音信号調整装置、プログラム及び方法、並びに、電話装置
【課題】低コストで、かつ、わずらわしいボタン操作を必要とせずに、周囲環境条件のみに支配されず、装置使用者の意志を反映し、かつ、電話の使用者が大声をだすことを必要とせずに音信号を調整する電話装置を提供する。
【解決手段】本発明は、スピーカ部とマイクロホン部とを備える電話装置に搭載された音信号調整装置に関する、そして、音信号調整装置は、スピーカ部周辺の第１の音信号を捕捉する手段と、第１の音信号の変動とマイクロホン部が捕捉した第２の音信号の変動とに基づいて、近端話者の体の一部により遮音される遮音効果が発生しているか否かを判定する手段と、遮音効果が発生していると判定されている間、遮音効果が発生していない間よりも、スピーカ部における遠端信号の出力音の音量をより大きくするように制御する手段とを有する。
【解決手段】本発明は、スピーカ部とマイクロホン部とを備える電話装置に搭載された音信号調整装置に関する、そして、音信号調整装置は、スピーカ部周辺の第１の音信号を捕捉する手段と、第１の音信号の変動とマイクロホン部が捕捉した第２の音信号の変動とに基づいて、近端話者の体の一部により遮音される遮音効果が発生しているか否かを判定する手段と、遮音効果が発生していると判定されている間、遮音効果が発生していない間よりも、スピーカ部における遠端信号の出力音の音量をより大きくするように制御する手段とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音信号調整装置、プログラム及び方法、並びに、電話装置に関し、例えば、携帯電話端末に適用し得るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話端末で通話する際には、その特性上、屋外に持ち出して通話する事も多く、所持者の様々な状況に応じて通話が行われるのが通例である。携帯電話端末は、屋外で使用されることが普通であるばかりか、従来の屋外型電話装置よりも通話環境が劣悪な場合がしばしばである。
【０００３】
たとえば従来、屋外の公衆電話器などに見られる電話ＢＯＸなどの設備の中に格納されることもなく、携帯電話端末がむき出しの状態で通話に用いられることのほうが普通である。その為、所持者近辺の背景雑音によって受話、送話の音声がききとりにくくなり、所持者が携帯電話端末を操作して通話音量を上げることによって、聞き取りやすくしていた。
【０００４】
一方、携帯性を優先する必要性から装置を非常に小型化が進んだために、近年の携帯電話端末はスイッチ類、ボタン類は携帯電話端末の前面、側面などに極度に密集し、目視による操作部の識別と位置確認が必要になっている。このことは、携帯電話端末において、次に述べるような会話の円滑を妨げる不都合を発生させるにいたっている。
【０００５】
携帯電話端末所持者が、受話音量が小さいことに気がつくのは、実際には会話が始まってしまってからであることがしばしばである。会話が始まってから受話音量を好みの大きさに変更するには、携帯電話の操作部を操作する必要があるが、近年の小型化した携帯電話では目視せずの手探りでは目的の音量ボタンを探し当てることが困難であるばかりか、装置自体の小型化、多機能化のために、操作のためのボタン類が増加しており、不注意に目的以外のスイッチ類を操作してしまうと、所持者の意図とはことなる機能が動作を始めてしまう虞がある。また、目視による確認を行うためには携帯電話端末をいったん顔から放して操作する必要があるのだが、この操作をしていることは、電話機を通した会話相手にはわからないため、特段相手にたいして事前に断ってから操作をしない限りは、遠方の通話相手はこちらが話を聞いていると考えて会話を続けてしまう。結果、せっかく話した内容は携帯電話端末所持者に伝わることがない。厄介なことに、携帯電話端末が音声による意思伝達装置である特質から、通話相手にしてみれば、こちらがたまたま装置の操作を行ったせいで発生した会話の聞き逃しなのか、そもそも興味を払っていないための聞き逃しなのかを区別する方法がないから、会話断の後の会話者同士の心理的な円滑さまで損なう可能性があるものであった。
【０００６】
以上のような不都合を回避するために、特許文献１には携帯電話端末の操作ボタンを操作しなくてもレシーバ付近に収納された接触式センサを利用して、耳を押し付けることで発生する機械的な圧力の大小で受信音量を自動に調節する技術が開示されている。
【０００７】
特許文献２には形態端末所持者の周囲雑音の大きさをマイクで検出し、雑音が大きいときには受話音量が大きくなる技術が開示されている。
【０００８】
特許文献３には携帯電話端末とレシーバの間の空間に音圧センサを設けて、耳とレシーバの間の小空間が密閉されることで閉空間が形成されることで発生する音圧の変化を検出し、耳がレシーバに密着して閉空間の音圧が大きくなると、受話音量を抑え、耳の密着度が小さいと受話音量を大きくする技術が開示されている。
【０００９】
特許文献４には所持者が受話音声を大きくしたいとき、ボタン操作をせずに携帯所持者自身の声を大きくしてマイクロホンに大きな音声を入力すると、それに応じて、スピーカ音量を大きくする技術が開示されている。
【００１０】
特許文献５には携帯電話端末の表示装置と同じ面につけられたカメラ画像を解析し、黒の要素が閾値以上のときに、携帯電話が耳についていると判定してレシーバから受話音声信号を出力し、そうでないときはハンズフリーモードとして携帯電話に別に実装されたハンズフリースピーカから受話音声を出力する技術が開示されている。
【００１１】
特許文献６にはマイクロホンごとに周囲雑音を記録しておき、選択したマイクロホンに応じたノイズ特性を読み出して周波数減算によってノイズ抑圧を行う装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００５−２０７３０号公報
【特許文献２】特開平０１−２４１２０８号公報
【特許文献３】特開平７−３８６２４号公報
【特許文献４】特開平１１−２８４６９４号公報
【特許文献５】特開２００８−１８７２２１号公報
【特許文献６】特開２００７−１１６５８５号公報
【特許文献７】特開平７−２０２９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記の従来技術は以下に述べるように実際の利用では不都合があった。
【００１４】
近年、携帯電話端末は多機能、小型化がすすんでおり、多機能が進んだ分、操作の種類やボタンの数が増え、もはや端末上への新たなセンサや部品の増設が困難になっているのが実情である。
【００１５】
特許文献１の技術は新たにレシーバ周辺に圧力センサを組み込む必要があり、実装が困難であった。特許文献２には余分なセンサを増設せずに通常携帯電話に用いるマイクロホンを用いて周囲雑音の大きさを検出し、周囲雑音の大きさに応じて受話音量を大きくする技術が開示されている、しかし特許文献２の技術ではあくまでも周囲雑音の大きさが受話音量の大きさを制御するのであって、携帯電話所持者の意図と一致するものではなかった。たとえば、雑音がさほど大きくなくても相手の声そのものが小さい場合などには特許文献２の技術は効果がなかった。さらに特許文献３、４には携帯電話所持者の通話中の振る舞いが受話音量の大きさに反映される技術が開示されているが、特許文献３の技術は特許文献１の技術と同様に新たに音圧センサの増設が必要になる。加えて、実際には特許文献３に開示されるような携帯電話と耳との密着が発生することがまれであるので効果が少なかった。しかも、通常、受話音声が聞きにくいときにはレシーバに耳をより強く押し付けるのであるから特許文献３の技術では逆に耳の接触で音量を小さくしてしまうので、音量が小さく聞きにくい受話音声がなおさら聞きにくくなってしまう欠点があった。これに対し、特許文献４では特許文献１〜３の不都合に対して、新たなセンサ類を増設せず、しかも携帯電話所持者の意図が反映でき、ボタン類の操作を一切必要としない優れた技術が開示されている。
【００１６】
しかしながら、特許文献４の方法は受話音量を大きくするために携帯電話所持者が声を大きく発声する必要があった。これはつまり、通話相手の音量が小さいだけで、とくに周囲雑音がさほど大きくないときにも、携帯電話所持者自身は大きな声を出す必要があり、静かなら環境では周囲にとっては迷惑になるために実際には機能の使用がためらわれる場合がしばしばであった。
【００１７】
また、逆に周囲が背景雑音でうるさいときには特許文献４の技術はノイズと話者音声信号の区別の有無にかかわらず、レベルが増加し、マイクロホン入力が大レベルを検出するようになるので、応じてスピーカボリウムも大きくなるので、携帯電話所持者の端末のレシーバから出力される音声信号の音量は大きくなるので都合がよいが、一方でマイク入力はノイズが混じってレベルが大きくなった信号のパワーを予め定めた送信振幅基準値にあわせて送信しているだけなので相手側への音声はノイズ感が多いままという欠点があった。
【００１８】
また、特許文献５には、携帯電話に装備されたカメラを用い、カメラに写る画像を解析して映像に黒い部分が多ければ顔が非常に近いとして通常モードとしてレシーバに受話音声を出力し、そうでなければハンズフリーモードとしてハンズフリースピーカに受話音声を切り替え出力する技術が開示されている。
【００１９】
しかし実際の携帯電話では特許文献５に開示される状態とは異なり、カメラは表示ディスプレー装置などと反対面を撮像するように実装されることがほとんどである。つまり、いったん会話が始まってから受話音量を変更しようとすると、カメラの向きを変更する必要があり、そうであれば、ボタン操作をするためにいったん携帯電話を目視する不都合とあまり大差がなく問題を解決できていない。
【００２０】
また、照明が暗い部屋などでは話者の意図とは関係なく受話信号が制御されてしまうという欠点は解決できないものであった。
【００２１】
特許文献６の技術は複数マイクの切り替えを実施できるときにはいいが、１つのマイクがさまざまな場所に移動する場合は効果が小さかったし、周波数減算法を行うためには一旦ノイズまじり音声で正確な音声検出を行わなければ、ノイズ除去の性能は著しく劣化する欠点があった。
【００２２】
上述のような問題点を鑑み、電話装置において低コストで音信号を調整することができる音信号調整装置、プログラム及び方法、並びに、電話装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
第１の本発明は、（１）スピーカ部とマイクロホン部とを備える電話装置に搭載された音信号調整装置において、（２）上記スピーカ部の周辺における第１の音信号を捕捉するスピーカ周辺音捕捉手段と、（３）上記第１の音信号と、上記マイクロホン部が捕捉した第２の音信号とに基づいて、上記スピーカ周辺音捕捉手段により捕捉される、上記電話装置における近端話者の音声以外の音が、上記電話装置における近端話者の体の一部により遮音される遮音効果が発生しているか否かを判定する遮音判定手段と、（４）上記遮音判定手段により、上記遮音効果が発生していると判定されている間、上記遮音効果が発生していない間よりも、上記スピーカ部における遠端信号の出力音の音量をより大きくするように制御する音量制御手段とを有していることを特徴とする音信号調整装置。
【００２４】
第２の本発明の音信号調整プログラムは、（１）スピーカ部とマイクロホン部とを備える電話装置に搭載されたコンピュータを、（２）上記スピーカ部の周辺における第１の音信号を捕捉するスピーカ周辺音捕捉手段と、（３）上記第１の音信号と、上記マイクロホン部が捕捉した第２の音信号とに基づいて、上記スピーカ周辺音捕捉手段により捕捉される、上記電話装置における近端話者の音声以外の音が、上記電話装置における近端話者の体の一部により遮音される遮音効果が発生しているか否かを判定する遮音判定手段と、（４）上記遮音判定手段により、上記遮音効果が発生していると判定されている間、上記遮音効果が発生していない間よりも、上記スピーカ部における遠端信号の出力音の音量をより大きくするように制御する音量制御手段として機能させることを特徴とする。
【００２５】
第３の本発明の音信号調整方法は、（１）スピーカ部とマイクロホン部とを備える電話装置における音量制御方法において、（２）スピーカ周辺音捕捉手段、遮音判定手段、音量制御手段を有し、（３）上記スピーカ周辺音捕捉手段は、上記スピーカ部の周辺における第１の音信号を捕捉し、（４）上記遮音判定手段は、上記第１の音信号と、上記マイクロホン部が捕捉した第２の音信号とに基づいて、上記スピーカ周辺音捕捉手段により捕捉される、上記電話装置における近端話者の音声以外の音が、上記電話装置における近端話者の体の一部により遮音される遮音効果が発生しているか否かを判定し、（５）上記音量制御手段は、上記遮音判定手段により、上記遮音効果が発生していると判定されている間、上記遮音効果が発生していない間よりも、上記スピーカ部における遠端信号の出力音の音量をより大きくするように制御することを特徴とする。
【００２６】
第４の本発明の電話装置は、第１の本発明の音信号調整装置を搭載したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
低コストで、かつ、わずらわしいボタン操作を必要とせずに、周囲環境条件のみに支配されず、装置使用者の意志を反映して音信号を調整でき、かつ、電話の使用者が大声をだして話者の周囲にいる人に迷惑をかけることがないように音信号を調整することができる電話装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１の実施形態に係る電話装置及び音信号調整装置の機能的構成について示したブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る、レベル補正部における補正処理を行う構成の例について説明する。
【図３】第１の実施形態の電話装置のスピーカにおいて、近端話者の耳介により遮音が発生する様子について示した説明図である。
【図４】第１の実施形態のレベル変動検出部において、ＮＬＶＬ＿Ｒの変動とＮＬＶＬ＿Ｓの変動を用いて、耳介による遮音を検出する方法について示した説明図である。
【図５】第２の実施形態に係る電話装置及び音信号調整装置の機能的構成について示したブロック図である。
【図６】第３の実施形態に係る電話装置及び音信号調整装置の機能的構成について示したブロック図である。
【図７】第４の実施形態に係る電話装置及び音信号調整装置の機能的構成について示したブロック図である。
【図８】第５の実施形態に係る電話装置及び音信号調整装置の機能的構成について示したブロック図である。
【図９】第５の実施形態に係る特性補正部において、周波数特性に係る補正について示した説明図である。
【図１０】第５の実施形態に係る特性変動検出部において、Ｄｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）を算出する処理について示した説明図である。
【図１１】第６の実施形態に係る電話装置及び音信号調整装置の機能的構成について示したブロック図である。
【図１２】第７の実施形態に係る電話装置及び音信号調整装置の機能的構成について示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による音信号調整装置、プログラム及び方法、並びに、電話装置の第１の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【００３０】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、この実施形態の電話装置１０及び音信号調整装置２０全体構成を示すブロック図である。
【００３１】
電話装置１０は、ディジタル・アナログ変換器（以下「Ｄ／Ａ」という）１２、スピーカまたはレシーバ（以下、「スピーカ」という）１１、増幅器（以下、「ＡＭＰ」という）１３、マイクロホン１４、アナログ・ディジタル変換器（以下、「Ａ／Ｄ」という）１５及び音信号調整装置２０を有している。
【００３２】
図１において、図示は省略しているが、右側が遠端側、左側が近端末者側を表している。又、図１においては図示を省略しているが、電話装置１０には、電話発信するためのプッシュボタン等、電話装置として必要な他の構成を備えているものとする。また、図１において、電話装置１０は、携帯電話端末であるものとして説明するが、電話装置１０は有線による固定電話であっても良く、電話装置の種類は限定されないものである。
【００３３】
電話装置１０において、電話装置所持者（以下、「近端話者」ともいう）が発声することにより、マイクロホン１４に近端信号が入力されると、近端信号はＡ／Ｄ１５によりディジタル信号に変換され遠端側に向けて送出される。
【００３４】
電話装置１０において、遠端信号は、ＡＭＰ１３により増幅され、さらに、Ｄ／Ａ１２によりアナログ信号に変換された後、スピーカ１１では順方向では電気信号を音信号に変換し音信号は空間に放出され、近端話者に供せられる。その際に、背景ノイズ源４０から発せられるノイズにより、近端話者のスピーカ１１から出力される音声の聴き取りが阻害される場合があるものとする。また、背景ノイズ源４０により、近端話者のスピーカ１１から出力される音声の聴き取りが阻害される度合いは変動する場合があるものとする。また、音信号調整装置２０は、近端話者のスピーカ１１からの音声の聴き取りを容易にするために、ＡＭＰ１３を介して、スピーカ１１から近端話者に出力される音声の音量を制御するものである。
【００３５】
音信号調整装置２０は、Ａ／Ｄ２０１、受信側音声検出器（以下、「ＶＡＤ＿Ｒ」という）２２、受信側レベル計算部（以下、「ＬＶ＿Ｒ」という）２０３、送信側レベル計算部（以下「ＬＶ−Ｓ」という）２０４、送信側音声検出器（以下「ＶＡＤ＿Ｓ」という）２０５、レベル補正部２０６、レベル変動検出部２０７、ゲイン計算部２０８、を有している。また、音信号調整装置２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ハードディスクなどのプログラムの実行構成（１台に限定されず、複数台を分散処理し得るようにしたものであっても良い。）に、実施形態の音量制御プログラム等をインストールすることにより構築しても良く、その場合でも機能的には図１により示すことができる。また、音信号調整装置２０は、全ての構成要素をハードウェアにより実現しても良いし、一部の構成要素を上述のようにプログラム（ソフトウェア）を用いて実現するようにしても良い。
【００３６】
ＶＡＤ＿Ｒ２０２は、遠端信号において、遠端話者の音声の有無を検出するものである。また、ＶＡＤ＿Ｓ２０５は、近端信号において、近端話者の音声の有無を検出するものである。
【００３７】
Ａ／Ｄ２０１は、スピーカ１１において、背景ノイズ源１３から到達したノイズなどが電気信号に変換されると、その電気信号をディジタル信号に変換し、ＬＶ＿Ｒ２０３に与える。一般的に、スピーカ１１が電気音響変換素子であるが、性能は劣るものの、マイクロホン１４と同様に音を電気信号に変換できる性質がある。このときスピーカ１１をマイクロホン１４と同様に扱うことができる。すなわち、Ａ／Ｄ２０１では、マイクロホンとしてスピーカ１１が機能した場合に逆流してくる信号を取得して、ディジタル信号に変換する機能を担っている。例えば、スピーカ１１がいわゆるダイヤフラム式のように、電気振動により振動板を振動させて音を発生させるものであれば、ノイズなどの音がスピーカにおける振動板を振動させることにより、電気信号に逆変換されＡ／Ｄ２０１に供給することができる。
【００３８】
ＶＡＤ＿Ｒ２０２は、遠端信号としてＡＭＰ１３から出力される信号を取得して、その信号において音声の有無を検出する。ＶＡＤ＿Ｒ２０２において、遠端話者の音声の有無を検出する構成は、既存の電話装置に搭載されているものを適用するようにしても良く、限定されないものである。ＶＡＤ＿Ｒ２０２は、遠端話者の音声の検出がされていない間、音声が出力されていない旨を通知する信号（以下、「ＮＶ＿Ｒ」という）の出力を継続し、遠端話者の音声が検出されるとＮＶ＿Ｒの出力を停止する。ＶＡＤ＿Ｒ２０２から、ＮＶ＿Ｒが出力されている間は、遠端信号において音声信号がないときであるから、受信側Ａ／Ｄ２０１の出力は背景ノイズ源３０からスピーカ１１からの信号がアナログ・ディジタル変換を受けた背景ノイズがＬＶ＿Ｒ２０３に入力されていることになる。
【００３９】
ＶＡＤ＿Ｓ２０５は、近端信号としてＶＡＤ＿Ｓ２０５に入力される信号を取得して、その信号において、音声の有無を検出する。ＶＡＤ＿Ｓ２０５において、近端話者の音声の有無を検出する構成は、ＶＡＤ＿Ｒ２０２と同様の構成を適用することができるため、詳しい説明を省略する。ＶＡＤ＿Ｓ２０５は、近端話者の音声の検出がされていない間、音声が出力されていない旨を通知する信号（以下、「ＮＶ＿Ｓ」という）の出力を継続し、近端話者の音声が検出されるとＮＶ＿Ｓの出力を停止する。
【００４０】
次に、ＶＡＤ＿Ｒ２０２において、遠端信号から遠端話者の音声の有無を検出する構成の例について説明する。なお、以下の説明において、遠端信号（ＡＭＰ１３に入力される信号）は、離散時間信号ｘ（ｎ）（ｎはディジタルサンプル順）で表されるものとして説明する。
【００４１】
ＶＡＤ＿Ｒ２０２では、信号レベルの長期平滑特性ＡＢＳ＿Ｌ（ｎ）と短期平滑特性ＡＢＳ＿Ｓ（ｎ）の乖離を用いて、遠端信号における音声の有無を判定するものとする。例えば、以下の（１）式に示すように信号レベルの長期平滑特性ＡＢＳ＿Ｌ（ｎ）を計算し、以下の（２）式に示すように信号レベルの短期平滑特性ＡＢＳ＿Ｓ（ｎ）を計算し、その計算結果を利用して判定しても良い。なお、以下の（１）及び（２）式ではδ１＝０．０００１、δ２＝０．０１であるものとして説明するが、これに限定されないものである。なお、以下、（１）式及び（２）式では、「｜｜」は絶対値を表すが、絶対値ではなく自乗を用いるようにしてもよい。
【００４２】
ＡＢＳ＿Ｌ（ｎ）＝（１．０−δ１）ＡＢＳ＿Ｌ（ｎ−１）＋δ１｜ｘ（ｎ）｜…（１）
ＡＢＳ＿Ｓ（ｎ）＝（１，０−δ２）ＡＢＳ＿Ｓ（ｎ−１）+δ２｜ｘ（ｎ）｜…（２）
上記の（１）式及び（２）式において、δ１およびδ２は、δ１＜δ２、かつ、０＜δ１＜１．０、０＜δ２＜１．０を満たす係数であり、値が大きくなれば信号の急峻な特性に追従する代わりに計算結果はノイズの影響を受けやすくなり、逆に値が小さくなれば信号の大まかな特性に追従し、ノイズの影響はあまり受けなくなるという特性がある。
【００４３】
次に、音声有無の判定閥値（以下、「ＴＨ＿ＶＡＤ」という）を用いて、以下の（３）式を満足するときに「音声あり」と判定をする。以下、（３）式において、判定閥値ＴＨ＿ＶＡＤとしては、例えば、６ｄＢを適用するものとして説明するが、これに限定されないものである。
【００４４】
ＡＢＳ＿Ｓ（ｎ）≧ＡＢＳ＿Ｌ（ｎ）＋ＴＨ＿ＶＡＤ…（３）
以上のように、ＶＡＤ＿Ｒ２０２では、遠端信号から音声の有無を検知する。なお、音声検出の方法は近端信号（マイクロホン１４の出力信号）を用いることだけを除けばＶＡＤ＿Ｓ２０５における処理も同様であるため、詳しい説明を省略する。
【００４５】
ＬＶ＿Ｒ２０３は、ＶＡＤ＿Ｒ２０２からＮＶ＿Ｒが出力されている間、すなわち、遠端信号において音声が検出されていない間だけ、Ａ／Ｄ２０１から入力されるスピーカ逆流信号（この場合には背景ノイズ）のレベル（以下、「ＮＬＶＬ＿Ｒ」という）を算出して、レベル補正部２０６に与える。
【００４６】
ＬＶ＿Ｓ２０４は、ＶＡＤ＿Ｓ２０５からＮＶ＿Ｓが出力されている間、すなわち、近端信号において音声が検出されていない間だけ、Ａ／Ｄ１５から入力される近端信号（この場合には背景ノイズ）のレベル（以下、「ＮＬＶＬ＿Ｓ」という）を算出して、レベル補正部２０６に与える。ＬＶ＿Ｓ２０４は、ＮＬＶＬ＿Ｓをレベル補正部２０６に与える。
【００４７】
レベル補正部２０６は、ＬＶ＿Ｒ２０３から与えられるＮＬＶＬ＿Ｒの値と、ＬＶ＿Ｓ２０４から与えられるＮＬＶＬ＿Ｓの値について、補正を行うものである。上述の通り、ＮＬＶＬ＿Ｒはスピーカ１１から逆流してくる信号のレベルであり、ＮＬＶＬ＿Ｓはマイクロホン１４により取得した信号のレベルであるが、スピーカ１１の集音性能はマイクロホン１４には及ばないため、レベル補正部２０６により、その集音性能の差を補正する処理を行い、補正処理後のＮＬＶＬ＿Ｒ及びＮＬＶＬ＿Ｓを、レベル変動検出部２０７も与える。
【００４８】
次に、レベル補正部２０６における補正処理を行う構成の例について説明する。
【００４９】
図２は、レベル補正部２０６における補正処理の例について説明した説明図である。
【００５０】
図２（ａ）は、補正前のＮＬＶＬ＿Ｒのレベルを示したグラフであり、図２（ｂ）は、ＮＬＶＬ＿Ｓのレベルを示したグラフである。そして、図２（ｃ）は、ＮＬＶＬ＿Ｒが補正される様子について示した説明図である。
【００５１】
まず、レベル補正部２０６では、一旦ＮＬＶＬ＿ＲをＮＬＶＬ＿Ｓと同じレベルとなるα倍して補正し、ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒとする。
【００５２】
レベル補正部２０６では、スピーカ１１から逆流する電気信号は本来音を電気信号に変換するマイクロホン１４に比べれば性能が劣っているため、その性能差を補正が行われる。レベル補正部２０６では、このように一旦ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒを計算した後は、その際算出した補正用の係数αを固定し、以後は、単にＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒをα倍してレベル変動検出部２０７に出力するように動作する。なお、上述の補正用の係数αは、予め、スピーカ１１とマイクロホン１４の集音の性能差に基づいて設定した値を使用するようにしても良いし、上述のように、当初のＮＬＶＬ＿Ｒ及びＮＬＶＬ＿Ｓを用いて算出するようにしても良く、その設定方法は限定されないものである。
【００５３】
図３は、第１の実施形態の電話装置１０のスピーカ１１において、近端話者の耳介により遮音が発生する様子について示した説明図である。
【００５４】
レベル変動検出部２０７では後述するように、レベルの変動を検出する。レベル変動検出部２０７の動作について、図３を用いて説明する。図示しない遠端話者の音声のレベルが小さく、聞き取りにくいときは、電話装置所持者は相手の音声をよく聞こうとしてスピーカ１１に耳を近づけたり、押し付けたりすることが多い。電話装置所持者の耳がスピーカ１１に近づくと、耳介がスピーカ１１に対して遮音壁として作用する。
【００５５】
ここで耳による遮音の効果について説明する。近年の携帯電話装置は小型がすすんでいるため、スピーカ１１部の形状はあまり人間の耳と密着できることを重視した形状は配慮されていない。つまり従来特許文献３に開示されるがごとく鼓膜、外耳道、形態電話器壁面によって密閉空間を作り出すことはできないのが実情である。しかしながら、耳介がスピーカ１１に近くなることは、少なくとも耳介が遮音壁の役目をはたし、密閉する事はできなくてもスピーカ１１に対しての雑音を一部遮音できることを意味している。図３では耳がスピーカ１１に近づいて背景ノイズを遮音している様子を示した。このとき、耳が近づくことによってスピーカ１１からの逆流信号レベルＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ（ＮＬＶＬ＿Ｒ）は耳介に遮音された分だけ小さくなる。
【００５６】
図４は、ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒの変動とＮＬＶＬ＿Ｓの変動を用いて、耳介による遮音を検出する方法について示した説明図である。
【００５７】
図４（ａ）は、スピーカ１１において遮音を検出した場合のＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒの変動例を示したグラフであり、図４（ｂ）は、スピーカ１１において遮音を検出した場合のＮＬＶＬ＿Ｓの変動例を示したグラフである。
【００５８】
図４において、ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ１は、任意のタイミングで取得されたＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒを示し、ＮＬＶＬ＿Ｓ１は、ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ１と同じタイミングで取得されたＮＬＶＬ＿Ｓである。また、ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ２は、ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ１以後のタイミングで取得されたＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒを示し。ＮＬＶＬ＿Ｓ２は、ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ２と同じタイミングで取得されたＮＬＶＬ＿Ｓである。
【００５９】
図４に示す通り、レベル変動検出部２０７に入力されている信号ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ１は耳介による遮音を受けてレベルが急に降下した場合ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ２のようになる。一方ＮＬＶＬ＿Ｓではそのようなことがない。通常の通話中にマイクロホン１４を顔でふさぐことはほとんどないからである。マイク側はせいぜい顔が近づく程度であり、スピーカ１１側ほどには遮音を受けることがない。この実施形態では耳介による遮音がδｒｅｃを超えたとき、すなわち、レベルの降下が式（４）を満たすとき、耳介の接近による遮音があったと判定するものとする。ここでは、δｒｅｃは６ｄＢとするが、これに限定されない。
【００６０】
ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ２＜ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ１−δｒｅｃ…（４）
なお、ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒが急に降下するタイミングを検出する方法としては、例えば、電話装置１０が動作を開始してからＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒの最大値をＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ１、最小値をＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ２とし、上記の（４）式を満たす場合には、ＮＬＶＬ＿Ｒ２を取得したタイミングを、ＮＬＶＬ＿Ｒが急降下したタイミングとして検出するようにしても良い。また、例えば、所定の時間間隔おきのタイミングでＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒをサンプリングし、直前のタイミングで取得したＮＬＶＬ＿ＲをＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ１、最新に取得したＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒをＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ２として、上記の（４）を満たす場合に、ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒが急降下したタイミングとして検出するようにしても良い。このように、ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒが急に降下するタイミングを検出する方法は、限定されないものである。
【００６１】
一方で、送信側のレベルＮＬＶＬ＿Ｓにおいても以下の式（５）の判定式を用いて背景ノイズレベルの変動を検出するものとする。ここで、δｓｅｎｄは３ｄＢ程度とするが、これに限定されない。
【００６２】
ＮＬＶＬ＿Ｓ２＜ＮＬＶＬ＿Ｓ１−δｓｅｎｄ…（５）
送信側（マイクロホン１４）において遮音が発生しているということは、例えば、電話装置をうつぶせに伏せて机上などにおいたか、手でふさいだかなどしているためであるので、会話状態にはないことや、背景ノイズ源４０からのノイズ自体が急に低下したことなどを示している。そこで式（５）が成立しているきには、たとえ式（４）が成立している場合であっても後述するＡＭＰ１３の増幅は行わない。レベル変動検出部２０７は、式（４）が成立し、式（５）が成立しないとき、スピーカ遮音検出信号ｓｈをゲイン計算部２０８に出力する。レベル変動検出部２０７は、それ以外のときは何も出力しない。
【００６３】
ゲイン計算部２０８はスピーカ遮音検出信号ｓｈを入力されたとき、ＡＭＰ１３で信号を増幅するためのゲインを計算する。本実施形態においてスピーカ遮音検出信号ｓｈを入力されたとき、ゲイン計算部２０８は１２ｄＢのゲインを発生するものとするが、発生させるゲインはこれに限定されないものである。ゲイン計算部２０８は計算したゲインをＡＭＰ１３に出力し、ＡＭＰ１３は受話信号を増幅してスピーカ１１に出力する。
【００６４】
ＬＶ＿Ｒ２０３では信号のレベルＮＬＶＬ＿Ｒをレベル補正部２０６に出力する一方でマイクロホン１４からは送信側Ａ／Ｄ１５でディジタル変換された背景ノイズ信号が送信側レベル計算部ＬＶ＿Ｓ２０４とＶＡＤ＿Ｓ２０５に出力されている。
【００６５】
ＡＭＰ１３の増幅率は初期状態では１．０であり信号を増幅も減衰もしないものとするがこれに限定されない。ＡＭＰ１３の出力は受信側Ｄ／Ａ１２に出力されアナログ信号に変換されてスピーカ１１に出力される。
【００６６】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第１の実施形態の音信号調整装置２０における音量制御の動作（この実施形態の音信号調整方法）について、図１を用いて説明する。
【００６７】
まず、ＶＡＤ＿Ｒ２０２において、遠端信号において音声が含まれていないと判定されると、ＶＡＤ＿Ｒ２０２からＬＶ＿Ｒ２０３に、音声検出無しを示すＮＶ＿Ｒが与えられる。そして、ＮＶ＿Ｒが与えられている間、ＬＶ＿Ｒ２０３では、Ａ／Ｄ１５からスピーカ１１において逆流してくる信号のレベルが算出され、ＮＬＶＬ＿Ｒとしてレベル補正部２０６に与えられる。
【００６８】
同様に、ＶＡＤ＿Ｓ２０５において、近端信号において音声が含まれていないと判定されると、ＶＡＤ＿Ｓ２０５からＬＶ＿Ｓ２０４に、音声検出無しを示すＮＶ＿Ｓが与えられる。そして、ＮＶ＿Ｓが与えられている間、ＬＶ＿Ｓ２０４では、Ａ／Ｄ１５からマイクロホン１４に入力される信号のレベルが算出され、ＮＬＶＬ＿Ｓとしてレベル補正部２０６に与えられる。
【００６９】
レベル補正部２０６では、ＬＶ＿Ｒ２０３からＮＬＶＬ＿Ｒが与えられ、かつ、ＬＶ＿Ｓ２０４からＮＬＶＬ＿Ｓが与えられている間、ＮＬＶＬ＿Ｒのレベルが補正され、補正後のＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ、ＮＬＶＬ＿Ｓがレベル変動検出部２０７に与えられる。
【００７０】
そして、レベル変動検出部２０７では、上述の（４）が成立し、（５）式が成立しない場合には、スピーカ１１における遮音度合が所定以上であるとみなされ、スピーカ遮音検出信号ｓｈが、ゲイン計算部２０８に与えられる。
【００７１】
そして、ゲイン計算部２０８では、スピーカ遮音検出信号ｓｈが与えられている間は、スピーカ遮音検出信号ｓｈが与えられていない間と比較して、遠端信号により大きなゲインが発生するようにＡ／Ｄ１５を制御される。
【００７２】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
第１実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００７３】
電話装置のスピーカ１１を音電気変換機として流用して、ＮＬＶＬ＿Ｒ（ＮＶ＿Ｒ）を取得し、マイクロホン１４を用いて取得したＮＬＶＬ＿Ｓ（ＮＶ＿Ｓ）の変動と比較することにより、電話装置所持者の耳がスピーカ１１の一部を覆うことで発生する遮音効果で低下することを検出し、耳による遮音効果を検出したときにゲイン計算部２０８が受話音声の音量を増加する倍率を計算してＡＭＰ１３で受話音量を増加するようにしている。これにより、単に背景ノイズの大小ではなく電話装置所持者が音をよく聞き取ろうとする動作（耳介をスピーカ１１に押し付ける動作）を検出して、音圧センサなどの別途部品を備えることなく、低コストで音量を調整することができる。また、電話装置所持者が特段、大音声を発生することもないので、周囲に迷惑にならず、受話中であってもボタン類の操作をしないまま相手側から到来する受信音声信号に音量を与えることができる電話装置を実現することができるのである。
【００７４】
（Ｂ）第２の実施形態
以下、本発明による音信号調整装置、プログラム及び方法、並びに、電話装置の第２の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【００７５】
（Ｂ−１）第２の実施形態の構成
図５は、この実施形態の電話装置１０Ａ及び音信号調整装置２０Ａの全体構成を示すブロック図である。
【００７６】
図５において、第１の実施形態と異なるのは、レベル変動検出部２０７及びゲイン計算部２０８が、それぞれ、レベル変動検出部２０７Ａ及びゲイン計算部２０８Ａに置き換わったことであり、そのほかの構成は第１の、実施形態と同様であるので詳しい説明は省略する。以下、第１の実施形態との差異について説明する。
【００７７】
レベル変動検出部２０７Ａは、上記の（４）式が成立し、かつ、上記の（５）式が成立しないとき、第１の実施形態と異なり、以下の（６）式で計算するレベル変動値Ｄｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒをゲイン計算部２０８Ａに出力し、それ以外のときはＤｉｆ＿ｌｅｆ＿ｒ＝０（ｄｂ）を出力する。
【００７８】
Ｄｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒ＝ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ＿２ − ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ＿１…（６）
そして、ゲイン計算部２０８Ａは、Ｄｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒに応じて係数を乗じ、以下の（７）式に従ってゲイン（Ｇｒｅｃ）を計算する。
【００７９】
Ｇｒｅｃ＝δ２０×Ｄｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒ…（７）
上記の（７）式において、δ２０は差分を増幅する定数であり、この実施形態ではδ２０＝２．０としても良いが、これに限定されない。ゲイン計算部２０８Ａは計算したゲインをＡＭＰ１３に出力し、ＡＭＰ１３では、ゲイン計算部２０８Ａから与えられたゲインに従って受話信号を増幅してスピーカ１１に出力する。
【００８０】
この実施形態においては、ゲイン計算部２０８Ａでは、上記の（７）式を用いてゲインを計算するものとして説明したが、Ｄｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒに応じたゲインを算出できる方法であれば、その計算式は上記の（７）式に限定されないものである。また、上記の（７）式のようにその都度計算して求めるのではなく、あらかじめ経験的、実験的に求めた参照表を参照して、適用するゲインを適用するようにしても良い。
【００８１】
（Ｂ−２）第２の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第２の実施形態の音信号調整装置２０の動作（この実施形態の音信号調整方法）について、図５を用いて説明する。
【００８２】
上述の通り、第１の実施形態と第２の実施形態では、レベル変動検出部及びゲイン計算部の動作が異なるだけであるので、その差異部分の動作についてのみ説明する。
【００８３】
レベル変動検出部２０７Ａでは、上述の（４）が成立し、上記の（５）式が成立しない場合、すなわち、スピーカ１１において電話装置所持者の耳による遮音が発生していると判定される場合には、さらに上記の（６）式を用いて遮音度合を示すＤｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒが算出され、ゲイン計算部２０８Ａに与えられる。ただし、上述の（４）が成立し、上記の（５）式が成立しない場合以外には、レベル変動検出部２０７Ａは、Ｄｉｆ＿ｌｅｆ＿ｒ＝０（ｄｂ）をゲイン計算部２０８Ａに与える。
【００８４】
そして、ゲイン計算部２０８Ａにより、レベル変動検出部２０７Ａから与えられるＤｉｆ＿ｌｅｆ＿ｒに応じたゲインが算出され、ＡＭＰ１３が制御される。
【００８５】
（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
第２の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００８６】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１の実施形態と異なり、レベル変動検出部２０７がレベルの変動分をゲイン計算部２０８に出力し、ＡＭＰ２２はゲイン計算部２０８の計算したゲインを信号に施すようにしたので、電話装置所持者の耳によるノイズ遮音度合に応じて滑らかに受話音声の音量を変更することができるようになり、よりきめの細かい音量制御をおこなって、快適な通話を可能にできるのである。また、スピーカを耳に強く押し付けたときに、単にスピーカを耳にあてたときよりも大きい音量にすることができ、ユーザの音量を大きくして欲しいとする要求に応えることができる。
【００８７】
（Ｃ）第３の実施形態
以下、本発明による音信号調整装置、プログラム及び方法、並びに、電話装置の第３の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【００８８】
（Ｃ−１）第３の実施形態の構成
図６は、この実施形態の電話装置１０Ｂ及び音信号調整装置２０Ｂの全体構成を示すブロック図である。
【００８９】
第３の実施形態の構成が第２の実施形態の構成と異なるのは、ＶＡＤ＿Ｒ２０２がＶＡＤ＿Ｒ２０２Ｂに置き換わり、ＶＡＤ＿Ｒ２０２Ｂは、ＡＭＰ１３とＤ／Ａ１２との間に配置されていることである。そのほかの構成は第２の実施形態と同様であるので詳しい説明は省略する。以下、第２の実施形態との差異について説明する。
【００９０】
ＶＡＤ＿Ｒ２０２Ｂは、通常ＡＭＰ１３から与えられる遠端信号を、通常時はそのままＤ／Ａ１２に供給するが、遠端信号に音声信号が含まれていないと判定した場合には、Ｄ／Ａ１２への遠端信号の供給を停止する点で、第２の実施形態と異なっている。なお、ＶＡＤ＿Ｒ２０２Ｂにおいて、遠端信号における音声の有無を判定する方法は、上述の第１及び第２の実施形態と同様であるので詳しい説明を省略する。
【００９１】
なお、第３の実施形態の音信号調整装置２０Ｂについては、図６に示すように、第２の実施形態のＶＡＤ＿Ｒ２０２をＶＡＤ＿Ｒ２０２Ｂに置き換えた構成について説明したが、同様に、第１の実施形態のＶＡＤ＿Ｒ２０２をＶＡＤ＿Ｒ２０２Ｂに置き換えたものとして構築するようにしても良い。
【００９２】
（Ｃ−２）第３の実施形態の動作
第３の実施形態の音信号調整装置２０Ｂについては、図６に示すように、第２の実施形態のＶＡＤ＿Ｒ２０２をＶＡＤ＿Ｒ２０２Ｂに置き換わり、ＶＡＤ＿Ｒ２０２Ｂでは、遠端信号に音声信号が含まれていないと判定した場合には、Ｄ／Ａ１２への遠端信号の供給を停止する点で、第２の実施形態と異なるだけであるので、詳しい説明を省略する。
【００９３】
（Ｃ−３）第３の実施形態の効果
第３の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００９４】
ＶＡＤ＿Ｒ２０２Ｂにおいて遠端信号に音声信号が含まれていないと判定した場合に、Ｄ／Ａ１２への遠端信号の供給を停止することにより、遠端信号において比較的大きなノイズが重畳しているとき、スピーカ１１から放出された遠端信号による音が、エコーとなってＮＬＶＬ＿Ｒ（ＮＶ＿Ｒ）に入り込んで、音信号調整装置２０Ｂにおいて誤動作を起こす頻度を低減することができる。遠端話信号において大きなノイズが重畳していても、第１及び第２の実施形態では、遠端側からの信号は透過されて、Ｄ／Ａ１２に供給されてしまうので、ＶＡＤ＿Ｒ２０２が音声信号なしと判定しても、遠端側からのノイズがスピーカ１１出力を経由して、Ａ／Ｄ２０１に入力され、さらにＬＶ＿Ｒ２０３に入力されて、背景ノイズ源１３からのノイズと交じり合ったままノイズレベルとして計算されてしまう。結果、音信号調整装置２０において背景ノイズレベル計算の精度を劣化させてしまう。しかし、第２の実施形態のように、ＶＡＤ＿Ｒ２０２Ｂにより、遠端信号に音声が含まれていないと判定した場合に、Ｄ／Ａ１２へ遠端信号の供給を遮断することで、スピーカ１１から逆流する電気信号は電話装置所持者近辺の背景ノイズに限定できるようになり、正確な背景ノイズレベルを計算して、遠端信号をより適切に音量制御し、上述のような背景ノイズレベル計算の精度を劣化させてしまう頻度を低減することができる。
【００９５】
（Ｄ）第４の実施形態
以下、本発明による音信号調整装置、プログラム及び方法、並びに、電話装置の第３の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【００９６】
（Ｄ−１）第４の実施形態の構成
図７は、この実施形態の電話装置１０Ｃ全体構成及び音信号調整装置２０Ｃを示すブロック図である。
【００９７】
図７は第４の実施形態である。第４の実施形態の構成が第３の実施形態の構成と異なるのは、ゲイン計算部２０８Ａがゲイン計算部２０８Ｃに置き換わり、さらに、新たに近端ノイズ量判定部２０９がＬＶ＿Ｓ２０４とゲイン計算部２０８Ｃの間に設けられている点である。そのほかの構成は第３の、実施形態と同様であるので詳しい説明は省略する。以下、第３の実施形態との差異について説明する。
【００９８】
第１の実施形態と同様にＬＶ＿Ｓ２０４は送信話者音声なしのとき、近端のノイズレベルＮＬＶＬ＿Ｓを計算する。そして、近端ノイズ量判定部２０９は入力された近端ノイズレベルＮＬＶＬ＿Ｓを予め定めた閾値ＴＨ＿ＢＧ＿Ｓと比較し、閾値ＴＨ＿ＢＧ＿Ｓを上回ったとき、近端の電話装置所持者の背景雑音環境がノイズの多い環境であると判定する。具体的には以下の（８）式を満足したとき、近端の電話装置所持者の背景雑音環境がノイズの多い環境であると判定し、大背景ノイズ判定信号ＢＧ＿ＮＺＹをゲイン計算部２０８Ｃに出力し、以下（８）式を満足しないときには何も出力しない。
【００９９】
ＮＬＶＬ＿Ｓ≧ＴＨ＿ＢＧ＿Ｓ…（８）
ここで、第４の実施形態では、大背景ノイズ閾値ＴＨ＿ＢＧ＿Ｓをディジタル振幅値の−３０ｄＢｍ０と設定するようにしても良い（第３の実施形態で、０ｄＢｍ０は国際通信規格ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．７１１に規定される１ｋＨｚトーンの振幅を基準とした）。ただし、大背景ノイズ閾値ＴＨ＿ＢＧ＿Ｓをこの値に限定されないものである。
【０１００】
一方でゲイン計算部２０８Ｃには第２の実施形態と同様に、レベル変動検出部２０７Ａからレベル変動値Ｄｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒが入力されている。
【０１０１】
ゲイン計算部２０８ＣはＤｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒの値と、ＢＧ＿ＮＺＹの有無に応じて以下の（９）式及び（１０）式のようにゲインを計算して、ＡＭＰ１３に出力する。ただし、ＢＧ＿ＮＺＹの有のときには以下の（９）式を適用し、ＢＧ＿ＮＺＹの無しのときには以下の（１０）式を適用するものとする。また、δ４０、δ４１は倍率を表す定数であって、以下の（１１）式の関係を満たすものである。
【０１０２】
Ｇｒｅｃ＝δ４０×Ｄｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒ…（９）
Ｇｒｅｃ＝δ４１×Ｄｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒ…（１０）
δ４０≧δ４１…（１１）
上記の（９）〜（１１）式において、δ４０＝４．０とし、δ４１＝２．０としても良いが、これに限定されないものである。
【０１０３】
ゲイン計算部２０８Ｃは計算したゲインＧｒｅｃをＡＭＰ１３に出力し、ＡＭＰ１３は遠端信号をゲインＧｒｅｃを乗じて増幅してからスピーカ１１に出力する。
【０１０４】
第４の実施形態では上記の（９）式及び（１０）式のようにゲインを計算したが、第３の実施形態と同様に、Ｄｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒに応じて適切なゲインを発生できる計算方法であれば計算式（７）に限定されないものである。また、上記の（９）式及び（１０）式のような計算式によらずに、上記の（１１）式の関係、すなわち、ＢＧ＿ＮＺＹの有のときのほうのゲインが、ＢＧ＿ＮＺＹの無しのときのゲインより大きくなる関係を保てば、他の計算式を用いるようにしても良い。また、ＢＧ＿ＮＺＹが有のときのほうのゲインが、ＢＧ＿ＮＺＹが無しのときのゲインより大きくなるように、あらかじめ経験的、実験的に求めた参照表を参照して適用するようにしてもよい。また、本実施形態ではＡＭＰ１３をディジタル信号の段階で増幅するようにしたが、Ｄ／Ａ１２とレシーバの間にアナログ増幅器を設けて、一旦ゲイン計算部２０８Ｃで計算したゲインをアナログ増幅器で乗算するようにしてもよい。
【０１０５】
また、ゲイン計算部２０８Ｃでは、上述の通り、ＢＧ＿ＮＺＹの「有り」又は「無し」の２段階で、上記（９）式又は（１０）式を適用するようにしたが、近端のノイズレベルＮＬＶＬ＿Ｓの大きさに応じて、Ｄｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒに乗じる係数の値（例えば、上記の（９）式においては「δ４０」の値）を変更して、Ｇｒｅｃを求めるようにしても良い。すなわち、ゲイン計算部２０８Ｃにおいて、近端のノイズレベルＮＬＶＬ＿Ｓに応じて、Ｇｒｅｃを算出することができれば、その算出方法は限定されないものである。
【０１０６】
（Ｄ−２）第４の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第４の実施形態の音信号調整装置２０Ｃの動作（この実施形態の音信号調整方法）について、図７を用いて説明する。
【０１０７】
上述の通り、第３の実施形態と第４の実施形態では、近端ノイズ量判定部２０９が追加され、ゲイン計算部の動作が異なるだけであるので、その差異部分の動作についてのみ説明する。
【０１０８】
近端ノイズ量判定部２０９では、上記の（８）式を満たす場合、背景ノイズ源４０によるノイズの量が所定以上であるとみなして、ゲイン計算部２０８ＣへＢＧ＿ＮＺＹの信号が与えられる。
【０１０９】
そして、ゲイン計算部２０８Ｃでは、レベル変動検出部２０７Ａから与えられるＤｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒと、近端ノイズ量判定部２０９から与えられるＢＧ＿ＮＺＹを利用して、Ａ／Ｄ１５を制御するゲインが、上記の（９）式及び（１０）式により算出され、算出されたゲイン（Ｇｒｅｃ）がＡＭＰ１３に与えられる。
【０１１０】
（Ｄ−３）第４の実施形態の効果
第４の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
【０１１１】
第４の実施形態では、新たに近端ノイズ量判定部４０を設け電話装置所持者近傍の背景ノイズの大きさを検出するようにし、電話装置所持者側の背景ノイズが大きいときには、通常よりも受信信号に与えるゲインを大きくするようにした。したがって、近端ノイズが大きいことを検出し、電話装置所持者が電話装置に耳をより近づけたのが、相手の遠端話者の声の大小が原因でなく、電話装置所持者近傍の背景ノイズによって聞き取りづらくなっていると判定するので、たとえば装置の出力定格付近まで増幅するなど、通常の音量増幅よりも増幅度を大きくして、遠端話者の音声を聞き取とりやすくするようにできる。
【０１１２】
（Ｅ）第５の実施形態
以下、本発明による音信号調整装置、プログラム及び方法、並びに、電話装置の第５の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【０１１３】
（Ｅ−１）第５の実施形態の構成
図８は、この実施形態の電話装置１０Ｄ及び音信号調整装置２０Ｄの全体構成を示すブロック図である。
【０１１４】
第５の実施形態の構成は第４の実施形態の構成と比較すると、ＬＶ＿Ｒ２０３が受信側信号特性計算部（以下「ｃｈａｒ＿Ｒ」という）２１０に、ＬＶ＿Ｓ２０４が、送信側信号特性計算部（以下、「ｃｈａｒ＿Ｓ」という）２１１に、レベル補正部２０６が特性補正部２１２に、レベル変動検出部２０７Ａが、特性変動検出部２１３に置き換わっている。また、第５の実施形態では、さらに、特性変動検出部２１３の後段に減算特性計算部２１４が設けられ、減算特性計算部２１４の後段に周波数減残部（以下「ＮＣ」という）２１５が設けられている。そのほかの構成は第４の実施形態と同様であるので詳しい説明は省略する。以下、第４の実施形態との差異について説明する。
【０１１５】
Ｃｈａｒ＿Ｒ２１０は、第１〜第４の実施形態のＬＶ＿Ｒ２０３が計算するＮＬＶＬ＿Ｒ以外に、信号の周波数特性（以下、「ＮＰ＿Ｒ（ｆ）」という）が、例えば、公知の高速フーリエ変換法（以下、「ＦＦＴ」という）を用いて計算される。そして、Ｃｈａｒ＿Ｒ２１０は、ＮＶ＿ＲとＮＬＶＬ＿Ｒを、特性補正部２１２に与える。Ｃｈａｒ＿Ｓ２１１も同様に、第１〜第４の実施形態のＬＶ＿Ｓ２０４が計算するＮＬＶＬ＿Ｓ以外に、信号の周波数特性（以下、「ＮＰ＿Ｓ（ｆ）」という）を計算し、ＮＬＶＬ＿ＳとＮＰ＿Ｓ（ｆ）を、特性補正部２１２に与える。
【０１１６】
特性補正部２１２では、ｃｈａｒ＿Ｒ２１０、ｃｈａｒ＿Ｓ２１１からそれぞれ与えられる信号レベル（ＮＬＶＬ＿Ｒ、ＮＬＶＬ＿Ｓ）と、周波数特性（ＮＰ＿Ｒ（ｆ）、ＮＰ＿Ｓ（ｆ））について補正の処理が行われ、補正後の信号レベル及び周波数特性が、特性変動検出部２１３に与えられる。なお、特性補正部２１２における信号レベル（ＮＬＶＬ＿Ｒ、ＮＬＶＬ＿Ｓ）の補正の処理は、第１〜第４の実施形態のレベル補正部２０６と同様の処理であるので詳しい説明は省略する。
【０１１７】
次に、特性補正部２１２における、周波数特性の補正に係る処理を行う構成について説明する。Ｃｈａｒ＿Ｒ２１０、Ｃｈａｒ＿Ｓ２１１でＦＦＴ等を用いて計算された周波数特性（ＮＰ＿Ｒ（ｆ）、ＮＰ＿Ｓ（ｆ））は、信号レベルについて行った補正と同様に、ＮＰ＿Ｒ（ｆ）をＮＰ＿Ｓ（ｆ）に合わせるように補正を行う。
【０１１８】
図９は、特性補正部２１２において、周波数特性に係る補正について示した説明図である。
【０１１９】
図９（ａ）は、補正前のＮＰ＿Ｒ（ｆ）を示したグラフであり、図２（ｂ）は、ＮＰ＿Ｓ（ｆ）のレベルを示したグラフである。そして、図２（ｃ）は、ＮＰ＿Ｒ（ｆ）が補正される様子について示した説明図である。
【０１２０】
Ｃｈａｒ＿Ｒ２１０、Ｃｈａｒ＿Ｓ２１１では各々入力信号の周波数のパワー特性ＮＰ＿Ｒ（ｆ）と周波数特性ＮＰ＿Ｓ（ｆ）を計算する。図９において、横軸ｆは周波数を表している。ＮＰ＿Ｒ（ｆ）は、一旦ＮＰ＿Ｓ（ｆ）に一致するように補正され、ＮＰ＿Ｒ＿ｒ（ｆ）となる。補正を行うのはスピーカ１１よりもマイクロホン１４のほうが集音感度のよい平坦周波数特性であり、後述するマイクロホン出力に対するノイズ抑圧処理に用いる減算処理に都合が良いからであるが、逆に、ＮＰ＿Ｓ（ｆ）の方を補正してＮＰ＿Ｒ（ｆ）に合わせるようにしても良い。
【０１２１】
特性補正部２１２では、スピーカ１１から逆流する電気信号は本来音を電気信号に変換するマイクロホン１４に比べれば性能が劣っているため、その性能差を補正が行われる。特性補正部２１２では、ＮＰ＿Ｒ（ｆ）をＮＰ＿Ｒ＿ｒ（ｆ）に補正する係数（例えば、ＮＰ＿Ｓ（ｆ）／ＮＰ＿Ｒ（ｆ））を一旦計算した後は、その係数を固定し、以降は単にＮＰ＿Ｒ（ｆ）にその係数を乗じて補正したＮＰ＿Ｒ＿ｒ（ｆ）を、特性変動検出部２１３に出力するように動作する。なお、上述の補正用の係数は、予め、スピーカ１１とマイクロホン１４の集音の性能差に基づいて設定した値を使用するようにしても良いし、上述のように、当初のＮＰ＿Ｒ（ｆ）及びＮＰ＿Ｓ（ｆ）を用いて算出するようにしても良く、その設定方法は限定されないものである。
【０１２２】
特性補正部２１２は補正したＮＰ＿Ｒ＿ｒ（ｆ）とＮＰ＿Ｓ（ｆ）を特性変動検出部２１３に出力する。
【０１２３】
特性変動検出部２１３では以下に説明するように、電話装置所持者の耳介による遮音の周波数特性を求める。この実施形態では耳介の接近検出に関しては第１の実施形態で説明した方法をそのまま使うものであり再び説明しない。第１の実施形態で説明したように耳介による雑音の遮音は低下だけでなく、周波数成分のパワー低下としても反映される。特性変動検出部２１３では耳介の接近による雑音遮音の特性変化を、第１の実施形態で説明したレベルの変動検出に加えて、以下に述べるように周波数成分での変化を計算する。
【０１２４】
図１０は、特性変動検出部２１３において、Ｄｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）を算出する処理について示した説明図である。
【０１２５】
図１０において、ＮＰ＿Ｒ＿ｒ１（ｆ）は、特性変動検出部２１３において電話装置所持者の耳介による遮音効果が検出されない場合の周波数特性を示しており、ＮＰ＿Ｒ＿ｒ２（ｆ）は、その遮音効果が検出されている場合の周波数特性を示している。図１０（ａ）は、ＮＰ＿Ｒ＿ｒ１（ｆ）とＮＰ＿Ｒ＿ｒ２（ｆ）を比較したグラフであり、図１０（ｂ）は、Ｄｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）を示したグラフである。
【０１２６】
図１０を用いて特性変動検出部２１３の周波数成分での変動検出の動作を説明する。特性変動検出部２１３ではレベルによる耳介の雑音遮音発生を、第１の実施形態で説明したと同様にレベルで検出する。このとき、変動検出前後のパワーは図１０のＮＰ＿Ｒ＿ｒ１（ｆ）からＮＰ＿Ｒ＿ｒ２（ｆ）のように降下する。これは耳介によって背景雑音の一部または全部が遮音されるからである。
【０１２７】
特性変動検出部２１３ではＮＰ＿Ｒ＿ｒ１（ｆ）からＮＰ＿Ｒ＿ｒ２（ｆ）への変化分Ｄｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）について、以下の（１２）式のように計算して求める。あるいは、特性補正部２１２の補正でＮＰ＿Ｒ＿ｒ１（ｆ）＝ＮＰ＿Ｓ（ｆ）となっているため、（１２）式に置き換えて以下の（１２−１）式を適用するようにしても良いが、この実施形態においては（１２）式を用いるものとして説明する。
【０１２８】
Ｄｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）＝ＮＰ＿Ｒ＿ｒ１（ｆ）−ＮＰ＿Ｒ＿ｒ２（ｆ）…（１２）
Ｄｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）＝ＮＰ＿Ｓ１（ｆ）−ＮＰ＿Ｒ２（ｆ）…（１２−１）
特性変動検出部２１３で計算した周波数特性の変化分Ｄｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）は減算特性計算部２１４に出力される。一方では第２の実施形態で説明したと同様に、レベル変動値Ｄｉｆ＿ｌｅｖ＿がゲイン計算部に出力されているが、ゲイン計算部２０８Ｃの動作は第２、第４の実施形態で説明したとおりである。
【０１２９】
さらに減算特性計算部２１４は特性変動検出部２１３の出力Ｄｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）に応じて下記のように動作する。減算特性計算部２１４には近端ノイズ量判定部４０からの出力が入力されており、第４の実施形態で説明したように、背景ノイズが大ノイズのときには大ノイズ判定信号ＢＧ＿ＮＺＹが入力され、背景ノイズが大きくないときはなにも入力されない。
【０１３０】
減算特性計算部２１４はＤｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）と大ノイズ判定信号ＢＧ＿ＮＺＹ入力の有無によって式（１３）、式（１４）のようにノイズ減算用周波数成分を計算する。なお、減算特性計算部２１４では、ＢＧ＿ＮＺＹ無しの場合には以下の（１３）式が適用され、ＢＧ＿ＮＺＹ有りの場合には、以下の（１４）式が適用される。
【０１３１】
Ｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）＝Ｃ５１×Ｄｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）…（１３）
Ｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）＝Ｃ５２×Ｄｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）…（１４）
ここで、この実施形態ではＣ５１＝０．２、Ｃ５２＝０．９としても良いが、これに限定されないものである。また、Ｃ５１は１．０≧Ｃ５１≧０．０を満たし、Ｃ５２は１．０≧Ｃ５２≧０．０を満たす定数であるものとし。値が大きければノイズ抑圧の効果が大きい変わりに音質に周波数減算処理による歪の影響が大きくなり、逆に小さければ音質に与える悪影響が小さい代わりにノイズ抑圧の効果も小さくなる。大ノイズの時にノイズ抑圧効果をより発揮するためにはＣ５２≧Ｃ５１であることが望ましい。
【０１３２】
また、減算特性計算部２１４では、上述の通り、ＢＧ＿ＮＺＹの「有り」又は「無し」の２段階で、上記（１３）式又は（１４）式を適用するようにしたが、近端のノイズレベルＮＬＶＬ＿Ｓの大きさに応じて、Ｄｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒ（ｆ）に乗じる係数の値（例えば、上記の（１３）式においては「Ｃ５１」）を変更して、Ｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）を求めるようにしても良い。すなわち、減算特性計算部２１４において、近端のノイズレベルＮＬＶＬ＿Ｓに応じて、Ｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）を算出することができれば、その算出方法は限定されないものである。
【０１３３】
減算特性計算部２１４の出力ｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）はＮＣ２１５に出力される。ＮＣ２１５ではたとえば特許文献６に記載されているような公知の周波数減算方法を用いて、ノイズ交じりの周波数特性からｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）を減算し、逆ＦＦＴを施して時間波形に変換してから送話音声信号を図示しない遠端に出力するようにしても良い。なお、ＮＣ２１５における処理は、フィルタバンク方法や、適応フィルタを用いる方法などを用いても良く、上述の特許文献６に記載されている方法に限定されないものである。
【０１３４】
（Ｅ−２）第５の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第５の実施形態の音信号調整装置２０Ｄの動作（この実施形態の音信号調整方法）について、図８を用いて説明する。
【０１３５】
まず、ＶＡＤ＿Ｒ２０２Ｂにおいて、遠端信号において音声が含まれていないと判定されると、ＶＡＤ＿Ｒ２０２Ｂからｃｈａｒ＿Ｒ２１０に、音声検出無しを示すＮＶ＿Ｒが与えられる。そして、ＮＶ＿Ｒが与えられている間、ｃｈａｒ＿Ｒ２１０では、Ａ／Ｄ２０１からスピーカ１１において逆流してくる信号のレベルＮＬＶＬ＿Ｒと、信号の周波数特性ＮＰ＿Ｒ（ｆ）が算出され、特性補正部２１２に与えられる。
【０１３６】
同様に、ＶＡＤ＿Ｓ２０５において、近端信号において音声が含まれていないと判定されると、ＶＡＤ＿Ｓ２０５からｃｈａｒ＿Ｓ２１１に、音声検出無しを示すＮＶ＿Ｓが与えられる。そして、ＮＶ＿Ｓが与えられている間、ｃｈａｒ＿Ｓ２１１では、Ａ／Ｄ１５からマイクロホン１４に入力される信号のレベルＮＬＶＬ＿Ｓと、信号の周波数特性ＮＰ＿Ｓ（ｆ）が算出され、特性補正部２１２に与えられる。
【０１３７】
特性補正部２１２では、ｃｈａｒ＿Ｒ２１０からＮＬＶＬ＿Ｒが与えられ、かつ、ｃｈａｒ＿Ｓ２１１からＮＬＶＬ＿Ｓが与えられている間、ＮＬＶＬ＿Ｒのレベルと、ＮＰ＿Ｒ（ｆ）が補正され、補正後のＮＬＶＬ＿Ｒ、ＮＰ＿Ｒ＿ｒ（ｆ）と、ＮＬＶＬ＿Ｓ、ＮＰ＿Ｓ（ｆ）が特性変動検出部２１３に与えられる。
【０１３８】
そして、特性変動検出部２１３では、上述の（４）が成立し、上記の（５）式が成立しない場合には、スピーカ１１における遮音度合が所定以上であるとみなされ、さらに上記の（６）式を用いて遮音度合を示すＤｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒが算出され、ゲイン計算部２０８Ｃに与えられる。ただし、上述の（４）が成立し、上記の（５）式が成立しない場合以外には、レベル変動検出部２０７Ａは、Ｄｉｆ＿ｌｅｆ＿ｒ＝０（ｄｂ）をゲイン計算部２０８Ｃに与える。また、特性変動検出部２１３では、上述の（４）が成立し、上記の（５）式が成立しない場合には、スピーカ１１における遮音度合が所定以上であるとみなされ、さらに上記の（１２）式を用いて、Ｄｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）が算出されて減算特性計算部２１４に与えられる。
【０１３９】
近端ノイズ量判定部２０９では、上記の（８）式を満たす間、背景ノイズ源４０によるノイズの量が所定以上であるとみなして、ゲイン計算部２０８Ｃ及び減算特性計算部２１４へ、ＢＧ＿ＮＺＹの信号が与えられる。
【０１４０】
そして、ゲイン計算部２０８Ｃでは、レベル変動検出部２０７Ａから与えられるＤｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒと、近端ノイズ量判定部２０９から与えられるＢＧ＿ＮＺＹを利用して、ＡＭＰ１３を制御するゲイン（Ｇｒｅｃ）が、上記の（９）式及び（１０）式により算出され、算出されたゲインがＡＭＰ１３に与えられる。
【０１４１】
一方、減算特性計算部２１４では、ＢＧ＿ＮＺＹが有りの場合には上記の（１３）式、ＢＧ＿ＮＺＹが無しの場合には上記の（１４）式を用いて、Ｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）を算出してＮＣ２１５に与える。そして、ＮＣ２１５により、近端信号について、減算特性計算部２１４から与えられたＳｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）の分だけ減算され遠端側へ送出される。
【０１４２】
（Ｅ−３）第５の実施形態の効果
第５の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
【０１４３】
第５の実施形態は第４の実施形態において、近端側において遠端側への音質を鑑みたものになっている。即ち、第５の実施形態では、スピーカ１１において電話装置所持者の耳介による遮音が発生している場合のＮＰ＿Ｒ＿ｒ（ｆ）（ＮＰ＿Ｒ（ｆ））と、遮音が発生していない場合のＮＰ＿Ｒ＿ｒ（ｆ）（ＮＰ＿Ｒ（ｆ））との差分であるＤｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）を、背景ノイズ源４０の周波数特性に係る周波数特性とみなし、減算特性計算部２１４においてＤｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）に基づいてｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）が算出され、ＮＣ２１５を用いて近端信号からｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）の分減算して遠端側へ送出している。これにより、近端信号のうち、背景ノイズ源４０により発生するノイズ成分を抑圧することができる。
【０１４４】
また、減算特性計算部２１４において、近端ノイズ量判定部４０からの大ノイズ判定信号ＢＧ＿ＮＺＹ入力の有無に応じて、Ｄｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）に対して、例えば、０以上、１．０以下の係数を乗ずるようにした。具体的には大ノイズ判定信号ＢＧ＿ＮＺＹがあるときに比較的大きな係数を用いて周波数減算効果が強く発揮されるようにしている。これにより、大ノイズ判定信号ＢＧ＿ＮＺＹが無いときには比較的小さな係数を用いて周波数減算効果が弱く発揮されるようにして遠端話者への音質を自然な音質になるようにした。
【０１４５】
上記の効果において特に重要なのは、耳介によって背景雑音が遮音されることによるパワー変動成分Ｄｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）そのものを直接、あるいは単純な係数を用いて周波数減算のための減算特性としたことである。従来、一般に周波数減算法によるノイズを低減する方法は、特許文献６に開示される方法のように、入力信号を分析して音声区間とノイズ区間を精密に区別し、ノイズ区間の周波数成分を計算して、その成分を減算するのが通常である。
【０１４６】
しかし、従来方法である周波数減算法は長年にわたってノイズ区間の決定が精度よくできないことに伴う性能劣化問題点を解決できずにいる。残念ながらこの間題はある程度当然発生するものであり今後も解決が困難である。なぜなら、もともと、従来の周波数減算法によるノイズ抑圧では、音声の有無、つまり純ノイズ区間の特性を入手することが品質のよいノイズ抑圧には必須である。しかし、厄介なことにノイズ抑圧処理技術を適用しなければならないほどに大きなノイズが混入した音声信号で純ノイズ区間なのかどうかを検出して以後の処理に利用するのだから、多少の音声／ノイズ区間検出処理に誤検出は必然的に付きまとう。当然、従来方法はノイズ区間の誤検出を必然的に含む結果をもとに算出した減算用ノイズ成分を作成する。結果、不正確なノイズ成分を利用するから、周波数成分を加減算したり、逆に減算不足を発生する。その結果ノイズ減算処理後の音質を劣化させるものであった。しかし、本方法においては、ノイズの成分を、”声信号”自体からの分析ではなく、”耳接近”による信号の変化分として捕らえている。つまり、音の入力手段を何かで遮音したとき、その遮音効果をそのまま送信信号への効果に似せるのであって、電話装置所持者側において通話中に遮音されるような成分ならば、それは電話装置所持者側の背景ノイズ成分であり、その背景ノイズ成分はマイクロホン１４を通じて送話信号となって図示しない遠端話者に出力されてしまう雑音信号である。つまり送話信号から除去されるのが望ましい信号であり、たとえば周波数減算法によって除去されてもよい成分なのであって、区分検出タイミングの精度さはさほど重要ではない。
【０１４７】
音声検出器を持つという点では、第５の実施形態でもＶＡＤ＿Ｓ、ＶＡＤ＿Ｒの音声検出器があり、近端ノイズ成分があるときには音声検出の精度が落ちるが、このとき、マイクロホン１４と、逆流信号使用時のスピーカ部３の両方にノイズも音声も入力されていることになるので、結果的に特性補正部２１２において周波数成分がうまく補正され、不都合がない。また、それ以後周波数成分の低下を差分として利用するだけなので、減算特性計算部への影響がほとんどない。このように本発明の第５の実施形態によれば、電話装置所持者がわのノイズと電話装置所持者音声のＳ／Ｎがどうであれ安定的にノイズを除去して自然な音質を実現した電話装置を実現できるのである。
【０１４８】
また、音信号調整装置２０Ｄでは、電話装置１０Ｄのスピーカ１１を音電気変換機として流用して、ＮＬＶＬ＿Ｒ（ＮＰ＿Ｒ（ｆ））を取得し、近端信号におけるノイズの抑圧を行っているため、特許文献７に記載の電話機のように、スピーカの周辺にノイズを検出するために別途マイクロホンを備える必要がないため、低コストでノイズを抑圧する構成を構築することができる。
【０１４９】
さらに、音信号調整装置２０Ｄでは、特性変動検出部２１３、減算特性計算部２１４により、一旦ｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）が算出されると、ｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）を、背景ノイズ源４０によるノイズ成分の周波数特性として固定し、以降ＮＣ２１５を用いて近端信号のノイズ成分を抑圧する処理を行わせることもできるため、特許文献７に記載の電話機のように、ノイズ抑圧（ノイズキャンセリング）に係る連続的なフィードバック処理を行う必要がないため、ノイズ抑圧に係る処理量を低減することができる。
【０１５０】
（Ｆ）第６の実施形態
以下、本発明による音信号調整装置、プログラム及び方法、並びに、電話装置の第６の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【０１５１】
（Ｆ−１）第６の実施形態の構成
図１１は、この実施形態の電話装置１０Ｅ及び音信号調整装置２０Ｅの全体構成を示すブロック図である。
【０１５２】
第６の実施形態の構成が第５の実施形態の構成と異なるのは、新たにエコーキャンセラ部２１６と打ち消し加算器２１７が設けられたことであり、ＶＡＤ＿Ｒ（受信側音声検出器）が、第１の実施形態と同じくＶＡＤ＿Ｒ２０２に戻ったことである。その他は、第５の実施形態と同様である。第３の実施形態では、遠端信号において比較的大きなノイズが重畳しているとき、スピーカ１１から放出された遠端信号による音が、エコーとなってＮＬＶＬ＿Ｒ（ＮＶ＿Ｒ）に入り込んで、音信号調整装置において誤動作を起こす頻度を低減することを目的として、ＶＡＤ＿Ｒ２０２をＶＡＤ＿Ｒ２０２Ｂに置き換える構成について説明したが、第６の実施形態では、上述のエコーを消去する手段として、エコーキャンセラ部２１６と加算器２１７を備えている。
【０１５３】
エコーキャンセラ部２１６は、ＶＡＤ＿Ｒ２０２から音声なし信号ＮＶ＿Ｒがないとき、は、加算器２１７の出力と、Ａ／Ｄ２０１の入力の２つの信号を用いて、図示しない内部の適応フィルタを用いて、加算器２１７の出力のパワーが最小になるように適応動作する。適応動作のアルゴリズムとしては公知のＮＬＭＳアルゴリズムやＬＭＳアルゴリズムなど、加算器２１７の出力のパワーが最小になるように適応アルゴリズムであればどのようなアルゴリズムを用いてもよい。加算器２１７には、受信側Ａ／Ｄ２０１の出力が入力されており、エコーキャンセラ部２１６の出力と加算相殺されて、再びエコーキャンセラ部２１６にフィードバックされるとともに、ｃｈａｒ＿Ｒ２１０に入力される。
【０１５４】
また、エコーキャンセラ部２１６は、ＶＡＤ＿Ｒ２０２から音声なし信号ＮＶ＿Ｒがあったときは、上述のＮＬＭＳアルゴリズムは駆動せず、エコーキャンセラ部２１６は図示しない内部の適応フィルタのフィルタ係数を固定したまま、Ｄ／Ａ１２の入力と加算器２１７の出力を適応フィルタの入力信号として加算器２１７へ信号を出力する。加算器２１７の出力はｃｈａｒ＿Ｒ２１０に入力される。
【０１５５】
なお、第６の実施形態においては、図１１に示すように第５の実施形態の音信号調整装置２０Ｄにエコーキャンセラ部２１６及び加算器２１７を追加し、ＶＡＤ＿Ｒ２０２ＢをＶＡＤ＿Ｒ２０２に戻した構成について説明したが、第１、第２、第４の実施形態の音信号調整装置についても同様に、エコーキャンセラ部２１６及び加算器２１７を追加し、ＶＡＤ＿Ｒ２０２ＢをＶＡＤ＿Ｒ２０２に戻した構成として構築するようにしても良い。
【０１５６】
（Ｆ−２）第６の実施形態の動作
第６の実施形態の音信号調整装置２０Ｅでは、上述の通り、第５の実施形態のように遠端信号に音声信号が含まれていないと判定した場合には、Ｄ／Ａ１２への遠端信号の供給を停止する代わりに、エコーキャンセラ部２１６及び加算器２１７による動作に置き換えられるだけであるので詳しい説明を省略する。
【０１５７】
（Ｆ−３）第６の実施形態の効果
第６の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
【０１５８】
第５の実施形態の受話側音声検出器３０は音声が無いときには出力を遮断するようにしたのは第３の実施形態で説明したとおりである。しかし、図示しない遠端話者のノイズ環境が劣悪で、遠端からの信号に大きなノイズが重畳している場合は、ＶＡＤ＿Ｒ３０による音声信号断続そのものが耳障りになることがある。しかし、一方でｃｈａｒ＿Ｒ２１０にとっては、外乱となるので遠端からのノイズ信号がスピーカ１１を経由して入力されてしまうことは避けなければならない。そこで第６の実施形態ではエコーキャンセラ部２１６を設け、遠端から音声信号があったときはループ経路の特性をＮＬＭＳアルゴリズムなどを用いて同定し、音声がないときには適応フィルタの係数を固定するようにした。このときエコーキャンセラ部２１６の入力は遠端から到来したノイズ信号と、近端のスピーカ１１から逆流しているノイズ信号が、加算器２１７で加算された信号である。このとき上記に説明したようにすでに適応フィルタの係数は固定されているので、ループバック経路を同定済みの固定フィルタ係数によってループバックノイズの疑似信号が作成されることになるから、加算器２１７で擬似遠端ループバックノイズと遠端ループバックノイズが相殺され、所望どおり近端の背景ノイズがｃｈａｒ＿Ｒ２１０に出力されて、以後用いることができる。
【０１５９】
音質の良し悪しは電話装置所持者の好みによることが多いが、ノイズ交じりの音声があるとき、相手からのノイズが聞こえる事よりも、むしろ信号の断続を嫌う利用者が多いことも事実である。第６の実施形態はこのことを鑑みたものであり、受話側音声検出器３０のように信号の断続を発生させずに第１、２、４、５の実施形態の効果を実現させて、電話装置所持者と遠端話者とに快適な通話を実現することができる。
【０１６０】
（Ｇ）第７の実施形態
以下、本発明による音信号調整装置、プログラム及び方法、並びに、電話装置の第７の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【０１６１】
（Ｇ−１）第７の実施形態の構成
第５、第６の実施形態において、近端信号から近端側から入り込むノイズを低減する構成が付加された実施形態について説明したが、第７の実施形態では、音信号調整装置が、上述のノイズを低減する機能に必要となる構成のみを有している。
【０１６２】
図１２は、第７の実施形態の電話装置１０Ｆ及び音信号調整装置２０Ｆの機能的構成について示したブロック図である。
【０１６３】
電話装置１０Ｆは、スピーカ１１、Ｄ／Ａ１２、マイクロホン１４、Ａ／Ｄ１５を有している。図１２において、電話装置１０Ｆは、第１〜第６の実施形態のようにＡＭＰを備えていないが、備えるようにしても良い。なお、スピーカ１１、Ｄ／Ａ１２、マイクロホン１４、Ａ／Ｄ１５については、第１〜第６の実施形態のものと同様であるので詳しい説明は省略する。
【０１６４】
音信号調整装置２０Ｆは、Ａ／Ｄ２０１、ＶＡＤ＿Ｒ２０２、ＶＡＤ＿Ｓ２０５、ｃｈａｒ＿Ｒ２１０、ｃｈａｒ＿Ｓ２１１、特性補正部２１２、特性変動検出部２１３Ｆ、減算特性計算部２１４Ｆ、ＮＣ２１５を有している。なお、Ａ／Ｄ２０１、ＶＡＤ＿Ｒ２０２、ＶＡＤ＿Ｓ２０５、ｃｈａｒ＿Ｒ２１０、ｃｈａｒ＿Ｓ２１１、特性補正部２１２については、第６の実施形態のものと同様であるので、詳しい説明は省略する。第７の実施形態と、第６の実施形態との主な差異は、エコーキャンセラ部、近端ノイズ量判定部、ゲイン計算部や、それに係る処理が省略されていることである。
【０１６５】
第７の実施形態では、ＶＡＤ＿Ｒとしては、第６の実施形態と同様にＶＡＤ＿Ｒ２０２を用いているが、第５の実施形態と同様にＶＡＤ＿Ｒ２０２Ｂを適用するようにしても良い。また、第６の実施形態のように、エコーキャンセラ部２１６及び加算器２１７を付加するようにしても良い。
【０１６６】
第６の実施形態の特性変動検出部２１３Ｅでは、Ｄｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒを、ゲイン計算部２０８Ｃに与えていたが、第７の実施形態の特性変動検出部２１３Ｆでは、ゲイン計算部が省略されているため、そのような処理は行われない点で異なっている。また、特性変動検出部２１３Ｆにおいては、Ｄｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒを求める処理を省略するようにしても良い。
【０１６７】
第５、第６の実施形態の減算特性計算部２１４では、ＢＧ＿ＮＺＹ及びＤｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）を用いて、ｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）を求めていたが、第７の実施形態の減算特性計算部２１４Ｆでは、Ｄｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）のみを用いてｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）を求める点で異なっている。第６の実施形態では、ＢＧ＿ＮＺＹの有無に応じて、上記の（１３）式又は（１４）式を選択的に適用していた。すなわち、第６の実施形態では、ｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）を求める際の係数を、ＢＧ＿ＮＺＹの有無に応じて、Ｃ５１又はＣ５２のいずれかを選択的に適用していたが、第７の実施形態では、固定的な係数を用いて求めるようにしても良い。その際、Ｃ５１又はＣ５２のいずれかを適用するようにしても良いし、他の値を適用するようにしても良い。
【０１６８】
また、第５、第６の実施形態と同様に、別途近端ノイズ量判定部を設けて、減算特性計算部２１４Ｆにおいて上記の（１３）式、（１４）式を用いてｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）を求めるようにしても良い。その際、第５、第６の実施形態と同様に、特性変動検出部２１３Ｆでも、近端のノイズレベルＮＬＶＬ＿Ｓに応じて、Ｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）を算出することができれば、その算出方法は限定されないものである。例えば、第５、第６の実施形態と同様に、ＢＧ＿ＮＺＹの「有り」又は「無し」の２段階で、上記（１３）式又は（１４）式を適用するようにする構成だけでなく、近端のノイズレベルＮＬＶＬ＿Ｓの大きさに応じて、Ｄｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒ（ｆ）に乗じる係数の値（例えば、上記の（１３）式においては「Ｃ５１」）を変更して、Ｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）を求める構成としても良い。
【０１６９】
（Ｇ−２）第７の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第７の実施形態の音信号調整装置２０Ｆの動作（この実施形態の音信号調整方法）について、図１２を用いて説明する。
【０１７０】
まず、ＶＡＤ＿Ｒ２０２において、遠端信号において音声が含まれていないと判定されると、ＶＡＤ＿Ｒ２０２からｃｈａｒ＿Ｒ２１０に、音声検出無しを示すＮＶ＿Ｒが与えられる。そして、ＮＶ＿Ｒが与えられている間、ｃｈａｒ＿Ｒ２１０では、Ａ／Ｄ２０１からスピーカ１１において逆流してくる信号のレベルＮＬＶＬ＿Ｒと、信号の周波数特性ＮＰ＿Ｒ（ｆ）が算出され、特性補正部２１２に与えられる。
【０１７１】
同様に、ＶＡＤ＿Ｓ２０５において、近端信号において音声が含まれていないと判定されると、ＶＡＤ＿Ｓ２０５からｃｈａｒ＿Ｓ２１１に、音声検出無しを示すＮＶ＿Ｓが与えられる。そして、ＮＶ＿Ｓが与えられている間、ｃｈａｒ＿Ｓ２１１では、Ａ／Ｄ１５からマイクロホン１４に入力される信号のレベルＮＬＶＬ＿Ｓと、信号の周波数特性ＮＰ＿Ｓ（ｆ）が算出され、特性補正部２１２に与えられる。
【０１７２】
特性補正部２１２では、ｃｈａｒ＿Ｒ２１０からＮＬＶＬ＿Ｒが与えられ、かつ、ｃｈａｒ＿Ｓ２１１からＮＬＶＬ＿Ｓが与えられている間、ＮＬＶＬ＿Ｒのレベルと、ＮＰ＿Ｒ（ｆ）の周波数特性が補正され、補正後のＮＬＶＬ＿Ｒ、ＮＬＶＬ＿Ｓ、ＮＰ＿Ｒ（ｆ）、ＮＰ＿Ｓ（ｆ）が特性変動検出部２１３Ｆに与えられる。
【０１７３】
そして、特性変動検出部２１３Ｆでは、上述の（４）が成立し、上記の（５）式が成立しない場合には、スピーカ１１において、電話装置所持者の耳による遮音が発生していると判定され、上記の（１２）式を用いて、Ｄｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）が算出されて減算特性計算部２１４Ｆに与えられる。
【０１７４】
減算特性計算部２１４Ｆでは、Ｄｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）を用いて、Ｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）が算出されてＮＣ２１５に与えられる。そして、ＮＣ２１５により、近端信号について、減算特性計算部２１４Ｆから与えられたＳｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）の分だけ減算され遠端側へ送出される。
【０１７５】
（Ｇ−３）第７の実施形態の効果
第７の実施形態においては、上述の特性変動検出部２１３Ｆ、減算特性計算部２１４Ｆ、ＮＣ２１５による近端側からのノイズの低減に係る機能に関する効果に限定されるが、上述の第５の実施形態の効果と同様の効果を奏することができる。
【０１７６】
（Ｈ）他の実施形態
本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。
【０１７７】
（Ｈ−１）上記の各実施形態においては、本発明の電話装置を携帯電話端末に適用した例について説明したが、携帯無線端末（トランシーバ）や、固定電話装置など他の電話装置に適用するようにしても良いことは当然である。
【０１７８】
（Ｈ−２）第１の実施形態では、ＬＶ＿Ｒで受話音声信号のレベルＮＬＶＬ＿Ｒを計算し、ＬＶ−Ｓで送話音声のレベルＮＬＶＬ＿Ｓを計算するようにしたが、ＬＶ＿Ｒで受話音声信号のレベルを計算する代わりに、ＶＡＤ＿Ｒ２０２で計算したＡＢＳ＿Ｌ（ｎ）、またはＡＢＳ＿Ｌ（ｎ）をＮＬＶＬ＿Ｒとして用いてもよい。また、送信側も同様にＬＶ＿Ｓ２０４で送話音声信号ＮＬＶＬ＿Ｓのレベルを計算する代わりに、ＶＡＤ＿Ｓ２０５で計算したＡＢＳ＿Ｌ（ｎ）、またはＡＢＳ＿Ｌ（ｎ）をレベルとして用いてもよい。
【０１７９】
（Ｈ−３）第１〜第４の実施形態では、レベル補正部２０６がＮＬＶＬ＿ＲのレベルをＮＬＶＬ＿Ｓに合わせこむようにしたが、受信側Ａ／Ｄからの信号のダイナミックレンジが十分確保できる場合にはＮＬＶＬ＿ＲをそのままＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒとして用いてもよい。これにより、装置構成を簡単にできより装置の小型化／省電力化が可能になる。この場合はレベル補正部を省略してＬＶ＿Ｒの出力と、ＬＶ＿Ｓの出力をそのままレベル変動検出部に出力すればよい。
【０１８０】
（Ｈ−４）上記の各実施形態において、スピーカ１１を流用してＮＶ＿Ｒを取得していたが、スピーカ１１の周辺に別のマイクロホンを備えてＮＶ＿Ｒを取得するようにしても良い。
【符号の説明】
【０１８１】
１０…電話装置、１１…スピーカ、１２…Ｄ／Ａ、１３…ＡＭＰ、１４…マイクロホン、１５…Ａ／Ｄ、２０…音信号調整装置、２０１…Ａ／Ｄ、２０２…ＶＡＤ＿Ｒ、２０３…ＬＶ＿Ｒ、２０４…ＬＶ＿Ｓ、２０５…ＶＡＤ＿Ｓ、２０６…レベル補正部、２０７…レベル変動検出部、２０８…ゲイン計算部、３０…耳部、４０…背景ノイズ源。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音信号調整装置、プログラム及び方法、並びに、電話装置に関し、例えば、携帯電話端末に適用し得るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話端末で通話する際には、その特性上、屋外に持ち出して通話する事も多く、所持者の様々な状況に応じて通話が行われるのが通例である。携帯電話端末は、屋外で使用されることが普通であるばかりか、従来の屋外型電話装置よりも通話環境が劣悪な場合がしばしばである。
【０００３】
たとえば従来、屋外の公衆電話器などに見られる電話ＢＯＸなどの設備の中に格納されることもなく、携帯電話端末がむき出しの状態で通話に用いられることのほうが普通である。その為、所持者近辺の背景雑音によって受話、送話の音声がききとりにくくなり、所持者が携帯電話端末を操作して通話音量を上げることによって、聞き取りやすくしていた。
【０００４】
一方、携帯性を優先する必要性から装置を非常に小型化が進んだために、近年の携帯電話端末はスイッチ類、ボタン類は携帯電話端末の前面、側面などに極度に密集し、目視による操作部の識別と位置確認が必要になっている。このことは、携帯電話端末において、次に述べるような会話の円滑を妨げる不都合を発生させるにいたっている。
【０００５】
携帯電話端末所持者が、受話音量が小さいことに気がつくのは、実際には会話が始まってしまってからであることがしばしばである。会話が始まってから受話音量を好みの大きさに変更するには、携帯電話の操作部を操作する必要があるが、近年の小型化した携帯電話では目視せずの手探りでは目的の音量ボタンを探し当てることが困難であるばかりか、装置自体の小型化、多機能化のために、操作のためのボタン類が増加しており、不注意に目的以外のスイッチ類を操作してしまうと、所持者の意図とはことなる機能が動作を始めてしまう虞がある。また、目視による確認を行うためには携帯電話端末をいったん顔から放して操作する必要があるのだが、この操作をしていることは、電話機を通した会話相手にはわからないため、特段相手にたいして事前に断ってから操作をしない限りは、遠方の通話相手はこちらが話を聞いていると考えて会話を続けてしまう。結果、せっかく話した内容は携帯電話端末所持者に伝わることがない。厄介なことに、携帯電話端末が音声による意思伝達装置である特質から、通話相手にしてみれば、こちらがたまたま装置の操作を行ったせいで発生した会話の聞き逃しなのか、そもそも興味を払っていないための聞き逃しなのかを区別する方法がないから、会話断の後の会話者同士の心理的な円滑さまで損なう可能性があるものであった。
【０００６】
以上のような不都合を回避するために、特許文献１には携帯電話端末の操作ボタンを操作しなくてもレシーバ付近に収納された接触式センサを利用して、耳を押し付けることで発生する機械的な圧力の大小で受信音量を自動に調節する技術が開示されている。
【０００７】
特許文献２には形態端末所持者の周囲雑音の大きさをマイクで検出し、雑音が大きいときには受話音量が大きくなる技術が開示されている。
【０００８】
特許文献３には携帯電話端末とレシーバの間の空間に音圧センサを設けて、耳とレシーバの間の小空間が密閉されることで閉空間が形成されることで発生する音圧の変化を検出し、耳がレシーバに密着して閉空間の音圧が大きくなると、受話音量を抑え、耳の密着度が小さいと受話音量を大きくする技術が開示されている。
【０００９】
特許文献４には所持者が受話音声を大きくしたいとき、ボタン操作をせずに携帯所持者自身の声を大きくしてマイクロホンに大きな音声を入力すると、それに応じて、スピーカ音量を大きくする技術が開示されている。
【００１０】
特許文献５には携帯電話端末の表示装置と同じ面につけられたカメラ画像を解析し、黒の要素が閾値以上のときに、携帯電話が耳についていると判定してレシーバから受話音声信号を出力し、そうでないときはハンズフリーモードとして携帯電話に別に実装されたハンズフリースピーカから受話音声を出力する技術が開示されている。
【００１１】
特許文献６にはマイクロホンごとに周囲雑音を記録しておき、選択したマイクロホンに応じたノイズ特性を読み出して周波数減算によってノイズ抑圧を行う装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００５−２０７３０号公報
【特許文献２】特開平０１−２４１２０８号公報
【特許文献３】特開平７−３８６２４号公報
【特許文献４】特開平１１−２８４６９４号公報
【特許文献５】特開２００８−１８７２２１号公報
【特許文献６】特開２００７−１１６５８５号公報
【特許文献７】特開平７−２０２９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記の従来技術は以下に述べるように実際の利用では不都合があった。
【００１４】
近年、携帯電話端末は多機能、小型化がすすんでおり、多機能が進んだ分、操作の種類やボタンの数が増え、もはや端末上への新たなセンサや部品の増設が困難になっているのが実情である。
【００１５】
特許文献１の技術は新たにレシーバ周辺に圧力センサを組み込む必要があり、実装が困難であった。特許文献２には余分なセンサを増設せずに通常携帯電話に用いるマイクロホンを用いて周囲雑音の大きさを検出し、周囲雑音の大きさに応じて受話音量を大きくする技術が開示されている、しかし特許文献２の技術ではあくまでも周囲雑音の大きさが受話音量の大きさを制御するのであって、携帯電話所持者の意図と一致するものではなかった。たとえば、雑音がさほど大きくなくても相手の声そのものが小さい場合などには特許文献２の技術は効果がなかった。さらに特許文献３、４には携帯電話所持者の通話中の振る舞いが受話音量の大きさに反映される技術が開示されているが、特許文献３の技術は特許文献１の技術と同様に新たに音圧センサの増設が必要になる。加えて、実際には特許文献３に開示されるような携帯電話と耳との密着が発生することがまれであるので効果が少なかった。しかも、通常、受話音声が聞きにくいときにはレシーバに耳をより強く押し付けるのであるから特許文献３の技術では逆に耳の接触で音量を小さくしてしまうので、音量が小さく聞きにくい受話音声がなおさら聞きにくくなってしまう欠点があった。これに対し、特許文献４では特許文献１〜３の不都合に対して、新たなセンサ類を増設せず、しかも携帯電話所持者の意図が反映でき、ボタン類の操作を一切必要としない優れた技術が開示されている。
【００１６】
しかしながら、特許文献４の方法は受話音量を大きくするために携帯電話所持者が声を大きく発声する必要があった。これはつまり、通話相手の音量が小さいだけで、とくに周囲雑音がさほど大きくないときにも、携帯電話所持者自身は大きな声を出す必要があり、静かなら環境では周囲にとっては迷惑になるために実際には機能の使用がためらわれる場合がしばしばであった。
【００１７】
また、逆に周囲が背景雑音でうるさいときには特許文献４の技術はノイズと話者音声信号の区別の有無にかかわらず、レベルが増加し、マイクロホン入力が大レベルを検出するようになるので、応じてスピーカボリウムも大きくなるので、携帯電話所持者の端末のレシーバから出力される音声信号の音量は大きくなるので都合がよいが、一方でマイク入力はノイズが混じってレベルが大きくなった信号のパワーを予め定めた送信振幅基準値にあわせて送信しているだけなので相手側への音声はノイズ感が多いままという欠点があった。
【００１８】
また、特許文献５には、携帯電話に装備されたカメラを用い、カメラに写る画像を解析して映像に黒い部分が多ければ顔が非常に近いとして通常モードとしてレシーバに受話音声を出力し、そうでなければハンズフリーモードとしてハンズフリースピーカに受話音声を切り替え出力する技術が開示されている。
【００１９】
しかし実際の携帯電話では特許文献５に開示される状態とは異なり、カメラは表示ディスプレー装置などと反対面を撮像するように実装されることがほとんどである。つまり、いったん会話が始まってから受話音量を変更しようとすると、カメラの向きを変更する必要があり、そうであれば、ボタン操作をするためにいったん携帯電話を目視する不都合とあまり大差がなく問題を解決できていない。
【００２０】
また、照明が暗い部屋などでは話者の意図とは関係なく受話信号が制御されてしまうという欠点は解決できないものであった。
【００２１】
特許文献６の技術は複数マイクの切り替えを実施できるときにはいいが、１つのマイクがさまざまな場所に移動する場合は効果が小さかったし、周波数減算法を行うためには一旦ノイズまじり音声で正確な音声検出を行わなければ、ノイズ除去の性能は著しく劣化する欠点があった。
【００２２】
上述のような問題点を鑑み、電話装置において低コストで音信号を調整することができる音信号調整装置、プログラム及び方法、並びに、電話装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
第１の本発明は、（１）スピーカ部とマイクロホン部とを備える電話装置に搭載された音信号調整装置において、（２）上記スピーカ部の周辺における第１の音信号を捕捉するスピーカ周辺音捕捉手段と、（３）上記第１の音信号と、上記マイクロホン部が捕捉した第２の音信号とに基づいて、上記スピーカ周辺音捕捉手段により捕捉される、上記電話装置における近端話者の音声以外の音が、上記電話装置における近端話者の体の一部により遮音される遮音効果が発生しているか否かを判定する遮音判定手段と、（４）上記遮音判定手段により、上記遮音効果が発生していると判定されている間、上記遮音効果が発生していない間よりも、上記スピーカ部における遠端信号の出力音の音量をより大きくするように制御する音量制御手段とを有していることを特徴とする音信号調整装置。
【００２４】
第２の本発明の音信号調整プログラムは、（１）スピーカ部とマイクロホン部とを備える電話装置に搭載されたコンピュータを、（２）上記スピーカ部の周辺における第１の音信号を捕捉するスピーカ周辺音捕捉手段と、（３）上記第１の音信号と、上記マイクロホン部が捕捉した第２の音信号とに基づいて、上記スピーカ周辺音捕捉手段により捕捉される、上記電話装置における近端話者の音声以外の音が、上記電話装置における近端話者の体の一部により遮音される遮音効果が発生しているか否かを判定する遮音判定手段と、（４）上記遮音判定手段により、上記遮音効果が発生していると判定されている間、上記遮音効果が発生していない間よりも、上記スピーカ部における遠端信号の出力音の音量をより大きくするように制御する音量制御手段として機能させることを特徴とする。
【００２５】
第３の本発明の音信号調整方法は、（１）スピーカ部とマイクロホン部とを備える電話装置における音量制御方法において、（２）スピーカ周辺音捕捉手段、遮音判定手段、音量制御手段を有し、（３）上記スピーカ周辺音捕捉手段は、上記スピーカ部の周辺における第１の音信号を捕捉し、（４）上記遮音判定手段は、上記第１の音信号と、上記マイクロホン部が捕捉した第２の音信号とに基づいて、上記スピーカ周辺音捕捉手段により捕捉される、上記電話装置における近端話者の音声以外の音が、上記電話装置における近端話者の体の一部により遮音される遮音効果が発生しているか否かを判定し、（５）上記音量制御手段は、上記遮音判定手段により、上記遮音効果が発生していると判定されている間、上記遮音効果が発生していない間よりも、上記スピーカ部における遠端信号の出力音の音量をより大きくするように制御することを特徴とする。
【００２６】
第４の本発明の電話装置は、第１の本発明の音信号調整装置を搭載したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
低コストで、かつ、わずらわしいボタン操作を必要とせずに、周囲環境条件のみに支配されず、装置使用者の意志を反映して音信号を調整でき、かつ、電話の使用者が大声をだして話者の周囲にいる人に迷惑をかけることがないように音信号を調整することができる電話装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１の実施形態に係る電話装置及び音信号調整装置の機能的構成について示したブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る、レベル補正部における補正処理を行う構成の例について説明する。
【図３】第１の実施形態の電話装置のスピーカにおいて、近端話者の耳介により遮音が発生する様子について示した説明図である。
【図４】第１の実施形態のレベル変動検出部において、ＮＬＶＬ＿Ｒの変動とＮＬＶＬ＿Ｓの変動を用いて、耳介による遮音を検出する方法について示した説明図である。
【図５】第２の実施形態に係る電話装置及び音信号調整装置の機能的構成について示したブロック図である。
【図６】第３の実施形態に係る電話装置及び音信号調整装置の機能的構成について示したブロック図である。
【図７】第４の実施形態に係る電話装置及び音信号調整装置の機能的構成について示したブロック図である。
【図８】第５の実施形態に係る電話装置及び音信号調整装置の機能的構成について示したブロック図である。
【図９】第５の実施形態に係る特性補正部において、周波数特性に係る補正について示した説明図である。
【図１０】第５の実施形態に係る特性変動検出部において、Ｄｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）を算出する処理について示した説明図である。
【図１１】第６の実施形態に係る電話装置及び音信号調整装置の機能的構成について示したブロック図である。
【図１２】第７の実施形態に係る電話装置及び音信号調整装置の機能的構成について示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による音信号調整装置、プログラム及び方法、並びに、電話装置の第１の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【００３０】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、この実施形態の電話装置１０及び音信号調整装置２０全体構成を示すブロック図である。
【００３１】
電話装置１０は、ディジタル・アナログ変換器（以下「Ｄ／Ａ」という）１２、スピーカまたはレシーバ（以下、「スピーカ」という）１１、増幅器（以下、「ＡＭＰ」という）１３、マイクロホン１４、アナログ・ディジタル変換器（以下、「Ａ／Ｄ」という）１５及び音信号調整装置２０を有している。
【００３２】
図１において、図示は省略しているが、右側が遠端側、左側が近端末者側を表している。又、図１においては図示を省略しているが、電話装置１０には、電話発信するためのプッシュボタン等、電話装置として必要な他の構成を備えているものとする。また、図１において、電話装置１０は、携帯電話端末であるものとして説明するが、電話装置１０は有線による固定電話であっても良く、電話装置の種類は限定されないものである。
【００３３】
電話装置１０において、電話装置所持者（以下、「近端話者」ともいう）が発声することにより、マイクロホン１４に近端信号が入力されると、近端信号はＡ／Ｄ１５によりディジタル信号に変換され遠端側に向けて送出される。
【００３４】
電話装置１０において、遠端信号は、ＡＭＰ１３により増幅され、さらに、Ｄ／Ａ１２によりアナログ信号に変換された後、スピーカ１１では順方向では電気信号を音信号に変換し音信号は空間に放出され、近端話者に供せられる。その際に、背景ノイズ源４０から発せられるノイズにより、近端話者のスピーカ１１から出力される音声の聴き取りが阻害される場合があるものとする。また、背景ノイズ源４０により、近端話者のスピーカ１１から出力される音声の聴き取りが阻害される度合いは変動する場合があるものとする。また、音信号調整装置２０は、近端話者のスピーカ１１からの音声の聴き取りを容易にするために、ＡＭＰ１３を介して、スピーカ１１から近端話者に出力される音声の音量を制御するものである。
【００３５】
音信号調整装置２０は、Ａ／Ｄ２０１、受信側音声検出器（以下、「ＶＡＤ＿Ｒ」という）２２、受信側レベル計算部（以下、「ＬＶ＿Ｒ」という）２０３、送信側レベル計算部（以下「ＬＶ−Ｓ」という）２０４、送信側音声検出器（以下「ＶＡＤ＿Ｓ」という）２０５、レベル補正部２０６、レベル変動検出部２０７、ゲイン計算部２０８、を有している。また、音信号調整装置２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ハードディスクなどのプログラムの実行構成（１台に限定されず、複数台を分散処理し得るようにしたものであっても良い。）に、実施形態の音量制御プログラム等をインストールすることにより構築しても良く、その場合でも機能的には図１により示すことができる。また、音信号調整装置２０は、全ての構成要素をハードウェアにより実現しても良いし、一部の構成要素を上述のようにプログラム（ソフトウェア）を用いて実現するようにしても良い。
【００３６】
ＶＡＤ＿Ｒ２０２は、遠端信号において、遠端話者の音声の有無を検出するものである。また、ＶＡＤ＿Ｓ２０５は、近端信号において、近端話者の音声の有無を検出するものである。
【００３７】
Ａ／Ｄ２０１は、スピーカ１１において、背景ノイズ源１３から到達したノイズなどが電気信号に変換されると、その電気信号をディジタル信号に変換し、ＬＶ＿Ｒ２０３に与える。一般的に、スピーカ１１が電気音響変換素子であるが、性能は劣るものの、マイクロホン１４と同様に音を電気信号に変換できる性質がある。このときスピーカ１１をマイクロホン１４と同様に扱うことができる。すなわち、Ａ／Ｄ２０１では、マイクロホンとしてスピーカ１１が機能した場合に逆流してくる信号を取得して、ディジタル信号に変換する機能を担っている。例えば、スピーカ１１がいわゆるダイヤフラム式のように、電気振動により振動板を振動させて音を発生させるものであれば、ノイズなどの音がスピーカにおける振動板を振動させることにより、電気信号に逆変換されＡ／Ｄ２０１に供給することができる。
【００３８】
ＶＡＤ＿Ｒ２０２は、遠端信号としてＡＭＰ１３から出力される信号を取得して、その信号において音声の有無を検出する。ＶＡＤ＿Ｒ２０２において、遠端話者の音声の有無を検出する構成は、既存の電話装置に搭載されているものを適用するようにしても良く、限定されないものである。ＶＡＤ＿Ｒ２０２は、遠端話者の音声の検出がされていない間、音声が出力されていない旨を通知する信号（以下、「ＮＶ＿Ｒ」という）の出力を継続し、遠端話者の音声が検出されるとＮＶ＿Ｒの出力を停止する。ＶＡＤ＿Ｒ２０２から、ＮＶ＿Ｒが出力されている間は、遠端信号において音声信号がないときであるから、受信側Ａ／Ｄ２０１の出力は背景ノイズ源３０からスピーカ１１からの信号がアナログ・ディジタル変換を受けた背景ノイズがＬＶ＿Ｒ２０３に入力されていることになる。
【００３９】
ＶＡＤ＿Ｓ２０５は、近端信号としてＶＡＤ＿Ｓ２０５に入力される信号を取得して、その信号において、音声の有無を検出する。ＶＡＤ＿Ｓ２０５において、近端話者の音声の有無を検出する構成は、ＶＡＤ＿Ｒ２０２と同様の構成を適用することができるため、詳しい説明を省略する。ＶＡＤ＿Ｓ２０５は、近端話者の音声の検出がされていない間、音声が出力されていない旨を通知する信号（以下、「ＮＶ＿Ｓ」という）の出力を継続し、近端話者の音声が検出されるとＮＶ＿Ｓの出力を停止する。
【００４０】
次に、ＶＡＤ＿Ｒ２０２において、遠端信号から遠端話者の音声の有無を検出する構成の例について説明する。なお、以下の説明において、遠端信号（ＡＭＰ１３に入力される信号）は、離散時間信号ｘ（ｎ）（ｎはディジタルサンプル順）で表されるものとして説明する。
【００４１】
ＶＡＤ＿Ｒ２０２では、信号レベルの長期平滑特性ＡＢＳ＿Ｌ（ｎ）と短期平滑特性ＡＢＳ＿Ｓ（ｎ）の乖離を用いて、遠端信号における音声の有無を判定するものとする。例えば、以下の（１）式に示すように信号レベルの長期平滑特性ＡＢＳ＿Ｌ（ｎ）を計算し、以下の（２）式に示すように信号レベルの短期平滑特性ＡＢＳ＿Ｓ（ｎ）を計算し、その計算結果を利用して判定しても良い。なお、以下の（１）及び（２）式ではδ１＝０．０００１、δ２＝０．０１であるものとして説明するが、これに限定されないものである。なお、以下、（１）式及び（２）式では、「｜｜」は絶対値を表すが、絶対値ではなく自乗を用いるようにしてもよい。
【００４２】
ＡＢＳ＿Ｌ（ｎ）＝（１．０−δ１）ＡＢＳ＿Ｌ（ｎ−１）＋δ１｜ｘ（ｎ）｜…（１）
ＡＢＳ＿Ｓ（ｎ）＝（１，０−δ２）ＡＢＳ＿Ｓ（ｎ−１）+δ２｜ｘ（ｎ）｜…（２）
上記の（１）式及び（２）式において、δ１およびδ２は、δ１＜δ２、かつ、０＜δ１＜１．０、０＜δ２＜１．０を満たす係数であり、値が大きくなれば信号の急峻な特性に追従する代わりに計算結果はノイズの影響を受けやすくなり、逆に値が小さくなれば信号の大まかな特性に追従し、ノイズの影響はあまり受けなくなるという特性がある。
【００４３】
次に、音声有無の判定閥値（以下、「ＴＨ＿ＶＡＤ」という）を用いて、以下の（３）式を満足するときに「音声あり」と判定をする。以下、（３）式において、判定閥値ＴＨ＿ＶＡＤとしては、例えば、６ｄＢを適用するものとして説明するが、これに限定されないものである。
【００４４】
ＡＢＳ＿Ｓ（ｎ）≧ＡＢＳ＿Ｌ（ｎ）＋ＴＨ＿ＶＡＤ…（３）
以上のように、ＶＡＤ＿Ｒ２０２では、遠端信号から音声の有無を検知する。なお、音声検出の方法は近端信号（マイクロホン１４の出力信号）を用いることだけを除けばＶＡＤ＿Ｓ２０５における処理も同様であるため、詳しい説明を省略する。
【００４５】
ＬＶ＿Ｒ２０３は、ＶＡＤ＿Ｒ２０２からＮＶ＿Ｒが出力されている間、すなわち、遠端信号において音声が検出されていない間だけ、Ａ／Ｄ２０１から入力されるスピーカ逆流信号（この場合には背景ノイズ）のレベル（以下、「ＮＬＶＬ＿Ｒ」という）を算出して、レベル補正部２０６に与える。
【００４６】
ＬＶ＿Ｓ２０４は、ＶＡＤ＿Ｓ２０５からＮＶ＿Ｓが出力されている間、すなわち、近端信号において音声が検出されていない間だけ、Ａ／Ｄ１５から入力される近端信号（この場合には背景ノイズ）のレベル（以下、「ＮＬＶＬ＿Ｓ」という）を算出して、レベル補正部２０６に与える。ＬＶ＿Ｓ２０４は、ＮＬＶＬ＿Ｓをレベル補正部２０６に与える。
【００４７】
レベル補正部２０６は、ＬＶ＿Ｒ２０３から与えられるＮＬＶＬ＿Ｒの値と、ＬＶ＿Ｓ２０４から与えられるＮＬＶＬ＿Ｓの値について、補正を行うものである。上述の通り、ＮＬＶＬ＿Ｒはスピーカ１１から逆流してくる信号のレベルであり、ＮＬＶＬ＿Ｓはマイクロホン１４により取得した信号のレベルであるが、スピーカ１１の集音性能はマイクロホン１４には及ばないため、レベル補正部２０６により、その集音性能の差を補正する処理を行い、補正処理後のＮＬＶＬ＿Ｒ及びＮＬＶＬ＿Ｓを、レベル変動検出部２０７も与える。
【００４８】
次に、レベル補正部２０６における補正処理を行う構成の例について説明する。
【００４９】
図２は、レベル補正部２０６における補正処理の例について説明した説明図である。
【００５０】
図２（ａ）は、補正前のＮＬＶＬ＿Ｒのレベルを示したグラフであり、図２（ｂ）は、ＮＬＶＬ＿Ｓのレベルを示したグラフである。そして、図２（ｃ）は、ＮＬＶＬ＿Ｒが補正される様子について示した説明図である。
【００５１】
まず、レベル補正部２０６では、一旦ＮＬＶＬ＿ＲをＮＬＶＬ＿Ｓと同じレベルとなるα倍して補正し、ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒとする。
【００５２】
レベル補正部２０６では、スピーカ１１から逆流する電気信号は本来音を電気信号に変換するマイクロホン１４に比べれば性能が劣っているため、その性能差を補正が行われる。レベル補正部２０６では、このように一旦ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒを計算した後は、その際算出した補正用の係数αを固定し、以後は、単にＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒをα倍してレベル変動検出部２０７に出力するように動作する。なお、上述の補正用の係数αは、予め、スピーカ１１とマイクロホン１４の集音の性能差に基づいて設定した値を使用するようにしても良いし、上述のように、当初のＮＬＶＬ＿Ｒ及びＮＬＶＬ＿Ｓを用いて算出するようにしても良く、その設定方法は限定されないものである。
【００５３】
図３は、第１の実施形態の電話装置１０のスピーカ１１において、近端話者の耳介により遮音が発生する様子について示した説明図である。
【００５４】
レベル変動検出部２０７では後述するように、レベルの変動を検出する。レベル変動検出部２０７の動作について、図３を用いて説明する。図示しない遠端話者の音声のレベルが小さく、聞き取りにくいときは、電話装置所持者は相手の音声をよく聞こうとしてスピーカ１１に耳を近づけたり、押し付けたりすることが多い。電話装置所持者の耳がスピーカ１１に近づくと、耳介がスピーカ１１に対して遮音壁として作用する。
【００５５】
ここで耳による遮音の効果について説明する。近年の携帯電話装置は小型がすすんでいるため、スピーカ１１部の形状はあまり人間の耳と密着できることを重視した形状は配慮されていない。つまり従来特許文献３に開示されるがごとく鼓膜、外耳道、形態電話器壁面によって密閉空間を作り出すことはできないのが実情である。しかしながら、耳介がスピーカ１１に近くなることは、少なくとも耳介が遮音壁の役目をはたし、密閉する事はできなくてもスピーカ１１に対しての雑音を一部遮音できることを意味している。図３では耳がスピーカ１１に近づいて背景ノイズを遮音している様子を示した。このとき、耳が近づくことによってスピーカ１１からの逆流信号レベルＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ（ＮＬＶＬ＿Ｒ）は耳介に遮音された分だけ小さくなる。
【００５６】
図４は、ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒの変動とＮＬＶＬ＿Ｓの変動を用いて、耳介による遮音を検出する方法について示した説明図である。
【００５７】
図４（ａ）は、スピーカ１１において遮音を検出した場合のＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒの変動例を示したグラフであり、図４（ｂ）は、スピーカ１１において遮音を検出した場合のＮＬＶＬ＿Ｓの変動例を示したグラフである。
【００５８】
図４において、ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ１は、任意のタイミングで取得されたＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒを示し、ＮＬＶＬ＿Ｓ１は、ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ１と同じタイミングで取得されたＮＬＶＬ＿Ｓである。また、ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ２は、ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ１以後のタイミングで取得されたＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒを示し。ＮＬＶＬ＿Ｓ２は、ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ２と同じタイミングで取得されたＮＬＶＬ＿Ｓである。
【００５９】
図４に示す通り、レベル変動検出部２０７に入力されている信号ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ１は耳介による遮音を受けてレベルが急に降下した場合ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ２のようになる。一方ＮＬＶＬ＿Ｓではそのようなことがない。通常の通話中にマイクロホン１４を顔でふさぐことはほとんどないからである。マイク側はせいぜい顔が近づく程度であり、スピーカ１１側ほどには遮音を受けることがない。この実施形態では耳介による遮音がδｒｅｃを超えたとき、すなわち、レベルの降下が式（４）を満たすとき、耳介の接近による遮音があったと判定するものとする。ここでは、δｒｅｃは６ｄＢとするが、これに限定されない。
【００６０】
ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ２＜ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ１−δｒｅｃ…（４）
なお、ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒが急に降下するタイミングを検出する方法としては、例えば、電話装置１０が動作を開始してからＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒの最大値をＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ１、最小値をＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ２とし、上記の（４）式を満たす場合には、ＮＬＶＬ＿Ｒ２を取得したタイミングを、ＮＬＶＬ＿Ｒが急降下したタイミングとして検出するようにしても良い。また、例えば、所定の時間間隔おきのタイミングでＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒをサンプリングし、直前のタイミングで取得したＮＬＶＬ＿ＲをＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ１、最新に取得したＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒをＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ２として、上記の（４）を満たす場合に、ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒが急降下したタイミングとして検出するようにしても良い。このように、ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒが急に降下するタイミングを検出する方法は、限定されないものである。
【００６１】
一方で、送信側のレベルＮＬＶＬ＿Ｓにおいても以下の式（５）の判定式を用いて背景ノイズレベルの変動を検出するものとする。ここで、δｓｅｎｄは３ｄＢ程度とするが、これに限定されない。
【００６２】
ＮＬＶＬ＿Ｓ２＜ＮＬＶＬ＿Ｓ１−δｓｅｎｄ…（５）
送信側（マイクロホン１４）において遮音が発生しているということは、例えば、電話装置をうつぶせに伏せて机上などにおいたか、手でふさいだかなどしているためであるので、会話状態にはないことや、背景ノイズ源４０からのノイズ自体が急に低下したことなどを示している。そこで式（５）が成立しているきには、たとえ式（４）が成立している場合であっても後述するＡＭＰ１３の増幅は行わない。レベル変動検出部２０７は、式（４）が成立し、式（５）が成立しないとき、スピーカ遮音検出信号ｓｈをゲイン計算部２０８に出力する。レベル変動検出部２０７は、それ以外のときは何も出力しない。
【００６３】
ゲイン計算部２０８はスピーカ遮音検出信号ｓｈを入力されたとき、ＡＭＰ１３で信号を増幅するためのゲインを計算する。本実施形態においてスピーカ遮音検出信号ｓｈを入力されたとき、ゲイン計算部２０８は１２ｄＢのゲインを発生するものとするが、発生させるゲインはこれに限定されないものである。ゲイン計算部２０８は計算したゲインをＡＭＰ１３に出力し、ＡＭＰ１３は受話信号を増幅してスピーカ１１に出力する。
【００６４】
ＬＶ＿Ｒ２０３では信号のレベルＮＬＶＬ＿Ｒをレベル補正部２０６に出力する一方でマイクロホン１４からは送信側Ａ／Ｄ１５でディジタル変換された背景ノイズ信号が送信側レベル計算部ＬＶ＿Ｓ２０４とＶＡＤ＿Ｓ２０５に出力されている。
【００６５】
ＡＭＰ１３の増幅率は初期状態では１．０であり信号を増幅も減衰もしないものとするがこれに限定されない。ＡＭＰ１３の出力は受信側Ｄ／Ａ１２に出力されアナログ信号に変換されてスピーカ１１に出力される。
【００６６】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第１の実施形態の音信号調整装置２０における音量制御の動作（この実施形態の音信号調整方法）について、図１を用いて説明する。
【００６７】
まず、ＶＡＤ＿Ｒ２０２において、遠端信号において音声が含まれていないと判定されると、ＶＡＤ＿Ｒ２０２からＬＶ＿Ｒ２０３に、音声検出無しを示すＮＶ＿Ｒが与えられる。そして、ＮＶ＿Ｒが与えられている間、ＬＶ＿Ｒ２０３では、Ａ／Ｄ１５からスピーカ１１において逆流してくる信号のレベルが算出され、ＮＬＶＬ＿Ｒとしてレベル補正部２０６に与えられる。
【００６８】
同様に、ＶＡＤ＿Ｓ２０５において、近端信号において音声が含まれていないと判定されると、ＶＡＤ＿Ｓ２０５からＬＶ＿Ｓ２０４に、音声検出無しを示すＮＶ＿Ｓが与えられる。そして、ＮＶ＿Ｓが与えられている間、ＬＶ＿Ｓ２０４では、Ａ／Ｄ１５からマイクロホン１４に入力される信号のレベルが算出され、ＮＬＶＬ＿Ｓとしてレベル補正部２０６に与えられる。
【００６９】
レベル補正部２０６では、ＬＶ＿Ｒ２０３からＮＬＶＬ＿Ｒが与えられ、かつ、ＬＶ＿Ｓ２０４からＮＬＶＬ＿Ｓが与えられている間、ＮＬＶＬ＿Ｒのレベルが補正され、補正後のＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ、ＮＬＶＬ＿Ｓがレベル変動検出部２０７に与えられる。
【００７０】
そして、レベル変動検出部２０７では、上述の（４）が成立し、（５）式が成立しない場合には、スピーカ１１における遮音度合が所定以上であるとみなされ、スピーカ遮音検出信号ｓｈが、ゲイン計算部２０８に与えられる。
【００７１】
そして、ゲイン計算部２０８では、スピーカ遮音検出信号ｓｈが与えられている間は、スピーカ遮音検出信号ｓｈが与えられていない間と比較して、遠端信号により大きなゲインが発生するようにＡ／Ｄ１５を制御される。
【００７２】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
第１実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００７３】
電話装置のスピーカ１１を音電気変換機として流用して、ＮＬＶＬ＿Ｒ（ＮＶ＿Ｒ）を取得し、マイクロホン１４を用いて取得したＮＬＶＬ＿Ｓ（ＮＶ＿Ｓ）の変動と比較することにより、電話装置所持者の耳がスピーカ１１の一部を覆うことで発生する遮音効果で低下することを検出し、耳による遮音効果を検出したときにゲイン計算部２０８が受話音声の音量を増加する倍率を計算してＡＭＰ１３で受話音量を増加するようにしている。これにより、単に背景ノイズの大小ではなく電話装置所持者が音をよく聞き取ろうとする動作（耳介をスピーカ１１に押し付ける動作）を検出して、音圧センサなどの別途部品を備えることなく、低コストで音量を調整することができる。また、電話装置所持者が特段、大音声を発生することもないので、周囲に迷惑にならず、受話中であってもボタン類の操作をしないまま相手側から到来する受信音声信号に音量を与えることができる電話装置を実現することができるのである。
【００７４】
（Ｂ）第２の実施形態
以下、本発明による音信号調整装置、プログラム及び方法、並びに、電話装置の第２の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【００７５】
（Ｂ−１）第２の実施形態の構成
図５は、この実施形態の電話装置１０Ａ及び音信号調整装置２０Ａの全体構成を示すブロック図である。
【００７６】
図５において、第１の実施形態と異なるのは、レベル変動検出部２０７及びゲイン計算部２０８が、それぞれ、レベル変動検出部２０７Ａ及びゲイン計算部２０８Ａに置き換わったことであり、そのほかの構成は第１の、実施形態と同様であるので詳しい説明は省略する。以下、第１の実施形態との差異について説明する。
【００７７】
レベル変動検出部２０７Ａは、上記の（４）式が成立し、かつ、上記の（５）式が成立しないとき、第１の実施形態と異なり、以下の（６）式で計算するレベル変動値Ｄｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒをゲイン計算部２０８Ａに出力し、それ以外のときはＤｉｆ＿ｌｅｆ＿ｒ＝０（ｄｂ）を出力する。
【００７８】
Ｄｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒ＝ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ＿２ − ＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒ＿１…（６）
そして、ゲイン計算部２０８Ａは、Ｄｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒに応じて係数を乗じ、以下の（７）式に従ってゲイン（Ｇｒｅｃ）を計算する。
【００７９】
Ｇｒｅｃ＝δ２０×Ｄｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒ…（７）
上記の（７）式において、δ２０は差分を増幅する定数であり、この実施形態ではδ２０＝２．０としても良いが、これに限定されない。ゲイン計算部２０８Ａは計算したゲインをＡＭＰ１３に出力し、ＡＭＰ１３では、ゲイン計算部２０８Ａから与えられたゲインに従って受話信号を増幅してスピーカ１１に出力する。
【００８０】
この実施形態においては、ゲイン計算部２０８Ａでは、上記の（７）式を用いてゲインを計算するものとして説明したが、Ｄｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒに応じたゲインを算出できる方法であれば、その計算式は上記の（７）式に限定されないものである。また、上記の（７）式のようにその都度計算して求めるのではなく、あらかじめ経験的、実験的に求めた参照表を参照して、適用するゲインを適用するようにしても良い。
【００８１】
（Ｂ−２）第２の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第２の実施形態の音信号調整装置２０の動作（この実施形態の音信号調整方法）について、図５を用いて説明する。
【００８２】
上述の通り、第１の実施形態と第２の実施形態では、レベル変動検出部及びゲイン計算部の動作が異なるだけであるので、その差異部分の動作についてのみ説明する。
【００８３】
レベル変動検出部２０７Ａでは、上述の（４）が成立し、上記の（５）式が成立しない場合、すなわち、スピーカ１１において電話装置所持者の耳による遮音が発生していると判定される場合には、さらに上記の（６）式を用いて遮音度合を示すＤｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒが算出され、ゲイン計算部２０８Ａに与えられる。ただし、上述の（４）が成立し、上記の（５）式が成立しない場合以外には、レベル変動検出部２０７Ａは、Ｄｉｆ＿ｌｅｆ＿ｒ＝０（ｄｂ）をゲイン計算部２０８Ａに与える。
【００８４】
そして、ゲイン計算部２０８Ａにより、レベル変動検出部２０７Ａから与えられるＤｉｆ＿ｌｅｆ＿ｒに応じたゲインが算出され、ＡＭＰ１３が制御される。
【００８５】
（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
第２の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００８６】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１の実施形態と異なり、レベル変動検出部２０７がレベルの変動分をゲイン計算部２０８に出力し、ＡＭＰ２２はゲイン計算部２０８の計算したゲインを信号に施すようにしたので、電話装置所持者の耳によるノイズ遮音度合に応じて滑らかに受話音声の音量を変更することができるようになり、よりきめの細かい音量制御をおこなって、快適な通話を可能にできるのである。また、スピーカを耳に強く押し付けたときに、単にスピーカを耳にあてたときよりも大きい音量にすることができ、ユーザの音量を大きくして欲しいとする要求に応えることができる。
【００８７】
（Ｃ）第３の実施形態
以下、本発明による音信号調整装置、プログラム及び方法、並びに、電話装置の第３の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【００８８】
（Ｃ−１）第３の実施形態の構成
図６は、この実施形態の電話装置１０Ｂ及び音信号調整装置２０Ｂの全体構成を示すブロック図である。
【００８９】
第３の実施形態の構成が第２の実施形態の構成と異なるのは、ＶＡＤ＿Ｒ２０２がＶＡＤ＿Ｒ２０２Ｂに置き換わり、ＶＡＤ＿Ｒ２０２Ｂは、ＡＭＰ１３とＤ／Ａ１２との間に配置されていることである。そのほかの構成は第２の実施形態と同様であるので詳しい説明は省略する。以下、第２の実施形態との差異について説明する。
【００９０】
ＶＡＤ＿Ｒ２０２Ｂは、通常ＡＭＰ１３から与えられる遠端信号を、通常時はそのままＤ／Ａ１２に供給するが、遠端信号に音声信号が含まれていないと判定した場合には、Ｄ／Ａ１２への遠端信号の供給を停止する点で、第２の実施形態と異なっている。なお、ＶＡＤ＿Ｒ２０２Ｂにおいて、遠端信号における音声の有無を判定する方法は、上述の第１及び第２の実施形態と同様であるので詳しい説明を省略する。
【００９１】
なお、第３の実施形態の音信号調整装置２０Ｂについては、図６に示すように、第２の実施形態のＶＡＤ＿Ｒ２０２をＶＡＤ＿Ｒ２０２Ｂに置き換えた構成について説明したが、同様に、第１の実施形態のＶＡＤ＿Ｒ２０２をＶＡＤ＿Ｒ２０２Ｂに置き換えたものとして構築するようにしても良い。
【００９２】
（Ｃ−２）第３の実施形態の動作
第３の実施形態の音信号調整装置２０Ｂについては、図６に示すように、第２の実施形態のＶＡＤ＿Ｒ２０２をＶＡＤ＿Ｒ２０２Ｂに置き換わり、ＶＡＤ＿Ｒ２０２Ｂでは、遠端信号に音声信号が含まれていないと判定した場合には、Ｄ／Ａ１２への遠端信号の供給を停止する点で、第２の実施形態と異なるだけであるので、詳しい説明を省略する。
【００９３】
（Ｃ−３）第３の実施形態の効果
第３の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００９４】
ＶＡＤ＿Ｒ２０２Ｂにおいて遠端信号に音声信号が含まれていないと判定した場合に、Ｄ／Ａ１２への遠端信号の供給を停止することにより、遠端信号において比較的大きなノイズが重畳しているとき、スピーカ１１から放出された遠端信号による音が、エコーとなってＮＬＶＬ＿Ｒ（ＮＶ＿Ｒ）に入り込んで、音信号調整装置２０Ｂにおいて誤動作を起こす頻度を低減することができる。遠端話信号において大きなノイズが重畳していても、第１及び第２の実施形態では、遠端側からの信号は透過されて、Ｄ／Ａ１２に供給されてしまうので、ＶＡＤ＿Ｒ２０２が音声信号なしと判定しても、遠端側からのノイズがスピーカ１１出力を経由して、Ａ／Ｄ２０１に入力され、さらにＬＶ＿Ｒ２０３に入力されて、背景ノイズ源１３からのノイズと交じり合ったままノイズレベルとして計算されてしまう。結果、音信号調整装置２０において背景ノイズレベル計算の精度を劣化させてしまう。しかし、第２の実施形態のように、ＶＡＤ＿Ｒ２０２Ｂにより、遠端信号に音声が含まれていないと判定した場合に、Ｄ／Ａ１２へ遠端信号の供給を遮断することで、スピーカ１１から逆流する電気信号は電話装置所持者近辺の背景ノイズに限定できるようになり、正確な背景ノイズレベルを計算して、遠端信号をより適切に音量制御し、上述のような背景ノイズレベル計算の精度を劣化させてしまう頻度を低減することができる。
【００９５】
（Ｄ）第４の実施形態
以下、本発明による音信号調整装置、プログラム及び方法、並びに、電話装置の第３の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【００９６】
（Ｄ−１）第４の実施形態の構成
図７は、この実施形態の電話装置１０Ｃ全体構成及び音信号調整装置２０Ｃを示すブロック図である。
【００９７】
図７は第４の実施形態である。第４の実施形態の構成が第３の実施形態の構成と異なるのは、ゲイン計算部２０８Ａがゲイン計算部２０８Ｃに置き換わり、さらに、新たに近端ノイズ量判定部２０９がＬＶ＿Ｓ２０４とゲイン計算部２０８Ｃの間に設けられている点である。そのほかの構成は第３の、実施形態と同様であるので詳しい説明は省略する。以下、第３の実施形態との差異について説明する。
【００９８】
第１の実施形態と同様にＬＶ＿Ｓ２０４は送信話者音声なしのとき、近端のノイズレベルＮＬＶＬ＿Ｓを計算する。そして、近端ノイズ量判定部２０９は入力された近端ノイズレベルＮＬＶＬ＿Ｓを予め定めた閾値ＴＨ＿ＢＧ＿Ｓと比較し、閾値ＴＨ＿ＢＧ＿Ｓを上回ったとき、近端の電話装置所持者の背景雑音環境がノイズの多い環境であると判定する。具体的には以下の（８）式を満足したとき、近端の電話装置所持者の背景雑音環境がノイズの多い環境であると判定し、大背景ノイズ判定信号ＢＧ＿ＮＺＹをゲイン計算部２０８Ｃに出力し、以下（８）式を満足しないときには何も出力しない。
【００９９】
ＮＬＶＬ＿Ｓ≧ＴＨ＿ＢＧ＿Ｓ…（８）
ここで、第４の実施形態では、大背景ノイズ閾値ＴＨ＿ＢＧ＿Ｓをディジタル振幅値の−３０ｄＢｍ０と設定するようにしても良い（第３の実施形態で、０ｄＢｍ０は国際通信規格ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．７１１に規定される１ｋＨｚトーンの振幅を基準とした）。ただし、大背景ノイズ閾値ＴＨ＿ＢＧ＿Ｓをこの値に限定されないものである。
【０１００】
一方でゲイン計算部２０８Ｃには第２の実施形態と同様に、レベル変動検出部２０７Ａからレベル変動値Ｄｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒが入力されている。
【０１０１】
ゲイン計算部２０８ＣはＤｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒの値と、ＢＧ＿ＮＺＹの有無に応じて以下の（９）式及び（１０）式のようにゲインを計算して、ＡＭＰ１３に出力する。ただし、ＢＧ＿ＮＺＹの有のときには以下の（９）式を適用し、ＢＧ＿ＮＺＹの無しのときには以下の（１０）式を適用するものとする。また、δ４０、δ４１は倍率を表す定数であって、以下の（１１）式の関係を満たすものである。
【０１０２】
Ｇｒｅｃ＝δ４０×Ｄｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒ…（９）
Ｇｒｅｃ＝δ４１×Ｄｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒ…（１０）
δ４０≧δ４１…（１１）
上記の（９）〜（１１）式において、δ４０＝４．０とし、δ４１＝２．０としても良いが、これに限定されないものである。
【０１０３】
ゲイン計算部２０８Ｃは計算したゲインＧｒｅｃをＡＭＰ１３に出力し、ＡＭＰ１３は遠端信号をゲインＧｒｅｃを乗じて増幅してからスピーカ１１に出力する。
【０１０４】
第４の実施形態では上記の（９）式及び（１０）式のようにゲインを計算したが、第３の実施形態と同様に、Ｄｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒに応じて適切なゲインを発生できる計算方法であれば計算式（７）に限定されないものである。また、上記の（９）式及び（１０）式のような計算式によらずに、上記の（１１）式の関係、すなわち、ＢＧ＿ＮＺＹの有のときのほうのゲインが、ＢＧ＿ＮＺＹの無しのときのゲインより大きくなる関係を保てば、他の計算式を用いるようにしても良い。また、ＢＧ＿ＮＺＹが有のときのほうのゲインが、ＢＧ＿ＮＺＹが無しのときのゲインより大きくなるように、あらかじめ経験的、実験的に求めた参照表を参照して適用するようにしてもよい。また、本実施形態ではＡＭＰ１３をディジタル信号の段階で増幅するようにしたが、Ｄ／Ａ１２とレシーバの間にアナログ増幅器を設けて、一旦ゲイン計算部２０８Ｃで計算したゲインをアナログ増幅器で乗算するようにしてもよい。
【０１０５】
また、ゲイン計算部２０８Ｃでは、上述の通り、ＢＧ＿ＮＺＹの「有り」又は「無し」の２段階で、上記（９）式又は（１０）式を適用するようにしたが、近端のノイズレベルＮＬＶＬ＿Ｓの大きさに応じて、Ｄｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒに乗じる係数の値（例えば、上記の（９）式においては「δ４０」の値）を変更して、Ｇｒｅｃを求めるようにしても良い。すなわち、ゲイン計算部２０８Ｃにおいて、近端のノイズレベルＮＬＶＬ＿Ｓに応じて、Ｇｒｅｃを算出することができれば、その算出方法は限定されないものである。
【０１０６】
（Ｄ−２）第４の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第４の実施形態の音信号調整装置２０Ｃの動作（この実施形態の音信号調整方法）について、図７を用いて説明する。
【０１０７】
上述の通り、第３の実施形態と第４の実施形態では、近端ノイズ量判定部２０９が追加され、ゲイン計算部の動作が異なるだけであるので、その差異部分の動作についてのみ説明する。
【０１０８】
近端ノイズ量判定部２０９では、上記の（８）式を満たす場合、背景ノイズ源４０によるノイズの量が所定以上であるとみなして、ゲイン計算部２０８ＣへＢＧ＿ＮＺＹの信号が与えられる。
【０１０９】
そして、ゲイン計算部２０８Ｃでは、レベル変動検出部２０７Ａから与えられるＤｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒと、近端ノイズ量判定部２０９から与えられるＢＧ＿ＮＺＹを利用して、Ａ／Ｄ１５を制御するゲインが、上記の（９）式及び（１０）式により算出され、算出されたゲイン（Ｇｒｅｃ）がＡＭＰ１３に与えられる。
【０１１０】
（Ｄ−３）第４の実施形態の効果
第４の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
【０１１１】
第４の実施形態では、新たに近端ノイズ量判定部４０を設け電話装置所持者近傍の背景ノイズの大きさを検出するようにし、電話装置所持者側の背景ノイズが大きいときには、通常よりも受信信号に与えるゲインを大きくするようにした。したがって、近端ノイズが大きいことを検出し、電話装置所持者が電話装置に耳をより近づけたのが、相手の遠端話者の声の大小が原因でなく、電話装置所持者近傍の背景ノイズによって聞き取りづらくなっていると判定するので、たとえば装置の出力定格付近まで増幅するなど、通常の音量増幅よりも増幅度を大きくして、遠端話者の音声を聞き取とりやすくするようにできる。
【０１１２】
（Ｅ）第５の実施形態
以下、本発明による音信号調整装置、プログラム及び方法、並びに、電話装置の第５の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【０１１３】
（Ｅ−１）第５の実施形態の構成
図８は、この実施形態の電話装置１０Ｄ及び音信号調整装置２０Ｄの全体構成を示すブロック図である。
【０１１４】
第５の実施形態の構成は第４の実施形態の構成と比較すると、ＬＶ＿Ｒ２０３が受信側信号特性計算部（以下「ｃｈａｒ＿Ｒ」という）２１０に、ＬＶ＿Ｓ２０４が、送信側信号特性計算部（以下、「ｃｈａｒ＿Ｓ」という）２１１に、レベル補正部２０６が特性補正部２１２に、レベル変動検出部２０７Ａが、特性変動検出部２１３に置き換わっている。また、第５の実施形態では、さらに、特性変動検出部２１３の後段に減算特性計算部２１４が設けられ、減算特性計算部２１４の後段に周波数減残部（以下「ＮＣ」という）２１５が設けられている。そのほかの構成は第４の実施形態と同様であるので詳しい説明は省略する。以下、第４の実施形態との差異について説明する。
【０１１５】
Ｃｈａｒ＿Ｒ２１０は、第１〜第４の実施形態のＬＶ＿Ｒ２０３が計算するＮＬＶＬ＿Ｒ以外に、信号の周波数特性（以下、「ＮＰ＿Ｒ（ｆ）」という）が、例えば、公知の高速フーリエ変換法（以下、「ＦＦＴ」という）を用いて計算される。そして、Ｃｈａｒ＿Ｒ２１０は、ＮＶ＿ＲとＮＬＶＬ＿Ｒを、特性補正部２１２に与える。Ｃｈａｒ＿Ｓ２１１も同様に、第１〜第４の実施形態のＬＶ＿Ｓ２０４が計算するＮＬＶＬ＿Ｓ以外に、信号の周波数特性（以下、「ＮＰ＿Ｓ（ｆ）」という）を計算し、ＮＬＶＬ＿ＳとＮＰ＿Ｓ（ｆ）を、特性補正部２１２に与える。
【０１１６】
特性補正部２１２では、ｃｈａｒ＿Ｒ２１０、ｃｈａｒ＿Ｓ２１１からそれぞれ与えられる信号レベル（ＮＬＶＬ＿Ｒ、ＮＬＶＬ＿Ｓ）と、周波数特性（ＮＰ＿Ｒ（ｆ）、ＮＰ＿Ｓ（ｆ））について補正の処理が行われ、補正後の信号レベル及び周波数特性が、特性変動検出部２１３に与えられる。なお、特性補正部２１２における信号レベル（ＮＬＶＬ＿Ｒ、ＮＬＶＬ＿Ｓ）の補正の処理は、第１〜第４の実施形態のレベル補正部２０６と同様の処理であるので詳しい説明は省略する。
【０１１７】
次に、特性補正部２１２における、周波数特性の補正に係る処理を行う構成について説明する。Ｃｈａｒ＿Ｒ２１０、Ｃｈａｒ＿Ｓ２１１でＦＦＴ等を用いて計算された周波数特性（ＮＰ＿Ｒ（ｆ）、ＮＰ＿Ｓ（ｆ））は、信号レベルについて行った補正と同様に、ＮＰ＿Ｒ（ｆ）をＮＰ＿Ｓ（ｆ）に合わせるように補正を行う。
【０１１８】
図９は、特性補正部２１２において、周波数特性に係る補正について示した説明図である。
【０１１９】
図９（ａ）は、補正前のＮＰ＿Ｒ（ｆ）を示したグラフであり、図２（ｂ）は、ＮＰ＿Ｓ（ｆ）のレベルを示したグラフである。そして、図２（ｃ）は、ＮＰ＿Ｒ（ｆ）が補正される様子について示した説明図である。
【０１２０】
Ｃｈａｒ＿Ｒ２１０、Ｃｈａｒ＿Ｓ２１１では各々入力信号の周波数のパワー特性ＮＰ＿Ｒ（ｆ）と周波数特性ＮＰ＿Ｓ（ｆ）を計算する。図９において、横軸ｆは周波数を表している。ＮＰ＿Ｒ（ｆ）は、一旦ＮＰ＿Ｓ（ｆ）に一致するように補正され、ＮＰ＿Ｒ＿ｒ（ｆ）となる。補正を行うのはスピーカ１１よりもマイクロホン１４のほうが集音感度のよい平坦周波数特性であり、後述するマイクロホン出力に対するノイズ抑圧処理に用いる減算処理に都合が良いからであるが、逆に、ＮＰ＿Ｓ（ｆ）の方を補正してＮＰ＿Ｒ（ｆ）に合わせるようにしても良い。
【０１２１】
特性補正部２１２では、スピーカ１１から逆流する電気信号は本来音を電気信号に変換するマイクロホン１４に比べれば性能が劣っているため、その性能差を補正が行われる。特性補正部２１２では、ＮＰ＿Ｒ（ｆ）をＮＰ＿Ｒ＿ｒ（ｆ）に補正する係数（例えば、ＮＰ＿Ｓ（ｆ）／ＮＰ＿Ｒ（ｆ））を一旦計算した後は、その係数を固定し、以降は単にＮＰ＿Ｒ（ｆ）にその係数を乗じて補正したＮＰ＿Ｒ＿ｒ（ｆ）を、特性変動検出部２１３に出力するように動作する。なお、上述の補正用の係数は、予め、スピーカ１１とマイクロホン１４の集音の性能差に基づいて設定した値を使用するようにしても良いし、上述のように、当初のＮＰ＿Ｒ（ｆ）及びＮＰ＿Ｓ（ｆ）を用いて算出するようにしても良く、その設定方法は限定されないものである。
【０１２２】
特性補正部２１２は補正したＮＰ＿Ｒ＿ｒ（ｆ）とＮＰ＿Ｓ（ｆ）を特性変動検出部２１３に出力する。
【０１２３】
特性変動検出部２１３では以下に説明するように、電話装置所持者の耳介による遮音の周波数特性を求める。この実施形態では耳介の接近検出に関しては第１の実施形態で説明した方法をそのまま使うものであり再び説明しない。第１の実施形態で説明したように耳介による雑音の遮音は低下だけでなく、周波数成分のパワー低下としても反映される。特性変動検出部２１３では耳介の接近による雑音遮音の特性変化を、第１の実施形態で説明したレベルの変動検出に加えて、以下に述べるように周波数成分での変化を計算する。
【０１２４】
図１０は、特性変動検出部２１３において、Ｄｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）を算出する処理について示した説明図である。
【０１２５】
図１０において、ＮＰ＿Ｒ＿ｒ１（ｆ）は、特性変動検出部２１３において電話装置所持者の耳介による遮音効果が検出されない場合の周波数特性を示しており、ＮＰ＿Ｒ＿ｒ２（ｆ）は、その遮音効果が検出されている場合の周波数特性を示している。図１０（ａ）は、ＮＰ＿Ｒ＿ｒ１（ｆ）とＮＰ＿Ｒ＿ｒ２（ｆ）を比較したグラフであり、図１０（ｂ）は、Ｄｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）を示したグラフである。
【０１２６】
図１０を用いて特性変動検出部２１３の周波数成分での変動検出の動作を説明する。特性変動検出部２１３ではレベルによる耳介の雑音遮音発生を、第１の実施形態で説明したと同様にレベルで検出する。このとき、変動検出前後のパワーは図１０のＮＰ＿Ｒ＿ｒ１（ｆ）からＮＰ＿Ｒ＿ｒ２（ｆ）のように降下する。これは耳介によって背景雑音の一部または全部が遮音されるからである。
【０１２７】
特性変動検出部２１３ではＮＰ＿Ｒ＿ｒ１（ｆ）からＮＰ＿Ｒ＿ｒ２（ｆ）への変化分Ｄｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）について、以下の（１２）式のように計算して求める。あるいは、特性補正部２１２の補正でＮＰ＿Ｒ＿ｒ１（ｆ）＝ＮＰ＿Ｓ（ｆ）となっているため、（１２）式に置き換えて以下の（１２−１）式を適用するようにしても良いが、この実施形態においては（１２）式を用いるものとして説明する。
【０１２８】
Ｄｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）＝ＮＰ＿Ｒ＿ｒ１（ｆ）−ＮＰ＿Ｒ＿ｒ２（ｆ）…（１２）
Ｄｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）＝ＮＰ＿Ｓ１（ｆ）−ＮＰ＿Ｒ２（ｆ）…（１２−１）
特性変動検出部２１３で計算した周波数特性の変化分Ｄｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）は減算特性計算部２１４に出力される。一方では第２の実施形態で説明したと同様に、レベル変動値Ｄｉｆ＿ｌｅｖ＿がゲイン計算部に出力されているが、ゲイン計算部２０８Ｃの動作は第２、第４の実施形態で説明したとおりである。
【０１２９】
さらに減算特性計算部２１４は特性変動検出部２１３の出力Ｄｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）に応じて下記のように動作する。減算特性計算部２１４には近端ノイズ量判定部４０からの出力が入力されており、第４の実施形態で説明したように、背景ノイズが大ノイズのときには大ノイズ判定信号ＢＧ＿ＮＺＹが入力され、背景ノイズが大きくないときはなにも入力されない。
【０１３０】
減算特性計算部２１４はＤｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）と大ノイズ判定信号ＢＧ＿ＮＺＹ入力の有無によって式（１３）、式（１４）のようにノイズ減算用周波数成分を計算する。なお、減算特性計算部２１４では、ＢＧ＿ＮＺＹ無しの場合には以下の（１３）式が適用され、ＢＧ＿ＮＺＹ有りの場合には、以下の（１４）式が適用される。
【０１３１】
Ｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）＝Ｃ５１×Ｄｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）…（１３）
Ｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）＝Ｃ５２×Ｄｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）…（１４）
ここで、この実施形態ではＣ５１＝０．２、Ｃ５２＝０．９としても良いが、これに限定されないものである。また、Ｃ５１は１．０≧Ｃ５１≧０．０を満たし、Ｃ５２は１．０≧Ｃ５２≧０．０を満たす定数であるものとし。値が大きければノイズ抑圧の効果が大きい変わりに音質に周波数減算処理による歪の影響が大きくなり、逆に小さければ音質に与える悪影響が小さい代わりにノイズ抑圧の効果も小さくなる。大ノイズの時にノイズ抑圧効果をより発揮するためにはＣ５２≧Ｃ５１であることが望ましい。
【０１３２】
また、減算特性計算部２１４では、上述の通り、ＢＧ＿ＮＺＹの「有り」又は「無し」の２段階で、上記（１３）式又は（１４）式を適用するようにしたが、近端のノイズレベルＮＬＶＬ＿Ｓの大きさに応じて、Ｄｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒ（ｆ）に乗じる係数の値（例えば、上記の（１３）式においては「Ｃ５１」）を変更して、Ｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）を求めるようにしても良い。すなわち、減算特性計算部２１４において、近端のノイズレベルＮＬＶＬ＿Ｓに応じて、Ｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）を算出することができれば、その算出方法は限定されないものである。
【０１３３】
減算特性計算部２１４の出力ｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）はＮＣ２１５に出力される。ＮＣ２１５ではたとえば特許文献６に記載されているような公知の周波数減算方法を用いて、ノイズ交じりの周波数特性からｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）を減算し、逆ＦＦＴを施して時間波形に変換してから送話音声信号を図示しない遠端に出力するようにしても良い。なお、ＮＣ２１５における処理は、フィルタバンク方法や、適応フィルタを用いる方法などを用いても良く、上述の特許文献６に記載されている方法に限定されないものである。
【０１３４】
（Ｅ−２）第５の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第５の実施形態の音信号調整装置２０Ｄの動作（この実施形態の音信号調整方法）について、図８を用いて説明する。
【０１３５】
まず、ＶＡＤ＿Ｒ２０２Ｂにおいて、遠端信号において音声が含まれていないと判定されると、ＶＡＤ＿Ｒ２０２Ｂからｃｈａｒ＿Ｒ２１０に、音声検出無しを示すＮＶ＿Ｒが与えられる。そして、ＮＶ＿Ｒが与えられている間、ｃｈａｒ＿Ｒ２１０では、Ａ／Ｄ２０１からスピーカ１１において逆流してくる信号のレベルＮＬＶＬ＿Ｒと、信号の周波数特性ＮＰ＿Ｒ（ｆ）が算出され、特性補正部２１２に与えられる。
【０１３６】
同様に、ＶＡＤ＿Ｓ２０５において、近端信号において音声が含まれていないと判定されると、ＶＡＤ＿Ｓ２０５からｃｈａｒ＿Ｓ２１１に、音声検出無しを示すＮＶ＿Ｓが与えられる。そして、ＮＶ＿Ｓが与えられている間、ｃｈａｒ＿Ｓ２１１では、Ａ／Ｄ１５からマイクロホン１４に入力される信号のレベルＮＬＶＬ＿Ｓと、信号の周波数特性ＮＰ＿Ｓ（ｆ）が算出され、特性補正部２１２に与えられる。
【０１３７】
特性補正部２１２では、ｃｈａｒ＿Ｒ２１０からＮＬＶＬ＿Ｒが与えられ、かつ、ｃｈａｒ＿Ｓ２１１からＮＬＶＬ＿Ｓが与えられている間、ＮＬＶＬ＿Ｒのレベルと、ＮＰ＿Ｒ（ｆ）が補正され、補正後のＮＬＶＬ＿Ｒ、ＮＰ＿Ｒ＿ｒ（ｆ）と、ＮＬＶＬ＿Ｓ、ＮＰ＿Ｓ（ｆ）が特性変動検出部２１３に与えられる。
【０１３８】
そして、特性変動検出部２１３では、上述の（４）が成立し、上記の（５）式が成立しない場合には、スピーカ１１における遮音度合が所定以上であるとみなされ、さらに上記の（６）式を用いて遮音度合を示すＤｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒが算出され、ゲイン計算部２０８Ｃに与えられる。ただし、上述の（４）が成立し、上記の（５）式が成立しない場合以外には、レベル変動検出部２０７Ａは、Ｄｉｆ＿ｌｅｆ＿ｒ＝０（ｄｂ）をゲイン計算部２０８Ｃに与える。また、特性変動検出部２１３では、上述の（４）が成立し、上記の（５）式が成立しない場合には、スピーカ１１における遮音度合が所定以上であるとみなされ、さらに上記の（１２）式を用いて、Ｄｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）が算出されて減算特性計算部２１４に与えられる。
【０１３９】
近端ノイズ量判定部２０９では、上記の（８）式を満たす間、背景ノイズ源４０によるノイズの量が所定以上であるとみなして、ゲイン計算部２０８Ｃ及び減算特性計算部２１４へ、ＢＧ＿ＮＺＹの信号が与えられる。
【０１４０】
そして、ゲイン計算部２０８Ｃでは、レベル変動検出部２０７Ａから与えられるＤｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒと、近端ノイズ量判定部２０９から与えられるＢＧ＿ＮＺＹを利用して、ＡＭＰ１３を制御するゲイン（Ｇｒｅｃ）が、上記の（９）式及び（１０）式により算出され、算出されたゲインがＡＭＰ１３に与えられる。
【０１４１】
一方、減算特性計算部２１４では、ＢＧ＿ＮＺＹが有りの場合には上記の（１３）式、ＢＧ＿ＮＺＹが無しの場合には上記の（１４）式を用いて、Ｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）を算出してＮＣ２１５に与える。そして、ＮＣ２１５により、近端信号について、減算特性計算部２１４から与えられたＳｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）の分だけ減算され遠端側へ送出される。
【０１４２】
（Ｅ−３）第５の実施形態の効果
第５の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
【０１４３】
第５の実施形態は第４の実施形態において、近端側において遠端側への音質を鑑みたものになっている。即ち、第５の実施形態では、スピーカ１１において電話装置所持者の耳介による遮音が発生している場合のＮＰ＿Ｒ＿ｒ（ｆ）（ＮＰ＿Ｒ（ｆ））と、遮音が発生していない場合のＮＰ＿Ｒ＿ｒ（ｆ）（ＮＰ＿Ｒ（ｆ））との差分であるＤｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）を、背景ノイズ源４０の周波数特性に係る周波数特性とみなし、減算特性計算部２１４においてＤｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）に基づいてｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）が算出され、ＮＣ２１５を用いて近端信号からｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）の分減算して遠端側へ送出している。これにより、近端信号のうち、背景ノイズ源４０により発生するノイズ成分を抑圧することができる。
【０１４４】
また、減算特性計算部２１４において、近端ノイズ量判定部４０からの大ノイズ判定信号ＢＧ＿ＮＺＹ入力の有無に応じて、Ｄｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）に対して、例えば、０以上、１．０以下の係数を乗ずるようにした。具体的には大ノイズ判定信号ＢＧ＿ＮＺＹがあるときに比較的大きな係数を用いて周波数減算効果が強く発揮されるようにしている。これにより、大ノイズ判定信号ＢＧ＿ＮＺＹが無いときには比較的小さな係数を用いて周波数減算効果が弱く発揮されるようにして遠端話者への音質を自然な音質になるようにした。
【０１４５】
上記の効果において特に重要なのは、耳介によって背景雑音が遮音されることによるパワー変動成分Ｄｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）そのものを直接、あるいは単純な係数を用いて周波数減算のための減算特性としたことである。従来、一般に周波数減算法によるノイズを低減する方法は、特許文献６に開示される方法のように、入力信号を分析して音声区間とノイズ区間を精密に区別し、ノイズ区間の周波数成分を計算して、その成分を減算するのが通常である。
【０１４６】
しかし、従来方法である周波数減算法は長年にわたってノイズ区間の決定が精度よくできないことに伴う性能劣化問題点を解決できずにいる。残念ながらこの間題はある程度当然発生するものであり今後も解決が困難である。なぜなら、もともと、従来の周波数減算法によるノイズ抑圧では、音声の有無、つまり純ノイズ区間の特性を入手することが品質のよいノイズ抑圧には必須である。しかし、厄介なことにノイズ抑圧処理技術を適用しなければならないほどに大きなノイズが混入した音声信号で純ノイズ区間なのかどうかを検出して以後の処理に利用するのだから、多少の音声／ノイズ区間検出処理に誤検出は必然的に付きまとう。当然、従来方法はノイズ区間の誤検出を必然的に含む結果をもとに算出した減算用ノイズ成分を作成する。結果、不正確なノイズ成分を利用するから、周波数成分を加減算したり、逆に減算不足を発生する。その結果ノイズ減算処理後の音質を劣化させるものであった。しかし、本方法においては、ノイズの成分を、”声信号”自体からの分析ではなく、”耳接近”による信号の変化分として捕らえている。つまり、音の入力手段を何かで遮音したとき、その遮音効果をそのまま送信信号への効果に似せるのであって、電話装置所持者側において通話中に遮音されるような成分ならば、それは電話装置所持者側の背景ノイズ成分であり、その背景ノイズ成分はマイクロホン１４を通じて送話信号となって図示しない遠端話者に出力されてしまう雑音信号である。つまり送話信号から除去されるのが望ましい信号であり、たとえば周波数減算法によって除去されてもよい成分なのであって、区分検出タイミングの精度さはさほど重要ではない。
【０１４７】
音声検出器を持つという点では、第５の実施形態でもＶＡＤ＿Ｓ、ＶＡＤ＿Ｒの音声検出器があり、近端ノイズ成分があるときには音声検出の精度が落ちるが、このとき、マイクロホン１４と、逆流信号使用時のスピーカ部３の両方にノイズも音声も入力されていることになるので、結果的に特性補正部２１２において周波数成分がうまく補正され、不都合がない。また、それ以後周波数成分の低下を差分として利用するだけなので、減算特性計算部への影響がほとんどない。このように本発明の第５の実施形態によれば、電話装置所持者がわのノイズと電話装置所持者音声のＳ／Ｎがどうであれ安定的にノイズを除去して自然な音質を実現した電話装置を実現できるのである。
【０１４８】
また、音信号調整装置２０Ｄでは、電話装置１０Ｄのスピーカ１１を音電気変換機として流用して、ＮＬＶＬ＿Ｒ（ＮＰ＿Ｒ（ｆ））を取得し、近端信号におけるノイズの抑圧を行っているため、特許文献７に記載の電話機のように、スピーカの周辺にノイズを検出するために別途マイクロホンを備える必要がないため、低コストでノイズを抑圧する構成を構築することができる。
【０１４９】
さらに、音信号調整装置２０Ｄでは、特性変動検出部２１３、減算特性計算部２１４により、一旦ｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）が算出されると、ｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）を、背景ノイズ源４０によるノイズ成分の周波数特性として固定し、以降ＮＣ２１５を用いて近端信号のノイズ成分を抑圧する処理を行わせることもできるため、特許文献７に記載の電話機のように、ノイズ抑圧（ノイズキャンセリング）に係る連続的なフィードバック処理を行う必要がないため、ノイズ抑圧に係る処理量を低減することができる。
【０１５０】
（Ｆ）第６の実施形態
以下、本発明による音信号調整装置、プログラム及び方法、並びに、電話装置の第６の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【０１５１】
（Ｆ−１）第６の実施形態の構成
図１１は、この実施形態の電話装置１０Ｅ及び音信号調整装置２０Ｅの全体構成を示すブロック図である。
【０１５２】
第６の実施形態の構成が第５の実施形態の構成と異なるのは、新たにエコーキャンセラ部２１６と打ち消し加算器２１７が設けられたことであり、ＶＡＤ＿Ｒ（受信側音声検出器）が、第１の実施形態と同じくＶＡＤ＿Ｒ２０２に戻ったことである。その他は、第５の実施形態と同様である。第３の実施形態では、遠端信号において比較的大きなノイズが重畳しているとき、スピーカ１１から放出された遠端信号による音が、エコーとなってＮＬＶＬ＿Ｒ（ＮＶ＿Ｒ）に入り込んで、音信号調整装置において誤動作を起こす頻度を低減することを目的として、ＶＡＤ＿Ｒ２０２をＶＡＤ＿Ｒ２０２Ｂに置き換える構成について説明したが、第６の実施形態では、上述のエコーを消去する手段として、エコーキャンセラ部２１６と加算器２１７を備えている。
【０１５３】
エコーキャンセラ部２１６は、ＶＡＤ＿Ｒ２０２から音声なし信号ＮＶ＿Ｒがないとき、は、加算器２１７の出力と、Ａ／Ｄ２０１の入力の２つの信号を用いて、図示しない内部の適応フィルタを用いて、加算器２１７の出力のパワーが最小になるように適応動作する。適応動作のアルゴリズムとしては公知のＮＬＭＳアルゴリズムやＬＭＳアルゴリズムなど、加算器２１７の出力のパワーが最小になるように適応アルゴリズムであればどのようなアルゴリズムを用いてもよい。加算器２１７には、受信側Ａ／Ｄ２０１の出力が入力されており、エコーキャンセラ部２１６の出力と加算相殺されて、再びエコーキャンセラ部２１６にフィードバックされるとともに、ｃｈａｒ＿Ｒ２１０に入力される。
【０１５４】
また、エコーキャンセラ部２１６は、ＶＡＤ＿Ｒ２０２から音声なし信号ＮＶ＿Ｒがあったときは、上述のＮＬＭＳアルゴリズムは駆動せず、エコーキャンセラ部２１６は図示しない内部の適応フィルタのフィルタ係数を固定したまま、Ｄ／Ａ１２の入力と加算器２１７の出力を適応フィルタの入力信号として加算器２１７へ信号を出力する。加算器２１７の出力はｃｈａｒ＿Ｒ２１０に入力される。
【０１５５】
なお、第６の実施形態においては、図１１に示すように第５の実施形態の音信号調整装置２０Ｄにエコーキャンセラ部２１６及び加算器２１７を追加し、ＶＡＤ＿Ｒ２０２ＢをＶＡＤ＿Ｒ２０２に戻した構成について説明したが、第１、第２、第４の実施形態の音信号調整装置についても同様に、エコーキャンセラ部２１６及び加算器２１７を追加し、ＶＡＤ＿Ｒ２０２ＢをＶＡＤ＿Ｒ２０２に戻した構成として構築するようにしても良い。
【０１５６】
（Ｆ−２）第６の実施形態の動作
第６の実施形態の音信号調整装置２０Ｅでは、上述の通り、第５の実施形態のように遠端信号に音声信号が含まれていないと判定した場合には、Ｄ／Ａ１２への遠端信号の供給を停止する代わりに、エコーキャンセラ部２１６及び加算器２１７による動作に置き換えられるだけであるので詳しい説明を省略する。
【０１５７】
（Ｆ−３）第６の実施形態の効果
第６の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
【０１５８】
第５の実施形態の受話側音声検出器３０は音声が無いときには出力を遮断するようにしたのは第３の実施形態で説明したとおりである。しかし、図示しない遠端話者のノイズ環境が劣悪で、遠端からの信号に大きなノイズが重畳している場合は、ＶＡＤ＿Ｒ３０による音声信号断続そのものが耳障りになることがある。しかし、一方でｃｈａｒ＿Ｒ２１０にとっては、外乱となるので遠端からのノイズ信号がスピーカ１１を経由して入力されてしまうことは避けなければならない。そこで第６の実施形態ではエコーキャンセラ部２１６を設け、遠端から音声信号があったときはループ経路の特性をＮＬＭＳアルゴリズムなどを用いて同定し、音声がないときには適応フィルタの係数を固定するようにした。このときエコーキャンセラ部２１６の入力は遠端から到来したノイズ信号と、近端のスピーカ１１から逆流しているノイズ信号が、加算器２１７で加算された信号である。このとき上記に説明したようにすでに適応フィルタの係数は固定されているので、ループバック経路を同定済みの固定フィルタ係数によってループバックノイズの疑似信号が作成されることになるから、加算器２１７で擬似遠端ループバックノイズと遠端ループバックノイズが相殺され、所望どおり近端の背景ノイズがｃｈａｒ＿Ｒ２１０に出力されて、以後用いることができる。
【０１５９】
音質の良し悪しは電話装置所持者の好みによることが多いが、ノイズ交じりの音声があるとき、相手からのノイズが聞こえる事よりも、むしろ信号の断続を嫌う利用者が多いことも事実である。第６の実施形態はこのことを鑑みたものであり、受話側音声検出器３０のように信号の断続を発生させずに第１、２、４、５の実施形態の効果を実現させて、電話装置所持者と遠端話者とに快適な通話を実現することができる。
【０１６０】
（Ｇ）第７の実施形態
以下、本発明による音信号調整装置、プログラム及び方法、並びに、電話装置の第７の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【０１６１】
（Ｇ−１）第７の実施形態の構成
第５、第６の実施形態において、近端信号から近端側から入り込むノイズを低減する構成が付加された実施形態について説明したが、第７の実施形態では、音信号調整装置が、上述のノイズを低減する機能に必要となる構成のみを有している。
【０１６２】
図１２は、第７の実施形態の電話装置１０Ｆ及び音信号調整装置２０Ｆの機能的構成について示したブロック図である。
【０１６３】
電話装置１０Ｆは、スピーカ１１、Ｄ／Ａ１２、マイクロホン１４、Ａ／Ｄ１５を有している。図１２において、電話装置１０Ｆは、第１〜第６の実施形態のようにＡＭＰを備えていないが、備えるようにしても良い。なお、スピーカ１１、Ｄ／Ａ１２、マイクロホン１４、Ａ／Ｄ１５については、第１〜第６の実施形態のものと同様であるので詳しい説明は省略する。
【０１６４】
音信号調整装置２０Ｆは、Ａ／Ｄ２０１、ＶＡＤ＿Ｒ２０２、ＶＡＤ＿Ｓ２０５、ｃｈａｒ＿Ｒ２１０、ｃｈａｒ＿Ｓ２１１、特性補正部２１２、特性変動検出部２１３Ｆ、減算特性計算部２１４Ｆ、ＮＣ２１５を有している。なお、Ａ／Ｄ２０１、ＶＡＤ＿Ｒ２０２、ＶＡＤ＿Ｓ２０５、ｃｈａｒ＿Ｒ２１０、ｃｈａｒ＿Ｓ２１１、特性補正部２１２については、第６の実施形態のものと同様であるので、詳しい説明は省略する。第７の実施形態と、第６の実施形態との主な差異は、エコーキャンセラ部、近端ノイズ量判定部、ゲイン計算部や、それに係る処理が省略されていることである。
【０１６５】
第７の実施形態では、ＶＡＤ＿Ｒとしては、第６の実施形態と同様にＶＡＤ＿Ｒ２０２を用いているが、第５の実施形態と同様にＶＡＤ＿Ｒ２０２Ｂを適用するようにしても良い。また、第６の実施形態のように、エコーキャンセラ部２１６及び加算器２１７を付加するようにしても良い。
【０１６６】
第６の実施形態の特性変動検出部２１３Ｅでは、Ｄｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒを、ゲイン計算部２０８Ｃに与えていたが、第７の実施形態の特性変動検出部２１３Ｆでは、ゲイン計算部が省略されているため、そのような処理は行われない点で異なっている。また、特性変動検出部２１３Ｆにおいては、Ｄｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒを求める処理を省略するようにしても良い。
【０１６７】
第５、第６の実施形態の減算特性計算部２１４では、ＢＧ＿ＮＺＹ及びＤｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）を用いて、ｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）を求めていたが、第７の実施形態の減算特性計算部２１４Ｆでは、Ｄｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）のみを用いてｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）を求める点で異なっている。第６の実施形態では、ＢＧ＿ＮＺＹの有無に応じて、上記の（１３）式又は（１４）式を選択的に適用していた。すなわち、第６の実施形態では、ｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）を求める際の係数を、ＢＧ＿ＮＺＹの有無に応じて、Ｃ５１又はＣ５２のいずれかを選択的に適用していたが、第７の実施形態では、固定的な係数を用いて求めるようにしても良い。その際、Ｃ５１又はＣ５２のいずれかを適用するようにしても良いし、他の値を適用するようにしても良い。
【０１６８】
また、第５、第６の実施形態と同様に、別途近端ノイズ量判定部を設けて、減算特性計算部２１４Ｆにおいて上記の（１３）式、（１４）式を用いてｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）を求めるようにしても良い。その際、第５、第６の実施形態と同様に、特性変動検出部２１３Ｆでも、近端のノイズレベルＮＬＶＬ＿Ｓに応じて、Ｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）を算出することができれば、その算出方法は限定されないものである。例えば、第５、第６の実施形態と同様に、ＢＧ＿ＮＺＹの「有り」又は「無し」の２段階で、上記（１３）式又は（１４）式を適用するようにする構成だけでなく、近端のノイズレベルＮＬＶＬ＿Ｓの大きさに応じて、Ｄｉｆ＿ｌｅｖ＿ｒ（ｆ）に乗じる係数の値（例えば、上記の（１３）式においては「Ｃ５１」）を変更して、Ｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）を求める構成としても良い。
【０１６９】
（Ｇ−２）第７の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第７の実施形態の音信号調整装置２０Ｆの動作（この実施形態の音信号調整方法）について、図１２を用いて説明する。
【０１７０】
まず、ＶＡＤ＿Ｒ２０２において、遠端信号において音声が含まれていないと判定されると、ＶＡＤ＿Ｒ２０２からｃｈａｒ＿Ｒ２１０に、音声検出無しを示すＮＶ＿Ｒが与えられる。そして、ＮＶ＿Ｒが与えられている間、ｃｈａｒ＿Ｒ２１０では、Ａ／Ｄ２０１からスピーカ１１において逆流してくる信号のレベルＮＬＶＬ＿Ｒと、信号の周波数特性ＮＰ＿Ｒ（ｆ）が算出され、特性補正部２１２に与えられる。
【０１７１】
同様に、ＶＡＤ＿Ｓ２０５において、近端信号において音声が含まれていないと判定されると、ＶＡＤ＿Ｓ２０５からｃｈａｒ＿Ｓ２１１に、音声検出無しを示すＮＶ＿Ｓが与えられる。そして、ＮＶ＿Ｓが与えられている間、ｃｈａｒ＿Ｓ２１１では、Ａ／Ｄ１５からマイクロホン１４に入力される信号のレベルＮＬＶＬ＿Ｓと、信号の周波数特性ＮＰ＿Ｓ（ｆ）が算出され、特性補正部２１２に与えられる。
【０１７２】
特性補正部２１２では、ｃｈａｒ＿Ｒ２１０からＮＬＶＬ＿Ｒが与えられ、かつ、ｃｈａｒ＿Ｓ２１１からＮＬＶＬ＿Ｓが与えられている間、ＮＬＶＬ＿Ｒのレベルと、ＮＰ＿Ｒ（ｆ）の周波数特性が補正され、補正後のＮＬＶＬ＿Ｒ、ＮＬＶＬ＿Ｓ、ＮＰ＿Ｒ（ｆ）、ＮＰ＿Ｓ（ｆ）が特性変動検出部２１３Ｆに与えられる。
【０１７３】
そして、特性変動検出部２１３Ｆでは、上述の（４）が成立し、上記の（５）式が成立しない場合には、スピーカ１１において、電話装置所持者の耳による遮音が発生していると判定され、上記の（１２）式を用いて、Ｄｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）が算出されて減算特性計算部２１４Ｆに与えられる。
【０１７４】
減算特性計算部２１４Ｆでは、Ｄｉｆ＿ｆｒｅｑ＿ｒ（ｆ）を用いて、Ｓｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）が算出されてＮＣ２１５に与えられる。そして、ＮＣ２１５により、近端信号について、減算特性計算部２１４Ｆから与えられたＳｕｂ＿ｆｒｅｑ（ｆ）の分だけ減算され遠端側へ送出される。
【０１７５】
（Ｇ−３）第７の実施形態の効果
第７の実施形態においては、上述の特性変動検出部２１３Ｆ、減算特性計算部２１４Ｆ、ＮＣ２１５による近端側からのノイズの低減に係る機能に関する効果に限定されるが、上述の第５の実施形態の効果と同様の効果を奏することができる。
【０１７６】
（Ｈ）他の実施形態
本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。
【０１７７】
（Ｈ−１）上記の各実施形態においては、本発明の電話装置を携帯電話端末に適用した例について説明したが、携帯無線端末（トランシーバ）や、固定電話装置など他の電話装置に適用するようにしても良いことは当然である。
【０１７８】
（Ｈ−２）第１の実施形態では、ＬＶ＿Ｒで受話音声信号のレベルＮＬＶＬ＿Ｒを計算し、ＬＶ−Ｓで送話音声のレベルＮＬＶＬ＿Ｓを計算するようにしたが、ＬＶ＿Ｒで受話音声信号のレベルを計算する代わりに、ＶＡＤ＿Ｒ２０２で計算したＡＢＳ＿Ｌ（ｎ）、またはＡＢＳ＿Ｌ（ｎ）をＮＬＶＬ＿Ｒとして用いてもよい。また、送信側も同様にＬＶ＿Ｓ２０４で送話音声信号ＮＬＶＬ＿Ｓのレベルを計算する代わりに、ＶＡＤ＿Ｓ２０５で計算したＡＢＳ＿Ｌ（ｎ）、またはＡＢＳ＿Ｌ（ｎ）をレベルとして用いてもよい。
【０１７９】
（Ｈ−３）第１〜第４の実施形態では、レベル補正部２０６がＮＬＶＬ＿ＲのレベルをＮＬＶＬ＿Ｓに合わせこむようにしたが、受信側Ａ／Ｄからの信号のダイナミックレンジが十分確保できる場合にはＮＬＶＬ＿ＲをそのままＮＬＶＬ＿Ｒ＿ｒとして用いてもよい。これにより、装置構成を簡単にできより装置の小型化／省電力化が可能になる。この場合はレベル補正部を省略してＬＶ＿Ｒの出力と、ＬＶ＿Ｓの出力をそのままレベル変動検出部に出力すればよい。
【０１８０】
（Ｈ−４）上記の各実施形態において、スピーカ１１を流用してＮＶ＿Ｒを取得していたが、スピーカ１１の周辺に別のマイクロホンを備えてＮＶ＿Ｒを取得するようにしても良い。
【符号の説明】
【０１８１】
１０…電話装置、１１…スピーカ、１２…Ｄ／Ａ、１３…ＡＭＰ、１４…マイクロホン、１５…Ａ／Ｄ、２０…音信号調整装置、２０１…Ａ／Ｄ、２０２…ＶＡＤ＿Ｒ、２０３…ＬＶ＿Ｒ、２０４…ＬＶ＿Ｓ、２０５…ＶＡＤ＿Ｓ、２０６…レベル補正部、２０７…レベル変動検出部、２０８…ゲイン計算部、３０…耳部、４０…背景ノイズ源。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピーカ部とマイクロホン部とを備える電話装置に搭載された音信号調整装置において、
上記スピーカ部の周辺における第１の音信号を捕捉するスピーカ周辺音捕捉手段と、
上記第１の音信号と、上記マイクロホン部が捕捉した第２の音信号とに基づいて、上記スピーカ周辺音捕捉手段により捕捉される、上記電話装置における近端話者の音声以外の音が、上記電話装置における近端話者の体の一部により遮音される遮音効果が発生しているか否かを判定する遮音判定手段と、
上記遮音判定手段により、上記遮音効果が発生していると判定されている間、上記遮音効果が発生していない間よりも、上記スピーカ部における遠端信号の出力音の音量をより大きくするように制御する音量制御手段と
を有していることを特徴とする音信号調整装置。
【請求項２】
上記スピーカ周辺音捕捉手段は、上記スピーカ部自体を用いて、上記第１の音信号を捕捉することを特徴とする請求項１に記載の音信号調整装置。
【請求項３】
上記遮音判定手段において、上記遮音効果が発生していると判定された場合に、その遮音度合を算出する遮音度合算出手段をさらに有し、
上記音量制御手段は、上記遮音判定手段において、上記遮音効果が発生していると判定されている間、上記スピーカ部における遠端信号の出力音の音量を、上記遮音度合算出手段が算出した遮音度合に応じた音量で出力するように制御すること
を特徴とする請求項１又は２に記載の音信号調整装置。
【請求項４】
上記第１の音信号及び上記第２の音信号において、上記スピーカ周辺音捕捉手段による集音性能と、上記マイクロホン部による集音性能との性能差により発生する差分を補正するように、少なくとも上記第１の音信号又は上記第２の音信号の一方を加工する信号補正手段をさらに有し、
上記遮音判定手段は、上記信号補正手段により補正された結果を用いて、上記遮音効果が発生しているか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の音信号調整装置。
【請求項５】
上記電話装置において遠端信号に遠端話者の音声成分が含まれているか否かを判定する遠端信号音声判定手段と、
上記電話装置において近端信号に近端話者の音声成分が含まれているか否かを判定する近端信号音声判定手段とをさらに有し、
上記遮音判定手段は、上記遠端信号音声判定手段において遠端信号に遠端話者の音声成分が含まれていないと判定され、かつ、上記近端信号音声判定手段において、近端信号に近端話者の音声成分が含まれていないと判定されている場合にのみ、上記遮音効果が発生しているか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の音信号調整装置。
【請求項６】
上記遠端信号音声判定手段により、音声成分が含まれていないと判定されている間、上記電話装置において、上記スピーカ部への遠端信号の供給を遮断する遠端信号遮断手段をさらに有することを特徴とする請求項６に記載の音信号調整装置。
【請求項７】
上記第１の音信号において上記スピーカ部から放出された遠端信号による音が、上記スピーカ周辺音捕捉手段により捕捉されることにより発生するエコー成分を、上記第１の音信号から除去するエコーキャンセル手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の音信号調整装置。
【請求項８】
上記遠端信号音声判定手段において遠端信号に遠端話者の音声成分が含まれていないと判定され、かつ、上記近端信号音声判定手段において近端信号に近端話者の音声成分が含まれていないと判定されている間に、上記第１の音信号又は上記第２の音信号の信号を用いて、上記電話装置の周辺ノイズのノイズ音量を算出するノイズ量算出手段と、
上記音量制御手段は、上記遮音度合算出手段により算出された遮音度合と上記ノイズ量算出手段により算出されたノイズ音量とを用いて、上記スピーカ部により出力される音の音量を制御する
ことを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の音信号調整装置。
【請求項９】
上記第１の音信号について周波数特性を抽出する第１の周波数特性抽出手段と、
上記遮音判定手段により上記遮音効果が発生していると判定されている場合に上記第１の周波数特性抽出手段が抽出した第１の周波数特性と、上記遮音判定手段により上記遮音効果が発生していないと判定されている場合に上記第１の周波数特性抽出手段が抽出した第２の周波数特性との差分である差分周波数特性を算出する差分周波数特性算出手段と、
上記差分周波数特性算出手段が算出した上記差分周波数特性を用いて、上記電話装置における近端信号のうちノイズ成分を抑圧して遠端側へ送出するノイズ成分抑圧手段と
をさらに有することを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の音信号調整装置。
【請求項１０】
スピーカ部とマイクロホン部とを備える電話装置に搭載されたコンピュータを、
上記スピーカ部の周辺における第１の音信号を捕捉するスピーカ周辺音捕捉手段と、
上記第１の音信号と、上記マイクロホン部が捕捉した第２の音信号とに基づいて、上記スピーカ周辺音捕捉手段により捕捉される、上記電話装置における近端話者の音声以外の音が、上記電話装置における近端話者の体の一部により遮音される遮音効果が発生しているか否かを判定する遮音判定手段と、
上記遮音判定手段により、上記遮音効果が発生していると判定されている間、上記遮音効果が発生していない間よりも、上記スピーカ部における遠端信号の出力音の音量をより大きくするように制御する音量制御手段と
して機能させることを特徴とする音信号調整プログラム。
【請求項１１】
スピーカ部とマイクロホン部とを備える電話装置における音信号調整方法において、
スピーカ周辺音捕捉手段、遮音判定手段、音量制御手段を有し、
上記スピーカ周辺音捕捉手段は、上記スピーカ部の周辺における第１の音信号を捕捉し、
上記遮音判定手段は、上記第１の音信号と、上記マイクロホン部が捕捉した第２の音信号とに基づいて、上記スピーカ周辺音捕捉手段により捕捉される、上記電話装置における近端話者の音声以外の音が、上記電話装置における近端話者の体の一部により遮音される遮音効果が発生しているか否かを判定し、
上記音量制御手段は、上記遮音判定手段により、上記遮音効果が発生していると判定されている間、上記遮音効果が発生していない間よりも、上記スピーカ部における遠端信号の出力音の音量をより大きくするように制御する
ことを特徴とする音信号調整方法。
【請求項１２】
請求項１〜９のいずれかに記載の音信号調整装置を搭載したことを特徴とする電話装置。
【請求項１】
スピーカ部とマイクロホン部とを備える電話装置に搭載された音信号調整装置において、
上記スピーカ部の周辺における第１の音信号を捕捉するスピーカ周辺音捕捉手段と、
上記第１の音信号と、上記マイクロホン部が捕捉した第２の音信号とに基づいて、上記スピーカ周辺音捕捉手段により捕捉される、上記電話装置における近端話者の音声以外の音が、上記電話装置における近端話者の体の一部により遮音される遮音効果が発生しているか否かを判定する遮音判定手段と、
上記遮音判定手段により、上記遮音効果が発生していると判定されている間、上記遮音効果が発生していない間よりも、上記スピーカ部における遠端信号の出力音の音量をより大きくするように制御する音量制御手段と
を有していることを特徴とする音信号調整装置。
【請求項２】
上記スピーカ周辺音捕捉手段は、上記スピーカ部自体を用いて、上記第１の音信号を捕捉することを特徴とする請求項１に記載の音信号調整装置。
【請求項３】
上記遮音判定手段において、上記遮音効果が発生していると判定された場合に、その遮音度合を算出する遮音度合算出手段をさらに有し、
上記音量制御手段は、上記遮音判定手段において、上記遮音効果が発生していると判定されている間、上記スピーカ部における遠端信号の出力音の音量を、上記遮音度合算出手段が算出した遮音度合に応じた音量で出力するように制御すること
を特徴とする請求項１又は２に記載の音信号調整装置。
【請求項４】
上記第１の音信号及び上記第２の音信号において、上記スピーカ周辺音捕捉手段による集音性能と、上記マイクロホン部による集音性能との性能差により発生する差分を補正するように、少なくとも上記第１の音信号又は上記第２の音信号の一方を加工する信号補正手段をさらに有し、
上記遮音判定手段は、上記信号補正手段により補正された結果を用いて、上記遮音効果が発生しているか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の音信号調整装置。
【請求項５】
上記電話装置において遠端信号に遠端話者の音声成分が含まれているか否かを判定する遠端信号音声判定手段と、
上記電話装置において近端信号に近端話者の音声成分が含まれているか否かを判定する近端信号音声判定手段とをさらに有し、
上記遮音判定手段は、上記遠端信号音声判定手段において遠端信号に遠端話者の音声成分が含まれていないと判定され、かつ、上記近端信号音声判定手段において、近端信号に近端話者の音声成分が含まれていないと判定されている場合にのみ、上記遮音効果が発生しているか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の音信号調整装置。
【請求項６】
上記遠端信号音声判定手段により、音声成分が含まれていないと判定されている間、上記電話装置において、上記スピーカ部への遠端信号の供給を遮断する遠端信号遮断手段をさらに有することを特徴とする請求項６に記載の音信号調整装置。
【請求項７】
上記第１の音信号において上記スピーカ部から放出された遠端信号による音が、上記スピーカ周辺音捕捉手段により捕捉されることにより発生するエコー成分を、上記第１の音信号から除去するエコーキャンセル手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の音信号調整装置。
【請求項８】
上記遠端信号音声判定手段において遠端信号に遠端話者の音声成分が含まれていないと判定され、かつ、上記近端信号音声判定手段において近端信号に近端話者の音声成分が含まれていないと判定されている間に、上記第１の音信号又は上記第２の音信号の信号を用いて、上記電話装置の周辺ノイズのノイズ音量を算出するノイズ量算出手段と、
上記音量制御手段は、上記遮音度合算出手段により算出された遮音度合と上記ノイズ量算出手段により算出されたノイズ音量とを用いて、上記スピーカ部により出力される音の音量を制御する
ことを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の音信号調整装置。
【請求項９】
上記第１の音信号について周波数特性を抽出する第１の周波数特性抽出手段と、
上記遮音判定手段により上記遮音効果が発生していると判定されている場合に上記第１の周波数特性抽出手段が抽出した第１の周波数特性と、上記遮音判定手段により上記遮音効果が発生していないと判定されている場合に上記第１の周波数特性抽出手段が抽出した第２の周波数特性との差分である差分周波数特性を算出する差分周波数特性算出手段と、
上記差分周波数特性算出手段が算出した上記差分周波数特性を用いて、上記電話装置における近端信号のうちノイズ成分を抑圧して遠端側へ送出するノイズ成分抑圧手段と
をさらに有することを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の音信号調整装置。
【請求項１０】
スピーカ部とマイクロホン部とを備える電話装置に搭載されたコンピュータを、
上記スピーカ部の周辺における第１の音信号を捕捉するスピーカ周辺音捕捉手段と、
上記第１の音信号と、上記マイクロホン部が捕捉した第２の音信号とに基づいて、上記スピーカ周辺音捕捉手段により捕捉される、上記電話装置における近端話者の音声以外の音が、上記電話装置における近端話者の体の一部により遮音される遮音効果が発生しているか否かを判定する遮音判定手段と、
上記遮音判定手段により、上記遮音効果が発生していると判定されている間、上記遮音効果が発生していない間よりも、上記スピーカ部における遠端信号の出力音の音量をより大きくするように制御する音量制御手段と
して機能させることを特徴とする音信号調整プログラム。
【請求項１１】
スピーカ部とマイクロホン部とを備える電話装置における音信号調整方法において、
スピーカ周辺音捕捉手段、遮音判定手段、音量制御手段を有し、
上記スピーカ周辺音捕捉手段は、上記スピーカ部の周辺における第１の音信号を捕捉し、
上記遮音判定手段は、上記第１の音信号と、上記マイクロホン部が捕捉した第２の音信号とに基づいて、上記スピーカ周辺音捕捉手段により捕捉される、上記電話装置における近端話者の音声以外の音が、上記電話装置における近端話者の体の一部により遮音される遮音効果が発生しているか否かを判定し、
上記音量制御手段は、上記遮音判定手段により、上記遮音効果が発生していると判定されている間、上記遮音効果が発生していない間よりも、上記スピーカ部における遠端信号の出力音の音量をより大きくするように制御する
ことを特徴とする音信号調整方法。
【請求項１２】
請求項１〜９のいずれかに記載の音信号調整装置を搭載したことを特徴とする電話装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１６６４０６（Ｐ２０１０−１６６４０６Ａ）
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８０３５（Ｐ２００９−８０３５）
【出願日】平成２１年１月１６日（２００９．１．１６）
【出願人】（００００００２９５）沖電気工業株式会社 (6,645)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１６日（２００９．１．１６）
【出願人】（００００００２９５）沖電気工業株式会社 (6,645)
【Ｆターム（参考）】
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