CN102333266A - 声音信号处理装置、方法、程序以及麦克风装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了声音信号处理装置、方法、程序以及麦克风装置。一种声音信号处理装置包括:滑动操作检测部件,由麦克风收集的声音信号被输入滑动操作检测部件,并且滑动操作检测部件通过利用所输入声音信号中的滑动声音信号分量的判断处理来判断滑动操作的开始和结束,滑动声音信号分量是由麦克风本身上或其附近的滑动操作产生的;以及控制部件,该控制部件在由滑动操作检测部件确定的滑动操作的开始到结束的时段期间,执行针对滑动操作设置的预定控制处理。
Description
技术领域
本公开涉及通过麦克风收集的声音信号来检测用户操作输入的声音信号处理装置和声音信号处理方法。并且,本公开涉及用于实现声音信号处理装置和声音信号处理方法的程序。此外,本公开涉及向声音信号处理装置提供声音信号的麦克风装置。
背景技术
在各种电子装备中,操作键、键盘、鼠标、操作盘、触摸面板等被用作用于输入用户操作的设备。
通常,这些操作设备根据电子装备的功能而被安装。另一方面,取决于电子装备的功能或使用,希望使得操作键的数目尽可能小,或者使得能够进行易于使用且高效的操作。
上面提到的日本未实审专利申请公报No.2008-166897公开了将麦克风用作用于操作输入的设备的技术。在日本未实审专利申请公报No.2008-166897中公开的该技术将用户手指在麦克风及其附近的轻敲识别为操作输入。为此,当用户敲击麦克风时由麦克风收集的声音信号的波形通过波形相关处理被识别。
发明内容
如在上述日本未实审专利申请公报No.2008-166897中那样,也将麦克风用作输入设备的能力可有助于减少装备外壳上的操作键的数目并且提高可操作性。
例如,作为在便携式音乐播放器上的操作,假设麦克风被附接到用户所佩戴的耳机部分的情况。用户通常将便携式音乐播放器放在衣服的口袋、包等中。如果用户能够通过敲击耳机部分中的麦克风地附近来执行预定操作,则这可以免除用户将便携式音乐播放器取出来的麻烦。
另一方面,由于“敲击”被检测到,因此尽管能够进行与“按压按钮一次”的手势(例如,播放/暂停/记录/电源开/关)等同的动作,然而上述技术不适合于“按钮被按压的时间较重要的操作手势”。
例如,上述技术不适合于作为快进回放的“在回放期间当按下按钮时执行快进的操作”,或者诸如“在按下按钮时改变回放音调或回放速度”之类的动作。
在操作量相关的操作的情况中,例如音量升高/降低以及光标或菜单所选部分的“前进”的情况中,尽管敲击可被用来执行这些操作,然而在一些情况中敲击是不方便的。例如,对于适合诸如转盘或滑动杆之类的操作元件的操作种类来说,敲击是不方便的。
例如,在将敲击操作应用于音量升高/降低的情况中,可想到的操作模式是通过每单次敲击使音量升高(或降低)一阶。于是,为了快速地大幅升高(降低)音量,在敲击操作的情况中,需要执行敲击许多次,从而使得难以进行快速操作。此外,所产生的操作既不直观也不易于使用。
尽管使用麦克风作为输入设备并允许通过以上述方式进行的敲击来给予操作是有利的,然而这样的操作输入模式不适合于诸如连续操作之类的一些种类的操作以及操作量相关的操作。
希望能够利用麦克风作为输入设备来进行甚至连续操作或者指定了操作量的操作,从而使得能够有效地使用利用麦克风的操作输入模式。
根据本发明一个实施例的声音信号处理装置包括:滑动操作检测部件,由麦克风收集的声音信号被输入滑动操作检测部件,并且滑动操作检测部件通过利用所输入声音信号中的滑动声音信号分量的判断处理来判断滑动操作的开始和结束,滑动声音信号分量是由麦克风本身上或其附近的滑动操作产生的;以及控制部件,该控制部件在由滑动操作检测部件确定的滑动操作的开始到结束的时段期间,执行针对滑动操作设置的预定控制处理。
此外,作为判断处理,滑动操作检测部件在滑动声音信号分量的能量水平等于或高于第一水平的时间已持续了第一时间或更长时,判断滑动操作已开始。
另外,作为判断处理,滑动操作检测部件在滑动声音信号分量的能量水平低于第二水平的时间已持续了第二时间或更长时,判断滑动操作已结束。
此外,滑动操作检测部件利用手指或滑动工具在麦克风本身上或其附近的旋转滑动运动所产生的滑动声音信号分量来执行判断处理。
此外,多个声道的声音信号被输入滑动操作检测部件,并且滑动操作检测部件针对通过将多个声道的声音信号彼此相加而获得的声音信号来执行判断处理。
替代地,多个声道的声音信号被输入滑动操作检测部件,并且滑动操作检测部件针对多个声道的声音信号的每个来执行判断处理,并且针对每个声道判断滑动操作的开始和结束。
替代地,多个声道的声音信号被输入滑动操作检测部件,并且滑动操作检测部件通过执行用于从多个声道的声音信号中确定包含有滑动声音信号分量的声道的声道判断处理,以及针对通过将来自多个声道的滑动声音信号分量彼此相加或相减而获得的信号的判断处理,来判断滑动操作的开始和结束,并且确定被执行了滑动操作的声道。
此外,滑动操作检测部件还从所输入的声音信号检测滑动操作方向,并且控制部件在由滑动操作检测部件确定的滑动操作的开始到结束的时段期间,执行针对由滑动操作检测部件检测到的滑动操作方向而设置的预定控制处理。
此外,滑动操作检测部件还从所输入的声音信号检测滑动操作位置,并且控制部件在由滑动操作检测部件确定的滑动操作的开始到结束的时段期间,执行针对由滑动操作检测部件检测到的滑动操作位置而设置的预定控制处理。
此外,声音信号处理装置还包括麦克风,并且由麦克风收集的声音信号被输入滑动操作检测部件。
根据本公开实施例的一种麦克风装置包括:麦克风;以及滑动导引部件,该滑动导引部件被形成在麦克风的附近并且导引滑动操作位置。
此外,根据本公开实施例的一种麦克风装置包括:麦克风;以及方向性声源部件,该方向性声源部件被设置在麦克风的附近,并且取决于滑动操作方向而产生不同的声音信号分量。
此外,根据本公开实施例的一种麦克风装置包括:麦克风;以及多个滑动声源部件,这多个滑动声源部件被设置在麦克风的附近,并且在滑动操作被执行时产生不同的声音信号分量。
根据本公开实施例的一种声音信号处理方法包括:通过利用由麦克风收集的声音信号中的滑动声音信号分量的判断处理来判断滑动操作的开始和结束,滑动声音信号分量是由麦克风本身上或其附近的滑动操作产生的;以及在从滑动操作的开始到结束的时段期间,执行针对滑动操作设置的预定控制处理。
根据本公开实施例的程序是使得算术处理装置执行滑动操作的开始和结束的判断以及预定控制处理的程序。
如上的本公开的实施例使得能够将麦克风用于输入操作并且通过简单的声音信号处理来检测连续的或者具有操作量的输入操作。
因此,用户执行这样的预定操作,如手指等在麦克风上或其附近的滑动运动,即,在使手指等接触麦克风或其附近的同时以描画轨迹的方式使手指保持移动的操作。
在该情况中,滑动运动所产生的声音被麦克风收集。因此,从麦克风输入到声音信号处理装置的声音信号包含由该滑动运动产生的声音的声音信号分量(滑动声音信号分量)。因此,滑动操作的开始和结束从该滑动声音信号分量的能量水平或幅度被确定。因此,可从滑动操作的持续时间识别出连续操作或操作量。即,能够将麦克风上或其附近的滑动操作识别为连续操作或者具有操作量的操作,并且执行对应的控制处理。
附图说明
图1是根据本公开实施例的基本配置的框图;
图2A和2B各自是根据本公开实施例的滑动操作的说明图;
图3是根据本公开实施例的基本处理的流程图;
图4是根据实施例的NC耳机的说明图;
图5是根据实施例的NC耳机的框图;
图6是根据实施例的滑动操作检测部件的配置示例I的框图;
图7是根据实施例的在滑动操作检测部件中被处理的声音信号的说明图;
图8是根据实施例的滑动操作检测部件中的处理的流程图;
图9是根据实施例的由滑动操作检测部件进行的滑动操作开始/结束判断的说明图;
图10是根据实施例的滑动操作检测部件的配置示例II的框图;
图11是根据实施例的滑动操作检测部件的配置示例III的框图;
图12是根据实施例的配置示例III中的滑动操作检测部件中的处理的流程图;
图13A和13B各自是根据实施例的包含滑动导引的配置的说明图;
图14A和14B各自是根据实施例的包含方向性声源部件的配置的说明图;
图15A至15C各自是根据实施例的方向性声源部件的示例的说明图;
图16是根据实施例的滑动方向检测配置的框图;
图17是根据实施例的滑动方向检测配置的情况中的处理的流程图;
图18A和18B各自是根据实施例的相对于滑动方向的频率特性的说明图;
图19A和19B各自是根据实施例的滑动方向确定的说明图;
图20A和20B各自是根据实施例的滑动方向确定的另一示例的说明图;
图21A和21B各自是根据实施例的包含滑动导引和方向性声源部件的配置的说明图;以及
图22A和22B各自是根据实施例的包含多个滑动声源部件的配置的说明图。
具体实施方式
下面,将按以下顺序描述本公开的实施例。
<1.基本配置和处理>
<2.适用于NC耳机的实施例>
[2-1:NC耳机的配置]
[2-2:滑动操作检测部件(配置示例I)]
[2-3:滑动操作检测部件(配置示例II)]
[2-4:滑动操作检测部件(配置示例III)]
<3.设置了滑动导引的实施例>
<4.设置了方向性声源部件的实施例>
<5.设置了滑动导引和方向性声源部件的实施例>
<6.设置了滑动声源部件的实施例>
<7.适用于各种装备和修改的实施例>
<8.程序>
<1.基本配置和处理>
首先,将描述作为本公开的实施例的基本配置。
本公开假设这样的系统,该系统使用装设在装备中并用于收集声音的麦克风作为用于被执行来控制装备功能的各种操作输入的传感器。
如在上述日本未实审专利申请公报No.2008-166897中那样,已提出了允许通过敲击麦克风或其附近(麦克风或其附近上的敲击)来切换或开/关各功能的系统。然而,在各种装备的功能中,存在需要实时地指定具体时间跨度的功能以及适于指定操作量的功能。通过模拟典型的开关,这些功能对应于保持按压按钮开关达预定时间的操作。就此而言,基于敲击麦克风的操作模式不适于操作这些功能。
因此,本公开的实施例提供了使得能够通过“滑动操作”来进行操作输入由此使得手指等在触摸麦克风或其附近的同时被移动,从而适于连续操作或者指定了操作量的操作的用户接口。
本公开涉及用于检测通过该滑动操作进行的操作输入的检测算法,以及与该检测算法相关联的机制。根据本公开实施例的检测算法使得能够利用减少的处理资源通过仅在时间轴上执行处理而不执行需要大量计算的诸如频率轴分析之类的处理来获得检测结果。
下面描述的实施例代表安装有采用上述配置来识别通过滑动操作进行的操作输入的声音信号处理装置的各种电子装备。
图1示出了根据实施例的基本配置。
图1示出了声音信号处理部件1、麦克风4、麦克风放大器5、A/D转换器6以及常规处理系统7。
声音信号处理部件1包括滑动操作检测部件2和控制部件3。声音信号处理部件1对应于根据本公开实施例的声音信号处理装置。声音信号处理部件1例如由中央处理单元(CPU)或数字信号处理器(DSP)构成。
麦克风4所收集的声音信号在A/D转换器6中经过模数转换之前被麦克风放大器5放大。然后,转换为数字信号的声音信号被输入到常规处理系统7和声音信号处理部件1。
这里使用的术语常规处理系统7是指用于通常与从麦克风4输入声音信号的电子装备中的声音信号相关联的功能的处理部件。
在消费电子装备中,麦克风4已被提供用于各种目的。替代地,分离的麦克风4可被连接到消费电子装备。
这样的消费电子装备的示例包括配备有声音记录功能和图片记录功能的数字相机、IC记录器、诸如具有语音通信功能的个人计算机之类的信息处理装置、移动装备,以及消噪耳机(下面称为“NC耳机”)。
在这些种类的电子装备的每种中,根据其功能设置了针对麦克风输入声音信号的处理系统。
例如,在具有将声音记录到记录介质中的功能的装备的情况中,执行诸如用于声音记录的压缩、用于记录的编码以及记录到记录介质之类的处理的部件构成了图1所示的常规处理系统7。
在能够进行通信(例如便携式电话)并且具有发送声音信号的功能的装备的情况中,执行诸如用于发送的压缩、编码以及发送之类的处理的部件构成了图1所示的常规处理系统7。
此文,在后面参考图3进一步描述的NC耳机的情况中,执行消噪处理的功能部分对应于常规处理系统7。
常规处理系统7针对所输入的声音信号根据这些功能来执行处理。
声音信号处理部件1执行针对所输入声音信号的滑动操作的检测,由此检测用户进行的操作输入。
首先,滑动操作检测部件2仅通过时间轴上的处理来检测用户的滑动操作的开始和结束。
具体地,当所输入声音信号的滑动声音信号分量的能量水平等于或高于第一水平的时间已持续达第一时间或更长时,滑动操作检测部件2判断滑动操作已开始。此时,滑动操作检测部件2向控制部件3输出滑动开始检测信号SdetS。
在开始被确定之后,当滑动声音信号分量的能量水平低于第二水平的时间已持续达第二时间时,滑动操作检测部件2判断滑动操作已结束。此时,滑动操作检测部件2向控制部件3输出滑动结束检测信号SdetE。
即,从开始的确定起到结束的确定为止的时间被确定为滑动操作持续时段。
如后面将描述的,滑动开始检测信号SdetS和滑动结束检测信号SdetE可以采取各种可想到的信号形式。滑动开始检测信号SdetS和滑动结束检测信号SdetE可以不必为两个独立的信号线,而是可以为允许控制部件3识别出滑动的开始和结束的任何信号。
控制部件3配备有至少根据电子装备中的用户操作来执行控制处理的功能。当控制部件3基于滑动开始检测信号SdetS识别出滑动操作的开始已被滑动操作检测部件2检测到时,控制部件3开始进行针对该滑动操作设置的预定控制处理。
当控制部件3基于滑动结束检测信号SdetE识别出滑动操作的结束已被滑动操作检测部件2检测到时,控制部件3结束正执行的控制处理。
替代地,控制部件3在将从滑动开始检测信号SdetS到滑动结束检测信号SdetE的时段的长度,即,用户持续滑动操作的时段的长度识别为操作量的同时执行预定控制处理。
由于所执行的控制处理针对各种电子装备而变化,因此后面在电子装备的具体实施例的描述中将描述控制处理的示例。例如,在具有回放音乐数据等的功能的装备的情况中,可构想音量升高/降低控制、快进回放或回退回放控制等。例如,通过用户对麦克风4执行滑动操作来实现升高/降低回放声音的音量等。
图2A和2B图示出了如何执行滑动操作。
图2A示出了个人计算机100。在个人计算机100中,例如,麦克风4被设置在外壳中接近键盘的平坦部分中。
如放大视图所示的,用户利用手指或诸如笔形指示器之类的滑动工具来执行滑动操作以在麦克风4的上面或其附近描画轨迹。
滑动操作所产生的声音被麦克风4收集,并被提供给根据如图1所示的配置的滑动操作检测部件2。滑动操作检测部件2通过观察所输入声音信号的滑动声音信号分量的幅度或能量水平(幅度的绝对值)来判断滑动操作的开始/结束。
图2B示出了例如被设置有用于消噪目的的麦克风4的耳机(耳内耳机)200的一部分。耳机200具有耳机驱动器201以及作为用户插入其耳朵内的部分的耳塞(earpiece)202。麦克风4被设置在与耳塞202相对的侧上,即,被设置在麦克风4可以收集外部声音的位置处。
用户利用手指等执行在麦克风4的上面及其附近描画轨迹这样的滑动操作。
以与上述相同的方式,滑动操作产生的声音被麦克风4收集,并被提供给轨迹如图1所示的配置的滑动操作检测部件2。滑动操作检测部件2通过观察所输入声音信号的滑动声音信号分量的幅度或能量水平(幅度的绝对值)来判断滑动操作的开始/结束。
如上所述,例如,滑动操作是用户利用手指等触摸并连续地在麦克风4的上面或其附近描画轨迹的这样的操作。
应当注意,尽管图2A和2B描绘了线性滑动操作,然而用户可以执行圆形(旋转)滑动操作。
线性滑动操作仅可以维持较短时间,结果,在一些情况中用户可能不能够执行所希望的控制。在这些情况中,例如如果使用户在麦克风4周围执行圆形滑动运动,则用户可以容易地持续滑动操作。
根据本公开实施例的基本配置如上面参考图1所描述的。即,来自麦克风4的输入声音信号被输入到声音信号处理部件1,并且声音信号处理部件1通过确定滑动操作来检测用户操作。当检测到进行了操作输入时,根据该操作的预定控制处理被执行。
图3示出了根据实施例的基本处理的过程。
在如图1所示的一直被输入麦克风输入声音信号的声音信号处理部件1中,如步骤F2,判断滑动操作是否开始。这是滑动操作检测部件2中的处理。然后,如果判断作为用户操作输入的滑动操作已开始,则处理从步骤F2前进到F3,并且根据操作输入的控制处理被启动作为控制部件3中的处理。
在步骤F4,作为滑动操作检测部件2中的处理,判断用户的滑动操作是否结束。然后,如果判断滑动操作已结束,则处理从步骤F4前进到F5,并且由控制部件3执行的根据操作输入的动作结束。
下面,将以消噪耳机(NC耳机)作为电子装备的具体示例来描述实施例。
后面还将描述其它电子装备的示例。
<2.适用于NC耳机的实施例>
[2-1:NC耳机的配置]
图4示意性地示出了通过连接到诸如便携式媒体播放器20之类的音乐回放装备而被使用的消噪耳机(NC耳机)10。
媒体播放器20回放记录在内部记录介质上的诸如音乐之类的数据,并且向所连接的NC耳机10输出两个声道,即L和R声道的声音信号。
NC耳机10包括耳机部件11和消噪部件14。
耳机部件11在与用户的左右耳相对应的各个扬声器外壳内具有L和R声道的扬声器13L和13R。
在本示例的情况中,所谓的前馈消噪处理被执行。麦克风12L和12R被提供来分别收集来自左右扬声器外壳的外面的外部声音。
应当注意,耳机部件11可以不是如该附图所示的具有扬声器外壳的类型,而可以是图2B所示的耳内耳机类型,或者耳罩类型。在此示例中,这些类型中的任意类型可被使用,只要麦克风12L和12R被设置即可。
此外,NC耳机10不限于执行前馈消噪处理的NC耳机,而可以是执行反馈消噪处理的NC耳机。
消噪单元14被连接到设置有如上所述的麦克风12L和12R的耳机部分11。
消噪单元14将降噪声音信号混合到从媒体播放器20提供来的回放音乐等的声音信号中,从而从扬声器13L和13R的每个输出降低了外部噪声的声音信号。
简而言之,降噪如下这样来执行。
附接到扬声器外壳的麦克风12L和12R的每个经由扬声器外壳收集到达用户耳朵的外部噪声。从通过麦克风12L和12R的每个收集的外部噪声的声音信号中,消噪单元14生成在声学上与外部噪声反相的降噪声音信号。然后,消噪单元14将所生成的降噪声音信号与回放音乐等的声音信号相合成,并将得到的声音信号提供给扬声器13L和13R的每个。
因此,从扬声器13L和13R的每个输出的声音包含与外部噪声反相的分量。因此,该反相分量与经由扬声器外壳实际泄露的外部噪声在空间上彼此抵消掉,结果如用户在听觉上所感知到的,外部噪声分量被减小并且回放音乐的原始输出声音到达耳朵。
消噪单元14的内部配置示例在图5中示出。
消噪单元14具有麦克风放大器31L和31R、A/D转换器32L和32R、由DSP或CPU形成的主要处理部件33、存储部件40、功率放大器42L和42R以及A/D转换器41L和41R。
主要处理部件33被设置有消噪部件34、增益部件35、加法器36L和36R、滑动操作检测部件37、控制部件38以及均衡器39。
首先,来自媒体播放器20的回放音乐等的声音信号如下这样被处理。
L和R声道的回放声音信号SA-L和SA-R从媒体播放器20被提供作为所谓的耳机输出。
回放声音信号SA-L和SA-R分别被A/D转换器41L和41R转换为数字信号。然后,在均衡器39中,这些声音信号经过诸如幅度-频率特性校正或相位-频率特性校正或者它们两者之类的声音质量校正。
均衡器39中的校正处理基于来自控制部件38的控制信号SG3被执行。例如,频率特性的指定等是通过控制信号SG3来进行的。
已在均衡器39中经过了声音质量校正的回放声音信号SA-L和SA-R分别由加法器36L和36R与降噪声音信号相加,并且分别被提供给功率放大器42L和42R。
功率放大器42L和42R可以分别由数字放大器构成,或者可以由D/A转换器和模拟放大器构成。
来自功率放大器42L和42R的输出用作扬声器13L和13R的驱动信号,并且基于回放声音信号SA-L和SA-R的声音分别从扬声器13L和13R输出。
另一方面,上述消噪处理如下这样来执行。
由麦克风12L和12R收集的声音信号SmL和SmR被消噪单元14中的麦克风放大器31L和31R放大,并且然后分别在A/D转换器32L和32R中被转换为数字信号。
从A/D转换器32L和32R输出的数字化声音信号SmL和SmR被提供给消噪部件34。消噪部件34被配置为在上面提到的前馈模式中生成降噪声音信号的数字滤波器。消噪部件34利用由来自控制部件38的控制信号SG1指定的滤波器因子来对声音信号SmL和SmR的每个执行滤波,从而生成L和R声道的降噪声音信号。
所生成的L和R声道的降噪声音信号被提供给增益部件35。增益部件35向L和R声道的降噪声音信号赋予增益,其中,增益因子由来自控制部件38的控制信号SG1指定。
然后,L和R声道的降噪声音信号从增益部件35被提供给加法器36L和36R,并且分别与如上所述的回放声音信号SA-L和SA-R相加。
当基于以这种方式分别被加入了降噪声音信号的回放声音信号SA-L和SA-R来从扬声器13L和13R输出回放声音时,就行使了如上所述的降噪功能。
本示例中的消噪单元14还被配备有检测通过麦克风12L、12R或其附近上的滑动操作而进行的用户操作的功能。
分别由麦克风12L和12R收集的声音信号SmL和SmR还被提供给滑动操作检测部件37。
当在后面更详细描述滑动操作检测部件37的配置和动作时,该滑动操作检测部件37仅通过时间轴上的处理来检测用户在麦克风12L、12R及其附近的滑动操作。具体地,当所输入声音信号SmL、SmR中的滑动声音信号分量的能量水平已持续超过预定值达第一时间或更长时,滑动操作检测部件37判断滑动操作已开始。然后,为了通知用户的操作输入的开始,滑动操作检测部件37向控制部件38输出滑动开始检测信号SdetS。
此外,在滑动操作开始之后,当滑动声音信号分量的能量水平已持续低于预定值达第二时间或更长时,滑动操作检测部件37判断滑动操作已结束。然后,为了通知用户的操作输入的结束,滑动操作检测部件37向控制部件38输出滑动结束检测信号SdetE。
控制部件38通过上面提到的控制信号SG1、SG2和SG3来控制消噪单元14的各个部件。此外,控制部件38还可以向媒体播放器20发送控制信号SG4。
在此示例中,特别地,控制部件38被配备有根据用户的滑动操作来执行控制处理的功能。即,控制部件38在如通过滑动开始检测信号SdetS和滑动结束检测信号SdetE所掌握的滑动操作正被执行的时段期间,执行针对该滑动操作所设置的预定控制处理。例如,响应于检测到通过滑动操作输入的操作,控制部件38向媒体播放器20发送操作输入信息作为控制信号SG4。
存储部件40存储控制部件38在执行控制处理时将参考的信息。例如,存储部件40存储与消噪部件34和均衡器39等中的滤波器因子有关的信息。
在此实施例中,控制部件38根据用户的滑动操作来执行预定控制。实时的连续控制适合于该控制处理。假设下面是这样的控制的示例。
首先,可构想向媒体播放器20发送作为控制信号SG4的命令,以由此使得媒体播放器20执行例如下面的动作。
-进行控制以在滑动操作时段期间,对用户在收听声音时所希望的回放位置执行FF(快进)/REW(回退)。
-进行控制以仅在滑动操作时段期间关闭回放并且关闭消噪(进行控制以切换到适合于进行将立即结束的会话的状态)。
-控制用于仅在滑动操作时段期间关闭消噪功能以辅助收听周围环境声音的操作。
-进行控制以将滑动操作时段的长度作为操作量来将音量向上或向下调节到用户所希望的音量位置。
-进行控制以将滑动操作时段的长度作为操作量来将回放速度向上或向下调节到用户所希望的回放速度。
-进行控制以将滑动操作时段的长度作为操作量来将回放音调向上或向下调节到用户所希望的回放音调。
-进行控制以在滑动操作时段期间顺序地部分回放诸如音乐或视频之类的多个内容,即,控制这样的动作:允许用户在部分地观看或收听内容的同时顺序地在内容中进行搜索并且在滑动操作停止的时刻回放内容。
例如,假设滑动操作是与媒体播放器20的动作有关的操作,则控制部件38在由滑动操作检测部件37检测到的滑动操作时段期间执行向媒体播放器20发送必要命令的处理。
如后面将描述的,在将以不同方式来检测麦克风12L上的滑动操作和麦克风12R上的滑动操作的情况中,可以指派两种操作。在该情况中,例如,假设麦克风12L上的滑动操作是指音量升高并且麦克风12R上的滑动操作是指音量降低,于是控制部件38响应于滑动操作检测部件37检测到滑动操作,执行向媒体播放器20发送“音量升高”或“音量降低”的处理。
此外,如后面将描述的,还可以根据滑动方向、滑动位置等来区分操作。此外,基于这些区分与左右麦克风12L和12R的组合,可以以区分开的方式来设置多种操作。同样,在该情况中,控制部件38响应于检测到这些滑动操作中的每个来向媒体播放器20发送预定命令。
为了实现消噪功能,需要将麦克风12L和12R安装得尽可能靠近耳朵。为此,通常将麦克风12L和12R安装得靠近耳朵。因此,如果例如在通勤等期间,用户能够通过简单地对麦克风12L、12R执行滑动操作来控制媒体播放器20的动作而无需将媒体播放器20的主体取出,则对于用户来说是非常方便的。
还可构想使控制部件38响应于滑动操作的检测来执行消噪单元14的内部控制。
例如,控制部件38可被配置为响应于滑动操作,通过利用控制信号SG1的控制来切换消噪部件34的滤波器因子。例如,还可以控制这样的动作:在滑动操作时段期间在较短的时间单位内顺序地切换滤波器因子以使得用户可以选择适于当前条件的滤波器特性。
一般而言,即使被视为频率特性,噪声环境特性也会取决于诸如机场、车站月台、列车内部、工厂等的每个不同位置的环境而极大地变化。因此,作为用于降噪的滤波器特性,希望使用适合于每个不同噪声环境特性的最佳滤波器特性。为此,允许用户通过对麦克风12L、12R执行滑动操作来切换到并选择最合适的滤波器特性是有利的。
此外,控制部件38可被配置为响应于滑动操作通过利用控制信号SG2的控制来切换增益部件35的增益因子。这允许用户通过容易的操作以任意方式调节消噪水平。
此外,控制部件38可被配置为响应于检测到滑动操作,通过利用控制信号SG3的控制来改变均衡器39中的滤波器因子。例如,还可以控制这样的动作:在滑动操作时段期间以短的时间为单位顺序地切换均衡特性,以使得用户可以选择优选特性。这允许用户通过容易的操作来选择声音质量校正状态。例如,有利地,预先将各种预设频率特性存储在存储部件40中,并且允许用户顺序地应用提供优选声音质量的均衡器特性并且在滑动操作结束时选择合适的特性。
[2-2:滑动操作检测部件(配置示例I)]
下面,将描述滑动操作检测部件37的配置和动作。这里,首先描述图6所示的配置示例I。
该配置示例I表示这样的配置示例,其中,以来自麦克风12L和12R的声音信号SmL和SmR共有的方式来检测滑动操作。
该滑动操作检测部件37包括加法器51、低通滤波器52、绝对值化电路53、低通滤波器54和判断处理部件55。
来自麦克风12L和12R的各个声音信号SmL和SmR在加法器51中被相加起来,并被输入低通滤波器52。低通滤波器52的截止频率被设置为fc1。该截止频率fc1被设置为用于提取出滑动声音信号分量的频率。在麦克风12L和12R的每个被附接到用树脂模塑成的耳机外壳的情况中,例如,该截止频率被设置为使得能够提取出当手指在树脂材料上描画轨迹时所产生的声音信号分量的频率。因此,确定截止频率fc1适合于正使用的树脂种类。当然,还存在由金属材料或另外的材料构成的组件被用在麦克风12L和12R周围的情况。因此,滤波器特性是根据麦克风12L和12R本身的材料或者在其周围使用的材料来确定的。
在滑动操作期间,在麦克风附近产生的滑动声音是声音信号SmL和SmR中的主要分量。然而,应当注意,声音信号SmL和SmR还包含较宽带宽的噪声,例如背景噪声和周围环境噪声。因此,首先,利用低通滤波器52提取出滑动声音信号分量。
一般而言,滑动运动所产生的声音的声音信号分量在低频中具有较高的能量。因此,可构想利用低通滤波器52来提取出滑动声音信号分量。然而,取决于所使用地材料,还可构想使用具有预定通带的带通滤波器。
在任何情况中,满足具有高能量水平的滑动声音信号分量的频带首先被提取出就行。
从低通滤波器52输出的声音信号SmL和SmR的相加信号中的滑动声音信号分量在绝对值化电路53中被绝对值化。
在绝对值化电路53中被绝对值化后的信号S0经由低通滤波器54被转换为表示声音信号SmL、SmR的能量水平的信号S,并被输入判断处理部件55。低通滤波器54的截止频率fc2被设置为用于将信号S0转换为包络信号的频率。
判断处理部件针对信号S,通过后面所述的处理来检测滑动操作的开始/结束。然后,作为检测结果,判断处理部件向控制部件38输出滑动开始检测信号SdetS和滑动结束检测信号SdetE。
将参考图7至图9描述上述滑动操作检测部件37的动作。
图7示出了当滑动操作被执行时的信号S0和信号S的波形的示例。
如上所述,低通滤波器52提取滑动声音信号分量。由于作为滑动声音信号分量的低通滤波器52的输出具有正/负值的幅度,因此为了同样地将负的幅度确定为能量水平,在绝对值化电路53中被绝对值化的信号S0被使用。
如图所示,在滑动操作时段期间,信号S0的能量水平(绝对值化后的滑动声音信号分量的幅度水平)变高。
然而,应注意,用户的滑动操作是不稳定的,并且轨迹描画不一定按恒定速度和力量来进行。因此,幅度在非常小的时间标度上变化。
通过将此表示为由低通滤波器54包封的信号S,可以容易地将高能量水平持续的时段确定为滑动操作时段。
从该信号S中,判断处理部件55确定附图所示的滑动操作时段,即,对被控制对象执行根据该滑动操作的功能控制的时段。
图8是判断处理部件55从信号S中确定滑动操作开始和结束的处理的流程图。
判断处理部件55针对所输入的信号S来执行图8所示的滑动操作确定处理。
首先,在步骤F101中,判断处理部件55判断信号S的水平是否高于阈值TH1。
图9示出了信号S的波形以及阈值TH1和TH2。阈值TH1是用于判断信号S的能量水平是否增大的阈值。另一方面,阈值TH2是用于判断信号S的能量水平是否减小的阈值。
在步骤F101中,所输入信号S的值被顺序地与阈值TH1相比较。如果判断信号S的值等于或小于阈值TH1,则如“R”所指示的判断处理部件55返回步骤F101,并且信号S的下一输入值被与阈值TH1相比较。
当信号S的值超过阈值TH1时,判断处理部件55前进到步骤F102。
在步骤F102中,判断处理部件55首先将计数器Cn1复位为0,并且使得开始计数。
然后,当在步骤F103中递增计数器Cn1时,判断处理部件55执行步骤F104和F105中的判断。
在步骤F104,判断处理部件55判断信号S的值是否大于阈值TH1。
在步骤F105,判断处理部件55判断计数器Cn1的值是否达到第一时间THtm1。
第一时间THtm1是如图9所示的预定时间间隔。其被设置为用于确定信号S的能量中所发生的增大不是瞬时的而是由于滑动操作而产生的能量水平的持续增大的时间。
如果在步骤F104中检测到信号S低于阈值TH1,则判断在步骤F101中检测到的能量水平的增大是瞬时增大而不是由滑动操作引起的,并且如“R”所指示的,判断处理部件55返回步骤F101。即,判断滑动操作尚未开始。
另一方面,在步骤F105中判断计数器Cn1的值已达到第一时间THtm1的情况是判断信号S的能量水平大于阈值TH1的状态已持续的情况。
此时,判断处理部件55前进到步骤F106,并且确定滑动操作已开始。然后,判断处理部件55向控制部件38输出滑动开始检测信号SdetS。
在判断滑动操作已开始之后,判断处理部件55前进到步骤F107,并且开始判断滑动操作的结束。
首先,在步骤F107中,判断处理部件55将信号S与阈值TH2相比较,并且判断信号S是否变得低于阈值TH2。
如图9所示,例如,阈值TH2被设置为比阈值TH1略低的水平。该阈值TH2是用于判断信号S的能量水平减小的值。
当信号S变得小于阈值TH2时,判断处理部件55将此当作指示了滑动操作结束的可能性,并前进到步骤F108。
在步骤F108,判断处理部件55将计数器Cn2复位为0,并且使得开始计数。
然后,当在步骤F109中递增计数器Cn2时,判断处理部件55执行步骤F110和F111中的判断。
在步骤F110,判断处理部件55判断信号S的值是否变得低于阈值TH2。
在步骤F111,判断处理部件55判断计数器Cn2的值是否达到第二时间THtm2。
第二时间THtm2是如图9所示的预定时间间隔。其被设置为用于判断信号S的能量发生的减小不是瞬时的而是滑动操作结束后的能量水平的持续减小的时间。
如果在步骤F110中检测到信号S尚未变得低于阈值TH2,则判断在步骤F107中检测到的能量水平的减小是瞬时减小而不是因滑动操作结束引起的,并且如“Q”所指示的,判断处理部件55返回步骤F107。即,判断滑动操作尚未结束。
例如,图9示出了在滑动开始之后信号S的能量水平暂时降低到阈值TH2之下的状态,如时段tmA。在此情况中,时段tmA是短于第二时间THtm2的时段。在这样的情况中,该减小被确定为滑动操作期间的水平的暂时减小。
用户所执行的滑动操作不一定是规则的滑动运动。如上面提到的,滑动运动不是以恒定速度按固定力量来执行的。此外,由于在滑动期间手指受阻等引起的滑动运动的瞬时停止是经常发生的。
为此,一观察到信号S的能量水平的减小就判断滑动操作结束是不适当的。因此,第二时间THtm2被设置,并且如果出现减小的时段小于第二时间THtm2,则判断滑动操作尚未结束。
另一方面,在步骤F111中判断计数器Cn2的值已达到第二时间THtm2的情况是判断信号S的能量水平小于阈值TH2的状态已持续的情况。
此时,判断处理部件55前进到步骤F112,并且确定滑动操作已结束。然后,判断处理部件55向控制部件38输出滑动结束检测信号SdetE。
例如,在图9中,在信号S的能量水平下降到阈值TH2之下达第二时间时,能量水平下降的状态持续了第二时间Thtm2或更长。在该情况中,则判断滑动操作已结束。
在本示例的滑动操作检测部件37中,判断处理部件55以上面参考图8所述的方式来判断滑动操作的开始/结束。这允许控制部件38识别出滑动操作正被执行的时段,从而使得能够进行基于作为连续操作或者指定了操作量的操作的滑动操作进行控制。
此外,在滑动操作检测部件37中,判断处理部件55通过在时间轴上观察能量水平的增大/减小来判断滑动操作的开始/结束。这使得能够容易地确定滑动操作而不会引起资源的增加。
当滑动操作被执行时,麦克风输入信号中的预定频带的声音信号(滑动声音信号分量)的能量水平(幅度)增加。因此,通过监视滑动声音信号分量的能量,可以通过判断能量的增大/减小来检测滑动操作,而无需执行波形分析。
这使得能够降低用于检测操作的处理负荷,并且从而降低成本。特别地,在诸如NC耳机10的消噪单元14之类的小型的具有较小资源的装备的情况中,能够通过这样的简单动作来执行必要检测处理是非常有利的。
为了处理不规则的用户操作,需要一直执行操作输入检测处理。因此,由于该检测处理是具有少量计算的时间轴上的信号处理,这样的检测处理适合作为一直被执行的处理。
此外,由于该检测处理简单,因此检测滑动操作的开始或结束所需的时间被缩短,从而使能了具有良好响应的装置的动作。
在本示例的情况中,即使因滑动的瞬时停止等而存在信号S的能量水平的瞬时降低,也不会立即将此当作滑动操作的结束。
例如,即使当由于滑动过程期间手指休止一会儿、不规则的噪声混合等而使得能量水平暂时降低了非常短的时间,如果能量水平在降低之后立即增大,则判断滑动操作正持续。
因此,在检测用户操作时,能够以令人满意的方式并且如用户所期望地那样检测到操作的结束。即,用户不需要过多地关注于进行小心的滑动运动,由此允许容易的操作。
根据图5所示的配置示例I,用户可以在左右麦克风12L和12R的任一个上执行滑动操作。
因此,例如当一只手被占用来进行如拎包之类的事情时,可以利用另一未被占用的手来容易地执行滑动操作,因此提供了提高的可操作性。
然后,响应于滑动操作检测部件37以此方式检测到滑动操作,控制部件38根据指派给该滑动操作的操作类型执行控制,例如上面讨论的控制。
如果控制部件38将发送用于控制媒体播放器20的动作的命令,则用户能够在通勤等期间在保持媒体播放器20处于口袋或包中的同时来操作该媒体播放器20。
此外,由于所使用的操作方法使得滑动运动利用手指等来进行,因此能够直观地控制媒体播放器20或消噪单元14。
此外,由于所使用的模式使得滑动运动在麦克风12L、12R或其附近进行,因此只要具有任意(便宜的)麦克风和诸如CPU/DSP之类的信号处理部件,即使不使用诸如触摸传感器之类的特殊传感器,也可以实现,这有助于降低成本。
此外,在本示例的NC耳机10中,耳机部件11被设置有由于消噪功能的麦克风12L和12R。由于可以利用麦克风12L和12R来执行滑动操作,因此无需提供用于操作输入的额外传感器设备。该配置示例就此方面而言也适合于降低成本,并且也不会引起构成该装置的组件数目的增加。
尽管在图5所示的示例中,分别来自L和R声道的麦克风12L和12R的声音信号SmL和SmR被合成来确定滑动操作,然而也可以仅将这些声道的声音信号之一(例如,声音信号SmL)输入低通滤波器52。在该情况中,仅对应声道上的麦克风12L被用于滑动操作。
[2-3:滑动操作检测部件(配置示例II)]
将参考图10描述作为配置示例II的滑动操作检测部件37。
配置示例II是L声道和R声道,即麦克风12L和12R可被指派给不同操作的示例。
例如,该配置示例使得麦克风12L上的滑动操作可被指派给音量升高,而麦克风12R上的滑动操作可被指派给音量降低。
如图10所示,滑动操作检测部件37采用用于L声道和R声道的两条独立线路的滑动操作检测配置。
即,低通滤波器52L、绝对值化电路53L、低通滤波器54L和判断处理部件55L被设置用于来自麦克风12L的声音信号SmL。此外,低通滤波器52R、绝对值化电路53R、低通滤波器54R和判断处理部件55R被设置用于来自麦克风12R的声音信号SmR。
由于低通滤波器52L和52R、绝对值化电路53L和53R以及低通滤波器54L和54R的动作与根据上述配置I的低通滤波器52、绝对值化电路53和低通滤波器54的动作相同,因此免去重复描述。
判断处理部件55L和55R的每个例如可以执行如图8所示的判断滑动操作的开始/结束的处理。
当针对从声音信号SmL获得的信号S检测到滑动操作开始时,判断处理部件55L向控制部件38输出滑动开始检测信号SdetS(L),并且当检测到滑动操作结束时,判断处理部件55L向控制部件38输出滑动结束检测信号SdetE(L)。
当针对从声音信号SmR获得的信号S检测到滑动操作开始时,判断处理部件55R向控制部件38输出滑动开始检测信号SdetS(R),并且当检测到滑动操作结束时,判断处理部件55R向控制部件38输出滑动结束检测信号SdetE(R)。
控制部件38可以基于滑动开始检测信号SdetS(L)和滑动结束检测信号SdetE(L),以及滑动开始检测信号SdetS(R)和滑动结束检测信号SdetE(R)识别出两种操作输入。因此,例如,上面提到的音量升高/降低控制等可以根据这些操作输入来执行。
根据如上所述的配置示例II,可以根据对左右麦克风12L和12R的使用来切换两种操作,从而使得这种配置适于提高用户的可操作性。
[2-4:滑动操作检测部件(配置示例III)]
接下来,在图11中示出配置示例III。在此示例中,与上述配置示例II中一样,L声道和R声道,即麦克风12L和12R可被指派给不同操作。在上述配置示例II的情况中,滑动操作检测部件37简单地被安装有两路滑动操作检测处理系统,并且因此该配置上的负荷较大。配置示例III可以减小配置的负荷。
在配置示例III中,滑动操作检测部件37针对通过将来自多个声道的滑动声音信号分量彼此相加或相减而获得的声音信号,来执行用于从多个声道的声音信号SmL和SmR中确定包含滑动声音信号分量的声道的声道判断处理以及滑动操作开始/结束判断处理。滑动操作以及已在其上执行了滑动操作的声道由此可被检测到。
在此情况中,如图11所示,来自麦克风12L的声音信号SmL被输入低通滤波器52L,并且滑动声音信号分量通过截止频率fc1被提取出。
来自麦克风12R的声音信号SmR被输入低通滤波器52R,并且滑动声音信号分量通过截止频率fc1被提取出。
低通滤波器52L的输出被提供给绝对值化电路56L和减法器59。
低通滤波器52R的输出被提供给绝对值化电路56R和减法器59。
绝对值化电路56L将低通滤波器52L的输出绝对值化,并且将得到的输出提供给减法器57。绝对值化电路56R将低通滤波器52R的输出绝对值化,并且将得到的输出提供给减法器57。
因此,作为减法器57的输出,左右声道的声音信号SmL和SmR的各自的滑动声音信号分量之间的能量水平出现差异。
减法器57的输出被具有截止频率fc2的低通滤波器58转换为包络信号,并且被提供给判断处理部件55。
在判断处理部件55中,当在麦克风12L或12R上执行滑动操作时,其能够通过判断包络信号为正还是为负来检测滑动操作在麦克风12L和12R的哪个上被执行。
通过低通滤波器52L和52R提取出的声音信号SmL和SmR中的各个滑动信号分量在减法器59中经过减法处理,并且其差值被提取出。
当滑动操作在麦克风12L和12R之一上被执行时,来自被执行了滑动操作的麦克风的声音信号的滑动信号分量的能量增加。因此,作为减法器59的输出,出现了因滑动操作引起的能量增加分量。
减法器59的该输出在绝对值化电路53中被绝对值化,被具有截止频率fc2的低通滤波器54转换为包络信号S,并被提供给判断处理部件55。
判断处理部件55针对信号S来执行滑动操作判断处理,并且根据针对信号S的判断处理来向控制部件38输出滑动开始检测信号SdetS、滑动结束检测信号SdetE以及L声道/R声道判断信号D-LR。
在此情况中的判断处理部件55中的判断处理例如可以以如图12所示的方式来执行。
应注意,在图12中,与上述图8中的处理相同的处理用相同的步骤号来表示,并且免去重复描述。
在图12所示的处理中,在步骤F101至F106中,以与图8中相同的方式来判断滑动操作的开始。
然后,如果在步骤F106中判断滑动已开始,则判断处理部件55在步骤F130中执行L/R判断。
即,来自图11所示的低通滤波器58的信号为正还是为负是在此时判断的。在如图11所示的R声道的绝对值化信号从L声道的绝对值化信号中被减去的配置的情况中,如果来自低通滤波器58的信号为正,则所关注的声道被确定为L声道,并且如果该信号为负,则所关注的声道被确定为R声道。
该L/R判断是检测滑动操作在麦克风12L和12R中的哪个上被执行的处理。然后,判断处理部件55向控制部件38输出指示L/R判断结果的L声道/R声道判断信号D-LR。
因此,当检测到滑动操作开始时,滑动开始检测信号SdetS和判断信号D-LR被提供给控制部件38。
接下来,判断处理部件55以与图8中相同的方式在步骤F107至F111中判断滑动操作的结束。
然后,如果判断滑动操作已结束,则在步骤F112,判断处理部件55向控制部件38输出滑动结束检测信号SdetE。
在上述配置示例III的情况中,控制部件38可以基于滑动开始检测信号SdetS、滑动结束检测信号SdetE和判断信号D-LR,通过分开使用麦克风12L和12R来识别两种操作输入,由此例如允许根据这些操作输入执行音量升高/降低控制等。
因此,同样根据上述配置示例III,可以根据对麦克风12L和12R的使用来切换两种操作,从而使得该配置适于提高用户的可操作性。此外,与配置示例II相比,可以减小滑动操作检测部件37的配置上的负荷。具体地,仅单个判断处理部件55就够用的事实有助于减小处理(资源)负荷。
应注意,可构想使用加法器来取代减法器59。
<3.设置了滑动导引的实施例>
接下来,将描述用于导引滑动操作位置的滑动导引被设置在麦克风侧的实施例。该实施例用作根据本公开的麦克风装置的实施例。
在麦克风4上执行滑动操作的方式已在上面的图2A和2B中示出。上面描述了在该情况中,滑动操作是在形成麦克风4的区域简单地描绘轨迹这样的操作。
作为对比,图13A和13B各自示出了滑动导引8被设置在麦克风4附近的配置。
与图2A类似,图13A示出了麦克风4被设置在个人计算机100的壳体上的预定区域中的情况。
在图13A的情况中,具有环形形状的滑动导引8被形成在麦克风4周围。
与图2B类似,图13B也示出了例如被设置有用于消噪目的的麦克风4的耳机(耳内耳机)200的一部分。同样,在此情况中,具有环形形状的滑动导引8被形成在麦克风4周围。
滑动导引8可以简单地是可被用户在触觉上识别出的任何结构部分。例如,滑动导引8以凸形或凹形形状(projected or recessed shape)被形成,以使得能够导引用户手指进行的滑动操作。即,滑动导引8可以是为了允许用户在意识到滑动导引8的同时以圆形方式平滑地移动手指等的目的而装设的任何结构。
尽管在上面提到的图13A和13B的情况中,凹形槽,即,环状槽被形成在麦克风4周围的情况中,然而也可以形成凸形(轨道状)环。
上面已提到,如果用户以旋转方式(以画圈的方式)作出滑动操作,则滑动操作是容易的。就此而言,例如,如果具有环形形状的滑动导引8以此方式被设置,则用户可以更容易地执行旋转滑动操作。即,当用户在利用指尖触摸滑动导引8的同时旋转手指时,得到的运动成为滑动操作。
然后,当用户在滑动导引8的导引下执行旋转滑动操作时,例如,用户将更容易地持续滑动操作较长时间。
另外,滑动导引8的设置可以消除这些情形,其中,用户在远离麦克风4的位置处执行滑动操作并且因此不能适当地确定该操作,或者用户不知道应当在哪儿进行滑动操作。
尽管在本示例中已图示出了用于导引旋转滑动操作的环形滑动导引8,然而滑动导引8可以具有直线形或弯曲形状。替代地,滑动导引8可以具有部分被切除的环形形状或直线形状。
<4.设置了方向性声源部件的实施例>
此外,作为麦克风装置的实施例,图14A和14B图示出了取决于滑动操作方向产生不同声音信号分量的方向性声源部件9被设置在麦克风4附近的示例。
与图2A和2B以及图13A和13B类似,图14A和14B也分别示出了个人计算机100和耳机200的示例。在这些附图中,麦克风4周围的部分用作方向性声源部件9。
方向性声源部件9是取决于滑动操作产生不同声音的材料或结构的一部分。
图15A至15C示出了方向性声源部件9的示例。例如,图15A示出了具有通过相互接触产生声音的、纤维质的并且在根部具有弹性这样的材料性质的方向性声源部件。其可以是具有这样的性质的材料,或者可以是根据模子等做出的结构。
在此情况中,假设方向性声源部件9具有这样的性质:例如如图15B所示当向右执行滑动操作时,容易发生相互接触并且容易产生声音,但是当如图15C所示那样向左执行滑动操作时,不会发生相互接触并且因此难以产生声音。
即,所产生声音的频率特性取决于滑动操作的方向而变化。通过检测两个方向之间的声音的这种差异,可以针对每个方向执行不同的控制处理。
方向性声源部件9的示例包括用诸如猪毛之类的毛发制成的部件、利用尼龙、聚丙烯、聚烯烃、ABS、玻璃纤维、FRP等以螺旋或布纹形式编织成的部件,以及由诸如经过了布纹加工的物质之类的材料构成的部件,布纹加工使诸如不仅由毛发或丝绸而且还由棉、人造纤维、醋酸纤维等制成的天鹅绒或丝绒织物之类的织品的两侧起毛。
此外,由诸如金属、橡胶或树脂之类的材料或者这些材料的组合制成的结构也可被制造为当取决于其结构形状从不同方向触摸时产生不同的声音,并且因此可被用作方向性声源部件9。
尽管上述图15A至15C涉及在一个方向上以及在与该方向相反的方向上滑动的情况,如上所述,然而还可构想出取决于滑动方向产生不同声音的多种材料和结构。
当然,就使得所产生声音不同的滑动方向而言,不仅如图15A至15C所示可以使声音在正向滑动方向与逆向滑动方向之间不同,而且还可以在X方向和与X方向正交的Y方向之间不同。此外,可以使声音在X方向、Y方向和对角线方向之间不同。
此外,如图20A所示,还可以使声音在正X方向(X1)、逆X方向(X2)、正Y方向(Y1)和逆Y方向(Y2)之间不同。
图14A和14B各自示出了具有这样的材料或结构的方向性声源部件9在X方向上的滑动与Y方向上的滑动之间产生不同声音的情况。
在此情况中,所产生的声音在在X方向上进行来回滑动运动时与在Y方向上进行来回滑动运动时之间不同。因此,例如,图1所示的滑动操作检测部件2不仅可以判断滑动操作的开始/结束,而且还可以判断滑动操作是在X方向上还是在Y方向上被执行的。控制部件3可以根据该判断来执行控制处理。
因此,当用户执行X方向上的滑动操作和Y方向上的滑动操作同时有意识地在这两者之间进行区分时,可以进行不同种类的操作输入。
图16示出了在方向性声源部件9被设置在麦克风4的附近的情况中被设计来检测滑动方向的声音信号处理部件1的配置的示例,具体地,示出了滑动操作检测部件2的配置。
图16详细示出了来自图1所示的基本配置的滑动操作检测部件2的内部配置。
在此情况中,通过利用由滑动操作产生的滑动声音信号分量的判断处理,滑动操作检测部件2从所输入声音信号中判断滑动操作的开始和结束,并且还检测滑动操作的方向。
然后,控制部件3在由滑动操作检测部件2确定的滑动操作的开始到结束的时段期间,执行针对由滑动操作检测部件检测到的滑动操作方向而设置的预定控制处理。
该滑动操作检测部件2包括低通滤波器52、绝对值化电路53、低通滤波器54以及判断处理部件55。这些组件可被认为与在上述NC耳机10的情况中在配置示例I、II和III中描述的那些相同。
即,低通滤波器52从利用麦克风4获得的声音信号中提取滑动声音信号分量。尽管这里假设了低通滤波器,然而取决于方向性声源部件9的材料或结构,还可以存在适于使用带通滤波器的情况。
该滑动声音信号分量在绝对值化电路53中被绝对值化,通过低通滤波器54被转换为包络信号S,并被提供给判断处理部件55。
判断处理部件55被设置有开始/结束检测处理块55a和滑动方向检测块55b。
开始/结束检测处理块55a从信号S中来判断滑动操作的开始和结束,并且根据该判断向控制部件3输出滑动开始检测信号SdetS和滑动结束检测信号SdetE。
滑动操作检测部件2还被设置有带通滤波器61-1、61-2、61-3和61-4,以及绝对值化电路62-1、62-2、62-3和62-4。
带通滤波器61-1的通带中心频率被设为fc3。
带通滤波器61-2的通带中心频率被设为fc4。
带通滤波器61-3的通带中心频率被设为fc5。
带通滤波器61-4的通带中心频率被设为fc6。
绝对值化电路62-1、62-2、62-3和62-4将通过分别使带通滤波器61-1、61-2、61-3和61-4的输出绝对值化而获得的信号S1、S2、S3和S4提供给判断处理部件55中的滑动方向检测块55b。
滑动方向检测块55b观察基于信号S1、S2、S3和S4的特性。
例如,在滑动方向检测块55b中,针对各个滑动方向预先设置频率特性的趋向。将这些与信号S1、S2、S3和S4相比较,并且按照与模式识别相同的方式,与最接近特性相对应的方向被确定为滑动方向。然后,滑动方向检测块55b将滑动方向判断信号Sd输出给控制部件3。
包括开始/结束检测处理块55a和滑动方向检测块55b的判断处理部件55中的处理如图17所示。
应注意,在图17中,与上述图8中的处理相同的处理用相同的步骤编号来表示,并且免去重复描述。
在图17所示的处理中,在步骤F101至F106中,作为开始/结束检测处理块55a侧的处理,按照与图8的情况相同的方式来确定滑动操作的开始。
然后,如果在步骤F106中判断滑动操作已开始,并且滑动开始检测信号SdetS被输出,则作为滑动方向检测块55b侧的处理,判断处理部件55在步骤F140中判断滑动方向并且输出滑动方向判断信号Sd。
滑动方向检测块55b将信号S1至S4与针对各个滑动方向预设的频率特性模式相比较,并且根据基于当前信号S1至S4的频率特性所接近的模式来确定滑动方向。
图18A和18B以及图19A和19B分别示出了如何确定滑动方向的示例。
图18A和18B示出了在方向性声源部件9为钩环扣(hook-and-loopfastener)形式的情况中分别在正方向和逆方向上执行滑动时的频率特性。
在正方向上滑动期间,如图18A中的峰1和峰2指示的频率峰值被观察到。在逆方向上滑动期间,如图18B中的峰3和峰4指示的频率峰值被观察到。例如通过利用根据滑动方向的频率特性的差异来判断滑动方向。
图19A和19B示意性地示出了判断处理。
如图19A所示,假设带通滤波器61-1至61-4的各个通带中心频率fc3至fc6分别被设置为与图18A和18B中所示的峰1至峰4相对应的50Hz、150Hz、3KHz和7KHz。
如图19B中正向滑动模型模式所示的,针对信号S1至S4,频率特性为使得在正向滑动期间峰1和峰2被观察到。
此外,如图19B中逆向滑动模型模式所示的,针对信号S1至S4,频率特性为使得在逆向滑动期间峰3和峰4被观察到。
在滑动方向检测块55b中,与信号S1至S4相对应的模型模式以这种方式被预先设置。
根据所输入的信号S1至S4的各自的电平,通过模式匹配来判断相应频率特性所接近的模型模式。然后,基于该结果来确定滑动方向。
例如,在所图示出的示例中,基于所输入信号S1至S4的频率特性被认为接近于正向滑动模型模式。因此,滑动方向被确定为正方向。
尽管本示例在正向和逆向滑动之间进行区分,这也适用于在X方向和Y方向之间进行区分的情况。
此外,如图20A所示,这也适用于在正X方向(X1)、逆X方向(X2)、正Y方向(Y1)和逆Y方向(Y2)上的滑动操作之间进行区分的情况。例如,如图20B所示,与滑动方向X1、X2、Y1和Y2相对应的各个频率特性模型模式预先被准备。然后,通过判断从所输入信号S1至S4获得的频率特性所接近的模型模式,可以在滑动方向X1、X2、Y1和Y2之间进行区分。
尽管在本示例中模式匹配是基于利用四个带通滤波器61-1至61-4的四个频带级来执行的,然而不应限制性地对此进行解释。无须说,在任何情况中,只要可以依据滑动方向来判断不同频率特性就行。
例如,如果明显地当滑动方向为正方向时频带A出现峰值并且当滑动方向为逆方向时频带B出现峰值,则可以提供用于频带A和B的两个带通滤波器。视情况,可以通过利用五个或更多个带通滤波器将频率特性划分为五个或更多个频带来执行频率特性匹配。
在图17的步骤F140中,滑动方向检测块55b例如通过上述模式匹配方法来判断滑动方向,并向控制部件3输出滑动方向判断信号Sd。
因此,当滑动操作的开始被检测到时,通过步骤F106和F140中的处理,滑动开始检测信号SdetS和滑动方向判断信号Sd被提供给控制部件38。
接下来,判断处理部件55以与图8的情况相同的方式来在步骤F107至F111中判断滑动操作的结束。
然后,如果判断滑动操作已结束,则判断处理部件55在步骤F112中向控制部件38输出滑动结束检测信号SdetE。
当滑动操作检测部件2基于滑动开始检测信号SdetS、滑动结束检测信号SdetE和滑动方向判断信号Sd来执行上述处理时,控制部件38可以根据相对于麦克风4的滑动方向来识别多种操作输入。因此,可以根据这些操作输入来执行不同的控制处理,例如,诸如音量升高/降低之类的控制。
因此,可以通过单个麦克风4上的滑动操作来进行两个或更多个操作输入。
此外,当如在上述NC耳机10的配置示例II和III中那样将多个麦克风上的滑动操作彼此区分开时,可以执行更多种类的操作。
此外,如果作为指定轴的如图20A所示的四个方向中的每个方向上的滑动声音是独立的,并且可以对该声音进行向量分解处理时,则还可以检测四个或更多个方向(例如,向上的对角线方向上的滑动)。
如果能够确定X/Y方向、四个方向以及进一步地多个滑动方向,则还可以将滑动操作用于鼠标操作或点选设备。此外,还可以将滑动操作用于滚动操作。
<5.设置了滑动导引和方向性声源部件的实施例>
图21A和21B各自图示出设置有滑动导引8和方向性声源部件9的情况。
尽管图21A和21B也分别示出了如图2A和图2B、图13A和图13B以及图14A和14B中的个人计算机100和耳机200,然而在图21A和21B中,滑动导引8被形成为方向性声源部件9。
例如,凸形(轨道状)滑动导引8以环形形状被形成在麦克风4周围。滑动导引8的材料或结构使得方向性声源部件9在正向和逆向上产生不同声音。
如箭头R1和R2所指示的,用户可以在沿着滑动导引8的顺时针滑动与逆时针滑动方向之间进行区分的同时来进行操作输入。
同样,在上面的配置的情况中,滑动操作检测部件2可被配置来如图17中那样判断滑动操作的开始/结束以及滑动方向。
然后,控制部件3可以根据滑动方向执行控制处理。例如,包括音量升高/降低以及声道的前进/返回或回放内容在内的将在普通AV装备中使用的直观操作可以增强用户的便利性。
尽管此示例涉及导引旋转滑动操作的环状滑动导引8的情况,然而滑动导引8还可以具有直线形或弯曲形状。替代地,滑动导引8可以具有部分被切除的环形形状或直线形形状。当每个这样的滑动导引8被形成为方向性声源部件9时,就可以根据沿着滑动导引8的正向和逆向滑动方向来进行多种操作输入。
<6.设置了滑动声源部件的实施例>
接下来,将描述在滑动操作时产生不同声音信号分量的多个滑动声源部件被设置在麦克风4附近的实施例。
例如,图22A示出了两个环状滑动声源部件8a和8b被设置在麦克风4周围的示例。
此外,图22B示出了两个直线形滑动声源部件8a和8b被设置在麦克风4近旁的示例。
在这两种情况中,滑动声源部件8a和8b的材料和形状彼此不同,并且在滑动被执行时产生不同的声音。
在此情况中,滑动操作检测部件2从输入声音信号中检测滑动操作的位置。即,通过利用由滑动操作产生的滑动声音信号分量的判断处理,滑动操作检测部件2从所输入的声音信号确定滑动操作的开始和结束,并且还检测滑动操作被执行的位置。
检测滑动操作被执行的位置是指判断滑动操作在滑动声源部件8a和8b的哪个上被执行。由于当滑动被执行时滑动声源部件8a和8b产生不同声音,因此同样在此情况中,可以采用如图16所示的配置和处理。
即,可以通过对利用各个滑动声源部件8a和8b获得的声音的频率特性进行模式匹配来确定滑动位置。然后,根据对滑动操作的开始和结束的判断,滑动操作检测部件2向控制部件3输出滑动开始检测信号SdetS和滑动结束检测信号SdetE,并且还输出滑动位置确定信号。
由于控制部件3可以从滑动位置确定信号中识别出滑动操作在滑动声源部件8a和8b的哪个上被执行,因此控制部件3可以执行根据该识别而异的控制处理。例如,控制部件3例如在滑动声源部件8a被操作时执行音量升高的控制,并且在滑动声源部件8b被操作时执行音量降低的控制。
因此,用户可以通过选择麦克风4近旁的滑动位置来进行多种操作输入。
应注意,基于滑动位置的该区分、上面描述的基于滑动方向的区分以及此外在多个麦克风4之间的区分可被组合,以便能够进行多种操作输入。
<7.适用于各种装备和修改的实施例>
尽管上面已描述了各个实施例,如上所述,本公开还可应用于多种电子装备。下面,将说明本公开被应用于具体电子装备时的配置和优点、其修改等等。
首先,可构想将声音信号处理部件1(滑动操作检测部件2和控制部件3)安装在图4所示的媒体播放器20中。
即,消噪单元14的功能被构建在媒体播放器20中。在此情况中,媒体播放器20是安装有根据本公开实施例的声音信号处理部件1的具体装置,并且可以提供与上述NC耳机10相同的效果。
该情况中的麦克风4可被安装在相连接的耳机装置中,或者可以是连接到麦克风输入端子的与耳机装置相分离的麦克风装备。当然,如果麦克风被构建在媒体播放器20的主体内,则该麦克风可被使用。
在诸如IC记录器之类的声音记录装备的情况中,麦克风4被设置,因此如图1所示的配置可以容易地被实现。在该情况中,可构想将麦克风4上的滑动操作应用来调节记录麦克风水平等。
此外,诸如数字静止相机和视频相机之类的许多类型的成像装备也开始安装有麦克风。向这样的成像装备提供图1所示的配置使得能够利用麦克风来进行操作输入。
例如,在数字静止相机的情况中,可构想在回放或搜索所捕获图像时将滑动操作用来执行滚动操作。在视频相机的情况中,例如,可构想将滑动操作例如用于对要捕获的对象进行缩放或者相机变焦操作。
在游戏机的情况中,麦克风4上的滑动操作可被用来进行与游戏有关的操作。
在电视接收机的情况中,麦克风4上的滑动操作可被用来进行用于频道选择的滚动操作、音量控制操作等。
同样地,本公开还可应用于个人计算机、便携信息处理装置(例如,个人数字助理(PDA))、便携电话等。
在将用于声音输入的麦克风提供给这些类型的装备的情况中,可以通过在麦克风上进行滑动操作来进行操作输入。例如,通过利用安装在个人计算机或移动PC中的用于通信的立体声麦克风,可以通过检测滑动操作来识别操作,并且执行预定处理。例如,可构想将滑动操作指派为鼠标操作、点选操作、滚动操作等。
在便携电话的情况中,当然设置有麦克风。因此,通过利用该麦克风,本公开可被应用而没有重新安装麦克风设备的负担。例如,本公开可被适当地应用于在电话号码、地址、发送目的地名称等中进行搜索时的滚动操作。
此外,本公开还可应用于各种通信装置、视听(AV)装备、消费电子设备等。
此外,作为可通过滑动操作进行的操作的种类,可构想出多种示例,例如,关于记录/回放的操作、关于发送/接收的操作、菜单控制操作、回车操作以及电源开/关操作。
此外,在许多情况中,麦克风被装设在非常便携的移动装备中,例如NC耳机、媒体播放器、便携电话、移动PC以及便携游戏机。因此,能够免去安装占用较大空间的开关是有利的。
应当注意,由于这样的装备是小型的,因此安装在装备内部的CPU或DSP的资源必然是有限的。从该背景来说,希望检测算法在计算上尽可能地轻便。
因此,根据实施例的在时间轴上执行能量确定处理并且检测滑动操作而无需执行频率分析等的上述算法更加有效。
对于通过滑动操作给予的操作种类来说,除了对滑动操作被执行的麦克风、滑动方向、滑动位置等进行区分以外,还可以通过组合断续的滑动操作、滑动操作间隔等来指派多种操作。
此外,在用户通过手指执行滑动操作的情况中,在利用指腹执行滑动操作与利用指甲尖端执行滑动操作之间所产生的滑动声音是不同的。即,得到的滑动声音信号分量的频率特性不同。因此,滑动操作检测部件2在确定滑动操作时可以将这两种情况彼此区分开。因此,还可构想依据所关注的滑动操作是利用指腹还是指甲执行的来指派不同的操作,由此增加了可通过滑动操作进行的操作的种类。
就麦克风而言,不仅可以采用用于另外的声音输入功能的麦克风,而且可以提供专用于滑动操作输入的麦克风。如果用于操作输入的大量麦克风可被提供,则可以利用这些麦克风进行多种的操作输入。
用于滑动操作的麦克风可以是立体声麦克风、单声道麦克风和多声道麦克风中的任一者。
顺便提及,在上述实施例中,滑动操作检测部件2和37输出滑动开始检测信号SdetS和滑动结束检测信号SdetE。这些信号可以采取允许控制部件3、38识别出滑动操作的开始和结束的任何信号形式。
例如,滑动开始检测信号SdetS和滑动结束检测信号SdetE各自可以是H电平脉冲的信号,或者可以是在滑动开始时上升为H电平并在滑动结束时下降为L电平的脉冲的信号。即,该脉冲是在滑动操作时段期间连续地变为H电平的脉冲。当然,脉冲逻辑可被反向。
此外,信号形式可以为使得高频脉冲在滑动操作时段期间重复地被输出。
<8.程序>
根据本公开实施例的程序是使得算术处理装置执行滑动操作检测步骤和控制步骤的程序。
滑动操作检测步骤通过利用由集成的或单独连接的麦克风收集的声音信号中的滑动声音信号分量的判断处理来判断滑动操作的开始和结束。滑动声音信号分量是由麦克风本身上或其附近的滑动操作产生的。
控制步骤在滑动操作检测步骤中确定的滑动操作的开始到结束的时段期间执行针对滑动操作设置的预定控制处理。
根据本公开实施例的声音信号处理装置被实现为上述各种装备的每种中的控制部件(算术处理装置),并且基于这样的程序来操作。即,图3和图8(或图12、图17等)中的处理被执行。
这样的程序可以预先被记录在用作构建于诸如个人计算机之类的装备中的记录介质的HDD、具有CPU的微计算机中的ROM、闪存等上。
替代地,该程序可以暂时地或永久地被存储(记录)在可移除记录介质上,例如软盘、致密盘只读存储器(CD-ROM)、磁光(MO)盘、DVD、蓝光盘、半导体存储器或存储卡。这样的可移除介质可被提供为所谓的封装软件。
除了从可移除介质被安装到个人计算机等中外,程序还可以经由诸如局域网(LAN)或因特网之类的网络从下载站点被下载。
根据本公开的实施例,可以利用麦克风作为操作输入设备,来识别连续操作或者可指定操作量的操作,并且执行相应控制。因此,作为连续操作或者指定操作量的操作,用户可以利用麦克风来执行容易且直观的操作、具有良好响应的操作等,从而显著地提高可用性。
此外,通常方便使用拨盘或滑动杆的操作可以通过利用麦克风来执行,这也适当地有助于装备成本的降低、装置配置的简化等。
本公开包含与2010年6月1日向日本专利局提交的日本优先专利申请JP 2010-125501中公开的主题有关的主题,该申请的全部内容通过引用被结合于此。
本领域的技术人员应当明白,可以根据设计要求和其它因素进行各种修改、组合、子组合和变更,只要它们在所附权利要求或其等同物的范围之内。
Claims (15)
1.一种声音信号处理装置,包括:
滑动操作检测部件,由麦克风收集的声音信号被输入所述滑动操作检测部件,并且所述滑动操作检测部件通过利用所输入声音信号中的滑动声音信号分量的判断处理来判断滑动操作的开始和结束,所述滑动声音信号分量由在所述麦克风本身上或其附近的滑动操作产生;以及
控制部件,所述控制部件在由所述滑动操作检测部件判断出的所述滑动操作的开始到结束的时段期间,执行针对所述滑动操作设置的预定控制处理。
2.根据权利要求1所述的声音信号处理装置,其中,作为所述判断处理,所述滑动操作检测部件在所述滑动声音信号分量的能量水平等于或高于第一水平的时间已持续了第一时间或更长时,判断所述滑动操作已开始。
3.根据权利要求2所述的声音信号处理装置,其中,作为所述判断处理,所述滑动操作检测部件在所述滑动声音信号分量的能量水平低于第二水平的时间已持续了第二时间或更长时,判断所述滑动操作已结束。
4.根据权利要求3所述的声音信号处理装置,其中,所述滑动操作检测部件利用手指或滑动工具在所述麦克风本身上或其附近的旋转滑动运动所产生的滑动声音信号分量来执行所述判断处理。
5.根据权利要求3所述的声音信号处理装置,其中:
多个声道的声音信号被输入所述滑动操作检测部件;并且
所述滑动操作检测部件针对通过将所述多个声道的声音信号彼此相加而获得的声音信号来执行所述判断处理。
6.根据权利要求3所述的声音信号处理装置,其中:
多个声道的声音信号被输入所述滑动操作检测部件;并且
所述滑动操作检测部件针对所述多个声道的声音信号中的每个来执行所述判断处理,并且针对每个声道判断所述滑动操作的开始和结束。
7.根据权利要求3所述的声音信号处理装置,其中:
多个声道的声音信号被输入所述滑动操作检测部件;并且
所述滑动操作检测部件通过执行用于从多个声道的声音信号中判断包含有滑动声音信号分量的声道的声道判断处理,以及针对通过将来自多个声道的滑动声音信号分量彼此相加或相减而获得的信号的判断处理,来判断所述滑动操作的开始和结束,并判断被执行了所述滑动操作的声道。
8.根据权利要求1所述的声音信号处理装置,其中:
所述滑动操作检测部件还从所输入的声音信号检测滑动操作方向;并且
所述控制部件在由所述滑动操作检测部件判断出的所述滑动操作的开始到结束的时段期间,执行针对由所述滑动操作检测部件检测到的所述滑动操作方向而设置的预定控制处理。
9.根据权利要求1所述的声音信号处理装置,其中:
所述滑动操作检测部件还从所输入的声音信号检测滑动操作位置;并且
所述控制部件在由所述滑动操作检测部件判断出的所述滑动操作的开始到结束的时段期间,执行针对由所述滑动操作检测部件检测到的所述滑动操作位置而设置的预定控制处理。
10.根据权利要求1所述的声音信号处理装置,还包括:
麦克风,
其中,由所述麦克风收集的声音信号被输入所述滑动操作检测部件。
11.一种麦克风装置,包括:
麦克风;以及
滑动导引部件,该滑动导引部件被形成在所述麦克风的附近,并且导引滑动操作位置。
12.一种麦克风装置,包括:
麦克风;以及
方向性声源部件,该方向性声源部件被设置在所述麦克风的附近,并且取决于滑动操作方向而产生不同的声音信号分量。
13.一种麦克风装置,包括:
麦克风;以及
多个滑动声源部件,所述多个滑动声源部件被设置在所述麦克风的附近,并且在滑动操作被执行时产生不同的声音信号分量。
14.一种声音信号处理方法,包括:
通过利用由麦克风收集的声音信号中的滑动声音信号分量的判断处理,来判断滑动操作的开始和结束,所述滑动声音信号分量由在所述麦克风本身上或其附近的滑动操作产生;以及
在从所述滑动操作的开始到结束的时段期间,执行针对所述滑动操作设置的预定控制处理。
15.一种用于使得算术处理装置执行以下处理的程序:
通过利用由麦克风收集的声音信号中的滑动声音信号分量的判断处理,来判断滑动操作的开始和结束,所述滑动声音信号分量由在所述麦克风本身上或其附近的所述滑动操作产生;以及
在从所述滑动操作的开始到结束的时段期间,执行针对所述滑动操作设置的预定控制处理。
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