專利名稱：噪聲降低通話裝置及噪聲降低通話方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及降低有線或無(wú)線發(fā)送側(cè)的噪聲、發(fā)送容易聽(tīng)的聲音的通信裝置。
圖8是示出了現(xiàn)有的通話裝置例子的構(gòu)成圖。
在圖中，91是發(fā)送信號(hào)用話筒，92是發(fā)送側(cè)輸出端，93是檢測(cè)發(fā)送聲音的聲音檢測(cè)器，94是根據(jù)上述聲音檢測(cè)器的輸出使信號(hào)衰減的衰減器。
下面，對(duì)上述構(gòu)成的裝置的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
在發(fā)送信號(hào)用話筒91中，近端發(fā)送者的聲音101被輸入，但近端側(cè)的周圍噪音102也被輸入。
聲音檢測(cè)器93檢測(cè)輸入到發(fā)送信號(hào)用話筒91的近端發(fā)送者的聲音101。在不存在聲音101時(shí)，即僅存在周圍噪聲102時(shí)，使發(fā)送信號(hào)衰減的衰減器94工作從而使發(fā)送信號(hào)衰減。反之，存在聲音101時(shí)，聲音檢測(cè)器解除衰減器使發(fā)送聲音不衰減。
在上述構(gòu)成的現(xiàn)有通話裝置中存在如下問(wèn)題近端發(fā)送者的聲音電平因近端周圍噪聲而變動(dòng)很大。這是旨在改善近端發(fā)送者的發(fā)送信號(hào)的S/N而進(jìn)行的聲音放大操作，近端周圍噪聲大時(shí)聲音電平也變大，近端周圍噪聲小時(shí)聲音電平也變小。因此，存在著對(duì)遠(yuǎn)端受話者而言聲音電平總是變化以至于聽(tīng)起來(lái)難受的問(wèn)題。
本發(fā)明系為解決上述問(wèn)題而做，其目的在于獲取降低近端側(cè)的周圍噪聲、發(fā)出減少發(fā)送信號(hào)電平變化以及在噪聲下也容易辨聽(tīng)的發(fā)送信號(hào)的通話裝置。
與本發(fā)明有關(guān)的噪聲降低通話裝置包括消除輸入聲音中特定成分的特定成分消除裝置和把消除該特定成分后的聲音信號(hào)放大、得到一定電平的輸出的電平調(diào)整裝置，把電平調(diào)整后的聲音信號(hào)進(jìn)行發(fā)送。
另外，特定成分消除裝置是高通濾波器。
另外，聲音電平調(diào)整裝置包括整流·積分電路和受積分電路的輸出控制的聲音電平度調(diào)整單元。
另外，聲音電平調(diào)整裝置包括A/D轉(zhuǎn)換器、聲音功率計(jì)算單元、聲音功率比較單元和該功率計(jì)算·比較后的值控制的數(shù)字電平調(diào)整單元。
另外，特定成分消除裝置包括噪聲采集用話筒和相當(dāng)于對(duì)該聲音采集用話筒采集的噪聲成分和輸入聲音進(jìn)行相減的減法器。
另外，作為把輸入聲音轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的話筒使用了差動(dòng)話筒作為特定成分消除裝置，其一端用于聲音輸入和噪聲采集，另一端用于噪聲采集。
另外，添加了對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器的輸出進(jìn)行頻譜分析來(lái)消除噪聲的數(shù)字噪聲消除器來(lái)構(gòu)成特定成分消除裝置。
另外，在特定成分消除裝置和聲音電平調(diào)整裝置間設(shè)有用于旁路聲音電平調(diào)整裝置的路徑切換裝置和噪聲電平檢測(cè)裝置，噪聲電平檢測(cè)裝置檢測(cè)的噪聲電平低時(shí)就控制路徑切換裝置去旁路聲音電平調(diào)整裝置。
另外，添加了噪聲電平檢測(cè)裝置，通過(guò)噪聲電平檢測(cè)裝置檢測(cè)的噪聲電平來(lái)對(duì)電平調(diào)整裝置的增益進(jìn)行調(diào)整。
與本發(fā)明有關(guān)的噪聲降低通話方法，包括下述步驟消除輸入聲音信號(hào)中的噪聲成分；計(jì)算上述噪聲消除后的聲音信號(hào)的功率；把上述計(jì)算的聲音信號(hào)功率與基準(zhǔn)聲音功率進(jìn)行比較；根據(jù)上述比較結(jié)果來(lái)控制上述噪聲消除后的聲音信號(hào)的電平。
圖1是在本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1中的噪聲降低通話裝置和聲音電平調(diào)整單元的構(gòu)成框圖。
圖2是數(shù)字聲音電平調(diào)整單元的構(gòu)成框圖。
圖3是在本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)2中的噪聲降低通話裝置的構(gòu)成框圖。
圖4是示出了在本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)3中的噪聲降低通話裝置的構(gòu)成框圖和差動(dòng)話筒方向特性的圖。
圖5是在本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)4中的噪聲降低通話裝置的構(gòu)成框圖。
圖6是在本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)5中的噪聲降低通話裝置的構(gòu)成框圖。
圖7是在本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)6中的噪聲降低通話裝置的構(gòu)成框圖。
圖8是現(xiàn)有的通話裝置的構(gòu)成框圖。10高通濾波器11聲音電平調(diào)整單元11a聲音電平調(diào)整單元 11b數(shù)字聲音電平調(diào)整單元12噪聲消除單元 20整流電路21積分電路 22基準(zhǔn)聲音電壓23 比較器 24 電平調(diào)整電路30 A/D轉(zhuǎn)換器31 聲音功率計(jì)算單元32 聲音功率比較單元 33 電平調(diào)整單元34 D/A轉(zhuǎn)換器40 噪聲用話筒41 反相器 42 加法器50 差動(dòng)話筒 60 噪聲消除單元70 噪聲電平檢測(cè)單元 71 整流電路72 積分電路 73 基準(zhǔn)噪聲電平74 比較器 75 路徑切換電路80，82可變電阻 81，83電阻84 運(yùn)算放大器 91 發(fā)送信號(hào)用話筒92 發(fā)送側(cè)輸出端 93 聲音檢測(cè)電路94 衰減器 200接收機(jī)201接收部分 202遠(yuǎn)程側(cè)(接收端)參照
本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的通話裝置。
圖1(a)示出了在該實(shí)施形態(tài)中通話裝置的構(gòu)成。
在圖中，10是使輸入到發(fā)送信號(hào)用話筒的信號(hào)在低頻段衰減的高通濾波器，它構(gòu)成了特定成分消除裝置。11是調(diào)整發(fā)送信號(hào)電平的聲音電平調(diào)整單元。92是發(fā)送側(cè)輸出端，用來(lái)向遠(yuǎn)程側(cè)發(fā)送發(fā)送信號(hào)。
另外，200是接收來(lái)自上述構(gòu)成的發(fā)送側(cè)通話裝置的發(fā)送信號(hào)的接收機(jī)，201是把由接收機(jī)接收的接收信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲音的接收部分，202是遠(yuǎn)程側(cè)(接收端)輸入端。
下面說(shuō)明上述構(gòu)成的裝置的操作。
近端發(fā)送者的聲音101和同時(shí)輸入的周圍噪聲102一起通過(guò)發(fā)送信號(hào)用話筒91變換成發(fā)送信號(hào)，然后輸入到高通濾波器10。
一般地，因?yàn)橹車肼暭性诘皖l段中，高通濾波器10使發(fā)送信號(hào)用話筒91輸出的發(fā)送信號(hào)的低頻段衰減，截去與周圍噪聲相當(dāng)?shù)牟糠?。因此，在發(fā)送信號(hào)的S/N改善后作為聲音信號(hào)95輸出到聲音電平調(diào)整單元11。這里，高通濾波器10例如具有截?cái)囝l率為1KHz的特性。
聲音電平調(diào)整單元11把用上述濾波器除去周圍噪聲后的信號(hào)的電平調(diào)整到一定的值，其具體的構(gòu)成例在圖1(b)中說(shuō)明。
在圖1(b)中，20是把輸入的信號(hào)由交流信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)的整流電路，21是把直流信號(hào)在一定時(shí)間內(nèi)(例如數(shù)毫秒)積分成直流電壓的積分電路，22是提供與適度的發(fā)送聲音信號(hào)電平對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)聲音電壓，23是對(duì)基準(zhǔn)電壓和聲音的直流電壓電平進(jìn)行比較并輸出與其差相對(duì)應(yīng)的信號(hào)的比較器，24是根據(jù)來(lái)自比較器的信號(hào)調(diào)整發(fā)送信號(hào)電平的電平調(diào)整電路。11a是由上述單元構(gòu)成的模擬式聲音電平調(diào)整單元。它是圖1的聲音電平調(diào)整單元11的詳細(xì)構(gòu)成之一。發(fā)送信號(hào)用話筒91與圖1相同。
然后說(shuō)明聲音電平調(diào)整單元11a的操作。
發(fā)送者的聲音信號(hào)輸入到電平調(diào)整電路24和整流電路20。
輸入到整流電路20的信號(hào)由交流信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流信號(hào)。該直流信號(hào)輸入到積分電路21。
積分電路21通過(guò)使急劇變化的直流信號(hào)在一定時(shí)間內(nèi)(例如數(shù)毫秒)積分向比較器23輸出穩(wěn)定的直流電壓信號(hào)。
比較器23把基準(zhǔn)聲音電壓22(作為基準(zhǔn)聲音電平，例如把最大聲音電平的70％作為基準(zhǔn)電壓)和上述直流電壓信號(hào)進(jìn)行比較，并輸出與該兩信號(hào)之差成比例的信號(hào)作為電平調(diào)整電路24的控制信號(hào)。當(dāng)該直流電壓信號(hào)比基準(zhǔn)電壓高時(shí)就輸出降低電平調(diào)整電路24的增益的信號(hào)(例如直流電壓1V)，反之，在直流電壓信號(hào)比基準(zhǔn)電壓低時(shí)就輸出提高電平調(diào)整電路24的增益的信號(hào)(例如直流電壓3V)。另外，在直流電壓信號(hào)與基準(zhǔn)電壓相等時(shí)，就輸出使電平調(diào)整電路24的增益為0dB的信號(hào)(例如直流電壓2V)。
電平調(diào)整電路24根據(jù)來(lái)自比較器23的信號(hào)調(diào)整輸出發(fā)送信號(hào)的電平。例如，如上所述，來(lái)自比較器23的輸出信號(hào)若為2V，則使增益為0dB，若為1V，則使增益為-6dB，若為3V，則使增益為6dB，這樣來(lái)調(diào)整發(fā)送信號(hào)的電平并進(jìn)行輸出。
如上所述，聲音電平調(diào)整單元11a把變化的發(fā)送信號(hào)的電平同基準(zhǔn)發(fā)送信號(hào)的電平進(jìn)行比較來(lái)保持發(fā)送信號(hào)電平恒定(基準(zhǔn)發(fā)送信號(hào)電平)并發(fā)送。
然后，在圖2中說(shuō)明其他聲音電平調(diào)整單元11的具體構(gòu)成，該構(gòu)成系通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)送聲音電平調(diào)整。
在圖中，30是將模擬聲音信號(hào)95轉(zhuǎn)換成數(shù)字聲音信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器，31是計(jì)算聲音功率的聲音功率計(jì)算單元，32是把計(jì)算的聲音功率與基準(zhǔn)聲音功率進(jìn)行比較、輸出與兩者之差對(duì)應(yīng)的信號(hào)的聲音功率比較單元，33以來(lái)自聲音功率比較單元32的輸出信號(hào)為基準(zhǔn)調(diào)整A/D轉(zhuǎn)換器30的輸出電平的電平調(diào)整單元，34是把數(shù)字聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬聲音信號(hào)的D/A轉(zhuǎn)換器。
11b是由上述單元構(gòu)成的數(shù)字聲音電平調(diào)整單元，發(fā)送側(cè)輸出端92與圖1中所示的相同。
然后說(shuō)明數(shù)字聲音電平調(diào)整單元11b的操作。
已通過(guò)高通濾波器10截去周圍噪聲的發(fā)送者的聲音信號(hào)95輸入到A/D轉(zhuǎn)換器30。
經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器30轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)輸入到聲音功率計(jì)算單元31和電平調(diào)整單元33。
在聲音功率計(jì)算單元31例如使用聲音信號(hào)處理中經(jīng)常使用的自相關(guān)函數(shù)計(jì)算等來(lái)計(jì)算輸入的數(shù)字信號(hào)的聲音功率。
把計(jì)算的聲音功率同預(yù)先準(zhǔn)備在聲音功率比較單元32中的基準(zhǔn)聲音功率(作為基準(zhǔn)聲音功率，例如以最大聲音功率的70％作為基準(zhǔn)聲音功率)進(jìn)行比較，向電平調(diào)整單元33輸出與其差成正比的信號(hào)。例如，計(jì)算的聲音功率比基準(zhǔn)聲音功率大時(shí)，向電平調(diào)整單元33輸出使發(fā)送信號(hào)電平降低的控制信號(hào)(例如5)。反之，計(jì)算的聲音功率比基準(zhǔn)聲音功率小時(shí)，向電平調(diào)整單元33輸出使發(fā)送信號(hào)電平升高的控制信號(hào)(例如15)。并且，在聲音功率和基準(zhǔn)聲音功率相等時(shí)，向電平調(diào)整單元33輸出使發(fā)送信號(hào)電平不變(增益0dB)的控制信號(hào)(例如10)。
電平調(diào)整單元33以來(lái)自聲音功率比較單元32的信號(hào)為基準(zhǔn)來(lái)調(diào)整數(shù)字聲音信號(hào)的電平并向D/A轉(zhuǎn)換器34輸出。例如，如上所述，來(lái)自聲音功率比較單元32的輸出信號(hào)若為10，則使增益為0dB，若為5，則使增益為-6dB，若為15，則使增益6dB，這樣來(lái)調(diào)整發(fā)送信號(hào)的電平并輸出。
D/A轉(zhuǎn)換器34把數(shù)字聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬聲音信號(hào)并輸出到發(fā)送側(cè)輸出端92。
如上所述，數(shù)字聲音電平調(diào)整單元11b用數(shù)字信號(hào)處理把變化的發(fā)送信號(hào)的電平同基準(zhǔn)發(fā)送信號(hào)的電平進(jìn)行比較。維持發(fā)送信號(hào)的電平為恒定(基準(zhǔn)發(fā)送信號(hào)電平)并輸出。
如上所述，在該實(shí)施形態(tài)中的通話裝置通過(guò)用高通濾波器消除發(fā)送信號(hào)內(nèi)的周圍噪聲，并使用聲音電平調(diào)整單元11(具體地說(shuō)使用聲音電平調(diào)整單元11a、數(shù)字聲音電平調(diào)整單元11b)使發(fā)送電平在電平調(diào)整裝置中維持恒定。因此，能夠發(fā)送不受近端側(cè)的周圍噪聲的影響、遠(yuǎn)程側(cè)電平變化小的發(fā)送信號(hào)，近端話者能夠清晰地穩(wěn)定地聽(tīng)到由遠(yuǎn)程側(cè)的接收機(jī)200和接收部分201轉(zhuǎn)換的聲音。
參照附圖來(lái)說(shuō)明該發(fā)明的實(shí)施形態(tài)2的通話裝置。本實(shí)施形態(tài)作為噪聲成分消除裝置是通過(guò)用另一個(gè)話筒采集的周圍噪聲來(lái)抵消周圍噪聲。
圖3是示出了在該實(shí)施形態(tài)2中的通話裝置的構(gòu)成的圖。
在圖中，40是把近端側(cè)周圍噪聲102轉(zhuǎn)換成發(fā)送信號(hào)的噪聲用話筒，41是使噪聲信號(hào)的相位反向180°的反相器，42是把兩個(gè)信號(hào)相加的加法器，11是調(diào)整發(fā)送信號(hào)電平的聲音電平調(diào)整單元。即，噪聲用話筒40、反相器41和加法器42形成特定成分消除裝置10b，構(gòu)成與減法器相當(dāng)。聲音電平調(diào)整單元11是圖1(b)中的聲音電平調(diào)整單元11a或圖2中的數(shù)字聲音電平調(diào)整單元11b。發(fā)送信號(hào)用話筒91、發(fā)送側(cè)輸出端92和圖1所示的相同。
下面說(shuō)明上述構(gòu)成的裝置的動(dòng)作。
近端話者的聲音101在通過(guò)發(fā)送信號(hào)用話筒91轉(zhuǎn)換成發(fā)送信號(hào)后輸入到加法器42。此時(shí)的發(fā)送信號(hào)中含有近端話者的聲音信號(hào)101和近端側(cè)的周圍噪聲102的信號(hào)。
另一方面，近端側(cè)周圍噪聲102在通過(guò)噪聲用話筒40轉(zhuǎn)換成噪聲信號(hào)后輸出到反相器41。
反相器41使來(lái)自噪聲用話筒40的輸出信號(hào)的相位反轉(zhuǎn)180°并向加法器42輸出。
加法器42把來(lái)自發(fā)送信號(hào)用話筒91的輸出信號(hào)和反相器41的輸出信號(hào)相加。此時(shí)，因?yàn)榘l(fā)送信號(hào)用話筒91輸出的噪聲和反相器41輸出的噪聲恰好倒相180°，所以相互抵消，這樣，S/N改善了的發(fā)送聲音信號(hào)作為S/N改善了后的聲音信號(hào)95輸出到聲音電平調(diào)整單元11。
聲音電平調(diào)整單元11與圖1(b)中的聲音電平調(diào)整單元11a的或圖2中的數(shù)字電平調(diào)整單元11b相同，檢測(cè)發(fā)送信號(hào)電平在一定時(shí)間內(nèi)(例如幾十毫秒)的平均值、使該值維持恒定(基準(zhǔn)發(fā)送信號(hào)電平)并輸出到發(fā)送側(cè)輸出端92。
如上，在該實(shí)施形態(tài)中的通話裝置通過(guò)兩個(gè)話筒和加法器抵消消除發(fā)送信號(hào)內(nèi)的周圍噪聲后，能夠在聲音電平調(diào)整單元維持發(fā)送電平恒定(基準(zhǔn)發(fā)送信號(hào)電平)、向遠(yuǎn)端側(cè)發(fā)送不受近端側(cè)周圍噪聲影響且電平變化小的發(fā)送信號(hào)，遠(yuǎn)端話者可以清晰地以穩(wěn)定的音量收聽(tīng)。
參照
本發(fā)明實(shí)施形態(tài)3的通話裝置。本實(shí)施形態(tài)系用作為噪聲成分消除裝置的差動(dòng)話筒采集噪聲并使其相互抵消。
圖4(a)是示出了該實(shí)施形態(tài)中通話裝置的構(gòu)成的圖。
在圖中，50是發(fā)送信號(hào)用差動(dòng)話筒，它構(gòu)成了特定成分消除裝置。11是調(diào)整發(fā)送信號(hào)的電平的聲音電平調(diào)整單元。電平調(diào)整電路11是圖1(b)中的聲音電平調(diào)整單元11a或圖2的數(shù)字聲音電平調(diào)整單元11b。發(fā)送側(cè)輸出端92與圖1所示的相同。
然后說(shuō)明上述構(gòu)成的裝置的操作。
近端話者的聲音信號(hào)101通過(guò)發(fā)送信號(hào)用差動(dòng)話筒50轉(zhuǎn)換為發(fā)送信號(hào)。此時(shí)，向發(fā)送信號(hào)用差動(dòng)話筒50中輸入近端話者的聲音信號(hào)101和近端者的周圍噪聲102的信號(hào)，但噪聲通過(guò)差動(dòng)話筒的作用而消除，把S/N改善了的發(fā)送信號(hào)輸入到聲音電平調(diào)整單元11。具體地說(shuō)，作為差動(dòng)話筒50，是普利沫(プリモ)株式會(huì)社生產(chǎn)的接話型話筒單元(EM-124)。如圖4(b)所示，該話筒的方向性是通過(guò)話筒前后方向上的偏移使話筒前和后輸入相同的周圍噪聲相互抵消。
聲音電平調(diào)整單元11維持發(fā)送信號(hào)電平恒定(基準(zhǔn)發(fā)送信號(hào)電平)并輸出到發(fā)送側(cè)輸出端92。
如上所述，該實(shí)施形態(tài)的通話裝置使用差動(dòng)話筒來(lái)消除噪聲、由聲音電平調(diào)整單元維持發(fā)送電平恒定，因此能夠發(fā)送不受近端側(cè)的周圍噪聲影響、遠(yuǎn)程側(cè)電平變化小的發(fā)送信號(hào)，遠(yuǎn)端話者能夠清晰地以穩(wěn)定的音量收聽(tīng)。
參照附圖來(lái)說(shuō)明該發(fā)明的實(shí)施形態(tài)4的通話裝置。本實(shí)施形態(tài)使用通用數(shù)字運(yùn)算單元作為噪聲成分消除裝置，也用作電平調(diào)整。
圖5是示出了在該實(shí)施形態(tài)中的通話裝置的構(gòu)成的圖。
在圖中，60是利用數(shù)字信號(hào)處理來(lái)消除輸入到發(fā)送信號(hào)用話筒91的周圍噪聲的噪聲消除單元11，它構(gòu)成了特定成分消除裝置。A/D轉(zhuǎn)換器30、聲音功率計(jì)算單元31、聲音功率比較單元32、電平調(diào)整單元33、D/A轉(zhuǎn)換器34與圖2所示的相同。因此，聲音電平調(diào)整單元11c與圖2的數(shù)字聲音電平調(diào)整單元11b相同。
下面說(shuō)明圖5構(gòu)成的裝置的操作。
近端發(fā)送者的聲音101在通過(guò)發(fā)送信號(hào)用話筒91轉(zhuǎn)換成發(fā)送信號(hào)后輸入到A/D變換器30。
經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器30轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)輸入到噪聲消除單元60。
噪聲消除單元60只消除發(fā)送信號(hào)的周圍噪聲，在S/N改善后輸出到聲音電平計(jì)算單元31和電平調(diào)整單元33。這里，噪聲消除單元60通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如通過(guò)日本數(shù)字型汽車電話系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格RCR STD-27D第一分冊(cè)5.2.1.2噪聲消除器條項(xiàng)所示的算法等來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在聲音功率計(jì)算單元31例如通過(guò)聲音信號(hào)處理中常用的自相關(guān)函數(shù)計(jì)算等來(lái)計(jì)算輸入的數(shù)字信號(hào)的聲音功率。
把計(jì)算的聲音功率同聲音功率比較單元32中預(yù)先準(zhǔn)備的基準(zhǔn)聲音功率進(jìn)行比較，并向電平調(diào)整單元33發(fā)送與其差成正比的信號(hào)。例如，計(jì)算的聲音功率電平比基準(zhǔn)聲音功率電平大時(shí)，向電平調(diào)整單元33輸出使發(fā)送信號(hào)電平下降的控制信號(hào)，該計(jì)算的聲音功率電平比基準(zhǔn)聲音功率小時(shí)，輸出使發(fā)送信號(hào)電平上升的控制信號(hào)。另外，在聲音功率與基準(zhǔn)聲音功率相等時(shí)，輸出使發(fā)送信號(hào)電平不變的控制信號(hào)。
如前面的實(shí)施形態(tài)1所述，電平調(diào)整單元33以聲音功率比較單元32的信號(hào)為基準(zhǔn)調(diào)整數(shù)字聲音信號(hào)的電平并輸出到D/A轉(zhuǎn)換器34。
D/A轉(zhuǎn)換器34把數(shù)字聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬聲音信號(hào)并輸出到發(fā)送側(cè)輸出端92。
實(shí)用中，這些噪聲消除器、聲音功率計(jì)算、聲音功率比較和電平調(diào)整系使用通用處理器和存儲(chǔ)器通過(guò)預(yù)先編制的程序來(lái)處理。
如上，在該實(shí)施形態(tài)中的通話裝置通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理使用噪聲消除器來(lái)改善發(fā)送信號(hào)的S/N、在電平調(diào)整單元維持發(fā)送電平恒定(基準(zhǔn)發(fā)送信號(hào)電平)，所以，可以向遠(yuǎn)端側(cè)發(fā)送不受近端側(cè)周圍噪聲影響且向電平變化小的發(fā)送信號(hào)，遠(yuǎn)端話者可以清晰地以穩(wěn)定的音量收聽(tīng)。
參照
本發(fā)明實(shí)施形態(tài)5的通話裝置。在本實(shí)施形態(tài)中使聲音信號(hào)成為盡可能自然的狀態(tài)而在噪聲大的情況下改善S/N抑制聲音電平變化。
圖6是示出了在該實(shí)施形態(tài)內(nèi)通話裝置構(gòu)成的圖。
在圖中，12是特定成分消除裝置中的噪聲消除單元，例如相當(dāng)于圖1的高通濾波器10。71是把交流信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流信號(hào)的整流電路，72是測(cè)量來(lái)自發(fā)送信號(hào)的周圍噪聲電平的積分電路。73是基準(zhǔn)噪聲電平，74是比較器，75是切換發(fā)送信號(hào)路徑的路徑切換電路，11是調(diào)整發(fā)送信號(hào)的電平的聲音電平調(diào)整單元。另外，整流電路71、積分電路72、基準(zhǔn)噪聲電平73和比較器74構(gòu)成噪聲電平檢測(cè)單元70。并且，聲音電平調(diào)整單元11是圖1(b)中的聲音電平調(diào)整單元11a或圖2的數(shù)字聲音電平調(diào)整單元11b。信號(hào)用話筒91和發(fā)送側(cè)輸出端92與圖1所示相同。
然后說(shuō)明上述構(gòu)成的裝置的操作。
近端話者的聲音101和周圍噪聲102通過(guò)發(fā)送信號(hào)用話筒91轉(zhuǎn)換為發(fā)送信號(hào)后輸入到噪聲消除單元12和噪聲電平檢測(cè)單元70內(nèi)的整流電路71。
噪聲消除單元12只消除發(fā)送信號(hào)中的噪聲信號(hào)。具體地說(shuō)，例如，該噪聲消除單元12是圖1的高通濾波器10和圖5的噪聲消除單元60，據(jù)此把消除了噪聲的聲音信號(hào)送到路徑切換電路75。
另一方面，整流電路71把發(fā)送信號(hào)的交流信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)并送到積分電路72。
積分電路72具有例如1-2秒緩慢上升和例如數(shù)十毫秒快速下降的特性、只檢測(cè)隨時(shí)間緩慢變化的噪聲電平。
比較器74把積分電路72的輸出即測(cè)量的噪聲電平和基準(zhǔn)噪聲電平73進(jìn)行比較，結(jié)果，例如在測(cè)量的噪聲電平比基準(zhǔn)噪聲電平大時(shí)，輸出高(“1”)信號(hào)，反之，例如在測(cè)量的噪聲電平比基準(zhǔn)噪聲電平小時(shí)，輸出低(“0”)信號(hào)。
路徑切換電路75在比較器74的輸出為高(“1”)時(shí)，把路徑切換到聲音電平調(diào)整單元11側(cè)。反之，在比較器74的輸出為低(“0”時(shí)，把路徑切換到發(fā)送側(cè)輸出端92側(cè)。
聲音電平調(diào)整單元11與圖1(b)中的聲音電平調(diào)整單元11a或圖2中的數(shù)字聲音調(diào)整單元11b相同，維持發(fā)送信號(hào)電平恒定(基準(zhǔn)發(fā)送信號(hào)電壓)并向發(fā)送側(cè)輸出端92輸出。
如上所述，該實(shí)施形態(tài)的通話裝置在發(fā)送信號(hào)內(nèi)的周圍噪聲電平比基準(zhǔn)電平大時(shí)，認(rèn)為輸入到話筒的發(fā)送信號(hào)的電平變化大，對(duì)發(fā)送信號(hào)電平進(jìn)行一定調(diào)整并輸出。反之在發(fā)送信號(hào)內(nèi)的周圍噪聲電平比基準(zhǔn)電平小時(shí)，認(rèn)為輸入到話筒的發(fā)送信號(hào)的電平變化小，發(fā)送信號(hào)照原樣輸出。結(jié)果，周圍噪聲電平小時(shí)，遠(yuǎn)端話者能夠以比較自然的聲音電平收聽(tīng)接收的聲音信號(hào)。
參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施形態(tài)6的通話裝置進(jìn)行說(shuō)明。本文實(shí)施形態(tài)是用與上述實(shí)施形態(tài)思路不同的其他電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。
圖7是表示該實(shí)施形態(tài)中通話裝置的構(gòu)成的圖。
在圖中，80，82是電阻值隨電壓變化的可變電阻，81、83是電阻，84是運(yùn)算放大器，噪聲消除單元12、整流電路71、積分電路72與圖6所示相同，該整流電路71和積分電路72構(gòu)成了噪聲電平檢測(cè)單元。整流電路20、積分電路21、基準(zhǔn)聲音電壓電路22、電平調(diào)整電路24與圖1(b)所示的相同。
下面對(duì)上述構(gòu)成的裝置的操作進(jìn)行說(shuō)明。
聲音101和周圍噪聲102經(jīng)發(fā)送信號(hào)用話筒91轉(zhuǎn)換成發(fā)送信號(hào)，輸入到噪聲消除單元12和整流電路71。
噪聲消除單元12只消除發(fā)送信號(hào)中的噪聲信號(hào)。
整流電路71把發(fā)送信號(hào)的交流信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流信號(hào)，送出到積分電路72。
積分電路72具有緩慢上升和迅速下降的特性即具有時(shí)間常數(shù)，檢測(cè)隨時(shí)間緩慢變化的噪聲的電平。來(lái)自積分電路72的噪聲電平輸出成為控制可變電阻80，82電阻值的信號(hào)。
整流電路20把消除噪聲的發(fā)送信號(hào)的交流信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流信號(hào)，該迅速變化的直流信號(hào)用積分電路21進(jìn)行一定時(shí)間常數(shù)的積分來(lái)輸出穩(wěn)定的直流電壓信號(hào)。
可變電阻80、82和電阻81、83以及運(yùn)算放大器84構(gòu)成工作放大器，放大來(lái)自積分電路21的輸出的直流聲音信號(hào)和基準(zhǔn)聲音電壓22的差、并作為電平調(diào)整電路24的控制信號(hào)輸出。如實(shí)施形態(tài)1所述，例如在直流聲音信號(hào)比基準(zhǔn)聲音電壓大時(shí)就輸出使電平調(diào)整電路24的增益降低的信號(hào)，反之，在直流聲音信號(hào)比基準(zhǔn)聲音電壓小時(shí)就輸出使電平調(diào)整電路24的增益升高的信號(hào)。另外，在直流電壓信號(hào)與基準(zhǔn)電壓相等時(shí)就輸出使電平調(diào)整電路24的增益為0db的信號(hào)。
上述工作放大器的增益由電阻81和可變電阻80以及電阻83和可變電阻82的比值來(lái)確定。也就是說(shuō)，通過(guò)控制可變電阻80、82的值(周圍噪聲的大小)可以調(diào)整電平調(diào)整電路24的控制信號(hào)，能夠用周圍噪音的電平調(diào)整送出的發(fā)送信號(hào)電平。例如，如果具有在周圍噪聲電平高時(shí)使可變電阻80、82的電阻值下降的特性，那么就能向電平調(diào)整電路24輸出控制信號(hào)，使工作放大器的增益提高從而與和對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)聲音電壓22的基準(zhǔn)聲音電平準(zhǔn)確地一致(例如小于±5％)，反之，在周圍噪聲電平低時(shí)可變電阻80、82的阻值具有上升特性，因此，降低工作放大器的增益，把與對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)聲音電壓22的基準(zhǔn)聲音電平相近(例如小于±20％)的控制信號(hào)輸出到電平調(diào)整電路24。
以上，根據(jù)本實(shí)施形態(tài)的通話裝置監(jiān)視周圍噪聲電平并將該電平作為發(fā)送信號(hào)電平調(diào)整的參考信號(hào)。這樣在周圍噪聲的電平高時(shí)，發(fā)送者的聲音電平變化也大，所以電平調(diào)整電路進(jìn)行使發(fā)送信號(hào)電平與基準(zhǔn)聲音信號(hào)電平相近的調(diào)整。反之，周圍噪聲電平低時(shí)，因發(fā)送者的聲音電平變動(dòng)也小，所以電平調(diào)整電路調(diào)整發(fā)送信號(hào)電平使其與基準(zhǔn)聲音信號(hào)電平相近。結(jié)果，遠(yuǎn)端話者能夠不受近端側(cè)周圍噪聲電平的影響、以穩(wěn)定、自然的音量收聽(tīng)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于包括消除輸入到話筒的周圍噪聲的特定成分消除裝置和對(duì)已消除周圍噪聲的發(fā)送信號(hào)的聲音電平進(jìn)行調(diào)整的電平調(diào)整裝置，所以得到了減少近端側(cè)的周圍噪聲電平、向遠(yuǎn)端發(fā)送清晰而穩(wěn)定的聲音的效果。
另外，由于包括特定成分消除裝置、噪聲電平檢測(cè)裝置、切換開(kāi)關(guān)和發(fā)送電平調(diào)整裝置，所以在周圍噪聲小時(shí)，就旁路電平調(diào)整裝置，得到了向遠(yuǎn)端發(fā)送更自然的聲音的效果。
另外，由于包括特定成分消除裝置、噪聲電平檢測(cè)裝置、發(fā)送電平調(diào)整裝置，所以得到了在周圍噪聲極大或極小的情況下也能向遠(yuǎn)端發(fā)送適當(dāng)電平的聲音的效果。
權(quán)利要求
1.一種噪聲降低通話裝置，其特征在于，包括消除輸入聲音中特定成分的特定成分消除裝置以及把消除了上述特定成分后的聲音信號(hào)放大、得到一定電平的輸出的聲音電平調(diào)整裝置；把上述電平調(diào)整后的聲音信號(hào)進(jìn)行發(fā)送。
2.權(quán)利要求1記載的噪聲降低通話裝置，其特征在于，特定成分消除裝置是高通濾波器。
3.權(quán)利要求1記載的噪聲降低通話裝置，其特征在于，聲音電平調(diào)整裝置包括整流·積分電路和受上述積分電路的輸出控制的聲音電平調(diào)整單元。
4.權(quán)利要求1記載的噪聲降低通話裝置，其特征在于，聲音電平調(diào)整裝置包括A/D轉(zhuǎn)換器、聲音功率計(jì)算單元、聲音功率比較單元和受該功率計(jì)算·比較后的值控制的數(shù)字電平調(diào)整單元。
5.權(quán)利要求1記載的噪聲降低通話裝置，其特征在于，特定成分消除裝置包括噪聲采集用話筒和相當(dāng)于對(duì)該聲音采集用話筒采集的噪聲成分和輸入聲音進(jìn)行相減的減法器。
6.權(quán)利要求1記載的噪聲降低通話裝置，其特征在于，作為把輸入聲音轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的話筒使用了差動(dòng)話筒作為特定成分消除裝置，其一端用于聲音輸入和噪聲采集，另一端用于噪聲采集。
7.權(quán)利要求4記載的噪聲降低通話裝置，其特征在于，添加了對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器的輸出進(jìn)行頻譜分析來(lái)消除噪聲的數(shù)字噪聲消除器來(lái)構(gòu)成特定成分消除裝置。
8.權(quán)利要求1記載的噪聲降低通話裝置，其特征在于，在特定成分消除裝置和聲音電平調(diào)整裝置間設(shè)有用于旁路聲音電平調(diào)整裝置的路徑切換裝置和檢測(cè)噪聲電平的噪聲電平檢測(cè)裝置，上述噪聲電平檢測(cè)裝置檢測(cè)的噪聲電平低時(shí)就控制路徑切換裝置去旁路上述聲音電平調(diào)整裝置。
9.權(quán)利要求1記載的噪聲降低通話裝置，其特征在于，添加了檢測(cè)噪聲電平的噪聲電平檢測(cè)裝置，通過(guò)噪聲電平檢測(cè)裝置檢測(cè)的噪聲電平對(duì)電平調(diào)整裝置的增益進(jìn)行調(diào)整。
10.一種噪聲降低通話方法，其特征在于，包括下述步驟消除輸入聲音信號(hào)中的噪聲成分；計(jì)算上述噪聲消除后的聲音信號(hào)的功率；把上述計(jì)算的聲音信號(hào)功率與基準(zhǔn)聲音功率進(jìn)行比較；根據(jù)上述比較結(jié)果來(lái)控制上述噪聲消除后的聲音信號(hào)的電平。
全文摘要
降低近端側(cè)的周圍噪聲并向遠(yuǎn)端側(cè)發(fā)送電平變化小、發(fā)送品質(zhì)好的發(fā)送信號(hào)的通話裝置，包括特定成分消除裝置和電平調(diào)整裝置，發(fā)送電平調(diào)整后的聲音信號(hào)。特定成分消除裝置是高通濾波器。電平調(diào)整裝置包括整流·積分電路和自動(dòng)音量放大器。電平調(diào)整裝置還包括A/D轉(zhuǎn)換器、聲音功率計(jì)算單元、聲音功率比較單元和受該電平計(jì)算、比較后的值控制的數(shù)字音量調(diào)整裝置。
文檔編號(hào)G10L15/20GK1167391SQ96123130
公開(kāi)日1997年12月10日 申請(qǐng)日期1996年12月18日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月3日
發(fā)明者樋口晃二 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社