JP2008205791A - 車載ハンズフリー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オートゲイン制御を行って性能を確保することができながらも、演算手段がエコーキャンセルを適切に行うことができるようにする。
【解決手段】車載ハンズフリー装置１は、マイクロホン４ａ〜４ｎから入力した入力音声の入力パワーが基準値でないと、マルチマイクロホン処理部５がエコーキャンセル部３に出力する入力音声の入力パワーが基準値となるようにゲイン設定値を設定して当該入力音声の入力パワーを当該設定したゲイン設定値にしたがって増幅すると同時に、ゲイン制御部９が携帯電話機２から入力した受話音声の入力パワーを当該ゲイン設定値にしたがって増幅する。マルチマイクロホン処理部５から演算部１１に入力される入力音声の入力パワーと携帯電話機２から演算部１１に入力される受話音声の入力パワーとを同等にできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、音声出力手段から出力された出力音声のうち音声入力手段に回込んで入力音声の一部として入力した分と電話手段から入力した受話音声とを演算して当該入力音声からエコーを低減した送話音声を前記電話手段に出力するいわゆるエコーキャンセルを行う演算手段を備えた車載ハンズフリー装置に関する。

車載ハンズフリー装置は、スピーカから出力された出力音声のうちマイクロホンに回込んで入力音声の一部として入力した分と携帯電話機から入力した受話音声とを演算して当該入力音声からエコーを低減した送話音声を携帯電話機に出力するいわゆるエコーキャンセルを行う演算部を備えて構成されている。また、車室内に複数のマイクロホンを搭載し、複数のマイクロホンのうちから周囲雑音の状況に応じていずれかのマイクロホンを選択し、指向性を制御する構成もある（例えば特許文献１，２参照）。
特開２００１−７５５９４号公報 特開２００６−３３７００号公報

このように複数のマイクロホンを搭載する構成では、複数のマイクロホンが入力した入力音声を音声処理するマルチマイクロホン処理部が搭載されるものであるが、このマルチマイクロホン処理部は、各々のマイクロホンまでの配線を簡素化するために物理的に各々のマイクロホンに近い部位に設置され、音声処理した入力音声を１系統で後段のエコーキャンセル部に出力する構成が一般的である。また、マルチマイクロホン処理部は、オートゲイン制御機能を有しており、マイクロホンから入力した入力音声の入力パワーが基準値でないと、後段のエコーキャンセル部に入力される入力音声の入力パワーが基準値となるようにゲイン設定値を設定し、入力音声の入力パワーを当該設定したゲイン設定値にしたがって増幅して後段のエコーキャンセル部に出力する。

ところで、上記したエコーキャンセル部がマルチマイクロホン処理部と別ユニット化されている構成では、マルチマイクロホン処理部が入力音声の入力パワーをゲイン設定値にしたがって増幅した内容を後段のエコーキャンセル部に伝達することが不可能であるので、マルチマイクロホン処理部から演算部に入力される入力音声の入力パワーと携帯電話機から演算部に入力される受話音声の入力パワーとが異なることになり、演算部がエコーキャンセルを適切に行うことができないという不具合があった。このような不具合に対して従来は、オートゲイン制御の更新間隔を長くしたりオートゲイン制御を停止したりして性能を劣化させていた。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、オートゲイン制御を適切に行って性能を確保することができながらも、演算手段がエコーキャンセルを適切に行うことができる車載ハンズフリー装置を提供することにある。

請求項１に記載した発明によれば、複数の音声入力手段のうちいずれかから入力された入力音声の入力パワーが基準値でないと、入力音声処理手段は、演算手段に入力される当該入力音声の入力パワーが基準値となるようにゲイン設定値を設定して当該入力音声の入力パワーを当該設定したゲイン設定値にしたがって増幅して演算手段に出力する。また、ゲイン制御手段は、電話手段から入力した受話音声の入力パワーを入力音声処理手段により設定されたゲイン設定値にしたがって増幅して当該受話音声を演算手段に出力し、演算手段は、音声出力手段から出力された出力音声のうち複数の音声入力手段のうちいずれかに回込んで入力音声の一部として入力した分と電話手段からゲイン制御手段を経由して入力した受話音声とを演算して当該入力音声からエコーを低減した送話音声を電話手段に出力する。

これにより、複数の音声入力手段のうちいずれかから入力された入力音声の入力パワーが基準値でないと、入力音声処理手段が後段の演算手段に出力する入力音声の入力パワーが基準値となるようにゲイン設定値を設定して当該入力音声の入力パワーを当該設定したゲイン設定値にしたがって増幅すると同時に、ゲイン制御手段が電話手段から入力した受話音声の入力パワーを入力音声処理手段におけるゲイン設定値にしたがって増幅するので、入力音声処理手段から演算手段に入力される入力音声の入力パワーと電話手段からゲイン制御手段を経由して演算手段に入力される受話音声の入力パワーとを同等にすることができ、その結果、オートゲイン制御を適切に行って性能を確保することができながらも、演算手段がエコーキャンセルを適切に行うことができる。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、車載ハンズフリー装置の構成を機能ブロック図として示している。車載ハンズフリー装置１は、車室内に搭載されており、携帯電話機２（本発明でいう電話手段）との間で例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信することによりハンズフリー通話を可能とする。すなわち、携帯電話機２は、車載ハンズフリー装置１から受信した送話音声を広域通信網を介して通話相手に送信すると共に、通話相手から広域通信網を介して受信した受話音声を車載ハンズフリー装置１に送信する。

車載ハンズフリー装置１は、エコーキャンセル部３と、複数のマイクロホン４ａ〜４ｎ（本発明でいう音声入力手段）から入力音声を入力するマルチマイクロホン処理部５と、エコーキャンセル部３から入力した受話音声を増幅してスピーカ６（本発明でいう音声出力手段）に出力する受話系アンプ７とを備えて構成されている。この場合、複数のマイクロホン４ａ〜４ｎは、例えば座席のヘッドレスト、ステアリングまたはサンバイザーなどのユーザが発した音声を入力（集音）し易い互いに異なる部位に分散されて設置されており、スピーカ６は、例えば車室内のインストルメントパネル、車内天井または前席ドアなどのユーザが音声を聞取り易い部位に設置されている。

マルチマイクロホン処理部５は、オートゲイン制御部５ａを有しており、複数のマイクロホン４ａ〜４ｎのうちいずれかから入力した入力音声の入力パワーが基準値でないと、後段のエコーキャンセル部３に出力する入力音声の入力パワーが基準値となるようにゲイン設定値を設定し、その入力した入力音声の入力パワーを当該設定したゲイン設定値にしたがって増幅してエコーキャンセル部３に出力すると共に、その設定したゲイン設定値をエコーキャンセル部３に出力する。

エコーキャンセル部３は、Ｄ／Ａ変換部８と、ゲイン制御部９（本発明でいうゲイン制御手段）と、Ａ／Ｄ変換部１０と、演算部１１（本発明でいう演算手段）とを備えて構成されている。Ｄ／Ａ変換部８は、携帯電話機２から入力した受話音声をデジタル信号からアナログ信号に変換して受話系アンプ７に出力する。受話系アンプ７は、車両に元々搭載されている車載パワーアンプから構成されており、設定値が基準値でないときに受話音声の入力パワーを当該設定値に応じて線形に増幅すると共に設定値が閾値以上であるときに受話音声の入力パワーを当該設定値に応じて非線形に増幅する特性を有している。この閾値は、スピーカ６から出力される出力音声に歪が発生する臨界点であり、設定値が閾値未満ではスピーカ６から出力される出力音声は歪まないが、一方、設定値が閾値以上ではスピーカ６から出力される出力音声が歪む。スピーカ６は、車両に元々搭載されている車載スピーカから構成されており、受話系アンプ７から入力した受話音声を出力音声として出力する。

Ａ／Ｄ変換部１０は、マルチマイクロホン処理部５から入力した入力音声をアナログ信号からデジタル信号に変換して演算部１１に出力する。演算部１１は、スピーカ６から出力された出力音声のうち複数のマイクロホン４ａ〜４ｎのうちいずれかに回込んで入力音声の一部として入力した分と携帯電話機２からゲイン制御部９を経由して入力した受話音声とを演算して当該入力音声からエコーを低減した送話音声を携帯電話機２に出力する。

ゲイン制御部９は、マルチマイクロホン処理部５からゲイン設定値を入力し、携帯電話機２から入力した受話音声の入力パワーを当該マルチマイクロホン処理部５から入力したゲイン設定値、つまり、マルチマイクロホン処理部５が後段のエコーキャンセル部３に出力する入力音声の入力パワーが基準値となるように設定したゲイン設定値にしたがって増幅して演算部１１に出力する。

尚、上記した構成において、マルチマイクロホン処理部５とエコーキャンセル部３とをアナログ配線により接続する構成では、図２に示すように、従来構成で負の信号線または信号グランド線として使用していた箇所を本実施形態ではゲイン設定値を出力する線として使用することにより、マルチマイクロホン処理部５からエコーキャンセル部３にゲイン設定値を伝達することができる。また、マルチマイクロホン処理部５とエコーキャンセル部３とをデジタル配線により接続する構成では、図３に示すように、物理的には配線を何ら変更することなく、マルチマイクロホン処理部５からエコーキャンセル部３に１フレーム内で入力音声（入力音声データ）に続いてゲイン設定値（ゲイン設定値データ）を出力することにより、マルチマイクロホン処理部５からエコーキャンセル部３にゲイン設定値を伝達することができる。

次に、上記した構成の作用について、図４を参照して説明する。図４は、マルチマイクロホン処理部５及びエコーキャンセル部３が行う処理をフローチャートとして示している。

マルチマイクロホン処理部５は、音声入力機能をオンすると、初期化し（過去に入力した入力音声を消去し）（ステップＳ１）、複数のマイクロホン４ａ〜４ｎのうちいずれかから入力音声を入力したか否かを判定する（ステップＳ２）。ここで、マルチマイクロホン処理部５は、複数のマイクロホン４ａ〜４ｎのうちいずれかから入力音声を入力した旨を検出すると（ステップＳ２にて「ＹＥＳ」）、複数のマイクロホン４ａ〜４ｎの指向性を制御する（ステップＳ３）。次いで、マルチマイクロホン処理部５は、複数のマイクロホン４ａ〜４ｎのうちいずれかから入力した入力音声の入力パワーが基準値であるか否かを判定し（ステップＳ４）、複数のマイクロホン４ａ〜４ｎのうちいずれかから入力した入力音声の入力パワーが基準値である旨を検出すると（ステップＳ４にて「ＮＯ」）、ゲイン設定値「１」を設定し、入力音声及びゲイン設定値をエコーキャンセル部３に出力する（ステップＳ７）。

これに対して、マルチマイクロホン処理部５は、複数のマイクロホン４ａ〜４ｎのうちいずれかから入力した入力音声の入力パワーが基準値でない旨を検出すると（ステップＳ４にて「ＹＥＳ」）、後段のエコーキャンセル部３に出力する入力音声の入力パワーが基準値となるようにゲイン設定値「α（≠１）」を設定し（ステップＳ５）、複数のマイクロホン４ａ〜４ｎのうちいずれかから入力した入力音声の入力パワーを当該設定したゲイン設定値「α」にしたがって増幅し（ステップＳ６）、入力音声及びゲイン設定値をエコーキャンセル部３に出力する（ステップＳ７）。

エコーキャンセル部３は、ハンズフリー機能をオンすると、初期化し（過去に入力した入力音声及びゲイン設定値を消去し）（ステップＴ１）、マルチマイクロホン処理部５から入力音声及びゲイン設定値を入力したか否かを判定する（ステップＴ２）。ここで、エコーキャンセル部３は、マルチマイクロホン処理部５から入力音声及びゲイン設定値を入力した旨を検出すると（ステップＴ２にて「ＹＥＳ」）、マルチマイクロホン処理部５から入力したゲイン設定値をゲイン制御部９により認識し（ステップＴ３）、携帯電話機２からゲイン制御部９に入力された受話音声の入力パワーをゲイン制御部９により当該ゲイン設定値、つまり、マルチマイクロホン処理部５が後段のエコーキャンセル部３に出力する入力音声の入力パワーが基準値となるように設定したゲイン設定値にしたがって増幅する（ステップＴ４）。そして、エコーキャンセル部３は、マルチマイクロホン処理部５からＡ／Ｄ変換部１０を介して演算部１１に入力された入力音声と携帯電話機２からゲイン制御部９を介して演算部１１に入力された受話音声とを演算部１１により演算するいわゆるエコーキャンセルを行い（ステップＴ５）、当該入力音声からエコーを低減した送話音声を携帯電話機２に出力する。

以上に説明したように本実施形態によれば、車載ハンズフリー装置１において、複数のマイクロホン４ａ〜４ｎのうちいずれかから入力した入力音声の入力パワーが基準値でないと、マルチマイクロホン処理部５が後段のエコーキャンセル部３に出力する入力音声の入力パワーが基準値となるようにゲイン設定値を設定して当該入力音声の入力パワーを当該設定したゲイン設定値にしたがって増幅すると同時に、ゲイン制御部９が携帯電話機２から入力した受話音声の入力パワーをマルチマイクロホン処理部５におけるゲイン設定値にしたがって増幅するように構成したので、マルチマイクロホン処理部５から演算部１１に入力される入力音声の入力パワーと携帯電話機２からゲイン制御部９が演算部１１に入力される受話音声の入力パワーとを同等にすることができ、その結果、オートゲイン制御を行って性能を確保することができながらも、演算部１１がエコーキャンセルを適切に行うことができる。

本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形または拡張することができる。
車載ハンズフリー装置と携帯電話機とが無線接続される構成に限らず、車載ハンズフリー装置と携帯電話機とが有線接続される構成であっても良い。

本発明の一実施形態を示す機能ブロック図 マルチマイクロホン処理部５とエコーキャンセル部３とをアナログ配線する場合の配線態様を示す図 マルチマイクロホン処理部５とエコーキャンセル部３とをデジタル配線する場合の配線態様を示す図 フローチャート

符号の説明

図面中、１は車載ハンズフリー装置、２は携帯電話機（電話手段）、４ａ〜４ｎはマイクロホン（音声入力手段）、５はマルチマイクロホン処理部（入力音声処理手段）、６はスピーカ（音声出力手段）、７は演算部（演算手段）、９はゲイン制御部（ゲイン制御手段）である。

Claims (1)

1. 複数の音声入力手段のうちいずれかから入力された入力音声の入力パワーが基準値でないときに演算手段に入力される当該入力音声の入力パワーが基準値となるようにゲイン設定値を設定して当該入力音声の入力パワーを当該設定したゲイン設定値にしたがって増幅して演算手段に出力する入力音声処理手段と、
   音声出力手段から出力された出力音声のうち複数の音声入力手段のうちいずれかに回込んで入力音声の一部として入力した分と電話手段から入力した受話音声とを演算して当該入力音声からエコーを低減した送話音声を前記電話手段に出力可能な演算手段とを備えた車載ハンズフリー装置であって、
   前記電話手段から入力した受話音声の入力パワーを前記入力音声処理手段により設定されたゲイン設定値にしたがって増幅して当該受話音声を前記演算手段に出力するゲイン制御手段を備え、
   前記演算手段は、複数の音声入力手段のうちいずれかから入力された入力音声の入力パワーが基準値でないときに、音声出力手段から出力された出力音声のうち複数の音声入力手段のうちいずれかに回込んで入力音声の一部として入力した分と前記電話手段から前記ゲイン制御手段を経由して入力した受話音声とを演算して当該入力音声からエコーを低減した送話音声を前記電話手段に出力することを特徴とする車載ハンズフリー装置。

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