JP2006238148A - ハンズフリー通話装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハンズフリー通話装置を使用する側のユーザの手を煩わせることなく、エコーキャンセル及びノイズサプレスの調整を容易にかつ的確に行う。
【解決手段】携帯電話機に接続されて使用されるハンズフリー通話装置のハンズフリーユニットをブルートゥースモジュール１１により構成する。ブルートゥースモジュール１１内に、エコーキャンセル及びノイズサプレスの整量を変更可能な通話品質改善部２２と、前記通話品質改善部を携帯電話機に接続する通信部２６と、前記接続手段からの携帯電話機を介して通信相手の電話機から送信されてくる指示信号を解析して調整量の調整レベルを決める音声解析部２１とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ハンズフリー通話装置に係り、特に、車内等で使用して好適で、使用者による操作を不要にエコーキャンセル、ノイズキャンセルの制御を行うことを可能としたハンズフリー通話装置に関する。

近年、携帯電話の普及により、車の運転中に携帯電話機による通話を行わなければならない場合が増加している。しかし、携帯電話機を手に持って車の運転中に通話を行うことは、危険を伴う行為であり、どうしても車の運転中に通話を行わなければならない場合、両手を通話のためには使用しないでよいハンズフリー通話装置と呼ばれる機器が利用されている。

図４は一般的なハンズフリー通話装置を用いる通話システムの構成例を示すブロック図である。図４において、４１、４２は携帯電話機、４３はハンズフリーユニット、４４はスピーカ、４５はマイクである。

ハンズフリーによる通話システムは、一般に、ハンズフリー通話を行うユーザ、例えば、車を運転するユーザが持つ携帯電話機４１に、ケーブルまたはブルートゥース等による無線回線を介してハンズフリーユニット４３を接続し、ユーザは、ハンズフリーユニット４３に接続されているスピーカ４４、マイク４５を使用して、携帯電話用通信網等の公衆回線を介して接続された相手側の携帯電話機４２あるいは有線電話機等との通話を行うものである。

図５は図４に示す通話システムで使用されているハンズフリーユニット４３をブルートゥース(Bluetooth）モジュールにより構成した場合のブルートゥースモジュールの内部構成を示すブロック図である。図５において、５１はフラッシュメモリ、５２はＲＦＩＣ、５３はメインＩＣ、５４はＲＡＭ、５５はＤＳＰ、５６はシリアルＩ／Ｆ、５７はベースバンド部、５８はＣＰＵ、５９はアンテナである。

ハンズフリーユニット４３を構成するブルートゥースモジュールは、図５に示すように、アンテナ５９を介して携帯電話機４１との間で無線により通話信号の授受を行う無線部分であるＲＦＩＣ５２と、プログラム等が格納されたフラッシュメモリ５１と、モジュールの中心機能を持つメインＩＣ５３とを備えて構成されている。そして、メインＩＣ５３は、モジュール全体の制御、各種の演算をフラッシュメモリ５１内のプログラムを利用して実行するＣＰＵ５８と、ＣＰＵ５８による演算の手助けを行うＤＳＰ５５と、ＣＰＵ５８やＤＳＰ５５により使用されるデータを記憶するデータ記憶部としてのＲＡＭ５４と、スピーカ用のＤ／Ａ、マイク用のＡ／Ｄとの接続を行うインタフェースであるシリアルＩ／Ｆ５６と、リンクコントローラ等のブルートゥースの動作を行うために必要なハードウェアであるベースバンド部５２とを含んで構成されている。

前述したようなブルートゥースモジュールによるハンズフリーユニット４３において、ユーザからの音声は、マイク４５により電気信号に変換され、図示しないマイク用のＡ／Ｄ、シリアルＩ／Ｆ５６を経てＣＰＵ５８に入力され、ＣＰＵ５８、ベースバンド部５７により必要な処理が行われた後、ＲＦＩＣ５２で変調されてアンテナ５９から携帯電話機４１に送信され、公衆通信回線を介して携帯電話機４１から相手側の携帯電話機４２に送信される。一方、相手側の携帯電話機４２から送信されて携帯電話機４１で受信された音声は、アンテナ５９を経てＲＦＩＣ５２に入力され前述とは逆の経路でシリアルＩ／Ｆ５６から図示しないスピーカ用のＤ／Ａを介してスピーカ４４を鳴動させる。

前述したようなハンズフリーによる通話システムを使用する場合、ユーザは、機器を触らずに通話を行うことができるというメリットを得ることができる。しかし、一般的なハンズフリーによる通話システムは、スピーカ４４及びマイク４５が近接して置かれる場合が多く、スピーカ４４からの音声がマイク４５に回り込み、エコー成分となって相手側に伝わり、相手側で会話が聞きにくくなってしまう。また、車の中で使用するような場合、車内の環境ノイズがマイク４５に拾われて、通話中の音声に乗ってしまい、相手側で会話が聞きにくくなってしまう。

前述したようなエコー、ノイズ等が相手側に伝わらないようにするため、一部のハンズフリーシステムでは、エコーキャンセラー、エコーサプレッサーと呼ばれるエコー除去機能、環境ノイズを抑圧するノイズサプレッサー等のノイズ除去機能が設けられている。

図６は一般的に使用されているエコーキャンセラーの仕組みについて説明する図、図７は一般的に使用されているノイズサプレッサーの仕組みについて説明する図であり、次に、図６、図７を参照して、エコーキャンセラー及びノイズサプレッサーの仕組みについて説明する。

まず、図６を参照してエコーキャンセラーの仕組みについて説明する。いま、図４に示すような通話システムでユーザがハンズフリーによる通話を行っているものとする。この場合、ユーザの通話音声は、マイク４５により検出されるが、図６に示すように、マイク４５は、スピーカ４４からの相手側の音声を検出してしまい、マイク４５からの音声は、システムを使用しているユーザの音声とスピーカ４４からの相手側の音声とが重畳されたマイクの入力音として示すようなものとなって相手側に送信されることになる。図６に示すエコーキャンセラーでは、マイクの入力音として示すものと同一波形のマイクからの出力信号からスピーカに入力されている相手側の音声の信号を演算器により減算して、相手側の音声の信号の成分をキャンセルし、システムを利用しているユーザの通話音声だけを相手側に送信することを可能にしている。

次に、図７を参照してノイズサプレッサーの仕組みについて説明する。エコーキャンセラーでの場合と同様に、いま、図４に示すような通話システムでユーザがハンズフリーによる通話を行っているものとする。このときマイクには、ユーザの通話音声の他に環境ノイズが入力されて電気信号に変換されることになる。図７に示すノイズサプレッサーでは、マイクから出力される環境ノイズを含む通話音声を解析してノイズ成分を抽出し、マイクからの出力からノイズ成分を減算する演算を行うフィルタによりノイズ成分を除去して、ユーザからの通話音声だけを相手側に送信することを可能にしている。

前述したようなエコーキャンセラー及びまたはノイズサプレッサーを備えるハンズフリーシステムは、理想的な環境ではその効果を充分に発揮することができる。しかし、エコーキャンセラー及びまたはノイズサプレッサーを備えるハンズフリーシステムは、車の中等の環境の変化が大きい環境で使用されることが多く、周囲の環境によりその効果の程度が異なってしまい、エコーあるいはノイズを効果的にキャンセルし抑圧するために微妙な調整を行う必要があるが、ハンズフリー装置を使用する側のユーザにはその状態を掴むことができず調整を行うことが困難である。

前述したようなエコーキャンセラー及びノイズサプレッサーを備え、調整を容易に行うことを可能とした車専用のハンズフリー装置に関する従来技術として、例えば、特許文献１等に記載された技術が知られている。この従来技術は、通話に使用するマイクとは別の第２のマイクを備え、この第２のマイクからの信号を通話に使用するマイクからの信号から減算してエコーをキャンセルし、ノイズを抑えた信号を相手側の電話機に送信するというものである。
特開２００２−１９６７３７号公報

前述した従来技術は、ハンズフリー装置を使用する側のユーザがエコーキャンセル及びノイズサプレスの調整を的確に行うことが困難であるという問題点を有している。

例えば、ノイズがかなり大きくなって、そのノイズを完全に除去しようとすると、必要な音声部分部分まで除去されてしまう可能性があり、また、少しのノイズが残ったとしても、必要な音声を少しでも多く残した方が聞きやすい場合もあり、エコーキャンセル及びノイズサプレスの調整を的確に行うことが困難となる。

また、前述の調整をハンズフリー装置を使用する側のユーザに行わせることは、会話中に相手側の音声を聴取することができないため、また、ハンズフリー装置が車の中で使用されていて、車の運転等に注力しなければならないため極めて困難である。

本発明の目的は、前述した従来技術の問題点を解決し、ハンズフリー通話装置を使用する側のユーザの手を煩わせることなく、エコーキャンセル及びノイズサプレスの調整を容易にかつ的確に行うことを可能にしたハンズフリー通話装置を提供することにある。

本発明によれば前記目的は、携帯電話機に接続されて使用されるハンズフリー通話装置において、品質調整量を変更可能な通話品質改善部と、前記通話品質改善部を携帯電話機に接続する接続手段と、前記接続手段から前記携帯電話機を介して通信相手の電話機から送信されてくる指示信号を解析して前記調整量の調整レベルを決める音声解析部とを備え、前記通話品質改善部が、前記音声解析部で決められた調整レベルに合わせて通話品質の改善を行うことにより達成される。

また、前記目的は、前記通話品質改善部が、音声を入力するマイクロフォンと、音声を出力するスピーカとが接続されており、前記マイクロフォンから入力される音声の信号に含まれる前記スピーカからの音声を除去するエコーキャンセル装置であることにより達成される。

また、前記目的は、前記通話品質改善部は、音声を入力するマイクロフォンが接続されており、前記マイクロフォンから入力される音声の信号に含まれる環境ノイズを除去するノイズ除去装置であることにより達成される。

また、前記目的は、前記指示信号が通信相手の電話機から送信されてくる音声信号であることにより達成される
また、前記目的は、前記通信相手の電話機から送信されてくる音声信号がＤＴＭＦ信号であることにより達成される。

また、前記目的は、前記通信相手の電話機から送信されてくる音声信号が特定の音声フレーズであることにより達成される。

また、前記目的は、前記接続手段が無線ネットワークであることにより達成される。

さらに、前記目的は、前記接続手段がブルートゥースであり、前記通話品質改善部が前記ブルートゥースの演算部に構成されることにより達成される。

本発明によれば、通信の相手側からの指示信号によりエコーキャンセル及びノイズサプレスの調整を行うことができるので、ハンズフリー通話装置を使用する側のユーザの手を煩わせることなく、エコーキャンセル及びノイズサプレスの調整を容易にかつ的確に行うことができる。

以下、本発明によるハンズフリー通話装置の実施形態を図面により詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態によるハンズフリー通話装置を使用するハンズフリー通話システムの構成を示すブロック図である。図１において、１１はブルートゥースモジュール、１２はスピーカ用Ｄ／Ａ、１３はマイク用Ａ／Ｄ、１４、１５はアンプであり、他の符号は図４の場合と同一である。

図１に示す本発明の一実施形態によるハンズフリー通話装置は、ブルートゥースモジュール１１内にハンズフリーユニットを構成し、ブルートゥースモジュール１１の無線通信機能によりハンズフリー通話装置を使用するユーザの携帯電話機４１に接続し、また、ブルートゥースモジュール１１に、スピーカ用Ｄ／Ａ１２、スピーカ用アンプ１４を介してスピーカ４４を接続し、マイク用Ａ／Ｄ１３、マイク用アンプ１５を介してマイク４５を接続して構成されている。

前述のように構成されるハンズフリー通話装置において、ハンズフリー通話装置を使用するユーザによる通話音声は、マイク４５に入力され、その信号がアンプ１５、マイク用Ａ／Ｄ１３を経てハンズフリーユニットとしてのブルートゥースモジュール１１に入力され、無線信号に変調されて携帯電話機４１に送信されれる。そして、公衆通信回線を介して携帯電話機４１から相手側の携帯電話機４２に送信される。一方、相手側の携帯電話機４２から送信されて携帯電話機４１で受信された音声信号は、無線によりブルートゥースモジュール１１に渡され、スピーカ用Ｄ／Ａ１２、アンプ１４を介してスピーカ４４を鳴動させる。

前述のような通話中において、マイク４５には、通話者であるユーザの音声以外に、スピーカ４４から出力された相手側通話者の音声がエコー成分として回り込んだり、環境ノイズが入力されたりする。本発明の実施形態では、ハンズフリーユニットとしてのブルートゥースモジュール１１内に、エコーキャンセラー、ノイズサプレッサーの機能を構成して、エコー成分や環境ノイズが相手側に届かないように処理を行っている。

図２はハンズフリーユニットを構成しているブルートゥースモジュールの内部構成を示すブロック図である。図２において、２１は音声認識部、２２はエコーキャンセラー・ノイズサプレッサ、２３はＲＦ部、２４はリンクコントローラ、２５はＣＶＳＤ⇔リニアＰＣＭ変換部、２６は通信部であり、他の符号は、図１、図５の場合と同一である。

図２に示すハンズフリーユニットを構成しているブルートゥースモジュールのハードウェア構成は、図５に示して説明したものと同一である。そして、本発明の実施形態では、機能構成として、ブルートゥースモジュール１１内に、音声認識部２１、通話品質改善部としてのエコーキャンセラー・ノイズサプレッサ２２、通信部２６が構成されている。通信部２６は、ＣＶＳＤ信号とリニアＰＣＭ信号とを相互に変換する機能を有するＣＶＳＤ⇔リニアＰＣＭ変換部２５、リンクコントローラ２４、ＲＦ部２３により構成され、図５に示して説明した例では、ＲＦＩＣ５２内に含まれる構成である。

音声認識部２１、通話品質改善部としてのエコーキャンセラー・ノイズサプレッサ２２は、本発明によりブルートゥースモジュール１１内に設けられた機能であり、図５により説明したブルートゥースモジュール１１におけるモジュール全体の制御、各種の演算をフラッシュメモリ５１内のプログラムを利用して実行するＣＰＵ５８と、ＣＰＵ５８による演算の手助けを行うＤＳＰ５５と、ＣＰＵ５８やＤＳＰ５５により使用されるデータを記憶するデータ記憶部としてのＲＡＭ５４とにより構成される演算部に構成される。

前述したようなブルートゥースモジュールを用いるハンズフリーユニットにおいて、ユーザからの音声は、マイク４５により電気信号に変換され、マイク用アンプ１５、マイク用Ａ／Ｄ１３を経て通話品質改善部としてのエコーキャンセラー・ノイズサプレッサ２２に入力され、エコーキャンセラー・ノイズサプレッサ２２によりエコー、環境ノイズ低減の処理が行われた後、通信部２６で変調されてアンテナ５９から携帯電話機４１に送信され、公衆通信回線を介して携帯電話機４１から相手側の携帯電話機４２に送信される。一方、相手側の携帯電話機４２から送信されて携帯電話機４１で受信された音声は、アンテナ５９を経て通信部２６に入力され前述とは逆の経路でスピーカ用Ｄ／Ａ１２、スピーカ用アンプ１４を介してスピーカ４４を鳴動させる。

前述したようなハンズフリーによる通話において、エコーキャンセラー・ノイズサプレッサ２２によるエコー、環境ノイズ低減の制御は、通信相手である相手側の携帯電話機４２から送信されてくる音声信号の特定の音声フレーズまたはＤＴＭＦ信号を認識して解析を行う音声認識部２１により認識検出された制御信号により行われる。このような制御を行うことにより、前述したようなハンズフリーによる通話システムを使用する場合、ユーザは、機器を触らずに通話を行うことができるというメリットを得ることができ、しかも、ユーザ自身による調整を行うことなく、通話品質改善部としてのエコーキャンセラー・ノイズサプレッサ２２により、エコー成分や環境ノイズを低減したユーザからの通話音声を相手側の携帯電話機４２に送信することができる。

すでに説明したように、エコーあるいはノイズを効果的にキャンセルし抑圧するために微妙な調整を行う必要があるが、ハンズフリー装置を使用する側のユーザにはその状態を掴むことができず調整を行うことが困難であるので、本発明の実施形態では、相手側の携帯電話機４２を使用している通信相手であるユーザから通話品質改善部としてのエコーキャンセラー・ノイズサプレッサ２２の調整を行うようにしている。次に、本発明の実施形態での通話品質改善部としてのエコーキャンセラー・ノイズサプレッサ２２の調整方法について説明する。

図３はエコーキャンセラー・ノイズサプレッサ２２の調整方法の処理動作を説明するシーケンスチャートであり、次に、これについて説明する。以下に説明する処理で使用されるフレーズまたはＤＴＭＦ信号は、各制御のために予め定められた特定の短い単語、例えば、「開始」、「終了」、「上げる」、「下げる」等のユーザが発する短い音声フレーズ、または、ユーザが電話番号キーを押したときに携帯電話機から発せられるＤＴＭＦ信号である。

（１）いま、ハンズフリー装置側ユーザの携帯電話機４１と相手側の携帯電話機４２との間で通話が開始されたものとする（シーケンス３１）。

（２）通話の開始後、相手側の携帯電話機４２を使用するユーザが、エコー、ノイズが多くハンズフリー装置側ユーザの音声が聞き取り難いと判断した場合、通信を行っているハンズフリー装置側のハンズフリーユニットのエコーキャンセラー・ノイズサプレッサ２２の調整を行うために、ユーザは、予め決められた調整モードに入る音声フレーズ、または、ＤＴＭＦ信号を送信する。ハンズフリーユニットとしてのブルートゥースモジュール内の音声認識部２１は、送信されてきた信号を認識して、調整モードとなる（シーケンス３２）。

（３）次に、相手側の携帯電話機４２を使用するユーザは、エコーキャンセラー・ノイズサプレッサ２２の調整量を１段上げるための予め決められた音声フレーズ、または、ＤＴＭＦ信号を送信する。音声認識部２１は、送信されてきた信号を認識して、エコーキャンセラー・ノイズサプレッサ２２の調整量を１段上げる制御を行う。このシーケンスは、ユーザが聞き易いと感じるまで繰り返し行うことができる（シーケンス３３）。

（４）調整を行っているユーザが相手との通話音声が聞き易くなったと感じ、その状態で通話を続けようと考えた場合、ユーザは、予め決められた調整モードを終了する音声フレーズ、または、ＤＴＭＦ信号を送信する。ハンズフリーユニットとしてのブルートゥースモジュール内の音声認識部２１は、送信されてきた信号を認識して、調整モードを終了する。これにより、その後、ハンズフリー装置側ユーザの携帯電話機４１と相手側の携帯電話機４２との間で、相手側の携帯電話機４２を使用するユーザに聞き易い状態で通話を続けることができる（シーケンス３４）。

（５）また、ハンズフリー装置側ユーザの携帯電話機４１と相手側の携帯電話機４２との間で通話が開始された後、相手側の携帯電話機４２を使用するユーザが、エコー、ノイズを強く消し過ぎて、通話のための相手の音声まで消してしまっていると判断した場合、シーケンス３２での処理と同様に、ユーザは、予め決められた調整モードに入る音声フレーズ、または、ＤＴＭＦ信号を送信し、ハンズフリーユニットとしてのブルートゥースモジュール内の音声認識部２１を調整モードとする（シーケンス３５）。

（６）その後、携帯電話機４２を使用するユーザは、エコーキャンセラー・ノイズサプレッサ２２の調整量を１段下げるための予め決められた音声フレーズ、または、ＤＴＭＦ信号を送信し、音声認識部２１に、エコーキャンセラー・ノイズサプレッサ２２の調整量を１段下げる制御を、ユーザが聞き易いと感じるまで繰り返し行わせる（シーケンス３６）。

（７）調整を行っているユーザが相手との通話音声が聞き易くなったと感じ、その状態で通話を続けようと考えた場合、シーケンス３４での処理と同様に、ユーザは、予め決められた調整モードを終了する音声フレーズ、または、ＤＴＭＦ信号を送信し、ブルートゥースモジュール内の音声認識部２１の調整モードを終了させる。その後、ハンズフリー装置側ユーザの携帯電話機４１と相手側の携帯電話機４２との間で、相手側の携帯電話機４２を使用するユーザに聞き易い状態で通話を続けることができ、その後、通話を終了する（シーケンス３７、３８）。

前述した本発明の実施形態によれば、ハンズフリー通話装置を使用する側のユーザではなく、通信相手となるユーザが、ハンズフリー通話装置のエコーキャンセル及びノイズサプレスの調整を行うこととしているので、ハンズフリー通話装置を使用する側のユーザの手を煩わせることなく、容易にかつ的確にエコーキャンセル及びノイズサプレスの調整を行うことができる。

前述した本発明の実施形態は、ハンズフリー通話装置を使用するユーザの電話機及び通話の相手側となる電話機が共に携帯電話機であるとして説明したが、本発明は、通話の相手側となる電話機が通常の有線に接続された電話機である場合にも、また、使用場所等の状況によっては、ハンズフリー通話装置を使用するユーザの電話機が通常の有線に接続された電話機である場合にも適用することができる。

本発明の一実施形態によるハンズフリー通話装置を使用するハンズフリー通話システムの構成を示すブロック図である。 ハンズフリーユニットを構成しているブルートゥースモジュールの内部構成を示すブロック図である。 エコーキャンセラー・ノイズサプレッサの調整方法の処理動作を説明するシーケンスチャートである。 一般的なハンズフリー通話装置を用いる通話システムの構成例を示すブロック図である。 図４に示す通話システムで使用されているハンズフリーユニットをブルートゥースモジュールにより構成した場合の内部構成を示すブロック図である。 一般的に使用されているエコーキャンセラーの仕組みについて説明する図である。 一般的に使用されているノイズサプレッサーの仕組みについて説明する図である。

符号の説明

１１ ブルートゥースモジュール
１２ スピーカ用Ｄ／Ａ
１３ マイク用Ａ／Ｄ
１４、１５ アンプ
２１ 音声認識部
２２ エコーキャンセラー・ノイズサプレッサ
２３ ＲＦ部
２４ リンクコントローラ
２５ ＣＶＳＤ⇔リニアＰＣＭ変換部
２６ 通信部
４１、４２ 携帯電話機
４３ ハンズフリーユニット
４４ スピーカ
４５ マイク
５１ フラッシュメモリ
５２ ＲＦＩＣ
５３ メインＩＣ
５４ ＲＡＭ
５５ ＤＳＰ
５６ シリアルＩ／Ｆ
５７ ベースバンド部
５８ ＣＰＵ
５９ アンテナ

Claims (8)

1. 携帯電話機に接続されて使用されるハンズフリー通話装置において、品質調整量を変更可能な通話品質改善部と、前記通話品質改善部を携帯電話機に接続する接続手段と、前記接続手段から前記携帯電話機を介して通信相手の電話機から送信されてくる指示信号を解析して前記調整量の調整レベルを決める音声解析部とを備え、前記通話品質改善部は、前記音声解析部で決められた調整レベルに合わせて通話品質の改善を行うことを特徴とするハンズフリー通話装置。
2. 前記通話品質改善部は、音声を入力するマイクロフォンと、音声を出力するスピーカとが接続されており、前記マイクロフォンから入力される音声の信号に含まれる前記スピーカからの音声を除去するエコーキャンセル装置であることを特徴とする請求項１記載のハンズフリー通話装置。
3. 前記通話品質改善部は、音声を入力するマイクロフォンが接続されており、前記マイクロフォンから入力される音声の信号に含まれる環境ノイズを除去するノイズ除去装置であることを特徴とする請求項１記載のハンズフリー通話装置。
4. 前記指示信号が通信相手の電話機から送信されてくる音声信号であることを特徴とする請求項１、２または３記載のハンズフリー通話装置。
5. 前記通信相手の電話機から送信されてくる音声信号がＤＴＭＦ信号であることを特徴とする請求項４記載のハンズフリー通話装置。
6. 前記通信相手の電話機から送信されてくる音声信号が特定の音声フレーズであることを特徴とする請求項４記載のハンズフリー通話装置。
7. 前記接続手段が無線ネットワークであることを特徴とする請求項１ないし６のうちいずれか１記載のハンズフリー通話装置。
8. 前記接続手段がブルートゥースであり、前記通話品質改善部が前記ブルートゥースの演算部に構成されることを特徴とする請求項１ないし６のうちいずれか１記載のハンズフリー通話装置。

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