴としてもよい。こうすることにより、着信時にボタンを押すことなく通話を開始することが可能となる。
【００１３】
前記オペレーション信号は、通話時の通話終了信号であり、前記オペレーション信号と予め関連付けられた処理は、通話終了処理であることを特徴としてもよい。こうすることにより、通話終了時にボタンを押すことなく、通話を終了することが可能となる。
【００１４】
前記制御手段は、通話時に前記信号解析手段によりノイズが予め定められた時間内に複数回検出された場合に、前記信号解析手段により検出された複数回のノイズを通話終了信号として扱い、通話終了処理を行うことを特徴としてもよい。こうすることにより、通常発生するノイズにより、誤って通話終了処理を行ってしまうことを避けることが可能となる。
【００１５】
本発明にかかる通話装置操作方法は、骨伝導音声入力手段を利用した通話装置操作方法であって、通話装置に備えられた骨伝導音声入力手段より、音声信号を入力する第１のステップと、前記骨伝導音声入力手段より入力された音声信号からノイズを検出する第２のステップと、前記第２のステップにおいてノイズが検出された場合に、前記第２のステップにおいて検出されたノイズをオペレーション信号として扱い、前記オペレーション信号と予め関連付けられた処理を行う第３のステップを備えた通話装置操作方法である。このような構成により、ボタン入力の手間をかけずに簡単に操作を行うことが可能となる。
【００１６】
前記第３のステップは、前記第２のステップにおいてノイズが検出された場合に、前記通話装置の動作状態と予め関連付けられた処理を行うことを特徴としてもよい。こうすることにより、同一の操作でも動作状態に対応した操作を行うことが可能となる。
【００１７】
前記第２のステップは、前記音声信号のうち、振幅値が予め定められた値以上の音声信号である場合に、当該音声信号をノイズとして検出することを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ボタン入力の手間をかけずに簡単に操作を行うことのできる通話装置を提供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】
【００１９】
発明の実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における通話装置１００の構成を示すブロック図である。今回の例では、通話装置１００は、親機２００と無線通信により接続されているが有線で接続されていてもよいし、通話装置１００が親機２００に内蔵されていてもよい。通話装置１００は、利用者が実際に通話を行うための装置であり、その構成や機能については後に詳しく説明する。親機２００は、例えば携帯電話機や固定電話機やＰＣ（Personal Computer）等であり、図示しない携帯電話網、公衆回線網、インターネット網等の通信網を介して相手の通話装置と音声通信を行うための通信装置である。
【００２０】
次に、図２に示すブロック図を用いて、通話装置１００の構成と機能について説明する。通話装置１００は、骨伝導マイク１、マイクアンプ２、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路３、ＭＰＵ（Micro Processor Unit）４、スピーカ５、スピーカアンプ６、音声コーデック７、通信モジュール８、アンテナ９を備えている。
【００２１】
骨伝導マイク１は、声帯で発生し、咽喉や頭蓋骨を伝わり耳甲介腔部の底面に達した音声振動を検出する骨伝導音声入力手段であり、音声振動を電気信号に変換する圧電素子を備えている。圧電素子はＰＺＴ等の圧電セラミックス材料により構成されている。ＰＺＴは、チタン酸鉛（PbTiO3）とジルコン酸鉛（PbZrO3）を混合したセラミックスであり、振動を与えると電圧を生じる性質がある。この性質を利用して骨伝導音声による振動を電気信号へ変換する。変換された電気信号は骨伝導マイク１からマイクアンプ２へ出力される。
【００２２】
マイクアンプ２は、骨伝導マイク１と接続されており、骨伝導マイク１より出力された電気信号の増幅処理を行う。増幅処理された電気信号は、Ａ／Ｄ変換回路３及び音声コーデック５へ出力される。
【００２３】
Ａ／Ｄ変換回路３は、マイクアンプ２により増幅された電気信号を入力し、サンプリング処理を行いデジタル信号へ変換を行う。変換したデジタル信号はＭＰＵ４へ出力する。
【００２４】
ＭＰＵ４は、Ａ／Ｄ変換回路３より入力されたデジタル信号の各種制御を行うものであり、プログラム等により実現される。その詳細については後に説明する。
【００２５】
音声コーデック５は、音声符号化復号化回路であり、マイクアンプ２によって増幅処理された検出信号に対して符号化部による符号化処理と、通信モジュール８から入力された音声信号に対して復号化部による復号化処理を実行する。
【００２６】
スピーカアンプ６は、音声コーデック５において復号化された音声信号を増幅してスピーカ７へ出力するものである。スピーカ７は、スピーカアンプ６より入力した音声信号を利用者が聞こえる音声に変換して出力するものであり、例えば、永久磁石及びその滋路を形成する磁性材料から成るヨークと、巻線及び振動版から構成される稼動部とから構成されるダイナミックススピーカ方式のスピーカが利用される。
【００２７】
通信モジュール８は、例えばブルートゥース（Bluetooth：登録商標）モジュール等であり、アンテナ９を介して親機２００と通信を行う。この時の通信方法は通信モジュールの規格に依存する。例えば、ブルートゥースの場合は、信号をパケット化してデータの送受信を行う。アンテナ９は、例えばチップアンテナにより構成され、無線通信を行うときの電波の送受信を行うものである。
【００２８】
ここで、図３によるブロック図を用いて、本発明におけるＭＰＵ４が実装する機能について説明する。ＭＰＵ４が実装する各機能は、ソフトウェアにより実装される。図に示すようにＭＰＵ４は、通信制御部４１、音声制御部４２、信号解析部４３、初期化処理部４４をソフトウェアにより実装する。
【００２９】
通信制御部４１は、通信モジュール８を制御し通信を行うための処理を行う。音声制御部４２は、親機２００との音声通話の開始、停止、音声・制御情報の送受信等の処理を行う。信号解析部４３は、マイクアンプ２及びＡ／Ｄ変換回路３を介して入力された骨伝導マイク１の音声信号を解析しノイズを検出し、検出したノイズに基づいてオペレーション信号としての処理を実行する。初期化処理部４４は、電源投入後にＭＰＵ４を動作させるための処理を実行する。
【００３０】
続いて、図４に示すフローチャートを用いて、本発明にかかる通話装置１００の処理の流れについて説明する。
【００３１】
まず、通話装置１００は、骨伝導マイク１から音声信号を入力する（Ｓ１０１）。ここで、利用者が通話装置１００の操作を行いたい場合は、通話装置１００へ適度な振動を与える、あるいは通話装置１００を耳部へ装着するなどの方法でノイズを与えるが、骨伝導マイク１はそのようなノイズも入力する。入力した音声信号は必要に応じて、マイクアンプ２やＡ／Ｄ変換回路３により適切なデジタル信号に変換され、ＭＰＵ４へ送信される。
【００３２】
次に、ＭＰＵ４により、ノイズの検出が行われる（Ｓ１０２）。ここでのノイズ検出方法は従来技術のノイズ検出と同様の方法で行われてもよい。即ち、通話装置１００へ振動を与えた場合に骨伝導マイク１が検出する音声信号は、通常の音声信号よりも振幅が大きいので、予め通常の音声信号の上限値とみなされる値をスレッショルド値として登録しておき、入力された音声信号の振幅値が登録されたスレッショルド値よりも大きい場合は、ノイズであると判断し、小さい場合は通常の音声であると判断する。あるいは、振幅値の自乗値や、振幅値を所定の時定数で平滑化した値がスレッショルド値よりも大きいかどうかで判断してもよい。
【００３３】
ノイズが検出された場合（Ｓ１０３）、通話装置１００は、そのノイズをオペレーション信号であると判断し、オペレーション信号に対応した処理を実行する（Ｓ１０４）。ここでの処理の内容は、例えば、着信時の通話開始処理や通話時の通話終了処理などが挙げられる。着信時の通話開始処理や通話時の通話終了処理における処理の流れについては、後に詳しく説明する。
【００３４】
続いて、図５に示すシーケンス図を用いて、本発明にかかる通話装置１００内のＭＰＵ４及び親機２００の処理の流れについて、より具体的な例を挙げて説明する。今回の例では、ノイズ検出時に行う処理を、着信時の通話開始と、通話時の通話終了とする。前提条件として、通話装置１００と親機２００は、接続認証等の初期設定は完了しておりいつでも通信を行うことが可能な状態であるとする。また、親機２００は通話が行われておらず、いつでも着信が可能な状態であるとする。
【００３５】
まず、親機２００に公衆回線網等から通話リクエストが送信され、親機２００は着信状態となる（Ｓ２０１）。すると、親機２００は、通話装置１００へ着信情報を送信する（Ｓ２０２）。これにより、通話装置１００は、親機２００が着信状態であることを認識することができる。
【００３６】
利用者は、通話装置１００のスピーカ等から親機２００が着信状態であることを知ると、通話装置１００へ適度な振動を与える、あるいは通話装置１００を耳部へ装着する。この時に与えられた、あるいは耳部へ装着するときに発生する振動によるノイズが通話開始のオペレーション信号となる。
【００３７】
骨伝導マイク１は、通話装置１００の振動を音声信号として検出し、その音声信号をマイクアンプ２へ出力する。マイクアンプ２は、骨伝導マイク１から入力した音声信号に対して増幅処理を行い、Ａ／Ｄ変換回路３へ出力する。Ａ／Ｄ変換回路３は、マイクアンプ２により増幅処理が行われた音声信号をデジタルに変換し、ＭＰＵ４へ送信する。
【００３８】
Ａ／Ｄ変換回路３によりデジタル変換された音声信号は、ＭＰＵ４へ送信され、ＭＰＵ４内の信号解析部４３に入力される。信号解析部４３では、入力した信号にノイズが含まれているかどうかの解析が行われる。ここでの解析方法は従来技術のノイズ検出と同様の方法で行われてもよい。
【００３９】
信号解析部４３が入力した音声信号をオペレーション信号と検出した場合（Ｓ２０３）、信号解析部４３から音声制御部４２へイベント信号を出力する（Ｓ２０４）。音声制御部４２は、イベント信号を入力すると、通信制御部４１へ通話開始信号を出力する（Ｓ２０５）。通信制御部４１は、通話開始信号を入力すると、現在通話を行っていない状態の場合は、親機２００へ通話開始要求を送信する（Ｓ２０６）。親機２００は、通信制御部４１からの通話開始メッセージを受信すると通話装置１００との通信を開始すると共に、公衆回線網等への通話開始処理を行う（Ｓ２０７）。このようにして、利用者は、ボタンを手で入力することなく、通話装置１００へ適度な振動を与える、あるいは通話装置１００を耳部へ装着する等の簡単な操作で着信処理を行い、通話装置１００を通じて親機２００による音声通話を行うことが可能となる。
【００４０】
続いて、図６に示すシーケンス図を用いて、通話状態における処理の流れについて説明する。先ほどの、通話装置１００へ適度な振動を与える、あるいは通話装置１００を耳部へ装着する等の操作による振動と同様の振動は、利用者が通話装置１００を利用して通話している最中に利用者が通話装置１００の装着をやり直したり、通話装置１００を誤って落下させたりすることにより発生する可能性がある。そのため、通話中に信号解析部４３が入力した音声信号をオペレーション信号と認識し（Ｓ３０１）、音声制御部４２へイベント信号を送信しても（Ｓ３０２）、音声制御部４２は、通話装置１００が通話中である場合は、通信制御部４１へ通話開始信号を出力せずに通話状態を継続させる（Ｓ３０３）。
【００４１】
実際に通話を終了させるには、簡単な操作で、かつ通常の使用では発生しないような特殊な操作によりオペレーション信号を発生させる方法が望ましい。この例として、一定時間内に連続して通話装置１００に振動を与えるという方法が挙げられる。図７は、通話終了時における処理の流れを示すシーケンス図である。この場合、一回目の振動のときは、信号解析部４３が入力した音声信号をオペレーション信号と認識し（Ｓ４０１）、音声制御部４２へイベント信号を出力しても（Ｓ４０２）、音声制御部４２は、通話装置１００が通話中である場合は、通信制御部４１へ通話開始信号を出力せずに通話状態を継続させる（Ｓ４０３）。しかし、２回目の振動のときは、信号解析部４３が入力した音声信号をオペレーション信号と認識し（Ｓ４０４）、音声制御部４２へイベント信号を出力した場合（Ｓ４０５）、１回目のイベント信号受信時から一定時間以内であれば、２回目のイベント信号受信時は通話終了イベントと判断し（Ｓ４０６）、通信制御部４１へ通話終了イベントを出力する（Ｓ４０７）。通信制御部４１は、通話終了イベントを受信すると、親機２００へ通話終了要求を送信する（Ｓ４０８）。親機２００は、通話終了要求を受信すると、通話終了の処理を行い（Ｓ４０９）、通話が終了する。
【００４２】
このようにして、利用者は、通話装置１００を使用して通話を行っているときに、耳部に装着している通話装置１００を誤って落下させた場合などの意図しない振動を与えた場合も通話が終了してしまうことがなく、また、実際に通話を終了させたい場合は、簡単な操作でかつ確実に通話の終了の操作を行うことが可能となる。
【００４３】
更に、同様の方法で保留と保留解除の操作を行えるようにしてもよい。例えば、通話時に一定時間内に３回振動を与えるなどの通話終了時と識別できる方法でノイズを与えた場合に保留を行う操作とし、保留時にノイズを与えると保留解除を行う操作になる、とする。こうすることによりボタン入力を行うことなく、通話時は振動回数により保留と通話終了の操作を行うことができ、保留時は保留解除の操作を行うことが可能となる。
【００４４】
その他の発明の実施の形態．
上述の例では、通話装置と親機との通信方法にブルートゥースによる通信方法を用いたが、これを無線ＬＡＮ（Local Area Network）等の別の通信方法で行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明にかかる通話装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明にかかる通話装置の具体的構成を示すブロック図である。
【図３】本発明にかかるＭＰＵが実装している機能の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明にかかる通話装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明にかかる通話装置及び親機の処理の流れを示すシーケンス図である。
【図６】本発明にかかる通話装置及び親機の処理の流れを示すシーケンス図である。
【図７】本発明にかかる通話装置及び親機の処理の流れを示すシーケンス図である。
【符号の説明】
【００４６】
１      骨伝導マイク
２      マイクアンプ
３      Ａ／Ｄ変換回路
４      ＭＰＵ
５      音声コーデック
６      スピーカアンプ
７      スピーカ
８      通信モジュール
９      アンテナ
４１    通信制御部
４２    音声信号制御部
４３    信号解析部
４４    初期化処理部
１００  通話装置
２００  親機
【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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