JP3082700B2 - 送話音声信号処理装置 - Google Patents
送話音声信号処理装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、小型化が要求され
る携帯電話機などに利用し、雑音信号を除去した送話音
声信号を送出する送話音声信号処理装置に関する。
る携帯電話機などに利用し、雑音信号を除去した送話音
声信号を送出する送話音声信号処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、小型化や多機能化が進展する携帯
電話機は、その可搬性に優れる利点から野外で時間を問
わず使用されている。この場合、周囲の雑音が通話中の
送話信号に混入し易い。特に、携帯電話機の移動中は、
周囲雑音の変化が予測不能であるため、この雑音変化の
影響による通話品質の劣化をまねき易く、通話そのもの
に支障をきたす場合もある。このため、特に携帯電話機
では送話信号に重畳した周囲雑音信号を除去する音声信
号処理が行われている。このような周囲雑音を除去する
音声処理の従来技術として特開平４ー３４４７２２号
「携帯電話装置」公報のものを挙げることが出来る。
電話機は、その可搬性に優れる利点から野外で時間を問
わず使用されている。この場合、周囲の雑音が通話中の
送話信号に混入し易い。特に、携帯電話機の移動中は、
周囲雑音の変化が予測不能であるため、この雑音変化の
影響による通話品質の劣化をまねき易く、通話そのもの
に支障をきたす場合もある。このため、特に携帯電話機
では送話信号に重畳した周囲雑音信号を除去する音声信
号処理が行われている。このような周囲雑音を除去する
音声処理の従来技術として特開平４ー３４４７２２号
「携帯電話装置」公報のものを挙げることが出来る。
【０００３】図６はこの従来例の携帯電話装置における
送信系の構成を示すブロック図である。図６の装置の送
信系は、入力音声信号に音声帯域外信号を加算してコン
プレッサで圧縮し、さらに、この圧縮信号から音声帯域
外信号を除去して送信している。この場合、まず、マイ
クロホン２０１からの音声信号が増幅器２０２で増幅さ
れてハイパスフィルタ（ＨＰＦ）２０３に入力される。
送信系の構成を示すブロック図である。図６の装置の送
信系は、入力音声信号に音声帯域外信号を加算してコン
プレッサで圧縮し、さらに、この圧縮信号から音声帯域
外信号を除去して送信している。この場合、まず、マイ
クロホン２０１からの音声信号が増幅器２０２で増幅さ
れてハイパスフィルタ（ＨＰＦ）２０３に入力される。
【０００４】このＨＰＦ２０３では、周波数３００Ｈｚ
以下の入力音声信号を除去して、加算回路２０４に出力
する。この加算回路２０４には、同時に音声帯域外信号
発生回路２０５から周波数６ｋＨｚの音声帯域外信号が
入力され、ＨＰＦ２０３からの入力音声信号と加算した
加算信号がコンプレッサ回路２０６に入力され、ここで
圧縮処理が行われる。このコンプレッサ回路２０６は、
受信側における音声信号の信号／雑音（Ｓ／Ｎ）比の劣
化を低減するためのエキスパンダ回路と合わせて使用さ
れる回路である。
以下の入力音声信号を除去して、加算回路２０４に出力
する。この加算回路２０４には、同時に音声帯域外信号
発生回路２０５から周波数６ｋＨｚの音声帯域外信号が
入力され、ＨＰＦ２０３からの入力音声信号と加算した
加算信号がコンプレッサ回路２０６に入力され、ここで
圧縮処理が行われる。このコンプレッサ回路２０６は、
受信側における音声信号の信号／雑音（Ｓ／Ｎ）比の劣
化を低減するためのエキスパンダ回路と合わせて使用さ
れる回路である。
【０００５】コンプレッサ回路２０６は入力音声信号の
振幅を圧縮する非線形特性を有している。また、受信側
に使用されるエキスパンダ回路が逆特性による伸長を処
理する非線形特性を有している。コンプレッサ回路２０
６からの圧縮信号がローパスフィルタ（ＬＰＦ）２０７
に入力され、周波数３ｋＨｚ以上の信号を除去して無線
部２０８に出力する。この無線部２０８では、ＬＰＦ２
０７からの入力音声信号に変調を施し、かつ、所定周波
数に変換して無線送信する。
振幅を圧縮する非線形特性を有している。また、受信側
に使用されるエキスパンダ回路が逆特性による伸長を処
理する非線形特性を有している。コンプレッサ回路２０
６からの圧縮信号がローパスフィルタ（ＬＰＦ）２０７
に入力され、周波数３ｋＨｚ以上の信号を除去して無線
部２０８に出力する。この無線部２０８では、ＬＰＦ２
０７からの入力音声信号に変調を施し、かつ、所定周波
数に変換して無線送信する。
【０００６】無線部２０８からの無線電波を受信した基
地局などでは、復調信号をエキスパンダ回路で伸長す
る。コンプレッサ回路２０６での圧縮時に一定レベルの
音声帯域外信号が加算されているため、低レベルの信号
（周囲雑音信号など）がゲインを変更せずに送信されて
いることになり、この信号に対して伸長を行うと、本来
低レベルの信号がさらに低下することになる。したがっ
て、周囲雑音などの低レベル信号は音声信号に対して低
レベルとなり、その音声信号のＳ／Ｎ比が向上する。
地局などでは、復調信号をエキスパンダ回路で伸長す
る。コンプレッサ回路２０６での圧縮時に一定レベルの
音声帯域外信号が加算されているため、低レベルの信号
（周囲雑音信号など）がゲインを変更せずに送信されて
いることになり、この信号に対して伸長を行うと、本来
低レベルの信号がさらに低下することになる。したがっ
て、周囲雑音などの低レベル信号は音声信号に対して低
レベルとなり、その音声信号のＳ／Ｎ比が向上する。
【０００７】このようにコンプレッサ回路、エキスパン
ダ回路による圧縮、伸長動作を利用して低レベルの周囲
雑音を音声信号に対して低ゲイン処理を行うことによっ
て、音声信号のＳ／Ｎ比が向上し、周囲雑音の影響を受
けることなく通話品質の向上を図ることが出来る。
ダ回路による圧縮、伸長動作を利用して低レベルの周囲
雑音を音声信号に対して低ゲイン処理を行うことによっ
て、音声信号のＳ／Ｎ比が向上し、周囲雑音の影響を受
けることなく通話品質の向上を図ることが出来る。
【０００８】また、デジタル方式の移動電話システムで
は、コンプレッサ回路、エキスパンダ回路を設けていな
い。すなわち、送信側のみで雑音除去回路による雑音除
去を行い、音声信号に対する周囲雑音を低ゲイン処理し
てＳ／Ｎ比の向上を図っているが、この場合、音声区間
を検出し、音声区間外の音声信号を低ゲイン処理してい
る。
は、コンプレッサ回路、エキスパンダ回路を設けていな
い。すなわち、送信側のみで雑音除去回路による雑音除
去を行い、音声信号に対する周囲雑音を低ゲイン処理し
てＳ／Ｎ比の向上を図っているが、この場合、音声区間
を検出し、音声区間外の音声信号を低ゲイン処理してい
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例にあって小型化が進展する携帯電話機では、送話用
マイクロホンやアナログ音声信号増幅回路などが、無線
回路（送信高周波信号処理回路）や、その他の回路に接
近しており、ここからの高周波信号などの飛び込みが多
くなっている。すなわち、雑音信号が音声信号に混入す
る。特に、マイクロホンと増幅器との間では、入力音声
信号が低レベルであるため、雑音信号の混入が生じ易
い。この雑音信号は送話用マイクロホンへの音声入力と
同時に混入する周囲雑音と無関係に混入するため、周囲
の雑音除去を目的とした回路では処理できず、雑音信号
が混入する回路や後段での誤動作の要因となる。この結
果、通話品質が劣化することになる。
来例にあって小型化が進展する携帯電話機では、送話用
マイクロホンやアナログ音声信号増幅回路などが、無線
回路（送信高周波信号処理回路）や、その他の回路に接
近しており、ここからの高周波信号などの飛び込みが多
くなっている。すなわち、雑音信号が音声信号に混入す
る。特に、マイクロホンと増幅器との間では、入力音声
信号が低レベルであるため、雑音信号の混入が生じ易
い。この雑音信号は送話用マイクロホンへの音声入力と
同時に混入する周囲雑音と無関係に混入するため、周囲
の雑音除去を目的とした回路では処理できず、雑音信号
が混入する回路や後段での誤動作の要因となる。この結
果、通話品質が劣化することになる。
【００１０】本発明は、このような従来の技術における
課題を解決するものであり、デジタル方式の小型携帯電
話機などにあって、高周波信号処理回路などから音声信
号に混入した雑音信号を効果的に除去できるようにな
り、その送話音声の品質が向上する送話音声信号処理装
置の提供を目的とする。
課題を解決するものであり、デジタル方式の小型携帯電
話機などにあって、高周波信号処理回路などから音声信
号に混入した雑音信号を効果的に除去できるようにな
り、その送話音声の品質が向上する送話音声信号処理装
置の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、請求項１記載の発明の送話音声信号処理装置は、送
話音源の音圧レベルの上昇に対応して出力音声信号レベ
ルが低下する非線形出力特性を有した送話用マイクロホ
ンと、この送話用マイクロホンの非線形出力特性に基づ
いた出力音声信号を、この出力音声信号レベルの上昇に
対応してレベルが上昇する送話用マイクロホンの非線形
出力特性と対称的な非線形処理特性に基づいて線形に復
元し、出力音声信号に混入した低レベルの雑音信号を抑
圧する音声処理手段とを備える構成としてある。
に、請求項１記載の発明の送話音声信号処理装置は、送
話音源の音圧レベルの上昇に対応して出力音声信号レベ
ルが低下する非線形出力特性を有した送話用マイクロホ
ンと、この送話用マイクロホンの非線形出力特性に基づ
いた出力音声信号を、この出力音声信号レベルの上昇に
対応してレベルが上昇する送話用マイクロホンの非線形
出力特性と対称的な非線形処理特性に基づいて線形に復
元し、出力音声信号に混入した低レベルの雑音信号を抑
圧する音声処理手段とを備える構成としてある。
【００１２】請求項２記載の送話音声信号処理装置は、
前記送話用マイクロホンとして、送話音源の振動が伝達
されて往復運動する振動板と、振動板を支持する振動板
支持部材と、振動板に固定されて往復運動するコイル
と、Ｎ磁極部とＳ磁極部との間をコイルが磁界に対し直
交する方向に往復する際の磁化を行う磁石とを有し、コ
イルの往復の長さがＮ磁極部とＳ磁極部との隙間の長さ
と同一であり、コイルの往復運動が大きくなるのに従っ
てコイルの外側が磁界外に飛び出し、振動板の振幅に対
して起電力が比例しない非線形出力特性を備える構成と
してある。
前記送話用マイクロホンとして、送話音源の振動が伝達
されて往復運動する振動板と、振動板を支持する振動板
支持部材と、振動板に固定されて往復運動するコイル
と、Ｎ磁極部とＳ磁極部との間をコイルが磁界に対し直
交する方向に往復する際の磁化を行う磁石とを有し、コ
イルの往復の長さがＮ磁極部とＳ磁極部との隙間の長さ
と同一であり、コイルの往復運動が大きくなるのに従っ
てコイルの外側が磁界外に飛び出し、振動板の振幅に対
して起電力が比例しない非線形出力特性を備える構成と
してある。
【００１３】請求項３記載の送話音声信号処理装置は、
前記送話用マイクロホンと音声処理手段との間に、送話
用マイクロホンからの音声信号を増幅して出力する増幅
回路と、入力音声信号に対して所定周波数以上の信号成
分を除去して音声処理手段に出力するローパスフィルタ
とを備える構成としてある。
前記送話用マイクロホンと音声処理手段との間に、送話
用マイクロホンからの音声信号を増幅して出力する増幅
回路と、入力音声信号に対して所定周波数以上の信号成
分を除去して音声処理手段に出力するローパスフィルタ
とを備える構成としてある。
【００１４】請求項４記載の送話音声信号処理装置は、
前記音声処理手段として、送話用マイクロホンからの音
声信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、
Ａ／Ｄコンバータからのデジタル音声信号を、この音声
信号の上昇に対応してレベルが上昇する送話用マイクロ
ホンの非線形出力特性と対称的な非線形処理特性に基づ
いて線形に復元し、出力音声信号に混入した低レベルの
雑音信号を抑圧して出力するデジタル非線形処理手段と
を備える構成としてある。
前記音声処理手段として、送話用マイクロホンからの音
声信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、
Ａ／Ｄコンバータからのデジタル音声信号を、この音声
信号の上昇に対応してレベルが上昇する送話用マイクロ
ホンの非線形出力特性と対称的な非線形処理特性に基づ
いて線形に復元し、出力音声信号に混入した低レベルの
雑音信号を抑圧して出力するデジタル非線形処理手段と
を備える構成としてある。
【００１５】請求項５記載の送話音声信号処理装置は、
前記デジタル非線形処理手段からの音声信号における音
声信号の平均パワーのしきい値の判定、過去のフレーム
との差分レベル判定、又は、自己相関量のしきい値判定
によって音声区間を判定し、この判定区間外での雑音信
号を除去する雑音除去手段を備える構成としてある。
前記デジタル非線形処理手段からの音声信号における音
声信号の平均パワーのしきい値の判定、過去のフレーム
との差分レベル判定、又は、自己相関量のしきい値判定
によって音声区間を判定し、この判定区間外での雑音信
号を除去する雑音除去手段を備える構成としてある。
【００１６】請求項６記載の送話音声信号処理装置は、
この送話音声信号処理装置が携帯電話機の送信系に適用
した構成としてある。
この送話音声信号処理装置が携帯電話機の送信系に適用
した構成としてある。
【００１７】このような構成の請求項１，２，３，４記
載の発明の送話音声信号処理装置は、音圧レベルの上昇
に対応してレベルが低下する非線形特性の音声信号を、
この対称的な非線形処理特性に基づいて線形に復元し、
この際、出力音声信号に混入した低レベルの雑音信号
は、全体信号レベルの上昇に対して上昇が小さく（逓
減）、結果的に抑圧されたことになる。これにより、高
周波信号処理回路などから混入した雑音信号を効果的に
除去できるようになり、その送話音声の品質が向上す
る。
載の発明の送話音声信号処理装置は、音圧レベルの上昇
に対応してレベルが低下する非線形特性の音声信号を、
この対称的な非線形処理特性に基づいて線形に復元し、
この際、出力音声信号に混入した低レベルの雑音信号
は、全体信号レベルの上昇に対して上昇が小さく（逓
減）、結果的に抑圧されたことになる。これにより、高
周波信号処理回路などから混入した雑音信号を効果的に
除去できるようになり、その送話音声の品質が向上す
る。
【００１８】また、請求項５記載の発明の送話音声信号
処理装置は、高周波信号処理回路などから混入した雑音
信号を除去した後に、さらに、音声区間の判定区間外で
の雑音信号を除去している。この結果、より確実かつ正
確に音声信号から雑音信号が除去される。
処理装置は、高周波信号処理回路などから混入した雑音
信号を除去した後に、さらに、音声区間の判定区間外で
の雑音信号を除去している。この結果、より確実かつ正
確に音声信号から雑音信号が除去される。
【００１９】さらに、請求項６記載の送話音声信号処理
装置は、この送話音声信号処理装置が携帯電話機の送信
系に適用される。この結果、デジタル方式の小型携帯電
話機などにあって、高周波信号処理回路などから混入し
た雑音信号が確実かつ正確に除去されて、その通話品質
が向上する。
装置は、この送話音声信号処理装置が携帯電話機の送信
系に適用される。この結果、デジタル方式の小型携帯電
話機などにあって、高周波信号処理回路などから混入し
た雑音信号が確実かつ正確に除去されて、その通話品質
が向上する。
【００２０】
【発明の実施の形態】次に、本発明の送話音声信号処理
装置の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図
１は本発明の送話音声信号処理装置の実施形態における
構成を示すブロック図である。図１の送話音声信号処理
装置は、携帯電話機の送信系に適用されたものであり、
あとで詳細に説明するように、送話音源の音圧レベルの
上昇に対応して出力音声信号レベルが低下する非線形出
力特性を有した送話用マイクロホン１０１と、この送話
用マイクロホン１０１からの音声信号を増幅して出力す
る増幅回路１０２とを有している。
装置の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図
１は本発明の送話音声信号処理装置の実施形態における
構成を示すブロック図である。図１の送話音声信号処理
装置は、携帯電話機の送信系に適用されたものであり、
あとで詳細に説明するように、送話音源の音圧レベルの
上昇に対応して出力音声信号レベルが低下する非線形出
力特性を有した送話用マイクロホン１０１と、この送話
用マイクロホン１０１からの音声信号を増幅して出力す
る増幅回路１０２とを有している。
【００２１】さらに、この送話音声信号処理装置は、入
力音声信号における周波数３．４ｋＨｚ以上を除去して
出力するローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０３と、このＬ
ＰＦ１０３からの音声信号を周波数８ｋＨｚでサンプリ
ングし、デジタル信号に変換して出力するＡ／Ｄコンバ
ータ１０４とを有している。
力音声信号における周波数３．４ｋＨｚ以上を除去して
出力するローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０３と、このＬ
ＰＦ１０３からの音声信号を周波数８ｋＨｚでサンプリ
ングし、デジタル信号に変換して出力するＡ／Ｄコンバ
ータ１０４とを有している。
【００２２】さらに、送話音声信号処理装置には、送話
用マイクロホン１０１の非線形出力特性と対照的な非線
形処理特性による線形処理（復元処理）によって図示し
ない高周波信号処理回路などから混入した雑音信号を除
去した音声信号を出力するデジタルシグナルプロセッサ
（ＤＳＰ）１０５を有している。さらに、ＤＳＰ１０５
で処理した音声信号に変調を施し、かつ、所定周波数に
変換してアンテナから無線送信するための無線部１０６
とを有している。
用マイクロホン１０１の非線形出力特性と対照的な非線
形処理特性による線形処理（復元処理）によって図示し
ない高周波信号処理回路などから混入した雑音信号を除
去した音声信号を出力するデジタルシグナルプロセッサ
（ＤＳＰ）１０５を有している。さらに、ＤＳＰ１０５
で処理した音声信号に変調を施し、かつ、所定周波数に
変換してアンテナから無線送信するための無線部１０６
とを有している。
【００２３】ＤＳＰ１０５は、送話用マイクロホン１０
１と対照的な非線形処理特性、すなわち、入力音声信号
（送話音声）レベルの上昇に対応して、その出力音声信
号レベルが低下して線形に復元した音声信号を出力する
非線形処理部１０７を有している。さらに、音声信号の
平均パワーのしきい値の判定や過去のフレームとの差分
レベル判定、又は、自己相関量のしきい値判定などによ
って音声区間を判定し、この判定区間外での雑音信号
を、例えば、フィルタを通じて除去する雑音除去部１０
８を有している。
１と対照的な非線形処理特性、すなわち、入力音声信号
（送話音声）レベルの上昇に対応して、その出力音声信
号レベルが低下して線形に復元した音声信号を出力する
非線形処理部１０７を有している。さらに、音声信号の
平均パワーのしきい値の判定や過去のフレームとの差分
レベル判定、又は、自己相関量のしきい値判定などによ
って音声区間を判定し、この判定区間外での雑音信号
を、例えば、フィルタを通じて除去する雑音除去部１０
８を有している。
【００２４】図２は図１に示す送話用マイクロホン１０
１の詳細な構成を示す断面図である。図２の送話用マイ
クロホン１０１は、振動板支持部１０９で支持され、送
話音源の振動が伝達される振動板１１０と、振動板１１
０に固定されて送話音源の振動で往復運動を行うコイル
１１３とを有している。さらに、Ｎ磁極部１１１及びＳ
磁極部１１２を磁化するための磁石１１４を有し、この
送話用マイクロホン１０１は、コイル１１３の巻線がＮ
磁極部１１１からＳ磁極部１１２に向かう磁界を横切る
ように動き、コイル１１３にあとで説明する非線形出力
特性に基づいた起電力が発生し、その音声信号を出力す
る。
１の詳細な構成を示す断面図である。図２の送話用マイ
クロホン１０１は、振動板支持部１０９で支持され、送
話音源の振動が伝達される振動板１１０と、振動板１１
０に固定されて送話音源の振動で往復運動を行うコイル
１１３とを有している。さらに、Ｎ磁極部１１１及びＳ
磁極部１１２を磁化するための磁石１１４を有し、この
送話用マイクロホン１０１は、コイル１１３の巻線がＮ
磁極部１１１からＳ磁極部１１２に向かう磁界を横切る
ように動き、コイル１１３にあとで説明する非線形出力
特性に基づいた起電力が発生し、その音声信号を出力す
る。
【００２５】次に、この実施形態の動作について説明す
る。図３は送話用マイクロホン１０１の動作を説明する
ための図である。送話用マイクロホン１０１は、送話音
源の振動が振動板支持部１０９で支持された振動板１１
０に伝達されて往復運動し、振動板１１０に固定したコ
イル１１３も往復運動する。このコイル１１３は、磁石
１１４によって磁化されたＮ磁極部１１１と間隔を介し
て設けられたＳ磁極部１１２の間を、磁界に対して直交
する方向に往復するよう支持されている。コイル１１３
の巻線がＮ磁極部１１１からＳ磁極部１１２に向かう磁
界を横切るように動き、コイル１１３に起電力が発生す
る。
る。図３は送話用マイクロホン１０１の動作を説明する
ための図である。送話用マイクロホン１０１は、送話音
源の振動が振動板支持部１０９で支持された振動板１１
０に伝達されて往復運動し、振動板１１０に固定したコ
イル１１３も往復運動する。このコイル１１３は、磁石
１１４によって磁化されたＮ磁極部１１１と間隔を介し
て設けられたＳ磁極部１１２の間を、磁界に対して直交
する方向に往復するよう支持されている。コイル１１３
の巻線がＮ磁極部１１１からＳ磁極部１１２に向かう磁
界を横切るように動き、コイル１１３に起電力が発生す
る。
【００２６】このように振動板１１０の振動によって矢
印方向にコイル１１３が往復運動するが、この場合、コ
イル１１３は往復の長さがＮ磁極部１１１とＳ磁極部１
１２とで構成される隙間の長さと同一であり、往復運動
が大きくなるのに従って外側が磁界外に飛び出すことに
なる。したがって、振動板１１０の振幅に対して起電力
は比例して大きな値にならない。換言すれば、送話用マ
イクロホン１０１は、送話音声のレベルの上昇に対応し
て出力レベルが低下する非線形出力特性を有している。
印方向にコイル１１３が往復運動するが、この場合、コ
イル１１３は往復の長さがＮ磁極部１１１とＳ磁極部１
１２とで構成される隙間の長さと同一であり、往復運動
が大きくなるのに従って外側が磁界外に飛び出すことに
なる。したがって、振動板１１０の振幅に対して起電力
は比例して大きな値にならない。換言すれば、送話用マ
イクロホン１０１は、送話音声のレベルの上昇に対応し
て出力レベルが低下する非線形出力特性を有している。
【００２７】図４は送話用マイクロホン１０１の非線形
出力特性図である。図４に示す、非線形出力特性は、振
動板振幅レベル対出力レベルを示しており、振動板１１
０の振幅が大きくなると、この振幅の増加に対するマイ
クロホン出力レベルの増加が少なくなる。すなわち、振
動板振幅レベルａ，ｂと、マイクロホン出力レベルｃ，
ｄの関係が「ａ−ｂ＞ｃ−ｄ」となり、この差は振動板
振幅レベルの増加に伴って大きくなる。
出力特性図である。図４に示す、非線形出力特性は、振
動板振幅レベル対出力レベルを示しており、振動板１１
０の振幅が大きくなると、この振幅の増加に対するマイ
クロホン出力レベルの増加が少なくなる。すなわち、振
動板振幅レベルａ，ｂと、マイクロホン出力レベルｃ，
ｄの関係が「ａ−ｂ＞ｃ−ｄ」となり、この差は振動板
振幅レベルの増加に伴って大きくなる。
【００２８】このように動作する送話用マイクロホン１
０１からの入力音声信号は増幅回路１０２で増幅され
て、図３中のＬＰＦ１０３に入力される。ＬＰＦ１０３
では増幅回路１０２からの音声信号に対して周波数３．
４ｋＨｚ以上の信号を除去して、次段のＡ／Ｄコンバー
タ１０４へ出力する。Ａ／Ｄコンバータ１０４では周波
数８ｋＨｚでサンプリングしてデジタル信号に変換し、
このデジタル音声信号がＤＳＰ１０５中の非線形処理部
１０７に出力される。
０１からの入力音声信号は増幅回路１０２で増幅され
て、図３中のＬＰＦ１０３に入力される。ＬＰＦ１０３
では増幅回路１０２からの音声信号に対して周波数３．
４ｋＨｚ以上の信号を除去して、次段のＡ／Ｄコンバー
タ１０４へ出力する。Ａ／Ｄコンバータ１０４では周波
数８ｋＨｚでサンプリングしてデジタル信号に変換し、
このデジタル音声信号がＤＳＰ１０５中の非線形処理部
１０７に出力される。
【００２９】図５は図１に示す非線形処理部１０７の非
線形処理特性図である。図５に示す非線形処理特性図
は、入力音声信号レベル対出力音声信号レベルを示す非
線形処理特性であり、この非特性特性は入力音声信号レ
ベルの増大に従って出力音声信号レベルのゲインが上昇
する非線形処理特性を示している。すなわち、入力音声
信号レベルｅ，ｆと出力音声信号レベルｇ，ｈの関係は
「ｅ−ｆ＜ｇ−ｈ」となり、この差は入力音声信号レベ
ルの増大に伴って大きくなる。この非線形処理特性は送
話用マイクロホン１０１の非線形出力特性と対称的であ
る。この非線処理形特性に基づいて、入力音声信号の振
幅特性が音圧に対して線形の音声信号に変換される。す
なわち、送話音源の音圧レベルに復元される。
線形処理特性図である。図５に示す非線形処理特性図
は、入力音声信号レベル対出力音声信号レベルを示す非
線形処理特性であり、この非特性特性は入力音声信号レ
ベルの増大に従って出力音声信号レベルのゲインが上昇
する非線形処理特性を示している。すなわち、入力音声
信号レベルｅ，ｆと出力音声信号レベルｇ，ｈの関係は
「ｅ−ｆ＜ｇ−ｈ」となり、この差は入力音声信号レベ
ルの増大に伴って大きくなる。この非線形処理特性は送
話用マイクロホン１０１の非線形出力特性と対称的であ
る。この非線処理形特性に基づいて、入力音声信号の振
幅特性が音圧に対して線形の音声信号に変換される。す
なわち、送話音源の音圧レベルに復元される。
【００３０】この入力音声信号の振幅特性が音圧に対し
て線形の音声信号に変換されることによって、送話用マ
イクロホン１０１からＤＳＰ１０５までの途中の経路で
混入した雑音信号は、音声信号に対して低レベルである
ため、この雑音信号がその全信号レベルの上昇にともな
って小さく上昇（逓減）して抑圧され、Ｓ／Ｎ比が向上
した音声信号が得られる。
て線形の音声信号に変換されることによって、送話用マ
イクロホン１０１からＤＳＰ１０５までの途中の経路で
混入した雑音信号は、音声信号に対して低レベルである
ため、この雑音信号がその全信号レベルの上昇にともな
って小さく上昇（逓減）して抑圧され、Ｓ／Ｎ比が向上
した音声信号が得られる。
【００３１】このＳ／Ｎ比が向上した音声信号が雑音除
去部１０８に入力され、ここで送話用マイクロホン１０
１に音声と同時に入力された周囲雑音信号を除去して出
力される。この雑音除去部１０８による雑音除去は、通
常、音声信号の平均パワーのしきい値の判定や、過去の
フレームとの差分レベル判定、また、自己相関量のしき
い値判定等を組み合わせて音声区間を判定し、この判定
区間外での雑音信号をフィルタなどによって積極的に除
去する方法が用いられる。
去部１０８に入力され、ここで送話用マイクロホン１０
１に音声と同時に入力された周囲雑音信号を除去して出
力される。この雑音除去部１０８による雑音除去は、通
常、音声信号の平均パワーのしきい値の判定や、過去の
フレームとの差分レベル判定、また、自己相関量のしき
い値判定等を組み合わせて音声区間を判定し、この判定
区間外での雑音信号をフィルタなどによって積極的に除
去する方法が用いられる。
【００３２】雑音除去部１０８には非線形処理部１０７
から増幅回路１０２へ高周波信号回路などから混入した
雑音信号を除去しているため、より正確な雑音信号の除
去が行われる。すなわち、雑音信号が低減した高品質の
音声信号が無線部１０６に送出され、この無線部１０６
で所定周波数に変換し、かつ、変調が施され、アンテナ
を通じて無線送信される。
から増幅回路１０２へ高周波信号回路などから混入した
雑音信号を除去しているため、より正確な雑音信号の除
去が行われる。すなわち、雑音信号が低減した高品質の
音声信号が無線部１０６に送出され、この無線部１０６
で所定周波数に変換し、かつ、変調が施され、アンテナ
を通じて無線送信される。
【００３３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１〜４記載の発明の送話音声信号処理装置によれば、音
圧レベルの上昇に対応してレベルが低下する非線形特性
の音声信号を、これと対称的な非線形処理特性に基づい
て線形に復元している。したがって、音声信号の上昇に
対応してレベルが上昇するため、音声信号に混入した低
レベルの雑音信号が、その全体の信号レベルの上昇に対
して小さく上昇して抑圧される。この結果、高周波信号
処理回路などから混入した雑音信号を効果的に除去でき
るようになり、その送話音声の品質が向上する。
１〜４記載の発明の送話音声信号処理装置によれば、音
圧レベルの上昇に対応してレベルが低下する非線形特性
の音声信号を、これと対称的な非線形処理特性に基づい
て線形に復元している。したがって、音声信号の上昇に
対応してレベルが上昇するため、音声信号に混入した低
レベルの雑音信号が、その全体の信号レベルの上昇に対
して小さく上昇して抑圧される。この結果、高周波信号
処理回路などから混入した雑音信号を効果的に除去でき
るようになり、その送話音声の品質が向上する。
【００３４】請求項５記載の発明の送話音声信号処理装
置によれば、高周波信号処理回路などから混入した雑音
信号を除去した後に、さらに、音声区間の判定区間外で
の雑音信号を除去している。この結果、より確実かつ正
確に音声信号から雑音信号が除去できるようになる。
置によれば、高周波信号処理回路などから混入した雑音
信号を除去した後に、さらに、音声区間の判定区間外で
の雑音信号を除去している。この結果、より確実かつ正
確に音声信号から雑音信号が除去できるようになる。
【００３５】請求項６記載の送話音声信号処理装置によ
れば、この送話音声信号処理装置が携帯電話機の送信系
に適用される。したがって、デジタル方式の小型携帯電
話機などにあって、高周波信号処理回路などから音声信
号に混入した雑音信号が確実かつ正確に除去されて、そ
の通話品質が向上するようになる。
れば、この送話音声信号処理装置が携帯電話機の送信系
に適用される。したがって、デジタル方式の小型携帯電
話機などにあって、高周波信号処理回路などから音声信
号に混入した雑音信号が確実かつ正確に除去されて、そ
の通話品質が向上するようになる。
【図１】本発明の送話音声信号処理装置の実施形態にお
ける構成を示すブロック図である。
ける構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す送話用マイクロホンの詳細な構成を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図３】図１に示す送話用マイクロホンの動作を説明す
るための図である。
るための図である。
【図４】図１に示す送話用マイクロホンの非線形出力特
性図である。
性図である。
【図５】図１に示す非線形処理部の非線形処理特性図で
ある。
ある。
【図６】従来例の携帯電話装置における送信系の構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
１０１ 送話用マイクロホン １０２ 増幅回路 １０３ ローパスフィルタ（ＬＰＦ） １０４ Ａ／Ｄコンバータ １０５ デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ） １０６ 無線部 １０７ 非線形処理部 １０８ 雑音除去部 １０９ 振動板支持部 １１０ 振動板 １１１ Ｎ磁極部 １１２ Ｓ磁極部 １１３ コイル １１４ 磁石
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｒ 9/06 Ｈ０４Ｂ 7/26 Ｑ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04R 3/00 320 G10L 21/02 H04B 1/40 H04B 7/26 H04M 1/00 H04R 9/06
Claims (6)
- 【請求項１】 送話音源の音圧レベルの上昇に対応して
出力音声信号レベルが低下する非線形出力特性を有した
送話用マイクロホンと、 前記送話用マイクロホンの非線形出力特性に基づいた出
力音声信号を、この出力音声信号レベルの上昇に対応し
てレベルが上昇する前記送話用マイクロホンの非線形出
力特性と対照的な非線形処理特性に基づいて線形に復元
し、前記出力音声信号に混入した低レベルの雑音信号を
抑圧する音声処理手段と、 を備えることを特徴とする送話音声信号処理装置。 - 【請求項２】 前記送話用マイクロホンとして、 送話音源の振動が伝達されて往復運動する振動板と、 前記振動板を支持する振動板支持部材と、 前記振動板に固定されて往復運動するコイルと、 Ｎ磁極部とＳ磁極部との間を、前記コイルが磁界に対し
直交する方向に往復する際の磁化を行う磁石とを有し、 前記コイルの往復の長さが前記Ｎ磁極部とＳ磁極部との
隙間の長さと同一であり、前記コイルの往復運動が大き
くなるに従って前記コイルの外側が磁界外に飛び出し、
前記振動板の振幅に対して起電力が比例しない非線形出
力特性を備えることを特徴とする請求項１記載の送話音
声信号処理装置。 - 【請求項３】 前記送話用マイクロホンと音声処理手段
との間に、 前記送話用マイクロホンからの音声信号を増幅して出力
する増幅回路と、 入力音声信号に対して所定周波数以上の信号成分を除去
して音声処理手段に出力するローパスフィルタと、 を備えることを特徴とする請求項１記載の送話音声信号
処理装置。 - 【請求項４】 前記音声処理手段として、 送話用マイクロホンからの音声信号をデジタル信号に変
換するＡ／Ｄコンバータと、 前記Ａ／Ｄコンバータからのデジタル音声信号を、この
音声信号の上昇に対応してレベルが上昇する前記送話用
マイクロホンの非線形出力特性と対照的な非線形処理特
性に基づいて線形に復元し、前記出力音声信号に混入し
た低レベルの雑音信号を抑圧して出力するデジタル非線
形処理手段と、 を備えることを特徴とする請求項１記載の送話音声信号
処理装置。 - 【請求項５】 前記デジタル非線形処理手段からの音声
信号における音声信号の平均パワーのしきい値の判定、
過去のフレームとの差分レベル判定、又は、自己相関量
のしきい値判定によって音声区間を判定し、この判定区
間外での雑音信号を除去する雑音除去手段を備えことを
特徴とする請求項４記載の送話音声信号処理装置。 - 【請求項６】 請求項１，２，３，４，５記載の送話音
声信号処理装置が携帯電話機の送信系に適用されること
を特徴とする送話音声信号処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09077393A JP3082700B2 (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 送話音声信号処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09077393A JP3082700B2 (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 送話音声信号処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10276491A JPH10276491A (ja) | 1998-10-13 |
| JP3082700B2 true JP3082700B2 (ja) | 2000-08-28 |
Family
ID=13632656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09077393A Expired - Fee Related JP3082700B2 (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 送話音声信号処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3082700B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1811660B1 (en) * | 1999-03-30 | 2013-10-09 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for automatically adjusting speaker gain within a mobile telephone |
| CN108538305A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-09-14 | 百度在线网络技术（北京）有限公司 | 语音识别方法、装置、设备及计算机可读存储介质 |
-
1997
- 1997-03-28 JP JP09077393A patent/JP3082700B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10276491A (ja) | 1998-10-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |