JP2586845B2 - 電話機及びその周波数特性制御方法 - Google Patents
電話機及びその周波数特性制御方法Info
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- JP2586845B2 JP2586845B2 JP6330602A JP33060294A JP2586845B2 JP 2586845 B2 JP2586845 B2 JP 2586845B2 JP 6330602 A JP6330602 A JP 6330602A JP 33060294 A JP33060294 A JP 33060294A JP 2586845 B2 JP2586845 B2 JP 2586845B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電話機端末に係り、特に
通話品質の改善を図った受話音響信号の周波数特性制御
方法に関する。
通話品質の改善を図った受話音響信号の周波数特性制御
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、移動体通信の進歩に伴って移動電
話機が広く普及し、電話ボックスなどの限られた場所だ
けでなく、何処にいても手軽に電話による会話ができる
ようになった。この通話場所を選ばない点は移動電話機
の大きな特徴であるが、通話品質の観点からは問題を含
んでいる。
話機が広く普及し、電話ボックスなどの限られた場所だ
けでなく、何処にいても手軽に電話による会話ができる
ようになった。この通話場所を選ばない点は移動電話機
の大きな特徴であるが、通話品質の観点からは問題を含
んでいる。
【０００３】自動車電話では、ハンドセットを持たず
に、車内に設けられたスピーカ及びマイクロフォンによ
って通話を行う場合がある。このためにスピーカの音声
は車内で反射してマイクに入力し、いわゆる音響エコー
を生じる。また、無線回線を使用しているために、ハイ
ブリッドで生じる回線エコーを十分に消去することが困
難である。このような音響エコー及び回線エコーの双方
を有効に除去する回路構成が特開平３−２９４２４号公
報に開示されている。このエコーキャンセラ回路につい
て、図４を参照しながら簡単に説明する。
に、車内に設けられたスピーカ及びマイクロフォンによ
って通話を行う場合がある。このためにスピーカの音声
は車内で反射してマイクに入力し、いわゆる音響エコー
を生じる。また、無線回線を使用しているために、ハイ
ブリッドで生じる回線エコーを十分に消去することが困
難である。このような音響エコー及び回線エコーの双方
を有効に除去する回路構成が特開平３−２９４２４号公
報に開示されている。このエコーキャンセラ回路につい
て、図４を参照しながら簡単に説明する。
【０００４】図４において、自動車電話のマイクロフォ
ン４０１から入力した音声信号は、音響キャンセラ４０
２を通して無線機４０３へ出力され、無線機４０３から
基地局４０４へ無線回線を通して送信される。基地局４
０４で受信された信号はＰＳＴＮ公衆通信網４０５を介
してハイブリッド４０６によって相手側端末へ送信され
る。また、相手側の音声信号は基地局４０４、自動車電
話無線機４０３、及び回線エコーキャンセラ４０７を通
して、スピーカ４０８から出力される。
ン４０１から入力した音声信号は、音響キャンセラ４０
２を通して無線機４０３へ出力され、無線機４０３から
基地局４０４へ無線回線を通して送信される。基地局４
０４で受信された信号はＰＳＴＮ公衆通信網４０５を介
してハイブリッド４０６によって相手側端末へ送信され
る。また、相手側の音声信号は基地局４０４、自動車電
話無線機４０３、及び回線エコーキャンセラ４０７を通
して、スピーカ４０８から出力される。
【０００５】自動車電話のマイクロフォン４０１には、
話者Ｍの音声の他に、スピーカ４０７から発生している
相手側の音声も入力しているが、音響エコーキャンセラ
４０２によって音響エコー成分が除去される。また、ハ
イブリッド４０６によって発生した回線エコー成分Ｅｎ
は回線エコーキャンセラ４０７によって除去される。回
線エコーキャンセラ４０７は位相追従回路及び適応フィ
ルタからなる。自動車電話の話者Ｍの音声信号を入力し
て、位相追従回路は周波数オフセットや位相ジッタの補
償成分を含む話者Ｍの音声信号を生成し、これを用いて
適応フィルタが回線エコー信号Ｅｎと同期した回線エコ
ーキャンセル信号を生成し、回線エコー信号Ｅｎを有効
に除去する。このように音響エコー及び回線エコーを除
去し、高い通話品質を得ることができる。
話者Ｍの音声の他に、スピーカ４０７から発生している
相手側の音声も入力しているが、音響エコーキャンセラ
４０２によって音響エコー成分が除去される。また、ハ
イブリッド４０６によって発生した回線エコー成分Ｅｎ
は回線エコーキャンセラ４０７によって除去される。回
線エコーキャンセラ４０７は位相追従回路及び適応フィ
ルタからなる。自動車電話の話者Ｍの音声信号を入力し
て、位相追従回路は周波数オフセットや位相ジッタの補
償成分を含む話者Ｍの音声信号を生成し、これを用いて
適応フィルタが回線エコー信号Ｅｎと同期した回線エコ
ーキャンセル信号を生成し、回線エコー信号Ｅｎを有効
に除去する。このように音響エコー及び回線エコーを除
去し、高い通話品質を得ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電話機では、周囲の騒音の有無に拘わらず、常に一定の
周波数特性でエコーキャンセル処理をしているために、
受話品質、特に通話の明瞭度の点で不十分であった。例
えば、周囲の騒音が激しく、しかも電話機の携帯規格等
によってスピーカの再生出力レベルが制限されている場
合では、受信音声の明瞭度が低下し、会話内容の聞き取
りが困難になる。
電話機では、周囲の騒音の有無に拘わらず、常に一定の
周波数特性でエコーキャンセル処理をしているために、
受話品質、特に通話の明瞭度の点で不十分であった。例
えば、周囲の騒音が激しく、しかも電話機の携帯規格等
によってスピーカの再生出力レベルが制限されている場
合では、受信音声の明瞭度が低下し、会話内容の聞き取
りが困難になる。
【０００７】本発明の目的は、周囲のノイズレベルが高
い場合でも、十分な通話明瞭度を得ることができる電話
機及びその周波数特性制御方法を提供することにある。
い場合でも、十分な通話明瞭度を得ることができる電話
機及びその周波数特性制御方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による受話音響信
号の周波数特性制御方法は、送話器から出力された送話
音響信号のノイズ成分からノイズ周波数スペクトルを、
受話器に入力する受話音響信号から受話周波数スペクト
ルを、それぞれ検出する。ノイズ周波数スペクトルが受
話周波数スペクトル以上となるマスク領域におけるレベ
ル差に基づいて、所望の通話明瞭度を得るために必要な
下限周波数以下の周波数範囲及び必要下限周波数を超え
る周波数範囲の少なくとも一方からなるレベル変更範囲
と、受話音響信号の周波数スペクトルのレベル変更量と
を決定し、更に、受話周波数スペクトルがノイズ周波数
スペクトルのレベル以上になるように受話音響信号の周
波数スペクトルのレベル変更方向を決定する。これらレ
ベル変更範囲、レベル変更量、及びレベル変更方向に基
づいて、受話音響信号の周波数スペクトルレベルを変更
する。
号の周波数特性制御方法は、送話器から出力された送話
音響信号のノイズ成分からノイズ周波数スペクトルを、
受話器に入力する受話音響信号から受話周波数スペクト
ルを、それぞれ検出する。ノイズ周波数スペクトルが受
話周波数スペクトル以上となるマスク領域におけるレベ
ル差に基づいて、所望の通話明瞭度を得るために必要な
下限周波数以下の周波数範囲及び必要下限周波数を超え
る周波数範囲の少なくとも一方からなるレベル変更範囲
と、受話音響信号の周波数スペクトルのレベル変更量と
を決定し、更に、受話周波数スペクトルがノイズ周波数
スペクトルのレベル以上になるように受話音響信号の周
波数スペクトルのレベル変更方向を決定する。これらレ
ベル変更範囲、レベル変更量、及びレベル変更方向に基
づいて、受話音響信号の周波数スペクトルレベルを変更
する。
【０００９】ノイズ周波数スペクトルと受話周波数スペ
クトルとの最大レベル差が予め定められた限度値以下の
場合は、必要下限周波数以下の受話周波数スペクトルの
成分レベルをレベル変更量に従って上昇させる。また、
ノイズ周波数スペクトルと受話周波数スペクトルとの最
大レベル差が予め定められた限度値を超える場合には、
必要下限周波数以下の受話周波数スペクトルのレベルを
レベル変更量に従って低下させ、同時に必要下限周波数
を超える受話周波数スペクトルのレベルをレベル変更量
に従って上昇させる、ことが望ましい。
クトルとの最大レベル差が予め定められた限度値以下の
場合は、必要下限周波数以下の受話周波数スペクトルの
成分レベルをレベル変更量に従って上昇させる。また、
ノイズ周波数スペクトルと受話周波数スペクトルとの最
大レベル差が予め定められた限度値を超える場合には、
必要下限周波数以下の受話周波数スペクトルのレベルを
レベル変更量に従って低下させ、同時に必要下限周波数
を超える受話周波数スペクトルのレベルをレベル変更量
に従って上昇させる、ことが望ましい。
【００１０】
【作用】所望の通話明瞭度を得るために必要な下限周波
数を境にして受話周波数スペクトルのレベルを変更する
ことにより、受話周波数スペクトルをノイズ周波数スペ
クトル以上のレベルに維持する。特に、受話周波数スペ
クトルの必要下限周波数以上の周波数領域がノイズ周波
数スペクトル以上になるために、所望の明瞭度を確保で
きる。
数を境にして受話周波数スペクトルのレベルを変更する
ことにより、受話周波数スペクトルをノイズ周波数スペ
クトル以上のレベルに維持する。特に、受話周波数スペ
クトルの必要下限周波数以上の周波数領域がノイズ周波
数スペクトル以上になるために、所望の明瞭度を確保で
きる。
【００１１】また、ノイズ周波数スペクトルが高いレベ
ルにある時は、必要下限周波数を超える受話周波数スペ
クトルの成分レベルを上昇させることで通話明瞭度を確
保し、必要下限周波数以下の受話周波数スペクトルの成
分レベルを低下させることで電力消費を抑制する。
ルにある時は、必要下限周波数を超える受話周波数スペ
クトルの成分レベルを上昇させることで通話明瞭度を確
保し、必要下限周波数以下の受話周波数スペクトルの成
分レベルを低下させることで電力消費を抑制する。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００１３】図１は、本発明の一実施例である移動電話
機の送受話部を示すブロック図である。マイクロフォン
１０１は音響を電気信号に変換し、送話音響信号として
アンプ１０２へ出力する。アンプ１０２によって増幅さ
れた送話音響信号は、アコースティック適応エコーキャ
ンセラ１０３によって音響エコーが除去され、電話機無
線部（図示せず）によって移動通信基地局へ送信され
る。
機の送受話部を示すブロック図である。マイクロフォン
１０１は音響を電気信号に変換し、送話音響信号として
アンプ１０２へ出力する。アンプ１０２によって増幅さ
れた送話音響信号は、アコースティック適応エコーキャ
ンセラ１０３によって音響エコーが除去され、電話機無
線部（図示せず）によって移動通信基地局へ送信され
る。
【００１４】また、基地局からの受信波は電話機無線部
によってベースバンド信号に復調され、ハイブリッド適
応エコーキャンセラ１０４によって回線エコーが除去さ
れる。後述するように、ハイブリッド適応エコーキャン
セラ１０４のフィルタ係数は周波数特性変更回路２０７
によって変更することができ、受話音響信号の周波数特
性を電話機周囲の雑音に応じて変化させて明瞭度を向上
させる。更に、受話音響信号は、音量コントローラ１０
６及びアンプ１０７を介してスピーカ１０８に入力し音
響に変換される。音量コントローラ１０５は、受話音響
信号がスピーカ１０７から出力される音圧に対応するよ
うに受話音響信号の振幅を制御する。この振幅制御され
た受話音響信号を用いて、受話音響信号スペクトル生成
器２０４が受話スペクトルを生成する。なお、電話機無
線部（図示せず）、アコースティック適応エコーキャン
セラ１０３、及びハイブリッド適応エコーキャンセラ１
０４は、周知のものである。
によってベースバンド信号に復調され、ハイブリッド適
応エコーキャンセラ１０４によって回線エコーが除去さ
れる。後述するように、ハイブリッド適応エコーキャン
セラ１０４のフィルタ係数は周波数特性変更回路２０７
によって変更することができ、受話音響信号の周波数特
性を電話機周囲の雑音に応じて変化させて明瞭度を向上
させる。更に、受話音響信号は、音量コントローラ１０
６及びアンプ１０７を介してスピーカ１０８に入力し音
響に変換される。音量コントローラ１０５は、受話音響
信号がスピーカ１０７から出力される音圧に対応するよ
うに受話音響信号の振幅を制御する。この振幅制御され
た受話音響信号を用いて、受話音響信号スペクトル生成
器２０４が受話スペクトルを生成する。なお、電話機無
線部（図示せず）、アコースティック適応エコーキャン
セラ１０３、及びハイブリッド適応エコーキャンセラ１
０４は、周知のものである。
【００１５】本実施例は、更に電話機周囲の雑音に応じ
て受話音響信号の周波数特性を制御する回路を有する。
電話機周囲の音響はマイクロフォン１０１によって集音
され、その送話音響信号から雑音検出器２０１によって
ノイズ信号が検出される。音声とノイズとの識別は送話
音響信号の回帰性の大きさによって行う。ノイズ信号は
ノイズスペクトル生成器２０２によって周波数毎のレベ
ル信号に変換され、そのスペクトル信号Ｌがレベル比較
器２０３へ出力される。
て受話音響信号の周波数特性を制御する回路を有する。
電話機周囲の音響はマイクロフォン１０１によって集音
され、その送話音響信号から雑音検出器２０１によって
ノイズ信号が検出される。音声とノイズとの識別は送話
音響信号の回帰性の大きさによって行う。ノイズ信号は
ノイズスペクトル生成器２０２によって周波数毎のレベ
ル信号に変換され、そのスペクトル信号Ｌがレベル比較
器２０３へ出力される。
【００１６】他方、音量コントローラ１０５によって音
量制御された受話音響信号は受話スペクトル生成器２０
４へ出力される。音量コントローラ１０５は電子ボリュ
ームからなり、スピーカ１０７から出力される音圧に応
じた受話音響信号を受話スペクトル生成器２０４へ出力
する。
量制御された受話音響信号は受話スペクトル生成器２０
４へ出力される。音量コントローラ１０５は電子ボリュ
ームからなり、スピーカ１０７から出力される音圧に応
じた受話音響信号を受話スペクトル生成器２０４へ出力
する。
【００１７】受話スペクトル生成器２０４は、受話音響
信号を周波数毎のレベル信号に変換し、その受話スペク
トル信号ｆをレベル比較器２０３へ出力する。レベル比
較器２０３は、周波数毎に、ノイズスペクトル信号Ｌと
受話スペクトル信号ｆとを比較し、その比較結果をレベ
ル変更判定回路２０５へ出力する。
信号を周波数毎のレベル信号に変換し、その受話スペク
トル信号ｆをレベル比較器２０３へ出力する。レベル比
較器２０３は、周波数毎に、ノイズスペクトル信号Ｌと
受話スペクトル信号ｆとを比較し、その比較結果をレベ
ル変更判定回路２０５へ出力する。
【００１８】レベル変更判定回路２０５は、ノイズスペ
クトルと受話スペクトルとの最大レベル差がレベル変更
限度Ｌｔｈより大きいか否かを判定し、受話スペクトル
信号ｆのレベル変更量を決定する。レベル変更限度Ｌｔ
ｈは、音量コントローラ１０５により受話音響信号が歪
まない受話音響信号の最大レベルである。
クトルと受話スペクトルとの最大レベル差がレベル変更
限度Ｌｔｈより大きいか否かを判定し、受話スペクトル
信号ｆのレベル変更量を決定する。レベル変更限度Ｌｔ
ｈは、音量コントローラ１０５により受話音響信号が歪
まない受話音響信号の最大レベルである。
【００１９】このレベル変更量に従って、レベル制御信
号生成器２０６は、必要下限周波数Ａｆより低い周波数
領域の受話スペクトルレベルを制御する制御信号Ｓ１
と、必要下限周波数Ａｆより高い周波数領域のスペクト
ルレベルを制御する制御信号Ｓ２とを周波数特性変更回
路２０７へ出力する。周波数特性変更回路２０７は、レ
ベル制御信号Ｓ１及びＳ２に従って、ハイブリッドエコ
ーキャンセラ１０４のフィルタ係数を必要下限周波数Ａ
ｆを境に変化させる。
号生成器２０６は、必要下限周波数Ａｆより低い周波数
領域の受話スペクトルレベルを制御する制御信号Ｓ１
と、必要下限周波数Ａｆより高い周波数領域のスペクト
ルレベルを制御する制御信号Ｓ２とを周波数特性変更回
路２０７へ出力する。周波数特性変更回路２０７は、レ
ベル制御信号Ｓ１及びＳ２に従って、ハイブリッドエコ
ーキャンセラ１０４のフィルタ係数を必要下限周波数Ａ
ｆを境に変化させる。
【００２０】必要下限周波数Ａｆは、７０％以上の明瞭
度を得るために必要な周波数帯域の下限周波数であり、
本実施例ではＡｆ＝１ｋＨｚに設定されている。この必
要下限周波数Ａｆは、多くの場合、１ｋＨｚに定めるこ
とができるが、周囲の騒音の程度や周波数特性によって
は、所定明瞭度を確保するために１ｋＨｚより高くある
いは低く設定することもあり得る。
度を得るために必要な周波数帯域の下限周波数であり、
本実施例ではＡｆ＝１ｋＨｚに設定されている。この必
要下限周波数Ａｆは、多くの場合、１ｋＨｚに定めるこ
とができるが、周囲の騒音の程度や周波数特性によって
は、所定明瞭度を確保するために１ｋＨｚより高くある
いは低く設定することもあり得る。
【００２１】次に、本実施例の周波数特性制御について
図２及び図３を参照しながら具体的に説明する。
図２及び図３を参照しながら具体的に説明する。
【００２２】図２は、本発明による周波数特性制御方法
の一実施例を示すフローチャートである。先ず、レベル
変更判定回路２０５は、レベル比較器２０３からノイズ
スペクトルＬと受話スペクトルｆとの比較結果を入力し
（Ｓ３０１）、ノイズスペクトルが受話スペクトルより
大きいマスク領域が存在するか否かを判断する（Ｓ３０
２）。マスク領域が存在すれば、そのマスク領域におけ
るノイズスペクトルと受話スペクトルとのレベル差がレ
ベル変更限度Ｌｔｈより大きいか否かを判断する（Ｓ３
０３）。レベル差がＬｔｈ以下であれば（Ｓ３０３のＮ
ｏ）、受話スペクトルレベルを変更することで対応でき
ると判定し、周波数Ａｆより低域におけるノイズスペク
トル以上のレベルに受話スペクトルを上昇させるよう
に、レベル上昇量を決定する（Ｓ３０４）。そのレベル
上昇量はレベル制御信号生成器２０６へ出力される。
の一実施例を示すフローチャートである。先ず、レベル
変更判定回路２０５は、レベル比較器２０３からノイズ
スペクトルＬと受話スペクトルｆとの比較結果を入力し
（Ｓ３０１）、ノイズスペクトルが受話スペクトルより
大きいマスク領域が存在するか否かを判断する（Ｓ３０
２）。マスク領域が存在すれば、そのマスク領域におけ
るノイズスペクトルと受話スペクトルとのレベル差がレ
ベル変更限度Ｌｔｈより大きいか否かを判断する（Ｓ３
０３）。レベル差がＬｔｈ以下であれば（Ｓ３０３のＮ
ｏ）、受話スペクトルレベルを変更することで対応でき
ると判定し、周波数Ａｆより低域におけるノイズスペク
トル以上のレベルに受話スペクトルを上昇させるよう
に、レベル上昇量を決定する（Ｓ３０４）。そのレベル
上昇量はレベル制御信号生成器２０６へ出力される。
【００２３】レベル上昇量を入力して、レベル制御信号
生成器２０６は、周波数Ａｆより低域のレベル上昇制御
信号Ｓ１を生成し、周波数特性変更回路２０７へ出力す
る（Ｓ３０５）。これに従って、周波数特性変更回路２
０７は、受話音響信号の低域スペクトルレベルをノイズ
スペクトルレベル以上に上昇させ、高域スペクトルレベ
ルは変化させない（Ｓ３０６）。
生成器２０６は、周波数Ａｆより低域のレベル上昇制御
信号Ｓ１を生成し、周波数特性変更回路２０７へ出力す
る（Ｓ３０５）。これに従って、周波数特性変更回路２
０７は、受話音響信号の低域スペクトルレベルをノイズ
スペクトルレベル以上に上昇させ、高域スペクトルレベ
ルは変化させない（Ｓ３０６）。
【００２４】他方、マスク領域におけるレベル差がＬｔ
ｈより大きければ（Ｓ３０３のＹｅｓ）、低域のレベル
上昇では対処できないと判定され、音声基本フォルマン
ト領域をあきらめ、所定明瞭度を確保するために必要な
周波数Ａｆ以上の高域のレベルを上昇させる。即ち、周
波数Ａｆより高域におけるノイズスペクトル以上のレベ
ルに受話スペクトルを上昇させるようにレベル変更量を
決定する（Ｓ３０７）。このレベル変更量は、低域にお
ける受話スペクトルレベルの低下量としても使用され
る。このレベル変更量はレベル制御信号生成器２０６へ
出力される。
ｈより大きければ（Ｓ３０３のＹｅｓ）、低域のレベル
上昇では対処できないと判定され、音声基本フォルマン
ト領域をあきらめ、所定明瞭度を確保するために必要な
周波数Ａｆ以上の高域のレベルを上昇させる。即ち、周
波数Ａｆより高域におけるノイズスペクトル以上のレベ
ルに受話スペクトルを上昇させるようにレベル変更量を
決定する（Ｓ３０７）。このレベル変更量は、低域にお
ける受話スペクトルレベルの低下量としても使用され
る。このレベル変更量はレベル制御信号生成器２０６へ
出力される。
【００２５】レベル変更量を入力して、レベル制御信号
生成器２０６は、低域のレベルを下降させる制御信号Ｓ
１と高域のレベルを上昇させる制御信号Ｓ２とを生成
し、周波数特性変更回路２０７へ出力する（Ｓ３０
８）。これに従って、周波数特性変更回路２０７は、エ
コーキャンセラ１０４のフィルタ係数を変化させること
で受話音響信号の高域スペクトルレベルをノイズスペク
トルレベル以上に上昇させ、低域スペクトルレベルを同
じレベルだけ低下させる（Ｓ３０９）。
生成器２０６は、低域のレベルを下降させる制御信号Ｓ
１と高域のレベルを上昇させる制御信号Ｓ２とを生成
し、周波数特性変更回路２０７へ出力する（Ｓ３０
８）。これに従って、周波数特性変更回路２０７は、エ
コーキャンセラ１０４のフィルタ係数を変化させること
で受話音響信号の高域スペクトルレベルをノイズスペク
トルレベル以上に上昇させ、低域スペクトルレベルを同
じレベルだけ低下させる（Ｓ３０９）。
【００２６】このように、必要下限周波数Ａｆより高域
における受話スペクトルのレベルを上昇させ、且つ、周
波数Ａｆより低域の受話スペクトルのレベルを下降させ
ることで、明瞭度を確保しつつ消費電力の増加を抑制す
ることができる。
における受話スペクトルのレベルを上昇させ、且つ、周
波数Ａｆより低域の受話スペクトルのレベルを下降させ
ることで、明瞭度を確保しつつ消費電力の増加を抑制す
ることができる。
【００２７】次に、本実施例の具体的制御を図３を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００２８】図３は、本実施例における受話スペクトル
及びノイズスペクトルの振幅分布を示すグラフである。
同図における曲線Ｌ１〜Ｌ５は１／ｆノイズの一般的な
スペクトル分布であり、曲線Ｌ１から曲線Ｌ５へノイズ
レベルが上昇している。曲線ｆ１〜ｆ５は受話音響信号
のスペクトル分布であり、曲線ｆ３が周波数特性制御さ
れる前の受話スペクトル、他の曲線が周波数特性制御さ
れた後の受話スペクトルを表す。ただし、ここでは周波
数帯域幅を３００Ｈｚ〜３．４ｋＨｚとする。
及びノイズスペクトルの振幅分布を示すグラフである。
同図における曲線Ｌ１〜Ｌ５は１／ｆノイズの一般的な
スペクトル分布であり、曲線Ｌ１から曲線Ｌ５へノイズ
レベルが上昇している。曲線ｆ１〜ｆ５は受話音響信号
のスペクトル分布であり、曲線ｆ３が周波数特性制御さ
れる前の受話スペクトル、他の曲線が周波数特性制御さ
れた後の受話スペクトルを表す。ただし、ここでは周波
数帯域幅を３００Ｈｚ〜３．４ｋＨｚとする。
【００２９】本実施例の周波数特性制御は受話音響の明
瞭度を向上させるように受話スペクトルを調整する。従
って、所定明瞭度得るための必要な１ｋＨｚ以上の高域
において受話スペクトルｆがノイズスペクトルＬ以上に
なるように、周波数特性を調整することが重要である。
瞭度を向上させるように受話スペクトルを調整する。従
って、所定明瞭度得るための必要な１ｋＨｚ以上の高域
において受話スペクトルｆがノイズスペクトルＬ以上に
なるように、周波数特性を調整することが重要である。
【００３０】先ず、ノイズスペクトル信号Ｌのスペクト
ル分布が曲線Ｌ３である場合、マスク領域判定回路２０
５は１ｋＨｚ以下の低域がノイズスペクトルＬ３によっ
てマスクされていると判定する。即ち、所定明瞭度に関
係する１ｋＨｚ〜３．４ｋＨｚの周波数領域では、受話
スペクトルｆ３のレベルはノイズスペクトルＬ３より高
いが、３００〜１ｋＨｚの周波数範囲では低くなってい
る。そのノイズスペクトルＬ３と受話スペクトルｆ３と
の最大レベル差はレベル変更限度Ｌｔｈより小さいか
ら、曲線ｆ１で示すように、所定周波数帯域の最低周波
数３００Ｈｚでのノイズレベルまで、受話スペクトルｆ
３のレベルを上昇させる（例えば、レベル上昇量１０ｄ
Ｂ）。
ル分布が曲線Ｌ３である場合、マスク領域判定回路２０
５は１ｋＨｚ以下の低域がノイズスペクトルＬ３によっ
てマスクされていると判定する。即ち、所定明瞭度に関
係する１ｋＨｚ〜３．４ｋＨｚの周波数領域では、受話
スペクトルｆ３のレベルはノイズスペクトルＬ３より高
いが、３００〜１ｋＨｚの周波数範囲では低くなってい
る。そのノイズスペクトルＬ３と受話スペクトルｆ３と
の最大レベル差はレベル変更限度Ｌｔｈより小さいか
ら、曲線ｆ１で示すように、所定周波数帯域の最低周波
数３００Ｈｚでのノイズレベルまで、受話スペクトルｆ
３のレベルを上昇させる（例えば、レベル上昇量１０ｄ
Ｂ）。
【００３１】レベル上昇量に従って、レベル制御信号生
成器２０６はレベル制御信号Ｓ１を周波数特性変更回路
２０７へ出力し、曲線ｆ１で示す受話スペクトル分布を
得る。即ち、レベル制御信号Ｓ１によって、３００〜１
ｋＨｚの周波数範囲での受話スペクトルは１０ｄＢ上昇
してノイズスペクトル以上となり、１ｋＨｚ〜３．４ｋ
Ｈｚの高域での受話スペクトルは変化しない。
成器２０６はレベル制御信号Ｓ１を周波数特性変更回路
２０７へ出力し、曲線ｆ１で示す受話スペクトル分布を
得る。即ち、レベル制御信号Ｓ１によって、３００〜１
ｋＨｚの周波数範囲での受話スペクトルは１０ｄＢ上昇
してノイズスペクトル以上となり、１ｋＨｚ〜３．４ｋ
Ｈｚの高域での受話スペクトルは変化しない。
【００３２】ノイズレベルが低下して曲線Ｌ２で示すノ
イズスペクトル分布になった場合には、受話スペクトル
ｆ３の低域の一部がマスクされるだけである。従って、
レベル変更判定回路２０５は、上述した制御と同様に、
最低周波数３００Ｈｚでのノイズレベルまで受話スペク
トルｆ３を上昇させ（例えば、レベル上昇量５ｄＢ）、
曲線ｆ２で示す受話スペクトル分布を得る。
イズスペクトル分布になった場合には、受話スペクトル
ｆ３の低域の一部がマスクされるだけである。従って、
レベル変更判定回路２０５は、上述した制御と同様に、
最低周波数３００Ｈｚでのノイズレベルまで受話スペク
トルｆ３を上昇させ（例えば、レベル上昇量５ｄＢ）、
曲線ｆ２で示す受話スペクトル分布を得る。
【００３３】周囲のノイズが一定レベル以上となり、例
えばノイズスペクトルＬ４と受話スペクトルｆ３との最
大レベル差がレベル変更限度Ｌｔｈを超えると、レベル
変更判定回路２０５は、１ｋＨｚ〜３．４ｋＨｚの高域
における受話スペクトルを上昇させ、逆に３００〜１ｋ
Ｈｚの低域における受話スペクトルを同じレベルだけ低
下させる。このレベル変更量は、高域において受話スペ
クトルがノイズスペクトルＬ４以上になるように決定さ
れる。具体的には、周波数１ｋＨｚでのノイズスペクト
ルＬ４と受話スペクトルｆ３とのレベル差がレベル変更
量として設定される。ノイズスペクトルＬ４の場合では
レベル変更量は５ｄＢ程度であり、高域を５ｄＢだけ上
昇させ、低域を５ｄＢだけ低下させる。こうして、受話
スペクトルは、曲線ｆ４に示すように１ｋＨｚ前後で傾
斜を有するスペクトル分布となる。同様にして、ノイズ
スペクトルＬ５の場合は、１０ｄＢ程度のレベル変更量
が決定され、受話スペクトルは曲線ｆ５に示すスペクト
ル分布となる。
えばノイズスペクトルＬ４と受話スペクトルｆ３との最
大レベル差がレベル変更限度Ｌｔｈを超えると、レベル
変更判定回路２０５は、１ｋＨｚ〜３．４ｋＨｚの高域
における受話スペクトルを上昇させ、逆に３００〜１ｋ
Ｈｚの低域における受話スペクトルを同じレベルだけ低
下させる。このレベル変更量は、高域において受話スペ
クトルがノイズスペクトルＬ４以上になるように決定さ
れる。具体的には、周波数１ｋＨｚでのノイズスペクト
ルＬ４と受話スペクトルｆ３とのレベル差がレベル変更
量として設定される。ノイズスペクトルＬ４の場合では
レベル変更量は５ｄＢ程度であり、高域を５ｄＢだけ上
昇させ、低域を５ｄＢだけ低下させる。こうして、受話
スペクトルは、曲線ｆ４に示すように１ｋＨｚ前後で傾
斜を有するスペクトル分布となる。同様にして、ノイズ
スペクトルＬ５の場合は、１０ｄＢ程度のレベル変更量
が決定され、受話スペクトルは曲線ｆ５に示すスペクト
ル分布となる。
【００３４】このように、曲線Ｌ４及びＬ５のように周
囲のノイズレベルが限度を超えて高くなると、必要下限
周波数Ａｆ以下の低域成分レベルを低下させ高域成分レ
ベルを上昇させることで、エネルギーを明瞭度確保に集
中させることができる。従って、高ノイズの環境であっ
ても、十分な明瞭度で通話でき、しかも消費電力を抑制
することができる。
囲のノイズレベルが限度を超えて高くなると、必要下限
周波数Ａｆ以下の低域成分レベルを低下させ高域成分レ
ベルを上昇させることで、エネルギーを明瞭度確保に集
中させることができる。従って、高ノイズの環境であっ
ても、十分な明瞭度で通話でき、しかも消費電力を抑制
することができる。
【００３５】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
る電話機における周波数特性制御方法は、所望の通話明
瞭度を得るために必要な下限周波数を境にして受話周波
数スペクトルのレベルを変更することにより、受話周波
数スペクトルをノイズ周波数スペクトル以上のレベルに
維持する。特に、受話周波数スペクトルの必要下限周波
数以上の周波数領域がノイズ周波数スペクトル以上にな
るために、電話機周囲の騒音や電話機の音声出力に制限
がある場合でも所望の明瞭度を確保できる。
る電話機における周波数特性制御方法は、所望の通話明
瞭度を得るために必要な下限周波数を境にして受話周波
数スペクトルのレベルを変更することにより、受話周波
数スペクトルをノイズ周波数スペクトル以上のレベルに
維持する。特に、受話周波数スペクトルの必要下限周波
数以上の周波数領域がノイズ周波数スペクトル以上にな
るために、電話機周囲の騒音や電話機の音声出力に制限
がある場合でも所望の明瞭度を確保できる。
【００３６】また、低音域がノイズによってマスクされ
る場合でも、ノイズのレベルに従って低音域の受話周波
数スペクトルのレベルが上昇するために、音質劣化を防
止できる。
る場合でも、ノイズのレベルに従って低音域の受話周波
数スペクトルのレベルが上昇するために、音質劣化を防
止できる。
【００３７】更に、ノイズ周波数スペクトルが高いレベ
ルにある時は、必要下限周波数を超える受話周波数スペ
クトルの成分レベルを上昇させることで通話明瞭度を確
保できる。また、同時に、必要下限周波数以下の受話周
波数スペクトルの成分レベルを低下させることで、明瞭
度を確保しつつ電力消費を抑制できる。
ルにある時は、必要下限周波数を超える受話周波数スペ
クトルの成分レベルを上昇させることで通話明瞭度を確
保できる。また、同時に、必要下限周波数以下の受話周
波数スペクトルの成分レベルを低下させることで、明瞭
度を確保しつつ電力消費を抑制できる。
【図１】本発明の一実施例である移動電話機の送受話部
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】本発明による周波数特性制御方法の一実施例を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図３】本実施例における受話スペクトル及びノイズス
ペクトルの振幅分布を示すグラフである。
ペクトルの振幅分布を示すグラフである。
【図４】従来の電話機の一例を示すブロック図である。
１０１ マイクロフォン １０２ アンプ １０３ アコースティック適応エコーキャンセラ １０４ ハイブリッド適応エコーキャンセラ １０５ 音量コントローラ １０６ アンプ １０７ スピーカ ２０１ 背景ノイズ検出器 ２０２ ノイズスペクトル生成器 ２０３ レベル比較器 ２０４ 受話音響信号スペクトル生成器 ２０５ レベル変更判定回路 ２０６ レベル制御信号生成器 ２０７ 周波数特性変更回路 Ｌｔｈ レベル変更限度値 Ａｆ 明瞭度確保に必要な下限周波数 ｆ１−ｆ５ 受話周波数スペクトル分布 Ｌ１−Ｌ５ ノイズ周波数スペクトル分布
Claims (11)
- 【請求項１】 送話器及び受話器からなる電話機におけ
る受話音響信号の周波数特性制御方法において、 前記送話器から出力された送話音響信号のノイズ成分か
らノイズ周波数スペクトルを検出し、 前記受話器に入力する受話音響信号から受話周波数スペ
クトルを検出し、 前記ノイズ周波数スペクトルが前記受話周波数スペクト
ル以上となるマスク領域におけるレベル差に基づいて、
所望の通話明瞭度を得るために必要な下限周波数以下の
周波数範囲及び前記必要下限周波数を超える周波数範囲
の少なくとも一方からなるレベル変更範囲と、前記受話
音響信号の周波数スペクトルのレベル変更量とを決定
し、 前記マスク領域におけるレベル差に基づいて、前記受話
周波数スペクトルが前記ノイズ周波数スペクトルのレベ
ル以上になるように、前記受話音響信号の周波数スペク
トルのレベル変更方向を決定し、 前記レベル変更範囲、前記レベル変更量、及び前記レベ
ル変更方向に基づいて、前記受話音響信号の周波数スペ
クトルレベルを変更する、 ことを特徴とする周波数特性制御方法。 - 【請求項２】 前記ノイズ周波数スペクトルと前記受話
周波数スペクトルとの最大レベル差が予め定められた限
度値以下の場合は、前記必要下限周波数以下の周波数範
囲における前記受話音響信号の周波数スペクトルのレベ
ルを前記レベル変更量に従って上昇させる、ことを特徴
とする請求項１記載の周波数特性制御方法。 - 【請求項３】 前記ノイズ周波数スペクトルと前記受話
周波数スペクトルとの最大レベル差が予め定められた限
度値を超える場合は、少なくとも前記必要下限周波数を
越える周波数範囲における前記受話音響信号の周波数ス
ペクトルのレベルを前記レベル変更量に従って上昇させ
る、ことを特徴とする請求項１又は２記載の周波数特性
制御方法。 - 【請求項４】 前記必要下限周波数以下の周波数範囲に
おける前記受話音響信号の周波数スペクトルのレベルを
前記レベル変更量に従って低下させ、かつ前記必要下限
周波数を越える周波数範囲における前記受話音響信号の
周波数スペクトルのレベルを前記レベル変更量に従って
上昇させる、ことを特徴とする請求項３記載の周波数特
性制御方法。 - 【請求項５】 前記必要最低周波数は、１ＫＨｚである
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の
周波数特性制御方法。 - 【請求項６】 送話器及び受話器からなる電話機におい
て、 送話音響信号のノイズ成分からノイズ周波数スペクトル
を検出するノイズスペクトル検出手段と、 前記受話音響信号から受話周波数スペクトルを検出する
受話スペクトル検出手段と、 前記ノイズ周波数スペクトルと前記受話周波数スペクト
ルとを比較することで、前記受話周波数スペクトルが前
記ノイズ周波数スペクトルによってマスクされるレンジ
を判定する判定手段と、 前記ノイズ周波数スペクトルが前記受話周波数スペクト
ル以上となるマスク領域におけるレベル差に基づいて、
所望の通話明瞭度を得るために必要な下限周波数以下の
周波数範囲及び前記必要下限周波数を超える周波数範囲
の少なくとも一方からなるレベル変更範囲と、前記受話
音響信号の周波数スペクトルのレベル変更量と、前記受
話周波数スペクトルが前記ノイズ周波数スペクトルのレ
ベル以上になるように前記受話音響信号の周波数スペク
トルのレベル変更方向と、を決定するレベル変更判定手
段と、 前記レベル変更範囲、前記レベル変更量、及び前記レベ
ル変更方向に基づいて、前記受話音響信号の周波数スペ
クトルレベルを変更する周波数特性変更手段と、 からなることを特徴とする電話機。 - 【請求項７】 前記レベル変更判定手段は、前記ノイズ
周波数スペクトルと前記受話周波数スペクトルとの最大
レベル差が予め定められた限度値以下の場合、前記レベ
ル変更範囲を前記必要下限周波数以下の周波数範囲に決
定し、前記レベル変更量を前記最大レベル差に決定す
る、ことを特徴とする請求項６記載の電話機。 - 【請求項８】 前記レベル変更判定手段は、前記ノイズ
周波数スペクトルと前記受話周波数スペクトルとの最大
レベル差が予め定められた限度値を超える場合は、前記
レベル変更範囲を少なくとも前記必要下限周波数を越え
る周波数範囲に決定し、前記レベル変更量を前記必要下
限周波数における前記ノイズ周波数スペクトルと前記受
話周波数スペクトルとのレベル差に決定する、ことを特
徴とする請求項６又は７記載の電話機。 - 【請求項９】 前記レベル変更判定手段は、レベル下降
範囲を前記必要下限周波数以下の周波数範囲に決定し、
レベル上昇範囲を前記必要下限周波数を超える周波数範
囲に決定する、ことを特徴とする請求項８記載の電話
機。 - 【請求項１０】 前記周波数特性変更手段は、可変フィ
ルタ係数を有するフィルタからなることを特徴とする請
求項６記載の電話機。 - 【請求項１１】 前記周波数特性変更手段は、前記受話
音響信号からエコー成分を除去するエコーキャンセラか
らなることを特徴とする請求項１０記載の電話機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6330602A JP2586845B2 (ja) | 1993-12-07 | 1994-12-07 | 電話機及びその周波数特性制御方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30618993 | 1993-12-07 | ||
| JP5-306189 | 1993-12-07 | ||
| JP6330602A JP2586845B2 (ja) | 1993-12-07 | 1994-12-07 | 電話機及びその周波数特性制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07221832A JPH07221832A (ja) | 1995-08-18 |
| JP2586845B2 true JP2586845B2 (ja) | 1997-03-05 |
Family
ID=26564605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6330602A Expired - Lifetime JP2586845B2 (ja) | 1993-12-07 | 1994-12-07 | 電話機及びその周波数特性制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2586845B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101668061B (zh) * | 2008-09-01 | 2012-07-11 | 索尼移动通信日本株式会社 | 音频信号处理设备,音频信号处理方法和通信终端 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4926005B2 (ja) * | 2007-11-13 | 2012-05-09 | ソニー・エリクソン・モバイルコミュニケーションズ株式会社 | 音声信号処理装置及び音声信号処理方法、通信端末 |
| JP6201949B2 (ja) | 2014-10-08 | 2017-09-27 | 株式会社Ｊｖｃケンウッド | エコーキャンセル装置、エコーキャンセルプログラム及びエコーキャンセル方法 |
| JP7020257B2 (ja) * | 2018-04-06 | 2022-02-16 | ヤマハ株式会社 | オーディオ装置、音響効果係数算出方法、およびプログラム |
-
1994
- 1994-12-07 JP JP6330602A patent/JP2586845B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101668061B (zh) * | 2008-09-01 | 2012-07-11 | 索尼移动通信日本株式会社 | 音频信号处理设备,音频信号处理方法和通信终端 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07221832A (ja) | 1995-08-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19961015 |