JPH08163212A

JPH08163212A - 電話機

Info

Publication number: JPH08163212A
Application number: JP30194494A
Authority: JP
Inventors: Masato Kubo; 政人久保
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1994-12-06
Filing date: 1994-12-06
Publication date: 1996-06-21
Anticipated expiration: 2012-08-20
Also published as: JP2643877B2

Abstract

(57)【要約】【目的】事前学習した話者本人の聴感特性と発声特性
に基づいて、自動的に最適音量調整ができるようにする
ことを目的とする。【構成】伝送損失等が原因で受話音量が不足するとき
は、送話音量も絞ることによって相手方により大音量で
の発声を促す。また、受話音量のしきい値判別に用いる
しきい値Ｔｕ，Ｔｌを、事前学習により話者個人の聴感
特性と発声特性とを反映して学習することができ、これ
により話者によって個人差のある聴感特性と発声特性に
最適な通話環境を設定する。また、通話中の外部騒音レ
ベルに応じて上記しきい値Ｔｕ，Ｔｌに補正係数を乗じ
て補正することにより、話者と通話環境とに適応した高
品位の通信を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、受話音量に基づいて送
話音量を制御するとともに、話者に固有の受話音量のし
きい値を事前学習を通じて把握し、高品位の通話を可能
にした電話機に関する。

【０００２】

【従来の技術】親機と子機が無線により結ばれたコード
レス電話のような可搬型の電話機は、通話中の周囲の騒
音によって通話品質が左右されやすく、特に同じ可搬型
でも、室内外を問わず使用される携帯電話用或いは自動
車電話用の電話機は、外部騒音の影響をより顕著に受け
やすい。このため、こうした可搬型の電話機のなかに
は、周囲の騒音レベルを検知して受話音量や送話音量を
自動的に可変する構成のものがある。

【０００３】図４に示す自動音量調整機能付きの電話機
１は、特開平３−１０５４８号公報「電話機」に開示さ
れたものであり、集音マイクロフォン２が集音した外部
騒音（バックグランド・ノイズ）レベルと受話音量及び
送話音量の３個のファクタから、ファジィルールに従っ
て最適な受話音量及び送話音量を決定する構成とされて
いる。すなわち、ファジィルールに則ってファジィ推論
を行う制御部３が、集音マイクロフォン２の出力を大中
小の３レベルにしきい値判別し、しきい値判別された各
レベルごとに、送話音量と受話音量の大小関係に応じて
送話器４と受話器５のゲインを可変する構成とされてい
る。送話器４は、話者が発声する音声を捕捉するマイク
ロフォン４ａに接続され、受話器５は通話する相手方か
ら送られてくる音声を発音するスピーカ５ａの前段に接
続されている。

【０００４】本公報に示されたファジィルールによれ
ば、例えば送話音量レベルが「中」で受話音量レベルが
「大」で外部騒音レベルが「小」である場合は、送話器
ゲインＳｇは「中」のまま受話器ゲインＲｇを「小」に
設定する。送話音量レベルが「中」で受話音量レベルが
「小」であるのに外部騒音レベルが「大」である場合
は、送話器ゲインＳｇを「小」として受話器ゲインＲｇ
を「中」に設定する選択がなされる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この電話機１は、送話
音量レベルと送話音量レベル及び外部騒音レベルに応じ
て受話器ゲインＲｇと送話器ゲインＳｇが自動的に可変
されるため、伝送路や通話環境の影響に受けずに通話品
質の向上を図ることができる。

【０００６】この種の電話機に限らず、自動音量調整機
能の付いた従来の電話機は、例外なく受話器５と送話器
４との間に介在する話者本人について、ごく一般的な聴
感特性と発声特性の持ち主を想定して送話器ゲインＳｇ
或いは受話器ゲインＲｇを決定している。このため例え
ば補聴器を使用している人や、或いは補聴器の助けを借
りるほどではないが軽度の聴覚障害を有する人、さらに
は一般の人よりも元来が地声の大きな人といった聴感特
性或いは発声特性が類型パターンから外れる人について
は、固定されたファジィルール自体の可適用性に疑問を
残すものであった。

【０００７】例えば、外部騒音レベル自体は通話に支障
をきたすほど劣悪ではないにも拘わらず、相手方の音声
が聞き取りにくかったり或いは地声自体が大きいため
に、時としてかなりの大声で送話している人をよく見か
けるが、こうした大きな声を聞いた相手方は耳障りな感
じがするだけでなく、鼓膜に響く声を避けて無意識のう
ちに電話機を口元から遠ざけて話しやすく、結果的に受
話音量の一段の低下を招くためにより一層大声での送話
に拍車をかけるなど、悪循環による通話品質の低下を招
きやすいといった課題があった。

【０００８】本発明の目的は、事前学習した話者本人の
聴感特性と発声特性に基づいて、自動的に最適音量調整
ができるようにすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、受話音量をし
きい値判別し、該しきい値判別された受話音量にほぼ比
例させて送話音量を可変する送話音量可変手段と、前記
しきい値判別に用いるしきい値を、話者別に対話形式で
事前学習する事前学習手段とを具備することを特徴とす
る電話機を提供することにより、前記目的を達成するも
のである。

【００１０】また、事前学習手段が、事前学習の対象と
なる話者に発声を促すメッセージを受話音声として与
え、該受話音声に応答する話者の送話音量を測定し、該
メッセージの音量を段階的に可変して各段階ごとに得ら
れる受話音量に対する送話音量を前記しきい値として取
り込む対話形式の制御回路と、該制御回路が取り込んだ
しきい値を話者ごとに記憶するメモリとを具備するこ
と、また制御回路が、話者の周囲の騒音を検出し、該騒
音レベルに応じて前記しきい値を補正すること、或いは
メモリに、メッセージに関する所定の音声内容が記憶さ
せてあること等を特徴とする電話機を提供することによ
り、前記目的を達成するものである。

【００１１】

【作用】本発明は、受話音量をしきい値判別し、しきい
値判別された受話音量にほぼ比例させて送話音量を可変
するとともに、しきい値判別に用いるしきい値を、話者
別に対話形式で事前学習することにより、話者によって
異なる聴感特性或いは発声特性に応じた適正な自動音量
調節を可能にする。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図１ないし
図３を参照して説明する。図１は、本発明の電話機の一
実施例を示すブロック図、図２は、図１に示した制御回
路の事前学習動作を説明するためのフローチャート、図
３は、通話中の外部騒音レベルと事前学習結果に乗ずる
補正係数との関係を示す図である。

【００１３】図１に示す電話機１１は、無線電波を媒介
として送受信を行う携帯電話機であり、送受信アンテナ
１２には、送受信器１３が接続してある。送受信器１３
が受信した受信信号は、受話音声レベルを可変するため
の受話レベル調整器１４と利得が固定されたアンプ回路
１５とを介して受話用スピーカ１６に送り込まれ、発音
出力として話者の耳に達する。

【００１４】一方、送話マイクロフォン１７を介して入
力された送話信号は、利得が固定されたアンプ回路１８
にて増幅されたのち、送話音量レベルを可変する送話音
量可変手段である送話レベル調整器１９を介して送受信
器１３に送り出され、所定の変調を受けて送受信アンテ
ナ１２を介して空中にに放射される。

【００１５】２０は、外部騒音を検出する集音マイクロ
フォンであり、集音した周囲の騒音を、アンプ回路２０
ａを経由し、さらに音声信号を整流平滑化して音声パワ
ーを示す値に変換する整流回路２１を介して制御回路２
２のＡＤ変換入力ポートＮｉに外部騒音パワーを供給す
る。

【００１６】また、この外部騒音パワーの外に、受話音
声パワーと送話音声パワーとが、受話レベル調整器１４
と送話レベル調整器１９の各直前から分岐させた線路を
経由し、それぞれ整流回路２３，２４を介して制御回路
２２のＡＤ変換入力ポートＲｉ，Ｓｉに供給される。

【００１７】制御回路２２は、受話音量のレベルを大中
小の３段階程度にしきい値判別し、しきい値判別された
受話音量に対し送話音量のレベルを比例的に可変するこ
とにより、相手方に送話音量の不足又は過剰を認識させ
て高品位の通話品質維持を図る。すなわち、実施例の場
合、受話音量は大小２個のしきい値Ｔｕ，Ｔｌを用いて
大中小の３レベルにしきい値判別され、各レベルに対応
して送話レベル調整器１９のゲインは−０ｄＢ，−６ｄ
Ｂ，−９ｄＢのごとく３段階に切り替えられるようにな
っている。

【００１８】ただし、上記のしきい値Ｔｕ，Ｔｌは固定
されたものではなく、話者により聴感特性と発声特性に
個人差があることを考慮し、対話形式の事前学習を通じ
て話者に固有の値が事前入手できるよう構成してある。
すなわち、非通話中に事前学習モードを選択すると、制
御回路２２が受信線路に介挿された混合器２５に向け、
受話音声として聞き取られるようメモリ２６から所定の
メッゼージを読み出し、このメッセージの音量を対話の
進行に合わせて段階的に可変する。一方、音量が異なる
メッセージごとに話者が応答したさいの送話音量は、前
記大小のしきい値Ｔｕ，Ｔｌを決める値として取り込ま
れ、事前学習対象とされた話者に関する聴感及び発声デ
ータとしてメモリ２６に記憶される。なお、実施例の場
合、制御回路２２と混合器２５とメモリ２６とが、事前
学習手段を構成する。

【００１９】事前学習は、具体的には図２に示すフロー
チャートに従って行われる。まず、最初のステップ（１
０１）において、受話レベル調整器１４の調整レベルを
−０ｄＢにセットする。次に、ステップ（１０２）にお
いて、混合器２５を経由して受話用スピーカ１６に「聞
こえたらハイと答えて下さい」というメッセージを発す
る。そして、このメッセージを耳にした話者が、「ハ
イ」と発声すると、この発声が送話マイクロフォン１７
を通してアンプ回路１８に送り込まれ、さらに整流回路
２４を介して制御回路２２のＡＤ変換入力ポートＳｉか
ら取り込まれる。このとき、制御回路２２は、ステップ
（１０３）において、ＡＤ変換入力ポートＮｉ，Ｓｉに
入力された騒音と送話音声の各パワーをディジタルデー
タとして取り込む。

【００２０】この場合、送話音声のパワーは、メッセー
ジを受話した話者が自らの耳で聞いたのと同程度である
と思われる音量レベルで「ハイ」と応答したときの送話
音量を示すものであり、受話音量と送話音量とのギャッ
プを示す話者に固有のデータ、すなわち前述のしきい値
Ｔｕとして後述するステップ（３０１）においてメモリ
２６内に取り込まれる。一方また、騒音パワーの方は、
続く判断ステップ（１０４）において、事前学習自体の
成否を握る騒音許容限度を示すしきい値Ｎｍと比較さ
れ、比較の結果、騒音が騒音許容限度Ｎｍを越えてしま
っていたことが判った場合は、判断ステップ（１０５）
を経由して再びステップ（１０２）に戻り、同じ学習を
繰り返す。ただし、判断ステップ（１０５）における判
断が３回以上否定された場合は、外部環境が事前学習に
適した静かな環境でないことがはっきりするため、そこ
で事前学習を修了する。

【００２１】一方、判断ステップ（１０４）において騒
音許容限度Ｎｍ以下の外部騒音のなかで事前学習が行わ
れていることが判った場合は、続くステップ（２０１）
において、受話レベル調整器１９の調整レベルを−６ｄ
Ｂにセットする。次に、前記と同様、ステップ（２０
２）〜（２０５）に示した学習を実行する。この学習で
は、−６ｄＢに絞った受話音量と送話音量とのギャップ
を示す話者に固有のデータが、前述のしきい値Ｔｌとし
てメモリ２６内に取り込まれる。また、騒音パワーが騒
音許容限度Ｎｍを３回以上続けて上回った場合は、前記
と同様、外部環境が事前学習に適した静かな環境でない
ものと判断して、そこで事前学習を停止する。

【００２２】以下、必要に応じて受話レベルを切り下げ
つつ、同様の学習を繰り返し処理できるが、この実施例
ではステップ（３０１）までにおいて前述の２個のしき
い値Ｔｕ，Ｔｌが得られるため、これらのしきい値Ｔ
ｕ，Ｔｌをステップ（３０１）においてメモリ２６に格
納し、そこで事前学習を完了する。

【００２３】ところで、聴力障害のある人や地声の大き
な人の場合、通常の人に比べ同じ音量のメッセージに対
しても、比較的大きな声で応答してしまうため、受話音
量と送話音量が同程度で肩を並べるのではなく、受話音
量を送話音量が上回る結果、しきい値Ｔｕ，Ｔｌはそれ
ぞれ−０ｄＢ，−６ｄＢによりも大きめの値をとり、例
えばＴｕが１ｄＢ，Ｔｌが−５ｄＢといった値となる。
このため、いざ実際に通話を行ったさいに、標準的な聴
感特性と発声特性を有する人に対し、例えば０．５ｄＢ
の受話音量に対して送話ゲインを「大」に設定している
ケースでも、聴力障害のある人や地声の大きな人の場合
には、事前学習の効果によって送話ゲインは「中」に設
定され、これにより通話の相手方も話者の聴感特性や発
声特性における特異性に煩わされることなく、高品位の
通話が可能となる。

【００２４】また、電話機１１は、集音マイクロフォン
２０によって外部雑音を常時検出しており、通話中にア
ンプ回路２０ａと整流回路２１を介して取り込まれた外
部騒音のレベルに応じて、上記しきい値Ｔｕ，Ｔｌに一
定の係数ｋを乗じて通話環境に適応した通話を可能にし
ている。ただし、この係数ｋは、図３に示したように、
外部騒音のレベルに常に線形に可変するとは限らず、外
部騒音レベルＮが室内相当レベル（Ｎａ）に満たない場
合と、通話に支障をきたす喧噪レベル（Ｎｂ）以下で室
内相当レベル（Ｎａ）以上の場合と、喧噪レベル（Ｎ
ｂ）を越える場合の３通りの場合について、以下のごと
く設定してある。すなわち、Ｎ＜Ｎａでは、ｋ＝１Ｎａ≦Ｎ≦Ｎｂでは、ｋ＝（Ｎｂ−Ｎ）／（Ｎｂ−Ｎ
ａ）Ｎｂ＜Ｎでは、ｋ＝０である。このため、電話機１１は、話者個人の聴感特性
や発声特性の外に、周囲の外部騒音レベルにも対応して
しきい値Ｔｕ，ＴｌをｋＴｕ，ｋＴｌのごとくダイナミ
ックに可変することができる。具体的には、外部騒音レ
ベルＮが室内相当レベル（Ｎａ）に満たない場合は、事
前学習結果をそのまま（ｋ＝１）利用して、受話音量に
連動する送話音量制御に活用する。ただし、外部騒音レ
ベルＮが通話に支障をきたす喧噪レベル（Ｎｂ）以下で
室内相当レベル（Ｎａ）以上の場合には、外部騒音レベ
ルＮに逆比例的に事前学習効果を薄め、さらに喧噪レベ
ル（Ｎｂ）を越える外部騒音に至っては、事前学習の効
果をすべて無視することにする。従って、喧噪この上な
い環境にあっては、事前学習により得られたしきい値Ｔ
ｕ，Ｔｌはともに「０」とされてしまい、これにより受
話音量の大小に関係なく送話ゲインは１に保たれる。

【００２５】また、電話機１１は、通話中も整流回路２
３を介して制御回路２２に受話音量を取り込む構成であ
るため、この受話音量と送話音量の関係を適時検証する
ことにより、事後学習を行うことも可能である。すなわ
ち、前述の事前学習では制御回路２２が発するメッセー
ジに応答する話者の送話音量から、話者の聴感特性と発
声特性に対応するしきい値Ｔｕ，Ｔｌの学習を図ったの
に対し、事後学習にあっては、制御回路２２が発するメ
ッセージではなく、通話先の相手方の音声に応答する話
者の送話音量から話者の聴感特性と発声特性に対応する
新たなしきい値Ｔｕ’，Ｔｌ’を学習することができ
る。ただし、この事後学習を実施するか否かは、事前学
習と同様、話者の意思に任せるのがよく、それらの選択
は釦操作を通じて簡単に実行できるようにしておくとよ
い。

【００２６】このように、上記電話機１１によれば、送
線路における伝送損失等が原因で受話音量が不足すると
きは、送話音量も絞ることによって相手方により大音量
での発声を促し、またその逆に相手方の地声が大きかっ
たり、伝送損失が極端に少ない近距離の通話であって受
話音量が過剰であるような場合には、送話音量も上げる
ことによって相手方により小音量での発声を促すという
ように、快適な通話環境の設定が可能である。また、受
話音量のしきい値判別に用いるしきい値Ｔｕ，Ｔｌを、
事前学習による話者個人の聴感特性と発声特性とを反映
してメモリ２６に取り込むことができ、これにより話者
によって個人差のある聴感特性と発声特性に最適な通話
環境の設定が可能である。

【００２７】また、受話音声として制御回路２２がメッ
セージを発し、このメッセージを聞いた話者が自らの耳
で聞いたのと同じレベルと思われる音量で「ハイ」と応
答したときの送話音量を採取しつつ、離散値的に可変し
た受話音量に対して送話音量を採取するため、話者に固
有の受話音量に対する送話音量の応答関係を、きめ細か
に入手することができる。また、学習結果はメモリ２６
に格納しておくことができるため、複数の話者について
個々に事前学習の結果を管理することも可能である。

【００２８】さらにまた、学習時と異なる環境で通話す
るさいに、学習時と通話時の騒音の音量比に応じて補正
係数ｋを乗じてしきい値Ｔｕ，Ｔｌを補正するようにし
たから、学習時と通話時の周囲の環境の違いが話者に固
有の聴感特性と発声特性に与える影響を、定量的に補正
することができ、これにより特に携帯電話や自動車電話
といった外部騒音の影響の変化の激しい移動体通信向け
に環境適応能力の高い電話機１１を提供することができ
る。

【００２９】また、メモリ２６に、話者の事前学習に用
いるメッセージに関する所定の音声内容を記憶させたの
で、メモリ２６から読み出したメッセージに従って対話
を誘導することにより、音声合成ＩＣメモリ等を用いる
ことなく、対話形式の事前学習が可能であり、メモリ２
６を学習結果の記憶用途以外にメッセージの記憶媒体と
して活用できる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、受話音
量をしきい値判別し、該受話音量にほぼ比例させて送話
音量を可変する送話音量可変手段と、前記しきい値判別
に用いるしきい値を、話者別に対話形式で事前学習する
事前学習手段とを設けて構成したから、相手方の置かれ
た環境の騒音や伝送線路における伝送損失等が原因で受
話音量が不足するときは、送話音量も絞ることによって
相手方により大音量での発声を促し、またその逆に相手
方の地声が大きかったり、伝送損失が極端に少ない近距
離の通話であって受話音量が過剰であるような場合に
は、送話音量も上げることによって相手方により小音量
での発声を促すというように、快適な通話環境の設定が
可能であり、また受話音量のしきい値判別に用いるしき
い値を、話者に固有の聴感特性と発声特性の反映した値
として事前学習することにより、話者によって個人差の
ある聴感特性と発声特性に最適な通話環境の設定が可能
である等の優れた効果を奏する。

【００３１】また、事前学習手段が、受話音声としてメ
ッセージを発し、該メッセージの音量を段階的に可変
し、各段階ごとに話者が応答したさいの送話音量をしき
い値として取り込み、該制御回路が取り込んだしきい値
をメモリに記憶させる構成としたから、受話音量として
発するメッセージは、例えば「聞こえたら、ハイと答え
て下さい」のごとく話者の発声を促す内容のものでよ
く、このメッセージを聞いた話者が自らの耳で聞いたの
と同レベルであると思われる音量で「ハイ」と応答した
ときの送話音量を採取しつつ、離散値的に可変した受話
音量に対して送話音量を採取することにより、話者に固
有の受話音量に対する送話音量の応答関係を得ることが
でき、耳の遠い人や地声の大きな人など話者に固有の聴
感特性と発声特性に基づくしきい値の事前学習が可能で
あり、また学習結果はメモリに格納しておくことができ
るため、複数の話者について個々に事前学習の結果を管
理することが可能である等の効果を奏する。

【００３２】さらにまた、本発明は、制御回路が、話者
の周囲の騒音を検出し、該騒音レベルに応じて前記しき
い値を補正する構成としたから、学習時と異なる環境で
通話するさいに、学習時と通話時の騒音の音量比に応じ
てしきい値を補正することにより、学習時と通話時の周
囲の環境の違いが話者に固有の聴感特性と発声特性に与
える影響を、定量的に補正することができ、これにより
特に携帯電話や自動車電話といった外部騒音の影響の変
化の激しい移動体通信向けに環境適応能力の高い電話機
を提供することができる等の効果を奏する。

【００３３】また、本発明は、メモリに、話者の事前学
習に用いるメッセージに関する所定の音声内容を記憶さ
せたので、メモリから読み出したメッセージに従って対
話を誘導することにより、音声合成ＩＣメモリ等を用い
ることなく、対話形式の事前学習が可能であり、メモリ
を学習結果の記憶用途以外にメッセージの記憶媒体とし
ても活用できる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電話機の一実施例を示すブロック図で
ある。

【図２】図１に示した制御回路による対話形式事前学習
動作を説明するためのフローチャートである。

【図３】通話中の外部騒音レベルと事前学習結果に乗ず
る補正係数との関係を示す図である。

【図４】従来の電話機の一例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１１電話機１４受話レベル調整器１６受信用スピーカ１７送信マイクロフォン１９送信レベル調整器２０集音マイクロフォン２２制御回路２５混合器２６メモリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】受話音量をしきい値判別し、該しきい値
判別された受話音量にほぼ比例させて送話音量を可変す
る送話音量可変手段と、前記しきい値判別に用いるしき
い値を、話者別に対話形式で事前学習する事前学習手段
とを具備することを特徴とする電話機。
【請求項２】前記事前学習手段は、事前学習の対象と
なる話者に発声を促すメッセージを受話音声として与
え、該受話音声に応答する話者の送話音量を測定し、該
メッセージの音量を段階的に可変して各段階ごとに得ら
れる受話音量に対する送話音量を前記しきい値として取
り込む対話形式の制御回路と、該制御回路が取り込んだ
しきい値を話者ごとに記憶するメモリとを具備すること
を特徴とする請求項１記載の電話機。
【請求項３】前記制御回路は、話者の周囲の騒音を検
出し、該騒音レベルに応じて前記しきい値を補正するこ
とを特徴とする請求項１記載の電話機。
【請求項４】前記メモリは、前記メッセージに関する
所定の音声内容が記憶させてあることを特徴とする請求
項２記載の電話機。