CN101222786A - 声音输出设备、方法、处理程序和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种声音输出设备、方法、处理程序和系统，具体公开了一种声音输出设备，包括外壳；设置在所述外壳中，并被配置成声学再现和输出声音信号的电声变换部件；设置在所述外壳的能够收集所述电声变换部件声学再现的声音的位置的声电变换部件；配置成根据所述电声变换部件和所述声电变换部件之间的声传递函数，从要从所述声电变换部件输出的输出信号中去除声音信号的分量的去除部件；配置成根据来自所述去除部件的输出信号，判定是否对所述外壳执行了预定操作的判定部件；和配置成进行控制，使得根据所述判定部件的判定结果，执行预定处理的控制部件。

Description

声音输出设备、方法、处理程序和系统

相关申请的交叉引用

本发明包含与2006年12月27日在日本专利局提交的日本专利申请JP2006-350962相关的主题，其全部内容通过引用，包含于此。

技术领域

本发明涉及诸如耳机设备和便携式电话终端之类的声音输出设备，还涉及供该设备之用的声音输出方法和声音输出处理程序，以及包括耳机设备和声音输出设备的声音输出系统。

背景技术

为了声学再现便携式音频播放器的再现声音信号并收听声音，通常使用耳机设备或头戴受话器设备。这种情况下，用户通过操作设置在音频播放器的机身上的操作按钮或操作旋钮，进行音量调节或者音质调节。

但是，在用户利用耳机设备或头戴受话器设备收听音乐等的时候，操作便携式音频播放器上的操作按钮或操作旋钮并不方便。尤其是在便携式播放器装在衣袋或手提包中的情况下，用户不得不执行特意取出并操作便携式播放器的麻烦动作。

同时，耳机设备或头戴受话器设备有时配有包括操作按钮或操作旋钮的调节部件。这种情况下，调节部件设置在耳机设备或头戴受话器设备到便携式音频播放器的连接电缆的中间。从而，调节部件有时垂在用户的胸前，妨碍用户。

同时，命令输入设备，比如供便携式电话机之用的耳麦已被提出，并在日本专利公开No.2003-143683(下面称为专利文献1)中公开，其中当设备机身受到拍打时，设备机身的振动被振动检测元件检测，检测到的振动作为命令被输入。在使用专利文献1的命令输入设备的情况下，能够输入命令，而无需如上所述的这样的不便操作。

发明内容

但是，在专利文献1中公开的命令输入设备中，为了根据振荡检测命令输入，必须设置一个加速度传感器，这引起成本同样增大的问题。于是，一种可能的想法是利用初始设置在设备机身中的麦克风收集声音，并根据收集到的声音信号检测设备机身受到拍打。

但是，在音乐播放器或类似设备中使用的耳机设备中，麦克风收集的声音还包括由耳机驱动器声学再现的声音。于是，难以准确地检测设备机身受到拍打。要注意的是，在本说明书中，术语“拍打”用于表示外壳被手指等拍打、敲击或者打击一次或者一次以上。

于是，希望提供解决上述问题的声音输出设备，声音输出方法，声音输出处理程序和声音输出系统。

按照本发明，提供一种声音输出设备，包括外壳，设置在所述外壳中，并被配置成声学再现和输出声音信号的电声变换部件，设置在所述外壳的能够收集所述电声变换部件声学再现的声音的位置的声电变换部件，配置成根据所述电声变换部件和所述声电变换部件之间的声传递函数，从要从所述声电变换部件输出的输出信号中去除声音信号的分量的去除部件，配置成根据来自所述去除部件的输出信号，判定是否对所述外壳进行了预定操作的判定部件，和配置成进行控制，使得根据所述判定部件的判定结果，执行预先确定的预定处理的控制部件。

在声音输出设备中，通过考虑到电声变换部件，比如耳机驱动器和声电变换部件之间的声传递函数，去除部件从来自声电变换部件，比如麦克风的信号中去除由电声变换部件声学再现的声音信号的分量。

随后，根据来自去除部件的信号，判定部件判定是否对外壳执行了预定操作。随后，当判定对外壳执行了预定操作时，控制部件执行预先确定的预定处理。

就声音输出设备来说，由于在从来自声电变换部件的信号中去除电声变换部件声学再现的声音信号分量之后，判定部件判定是否对外壳执行了预定操作，因此能够准确地判定是否对外壳执行了预定操作。

附图说明

图1是表示对其应用按照本发明的第一实施例的声音输出设备的耳机设备的例子的方框图；

图2是表示图1中所示的FB滤波电路的详细结构的例子的方框图；

图3是使用传递函数表示按照本发明的第一实施例的声音输出设备中的降噪设备部件的结构的方框图；

图4和5是示出按照本发明的第一实施例的声音输出设备中的降噪设备部件的示图；

图6是示出按照本发明的第一实施例的声音输出设备的操作的流程图；

图7和8是示出按照本发明的第一实施例的声音输出设备的操作的波形图；

图9是示出按照本发明的第一实施例的声音输出设备的操作的流程图；

图10是示出按照本发明的第一实施例的声音输出设备的操作的波形图；

图11是示出按照本发明的第一实施例的声音输出设备的操作的另一例子的波形图；

图12和13是示出按照本发明的第一实施例的声音输出设备的操作的另一例子的流程图；

图14是示出按照本发明的第一实施例的声音输出设备的操作的又一例子的波形图；

图15是示出按照本发明的第一实施例的声音输出设备的拍打判定方法的第一例子的示图；

图16-18是示出按照本发明的第一实施例的声音输出设备的拍打判定方法的第一例子的流程图；

图19-26是示出按照本发明的第一实施例的声音输出设备的拍打判定方法的第一例子的视图；

图27A-27C是示出按照本发明的第一实施例的声音输出设备的拍打判定方法的第二例子的示图；

图28和29是示出按照本发明的第一实施例的声音输出设备的拍打判定方法的第二例子的流程图；

图30是示出按照本发明的第一实施例的声音输出设备的拍打判定方法的第三例子的方框图；

图31是示出按照本发明的第一实施例的声音输出设备的拍打判定方法的第三例子的视图；

图32A和32B是示出按照本发明的第一实施例的声音输出设备的拍打判定方法的第三例子的波形图；

图33是表示对其应用按照本发明的第二实施例的声音输出设备的耳机设备的例子的方框图；

图34是表示图33中所示的FF滤波电路的详细结构的例子的方框图；

图35是使用传递函数表示按照本发明的第二实施例的声音输出设备中的降噪设备部件的结构的方框图；

图36是示出反馈式降噪系统和前馈式降噪系统的衰减特性的示图；

图37是示出按照本发明的第二实施例的声音输出设备的拍打判定方法的第一例子的示图；

图38-41B是示出本发明的第三和第四实施例的视图；

图42是表示对其应用本发明的第三实施例的耳机设备的例子的方框图；

图43A-43C是示出按照本发明的第三实施例的声音输出设备中的降噪设备部件的特性的视图；

图44是表示对其应用本发明的第四实施例的耳机设备的例子的方框图；

图45是表示对其应用本发明的第五实施例的耳机设备的例子的方框图；

图46是表示对其应用本发明的第五实施例的耳机设备的另一例子的方框图；

图47是表示图46中所示的滤波电路的详细结构的例子的方框图；

图48是表示对其应用本发明的第六实施例的耳机设备的例子的方框图；

图49-50B是示出按照本发明的第一到第六实施例的声音输出设备的另一拍打判定方法的视图；以及

图51是示出按照本发明的第一到第六实施例的声音输出设备的操作的一个不同例子的波形图。

具体实施方式

下面参考附图说明本发明的几个实施例，其中本发明被应用于声音输出设备。更具体地说，在下面说明的实施例中，本发明被应用于包括降噪设备的耳机设备。本发明还被应用于新的降噪方法。

随着便携式音频播放器的普及，降噪系统也开始变得普及，所述降噪系统应用于便携式音频播放器的耳机或头戴受话器，降低外部环境的噪声，从而向收听者提供外部噪声被降低的良好再现音乐空间。

所述这种降噪系统的例子是进行主动降噪的主动型降噪系统。主动降噪系统基本上具有下述结构。具体地说，用作声电变换部件的麦克风收集外部噪声。随后，根据所收集的噪声的声音信号，产生具有与噪声的声相位相反的声相位的降噪声音信号。这样产生的降噪声音信号由充当电声变换部件的扬声器或耳机驱动器声学再现，并且与噪声声学合成，从而降低噪声。

在主动降噪系统中，产生降噪声音信号的部分过去由模拟电路(模拟滤波器)形成，并且使用固定滤波电路，所述固定滤波电路在任何噪声环境中都能够以它自己的方式降噪。

顺便提及，即使在作为频率特性来观察噪声环境特性的情况下，噪声环境特性通常也随地点，比如机场、火车站站台或工厂的环境而极其不同。因此，为了降噪，最初希望使用与每种环境特性相符的最佳滤波特性。

但是，如上所述，在过去的主动降噪系统中，滤波电路固定于单一滤波特性的滤波电路，在任何噪声环境中它都以它自己的方式降噪。于是，过去的主动降噪系统存在问题，其中它不能进行与将在进行降噪的地点处的噪声环境特性相符的降噪。

于是，在本发明的实施例的耳机设备中采用的降噪设备部件被配置成不使用单一滤波特性的滤波电路，相反包括具有不同滤波特性的多个滤波电路，从而有选择地使用与该地点的噪声环境特性相符的滤波电路。

此时，收听者会收听声音，并确认有选择地使用的哪个滤波电路表现出最佳的降噪效果或者最佳的消噪效果。但是，如果在应用降噪滤波效果的状态下，滤波特性被改变，那么存在不易关于每种滤波特性确认降噪效果的问题。

在作为按照下述本发明的实施例的声音输出设备的耳机设备中，降噪设备部件具有使用数字滤波器的数字处理电路结构，从而通过可切换地改变滤波器系数，与多种不同噪声环境中的任意一种相一致地有选择应用适当的降噪特性。在下面说明的实施例中，降噪特性的选择性转换可通过拍打耳机外壳来实现。

要注意的是，虽然降噪设备可具有模拟处理电路的结构，不过这种情况下，必须作为单个硬件电路提供与多个噪声环境对应的滤波电路，并有选择地使用滤波电路之一。但是，如果配置降噪设备，从而提供多个滤波电路，并且按照这种方式有选择地使用滤波电路之一，那么这会产生硬件结构尺寸变大并且需要增大成本的问题。于是，对将用于便携式设备的降噪系统应用模拟处理电路结构是不实际的。于是，下面说明的实施例采用数字处理电路结构。

第一实施例：反馈式降噪设备

首先说明用于作为按照本发明的第一实施例的声音输出设备的耳机设备的降噪设备。该降噪设备具有实现主动降噪的系统结构。主动降噪系统被分成两种类型，包括反馈系统(反馈式)和前馈系统(前馈式)。本发明可应用于这两种类型的降噪系统。

首先，说明作为对其应用反馈式降噪系统的按照本发明的第一实施例的声音输出设备的耳机设备的降噪设备。图1表示耳机设备的结构的例子，图2表示图1中所示的滤波电路的详细结构的例子。

在图1中，为了简化示出，只表示了用于收听者1的右侧耳朵的耳机设备的部分的结构。这类似地适用于下面说明的其它实施例。自然地，用于收听者1的左侧耳朵的耳机设备的另一部分也被类似地构成。

首先参见图1，耳机设备戴在收听者1的头上，使得收听者1的右耳被用于右耳的耳机外壳(外壳部件)2罩住。耳机驱动器单元(下面简称为驱动器)11设置在耳机外壳2的内侧，并且充当把电信号形式的声音信号再现成声信号的电声变换部件。

声音信号输入端子12接收收听对象的声音信号S。声音信号输入端子12由插入便携式音乐再现设备的耳机插孔中的耳机插头形成。对于左右耳朵来说，降噪设备部件20被置于在声音信号输入端子12和驱动器11之间的声音信号传输线路之中。降噪设备部件20包括功率放大器13，充当下面说明的声音收集部件和声电变换部件的麦克风21，麦克风放大器22，用于降噪的FB滤波电路23，存储器24等等。

尽管未示出，不过降噪设备部件20通过连接电缆与驱动器11，麦克风21和形成声音信号输入端子12的耳机插头连接。连接电缆具有连接端子部分20a、20b和20c，连接电缆在连接端子部分20a、20b和20c处与降噪设备部件20连接。

在图1的该第一实施例中，在收听者1的音乐收听环境中，从耳机外壳2外部的噪声源3进入耳机外壳2内部的收听者1的音乐收听位置的噪声被反馈系统降低，使得收听者1能够在良好的环境中欣赏音乐。

在反馈式降噪系统中，位于声合成位置或消噪点Pc的噪声被麦克风收集，在所述声合成位置或消噪点Pc，噪声和噪声再现声音信号的声学再现声音被合成，并且所述声合成位置或消噪点Pc是收听者1的声音收听位置。

因此，在该第一实施例中，用于噪声收集的麦克风21被设置在消噪点Pc，如图1中所示，消噪点Pc位于耳机外壳2的内侧。由于麦克风21的位置用作控制点，因此考虑到降噪效果，消噪点Pc通常被设置到耳朵附近的位置，即驱动器11的振动膜的前侧。从而，麦克风21被设置在该位置。

于是，降噪声音信号产生部件产生麦克风21收集的噪声的反相分量作为降噪声音信号。随后，所产生的降噪声音信号被供给驱动器11，并由驱动器11声学再现，从而降低从外部进入耳机外壳2中的噪声。

这里，位于噪声源3的噪声和进入耳机外壳2的噪声3′并不具有相同的特性。但是，在反馈式降噪系统中，进入耳机外壳2的噪声3′，即降低对象的噪声3′由麦克风21收集。

因此，在反馈系统中，降噪声音信号产生部件应产生由麦克风21在消噪点Pc处收集的噪声3′的反相分量，使得噪声3′可被消除。

在本实施例中，数字FB滤波电路23被用作反馈式降噪声音信号产生部件。在本实施例中，由于降噪信号由反馈系统产生，因此下面把数字滤波电路23称为FB滤波电路23。

FB滤波电路23包括数字信号处理器(DSP)232，设置在DSP 232的前级的A/D变换电路231，和设置在DSP 232的后级的D/A变换电路233。

现在参见图2，DSP 232包括数字滤波电路301，增益变化电路302，加法电路303，控制电路304，数字均衡电路305，传递函数Hfb乘法电路306，用作去除电路的减法电路307，和拍打判定电路308。

由麦克风21通过收集而获得的模拟声音信号经麦克风放大器22被供给FB滤波电路23，在FB滤波电路23中，所述模拟声音信号由A/D变换电路231变换成数字声音信号。随后，数字声音信号被供给DSP 232的数字滤波电路301。

提供DSP 232的数字滤波电路301未通过反馈系统产生数字降噪声音信号。数字滤波电路301根据输入到其的数字声音信号，产生性质与作为在数字声音信号中设置的参数的滤波系数相应的数字降噪声音信号。在本实施例中，将要对数字滤波电路301设置的滤波系数由控制电路304从存储器24读出，并将其供给数字滤波电路301。

在本实施例中，如下所述作为参数的该多个滤波系数或多组滤波系数被保存在存储器24中，从而借助DSP 232的数字滤波电路301产生的反馈系统的降噪声音信号，能够降低多种不同的噪声环境中的噪声。

控制电路304从保存在存储器24中的滤波系数中，读出特定的一个滤波系数或者特定的一组滤波系数，并对数字滤波电路301设置该滤波系数或该组滤波系数。

在本实施例中，来自拍打判定电路308的拍打判定信号被供给控制电路304。当控制电路304根据来自拍打判定电路308的拍打信号，判定耳机外壳2受到用户拍打时，控制电路304改变要从存储器24读出的预定的一个滤波系数或者预定的一组滤波系数，并对数字滤波电路301设置改变后的一个滤波系数或者一组滤波系数。

要注意的是，在本实施例中，当对数字滤波电路301设置按照噪声环境设定的滤波系数时，形成与滤波系数相应的消噪滤波器(下面称为NC滤波器)，并产生对应的降噪声音信号。于是，在下面的说明中，其中在数字滤波电路301中形成与噪声环境相应的NC滤波器的状态被称为噪声模式，如下所述与噪声环境相应的名称被应用于噪声模式。因此，滤波系数的转换改变对应于噪声模式的改变(下面有时称为模式)。

在本实施例中，每次拍打判定电路308判定用户对耳机外壳2的拍打时，控制电路304改变要从存储器24读出的滤波系数，以改变噪声模式。因此，在本实施例中，每次用户拍打耳机外壳2时，噪声模式被循环改变成与保存在存储器24中的滤波系数相应的噪声模式。

随后，DSP 232的数字滤波电路301按照通过控制电路304有选择地从存储器24读出、并以如上所述的方式设置的滤波系数，产生数字降噪声音信号。

随后，如图2中所示，数字滤波电路301产生的数字降噪声音信号通过增益变化电路302被供给加法电路303。在本实施例中，如下所述，增益变化电路302在控制电路304的控制下，在噪声模式的转换改变时控制增益。

另一方面，声音信号S，比如通过声音信号输入端子12接收到的收听对象的音乐信号由A/D变换电路25变换成数字声音信号，随后被供给DSP 232的数字均衡电路305。声音信号S经历数字均衡电路305的音质校正，例如幅频特性校正或相频特性校正，或者这两种校正。

在反馈式降噪设备的情况下，当数字滤波电路301的滤波系数被改变，以改变降噪曲线或降噪特性时，从外部输入的收听对象的声音信号S受到与降噪效果的频率曲线或频率特性相对应的影响。于是，必须响应于数字滤波电路301的滤波系数的改变，改变均衡器特性。

于是，在该第一实施例中，用于以与对数字滤波电路301设置的多个滤波系数中的每个滤波系数相对应的关系改变数字均衡电路305的均衡器特性的参数被保存在存储器24中。随后，控制电路304把与滤波系数的改变相应的参数供给数字均衡电路305，以改变均衡器特性。

此外，如下所述，在本实施例中，改变数字均衡电路305的均衡器特性的指令可由用户发出。于是，在本实施例中，当耳机外壳2被拍打一次时，判定单次拍打是噪声模式的改变输入命令，但是当耳机外壳2被拍打两次时，判定这是均衡器特性的改变指示命令。

数字均衡电路305的输出声音信号被供给加法电路303，加法电路303将其与来自增益变化电路302的降噪声音信号相加。随后，和信号作为DSP 232的输出被供给D/A变换电路233，D/A变换电路233将其变换成模拟声音信号。随后，模拟声音信号作为FB滤波电路23的输出信号被供给功率放大器13。之后，来自功率放大器13的声音信号被供给驱动器11，由驱动器11将其声学再现，使得再现声音被传播到收听者1的双耳(在图1和2中，只表示了右耳)。

从驱动器11通过声学再现传播的声音包括源于FB滤波电路23产生的噪声再现声音信号的声学再现分量。源于由驱动器11通过声学再现传播的声音中的降噪声音信号的声学再现分量与噪声3′声学合成，使得噪声3′在消噪点Pc被降低或消除。

下面参考图3利用传递函数说明上面说明的反馈式降噪设备部件20的降噪操作。

图3表示了一方框图，其中利用其传递函数示出图1中所示的降噪设备部件20的不同组件。参见图3，附图标记A表示功率放大器13的传递函数；D表示驱动器11的传递函数；M表示麦克风21和麦克风放大器22的传递函数；-β表示为反馈定义的滤波器(数字滤波电路301)的传递函数；Hfb表示从驱动器11到麦克风21的空间的传递函数；E表示应用于收听对象的声音信号S的数字均衡电路305的传递函数。要注意上面给出的传递函数是用复数表示法表示的。

此外，在图3中，附图标记N表示从外部噪声源进入耳机外壳2中的麦克风21的位置处或其附近的噪声，P表示到达收听者1的耳朵的声压。要注意的是外部噪声被传到耳机外壳2的内部情况的原因在于例如噪声作为通过位于耳垫部分的间隙的声压泄漏，或者作为由声压引起的耳机外壳2的振动的结果而泄漏，声音被传到耳机外壳2的内部。

在以如图3中所示的方式表示降噪设备部件20的情况下，图3中的方框可由图4中的表达式1表示。如果注意表达式1中的噪声N，那么可认识到噪声N被衰减到1/(1+ADHfbMβ)。但是，为了使表达式1的系统在噪声再现目标频带中稳定地起消噪机构的作用，必须满足图4的表达式2。

通常，反馈式降噪系统中的传递函数的乘积的绝对值必须大于1(1＜＜|ADHfbMβ|)。此外，可和经典控制理论中的Nyquist稳定性判定一起，按照下述方式解释与图4的表达式2相关的系统的稳定性。

参见图3，考虑其中与噪声N相关的环路部件，即从麦克风21到驱动器11的环路部件在一个位置被切断的传递函数(-ADHfbMB)的“开环”。该开环具有由图5中所示的板图(board chart)表示的特性。

在该开环被确定为对象的情况下，根据Nyquist稳定性判定，满足上面的表达式2的条件是在图5中必须满足下述两个条件：

·当通过相位为0°的点时，增益必须低于0dB，和

·当增益高于0dB时，必须不包括相位为0°的点。

如果上面的两个条件不被满足，那么对该环路应用正反馈，这引起振荡(啸叫)。在图5中，附图标记Pa和Pb表示相位余量，Ga和Gb表示增益余量。在这些余量较小的情况下，耳机的个体差异或装配偏移(dispersion in mounting)增大振荡的可能性。

现在，除降噪功能之外，说明来自耳机的驱动器的必需的声音再现。

除了音乐信号之外，图3中的收听对象的声音信号S实际上还是原本要由耳机设备的驱动器11再现的信号的通称，比如外壳外的麦克风的声音(该声音用于收听添加功能)和通过通信的声音信号(该声音用于头戴受话器)。

如果注意上面给出的表达式1中的声音信号S，那么如果如图4中所示的表达式3表示的那样，设置均衡器E，那么声压P由图4中的表达式4表示。

因此，如果麦克风21的位置非常接近于耳朵，那么由于Hfb是从驱动器11到麦克风21(耳朵)的传递函数，A和D分别是功率放大器13和驱动器11的特性的传递函数，那么可认识到获得与不具有降噪功能的普通耳机的特性类似的特性。要注意的是，此时功率放大器13的均衡器E具有基本和频率轴上呈现的开环特性类似的特性。

上面参考图1所述结构的耳机设备使用户可以在按照上面说明的方式降低噪声的时候，毫无问题地听收听对象的声音信号。但是，要注意的是这种情况下，为了实现足够的降噪效果，必须在由DSP 232形成的数字滤波器中设置与从噪声源3传到耳机外壳2内部的噪声的特性相应的滤波系数。

如上所述，存在产生噪声的各种噪声环境，并且噪声的频率特性或相位特性依赖于相应的噪声环境。于是，难以期望使用单一的滤波系数在所有噪声环境中获得足够的降噪效果。

于是，在本实施例中，预先准备并在存储器24中保存与各种噪声环境相应的多个或多组滤波系数。随后，有选择地从存储器24中读出认为是适当的一个滤波系数，并对在FB滤波电路23的DSP 232中形成的数字滤波电路301设置该滤波系数。

对于将对数字滤波电路301设置的滤波系数，最好是预先计算能够通过其降低或消除各种噪声环境中收集到的噪声的适当值，并把所述值保存在存储器24中。例如，预先计算能够通过其降低或消除在各种噪声环境，比如火车站站台上，在机场，在地面上行驶的列车中，在地铁的列车中，在城镇中的人群中或者在大型商店中收集的噪声的适当滤波系数，并将其保存在存储器24中。

具体地说，预先计算用于多种噪声环境中的每种环境，即，用于多种不同的噪声模式中的每种噪声模式的一组滤波系数，并将其保存在存储器24中。

随后，在该第一实施例中，通过用户的手动操作，选择保存在存储器24中的一个适当的滤波系数或者一组适当的滤波系数。

在本实施例中，用户的手动操作通过对耳机外壳2的拍打提供。此外，在本实施例中，对耳机外壳2的单次拍打操作被确定为滤波系数的改变指令，即，噪声模式的改变指令，对耳机外壳2的两次连续拍打操作被确定为均衡器特性的改变指令。

以对耳机外壳2的两次连续拍打操作产生的均衡器特性的改变指令为基础的均衡器特性的改变不同于上面说明的与反馈式噪声再现系统的噪声模式的改变相应的均衡器特性的改变。具体地说，这种情况下，均衡器特性的改变指令用于选择适合于用户正在收听的音乐作品的风格，比如古典、爵士、流行、摇滚或日本民歌的均衡器特性(幅频特性，相频特性或者这两种特性)。

将要供给数字均衡电路305，以产生与如上所述的多种风格相应的均衡器特性的多个参数预先保存在存储器24中。随后，每次用户拍打两次耳机外壳2时，控制电路304连续并且循环地从存储器24读出用于各种风格的参数，并把所读出的参数供给数字均衡电路305。具体地说，每次耳机外壳2受到两次拍打时，控制电路304连续读出用于改变均衡器特性的参数，比如用于古典音乐的参数→用于爵士音乐的参数→用于流行音乐的参数→用于摇滚音乐的参数→用于日本民歌的参数，并把所读出的参数供给数字均衡电路305。

于是，尽管未示出，每当根据对耳机外壳2的两次拍打操作的判定，改变均衡器特性的时候，代表对数字均衡电路305设置哪种风格的参数的语音消息，例如“古典音乐”的语音消息可被增加到将被供给驱动器11的声音信号中。

根据来自麦克风21的收集到的声音信号进行本实施例中的耳机外壳2的拍打的判定。这种情况下来自麦克风21的收集到的声音信号不仅受到外部声音信号，比如要收听的再现音乐的分量，或者通信声音的影响，而且还受降噪效果的影响。当用户拍打耳机外壳2两次时，尽管从受到拍打的耳机外壳2产生的声音被麦克风21收集，不过其音量会被降噪效果降低。此外，由于同时从驱动器11发出再现声音，因此还存在对耳机外壳2的拍打声被再现声音覆盖的可能性。于是，难以立即根据从来自麦克风21的收集到的声音信号检测出对耳机外壳2的拍打。

于是，在本实施例中，声音信号S的声学再现声音被去除，从而能够确定地判定拍打操作。

此外，在从驱动器11到麦克风21或耳朵的传递函数由Hfb表示的情况下，通过把传递函数Hfb的因数乘以当前所选噪声模式下的降噪效果对外部声音信号的频率特性影响，预先计算滤波系数(filter)Hfb_nc。随后，在实际应用时，使再现对象的声音信号通过数字均衡电路305，随后被乘以滤波系数(filter)Hfb_nc，之后将其从麦克风21的输出信号中减去。随后，根据所得到的减法输出信号做出拍打判定。

换句话说，从驱动器11发出的声音信号在麦克风21的位置处被尽可能准确地模拟，并在麦克风21的位置处从声音中减去，从而从麦克风21的收集到的声音信号中去除声音信号S的分量。

从而，在本实施例中，来自麦克风21的收集到的声音信号由A/D变换电路231变换成数字声音信号，随后被供给减法电路307。

同时，来自数字均衡电路305的声音信号S被供给滤波系数(filter)Hfb_nc乘法电路306，滤波系数(filter)Hfb_nc乘法电路306把声音信号S乘以通过考虑到传递函数Hfb而确定的滤波系数(filter)Hfb_nc。随后，乘法结果被供给减法电路307，减法电路307从来自麦克风21的收集到的声音信号中减去乘法结果，从而去除包括在收集到的声音信号中的声音信号S的分量。

随后，来自减法电路307的从中去除声音信号S的分量的麦克风21的收集到的声音信号被供给拍打判定电路308。拍打判定电路308判定来自麦克风21的收集到的声音信号是否包括当拍打耳机外壳2时的声音信号分量或振动分量，并且还根据在预定的时间段内包括多少分量，判定拍打的次数。随后，拍打判定电路308把判定结果供给控制电路304。

尽管从减法电路307获得的减法结果包括环境噪声，不过当用户拍打耳机外壳2时透过耳机外壳2的声音通常高于环境噪声，并且环境噪声一般不包括脉冲声音，比如当耳机外壳2受到拍打时的拍打声音。于是，如上所述的环境噪声不会被错误地识别成拍打时的声音。

尽管下面详细说明拍打判定电路308的特定结构的例子，不过不仅可应用减法电路307的硬件结构，而且可应用减法电路307的输出信号的软件处理结构。此外，在采用软件处理结构的情况下，另外还包括传递函数Hfb乘法电路306和减法电路307的处理。

在本实施例中，每次控制电路304收到作为拍打判定电路308的判定结果的一次拍打操作(它是噪声模式的转换指令操作)的判定结果时，控制电路304改变对要从存储器24读出的滤波系数的设置，并把改变后的滤波系数供给数字滤波电路301。

特别地，如图6中所示，每次控制电路304检测到通过对耳机外壳2的一次拍打操作产生的噪声转换指令操作时，控制电路304改变将从存储器24读出并供给数字滤波电路301的滤波系数，从而转换并改变由数字滤波电路301形成的NC滤波器的滤波特性。

当读出保存在存储器24中的与噪声模式相应的多个滤波系数或多组滤波系数时，预先按照噪声模式的顺序确定读出顺序，当判定发出了噪声模式的转换改变操作指令时，按照读出顺序依次循环读出滤波系数。

例如，确定图6中示出的读出顺序，使得第一种噪声模式是飞机模式，它是飞机中的噪声功能模式；第二种噪声模式是电气列车模式，它是电气列车中的噪声环境模式；第三种噪声模式是地铁模式，它是地铁中的噪声环境模式；第四种噪声模式是店外模式，它是在商店外的噪声环境模式；第五种噪声模式是店内模式，它是在商店内的噪声环境模式；...。按照噪声模式由数字滤波电路301形成与噪声模式相应的NC滤波器1，NC滤波器2，NC滤波器3，NC滤波器4，NC滤波器5...。

例如，作为一个简单的例子，假定在存储器24中写入由图7中所示的“降噪曲线(噪声衰减特性)”表示的四种不同的降噪效果的多组参数，即，多组滤波系数。在图7的例子中，对于噪声主要分布在低频带，中低频带，中频带和宽频带中的四种不同噪声模式的噪声特性，将用于降低各个噪声模式下的噪声的曲线特性的多组滤波系数保存在存储器24中。

这种情况下，如图7中所示，在噪声主要分布在低频带中的情况下，用于降噪的低频带强调曲线的降噪特性的滤波系数，在噪声主要分布在中低频带中的情况下，用于降噪的中低频带强调曲线的降噪特性的另一个滤波系数，在噪声主要分布在中频带中的情况下，用于降噪的中频带强调曲线的降噪特性的又一个滤波系数，和在噪声主要分布在宽频带中的情况下，用于降噪的宽频带强调曲线的降噪特性的再一个滤波系数分别被确定为第一、第二、第三和第四滤波系数。并且每次按下按钮开关以发出滤波系数的改变操作指令时，要从存储器24读出的滤波系数被改变，比如第一→第二→第三→第四→第一→...地改变。

收听者1将按照这种方式转换噪声模式，并用用户自己的耳朵确认每种噪声模式下的降噪效果。随后，如果用户觉得获得了足够的降噪效果，那么用户将停止随后按下模式转换按钮，使得读出该滤波系数的噪声模式之后可被保持。从而，此后存储器控制器同样不断读出此时读出的滤波系数，并把滤波系数的读出状态控制为用户选择的噪声模式的读出状态。

要注意的是，上面参考图7说明的例子对应于以下情况，其中未实际测量各个噪声环境中的噪声以设置对应的滤波系数，而是设想其中噪声分布在四种不同频带(包括低频带，中低频带，中频带和宽频带)中的状态，并设置滤波系数以获得用于降低各个情况下的噪声的曲线特性，并将所述滤波系数保存在存储器24中。

另外，在使用如上所述按照简单的噪声模式设置的这种滤波器的情况下，借助本实施例的降噪设备，能够选择适合于每种噪声环境的滤波系数。于是，与像过去的模拟滤波系统那样固定地确定滤波系数的情况相比，能够获得与更有效的降噪效果。

要注意的是和上面说明的噪声模式的改变的情况一样，还能够类似地根据控制电路304对耳机外壳2的两次拍打的判定，改变均衡器特性。

另外，在本实施例中，为了使收听者可以更确定地确认转换改变噪声模式时每种噪声模式的降噪效果，当转换改变噪声模式时，控制电路304按照下述方式执行其控制。

第一例子

图8示出本实施例中的控制电路304在噪声模式转换改变时的控制的第一例子。

在本例中，当判定通过耳机外壳2的单次拍打操作执行噪声模式转换指令操作时，控制电路304不仅仅改变滤波系数，从而转换由数字滤波电路301形成的NC滤波器，而且还紧接在模式转换按钮的按下操作执行之后把数字滤波电路301的降噪效果降为0，如图7中所示，从而提供持续预定的时间段的降噪效果处于关闭状态的降噪效果关闭(off)间隔A。

随后，在降噪效果关闭间隔A结束之后，控制电路304提供持续固定时间段的降噪效果递增间隔B，在降噪效果递增间隔B内，转换后的噪声模式的NC滤波器的降噪效果被逐渐增大到其最大值。

随后，在降噪效果递增间隔B结束之后，控制电路304把转换后的模式的NC滤波器的降噪效果固定在其最大值。在图8中，其中降噪效果被固定在其最大值的间隔被表示成间隔C。

降噪效果关闭间隔A和降噪效果递增间隔B分别被设置成适当的长度。例如，间隔A被设置成3秒，间隔B被设置成4秒。间隔C由下次按下模式转换按钮的时间点所提供的终点定义，不是固定的。

要注意的是虽然在本实施例中，降噪效果递增间隔B被设置成固定的时间段，但是由于各个噪声模式下的NC滤波器的降噪量的最大值彼此并不相等，因此降噪效果的递增梯度随噪声模式下NC滤波器的降噪量的最大值而不同。

图9中表示了在第一例子的情况下控制电路304的控制的流程图。参见图9，控制电路304监控来自拍打判定电路308的判定结果信息，以确定是否通过耳机外壳2的一次拍打操作发出了噪声模式的转换改变操作指令(步骤S11)。

如果在步骤S11判定未发出噪声模式的转换改变操作指令，那么控制电路304重复步骤S11的处理，等待发出噪声模式的转换操作指令。

如果在步骤S11判定发出了噪声模式的转换改变操作指令，那么控制电路304把将从存储器24读出的一组滤波系数(filter)改变成与迄今为止的顺序不同的下一顺序的NC滤波器的滤波系数，并把改变后的滤波系数供给数字滤波电路301(步骤S12)。

此时，如上所述，在本实施例的反馈式降噪处理的情况下，还必须响应降噪效果的变化，控制关于声音信号S的均衡器特性。从而，控制电路304分别按照降噪效果关闭间隔A和降噪效果递增间隔B中的每一个的降噪效果的增益控制，控制数字均衡电路305的均衡器特性。

随后，控制电路304借助定时器设置降噪效果关闭间隔A(步骤S13)，并把增益变化电路302的增益G控制为0(步骤S14)。之后，控制电路304监控定时器，以判定降噪效果关闭间隔A是否结束(步骤S15)。但是，如果降噪效果关闭间隔A未结束，那么处理返回步骤S14，从而保持增益变化电路302的增益G为0的状态。

如果在步骤S15判定降噪效果关闭间隔A结束，那么控制电路304对定时器设置降噪效果递增间隔B(步骤S16)，随后在dB轴上线性地逐渐增大增益变化电路302的增益G，使得增益G可以在降噪效果递增间隔B内显示出该噪声模式中的NC滤波器的最大降噪量(步骤S17)。

随后，控制电路304监控定时器，以判定降噪效果递增间隔B是否结束(步骤S18)。如果降噪效果递增间隔B未结束，那么处理返回步骤S16，在步骤S16，继续逐渐增大增益变化电路302的增益G。

如果在步骤S18判定降噪效果递增间隔B结束，那么控制电路304把增益变化电路302的增益G固定为该噪声模式的NC滤波器的最大降噪量(步骤S19)的状态。之后，处理返回步骤S11，在步骤S11，每次执行模式转换按钮的按下操作时，重复上面说明的操作。

图10示出在降噪效果关闭间隔A，降噪效果递增间隔B和间隔C中，降噪效果，数字滤波电路301中的NC滤波器特性和数字均衡电路305中的均衡器特性的变化的例子。

第二例子

在第二例子中，和第一例子的情况一样，控制电路304根据通过对耳机外壳2的一次拍打操作产生的噪声模式转换指令操作，在噪声模式的转换改变时进行控制。同时，当发现进行通过对耳机外壳2的单次拍打操作产生的噪声模式转换指令操作时，控制电路304通知用户在模式转换改变之后进入了哪种噪声模式。从而，用户能够预先识别与用户自己所处的噪声环境最接近的噪声模式，并且能够确认该噪声模式下的降噪效果。

这种情况下，在该第二例子中，例如利用向要供给驱动器11的声音信号中增加噪声模式的通知语音消息的方法，实现噪声模式的通知。例如，如果噪声模式转换改变的下一模式是飞机模式，那么使用诸如“飞机”之类的通知语音消息，并且如果下一模式是电气列车模式，那么使用诸如“列车”之类的通知语音消息，但是如果下一模式是地铁模式，那么使用诸如“地铁”之类的通知语音消息。

此外在该第二例子中，尽管附图中未示出，但是用于各种噪声模式的通知语音消息被保存在例如存储器24中。随后，控制电路304根据对耳机外壳2的一次拍打操作产生的噪声模式转换指令操作，在适当的定时从存储器24有选择地读出通知语音消息，并把读出的通知语音消息供给加法电路303。

随后在该第二例子中，选择每种噪声模式中的通知语音消息对于加法电路303的加法定时，从而在降噪效果最大的状态下，即在噪声被降低并且能够容易地听见声音的状态下进行这种加法。

图11示出本实施例中的控制电路304的模式转换改变时的控制的第二例子。

参见图11，在该第二例子中，在判定通过对耳机外壳2的一次拍打操作来执行噪声模式转换操作指令时，不立即开始降噪效果关闭间隔A，而还在噪声模式转换操作指令之后，将间隔C延伸预定的时间间隔以提供用作下一模式的通知时段的时段D，在间隔C中在噪声模式转换操作指令之前在噪声模式中NC滤波器的降噪效果最大。

然后，在通知间隔D中，控制电路304从存储器24读出下一模式的通知消息，并将该通知消息通过加法电路303加到声音信号上。然后，在通知间隔D结束之后，进入上述降噪效果关闭间隔A。

图12和13中示出第二例子中控制电路304的控制。首先参见图12，控制电路304监控来自拍打判定电路308的判定结果信息，以判定是否通过对耳机外壳2的一次拍打操作发出了噪声模式的转换操作指令(步骤S21)。

如果在步骤S21判定未发出噪声模式的转换操作指令，那么控制电路304重复步骤S21的处理，以等待发出噪声模式的转换操作指令。

如果在步骤S21判定发出了噪声模式的转换操作指令，那么控制电路304对定时器设置通知间隔D(步骤S22)。随后，控制电路304从存储器24读出下一个噪声模式的通知语音消息，并把该数据供给加法电路303，以把下一顺序的噪声模式通知用户(步骤S23)。

随后，控制电路304监控定时器，以判定通知间隔D是否结束(步骤S24)。如果通知间隔D未结束，那么处理返回步骤S24，以等待通知间隔D结束。

如果在步骤S24判定通知间隔D结束，那么控制电路304把要从存储器24读出的一组滤波系数改变成与迄今为止的顺序不同的下一顺序的NC滤波器的滤波系数，随后把所得到的滤波系数供给数字滤波电路301(步骤S25)。

随后，控制电路304对定时器设置降噪效果关闭间隔A(步骤S26)，随后控制增益变化电路302的增益G为0(步骤S27)。随后，控制电路304监控定时器，以判定降噪效果关闭间隔A是否结束(步骤S28)。随后，如果降噪效果关闭间隔A未结束，那么处理返回步骤S27，以保持增益变化电路302的增益G＝0的状态。

如果在步骤S28判定降噪效果关闭间隔A结束，那么控制电路304对定时器设置降噪效果递增间隔B(图13的步骤S31)。现在参见图13，控制电路304随后在dB轴上逐渐增大增益变化电路302的增益G，从而在降噪效果递增间隔B内，增益G显示出在该噪声模式下NC滤波器的最大降噪量(步骤S32)。

随后，控制电路304监控定时器，以判定降噪效果递增间隔B是否结束(步骤S33)。如果降噪效果递增间隔B未结束，那么处理返回步骤S32，继续逐渐增大增益变化电路302的增益G。

如果在步骤S33判定降噪效果递增间隔B结束，那么控制电路304把增益变化电路302的增益G固定为该噪声模式下NC滤波器的最大降噪量的增益(步骤S34)。之后，处理返回步骤S21，使得每次进行模式转换按钮的按下操作时，重复上面说明的操作。

第三例子

在第一和第二例子中，在转换改变噪声模式时，转换改变之前的噪声模式下的NC滤波器的降噪效果立即从最大降噪量变成零降噪量。但是，在该第三实施例中，转换改变之前的噪声模式下的NC滤波器的降噪效果从最大降噪量开始改变，从而逐渐降到零降噪量。这旨在避免在声音变得使收听者不快之前，降噪效果突然消失。

图14示出对第一例子应用第三例子的情况。具体地说，在间隔C之后提供降噪效果递减间隔E。随后，在降噪效果递减间隔E结束之后，进入降噪效果关闭间隔A。

要注意的是在对第二例子应用第三例子的情况下，在通知间隔D之后提供降噪效果递减间隔E。随后，在降噪效果递减间隔E结束之后，进入降噪效果关闭间隔A。

此外，在第一到第三例子的说明中，虽然降噪效果递增间隔B是固定的时间段，不过另一方面，它可以是设置的变化时段，使得降噪效果的逐渐增加的梯度是固定的，并且在噪声模式转换改变之后的NC滤波器的降噪量逐渐增大到其最大值。

此外在第二例子中，虽然通知间隔D也被设置成预定的时间段，不过在完成通知语音消息的增加之后，通知间隔D可被结束，并且可以立即进入降噪效果关闭间隔A。

此外在上面说明的例子中，虽然通过控制增益变化电路302的增益G，实现降噪效果递增间隔B内降噪效果的逐渐增大，不过这也可通过不同的方法来实现。具体地说，发生变化以便在降噪效果递增间隔B内实现降噪效果的逐渐增大的一组滤波系数作为各个噪声模式下的NC滤波器的滤波系数被保存在存储器24中。随后，滤波系数在降噪效果递增间隔B内被连续读出。

要注意的是在上面说明的例子中，虽然下一回的噪声模式被清楚地传达给用户，但另外也可以传达进行了噪声模式的转换改变。这种情况下，可以不使用声音消息，而使用特殊的声音，例如蜂鸣声来进行通知。

另外可以不使用通知声音消息，而使用与每种噪声模式对应的声音，或者使用相关的声音，比如机场的引导广播或者火车站站台的引导广播进行噪声模式顺序中的下一噪声模式的通知。

要注意的是，为了使收听者可以以较高的准确度确认降噪效果，有时有利的是在基于声音信号S的再现声音不是从驱动器11发出的环境中进行确认。为了应付所说明的这种情况，可以采用以下方法，其中在未输入声音信号S的环境中，收听者操作A/D变换电路25，以确认降噪效果。或者，在当前输入和再现声音信号S的情况下，可以采用另一种方法，其中在按下A/D变换电路25的转换按钮之后，能够确认降噪效果的预定时间段内，要被供给DSP 232的声音信号S被静音。这类似地适用于下面说明的本发明的优选实施例。

拍打判定电路308的拍打判定方法

拍打判定的第一例子

如上所述，耳机外壳2受到拍打时的声音是脉冲声音。图15示出在未输入再现声音信号S的时候，当耳机外壳2受到拍打时，麦克风21收集的声音波形数据(拍打波形数据)的例子。在图15的例子中，横坐标轴表示在当收集的声音信号被变换成数字信号时的采样频率Fs为48kHz的情况下的时间轴样本数。

在该第一例子中，当耳机外壳2受到拍打时，从麦克风21获得的如图15中示出的这种典型拍打波形数据被保存在例如存储器24的波形数据区中。随后，保存的拍打波形数据被用于与来自减法电路307的声音信号波形进行一致性评估，以检测耳机外壳2是否被用户拍打，并检测拍打的次数。

拍打判定电路308设置预定时段的波形数据的读取间隔PD，并通过与读取间隔PD对应的量连续读取通过减法电路307从中去除再现声音信号S的分量的麦克风21收集到的声音信号的波形数据。为此，拍打判定电路308包括用于读取波形数据的缓冲存储器，并把读取的波形数据写入缓冲存储器中。

随后，算术运算读取的波形数据和保存在存储器24中的拍打波形数据之间的相关函数，并通过它们的一致性评估判定是否进行了对耳机外壳2的拍打。要注意的是即使在这种情况下拍打判定处理被略微延迟，在实际应用中也不存在任何问题。

这里，读取间隔PD的长度被设置成包括当用户连续两次拍打耳机外壳2，以便发出均衡器特性的改变指令时的两个连续拍打定时的间隔长度，并例如被设置成0.5～1秒。如果在读取间隔PD内检测或判定出三次或者更多的连续拍打操作，那么它们不会被判定为改变指令。

但是，如图21或22中所示，即使用户在上面说明的读取间隔PD的时间段内连续两次拍打耳机外壳2，根据在读取间隔PD内拍打的时间点的位置，在一个读取间隔PD内可能只检测到一次拍打操作。

另一方面，例如如图23中所示，即使在一个读取间隔PD内耳机外壳2受到两次拍打，实际上可能对耳机外壳2进行了三次或者更多次的拍打操作。

考虑到上述情况，在该第一例子中，读取间隔PD被设置成使得每两个连续的在先和在后读取间隔PD具有重叠的间隔，如图19-23中的读取间隔PD1、PD2、PD3、...所示。在图19-23的例子中，重叠间隔被设置成仅仅为读取间隔PD一半的时间段。要注意的是重叠间隔的长度自然并不局限于此。

此外，在该第一例子中，并不仅仅通过一个读取间隔PD内的判定执行一次拍打操作或两次拍打操作的判定，而是参考关于两个连续的在先和在后读取间隔PD的判定结果，执行一次拍打操作或两次拍打操作的判定。

下面参考图16-23说明该第一例子的拍打判定方法。要注意的是图16-18的流程图示出由拍打判定电路308和控制电路304执行的处理步骤。

拍打判定电路308首先在设定的读取间隔PD内读取减法电路307从中去除再现声音信号S的分量的麦克风21收集的声音信号的波形数据，并临时把读取的波形数据保留在缓冲存储器中(步骤S101)。

随后，在拍打判定电路308完成把来自减法电路307的读取间隔PD的波形数据取到缓冲存储器中之后，它计算读取的波形数据和从控制电路304获得并保存在存储器24中的拍打波形数据的互相关值COR(步骤S102)。

这种情况下，在连续移动波形数据的样本数的位置的时候，通过把取到缓冲存储器中的波形数据的样本数(它等于从存储器24读出的拍打波形数据的样本数)乘以从存储器24读出的拍打波形数据，能够进行互相关值COR的计算。此外，可以不直接使用时间序列波形数据进行所述乘法，而可以进行波形数据的快速傅里叶变换，从而在频域中进行所述乘法。

随后，拍打判定电路308比较在读取间隔D中计算的互相关值COR与预先确定的阈值θth，以搜索超过阈值θth的相关值的存在，并判定互相关值COR超过阈值θth的次数是否为1次(步骤S103)。这里，阈值θth被设置成等于或稍高于拍打波形数据和读取的波形数据具有相关性的值。

如果在步骤S103中判定在读取间隔PD内，互相关值COR超过阈值θth的次数不为1次(为0次或者两次或更多次)，那么拍打判定电路308判定在读取间隔PD内，互相关值COR超过阈值θth的次数是否为2次(步骤S104)。

如果判定在读取间隔PD内，互相关值COR超过阈值θth的次数不为2次，而是0次或者三次或更多次，那么拍打判定电路308判定未执行通过拍打产生的命令输入操作，比如噪声模式的转换操作指令或者均衡器特性的改变操作指令。从而，拍打判定电路308不向控制电路304传送任何信息(步骤S105)。于是，控制电路304不进行噪声模式的转换改变或者均衡器特性的改变(步骤S106)。

随后，拍打判定电路308设置下一个读取间隔PD(步骤S107)。之后，处理返回步骤S101，以便重复从步骤S101开始的各个步骤的处理。

另一方面，如果在步骤S103，拍打判定电路308判定互相关值COR超过阈值θth的次数为1次，那么拍打判定电路308判定在在先的读取间隔PD内，互相关值COR是否完全没有超过阈值θth(图17的步骤S111)。

现在参见图17，如果判定在在先的读取间隔PD内，互相关值COR完全没有超过阈值θth，那么由于用户在未正在进行耳机外壳2的拍打操作的状态下开始拍打，因此还必须监控下一个读取间隔PD的状态。于是，拍打判定电路308使其处理进入图16的步骤S107，在步骤S107，拍打判定电路308设置下一个读取间隔PD。之后，处理返回步骤S101，重复从步骤S101开始的各个步骤的处理。

另一方面，如果在步骤S111判定在在先读取间隔PD内，相关值COR超过阈值θth，那么拍打判定电路308判定在在先读取间隔PD内，超过阈值θth的那些相关值COR是否包括位于与在当前循环中超过阈值θth的相关值COR的任意时间点不同的时间点处的相关值COR(步骤S112)。

如果在步骤S112判定在在先读取间隔PD内，超过阈值θth的那些相关值COR包括位于与在当前循环中超过阈值θth的相关值COR的任意时间点不同的时间点处的相关值COR，那么这意味着在在先读取间隔PD内，超过阈值θth的相关值COR数目为3或更大。具体地说，如图16中所示，在从其中不包括超过阈值θth的互相关值COR的状态开始计算结果的互相关值COR超过阈值θth一次以上的多个状态中，在步骤S103判定超过阈值θth 1次的状态，随后在步骤S104判定超过阈值θth 2次的另一状态。从而，如果判定阈值θth被超过1次的状态，那么处理进入图17的处理例程，但是，如果阈值θth被超过2次，那么处理进入图18的处理例程。随后，在步骤S111，当在在先读取间隔内的状态没有超过阈值θth的任何互相关值COR时，检查下一个读取时段。

从而，能够作为在步骤S112的当前读取间隔之前的间隔而存在的状态仅仅是其中互相关值COR超过阈值θth一次的状态，和其中互相关值COR超过阈值θth三次或更多次的另一状态。

因此，在在先读取间隔PD内超过阈值θth的那些相关值COR包括位于与在当前循环中超过阈值θth的相关值COR的任意时间点不同的时间点处的相关值COR，表明相关值COR超过阈值θth三次或更多次。

于是，如果在步骤S112判定在在先读取间隔PD内超过阈值θth的那些相关值COR包括位于与在当前循环中超过阈值θth的相关值COR的任意时间点不同的时间点处的相关值COR，那么拍打判定电路308使处理进入图16的步骤S105。在步骤S105，拍打判定电路308判定未执行通过拍打产生的命令输入操作，比如噪声模式的转换操作指令或者均衡器特性的改变操作指令。从而，拍打判定电路308不向控制电路304传送任何信息。于是，控制电路304不执行噪声模式的转换改变，均衡器处理的改变等等(步骤S106)。

随后，拍打判定电路308设置下一个读取间隔PD(步骤S107)，之后处理返回步骤S101，重复从步骤S101开始的各个步骤的处理。

顺便提及，其中在步骤S112判定在在先读取间隔PD内超过阈值θth的那些相关值COR不包括位于与在当前循环中超过阈值θth的相关值COR的任意时间点不同的时间点处的相关值COR的状态，即，其中超过阈值θth的相关值COR位于在先读取间隔和当前读取间隔之间的重合时间点的状态可以是如图19、20和21中所示状态中的任意之一。此外，必须掌握下一个读取间隔PD内读取的波形的状态。特别地，在图19、20和21中，在步骤S113的当前读取时段是时段PD3，并检查下一个读取时段PD4。随后，在图20和21的情况下，必须检查再下一个读取时段PD5的状态。

此外，在图21中，当前的读取时段是PD2，必须检查下一个读取时段PD3和再下一个读取时段PD4的状态。

于是在本例中，如果在步骤S112判定在在先读取间隔PD内超过阈值θth的那些相关值COR不包括位于与在当前循环中超过阈值θth的相关值COR的任意时间点不同的时间点处的相关值COR，那么控制电路304设置下一个读取间隔PD，并计算读取的波形数据和保存的拍打波形数据之间的互相关值COR(步骤S113)。随后，拍打判定电路308判定作为计算的结果而获得的相关值COR是否都不超过阈值θth，即，所有相关值COR都等于或小于阈值θth(步骤S114)。

随后，如果在步骤S114判定作为计算的结果而获得的相关值COR都不超过阈值θth(这是其中如图19中所示，在下一个读取时段PD4内，相关值COR都不超过阈值θth的状态)，那么拍打判定电路308判定耳机外壳2被拍打一次，并向控制电路304发送耳机外壳2被拍打一次的通知(步骤S115)。

当控制电路304收到一次拍打操作的判定结果的通知时，它把该通知识别为噪声模式转换操作指令，并执行上面说明的噪声模式转换改变处理(步骤S116)。

随后，拍打判定电路308使处理进入图16的步骤S107，在步骤S107，它设置下一个读取间隔PD。之后，处理返回步骤S101，从而执行从步骤S101开始的各个步骤的处理。

另一方面，如果在步骤S114判定作为计算的结果而获得的一些相关值COR超过阈值θth(这是其中如图20和21中所示，下一个读取时段PD4包括超过阈值θth的相关值COR的状态)，那么拍打判定电路308设置下一个读取时段PD5，并计算读取的波形数据和保存在波形数据之间的互相关值COR(步骤S117)。

随后，拍打判定电路308判定再下一个读取间隔PD是否包括作为计算的结果而获得的超过阈值θth的互相关值COR或相关值COR，此外，超过阈值θth的那些时间点是否包括与在先循环中的时间点不同的时间点(步骤S118)。

其中在步骤S118判定超过阈值θth的那些时间点包括与在先循环中的时间点不同的时间点的状态是图20和21的状态，此时，拍打判定电路308判定耳机外壳2被连续拍打两次(图18的步骤S125)。此外，拍打判定电路308把该信息传给控制电路304。

从而，控制电路304认为对耳机外壳2的两次拍打操作代表均衡器特性的改变指令。从而，控制电路304随后从存储器24读出要对数字均衡电路305设置的均衡器特性的参数，并把所述参数供给数字均衡电路305，以改变均衡器特性(步骤S126)。

随后，拍打判定电路308使处理进入图16的步骤S107，在步骤S107，它设置下一个读取间隔。之后，处理返回步骤S101，重复从步骤S101开始的各个步骤的处理。

另一方面，尽管附图中未示出，不过其中在步骤S118判定超过阈值θth的那些时间点包括与在先循环中的时间点不同的时间点的状态指示在图20和21中，在读取间隔PD内存在超过阈值θth的两个以上的相关值COR。于是，拍打判定电路308判定该状态指示两次以上的连续拍打操作，从而判定未执行命令输入操作，比如噪声模式转换操作指令或均衡器改变操作指令，并且不向控制电路304传送任何信息(图16的步骤S105)。于是，控制电路304不执行噪声模式的转换操作，均衡器特性的改变等等(步骤S106)。

随后，拍打判定电路308设置下一个读取间隔PD(步骤S107)，随后处理返回步骤S101，重复从步骤S101开始的各个步骤的处理。

另一方面，如果拍打判定电路308在步骤S104判定在读取间隔PD内，互相关值COR超过阈值θth的次数为2次，那么拍打判定电路308判定在在先的读取间隔PD内，相关值COR是否超过阈值θth一次以上(图18的步骤S121)。

如果在步骤S121判定在在先的读取间隔PD内，相关值COR超过阈值θth一次以上，那么拍打判定电路308判定在在先读取时段PD中，超过阈值θth的那些相关值COR是否包括与在当前循环中超过阈值θth的互相关值COR不同的相关值COR(步骤S122)。

其中在步骤S122判定在在先读取时段PD中超过阈值θth的那些相关值COR包括与在当前循环中超过阈值θth的互相关值COR不同的相关值COR的状态是例如图24中所示的状态，并且指示耳机外壳2被连续拍打三次或更多次的情况或类似情况。

于是，如果在步骤S122判定在在先读取时段PD中，超过阈值θth的那些相关值COR包括与在当前循环中超过阈值θth的互相关值COR不同的相关值COR，那么处理进入图16的步骤S105，在步骤S105，拍打判定电路308判定未执行命令输入操作，比如噪声模式转换操作指令或均衡器改变操作指令，并且不向控制电路304传送任何信息。随后重复从步骤S105开始的各个步骤的处理。

其中在步骤S122判定在在先读取时段PD中，超过阈值θth的那些相关值COR不包括与在当前循环中超过阈值θth的互相关值COR不同的相关值COR的状态是例如图22和23中所示的状态，并且必须掌握再下一个读取间隔PD内的读取波形的状态。具体地说，在图22和23中，在步骤S122的当前读取间隔是时段PD3，必须检查下一个读取时段PD4的状态。

于是，如果在步骤S122判定在在先读取时段PD中，超过阈值θth的那些相关值COR不包括与在当前循环中超过阈值θth的互相关值COR不同的相关值COR，那么控制电路304设置下一个读取时段PD(在图22和23中，读取时段PD4)，并计算读取的波形数据和保存在拍打波形数据之间的互相关值COR(步骤S123)。

随后，拍打判定电路308判定作为计算的结果而获得的相关值COR超过阈值θth的那些时间点是否包括与在先循环中(在图22和23中，在时段PD3内)的时间点不同的任意时间点(步骤S124)。

这种情况下，其中在在先循环(在图22和23中，时段PD3)和当前循环(在图22和23中，读取时段PD4)中，相关值COR超过阈值θth的时间点之间不具有任何不同时间点的状态是例如图22的状态。另一方面，其中在在先循环(在图22和23中，时段PD3)和当前循环(在图22和23中，读取时段PD4)中，超过阈值θth的时间点之间具有一些不同时间点的状态是例如图23的状态。

于是，如果在步骤S124判定在在先循环(在图22和23中，时段PD3)和当前循环(在图22和23中，读取时段PD4)中，超过阈值θth的时间点之间不具有任何不同的时间点，那么拍打判定电路308判定耳机外壳2被连续拍打两次(图18的步骤S125)，并把该信息传给控制电路304。

从而，控制电路304认为对耳机外壳2的两次拍打操作是均衡器特性的改变指令。从而，控制电路304随后从存储器24读出要对数字均衡电路305设置的均衡器特性的参数，并把该参数供给数字均衡电路305，以改变均衡器特性(步骤S126)。

随后，拍打判定电路308使处理进入图16的步骤S107，在步骤S107，它设置下一个读取间隔。之后，拍打判定电路308返回处理步骤S101，以重复从步骤S101开始的各个步骤的处理。

另一方面，如果在步骤S124判定在在先循环(在图22和23中，时段PD3)和当前循环(在图22和23中，读取时段PD4)中，超过阈值θth的时间点之间具有一些不同的时间点，那么拍打判定电路308判定进行了三次或更多次的连续拍打操作，从而判定未执行命令输入操作，比如噪声模式转换操作指令或者均衡器改变操作指令。从而，拍打判定电路308不向控制电路304传送任何信息(图16的步骤S105)。于是，控制电路304不执行噪声模式转换操作指令或者均衡器改变操作指令(步骤S106)。

随后，拍打判定电路308设置下一个读取间隔PD(步骤S107)，使处理返回步骤S101，重复从步骤S101开始的各个步骤的处理。

其中在步骤S121判定在在先读取间隔PD内，相关值COR完全不超过阈值θth的状态是例如图25和26中所示的状态。因此，在这种情况下，同样必须掌握下一个读取间隔PD内读取的波形的状态。换句话说，在图25和26中，在步骤S121的当前读取间隔是读取时段PD2，必须检查在下一个时段PD3内的状态。

于是，当在步骤S121判定在在先读取间隔PD内，相关值COR完全不超过阈值θth时，拍打判定电路308设置下一个读取间隔PD(在图25和26中，时段PD3)，并计算读取的波形数据和保存的拍打波形数据之间的互相关值COR(步骤S123)。

随后，拍打判定电路308判定作为计算的结果而获得的相关值COR超过阈值θth的那些时间点是否包括与在先循环(在图25和26中，读取时段PD3)中的时间点不同的任意时间点(步骤S124)。

这种情况下，其中在当前循环(在图25和26中，读取时段PD3)中，相关值COR超过阈值θth的那些时间点不包括与在先循环(在图25和26中，读取时段PD2)中的时间点不同的任意时间点的状态是例如图25的状态。另一方面，其中在当前循环(在图25和26中，读取时段PD3)中，相关值COR超过阈值θth的那些时间点包括与在先循环(在图25和26中，读取时段PD2)中的时间点不同的一些时间点的状态是例如图26的状态。

于是，如果在步骤S124判定在当前循环(在图25和26中，读取时段PD3)中，相关值COR超过阈值θth的那些时间点不包括与在先循环(在图25和26中，读取时段PD2)中的时间点不同的任意时间点，那么拍打判定电路308判定耳机外壳2被连续拍打两次(图18的步骤S125)，并把该信息传给控制电路304。

从而，控制电路304把耳机外壳2被拍打两次看作均衡器特性的改变指令。从而，控制电路304随后从存储器24读出要对数字均衡电路305设置的均衡器特性的参数，并把该参数供给数字均衡电路305，以改变均衡器特性(步骤S126)。

随后，拍打判定电路308使处理跳转到图16的步骤S107，在步骤S107，它设置下一个读取间隔。之后，处理返回步骤S101，以重复从步骤S101开始的各个步骤的处理。

另一方面，如果在步骤S124判定在在先循环(在图25和26中，读取时段PD3)中，相关值COR超过阈值θth的那些时间点包括与在先循环(在图25和26中，读取时段PD2)中的时间点不同的任意时间点，那么拍打判定电路308判定耳机外壳2被连续拍打三次或更多次。从而，拍打判定电路308判定未收到噪声模式转换操作指令或者均衡器改变操作指令，不向控制电路304传送任何信息(图16的步骤S105)。于是，控制电路304不执行噪声模式的转换或者均衡器特性的转换改变(步骤S106)。

随后，拍打判定电路308设置下一个读取间隔PD(步骤S107)，随后使处理返回步骤S101，重复从步骤S101开始的各个步骤的处理。

这样，在第一例子中，根据从通过从麦克风21收集的声音信号中去除再现声音信号S而获得的信号中取出的波形数据和保存在存储器24中的拍打波形数据之间的互相关值，能够判定对耳机外壳2的一次拍打操作和两次拍打操作。从而，能够分别根据耳机外壳2的一次拍打操作和两次拍打操作，判定噪声模式转换操作指令和均衡器特性改变操作指令。

对第一例子的修改

在上面的说明中，存储器24保留拍打波形数据的典型波形数据。但是，在几种拍打波形数据根据对耳机外壳2的拍打方式或拍打位置具有不同波形趋向的情况下，不同的拍打波形数据可被预先保存在存储器24中，从而对所有拍打波形数据执行上面说明的互相关处理，以判定对耳机外壳2的一次拍打操作和两次拍打操作。

此外，在本实施例的上述说明中，虽然拍打波形数据被预先保存在存储器24中，不过也可向DSP 232提供用户实际拍打耳机外壳2时，从麦克风21的拍打声音信号获得的拍打波形数据保存在存储器24中的学习功能。

这种情况下，例如在DSP 232的控制电路304中设置启动所述学习功能的特殊操作部件，并且如果该操作部件被启动，那么控制电路304通过电声或声音消息，向用户通知拍打波形数据的登记准备的完成。随后，控制电路304把用户稍后对耳机外壳2的拍打视为要登记的拍打波形数据的读取指令，取出从麦克风21收集的声音信号中获得的拍打波形数据，并将拍打波形数据保存在存储器24中。

这种情况下，如果拍打波形数据已被写入存储器24中，那么它们可被新的拍打波形数据替换，或者新的拍打波形数据和已写入存储器24中的拍打波形数据可被平均，使得平均后的拍打波形数据被重新写入存储器24中。

此外，在上面说明的实施例中，作为对耳机外壳的拍打，检测一次拍打操作和两次拍打操作。但是，另外可以检测三次拍打操作，四次拍打操作等等，从而可以提供用于更多的各种处理的操作指令。

例如，代替在DSP 232的控制电路304中设置启动学习功能的特殊操作部件，对耳机外壳2的拍打，比如对耳机外壳2的连续三次拍打操作可被用作启动学习功能的指令操作。

拍打判定的第二例子

该第二例子的拍打判定方法是一种简化的拍打判定方法，它不涉及如在第一例子中预先把拍打波形数据保存在存储器24中的操作，而是利用图15中示出的拍打波形的形状。

具体地说，如图15中所示，已知在拍打波形的表现出最大振幅值的样本之前和之后的样本处，拍打波形以比较确定的阻尼比显示出衰减。

于是，在该第二例子中，其中一次拍打波形(拍打响应波形)几乎平静下来的时间长度被设成上面说明的波形数据的读取间隔PD，在该读取间隔PD内检查最大振幅值样本。随后，如果成功地检测到最大值样本，那么检查在最大值样本之前和之后的样本的振幅值。随后，根据从最大值起的样本的阻尼比是否等于或类似于确定的阻尼比，判定在该读取间隔PD内是否包括拍打波形。换句话说，判定用户对耳机外壳2的拍打。

在该第二例子中，读取间隔PD并不相互重叠，或者即使它们相互重叠，也是在很短的时间段内允许所述重叠。从而在第二例子中，由于设置读取间隔PD的时间长度被使得如上所述，在读取间隔内，一次拍打波形(拍打响应波形)几乎平静下来，因此如图27A和27B中所示，利用其间检测到一次拍打操作的读取间隔PDa和紧接其后的读取间隔PDb内拍打判定的结果，判定用户对耳机外壳2的一次拍打操作和二次拍打操作。

在该第二例子中，拍打判定电路308包括拍打次数计数器，并且计数两个连续读取间隔内的拍打次数。

但是，如果用户拍打耳机外壳2的拍打定时在读取间隔PD的边界附近(读取间隔PD的末端)，那么如图27C中所示，两个读取间隔PDa和PDb被相互结合以进行拍打判定。

下面参考图28和29说明使用第二例子的拍打判定方法的处理的例子。要注意的是图28和29的流程图示出由拍打判定电路308和控制电路304执行的处理步骤。

首先，在设定的波形数据的读取间隔PD内，拍打判定电路308读取麦克风21收集的声音信号的波形数据(减法电路307从中去除了再现声音信号S的分量)，并临时把读取的波形数据保存在缓冲存储器中(步骤S201)。

随后，在拍打判定电路308完成把读取间隔PD的来自减法电路307的波形数据取到缓冲存储器中之后，拍打判定电路308从读取的波形数据中检测显示最大振幅值的样本(步骤S202)。

如果检测到表现出最大振幅值的样本，那么拍打判定电路308检测表现出最大振幅值的样本是否位于读取间隔PD的末端，并且是否能够观察到表现出最大振幅值的样本的在先样本和在后样本(步骤S203)。

随后，如果判定能够观察到表现出最大振幅值的样本的在先样本和在后样本，那么拍打判定电路308使处理直接进入步骤S205。另一方面，如果判定不能观察到表现出最大振幅值的样本的在先样本和在后样本，那么拍打判定电路308使其间可能观察到表现出最大振幅值的样本的在先样本和在后样本的两个读取间隔PD与表现出最大振幅值的样本相结合，从而产生两个观察间隔(步骤S204)。之后，处理进入步骤S205。

在步骤S205，拍打判定电路308检查表现出最大振幅值的样本的之前和之后的样本数据是否从最大振幅值开始显示出规定比率的衰减。随后，拍打判定电路308判定读取的波形数据是否相对于最大振幅值，表现出速率低于规定比率的衰减(步骤S206)。

如果在步骤S206判定读取的波形数据相对于最大振幅值，表现出速率低于规定比率的衰减，那么拍打判定电路308把拍打次数计数器加1(图29的步骤S221)。

现在参见图29，拍打判定电路308根据拍打次数计数器的计数值，判定在紧挨在之前的读取间隔PD内，拍打次数计数器是否被递增(步骤S222)。如果判定拍打次数计数器被递增，那么拍打判定电路308判定耳机外壳2被拍打两次，并把该判定结果通知控制电路304(步骤S223)。

控制电路304接收两次拍打操作的通知，并把该通知视为均衡器特性的改变指令。随后，控制电路304从存储器24读出要对数字滤波电路305设置的均衡器特性的参数，并把该参数供给数字均衡电路305，以改变均衡器特性(步骤S224)。

随后，拍打判定电路308设置下一个读取间隔(步骤S225)，随后使处理返回步骤S201，重复从步骤S201开始的各个步骤的处理。

另一方面，如果在步骤S222判定在紧挨在之前的读取间隔PD内，拍打次数计数器未被递增，那么拍打判定电路308使处理立即返回步骤S201，重复从步骤S201开始的各个步骤的处理。

返回参见图28，如果在步骤S206判定读取的波形数据未相对于最大振幅值，表现出速率低于规定比率的衰减，那么拍打判定电路308根据拍打次数计数器的计数值，判定在紧挨在之前的读取间隔PD内，拍打次数计数器是否被递增(步骤S207)。

如果在步骤S207判定在紧挨在之前的读取间隔PD内，拍打次数计数器未被递增，那么拍打判定电路308重置拍打次数计数器(步骤S208)，随后设置下一个读取间隔(步骤S211)。随后，拍打判定电路308使处理返回步骤S201，重复从步骤S201开始的各个步骤的处理。

另一方面，如果在步骤S207判定在紧挨在之前的读取间隔PD内，拍打次数计数器被递增，那么拍打判定电路308判定耳机外壳2被拍打一次，并把该判定结果通知控制电路304(步骤S209)。

当收到一次拍打操作的判定结果的通知时，控制电路304把该通知视为噪声模式转换操作指令，并执行上面说明的噪声模式转换改变处理(步骤S210)。

随后，拍打判定电路308设置下一个读取间隔PD(步骤S211)，随后使处理返回步骤S201，重复从步骤S201开始的各个步骤的处理。

要注意的是，在步骤S204结合两个读取间隔的情况下，在步骤S211的“下一个读取间隔PD”自然是相互结合的两个读取间隔中的后者。

拍打判定的第三例子

按照第三例子的拍打判定方法的优点在于设计了耳机外壳2的结构，从而能够容易地区分当用户拍打耳机外壳2时的响应波形和诸如噪声和声音信号之类的其它信号。

在该第三例子中，例如，如图30中所示，作为耳机外壳2中的声机械组件，设置体积V的小室4和与小室4连通的端口5。这种情况下，形成小室4和端口5从而当拍打耳机外壳2时，它们形成谐振点。

图31示出包括小室4和端口5的耳机外壳2的一部件的等效结构。参见图31，在端口5的长度由L表示，端口5的截面积由S表示，并且小室4的体积由V表示的情况下，谐振点的频率fo由下式给出

f_o＝c/(2∏)·(S/LV))^1/2    (表达式8)

其中c是声波的速度。根据表达式8，如果恰当地选择端口的截面积S和端口5的长度L，那么频率fo可被设置成当拍打耳机外壳2时的谐振频率。

在耳机外壳2中设置由小室4和端口5形成的声机械结构，并且该声机械结构的频率fo被设置成等于当拍打耳机外壳2时的谐振频率的情况下，当用户拍打耳机外壳2时，响应波形受该声机械结构的谐振点的影响极大，从而在频率fo附近具有较高的能量。

考虑到这一点，在该第三例子中，如图30中所示，为减法电路307的输出信号提供一个带通滤波器309，所述带通滤波器309具有其通带中心频率为频率fo的陡峭的通带特性。随后，带通滤波器309的输出信号被供给拍打判定电路310。

当来自带通滤波器309的信号振幅超过阈值电平Rth(依据阈值电平Rth，能够判定耳机外壳2受到拍打)时，拍打判定电路310判定耳机外壳2受到拍打(参见图32A)。

随后，拍打判定电路310按照下述方式判定两次拍打操作。具体地说，在该第三例子中，拍打判定电路310产生如图32B中所示的预定窗口宽度W的窗口脉冲Pw，使得它在带通滤波器309的信号的顶部的时间点上升，在该时间点，来自带通滤波器309的信号振幅超过阈值电平Rth，如图32A中所示。

随后，拍打判定电路310判定来自带通滤波器309的信号是否包括在窗口脉冲Pw的窗口宽度W内，其信号振幅超过阈值电平Rth的脉冲分量。从而，如果判定来自带通滤波器309的信号不包括在窗口脉冲Pw的窗口宽度W内，其信号振幅超过阈值电平Rth的脉冲分量，那么拍打判定电路310判定耳机外壳2被拍打一次，并把判定结果通知控制电路304。另一方面，如果判定来自带通滤波器309的信号包括在窗口脉冲Pw的窗口宽度W内，其信号振幅超过阈值电平Rth的单一脉冲分量，那么拍打判定电路310判定耳机外壳2被拍打两次，并把判定结果通知控制电路304。

要注意的是，即使来自带通滤波器309的信号包括在窗口脉冲Pw的窗口宽度W内，其信号振幅超过阈值电平Rth的脉冲分量，如果分量的数目大于2，那么由于拍打的次数为3或更大，本例中的拍打判定电路310也不会向控制电路304传送任何信息。

控制电路304把来自拍打判定电路310的通知视为噪声模式转换操作指令或均衡器改变操作指令，并按照和上面所述类似的方式执行噪声模式转换改变处理或均衡器特性改变处理。

这样，按照该第三例子，能够以相对简单的结构形成拍打判定电路310。

对第三例子的修改

在上面说明的第三例子中，在耳机外壳2中设置由小室4和端口5形成的声机械结构，以产生谐振点。但是，另一方面例如可由耳机外壳2自己形成该结构，而无需提供如上所述的声机械结构。

这种情况下，尽管当再现声音信号S时，谐振的声学影响很小，但是当实际拍打耳机外壳2时，由于谐振具有重大的影响，因此能够容易地做出拍打判定。

此外，减法电路307的输出信号没有声音信号S的分量，此外，如上参考图15所述，当拍打耳机外壳2时的拍打波形具有相对较大的振幅。于是，即使不产生如上所述的该谐振点，通过拍打耳机外壳2，也能够检测减法电路307的输出信号的其振幅高于预定阈值电平的振幅分量，作为一个分量。

第二实施例：前馈式降噪设备

图33表示按照本发明的第二实施例的声音输出设备，其中代替如上说明的第一实施例中的该反馈式降噪设备，前馈式降噪设备被应用于耳机设备的降噪设备部件。在图33中，和前面参考图1说明的组件类似的组件用相同的附图标记表示。

参见图33，第二实施例中的降噪设备部件30包括用作声电变换部件的麦克风31，麦克风放大器32，用于降噪的滤波电路33，存储器34等等。

类似于上面说明的反馈式降噪设备部件20，降噪设备部件30通过连接电缆与驱动器11，麦克风31和形成声音信号输入端子的耳机插头连接。连接电缆在连接端子部分30a、30b和30c与降噪设备部件30连接。

在该第二实施例中，按照前馈系统降低在收听者1的音乐收听环境中，从耳机外壳2外部的噪声源3进入在耳机外壳2中的音乐收听位置的噪声，使得收听者1能够在良好的环境中收听音乐。

在反馈式降噪系统中，基本上麦克风31被布置在耳机外壳2之外，如图33中所示。麦克风31收集的噪声3经过适当的滤波处理，产生降噪声音信号。这样产生的降噪声音信号由耳机外壳2中的驱动器11声学再现，使得噪声3′在收听者1的耳朵附近的位置被消除。

麦克风31收集的噪声3和耳机外壳2中的噪声3′具有与它们之间的空间位置的差异(包括耳机外壳2的外部和内部之间的差异)相应的不同特性。因此，在前馈式降噪系统中，考虑到麦克风31收集的来自噪声源3的噪声和在消除点Pc处的噪声3′之间在空间传递函数方向的差异，产生降噪声音信号。

在本实施例中，数字滤波电路33被用作前馈式降噪声音信号产生部件。在本实施例中，由于噪声再现声音信号由前馈系统产生，因此下面把数字滤波电路33称为FF滤波电路33。

非常类似于FB滤波电路23，FF滤波电路33包括DSP(数字信号处理器)332，设置在DSP 332的前级的A/D变换电路331，和设置在DSP 332的后级的D/A变换电路333。

现在参见图34，在本实施例中，DSP 332包括数字滤波电路401，增益变化电路402，加法电路403，控制电路404，数字均衡电路405，传递函数Hff乘法电路406，形成去除电路的一个例子的减法电路407，和拍打判定电路408。

如图34中所示，麦克风31收集的模拟声音信号经麦克风放大器32被供给FF滤波电路33，通过FF滤波电路33，所述模拟声音信号被A/D变换电路331变换成数字声音信号。随后，数字声音信号被供给DSP 332的数字滤波电路401。

DSP 332的数字滤波电路401被设置为利用前馈系统产生数字降噪声音信号。数字滤波电路401根据输入到其的数字声音信号，产生特性与作为对数字滤波电路401设置的参数的滤波系数相应的数字降噪声音信号。要对数字滤波电路401设置的滤波系数由控制电路404从存储器34读出，并被供给数字滤波电路401。

在本实施例中，为了能够利用DSP 332的数字滤波电路401产生的前馈系统的降噪声音信号，降低多种不同的噪声环境中的噪声，如下所述的多个滤波系数或多组滤波系数作为参数被保存在存储器34中。

类似于上面说明的第一实施例，控制电路404从存储器34中读出一个特定的滤波系数或者一组特定的滤波系数，并对DSP 332的数字滤波电路401设置该滤波系数或该组滤波系数。

此外，在本实施例中，拍打判定信号从拍打判定电路408供给控制电路404。从而，当控制电路404判定来自拍打判定电路408的拍打判定信号指示耳机外壳2被用户拍打一次时，控制电路404改变要从存储器34读出的一个特定滤波系数或者一组特定滤波系数，并对数字滤波电路401设置改变后的一个滤波系数或者一组滤波系数。

随后，数字滤波电路401按照有选择地从存储器34读出并由控制电路404对其设置的一个滤波系数或一组滤波系数，产生数字降噪声音信号。

如图34中所示，数字滤波电路401产生的数字降噪声音信号通过增益变化电路402供给加法电路403。在本实施例中，当在控制电路404的控制下转换改变噪声模式时，增益变化电路402的增益受到控制。

另一方面，通过声音信号输入端子12输入的收听对象的声音信号S，比如音乐信号由A/D变换电路(ADC)25变换成数字声音信号，随后被供给DSP 332的数字均衡电路405。随后，呈数字声音信号形式的声音信号S由数字均衡电路405进行幅频特性校正或相频特性校正，或者这两种校正。

在前馈式降噪系统中，即使数字滤波电路401的滤波系数被改变，以改变降噪曲线，即降噪特性，外部输入的收听对象的声音信号S不受与降噪效果的频率曲线或频率特性相对应的影响。于是，在该第二实施例中，当执行噪声模式转换改变处理时，控制电路404并不执行数字均衡电路405的均衡器特性的改变处理。

但是要注意的是，和第一实施例类似，在该第二实施例中，用户同样能够发出改变数字均衡电路405的均衡器特性的指令。于是，同样在该第二实施例中，当耳机外壳2被拍打一次时，一次拍打操作被判定为噪声模式改变输入命令，但是当耳机外壳2被拍打两次时，两次拍打操作被判定为均衡器特性改变指令命令。

数字均衡电路405的输出声音信号被供给加法电路403，加法电路403把输出声音信号加到来自增益变化电路402的降噪声音信号中。随后，所得的和信号作为DSP 332的输出被供给D/A变换电路333，D/A变换电路333将其变换成模拟声音信号。随后，模拟声音信号作为FF滤波电路33的输出信号被供给功率放大器13。之后，来自功率放大器13的声音信号被供给驱动器11，由驱动器11声学再现，使得再现声音被传播到收听者1的双耳(在图33和34中，只表示了右耳)。

从驱动器11声学再现和发出的声音包括来自FF滤波电路33产生的降噪声音信号的声学再现分量。来自驱动器11声学再现和发出的声音中的噪声再现声音信号的声学再现分量与噪声3′声学合成，使得噪声3′在消噪点Pc被降低或消除。

现在参考图35利用传递函数说明前馈式噪声再现设备的噪声再现操作。图35表示其中利用其传递函数表示图33中所示的降噪设备部件30的不同组件的方框图。

参见图35，附图标记A表示功率放大器13的传递函数；D表示驱动器11的传递函数；M表示麦克风31和麦克风放大器32的传递函数；-α表示为前馈系统设计的数字滤波电路401的传递函数。此外，附图标记H表示从驱动器11到消除点Pc的空间的传递函数；E表示应用于收听对象的声音信号S的数字均衡电路405的传递函数。此外，附图标记F表示从外部噪声源3的噪声N的位置到收听者1的耳朵的消除点Pc的位置的传递函数。

在按照图35中所示的方式表示降噪设备的情况下，图35中所示的各个方框可由图4的表达式5表示。要注意的是附图标记F′表示从噪声源到麦克风的位置的传递函数。上面给出的传递函数是用复数表示法表示的。

这里假定一种理想状态。如果传递函数F可按照如由图4的表达式6给出的方式表示，那么图4的表达式5可由图4的表达式7表示。根据表达式7，可认识到噪声被消除，而只有收听对象的再现声音信号S或音乐信号等保留下来，并且用户能够类似于普通耳机操作中那样收听声音。这种情况下，声压P可由图4的表达式7表示。

但是，要注意的是实际上难以形成具有完全满足图4的表达式6的传递函数的理想滤波器。由于下述原因(尤其是对于中高频区)，即，取决于安装或者耳朵的形状，个体之间的差异极大，并且特性随着噪声的位置或麦克风的位置而变化，因此通常对于中高频区的声音，并不执行如上所述的主动降噪处理，而是通过频繁地使用耳机外壳2，应用被动遮音。

要注意的是虽然图4的表达式6意味从噪声源到耳朵位置的传递函数由包括数字滤波器的传递函数α的电路模拟，不过根据该表达式，这是显而易见的。

要注意的是与按照图1中所示的第一实施例的反馈系统中不同，如图33中所示，按照第二实施例的前馈系统中的消除点可被设成收听者的任意耳朵位置。

但是，一般情况下，数字滤波电路401的传递函数α是固定的，并在设计阶段根据某一目标特性被确定，并且取决于人而发生由于耳朵的形状的不同，不能获得足够的噪声消除效果的现象，或者由于增加的不是反相的噪声分量，因此发生产生异常声音的现象。

一般来说，如图36中所示，第二实施例的前馈系统发生振荡的可能性较低，可靠性较高，但是前馈系统难以获得足够的衰减量。同时，第一实施例的反馈系统虽然能够预期大的衰减量，但是需要注意稳定性。

根据来自麦克风31的收集到的声音信号，执行该第二实施例中的对耳机外壳2的拍打的判定。这种情况下，来自麦克风31的收集到的声音信号受再现声音信号以及降噪效果的影响，该再现声音信号是收听对象的再现音乐或者通信语音的分量。当用户拍打耳机外壳2时，尽管由受到拍打的耳机外壳2产生的声音必然被麦克风31收集，不过由于同时从驱动器11发出再现声音，因此存在对耳机外壳2的拍打声可能埋藏在再现声音中的可能性。于是，如果不采取任何对策，那么难以从来自麦克风31的收集到的声音信号中检测出对耳机外壳2的拍打。

于是，在该第二实施例中，声音信号S的声音再现声音的分量被去除，从而能够确定地判定拍打操作。

首先，在从驱动器11到麦克风31的传递函数由Hff表示的情况下，通过把传递函数Hff的因数乘以当前所选噪声模式下的降噪效果对外部声音信号的频率特性影响，预先计算滤波系数(filter)Hff_nc。随后，在实际应用时，使再现对象的声音信号通过数字均衡电路405，随后被乘以滤波系数(filter)Hff_nc，之后将其从麦克风31的输出信号中减去。随后，根据减法输出信号做出拍打判定。

简言之，在麦克风31的位置尽可能准确地模拟从驱动器11发出的声音信号，随后在麦克风31的位置从声音中减去，以便从麦克风31的收集到的声音信号中去除再现声音信号S的分量。

特别地，在该第二实施例中，如图34中所示，在由A/D变换电路331变换成数字声音信号之后，来自麦克风31的收集到的声音信号被供给减法电路407。

另一方面，来自数字均衡电路405的声音信号S被供给滤波系数(filter)Hff_nc乘法电路406，滤波系数(filter)Hff_nc乘法电路406把声音信号S乘以考虑到传递函数Hff而确定的滤波系数(filter)Hff_nc。随后，乘法结果被供给减法电路407，减法电路407从来自麦克风31的收集到的声音信号中减去乘法结果，从而去除包括在收集到的声音信号中的声音信号S的分量。

随后，从减法电路407中去除声音信号S的分量的麦克风31的收集到的声音信号被供给拍打判定电路408。拍打判定电路408判定来自麦克风31的收集到的声音信号是否包括当拍打耳机外壳2时产生的声音信号分量或振动分量。此外，拍打判定电路408还根据在预定时间段内包括多少分量，判定拍打的次数。随后，拍打判定电路408把判定结果供给控制电路404。

虽然从减法电路407获得的减法结果包括许多环境噪声，不过当用户拍打耳机外壳2时耳机外壳2透过的声音一般高于这样的环境噪声。此外，拍打时产生的脉冲声音一般并不包括在环境噪声中。于是，这样的环境噪声不可能被错误地识别。

拍打判定电路408可以具有和上面说明的第一实施例十分类似的特殊结构。但是要注意的是，在该第二实施例中，当拍打耳机外壳2时从麦克风31获得的典型拍打波形数据如图37中所示。因此，在拍打判定的第一例子中，要被保存在存储器34中的拍打波形数据是如图37中示出的拍打波形数据。

另一方面，在拍打判定的第二例子中，通过以图37中所示的波形数据为基础的最大值的判定，以及关于最大值的前后间隔内的样本的衰减率的判定，能够判定拍打波形形状。

另外在第二实施例中，按照和第一实施例十分类似的方式，在控制电路404的控制下，根据拍打判定进行噪声模式转换改变处理和均衡器特性改变处理。

从而，在上面说明的噪声模式的转换改变时，控制电路404执行以上关于上述第一实施例中的第一到第三例子说明的控制操作。

第三和第四实施例

顺便提及，在上面说明的第一和第二实施例中的噪声再现设备部件中，滤波电路形成为数字滤波电路，并且在存储器中准备多个不同的滤波系数。随后从滤波系数中选择一个适当的滤波系数，并对数字滤波器设置该滤波系数。

但是，均形成为数字滤波电路的FB滤波电路23和FF滤波电路33存在A/D变换电路231或331和D/A变换电路233或333中的延迟问题。下面关于反馈式降噪系统说明该延迟问题。

例如，作为一个通用例子，在使用其采样频率为48kHz的A/D变换电路和D/A变换电路的情况下，如果A/D变换电路和D/A变换电路内的延迟量分别为20个样本，那么除了DSP中的算术运算延迟之外，在FB滤波电路23的块中还包括总共40样本的延迟。从而，该延迟作为开环的延迟被应用于整个系统。

特别地，在图38A和38B中分别示出与48kHz采样频率下的40个样本的延迟量对应的增益和相位特性的时候，可看出相位旋转起始于几十Hz，并且一直到Fs/2(24kHz)的频率，相位旋转较大的数量。如果认识到如图39A-39C中所示，48kHz采样频率下一个样本的延迟对应于Fs/2频率下180°(π)的延迟，2个样本和3个样本的延迟分别对应于2π和3π的延迟，那么易于认识到这一点。

另一方面，当测量具有实际的反馈式降噪系统的耳机结构中从驱动器11的位置到麦克风21的传递函数时的增益特性和相位特性分别示于图40A和40B中。这种情况下，麦克风21被布置在驱动器11的振动膜的前面附近，它们之间的距离较小，从而相位旋转较小。

图40A和40B中示出的传递函数对应于图4中示出的表达式1和表达式2中的ADHfbM，如果该传递函数和具有传递函数-β的特性的滤波系数在频率轴上被相乘，那么直接获得开环。所述开环的形状必须满足上面参考图4的表达式2和参考图5所说明的条件。

这里，如果再次查看图38A的相位特性，那么可看出相位从0°开始旋转，并在1kHz附近完成一周旋转(2π)。另外，在图40B的ADHfbM特性中，取决于从驱动器11到麦克风21的距离，同样存在相位延迟。

在FB滤波电路23中，由可自由设计的DSP 232形成的数字滤波器部件与A/D变换电路231和D/A变换电路233的延迟组件串联连接。但是，在数字滤波器部件中，基本上难以根据因果律法的设计相位超前滤波器。但是，要注意的是尽管取决于滤波整形的结构，仅仅在特定频带内的“局部”相位超前是可能的，但是不可能作为对延迟造成的相位旋转的补偿对宽频带形成相位超前电路。

在考虑到这一点的情况下，即使由DSP 232设计具有传递函数-β的适当数字滤波器，其间借助这种情况下的反馈结构能够获得降噪效果的频带也局限于低于相位完成一周旋转的1kHz附近的区域。从而，能够认识到如果假定包含ADHM特性的开环，并且考虑到相位余量和增益余量，那么衰减量和衰减频带进一步受到限制。

在这个意义上，可认识到对于如图40A和40B中所示的特性(传递函数-β的方块中的反相系统)来说最理想的特性是在其间预期降噪效果的频带内，保持基本上类似山峰的形状的时候，不会过多地发生相位旋转的增益形状(在图41A中，从低频区到高频区的相位特性并不表现为一周旋转)。于是，当前的目标是设计整个系统，使得相位不会旋转一周。

要注意的是，本质上，如果在降噪的目标频带(主要是低频区)中相位旋转较小，那么只要增益处于下降状态，在该频带外的相位变化就没有任何关系。但是，由于如果在高频区中相位旋转较大，通常对低频区同样没有什么影响，因此本实施例的目的是做出一种设计，从而在宽频区内相位旋转换小。

此外，可由模拟电路设计如图41A和41B中所示的这种特性。在这个意义上，当与其中由模拟电路设计系统以交换上面说明的当由数字滤波器形成系统时的优点的备选情况相比，过多地降低降噪效果并不是优选的。

顺便提及，如果采样频率被升高，那么A/D变换电路和D/A变换电路中的延迟可被降低。但是，如果采样频率被升高，那么产品变得非常昂贵，并且可被实现成多用途或者商用产品。但是，在产品被用作普通消费者的产品，例如收听音乐的耳机设备的情况下，价格变得很高，产品的实用性较低。

于是，在第三和第四实施例中，提供一种技术，所述技术在实现第一和第二实施例的数字化的大多数优点的时候，能够提高降噪效果。

图42表示按照本发明的第三实施例的耳机设备的结构。第三实施例的耳机设备改进使用按照第一实施例的反馈系统的降噪设备部件20的结构。

参见图42，在第三实施例的耳机设备中，FB滤波电路23包括由与包括A/D变换电路231，DSP 232和D/A变换电路233的数字处理系统并联的模拟滤波电路234形成的模拟处理系统。

模拟滤波电路234产生的模拟降噪声音信号被供给加法电路16。另外，来自D/A变换电路233的模拟信号被供给加法电路16，加法电路16将其加到来自模拟滤波电路234的模拟信号上。加法电路16的输出信号被供给功率放大器13。该耳机设备的其余部件的结构和上面参考图1说明的结构类似。

要注意的是图42中所示的模拟滤波电路234实际上可被这样配置，使得它传递通过其输入的声音信号，而不对其进行滤波处理，从而输入的声音信号被原样供给加法电路16。这种情况下，由于在模拟处理系统中不包括模拟元件，因此在偏移和稳定性方面，该系统具有高的可靠性。

在第三实施例中的FB滤波电路23中，要被保存在上面说明的存储器24中的滤波系数被设计成使得在由数字处理系统和模拟处理系统并行处理后的信号的相加结果具有分别如图41A和41B中所示的增益特性和相位特性，作为传递函数β的特性。

就第三实施例的耳机设备来说，由于并行于数字处理系统的通路增加模拟处理系统的通路，因此能够减轻上面说明的问题，并且能够按照各种噪声环境获得极好的降噪。

在并行于数字处理系统的通路增加模拟处理系统的通路(信号经过所述模拟处理系统的通路)的情况下的特性在图43A-43C中示出。图43A示出就本例来说传递函数的脉冲响应的最高部分(一直到第128个样本)，图43B和43C分别示出相位特性和增益特性。

从图43B可看出，就第三实施例的耳机设备来说，通过增加模拟通路，相位旋转被抑制，并且在从低频区到高频区的宽广范围内，相位不显示为旋转一周。

如果从不同的方面查看这些特性，那么对其强调降噪的低频区特性受到由数字滤波器构成的处理系统的递增影响。同时，就其中相位旋转很可能因A/D变换电路和D/A变换电路引起的延迟而变得极大的中高频区来说，具有高响应性的模拟通路的特性被有效地利用。

这样，按照本发明的第三实施例，能够提供一种噪声再现设备和耳机设备，其中能够在不增大结构的尺寸的情况下，和各种噪声环境相一致地降低噪声。

虽然第三实施例实现反馈式降噪，不过在涉及第二实施例的前馈式降噪的情况下，也可类似地应用第三实施例。

另外在上面说明的第三实施例中，在DSP 232的控制电路304的控制下，执行上面结合第一实施例说明的这种控制操作。

对于上述只使用数字滤波器的情况下的问题，第四实施例改进了涉及前馈式降噪的第二实施例，并且结构例子在图44中示出。

具体地说，在该第四实施例中，FF滤波电路33被配置成使得并行于包括A/D变换电路331，DSP 332和D/A变换电路333的数字处理系统，增加由模拟滤波电路334形成的模拟处理系统。

模拟滤波电路334产生的模拟降噪声音信号和来自D/A变换电路333的模拟信号由加法电路17相加。加法电路17的加法输出信号被供给功率放大器13。耳机设备的其余部件的结构和上面参考图33说明的结构类似。

要注意的是图44中所示的模拟滤波电路334可被实际配置为使得它传递通过其的输入的声音信号，而不对其进行滤波处理，从而输入的声音信号被原样供给加法电路17。这种情况下，由于在模拟处理系统中不包括模拟元件，因此在偏移和稳定性方面，该系统具有高的可靠性。

在该第四实施例中的FF滤波电路33中，要被保存在上面说明的存储器34中的滤波系数被设计成使得在由数字处理系统和模拟处理系统并行处理后的信号的相加结果具有分别如图41A和41B中所示的增益特性和相位特性，作为传递函数α的特性。

要注意的是上面说明的实施例中的存储器控制器可分别设置在DSP 232和332中。另外，A/D变换电路25可被设置在DSP 232和332中，使得它把声音信号S变换成数字信号，并把数字信号供给DSP232或332中的均衡电路。

另外在上面说明的第四实施例中，在DSP 332的控制电路404的控制下，执行上面结合第二实施例说明的控制操作。

第五实施例

如上所述，尽管第二实施例的前馈系统发生振荡的可能性较低，并且稳定性较高，但是难以获得足够的衰减量。另一方面，尽管能够预期较大的衰减量，但是第一实施例的反馈式系统需要注意稳定性。

于是，该第五实施例提供一种实现这两种系统的优点的降噪系统。具体地说，参见图45，在所示的该第五实施例中，降噪系统包括反馈式降噪设备部件20和前馈式降噪设备部件30。

要注意的是，在图45中，利用传递函数表示了方框结构。具体地说，在反馈式降噪设备部件20中，与麦克风21和麦克风放大器22对应的部分的传递函数由M1表示；用于放大FB滤波电路23产生的降噪声音信号的功率放大器的传递函数由A1表示；以及用于声学再现降噪声音信号的驱动器的传递函数由D1表示。此外，从驱动器到消除点Pc的空间的传递函数由H1表示。

同时，在前馈式降噪设备部件30中，与麦克风31和麦克风放大器32对应的部分的传递函数由M2表示；用于放大FF滤波电路33产生的降噪声音信号的功率放大器的传递函数由A2表示；用于声学再现降噪声音信号的驱动器的传递函数由D2表示。此外，从驱动器到消噪点Pc的空间的传递函数由H2表示。

此外，在图45的实施例中，要供给FB滤波电路23和FF滤波电路33中的每一个的多组滤波系数被保存在存储器34中。设置在DSP 232和332中的控制电路304和404中的每一个响应如上所述的用户对耳机外壳2的拍打，从多组滤波系数中选择适当的滤波系数，并对滤波电路23或33设置该滤波系数。这同样类似地适用于基于用户对耳机外壳2的拍打的均衡器特性改变控制。

此外，在图45的例子中，相互独立地提供用于声学再现由反馈式降噪设备部件产生的降噪声音信号的系统，和用于声学再现由前馈式降噪设备部件产生的降噪声音信号的系统。

此外，在图45的例子中，用于声学再现由反馈式降噪设备部件产生的降噪声音信号的系统的功率放大器和驱动器只用于降噪。另一方面，用于声学再现由前馈式降噪设备部件产生的降噪声音信号的系统的功率放大器和驱动器不仅用于降噪，而且用于收听对象的声音信号S的声学再现。于是，通过输入端子12输入的声音信号S由A/D变换电路25变换成数字信号，随后被供给在DSP 332中形成的数字均衡电路。

此外，在图45的例子中，收听对象的声音信号S由A/D变换电路25变换成数字声音信号，随后被供给FF滤波电路33的DSP 332。尽管图45中未示出，不过DSP 332不仅包括用于产生前馈系统的降噪声音信号的数字滤波器，而且包括用于调节收听对象的声音信号S的声音特性的均衡电路，以及加法电路。均衡电路的输出信号和数字滤波器产生的降噪声音信号由加法电路相加，并从DSP 332输出。

在该第五实施例中，反馈式降噪设备部件20和前馈式降噪设备部件30相互独立地执行上面说明的降噪处理。但是要注意的是，这两个系统中的消噪点Pc被设置成相同的位置。

因此，按照第五实施例，反馈式和前馈式降噪处理彼此互补地工作。从而，能够实现可以获得这两种系统的优点的降噪系统。

要注意的是，尽管在图45中，反馈式系统和前馈式系统中的数字滤波器的滤波系数都被改变，但降噪系统可被另外配置为使得有选择地只对反馈式系统和前馈式系统之一的数字滤波器，例如只对前馈系统的数字滤波器，改变滤波系数。

此外，尽管在图45的例子中，用相互独立的DSP形成FB滤波电路23和FF滤波电路33，不过另外也可用一个DSP形成FB滤波电路23和FF滤波电路33，以简化整个电路结构。此外，尽管在图45的例子中，功率放大器和驱动器也被独立地设置在反馈式降噪设备部件20和前馈式降噪设备部件30中，不过类似于上面说明的实施例，它们同样可以以单一的功率放大器13和单一的驱动器11的形式形成。图46中表示了刚刚说明的这种结构的例子。

参见图46，所示的降噪系统包括滤波电路40，滤波电路40又包括A/D变换电路41，DSP 42和D/A变换电路43。来自麦克风放大器22的模拟声音信号由A/D变换电路44变换成数字声音信号，并被供给DSP 42。同时，通过输入端子12输入的收听对象的声音信号S由A/D变换电路25变换成数字声音信号，并被供给DSP 42。

参见图47，本例中的DSP 42包括用于产生反馈系统的降噪声音信号的数字滤波电路421，和用于产生前馈系统的降噪声音信号的另一数字滤波电路422。DSP 42还包括数字均衡电路423，一对增益变化电路424和425，加法电路426，Hfb_nc乘法电路427，减法电路428，拍打判定电路429和控制电路420。

来自A/D变换电路44的数字声音信号，即，麦克风21收集到的声音的数字信号被供给数字滤波电路421，而来自A/D变换电路41的另一数字信号，即，麦克风31收集到的声音的数字信号被供给数字滤波电路422。此外，来自A/D变换电路25的数字声音信号，即，收听对象的声音的数字信号被供给数字均衡电路423。

此外，在本例中，用于数字滤波电路421的多个滤波系数或者多组滤波系数，用于数字滤波电路422的多个滤波系数或多组滤波系数，用于数字均衡电路423的均衡器特性改变的参数，和用于上面说明的拍打判定方法的第一例子的拍打波形数据被保存在存储器34中。

响应来自拍打判定电路429的一次拍打操作的判定结果，控制电路420从存储器34内选择用于数字滤波电路421和数字滤波电路422的滤波系数，并把所选择的滤波系数供给数字滤波电路421和数字滤波电路422。

借助其使数字均衡电路423的均衡器特性与用于数字滤波电路422的多个滤波系数或多组滤波系数对应的参数同样被保存在存储器34中。控制电路420响应按照来自拍打判定电路429的一次拍打操作的判定结果，响应通过操作部件35的用户操作，对用于数字滤波电路422的滤波系数的选择，有选择地从存储器34中读出用于均衡器特性的参数。随后，控制电路420把有选择地读出的参数供给数字均衡电路423。

类似于上面说明的实施例，增益变化电路424和425分别设置在数字滤波电路421和422的输出侧。增益变化电路424和425在控制电路420的控制下，如上所述控制改变噪声模式时的降噪效果。

随后，由数字滤波电路421和422产生，并通过增益变化电路424和425获得的降噪声音信号和来自数字均衡电路423的数字声音信号被供给加法电路426，并由加法电路426相加。随后，相加结果被供给D/A变换电路43，D/A变换电路43将其变换成模拟声音信号。来自D/A变换电路43的模拟声音信号通过功率放大器13被供给驱动器11。从而，噪声3′在消除点Pc被降低或消除。

此外，控制电路420响应来自拍打判定电路429的两次拍打操作的判定结果，有选择地从存储器34读出用于改变均衡器特性的参数，并把该参数供给数字均衡电路423。

随后，按照本例的拍打判定方法使用上面说明的第一实施例的第一例子，包括根据来自麦克风21的收集到的声音信号的拍打判定。具体地说，Hfb_nc乘法电路427把来自数字均衡电路423的声音信号乘以传递函数Hfh_nc，减法电路428从来自A/D变换电路44的麦克风21的收集到的声音信号中减去相乘结果。

随后，减法电路428的输出信号被供给拍打判定电路429，拍打判定电路429执行上面说明的第一实施例中的拍打判定的第一例子。随后，拍打判定的结果被供给控制电路420。控制电路420如上所述根据拍打判定结果，执行噪声模式转换改变控制和均衡器特性改变控制。

要注意的是，如图46中所示，降噪设备部件分别通过连接端子部分40a、40b、40c和40d，由连接电缆与驱动器11，麦克风21，麦克风31和输入端子12(耳机插头)连接。

另外在该第五实施例中，当转换改变噪声模式时，按照和第一及第二实施例十分类似的方式，在控制电路420的控制下，执行如上面说明的例子中那样的控制操作。

第六实施例

考虑到第五实施例只涉及数字处理，并且存在A/D变换电路和D/A变换电路中的延迟的问题，类似于上面说明的第三和第四实施例，本发明的第六实施例在延迟问题方面改进第五实施例。

具体地说，在该第六实施例中，类似于图42和44中所示的第三和第四实施例，并行于数字滤波系统提供一个模拟滤波系统。图48表示第六实施例中的降噪设备部件50的例子。

参见图48，除了图47中所示的组件之外，第六实施例的降噪设备部件50包括用于产生反馈式降噪声音信号的模拟滤波电路51，用于产生前馈式模拟降噪声音信号的另一模拟滤波电路52，和加法电路53。

来自麦克风放大器22的模拟声音信号被供给A/D变换电路44，还被供给模拟滤波电路51，以便产生反馈式模拟降噪声音信号。来自模拟滤波电路51的模拟降噪声音信号被供给加法电路53。

同时，来自麦克风放大器32的模拟声音信号被供给A/D变换电路41，还被供给模拟滤波电路52，以便产生前馈式模拟降噪声音信号。随后，来自模拟滤波电路52的模拟降噪声音信号被供给加法电路53。

此外，降噪声音信号和来自D/A变换电路43的收听对象声音信号的相加信号被供给加法电路53。随后，来自加法电路53的声音信号通过功率放大器13被供给驱动器11。从而，按照本实施例，能够解决其中既使用反馈式降噪处理，又使用前馈式降噪处理，并且仅仅借助数字滤波器产生降噪声音信号的情况的问题。从而，能够提供可为普通消费者实现的降噪设备和耳机设备。

另外在该第六实施例中，当转换改变噪声模式时，按照十分类似于第五实施例的方式，在控制电路420的控制下执行如上述实施例中的控制操作。

关于拍打判定方法的其它实施例

在按照下述方式构成麦克风21或31的情况下，对耳机外壳2的拍打的判定或检测可由更简化的方法进行。

具体地说，图49表示其中本实施例被应用于麦克风21的例子。参见图49，在示出的例子中，麦克风21包括其振动膜彼此相对的两个麦克风元件21a和21b。从而，待收集的声音(再现输入)在麦克风元件21a和21b的相对振动膜之间被输入。

在使用上述结构的情况下，响应收集到的声波的麦克风元件21a和21b的振动膜的凸向振荡和凹向振荡具有相同的相位。于是，如图50A中所示，麦克风元件21a的输出信号ma和麦克风元件21b的输出信号mb具有相同的相位。因此，如果来自麦克风元件21a和21b的输出信号ma和mb通过麦克风放大器22a和22b由加法电路61相加，那么能够获得收集到的声音信号的输出信号。

另一方面，对耳机外壳2的拍打造成的振荡被施加于整个麦克风21。于是，麦克风元件21a和21b的振动膜的凸向振荡和凹向振荡具有相反的相位。于是，如图50B中所示，麦克风元件21a的输出信号ma和麦克风元件21b的输出信号mb具有相反的相位。因此，由对耳机外壳2的拍打造成的振荡分量被加法电路61去除。

另一方面，如果麦克风放大器22a的输出信号和麦克风放大器22b的输出信号由减法电路62相减，那么尽管具有相同相位的收集到的声音信号分量相互抵消，不过由对耳机外壳2的拍打产生的，并且彼此具有相反相位的振荡分量保留下来。

随后，如果从振荡分量内检测到超过预定阈值的拍打分量，那么能够检测到耳机外壳2被用户拍打。

其它实施例和修改

在上面说明的第一到第六实施例中，每次耳机外壳2被拍打一次时，用数字滤波电路形成的NC滤波器被改变，从而噪声模式被改变。但是，在检测哪个降噪量适合于使用相同噪声模式的NC滤波器的情况下，也可应用本发明。

具体地说，这种情况下，每次检测到对耳机外壳2的一次拍打操作时，利用一个NC滤波器，在降噪效果递增间隔B内的最大降低量被依次改变成第一最大降低量，第二最大降低量，第三最大降低量等等，如图51中所示。用户能够判定作为NC滤波器的最大降低量，哪个最大降低量有效。

此外，在上述第一到第六实施例中，每次耳机外壳2被拍打一次时，利用声音进行噪声模式被改变成与不同的噪声环境对应的噪声模式的通知。但是，所述通知并不局限于声音。例如，可在设备中设置一个显示部件，从而可以显示每种噪声环境(噪声模式)的名称(“火车站的站台”，“机场”，“电气列车中”等等)，以便通知用户。

此外，在上面说明的实施例中，每次耳机外壳2被拍打一次时，噪声模式被改变。可被配置DSP的控制电路使得如果执行一个用户操作，那么在来自存储器24或存储器34的预先确定的每个固定时段内，接连对数字滤波电路设置不同噪声模式的多个NC滤波器，使得收听者能够在每个固定的时间段内体验降噪效果。这种情况下，可在固定的时间段内提供降噪效果关闭间隔A，降噪效果递增间隔B，降噪效果最大间隔C，通知间隔D和降噪效果递减间隔E，以使各个NC滤波器的降噪效果的体验间隔的划界明确。

要注意的是在按照这种方式接连向用户呈现多种噪声模式的情况下，在完成关于所有噪声模式的NC滤波器的降噪效果的收听之后，从收听者接收表示第几号噪声模式是最佳噪声模式的输入，或者在选择用户判定为最佳噪声模式的噪声模式的期间的某一时间点，用户执行预定的用户操作，以致用户可以确定噪声模式。在后一情况下，对于多个滤波系数，数次重复接连选择多种噪声模式，以致收听者可在每个预定时间段内收听的操作。

要注意的是，在当用户判定当前噪声模式是否最佳的时候，收听对象的声音信号S正被再现，并且难以做出判定的情况下，当执行改变滤波系数的用户操作，比如拍打耳机外壳2时，在用户能够判定降噪效果的预定的时间段内，声音信号S应被强制静音。

在上面说明的实施例中，利用DSP形成FB滤波电路和FF滤波电路中的数字滤波电路。但是，DSP可被按照软件程序执行数字滤波电路的处理的微计算机或微处理器替代。

在替代DSP使用微计算机或微处理器的情况下，存储器控制器部分同样可由软件程序形成。另外相反地可在DSP中形成存储器控制器部分。

此外，在上面说明的实施例中，本发明的实施例的声音输出设备是耳机设备。但是，本发明也可应用于包括麦克风的头戴受话器设备或头戴耳机设备，还可应用于诸如便携式电话终端之类的通信终端。

此外，本发明的实施例的声音输出设备还可应用于与耳机，头戴受话器或头戴耳机结合的便携式音乐再现设备。

这种情况下，电声变换部件并不局限于耳机驱动器，还可以是头戴受话器驱动器。同时，声电变换部件可具有任何结构，只要它能够把声波的振荡变换成电信号即可。

此外，在上面说明的实施例中，在耳机侧的设备上提供包括包含拍打判定电路或数字滤波电路等的DSP的降噪设备部件。但是，降噪设备部件也可另外设置在其中安装耳机设备的便携式音乐再现设备侧，或者设置在与包括麦克风的头戴受话器或头戴耳机兼容的便携式音乐再现设备侧。

此外，在上面说明的实施例中，数字滤波器的滤波系数被改变。但是，本发明也可应用于响应噪声环境转换模拟滤波器的硬件从而转换降噪特性的情况。

此外，本发明不仅可应用于使用耳机设备或头戴受话器设备的系统，而且可应用于其中便携式音乐再现设备或类似设备的外壳受到用户拍打的系统。

此外，拍打判定的结果的使用目的不仅可应用于如上所述的这种降噪设备部件中噪声模式的转换改变或者均衡器特性的改变控制，而且还可应用于例如便携式音乐再现设备中的各种应用，比如再现速度的转换，快进和倒转之间的转换。此外，在其中能够切换地使用包括声音信号的声效处理和其它处理在内的多种处理的声音输出设备中，这样的声效处理和其它处理被接连转换，以确认它们的效果的情况下，上面说明的使用目的也可应用。

要注意的是在上面的说明中，尽管拍打被描述成用户对特定物体的外壳的操作，不过本发明也可应用于当耳机外壳受到摩擦等时，用户操作的判定或检测。

虽然利用具体术语说明了本发明的优选实施例，不过这样的描述只是出于举例说明的目的，应当理解，在不脱离所附权利要求的精神或范围的情况下，能够做出各种改变和变更。

Claims (20)

1.一种声音输出设备，包括：

外壳；

电声变换部件，其设置在所述外壳中，并被配置成声学再现和输出声音信号；

声电变换部件，其设置在所述外壳的能够收集所述电声变换部件声学再现的声音的位置；

去除部件，其被配置成根据所述电声变换部件和所述声电变换部件之间的声传递函数，从要从所述声电变换部件输出的输出信号中去除声音信号的分量；

判定部件，其被配置成根据来自所述去除部件的输出信号，判定是否对所述外壳进行预定操作；和

控制部件，其被配置成进行控制，使得根据所述判定部件的判定结果，进行预先确定的预定处理。

2.按照权利要求1所述的声音输出设备，其中对所述外壳的预定操作是对所述外壳的拍打，和

所述判定部件根据保存在存储部件中的、当所述外壳被拍打时从所述声电变换部件输出的信号的基本波形与所述去除部件的输出信号的波形之间的相关性，判定是否对所述外壳进行所述预定操作。

3.按照权利要求2所述的声音输出设备，其中所述控制部件使所述存储部件把当所述外壳被拍打时从所述声电变换部件输出的输出信号的波形保存为基本波形。

4.按照权利要求1所述的声音输出设备，其中对所述外壳的预定操作是对所述外壳的拍打，和

所述判定部件检查从所述去除部件输出的输出信号的最大振幅值，并根据自最大振幅值的衰减比，判定是否对所述外壳进行所述预定操作。

5.按照权利要求1所述的声音输出设备，其中对所述外壳的预定操作是对所述外壳的拍打，和

所述判定部件根据来自所述去除部件的信号的最大振幅值是否等于或大于预先设置的预定值，判定是否对所述外壳进行所述预定操作。

6.按照权利要求5所述的声音输出设备，还包括选择部件，其被配置成有选择地设置所述预定值。

7.按照权利要求1所述的声音输出设备，其中对所述外壳的预定操作是对所述外壳的拍打；

所述外壳被构造成当所述外壳被拍打时，在特定的共振频率产生共振；以及

所述判定部件包括滤波器部件，所述滤波器部件被配置成从来自所述去除部件的信号中提取以共振频率为中心的信号分量，并根据来自所述滤波器部件的信号，判定是否拍打所述外壳。

8.按照权利要求1所述的声音输出设备，还包括降噪处理系统，其被配置成根据所述声电变换部件收集的噪声的信号，产生用于降低噪声的降噪声音信号，并由所述电声变换部件声学再现降噪声音信号。

9.按照权利要求1所述的声音输出设备，其中对所述外壳的预定操作是对所述外壳的拍打；

所述判定部件还判定拍打所述外壳的次数；以及

所述控制部件根据对所述外壳的拍打次数，进行不同的处理。

10.按照权利要求1所述的声音输出设备，其中所述控制部件进行的预定处理是对要由所述电声变换部件声学再现的声音的音量调整处理。

11.按照权利要求1所述的声音输出设备，其中所述控制部件进行的预定处理是关于对要由所述电声变换部件声学再现的声音信号的幅频特性的改变处理和相频特性的改变处理中的至少之一。

12.按照权利要求8所述的声音输出设备，其中所述控制部件进行的预定处理是改变用于产生降噪声音信号的降噪特性的处理。

13.按照权利要求1所述的声音输出设备，其中所述声音输出设备是耳机设备。

14.按照权利要求1所述的声音输出设备，其中所述声音输出设备是便携式电话终端。

15.按照权利要求1所述的声音输出设备，其中所述声电变换部件包括一对声电变换元件，其振动膜被布置成彼此相对关系，使得其间的相对空间用作待收集的声波的输入空间，以及

所述判定部件根据从所述声电变换部件的所述声电变换元件输出的输出信号之间的减法输出信号，判定是否对所述外壳进行所述预定操作。

16.一种声音输出方法，包括下述步骤：

借助设置在外壳中的电声变换部件，声学再现和输出声音信号；

借助设置在所述外壳的能够收集所述电声变换部件声学再现的声音的位置的声电变换部件，收集声音并输出输出信号；

根据所述电声变换部件和所述声电变换部件之间的声传递函数，从输出自所述声电变换部件的输出信号中去除声音信号的分量；

根据从其去除声音信号分量的输出信号，判定是否对所述外壳进行预定操作；和

进行控制，使得根据所述判定步骤的判定结果，进行预先确定的预定处理。

17.一种在其上记录程序的计算机可读记录介质，所述程序使计算机执行下述步骤：

借助设置在外壳中的电声变换部件，声学再现和输出声音信号；

借助设置在所述外壳的能够收集所述电声变换部件声学再现的声音的位置的声电变换部件，收集声音并输出输出信号；

根据所述电声变换部件和所述声电变换部件之间的声传递函数，从输出自所述声电变换部件的输出信号中去除声音信号的分量；

根据从其去除声音信号分量的输出信号，判定是否对所述外壳进行预定操作；和

进行控制，使得根据所述判定步骤的判定结果，进行预先确定的预定处理。

18.一种声音输出系统，包括：

耳机设备；和

与所述耳机设备连接的声音输出设备，

所述耳机设备包括：

外壳；

电声变换部件，其设置在所述外壳中，并被配置成从所述声音输出设备声学再现和输出声音信号；

声电变换部件，其设置在能够收集所述电声变换部件声学再现的声音的位置；

所述声音输出设备包括：

去除部件，其被配置成根据所述电声变换部件和所述声电变换部件之间的声传递函数，从输出自所述声电变换部件的输出信号中去除声音信号的分量；

判定部件，其被配置成根据从所述去除部件输出的输出信号，判定是否对所述外壳进行预定操作；和

控制部件，其被配置成进行控制，使得根据所述判定部件的判定结果，进行预定处理。

19.一种声音输出设备，包括：

外壳；

电声变换装置，其设置在所述外壳中，并被配置成声学再现和输出声音信号；

声电变换装置，其设置在所述外壳的能够收集所述电声变换装置声学再现的声音的位置；

去除装置，其被配置成根据所述电声变换装置和所述声电变换装置之间的声传递函数，从要从所述声电变换装置输出的输出信号中去除声音信号的分量；

判定装置，其被配置成根据来自所述去除装置的输出信号，判定是否对所述外壳进行预定操作；和

控制装置，其被配置成进行控制，使得根据所述判定装置的判定结果，进行预先确定的预定处理。

20.一种声音输出系统，包括：

耳机设备；和

与所述耳机设备连接的声音输出设备，

所述耳机设备包括：

外壳；

电声变换装置，其设置在所述外壳中，并被配置成从所述声音输出设备声学再现和输出声音信号；

声电变换装置，其设置在能够收集所述电声变换装置声学再现的声音的位置；

所述声音输出设备包括：

去除装置，其被配置成根据所述电声变换装置和所述声电变换装置之间的声传递函数，从输出自所述声电变换装置的输出信号中去除声音信号的分量；

判定装置，其被配置成根据从所述去除装置输出的输出信号，判定是否对所述外壳进行预定操作；和

控制装置，其被配置成进行控制，使得根据判定装置的判定结果，进行预定处理。

Images