(57)【要約】【課題】双方向の音声通信を行う場合に送話の音量感を維持したまま音響エコーが低減される音声通信機器を提供する。【解決手段】マイクロホン１７から出力されるアナログ音声信号ｓａがＡ／Ｄ変換器１８でディジタル音声信号ｓｄに変換され、ディジタルフィルタ１９により、ディジタル音声信号ｓｄに対して、設定された第１の周波数以上の信号レベルが所定量減衰されると共に、同第１の周波数よりも低く設定された第２の周波数未満の信号レベルが所定量増大される。第１の周波数は、たとえば２ｋＨｚ、及び第２の周波数が、たとえば１ｋＨｚに設定され、同第２の周波数未満の信号レベルが、設定された最大信号レベル（たとえば、１０ｄＢ）を上限値として所定量増大される。また、第１の周波数以上の信号レベルの減衰量の絶対値は、第２の周波数未満の信号レベルの増大量の絶対値とほぼ同一に設定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受話音声を出力する受話器と、送話音声を集音して音声信号に変換するマイクロホンとを有し、通話相手との間で双方向の音声通信を行う音声通信機器であって、
前記マイクロホンから出力される前記音声信号に対して、設定された第１の周波数以上の信号レベルを所定量減衰させると共に、前記第１の周波数よりも低く設定された第２の周波数未満の信号レベルを所定量増大させる送話周波数特性制御手段が設けられていることを特徴とする音声通信機器。
【請求項２】
受話音声を出力する受話器と、送話音声を集音してアナログ音声信号に変換するマイクロホンとを有し、通話相手との間で双方向の音声通信を行う音声通信機器であって、
前記マイクロホンから出力される前記アナログ音声信号をディジタル音声信号に変換し、該ディジタル音声信号に対して、設定された第１の周波数以上の信号レベルを所定量減衰させると共に、前記第１の周波数よりも低く設定された第２の周波数未満の信号レベルを所定量増大させる送話周波数特性制御手段が設けられていることを特徴とする音声通信機器。
【請求項３】
前記送話周波数特性制御手段は、
前記マイクロホンから出力される前記アナログ音声信号をディジタル音声信号に変換するアナログ／ディジタル変換器と、
該アナログ／ディジタル変換器から出力される前記ディジタル音声信号に対して、前記第１の周波数以上の信号レベルを所定量減衰させると共に、前記第２の周波数未満の信号レベルを所定量増大させるディジタルフィルタとから構成されていることを特徴とする請求項２記載の音声通信機器。
【請求項４】
前記ディジタルフィルタは、
前記第１の周波数がほぼ２ｋＨｚ、及び前記第２の周波数がほぼ１ｋＨｚに設定されていることを特徴とする請求項３記載の音声通信機器。
【請求項５】
前記ディジタルフィルタは、
前記第２の周波数未満の信号レベルを、設定された最大信号レベルを上限値として所定量増大させる構成とされていることを特徴とする請求項３又は４記載の音声通信機器。
【請求項６】
前記ディジタルフィルタは、
前記第１の周波数以上の信号レベルの減衰量の絶対値が、前記第２の周波数未満の信号レベルの増大量の絶対値とほぼ同一に設定されていることを特徴とする請求項３、４又は５記載の音声通信機器。
【請求項７】
受話音声を出力する受話器と、送話音声を集音して音声信号に変換するマイクロホンとを有し、通話相手との間で双方向の音声通信を行う音声通信機器に用いられる送話周波数特性制御方法であって、
前記マイクロホンから出力される前記音声信号に対して、設定された第１の周波数以上の信号レベルを所定量減衰させると共に、前記第１の周波数よりも低く設定された第２の周波数未満の信号レベルを所定量増大させることを特徴とする送話周波数特性制御方法。
【請求項８】
受話音声を出力する受話器と、送話音声を集音してアナログ音声信号に変換するマイクロホンとを有し、通話相手との間で双方向の音声通信を行う音声通信機器に用いられる送話周波数特性制御方法であって、
前記マイクロホンから出力される前記アナログ音声信号をディジタル音声信号に変換し、該ディジタル音声信号に対して、設定された第１の周波数以上の信号レベルを所定量減衰させると共に、前記第１の周波数よりも低く設定された第２の周波数未満の信号レベルを所定量増大させることを特徴とする送話周波数特性制御方法。
【請求項９】
前記マイクロホンから出力される前記アナログ音声信号をディジタル音声信号に変換するアナログ／ディジタル変換処理と、
該アナログ／ディジタル変換処理で生成される前記ディジタル音声信号に対して、前記第１の周波数以上の信号レベルを所定量減衰させると共に、前記第２の周波数未満の信号レベルを所定量増大させるディジタル信号処理とを行うことを特徴とする請求項８記載の送話周波数特性制御方法。
【請求項１０】
前記ディジタル信号処理では、
前記第１の周波数をほぼ２ｋＨｚ、及び前記第２の周波数をほぼ１ｋＨｚに設定する
ことを特徴とする請求項９記載の送話周波数特性制御方法。
【請求項１１】
前記ディジタル信号処理では、
前記第２の周波数未満の信号レベルを、設定された最大信号レベルを上限値として所定量増大させることを特徴とする請求項９又は１０記載の送話周波数特性制御方法。
【請求項１２】
前記ディジタル信号処理では、
前記第１の周波数以上の信号レベルの減衰量の絶対値を、前記第２の周波数未満の信号レベルの増大量の絶対値とほぼ同一に設定することを特徴とする請求項９、１０又は１１記載の送話周波数特性制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、音声通信機器及び該音声通信機器に用いられる送話周波数特性制御方法に係り、たとえば携帯電話機などのように、マイクロホン（マイク）とレシーバ（受話器）とが筐体上で接近した状態で配置されている場合に適用して好適な音声通信機器及び該音声通信機器に用いられる送話周波数特性制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機などのように、マイクとレシーバとが筐体上で接近した状態で配置されている音声通信機器では、同レシーバから発せられた受話音声が同マイクで集音されることがある。このため、双方向の音声通信を行う場合に、通話相手に音響エコーが送信されることがあり、互いに相手側の音声が聞き取りにくくなるという問題点がある。この場合、送話の音量又はレシーバの音量を下げると、音響エコーは抑制されるが、送話の音量感が維持されないという問題点が新たに発生する。このため、送話の音量感を維持したまま音響エコーが抑制される構成の音声通信機器が要求されている。
【０００３】
この種の関連する技術としては、たとえば、特許文献１に記載された「音声を含むオーディオ信号の了解度を向上させるための回路」がある。
この回路では、オーディオ信号全体が一定の係数により増幅され、この上昇した信号の振幅が高域通過フィルタによってフィルタリングされる。高域通過フィルタのコーナー周波数は、処理セグメントの終了時のオーディオ信号の出力振幅がオーディオ信号の入力振幅と同等であるか又は比例するように調整される。
【０００４】
また、特許文献２に記載された音声通信装置では、送話抽出フィルタによ、近接効果を利用して送話用マイクの出力信号から送話信号成分が抽出される。背景音抽出フィルタにより、送話用マイクの出力信号から背景音成分が抽出され、背景音レベル算出部により、抽出された背景音成分のレベルが周波数帯域毎に算出され、背景音レベルとしてラウドネス補償制御部に送出される。ラウドネス補償制御部では、背景音レベルと受話レベル算出部で算出された受話信号の受話レベルに応じて、ゲイン調整部における受話信号の各周波数帯域のゲイン調整量が制御される。
【特許文献１】特開２００３−０１８６９１号公報（要約書、図１）
【特許文献２】特開２００４−１８７１６５号公報（要約書、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記各文献に記載の技術では、次のような問題点があった。
すなわち、特許文献１に記載された回路は、高域通過フィルタのコーナー周波数が調整されるものであり、この発明とは構成が異なり、上記の問題点は改善されない。
【０００６】
特許文献２に記載された音声通信装置は、背景音が存在する環境でも受話音声を明瞭に聞き取れるようにするものであり、この発明とは構成が異なり、上記の問題点は改善されない。
【０００７】
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、双方向の音声通信を行う場合に送話の音量感を維持したまま音響エコーが低減される音声通信機器及び該音声通信機器に用いられる送話周波数特性制御方法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】
【０００８】
上記課題を解決するために、この発明の第１の構成は、受話音声を出力する受話器と、送話音声を集音して音声信号に変換するマイクロホンとを有し、通話相手との間で双方向の音声通信を行う音声通信機器に係り、前記マイクロホンから出力される前記音声信号に対して、設定された第１の周波数以上の信号レベルを所定量減衰させると共に、前記第１の周波数よりも低く設定された第２の周波数未満の信号レベルを所定量増大させる送話周波数特性制御手段が設けられていることを特徴としている。
【０００９】
この発明の第２の構成は、受話音声を出力する受話器と、送話音声を集音して音声信号に変換するマイクロホンとを有し、通話相手との間で双方向の音声通信を行う音声通信機器に用いられる送話周波数特性制御方法に係り、前記マイクロホンから出力される前記音声信号に対して、設定された第１の周波数以上の信号レベルを所定量減衰させると共に、前記第１の周波数よりも低く設定された第２の周波数未満の信号レベルを所定量増大させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の構成によれば、マイクロホンから出力される音声信号に対して、第１の周波数以上の信号レベルが所定量減衰されると共に、同第１の周波数よりも低い第２の周波数未満の信号レベルが所定量増大されるので、通話相手に対して送話音声の音量感を維持しつつ音響エコーを抑圧することができる。また、第１の周波数以上の信号レベルが減衰されるので、通話相手に認識される周囲の騒音レベルを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
マイクロホンから出力されるアナログ音声信号をディジタル音声信号に変換し、同ディジタル音声信号に対して、設定された第１の周波数以上の信号レベルを所定量減衰させると共に、同第１の周波数よりも低く設定された第２の周波数未満の信号レベルを所定量増大させる送話周波数特性制御手段が設けられている音声通信機器を提供する。
【００１２】
また、この発明では、上記送話周波数特性制御手段は、上記マイクロホンから出力される上記アナログ音声信号をディジタル音声信号に変換するアナログ／ディジタル変換器と、同アナログ／ディジタル変換器から出力される上記ディジタル音声信号に対して、上記第１の周波数以上の信号レベルを所定量減衰させると共に、上記第２の周波数未満の信号レベルを所定量増大させるディジタルフィルタとから構成されている。
【００１３】
また、この発明では、上記ディジタルフィルタは、上記第１の周波数がほぼ２ｋＨｚ、及び上記第２の周波数がほぼ１ｋＨｚに設定されている。
【００１４】
また、この発明では、上記ディジタルフィルタは、上記第２の周波数未満の信号レベルを、設定された最大信号レベルを上限値として所定量増大させる構成とされている。
【００１５】
また、この発明では、上記ディジタルフィルタは、上記第１の周波数以上の信号レベルの減衰量の絶対値が、上記第２の周波数未満の信号レベルの増大量の絶対値とほぼ同一に設定されている。
【実施例】
【００１６】
図１は、この発明の一実施例である音声通信機器の要部の電気的構成を示すブロック図である。
この例の音声通信機器は、同図に示すように、通話相手との間で双方向の音声通信を行う携帯電話機１であり、アンテナ１１と、ＲＦ回路１２と、変復調回路１３と、ベースバンド処理回路１４と、コーデック回路１５と、レシーバ１６と、マイクロホン１７と、Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器１８と、ディジタルフィルタ１９と、制御部２０と、表示部２１と、記憶部２２と、操作部２３とから構成されている。アンテナ１１は、図示しない無線基地局との間で電波ｗを送受信する。無線基地局は、図示しない在圏移動通信交換局及び関門移動通信交換局を介して一般電話回線網に接続されている。ＲＦ回路１２は、図示しない受信回路、送信回路及び周波数シンセサイザを有している。
【００１７】
変復調回路１３は、ＲＦ回路１２から出力される受信電波の復調、及び送信電波の変調を行って同ＲＦ回路１２へ出力する。ベースバンド処理回路１４は、変復調回路１３から出力される復調信号より元のベースバンド信号を取り出してコーデック回路１５へ供給すると共に、同復調信号よりキャラクタデータを取り出して制御部２０へ供給する。コーデック回路１５は、ベースバンド処理回路１４から出力されるベースバンド信号をデジタル／アナログ変換（Ｄ／Ａ変換）してレシーバ１６へ供給すると共に、制御部２０の出力信号をＤ／Ａ変換する。レシーバ１６は、送信相手からの受話音声を出力して利用者に伝達する。
【００１８】
マイクロホン１７は、送話音声を集音してアナログ音声信号ｓａに変換する。Ａ／Ｄ変換器１８は、マイクロホン１７から出力されるアナログ音声信号ｓａをディジタル音声信号ｓｄに変換する。ディジタルフィルタ１９は、Ａ／Ｄ変換器１８から出力されるディジタル音声信号ｓｄに対して、設定された第１の周波数（たとえば、２ｋＨｚ）以上の信号レベルを所定量減衰させると共に、同第１の周波数よりも低く設定された第２の周波数（たとえば、１ｋＨｚ）未満の信号レベルを所定量増大させる。また、ディジタルフィルタ１９は、第２の周波数（１ｋＨｚ）未満の信号レベルを、設定された最大信号レベル（たとえば、１０ｄＢ）を上限値として所定量増大させる。この最大信号レベルは、上記ＲＦ回路１２、変復調回路１３、ベースバンド処理回路１４及びコーデック回路１５が飽和しない範囲に設定されている。また、ディジタルフィルタ１９は、第１の周波数（２ｋＨｚ）以上の信号レベルの減衰量の絶対値が、第２の周波数（１ｋＨｚ）未満の信号レベルの増大量の絶対値とほぼ同一に設定されている。また、上記コーデック回路１５は、ディジタルフィルタ１９から出力されるディジタル音声信号ｓｄを符号化してベースバンド処理回路１４へ送出する。
【００１９】
制御部２０は、たとえばＣＰＵ（中央処理装置）などで構成され、携帯電話機１全体を制御する。表示部２１は、たとえばＬＣＤ（液晶表示装置）などで構成され、相手先の電話番号情報やアイコン情報など、諸々の情報を表示する。記憶部２２は、制御部２０を動作させるための制御プログラムや、表示部２１に表示するためのデータなどを記憶する。操作部２３は、送信ボタン、英字／カナ／漢字／数字の変換ボタン、電源のオン／オフボタン、カーソル操作を行うための十文字ボタン、及び終了ボタンなどから構成されている。
【００２０】
図２は、携帯電話機１により双方向の音声通信を行った場合の通話相手に送信される音響エコーの量を示す図であり、縦軸にエコー信号レベル、及び横軸に周波数がとられている。
この図を参照して、この例の携帯電話機に用いられる送話周波数特性制御方法の処理内容について説明する。
この携帯電話機１では、マイクロホン１７から出力されるアナログ音声信号ｓａがＡ／Ｄ変換器１８でディジタル音声信号ｓｄに変換され（アナログ／ディジタル変換処理）、ディジタルフィルタ１９により、同ディジタル音声信号ｓｄに対して、設定された第１の周波数以上の信号レベルが所定量減衰されると共に、同第１の周波数よりも低く設定された第２の周波数未満の信号レベルが所定量増大される（ディジタル信号処理）。同ディジタル信号処理では、上記第１の周波数がほぼ２ｋＨｚ、及び上記第２の周波数がほぼ１ｋＨｚに設定され、同第２の周波数未満の信号レベルが、設定された最大信号レベル（たとえば、１０ｄＢ）を上限値として所定量増大される。また、上記第１の周波数以上の信号レベルの減衰量の絶対値は、上記第２の周波数未満の信号レベルの増大量の絶対値とほぼ同一に設定される。
【００２１】
すなわち、Ａ／Ｄ変換器１８から出力されるディジタル音声信号ｓｄは、ディジタルフィルタ１９により、１ｋＨｚ未満の帯域の信号レベルが１０ｄＢ以内の範囲で増大されると共に、２ｋＨｚ以上の帯域の信号レベルが上記１ｋＨｚ未満の増大の範囲と同等の範囲で減衰される。このディジタル音声信号ｓｄは、コーデック回路１５、ベースバンド処理回路１４、変復調回路１３、ＲＦ回路１２及びアンテナ１１を経て、電波ｗとして無線基地局へ送信される。これにより、双方向の音声通信を行っている場合に、レシーバ１６から発せられる受話音声がマイクロホン１７で集音されても、通話相手に送信される音響エコーの量が低減されると同時に、通話相手に対して音量感や明瞭感が維持される。また、１ｋＨｚ未満の帯域の信号レベルが１０ｄＢ以内の範囲で増大されるので、ＲＦ回路１２、変復調回路１３、ベースバンド処理回路１４及びコーデック回路１５が飽和しない。
【００２２】
たとえば、１ｋＨｚ未満の帯域の信号レベルを６ｄＢ増大させると共に、２ｋＨｚ以上の帯域の信号レベルを６ｄＢ減衰させる場合、図２に示すように、送話周波数特性制御を行う前の音響エコーの量を示す特性曲線Ａ（対策前）に対して、同制御を行った後の音響エコーの量を示す特性曲線Ｂ（対策後）では、エコー信号レベルは、１ｋＨｚ未満の帯域でほぼ６ｄＢ増大され、また、２ｋＨｚ以上の帯域でほぼ６ｄＢ減衰されている。
【００２３】
以上のように、この実施例では、マイクロホン１７から出力されるアナログ音声信号ｓａがＡ／Ｄ変換器１８でディジタル音声信号ｓｄに変換され、ディジタルフィルタ１９により、同ディジタル音声信号ｓｄに対して、２ｋＨｚ以上の信号レベルが減衰されると共に、１ｋＨｚ未満の信号レベルが増大されるので、通話相手に対して送話音声の音量感を維持しつつ音響エコーが抑圧される。また、２ｋＨｚ以上の信号レベルが減衰されるので、通話相手に認識される周囲の騒音レベルが低減される。
【００２４】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成は同実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあっても、この発明に含まれる。
たとえば、上記実施例の第１の周波数（２ｋＨｚ）、第２の周波数（１ｋＨｚ）及び最大信号レベル（１０ｄＢ）は、これらの値に限定されず、上記実施例とほぼ同様の作用、効果が得られる値であれば良い。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
この発明は、携帯電話機の他、たとえば固定電話機やトランシーバなど、マイクとレシーバとが筐体上で接近した状態で配置されている構成で双方向の音声通信を行う音声通信機器全般に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の一実施例である音声通信機器の要部の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】携帯電話機１により双方向の音声通信を行った場合の通話相手に送信される音響エコーの量を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１      携帯電話機（音声通信機器）
１１      アンテナ（音声通信機器の一部）
１２      ＲＦ回路（音声通信機器の一部）
１３      変復調回路（音声通信機器の一部）
１４      ベースバンド処理回路（音声通信機器の一部）
１５      コーデック回路（音声通信機器の一部）
１６      レシーバ（受話器、音声通信機器の一部）
１７      マイクロホン（音声通信機器の一部）
１８      Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器（送話周波数特性制御手段の一部）
１９      ディジタルフィルタ（送話周波数特性制御手段の一部）
２０      制御部（音声通信機器の一部）
２１      表示部（音声通信機器の一部）
２２      記憶部（音声通信機器の一部）
２３      操作部（音声通信機器の一部）
【図１】
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【図２】
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