CN102404668B

CN102404668B - 信号处理设备和方法

Info

Publication number: CN102404668B
Application number: CN201110253504.0A
Authority: CN
Inventors: 铃木志朗; 大栗一敦
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2010-09-02
Filing date: 2011-08-26
Publication date: 2015-09-30
Anticipated expiration: 2031-08-26
Also published as: CN102404668A; US8792653B2; US20120057723A1; JP5482579B2; JP2012054812A

Abstract

一种信号处理设备和方法，该信号处理设备包括：第一音频输出单元，被配置为输出从第一信号输入线输入的第一音频信号；第一拾取单元，被连接至第一信号输入线；第二音频输出单元，被配置为输出从第二信号输入线输入的第二音频信号；第二拾取单元，被连接至第二信号输入线；连接线，将以上单元连接到地；以及第一减小单元，被配置为至少使用第一音频信号减小第一声音泄露信号或使用第二音频信号减小第二声音泄露信号，第一声音泄露信号是从第一音频输出单元泄漏进入第二信号输入线的第一音频信号，第二声音泄露信号是从第二音频输出单元泄漏进入第二信号输入线的第二音频信号。

Description

信号处理设备和方法

技术领域

本技术涉及信号处理设备和方法，更具体地，涉及一种被配置为允许较高的左/右耳机通道分离度的信号处理设备和方法。

背景技术

迄今为止，一般规定使用三触点连接器的耳机。由于便携式音频播放器的流行和广泛增长，所以这种耳机的市场在扩大。

然而，在具有三触点连接器的耳机中，由于左和右通道共享反馈音频信号的地(ground)，在左和右耳机之间可能产生声音泄漏。该声音泄漏可能因为具有三触点连接器配置的耳机和电缆中包括的电阻或放大特性的组合等而产生。如果在利用耳机进行音频播放期间产生声音泄露，则来自左通道和右通道的音频可能混合，以及不同于原始音频的音频可能被播放。

因此，已提出防止这种声音泄露的技术(参见例如待审查的日本专利申请公开No.2007-214726、No.2007-235670和No.2008-98737)。例如，待审查的日本专利申请公开No.2007-214726公开了通过根据进入左通道耳机的声音泄露的比率向左通道信号添加已被衰减的右通道信号，来减小进入左通道耳机的右通道信号的声音泄露。

发明内容

同时，近年来，研制与销售了具有消噪功能的音乐播放器等。对于这样的音乐播放器，麦克风置于左耳机和右耳机中，环境噪声被这些麦克风拾取并被传输至音乐播放器。然后，音乐播放器产生与噪声反相的音频信号并使得产生的信号在左耳机和右耳机中与音频信号重叠播放，由此消除环境噪声。

对于这种具有消噪功能的音乐播放器，使用具有额外两个触点的连接器以将左和右麦克风连接至音乐播放器主单元，即使是在公共三触点连接器共享地的情况下。由于这个原因，实现具有消噪功能的音乐播放器例如包括使用五触点连接器。

然而，对于五触点连接器，类似于三触点连接器的情况，可能由于共享的地而产生从一个通道进入用于另一个通道的耳机的音乐信号的声音泄露。此外，对于五触点连接器，可能产生通过麦克风电路并进入左耳机和右耳机的声音泄露。由于这个原因，使用以上讨论的技术可能无法获得足够的声音泄露防止的优点。

根据这种情况，期望允许进一步减小耳机声音泄露的技术。

根据本技术的实施例的信号处理设备具有：第一音频输出单元，其被配置为基于从第一信号输入线输入的第一音频信号来输出音频；第一拾取单元，其被连接至第一信号输入线，并被配置为拾取环境音频；第二音频输出单元，其被配置为基于从第二信号输入线输入的第二音频信号来输出音频；第二拾取单元，其被连接至第二信号输入线，并被配置为拾取环境音频；连接线，其把第一音频输出单元、第二音频输出单元、第一拾取单元和第二拾取单元连接到地；以及第一减小单元，其被配置为至少通过使用第一音频信号减小第一声音泄露信号或通过使用第二音频信号减小第二声音泄露信号，第一声音泄露信号是从第一音频输出单元经由连接线和第二拾取单元泄漏进入第二信号输入线的第一音频信号，第二声音泄露信号是从第二音频输出单元经由连接线和第二拾取单元泄漏进入第二信号输入线的第二音频信号。

第一减小单元可以通过把基于从连接线泄漏进入第二拾取单元的第一音频信号的声音泄露比率而被衰减的第一音频信号加至第一声音泄露信号来减小第一声音泄露信号。

信号处理设备还可以附加地具有消噪单元，消噪单元设置于第二信号输入线和第二拾取单元之间并被配置为：对由第二拾取单元拾取的环境音频信号执行滤波处理，产生用于从第二音频输出单元输出抵消环境音频的音频的消噪信号，并将消噪信号经由第二信号输入线输出至第二音频输出单元。第一减小单元可以把经衰减的第一音频信号加至从第二拾取单元输入至消噪单元的第一声音泄露信号。

第一衰减单元可以通过把基于从连接线泄漏进入第二拾取单元的第二音频信号的声音泄露比率而被衰减的第二音频信号加至第二声音泄露信号来减小第二声音泄露信号。

信号处理设备还可以附加地具有消噪单元，消噪单元设置于第二信号输入线和第二拾取单元之间并被配置为：对由第二拾取单元拾取的环境音频信号执行滤波处理，产生用于从第二音频输出单元输出抵消环境音频的音频的消噪信号，并将消噪信号经由第二信号输入线输出至第二音频输出单元。第一减小单元可以把经衰减的第二音频信号加至从第二拾取单元输入至消噪单元的第二声音泄露信号。

信号处理设备还可以附加地具有第二减小单元，其设置于第一信号输入线和第二信号输入线之间，并被配置为：基于从第一音频输出单元经由连接线泄漏进入第二音频输出单元的第一音频信号的声音泄露比率来衰减第一音频信号，由第一拾取单元拾取的环境音频的信号产生的信号在第一信号输入线上被加至第一音频信号，以及把经衰减的第一音频信号输出至第二信号输入线。

根据本技术的实施例的信号处理方法是用于信号处理设备的信号处理方法，该信号处理设备包括第一音频输出单元，其被配置为基于从第一信号输入线输入的第一音频信号来输出音频；第一拾取单元，其被连接至第一信号输入线，并被配置为拾取环境音频；第二音频输出单元，其被配置为基于从第二信号输入线输入的第二音频信号来输出音频；第二拾取单元，其被连接至第二信号输入线，并被配置为拾取环境音频；连接线，其把第一音频输出单元、第二音频输出单元、第一拾取单元和第二拾取单元连接到地；以及第一减小单元，其被配置为至少通过使用第一音频信号减小第一声音泄露信号或通过使用第二音频信号减小第二声音泄露信号，第一声音泄露信号是从第一音频输出单元经由连接线和第二拾取单元泄漏进入第二信号输入线的第一音频信号，第二声音泄露信号是从第二音频输出单元经由连接线和第二拾取单元泄漏进入第二信号输入线的第二音频信号。该方法包括：第一音频输出单元基于从第一信号输入线输入的第一音频信号来输出音频；第二音频输出单元基于从第二信号输入线输入的第二音频信号来输出音频；以及减小单元至少通过使用第一音频信号来减小第一声音泄露信号，或通过使用第二音频信号来减小第二声音泄露信号。

在本技术的实施例中，基于从第一信号输入线输入的第一音频信号从第一音频输出单元输出音频。环境音频被连接至第一信号输入线的第一拾取单元拾取。基于从第二信号输入线输入的第二音频信号从第二音频输出单元输出音频。环境音频被连接至第二信号输入线的第二拾取单元拾取。此外，第一音频输出单元、第二音频输出单元、第一拾取单元、第二拾取单元和地通过连接线相连。至少第一声音泄露信号被通过使用第一音频信号减小，或者第二声音泄露信号被通过使用第二音频信号减小，第一声音泄露信号是从第一音频输出单元经由连接线和第二拾取单元泄漏进入第二信号输入线的第一音频信号，第二声音泄露信号是从第二音频输出单元经由连接线和第二拾取单元泄漏进入第二信号输入线的第二音频信号。

根据本技术的实施例，可以进一步减小耳机声音泄露。

附图说明

图1示出了声音泄露及减小声音泄露的产品；

图2示出了声音泄露及减小声音泄露的产品；

图3示出了声音泄露及减小声音泄露的产品；

图4示出了声音泄露及减小声音泄露的产品；

图5示出了本技术被应用到的音频播放设备的实施例的示例性配置；

图6是说明音频播放处理的流程图；

图7示出了音频播放设备的另一种示例性配置；

图8是说明音频播放处理的流程图；和

图9示出了音频播放设备的另一种示例性配置。

具体实施方式

本发明提供一种信号处理设备，包括：第一音频输出单元31L，其被配置为基于从第一信号输入线IL输入的第一音频信号来输出音频；第一拾取单元32L，其被连接至第一信号输入线IL，并被配置为拾取环境音频；第二音频输出单元31R，其被配置为基于从第二信号输入线IR输入的第二音频信号来输出音频；第二拾取单元32R，其被连接至第二信号输入线IR，并被配置为拾取环境音频；连接线CO，其把第一音频输出单元31L、第二音频输出单元31R、第一拾取单元32L和第二拾取单元32R连接到地；以及第一减小单元81R、91R，其被配置为至少通过使用第一音频信号减小第一声音泄露信号或通过使用第二音频信号减小第二声音泄露信号，第一声音泄露信号是从第一音频输出单元31L经由连接线CO和第二拾取单元32R泄漏进入第二信号输入线IR的第一音频信号，第二声音泄露信号是从第二音频输出单元31R经由连接线CO和第二拾取单元32R泄漏进入第二信号输入线IR的第二音频信号。

在下文中，将参考附图来说明应用本技术的实施例。

<第一实施例>

[声音泄露的产生及减小]

首先，将参考图1至4来说明具有五触点连接器的耳机中的声音泄露的产生以及通过本技术减小声音泄露。

例如，考虑图1中示出的在音频播放设备11中播放音频信号的情况。该音频播放设备11包括主播放设备21和通过五触点连接器连接到主播放设备21的耳机22。

耳机22设有输出左通道音频的左耳机31L、输出右通道音频的右耳机31R和拾取环境音频的左麦克风32L和右麦克风32R。具体地，左麦克风32L设于左耳机31L附近，并且右麦克风32R设于右耳机31R附近。

同样，左耳机31L、右耳机31R、左麦克风32L和右麦克风32R通过五个端子ML、SL、G、SR和MR被连接至主播放设备21。

即，左耳机31L的端子之一通过输入信号线IL被连接至端子SL，且在输入信号线IL上存在电阻33L。同样，左耳机31L的另一个端子通过连接线CO被连接至连接端子G。具体地，左耳机31L的另一个端子通过信号线被连接至连接线CO上的节点X，并且该信号线上存在电阻34L。此外，在端子G和连接线CO上的节点X之间存在共享电阻R_R。

同时，右耳机31R的端子之一通过输入信号线IR被连接至端子SR，且在输入信号线IR上存在电阻33R。此外，右耳机31R的另一个端子通过其上存在有电阻34R的信号线被连接至节点X。

左麦克风32L的端子之一通过其上存在有电阻35L的信号线被连接至端子ML。右麦克风32R的端子之一通过其上存在有电阻35R的信号线被连接至端子MR。此外，左麦克风32L和右麦克风32R的另一个端子经由存在于连接线CO上的电阻36被连接至节点X。

此外，在主播放设备21处，地G经由电阻R_FB被连接至端子G。从而，左耳机31L、右耳机31R、左麦克风32L和右麦克风32R通过连接线CO被连接至共享的地G。

此外，主播放设备21设有临时记录左通道音频信号的缓冲器37L和临时记录右通道音频信号的缓冲器37R。

缓冲器37L经由节点YL被连接至端子SL，在节点YL和端子SL之间提供数字/模拟(D/A)转换器38L和放大器39L。因此，从缓冲器37L输出的音频信号被D/A转换器38L从数字信号转换成模拟信号，被放大器39L放大，并经由输入信号线IL被输入至左耳机31L中。

类似地，缓冲器37R经由节点YR被连接至端子SR，在节点YR和端子SR之间提供D/A转换器38R和放大器39R。因此，从缓冲器37R输出的音频信号被D/A转换器38R从数字信号转换成模拟信号，被放大器39R放大，并经由输入信号线IR被输入至右耳机31R中。

此外，主播放设备21具有通过分别从左耳机31L和右耳机31R输出消除由左麦克风32L和右麦克风32R拾取的环境声音的音频来实现消噪功能的电路。即，主播放设备21具有包括放大器40L、模拟/数字(A/D)转换器41L和滤波处理器42L的电路以及包括放大器40R、A/D转换器41R和滤波处理器42R的电路。

端子ML和A/D转换器41L分别被连接至放大器40L的输入端和输出端，且A/D转换器41L经由节点ZL被连接至滤波处理器42L的输入端。此外，滤波处理器42L的输出端被连接至节点YL。因此，由左麦克风32L拾取的音频的音频信号在被放大器40L放大之后被A/D转换器41L从模拟信号转化为数字信号，经过滤波处理器42L的滤波处理，并被输出至节点YL。然后，在节点YL，来自滤波处理器42L的音频信号被加至来自缓冲器37L的音频信号并被输出至D/A转换器38L。

在滤波处理器42L中进行滤波处理，以使得根据从滤波处理器42L经由输入信号线IL向左耳机31L提供的信号来从左耳机31L输出与被左麦克风32L拾取的音频反相的音频。例如，用低通滤波器进行滤波处理。

类似地，端子MR和A/D转换器41R分别被连接至放大器40R的输入端和输出端，并且A/D转换器41R经由节点ZR被连接至滤波处理器42R的输入端。此外，滤波处理器42R的输出端被连接至节点YR。类似地在滤波处理器42R中进行滤波处理，以使得根据从滤波处理器42R经由输入信号线IR向右耳机31R提供的信号来输出与被右麦克风32R拾取的音频反相的音频。

在这里的音频播放设备11中，举例描述其中把实现消噪功能的电路的一部分配置为数字电路的情况，但也可以配置为把实现消噪功能的电路完全地配置为模拟电路。此外，在下文中为简化说明，除非特别标注，否则认为音频播放设备11中的放大器的增益为1。

考虑以下情况：在如图1中配置的音频播放设备11中要被播放的右通道音频信号为无声，左通道音频信号为大振幅信号AL。

在这种情况下，大振幅信号AL从缓冲器37L被读出并被D/A转换器38L转换成模拟信号。然后，现为模拟信号的大振幅信号AL从端子SL通过左耳机31L并使左耳机31L产生声波。之后，该信号到达被连接至地GND的节点X。

在到达节点X后，理想情况下，大振幅信号AL应当被完全地反馈至端子G，但是由于节点X和端子G之间的共享电阻R_R和主播放设备21内部的电阻R_FB的值不为0，所以大振幅信号AL的反馈被抑制。结果，大振幅信号AL的部分信号m0经由节点X泄漏进入右耳机31R。

使用具有三触点连接器的耳机，能够通过正好消除以此方式泄漏的信号m0来减小进入右耳机31R的声音泄露。

然而，使用具有五触点连接器的耳机22，左麦克风32L和右麦克风32R也被连接至节点X和消噪电路。由于这个原因，已经经过左耳机31L的大振幅信号AL的部分信号n0经由右麦克风32R和端子MR回到主播放设备21。

同时，利用相关技术中的消噪，从右麦克风32R提供至主播放设备21的外部噪声信号被A/D转换器41R转换成为数字信号，并被传输至滤波处理器42R。然后，噪声信号被滤波处理器42R转换成用于消除外部噪声的信号，在节点YR被加至右通道音频信号，并被传输至右耳机31R。然后，在右耳机31R中，根据输入的音频信号产生用于消噪的实际音频(声波)。

在这里，由于消噪本身对本领域技术人员来说已是广为接受的技术，而非本技术的主要思想，因此简化或省略其详细说明。此外，为简化图1的说明，将假设不存在外部噪声来进行说明。

假设音频播放设备11环境不存在噪声，则传输至滤波处理器42R的信号将正好为从大振幅信号AL泄漏至右麦克风32R的部分信号n0。信号n0被滤波处理器42R滤波。由于该滤波处理所以产生相移，信号n0变为信号n1。

在右耳机31R中，包括从右麦克风32R泄漏出的信号n1和从节点X泄漏进入右耳机31R的信号m0的信号产生声音泄露。换句话说，信号n1和信号m0产生了正常不应从右耳机31R产生的声音。这样，即使在无外部噪声的情况下，信号n1也从滤波处理器42R输出，在正常情况下该信号n1是不被希望得到的。

接下来，考虑减少由以这种方式产生的信号m0和信号n1产生的声音泄露。

例如，令节点VR设于主播放设备21中的节点YR与缓冲器37R之间，并令放大器71R设于缓冲器37L与节点VR之间，如图2所示。这里，在图2中，对应于图1中的情况的部分被给予相同的附图标记，并视情况省略或减少其说明。

放大器71R通过使从缓冲器37L提供的左通道音频信号(也就是说，大振幅信号AL)乘以预定系数1/M而将大振幅信号AL的增益调节至与信号m0相同的量。作为结果获得的信号m0′被输出至节点VR。这样一来，信号m0′在节点VR被添加至从缓冲器37R输出的右通道音频信号。

这里，系数1/M是表示以下比率的值：经由左耳机31L到达节点X的来自端子SL的信号的幅度相对于该信号的从节点X泄漏至右耳机31R的部分信号的幅度的比率。换句话说，系数1/M是表示左通道音频信号的声音泄露比率的值。该系数1/M可根据共享电阻R_R和电阻34R等来预先计算。

在图2中的示例中，右通道音频信号的振幅为0，也就是无声，并因此在该示例中从节点VR经由端子SR向右耳机31R提供的信号仅变为信号m0′。当信号m0′从端子SR被传输至右耳机31R时，从节点X泄漏进入右耳机31R的信号m0和信号m0′彼此抵消掉并被消除。

换句话说，由于信号m0′和信号m0是等相位和等振幅的信号，当这些信号从相互不同的方向被提供至右耳机31R时，右耳机31R在节点X这一侧的端子和在端子SR这一侧的端子之间的电势差为零。这样一来，电流不再流向右耳机31R，并且不再产生声波。

当用这种方法将信号m0′从端子SR向右耳机31R传输时，信号m0被抵消掉，但是从左耳机31L经由右麦克风32R泄漏入右耳机31R的信号n1仍存在。由于该信号n1产生的声音泄露就是使得对于三触点连接器的情况被有效实现的声音泄露减小方法变得不能够有效地减少使用五触点连接器产生的声音泄露的原因。

因此，在本技术中，通过在如图3所示的缓冲器37L和节点ZR之间提供放大器81R，使得信号n0在信号n0在滤波处理器42R中变为信号n1之前被抵消掉。这里，在图3中，对应于图2中的情况的部分采用相同的附图标记，并视情况省略或减少其说明。

放大器81R通过使从缓冲器37L提供的左通道音频信号(换句话说，大振幅信号AL)乘以预定系数1/N来把大振幅信号AL的增益调节到与信号n0相同的量。作为结果获得的信号n0′被输出至节点ZR。这样一来，信号n0′在节点ZR被添加至从A/D转换器41R提供至滤波处理器42R的信号n0。

这里，系数1/N是表示经由左耳机31L到达节点X的来自端子SL的信号的幅度与该信号的从节点X泄漏至右麦克风32R的部分信号的幅度的比率的值。换句话说，系数1/N是表示左通道音频信号的声音泄露比率的值。该系数1/N可以根据共享电阻R_R和电阻36R等来预先计算。

用这种方法，当具有与信号n0相同的相位和振幅的信号n0′被提供至节点ZR时，从左耳机31L经由右麦克风32R泄漏的信号n0被信号n0′抵消并被消除。换句话说，通过提供信号n0′，电流停止从节点ZR流向滤波处理器42R。

因此，可以减小用相关技术的声音泄露减小方法不能减小的信号n1，并提高由右耳机31R播放的音频的声音质量。具体地，由于信号n0在滤波处理器42R中改变相位以变为信号n1，所以通过在信号n0改变相位之前的阶段用信号n0′抵消该信号n0能够更容易地减小声音泄露。

同时，尽管在前文中为了简化说明而说明了右通道音频信号的振幅为0的情况，但通常地是右通道音频信号的振幅不为0的情况。在这种情况下，像左通道音频信号从节点X泄漏至右麦克风32R那样，右通道音频信号从节点X泄漏至右麦克风32R。

例如，以左通道为例来说明，左通道音频信号的振幅不为0，类似于信号n0从节点X泄漏至右麦克风32R，信号n0也从节点X泄漏至左麦克风32L。

因此，在本技术中，如图4所示，通过在缓冲器37L和节点ZL之间设置放大器91L，来自节点X的、又一次经由左麦克风32L返回至左耳机31L的信号n0被抵消。这里，在图4中，对应于图3中的情况的部分采用相同的附图标记，并视情况减少或省略其说明。

放大器91L通过使从缓冲器37L提供的左通道音频信号(也就是说大振幅信号AL)乘以预定系数1/N来把大振幅信号AL的增益调节至与信号n0相同的量。作为结果获得的信号n0′被输出至节点ZL。这样一来，信号n0′在节点ZL被添加至从A/D转换器41L提供至滤波处理器42L的信号n0。

这里，系数1/N是表示从节点X进入左麦克风32L的左通道音频信号的声音泄露比率的值，并且是与在放大器81R中使用的系数1/N相同的系数。

用这种方法，当具有与信号n0相同的相位和振幅的信号n0′被提供至节点ZL时，从左耳机31L经由左麦克风32L泄漏的信号n0被信号n0′抵消并在节点ZL被消除。

如果把左通道音频信号返回至左耳机31L的示例应用至右通道，则右通道音频信号应乘以系数1/N并被提供至节点ZR，以抵消来自节点X的、经由右麦克风32R泄漏进入端子MR的信号。

换句话说，对应于放大器91L的放大器91R应设置于缓冲器37R和节点ZR之间。放大器91R使从缓冲器37R提供的右通道音频信号乘以预定系数1/N，并将作为结果获得的信号输出至节点ZR。这样一来，来自放大器91R的信号被增加至在节点ZR从A/D转换器41R提供至滤波处理器42R的信号。

这里，该系数1/N是表示从节点X进入右麦克风32R的右通道音频信号的声音泄露比率的值，并且是与放大器91L中使用的系数1/N相同的系数。

如上，如果放大器81R和放大器91R设于主播放设备21中，则进入右耳机31R的声音泄露能够被减小并且播放音频的声音质量能够被提高。此外，尽管在前文中已说明用于减小进入右耳机31R的声音泄露的机制，也可通过提供类似于右耳机31R的机制来减小进入左耳机31L的声音泄露。

[音频播放设备的配置]

接下来，将对使用以上说明的技术来衰减声音泄露的音频播放设备进行说明。图5是示出应用了本技术的音频播放设备的实施例的示范性配置的图。这里，在图5中，对应于图1至4中的情况的部分采用相同的附图标记，并视情况减少或省略其说明。

图5中的音频播放设备121包括五触点连接器耳机22和主播放设备131，耳机22通过五个端子ML、SL、G、SR和MR被连接至主播放设备131。

主播放设备131被配置成图1中的主播放设备21，此外还设置有放大器71L、放大器71R、放大器81L、放大器81R、放大器91L和放大器91R。

放大器71L和放大器71R使从缓冲器37R和缓冲器37L提供的音频信号乘以系数1/M，并将通过乘以系数1/M而衰减的音频信号提供至节点VL和节点VR。在主播放设备131中，节点VL设置于缓冲器37L和节点YL之间，且节点VR设置于缓冲器37R和节点YR之间。

而且，放大器81L和放大器81R将从缓冲器37R和缓冲器37L提供的音频信号乘以系数1/N，并将通过乘以系数1/N而衰减的音频信号提供至节点ZL和节点ZR。放大器91L和放大器91R将从缓冲器37L和缓冲器37R提供的音频信号乘以系数1/N，并将通过乘以系数1/N而衰减的音频信号提供至节点ZL和节点ZR。

[音频播放处理说明]

如果图5中示出的音频播放设备121由用户操作并被指示来播放音频，则音频播放设备121进行音频播放处理并播放指定的音频。在下文中，将参考图6中的流程图来说明由音频播放设备121执行的音频播放处理。在下文中，将令由音频播放设备121播放的音频的音频信号具体地为播放歌曲的音乐信号来进行说明。

在步骤S11中，缓冲器37L和缓冲器37R接收用于播放的音乐信号的输入。于是，主播放设备131将由用户指定的音乐信号提供至缓冲器37L和缓冲器37R并使其被临时记录。例如，把作为左通道音乐信号的数字信号DL提供至缓冲器37L，以及把作为右通道音乐信号的数字信号DR提供至缓冲器37R。

在步骤S12中，放大器71L和放大器71R从未示出的存储器中读出预定系数1/M。

然后，在步骤S13中，在节点VL和节点VR进行乘积累加(MAC，即multiply-accumulate)操作。

换句话说，放大器71L从缓冲器37R读出数字信号DR，将其乘以系数1/M，并将由此获得的信号提供至节点VL。类似地，缓冲器37L将记录的数字信号DL提供至节点VL。这样一来，已被乘以系数1/M的数字信号DR在节点VL被加至数字信号DL，且用以下等式1表示的信号DVL从节点VL被输出至节点YL。

DVL＝DL+DR×(1/M) (1)

这里，在等式1中，DL和DR表示数字信号DL和数字信号DR。用这种方法，通过把增益调节后的数字信号DR加至数字信号DL，从右耳机31R经由节点X泄漏进入左耳机31L的数字信号DR能够被抵消。

同样，放大器71R从缓冲器37L读出数字信号DL，将其乘以系数1/M，并将由此获得的信号提供至节点VR。缓冲器37R将记录的数字信号DR提供至节点VR。这样一来，已被乘以系数1/M的数字信号DL在节点VL被增加至数字信号DR，且用以下等式2表示的信号DVR从节点VR被输出至节点YR。

DVR＝DR+DL×(1/M) (2)

用这种方法，通过将增益调节后的数字信号DL加至数字信号DR，从左耳机31L经由节点X泄漏进入右耳机31R的数字信号DL能够被抵消。

在步骤S14中，主播放设备131接收来自左麦克风32L的数字信号DLn0和来自右麦克风32R的数字信号DRn0的输入。

换句话说，左麦克风32L拾取环境音频并将作为结果获得的信号经由端子ML和放大器40L提供至A/D转换器41L。A/D转换器41L将从左麦克风32L提供的信号从模拟信号转换为数字信号，并将作为结果获得的数字信号DLn0提供至节点ZL。

类似地，右麦克风32R拾取环境音频并将作为结果获得的信号经由端子MR和放大器40R提供至A/D转换器41R。A/D转换器41R将从右麦克风32R提供的信号从模拟信号转换为数字信号，并将作为结果获得的数字信号DRn0提供至节点ZR。

在步骤S15中，放大器81L、放大器81R、放大器91L和放大器91R从未示出的存储器中读出预定系数1/N。

然后，在步骤S16中，在节点ZL和节点ZR进行乘积累加操作。

换句话说，放大器81L从缓冲器37R读出数字信号DR，将其乘以系数1/N，并将由此获得的信号提供至节点ZL。同样，放大器91L从缓冲器37L读出数字信号DL，将其乘以系数1/N，并将由此获得的信号提供至节点ZL。这样一来，在节点ZL进行以下等式3中表示的乘积累加操作，并把作为结果获得的信号DZL提供至滤波处理器42L。

DZL＝DLn0+((1/N)×DL)+((1/N)×DR) (3)

换句话说，提供自放大器81L且乘以系数1/N的数字信号DR和提供自放大器91L且乘以系数1/N的数字信号DL在节点ZL被加至来自A/D转换器41L的数字信号DLn0，生成信号DZL。

用这种方法，通过将增益调节后的数字信号DR加至数字信号DLn0，从节点X经由左麦克风32L返回至端子ML的数字信号DR在通过右耳机31R之后能够被抵消。此外，通过将增益调节后的数字信号DL增加至数字信号DLn0，在通过左耳机31L之后从节点X经由左麦克风32L返回至端子ML的数字信号DL能够被抵消。

此外，放大器81R从缓冲器37L读出数字信号DL，将其乘以系数1/N，并将由此获得的信号提供至节点ZR。此外，放大器91R从缓冲器37R读出数字信号DR，将其乘以系数1/N，并将由此获得的信号提供至节点ZR。这样一来，在节点ZR进行用以下图4中表示的计算，且作为结果获得的信号DZR被提供至滤波处理器42R。

DZR＝DRn0+((1/N)×DR)+((1/N)×DL) (4)

换句话说，提供自放大器81R且乘以系数1/N的数字信号DL和提供自放大器91R且乘以系数1/N的数字信号DR在节点ZR被加至来自A/D转换器41R的数字信号DRn0，产生信号DZR。

用这种方法，通过将增益调节后的数字信号DR加至数字信号DRn0，在通过左耳机31L之后从节点X经由右麦克风32R返回至端子MR的数字信号DL能够被抵消。此外，通过将增益调节后的数字信号DR加至数字信号DRn0，在通过右耳机31R之后从节点X经由右麦克风32R返回至端子MR的数字信号DR能够被抵消。

在这里说明放大器81L和放大器91L以及放大器81R和放大器91R使用相同的系数1/N。然而，在声音泄露比率不同的情况下，则放大器81L和放大器91L以及放大器81R和放大器91R也可以使用不同的系数。类似地，放大器71L和放大器71R也可以使用不同的系数。

在步骤S17中，滤波处理器42L和滤波处理器42R使用低通滤波器等进行滤波处理。

换句话说，滤波处理器42L对提供自节点ZL的信号DZL进行滤波处理，并将作为结果获得的信号DZL′提供至节点YL。类似地，滤波处理器42R对提供自节点ZR的信号DZR进行滤波处理，并将作为结果获得的信号DZR′提供至节点YR。

如果音频是基于用这种方法获得的信号DZL′和信号DZR′而由左耳机31L和右耳机31R产生的，则产生的音频变成抵消由左麦克风32L和右麦克风32R拾取的音频的音频。换句话说，实现了消噪。

在步骤S18中，在节点YL和节点YR进行相加操作。换句话说，来自滤波处理器42L的信号DZL′在节点YL被加至来自节点VL的信号DVL，并且作为结果获得的数字信号DYL被提供至D/A转换器38L。此外，来自滤波处理器42R的信号DZR′在节点YR被加至来自节点VR的信号DVR，并且作为结果获得的数字信号DYR被提供至D/A转换器38R。

在步骤S19中，D/A转换器38L和D/A转换器38R把输入自节点YL和节点YR的数字信号DYL和数字信号DYR转换成为模拟信号并输出。

输出自D/A转换器38L的信号经由端子SL被提供至左耳机31L，且左耳机31L基于提供自端子SL的信号将音频输出。类似地，输出自D/A转换器38R的信号经由端子SR被提供至右耳机31R，且右耳机31R基于提供自端子SR的信号将音频输出。

在步骤S20中，主播放设备131判断是否结束音频信号的播放。例如，在以下情况确定结束播放：用户指示结束播放的情况，或所有指定的音乐信号已被播放的情况等。

在步骤S20中确定不结束播放的情况下，处理返回至步骤S11，且重复以上讨论的处理。相反，在步骤S20中确定结束播放的情况下，音频播放处理结束。

这样一来，音频播放设备121将增益调节后的数字信号DL和数字信号DR加至由左麦克风32L和右麦克风32R拾取并获得的信号。因此，从用于播放的音乐信号经由左麦克风32L或右麦克风32R泄漏的部分信号可以被抵消，并且耳机22中的声音泄露可以被进一步减小。

用这种方法，根据音频播放设备121，不仅可以减小从用于一个通道的耳机进入用于另一个通道的耳机的声音泄露，而且还可以减小来自消噪电路的声音泄露。所以，播放音频的声音质量能够被提高。

<第二实施例>

[音频播放设备的配置]

同时，尽管前文说明了用于减小从消噪电路泄漏的用于播放的音乐信号的技术，由左麦克风32L或右麦克风32R拾取的音频的信号的声音泄露也发生在音频播放设备121中。

因此，也可以这样配置，即减小由左麦克风32L或右麦克风32R拾取的音频的信号的声音泄露的信号被加至左/右通道音乐信号。在这种情况下，例如，音频播放设备可以采用图7中所示出的配置。这里，在图7中，对应于图5中的情况的部分采用相同的附图标记，并视情况省略或减少其说明。

图7中的音频播放设备161包括五触点连接器耳机22和主播放设备171，耳机22通过五个端子ML、SL、G、SR和MR被连接至主播放设备171。

主播放设备171和图5中的主播放设备131的不同仅在于放大器71L和放大器71R的布置位置，否则可具有相同的配置。

即，在图7中的主播放设备171中，放大器71L的输入端被连接于节点YR和D/A转换器38R之间，而放大器71L的输出端被连接于节点YL和D/A转换器38L之间。由于这个原因，连接至放大器71L的输出端的节点VL被置于节点YL和D/A转换器38L之间。

类似地，在主播放设备171中，放大器71R的输入端被连接于节点YL和D/A转换器38L之间，而放大器71R的输出端被连接于节点YR和D/A转换器38R之间。由于这个原因，连接至放大器71R的输出端的节点VR被置于节点YR和D/A转换器38R之间。

这里，节点VL被设置得比用于放大器71R的输入端的连接点更接近于D/A转换器38L，且节点VR被设置得比用于放大器71L的输入端的连接点更接近于D/A转换器38R。

同时，假设提供至缓冲器37L和缓冲器37R的音乐信号的振幅为0，且噪声信号BL被左麦克风32L的声音拾取获得，如图7所示。

该噪声信号BL被A/D转换器41L转换成为数字信号，并且在通过节点ZL之后又被滤波处理器42L处理成消噪信号。然后，消噪信号被D/A转换器38L转换成为模拟信号并经由端子SL被左耳机31L播放。因此，与噪声信号BL的音频反相的音频从左耳机31L发出并且噪声被抵消，从而实现了消噪。

在该示例中，音乐信号的振幅被认为是“0”，但对于作为流入左耳机31L的某种信号的结果从左耳机31L输出的音频，播放消噪信号的情况是相同的，即使是在播放音乐信号的情况下。

由于这个原因，类似于音乐信号，由左耳机31L播放的消噪信号将经由节点X泄漏进入右耳机31R，并且通常不被希望的音频将从右耳机31R产生。

然而，由于消噪信号的声音泄露的原理和泄漏的音乐信号的情况一样，所以类似于音乐信号可以减小消噪信号的声音泄露。

然而，实际上，由于左麦克风32L设置于用户左耳的外侧上且左耳机31L被戴于用户左耳上以占据耳朵，所以用户左耳感觉到的噪声与左麦克风32L拾取的噪声不同。

由于这个原因，更具体地，滤波处理器42L产生消噪信号，以使得抵消实际被用户左耳感觉到的噪声的音频被播放，但下文中将在到达用户耳朵的噪声如同未被衰减的情况下来进行说明。换句话说，将在由左麦克风32L拾取的噪声与到达用户左耳的噪声相同的情况下进行说明。此外，这还类似用于滤波处理器42R，而不仅是滤波处理器42L。

在图5中，由于仅针对音乐信号的声音泄露，所以用于一个通道的音乐信号被系数1/M进行增益调节并在消噪信号被加至用于该一个通道的音乐信号之前被加至用于另一个通道的音乐信号。换句话说，放大器71L和放大器71R的输入端被连接至缓冲器37R和缓冲器37L。

与之相对，在主播放设备171中，用于一个通道的音乐信号被系数1/M进行增益调节并在消噪信号被加至用于该一个通道的音乐信号之后被加至用于另一个通道的音乐信号。

因此，左通道消噪信号被进行增益调节并被加至右通道音乐信号。由于这个原因，从左耳机31L经由节点X泄漏进入右耳机31R的左通道消噪信号被已被加至右通道音乐信号的增益调节后的消噪信号所抵消。因此，消噪信号的声音泄露能够在右耳机31R中被减小。类似地，消噪信号的声音泄露也可以在左耳机31L中被减小。

[音频播放处理说明]

接下来，将参考图8中的流程图来说明由图7中的音频播放设备161进行的音频播放处理。这里，由于步骤S51中的处理与图6中的步骤S11中的处理类似，所以省略其说明。

在步骤S52中，主播放设备171接收来自左麦克风32L的数字信号DLn0和来自右麦克风32R的数字信号DRn0的输入。

换句话说，左麦克风32L拾取环境音频，并把作为结果获得的信号经由端子ML和放大器40L提供至A/D转换器41L。A/D转换器41L将提供自左麦克风32L的信号转换成为数字信号DLn0并将其提供至节点ZL。

类似地，右麦克风32R拾取环境音频，并将作为结果获得的信号经由端子MR和放大器40R提供至A/D转换器41R。A/D转换器41R将提供自右麦克风32R的信号转换成为数字信号DRn0并将其提供至节点ZR。

在步骤S53中，放大器81L、放大器81R、放大器91L和放大器91R从未示出的存储器中读出预定系数1/N。

然后，在步骤S54中，在节点ZL和节点ZR进行乘积累加操作。换句话说，在步骤S54中，进行与图6的步骤S16中的处理相类似的处理。这样一来，由较早讨论过的等式3中的操作所获得的信号DZL从节点ZL被提供至滤波处理器42L，而由等式4中的操作获得的信号DZR从节点ZR被提供至滤波处理器42R。

在步骤S55中，滤波处理器42L和滤波处理器42R使用低通滤波器等进行滤波处理。

换句话说，滤波处理器42L对提供自节点ZL的信号DZL进行滤波处理，且将作为结果获得的信号DZL′提供至节点YL。类似地，滤波处理器42R对提供自节点ZR的信号DZR进行滤波处理，且将作为结果获得的信号DZR′提供至节点YR。

在步骤S56中，在节点YL和节点YR进行加法操作。

换句话说，来自滤波处理器42L的信号DZL′在节点YL处被加至从缓冲器37L读出的左通道音乐信号，并且作为结果获得的数字信号DYL被提供至节点VL和放大器71R。类似地，来自滤波处理器42R的信号DZR′在节点YR处被加至从缓冲器37R读出的右通道音乐信号，并且作为结果获得的数字信号DYR被提供至节点VR和放大器71L。

在步骤S57中，放大器71L和放大器71R从未示出的存储器中读出预定系数1/M。

然后，在步骤S58中，在节点VL和节点VR进行乘积累加操作。

换句话说，放大器71L将提供自节点YR的数字信号DYR乘以系数1/M，并将由此获得的信号提供至节点VL。这样一来，已被乘以系数1/M的数字信号DYR在节点VL被加至来自节点YL的数字信号DYL，且用以下等式5表示的信号DVL从节点VL被输出至D/A转换器38L。

DVL＝DYL+DYR×(1/M) (5)

这里，在等式5中，DYL和DYR表示数字信号DYL和数字信号DYR。用这种方法，主播放设备171把包括从由右麦克风32R拾取的音频产生的消噪信号的数字信号DYR加至增益调节后的信号DYL。这样一来，从右耳机31R经由节点X泄漏进入左耳机31L的消噪信号能够被抵消。

类似地，放大器71R将提供自节点YL的数字信号DYL乘以系数1/M，并将由此获得的信号提供至节点VR。这样一来，已被乘以系数1/M的数字信号DYL在节点VR被加至来自节点YR的数字信号DYR，且用以下等式6表示的信号DVR从节点VR被输出至D/A转换器38R。

DVR＝DYR+DYL×(1/M) (6)

用这种方法，主播放设备171把包括从由左麦克风32L拾取的音频产生的消噪信号的数字信号DYL加至增益调节后的信号DYR。这样一来，从左耳机31L经由节点X泄漏进入右耳机31R的消噪信号能够被抵消。

一旦步骤S58中的处理被执行，则在那之后进行步骤S59和步骤S60中的处理并且音频播放处理结束，但是由于该处理类似于图6的步骤S19和步骤S20中的处理，所以省略或减少其解释。然而，在步骤S59中，信号DVL和信号DVR被D/A转换器38L和D/A转换器38R转换成为模拟信号，并被提供至左耳机31L和右耳机31R。

这样一来，音频播放设备161把用于一个通道的音乐信号(已被加上消噪信号并且此外已被进行增益调节)加至用于另一个通道的音乐信号。这样一来，从用于一个通道的耳机泄漏进入用于另一个通道的耳机的消噪信号能够被抵消，且耳机22中的声音泄露能够被进一步减小。

用这种方法，根据音频播放设备161，从用于一个通道的耳机泄漏进入用于另一个通道的耳机的音乐信号和消噪信号能够被减小，并且此外来自消噪电路的声音泄露也能够被减小。因此，播放音频的声音质量能够被提高，此外消噪性能也能够被提高。

<修改>

[音频播放设备的配置]

这里，图7中的主播放设备171被配置为使得：在左/右通道音乐信号被读出之后，信号分别被单独地进行增益调节并被输出至节点ZL和节点ZR，用于这些音乐信号的增益调节的系数1/N是相同的值。因此，为去除主播放设备171中的若干部分，其也可以配置为使得在左/右通道音乐信号单声道化后，该单声道化的信号被使用系数1/N进行增益调节，并将输入至节点ZL和节点ZR。

在这种情况下，音频播放设备161以图9中所示配置为例。这里，在图9中，对应于图7中的情况的部分采用相同的附图标记，并视情况省略或减少其说明。

图9中的音频播放设备161与图7中的音频播放设备161的不同在于，放大器202L和放大器202R被设置替代放大器81L、放大器81R、放大器91L和放大器91R，其他方面具有与图7中的音频播放设备161相同的配置。

在图9中的主播放设备171中，从缓冲器37L读出的左通道音乐信号和从缓冲器37R读出的右通道信号被提供至缓冲器201。缓冲器201通过将来自缓冲器37L的音乐信号和来自缓冲器37R的音乐信号加在一起而使音乐信号为单声道，且作为结果获得的音乐信号被提供至放大器202L和放大器202R。

放大器202L和放大器202R进行与图7中的放大器81L和放大器81R相同的操作。换句话说，放大器202L通过使提供自缓冲器201的音乐信号与预定系数1/N相乘而对音乐信号进行增益调节，并将乘以系数1/N的音乐信号提供至节点ZL。类似地，放大器202R通过将提供自缓冲器201的音乐信号与预定系数1/N相乘而对音乐信号进行增益调节，并将乘以系数1/N的音乐信号提供至节点ZR。

因此，乘以系数1/N的左/右通道音乐信号最终分别被提供至节点ZL和节点ZR。在图9中的音频播放设备161中，获得了与图7中的音频播放设备161的情况相同的益处。

用这种方法，根据图9中的音频播放设备161，能够减少构成主播放设备171的部分的数量，并能够尝试对音频播放设备161的尺寸简化。

此外，由于在图5中的音频播放设备121中，已被系数1/N进行增益调节的左/右通道音乐信号也被输入至节点ZL和节点ZR，所以其也可以配置为：将那些音乐信号加在一起，并然后类似于图9中的情况那样对其进行增益调节。

此外，在前述中，为简化说明而描述了音频播放设备161和音频播放设备121的部分被配置为数字电路的情况，但是音频播放设备121和音频播放设备161也可以被完全地配置为模拟电路。然而，由于尝试配置具有模拟电路的音频播放设备会增加部件的数量，所以通过使用数字电路实现音频播放设备能够减少部件的数量和成本。

这里，本技术的实施例并不限于以上讨论的实施例，并且在不脱离本技术的主旨的范围内的各种修改都是可能的。

本公开包含的主题涉及于2010年9月2日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2010-196646中公开的主题，该申请的全部内容通过引用而合并于此。

本领域的技术人员应该理解，依赖于设计需求和其他因素可以产生各种修改、组合、子组合和替换，只要它们在所附权利要求或其等同内容的范围内。

Claims

1.一种信号处理设备，包括：

第一音频输出单元，其被配置为基于从第一信号输入线输入的第一音频信号来输出音频；

第一拾取单元，其被连接至所述第一信号输入线，并被配置为拾取环境音频；

第二音频输出单元，其被配置为基于从第二信号输入线输入的第二音频信号来输出音频；

第二拾取单元，其被连接至所述第二信号输入线，并被配置为拾取环境音频；

连接线，其把所述第一音频输出单元、所述第二音频输出单元、所述第一拾取单元和所述第二拾取单元连接到地；以及

第一减小单元，其被配置为通过使用所述第一音频信号减小第一声音泄露信号或通过使用所述第二音频信号减小第二声音泄露信号，所述第一声音泄露信号是从所述第一音频输出单元经由所述连接线和所述第二拾取单元泄漏进入所述第二信号输入线的所述第一音频信号，所述第二声音泄露信号是从所述第二音频输出单元经由所述连接线和所述第二拾取单元泄漏进入所述第二信号输入线的所述第二音频信号，其中

所述第一减小单元通过把基于从所述连接线泄漏进入所述第二拾取单元的第一音频信号的声音泄露比率而被衰减的所述第一音频信号加至所述第一声音泄露信号来减小所述第一声音泄露信号；

所述第一减小单元通过把基于从所述连接线泄漏进入所述第二拾取单元的第二音频信号的声音泄露比率而被衰减的所述第二音频信号加至所述第二声音泄露信号来减小所述第二声音泄露信号。

2.根据权利要求1所述的信号处理设备，还包括：

消噪单元，其设置于所述第二信号输入线和所述第二拾取单元之间，并被配置为：对由所述第二拾取单元拾取的环境音频信号执行滤波处理，产生用于从所述第二音频输出单元输出抵消环境音频的音频的消噪信号，并将所述消噪信号经由所述第二信号输入线输出至所述第二音频输出单元；

其中

所述第一减小单元把经衰减的第一音频信号加至从所述第二拾取单元输入至所述消噪单元的所述第一声音泄露信号。

3.根据权利要求1所述的信号处理设备，还包括：

其中

所述第一减小单元把经衰减的第二音频信号加至从所述第二拾取单元输入至所述消噪单元的所述第二声音泄露信号。

4.根据权利要求1所述的信号处理设备，还包括：

第二减小单元，其设置于所述第一信号输入线和所述第二信号输入线之间，并被配置为：基于从所述第一音频输出单元经由所述连接线泄漏进入所述第二音频输出单元的所述第一音频信号的声音泄露比率来衰减所述第一音频信号，由所述第一拾取单元拾取的环境音频的信号产生的信号在所述第一信号输入线上被加至所述第一音频信号，以及把经衰减的第一音频信号输出至所述第二信号输入线。

5.一种用于信号处理设备的信号处理方法，所述信号处理设备包括：

减小单元，其被配置为通过使用所述第一音频信号减小第一声音泄露信号或通过使用所述第二音频信号减小第二声音泄露信号，所述第一声音泄露信号是从所述第一音频输出单元经由所述连接线和所述第二拾取单元泄漏进入所述第二信号输入线的所述第一音频信号，所述第二声音泄露信号是从所述第二音频输出单元经由所述连接线和所述第二拾取单元泄漏进入所述第二信号输入线的所述第二音频信号，

所述方法包括：

所述第一音频输出单元基于从所述第一信号输入线输入的所述第一音频信号来输出音频；

所述第二音频输出单元基于从所述第二信号输入线输入的所述第二音频信号来输出音频；以及

所述减小单元通过使用所述第一音频信号来减小所述第一声音泄露信号，或通过使用所述第二音频信号来减小所述第二声音泄露信号，其中

所述减小单元通过把基于从所述连接线泄漏进入所述第二拾取单元的第一音频信号的声音泄露比率而被衰减的所述第一音频信号加至所述第一声音泄露信号来减小所述第一声音泄露信号；

所述减小单元通过把基于从所述连接线泄漏进入所述第二拾取单元的第二音频信号的声音泄露比率而被衰减的所述第二音频信号加至所述第二声音泄露信号来减小所述第二声音泄露信号。