JP2974427B2 - 音声通信システムとその音声通信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば携帯・自動車無
線電話システムやコードレス無線電話装置等の移動通信
システムとして使用される音声通信システムとその音声
通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯無線電話機やコードレス無線電話機
等の可搬形の音声通信装置は、電源として一般にバッテ
リを使用しており、このバッテリの小形化が装置の小形
軽量化を図る上で重要な課題となっている。バッテリを
小形化するにはバッテリ自体の改良は勿論であるが、装
置の低消費電力化を進めることも重要である。

【０００３】そこで最近では、装置の消費電力を低減す
るための一手段として、通話中に話者が発声している期
間のみ送信回路を動作させて音声信号を送信し、発声の
合間の発声待機期間中には送信回路の動作を停止させる
という方式が考えられている。この様な方式を使用すれ
ば、通話期間中に送信回路を常時動作させる場合に比べ
て消費電力を低減することが可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
式を使用すると、通話の途中に無音区間が発生するた
め、受信側にとっては通話の自然性が失われて通話相手
の音声を聞き難くなるという問題点があった。

【０００５】本発明は上記事情に着目し、通話の途中に
無音区間が発生しないようにすると共に、有音区間と無
音区間との切替えが円滑に行われるようにし、これによ
り通話の自然性を保持して高品質の通話を行い得る音声
通信システムとその音声通信装置を提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、入力音声信号の有音区間と無音区間とを識
別するための手段と、擬似背景ノイズを発生するための
手段とを備え、有音区間には入力音声信号を出力すると
共に無音区間には擬似背景ノイズを出力するようにし、
かつ有音区間から無音区間へ切替える場合に、有音区間
終了の所定時間前から入力音声信号に擬似背景ノイズを
重畳して出力するようにしたものである。

【０００７】また他の本発明は、入力音声信号の有音区
間と無音区間とを識別するための手段と、擬似背景ノイ
ズを発生するための手段とを備え、有音区間には入力音
声信号を出力すると共に無音区間には擬似背景ノイズを
出力するようにし、かつ無音区間から有音区間へ切替え
る場合に、有音区間開始後の所定期間まで入力音声信号
に擬似背景ノイズを継続して重畳し出力するようにした
ものである。

【０００８】さらに本発明は、有音区間終了前の所定期
間に擬似背景ノイズを入力音声信号に重畳する場合に、
擬似背景ノイズのレベルを徐々に増加させるように制御
すること、および有音区間開始後の所定期間まで擬似背
景ノイズを継続して発生させてこの擬似背景ノイズを入
力音声信号に重畳する場合には、擬似背景ノイズのレベ
ルを徐々に低下させるように制御することもそれぞれ特
徴とする。

【０００９】

【作用】この結果本発明によれば、入力音声信号の無音
区間には擬似背景ノイズが出力されるので、通話の合間
の無音区間が無くなり、これにより受信側の話者にとっ
ては送話者の音声が非常に聞き易くなる。また、有音区
間から無音区間への切替え時に、無音区間の開始に先立
ち有音区間終了の所定時間前から入力音声信号に擬似背
景ノイズが重畳されて出力されるので、切替え時の音の
途切れは防止され、かつ入力音声信号に含まれる実際の
背景ノイズと擬似背景ノイズとの間に音色の差異があっ
ても、受話者に違和感を感じさせることなく有音から無
音への切替えを自然に行なうことが可能となる。

【００１０】一方他の本発明によれば、無音区間から有
音区間への切替え時に、有音区間開始後の所定期間まで
入力音声信号に擬似背景ノイズが継続して重畳されて出
力されるので、この場合にも切替え時の音の途切れは防
止される。また、入力音声信号に含まれる実際の背景ノ
イズと擬似背景ノイズとの間に音色の差異があっても、
また送信側で有音検出の遅延等による音声の頭切れが発
生しても、受話者に著しい違和感を与えることなく無音
から有音への切替えを自然に行なうことが可能となる。

【００１１】さらに、上記各発明において、擬似背景ノ
イズのレベルを徐々に増加させたり、また徐々に低下さ
せることにより、有音から無音への切替えあるいは無音
から有音への切替えをより一層自然に行なうことが可能
となる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１および図２は、それぞれ本発明の一実施例に
係わる音声通信システムで使用される音声通信装置の送
信系および受信系の構成を示す回路ブロック図である。

【００１３】先ず図１において、送話者の送話音声はマ
イクロホン１１で音声信号に変換され、さらにアナログ
・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器１２でディジタル化され
たのち無線送信部１３に入力される。この無線送信部１
３は、ディジタル符号回路（ＣＯＤＥＲ）１４および送
信回路（ＴＸ）１５を備えている。ディジタル符号器１
４は、入力されたディジタル化音声信号をＡＤＰＣＭ
（Adaptive differential pulse code modulation ）等
の符号化方式により圧縮符号化するものである。送信回
路１５は、上記ディジタル符号回路から出力された音声
データにより搬送波を変調し、これにより得られた無線
搬送波信号をアンテナ１６から無線回線へ送出するもの
である。

【００１４】また、上記Ａ／Ｄ変換器１２から出力され
たディジタル化音声信号は、有音無音検出部１７にも入
力される。この有音無音検出部１７は、入力されたディ
ジタル化音声信号の信号レベルを監視することにより、
ディジタル化音声信号の始端および終端をそれぞれ検出
する。そして、終端を検出してから始端を検出するまで
の期間に、送信回路１５に対する電源供給を断として送
信回路１５の動作を停止させている。また、始端を検出
するとその時点で送信開始情報を発生し、この情報を送
信回路１５に供給して無線回線へ送信させる。さらに終
端を検出した場合には、送信停止予告情報を発生し、こ
の情報を送信回路１５に供給して無線回線へ送信させ
る。尚、上記ディジタル化音声信号の始端および終端の
検出は、音声認識および音声合成技術で使用されている
音声検出技術を用いることにより実現可能である。

【００１５】一方、図２において、通話相手側の装置か
ら送られた無線搬送波信号は、アンテナ２１で受信され
たのち無線受信部２２に入力される。この無線受信部２
２は、受信回路（ＲＸ）２３およびディジタル復号回路
（ＤＥＣＯＤＥＲ）２４を備えている。受信回路２３
は、受信された無線搬送波信号を復号化が可能な中間周
波信号に周波数変換する。受信データは音声データと制
御データとを含んでおり、このうち制御データは制御回
路３０に供給される。これに対し音声データはディジタ
ル復号回路２４に供給される。また、受信回路２３はキ
ャリアスケルチ等を使用した受信電界強度検出器を有し
ており、この検出器で検出されたキャリア情報を制御回
路３０に供給している。

【００１６】ディジタル復号回路２４は、上記受信回路
２３から出力された中間周波信号の音声データに対し所
定のディジタル復号化処理を施すことによりディジタル
化音声信号を再生する。この再生されたディジタル化音
声信号は、後述する加算器２５を介してディジタル・ア
ナログ（Ｄ／Ａ）変換器２６に入力され、このＤ／Ａ変
換器２６でアナログ信号に戻されたのちスピーカ２７か
ら拡声出力される。

【００１７】また本実施例の音声通信装置の受信系は、
ノイズ生成回路２８およびレベルシフタ２９を備えてい
る。ノイズ生成回路２８は、例えばＭ系列ランダム発生
器を備えたもので、後述する制御回路３０の指示に従っ
てランダムノイズを発生する。このランダムノイズは、
通話時の周囲雑音に類似したもので、擬似背景ノイズと
して使用される。レベルシフタ２９は、制御回路３０の
制御に応じて演算を行ない、上記ノイズ生成回路２８か
ら発生されたランダムノイズの信号レベルを可変制御し
て上記加算器２５に供給する。加算器２５は、上記ディ
ジタル復号回路２４から出力されたディジタル化音声信
号に、上記レベルシフタ２９から供給されたランダムノ
イズを加算して出力するものである。

【００１８】さて制御回路３０は、例えばマイクロコン
ピュータを主制御部として備えたもので、無線回線の選
択および設定に係わる制御手段や、発着信および終話等
に係わる接続制御手段等の通常の制御機能に加えて、予
告情報検出手段３１と、ノイズ出力制御手段３２とを有
している。

【００１９】予告情報検出手段３１は、上記受信回路２
３から供給された制御データの中から、送信開始情報お
よび送信停止予告情報を検出する。

【００２０】ノイズ出力制御手段３２は、上記受信回路
２３の受信電界強度検出器から供給されたキャリア情報
と、上記予告情報検出手段３１の検出結果とに基づい
て、受信音声信号の有音区間および無音区間を識別す
る。そして、有音区間の終了直前の一定期間および有音
区間の開始直後の一定期間をそれぞれ含む無音区間に、
ノイズ生成回路２８からランダムノイズを発生させると
ともに、レベルシフタ２９を制御してランダムノイズの
レベルを変化させる制御を行なう。

【００２１】次に、以上のように構成された装置の動作
を説明する。送信系において、話者がまだ発声を行なっ
ていない状態では、有音無音検出部１７により無音区間
であることが検出され、これにより送信回路１５は送信
停止状態になっている。したがって、この期間における
送信回路１５の電力消費は略零となり、これにより無線
送信部１３における消費電力は低減される。尚、この場
合送信回路１５とともにディジタル符号回路１４への給
電も断にし、これにより符号化処理動作を停止させるよ
うにしてもよい。この様にすると、無線送信部１３にお
ける電力消費をさらに低減することが可能である。

【００２２】さて、この状態で話者が送話を開始する
と、有音無音検出部１７により送話開始が検出され、こ
れにより送信回路１５は送信可能状態となる。また、上
記送話開始が検出されると、有音無音検出部１７からは
先ず送信開始情報が発生され、この送信開始情報が制御
データとして送信回路１５から送信される。そして、こ
の送信開始情報の送信後直ちに、ディジタル符号回路１
４で符号化された音声データが送信回路１５に入力さ
れ、これにより音声信号の送信が開始される。尚、上記
送信開始情報が送信されてから音声データの送信が開始
されるまでの時間は、Ａ／Ｄ変換器１２およびディジタ
ル符号回路１４における処理遅延時間に略対応する。

【００２３】一方、上記送話音声が途切れると、その時
点で有音無音検出部１７から送信停止予告情報が発生さ
れ、この情報は音声データの送信が終了される前に即時
送信される。そして、音声データの終端の送信が終了す
ると、送信回路１５への給電が断たれて送信回路１５は
動作停止状態となる。以後同様に、送話音声信号の有無
に応じて送信回路１５の動作制御および予告情報の送信
制御が繰り返し行なわれる。

【００２４】これに対し、上記送信系と通信を行なって
いる音声通信装置の受信系では、次のような動作が行な
われる。すなわち、先ず相手側の音声通信装置から音声
データが受信されている有音区間では、ノイズ生成回路
２８からはランダムノイズが発生されない。このため、
上記受信音声データはディジタル復号回路２４で復号さ
れ、さらにそのままＡ／Ｄ変換器２６でアナログ信号に
変換されたのちスピーカ２７から拡声出力される。つま
り、送話者の音声信号のみが出力される。

【００２５】この状態で、いま受信データ中から送信停
止予告情報が検出されたとする。そうすると、この時点
で制御回路３０からノイズ生成回路２８に起動信号が供
給され、これによりノイズ生成回路２８からランダムノ
イズが発生される。そして、このランダムノイズはレベ
ルシフタ２９でレベル制御を受けたのち加算回路２５に
供給される。このため、加算回路２５ではディジタル復
号回路２４から出力された音声データに上記ランダムノ
イズを加算するための処理が行なわれる。したがって、
以後スピーカ２７からは上記ランダムノイズが重畳され
た音声信号が拡声出力される。このとき、音声信号のレ
ベルは図示しないレベルシフタにより徐々に減少するよ
うに制御され、一方ランダムノイズのレベルはレベルシ
フタ２９により徐々に増加するように制御される。そう
して、一定時間が経過して受信キャリアが断になると、
音声データの受信は停止されるので、以後スピーカ２７
からは上記ランダムノイズのみが出力される。このと
き、ランダムノイズのレベルは一定値に固定される。

【００２６】図３は、以上の動作における音声信号およ
びランダムノイズ（擬似背景ノイズ）のレベル推移の一
例を示すものである。この図からも明らかなように、音
声信号が断となる一定時間前から音声信号にはランダム
ノイズが重畳される。したがって、音声信号の有音区間
から無音区間への移行は、音の途切れや実際の背景ノイ
ズと擬似背景ノイズとの差異による不自然性を生じるこ
となく、極めて円滑に行なわれる。

【００２７】次に、この状態で相手通信装置から送信開
始情報が到来し、これが制御回路３０で検出されると、
制御回路３０はこの時点からレベルシフタ２９の利得を
徐々に低下させるように制御する。このため、ランダム
ノイズのレベルは徐々に減少し始める。そして、音声デ
ータの受信が開始されると、この音声データに上記ラン
ダムノイズが重畳された信号がスピーカ２７から出力さ
れ、さらに一定時間が経過してランダムノイズのレベル
が十分に小さくなると、ランダムノイズの発生は停止さ
れる。したがって、以後スピーカ２７からは受信された
音声信号のみが出力されることになる。

【００２８】図４は、この動作における音声信号および
擬似背景ノイズのレベル推移の一例を示すものである。
この図から明らかなように、音声データの受信が開始さ
れても一定時間が経過するまではランダムノイズが重畳
された信号が出力され。したがって、音声信号の無音区
間から有音区間へ移行する場合にも、音の途切れや実際
の背景ノイズと擬似背景ノイズとの差異による不自然性
を生じることなく、極めて円滑に行なわれる。また、送
信側で送話音声の頭切れが多少生じていても、これを擬
似背景ノイズによって隠蔽し、目立たなくすることがで
きる。

【００２９】このように本実施例によれば、通話の発生
と発生との合間の無音区間にランダムノイズを発生して
スピーカ２７から出力するようにし、しかも無音区間か
ら有音区間に移行させる場合および有音区間から無音区
間に移行させる場合に、それぞれ音声信号の開始部分お
よび終了部分に上記ランダムノイズを重畳させて出力
し、さらにこのときのランダムノイズのレベルを徐々に
変化させるようにしたので、受話者は不自然さをそれ程
感じることなく受話音声を聞くことができ、これにより
通話品質を向上させることができる。

【００３０】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではない。例えば、上記実施例ではノイズ生成回路２８
でディジタル信号からなるランダムノイズを発生し、こ
のランダムノイズをＤ／Ａ変換前のディジタル音声信号
に重畳するようにしたが、アナログ信号からなるランダ
ムノイズを発生し、このノイズをＤ／Ａ変換後の音声信
号に重畳するようにしてもよい。この場合、ノイズレベ
ルを変化させるためには可変利得増幅器または可変減衰
器を使用すればよい。

【００３１】また、前記実施例では送信側から送信停止
予告情報および送信開始情報を送出し、これらの情報に
基づいて受信側で擬似背景ノイズの出力を制御するよう
にしたが、送信側からは上記情報を送らずに受信側で受
信音声信号の有音区間と無音区間とを検出し、この検出
結果に基づいて擬似背景ノイズの出力を制御するように
してもよい。

【００３２】さらに、前記実施例では、受信系で擬似背
景ノイズを発生して出力するように構成したが、送信系
で擬似背景ノイズを発生し、このノイズを音声信号の終
端部分および開始部分に重畳して受信側へ送信するよう
にしてもよい。

【００３３】また、前記実施例ではディジタル通信方式
を採用した音声通信装置を例にとって説明したが、アナ
ログ通信方式の装置にも同様に適用できる。

【００３４】その他、受信音声信号の有音区間および無
音区間を識別するための識別手段の構成、ノイズ発生手
段の構成およびノイズの種類、音声信号にノイズを重畳
させる期間の長さ等についても、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲で種々変形して実施できる。

【００３５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、有
音区間には入力音声信号を出力すると共に無音区間には
疑似背景ノイズを出力するようにし、かつ有音区間から
有音区間から無音区間に切替える場合に有音区間終了の
所定時間前から入力音声信号に疑似背景ノイズを重畳し
て出力するように構成するか、または無音区間から有音
区間に切替える場合に有音区間開始後の所定期間まで受
信音声信号に疑似背景ノイズを継続して重畳して出力す
るように構成したことによって、通話の途中に無音区間
が発生しないようにすることができ、かつ有音区間と無
音区間との切替えが円滑に行えるようにすることがで
き、これにより通話の自然性を保持して高品質の通話を
行い得る音声通信システムとその音声通信装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる音声通信装置の送信
系の構成を示す回路ブロック図。

【図２】本発明の一実施例に係わる音声通信装置の受信
系の構成を示す回路ブロック図。

【図３】図２に示した受信系における有音区間から無音
区間に移行する場合の信号レベルの推移を示した図。

【図４】図２に示した受信系における無音区間から有音
区間へ移行する場合の信号レベルの推移を示した図。

【符号の説明】

１１…マイクロホン、１２…Ａ／Ｄ変換器、１３…無線
送信部、１４…ディジタル符号回路（ＣＯＤＥＲ）、１
５…送信回路（ＴＸ）、１６，２１…アンテナ、１７…
有音無音検出部、２２…無線受信部、２３…受信回路
（ＲＸ）、２４…ディジタル復号回路（ＤＥＣＯＤＥ
Ｒ）、２５…加算回路、２６…Ｄ／Ａ変換器、２７…ス
ピーカ、２８…ノイズ生成回路、２９…レベルシフタ、
３０…制御回路、３１…予告情報検出手段、３２…ノイ
ズ出力制御手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04B 7/26 H04M 1/00 H04Q 7/00 - 7/38

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発音に基づく入力音声信号の伝送を行う
   音声通信装置において、 入力音声信号の有音区間及び無音区間を識別するための
   識別手段と、 疑似背景ノイズを発生するためのノイズ発生手段と、 前記識別手段の識別結果に応じて、有音区間には前記入
   力音声信号を出力するとともに、無音区間には前記ノイ
   ズ発生手段により発生された疑似背景ノイズを出力し、
   かつ有音区間から無音区間に切替える場合に、有音区間
   終了の所定時間前から入力音声信号に疑似背景ノイズを
   重畳して出力するノイズ出力制御手段とを具備したこと
   を特徴とする音声通信装置。
2. 【請求項２】 ノイズ出力制御手段は、有音区間終了の
   所定時間前から入力音制す信号に疑似背景ノイズを重畳
   する場合に、疑似背景ノイズのレベルを徐々に増加させ
   ることを特徴とする請求項１記載の音声通信装置。
3. 【請求項３】 発音に基づく入力音声信号の伝送を行う
   音声通信装置において、 入力音声信号の有音区間及び無音区間を識別するための
   識別手段と、 疑似背景ノイズを発生するためのノイズ発生手段と、 前記識別手段の識別結果に応じて、有音区間には前記入
   力音声信号を出力するとともに、無音区間には前記ノイ
   ズ発生手段により発生された疑似背景ノイズを出力し、
   かつ無音区間から有音区間に切替える場合に、有音区間
   開始後の所定期間まで入力音声信号に疑似背景ノイズを
   継続して重畳して出力するノイズ出力制御手段とを具備
   したことを特徴とする音声通信装置。
4. 【請求項４】 ノイズ出力制御手段は、有音区間開始後
   の所定期間まで入力音声信号に疑似背景ノイズを継続し
   て重畳して出力する場合に、疑似背景ノイズのレベルを
   徐々に減少させることを特徴とする請求項３記載の音声
   通信装置。
5. 【請求項５】 発音に基づく入力音声信号の伝送を行う
   音声通信装置において、 入力音声信号の有音区間及び無音区間を識別するための
   識別手段と、 疑似背景ノイズを発生するためのノイズ発生手段と、 前記識別手段の識別結果に応じて、有音区間には前記入
   力音声信号を出力するとともに無音区間には前記ノイズ
   発生手段により発生された疑似背景ノイズを出力し、か
   つ有音区間から無音区間に切替える場合に有音区間終了
   の所定時間前から入力音声信号に疑似背景ノイズを重畳
   して出力し、無音区間から有音区間に切替える場合に有
   音区間開始後の所定期間まで入力音声信号に疑似背景ノ
   イズを継続して重畳して出力するノイズ出力制御手段と
   を具備したことを特徴とする音声通信装置。
6. 【請求項６】 発音に基づく入力音声信号の伝送を行う
   音声通信システムにおいて、 送信側装置は、入力音声信号の有音区間及び無音区間を
   識別するための第１の識別手段と、この第１の識別手段
   により検出された無音区間に対応する送信期間に送信動
   作を停止する送信停止手段とを備え、 受信側装置は、受信音声信号の有音区間及び無音区間を
   識別するための第２の識別手段と、疑似背景ノイズを発
   生するためのノイズ発生手段と、前記第２の識別手段の
   識別結果に応じて、有音区間には前記受信音声信号を出
   力するとともに無音区間には前記ノイズ発生手段により
   発生された疑似背景ノイズを出力し、かつ有音区間から
   無音区間に切替える場合に有音区間終了の所定時間前か
   ら受信音声信号に疑似背景ノイズを重畳して出力し、無
   音区間から有音区間に切替える場合に有音区間開始後の
   所定期間まで受信音声信号に疑似背景ノイズを継続して
   重畳して出力するノイズ出力制御手段とを具備したこと
   を特徴とする音声通信システム。