JP2000261530A

JP2000261530A - 通話装置

Info

Publication number: JP2000261530A
Application number: JP11063280A
Authority: JP
Inventors: Shigeaki Aoki; 茂明青木; Tetsutada Sakurai; 哲真桜井; Yutaka Nishino; 豊西野
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1999-03-10
Filing date: 1999-03-10
Publication date: 2000-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】気導マイクロホンの収音信号に風切り音等が
混入する環境でも、良好な送話信号を生成することがで
きる通話装置を提供することを目的とするものである。【解決手段】空気中を伝播する音を収音する気導マイ
クロホンと、頭蓋骨を伝播する振動を収音する骨導マイ
クロホンとを具備し、気導マイクロホンによって収音さ
れた気導音声信号と、骨導マイクロホンによって収音さ
れた骨導音声信号とを混合して送話信号を合成する通話
装置において、気導マイクロホンの収音信号に混入した
低域の雑音のレベルを推定し、この推定された低域雑音
レベルに応じて、気導マイクロホンの収音信号における
低域のレベルを低下させて補正し、この補正された気導
マイクロホンの収音信号と骨導マイクロホンの収音信号
とを合成する通話装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、送話器として気導
音用マイクロホン（気導マイクロホン）と骨導音用ピッ
クアップ（骨導マイクロホン）とを用いて収音するとき
に、送話器の使用時における気導マイクロホンの収音信
号に混入する風切り音等のレベルを推定し、この推定さ
れた風切り音等のレベルに応じて、気導マイクロホンの
収音信号と骨導マイクロホンの収音信号とを、最適な大
きさ、最適な音質の送話信号に合成する通信装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】気導マイクロホンの音質は良好で広帯域
であるが、周囲騒音に影響を受けやすい。一方、骨導マ
イクロホンの音質は悪く、狭帯域（低域周波数成分の
み）であるが、周囲騒音に対して比較的影響を受けにく
い特徴がある。この特徴を利用して、気導マイクロホン
の収音信号と骨導マイクロホンの収音信号とを、使用時
における周囲騒音レベルに応じて、気導マイクロホンの
収音信号と骨導マイクロホンの収音信号とを合成する方
式が、特願平６−２０３９７７号公報等に提案されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例に
おいては、気導マイクロホンの収音信号に混入する風切
り音等については対策がなされていない。したがって、
従来技術において、気導マイクロホンの収音信号に風切
り音等が混入する環境では、良好な送話信号を生成する
ことができないという問題がある。

【０００４】本発明は、気導マイクロホンの収音信号に
風切り音等が混入する環境でも、良好な送話信号を生成
することができる通話装置を提供することを目的とする
ものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、空気中を伝播
する音を収音する気導マイクロホンと、頭蓋骨を伝播す
る振動を収音する骨導マイクロホンとを具備し、気導マ
イクロホンによって収音された気導音声信号と、骨導マ
イクロホンによって収音された骨導音声信号とを混合し
て送話信号を合成する通話装置において、気導マイクロ
ホンの収音信号に混入した低域の雑音のレベルを推定
し、この推定された低域雑音レベルに応じて、気導マイ
クロホンの収音信号における低域のレベルを低下させて
補正し、この補正された気導マイクロホンの収音信号と
骨導マイクロホンの収音信号とを合成する通話装置であ
る。

【０００６】

【発明の実施の形態および実施例】図１は、本発明の一
実施例である通話装置１００を示すブロック図である通
話装置１００は、気導マイクロホン１と、骨導マイクロ
ホン２と、風切り音特性推定器３と、収音信号用補正器
４と、合成器５と、出力端６とを有する装置である。風
切り音特性推定器３は、気導マイクロホン１の収音信号
に混入した風切り音のレベルを推定するものである。

【０００７】たとえば、骨導マイクロホン２の収音信号
がほぼゼロであることを検出することによって非発声状
態であることを確認したときに、気導マイクロホン１の
収音信号のうちで、ほぼ１ｋＨｚ以下の低域における収
音信号のレベルが所定値以上であれば、風切り音が存在
していると推定する。

【０００８】収音信号用補正器４は、気導マイクロホン
１の収音信号におけるほぼ１ｋＨｚ等の低域のレベルを
低下させるものである。

【０００９】たとえば、カットオフ周波数が１ｋＨｚで
あるハイパスフィルタと、カットオフ周波数が１ｋＨｚ
であるローパスフィルタとを並列に接続し、このローパ
スフィルタと直列に抵抗素子を接続することによって、
収音信号用補正器４を構成するようにしてもよい．。

【００１０】合成器５は、気導マイクロホン１の収音信
号と骨導マイクロホン２の収音信号とを合成するもので
ある。

【００１１】つまり、通話装置１００は、送話器とし
て、気導マイクロホン１と骨導マイクロホン２とを用い
て通信し、気導マイクロホン１の収音信号に風切り音が
混入する環境において、気導マイクロホン１の収音信号
に混入する風切り音のレベルを推定することによって、
気導マイクロホン１の収音信号と骨導マイクロホン２の
収音信号とを、最適な大きさ、最適な音質の送話信号に
合成し、送信するものである。次に、上記通話装置１０
０の動作について説明する。

【００１２】気導マイクロホン１で音声信号が収音さ
れ、また、骨導マイクロホン２で音声信号が収音され
る。気導マイクロホン１で収音された音声信号は、風切
り音特性推定器３に入力される。そして、気導マイクロ
ホン１の収音信号に混入した風切り音における低域のレ
ベルを、風切り音特性推定器３が推定する。図２は、気
導マイクロホン１が収音した風切り音と音声とについて
の周波数特性を示す図である。

【００１３】音声が存在しないときに、気導マイクロホ
ン１が収音した収音信号に混入した風切り音のレベル
は、１ｋＨｚ以下の周波数帯域において高い。風切り音
特性推定器３で推定された風切り音のレベルの情報は、
気導マイクロホン１の収音信号用補正器４に送られる。
気導マイクロホン１の収音信号用補正器４は、風切り音
特性推定器３から受け取った情報に基づいて、気導マイ
クロホン１の収音信号用を、たとえば次のように補正す
る。

【００１４】図２に示した特性によれば、気導マイクロ
ホン１が収音した信号のうちで、低周波数帯域における
成分は、気導マイクロホン１に混入した風切り音と考え
ることができ、この風切り音を除去する意味から、低周
波数帯域における成分のレベルを下げる処理を行う。こ
のようにして、気導マイクロホン１の収音信号につい
て、第１の補正を行う。この場合、低周波数帯域におけ
る成分のレベルを下げたことによって、収音信号全体の
レベルが低下したので、このレベル低下分を補うため
に、高周波数帯域成分のレベルを上げる。このようにし
て気導マイクロホン１の収音信号について、第２の補正
を行う。

【００１５】そして、気導マイクロホン１が収音した信
号を収音信号用補正器４で補正した信号と、骨導マイク
ロホン２で収音された音声信号とが、合成器５で合成さ
れ、出力端６に出力される。

【００１６】通話装置１００によれば、気導マイクロホ
ン１が収音した信号のうちで、低周波数帯域における成
分のレベルを下げる補正によって、風切り音を除去する
ことができ、したがって、気導マイクロホン１の収音信
号と骨導マイクロホン２の収音信号とを、最適な大き
さ、最適な音質の送話信号に合成することができる。図
３は、本発明の第２の実施例である通話装置２００を示
すブロック図である。

【００１７】通話装置２００は、基本的には通話装置１
００と同じであるが、１ＫＨｚの低域通過フィルタ７
を、風切り音特性推定器３の前段に設置してある点が、
通話装置１００と異なる点である。

【００１８】１ＫＨｚ以下の周波数成分を用いることに
よって、気導マイクロホン１が収音した信号に混入した
風切り音のうちの大部分を推定することが、図２の特性
からわかる。図４は、本発明の第３の実施例である通話
装置３００を示すブロック図である。

【００１９】通話装置３００は、基本的には通話装置１
００と同じであるが、３００Ｈｚの低域通過フィルタ８
を、風切り音特性推定器３の前段に設置してある点が、
通話装置１００と異なる点である。

【００２０】３００Ｈｚ以下の周波数成分を用いること
によって、気導マイクロホン１に混入した風切り音のレ
ベルを、音声の有無に依存せずに推定することができる
ことが、図２の特性からわかる。図５は、本発明の第４
の実施例を示す通話装置４００を示すブロック図であ
る。

【００２１】通話装置４００は、基本的には通話装置１
００と同じであるが、風切り音の有無推定器９を有する
点が、通話装置１００と異なる点である。

【００２２】風切り音の有無推定器９は、気導マイクロ
ホン１が収音した信号に混入した風切り音の存在を検出
するものである。

【００２３】次に、通話装置４００の動作について説明
する。

【００２４】図６は、骨導マイクロホン２が収音した風
切り音と音声とについて、その周波数特性を示す図であ
る。

【００２５】図６に示す特性によれば、強風時に骨導マ
イクロホン２の収音信号に混入した風切り音のレベル
と、弱風時に骨導マイクロホン２の収音信号に混入した
風切り音のレベルとの差が少ない。つまり、骨導マイク
ロホン２の収音信号に混入している風切り音のレベル
は、強風であっても低い。

【００２６】したがって、発声していないときに、気導
マイクロホン１の収音信号のレベルと、骨導マイクロホ
ン２の収音信号のレベルとを比較し、この場合、図２に
示す特性を参照すると、風切り音の有無を容易に判定す
ることができる。

【００２７】骨導マイクロホン２の収音信号の絶対レベ
ル（骨導マイクロホン２の収音信号を補正する前のレベ
ル）を観測することによって、発声の有無を推定するこ
とができる。したがって、骨導マイクロホン２の収音信
号のレベルを観測することによって発声の有無を推定
し、発声がないと推定された場合、風切り音の有無推定
器９は、気導マイクロホン１の収音信号のレベルだけ
で、風切り音の存在を推定することができる。

【００２８】風切り音の有無推定器９が出力する風切り
音の有無の情報は、風切り音特性推定器３に送られ、風
切り音の存在を、風切り音特性推定器３が検出した場
合、気導マイクロホン１の収音信号に混入した風切り音
のレベルを推定する。図７は、本発明の第５の実施例を
示す通話装置５００を示すブロック図である。

【００２９】通話装置５００は、基本的には通話装置１
００と同じであるが、骨導マイクロホン２の収音信号用
補正器１０を有する点が、通話装置１００と異なる点で
ある。

【００３０】骨導マイクロホン２の収音信号用補正器１
０は、骨導マイクロホン２の収音信号における低周波周
波数帯域成分のレベルを上げる等の補正を行うものであ
る。

【００３１】通話装置１００、２００、３００、４００
において、気導マイクロホン１の収音信号のレベルは、
風切り音の有無、大きさ、等によって変化する。出力端
６での出力信号のレベルは、風切り音の有無、大きさ、
等によって変化することは好ましくない場合がある。風
切り音特性推定器３で推定された風切り音のレベルの情
報は、骨導マイクロホン２の収音信号用補正器１０に送
られる。骨導マイクロホン２の収音信号用補正器１０で
は、風切り音特性推定器３から受け取った情報に基づい
て、骨導マイクロホン２の収音信号を補正する。たとえ
ば、気導マイクロホン１の収音信号用補正器４が、低周
波数帯域成分のレベルを下げる等の補正を行った場合、
出力端６における出力信号の周波数特性を保持するため
に（低下した低周波数帯域成分のレベルを補償するため
に）、骨導マイクロホン２の収音信号における低周波周
波数帯域成分のレベルを上げる等の補正を行う。

【００３２】骨導マイクロホン２の収音信号用補正器１
０で補正された信号は、気導マイクロホン１の収音信号
用補正器４で補正された信号音声信号と、合成器５にお
いて合成され、出力端６に出力される。

【００３３】図８は、本発明の第６の実施例を示す通話
装置６００を示すブロック図である。

【００３４】通話装置６００は、基本的には通話装置１
００と同じであるが、出力信号用補正器１１を有する点
が、通話装置１００と異なる点である。

【００３５】出力信号用補正器１１は、合成器５が出力
した信号について、そのレベルを補正するものである。
たとえば、気導マイクロホン１の収音信号用補正器４
が、その低域成分のレベルを低下させた場合、この低下
分に対応するレベルを、出力信号用補正器１１が補償す
る。通話装置１００、２００、３００、４００、５００
において、出力信号のレベルは、風切り音の有無、大き
さ等によって変化する。出力端６における出力信号のレ
ベルは、風切り音の有無、大きさ、等によって変化する
ことは好ましくない場合がある。

【００３６】ところが、出力信号用補正器１１は、合成
器５の出力信号のレベルを観測し、予め決められたレベ
ルになるように、合成器５の出力信号を補正する。

【００３７】図９は、本発明の第７の実施例を示す通話
装置７００を示すブロック図である。

【００３８】通話装置７００は、通話装置１００、３０
０、４００、５００、６００を組み合わせた装置であ
る。

【００３９】なお、３００Ｈｚの低域通過フィルタ８を
１ＫＨｚの低域通過フィルタ７と置き換えれば、通話装
置１００、２００、４００、５００、６００を組み合わ
せた実施例になる。また、３００Ｈｚの低域通過フィル
タ８と、１ＫＨｚの低域通過フィルタ７とを直列接続す
ることによって、３００Ｈｚ以下の低域成分が強調され
る。この例のようにフィルタを縦列、並列に配置するこ
とによって、より適切なフィルタを形成することができ
る。

【００４０】図１０は、本発明の第８の実施例を示す通
話装置８００を示すブロック図である。

【００４１】通話装置８００は、基本的には通話装置７
００と同じであるが、３００Ｈｚの低域通過フィルタ８
ａを有し、風切り音の有無推定器９の代わりに風切り音
の有無推定器９ａを有する点が、通話装置７００と異な
る点である。

【００４２】３００Ｈｚの低域通過フィルタ８ａは、骨
導マイクロホン２が収音した信号のうちで、３００Ｈｚ
以下の低域周波数帯域信号を通過させるフィルタであ
る。

【００４３】風切り音の有無推定器９ａは、３００Ｈｚ
の低域通過フィルタ８、８ａの出力信号に基づいて、風
切り音の有無を推定するものである。

【００４４】なお、３００Ｈｚの低域通過フィルタ８、
８ａを、１ＫＨｚの低域通過フィルタ７と置き換えるよ
うにしてもよい。また、３００Ｈｚの低域通過フィルタ
８と、１ＫＨｚの低域通過フィルタ７とを直列接続し、
また、３００Ｈｚの低域通過フィルタ８ａと、１ＫＨｚ
の低域通過フィルタ７とを直列接続することによって、
３００Ｈｚ以下の低域成分が強調される。

【００４５】通話装置８００が通話装置７００実施例と
異なる点は、風切り音の有無推定器９への入力信号が、
低域通過フィルタを通過した信号である点である。低域
通過フィルタを１個増やすことによって、風切り音の有
無推定器９の推定精度が向上する。

【００４６】上記各実施例は、送話器として気導マイク
ロホン１と骨導マイクロホン２とを使用して通信すると
きに、気導マイクロホン１の収音信号と骨導マイクロホ
ン２の収音信号とを、送話器の使用時における気導マイ
クロホン１の収音信号に混入する風切り音のレベルを推
定する装置であり、これによって、適切な大きさ、音質
の送話信号に合成し、したがって、気導マイクロホン１
の収音信号に風切り音が混入する環境でも良好な音声を
送信することができる。

【００４７】図２に示す特性は、気導マイクロホン１の
収音信号に強風・弱風による風切り音が混入する様子の
測定結果であり、この特性によれば、１ＫＨｚ以下の低
域成分が音声に比べて極めて多い点、風の強弱によって
混入するレベルが異なる点がわかる。

【００４８】したがって、１ＫＨｚ以下の低域成分のレ
ベルを参照することによって、混入した風切り音のレベ
ルがわかる。また、音声信号が混在しているときは、音
声信号の周波数の成分が比較的低い帯域、たとえば３０
０Ｈｚ以下の成分を参照することによって、混入した風
切り音のレベルを音声と区別して推定できる。たとえ
ば、３００Ｈｚ以下の成分のレベルと１ＫＨｚ以下の低
域成分のレベルとの対応関係を予め把握しておけば、混
入した風切り音のレベルを音声と区別して推定できる。
さらに、３００Ｈｚ以下の成分が小さい一般的な周囲騒
音が混在していても、音声の場合と同様に混入した風切
り音のレベルを推定できる。

【００４９】図６は、骨導マイクロホン２の収音信号に
強風・弱風による風切り音が混入する様子の測定結果を
示す特性図であり、この特性によれば、骨導マイクロホ
ン２の収音信号に風切り音が混入するレベルは、強風で
あっても、音声のレベルに比べて低いことが分かる。し
たがって、骨導マイクロホン２の収音信号に風切り音の
混入が少ない特性を利用し、推定した風切り音のレベル
に基づいて気導音の収音信号のレベルを低くし、骨導マ
イクロホン２の収音信号と合成することによって、送話
信号に混入する風切り音を小さくすることができる。

【００５０】さらに、気導マイクロホン１の収音信号の
レベルは、風切り音が混入することによって上昇し、一
方、骨導マイクロホン２の収音信号のレベルは風切り音
が混入しても上昇しない。この特性を利用することによ
って、気導マイクロホン１の収音信号に混入する風切り
音の有無を推定することができる。このようにすれば、
風切り音のレベルを誤って推定することを防止すること
ができる。

【００５１】上記のように、骨導マイクロホン２の収音
信号に風切り音の混入が少ない特性を利用し、推定した
風切り音のレベルに基づいて、気導音の収音信号のレベ
ルを低くするように補正し、骨導マイクロホン２の収音
信号と合成することによって、送話信号に混入する風切
り音を小さくすることができる。

【００５２】ところで、合成された送話信号のレベル
は、気導音の収音信号のレベルを低くした分だけ、レベ
ルが低くなる。そこで、骨導マイクロホン２の収音信号
のレベルを高くすることによって、気導音の収音信号の
レベルが低くなった分を補正するように合成することが
好ましい。

【００５３】気導マイクロホン１の収音信号に混入する
風切り音は周波数特性を有する（風切り音は低域のレベ
ルが高い）ので、その周波数特性を考慮し、気導マイク
ロホン１の収音信号の周波数特性を補正することが好ま
しい。これに呼応して、骨導マイクロホン２の収音信号
の周波数特性も補正することが好ましい。また、一般的
に、気導マイクロホン１の収音信号の周波数成分に比べ
て、骨導マイクロホン２の収音信号周波数成分は平坦で
はない。そこで、合成された送話信号の周波数特性にお
ける風切り音の混入の有無に係わらず、骨導マイクロホ
ン２の収音信号周波数成分を一定に保つために、骨導マ
イクロホン２の収音信号の周波数特性を補正することが
好ましい。

【００５４】上記補正の第１の方法として、気導音の収
音信号のレベルを補正するとともに、骨導マイクロホン
２の収音信号のレベルを補正する方法が考えられる（こ
の場合、レベルを補正する代わりに、周波数特性を補正
するようにしてもよい）。上記補正の第２の方法とし
て、気導マイクロホン１の収音信号と骨導マイクロホン
２の収音信号とを合成した後の信号について、そのレベ
ルを補正する方法が考えられる（この場合、レベルを補
正する代わりに、周波数特性を補正するようにしてもよ
い）。

【００５５】上記説明では、小型受話装置を例にとった
が、一般の電話用送受話においても、気導マイクロホン
１の使用時に、その気導マイクロホン１の収音信号に風
切り音が混入する環境において、上記一般の電話用送話
器の出力信号に混入する風切り音を抑圧して送話信号を
生成することができる。また、上記実施例において、風
切り音を除去する代わりに、空気調和器等から発生する
「ゴーゴー」という音、布等を擦る「ザーザー」という音
等、風切り音以外の低域の雑音を除去するようにしても
よい。

【００５６】

【発明の効果】本発明によれば、送話器として気導マイ
クロホンと骨導マイクロホンとを用いて通信する場合、
送話器の使用時における気導マイクロホンの収音信号に
混入する風切り音等のレベル推定することによって、気
導マイクロホンの収音信号と骨導マイクロホンの収音信
号とを、最適な大きさ、音質の送話信号に合成し、送話
器の出力信号に混入する風切り音等を抑圧することがで
きるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である通話装置１００を示す
ブロック図である

【図２】気導マイクロホン１が収音した風切り音と音声
との周波数特性を示す図である。

【図３】本発明の第２の実施例である通話装置２００を
示すブロック図である。

【図４】本発明の第３の実施例である通話装置３００を
示すブロック図である。

【図５】本発明の第４の実施例を示す通話装置４００を
示すブロック図である。

【図６】骨導マイクロホン２が収音した風切り音と音声
との周波数特性を示す図である。

【図７】本発明の第５の実施例を示す通話装置５００を
示すブロック図である。

【図８】本発明の第６の実施例を示す通話装置６００を
示すブロック図である。

【図９】本発明の第７の実施例を示す通話装置７００を
示すブロック図である。

【図１０】本発明の第８の実施例を示す通話装置８００
を示すブロック図である。

【符号の説明】

１００，２００，３００，４００，５００，６００，７
００，８００…通話装置、１…気導マイクロホン２…骨導マイクロホン３…風切り音特性推定器、４…収音信号用補正器、５…合成器、６…出力端、７…１ＫＨｚの低域通過フィルタ、８、８ａ…３００Ｈｚの低域通過フィルタ、９、９ａ…風切り音の有無推定器、１０…骨導マイクロホンの収音信号用補正器、１１…出力信号用補正器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西野豊東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内Ｆターム(参考） 5D017 BA01 5D020 BB01 BB07 5K023 BB09 EE05 EE06 5K027 BB03 DD12 DD16 9A001 HH16 KK13 KK56

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気中を伝播する音を収音する気導マイ
クロホンと、頭蓋骨を伝播する振動を収音する骨導マイ
クロホンとを具備し、上記気導マイクロホンによって収
音された気導音声信号と、上記骨導マイクロホンによっ
て収音された骨導音声信号とを混合して送話信号を合成
する通話装置において、上記気導マイクロホンの収音信号に混入した低域の雑音
のレベルを推定する低域雑音レベル推定手段と；上記推
定された低域雑音レベルに応じて、上記気導マイクロホ
ンの収音信号における低域のレベルを低下させて補正す
る補正手段と；上記補正された気導マイクロホンの収音
信号と上記骨導マイクロホンの収音信号とを合成する合
成手段と；を有することを特徴とする通話装置。
【請求項２】請求項１において、上記気導マイクロホンの収音信号におけるほぼ１ＫＨｚ
以下の周波数成分を用いて、上記気導マイクロホンの収
音信号に混入した低域雑音のレベルを推定する推定手段
を有することを特徴とする通話装置。
【請求項３】請求項１において、上記気導マイクロホンの収音信号におけるほぼ３００Ｈ
ｚ以下の周波数成分を用いて、上記気導マイクロホンの
収音信号に混入した低域雑音のレベルを推定する推定手
段を有することを特徴とする通話装置。
【請求項４】請求項１〜請求項３のいずれか１項にお
いて、上記低域雑音の有無を推定する推定手段を有することを
特徴とする通話装置。
【請求項５】請求項１〜請求項４のいずれか１項にお
いて上記補正手段は、上記推定された気導マイクロホン
の収音信号に混入した低域雑音レベルに応じて、上記気
導マイクロホンの収音信号のレベルを補正するととも
に、上記骨導マイクロホンの収音信号のレベルを補正す
る手段であることを特徴とする通話装置。
【請求項６】請求項１〜５において上記補正手段は、
上記補正された気導マイクロホンの収音信号と、骨導マ
イクロホンの収音信号とを合成した信号について、その
レベルまたは周波数特性を補正する手段であることを特
徴とする通話装置。