JP2008283533A

JP2008283533A - 無線通話機器

Info

Publication number: JP2008283533A
Application number: JP2007126771A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Hosoya; 喜義細谷
Original assignee: Kenwood KK
Current assignee: Kenwood KK
Priority date: 2007-05-11
Filing date: 2007-05-11
Publication date: 2008-11-20

Abstract

【課題】話者に煩わしさや不快感を与えることなく、その声から得られる音のレベルが一定に保たれた無線通話を実現すること。
【解決手段】マイクロホンが収音した音声の音量を調整し、音量が調整された音声の信号を変調して送信する無線通話機器において、収音した音声から得た一連の音圧を示すデータが予め指定された基準値より大きい場合に、音量を小さくする処理を変調する前の音声の信号に施し、その逆の場合に、音量を大きくする処理を変調する前の音声の信号に施す処理手段とを備えることを特徴とする無線通話機器。
【選択図】図２

Description

本発明は、無線通話機器に関する。

携帯電話機などの無線通話機器は、マイクロホンが収音した音の信号を変調して得た無線信号を通話先の機器に向けて発信し、その機器から発信される無線信号を復調して得た音をスピーカから放音する。無線通話機器の多くは、マイクロホンが収音する音の信号を増幅した上で変調に供する仕組みを搭載しているものの、この種の増幅を行う増幅器は、信号をある固定の比率で増幅することしかできない。よって、発話者がマイクロホンに向けて小さな声で発声した場合はその音を聞き取り易い音量まで増幅することができるものの、大きな声で発声した場合は、その音がさらに増幅されることによりかえって聞き取りにくくなる。このような不都合の発生を防ぐためには、受話者の側で、自らが聞き取り易い音量に調節する操作を行わねばならない。

特許文献１に開示された携帯電話機は、通信先の機器から受信した受話信号に自機のマイクロホンの発話信号をサイドトーン（側音）信号として重畳した上で、そのスピーカから放音するようになっている。そして、受話信号にサイドトーン信号を重畳する側音回路は、サイドトーン信号の増幅率をマイクロホンが収音した音のレベルに比例して大きくする。この仕組みによれば、マイクロホンに収音される音が大きくなるとスピーカから発せられる音が急激に大きくなるため、話者に対してその発声を小さくするように促すことができる。特許文献２にも、同様の仕組みの開示がある。

特開平０９−１８１８１７号特開平０４−２１６２１６号

しかしながら、特許文献１や２に開示された仕組みは、マイクロホンに向けて発する声の大きさのわずかな変動に応じてスピーカから放音されるサイドトーンの音が急激に大きくなるため、通話を行っていることを周囲に気づかれたくないような状況では非常に使い勝手が悪いという問題がある。また、マイクロホンが収音する音のレベルは話者とマイクロホンとの距離に応じて容易に変化するので、話者が意識してそのレベルを一定に保つのは極めて難しいという問題がある。さらに、特許文献１や２に開示された仕組みは、マイクロホンが収音した音のレベルを測定したりサイドトーンの信号を重畳する回路が高コスト化を招く一方、サイドトーンの音が大きくなったことを認識した話者が自ら声の大きさを抑えなければ効果が発揮されないという問題がある。

本発明は、このような背景の下に案出されたものであり、話者に煩わしさや不快感を与えることなく、その声から得られる音のレベルが一定に保たれた無線通話を実現し得る仕組みを提供することを目的とする。

本発明の好適な態様である無線通話機器は、マイクロホンが収音した音声の音量を調整し、音量が調整された音声の信号を変調して送信する無線通話機器であって、収音した音声から得た一連の音圧を示すデータが予め指定された基準値より大きい場合に、音量を小さくする処理を変調する前の音声の信号に施し、その逆の場合に、音圧を大きくする処理を変調する前の音声の信号に施す処理手段を備えることを特徴とする。

本発明の別の好適な態様である無線通話機器は、音声の信号から得た一連の音圧を示すデータを記憶するメモリと、記憶されたデータが示す一連の音圧の中から音の波形のピークの各々と対応する音圧を特定し、それらの音圧の平均であるピーク平均音圧を特定する第１の特定手段と、記憶されたデータが示す一連の音圧の中から音の波形のボトムの各々と対応する音圧を特定し、それらの音圧の平均であるボトム平均音圧を特定する第２の特定手段と、ピーク平均音圧とボトム平均音圧の差を求め、求めた差と予め指定された基準値との比率に応じた処理を音声の信号に施す処理手段とを備えることを特徴とする。

また、音を所定の周期でサンプリングし、そのサンプリングにより得た一連の音圧を示すデータをメモリに記憶させるサンプリング手段、をさらに備え、処理手段は、所定の時間が経過するたびに、音声の信号に比率に応じた処理を施すようにしてもよい。

また、第１の特定手段は、時間の間にメモリに記憶されたデータが示す一連の音圧の中から音の波形のピークの各々と対応する音圧を特定し、第２の特定手段は、時間の間にメモリに記憶されたデータが示す一連の音圧の中から音の波形のボトムの各々と対応する音圧を特定するようにしてもよい。

本発明によると、話者に煩わしさや不快感を与えることなく、その声から得られる音のレベルが一定に保たれた無線通話を実現することができる。

（発明の実施の形態）
本発明の実施形態について、以下、図面を参照しながら説明する。本実施形態にかかる無線通話機器の特徴は、マイクロホンが収音した音の音量の変動を信号処理によって吸収し、収音した音の信号を発話者が指定した音量の信号としてアンテナから発信するようにした点にある。

図１は、本発明の実施形態にかかる無線通話機器１０のハードウェア構成を示す図である。図１に示すように、この無線通話装置１０は、マイクロホン１１、アンプ１２、変調信号処理部１３（「処理手段」、「第１の特定手段」、「第２の特定手段」、「サンプリング手段」に相当）、無線送信制御部１４、アンテナ１５、基準データ記憶メモリ１６、ＣＰＵ１７を備える。これらの各部は、利用者の掌に収まるサイズの筐体に内蔵され、または、その筐体から外部へ露出されている。

マイクロホン１１は、振動板やマイク回路などを有し、筐体の音孔を通過して振動板へ伝搬される空気振動を音声信号に変換する。変換により得られた音声信号は、アンプ１２にて増幅処理や減衰処理が施された後、変調信号処理部１３へ供給される。

変調信号処理部１３は、増幅処理や減衰処理を経てアンプ１２から供給される音声信号が示す時間波形を所定の周期でサンプリングし、各々のサンプリングタイミングの音圧レベル（「音量」に相当）を示す一連の音圧レベルデータを取得する。それらの音圧レベルデータは、変調信号処理部１３が内蔵するメモリ（図示せず）へ時系列順に記憶される。そして、変調信号処理部１３は、所定の時間分の音声信号から得た音圧レベルデータがメモリに記憶されるたび、音量を調節するための処理をその所定の時間分の音声信号に施した上で、無線送信制御部１４へ供給する。

無線送信制御部１４は、変調信号処理部１３から供給される処理済みの音声信号を基に所定の波形の搬送波信号を変調させて得た無線信号を、アンテナ１５から発信させる。この無線信号は、携帯電話などの無線通話機器により受信され、復調処理を経て得られる音がその無線通話機器のスピーカから放音される。

基準データ記憶メモリ１６は、音量基準データを記憶する。音量基準データは、変調信号処理部１３による音量の調整の基準値を音声信号のピークとボトムの差として指定するデータである。この基準データ記憶メモリ１６に記憶される音量基準データは、ＣＰＵ１７による制御の下、外部機器２０の操作に応じて書き換えられる。具体的には、無線通話機器１０を利用する話者が外部機器２０から音声の理想音量を入力すると、ＣＰＵ１７が、その音量に応じた音圧レベルを音声信号のピークとボトムの差に換算し、換算により得た値を示す音量基準データが基準データ記憶メモリ１６に記憶される。

図２は、変調信号処理部１３が行う特徴的な処理を示すフローチャートである。このフローチャートに示す一連の処理は、無線通話機器１０の電源が投入され、通信相手の機器への無線信号の送信が可能になっている間に実行される。

変調信号処理部１３は、予め設定された周期に応じたサンプリングタイミングが到来するたび（Ｓ１００：Ｙｅｓ）、そのタイミングと合わせてアンプ１２から供給される音声信号が示す音圧レベルを特定し（Ｓ１１０）、特定した音圧レベルを示す音圧レベルデータを自らのメモリ（図示せず）に記憶する（Ｓ１２０）。ステップＳ１００のサンプリング周期は、アンプ１２から供給される音声信号の周期（＝周波数）の２倍以上であることが望ましい。ステップＳ１００からステップＳ１２０の処理は、予め設定されたデータ蓄積時間（「所定の時間」に相当）が経過するまで繰り返され、その間に特定された音圧レベルの変化を示す一連の音圧レベルデータが、メモリに記憶される。

データ蓄積時間が経過すると（Ｓ１３０：Ｙｅｓ）、変調信号処理部１３は、その間にメモリに記憶された音圧レベルデータの中から波形の各ピークと対応する音圧レベルデータを特定し、それらの音圧レベルデータが示す音圧レベルの平均値Ｖ_Ｈを算出する（Ｓ１４０）。続いて、変調信号処理部１３は、メモリに記憶された音圧レベルデータの中から波形の各ボトムと対応する音圧レベルデータを特定し、それらの音圧レベルデータが示す音圧レベルの平均値Ｖ_Ｌを算出する（Ｓ１５０）。

このステップＳ１４０およびステップＳ１５０の内容について、図３を参照して詳述する。図３は、データ蓄積時間の間にアンプ１２から変調信号処理部１３へ供給される一連の音声信号が示す音圧レベルとそれらの音圧レベルの包絡線が示す波形とを示すグラフである。平均値Ｖ_Ｈは、図３の「○」が付された音圧レベルデータ、つまり、音圧レベルが上昇から下降に移り変わるタイミング付近の最も大きい音圧レベルデータを平均して得られる。また、平均値Ｖ_Ｌは、図３の「◇」が付された音圧レベルデータ、つまり、音圧レベルが下降から上昇に移り変わるタイミング付近の最も小さい音圧レベルデータを平均して得られる。

音圧レベルの平均値Ｖ_Ｈと平均値Ｖ_Ｌを算出した変調信号処理部１３は、基準データ記憶メモリ１６に記憶されている音量基準データをＣＰＵ１７を介して取得する（Ｓ１６０）。なお、ＣＰＵ１７が、基準データ記憶メモリ１６に指示を出し、そのメモリ１６から変調信号処理部１３へデータを直接伝送するようにしてもよい。変調信号処理部１３は、音量基準データが示す音圧レベルを平均値Ｖ_Ｈと平均値Ｖ_Ｌの差で割った商を求め、データ蓄積時間の間に供給された音声信号へその商の値を掛ける処理を行う（Ｓ１７０）。さらに、変調信号処理部１３は、ステップＳ１７０の処理を施した音声信号を無線送信制御部１４へ供給する（Ｓ１８０）。

以上の処理が、データ蓄積時間の経過に合わせて繰り返されることにより、発話者がマイクロホン１１に向けて発する声の大きさにかかわらず、通信相手の無線通信機器のスピーカから放音される音の音量を外部機器２０から指定された大きさに保つことができる。この作用について、図４（Ａ）および図４（Ｂ）を参照してさらに詳述する。

図４（Ａ）は、外部機器２０の操作を通じて指定された理想音量（音量基準データが示す音量）よりも大きな音量の音をマイクロホン１１が収音した場合の処理を示している。理想音量よりも大きな音量の音をマイクロホン１１が収音した場合、マイクロホン１１からアンプ１２を経由して変調信号処理部１３へ供給される音声信号のピークとボトムの音圧レベルの差は、音量基準データが指定するそれよりも大きくなる。よって、ステップＳ１７０で算出される商の値は１よりも小さくなり、音圧レベルを小さくするような処理が音声信号に施される。その結果、理想音量とほぼ同じ音量の音が通信相手の無線通信機器のスピーカから放音されることになる。

図４（Ｂ）は、外部機器２０の操作を通じて指定された理想音量（音量基準データが示す音量）よりも小さな音量の音をマイクロホン１１が収音した場合の処理を示している。理想音量よりも小さな音量の音をマイクロホン１１が収音した場合、マイクロホン１１からアンプ１２を経由して変調信号処理部１３へ供給される音声信号のピークとボトムの音圧レベルの差は、音量基準データが指定するそれよりも小さくなる。よって、ステップＳ１７０で算出される商の値は１よりも大きくなり、音圧レベルを大きくするような処理が音声信号に施される。その結果、理想音量とほぼ同じ音量の音が通信相手の無線通信機器のスピーカから放音されることになる。

以上説明した実施形態にかかる無線通話機器１０は、マイクロホン１１によって収音された音の音声信号がアンプ１２を経由して変調信号処理部１３へ供給され、一連の音圧レベルデータとしてそのメモリへ記憶される。そして、データ蓄積時間分の音圧レベルデータがメモリに記憶されると、変調信号処理部１３は、波形のピークの音圧レベルの平均値Ｖ_Ｈとボトムの音圧レベルの平均値Ｖ_Ｌの差と音量基準データの比に応じた信号処理を音声信号に施した上で無線送信制御部１４へ供給する。このような構成をとることにより、話者がマイクロホン１１に向けて発する声の大きさの変化にかかわらず、外部機器２０の操作を通じて指定された理想音量の音の信号を通信相手の無線通信機へ送信することができる。

（他の実施の形態）
本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、種々の変形実施が可能である。

上記実施形態にかかる無線通話機器１０は、無線送信制御部１４とアンテナ１５を搭載し、変調信号処理部１３によって処理が施された音声信号が、これらの両部から無線信号として発信されるようになっている。これに対し、無線送信制御部１４とアンテナ１５を無線通話機器１０と別ユニットにしてもよい。

上記実施形態にかかる無線通話機器１０の無線送信制御部１４は、変調信号処理部１３から供給される処理済みの音声信号を無線信号として発信するようになっている。これに対し、通信相手の無線通信機器から受信した無線信号を復調して音声信号を取得する無線受信制御部を搭載し、その無線受信制御部の復調により得られた音声信号をスピーカから音として放音させるようにしてもよい。このように、収音のためのマイクロホン１１と無線信号を送信するための無線送信制御部１４だけでなく、無線信号の受信のための無線受信制御部と放音のためのスピーカとを搭載することにより、外部機器２０の操作を通じて指定された理想音量の音で通話を行う携帯電話を実現することができる。また、この場合、無線送信制御部１４と無線受信制御部は別モジュールとする必要はなく、１つのモジュールが両部を兼ねるようにしてもよい。

上記実施形態にかかる無線通話機器１０は、音量基準データを記憶する基準データ記憶メモリ１６を搭載し、ＣＰＵ１７が、そのメモリに記憶する音量基準データを外部機器２０からの操作に応じて書き換えるようになっている。これに対し、基準データ記憶メモリ１６に記憶される音量基準データを固定値とし、外部機器２０による書き換えを受け付けないような構成としてもよい。

上記実施形態にかかる無線通話機器１０の変調信号処理部１３は、データ蓄積時間分の音圧レベルデータがメモリに記憶されると、それらの音圧レベルデータを基に割り出した平均値Ｖ_Ｈと平均値Ｖ_Ｌの差と音量基準データの比に応じた信号処理を、そのデータ蓄積時間の間に供給された音声信号に施して無線送信制御部１４へ供給するようになっている。これに対し、あるデータ蓄積時間の音圧レベルデータを基に割り出した平均値Ｖ_Ｈと平均値Ｖ_Ｌの差と音量基準データの比に応じた信号処理を、その次のデータ蓄積時間の間に供給される音声信号に施すようにしてもよい。また、あるデータ蓄積時間の音圧レベルを基に割り出した平均値Ｖ_Ｈと平均値Ｖ_Ｌの差と音量基準データの比に応じた信号処理を、その後の所定時間の間に供給される音声信号に施し、所定時間が経過すると新たな比を求める、という処理を繰り返すようにしてもよい。その場合、周囲の雑音分となる平均値Ｖ_Ｌを引いた値に上述の比を掛けたり、平均値Ｖ_Ｌを引かない値に上述の比を掛けるようにすることもできる。

上記実施形態にかかる無線通話機器１０は、一連の音圧を示すデータを記憶するメモリを搭載している。これに対し、一連の音圧を示すデータを、予め設定された基準値内に収まるように入力時に調整することで、そのようなメモリを用いない構成をとってもよい。また、一連の音圧を示すデータを調整する場合、ピーク値の平均とボトム値の平均を求めて両者の差を求めるのではなく、ピーク値の最大値とボトム値の最小値を求めて両者の差を求めてもよい。また、ピーク値やボトム値を求めた後、ピーク値やボトム値の異常値を除去し、残りの中から平均を求めるようにしてもよい。また、全てのピーク値やボトム値の中から所定の割合を抽出し、それらの平均を求めるようにしてもよい。

上記実施形態にかかる無線通話機器１０の無線送信制御部１４は、変調信号処理部１３から供給される処理済みの音声信号を基に搬送波信号を変調させて得た無線信号を、アンテナ１５から発信させるようになっているが、無線信号を取得する際に変調処理を施す信号は、音量の調整を経たデジタル信号であってもよいし、音量の調整を経たアナログ信号であってもよい。

本発明の実施形態にかかる無線通話機器のハードウェア構成図である。図１の無線通話機器が行う特徴的な処理を示すフローチャートである。音声信号が示す音圧レベルとそれらの包絡線が示す波形とを示すグラフである。マイクロホンが収音した音の音量と変調信号処理部の処理の関係を示す図である。

符号の説明

１０…無線通話機器、１１…マイクロホン、１２…アンプ、１３…変調信号処理部（「処理手段」、「第１の特定手段」、「第２の特定手段」、「サンプリング手段」に相当）、１４…無線送信制御部、１５…アンテナ、１６…基準データ記憶メモリ、１７…ＣＰＵ、２０…外部機器

Claims

マイクロホンが収音した音声の音量を調整し、音量が調整された音声の信号を変調して送信する無線通話機器において、
上記収音した音声から得た一連の音圧を示すデータが予め指定された基準値より大きい場合に、音量を小さくする処理を上記変調する前の音声の信号に施し、その逆の場合に、音量を大きくする処理を上記変調する前の音声の信号に施す処理手段、
を備えることを特徴とする無線通話機器。
音声の信号から得た一連の音圧を示すデータを記憶するメモリと、
上記記憶されたデータが示す一連の音圧の中から音の波形のピークの各々と対応する音圧を特定し、それらの音圧の平均であるピーク平均音圧を特定する第１の特定手段と、
上記記憶されたデータが示す一連の音圧の中から音の波形のボトムの各々と対応する音圧を特定し、それらの音圧の平均であるボトム平均音圧を特定する第２の特定手段と、
上記ピーク平均音圧と上記ボトム平均音圧の差を求め、求めた差と予め指定された基準値との比率に応じた処理を上記音声の信号に施す処理手段と、
を備えることを特徴とする無線通話機器。
音を所定の周期でサンプリングし、そのサンプリングにより得た一連の音圧を示すデータを前記メモリに記憶させるサンプリング手段、
をさらに備え、
前記処理手段は、
所定の時間が経過するたびに、前記音声の信号に前記比率に応じた処理を施す、
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通話機器。
前記第１の特定手段は、前記時間の間に前記メモリに記憶されたデータが示す一連の音圧の中から音の波形のピークの各々と対応する音圧を特定し、
前記第２の特定手段は、前記時間の間に前記メモリに記憶されたデータが示す一連の音圧の中から音の波形のボトムの各々と対応する音圧を特定する、
ことを特徴とする請求項３に記載の無線通話機器。