JP4274254B2

JP4274254B2 - 車載ハンズフリー装置

Info

Publication number: JP4274254B2
Application number: JP2007027960A
Authority: JP
Inventors: 俊宏細井
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-02-07
Filing date: 2007-02-07
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2027-02-07
Also published as: US20080187128A1; US7756265B2; JP2008193577A

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（例えば特許文献１，２参照）。
特開２００５−１９８０９３号公報特開２００６−３３８０２号公報

ところで、出力音声を出力するスピーカとして車両に元々搭載されている車載スピーカを用いると共に受話音声の出力パワーを増幅する受話系アンプとして車両に元々搭載されている車載パワーアンプを用いる構成があり、車載パワーアンプとして設定値が閾値未満であるときに受話音声の出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出力パワーを非線形に増幅する特性を有するものがある。

ここで、ユーザは、周囲雑音の音量が大きくて車載スピーカからの出力音声を聞取り難い場合にはボリュームスイッチを操作してボリューム設定値を大きく設定することになるが、その場合、ユーザが大きく設定したボリューム設定値に連動して車載パワーアンプの設定値が閾値以上になる場合がある。そうなると、受話音声の出力パワーが増大する分、ユーザが車載スピーカからの出力音声を聞取り易くなるが、車載スピーカから出力された出力音声が歪むことになるので、車載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演算部に入力される分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。

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、ユーザが音声出力手段からの出力音声を聞取り易く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、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電話手段に出力する。制御手段は、ユーザがボリューム設定手段を操作して設定したボリューム設定値に連動する増幅手段の設定値が閾値以上であると、電話手段から増幅手段に入力される受話音声に対して特徴抽出増幅手段によるフォルマント周波数の帯域を抽出すると共に当該フォルマント周波数以外の帯域を除去することで音声の特徴部分のみを抽出して増幅する特徴抽出増幅処理を施し、当該ボリューム設定値に連動させることなく増幅手段の設定値を閾値に固定させ、電話手段から増幅手段に入力された受話音声の出力パワーを当該増幅手段により当該閾値に対応する出力パワーに増幅させる。

これにより、ユーザが設定したボリューム設定値に連動して増幅手段の設定値が閾値以上になると、電話手段から増幅手段に入力される受話音声に対して特徴抽出増幅手段による特徴抽出増幅処理を施すので、受話音声の出力パワーを擬似的に増幅した状態にすることができ、また、当該ボリューム設定値に連動させることなく増幅手段の設定値を閾値に固定させ、電話手段から増幅手段に入力された受話音声の出力パワーを当該増幅手段により当該閾値に対応する出力パワーに増幅させるので、音声出力手段からの出力音声が歪まないようにすることができ、その結果、ユーザが音声出力手段からの出力音声を聞取り易く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。

請求項２に記載した発明によれば、制御手段は、ユーザがボリューム設定手段を操作して設定したボリューム設定値に連動する増幅手段の設定値が閾値未満であると、電話手段から増幅手段に入力される受話音声に対して特徴抽出増幅手段による特徴抽出増幅処理を施すことなく、当該ボリューム設定値に連動させて増幅手段の設定値を変動させ、電話手段から増幅手段に入力された受話音声の出力パワーを当該増幅手段により当該設定値に対応する出力パワーに増幅させる。

これにより、ユーザが設定したボリューム設定値に連動して増幅手段の設定値が閾値未満になると、従来通りに、ユーザが音声出力手段からの出力音声を聞取り易く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、ボリューム制御部４と、マイクロホン５（本発明でいう音声入力手段）から入力した入力音声を増幅してエコーキャンセル部３に出力する送話系アンプ６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７（本発明でいう音声出力手段）に出力する受話系アンプ８（本発明でいう増幅手段）とを備えて構成されている。この場合、マイクロホン５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）し易い部位に設置されており、スピーカ８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。

エコーキャンセル部３は、オートゲイン制御部９と、切換スイッチ１０と、Ｄ／Ａ変換部１１と、特徴抽出増幅部１２（本発明でいう特徴抽出増幅手段）と、Ａ／Ｄ変換部１３と、演算部１４（本発明でいう演算手段）とを備えて構成されている。ボリューム制御部４は、ユーザが操作してボリューム設定値を設定する例えばダイヤル形状のボリュームスイッチ１５（本発明でいうボリューム設定手段）と、ＣＰＵ１６（本発明でいう制御手段）とを備えて構成されている。

オートゲイン制御部９は、携帯電話機２から入力した受話音声をオートゲイン制御して切換スイッチ１０に出力する。切換スイッチ１０は、オートゲイン制御部９から入力した受話音声に対してＣＰＵ１６から入力した切換制御信号に基づいて特徴抽出増幅部１２による特徴抽出増幅処理を施すことなく当該受話音声をＤ／Ａ変換部１１に出力する第１の経路（実線で示す経路）と特徴抽出増幅部１２による特徴抽出増幅処理を施して当該受話音声をＤ／Ａ変換部１１に出力する第２の経路（破線で示す経路）とを選択的に切換える。

特徴抽出増幅部１２は、切換スイッチ１０が第２の経路を選択しているときに、オートゲイン制御部９から入力した受話音声に対して音声の特徴部分のみを抽出して増幅する特徴抽出増幅処理を施し、受話音声の出力パワーを擬似的に増幅した状態とする。一例としてはフォルマント周波数を抽出すると共に当該フォルマント周波数以外の帯域を除去して音声の特徴部分のみを増幅する。

Ｄ／Ａ変換部１１は、オートゲイン制御部９から切換スイッチ１０を経由して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８に出力する。受話系アンプ８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（Ｖｘ）が閾値（Ｖｘｌ）未満であるときに受話音声の出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出力パワーを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７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７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７から出力される出力音声は歪む。

受話系アンプ８は、ＣＰＵ１６からボリュームスイッチ１５のボリューム設定値を入力し、ユーザがボリュームスイッチ１５を操作して設定したボリューム設定値に連動させて受話音声の出力パワーを増幅してスピーカ７に出力する。スピーカ７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８から入力した受話音声を出力音声として出力する。

送話系アンプ６は、マイクロホン５から入力した入力音声を増幅してＡ／Ｄ変換部１３に出力する。Ａ／Ｄ変換部１３は、送話系アンプ６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１４に出力する。演算部１４は、スピーカ７から出力された出力音声のうちマイクロホン５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からオートゲイン制御部９と切換スイッチ１０と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。

次に、上記した構成の作用について、図２を参照して説明する。図２は、ボリューム制御部４のＣＰＵ１６が行う処理をフローチャートとして示している。
ＣＰＵ１６は、ハンズフリー通話の開始トリガが発生したか否かを判定しており（ステップＳ１）、例えばユーザがハンズフリー通話開始ボタン（図示せず）を操作し、ハンズフリー通話の開始トリガが発生した旨を検出すると（ステップＳ１にて「ＹＥＳ」）、ハンズフリー機能をオンする（ステップＳ２）。次いで、ＣＰＵ１６は、その時点でのボリュームスイッチ１５のボリューム設定値に連動する受話系アンプ８の設定値を初期の設定値として取得し、その取得した初期の設定値と閾値とを比較する（ステップＳ３）。そして、ＣＰＵ１６は、初期の設定値が閾値未満である旨を検出すると（ステップＳ３にて「ＮＯ」）、切換スイッチ１０を第１の経路に選択し、当該ボリューム設定値に連動させて受話系アンプ８の設定値を変動させ、携帯電話機２からエコーキャンセル部３を経由して受話系アンプ８に入力された受話音声の出力パワーを当該設定値に対応する出力パワーに増幅させる（ステップＳ４）。

これに対して、ＣＰＵ１６は、初期の設定値が閾値以上である旨を検出すると（ステップＳ３にて「ＹＥＳ」）、切換スイッチ１０を第２の経路に選択し、受話音声に対して特徴抽出増幅部１２による特徴抽出増幅処理を施し（ステップＳ５）、当該ボリューム設定値に連動させることなく受話系アンプ８の設定値を閾値に固定させ、携帯電話機２からエコーキャンセル部３を経由して受話系アンプ８に入力された受話音声の出力パワーを当該閾値に対応する出力パワーに増幅させる（ステップＳ６）。

次いで、ＣＰＵ１６は、ボリュームスイッチ１５のボリューム設定値が変更されたか否かを判定すると共に（ステップＳ７）、ハンズフリー通話の終了トリガが発生したか否かを判定する（ステップＳ８）。ここで、ＣＰＵ１６は、ハンズフリー通話の終了トリガが発生するよりも先にボリュームスイッチ１５のボリューム設定値が変更された旨を検出すると（ステップＳ７にて「ＹＥＳ」）、新たに設定されたボリューム設定値に連動する受話系アンプ８の設定値を変更後の設定値として取得し、その取得した変更後の設定値と閾値とを比較し（ステップＳ９）、上記した初期の設定値と閾値とを比較した場合と同様の処理を行う。

すなわち、ＣＰＵ１６は、変更後の設定値が閾値未満である旨を検出すると（ステップＳ９にて「ＮＯ」）、切換スイッチ１０を第１の経路に選択し、当該ボリューム設定値に連動させて受話系アンプ８の設定値を変動させ、携帯電話機２からエコーキャンセル部３を経由して受話系アンプ８に入力された受話音声の出力パワーを当該設定値に対応する出力パワーに増幅させる（ステップＳ１０）、上記したステップＳ７，８に戻る。

これに対して、ＣＰＵ１６は、変更後の設定値が閾値以上である旨を検出すると（ステップＳ９にて「ＹＥＳ」）、切換スイッチ１０を第２の経路に選択し、受話音声に対して特徴抽出増幅部１２による特徴抽出増幅処理を施し（ステップＳ１１）、当該ボリューム設定値に連動させることなく受話系アンプ８の設定値を閾値に固定させ、携帯電話機２からエコーキャンセル部３を経由して受話系アンプ８に入力された受話音声の出力パワーを当該閾値に対応する出力パワーに増幅させ（ステップＳ１２）、上記したステップＳ７，８に戻る。

尚、ＣＰＵ１６は、例えばユーザがハンズフリー通話終了ボタン（図示せず）を操作し、ハンズフリー通話の終了トリガが発生した旨を検出すると（ステップＳ８にて「ＹＥＳ」）、ハンズフリー機能をオフし（ステップＳ１３）、一連の処理を終了する。

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、ユーザが設定したボリューム設定値に連動して受話系アンプ８の設定値が閾値以上になると、携帯電話機２から受話系アンプ８に入力される受話音声に対して特徴抽出増幅部１２による特徴抽出増幅処理を施すように構成したので、受話音声の出力パワーを擬似的に増幅した状態にすることができ、また、当該ボリューム設定値に連動させることなく受話系アンプ８の設定値を閾値に固定させ、携帯電話機２から受話系アンプ８に入力された受話音声の出力パワーを当該受話系アンプ８により当該閾値に対応する出力パワーに増幅させるように構成したので、スピーカ７からの出力音声が歪まないようにすることができ、その結果、ユーザがスピーカ７からの出力音声を聞取り易くすることができながらも、演算部１４がエコーキャンセルを適切に行うことができる。

また、ユーザが設定したボリューム設定値に連動して受話系アンプ８の設定値が閾値未満になると、当該ボリューム設定値に連動させて受話系アンプ８の設定値を変動させ、携帯電話機２から受話系アンプ８に入力された受話音声の出力パワーを当該受話系アンプにて当該設定値に対応する出力パワーに増幅させるように構成したので、従来通りに、ユーザがスピーカ７からの出力音声を聞取り易くすることができながらも、演算部１４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）、５はマイクロホン（音声入力手段）、７はスピーカ（音声出力手段）、８は受話系アンプ（増幅手段）、１２は特徴抽出増幅部（特徴抽出増幅手段）、１４は演算部（演算手段）、１５はボリュームスイッチ（ボリューム設定手段）、１６はＣＰＵ（制御手段）である。

Claims

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演算手段と、
ユーザが操作してボリューム設定値を設定するボリューム設定手段と、
設定値が閾値未満であるときに受話音声の出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出力パワーを非線形に増幅する特性を有する増幅手段と、
ユーザが前記ボリューム設定手段を操作して設定したボリューム設定値に連動させて前記増幅手段の設定値を変動させ、前記電話手段から前記増幅手段に入力された受話音声の出力パワーを当該増幅手段により当該設定値に対応する出力パワーに増幅可能な制御手段とを備えた車載ハンズフリー装置であって、
前記電話手段から前記増幅手段に入力される受話音声に対してフォルマント周波数の帯域を抽出すると共に当該フォルマント周波数以外の帯域を除去することで音声の特徴部分のみを抽出して増幅する特徴抽出増幅処理を選択的に施す特徴抽出増幅手段を備え、
前記制御手段は、ユーザが前記ボリューム設定手段を操作して設定したボリューム設定値に連動する前記増幅手段の設定値が閾値以上である場合には、前記電話手段から前記増幅手段に入力される受話音声に対して前記特徴抽出増幅手段による特徴抽出増幅処理を施し、当該ボリューム設定値に連動させることなく前記増幅手段の設定値を閾値に固定させ、前記電話手段から前記増幅手段に入力された受話音声の出力パワーを当該増幅手段により当該閾値に対応する出力パワーに増幅させることを特徴とする車載ハンズフリー装置。
請求項１に記載した車載ハンズフリー装置において、
前記制御手段は、ユーザが前記ボリューム設定手段を操作して設定したボリューム設定値に連動する前記増幅手段の設定値が閾値未満である場合には、前記電話手段から前記増幅手段に入力される受話音声に対して前記特徴抽出増幅手段による特徴抽出増幅処理を施すことなく、当該ボリューム設定値に連動させて前記増幅手段の設定値を変動させ、前記電話手段から前記増幅手段に入力された受話音声の出力パワーを当該増幅手段により当該設定値に対応する出力パワーに増幅させることを特徴とする車載ハンズフリー装置。