專利名稱：降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備和降噪音頻再現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備和方法，利用這種降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備和 方法，即使在噪聲環(huán)境下也能舒適地再現(xiàn)要收聽(tīng)的音頻。
背景技術(shù)：
迄今為止，已經(jīng)提出了一種降噪技術(shù)，作為用于通過(guò)抑制噪聲以執(zhí)行 音頻強(qiáng)調(diào)來(lái)實(shí)現(xiàn)音頻清晰度的改善的技術(shù)。在本說(shuō)明書(shū)中，降噪在下文中
將被簡(jiǎn)稱為NR。
例如，對(duì)于用戶可用來(lái)在戴上頭戴式耳機(jī)的情況下執(zhí)行談話的頭戴式 耳機(jī)系統(tǒng)，以及對(duì)于具有助聽(tīng)器或助聽(tīng)功能(外部監(jiān)視功能)的耳機(jī)系 統(tǒng)，可以設(shè)想如圖25A所示的系統(tǒng)配置。
也就是說(shuō)，雖然圖中沒(méi)有示出，但例如麥克風(fēng)1L和1R被附接到諸如 耳罩之類的具有很強(qiáng)的聲音隔離并且難以附接/拆離的頭戴式耳機(jī)殼體(用 于左耳和用于右耳)的外部，作為聲電轉(zhuǎn)換器的示例。然后，當(dāng)在麥克風(fēng) 1L和1R處收集的音頻信號(hào)在麥克風(fēng)放大器2處被放大之后，音頻信號(hào)在 A/D轉(zhuǎn)換器3處被轉(zhuǎn)換成數(shù)字音頻信號(hào)，并且被提供給NR處理單元4。
NR處理單元4使得數(shù)字音頻信號(hào)經(jīng)歷NR處理以抑制噪聲，從而執(zhí)行 音頻強(qiáng)調(diào)。經(jīng)歷了音頻強(qiáng)調(diào)的數(shù)字音頻信號(hào)在D/A轉(zhuǎn)換器5處被轉(zhuǎn)回模擬 音頻信號(hào)，并且通過(guò)功率放大器6被提供給揚(yáng)聲器或頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器單 元，并且被聲學(xué)再現(xiàn)。
例如，"MATLAB multimedia signal processing, lower volume, audio, image, and communication " , collective writing of Masaaki IKEHARA, Tetsuya SHIMATANI， and Yukitoshi SANADA ， BAIFUKAN Co" Ltd issue, pp 67-74中記載的譜減去方法(以下簡(jiǎn)稱為"SS方法")可用作 NR處理單元4處的NR處理，并且圖25A所示的系統(tǒng)配置可被改寫(xiě)為如
7圖25B所示的。也就是說(shuō)，NR處理單元4被SS方法處理單元4A和音樂(lè) 噪聲去除濾波器4B所替換。
SS方法是這樣一種方法，其用于從添加了噪聲的音頻信號(hào)的功率譜中 減去單獨(dú)估計(jì)的噪聲的功率譜，使得該功率譜經(jīng)歷反向傅立葉變換，從而 恢復(fù)去除了噪聲的音頻信號(hào)。
要減去的噪聲的功率譜被預(yù)先估計(jì)并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中。例如，在要 收聽(tīng)的音頻的無(wú)聲區(qū)間(section)中，在麥克風(fēng)1L和1R處收集的音頻可 被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中作為估計(jì)噪聲。如果估計(jì)噪聲的功率譜合適，則降噪 效果很好。然后，如果作為要減去的噪聲的功率譜估計(jì)的噪聲是穩(wěn)定噪 聲，則噪聲通過(guò)SS方法被降低，而只有要收聽(tīng)的音頻成分被強(qiáng)調(diào)。雖然 該SS方法是非常簡(jiǎn)單的算法，但卻可以獲得很高的噪聲去除效果。
注意，在采用SS方法的情況下，會(huì)出現(xiàn)被稱為音樂(lè)噪聲的、由于缺 乏相位信息而引起的噪聲，因此，希望采用一種配置，其中，在SS方法 處理單元4A的后級(jí)設(shè)置了音樂(lè)噪聲去除濾波器4B。在"Musical Noise Reduction Using Morphology Process in Spectral Subtraction" ， Hideaki TOZAWA， Yukihiro NO而RA， Noritaka YAMASHITA, Jianming LU， Hiroo SEKIYA， Takashi YAHAGI， Graduate School of Science and Technology, Chiba University ， The 18th Workshop on Circuits and Systems in Karuizawa， April 25-26, 2005中記載了該音樂(lè)噪聲的去除。

發(fā)明內(nèi)容
順便說(shuō)一下，NR處理不是一種在音頻信號(hào)的實(shí)際音頻再現(xiàn)環(huán)境中消 去噪聲的技術(shù)，而是一種通過(guò)對(duì)于音頻信號(hào)的信號(hào)處理在計(jì)算機(jī)上獲得降 噪效果的技術(shù)。本來(lái)，經(jīng)歷了 NR處理的音頻必須被用戶舒適地收聽(tīng)。但 是，在實(shí)際音頻再現(xiàn)環(huán)境處于噪聲中的情況下，經(jīng)歷了 NR處理的音頻信 號(hào)本身被模糊在噪聲中，音頻的內(nèi)容變得模糊，并且在一些情況下變得不 可聽(tīng)。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，希望即使實(shí)際音頻再現(xiàn)環(huán)境是噪聲環(huán)境，也能使用戶可以 清楚地收聽(tīng)音頻。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備包括消噪處理單 元，用于從由用于收集噪聲的第一聲電轉(zhuǎn)換單元所收集和獲得的噪聲的音 頻信號(hào)來(lái)生成消噪用音頻信號(hào)以通過(guò)以聲學(xué)方式合成消噪用音頻信號(hào)和噪 聲來(lái)消去噪聲，并且使得電聲轉(zhuǎn)換單元在聲學(xué)上再現(xiàn)消噪用音頻信號(hào)以便 以聲學(xué)方式合成消噪用音頻信號(hào)和噪聲；第二聲電轉(zhuǎn)換單元，用于收集要 收聽(tīng)的音頻信號(hào)；音頻強(qiáng)調(diào)單元，用于在由第二聲電轉(zhuǎn)換單元所收集的音
頻信號(hào)中強(qiáng)調(diào)要收聽(tīng)的音頻成分；合成單元，用于合成來(lái)自音頻強(qiáng)調(diào)單元
的被強(qiáng)調(diào)了要收聽(tīng)的音頻成分的音頻信號(hào)和消噪用音頻信號(hào)，以將該合成
的信號(hào)提供到電聲轉(zhuǎn)換單元；以及控制單元，用于執(zhí)行控制以僅就基于控 制信號(hào)的區(qū)間向合成單元提供被音頻強(qiáng)調(diào)單元強(qiáng)調(diào)了要收聽(tīng)的音頻成分的 音頻信號(hào)。
根據(jù)上述配置，通過(guò)消噪處理單元消去或降低了實(shí)際音頻再現(xiàn)環(huán)境中 的噪聲。但是，此時(shí)也同時(shí)降低了要收聽(tīng)的音頻信號(hào)。另一方面，在要收 聽(tīng)的音頻成分被音頻強(qiáng)調(diào)單元所強(qiáng)調(diào)之后，要收聽(tīng)的音頻成分被與消噪用 音頻信號(hào)相合成并被提供到電聲轉(zhuǎn)換單元。從而，其噪聲已被消噪處理單 元所降低的要收聽(tīng)的音頻信號(hào)被與其音頻成分已被音頻強(qiáng)調(diào)單元所強(qiáng)調(diào)的 要收聽(tīng)的音頻信號(hào)相合成，從而收聽(tīng)者可收聽(tīng)合成的音頻。從而，要收聽(tīng)
的音頻信號(hào)被轉(zhuǎn)換成了用戶可以舒適地收聽(tīng)的清晰度有所改善的音頻。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備包括消噪用音頻信
號(hào)生成單元，用于從由用于收集噪聲的聲電轉(zhuǎn)換單元所收集和獲得的噪聲 的音頻信號(hào)來(lái)生成消噪用音頻信號(hào)以通過(guò)以聲學(xué)方式合成消噪用音頻信號(hào)
和噪聲來(lái)消去噪聲；電聲轉(zhuǎn)換單元，用于在聲學(xué)上再現(xiàn)消噪用音頻信號(hào)以
便以聲學(xué)方式合成消噪用音頻信號(hào)和噪聲；音頻強(qiáng)調(diào)單元，用于在來(lái)自消 噪用音頻信號(hào)生成單元的音頻信號(hào)中強(qiáng)調(diào)要收聽(tīng)的音頻成分；合成單元， 用于合成來(lái)自音頻強(qiáng)調(diào)單元的被強(qiáng)調(diào)了要收聽(tīng)的音頻成分的音頻信號(hào)和消 噪用音頻信號(hào)，以將該合成的信號(hào)提供到電聲轉(zhuǎn)換單元；以及控制單元， 用于執(zhí)行控制以僅就基于控制信號(hào)的區(qū)間向合成單元提供被音頻強(qiáng)調(diào)單元 強(qiáng)調(diào)了要收聽(tīng)的音頻成分的音頻信號(hào)。
根據(jù)上述配置，通過(guò)消噪處理單元消去或降低了實(shí)際音頻再現(xiàn)環(huán)境中的噪聲。此時(shí)也同時(shí)降低了要收聽(tīng)的音頻信號(hào)。另一方面，在消噪用音頻 信號(hào)的要收聽(tīng)的音頻成分被音頻強(qiáng)調(diào)單元所強(qiáng)調(diào)之后，要收聽(tīng)的音頻成分 被與消噪用音頻信號(hào)相合成并被提供到電聲轉(zhuǎn)換單元。從而，其噪聲已被 消噪處理單元所降低的要收聽(tīng)的音頻信號(hào)被與其音頻成分已被音頻強(qiáng)調(diào)單 元所強(qiáng)調(diào)的要收聽(tīng)的音頻信號(hào)相合成，從而收聽(tīng)者可收聽(tīng)合成的音頻。從 而，要收聽(tīng)的音頻信號(hào)被轉(zhuǎn)換成了用戶可以舒適地收聽(tīng)的清晰度有所改善 的音頻。
根據(jù)上述配置，其噪聲已被消噪處理單元所降低的要收聽(tīng)的音頻信號(hào) 被與其音頻成分已被音頻強(qiáng)調(diào)單元所強(qiáng)調(diào)的要收聽(tīng)的音頻信號(hào)相合成，從 而收聽(tīng)者可收聽(tīng)合成的音頻。從而，要收聽(tīng)的音頻信號(hào)被轉(zhuǎn)換成了用戶可 以舒適地收聽(tīng)的清晰度有所改善的音頻。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備的第一實(shí)施例的硬件配置 示例的框圖2是用于描述將被用于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的消噪系統(tǒng)的示例的示
圖3是用于描述圖2中的消噪系統(tǒng)的等效電路圖4是示出用于描述用于本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的消噪系統(tǒng)的示例的表達(dá) 式的示圖5是用于描述圖2中的消噪系統(tǒng)的示圖6是用于描述用于本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的消噪系統(tǒng)的另一示例的示
圖7是用于描述圖6中的消噪系統(tǒng)的等效電路圖8是用于描述用于本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的消噪系統(tǒng)的示例的示圖9是用于描述本發(fā)明的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備的第一實(shí)施例的操作的示
圖10是用于描述圖1中的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備的一部分的具體配置示 例的示圖；圖11是用于描述根據(jù)本發(fā)明的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備的第一實(shí)施例的操 作效果的示圖12是用于描述根據(jù)本發(fā)明的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備的第一實(shí)施例的操 作效果的示圖13是用于描述根據(jù)本發(fā)明的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備的第一實(shí)施例的操 作效果的示圖14是示出根據(jù)本發(fā)明的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備的第二實(shí)施例的硬件配 置示例的框圖15是用于描述根據(jù)本發(fā)明的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備的第二實(shí)施例的操 作效果的示圖16是用于描述根據(jù)本發(fā)明的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備的第二實(shí)施例的操 作效果的示圖17是用于描述根據(jù)本發(fā)明的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備的第三實(shí)施例的硬 件配置示例的框圖18是示出根據(jù)本發(fā)明的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備的第四實(shí)施例的硬件配 置示例的框圖19是用于描述根據(jù)本發(fā)明的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備的第四實(shí)施例的操 作的示圖20是示出根據(jù)本發(fā)明的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備的第四實(shí)施例的主要組 件的配置示例的框圖21是示出根據(jù)本發(fā)明的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備的第五實(shí)施例的硬件配 置示例的框圖22是示出根據(jù)本發(fā)明的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備的第六實(shí)施例的硬件配 置示例的框圖23是示出根據(jù)本發(fā)明的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備的第七實(shí)施例的硬件配 置示例的框圖24A和24B是示出根據(jù)本發(fā)明的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備的另一實(shí)施例的 硬件配置示例的框圖；并且
圖25A和25B是用于描述NR處理的示圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備和方法的實(shí)施例。
在本發(fā)明中，除了上述NR功能之外，在實(shí)際音頻再現(xiàn)環(huán)境中通過(guò)消 噪方法實(shí)現(xiàn)了噪聲的降低，從而總地改善了在聲電轉(zhuǎn)換單元(麥克風(fēng))處 收集的要收聽(tīng)的音頻的清晰度。
現(xiàn)在，將描述消噪(以下簡(jiǎn)稱為NC)技術(shù)。NC技術(shù)是這樣一種技
術(shù)，其中，根據(jù)在音頻收聽(tīng)空間內(nèi)在麥克風(fēng)處收集和獲得的噪聲生成消噪 用音頻信號(hào)，該消噪用音頻信號(hào)在聲學(xué)上與噪聲相合成，從而消去噪聲。 這是一種用于留下噪聲空間中想要的聲音并且消除不想要的聲音的技術(shù)。
NC功能與NR功能相似但不相同，NR通過(guò)信號(hào)處理在計(jì)算機(jī)上獲得 降噪效果，而NC通過(guò)在物理空間內(nèi)生成具有大體上與輸入音頻信號(hào)相反 的波形的信號(hào)來(lái)執(zhí)行消噪。在以下描述中，假定如上所述那樣區(qū)分NR和 NC。
NC系統(tǒng)的描述
在描述根據(jù)本發(fā)明的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備的實(shí)施例之前，將描述NC系 統(tǒng)。對(duì)于NC系統(tǒng)而言，存在反饋方法和前饋方法。注意，關(guān)于NC系統(tǒng) 的參考文獻(xiàn)包括日本未實(shí)審專利申請(qǐng)公開(kāi)No. 2008-122729。
反饋NC系統(tǒng)
首先，將描述反饋NC系統(tǒng)。圖2是示出安裝在反饋方法的NC功能 上的頭戴式耳機(jī)設(shè)備的配置示例的框圖。
為了幫助說(shuō)明，圖2僅示出關(guān)于頭戴式耳機(jī)設(shè)備的收聽(tīng)者11的右耳 側(cè)部分的配置。這對(duì)于描述下述的前饋方法的NC系統(tǒng)的情況也成立。注 意，左側(cè)部分當(dāng)然也以相同的方式配置。
圖2示出了這樣一種狀態(tài)，即，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，通過(guò)收聽(tīng)者11戴 上頭戴式耳機(jī)設(shè)備，收聽(tīng)者11的右耳被用于右耳的頭戴式耳機(jī)殼體(外 殼部分)12所覆蓋。在頭戴式耳機(jī)殼體12的內(nèi)側(cè)設(shè)置了頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng) 器單元(以下稱之為頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器)13，其充當(dāng)電聲轉(zhuǎn)換單元，用于聲學(xué)再現(xiàn)作為電信號(hào)的音頻信號(hào)。
然后，例如，通過(guò)音頻信號(hào)輸入端子14傳遞的音頻信號(hào)通過(guò)均衡器
電路15和加法電路16被提供到功率放大器17，通過(guò)功率放大器17傳遞 的音頻信號(hào)被提供到頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器13，并且被聲學(xué)再現(xiàn)。這樣，音樂(lè) 信號(hào)的再現(xiàn)聲音被發(fā)出到收聽(tīng)者11的右耳。
音頻信號(hào)輸入端子14由將被插入到便攜式音樂(lè)再現(xiàn)設(shè)備的頭戴式耳 機(jī)插孔中的頭戴式耳機(jī)插頭配置而成。在該NC系統(tǒng)中，設(shè)置了位于音頻 信號(hào)輸入端子14和用于左/右耳的頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器13之間的音頻信號(hào)傳 輸線內(nèi)的均衡器電路15、加法電路16、功率放大器17和NC功能單元 20。該NC功能單元20包括充當(dāng)聲電轉(zhuǎn)換單元的麥克風(fēng)21、麥克風(fēng)放大 器22、以及用于降噪的濾波器電路23，等等。
雖然在圖中沒(méi)有示出，但該NC功能單元20通過(guò)連接線纜連接到頭戴 式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器13、麥克風(fēng)21、以及構(gòu)成音頻信號(hào)輸入端子14的頭戴式耳 機(jī)插頭。標(biāo)號(hào)20a、 20b和20c表示連接線纜連接到頭戴式耳機(jī)設(shè)備的連接 端子部分。
在圖2的示例的NC系統(tǒng)中，從頭戴式耳機(jī)殼體12外的噪聲源18侵 入到收聽(tīng)者11的音樂(lè)收聽(tīng)位置中的噪聲在收聽(tīng)者11的音樂(lè)收聽(tīng)環(huán)境中通 過(guò)反饋方法被降低。這樣，收聽(tīng)者ll可以在舒適的環(huán)境中收聽(tīng)音樂(lè)。
在反饋NC系統(tǒng)中，在麥克風(fēng)21處收集收聽(tīng)者11的音樂(lè)收聽(tīng)位置的 聲學(xué)合成位置(消噪點(diǎn)Pc)處的噪聲，其中在該聲學(xué)合成位置處噪聲和消 噪用音頻信號(hào)的聲學(xué)再現(xiàn)音頻被合成。
從而，在反饋NC系統(tǒng)中，在頭戴式耳機(jī)殼體(外殼部分)12的內(nèi)側(cè) 的消噪點(diǎn)Pc處設(shè)置了用于噪聲收集的麥克風(fēng)21 。麥克風(fēng)21的位置處的聲 音成為控制點(diǎn)，因此噪聲衰減效果被考慮在內(nèi)，并且消噪點(diǎn)Pc通常被認(rèn) 為是接近耳朵的位置，即頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器13的振膜的正面，并且麥克 風(fēng)21被設(shè)置在該位置處。
在NC系統(tǒng)中，在該麥克風(fēng)21處收集的噪聲的逆相位成分在消噪用音 頻信號(hào)生成單元(以下稱之為"NC用音頻信號(hào)生成單元")處被生成， 作為消噪用音頻信號(hào)(以下稱為NC用音頻信號(hào))。然后，該所生成的NC用音頻信號(hào)被提供到頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器13以被聲學(xué)再現(xiàn)，從而降低從 外部侵入到頭戴式耳機(jī)殼體12中的噪聲。
在這里，噪聲源18處的噪聲和侵入到頭戴式耳機(jī)殼體12中的噪聲18' 不具有相同屬性。但是，在反饋NC系統(tǒng)中，侵入到頭戴式耳機(jī)殼體12中 的噪聲18'，即作為降低目標(biāo)的噪聲18'，在麥克風(fēng)21處被收集。
從而，在反饋方法中，NC用音頻信號(hào)生成單元應(yīng)當(dāng)生成上述噪聲18' 的逆相位成分以消去麥克風(fēng)21在消噪點(diǎn)Pc處收集的噪聲18'。
在圖2的示例中，數(shù)字濾波器電路23被用作反饋方法的NC用音頻信 號(hào)生成單元。在本實(shí)施例中，NC用音頻信號(hào)是通過(guò)反饋方法生成的，因 此數(shù)字濾波器電路23在下文中將被稱為FB濾波器電路23。
FB濾波器電路23由DSP (數(shù)字信號(hào)處理器)232、設(shè)置在其前級(jí)的 A/D轉(zhuǎn)換電路231、以及設(shè)置在其后級(jí)的D/A轉(zhuǎn)換電路233配置而成。
在麥克風(fēng)21處收集和獲得的模擬音頻信號(hào)通過(guò)麥克風(fēng)放大器22被提 供到FB濾波器電路23，并且被A/D轉(zhuǎn)換電路231轉(zhuǎn)換成數(shù)字音頻信號(hào)。 然后，該數(shù)字音頻信號(hào)被提供到DSP232。
在DSP 232中，配置了用于生成反饋方法的數(shù)字NC用音頻信號(hào)的數(shù) 字濾波器。該數(shù)字濾波器從輸入其中的數(shù)字音頻信號(hào)生成上述數(shù)字NC用 音頻信號(hào)，該數(shù)字NC用音頻信號(hào)具有與充當(dāng)對(duì)其設(shè)定的參數(shù)的濾波器系 數(shù)相對(duì)應(yīng)的屬性。預(yù)定的濾波器系數(shù)被設(shè)定為預(yù)先設(shè)定到DSP 232的數(shù)字 濾波器的濾波器系數(shù)。
但是，例如，可以進(jìn)行一種布置，其中，與實(shí)際的多種類型的再現(xiàn)聲 學(xué)環(huán)境相對(duì)應(yīng)的濾波器系數(shù)被預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，并且用戶根據(jù)當(dāng)時(shí)的 再現(xiàn)聲學(xué)環(huán)境來(lái)選擇濾波器系數(shù)以將其設(shè)定在數(shù)字濾波器中。
然后，在DSP 232處生成的數(shù)字NC用音頻信號(hào)在D/A轉(zhuǎn)換電路233 處被轉(zhuǎn)換成模擬NC用音頻信號(hào)。然后，該模擬NC用音頻信號(hào)作為FB濾 波器電路23的輸出信號(hào)被提供到加法電路16。
收聽(tīng)者11希望通過(guò)頭戴式耳機(jī)收聽(tīng)的輸入音頻信號(hào)(音樂(lè)信號(hào)等 等)S通過(guò)音頻信號(hào)輸入端子14和均衡器電路15被提供到加法電路16。 均衡器電路15使輸入音頻信號(hào)經(jīng)歷聲學(xué)校正。
14作為加法電路16的加法結(jié)果的音頻信號(hào)通過(guò)功率放大器17被提供到
頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器13，并且被聲學(xué)地再現(xiàn)。被聲學(xué)再現(xiàn)并從頭戴式耳機(jī)驅(qū) 動(dòng)器13發(fā)出的音頻包括在FB濾波器電路23處生成的NC用音頻信號(hào)的 聲學(xué)再現(xiàn)成分。在頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器13處聲學(xué)再現(xiàn)并發(fā)出的音頻中，NC 用音頻信號(hào)的聲學(xué)再現(xiàn)成分和噪聲18'被聲學(xué)合成，從而降低(消去)消 噪點(diǎn)Pc處的噪聲18'。
將參考圖3采用傳遞函數(shù)來(lái)描述上述反饋NC系統(tǒng)的消噪操作。具體 來(lái)說(shuō)，在圖3中示出通過(guò)用其傳遞函數(shù)來(lái)表示每個(gè)單元的、與圖2所示的 框圖相對(duì)應(yīng)的框圖。在圖3中，A表示功率放大器17的傳遞函數(shù)，D表示 頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器13的傳遞函數(shù)，M表示與麥克風(fēng)21和麥克風(fēng)放大器22 相對(duì)應(yīng)的部分的傳遞函數(shù)，并且-/3表示為反饋設(shè)計(jì)的濾波器的傳遞函數(shù)。 另外，H表示從頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器13到麥克風(fēng)21的空間的傳遞函數(shù)，并 且E表示將被應(yīng)用到作為收聽(tīng)目標(biāo)的音頻信號(hào)S的均衡器的傳遞函數(shù)。假 定上述傳遞函數(shù)是用復(fù)數(shù)表示法來(lái)指示的。
另外，在圖3中，N表示從外部噪聲源侵入到頭戴式耳機(jī)殼體12內(nèi)的 麥克風(fēng)21的位置附近的噪聲，并且P表示到達(dá)收聽(tīng)者11的耳朵的聲壓。 注意，外部噪聲在頭戴式耳機(jī)殼體12內(nèi)傳播的可設(shè)想原因的示例包括噪 聲作為聲壓從耳墊部分的縫隙漏入的情況，以及由于頭戴式耳機(jī)殼體12 接收聲壓并振動(dòng)而使得聲音在頭戴式耳機(jī)殼體12內(nèi)傳播的情況。
當(dāng)如圖3所示那樣表示時(shí)，圖3中的框可利用圖4中的(表達(dá)式1) 來(lái)表示。在該(表達(dá)式1)中，關(guān)注噪聲N，可以發(fā)現(xiàn)，噪聲N被衰減到 1 / (1 + ADHM的。但是，為了使得(表達(dá)式1)的系統(tǒng)在降噪目標(biāo)頻帶上 以穩(wěn)定的方式作為消噪機(jī)構(gòu)操作，圖4中的(表達(dá)式2)必須成立。
一般來(lái)說(shuō)，與圖4中的(表達(dá)式2)有關(guān)的系統(tǒng)的穩(wěn)定性可結(jié)合反饋 NC系統(tǒng)中的每個(gè)傳遞函數(shù)的乘積的絕對(duì)值等于或大于1 (1 << IADHMPI)這一事實(shí)以及經(jīng)典控制理論中的奈奎斯特穩(wěn)定性判別來(lái)如下解 釋。
在圖3中，通過(guò)切斷與噪聲N有關(guān)的環(huán)路部分(從麥克風(fēng)21到頭戴 式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器13的環(huán)路部分)的一部分來(lái)考慮傳遞函數(shù)的"開(kāi)環(huán)"(-ADHM/3)。這具有如圖5所示的波特圖所表示的屬性。
在該開(kāi)環(huán)被當(dāng)作目標(biāo)的情況下，從奈奎斯特穩(wěn)定性區(qū)別的角度來(lái)看，
必須滿足圖5中的以下兩個(gè)條件。
當(dāng)經(jīng)過(guò)O度相位點(diǎn)時(shí)增益必須小于0 dB .當(dāng)增益等于或大于OdB時(shí)，不得包括O度相位點(diǎn)。 在不滿足上述兩個(gè)條件的情況下，正反饋被施加到環(huán)路，因此導(dǎo)致振
蕩(嘯聲)。在圖5中，Pa和Pb表示相位裕量，Ga和Gb表示增益裕
量，并且當(dāng)這些裕量較小時(shí)，由于頭戴式耳機(jī)的佩戴的個(gè)體差異和不規(guī)則
性，振蕩的風(fēng)險(xiǎn)增大了。
接下來(lái)，除了上述的降噪功能外，將描述從頭戴式耳機(jī)的頭戴式耳機(jī)
驅(qū)動(dòng)器再現(xiàn)想要的聲音的情況。
在圖3中，作為收聽(tīng)目標(biāo)的音頻信號(hào)S是原本在頭戴式耳機(jī)的頭戴式
耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器處將要再現(xiàn)的信號(hào)的總括，例如殼體外部的麥克風(fēng)的聲音(用
作助聽(tīng)器)、通過(guò)通信的音頻信號(hào)(用作頭戴式送受話器)，等等，實(shí)際
上還有音頻信號(hào)。
在上述(表達(dá)式1)中，聲壓P例如由圖4中的(表達(dá)式4)表示， 注意到例如圖4所示的(表達(dá)式3)那樣的信號(hào)S (如果均衡器E被設(shè)定 的話)。
在這里，H表示從頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器13到麥克風(fēng)21 (耳朵)的傳遞 函數(shù)，并且A和D分別表示功率放大器17和頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器13的屬性 的傳遞函數(shù)。從而，如果假定麥克風(fēng)21的位置非常接近耳朵位置，則可 以發(fā)現(xiàn)，根據(jù)此示例的頭戴式耳機(jī)設(shè)備，可以獲得與沒(méi)有NC功能的頭戴 式耳機(jī)相同的屬性。注意，此時(shí)，均衡器電路15的傳遞屬性E從頻率軸 來(lái)看一般具有與開(kāi)環(huán)屬性相同的屬性。
如上所述，在具有圖2中的配置的頭戴式耳機(jī)設(shè)備中，收聽(tīng)者可以在 降低噪聲的同時(shí)沒(méi)有任何問(wèn)題地收聽(tīng)要收聽(tīng)的音頻信號(hào)。但是，在此情況 下，為了獲得充分的消噪效果，與從噪聲源18傳送到頭戴式耳機(jī)殼體12 內(nèi)側(cè)的噪聲的屬性相對(duì)應(yīng)的濾波器系數(shù)必須被設(shè)定到由DSP 232配置而成 的數(shù)字濾波器。前饋NC系統(tǒng)
圖6是用于描述前饋NC系統(tǒng)的框圖。在圖6中，與圖2的情況中相 同的部分用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示。圖6的示例中的NC功能單元30被配置為 包括充當(dāng)聲電轉(zhuǎn)換單元的麥克風(fēng)31、麥克風(fēng)放大器32、以及用于降噪的 濾波器電路33。
與上述反饋方法的NC功能單元20相同，NC功能單元30通過(guò)連接線 纜連接到頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器13、麥克風(fēng)31和構(gòu)成音頻信號(hào)輸入端子14的 頭戴式耳機(jī)插頭。標(biāo)號(hào)30a、 30b和30c表示連接線纜連接到NC功能單元 30的連接端子部分。
在圖6的示例中，從頭戴式耳機(jī)殼體12外部的噪聲源18侵入到頭戴 式耳機(jī)殼體12內(nèi)的收聽(tīng)者11的音樂(lè)收聽(tīng)位置中的噪聲在收聽(tīng)者11的音樂(lè) 收聽(tīng)環(huán)境中通過(guò)前饋方法被降低，從而使得收聽(tīng)者11可以在舒適的環(huán)境 中收聽(tīng)音樂(lè)。
在前饋NC系統(tǒng)中，基本上，如圖6所示，麥克風(fēng)31被安裝在頭戴式 耳機(jī)殼體12之外。在該NC系統(tǒng)中，在麥克風(fēng)31處收集的噪聲18經(jīng)歷適 當(dāng)?shù)臑V波處理以生成消噪用音頻信號(hào)。然后，所生成的消噪用音頻信號(hào)在 頭戴式耳機(jī)殼體12內(nèi)的頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器13處被聲學(xué)再現(xiàn)，并且噪聲 (噪聲18')在接近收聽(tīng)者11的耳朵的位置處被消去。
在麥克風(fēng)31處收集的噪聲18和頭戴式耳機(jī)殼體12內(nèi)的噪聲18'具有 與兩者的空間位置的差異(包括頭戴式耳機(jī)殼體12的外部和內(nèi)部之間的 差異)相對(duì)應(yīng)的不同屬性。從而，在前饋方法中，在預(yù)期在麥克風(fēng)31處 收集的來(lái)自噪聲源18的噪聲與消噪點(diǎn)Pc處的噪聲18'之間的空間傳遞函數(shù) 的差異的同時(shí)生成NC用音頻信號(hào)。
在本實(shí)施例中，濾波器電路33被用作前饋方法的NC用音頻信號(hào)生成 單元。在本實(shí)施例中，NC用音頻信號(hào)是通過(guò)前饋方法生成的，因此濾波 器電路33在下面將被稱為FF濾波器電路33。
FF濾波器電路33完全與FB濾波器電路23相同，由DSP (數(shù)字信號(hào) 處理器)332、設(shè)置在其前級(jí)的A/D轉(zhuǎn)換電路331、以及設(shè)置在其后級(jí)的 D/A轉(zhuǎn)換電路333配置而成。
17然后，如圖6所示，在麥克風(fēng)31處收集和獲得的模擬音頻信號(hào)通過(guò)
麥克風(fēng)放大器32被提供到FF濾波器電路33，并且被A/D轉(zhuǎn)換電路331轉(zhuǎn) 換成數(shù)字音頻信號(hào)。然后，該數(shù)字音頻信號(hào)被提供到DSP 332。
在DSP 332中，配置了用于生成前饋方法的數(shù)字NC用音頻信號(hào)的數(shù) 字濾波器。該數(shù)字濾波器從輸入其中的數(shù)字音頻信號(hào)生成上述數(shù)字NC用 音頻信號(hào)，該數(shù)字NC用音頻信號(hào)具有與充當(dāng)對(duì)其設(shè)定的參數(shù)的濾波器系 數(shù)相對(duì)應(yīng)的屬性。將要被設(shè)定到DSP 332的數(shù)字濾波器的濾波器系數(shù)的設(shè) 定方式與上述DSP 232的情況相同。
然后，在DSP 332的數(shù)字濾波器中，生成根據(jù)這樣設(shè)定的濾波器系數(shù) 的數(shù)字消噪用音頻信號(hào)。
然后，在DSP 332處生成的數(shù)字消噪用音頻信號(hào)在D/A轉(zhuǎn)換電路333 處被轉(zhuǎn)換成模擬NC用音頻信號(hào)。然后，該模擬NC用音頻信號(hào)作為FF濾 波器電路33的輸出信號(hào)被提供到加法電路16。
收聽(tīng)者11希望通過(guò)頭戴式耳機(jī)收聽(tīng)的輸入音頻信號(hào)(音樂(lè)信號(hào)等 等)S通過(guò)音頻信號(hào)輸入端子14和均衡器電路15被提供到加法電路16。 均衡器電路15使輸入音頻信號(hào)經(jīng)歷聲學(xué)校正。
作為加法電路16的加法結(jié)果的音頻信號(hào)通過(guò)功率放大器17被提供到 頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器13，并且被聲學(xué)地再現(xiàn)。被聲學(xué)再現(xiàn)并從頭戴式耳機(jī)驅(qū) 動(dòng)器13發(fā)出的音頻包括在FB濾波器33處生成的NC用音頻信號(hào)的聲學(xué) 再現(xiàn)成分。在頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器13處聲學(xué)再現(xiàn)并發(fā)出的音頻中，NC用音 頻信號(hào)的聲學(xué)再現(xiàn)成分和噪聲18'被聲學(xué)合成，從而降低(消去)消噪點(diǎn) Pc處的噪聲18'。
FF濾波器電路33的配置與FB濾波器電路23的相同，但是兩者之間 的差異在于，將被提供給構(gòu)成DSP 332的數(shù)字濾波器的濾波器系數(shù)是針對(duì) 反饋方法的或者針對(duì)前饋方法的。
接下來(lái)，將參考圖7通過(guò)采用傳遞函數(shù)來(lái)描述前饋NC系統(tǒng)的消噪操 作。與圖6所示的框圖相對(duì)應(yīng)的圖7是通過(guò)采用其傳遞函數(shù)來(lái)表示每個(gè)單 元的框圖。
在圖7中，A表示功率放大器17的傳遞函數(shù)，D表示頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器13的傳遞函數(shù)，M表示與麥克風(fēng)31和麥克風(fēng)放大器32相對(duì)應(yīng)的部分 的傳遞函數(shù)，并且-ce表示為前饋設(shè)計(jì)的濾波器的傳遞函數(shù)。另外，H表示 從頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器13到消去點(diǎn)Pc的空間的傳遞函數(shù)，并且E表示將被 應(yīng)用到作為收聽(tīng)目標(biāo)的音頻信號(hào)S的均衡器的傳遞函數(shù)。另外，F(xiàn)表示從 外部噪聲源18的噪聲N的位置到收聽(tīng)者的耳朵的消去點(diǎn)Pc的位置的傳遞 函數(shù)。
當(dāng)如圖7所示那樣表示時(shí)，圖7中的框可利用圖4中的(表達(dá)式5) 來(lái)表示。注意，F(xiàn)'表示從噪聲源到麥克風(fēng)位置的傳遞函數(shù)。假定上述傳遞 函數(shù)是用復(fù)數(shù)表示法來(lái)指示的。
現(xiàn)在，在考慮理想狀態(tài)時(shí)，如果傳遞函數(shù)F被表示為例如圖4中的 (表達(dá)式6)所示，則圖4中的(表達(dá)式5)可利用圖4中的(表達(dá)式7) 來(lái)表示，其中噪聲被消去，并且只有音樂(lè)信號(hào)(或者作為收聽(tīng)目標(biāo)的音 樂(lè)，等等)被留下。這樣，可以發(fā)現(xiàn)，即使利用圖6中的NC系統(tǒng)，收聽(tīng) 者也可以收聽(tīng)與普通頭戴式耳機(jī)操作的聲音相同的聲音。此時(shí)的聲壓P被 表示為例如圖4中的(表達(dá)式7)所示。
但是，實(shí)際上，具有使得圖4中的(表達(dá)式6)完全成立的傳遞函數(shù) 的完整濾波器配置是很困難的。尤其，對(duì)于中頻和高頻，取決于個(gè)人的安 裝狀態(tài)和耳朵形狀，個(gè)體差異是很大的，并且屬性根據(jù)噪聲位置和麥克風(fēng) 位置而改變。根據(jù)這種原因，通常，對(duì)于中頻和高頻，不執(zhí)行上述的主動(dòng) 消噪處理，而經(jīng)常在頭戴式耳機(jī)殼體12處執(zhí)行被動(dòng)聲音隔離。
注意，從數(shù)值表達(dá)式明顯可見(jiàn)，圖4中的(表達(dá)式6)意味著從噪聲 源到耳朵位置的傳遞函數(shù)是用包括數(shù)字濾波器的傳遞函數(shù)a的電路來(lái)模擬 的。
注意，如圖6所示，圖6的示例的前饋型中的消去點(diǎn)可被設(shè)定到收聽(tīng) 者的任意耳朵位置，這與圖2所示的反饋型是不同的。
但是，在通常情況下，a是固定的，并且是在設(shè)計(jì)階段以某個(gè)目標(biāo)屬 性為對(duì)象來(lái)確定的。耳朵形狀取決于個(gè)人而有所不同，從而，無(wú)法獲得充 分的消噪效果，并且噪聲成分被添加了非逆相位，從而發(fā)生出現(xiàn)異常噪聲 的現(xiàn)象。一般來(lái)說(shuō)，如圖8所示，在前饋方法中，振蕩的可能性較低，并且從 而穩(wěn)定性較高，但是難以獲得充分的衰減幅度。另一方面，在反饋方法 中，并不能夠預(yù)期較大的衰減幅度，但是系統(tǒng)穩(wěn)定性很重要。
注意，可以進(jìn)行一種布置，其中，上述描述中的均衡器電路15被配
置在DSP 332內(nèi)，音頻信號(hào)S被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并且被提供到DSP332 內(nèi)的均衡器電路。
注意，已經(jīng)描述了 FB濾波器電路23和FF濾波器電路33具有數(shù)字處 理電路配置的情況，但是也可具有模擬處理電路配置。 實(shí)施例的描述
當(dāng)嘗試通過(guò)上述NC技術(shù)在實(shí)際音頻再現(xiàn)環(huán)境中執(zhí)行降噪時(shí)，要收聽(tīng) 的音頻信號(hào)在實(shí)際噪聲環(huán)境下在充當(dāng)聲電轉(zhuǎn)換單元的示例的麥克風(fēng)處被收 集，因此要收聽(tīng)的音頻信號(hào)也被該NC功能所降低。在以下實(shí)施例中，被 NC功能降低了的要收聽(tīng)的音頻信號(hào)通過(guò)NR技術(shù)而經(jīng)歷音頻強(qiáng)調(diào)。
第一實(shí)施例
硬件配置示例
圖1是根據(jù)本發(fā)明的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備的第一實(shí)施例的框圖。第一實(shí) 施例是降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備己被應(yīng)用到上述頭戴式耳機(jī)設(shè)備的情況。從而， 與上述相同的部分將用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示。注意，為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，圖1只 示出關(guān)于兩個(gè)左右聲道中的一個(gè)聲道的配置示例。對(duì)于另一聲道也可以通 過(guò)相同的方式來(lái)配置相同的配置。
根據(jù)第一實(shí)施例的頭戴式耳機(jī)設(shè)備具有前饋方法NC系統(tǒng)(圖6)的 配置。從而，包括在頭戴式耳機(jī)殼體外部設(shè)置的麥克風(fēng)31處收集的噪聲 的音頻信號(hào)被提供到前饋方法的NC用濾波器電路(FF濾波器電路)33。
然后，在NC用濾波器電路33處生成的NC用音頻信號(hào)通過(guò)加法電路 16和功率放大器17被提供到頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器13。這樣，如上所述，利 用前饋方法，實(shí)際音頻再現(xiàn)收聽(tīng)環(huán)境中的噪聲被降低了。
然后，在第一實(shí)施例中，例如，在收聽(tīng)音樂(lè)期間，作為要舒適地收聽(tīng) 的音頻，諸如談話音頻之類的要收聽(tīng)的音頻可在戴上頭戴式耳機(jī)的狀態(tài)中 從頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器13收聽(tīng)。
20在根據(jù)第一實(shí)施例的頭戴式耳機(jī)設(shè)備中，在操作單元46上設(shè)置了音 頻監(jiān)視按鈕。在第一實(shí)施例中，在音頻監(jiān)視按鈕被按壓的區(qū)間(以下稱之 為"監(jiān)視按鈕ON區(qū)間")期間，要收聽(tīng)的談話音頻等等被強(qiáng)調(diào)，并且在
頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器13處被聲學(xué)再現(xiàn)。
從而，在第一實(shí)施例中，從麥克風(fēng)放大器32到麥克風(fēng)31收集的外部 音頻的音頻信號(hào)通過(guò)非必要頻帶去除濾波器41被提供到NR處理單元 42，并且經(jīng)歷音頻強(qiáng)調(diào)。
然后，來(lái)自NR處理單元42的經(jīng)歷了音頻強(qiáng)調(diào)的音頻信號(hào)通過(guò)用于收 聽(tīng)僅關(guān)于期望收聽(tīng)區(qū)間的要收聽(tīng)的音頻的開(kāi)關(guān)電路43被提供到加法電路 16。
注意，在本示例中，采用了前饋NC技術(shù)，因此可在麥克風(fēng)31處收集 要收聽(tīng)的外部音頻。從而，NC功能中的噪聲收集和對(duì)要收聽(tīng)的外部音頻 的收集共用麥克風(fēng)31。但是，可以為NC功能中的噪聲收集和對(duì)要收聽(tīng)的 外部音頻的收集采用不同的麥克風(fēng)。
非必要頻帶去除濾波器41用于去除除了要收聽(tīng)的音頻成分之外的非 必要頻帶音頻成分，并且不是必不可少的，而是可以不設(shè)置。在此示例 中，諸如談話音頻之類的語(yǔ)音音頻被當(dāng)作收聽(tīng)目標(biāo)，因此非必要頻帶去除 濾波器41具有帶通濾波器配置，例如，以300 Hz至3 kHz的頻帶作為通 帶。
在第一實(shí)施例中，NR處理單元42執(zhí)行上述SS方法的NR處理。具 體來(lái)說(shuō)，從來(lái)自非必要頻帶去除濾波器41的音頻信號(hào)的功率譜中減去估 計(jì)噪聲的功率譜，從而降低噪聲。
在第一實(shí)施例中，要減去的噪聲的功率譜被當(dāng)作實(shí)際音頻再現(xiàn)環(huán)境下 的音頻監(jiān)視時(shí)的噪聲的功率譜。因此，在第一實(shí)施例中，如圖9所示，監(jiān) 視按鈕ON區(qū)間被劃分成充當(dāng)?shù)谝徊糠謪^(qū)間的噪聲收集模式區(qū)間，以及隨 后的降噪模式(NR模式)區(qū)間。
作為噪聲收集模式區(qū)間的長(zhǎng)度，可以取這樣的長(zhǎng)度，其中，生成實(shí)際 音頻再現(xiàn)環(huán)境下的音頻監(jiān)視時(shí)的噪聲的功率譜，并且可將所生成的功率譜 存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中。
21在降噪模式區(qū)間中，在降噪模式區(qū)間即將開(kāi)始之前的噪聲收集模式區(qū) 間中存儲(chǔ)的噪聲的功率譜被從來(lái)自非必要頻帶去除濾波器41的音頻信號(hào) 的功率譜中減去，從而降低噪聲以強(qiáng)調(diào)要收聽(tīng)的音頻。
控制單元44識(shí)別操作單元46的音頻監(jiān)視按鈕的ON/OFF，以控制噪 聲收集模式區(qū)間處的處理和降噪模式區(qū)間處的處理。具體來(lái)說(shuō)，在噪聲收 集模式區(qū)間中，控制單元44控制噪聲的功率譜在噪聲信息存儲(chǔ)單元45中 的存儲(chǔ)。另外，在降噪?yún)^(qū)間中，控制單元44執(zhí)行以下控制，其中，噪聲 的功率譜被從噪聲信息存儲(chǔ)單元45中讀出，并且被提供到NR處理單元 42以便進(jìn)行減法。
然后，控制單元44執(zhí)行以下控制，其中，開(kāi)關(guān)電路43僅在降噪模式 區(qū)間被接通。
圖10示出了本示例的NR處理單元42的具體配置示例。具體來(lái)說(shuō)， 來(lái)自非必要頻帶去除濾波器41的音頻信號(hào)在A/D轉(zhuǎn)換器401處被轉(zhuǎn)換成 數(shù)字音頻信號(hào)，然后被提供到FFT (快速傅立葉變換)處理單元402，并 且經(jīng)歷傅立葉變換。然后，在噪聲收集模式區(qū)間中，來(lái)自FFT處理單元 402的每個(gè)頻譜成分在譜平均處理單元403處被取平均，以生成噪聲的功 率譜。
然后，在噪聲收集模式區(qū)間中，來(lái)自譜平均處理單元403的噪聲的功 率譜被傳送到控制單元44?？刂茊卧?4把所獲得的噪聲的功率譜存儲(chǔ)在 噪聲信息存儲(chǔ)單元45中。
另外，由來(lái)自FFT處理單元402的每個(gè)頻譜構(gòu)成的音頻信號(hào)的功率譜 被提供到譜減法處理單元404。然后，控制單元44從噪聲信息存儲(chǔ)單元 45中讀出噪聲的功率譜，并將其提供給譜減法處理單元404。
譜減法處理單元404從來(lái)自FFT處理單元402的音頻信號(hào)的功率譜中 減去上述噪聲的功率譜。然后，譜減法處理單元404將減法結(jié)果的譜提供 給音樂(lè)噪聲去除濾波器405。音樂(lè)噪聲去除濾波器405從減法結(jié)果的譜中 執(zhí)行音樂(lè)噪聲去除處理以將該去除后的譜提供給IFFT (逆FFT)處理單元 406。 IFFT處理單元406將其中去除了音樂(lè)噪聲的減法結(jié)果的譜返回到充 當(dāng)時(shí)序信號(hào)的數(shù)字音頻信號(hào)。然后，IFFT處理單元406將數(shù)字音頻信號(hào)提供到D/A轉(zhuǎn)換器407。 D/A轉(zhuǎn)換器407將數(shù)字音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬音頻信號(hào)，并且將該模擬音頻 信號(hào)輸出到NR處理單元42作為輸出信號(hào)。
第一實(shí)施例的操作
如圖9所示，當(dāng)操作單元46的音頻監(jiān)視按鈕未被按壓時(shí)，在圖l的設(shè) 備中，開(kāi)關(guān)電路43被控制單元44關(guān)斷，這防止了 NR處理單元42的系統(tǒng) 激活。因此，根據(jù)第一實(shí)施例的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備(頭戴式耳機(jī)設(shè)備)成 為了其中只有NC功能單元為活動(dòng)的正常NC模式。
在正常NC模式中，外部噪聲被降低。然后，通過(guò)音頻信號(hào)輸入端子 14輸入的音頻信號(hào)通過(guò)均衡器電路15、加法電路16和功率放大器17被提 供到頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器13，并且在外部噪聲被降低的狀態(tài)中被舒適地再 現(xiàn)。
在正常NC模式的狀態(tài)中，當(dāng)用戶按壓操作單元46的音頻監(jiān)視按鈕以 接通它以便收聽(tīng)例如另一方的語(yǔ)音時(shí)，控制單元44把根據(jù)第一實(shí)施例的 設(shè)備設(shè)定到噪聲收集模式。然后，在該噪聲收集模式中，如上所述，控制 單元44將NR處理單元42的譜平均處理單元403的輸出存儲(chǔ)在噪聲信息 存儲(chǔ)單元45中，作為此時(shí)刻外部環(huán)境中的噪聲的功率譜。
在向噪聲信息存儲(chǔ)單元45中存儲(chǔ)噪聲的功率譜的操作完成后，控制 單元44把根據(jù)第一實(shí)施例的設(shè)備切換到降噪模式。在降噪模式中，控制 單元44接通開(kāi)關(guān)電路43，并且還從噪聲信息存儲(chǔ)單元45中讀出噪聲的功 率譜，以將其提供給NR處理單元42的譜減法處理單元404。
從而，在NR處理單元42中，譜減法處理單元404從在麥克風(fēng)31處 收集的音頻信號(hào)的功率譜中減去噪聲的功率譜。然后，該減法結(jié)果通過(guò)音 樂(lè)噪聲去除濾波器405被提供到IFFT處理單元406，并且被轉(zhuǎn)換成數(shù)字音 頻信號(hào)，該數(shù)字音頻信號(hào)是時(shí)間軸信號(hào)。該數(shù)字音頻信號(hào)被D/A轉(zhuǎn)換器 407轉(zhuǎn)換成模擬音頻信號(hào)，并且通過(guò)開(kāi)關(guān)電路43被提供到加法電路16， 并且被添加到來(lái)自均衡器電路15的音頻信號(hào)和NC用音頻信號(hào)。該加法信 號(hào)通過(guò)功率放大器17被提供到頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器13，并且被聲學(xué)再現(xiàn)。
將參考圖11至圖13的頻率屬性圖來(lái)進(jìn)一步描述降噪模式中的音頻強(qiáng)200910151246.8
調(diào)操作。
現(xiàn)在，假定降噪模式中的外部環(huán)境音頻例如是圖11中的(A)和圖
12中的(A)的情況。在圖11中的(A)和圖12中的(A)中，外部環(huán)境 是噪聲環(huán)境，噪聲水平較高，并且另一方的語(yǔ)音音頻信號(hào)Sm處于被噪聲 N所模糊的狀態(tài)中。注意，圖11中的(A)和圖12中的(A)是完全相同 的圖。
在這種外部環(huán)境中，對(duì)于根據(jù)第一實(shí)施例的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備而言， 通過(guò)例如圖11的(B)中的陰影部分中所示的NC功能的消噪效果來(lái)降低 噪聲。但是，此時(shí)，要收聽(tīng)的音頻信號(hào)Sm也成了被降低的音頻信號(hào) Sm'，例如圖ll的(B)中的實(shí)線中所示。
另一方面，在NR處理單元42中，圖12的(A)中所示的外部環(huán)境 的噪聲N被降低，例如圖12的(B)中的實(shí)線中的噪聲N'所示，并且要 收聽(tīng)的音頻信號(hào)Sm經(jīng)歷音頻強(qiáng)調(diào)。
然后，在加法電路16中，如圖11的(B)所示，由于消噪效果而被 降低的音頻信號(hào)Sm'和如圖12的(B)所示被降低了噪聲并且經(jīng)歷了音頻 強(qiáng)調(diào)的音頻信號(hào)Sm被相加。因此，如圖13所示，由于消噪效果而被降低 的音頻信號(hào)Sm'和通過(guò)NR處理單元42而經(jīng)歷音頻強(qiáng)調(diào)的音頻信號(hào)Sm的 合成信號(hào)與經(jīng)歷了消噪和降噪的噪聲相比得到了強(qiáng)調(diào)。
從而，來(lái)自頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器13的聲學(xué)再現(xiàn)聲音成為音頻信號(hào)Sm'和 被NR處理單元42進(jìn)行音頻強(qiáng)調(diào)的音頻信號(hào)Sm的合成聲音，從而收聽(tīng)者 可以在音頻清晰度改善的情況下收聽(tīng)音頻信號(hào)。
第二實(shí)施例
在上述第一實(shí)施例中，對(duì)于來(lái)自麥克風(fēng)31的音頻信號(hào)，并行設(shè)置了 NC處理系統(tǒng)和NR處理單元42。也就是說(shuō)，進(jìn)行了一種布置，其中，來(lái) 自麥克風(fēng)31的音頻信號(hào)被提供到NC用濾波器電路33，并且還通過(guò)非必 要頻帶去除濾波器41被提供到NR處理單元42。
另一方面，在第二實(shí)施例中，如圖14所示，來(lái)自NC用濾波器電路 33的NC用音頻信號(hào)的逆相位的輸出信號(hào)被提供到非必要頻帶去除濾波器 41。在這里，NC用音頻信號(hào)的逆相位的輸出信號(hào)是消噪信號(hào)的逆相 信號(hào)，因此包括同一相位的在麥克風(fēng)31處收集的噪聲和語(yǔ)音信號(hào)。其他配 置與上述第一實(shí)施例相同。
也就是說(shuō)，在第二實(shí)施例中，來(lái)自NC用濾波器電路33的NC用音頻 信號(hào)的逆相位信號(hào)中包括的音頻信號(hào)在非必要頻帶去除濾波器41處經(jīng)歷 非必要頻帶去除，然后被NR處理單元42進(jìn)行音頻強(qiáng)調(diào)。然后，在降噪模 式中，該經(jīng)過(guò)音頻強(qiáng)調(diào)的音頻信號(hào)通過(guò)開(kāi)關(guān)電路43在加法電路16被添加 到NC用音頻信號(hào)。
注意，在第二實(shí)施例中，在噪聲收集模式中，來(lái)自NC用濾波器電路 33的NC用音頻信號(hào)的逆相位信號(hào)中包括的噪聲的功率譜被控制單元44 存儲(chǔ)在噪聲信息存儲(chǔ)單元45中。然后，以與上述第一實(shí)施例中相同的方 式，在降噪模式中，所存儲(chǔ)的噪聲的功率譜被提供到NR處理單元42，并 且被用于SS方法處理。
第二實(shí)施例的操作
在第二實(shí)施例中，同樣，噪聲收集模式在音頻監(jiān)視按鈕的按壓區(qū)間的 第一區(qū)間是活動(dòng)的，并且降噪模式在其隨后區(qū)間是活動(dòng)的，從而執(zhí)行音頻 強(qiáng)調(diào)，這與第一實(shí)施例完全相同。
第二實(shí)施例的降噪模式中的音頻強(qiáng)調(diào)操作與第一實(shí)施例的情況不同。 將參考圖11、圖15和圖16的頻率屬性圖來(lái)描述第二實(shí)施例中的降噪模式 中的音頻強(qiáng)調(diào)操作。
在第二實(shí)施例中，同樣，假定外部環(huán)境是例如圖11中的(A)所示的 噪聲環(huán)境，噪聲水平較高，并且另一方的語(yǔ)音音頻信號(hào)Sm處于被噪聲N 所模糊的狀態(tài)中。
在這種外部環(huán)境中，對(duì)于根據(jù)第二實(shí)施例的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備而言， 通過(guò)例如圖11的(B)和圖15的(A)中的陰影部分中所示的NC功能的 消噪效果來(lái)降低噪聲。注意，圖11中的(B)和圖15中的(A)是完全相 同的圖。然后，此時(shí)，要收聽(tīng)的音頻信號(hào)Sm成了被降低的音頻信號(hào) Sm'，例如圖11的(B)和圖15的(A)中的實(shí)線中所示。
在第二實(shí)施例中，用于進(jìn)行NC以獲得例如圖11的(B)和圖15的 (A)中所示的NC效果的音頻信號(hào)的逆相位信號(hào)在NR處理單元42處經(jīng)
25歷通過(guò)SS方法進(jìn)行的降噪，從而音頻強(qiáng)調(diào)得以執(zhí)行。NR處理單元42的 處理結(jié)果的音頻信號(hào)的頻率屬性圖在圖15的(B)中示出。也就是說(shuō)，根 據(jù)NR處理，噪聲如圖15的(B)的實(shí)線中所示被降低，從而，音頻信號(hào) Sm'被強(qiáng)調(diào)。
然后，在加法電路16中，來(lái)自NC用濾波器電路33的NC用音頻信 號(hào)和來(lái)自NR處理單元42的經(jīng)過(guò)強(qiáng)調(diào)的音頻信號(hào)被相加，并且該相加結(jié)果 的音頻信號(hào)通過(guò)功率放大器17被提供到頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器13，并且被聲 學(xué)再現(xiàn)。
從而，在第二實(shí)施例的情況中，如圖16所示，經(jīng)過(guò)音頻強(qiáng)調(diào)的音頻 信號(hào)Sm'被添加到通過(guò)NC功能降低的音頻信號(hào)Sm'，并且兩者的合成聲 音被提供給收聽(tīng)者。從而，收聽(tīng)者可以在音頻清晰度改善的情況下收聽(tīng)音 頻信號(hào)Sm。
第三實(shí)施例
上述的第一和第二實(shí)施例可由單聲道配置構(gòu)成，但是第三實(shí)施例是由 左聲道和右聲道的雙聲道立體系統(tǒng)配置而成的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備的情況。
圖17示出根據(jù)第三實(shí)施例的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備的硬件配置示例的框 圖。圖17的示例是立體聲頭戴式耳機(jī)設(shè)備的配置示例。如圖17所示，根 據(jù)本實(shí)施例的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備包括用于左耳和右耳的頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器 13L和13R。雖然圖中沒(méi)有示出，但這些頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器13L禾n 13R被 設(shè)置在頭戴式耳機(jī)殼體內(nèi)。另外，在第三實(shí)施例中，在用于左耳和右耳的 頭戴式耳機(jī)殼體外側(cè)分別設(shè)置了麥克風(fēng)31L和31R。
然后，在麥克風(fēng)31L和31R處收集和獲得的音頻信號(hào)分別通過(guò)麥克風(fēng) 放大器32L和32R被提供到A/D轉(zhuǎn)換器34L和34R，并且被轉(zhuǎn)換成數(shù)字音 頻信號(hào)。
在第三實(shí)施例中，NC處理單元和NR處理單元被實(shí)現(xiàn)為單個(gè)DSP (數(shù)字信號(hào)處理器)400內(nèi)的功能配置單元。因此，來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換器34L 和34R的數(shù)字音頻信號(hào)被輸入到DSP 400。
在DSP 400中，來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換器34L和34R的數(shù)字音頻信號(hào)分別被提 供到NC用濾波器電路33L和33R。 NC用濾波器電路33L和33R具有與
26根據(jù)上述第一和第二實(shí)施例的NC用濾波器電路33相同的配置，并且生成
用于左聲道和右聲道的NC用音頻信號(hào)。
來(lái)自NC用濾波器電路33L和33R的用于左聲道和右聲道的NC用音 頻信號(hào)分別被提供到加法電路16L和16R。
另外，在第三實(shí)施例中，來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換器34L和34R的數(shù)字音頻信號(hào) 在合成單元421處被合成，然后被提供到為左右兩個(gè)聲道共同設(shè)置的NR 處理單元420。 NR處理單元420具有與根據(jù)上述第一和第二實(shí)施例的NR 處理單元42相同的配置，并且通過(guò)SS方法執(zhí)行NR處理。
來(lái)自NR處理單元420的音頻信號(hào)通過(guò)開(kāi)關(guān)電路430被提供到加法電 路16L和16R，并且被添加到來(lái)自NC用濾波器電路33L和33R的NC用 音頻信號(hào)。
然后，來(lái)自加法電路16L和16R的數(shù)字音頻信號(hào)分別被提供到D/A轉(zhuǎn) 換器35L和35R，作為DSP 400的輸出信號(hào)。然后，數(shù)字音頻信號(hào)在D/A 轉(zhuǎn)換器35L和35R處被轉(zhuǎn)換成模擬音頻信號(hào)，并且該模擬音頻信號(hào)分別通 過(guò)功率放大器17L和17R被提供到用于左耳和右耳的頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器 13L和13R。
與上述第一和第二實(shí)施例一樣，在第三實(shí)施例中也設(shè)置了控制單元 44、噪聲信息存儲(chǔ)單元45和包括音頻監(jiān)視按鈕的操作單元46。
另外，在第三實(shí)施例中，同樣，音頻監(jiān)視按鈕被接通的區(qū)間(監(jiān)視按 鈕ON區(qū)間)的第一區(qū)間被當(dāng)作為噪聲收集模式區(qū)間，并且其隨后區(qū)間被 當(dāng)作降噪模式區(qū)間(參見(jiàn)圖9)。
以與上述實(shí)施例的情況相同的方式，在第三實(shí)施例中，同樣，控制單 元44在噪聲收集模式區(qū)間獲得來(lái)自NR處理單元420的噪聲的功率譜，并 將其存儲(chǔ)在噪聲信息存儲(chǔ)單元45中。然后，控制單元44在降噪模式區(qū)間 讀出存儲(chǔ)在噪聲信息存儲(chǔ)單元45中的噪聲的功率譜并將其提供給NR處理 單元420，并且還僅在該降噪模式區(qū)間接通開(kāi)關(guān)電路430。第三實(shí)施例中 的音頻監(jiān)視按鈕ON區(qū)間的音頻強(qiáng)調(diào)操作與第一實(shí)施例中描述的情況相 同。
如上所述，在第三實(shí)施例中，在按壓操作單元46的音頻監(jiān)視按鈕后，收聽(tīng)者可在音頻監(jiān)視按壓區(qū)間以清楚的方式收聽(tīng)在頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器
13L和13R處收集的談話音頻等等。
注意，在圖17的示例中，進(jìn)行了一種布置，其中，來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換器 34L和34R的數(shù)字信號(hào)被合成，然后被提供到NR處理單元420，但是也 可以進(jìn)行一種布置，其中，只有左聲道和右聲道之一的數(shù)字音頻信號(hào)被提 供到NR處理單元420。
但是，在要以強(qiáng)調(diào)方式收聽(tīng)的音頻的生成源被放置在用戶(收聽(tīng)者) 正面的情況下，希望合成來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換器34L和34R的數(shù)字信號(hào)，然后將 其提供給NR處理單元420。這是因?yàn)榭梢栽龃笠纛l信號(hào)的S/N，并且在 NR處理單元中，在左聲道和右聲道減去完全不同頻帶的信號(hào)的情況下， 可以減小左聲道和右聲道之間的不適之感。通常，在與某人交談的情況 下，可以設(shè)想另一方位于正面，因此圖17中的實(shí)施例可以被當(dāng)作適當(dāng)?shù)?示例。
注意，NR處理可通過(guò)利用正面位置處的立體聲麥克風(fēng)和音頻并且還 通過(guò)采用諸如獨(dú)立成分分析(ICA)之類的用于聲音源分離技術(shù)的技術(shù)來(lái) 執(zhí)行。
另外，在圖17的示例中，第一實(shí)施例被應(yīng)用到了關(guān)于立體聲音頻信 號(hào)的音頻強(qiáng)調(diào)，但是第二實(shí)施例也可被應(yīng)用于其上。在此情況下，NC用 濾波器電路33L的輸出信號(hào)以及NC用濾波器電路33R的輸出信號(hào)可被合 成，以將其提供給NR處理單元420，或者NC用濾波器電路33L或33R 之一的輸出提供可被提供給NR處理單元420。
注意，雖然圖17中沒(méi)有示出，但在通過(guò)頭戴式耳機(jī)來(lái)收聽(tīng)音樂(lè)信號(hào) 的情況下，音樂(lè)信號(hào)的左聲道和右聲道的音頻信號(hào)應(yīng)當(dāng)分別被添加到來(lái)自 D/A轉(zhuǎn)換器35L和35R的音頻信號(hào)，這與第一和第二實(shí)施例一樣。
第四實(shí)施例
第四實(shí)施例是由左聲道和右聲道的雙聲道立體聲系統(tǒng)配置而成的降噪 音頻再現(xiàn)設(shè)備的情況，這與第三實(shí)施例一樣。第四實(shí)施例與第三實(shí)施例的 不同之處在于，采用了具有與采用SS方法的NR處理單元420不同配置的 音頻強(qiáng)調(diào)電路。圖18示出了根據(jù)第四實(shí)施例的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備的硬件配置示例的 框圖。圖18中的示例是立體聲頭戴式耳機(jī)設(shè)備的配置示例。
在第四實(shí)施例中，如圖18所示，來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換器34L和34R的數(shù)字 音頻信號(hào)被提供到設(shè)置在DSP 400內(nèi)的音頻強(qiáng)調(diào)電路500。然后，來(lái)自音 頻強(qiáng)調(diào)電路500的經(jīng)過(guò)音頻強(qiáng)調(diào)的音頻信號(hào)通過(guò)開(kāi)關(guān)電路430被提供到加 法電路16L和16R。
如下所述，根據(jù)第四實(shí)施例的音頻強(qiáng)調(diào)電路500不采用其中執(zhí)行通過(guò) SS方法進(jìn)行的NR處理的配置，噪聲收集模式可被省略。從而，在第四實(shí) 施例中，沒(méi)有設(shè)置噪聲信息存儲(chǔ)單元45。在操作單元46的音頻監(jiān)視按鈕 被按壓后，如圖19所示，控制單元44立即從正常NC模式切換到降噪模 式，并且在音頻監(jiān)視按鈕為ON的區(qū)間期間繼續(xù)該降噪模式。然后，在音 頻監(jiān)視按鈕被關(guān)斷后，控制單元44從降噪模式切換到正常NC模式。
從而，在通過(guò)對(duì)操作單元46的音頻監(jiān)視按鈕的按壓檢測(cè)到ON后，控 制單元44將開(kāi)關(guān)電路430設(shè)定為ON，以進(jìn)入對(duì)在麥克風(fēng)31處收集的音 頻信號(hào)進(jìn)行強(qiáng)調(diào)的模式。
其他配置與第三實(shí)施例中的完全相同，因此對(duì)其的描述將被省略。
接下來(lái)，圖20中示出了根據(jù)第四實(shí)施例的音頻強(qiáng)調(diào)電路500的硬件 配置示例。來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換器34L和34R的數(shù)字音頻信號(hào)分別被提供到頻帶 分割復(fù)信號(hào)分析單元501L和501R。頻帶分割復(fù)信號(hào)分析單元501L和 501R中的每一個(gè)例如是用于獲得通過(guò)將音頻信號(hào)頻帶劃分成多個(gè)頻帶而獲 得的每個(gè)劃分頻帶的音頻信號(hào)(復(fù)信號(hào))的電路單元。
頻帶分割復(fù)信號(hào)分析單元501L和501R中的每一個(gè)例如可由多個(gè)用于 獲得每個(gè)劃分頻帶的信號(hào)的復(fù)數(shù)帶通濾波器配置而成。或者，可以進(jìn)行一 種布置，其中，為每個(gè)劃分頻帶收集通過(guò)FFT處理獲得的頻譜信號(hào)，從而
獲得其合成輸出或平均輸出。
來(lái)自頻帶分割復(fù)信號(hào)分析單元501L和501R的每一個(gè)相同劃分頻帶的 復(fù)信號(hào)成分被各自提供到正面方向成分強(qiáng)調(diào)電路502。圖20只示出一個(gè)正 面方向成分強(qiáng)調(diào)電路502，但實(shí)際上，正面方向成分強(qiáng)調(diào)電路502的數(shù)目 等于劃分頻帶的數(shù)目，并且來(lái)自頻帶分割復(fù)信號(hào)分析單元501L和501R的每一個(gè)相同劃分頻帶的復(fù)信號(hào)成分各自被提供給每個(gè)正面方向成分強(qiáng)調(diào)電
路502。
正面方向成分強(qiáng)調(diào)電路502是由加法器5021、放大器5022、增益乘 法器5023、相位比較器5024和增益生成器5025配置而成的。
來(lái)自頻帶分割復(fù)信號(hào)分析單元501L和501R的同一劃分頻帶的復(fù)信號(hào) 在加法器5021處被相加，然后通過(guò)放大器5022被提供到增益乘法器 5023。另外，來(lái)自頻帶分割復(fù)信號(hào)分析單元501L和501R的同一劃分頻帶 的復(fù)信號(hào)被提供到相位比較器5024以執(zhí)行相位比較。
在第四實(shí)施例中，與第三實(shí)施例相同，談話音頻作為要收聽(tīng)的音頻被 強(qiáng)調(diào)。因此，在第四實(shí)施例中，以具有相同相位的頻率成分作為來(lái)自正面 方向的音頻信號(hào)成分，對(duì)于左聲道和右聲道的音頻信號(hào)，增大了增益。
相位比較器5024比較來(lái)自頻帶分割復(fù)信號(hào)分析單元501L和501R的 同一劃分頻帶的復(fù)信號(hào)的相位，以判定左聲道和右聲道的相位是否匹配或 者是否近似從而能被判定為匹配。然后，在判定左聲道和右聲道的相位匹 配或者近似從而能被判定為匹配的情況下，與其他劃分頻帶成分相比，增 大將要從增益生成器5025提供到增益乘法器5023的乘法系數(shù)(增益 值)。
來(lái)自增益生成器5025的乘法系數(shù)(增益值)被提供到增益乘法器 5023。然后，在增益乘法器5023中，來(lái)自放大器5022的音頻信號(hào)被乘以 來(lái)自增益生成器5025的增益值。然后，來(lái)自增益乘法器5023的被乘以增 益值的音頻信號(hào)(復(fù)信號(hào))被提供到頻帶分割復(fù)信號(hào)合成單元503。
頻帶分割復(fù)信號(hào)合成單元503對(duì)于每個(gè)劃分頻帶合成來(lái)自正面方向成 分強(qiáng)調(diào)電路502的音頻信號(hào)(復(fù)信號(hào))。在頻帶分割復(fù)信號(hào)分析單元501L 和501R包括FFT處理單元的情況下，頻帶分割復(fù)信號(hào)合成單元503包括 IFFT (逆FFT)處理單元。
然后，來(lái)自頻帶分割復(fù)信號(hào)合成單元503的頻率合成信號(hào)通過(guò)開(kāi)關(guān)電 路430被提供到加法電路16L和16R。
根據(jù)第四實(shí)施例，在音頻強(qiáng)調(diào)電路500中，來(lái)自收聽(tīng)者11的正面方 向的另一方的音頻信號(hào)被進(jìn)行音頻強(qiáng)調(diào)。從而，音頻監(jiān)視按鈕被操作為ON,這樣收聽(tīng)者即使在噪聲環(huán)境下也能夠在清晰可聽(tīng)的狀態(tài)中收聽(tīng)談話 音頻。
注意，在第四實(shí)施例中，為了只強(qiáng)調(diào)正面方向的音頻信號(hào)，進(jìn)行了一
種布置，其中，在相位比較器5024處檢測(cè)在左聲道和右聲道為相同相位 的頻率成分，并且增大關(guān)于該頻率成分的增益。但是，例如在諸如左斜45 度方向、右斜45度方向等等之類的傾斜方向取代正面方向被當(dāng)作判定方 向并且這種方向上的頻率成分被強(qiáng)調(diào)的情況下，在相位比較器5024處應(yīng) 當(dāng)檢測(cè)左聲道和右聲道處的這種傾斜方向上的音頻信號(hào)的相位差異。
另外，由多個(gè)麥克風(fēng)構(gòu)成的所謂的陣列麥克風(fēng)取代單個(gè)麥克風(fēng)被用作 麥克風(fēng)31L和31R，從而在該陣列麥克風(fēng)處也可以只收集以入射方向作為 判定方向的音頻信號(hào)。
注意，頻帶分割復(fù)信號(hào)分析單元501L和501R可被配置為采用多相位 濾波器(polyphase filter)或OMF (正交鏡像濾波器；4相鏡像劃分濾波 器)。
第五實(shí)施例
在根據(jù)上述的第一至第四實(shí)施例的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備中，前饋NC處 理系統(tǒng)被用作NC處理系統(tǒng)。但是，反饋NC處理系統(tǒng)也可被用作NC處 理系統(tǒng)，其中麥克風(fēng)被設(shè)置在頭戴式耳機(jī)殼體內(nèi)。但是，在此情況下，麥 克風(fēng)充當(dāng)輸入到NR處理單元42和420的音頻信號(hào)的收集單元，并且音頻 強(qiáng)調(diào)電路500不充當(dāng)NC處理系統(tǒng)，并且被單獨(dú)設(shè)置在頭戴式耳機(jī)殼體之 外。
第五實(shí)施例是NC處理系統(tǒng)采用反饋方法的情況。圖21是示出根據(jù)第 五實(shí)施例的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備的硬件配置示例的示圖。圖21中的示例是 與單聲道相對(duì)應(yīng)的配置，但圖21中的配置是設(shè)置在左聲道和右聲道中的 每一個(gè)之中的，從而也可采用與立體聲系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的配置。在圖21中的 示例中，同樣，與上述實(shí)施例中相同的部分用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示。
具體來(lái)說(shuō)，在第五實(shí)施例中，在設(shè)置于頭戴式耳機(jī)殼體內(nèi)的麥克風(fēng)21 處收集的音頻信號(hào)通過(guò)麥克風(fēng)放大器22被提供到反饋方法的NC用濾波器 電路(FB濾波器電路)23。然后，來(lái)自NC用濾波器電路23的NC用音
31頻信號(hào)被提供到加法電路16。
另一方面，來(lái)自附接到頭戴式耳機(jī)殼體外部的麥克風(fēng)31的音頻信號(hào)
通過(guò)麥克風(fēng)放大器32被提供到非必要頻帶去除濾波器41。然后，與上述 的第一和第二實(shí)施例中相同，非必要頻帶去除濾波器41的輸出音頻信號(hào) 被提供到NR處理單元42，并且通過(guò)經(jīng)歷例如SS方法的NR處理而被進(jìn) 行音頻強(qiáng)調(diào)。然后，經(jīng)過(guò)音頻強(qiáng)調(diào)的音頻信號(hào)通過(guò)開(kāi)關(guān)電路43被提供到 加法電路16，并且與NC用音頻信號(hào)相加。然后，來(lái)自加法電路16的音 頻信號(hào)通過(guò)功率放大器17被提供到頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器13。
在第五實(shí)施例中，執(zhí)行了與上述的第一和第二實(shí)施例中相同的處理操 作，只不過(guò)NC處理是通過(guò)反饋方法來(lái)執(zhí)行的，并且獲得了相同的操作效 果。
第六實(shí)施例
第六實(shí)施例是NC處理系統(tǒng)采用反饋方法和前饋方法兩者的情況。圖 22是示出根據(jù)第六實(shí)施例的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備的硬件配置示例的示圖。圖 22中的示例是與單聲道相對(duì)應(yīng)的配置，但圖22中的配置是設(shè)置在左聲道 和右聲道中的每一個(gè)之中的，從而可以采用與立體聲系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的配置。 在圖22中的示例中，同樣，與上述實(shí)施例中相同的部分用相同的標(biāo)號(hào)來(lái) 表示。
具體來(lái)說(shuō)，在第六實(shí)施例中，在設(shè)置于頭戴式耳機(jī)殼體內(nèi)的麥克風(fēng)21 處收集的音頻信號(hào)通過(guò)麥克風(fēng)放大器22被提供到反饋方法的NC用濾波器 電路(FB濾波器電路)23。然后，來(lái)自NC用濾波器電路23的NC用音 頻信號(hào)被提供到加法電路16。
另外，來(lái)自附接到頭戴式耳機(jī)殼體外部的麥克風(fēng)31的音頻信號(hào)通過(guò) 麥克風(fēng)放大器32被提供到前饋方法的NC用濾波器電路(FF濾波器電 路)33。然后，來(lái)自NC用濾波器電路33的NC用音頻信號(hào)被提供到加法 電路16。
另外，來(lái)自附接到頭戴式耳機(jī)殼體外部的麥克風(fēng)31的音頻信號(hào)通過(guò) 麥克風(fēng)放大器32被提供到非必要頻帶去除濾波器41。然后，與上述的第 一和第二實(shí)施例中相同，非必要頻帶去除濾波器41的輸出音頻信號(hào)被提供到NR處理單元42，并且通過(guò)經(jīng)歷例如SS方法的NR處理而被進(jìn)行音 頻強(qiáng)調(diào)。然后，經(jīng)過(guò)音頻強(qiáng)調(diào)的音頻信號(hào)通過(guò)開(kāi)關(guān)電路43被提供到加法 電路16，并且與NC用音頻信號(hào)相加。然后，來(lái)自加法電路16的音頻信 號(hào)通過(guò)功率放大器17被提供到頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器13。
在第六實(shí)施例中，執(zhí)行了與上述的第一和第二實(shí)施例中相同的處理操 作，只不過(guò)NC處理是通過(guò)采用反饋方法和前饋法兩者來(lái)執(zhí)行的，并且獲 得了相同的操作效果。
第七實(shí)施例
第七實(shí)施例是這樣一個(gè)示例，即，NC處理系統(tǒng)是通過(guò)反饋方法執(zhí)行 的，但是其NC用濾波器電路的濾波器系數(shù)是以自適應(yīng)方式來(lái)控制的。
具體來(lái)說(shuō)，在第七實(shí)施例中，來(lái)自附接到頭戴式耳機(jī)殼體外部的麥克 風(fēng)31的音頻信號(hào)通過(guò)麥克風(fēng)放大器32被提供到前饋方法的NC用濾波器 電路33。然后，來(lái)自NC用濾波器電路33的NC用音頻信號(hào)被提供到加法 電路16。
另外，在設(shè)置于頭戴式耳機(jī)殼體內(nèi)的麥克風(fēng)21處收集的音頻信號(hào)通 過(guò)麥克風(fēng)放大器22被提供到自適應(yīng)處理生成單元61。自適應(yīng)處理生成單 元61以自適應(yīng)方式生成NC用濾波器電路33的濾波器系數(shù)，以將其提供 給NC用濾波器電路33。
具體來(lái)說(shuō)，NC用音頻信號(hào)被頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器13聲學(xué)再現(xiàn)，從而消 去頭戴式耳機(jī)殼體內(nèi)的聲學(xué)再現(xiàn)空間內(nèi)的噪聲。自適應(yīng)處理生成單元61 以自適應(yīng)方式控制NC用濾波器電路33的濾波器系數(shù)的生成，從而使得從 麥克風(fēng)21獲得的消噪后的音頻信號(hào)中包括的噪聲的殘差變?yōu)榱恪?br> 這樣，在第七實(shí)施例中，實(shí)際音頻再現(xiàn)環(huán)境中的噪聲通常是以自適應(yīng) 方式來(lái)消去的。
在第七實(shí)施例中，同樣，來(lái)自附接到頭戴式耳機(jī)殼體外部的麥克風(fēng)31 的音頻信號(hào)通過(guò)麥克風(fēng)放大器32被提供到非必要頻帶去除濾波器41。然 后，與上述的第一和第二實(shí)施例中相同，非必要頻帶去除濾波器41的輸 出音頻信號(hào)被提供到NR處理單元42，并且通過(guò)經(jīng)歷例如SS方法的NR 處理而被進(jìn)行音頻強(qiáng)調(diào)。然后，經(jīng)過(guò)音頻強(qiáng)調(diào)的音頻信號(hào)通過(guò)開(kāi)關(guān)電路43被提供到加法電路16，并且與NC用音頻信號(hào)相加。然后，來(lái)自加法電路
16的音頻信號(hào)通過(guò)功率放大器17被提供到頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器13。
在第七實(shí)施例中，執(zhí)行了與上述的第一和第二實(shí)施例中相同的處理操
作，只不過(guò)通過(guò)采用前饋方法來(lái)執(zhí)行NC處理并以自適應(yīng)方式來(lái)控制其濾
波器系數(shù)，并且獲得了相同的操作效果。 其他實(shí)施例
在上述的實(shí)施例中，通過(guò)NR處理等等對(duì)某個(gè)時(shí)間點(diǎn)在麥克風(fēng)處收集 的人類語(yǔ)音的音頻信號(hào)進(jìn)行了音頻強(qiáng)調(diào)，但是，在對(duì)曾經(jīng)記錄的音頻信號(hào) 進(jìn)行再現(xiàn)時(shí)，也可強(qiáng)調(diào)再現(xiàn)的音頻。
圖24A和24B是用于描述IC記錄器的情況下的配置示例的框圖，圖 24A示出了其記錄系統(tǒng)的配置示例，圖24B示出了其再現(xiàn)系統(tǒng)的配置示 例。
此示例中的IC記錄器包括兩個(gè)麥克風(fēng)71L和71R，并且，如圖24A 所示，在兩個(gè)麥克風(fēng)71L和71R處收集的音頻的音頻信號(hào)通過(guò)麥克風(fēng)放大 器72在A/D轉(zhuǎn)換器73處被轉(zhuǎn)換成數(shù)字音頻信號(hào)。
然后，來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換器73的數(shù)字音頻信號(hào)在記錄編碼單元74處經(jīng)歷 包括數(shù)據(jù)壓縮等等在內(nèi)的記錄編碼處理，然后通過(guò)記錄單元75被記錄在 記錄介質(zhì)中，在此示例中該記錄介質(zhì)即為閃存76。記錄編碼單元74由 DSP配置而成。
這樣記錄在閃存76中的數(shù)字音頻信號(hào)在例如圖24B所示的再現(xiàn)系統(tǒng) 處被再現(xiàn)。具體來(lái)說(shuō)，從閃存76中讀出的數(shù)字音頻信號(hào)在解碼單元81處 被解碼，然后被提供到NR處理單元82，在該處執(zhí)行根據(jù)例如SS方法等 等的NR處理。例如，在記錄時(shí)收集并記錄在例如閃存76中的噪聲的功率 譜可被用作將要用于根據(jù)SS方法的NR處理的噪聲的功率譜。
被NR處理單元82進(jìn)行音頻強(qiáng)調(diào)的再現(xiàn)音頻信號(hào)被提供到加法單元 83。另一方面，在麥克風(fēng)71L和71R處收集的音頻的音頻信號(hào)通過(guò)麥克風(fēng) 放大器72在A/D轉(zhuǎn)換器73處被轉(zhuǎn)換成數(shù)字音頻信號(hào)。然后，來(lái)自A/D轉(zhuǎn) 換器73的數(shù)字音頻信號(hào)被提供到NC用濾波器電路84。
在此示例中，根據(jù)前饋方法的NC用濾波器電路被用作NC用濾波器電路84。 NC用濾波器電路84生成NC用音頻信號(hào)，并且將所生成的NC 用音頻信號(hào)提供給加法單元83。
來(lái)自加法單元83的NC用音頻信號(hào)和經(jīng)歷了 NR處理和音頻強(qiáng)調(diào)的再 現(xiàn)音頻信號(hào)的加法信號(hào)在D/A轉(zhuǎn)換器85處被轉(zhuǎn)換成模擬音頻信號(hào)。然 后，來(lái)自D/A轉(zhuǎn)換器85的模擬音頻信號(hào)分別通過(guò)功率放大器86L和86R 被提供到揚(yáng)聲器或頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器87L和87R。注意，在圖24B中，以 虛線圍繞的配置部分是由DSP配置而成的部分。
在上述配置中，實(shí)際音頻再現(xiàn)環(huán)境中的噪聲被來(lái)自NC用濾波器電路 84的NC用音頻信號(hào)所消去。然后，再現(xiàn)的音頻通過(guò)NR處理而被進(jìn)行音 頻強(qiáng)調(diào)，并且被聲學(xué)再現(xiàn)。從而，再現(xiàn)的音頻成為了清晰可聽(tīng)的音頻。
其他實(shí)施例和修改
在除了上述第四實(shí)施例之外的其他實(shí)施例中，SS方法被用于NR處理 單元。從而，執(zhí)行了控制，使得當(dāng)音頻監(jiān)視按鈕被按壓時(shí)，首先，用于獲 得噪聲的功率譜的噪聲收集模式被激活，然后，降噪模式被激活，但是噪 聲收集模式也可在另外的定時(shí)區(qū)間執(zhí)行。
例如，可以進(jìn)行一種布置，其中，在電源被接通時(shí)，或者按預(yù)定的時(shí) 間間隔，自動(dòng)激活噪聲收集模式，并且將噪聲的功率譜存儲(chǔ)在噪聲信息存 儲(chǔ)單元中。
或者，可以進(jìn)行一種布置，其中，當(dāng)麥克風(fēng)的輸入變成大音量聲音 時(shí)，或者當(dāng)外部環(huán)境噪聲改變時(shí)，等等，噪聲收集模式被自動(dòng)激活，并且 噪聲的功率譜被存儲(chǔ)在噪聲信息存儲(chǔ)單元中。外部環(huán)境噪聲的改變例如可
通過(guò)下述方式來(lái)檢測(cè)監(jiān)視麥克風(fēng)31的音頻信號(hào)電平，以檢測(cè)該音頻信
號(hào)電平改變到超過(guò)閾值電平。
在這種情況下，音頻監(jiān)視按鈕ON區(qū)間可以被設(shè)定成僅為降噪模式區(qū) 間，如圖19所示。然后，在正常NC模式區(qū)間中，正常NC模式被適當(dāng)切 換到噪聲收集模式，在該模式中執(zhí)行噪聲的功率譜的收集和存儲(chǔ)。
另外，除了音頻監(jiān)視按鈕被按壓時(shí)，降噪模式也可被自動(dòng)激活。例 如，對(duì)于來(lái)自麥克風(fēng)31的音頻信號(hào)，判定人類語(yǔ)音音頻信號(hào)是否被包括 在該音頻信號(hào)中，并且當(dāng)判定包括人類語(yǔ)音音頻信號(hào)時(shí)，正常NC模式可被自動(dòng)切換到降噪模式。
或者，可以進(jìn)行一種布置，其中，設(shè)置了用于判定安靜音頻再現(xiàn)環(huán)境 改變到有噪音頻再現(xiàn)環(huán)境的判定單元，并且根據(jù)該判定單元的判定結(jié)果， 當(dāng)改變到有噪音頻再現(xiàn)環(huán)境時(shí)，降噪模式被自動(dòng)激活。在此情況下，希望 在檢測(cè)到改變成有噪音頻再現(xiàn)環(huán)境的第一定時(shí)區(qū)間激活噪聲收集模式，并 且將這種環(huán)境下的噪聲的功率譜存儲(chǔ)在噪聲信息存儲(chǔ)單元中。
注意，NR處理單元當(dāng)然不限于上述的SS方法，而是可以采用各種技術(shù)。
另外，在對(duì)上述實(shí)施例的描述中，將模擬音頻信號(hào)用作將要被提供到
頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器的音頻信號(hào)，并且相應(yīng)地設(shè)置了 D/A轉(zhuǎn)換器和功率放大
器。但是，在頭戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器可由數(shù)字音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)的情況下，希望設(shè)
置數(shù)字放大器而不是D/A轉(zhuǎn)換器和功率放大器。
另外，在上述實(shí)施例中，設(shè)置了在降噪模式中接通并在其他模式中關(guān)
斷的開(kāi)關(guān)電路43和430。但是，可以進(jìn)行一種布置，其中，控制單元44 控制NR處理單元42和420或者音頻強(qiáng)調(diào)電路500的操作的開(kāi)/關(guān)，或者 對(duì)NR處理單元42和420或音頻強(qiáng)調(diào)電路500的輸出音頻信號(hào)執(zhí)行消音控 制，從而省略開(kāi)關(guān)電路。
另外，上述實(shí)施例是降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備被應(yīng)用到頭戴式耳機(jī)設(shè)備的情 況，并且描述了設(shè)置NC用濾波器電路、NR處理單元、音頻強(qiáng)調(diào)電路、 控制單元等等的情況。但是，可以進(jìn)行一種布置，其中，只有麥克風(fēng)和頭 戴式耳機(jī)驅(qū)動(dòng)器被設(shè)置在頭戴式耳機(jī)設(shè)備中，而諸如NC用濾波器電路、 NR處理單元、音頻強(qiáng)調(diào)電路、控制單元等等被設(shè)置在與頭戴式耳機(jī)設(shè)備 相連的音樂(lè)再現(xiàn)設(shè)備等等之中。
另外，本發(fā)明可應(yīng)用到充當(dāng)用于降低外部噪聲的降噪設(shè)備的頭戴式耳 機(jī)設(shè)備而不是用于音樂(lè)再現(xiàn)的頭戴式耳機(jī)設(shè)備。另外，本發(fā)明可配置為助 聽(tīng)器。
本發(fā)明包含與2008年6月27日向日本專利局提交的日本在先專利申 請(qǐng)JP 2008-168373中公開(kāi)的內(nèi)容相關(guān)的主題，這里通過(guò)引用將該申請(qǐng)的全 部?jī)?nèi)容并入。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，取決于設(shè)計(jì)要求和其他因素，可以進(jìn)行 各種修改、組合、子組合和變更，只要它們處于權(quán)利要求或其等同物的范 圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備，包括消噪處理單元，用于從由用于收集噪聲的第一聲電轉(zhuǎn)換單元所收集和獲得的噪聲的音頻信號(hào)來(lái)生成消噪用音頻信號(hào)以通過(guò)以聲學(xué)方式合成所述消噪用音頻信號(hào)和所述噪聲來(lái)消去所述噪聲，并且使得電聲轉(zhuǎn)換單元在聲學(xué)上再現(xiàn)所述消噪用音頻信號(hào)以便以聲學(xué)方式合成所述消噪用音頻信號(hào)和所述噪聲；第二聲電轉(zhuǎn)換單元，用于收集要收聽(tīng)的音頻信號(hào)；音頻強(qiáng)調(diào)單元，用于在由所述第二聲電轉(zhuǎn)換單元所收集的音頻信號(hào)中強(qiáng)調(diào)要收聽(tīng)的音頻成分；合成單元，用于合成來(lái)自所述音頻強(qiáng)調(diào)單元的被強(qiáng)調(diào)了所述要收聽(tīng)的音頻成分的音頻信號(hào)和所述消噪用音頻信號(hào)，以將該合成的信號(hào)提供到所述電聲轉(zhuǎn)換單元；以及控制單元，用于執(zhí)行控制以僅在基于控制信號(hào)的區(qū)間中，向所述合成單元提供被所述音頻強(qiáng)調(diào)單元強(qiáng)調(diào)了所述要收聽(tīng)的音頻成分的音頻信號(hào)。
2. —種降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備，包括消噪用音頻信號(hào)生成單元，用于從由用于收集噪聲的聲電轉(zhuǎn)換單元所 收集和獲得的噪聲的音頻信號(hào)來(lái)生成消噪用音頻信號(hào)以通過(guò)以聲學(xué)方式合 成所述消噪用音頻信號(hào)和所述噪聲來(lái)消去所述噪聲；電聲轉(zhuǎn)換單元，用于在聲學(xué)上再現(xiàn)所述消噪用音頻信號(hào)以便以聲學(xué)方 式合成所述消噪用音頻信號(hào)和所述噪聲；音頻強(qiáng)調(diào)單元，用于在來(lái)自所述消噪用音頻信號(hào)生成單元的音頻信號(hào) 中強(qiáng)調(diào)要收聽(tīng)的音頻成分；合成單元，用于合成來(lái)自所述音頻強(qiáng)調(diào)單元的被強(qiáng)調(diào)了所述要收聽(tīng)的音頻成分的音頻信號(hào)和所述消噪用音頻信號(hào)，以將該合成的信號(hào)提供到所 述電聲轉(zhuǎn)換單元；以及控制單元，用于執(zhí)行控制以僅在基于控制信號(hào)的區(qū)間中，向所述合成 單元提供被所述音頻強(qiáng)調(diào)單元強(qiáng)調(diào)了所述要收聽(tīng)的音頻成分的音頻信號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備，其中，所述第一聲電轉(zhuǎn) 換單元和所述第二聲電轉(zhuǎn)換單元是由共同的聲電轉(zhuǎn)換單元配置而成的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備，還包括 操作輸入單元，用于接受指定一區(qū)間的操作輸入，在該區(qū)間中，被強(qiáng)調(diào)了所述要收聽(tīng)的音頻成分的音頻信號(hào)被收聽(tīng)；其中，所述控制單元基于通過(guò)所述操作輸入單元的所述操作輸入來(lái)生 成所述控制信號(hào)，以僅在所述操作輸入所指定的區(qū)間中將所述被強(qiáng)調(diào)的音 頻信號(hào)提供給所述合成單元。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備，其中，所述音頻強(qiáng)調(diào)單元由用于通過(guò)從在所述第二聲電轉(zhuǎn)換單元處收集的所述包括噪聲的音頻信 號(hào)的功率譜中減去預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的噪聲的功率譜來(lái)強(qiáng)調(diào)所述要收聽(tīng)的音頻成分的單元配置而成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備，其中，所述音頻強(qiáng)調(diào)單 元由用于通過(guò)從在所述第二聲電轉(zhuǎn)換單元處收集的包括噪聲的音頻信號(hào)的 功率譜中減去預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的噪聲的功率譜來(lái)強(qiáng)調(diào)所述要收聽(tīng)的 音頻成分的單元配置而成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備，其中，所述音頻強(qiáng)調(diào)單元由用于通過(guò)從來(lái)自所述消噪用音頻信號(hào)生成單元的音頻信號(hào)的功率譜中 減去預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的噪聲的功率譜來(lái)強(qiáng)調(diào)所述要收聽(tīng)的音頻成分 的單元配置而成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備，還包括 用于從在所述第二聲電轉(zhuǎn)換單元處收集的所述音頻信號(hào)獲得所述噪聲的功率譜成分以將該功率譜成分預(yù)先存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)單元中的單元。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備，還包括 用于從來(lái)自所述消噪用音頻信號(hào)生成單元的音頻信號(hào)獲得所述噪聲的功率譜成分以將該功率譜成分預(yù)先存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)單元中的單元。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備，還包括操作輸入單元，用于接受指定一區(qū)間的操作輸入，在該區(qū)間中，被強(qiáng)調(diào)了所述要收聽(tīng)的音頻成分的音頻信號(hào)被收聽(tīng)；其中，所述控制單元執(zhí)行控制，使得在通過(guò)所述操作輸入單元的所述 操作輸入所指定的區(qū)間的第一部分區(qū)間中，從在所述第二聲電轉(zhuǎn)換單元處 收集的所述音頻信號(hào)獲得所述噪聲的功率譜成分并將該功率譜成分存儲(chǔ)在 所述存儲(chǔ)單元中，并且在所述指定的區(qū)間中的第一部分區(qū)間之后的區(qū)間 中，通過(guò)從在所述第二聲電轉(zhuǎn)換單元處收集的所述包括噪聲的音頻信號(hào)的 功率譜中減去存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)單元中的噪聲的功率譜來(lái)強(qiáng)調(diào)所述要收聽(tīng)的音頻成分，并且在所述第一部分區(qū)間之后的區(qū)間中將所述經(jīng)過(guò)強(qiáng)調(diào)的音頻 信號(hào)提供到所述合成單元。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備，還包括 操作輸入單元，用于接受指定一區(qū)間的操作輸入，在該區(qū)間中，被強(qiáng) 調(diào)了所述要收聽(tīng)的音頻成分的音頻信號(hào)被收聽(tīng)；其中，所述控制單元執(zhí)行控制，使得在通過(guò)所述操作輸入單元的所述 操作輸入所指定的區(qū)間的第一部分區(qū)間中，從來(lái)自所述消噪用音頻信號(hào)生 成單元的所述音頻信號(hào)獲得所述噪聲的功率譜成分并將該功率譜成分存儲(chǔ) 在所述存儲(chǔ)單元中，并且在所述指定的區(qū)間中的第一部分區(qū)間之后的區(qū)間 中，通過(guò)從來(lái)自所述消噪用音頻信號(hào)生成單元的所述包括噪聲的音頻信號(hào) 的功率譜中減去存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)單元中的噪聲的功率譜來(lái)強(qiáng)調(diào)所述要收聽(tīng)的音頻成分，并且在所述第一部分區(qū)間之后的區(qū)間中將所述經(jīng)過(guò)強(qiáng)調(diào)的音 頻信號(hào)提供到所述合成單元。
12. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備，由作為所述電聲轉(zhuǎn)換單元的用于左耳和用于右耳的頭戴式耳機(jī)構(gòu)成，其中，設(shè)置所述兩個(gè)共同 的聲電轉(zhuǎn)換單元來(lái)收集用于左耳和用于右耳的頭戴式耳機(jī)殼體的外部音頻，并且為左耳和右耳各自設(shè)置了所述消噪處理單元和所述合成單元；并且，其中，所述音頻強(qiáng)調(diào)單元是一個(gè)共同的單元，來(lái)自用于左耳和 用于右耳的所述聲電轉(zhuǎn)換單元的音頻信號(hào)之一或二者被提供到該一個(gè)共同 的單元。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備，所述一個(gè)共同的音頻強(qiáng)調(diào)單元包括用于將來(lái)自所述用于左耳的聲電轉(zhuǎn)換單元的音頻信號(hào)和來(lái)自所述用于右耳的聲電轉(zhuǎn)換單元的音頻信號(hào)中的每一個(gè)劃分成多個(gè)頻帶信號(hào)的單元； 增益控制單元，用于檢測(cè)所述用于左耳的音頻信號(hào)和所述用于右耳的音頻信號(hào)的多個(gè)頻帶信號(hào)之中具有相同頻帶的信號(hào)之間的相位差異，以增大表現(xiàn)出預(yù)定相位差異的頻帶信號(hào)的增益，從而執(zhí)行音頻強(qiáng)調(diào)；以及用于合成被所述增益控制單元進(jìn)行增益控制的所述多個(gè)頻帶信號(hào)并且以合成的信號(hào)作為所述經(jīng)過(guò)音頻強(qiáng)調(diào)的信號(hào)以及將要與用于左耳和用于右耳的所述消噪用音頻信號(hào)相合成的信號(hào)的單元。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備，所述一個(gè)共同的音頻 強(qiáng)調(diào)單元包括用于通過(guò)從來(lái)自所述用于左耳的聲電轉(zhuǎn)換單元的音頻信號(hào)和來(lái)自所述 用于右耳的聲電轉(zhuǎn)換單元的音頻信號(hào)中的一個(gè)音頻信號(hào)或者兩者的合成信 號(hào)的功率譜中減去預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的噪聲的功率譜來(lái)強(qiáng)調(diào)所述要收 聽(tīng)的音頻成分的單元。
15. —種降噪音頻再現(xiàn)方法，包括以下步驟從所收集和獲得的噪聲的音頻信號(hào)來(lái)生成消噪用音頻信號(hào)以通過(guò)以聲 學(xué)方式合成所述消噪用音頻信號(hào)和所述噪聲來(lái)消去所述噪聲，在聲學(xué)上再 現(xiàn)所述消噪用音頻信號(hào)以便以聲學(xué)方式合成所述消噪用音頻信號(hào)和所述噪 聲；在所收集的音頻中強(qiáng)調(diào)要收聽(tīng)的音頻成分；合成被強(qiáng)調(diào)了所述要收聽(tīng)的音頻成分的音頻信號(hào)和所述消噪用音頻信 號(hào)，以將該合成的信號(hào)提供到電聲轉(zhuǎn)換單元；以及進(jìn)行控制以僅在基于控制信號(hào)的區(qū)間中向合成單元提供被強(qiáng)調(diào)了所述 要收聽(tīng)的音頻成分的音頻信號(hào)。
16. —種降噪音頻再現(xiàn)方法，包括從所收集和獲得的噪聲的音頻信號(hào)來(lái)生成消噪用音頻信號(hào)以通過(guò)以聲 學(xué)方式合成所述消噪用音頻信號(hào)和所述噪聲來(lái)消去所述噪聲；在聲學(xué)上再現(xiàn)所述消噪用音頻信號(hào)以便以聲學(xué)方式合成所述消噪用音 頻信號(hào)和所述噪聲；在音頻信號(hào)中強(qiáng)調(diào)要收聽(tīng)的音頻成分；合成被強(qiáng)調(diào)了所述要收聽(tīng)的音頻成分的音頻信號(hào)和所述消噪用音頻信 號(hào)，以將該合成的信號(hào)提供到電聲轉(zhuǎn)換單元；以及執(zhí)行控制以僅在基于控制信號(hào)的區(qū)間中提供被強(qiáng)調(diào)了所述要收聽(tīng)的音 頻成分的音頻信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供了降噪音頻再現(xiàn)設(shè)備和降噪音頻再現(xiàn)方法。該降噪音頻再現(xiàn)方法包括以下步驟從所收集和獲得的噪聲的音頻信號(hào)來(lái)生成消噪用音頻信號(hào)以通過(guò)以聲學(xué)方式合成消噪用音頻信號(hào)和噪聲來(lái)消去噪聲，在聲學(xué)上再現(xiàn)消噪用音頻信號(hào)以便以聲學(xué)方式合成消噪用音頻信號(hào)和噪聲；在所收集的音頻中強(qiáng)調(diào)要收聽(tīng)的音頻成分；合成被強(qiáng)調(diào)了要收聽(tīng)的音頻成分的音頻信號(hào)和消噪用音頻信號(hào)，以將該合成的信號(hào)提供到電聲轉(zhuǎn)換單元；以及進(jìn)行控制以僅在基于控制信號(hào)的區(qū)間中向合成單元提供被強(qiáng)調(diào)了要收聽(tīng)的音頻成分的音頻信號(hào)。
文檔編號(hào)H04R3/00GK101616351SQ20091015124
公開(kāi)日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日
發(fā)明者大栗一敦, 板橋徹德, 淺田宏平, 鈴木志朗 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社