专利名称：声音信号调节装置、程序和方法以及电话装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及声音信号调节装置、程序和方法以及电话装置，例如，能够适用于便携
电话终端的电话装置。
背景技术：
以往，在用便携电话终端进行通话时，在其特性方面，经常拿到室外进行通话，通 常根据持有者的各种状况进行通话。便携电话终端不但通常在室外使用，而且与以往的室 外型电话装置相比，通话环境要恶劣的情况也屡见不鲜。 例如以往，便携电话终端不会被安装在室外的能够看得见公用电话机等的电话亭 等设备中，而通常在露天的状态下被用于通话。因此，受话、送话的声音由于持有者附近的 背景噪音而难以听得清楚，持有者通过操作便携电话终端来提高通话音量，才能容易听得 清楚。 另一方面，从优先便携型的必要性出发装置的小型化取得了大幅度进展，因此近 年来的便携电话的开关类、按钮类极度密集在便携电话终端的前表面、侧表面等上，需要利 用目视识别操作部和确认位置。在便携电话终端中，这种情况将会导致如下所述的妨碍顺 利对话的不良情况发生。 便携电话终端持有者在实际开始对话后才发现受话音量比较小的情况屡见不鲜。 为了在对话开始后将受话音量变更到期望的大小，需要操作便携电话的操作部，但是在近 年来的小型化的便携电话中，难以通过手摸索而不进行目视来找到目标的音量按钮，而且 由于装置自身的小型化、多功能化，用于操作的按钮类增加，在不经意操作了目标以外的开 关类时，有可能使与持有者的意图不同的功能开始启动。此外，为了进行目视确认，需要暂 且将便携电话终端从面部移开进行操作，但是接通电话机的对话对方不知道正在进行此操 作，因此只要事先没有特意向对方打招呼就进行操作，则远方的通话对方会认为这边正在 聆听讲话而继续对话。其结果，特意说出的内容没有传递给便携电话终端持有者。麻烦的 是，基于便携电话终端是采用声音的意思传达装置的特性，作为通话对方来看，无法区分这 边是碰巧进行装置的操作而漏听了对话，还是本来就因为没有兴趣而漏听，因此有可能会 伤害到对话中断后的对话者之间的心理舒畅。 为了避免以上的不良情况，在专利文献1中公开了如下的技术即使不操作便携 电话终端的操作按钮，但是利用存放在听筒附近的接触式传感器，并利用通过按压耳朵而 产生的机械压力的大小来自动调节受话音量。 在专利文献2中公开了如下的技术用话筒检测便携电话终端持有者的周围噪音 的大小，在噪音较大时使受话音量变大。 在专利文献3中公开了如下的技术在便携电话终端和听筒间的空间内设置声压 传感器，通过密封耳朵和听筒间的小空间来形成封闭空间，检测由此产生的声压的变化，在 耳朵紧贴听筒而使封闭空间的声压变大时，抑制受话音量，在耳朵的紧贴度较小时增大受
话音量。
5
在专利文献4中公开了如下的技术在想增大受话声音时，不进行按钮操作而增
大便携持有者自身的声音来向话筒输入较大的声音时，随之增大扬声器音量。
在专利文献5中公开了如下的技术对显示在与便携电话终端的显示装置相同的
面上的照相机图像进行分析，在黑的要素为阈值以上时，判定为便携电话贴着耳朵并从听
筒输出受话声音信号，在没有贴着耳朵时则以免提模式从另外安装在便携电话上的免提扬
声器输出受话声音。
在专利文献6中公开了如下的装置在每个话筒中预先记录周围噪音，读取与所
选择的话筒对应的噪声特性并通过频率减法进行噪声抑制。 专利文献1 :日本特开2005-20730号公报 专利文献2 :日本特开平01-241208号公报 专利文献3 :日本特开平7-38624号公报 专利文献4 :日本特开平11-284694号公报 专利文献5 :日本特开2008-187221号公报 专利文献6 :日本特开2007-116585号公报 专利文献7 :日本特开平7-202998号公报 但是，如下所述，上述的现有技术在实际的利用中具有不良情况。 近年来，便携电话终端的多功能、小型化快速发展，操作的种类和按钮的数量随着
多功能进展而增加，实际情况是很难在终端上增设新的传感器或部件。 专利文献1的技术需要重新在听筒周围组装压力传感器，安装比较困难。在专利 文献2中公开了如下的技术不增设额外的传感器而使用通常在便携电话中使用的话筒来 检测周围噪音的大小，根据周围噪音的大小来增大受话音量。但是，在专利文献2的技术中 到底只是由周围噪音的大小来控制音量的大小，与便携电话持有者的意图不一致。例如，在 噪音并没有变得很大但是对方的声音本身比较小的情况下等，专利文献2的技术没有什么 效果。此外，在专利文献3、4中公开了便携电话持有者在通话中的行为被反映为受话音量 的大小的技术，但是专利文献3的技术与专利文献1的技术同样地，需要重新增设声压传感 器。此外，实际上专利文献3所公开的便携电话和耳朵产生紧贴的情况是极少的，因此效果 很不明显。而且，通常在难以听到受话声音时会进一步用力地将耳朵按压到听筒上，但在专 利文献3的技术中反而因为耳朵的接触而减小了音量，因此具有更加难以听清原本音量较 小且听不清楚的受话声音的缺点。与此相对，在专利文献4中，针对专利文献1 3的不良 情况，公开了不增设新的传感器类，而且能够反映便携电话持有者的意图，完全不需要按钮 类操作的优良技术。 但是，专利文献4的方法中，为了增大受话音量，便携电话持有者需要大声地发出 声音。这也就是说，仅在通话对方的音量较小，尤其是周围噪音并不特别大时，也需要便携 电话持有者自身发出较大的声音，于是在安静的环境中将对周围造成干扰，因此实际上犹 豫要不要使用功能的情况屡见不鲜。 此外，反之，在周围有背景噪音且比较吵闹时，专利文献4的技术与是否区分噪声 和通话者声音信号无关地，电平增加，在话筒输入中检测到较大的电平，因此扬声器音量也 随着变大，所以从便携电话持有者的终端的听筒输出的声音信号的音量变大，因此比较合 适，但是另一方面，话筒输入仅仅是将由于混入噪声而使电平变大的信号的功率与预先确定的发送振幅基准值结合来进行发送的，因此具有到对方侧的声音中噪声感依然较多的缺 点。 此外，在专利文献5中公开了如下的技术，使用安装在便携电话上的照相机，分析 照相机拍摄的图像，如果影像中黑色的部分多，则视为人脸非常近，以通常模式向听筒输出 受话声音，如果不是则以免提模式向免提扬声器切换输出受话声音。 但是，在实际的便携电话中，与专利文献5公开的方式不同，照相机大部分安装成 拍摄进行显示的显示器装置等的相反面。即，一旦开始对话后想要改变受话音量时，需要改 变照相机的朝向，如果这样，则与为了进行按钮操作而暂且目视便携电话的不良情况差别 不大，从而不能解决问题。 此外，不能解决在照明比较暗的房间等中，与通话者的意图无关地控制受话信号 的缺点。 专利文献6的技术在能够实施多个话筒的切换时比较合适，但是在将一个话筒移 动到各种各样场所的情况下效果不明显，而且如果为了进行频率减法而在混入噪声的声音 中进行正确的声音检测，具有噪声去除性能显著劣化的缺点。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供能够在电话装置中用低成本调节声音信号 的声音信号调节装置、程序和方法，以及电话装置。 本发明第一方面是一种声音信号调节装置，(1)在安装在具有扬声器部和话筒部 的电话装置中的声音信号调节装置中，其特征在于，该声音信号调节装置具有(2)扬声器 周围声音捕捉单元，其捕捉上述扬声器部的周围的第一声音信号；(3)隔音判定单元，其根 据上述第一声音信号和上述话筒部捕捉到的第二声音信号，判定是否产生了这样的隔音效 果由上述扬声器周围声音捕捉单元捕捉到的、除上述电话装置中的近端通话者的声音以 外的声音在上述电话装置中被近端通话者的身体的一部分隔音；以及(4)音量控制单元， 其进行控制，以使在由上述隔音判定单元判定为产生了上述隔音效果的期间内，与没有产 生上述隔音效果的期间相比，进一步增大上述扬声器部中的远端信号的输出声音的音量。
本发明第二方面是声音信号调节程序，其特征在于，(1)该声音信号调节程序使 安装在具有扬声器部和话筒部的电话装置中的计算机作为以下单元发挥功能(2)扬声器 周围声音捕捉单元，其捕捉上述扬声器部周围的第一声音信号；(3)隔音判定单元，其根据 上述第一声音信号和由上述话筒部捕捉到的第二声音信号，判定是否产生了这样的隔音效 果由上述扬声器周围声音捕捉单元捕捉到的、除上述电话装置中的近端通话者的声音以 外的声音在上述电话装置中被近端通话者的身体的一部分隔音；以及(4)音量控制单元， 其进行控制，以使在由上述隔音判定单元判定为产生了上述隔音效果的期间，与没有产生 上述隔音效果的期间相比，进一步增大上述扬声器部中的远端信号的输出声音的音量。
本发明第三方面声音是信号调节方法，(1)其是具有扬声器部和话筒部的电话装 置中的音量控制方法，其特征在于，(2)该声音信号调节方法具有扬声器周围声音捕捉步 骤、隔音判定步骤以及音量控制步骤，(3)在上述扬声器周围声音捕捉步骤中，捕捉上述扬 声器部周围的第一声音信号，(4)在上述隔音判定步骤中，根据上述第一声音信号和由上述 话筒部捕捉到的第二声音信号，判定是否产生了这样的隔音效果由上述扬声器周围声音
7捕捉步骤捕捉的、除上述电话装置中的近端通话者的声音以外的声音在上述电话装置中被 近端通话者的身体的一部分隔音，(5)在上述音量控制步骤中进行控制，以使在通过上述隔 音判定步骤判定为产生了上述隔音效果的期间，与没有产生上述隔音效果的期间相比，进 一步增大上述扬声器部中的远端信号的输出声音的音量。 本发明第四方面的电话装置的特征在于，该电话装置安装了本发明第一方面的声 音信号调节装置。 因此，本发明能提供一种这样的电话装置低成本且不需要麻烦的按钮操作，不仅 受周围环境条件的支配，还能够反映装置使用者的意志来调节声音信号，并且能够以电话 使用者不发出很大的声音从而不会对通话者周围的人造成困扰的方式调节声音信号。
图1是示出了第一实施方式所涉及的电话装置和声音信号调节装置的功能结构 的框图。 图2用于说明第一实施方式所涉及的在电平校正部中进行校正处理的结构例的 图。 图3是示出了在第一实施方式的电话装置的扬声器中，由于近端通话者的耳郭而 产生隔音的情况的说明图。 图4是示出了在第一实施方式的电平变动检测部中，使用NLVL_R的变动和NLVL_ S的变动来检测耳郭造成的隔音的方法的说明图。 图5是示出了第二实施方式所涉及的电话装置和声音信号调节装置的功能结构 的框图。 图6是示出了第三实施方式所涉及的电话装置和声音信号调节装置的功能结构 的框图。 图7是示出了第四实施方式所涉及的电话装置和声音信号调节装置的功能结构 的框图。 图8是示出了第五实施方式所涉及的电话装置和声音信号调节装置的功能结构 的框图。 图9是示出了在第五实施方式所涉及的特性校正部中的关于频率特性的校正的 说明图。 图10是示出了在第五实施方式所涉及的特性变动检测部中，计算Dif—frecLr(f) 的处理的说明图。 图11是示出了第六实施方式所涉及的电话装置和声音信号调节装置的功能结构 的框图。 图12是示出了第七实施方式所涉及的电话装置和声音信号调节装置的功能结构 的框图。 标号说明 10 :电话装置;11 :扬声器;12 :D/A ;13 :AMP ;14 :话筒;15 :A/D ;20 :声音信号调节 装置;201 :A/D ;202 :VAD—R ;203 :LV—R ;204 :LV—S ;205 :VAD—S ;206 :电平校正部;207 :电 平变动检测部；208 :增益计算部；30 :耳部；40 :背景噪声源。
具体实施例方式
(A)第一实施方式 以下，参照附图对本发明的声音信号调节装置、程序和方法以及电话装置的第一
实施方式进行详细说明。
(A-l)第一实施方式的结构 图1是示出该实施方式的电话装置10和声音信号调节装置20的整体结构的框 图。 电话装置10具有数字/模拟转换器(以下称作"D/A")12、扬声器或听筒(以下 称作"扬声器")11、放大器(以下称作"AMP")13、话筒14、模拟/数字转换器(以下称作 "A/D") 15以及声音信号调节装置20。 在图1中，虽省略了图示，但是右侧表示远端侧，左侧表示靠近的终端者一侧。此 外，在图1中省略了图示，但是在电话装置10中，设为具有用于电话呼叫的按钮等作为电话 装置所必需的其他结构。此外，在图1中，将电话装置io作为便携电话终端进行了说明，但 是电话装置10也可以是有线的固定电话，电话装置的种类没有限制。 在电话装置10中，在通过电话装置持有者(以下，称作"近端通话者")发出声音， 向话筒14输入近端信号时，近端信号通过A/D 15转换为数字信号并向远端侧送出。
在电话装置10中，远端信号通过AMP 13放大，进一步通过D/A 12转换成模拟信 号后，在扬声器11中在正向上将电信号转换为声音信号并将声音信号发出到空间，从而提 供给近端通话者。此时，由于从背景噪声源40发出的噪声，有时会阻碍从近端通话者的扬 声器11输出的声音的听取。此外，还有时会通过背景噪声源40阻碍从近端通话者的扬声 器11输出的声音的听取的程度变动的情况。并且，声音信号调节装置20为了使来自近端 通话者的扬声器11的声音容易听取，经由AMP 13，对从扬声器11输出到近端通话者的声音 的音量进行控制。 声音信号调节装置20具有A/D 201、接收侧声音检测器(以下称作"VAD—R") 202、 接收侧电平计算部(以下称作"LV—R")203、发送侧电平计算部(以下称作"LV—S")204、发 送侧声音检测器(以下称作"VAD—S")205、电平校正部206、电平变动检测部207以及增益 计算部208。此外，声音信号调节装置20也可以通过在CPU、ROM、RAM、EEPROM、硬盘等的程 序的执行结构(不限于l台，也可以是能够分散处理多台的结构)中安装实施方式的音量 控制程序等来进行构筑，在这种情况下也能够通过图l功能性示出。此外，声音信号调节装 置20可以通过硬件实现所有的结构要素，也可以如上所述使用程序(软件)来实现部分的 结构要素。 VAD_R 202检测在远端信号中是否有远端通话者的声音。此外，VAD—S 205检测在
近端信号中是否有近端通话者的声音。 在扬声器11中，在从背景噪声源40到达的噪声等转换为电信号时，A/D 201将该 电信号转换为数字信号，并提供给LV—R 203。 一般而言，扬声器ll是电声转换元件，虽然性 能比较差，但是与话筒14同样地具有能够将声音转换为电信号的性质。此时，能够与话筒 14同样地处理扬声器11。 S卩，在A/D 201中发挥如下功能在扬声器11作为话筒发挥作用 的情况下取得逆流而来的信号，并转换为数字信号。例如，在扬声器11如所谓的振膜式那样通过电振动使振动膜振动来发出声音时，则噪声等声音能够通过使扬声器中的振动膜振 动而逆转换为电信号并提供给A/D 201。 VAD_R 202取得作为远端信号而从AMP 13输出的信号，并在该信号中检测是否有 声音。在VAD—R 202中，检测是否有远端通话者的声音的结构也可以使用已有的安装在电 话装置中的结构，没有限制。VAD_R202在没有检测到远端通话者的声音的期间内，继续输出 用于通知没有输出声音的信号(以下，称作"NV—R")，在检测到远端通话者的声音时，停止 NV—R的输出。由于从VAD—R 202输出NV—R的期间处于在远端信号中没有声音信号的时期， 因此接收侧的A/D 201的输出中的背景噪声被输入到LV—R 203，该背景噪声是指将从背景 噪声源40来自扬声器11的信号经过模拟/数字转换的噪声。 VAD_S 205取得作为近端信号输入到VAD_S 205的信号，并在该信号中检测是否 有声音。在VAD—S 205中，检测是否有近端通话者的声音的结构能够使用与VAD—R 202相 同的结构，因此省略详细说明。VAD_S205在没有检测到近端通话者的声音的期间内，持续输 出用于通知没有输出声音的信号(以下，称作"NV—S")，在检测到近端通话者的声音时，停 止NV—S的输出。 接着，对在VAD—R 202中根据远端信号检测是否有远端通话者的声音的结构例进 行说明。此外，在以下的说明中，用离散时间信号x(n)(n为数字取样的顺序)表示远端信 号(输入到AMP 13的信号)的情况进行说明。 在VAD_R 202中，使用信号电平的长期平滑特性ABS_L (n)和短期平滑特性ABS_ S(n)的乖离，判定远端信号中是否有声音。例如，也可以如以下的(1)式所示计算信号电平 的长期平滑特性ABS—L(n)，如以下的(2)式所示计算信号电平的短期平滑特性ABS_S (n)， 并利用该计算结果来进行判定。此外，在以下的(1)和(2)式中，说明了 S 1 = 0.0001、 S 2 =0.01，但是不限于此。以下，在(1)式和(2)式中，"l l"表示绝对值，但是也可以不使用 绝对值而使用平方。 ABS_L(n) = (1. 0-S l)ABS_L(n-l)+S 1 |x(n) I (1)
ABS_S (n) = (1. 0_ S 2) ABS_S (n_l) + S 2 | x (n) | (2) 在上述的(1)式和(2)式中，S 1和S 2是满足S 1 < S 2且0 < S 1 < 1. 0、0 < S 2 < 1. 0的系数，具有以下的特性值越大，越跟随信号的急剧的特性，但计算结果容易 受到噪声的影响，反之，值越小，则越追随信号的大概的特性，不太会受到噪声的影响。
接着，使用是否有声音的判定阈值(以下，称作"TH—VAD")，在满足以下的(3)式 时判定为"有声音"。以下，在(3)式中，说明了使用例如6dB作为判定阈值TILVAD，但是不 限于此。ABS_S (n) > ABS—L (n) +TH—VAD (3) 如上，在VAD—R 202中，根据远端信号检测是否有声音。此外，声音检测的方法除 了使用近端信号(话筒14的输出信号)之外，与VAD—S205中的处理也相同，因此省略详细 说明。 LV_R 203仅计算从VAD—R 202输出NV—R的期间、即没有在远端信号中检测到声音 的期间的从A/D 201输入的扬声器逆流信号(此时为背景噪声)的电平(以下称作"NLVL— R")，并提供给电平校正部206。LV_S 204仅计算从VAD—S 2Q5输出NV_S的期间、即没有在近端信号中检测到声音
10的期间的从A/D 15输入的近端信号(此时为背景噪声)的电平(以下称作"NLVLS")，并 提供给电平校正部206。 LV_S 204将NLVL—S提供给电平校正部206。
电平校正部206针对从LV_R 203提供的NLVL_R的值、和从LV_S204提供的NLVL_ S的值进行校正。如上所述，NLVL—R是从扬声器11逆流而来的信号的电平，NLVL—S是由话 筒14取得的信号的电平，但是扬声器11的集音性能不及话筒14，因此通过电平校正部206 进行校正它们的集音性能的差的处理，还将校正处理后的NLVL_R和NLVL_S提供给电平变 动检测部207。 接着，针对进行电平校正部206中的校正处理的结构例进行说明。 图2是说明了电平校正部206中的校正处理的例子的说明图。 图2(a)是示出了校正前的NLVL—R的电平的曲线图，图2 (b)是示出了 NLVL_S的
电平的曲线图。此外，图2(c)是示出了校正NLVL—R的情况的说明图。 首先，在电平校正部206中，暂且将NLVL—R校正为a倍以成为与NLVL_S相同的
电平，并设为NLVL_R_r。 与将原声转换为电信号的话筒14相比，从扬声器11逆流的电信号性能比较差，因 此在电平校正部206中校正该性能差。在电平校正部206中进行这样的动作在如上临时 计算出NLVL—R—r后，固定此时所计算的校正用的系数a ，之后仅将NLVL_R_r设为a倍并 输出到电平变动检测部207。此外，上述校正用的系数a可以使用预先根据扬声器ll和话 筒14的集音的性能差而设定的值，也可以如上所述，使用最初的NLVL_R和NLVL_S来进行 计算，其设定方法没有限制。 图3是示出了在第一实施方式的电话装置10的扬声器11中利用近端通话者的耳 郭来产生隔音的情况的说明图。 在电平变动检测部207中，如后所述那样检测电平的变动。使用图3对电平变动 检测部207的动作进行说明。在未图示的远端通话者的声音等级比较小、难以听清时，电话 装置持有者想要清楚听到对方的声音，大多将耳朵靠近或按压到扬声器11。当电话装置持 有者的耳朵靠近扬声器11时，耳郭对扬声器11起到隔音壁的作用。 此处，对耳朵造成的隔音效果进行说明。近年来的便携电话装置的小型化快速发 展，因此对于扬声器ll的形状，不会考虑到重视了能够与人的耳朵紧贴的形状。即，像以往 的专利文献3所公开那样，实际情况是不能通过鼓膜、外耳道和便携电话机壁面形成密闭 空间。但是，耳郭接近扬声器11意味着至少耳郭发挥隔音壁的作用，即使不能进行密闭也 能够对扬声器11阻隔一部分噪音。在图3中示出了耳朵靠近扬声器11从而阻隔了背景噪 声的情况。此时，由于耳朵靠近，来自扬声器11的逆流信号电平NLVHr(NLVL—R)减小了 被耳郭隔音的部分。 图4是示出了使用NLVL_R_r的变动和NLVL_S的变动来检测耳郭造成的隔音的方 法的说明图。 图4 (a)是示出了在扬声器11中检测到隔音时NLVL_R_r的变动例的曲线图，图 4(b)是示出了在扬声器11中检测到隔音时NLVL—S的变动例的曲线图。
在图4中，NLVL_R_r 1表示在任意的定时取得的NLVL_R_r ， NLVL_S 1表示在与 NLVL_R_rl相同的定时取得的NLVL_S。此外，NLVL_R_r2表示在NLVL_R_rl之后的定时取 得的NLVL_R_r 。 NLVL_S2是在与NLVL_R_r2相同的定时取得的NLVL_S 。
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如图4所示，输入到电平变动检测部207的信号NLVL_R_rl在受到耳郭的隔音而 导致电平急剧下降的情况下成为NLVL—Rj2。另一方面，在NLVL—S中并非如此。这是因为 在通常的通话中大体不会用面部挡住话筒14。话筒侧越是尽可能接近面部，则扬声器11侧 越不会受到隔音。在该实施方式中，在耳郭的隔音超过Srec时，g卩，电平的下降满足式(4) 时，判定为具有由于耳郭的接近造成的隔音。此处，将Srec设为6dB，但是不限于此。
NLVL_R_r2 < NLVL_R_rl_ S rec (4) 此外，作为检测NLVL_R_r急剧下降的定时的方法，例如也可以将电话装置10开始 动作起的NLVL_R_r的最大值设为NLVL_R_rl，将最小值设为NLVL_R_r2，在满足上述的(4) 式的情况下，将取得NLVL_R_r2的定时检测为NLVL_R急剧下降后的定时。此外，例如也可以 在每隔预定的时间间隔的定时取样NLVL_R_r，将在之前的定时取得的NLVL_R设为NLVL_R_ rl，将最近取得的NLVL_R_r设为NLVL_R_r2，在满足上述的(4)式的情况下，检测为NLVL_ R_r急剧下降后的定时。如此检测NLVL_R_r急剧下降的定时的方法没有限制。
另一方面，在发送侧的电平NLVL—S中也使用以下的式(5)的判定式检测背景噪声 电平的变动。此处，将Ssend设为3dB左右，但是不限于此。
NLVL—S2 < NLVL_S1_ S send (5) 在发送侧(话筒14)发生了隔音的情况表示例如将电话装置向下倒放在桌子等 上，或用手挡住等，因此表示不处于对话状态的情况、或来自背景噪声源40的噪声自身急 剧下降等。因此，在式(5)成立时，即使在式(4)也成立的情况下，不进行后述的AMP13的 放大。在式(4)成立、式(5)不成立时，电平变动检测部207将扬声器隔音检测信号sh输 出到增益计算部208。电平变动检测部207在除此以外的时刻不进行任何输出。
增益计算部208在输入了扬声器隔音检测信号sh时，计算用于由AMP13放大信号 的增益。在本实施方式中，在输入了扬声器隔音检测信号sh时，增益计算部208产生12dB 的增益，但是所产生的增益不限于此。增益计算部208将所计算的增益输出到AMP 13，AMP 13放大受话信号并输出到扬声器11。 在LV—R203中，将信号电平NLVL_R输出到电平校正部206，另一方面，将在发送侧 A/D 15数字转换后的背景噪声信号从话筒14输出到发送侧电平计算部LV_S204和VAD_ S205。 设AMP13的放大率在初始状态下为l.O，不放大也不衰减信号，但是不限于此。 AMP13的输出被输出到接收侧D/A12，转换为模拟信号并输出到扬声器11。
(A-2)第一实施方式的动作 接着，使用图1对具有以上的结构的第一实施方式的声音信号调节装置20中的音 量控制的动作(该实施方式的声音信号调节方法)进行说明。 首先，在VAD—R 202中，在判定为在远端信号中不包括声音时，从VAD—R 202向LV_ R 203提供表示未检测到声音的NV_R。并且，在提供NV_R的期间内，在LV_R 203中计算从 A/D 201在扬声器11中逆流而来的信号的电平，作为NLVL—R提供给电平校正部206。
同样地，在VAD—S 205中，判定为在近端信号中不包括声音时，从VAD—S 205向LV_ S 204提供表示未检测到声音的NV_S。并且，在提供NV_S的期间内，在LV_S 204中计算从 A/D 15输入到话筒14的信号的电平，作为NLVL_S提供给电平校正部206。
在电平校正部206中，校正从LV_R 203提供NLVL_R、且从LV_S 204提供NLVL_S的期间的NLVL_R的电平，校正后的NLVL_R、 NLVL_S被提供给电平变动检测部207。 接着，在电平变动检测部207中，在上述的(4)式成立、(5)式不成立时，视作扬声
器11中的隔音程度在预定以上，将扬声器隔音检测信号sh提供给增益计算部208。 此外，在增益计算部208中，对提供扬声器隔音检测信号sh的期间和没有提供扬
声器隔音检测信号sh的期间进行比较，控制AMP 13以通过远端信号产生较大的增益。 (A-3)第一实施方式的效果 根据第一实施方式，能够起到如下的效果。利用电话装置的扬声器11作为电声转换器，取得NLVL—R(NV—R)，并与使用话筒14
取得的NLVL_S(NV_S)的变动进行比较，由此对通过电话装置持有者的耳朵覆盖扬声器11
的一部分而产生的隔音效果造成的电平下降进行检测，在检测到耳朵的隔音效果时，增益
计算部208计算增大受话声音的音量的倍率，并通过AMP 13增大受话音量。由此，不用检
测背景噪声的大小而仅检测电话装置持有者想要容易清楚声音的动作(将耳郭按压到扬
声器ll的动作)，就能够用较低的成本调节音量，而不用设置声压传感器等其他部件。此
外，电话装置持有者也不会发出特别大的声音，因此不会对周围造成干扰，能够实现即使在
受话中也能够在不进行按钮类的操作的情况下直接对从对方侧传来的接收声音信号赋予
音量的电话装置。 (B)第二实施方式 以下，参照附图对本发明的声音信号调节装置、程序和方法以及电话装置的第二
实施方式进行详细说明。 (B-l)第二实施方式的结构 图5是表示该实施方式的电话装置IOA和声音信号调节装置20A的整体结构的框 图。 在图5中，与第一实施方式不同的是，分别将电平变动检测部207和增益计算部 208置换成了电平变动检测部207A和增益计算部208A，其他结构与第一实施方式相同，因 此省略详细说明。以下，针对与第一实施方式的差异进行说明。 在上述的(4)式成立且上述的(5)式不成立时，与第一实施方式不同，电平变动检 测部207A将通过以下的(6)式计算的电平变动值DifJev—r输出到增益计算部208A，除此 以外，输出Dif_lev_r = O(db)。Dif_lev_r = NLVL_R_r_2-NLVL_R_r_l (6) 此外，增益计算部208A根据Dif—lev—r乘以系数，按照以下的(7)式计算增益 (Grec)。Grec = S 20XDif_lev_r (7) 在上述的(7)式中，S 20为放大差分的常数，在该实施方式中也可以设为S 20 = 2.0，但是不限于此。增益计算部208A将所计算的增益输出到AMP 13，在AMP 13中，根据从 增益计算部208A赋予的增益来放大受话信号并输出到扬声器11。 在该实施方式中说明了在增益计算部208A中使用上述(7)式计算增益的情况，但 是只要是能够计算与Dif—lev—r对应的增益的方法，则该计算式不限于上述的(7)式。此 外，也可以不像上述的(7)式那样通过每次计算来求取，而预先参照经验上、实验上求取的 参照表，使用适用的增益。
(B-2)第二实施方式的动作 接着，使用图5对具有以上的结构的第二实施方式的声音信号调节装置20A的动 作(该实施方式的声音信号调节方法)进行说明。 如上所述，在第一实施方式和第二实施方式中，仅电平变动检测部和增益计算部 的动作不同，因此仅针对该差异部分的动作进行说明。 在电平变动检测部207A中，在上述的(4)式成立、上述的(5)式不成立的情况下， 即，在判定为在扬声器11中产生了电话装置持有者的耳朵造成的隔音的情况下，进一步使 用上述的(6)式计算表示隔音程度的Dif—lev—r，并赋予给增益计算部208A。但是，在除 了上述的(4)式成立、上述的(5)式不成立的情况以外的情况下，电平变动检测部207A将 Dif_lev_r = O(db)赋予给增益计算部208A。此外，通过增益计算部208A，计算与从电平变动检测部207A赋予的Dif_lev_r对
应的增益，从而控制AMP 13。 (B-3)第二实施方式的效果 根据第二实施方式，能够起到如下的效果。 如以上所说明的那样，根据本实施方式，与第一实施方式不同，电平变动检测部 207A将电平的变动部分输出到增益计算部208A，AMP 13对信号实施增益计算部208A所计 算的增益，因此能够根据电话装置持有者的耳朵的噪声隔音程度顺利地变更受话声音的音 量，能够进行更细致的音量控制，进行顺利的通话。此外，在用力将扬声器按压到耳朵时，与 仅将扬声器紧贴在耳朵上时相比能够设为更大的音量，从而能够与想增大用户的音量的需 求相对应。 (C)第三实施方式 以下，参照附图对本发明的声音信号调节装置、程序和方法以及电话装置的第三
实施方式进行详细说明。
(C-l)第三实施方式的结构 图6是表示该实施方式的电话装置10B和声音信号调节装置20B的整体结构的框 图。 第三实施方式的结构与第二实施方式的结构不同的是，将VAD_R202置换成VAD_R 202B， VAD_R 202B配置在AMP 13和D/A 12之间。其他结构与第二实施方式相同，因此省 略详细说明。以下，针对与第二实施方式的差异进行说明。 与第二实施方式不同的是VAD_R 202B在通常情况下将通常从AMP 13施加的远 端信号直接提供给D/A 12，但是在判定为在远端信号中不包括声音信号的情况下，停止向 D/A 12提供远端信号。此外，在VAD_R202B中，判定远端信号中是否有声音的方法与上述的 第一及第二实施方式相同，因此省略详细说明。 此外，针对第三实施方式的声音信号调节装置20B，如图6所示，说明了将第二实 施方式的VAD—R 202置换成VAD—R 202B的结构，但是同样地，也可以构筑成将第一实施方 式的VAD_R 202置换成VAD_R202B。
(C-2)第三实施方式的动作 针对第三实施方式的声音信号调节装置20B，如图6所示，将第二实施方式的VAD_ R 202置换成VAD—R 202B，在VAD—R 202B中，在判定为在远端信号中不包括声音信号的情
14况下，停止向D/A 12提供远端信号，仅此方面与第二实施方式不同，因此省略详细说明。 (C-3)第三实施方式的效果 根据第三实施方式，能够起到如下的效果。 在VAD—R 202B中判定为在远端信号中不包括声音信号的情况下，停止向D/A 12 提供远端信号，由此能够降低以下情况的发生频率在远端信号中重叠有比较大的噪声时， 从扬声器11发出的远端信号的声音成为回声并混入到NLVL_R(NV_R)中，从而在声音信号 调节装置20B中产生错误动作。即使在远端通话信号中重叠有比较大的噪声，在第一和第 二实施方式中，来自远端侧的信号也能通过，并提供给D/A 12，因此即使VAD—R 202判定为 没有声音信号，来自远端侧的噪声也经由扬声器11的输出，被输入到A/D 201，再被输入到 LV_R 203，在与来自背景噪声源40的噪声混合的状态下计算为噪声电平。其结果，在声音 信号调节装置20中，计算背景噪声电平的精度劣化。但是，如第三实施方式那样，通过VAD— R 202B，在判定为远端信号中不包括声音的情况下，中断向D/A 12提供远端信号，由此从 扬声器11逆流的电信号能够限定为电话装置持有者附近的背景噪声，从而能够计算正确 的背景噪声电平，更适当地对远端信号进行音量控制，降低上述的计算背景噪声电平的精 度劣化的频率。
(D)第四实施方式 以下，参照附图对本发明的声音信号调节装置、程序和方法以及电话装置的第四
实施方式进行详细说明。 (D-l)第四实施方式的结构 图7是表示该实施方式的电话装置10C的整体结构和声音信号调节装置20C的框 图。 图7是第四实施方式。第四实施方式的结构与第三实施方式的结构不同的方面 是，将增益计算部208A置换成增益计算部208C，此外，在LV_S 204和增益计算部208C之间 新增设有近端噪声量判定部209。其他结构与第三实施方式相同，因此省略详细说明。以 下，针对与第三实施方式的差异进行说明。 与第一实施方式同样地，在没有发送通话者声音时，LV_S 204对近端的噪声电平 NLVL_S进行计算。接着，近端噪声量判定部209对所输入的近端噪声电平NLVL_S与预先确 定的阈值TH_BG_S进行比较，在近端噪声电平NLVL_S大于阈值TH_BG_S时，判定为近端的 电话装置持有者的背景噪音环境是噪声比较多的环境。具体而言，在满足了以下的(8)式 时，判定为近端的电话装置持有者的背景噪音环境是噪声比较多的环境，将大背景噪声判 定信号BG—NZY输出到增益计算部208C，在不满足以下的(8)式时，不进行任何输出。
NLVL—S > TH—BG—S (8) 此处，在第四实施方式中，也可以将大背景噪声阈值TILBG—S设定为数字振幅值 的_30dBmO(在第三实施方式中，OdBmO是以国际通信标准ITU-T G. 711规定的1kHz音 (tone)的振幅作为基准的)。但是，大背景噪声阈值TILBG—S不限于该值。
另一方面，在增益计算部208C中，与第二实施方式同样地，从电平变动检测部 207A输入电平变动值Dif_lev_r。 增益计算部208C根据Dif—lev—r的值和是否有BG_NZY，按照以下的(9)式和(10) 式计算增益，并输出到AMP 13。其中，在具有BG—NZY时，使用以下的(9)式，在没有BG—NZY时，使用以下的(10)式。此外，S40、 S41是表示倍率的常数，满足以下的(11)式的关系。
Grec = S 40XDif_lev_r (9)
Grec = S 41XDif_lev_r (10)
S 40 > S 41 (11) 在上述的(9) (11)式中，也可以设为S40 = 4.0， S41 = 2.0，但是不限于此。
增益计算部208C将所计算出的增益(Grec)输出到AMP 13， AMP13将远端信号乘以增益(Grec)并放大后输出到扬声器ll。 在第四实施方式中，按照上述的(9)式和(10)式计算增益，但是与第三实施方式同样地，只要是能够根据Dif—lev—r产生适当的增益的计算方法，则不限于计算式(7)。此外，也可以不通过上述的(9)式和(10)式那样的计算式，只要确保上述(11)式的关系，即确保具有BG—NZY时的增益大于没有BG—NZY时的增益的关系，则可以使用其他的计算式。此外，也适用预先参照经验上、实验上求取的参照表，以使具有BG_NZY时的增益大于没有BG_NZY时的增益。此外，在本实施方式中，在数字信号的阶段在AMP 13中放大，但是也可以在D/A 12和听筒间设置模拟放大器，临时在模拟放大器中对在增益计算部208C中所计算的增益进行乘法运算。 此外，在增益计算部208C中，如上所述，在"具有"或"没有"BG—NZY的两个阶段，使用了上述(9)式或(10)式，但是也可以根据近端的噪声电平NLVL—S的大小来变更与Dif—lev—r相乘的系数值(例如，在上述的(9)式中为"S40"的值)，求取增益(Grec) 。 S卩，在增益计算部208C中，只要能够根据近端的噪声电平NLVL_S计算增益(Grec)，则其计算方法没有限制。 (D-2)第四实施方式的动作 接着，使用图7对具有以上的结构的第四实施方式的声音信号调节装置20C的动作(该实施方式的声音信号调节方法)进行说明。 如上所述，在第三实施方式和第四实施方式中，增加了近端噪声量判定部209，仅增益计算部的动作不同，因此仅针对该差异部分的动作进行说明。 在近端噪声量判定部209中，在满足上述的(8)式的情况下，视作背景噪声源40的噪声量在预定以上，向增益计算部208C赋予BG_NZY的信号。 此外，在增益计算部208C中，利用从电平变动检测部207A施加的Difjev—r、和从
近端噪声量判定部209施加的BG—NZY，通过上述的(9)式和(10)式计算控制AMP 13的增
益，并将所计算的增益(Grec)提供到AMP 13。 (D-3)第四实施方式的效果 根据第四实施方式，能够起到如下的效果。 在第四实施方式中，新设置有近端噪声量判定部209，使其检测电话装置持有者附
近的背景噪声的大小，在电话装置持有者侧的背景噪声比较大时，与平常相比，增大赋予给
接收信号的增益。由此，检测到近端噪声比较大，判定为电话装置持有者将耳朵进一步贴近
电话装置不是因为对方的远端通话者的声音大小，而是由于电话装置持有者附近的背景噪
声造成难以听清，因此例如放大到装置的输出额定值附近等，与平常的音量放大相比，进一
步增大放大率，从而能够容易地听清远端通话者的声音。 (E)第五实施方式
以下，参照附图对本发明的声音信号调节装置、程序和方法以及电话装置的第五
实施方式进行详细说明。
(E-l)第五实施方式的结构 图8是示出该实施方式的电话装置10D和声音信号调节装置20D的整体结构的框图。 第五实施方式的结构与第四实施方式的结构比较的话，将LV—R 203置换成了接收侧信号特性计算部(以下称作"char—R")210，将LV—S 204置换成了发送侧信号特性计算部(以下称作"char—S")211，将电平校正部206置换成了特性校正部212，将电平变动检测部207A置换成了特性变动检测部213。此外，在第五实施方式中，还在特性变动检测部213的后一阶段设置了减法特性计算部214，在减法特性计算部214的后一阶段设置了频率减法部(以下称作"NC")215。其他结构与第四实施方式相同，因此省略详细说明。以下，对与第四实施方式的差异进行说明。 char_R 210除了第一 第四实施方式的LV_R 203计算的NLVL_R以夕卜，还使用例如公知的高速傅立叶转换法(以下，称作"FFT")计算信号的频率特性(以下称作"NP—R(f)")。此外，char—R 210将NP—R(f)和NLVL_R提供给特性校正部212。 char_S 211也同样地，除了第一 第四实施方式的LV—S 204计算的NLVL—S以外，还计算信号的频率特性(以下称作"NP_S (f)")，并将NLVL_S和NP_S (f)提供给特性校正部212。
在特性校正部212中，对分别从char_R 210和char_S 211赋予的信号电平(NLVL_R、 NLVL_S)和频率特性(NP_R (f) 、 NP_S (f))进行校正处理，并将校正后的信号电平和频率特性提供给特性变动检测部213。此外，特性校正部212中的信号电平(NLVL_R、NLVL_S)的校正处理与第一 第四实施方式的电平校正部206的处理相同，因此省略详细说明。 接着，对在特性校正部212中进行关于频率特性校正的处理的结构进行说明。与
针对信号电平进行的校正同样地，针对在char—R 210和char—S 211中使用FFT等所计算
的频率特性(NP_R(f)、NP_S(f))进行校正以使NP—R(f)与NP—S(f) —致。 图9是示出了特性校正部212中的关于频率特性的校正的说明图。 图9(a)是示出了校正前的NP—R(f)的曲线图，图9(b)是示出了NP—S(f)的电平
的曲线图。此外，图9(c)是示出了校正NP—R(f)的情况的说明图。 在char_R 210、 char_S 211中，分别计算输入信号的频率的功率特性NP_R(f)和频率特性NP_S(f)。在图9中，横轴f表示频率。NP_R(f)被临时校正成与NP_S(f) 一致，成为NP_R_r(f)。进行校正是因为话筒14与扬声器11相比具有集音灵敏度更好的平坦频率特性，适合于后述的在针对话筒输出的噪声抑制处理中使用的减法处理，但是反之，也可以校正NP—S(f)使其与NP—R(f) —致。 在特性校正部212中，与将原声转换为电信号的话筒14相比，从扬声器11逆流的电信号的性能劣化，因此校正该性能之差。在特性校正部212中进行如下动作在临时计算出将NP—R(f)校正为NP—R—r(f)的系数(例如，NP—S(f)/NP—R(f))后，固定该系数，之后仅将通过该系数乘以NP—R(f)而校正得到的NP—ILr(f)输出到特性变动检测部213。此外，上述校正用的系数可以使用预先根据扬声器11和话筒14的集音的性能差而设定的值，也可以如上所述，使用最初的NP—R(f)和NP—S(f)来进行计算，其设定方法没有限制。
17
特性校正部212将所校正的NP_R(f)和NP_S(f)输出到特性变动检测部213。
在特性变动检测部213中，如以下说明那样，求取电话装置持有者的耳郭造成的隔音的频率特性。在该实施方式中，关于耳郭的接近检测直接使用在第一实施方式中所说明的方法，不再进行说明。如在第一实施方式中所说明的那样，耳郭造成的噪音的隔音反映为电平下降，而且还反映为频率分量的功率下降。在特性变动检测部213中，对于耳郭的接近造成的噪音隔音的特性变化，除了在第一实施方式中所说明的电平的变动检测之外，如下所述，还计算频率分量中的变化。 图10是示出了在特性变动检测部213中，计算Dif_freq_r(f)的处理的说明图。
在图10中，NP_R_rl (f)表示在特性变动检测部213中没有检测到电话装置持有者的耳郭造成的隔音效果时的频率特性，NP—ILr2(f)表示检测到了该隔音效果时的频率特性。图10 (a)是比较了 NP_R_rl (f)和NP_R_r2 (f)的曲线图，图10 (b)是示出了 Dif_freq_r(f)的曲线图。 使用图10对特性变动检测部213进行的频率分量的变动检测的动作说明。在特性变动检测部213中，与在第一实施方式中所说明的同样地，用电平检测是否产生耳郭的噪音隔音。此时，变动检测前后的功率如图10那样，从NP_R_rl (f)下降到NP_R_r2 (f)。这是因为，通过耳郭隔断了背景噪音的部分或全部。 在特性变动检测部213中，针对从NP_R_rl (f)到NP_R_r2 (f)的变化部分Dif_frecLr(f)，按照以下的(12)式进行计算来求取。或者，在特性校正部的校212正中，NP_R_rl(f) 二NP—S(f)，因此也可以置换(12)式而使用以下的(12-1)式，但是在该实施方式中使用(12)式来进行说明。 Dif_freq_r(f) = NP_R_rl(f)-NP_R_r2(f) (12)
Dif_freq_r(f) = NP_Sl(f)-NP_R2(f) (12-1) 在特性变动检测部213中所计算的频率特性的变化部分Dif—frecLr(f)被输出到减法特性计算部214。另一方面，与在第二实施方式中所说明的同样地，电平变动值Dif—lev—r被输出到增益计算部，而增益计算部208C的动作与在第二、第四实施方式中所说明的相同。 此外，减法特性计算部214根据特性变动检测部213的输出Dif_freq_r(f)进行如下动作。来自近端噪声量判定部209的输出被输入到减法特性计算部214，如在第四实施方式中所说明的那样，在背景噪声为大噪声时输入大噪声判定信号BG_NZY，在背景噪声不大时不进行任何输入。减法特性计算部214根据Dif_freq_r (f)和是否有大噪声判定信号BG_NZY的输入，如式(13)、式(14)那样计算噪声相减用频率分量。此外，在减法特性计算部214中，在没有BG—NZY的情况下，使用以下的(13)式，在具有BG—NZY的情况下，使用以下的(14)式。
Sub—freq(f) = C51XDif—freq—r(f) (13)
Sub_freq(f) = C52XDif_freq_r(f) (14) 此处，在该实施方式中，也可以设为C51 = 0. 2、C52 = 0. 9，但是不限于此。此外，将C51设为满足1. 0 > C51 > 0. 0的常数，将C52设为满足1. 0 > C52 > 0. 0的常数。值越大，噪声抑制效果越大，但频率减法运算对音质造成的失真的影响越大；反之值越小，对音质的不良影响越小，但噪声抑制的效果也越小。在大噪声时，为了进一步发挥噪声抑制效
18果，期望C52 > C51。 此外，在减法特性计算部214中，如上所述，在"具有"或"没有"BG—NZY的两个阶 段，使用了上述(13)式或(14)式，但是也可以根据近端的噪声电平NLVL—S的大小，变更 与Dif—lev—r(f)相乘的系数值(例如，在上述的(13)式中为"C51")，求取Sub_freq (f)。 即，在减法特性计算部214中，只要能够根据近端的噪声电平NLVL_S来计算Sub_freq(f)， 则其计算方法没有限制。 减法特性计算部214的输出Sub_freq(f)被输出到NC215。在NC215中，使用例 如专利文献6记载的公知的频率相减方法，从混杂噪声的频率特性中减去Sub_freq(f)，也 可以实施逆FFT来转换为时间波形，之后向未图示的远端输出通话声音信号。此外，NC 215 中的处理也可以使用滤波器组方法、使用自适应滤波器的方法等，不限于上述的专利文献6 所记载的方法。 (E-2)第五实施方式的动作 接着，使用图8对具有以上的结构的第五实施方式的声音信号调节装置20D的动 作(该实施方式的声音信号调节方法)进行说明。 首先，在VAD—R 202B中，在判定为在远端信号中不包括声音时，从VAD—R 202B向 char_R 210提供表示未检测到声音的NV—R。并且，在提供NV_R的期间内，在char_R 210 中，计算从A/D 201在扬声器11中逆流而来的信号的电平NLVL—R、和信号的频率特性NP_ R(f)，并提供给特性校正部212。 同样地，在VAD—S 205中，在判定为在近端信号中不包括声音时，从VAD—S 205向 char_S 211提供表示未检测到声音的NV—S。并且，在提供NV_S的期间内，在char_S 211 中，计算从A/D 15输入到话筒14的信号的电平NLVL—S、和信号的频率特性NP_S(f)，并提 供给特性校正部212。 在特性校正部212中，校正从char_R 210提供NLVL—R、且从char_S211提供NLVL_ S的期间的NLVL_R的电平和NP_R(f)，校正后的NLVL_R、 NP_R_r (f)禾P NLVL_S、 NP_S(f)被 提供给特性变动检测部213。 接着，在特性变动检测部213中，在上述的(4)式成立、上述的(5)式不成立时，视 作扬声器ll中的隔音程度在预定以上，并使用上述的(6)式计算表示隔音程度的Dif—lev— r，并提供给增益计算部208C。但是，除了上述的(4)式成立、上述的(5)式不成立的情况以 外，特性变动检测部213将Dif_lev_r = 0 (db)提供给增益计算部208C。此外，在特性变动 检测部213中，在上述的(4)式成立、上述的(5)式不成立的情况下，视作扬声器ll中的隔 音程度在预定以上，并使用上述的(12)式计算Dif—frecLr(f)，并提供给减法特性计算部 214。 在近端噪声量判定部209中，在满足上述的(8)式的期间内，视作背景噪声源40 的噪声量在预定以上，向增益计算部208C及减法特性计算部214施加BG_NZY的信号。
此外，在增益计算部208C中，利用从特性变动检测部213施加的Dif—lev—r、和从 近端噪声量判定部209施加的BG—NZY，通过上述的(9)式和(10)式计算用于控制AMP 13 的增益(Grec)，并将所计算的增益提供给AMP 13。 另一方面，在减法特性计算部214中，在具有BG—NZY的情况下使用上述的(13) 式，在没有BG—NZY的情况下使用上述的(14)式，计算Sub—freq(f)并提供给NC 215。此外，通过NC 215，对近端信号减去从减法特性计算部214施加的Sub—freq(f)并向远端侧送 出。 (E-3)第五实施方式的效果 根据第五实施方式，能够起到如下的效果。 第五实施方式在第四实施方式的基础上，在近端侧考虑到远端侧的音质。S卩，在第 五实施方式中，将在扬声器11中发生了电话装置持有者的耳郭造成的隔音的情况下的NP— R_r (f) (NP_R(f))和没有发生隔音的情况下的NP_R_r (f) (NP_R(f))的差分Dif_freq_r (f) 视作背景噪声源40的频率特性所涉及的频率特性，在减法特性计算部214中根据Dif_ freq_r (f)计算Sub_freq(f)，使用NC 215从近端信号中减去Sub_freq(f)并向远端侧送 出。由此，能够抑制近端信号中的通过背景噪声源40产生的噪声分量。
此外，在减法特性计算部214中，根据是否有来自近端噪声量判定部209的大噪声 判定信号BG_NZY的输入，使Dif—freq—r(f)乘以例如0以上、1. 0以下的系数。具体而言， 在具有大噪声判定信号BG_NZY时，使用比较大的系数，显著发挥频率减法的效果。由此，在 没有大噪声判定信号BG_NZY时，使用比较小的系数，较弱地发挥频率减法的效果，从而使 到远端通话者的音质成为自然的音质。 在上述的效果中，特别重要的是，直接使用通过耳郭隔断背景噪音而造成的功率 变动分量Dif—frecLr(f)自身、或使用单纯的系数，来作为用于频率相减的减法特性。以 往，一般而言，利用频率减法来降低噪声的方法如专利文献6所公开的方法那样，通常是分 析输入信号并细致区分声音区间和噪声区间，计算噪声区间的频率分量，并减去该分量。
但是，作为现有方法的频率相减方法，长时期都不能解决伴随不能够高精度地决 定噪声区间而引起的性能劣化的问题。遗憾的是，该问题在某种程度上一定会发生，今后也 难以解决。之所以这样是因为，原本在基于现有的频率减法的噪声抑制中，是否有声音、即 得到纯噪声区间的特性对于高品质的噪声抑制是必须的。但是，麻烦的是，由于在混入了大 至必须使用噪声抑制处理技术的噪声的声音信号中检测是否是纯噪声区间并用于以后的 处理，因此在一些声音/噪声区间检测处理中必然伴随错误检测。当然，在现有方法中，根 据必然包括噪声区间的错误检测在内的结果来生成所计算的减法用噪声分量。其结果，利 用不正确的噪声分量，因此对频率分量进行加减运算，或反之发生减法运算不充分。结果使 噪声相减处理后的音质劣化。但是，在本方法中，不将噪声的分量作为根据"声音信号"自 身的分析，而捕捉为"耳朵接近"造成的信号的变化部分。即，在用某种东西使声音的输入 单元隔音时，使该隔音效果与直接到发送信号的效果相似，在电话装置持有者侧如果是在 通话中被隔音的分量，则该分量是电话装置持有者侧的背景噪声分量，该背景噪声分量是 经由话筒14成为通话信号并被输出到未图示的远端通话者的噪音信号。S卩，是期望从通话 信号中去除的信号，是也可以通过例如频率减法来去除的分量，区分检测定时的精度不是 那么重要。 在具有声音检测器的方面，在第五实施方式中也具有VAD_S、 VAD_R的声音检测 器，在具有近端噪声分量时声音检测的精度下降，但是此时，噪声和声音都输入到话筒14 和使用逆流信号时的扬声器部11两者，因此其结果是，在特性校正部212中很好地校正频 率分量，没有不良情况。此外，之后仅将频率分量的下降作为差分来使用，因此基本上对减 法特性计算部没有影响。由此，根据本发明的第五实施方式，能够实现不论电话装置持有者侧的噪声和电话装置持有者声音的S/N如何都能够稳定地去除噪声来实现自然的音质的 电话装置。 此外，在声音信号调节装置20D中，将电话装置10D的扬声器11作为电声转换器
来使用，取得NLVL_R(NP_R(f))，进行近端信号中的噪声抑制，因此没有必要如专利文献7
所记载的电话机那样，在扬声器的周围为了检测噪声而另外设置话筒，因此能够用较低的 成本构筑抑制噪声的结构。 此外，在声音信号调节装置20D中，通过特性变动检测部213、减法特性计算部214 临时计算出Sub—freq(f)时，还能够将Sub_freq (f)固定为背景噪声源40的噪声分量的频 率特性，之后使用NC 215进行抑制近端信号的噪声分量的处理，因此没有必要如专利文献 7所记载的电话机那样，进行关于噪声抑制(噪声消除)的连续的反馈处理，所以能够降低 噪声抑制所涉及的处理量。
(F)第六实施方式 以下，参照附图对本发明的声音信号调节装置、程序和方法以及电话装置的第六
实施方式进行详细说明。
(F-l)第六实施方式的结构 图11是示出该实施方式的电话装置10E和声音信号调节装置20E的整体结构的 框图。 第六实施方式的结构与第五实施方式的结构不同之处在于，新增设了回声消除器 216和相消加法器217， VAD—R(接收侧声音检测器)与第一实施方式相同地复原到VAD_R 202。其他与第五实施方式相同。第三实施方式中，鉴于在远端信号中重叠有比较大的噪声 时，从扬声器11发出的远端信号的声音成为回声并混入到NLVL—R(NV—R)中，从而在声音信 号调节装置中产生错误动作，而第三实施方式的目的在于降低上述情况的频率，对将VAD_R 202置换成VAD—R 202B的结构进行了说明，但是在第六实施方式中，作为消除上述回声的 单元，配置了回声消除器216和加法器217。 在没有来自VAD_R 202的声音和信号NV_R时，回声消除器216使用加法器217的 输出和A/D 201的输入这两个信号，并使用未图示的内部的自适应滤波器，进行自适应动 作以使加法器217的输出功率变为最小。作为自适应动作的算法，可以使用公知的NLMS算 法或LMS算法等，只要是能够使加法器217的输出功率变为最小的自适应算法，则可以使用 任何算法。在加法器217中，输入接收侧A/D 201的输出，与回声消除器216的输出相加后 抵消，重新反馈给回声消除器216，并且输入到char_R 210。 此外，回声消除器216在没有来自VAD_R 202的声音但具有信号NV_R时，不驱动 上述的NLMS算法，回声消除器216在固定了未图示的内部的自适应滤波器的滤波器系数的 状态下，将D/A 12的输入和加法器217的输出作为自适应滤波器的输入信号，向加法器217 输出信号。加法器217的输出被输入到char—R 210。 此外，在第六实施方式中，如图ll所示，针对在第五实施方式的声音信号调节装 置20D中增加了回声消除器216和加法器217，并将VAD_R202B复原到VAD_R 202的结构进 行了说明，但是针对第一、第二和第四实施方式的声音信号调节装置，同样也可以设置为如 下结构增加回声消除器216和加法器217，并将VAD_R 202B复原到VAD_R 202。
(F-2)第六实施方式的动作
在第六实施方式的声音信号调节装置20E中，如上所述，代替如第5实施方式那样
在判定为在远端信号中不包括声音信号的情况下，停止向D/A 12提供远端信号，而仅置换
为采用回声消除器216和加法器217的动作，因此省略详细说明。 (F-3)第六实施方式的效果 根据第六实施方式，能够起到如下的效果。 如在第三实施方式中所说明的那样，第五实施方式的接收侧声音检测器VAD—R 202B在没有声音时断开输出。但是，在未图示的远端通话者的噪声环境恶劣，在来自远端的 信号中重叠有较大的噪声时，有时由VAD—R 202B进行的声音信号断续本身变得剌耳。但是 另一方面，对于char_R 210成为干扰，因此必须避免来自远端的噪声信号经由扬声器11而 输入。因此，在第六实施方式中设置回声消除器216，在从远端具有声音信号时，使用NLMS 算法等来识别环形路径的特性，在没有声音时固定自适应滤波器的系数。此时，回声消除器 216的输入是从远端传来的噪声信号和从近端的扬声器11逆流的噪声信号在加法器217中 相加后的信号。此时，如上述所说明的那样，已经固定了自适应滤波器的系数，因此，通过识 别完回送路径的固定滤波器系数来生成回送噪声的模拟信号，之后在加法器217中将模拟 远端回送噪声和远端回送噪声相抵消，能够如所期望那样将近端的背景噪声输出到char_R 210，之后进行使用。 音质的好坏大多与电话装置持有者的偏好有关，在具有混杂噪声的声音时，与能 够听到来自对方的噪声相比，事实上讨厌信号断续的使用者更多。第六实施方式鉴于这种 情况，不像接收侧声音检测器VAD—R202B那样发生信号的断续，而实现第一、第二、第四和 第五实施方式的效果，从而电话装置持有者和远端通话者能够实现轻松的通话。
(G)第七实施方式 以下，参照附图对本发明的声音信号调节装置、程序和方法以及电话装置的第七
实施方式进行详细说明。
(G-l)第七实施方式的结构 在第五、第六实施方式中，针对增加了从近端信号降低从近端侧混入的噪声的结 构的实施方式进行了说明，但是在第七实施方式中，声音信号调节装置仅具有降低上述噪 声的功能所需要的结构。 图12是示出了第七实施方式的电话装置IOF和声音信号调节装置20F的功能结 构的框图。 电话装置IOF具有扬声器11、D/A 12、话筒14以及A/D 15。在图12中，电话装置 10F不像第一 第六实施方式那样设置AMP，但也可以设置。此外，对于扬声器11、D/A 12、 话筒14以及A/D 15，与第一 第六实施方式相同，因此省略详细说明。
声音信号调节装置20F具有A/D 201、VAD_R 202、VAD_S 205、char_R 210、char_ S 211、特性校正部212、特性变动检测部213F、减法特性计算部214F以及NC 215。此外，关 于A/D 201、VAD_R 202、 VAD_S205、 char_R 210、 char_S 211、特性校正部212，与第六实施 方式相同，因此省略详细说明。第七实施方式与第六实施方式的主要差异是省略了回声消 除器部、近端噪声量判定部、增益计算部以及它们所涉及的处理。 在第七实施方式中，对于VAD—R，与第六实施方式同样地使用了 VAD_R 202，但是 也可以与五实施方式同样地使用VAD—R 202B。此外，也可以如第六实施方式那样，增加回声消除器部216和加法器217。 在第六实施方式的特性变动检测部213E中，将DifJev—r提供给增益计算部 208C，但是在第七实施方式的特性变动检测部213F中省略了增益计算部，因此不同之处在 于不进行这种处理。此外，也可以在特性变动检测部213F中，省略求取Dif_lev_r的处理。
在第五、第六实施方式的减法特性计算部214中，使用BG_NZY和Dif_freq_r (f) 求取出sub_freq(f)，但是在第七实施方式的减法特性计算部214F中，仅使用Dif_freq_ r(f)来求取sub—freq(f)，在这点上不同。在第六实施方式中，根据是否有BG_NZY，选择性 地使用了上述的(13)式或(14)式。即，在第六实施方式中，对于求取sub—freq(f)时的系 数，根据是否有BG_NZY，选择性地使用了 C51或C52的任意一个，但是在第七实施方式中，也 可以使用固定的系数来求取。此时，可以使用C51或C52的任意一个，也可以使用其他值。
此外，也可以与第五、第六实施方式同样地，另外设置近端噪声量判定部，在减法 特性计算部214F中使用上述的(13)式或(14)式求取sub—freq(f)。此时，与第五、第六实 施方式同样地，即使是特性变动检测部213F，只要能够根据近端的噪声电平NLVL_S计算出 Sub—freq(f)，则其计算方法没有限制。例如，不仅可以与第五、第六实施方式同样地，构成 为在"具有"或"没有"BG—NZY这两个阶段使用上述(13)式或(14)式，也可以构成为根据 近端的噪声电平NLVL—S的大小，变更与Dif—lev—r(f)相乘的系数值(例如，在上述的(13) 式中为"C51")，求取Sub_freq (f)。
(G-2)第七实施方式的动作 接着，使用图12对具有以上结构的第七实施方式的声音信号调节装置20F的动作 (该实施方式的声音信号调节方法)进行说明。 首先，在VAD—R 202中，在判定为在远端信号中不包括声音时，从VAD—R 202向 char_R 210赋予表示未检测到声音的NV_R。并且，在赋予NV_R的期间内，在char_R 210 中，计算从A/D 201在扬声器11中逆流而来的信号的电平NLVL—R、和信号的频率特性NP_ R(f)，并提供给特性校正部212。 同样地，在VAD—S 205中，在判定为在近端信号中不包括声音时，从VAD—S 205向 char_S 211赋予表示未检测到声音的NV—S。并且，在赋予NV_S的期间内，在char_S 211 中，计算从A/D 15输入到话筒14的信号的电平NLVL—S、和信号的频率特性NP—S(f)，并提 供给特性校正部212。 在特性校正部212中，校正从char—R 210提供NLVL—R、且从char_S211提供NLVL_ S的期间的NLVL_R的电平、和NP_R(f)的频率特性，校正后的NLVL_R、 NLVL_S、 NP_R(f)和 NP_S(f)被提供给特性变动检测部213F。 接着，在特性变动检测部213F中，在上述的(4)式成立、上述的(5)式不成立时， 判定为在扬声器11中产生了电话装置持有者的耳朵造成的隔音，使用上述的(12)式计算 Dif_freq_r (f)，并提供给减法特性计算部214F。 在减法特性计算部214F中，使用Dif_freq_r(f)，计算并提供给NC 215。此外，通 过NC 215，使近端信号减去从减法特性计算部214提供的Sub—freq(f)的部分并向远端侧 送出。 (G-3)第七实施方式的效果 在第七实施方式中，限定为与利用上述的特性变动检测部213F、减法特性计算部214F和NC 215来降低来自近端侧的噪声的功能相关的效果，但是能够起到与上述的第五
实施方式的效果同样的效果。 (H)其他实施方式 本发明不限于上述各实施方式，也可以列举以下所例示的变形实施方式。
(H-l)在上述各实施方式中，针对将本发明的电话装置应用于便携电话终端的例 子进行了说明，但是当然也可以应用于便携无线终端(无线电对讲机)、或固定电话装置等 其他的电话装置。 (H-2)在第一实施方式中，在LV_R中计算受话声音信号的电平NLVL—R，在LV_S中 计算通话声音的电平NLVL_S，但是也可以代替在LV_R中计算受话声音信号的电平NLVL_R， 而使用在VAD—R 202中计算的ABS—L(n)，或将ABS—L(n)用作NLVL—R。此外，在发送侧也同 样地，也可以代替在LV—S 204中计算通话声音信号的电平NLVL—S，而使用在VAD—R 205中 计算的ABS_L (n)，或将ABS_L (n)用作电平。 (H-3)在第一 第四实施方式中，电平校正部206使NLVL_R的电平与NLVL_S — 致，但是在能够充分确保来自接收侧A/D的信号的定时范围的情况下，也可以将NLVL—R直 接用作NLVL_R_r。由此，能够使装置结构简单，能够进一步实现装置的小型化或节省功率 化。此时，省略电平校正部，并将LV_R的输出和LV_S的输出直接输出到电平变动检测部即 可。 (H-4)在上述各实施方式中，利用扬声器11来取得NV—R，但是也可以在扬声器11 的周围配置其他的话筒来取得NV_R。
权利要求
一种声音信号调节装置，其安装在具有扬声器部和话筒部的电话装置中，其特征在于，该声音信号调节装置具有扬声器周围声音捕捉单元，其捕捉上述扬声器部的周围的第一声音信号；隔音判定单元，其根据上述第一声音信号和由上述话筒部捕捉到的第二声音信号，判定是否产生了这样的隔音效果由上述扬声器周围声音捕捉单元捕捉到的、除上述电话装置中的近端通话者的声音以外的声音在上述电话装置中被近端通话者的身体的一部分隔音；以及音量控制单元，其进行控制，以使在由上述隔音判定单元判定为产生了上述隔音效果的期间内，与没有产生上述隔音效果的期间相比，进一步增大上述扬声器部中的远端信号的输出声音的音量。
2. 根据权利要求1所述的声音信号调节装置，其特征在于，上述扬声器周围声音捕捉单元使用上述扬声器部自身来捕捉上述第一声音信号。
3. 根据权利要求1或2所述的声音信号调节装置，其特征在于，该声音信号调节装置还具有隔音程度计算单元，该隔音程度计算单元在由上述隔音判定单元判定为产生了上述隔音效果的情况下计算隔音程度，上述音量控制单元进行控制，以使在由上述隔音判定单元判定为产生了上述隔音效果的期间内，以与上述隔音程度计算单元所计算的隔音程度对应的音量来输出上述扬声器部中的远端信号的输出声音的音量。
4. 根据权利要求1 3中的任意一项所述的声音信号调节装置，其特征在于，该声音信号调节装置还具有信号校正单元，该信号校正单元至少加工上述第一声音信号和上述第二声音信号中的任一个，以校正上述第一声音信号和上述第二声音信号中由于上述扬声器周围声音捕捉单元的集音性能和上述话筒部的集音性能之间的性能差而产生的差分，上述隔音判定单元使用由上述信号校正单元所校正的结果，判定是否产生了上述隔音效果。
5. 根据权利要求1 4中的任意一项所述的声音信号调节装置，其特征在于，该声音信号调节装置还具有远端信号声音判定单元，其判定在上述电话装置中的远端信号是否包括远端通话者的声音分量；以及近端信号声音判定单元，其判定在上述电话装置中的近端信号是否包括近端通话者的声音分量，上述隔音判定单元仅在由上述远端信号声音判定单元判定为远端信号不包括远端通话者的声音分量，并且由上述近端信号声音判定单元判定为近端信号不包括近端通话者的声音分量的情况下，对是否产生了上述隔音效果进行判定。
6. 根据权利要求5所述的声音信号调节装置，其特征在于，该声音信号调节装置还具有远端信号断开单元，该远端信号断开单元在由上述远端信号声音判定单元判定为不包括声音分量的期间内，在上述电话装置中断开对上述扬声器部的远端信号的提供。
7. 根据权利要求1 5中的任意一项所述的声音信号调节装置，其特征在于，该声音信号调节装置还具有回声消除单元，该回声消除单元从上述第一声音信号去除回声分量，该回声分量是在上述第一声音信号中通过上述扬声器周围声音捕捉单元捕捉从上述扬声器 部发出的远端信号的声音而产生的。
8. 根据权利要求5 7中的任意一项所述的声音信号调节装置，其特征在于， 该声音信号调节装置还具有噪声量计算单元，该噪声量计算单元在由上述远端信号声音判定单元判定为远端信号不包括远端通话者的声音分量，并且由上述近端信号声音判定 单元判定为近端信号不包括近端通话者的声音分量的期间内，使用上述第一声音信号或上 述第二声音信号的信号来计算上述电话装置的周围噪声的噪声音量，上述音量控制单元使用由上述隔音程度计算单元所计算的隔音程度和由上述噪声量 计算单元所计算的噪声音量，控制由上述扬声器部输出的声音的音量。
9. 根据权利要求5 8中的任意一项所述的声音信号调节装置，其特征在于，该声音信 号调节装置还具有第一频率特性提取单元，其针对上述第一声音信号提取频率特性； 差分频率特性计算单元，其计算差分频率特性，该差分频率特性是在由上述隔音判定单元判定为产生了上述隔音效果的情况下由上述第一频率特性提取单元所提取的第一频率特性、和在由上述隔音判定单元判定为未产生上述隔音效果的情况下由上述第一频率特性提取单元所提取的第二频率特性之间的差分；以及噪声分量抑制单元，其使用由上述差分频率特性计算单元所计算的上述差分频率特性来抑制上述电话装置中的近端信号中的噪声分量并向远端侧送出。
10. —种声音信号调节程序，其特征在于，该声音信号调节程序使安装在具有扬声器部 和话筒部的电话装置中的计算机作为以下单元发挥功能扬声器周围声音捕捉单元，其捕捉上述扬声器部的周围的第一声音信号； 隔音判定单元，其根据上述第一声音信号和上述话筒部捕捉到的第二声音信号，判定是否产生了由上述扬声器周围声音捕捉单元捕捉的、除上述电话装置中的近端通话者的声音以外的声音在上述电话装置中被近端通话者的身体的一部分隔音的隔音效果；以及音量控制单元，其进行控制，以使在由上述隔音判定单元判定为产生了上述隔音效果的期间，与没有产生上述隔音效果的期间相比，进一步增大上述扬声器部中的远端信号的输出声音的音量。
11. 一种声音信号调节方法，其是具有扬声器部和话筒部的电话装置中的声音信号调 节方法，其特征在于，该声音信号调节方法具有扬声器周围声音捕捉步骤、隔音判定步骤以及音量控制步骤，在上述扬声器周围声音捕捉步骤中，捕捉上述扬声器部的周围的第一声音信号， 在上述隔音判定单元步骤中，根据上述第一声音信号和上述话筒部捕捉到的第二声音 信号，判定是否产生了这样的隔音效果通过上述扬声器周围声音捕捉步骤捕捉到的、除上 述电话装置中的近端通话者的声音以外的声音在上述电话装置中被近端通话者的身体的 一部分隔音，在上述音量控制步骤中进行这样的控制在通过上述隔音判定步骤判定为产生了上述 隔音效果的期间，与没有产生上述隔音效果的期间相比，进一步增大上述扬声器部中的远 端信号的输出声音的音量。
12. —种电话装置，其特征在于，该电话装置安装了权利要求1 9中的任意一项所述 的声音信号调节装置。
全文摘要
本发明提供一种低成本且不需要麻烦的按钮操作，不仅受周围环境条件的支配，还反映装置使用者的意志，并且电话使用者不需要发出很大的声音就能够调节声音信号的电话装置。本发明还涉及安装在具有扬声器部和话筒部的电话装置中的声音信号调节装置，其特征在于，该声音信号调节装置具有捕捉扬声器部周围的第一声音信号的单元；隔音判定单元，其根据第一声音信号的变动和话筒部捕捉到的第二声音信号的变动，判定是否产生了通过近端通话者的身体的一部分进行了隔音的隔音效果；以及音量控制单元，进行控制以使在判定为产生了隔音效果的期间，与没有产生隔音效果的期间相比，进一步增大扬声器部中的远端信号的输出声音的音量。
文档编号H04M1/60GK101783828SQ200910224610
公开日2010年7月21日 申请日期2009年11月20日 优先权日2009年1月16日
发明者高田真资 申请人:冲电气工业株式会社