CN1113065A - 具有话音频带限制功能的电话 - Google Patents

Abstract

在一种电话中频带转换电路有选择地提供具有 多个频率特性之一的被接收话音。感测电路感测电 话周围的噪声电平。话音频带控制电路把感测电路 感测到的噪声电平与预定电平比较，并在比较结果的 基础上对话音频带转换电路进行控制。当噪声电平 高于预定电平时，控制电路向转换电路输出控制信 号。作为响应，转换电路选择高通滤波器取代低通滤 波器。结果，尽管电话周围存在着噪音，由于话音中 的低频部分被滤除，接收到的话音易于听清。

Description

本发明涉及一种能够限制接收到的话音信号的频带宽度的电话，特别是一种甚至在嘈杂的环境中也能使接收到的话音容易听清的移动电话。

电话一般在其受话器电路中都包括一个用于限制接收到的话音信号的带宽的滤波器。滤波器把接收到的话音信号限制在一个预定的频带内，并因此而使话音易于听清。电话一般具有一个外壳和装在外壳上的一个送话器（话筒）和一个受话器（扬声器）。无线接收部分解调通过天线输入的信号。上述的滤波器控制无线接收部分的输出频带。无线接收部分和滤波器连接于受话器。在这样的设置中，从无线接收部分解调的信号具有由滤波器限定的频带，因此话音信号在被限定的频带内从受话器输出。经常使用滤除低频分量类型的滤波器，以便使被接收的话音易于听清。

最近提出了各种各样的方案来改进电话接收话音的质量。其中一种方案是提供一种滤波器，其具有滤除高频分量而使低频分量增强的特性。特别是在增强高频分量以便提高可听性时，接收到的话音有一种金属声，使电话的使用者感到刺耳。与此相反，那种滤除高频分量类型的滤波器使得接收的话音变得柔和，因此改善了话音的质量。另一种方案是允许使用者调节电话中收听到的话音的频率，即可听性，如日本第1-123554号特开昭（文件1）中实施例所披露的那样。

然而现有的任何一种改善话音质量的方法都存在着以下的问题。假设在城市市区嘈杂的户外环境中使用电话。那么由于城市噪音一般都分布于低频分量区，因此它们迭加于被限于低频分量的话音信号的频率之上。其结果使得从受话器输出的话音极难听清。由于这种原因，考虑到在嘈杂环境中使用电话，通常将接收的话音限制于高频带以便提高可听性，而不是提高话音的质量。

上述文件1指出的电话提高了可听性是由于它可以把接收到的话音的频率响应特性调节到与所处的环境相匹配。但是由于调节是用手进行的，这就迫使使用者在与另一方交谈时操纵电话机。更为不利的是，由于不恰当的调节，噪音可能会淹没话音和短时间的通信中断。

因此，本发明的目的是提供一种移动电话，它能够改善接收到的话音的质量，此外即使在市区的嘈杂环境中也能够提高可听性。

本发明的另一个目的是提供一种移动电话，它能够改善接收到的话音的质量并且能自动变换话音的频带使之与相应的噪声电平相匹配从而提高了在嘈杂环境中的可听性。

本发明更进一步的目的是提供一种移动电话，它在任何时候都能调节到易于听清的条件而不需采用手工操作。

本发明的电话具有一个话音频带转换电路，用于有选择地提供具有多个频率特征之一的被接收的话音。一个感测电路测出噪声电平。话音频带控制电路将感测电路测出的噪声电平与预定的电平进行比较，并根据比较的结果控制话音频带转换电路。

话音频带转换电路可以包括多个带通滤波器和选择器，每个带通滤波器提供一种具有特定频率特性的被接收的话音，选择器一次选择一个带通滤波器。感测电路可以包括一个安装在电话外壳上的话筒，用来传感电话周围的噪声。

拥有上述结构的电话可以根据周围噪声的电平自动选择接收到的话音的高频分量或低频分量。在噪声电平高时，通过提高可听性牺牲话音质量的方式保证通信畅通。例如，在高噪声电平环境中，电话选择高通滤波器滤除低频分量，因此使接收到的话音易于听清。在低电平环境中，电话选择低通滤波器滤除高频分量，因此使得接收到的话音变得柔和，即提高了话音的质量。进一步讲，本发明是根据声音的电平来决定输入话筒的声音是话音还是噪音的，并据此选择控制电路是工作还是不工作。所以话筒同时还起到噪声探测器的作用。

以下通过参考附图对本发明进行更详细的叙述，本发明的上述和其它目的，特征和优点将更为清楚。附图为：

图1是显示本发明实施例的移动电话基本部件的示意框图;

图2是显示本发明一个替代实施例的基本部分的示意框图。

参考附图1，附图显示了一个体现本发明的，作为便携电话使用的电话的实施例。图中仅示出了电话中与理解本发明有关的部分。如图所示，该电话有一个外壳11，其上装有一个送话器或话筒12和一个受话器或扬声器13。天线1与无线接收部分15相连，无线接收部分15又通过话音频带转换电路16与受话器13相连。无线接收部分15解调从天线14输入的信号，然后送到话音频带转换电路16。转换电路16转换解调信号的频带响应特性。结果受话器13在转换电路16选择的话音频带中输出语音。

话音频带转换电路16具有多个并联在一起的带通滤波器161，和分别连接在滤波器161输入和输出端的选择器162和163。选择器162和163每次选择滤波161中的一个，并将其与无线接收部分15和受话器13接通。在所示实施例中，两个滤波器161分别用作限制话音频率于高频带和低频带的高通滤波器（HPF）161H和低通滤波器（LPF）161L。当选择HPF161H时，从无线接收部分15输入的信号的高频分量通过HPF161H时，并经过受话器13作为话音信号输出。输出话音的高频分量被增强，所以易于听清。相反，当选择LPF    161L时，话音信号的低频分量被增强以改善语音质量。HPF    161H和LPF161FL可以由通常包括在无线设备中的音调控制电路中的滤波器来执行。

选择器162和163由从将在以后说明的话音频带控制电路18输入的控制信号转换。选择器162和163由机械或电动开关来执行。在所示的实施例中，当数字控制信号低时，选择器162和163选择HPF    161H，或当数字控制信号高时，选择LPF    161L。

话筒17装在外壳11的后部以便感测电话周围的噪声电平。话筒，或噪声感测话筒17连接于产生上述控制信号的话音频带控制电路18。话音频带控制电路18是由一个加法器181，一个平均器182，一个存储器183和一个比较器184构成的。加法器181将话筒17顺序感测到的一系列噪声信号电平相加。平均器182对加法器181的输出进行除法运算，即用噪声信号电平的和除以时间，得出平均噪声信号电平。存储器183存储预定的参考噪声信号电平。比较器184把平均噪声信号电平与存储于存储器183中的参考噪声信号电平进行比较，当平均电平高于参考电平时，比较器184使与选择器162和163相联的数字控制信号变低。当前者低于后者时，比较器184使控制信号升高。

特别应当指出，尽管图中没有示出，话筒17是由一个话筒和一个对话筒的输出进行取样的取样电路构成的。取样电路可以独立存在。加法器181对取样电路顺序采取的噪声信号电平进行相加。平均器182用噪声信号电平的和除以取样时间的数值，得出平均噪声信号电平。

存贮在存储器183的参考噪声信号电平与市区的噪声电平相当，如果话音通过LPF    161L，这种噪声电平会使话音难于听清。平均噪音信号电平高于参考电平时，话音频带控制电路18断定如果让接收到的话音通过LPF    161L，电话周围的噪音太大而会听不到接收到的话音，因此使得控制信号降低。相反，当前者低于后者时，电路18断定如果让接收到的话音通过LPF    161L，噪音低的足以使接收到的话音能够听清。其结果是电路使控制信号升高。

当从话音频带控制电路18发出的控制信号降低时，选择器162和163选择HPF    161H。HPF    161H滤除通过选择器162从无线接收部分15输入的信号的低频分量。其结果是尽管周围存在着噪音，从受话器13传出的仍然易于听清，虽然音质并没有改善。另一方面，当控制信号升高时，选择器162和163选择LPF    161L。LPF161L滤除输入信号的高频分量。因此从受话器13传出的话音变得柔和，即是说音质得到了改善。由于周围噪声电平低，这种声音易于听清。

如上所述，图示的实施例根据电话周围的噪声电平自动地选择高频分量或低频分量。特别应当指出的是，当噪音较大时，为保证通信而使接收的话音信号变得易于听清，尽管语言质量没有改善。当噪音较低时，为易于通信而改善了话音质量。这使使用者不必用手调节接收到的话音的频率响应特性。因此这种电话操作简单方便，和避免了由于不恰当的操作造成的通信短暂中断。

话筒17安装在外壳11的后面，即在送话器12的背面。因此基本上防止了使用者在电话上讲话的声音成为噪音输入到话筒17中去。话筒17最好位于远离送话器12的位置，例如在受话器13的后面。

假设送话器和受话器制成独立于电话外壳的免提式适配器的形式。那么装在外壳上的话筒17将会离开送话器和受话器足够的距离，和极少受到使用者声音的影响。

在一般情况下，接收到的语音的易听程度是因人而异的。出于这种考虑，可以在存储器183和比较器184之间连接一个电平调节器。这样使用者就可以预先调节将要输入比较器184的噪声信号参考电平，使之与特定使用者的听觉电平相匹配。这样电话利用调节好的参考或门限电平选择接收到的话音信号的高频分量或低频分量，使得通信能够控制在与使用者的听觉电平相匹配的条件下。话音频带转换部分16可以进一步构造成这样的形式，使得使用者可以调节HPF    161H和LPF    161L的通带以适合使用者的喜好。

参考图2对本发明的一个替代实施例进行说明。像图1一样，图2仅显示了电话中与理解本发明有关的部分。简单地讲，替代实施例把图1中的话筒17的功能赋予送话器。如图所示，电话有一个外壳21，和装在外壳21上的一个送话器22和受话器23。天线连接于无线电接收部分25，无线接收部分25又通过话音频带转换电路26连接于受话器23。由天线24进入的并由无线接收部分25解调的信号被送到话音频带转换电路26。如同前述实施例一样，转换电路26选择话音信号的高频分量或低频分量。

话音频带转换电路26有多个并联的带通滤波器261，它的相对的两端接在选择器262和263上。选择器262和263选择一个滤波器261，并使它与无线接收部分25和受话器23接通。滤波器261用作HPF    261H和LPF    261L。当选择器262和263选择HPF    261H时，HPF261H增强无线接收部分25输出的高频分量。结果从受话器23输出易于听清的话音。当选择器262和263选择LPF    261L时，无线接收部分25输出的低频分量被增强，改善了话音质量。

话音频带控制电路28向选择器262和263发出数字控制信号。当控制信号降低时选择器262和263选择HPF    261H，或当其升高时选择LPF    261L。

与图1中电路18同样的话音频带控制电路28和一个话音检测电路27连接在送话器22上。话音检测电路27测定使用者的话音是否已输入到送话器22上。话音检测电路27测定使用者的话音是否已输入到送话器22。话音频带控制电路28产生一个如上所述的操纵话音频带转换电路26的控制信号。取样电路29取样在送话器22中顺序检测到的噪声信号电平。话音频带控制电路28有一个加法器281，一个平均器282，一个存储器283和一个比较器284。加法器把取样电路29一系列的输出相加。平均器282把噪声信号电平的和除以时间，得出平均噪声信号电平。比较器284把平均噪声信号电平与存储于存储器283中的预定参考电平进行比较。比较器产生出控制信号，如果平均信号电平高于参考信号电平，控制信号降低，或是如果前者低于后者，控制信号升高。

话音检测电路27有一个测定输入到送话器22中的声音电平的声音鉴别器271，一个存储预定信号电平的存储器272和一个用于比较检测到的声音电平和存储或参考信号电平的比较器273。当输入到送话器的声音电平高于参考电平时，电路27断定使用者的话音已经输入到送话器22中。如果前者低于后者，电路27断定输入到送话器22的是噪音。因为话音具有特定的频谱，而噪音具有平坦的频谱，所以话音检测电路27可用作根据频谱鉴别话音和噪音的电路。这种选择性电路在话音的识别，合成与分析技术中是众所周知的，因此不再进行专门的说明。

指示输入的声音是语音还是噪音的话音检测电路27的输出信号被送到话音频带控制电路28。当输入的声音是话音时，该输出信号使控制电路28中断工作，或是当输入的声音是噪音时，使控制电路28工作。在控制电路28被话音检测电路27的输出信号中断时，话音频带转换电路26连续不断地轮流选择HPF    261H和LPF261L中的一个。在这种时候，选择HPF    261H和LPF    261L中的哪一个是无关紧要的，因为在话音输入到送话器22中时，通常并没有话音从受话器23中输出。当控制电路28工作时，这意味着电话周围的噪音进入了送话器22，控制电路28像前述实施例中一样地控制话音频带转换电路26。特别是当噪音高时转换电路26自动地选择HPF    261H，反之选择LPF    261L。

如上所述，根据电话周围的噪声电平，本实施例也可以自动地选择高频分量或低频分量。特别应注意的是，当噪音高时，为保证通信，处理接收到的话音信号使其易于听清，虽然话音的质量没有改善。当噪音不太高时，则改善话音的质量，使通信容易。这就使使用者不必用手来调节接收到的话音的频率响应特性。因此电话操作简单方便，并避免了不恰当操作造成的通信短暂中断。此外，由于送话器22同时作为声话筒使用，因此不必在现有的电话上再加一个话筒。所以电话小巧，轻便，像前述实施例一样，本实施例即使是在具有免提式适配器的电话上也能适用。

总而言之，应当理解本发明提供了一种电话，该电话可以感测其周围的噪声电平，将其与预定的信号电平相比较，并根据噪声电平转换接收到的话音的频率响应特性。因此该电话可以根据噪声电平自动地选择接收到的话音的高频分量或低频分量。当噪声电平高时，用提高易听性而牺牲话音质量的方法保证通信。当噪声电平低时，电话改善话音质量，保证通信容易。更特别的是，在高噪声电平环境中，电话选择高通滤波器滤除低频分量，使收到的话音易于听清。在低噪声电平环境中，电话选择低滤波器，滤除高频分量，使得收到的话音变得柔和，即改善了话音质量。这使使用者不必用手来调节接收到的话音的频率响应特性。其结果是，电话操作容易方便，而且避免了由于误操作造成的接收暂中断。

更进一步讲，本发明的电话根据声音的电平判断输入送话器的声音是话音还是噪音，并选择是接通还是中断话音频带控制电路。因此送话器同时还作为噪声话筒使用，使得不必再在电话上装一个额外的话筒。这也减少可电话的体积和重量。

Claims (5)

1、一种移动电话包括：话音频带转换装置，用于有选择地提供一具有多个频率特性之一的被接收的话音；用于感测噪声电平的感测装置；和用于把所述感测装置感测到的噪声电平与预定电平比较，并根据比较结果控制所述话音频带转换装置的控制装置。

2、一种移动电话包括：多个带通滤波器，每个带通滤波器提供一具有一特定频率特性的被接收话音;用于一次选择所述多个带通滤波器中之一的选择器;一个安装在所述电话外壳上的，用来感测所述电话周围噪声的话筒;一个存储预定信号电平的存储器;和一个将所述话筒感测到的噪声电平与存储于存储器中的信号电平进行比较的比较器;其中所述选择器是由所述比较器输出信号操作的。

3、一种移动电话包括：多个带通滤波器，每个带通滤波器提供一具有一特定频率特性的被接收话音;用于一次在所述多个带通滤波器选择一个带通滤波器的选择器;根据输入到所述电话的送话器中的声音电平判断是否有语言输入到送话器中的装置;一个存储预定信号电平的存储电路;和用于把输入到所述送话器中的带有噪音的声音电平与存储于所述存储电路中的所述信号进行比较的比较器;其中所述选择器是由所述装置的输出和所述比较器的输出操作的。

4、一种如权利要求1所述的电话，其中所述话音频带转换装置包括一个高通滤波器，一个低通滤波器，和一个用来从所述高通滤波器和低通滤波器中选择一个的选择器，其中所述选择器在所述噪声电平高于所述预定信号电平时，选择高通滤波器，或是在所述噪声电平低于所述预定信号电平时选择低通滤波器。

5、一种如权利要求1所述的电话，其中所述的控制装置包括：一个把所述感测装置顺序感测到的噪声电平相加的加法器;一个把噪声信号电平的和除以时间求出平均值的平均器;和一个将所求平均值与所述预定信号电平进行比较的比较器。

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