CN111095944A - 耳塞式耳机装置、耳罩式耳机装置和方法 - Google Patents
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Abstract
[问题]为了提供一种允许多个音频装置协作的配置。[解决方案]耳塞式耳机装置配备有无线通信单元,用于与重叠地附接到用户佩戴的耳塞式耳机装置的外侧的耳罩式耳机装置进行无线通信。
Description
技术领域
本公开涉及耳塞式耳机装置、耳罩式耳机装置和方法。
背景技术
近年来,噪声消除(NC)技术得到了广泛发展。根据噪声消除技术,可以通过输出音频以减少(即,抵消)来自扬声器的外部声音(噪声)来消除噪声。
噪声消除系统通常安装在戴在耳朵上的例如耳罩式耳机和耳塞式耳机之类的装置上。安装在这些装置中的噪声消除系统大致分为执行前馈(FF)噪声消除的类型(以下称为FF-NC)和执行反馈(FB)噪声消除的类型(以下称为FB-NC)或者FF-NC和FB-NC的组合型。当安装FF-NC型噪声消除系统时,在装置的外侧(外部)提供FF-NC麦克风。当安装FB-NC型噪声消除系统时,FB-NC麦克风设置在装置的内侧(由装置、用户头部等形成的空间侧)。在组合型中,提供两个麦克风。具体地,该组合型具有通过利用FF-NC和FB-NC的每个特性获得的高噪声消除性能,并且基本上,每个控制可以独立设计。因此,近年来,组合型噪声消除系统安装在高端装置上。例如,在以下专利文献1中公开了组合型噪声消除系统。
此外,需要进一步提高噪声消除性能,无论是FF-NC型、FB-NC型还是组合型。例如,下面的专利文献2提出了一种用于抑制数字延迟的影响同时考虑了用于FB-NC的滤波器电路中数字化的优点的技术。
引用列表
专利文献
专利文献1:JP 2008-116782 A
专利文献2:JP 2008-124792 A
发明内容
技术问题
然而,上述专利文献中公开的技术还有进一步提高性能的空间。例如,在专利文献1和2中公开的技术中,仅对耳罩式耳机来执行噪声消除过程。多个装置的协作可以有助于提高噪声消除性能。
因此,本公开提供了一种允许多个音频处理装置协作的机制。
问题的解决方案
根据本公开,提供了一种耳塞式耳机装置,包括:无线通信单元,其与耳罩式耳机装置无线通信,所述耳罩式耳机装置被佩戴为重叠于用户佩戴的耳塞式耳机装置的外侧。
此外,根据本公开,提供了一种耳罩式耳机装置,包括:无线通信单元,其与耳塞式耳机装置无线通信,所述耳塞式耳机装置被佩戴为重叠于用户佩戴的耳罩式耳机装置的内侧。
此外,根据本公开,提供了一种由耳塞式耳机装置执行的方法,所述方法包括与耳罩式耳机装置无线通信,所述耳罩式耳机装置被佩戴为重叠于用户佩戴的耳塞式耳机装置的外侧。
此外,根据本公开,提供了一种由耳罩式耳机装置执行的方法,所述方法包括与耳塞式耳机装置无线通信,所述耳塞式耳机装置被佩戴为重叠于用户佩戴的耳罩式耳机装置的内侧。
发明的有益效果
如上所述,根据本公开提供了允许多个音频处理装置协作的机制。注意,上述效果没有必要受到限制,并且除了上述效果之外或者代替上述效果,可以表现出本说明书中示出的任何效果或者可以从本说明书中掌握的其他效果。
附图说明
图1是用于描述根据第一实施方式的耳穴开放装置的外部配置的示例的示图;
图2是示出根据实施方式的耳穴开放装置的内部配置的示例的示图;
图3是用于描述使用根据实施方式的耳穴开放装置的噪声消除过程的概要的示图;
图4是用于描述典型人耳结构的示图;
图5是用于描述到达人耳的噪声N的示图;
图6是用于描述根据实施方式的耳穴开放装置中麦克风的配置的示图;
图7是示出根据实施方式的耳穴开放装置附接到用户的状态的示图;
图8是示出根据实施方式的使用耳穴开放装置的经典控制FB方案的噪声消除过程的模型配置示例的示图;
图9是示出根据比较示例的使用密闭噪声消除耳塞式耳机的经典控制FB方案的噪声消除过程的模型配置示例的示图;
图10是示出根据实施方式的使用耳穴开放装置的内部模型控制FB方案的噪声消除过程的模型配置示例的示图;
图11是示出根据实施方式的使用经典控制FB方案和利用耳穴开放装置的内部模型控制FB方案两者的噪声消除过程的模型配置示例的示图;
图12是示出根据实施方式的在使用耳穴开放装置进行音乐再现期间经典控制FB方案的噪声消除过程的模型配置示例的示图;
图13是示出根据该实施方式的使用耳穴开放装置的包括自己的声音提取的经典控制FB方案的噪声消除过程的模型配置示例的示图;
图14是示出用户左耳的耳道内部状态的剖视图;
图15是示出图14所示的用户左耳的耳道内部被耳穴开放装置用激光照射的状态的示图;
图16是示出图14所示的用户左耳的耳道内部被耳穴开放装置用激光照射的状态的示图;
图17是示出图14所示的用户左耳的耳道内部被耳穴开放装置用激光照射的状态的示图;
图18是用于描述根据实施方式的耳膜声压估计过程的模型配置示例的示图;
图19是示出根据实施方式的使用耳穴开放装置扫描耳道的状态的示图;
图20是用于描述根据实施方式的耳膜声压估计过程的模型配置示例的示图;
图21是示出根据该实施方式的由耳穴开放装置和外部装置执行的个人认证处理的流程示例的顺序图;
图22是用于描述第二实施方式的技术问题的示图;
图23是用于描述该实施方式的技术问题的示图;
图24是用于描述该实施方式的技术问题的曲线图;
图25是用于描述该实施方式的技术问题的示图;
图26是用于描述该实施方式的技术问题的示图;
图27是用于描述该实施方式的技术问题的示图;
图28是用于描述根据实施方式的耳罩式耳机的外部配置的示例的示图;
图29是用于描述根据实施方式的耳罩式耳机的外部配置的示例的示图;
图30是示出根据实施方式的耳罩式耳机的保持单元的形状的示例的示图;
图31是示出根据实施方式的耳罩式耳机的内部配置的示例的示图;
图32是示出根据实施方式的使用耳罩式耳机的第一噪声消除过程的模型配置示例的示图;
图33是示出根据实施方式的使用耳罩式耳机的第二噪声消除过程的模型配置示例的示图;
图34是示出根据实施方式的使用耳罩式耳机的辅助(次级,secondary)路径特性测量过程的模型配置示例的示图;
图35是示出根据实施方式的使用耳罩式耳机的第三噪声消除过程的模型配置示例的示图;
图36是示出根据实施方式的使用耳罩式耳机的第四噪声消除过程的模型配置示例的示图;
图37是示出根据实施方式的使用耳罩式耳机的第五噪声消除过程的模型配置示例的示图;
图38是用于描述根据实施方式的耳罩式耳机的配置示例的示图;
图39是用于描述根据实施方式的耳罩式耳机的配置示例的示图;
图40是用于描述根据实施方式的耳罩式耳机的配置示例的示图;
图41是示出根据实施方式的耳罩式耳机的保持单元的配置示例的示图;
图42是示出根据实施方式的耳罩式耳机的保持单元的配置示例的示图;
图43是示出根据实施方式的耳罩式耳机的保持单元的配置示例的示图;
图44是示出根据实施方式的耳罩式耳机的保持单元的配置示例的示图;
图45是示出根据实施方式的耳罩式耳机的保持单元的配置示例的示图;
图46是示出根据实施方式的耳罩式耳机的保持单元的配置示例的示图;
图47是示出根据实施方式的耳罩式耳机的配置示例的示图;
图48是示出从另一视点观察的图47所示的耳罩式耳机的配置的示图;
图49是示出根据实施方式的耳罩式耳机的配置示例的示图;
图50是示出根据实施方式的耳罩式耳机的配置示例的示图;
图51是示出从另一视点观察的图50所示的耳罩式耳机的配置的示图;
图52是示出从另一视点观察的图50所示的耳罩式耳机的配置的示图;
图53是示出从另一视点观察的图50所示的耳罩式耳机的配置的示图;
图54是示出当图50所示的耳罩式耳机未被佩戴时的配置的示图;
图55是示出根据该实施方式的耳罩式耳机的配置示例的示图;
图56是示出根据该实施方式的耳罩式耳机的配置示例的示图;
图57是示出从另一视点观察的图56所示的耳罩式耳机的配置的示图;
图58是示出从另一视点观察的图56所示的耳罩式耳机的配置的示图;
图59是示出从另一视点观察的图56所示的耳罩式耳机的配置的示图;
图60是示出根据实施方式的耳罩式耳机的配置示例的示图;
图61是示出从另一视点观察的图60所示的耳罩式耳机的配置的示图;
图62是示出根据实施方式的耳罩式耳机的配置示例的示图;
图63是示出根据实施方式的耳罩式耳机的配置示例的示图;
图64是示出根据实施方式的耳罩式耳机的配置示例的示图;
图65是示出根据第三实施方式的耳穴开放装置的内部配置的示例的示图;
图66是用于描述根据实施方式的耳穴开放装置的概要的示图;
图67是示出根据实施方式的耳罩式耳机的内部配置的示例的示图;
图68是用于描述根据实施方式的耳穴开放装置的概要的示图;
图69是用于描述根据实施方式的耳穴开放装置和耳罩式耳机的第一组合示例的示图;
图70是用于描述根据实施方式的耳穴开放装置和耳罩式耳机的第二组合示例的示图;
图71是用于描述根据实施方式的耳穴开放装置和耳罩式耳机的第三组合示例的示图;
图72是用于描述根据实施方式的耳穴开放装置和耳罩式耳机的第四组合示例的示图;
图73是用于描述根据实施方式的耳穴开放装置和耳罩式耳机的第五组合示例的示图;
图74是用于描述根据实施方式的耳穴开放装置和耳罩式耳机的第六组合示例的示图;
图75是用于描述根据实施方式的在耳穴开放装置和耳罩式耳机之间使用光的无线通信处理的示例的示图;
图76是用于描述根据实施方式的在耳穴开放装置和耳罩式耳机之间使用光的无线通信处理的示例的示图;
图77是用于描述根据实施方式的在耳穴开放装置和耳罩式耳机之间使用光的无线通信处理的示例的示图;
图78是用于描述根据实施方式的在耳穴开放装置和耳罩式耳机之间使用NFMI的无线通信处理的示例的示图;
图79是用于描述根据实施方式的由耳穴开放装置和耳罩式耳机执行的使用RFID装置的相互装置检测的示图;
图80是示出当基于从耳罩式耳机到耳穴开放装置的非接触电力供给而开始根据本实施方式的噪声消除过程时的处理流程的示例的顺序图;
图81是示出当基于从耳穴开放装置到耳罩式耳机的非接触电力供给而开始根据实施方式的噪声消除过程时的处理流程的示例的顺序图;
图82是用于描述根据实施方式的由耳穴开放装置和耳罩式耳机执行的使用NFMI的相互装置检测的示图;
图83是用于描述根据实施方式的由耳穴开放装置和耳罩式耳机执行的使用NFMI的相互装置检测的示图;
图84是用于描述根据实施方式的由耳穴开放装置和耳罩式耳机执行的使用NFMI的相互装置检测的示图;
图85是用于描述根据实施方式的由耳穴开放装置和耳罩式耳机执行的使用NFMI的相互装置检测的示图;
图86是示出当基于耳穴开放装置和耳罩式耳机之间的磁共振而开始根据实施方式的噪声消除过程时的处理流程的示例的顺序图;
图87是用于描述根据实施方式的由耳穴开放装置和耳罩式耳机使用音频进行的相互装置检测的示图;
图88是用于描述根据实施方式的由耳穴开放装置和耳罩式耳机使用磁性进行的相互装置检测的示图;
图89是示出根据每个实施方式的信息处理设备的硬件配置的示例的框图。
具体实施方式
在下文中,将参考附图详细描述本公开的优选实施方式。注意,在本说明书和附图中具有基本相同功能配置的构成元件将由相同的附图标记表示,并且将省略其冗余描述。
注意,将按照以下顺序进行描述。
1.第一实施方式
2.第二实施方式
3.第三实施方式
4.硬件配置示例
5.总结
<<1.第一实施方式>>
本实施方式涉及使用音频处理装置(耳穴开放装置)的噪声消除过程,该音频处理装置具有布置在耳道入口附近的音频信息获取单元。
<1.1.技术问题>
近年来,已经开发了被认为是经常佩戴的各种可穿戴装置。例如,近年来出现了在佩戴状态下不密闭耳穴(耳道入口)的耳穴开放装置。耳穴开放装置是一种所谓的耳塞式耳机装置,类似于耳塞式耳机装置由用户佩戴使用。然而,耳穴开放装置在佩戴状态下不密闭耳穴,因此实现了等同于在非佩戴状态下环境声音的收听特性。然而,在耳穴开放装置中,耳朵没有被耳垫等密闭,因此,由于无源隔音,难以期望噪声消除。因此,希望向耳穴开放装置添加通过有源处理的噪声消除功能。然而,上述专利文献1和2仅公开了密闭的耳塞/耳罩式耳机中的噪声消除过程。
因此,本实施方式公开了一种基于适用于耳穴开放型装置的有源处理的噪声消除过程。
<1.2.耳穴开放装置的外部配置>
图1是用于描述根据本实施方式的耳穴开放装置的外部配置的示例的示图。如图1所示,耳穴开放装置100通过佩戴在收听者(即用户)的一只耳朵上来使用。作为示例,图1示出了佩戴在右耳上的耳穴开放装置100的外部。Y轴是以水平方向(眼睛方向)的前方为正的坐标轴,X轴是以在水平方向上人的左侧为正的坐标轴,而Z轴是以垂直方向为负的坐标轴。这些坐标轴也用于后续图中。
如图1所示,耳穴开放装置100包括:音频输出单元110,其输出(生成)音频;声音引导单元120,其从一端121获取由音频输出单元110生成的音频;以及保持单元130,其在另一端122附近保持声音引导单元120。声音引导单元120由中空管材料制成,并且其两端是开放端。声音引导单元120的一端121是用于从音频输出单元110生成的声音的音频输入孔,另一端122是音频输出孔。因此,当一端121附接到音频输出单元110时,声音引导单元120处于一侧开放的状态。
保持单元130接合于耳道入口附近(例如,耳屏间切迹),以在另一端122附近支撑声音引导单元120,使得声音引导单元120的另一端122的音频输出孔面向耳道的内侧。声音引导单元120的至少靠近另一端122的外径形成为小于耳穴(耳道5的入口)的内径。因此,即使在声音引导单元120的另一端122被保持单元130保持在耳道入口附近的状态下,收听者的耳穴也不会被堵塞。即,耳穴是开放的。可以说,耳穴开放装置100不同于典型的耳塞式耳机,并且是耳穴开放型耳塞式耳机。
此外,保持单元130包括开口部分131,即使在保持声音引导单元120的状态下,开口部分131也使耳穴向外开放。在图1所示的示例中,保持单元130是环形结构,音频信息获取单元140设置在沿环形内方向设置的杆状支撑构件132在环形中心附近相组合的部分中,并且环形结构的所有其他部分是开口部分131。注意,保持单元130不限于环形结构,而是可以具有支撑声音引导单元120的另一端122并且设置有音频信息获取单元140的任意形状,只要设置中空结构即可。
当将音频输出单元110生成的音频从其一端121引入管中时,管状声音引导单元120传播其空气振动,以从由保持单元130保持在耳道入口附近的另一端122向耳道辐射并传输到耳膜。
如上所述,在另一端122附近保持声音引导单元120的保持单元130包括使耳道的入口(耳穴)向外开放的开口部分131。因此,即使在佩戴耳穴开放装置100的状态下,收听者的耳穴也不会被堵塞。在佩戴耳穴开放装置100和收听从音频输出单元110输出的音频的过程中,收听者可以通过开口部分131充分地听到环境声音。
此外,尽管根据本实施方式的耳穴开放装置100允许开放耳穴,但是仍然可以减少从音频输出单元110生成的声音(即,再现的声音)到外部的泄漏。这是因为声音引导单元120的另一端122被附接成面对耳道入口附近的耳道内部,并且即使音频输出单元110的输出很小,也可以获得足够的声音质量。此外,从声音引导单元120的另一端122辐射的空气振动的方向性也可以有助于防止声音泄漏。
声音引导单元120具有弯曲形状,该弯曲形状在中部从耳廓的后侧折叠回到前侧。该弯曲部分形成具有打开和关闭结构的夹紧部分123,并且可以通过生成夹紧力夹紧耳垂,来保持耳穴开放装置100被收听者佩戴。
设置在环形保持单元130的环形中心附近的音频信息获取单元140被设置成面向耳膜的相对侧。音频信息获取单元140通常包括音频输入单元(即麦克风),并且主要检测(即收集)环境声音。即,音频输入单元设置在与设置成面向耳道内侧的另一端122相反的方向上。因此,减轻了从另一端122输出的从音频输出单元110生成的声音对音频输入单元的声音收集结果的影响。
音频信息获取单元140用作用于噪声消除的所谓误差麦克风,并且音频信息获取单元140的检测结果被视为误差信号。由于音频信息获取单元140设置在耳穴附近,即,耳膜附近,所以期望高噪声消除性能。
注意,图1所示的耳穴开放装置100被配置为假设佩戴在右耳上,但是用于佩戴在左耳上的耳穴开放装置100被配置为相对于该配置左右对称。此外,耳穴开放装置100可以被配置用于包括右耳和左耳的双耳。在为双耳配置的情况下,用于右耳的耳穴开放装置100和用于左耳的耳穴开放装置100可以被分别配置为彼此独立并且彼此通信。
<1.3.耳穴开放装置的内部配置>
图2是示出根据本实施方式的耳穴开放装置100的内部配置的示例的示图。如图2所示,耳穴开放装置100包括音频输出单元110、音频信息获取单元140和控制单元150。
音频输出单元110
音频输出单元110具有基于音频信号输出音频的功能。音频输出单元110也可以称为驱动器。驱动器110基于从信号处理单元151输出的输出信号向空间输出音频。
音频信息获取单元140
音频信息获取单元140具有获取音频信息的功能。音频信息获取单元140包括音频输入单元141和耳膜声压获取单元142。
音频输入单元141包括麦克风(下文中也简称为麦克风),其检测环境声音并生成指示麦克风的声音收集结果的音频信号。即,音频信息可以是指示麦克风的声音收集结果的音频信号。耳膜声压获取单元142估计耳膜的声压,并生成耳膜的声压信息。即,音频信息可以是耳膜声压信息。耳膜声压获取单元142例如通过测量耳膜的振动来直接估计耳膜声压。耳膜声压获取单元142的配置将在后面详细描述。
注意,不需要直接测量耳膜声压。例如,耳膜声压可以近似为耳道入口附近的声压。由于如图1所示,音频输入单元141(音频信息获取单元140)保持在耳道入口附近,所以由音频输入单元141生成的音频信号也可以被掌握为指示耳膜声压的信息。
控制单元150
控制单元150用作算术处理装置和控制装置,并且根据各种程序控制耳穴开放装置100执行的整个处理。控制单元150由电子电路实现,例如,中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)、需求侧平台(DSP)等。注意,控制单元150可以包括存储要使用的程序、计算参数等的只读存储器(ROM)以及临时存储根据需要改变的参数的随机存取存储器(RAM)。
如图2所示,控制单元150包括信号处理单元151、操作控制单元153和认证单元155。
信号处理单元151具有基于由音频信息获取单元140获取的音频信息(音频信号或耳膜声压信息)为噪声生成噪声消除信号的功能。例如,信号处理单元151使用音频信息作为误差信号来执行FB方案或FF方案的噪声消除过程,以生成噪声消除信号。信号处理单元151基于噪声消除信号生成音频信号(以下也称为输出信号),并将音频信号输出到音频输出单元110作为输出。输出信号可以是噪声消除信号本身,或者可以是通过合成从声源获得的其他音频信号(例如音乐信号)和噪声消除信号所获得的合成信号。信号处理单元151包括将参考图8至图13等描述的用于噪声消除处理的各种构成元件。例如,信号处理单元151包括:各种滤波器电路,其被配置为生成噪声消除信号;自适应控制单元,其被配置为自适应地控制滤波器电路;加法器,其被配置为合成信号;稍后将描述的自己的声音提取单元;内部模型;等。此外,信号处理单元151还包括诸如放大器、模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)之类的电路。信号处理单元151不仅可以执行噪声消除处理,还可以执行强调由音频信息获取单元140获取的音频信息(音频信号或耳膜声压信息)中包括的高范围声音信息、添加混响等的过程。因此,可以使人们更容易听到周围环境的声音。即,根据本实施方式的技术也可以应用于开放空间或助听器中的噪声消除技术。
操作控制单元153具有控制耳穴开放装置100的操作模式的功能。例如,操作控制单元153停止或启动耳穴开放装置100的一些或全部功能。
认证单元155具有识别和认证佩戴耳穴开放装置100的用户的功能。
<1.4.耳穴开放装置的佩戴模式>
图3是用于描述使用根据本实施方式的耳穴开放装置100的噪声消除处理的概要的示图。图3示出了在左耳上佩戴耳穴开放装置100的用户头部的耳道处的剖视图。如图3所示,噪声N到达音频信息获取单元140,穿过开口部分131,并穿过耳道5到达耳膜9。耳穴开放装置100基于由音频信息获取单元140获取的噪声N生成噪声消除信号。音频输出单元110基于根据噪声消除信号生成的音频信号输出音频。从音频输出单元110输出的音频通过声音引导单元120传播,并从另一端122释放,以消除噪声N。
如图3所示,音频信息获取单元140的位置靠近耳道5的入口,即靠近耳膜9。为此,麦克风141可以收集耳膜9附近的音频。当使用麦克风141作为消除点执行噪声消除处理时,实现了高噪声消除性能。此外,耳膜声压获取单元142可以从耳膜9附近获取耳膜9的声压信息。结果,声压信息的精度增加,这有助于提高噪声消除性能。
保持单元130保持音频信息获取单元140和作为从音频输出单元110输出的音频的输出孔的另一端122之间的相对位置关系。即,音频输出单元110和音频信息获取单元140之间的空间的特性(稍后将描述的特性H1)是固定的。结果,可以稳定噪声消除性能。注意,相对位置关系由将声音引导单元120和音频信息获取单元140保持在一起的保持单元130来保持。
接下来,将参考图4至图7描述耳穴开放装置的佩戴位置。在下文中,将假设耳穴开放装置100配备有麦克风141作为音频信息获取单元140来给出描述。
图4是用于描述典型人耳结构的示图。如图4所示,耳廓2在人耳1中形成特定的不均匀性,并从各个方向反射音频,以将反射的音频引导至耳道5。耳道5是音频的通道,并且已经通过耳道5的音频到达耳道5内部的耳膜。在耳道5周围,具有耳轮脚3、耳甲腔4、耳屏6、耳屏间切迹7和对耳屏8。
图5是用于描述到达人耳的噪声N的示图。如图5所示,噪声N从水平方向中所有方向到达人耳1。尽管图5示出了左耳,但同样适用于右耳。麦克风141收集的噪声具有取决于噪声到达方向的频率特性,该噪声到达方向取决于麦克风141的布置。例如,从耳廓2接收的反射的影响在来自用户前方的噪声(即,Y轴正侧)和来自后方的噪声(即,Y轴负侧)之间是不同的。因此,即使来自特定方向的噪声能够充分消除,也可能发生这样的情况,即根据麦克风141的布置,难以充分消除来自其他方向的噪声。这不限于水平方向,并且同样适用于仰角方向。
图6是用于描述根据本实施方式的耳穴开放装置100的麦克风141的布置的示图。图6示出了示出耳道状态的剖视图。如图6所示,耳道5在第一曲线11和第二曲线12的每一个处具有S形弯曲,并且耳膜9位于耳道5的内部。如果空间比耳屏6更靠近耳膜9,则认为上述参考图5描述的频率特性对噪声到达方向的依赖性相对较小。因此,希望麦克风141布置在相比耳屏6更靠近耳膜9的空间中。更具体地,希望麦克风141布置在耳道5内,即,布置在相比耳甲腔4和耳道5之间的边界19更靠近耳膜9的空间内。结果,可以实现特别高的噪声消除性能。
希望麦克风141布置在耳膜9侧与耳甲腔4和耳道5的边界19相距15mm的空间中,或者布置在耳膜9的相对侧与耳甲腔4和耳道5的边界19相距15mm的空间中。换言之,在用户佩戴耳穴开放装置100的状态下,希望保持单元130将麦克风141保持在耳膜9侧与耳甲腔4和耳道5的边界19相距15mm的空间中,或者保持在耳膜9的相对侧与耳甲腔4和耳道5的边界19相距15mm的空间中。在此处,麦克风141的位置处的频率特性和耳膜9的位置处的频率特性之间的差异随着麦克风141接近耳膜9而减小。因此,更希望麦克风141的位置更靠近耳膜9。在这点上,如果空间在耳膜9的相对侧与边界19相距15mm处,频率特性之间的上述差异可以落在允许的范围内,并且可以确保预定的噪声消除性能。此外,在麦克风141设置在耳膜9侧与边界19相距15mm范围内的情况下,与麦克风141设置在耳膜9相对侧远离边界19的空间中的情况相比,麦克风141的位置可以更靠近耳膜9。此外,至少可以防止麦克风141接触耳膜9并损坏耳膜9,并且可以确保安全性。
麦克风位置M-a和M-b在耳膜9侧距离边界19 15mm的空间中。具体地,麦克风位置M-a在耳道5的第一曲线11和第二曲线12之间。麦克风位置M-b在边界19和耳道5的第一曲线11之间。此外,麦克风位置M-c在耳膜9的相对侧距离边界19 15mm的空间中。可以在这些麦克风位置中的任何一个位置确保预定的噪声消除性能。特别地,就频率特性对到达方向的依赖性可以最小化而言,麦克风位置M-a是最理想的。
图7是示出用户佩戴根据本实施方式的耳穴开放装置100的状态的示图。如图7所示,在用户佩戴耳穴开放装置100的状态下,保持单元130抵接在一只耳朵的耳道5的内壁。然后,保持单元130将麦克风141保持在相比耳屏6更靠近耳膜9的空间中,该空间在耳膜9侧远离耳甲腔4和耳道5之间的边界19 15mm。更具体地,保持单元130将麦克风141保持在图6所示的麦克风位置M-a。利用这种布置,麦克风141的位置(即,消除点)可以被设置到与耳膜9的位置的频率特性差异小的位置,并且可以实现高噪声消除性能。注意,保持单元130抵接的位置不限于耳道5的内壁。例如,保持单元130可以抵接耳甲腔4。
<1.5.噪声消除过程的细节>
在下文中,将描述根据本实施方式的使用耳穴开放装置100的噪声消除过程。
(1)经典控制FB方案
首先,将参考图8和图9描述经典控制FB方案。
图8是示出根据本实施方式的使用耳穴开放装置100的经典控制FB方案的噪声消除过程的模型配置示例的示图。如图8所示的模型配置示例中示出的方框的符号指示对应于噪声消除系统中的特定电路部件、电路系统等的特性(即,传递函数)。每当音频信号(或音频)通过每个方框时,应用相应方框中所示的特性。图8至图13所示的方框中的符号具有如下含义。
H1:从驱动器110到麦克风141的空间203的特性
H2:从麦克风141到耳膜的空间205的特性(耳道的空间特性)
M:麦克风141的特性
A:放大器202的特性
D:驱动器110的特性
F:无源隔音元件220的特性
M’:麦克风141的M的模拟特性
A’:放大器202的模拟特性
D’:驱动器110的模拟特性
H’:空间203的模拟特性
A'D'H1'M':内部模型208的特性
-β1:第一FB滤波器201的特性
β2:第二FB滤波器207的特性
E:均衡器213的特性
另外,N表示噪声,M表示音乐信号,P表示耳膜位置处的声压,以及V表示用户的声音(自己的声音)。
麦克风141收集音频并生成音频信号。麦克风141生成的音频信号输入到第一FB滤波器201。
第一FB滤波器201是执行FB方案的噪声消除过程的滤波器电路。第一FB滤波器201基于从麦克风141输入的音频信号,使用麦克风141作为消除点来执行噪声消除过程,并且生成噪声消除信号。已经通过第一FB滤波器201的音频信号输入到放大器202。
放大器202是放大和输出输入的音频信号的功率放大器。放大器202放大并输出从第一FB滤波器201输入的音频信号。已经通过放大器202的音频信号输入到驱动器110。
驱动器110基于输入的音频信号在空间内输出音频。
从驱动器110输出的音频首先通过空间203,然后干扰空间204中的噪声N,以消除噪声N。未消除的噪声N由麦克风141收集。此外,未消除的噪声N穿过开口部分131,穿过空间205,并且到达耳膜位置作为耳膜声压P。
麦克风141是最小化噪声的点(即,消除点)。因此,希望麦克风141的布置位置更靠近耳膜。
在此处,作为比较示例,将参考图9描述耳穴开放装置100被配置为不具有开口部分131的耳塞式耳机(密闭的噪声消除耳塞式耳机)的情况下的噪声消除过程。
图9是示出使用根据比较示例的密闭噪声消除耳塞式耳机的经典控制FB方案的噪声消除过程的模型配置示例的示图。除了设置无源隔音元件220之外,图9所示的模型配置示例与图8所示的模型配置示例相同。在密闭噪声消除耳罩式耳机中,无源隔音元件220(例如,密闭壳体和耳塞)存在于噪声N和麦克风141之间。为此,噪声N被无源隔音元件220的影响衰减,然后被麦克风141收集。换言之,与密闭噪声消除耳塞式耳机相比,在耳穴开放装置100中收集到相对较大的噪声。因此,期望根据本实施方式的耳穴开放装置100使用具有比密闭噪声消除耳塞式耳机更大输出的放大器和驱动器。
在此处,将考虑已经参考图8描述的使用耳穴开放装置100的经典控制FB方案的噪声消除过程。
首先,输入到驱动器110的音频信号被定义为y。然后,麦克风141位置处的声压P由以下公式(A1)定义。
P=(N+yDH1)H2 (A1)
音频信号y由以下公式(A2)定义。
{-β1M(yDH1+N)}A=y
-β1AMDH1y-β1AMN=y
{1+β1AMDH1}y=-β1AMN
声压P由以下公式(A3)从公式(A1)和(A2)中导出。
P=(N+yDH1)H2
在此处,公式(A3)中与噪声N相关的系数也称为灵敏度函数。第一FB滤波器201的特性β1是可设计的参数。随着β1最大化,灵敏度系数的分母最大化,灵敏度系数最小化,从而声压P最小化。即,随着β1最大化,耳膜位置处的声压降低,并且更大程度地消除噪声。
(2)内部模型控制FB方案
接下来,将参考图10描述内部模型控制FB方案(模型间控制(IMC)方案)。
图10是示出根据本实施方式的使用耳穴开放装置100的内部模型控制FB方案的噪声消除过程的模型配置示例的示图。图10所示的模型配置示例与图8所示的模型配置示例的不同之处在于,提供了第二FB滤波器207来代替第一FB滤波器201,并且提供了内部模型208和加法器206。在下文中,将主要描述与图8所示的模型配置示例的差异。
第二FB滤波器207是执行FB方案的噪声消除过程的滤波器电路。第二FB滤波器207基于输入的音频信号使用麦克风141作为消除点来执行噪声消除过程,并生成噪声消除信号。已经通过第二FB滤波器207的音频信号输入到放大器202,并且也输入到内部模型208。
内部模型208对应于耳穴开放装置100的内部模型。内部模型是信号处理内部路径,并且是具有模拟辅助路径的特性的模型。注意,辅助路径是从辅助声源到误差麦克风的物理空间传输特性。本文的内部模型208具有模拟从第二FB滤波器207输出的噪声消除信号从驱动器110输出并由麦克风141收集并返回到第二FB滤波器之前的特性的特性。图10所示的模型配置示例中的内部模型208具有A'D'H1'M'的特性。已经通过内部模型208的音频信号输入到加法器206。加法器206从麦克风141生成的音频信号中减去已经通过内部模型208的音频信号,以执行合成。合成的信号输入到第二FB滤波器207。
(3)经典控制FB方案与内部模型控制FB方案的组合
接下来,将参考图11描述经典控制FB方案和内部模型控制FB方案组合使用的情况。
图11是示出根据本实施方式的使用耳穴开放装置100利用经典控制FB方案和内部模型控制FB方案的噪声消除过程的模型配置示例的示图。通过将第一FB滤波器(特性:-β1)和加法器209添加到图10所示的模型配置示例中,获得图11所示的模型配置示例。在下文中,将主要描述新添加到图10所示的模型配置示例中的构成元件。
从麦克风141输入的音频信号输入到加法器206,并且还输入到第一FB滤波器201。如上所述,第一FB滤波器201基于输入的音频信号生成噪声消除信号。
已经通过第一FB滤波器201和第二滤波器207中的每一个的音频信号输入到加法器209以被合成。合成的信号输入到内部模型208,并经由放大器202从驱动器110输出。
尽管上文已经描述了FB方案的噪声消除过程,但是本技术不限于该示例。耳穴开放装置100可以与FB方案的噪声消除过程一起或代替FB方案的噪声消除过程来执行FB方案的噪声消除过程。在这种情况下,期望耳穴开放装置100在用户佩戴时预先测量音频特性,并设置FF滤波器的特性。
(4)音乐再现中的处理
图12是示出根据本实施方式的在使用耳穴开放装置100进行音乐再现期间经典控制FB方案的噪声消除过程的模型配置示例的示图。在图12所示的模型配置示例中,内部模型208、加法器210和加法器211添加到图8所示的模型配置示例中,并且另外输入音乐信号M。在下文中,将主要描述新添加到图8所示的模型配置示例中的构成元件。
音乐信号M输入到内部模型208和加法器211。已经通过内部模型208的音乐信号输入到加法器210。此外,麦克风141生成的音频信号被输入到加法器210。加法器210从麦克风141生成的音频信号中减去已经通过内部模型208的音乐信号,以执行合成。然后,合成信号输入到第一FB滤波器201。已经通过第一FB滤波器201的音频信号输入到加法器211。加法器211合成已经通过第一FB滤波器201的音频信号和音乐信号M。经由放大器202从驱动器110输出合成的信号。
以这种方式,在该噪声消除过程中,在从麦克风141输出的含噪声音频信号中减去音乐信号分量之后,应用FB滤波器。结果,可以防止需要再现的音乐与噪声一起被减少。
(5)自己的声音提取中的处理
信号处理单元151基于由用于双耳的一对音频信息获取单元140中的每一个获取的音频信息提取用户自己的声音,并将提取的用户声音与噪声消除信号合成。当收集到包括用户自己声音的噪声时,噪声消除信号包括消除用户自己声音的分量。在这点上,当用户自己的声音与噪声消除信号合成时,在耳朵处输出用户自己的声音。因此,可以防止用户感觉不舒服,好像他/她的声音随着噪声和他/她的声音变得遥远而被消除。在下文中,将参考图13详细描述提取自己的声音并将提取的声音与噪声消除信号合成的过程。
图13是示出根据本实施方式的使用耳穴开放装置100的经典控制FB方案的噪声消除过程的模型配置示例的示图,该经典控制FB方案包括自己的声音的提取。通过将自己声音提取单元212、均衡器213、加法器214和空间215添加到图8所示的模型配置示例,而获得图13所示的模型配置示例。输入的噪声N是通过在空间215中合成噪声源NS和用户的声音V(即,自己的声音)而获得的音频。然而,图13所示的模型配置示例示出了左耳侧的模型配置示例,而没有示出右耳侧。在下文中,将主要描述图13所示的模型配置示例中新添加到图8所示的模型配置示例中的构成元件。
用于左耳的麦克风141收集已经通过空间204的噪声N,并生成音频信号。同样适用于右耳。由左麦克风和右麦克风141生成的音频信号输入到自己声音提取单元212。自己声音提取单元212基于输入的音频信号提取自己声音V。例如,自己声音提取单元212通过从输入的音频信号中提取同相信号分量来提取自己声音V。自己声音提取单元212向左加法器和右加法器214输出指示提取的自己声音V的音频信号。
另一方面,麦克风141生成的音频信号也输入到第一FB滤波器201。由第一FB滤波器201生成的噪声消除信号输入到加法器214。此外,音乐信号M输入到均衡器213。均衡器213基于特性E调整输入的音乐信号M的声音质量。已经通过均衡器213的音乐信号输入到加法器214。
加法器214合成从自己声音提取单元212、第一FB滤波器201和均衡器213中的每一个输入的音频信号。合成的信号经由放大器202从驱动器110输出。
结果,即使已经通过开口部分131的自己声音V被噪声消除信号抵消,但由自己声音提取单元212提取的自己声音V也从驱动器110输出。结果,可以防止用户感觉不舒服,好像他/她的声音随着噪声和他/她的声音变得遥远而被消除。
注意,除了由保持单元130保持的麦克风141之外,耳穴开放装置100还可以包括被配置为收集用户自己的声音的麦克风,作为音频信息获取单元140。例如,耳穴开放装置100可以包括在图1所示的夹紧部分123附近的麦克风。在这种情况下,自己声音提取单元212基于麦克风生成的音频信号提取用户的声音。结果,自己声音提取单元212能够以更高的准确度提取用户的声音。
<1.6.基于耳膜的声压信息的噪声消除过程>
耳穴开放装置100可以基于耳膜声压信息执行噪声消除过程。在这种情况下,音频信息获取单元140获取耳膜声压信息,作为音频信息。然后,信号处理单元151基于耳膜声压信息而不是麦克风141生成的音频信号来执行噪声消除过程。当然,信号处理单元151可以使用麦克风141生成的音频信号和耳膜声压获取单元142获取的耳膜声压信息来执行噪声消除过程。在下文中,将假设耳穴开放装置100配备有耳膜声压获取单元142作为音频信息获取单元140来给出描述。
(1)耳膜声压获取单元142的配置
耳膜声压获取单元142具有获取耳道或耳膜的振动信息并基于获取的振动信息获取消除点的声压信息的功能。
具体地,耳膜声压获取单元142传输透射波、获取作为反射的透射波的反射波,并获取指示反射点处的位移或速度的振动信息。在反射波中,出现与反射点的移动速度成比例的频率变化。具体地,当物体接近时,反射波的频率增加,而当物体移远时,频率降低。耳膜声压获取单元142基于透射波和反射波之间的频率差来估计反射点的位移或速度。透射波传输到耳道或耳膜,并且在耳道或耳膜中的任意反射点被反射。反射点可以与消除点相同或不同。
例如,耳膜声压获取单元142可以由激光测距装置实现,并且透射波可以是激光。此外,耳膜声压获取单元142可以由超声波距离测量装置实现,并且在这种情况下,透射波是超声波。然而,从干涉的角度来看,透射波理想地是激光器。在使用激光器的情况下,优点在于原则上不会发生麦克风141收集到风噪声。注意,激光光源可以间歇发光,来代替连续发光。此外,发光频率可以等于与反射波获取相关的采样率。结果,可以降低功耗。在下文中,将假设耳膜声压获取单元142由激光测距装置实现来给出描述。
耳膜声压获取单元142还可以测量耳膜声压获取单元142和反射点之间的距离。例如,激光测距装置基于从发射激光到接收到从反射点反射的激光的时间来测量激光测距装置和反射点之间的距离。这种测量方法也称为飞行时间(ToF)方案。注意,至少传输透射波和接收接收波的装置由耳膜声压获取单元142中的保持单元130保持就足以,并且对基于振动信息估计和获取耳膜声压的装置的布置没有特别限制。
消除点是耳膜上的一个点。即,耳膜声压获取单元142获取耳膜声压信息。由于耳膜声压信息用于噪声消除过程,所以可以实现高噪声消除性能。
反射点最好也是耳膜上的一个点。在这种情况下,直接获取耳膜振动信息,因此,耳膜声压获取单元142可以基于耳膜振动信息获取耳膜声压信息。因此,可以高精度地估计耳膜声压信息。
另一方面,反射点可以在耳道的内壁上。在这种情况下,耳膜声压获取单元142基于耳道内壁上的两个或更多点的振动信息来估计耳膜声压信息。例如,耳膜声压获取单元142参考在耳道内壁的振动和耳膜的振动之间具有相关性的模型,以基于耳道内壁上两个或更多点的振动信息来估计耳膜振动信息。然后,基于耳膜的振动信息的估计结果来估计耳膜声压信息。结果,即使当耳膜没有被激光直接照射时,也可以使用耳膜声压信息执行噪声消除过程。另外,耳膜声压获取单元142可以测量耳膜振动信息和耳道内壁的振动信息,并且基于这些测量结果估计耳膜位置的声压信息。在这种情况下,可以以更高的精度估计耳膜位置的声压信息。
此外,耳膜声压获取单元142可以基于耳道内壁的振动信息来测量由于身体传导而自生的声音(例如,自己的声音)。除了耳道内壁的振动信息之外,耳膜声压获取单元142还可以基于左右空气传播声波信息来测量自生声音。
注意,反射点是耳膜还是耳道内壁可以基于例如指示稍后将描述的三维形状的信息来确定。
在下文中,将参考图14至图17详细描述使用实现为激光测距装置的耳膜声压获取单元142进行距离测量的状态。
图14是示出用户左耳的耳道内部状态的剖视图。如图14所示,耳膜振动表面14相对于耳道的下壁13形成预定角度。在成人的情况下,耳膜振动表面14相对于耳道的下壁13形成大约50°的角度。
图15至图17是示出图14所示的用户左耳的耳道内部被耳穴开放装置100用激光照射的状态的示图。图15是从与图14相同的角度看的示图,图16是从Z轴正方向向下看向Z轴负方向的示图,图17是从X轴正方向和Z轴正方向之间的中间附近朝向原点看的示图。如图15至图17所示,耳膜声压获取单元142(激光测距装置)用激光器16照射耳膜9。如图15和图16所示,激光器16的照射方向17和耳膜9的振动方向15可以彼此相交成特定角度。为了准确估计耳膜9的声压信息,需要校正该角度差。角度差的校正可以通过逻辑计算来执行,或者可以通过后面将要描述的激光照射方向的物理控制来执行。
如图15和图16所示,期望的是,保持单元130将耳膜声压获取单元142保持在耳道5的内壁不在耳膜声压获取单元142和耳膜9之间的直线上的位置。换言之,期望耳膜声压获取单元142保持在耳膜声压获取单元142和耳膜9之间没有障碍的位置。结果,可以将从耳膜声压获取单元142发射的激光直接反射到耳膜9上的一个点。
(2)耳膜声压获取过程
在下文中,将参考图18至图20描述耳膜声压获取过程。
第一示例
图18是用于描述根据本实施方式的耳膜声压估计过程的模型配置示例的示图。
激光二极管230生成并发射激光。从激光二极管230发射的激光被分束器231分成两个方向,并且其一个光束穿过分束器232和聚焦透镜233并到达耳膜9。被耳膜9反射的激光穿过聚焦透镜233,被分束器232和反射镜234反射,穿过分束器237,并输入到光电转换器238。
另一方面,从激光二极管230发射并被分束器231分开的激光的另一光束输入到光学频率转换器236。由参考频率振荡器235以参考频率振荡的信号也输入到光学频率转换器236。光学频率转换器236将从激光二极管230发射的激光的频率调制到参考频率,并输出参考频率。从光学频率转换器236输出的激光被分束器237反射并输入到光电转换器238。
已经通过分束器237的激光被光电转换器238转换成光强度信号。光强度信号指示用参考频率调频的耳膜振动频率。光强度信号由频率电压转换器239转换成频域信号,转换后的信号经过带限滤波器240并输入到速度/加速度转换器241。在由带限滤波器240进行带限滤波处理之后的信号是耳膜振动速度信号。速度/加速度转换器241基于耳膜速度信号将耳膜速度转换成耳膜加速度,并将指示耳膜加速度的信号输出到耳膜声压估计单元242。耳膜声压估计单元242基于耳膜加速度来估计耳膜声压(耳膜9的声压信息)。注意,耳膜声压由以下公式估算。
耳膜声压PD=K·a。
在此处,a[m/s2]是由速度/加速度转换器241获得的加速度信号。K[kg/m2]是由耳膜的面积、质量和张力、基于激光进入耳膜的入射角的校正系数等组成的常数。注意,耳膜声压获取过程的至少一部分可以由数字电路执行。例如,速度/加速度转换器241和耳膜声压估计单元242的处理可以由数字电路执行。此外,耳膜声压估计单元242可以包括作为速度/加速度转换器241的功能。
第二示例
耳朵的形状(尤其是耳道的形状和耳膜的布置)因人而异。因此,在用户佩戴耳穴开放装置100的状态下,激光照射点(即,反射点)不一定位于耳膜的中心。
因此,耳膜声压获取单元142可以另外基于指示用户耳道的三维形状的信息来估计耳膜的声压信息。例如,耳膜声压获取单元142基于指示耳道的三维形状的信息来控制激光照射方向,并且使用耳膜作为反射点。结果,可以直接估计耳膜声压,从而可以提高精确度。
耳膜声压获取单元142通过扫描耳道同时改变透射波的传输方向,来获取指示耳道的三维形状的信息。具体地,耳膜声压获取单元142在依次改变激光照射方向的同时测量距离,从而获取耳膜声压获取单元142和反射点之间的距离图,作为扫描结果。该距离图是指示参考耳膜声压获取单元142的耳道的三维形状的信息。
图19是示出根据本实施方式的使用耳穴开放装置100扫描耳道的状态的示图。如图19所示,从耳膜声压获取单元142发射激光16,同时改变照射方向。耳穴开放装置100获取指示用激光照射的范围18的三维形状的信息。因此,例如,耳膜声压获取单元142可以搜索耳膜9可以被激光直接照射的方向。
用于获取指示耳道三维形状的信息的机构可以实现为例如MEMS(微机电系统)扫描仪。在下文中,将参考图20描述使用MEMS扫描仪估计耳膜声压的过程。
图20是用于描述根据本实施方式的耳膜声压估计过程的模型配置示例的示图。图20所示的模型配置示例包括在图18所示的模型配置示例中的分束器232和聚焦透镜233之间的MEMS扫描仪243。MEMS扫描仪243用作照射角度校正单元,其校正并输出输入的激光的照射角度。MEMS扫描仪243可以改变从分束器232输入的激光的照射方向。耳膜声压获取单元142通过控制MEMS扫描仪243依次改变激光照射方向来获取指示耳道的三维形状的信息。然后,耳膜声压获取单元142控制MEMS扫描仪243,使得基于指示耳道的三维形状的信息,在耳膜成为反射点的方向上发射激光。
(3)利用指示三维形状的信息
个人认证
认证单元155可以基于由耳膜声压获取单元142获取的指示耳道的三维形状的信息来认证用户。例如,认证单元155比较预先存储的指示用户耳道的三维形状的信息的特征量和由耳膜声压获取单元142获取的指示耳道的三维形状的信息的特征量。认证单元155基于比较结果确定佩戴用户是否匹配预先注册的用户。由于耳道的形状因人而异,所以认证是可行的。由于甚至一个人的人耳也具有不同的左耳和右耳形状,所以认证单元155可以通过对左耳和右耳执行上述比较来进一步提高认证精度。信号处理单元151可以基于认证结果执行信号处理。例如,信号处理单元151可以使用为每个用户预先设置的滤波器特性来执行噪声消除过程。
在下文中,将参考图21描述使用指示耳道的三维形状的信息的个人认证过程。
图21是示出由根据本实施方式的耳穴开放装置100和终端装置执行的个人认证处理的流程示例的顺序图。如图21所示,在该顺序中涉及耳穴开放装置100和终端装置800。终端装置800是任意装置,例如,智能手机、平板终端和代理装置。
如图21所示,用户尚未佩戴耳穴开放装置100,并且耳穴开放装置100处于佩戴待机状态(步骤S102)。此外,终端装置800没有连接到耳穴开放装置100,并且处于连接待机状态(步骤S104)。
如图21所示,耳穴开放装置100首先确定测量的距离是否在预定值内(步骤S106)。本文的预定值例如是耳道长度的最大值。如果所测量的距离在预定值内,则可以理解,至少在耳道中进行距离测量。当确定测量的距离不在预定值内时(步骤S106/否),处理再次返回到步骤S106,并且继续佩戴待机状态。
另一方面,当确定测量的距离在预定值内时(步骤S106/是),耳穴开放装置100获取指示耳道的三维形状的信息并提取特征量(步骤S108)。
接下来,耳穴开放装置100将提取的特征量与预先存储的特征量进行比较,并确定两个特征量是否匹配(S110)。当确定两个特征量不匹配时(步骤S110/否),处理再次返回步骤S106。
当确定两个特征量匹配时(步骤S110/是),耳穴开放装置100向终端装置800传输指示已经完成用户认证的认证信息(步骤S112)。终端装置800从耳穴开放装置100接收并确认认证信息(步骤S114),执行连接处理,并且向耳穴开放装置100传输连接完成通知(步骤S116)。结果,终端装置800变成连接完成状态。耳穴开放装置100从终端装置800接收连接完成通知(步骤S118)。结果,耳穴开放装置100变成连接完成状态。
佩戴检测
操作控制单元153基于由耳膜声压获取单元142获取的指示三维形状的信息来确定是否佩戴耳穴开放装置100。例如,当耳膜声压获取单元142获得的测量距离在预定值内时,操作控制单元153确定佩戴耳穴开放装置100,并且当测量的距离超过预定值时,确定未佩戴耳穴开放装置100。本文的预定值例如是耳道长度的最大值。然后,操作控制单元153基于确定结果控制耳穴开放装置100的操作。例如,当确定佩戴耳穴开放装置100时,操作控制单元153可以使得信号处理单元151开始生成噪声消除信号。此外,当确定佩戴耳穴开放装置100时,操作控制单元153可以使得驱动器110开始输出输出信号。结果,当用户佩戴耳穴开放装置100时,耳穴开放装置100的操作自动开始,从而减轻了用户的操作负担。另外,当确定没有佩戴耳穴开放装置100时,操作控制单元153可以停止噪声消除信号的生成和输出信号的输出。结果,耳穴开放装置100的操作在非佩戴状态下停止或部分停止,从而可以防止浪费功耗。
再现声音的校正
信号处理单元151可以基于指示耳道的三维形状的信息来调整从驱动器110输出的输出信号的声音质量。例如,信号处理单元151基于指示耳道的三维形状的信息,执行衰减具有过度混响频率的声音并强调具有过度降低频率的声音的过程。结果,可以响应于用户耳道的三维形状向用户提供最佳声音质量。
(4)其他
啸声消除器
耳穴开放装置100可以检测麦克风141收集驱动器110输出的音频时发生的啸声。然后,当检测到啸声时,耳穴开放装置100可以停止或暂时停止来自驱动器110的输出或噪声消除过程,并通知停止佩戴。此外,啸声已经发生的情况可以经由稍后将描述的无线通信单元170传输到外部。
校准信号
耳穴开放装置100从驱动器110输出预定的校准信号,并且通过麦克风141收集校准信号,使得可以获得从驱动器110到麦克风141的传输特性。这种传输特性取决于耳朵形状和每个佩戴者的佩戴状态。因此,耳穴开放装置100可以通过实际测量在用户佩戴状态下从驱动器110到麦克风141的传输特性来执行驱动器110的更合适的输出配置。此外,耳穴开放装置100可以使用输出信号和从麦克风141收集的实际音频信号自适应地配置输出配置。
<1.7.总结>
上面已经详细描述了第一实施方式。如上所述,根据第一实施方式的耳穴开放装置100通过开口部分131使耳穴向外开放,同时使用抵接耳甲腔或耳道内壁的保持单元130将音频信息获取单元140保持在相比耳屏更靠近耳膜的空间中,音频信息获取单元140获取音频信息。然后,耳穴开放装置100基于由音频信息获取单元140获取的音频信息生成噪声消除信号。例如,耳穴开放装置100使用音频信息获取单元140的位置或耳膜位置作为消除点来执行噪声消除过程。由于耳膜附近的位置或耳膜是消除点,所以可以实现高噪声消除性能。
由于耳穴开放装置100配备有通过这种有源处理的噪声消除功能,所以显示了各种效果。在下文中,将通过具体示例描述本实施方式中显示的效果。
例如,办公室等充满比说话声音更低频率的噪声,例如,办公室中的空调声音和从办公室外部漏入的火车或汽车的行驶声音。耳穴开放装置100消除了这种噪声。在这种情况下,佩戴耳穴开放装置100的用户可以更顺畅地与其他人通讯,并且减轻了精神负荷和身体负荷。
此外,诸如说话声音之类的中频频带不会受到噪声消除的影响,说话声音不会消除,并且由于耳穴开放,说话声音还会原样到达耳膜。为此,佩戴耳穴开放装置100的用户不需要每次都移除耳穴开放装置100来进行对话。
此外,由于耳穴开放,耳道内外的空气可以自由移动。为此,耳穴开放装置100几乎不会给用户带来由耳道中的湿度和温度引起的不适。因此,用户可以长时间佩戴耳穴开放装置100。
此外,耳穴开放装置100可以通过在输出音乐或声音时降低环境噪声来增加信噪比。这意味着即使音乐或声音具有相同的音量,用户也可以容易地听到目标声音。换言之,为了保持相同的信噪比而需要输出的音乐或声音的音量得到抑制。因此,可以减少由耳穴开放装置100输出的音乐或声音泄漏到周围。
此外,由于耳穴开放,所以不会强调用户自己的声音(自己的声音)、跳动声、咀嚼声、吞咽时生成的声音、血流声、呼吸声、行走期间通过身体传输的振动声、线缆等的沙沙声以及耳塞与耳道接触的部分的摩擦声等。
<<2.第二实施方式>>
第二实施方式涉及使用音频处理装置(耳罩式耳机)的噪声消除过程,该音频处理装置具有设置在耳道入口附近的麦克风。
<2.1.技术问题>
首先,将描述使用根据比较示例的耳罩式耳机的噪声消除过程,并且将参考图22至27描述该实施方式的技术问题。
图22是示出配备有FB-NC功能的耳罩式耳机380-1的配置示例的示图。如图22所示,配备有FB-NC功能的耳罩式耳机380-1包括壳体381和耳垫382。壳体381和耳垫382覆盖(通常密闭)佩戴配备有FB-NC功能的耳罩式耳机380-1的用户的一只耳朵。壳体381容纳有配置用于信号处理的各种装置,例如,驱动器(扬声器)383、FB-NC麦克风384和FB滤波器385(特性:-β)。
FB-NC麦克风384收集环境声音并生成音频信号。FB滤波器385基于由FB-NC麦克风384生成的音频信号,通过FB方案的噪声消除处理生成噪声消除信号。驱动器383基于由FB滤波器385生成的噪声消除信号输出音频。结果,可以消除使用无源隔音元件,例如,壳体381、耳垫382和用户头部无源隔音后的噪声。将参考图23详细描述该噪声消除过程。
图23是示出使用配备有图22所示的FB-NC功能的耳罩式耳机380-1的噪声消除过程的模型配置示例的示图。如图23所示的模型配置示例中示出的方框的符号指示对应于噪声消除系统中的特定电路部分、电路系统等的特性(即传输函数)。各个符号的含义如下。
H:从驱动器383到FB-NC麦克风384的空间392的空间特性
M:FB-NC麦克风384的特性
A:放大器391的特性
D:驱动器383的特性
F:无源隔音元件393的特性
-β:FB滤波器385的特性
此外,N表示噪声,而P表示耳膜位置处的声压。
如图23所示,由FB-NC麦克风384生成的音频信号输入到FB滤波器385。FB滤波器385基于输入的音频信号生成噪声消除信号。由FB滤波器385生成的噪声消除信号被放大器391放大并从驱动器383输出。从驱动器383输出的音频通过空间392,然后,干扰已经通过空间394中的无源隔音元件393的噪声N,以消除噪声N。未消除的噪声N由FB-NC麦克风384收集,并传输到耳膜作为耳膜位置声压P。
消除点是FB-NC麦克风384的位置。当针对FB-NC麦克风384的位置处的残留信号r(残留噪声)计算灵敏度函数时,获得以下公式。
如公式(B1)所示,通过增加NC滤波器β来最小化灵敏度函数。
在此处,FB滤波器385包括ADC和DAC。通过抑制由系统延迟(例如,由ADC和DAC引起的数字处理延迟)引起的影响,FB-NC的性能得到改善。另一方面,作为导致延迟的参数,除了系统延迟之外,还存在音频空间中的距离延迟。这种距离延迟也会影响FB-NC的性能。
图24是示出对应于从耳罩式耳机驱动器到FB-NC麦克风的距离的相位特性的示例的曲线图。图24示出了当耳罩式耳机驱动器到FB-NC的距离为20mm、50mm或100mm时的相位特性。如图24所示,相位旋转随着耳罩式耳机驱动器到FB-NC的距离增加而增加。然后,随着相位旋转的增加,FB-NC的极限性能劣化。通过上面,可以看出,希望减小驱动器和FB-NC之间的距离,以防止由距离延迟引起的FB-NC的性能劣化。
在配备有图22所示的FB-NC功能的耳罩式耳机380-1中,FB-NC麦克风384在壳体381内布置在靠近驱动器383的位置。因此,上述距离延迟很小。然而,FB-NC麦克风384的位置远离耳膜9的位置,耳膜9的位置是声压(由噪声引起的声压)理想地最小化的点。为此,在FB-NC麦克风384的位置处的声压的最小化不一定导致耳膜9的位置处声压的最小化。即,存在FB-NC性能可能劣化的风险。
理想地,考虑通过在耳膜9的位置布置FB-NC麦克风可以消除上述距离延迟。将参考图25描述这种配备有FB-NC功能的这种耳罩式耳机。
图25是示出配备有FB-NC功能的耳罩式耳机380-2的示例的示图。如图25所示,配备有FB-NC功能的耳罩式耳机380-2具有设置在耳膜9附近的FB-NC麦克风384。为此,在FB-NC麦克风384的位置处的声压的最小化容易导致耳膜9的位置处的声压的最小化,并且可以抑制FB-NC性能的劣化。然而,由于驱动器383和FB-NC麦克风384之间的距离较大,因此存在由于上述距离延迟的影响而导致FB-NC的性能劣化的风险。
总之,从该距离得到的相位延迟较小,但是根据图22所示的FB-NC麦克风384的布置,耳膜位置处的声压并不总是最小化。另一方面,反馈耳膜位置处的声压,但是根据图25所示的FB-NC麦克风384的布置,从该距离得到的相位延迟较大。
如上所述,为了提高耳罩式耳机中FB-NC的性能,可以考虑以下两条指导方针,但这些指导方针在假设驱动器位置固定的情况下相互矛盾。
第一指导方针:减少距离延迟:将FB-NC麦克风设置为靠近驱动器
第二指导方针:将消除点设置在耳膜附近:将FB-NC麦克风设置为远离驱动器。
因此,在本实施方式中提出了消除矛盾的噪声消除过程的机制。具体地,在本实施方式中提出了用于噪声消除过程的机制,除了使用安装在驱动器附近的FB-NC麦克风之外,该机制还使用安装在耳膜位置附近的误差麦克风。根据该机制,可以使用误差麦克风最小化靠近耳膜位置的消除点处的声压,同时使用FB-NC麦克风抑制距离延迟。
配备有NC功能的耳罩式耳机不仅包括上述FB型,还包括FF型以及FB和FF的组合型。一般来说,具有组合型NC功能的耳罩式耳机在这些类型中具有最高的NC性能。作为参考,将参考图26和图27描述配备有组合型NC功能的耳罩式耳机。
图26是示出配备有组合型NC功能的耳罩式耳机380-3的配置示例的示图。如图26所示,除了图22所示的耳罩式耳机380-1的配置之外,配备有组合型NC功能的耳罩式耳机380-3还包括FF-NC麦克风386和FF滤波器387,FF滤波器387对于FF-NC具有特性-α。
图27是示出使用配备有图26所示的组合型NC功能的耳罩式耳机380-3的噪声消除过程的模型配置示例的示图。在图27所示的模型配置示例中,用于FF-NC的构成元件添加到图23所示的模型配置示例中。在下文中,将描述这种添加的方框。添加方框中的符号具有如下含义。
M1:FB-NC麦克风384的特性
M2:FF-NC麦克风386的特性
-α:FF滤波器387的特性。
如图27所示,基于由FF-NC麦克风386收集的噪声N生成的音频信号输入到FF滤波器387。FF滤波器387基于输入的音频信号通过FF方案的噪声消除过程生成噪声消除信号。加法器395合成由FF滤波器387生成的噪声消除信号和由FB滤波器385生成的噪声消除信号,以生成合成的信号。合成的信号经由放大器391从驱动器383输出。从驱动器383输出的音频通过空间392,然后,干扰已经通过空间394中的无源隔音元件393的噪声N,以消除噪声N。未消除的噪声N由FB-NC麦克风384收集,并传输到耳膜作为耳膜位置声压P。
<2.2.耳罩式耳机的外部配置>
在下文中,将参考图28至图30描述根据本实施方式的音频处理装置(耳罩式耳机)的外部配置的示例。
图28和图29是用于描述根据本实施方式的耳罩式耳机300的外部配置的示例的示图。图28示出了用户佩戴耳罩式耳机300的状态下的外部配置。图29示出了从图28所示的内部空间30观察的图28所示的耳罩式耳机300的外部配置。在下文中,将主要参考图28描述耳罩式耳机300的外部配置。
如图28所示,耳罩式耳机300包括壳体301和耳垫302。佩戴耳罩式耳机300的用户的一只耳朵被壳体301和耳垫302覆盖(通常是密闭的)。壳体301容纳有被配置用于信号处理的各种装置,例如,音频输出单元310、音频输入单元320-1和320-2以及滤波器电路。耳垫302在接触表面302a处与用户的头部接触。耳垫302使用诸如海绵等弹性体形成,并且在根据用户的头部变形的同时与用户的头部紧密接触,并且形成内部空间30。内部空间30是由壳体301、耳垫302和用户头部形成的空间。内部空间30可以是与外部空间31隔离的密闭空间或者可以连接到外部空间31,外部空间31是在外面的空间。无源隔音元件(例如,壳体301、耳垫302和用户头部)进行无源隔音后的噪声到达内部空间30。壳体301的壁部301a与内部空间30接触,壳体301的外壁部301b与外部空间31接触。
音频输出单元310基于音频信号向空间输出音频。音频输出单元310也可以称为驱动器。驱动器310设置在壳体301中。然后,驱动器310向内部空间30输出音频,内部空间30是比壳体301更靠近耳膜的空间。例如,驱动器310基于根据声音收集结果生成的噪声消除信号将音频输出到空间,由音频输入单元320-1至320-3获得声音收集结果。结果,可以消除已经到达内部空间30的噪声。
音频输入单元320(320-1至320-3)收集环境声音并生成音频信号。如图28所示,在用户佩戴的状态下,三个音频输入单元320设置在用户的一侧耳朵上。
音频输入单元320-1是为FB-NC执行声音收集的麦克风(即,FB-NC麦克风)。在用户佩戴耳罩式耳机300的状态下,FB-NC麦克风320-1设置在距用户的耳膜9的距离比音频输入单元320-2短并且比音频输入单元320-3长的位置。更具体地,FB-NC麦克风320-1设置在通过屏蔽物体收集噪声的位置,即,在用户佩戴耳罩式耳机300的状态下经受无源隔音之后。此外,期望FB-NC麦克风320-1设置在用户的耳膜9和驱动器310之间。本文的屏蔽物体是无源隔音元件,并且对应于壳体301、耳垫302和用户的头部。如图28所示,FB-NC麦克风320-1在内部空间30侧设置在壳体301的壁部301a上。然后,FB-NC麦克风320-1收集内部空间30的音频并生成音频信号。此时收集的音频包含经由无源隔音元件无源隔音后的噪声。FB-NC麦克风320-1对应于第一音频输入单元,并且由FB-NC麦克风320-1生成的音频信号也可以称为第一音频信号。由FB-NC麦克风320-1生成的音频信号输入到FB滤波器,并用于生成噪声消除信号。
音频输入单元320-2是为FF-NC执行声音收集的麦克风(即,FF-NC麦克风)。此外,在用户佩戴耳罩式耳机300的状态下,FF-NC麦克风320-2设置在离用户的耳膜9的距离最长的位置。更具体地,在用户佩戴耳罩式耳机300的状态下,FF-NC麦克风320-2设置在收集噪声而不穿过屏蔽物体的位置,即,不经受无源隔音。如图28所示,FF-NC麦克风320-2在外部空间31侧设置在壳体301的壁部301b上。然后,FF-NC麦克风320-2收集外部空间31的音频并生成音频信号。此时收集的音频包含已经到达外部空间31的噪声。FF麦克风320-2对应于第二音频输入单元,由FF麦克风320-2生成的音频信号也可以称为第二音频信号。在此处,FF-NC麦克风320-2可以暴露于外部空间31,或者不必暴露于外部空间31。例如,FF-NC麦克风320-2可以嵌入在壳体301中,并且可以收集环绕声音或通过诸如布之类的遮盖件透过的声音。由FF-NC麦克风320-2生成的音频信号输入FF滤波器并用于生成噪声消除信号。
在用户佩戴耳罩式耳机300的状态下,音频输入单元320-3是被设置成与壳体301间隔开的音频输入单元,并且是设置在耳道5的入口附近的麦克风(以下也称为耳道麦克风)。在用户佩戴耳罩式耳机300的状态下,耳道麦克风320-3设置在距用户的耳膜9的距离最短的位置。在用户佩戴耳罩式耳机300的状态下,耳道麦克风320-3设置在通过屏蔽物体来收集噪声的位置。如图28所示,耳道麦克风320-3设置在内部空间30中。在此处,耳道麦克风320-3由保持单元303保持在用户的耳道5的入口附近。然后,耳道麦克风320-3收集在无源隔音元件进行无源隔音之后的噪声,并生成音频信号。耳道麦克风320-3对应于第三音频输入单元,并且耳道麦克风320-3生成的音频信号也可以称为第三音频信号。耳道麦克风320-3生成的音频信号用于生成噪声消除信号。
保持单元303接合于耳道5的入口附近(例如,耳屏间切迹),并且将耳道麦克风320-3保持在耳道5的入口附近。耳道麦克风320-3的外径形成为比耳穴的内径小得多。因此,即使在耳道麦克风320-3被保持单元303保持在耳道5的入口附近的状态下,收听者的耳穴也不会堵塞。
此外,保持单元303包括开口部分304,即使在保持单元保持耳道麦克风320-3的状态下,开口部分304也使耳道5的入口(耳穴)向外开放。外部是噪声被无源隔音的空间,并且是内部空间30。在图28所示的示例中,保持单元303是环形结构,耳道麦克风320-3设置在沿环形内方向设置的杆状第一支撑构件305在环中心附近相组合的部分中,并且环形结构的所有其他部分是开口部分304。杆状第一支撑构件305轻微弯曲,并且多个第一支撑构件305和保持单元303形成保持单元303作为分离平面的半球形形状。在用户佩戴耳罩式耳机300的状态下,保持单元303抵接用户一只耳朵的耳甲腔4的内壁或用户一只耳朵的耳道5。然后,保持单元303将耳道麦克风320-3保持在相比耳屏6更靠近耳膜9的空间中。保持单元303的这种配置与根据第一实施方式的保持单元130的配置相同。注意,保持单元303不限于环形结构,并且可以具有能够设置耳道麦克风320-3的任意形状,只要提供中空结构即可。保持单元303的形状的示例在图30中示出。图30是示出根据本实施方式的耳罩式耳机300的保持单元303的形状的示例的示图。如图30所示,保持单元303A具有环形结构,保持单元303B具有环形结构,从该环形结构切割并移除了一部分,并且保持单元303C具有分成三部分的环形结构。以这种方式,保持单元303的形状可以是环形结构或其类似类型。
第二支撑构件306是一端连接到壳体301而另一端连接到保持单元303的结构。如图28所示,第二支撑构件306可以是弯曲成S形的杆状结构。此外,可以设置多个第二支撑构件306。
注意,图28和图29示出了耳罩式耳机300的右耳侧的外部配置,左耳侧的外部配置与右耳侧的外部配置左右对称。耳罩式耳机300可以被配置为在右耳侧和左耳侧之间彼此分离和独立,或者可以整体配置。此外,耳罩式耳机300可以具有任意结构,例如,密闭型、开放型、头顶型、颈带型和耳钩型。
<2.3.耳罩式耳机的内部配置>
图31是示出根据本实施方式的耳罩式耳机300的内部配置的示例的示图。如图31所示,耳罩式耳机300包括音频输出单元310、音频输入单元320、控制单元330和传感器单元370。
音频输出单元310
音频输出单元310(驱动器)具有基于音频信号输出音频的功能。驱动器310基于从信号处理单元331输出的输出信号向空间输出音频。
音频输入单元320
音频输入单元320包括检测环境声音的麦克风(下文中也简称为麦克风)并生成指示麦克风的检测结果的音频信号。
控制单元330
控制单元330用作算术处理装置和控制装置,并且根据各种程序控制耳罩式耳机300执行的整个处理。控制单元330由电子电路实现,例如,中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)、需求侧平台(DSP)等。注意,控制单元330可以包括存储要使用的程序、计算参数等的只读存储器(ROM)以及临时存储根据需要改变的参数的随机存取存储器(RAM)。通常,控制单元330容纳在壳体301中。
如图31所示,控制单元330包括信号处理单元331和操作控制单元333。
信号处理单元331具有基于由音频输入单元320生成的音频信号生成针对噪声的噪声消除信号的功能。信号处理单元331基于由三个音频输入单元320-1至320-3生成的三个音频信号生成多个噪声消除信号。例如,信号处理单元331执行FB方案的噪声消除过程和FF方案的噪声消除过程中的至少一者,以生成多个噪声消除信号。信号处理单元331基于生成的多个噪声消除信号生成音频信号(以下也称为输出信号),并将音频信号输出到驱动器110。例如,输出信号可以是通过合成多个噪声消除信号获得的信号,或者可以是通过合成另一音频信号和噪声消除信号获得的合成信号,例如,另一音频信号是从声源获得的音乐信号。信号处理单元331包括将参考图32至图37等描述的用于噪声消除过程的各种构成元件。例如,信号处理单元331包括:各种滤波器电路,其被配置为生成噪声消除信号;自适应控制单元,其被配置为自适应地控制滤波器电路;加法器,其被配置为合成信号;内部模型;装置,其被配置为生成和分析稍后将描述的测量信号;等等。此外,信号处理单元331还包括诸如放大器、ADC和DAC等电路。
操作控制单元333
操作控制单元333具有控制耳罩式耳机300的操作模式的功能。操作控制单元333停止或激活耳罩式耳机300的一些或全部功能。例如,操作控制单元333基于传感器单元370获得的检测结果来控制耳罩式耳机300的功能的停止/激活。
传感器单元370
传感器单元370是检测有关耳罩式耳机300的信息或有关佩戴耳罩式耳机300的用户的信息的装置。传感器单元370可以包括各种传感器装置,例如,压敏传感器、陀螺仪传感器、加速度传感器和体温传感器。例如,传感器单元370通过压敏传感器检测构成耳罩式耳机300的构件(例如,耳垫302)的变形。结果,可以确定耳罩式耳机300是否被佩戴。
<2.4.噪声消除过程的细节>
(1)第一噪声消除过程
第一噪声消除过程包括使用耳道麦克风320-3作为FB-NC的误差麦克风的过程。具体地,信号处理单元331基于由耳道麦克风320-3生成的第三音频信号,使用耳道麦克风320-3作为消除点,通过FB-NC生成第三噪声消除信号。由于耳道麦克风320-3设置在耳膜9附近,所以FB-NC的消除点可以被设置为靠近耳膜9。即,满足上述第二指导方针。
此外,第一噪声消除过程包括使用FB-NC麦克风320-1作为FB-NC的误差麦克风的过程。具体地,信号处理单元331基于由FB-NC麦克风320-1生成的第一音频信号,使用FB-NC麦克风320-1作为消除点,通过FB-NC生成第一噪声消除信号。由于FB-NC麦克风320-1被设置成靠近驱动器310,所以由于距离引起的上述相位旋转减小。即,满足上述第一指导方针。
以这种方式,可以根据第一噪声消除过程同时满足第一指导方针和第二指导方针。因此,可以最小化靠近耳膜位置的消除点处的声压,同时根据第一噪声消除过程抑制距离延迟。在下文中,将参考图32描述第一噪声消除过程的细节。
图32是示出根据本实施方式的使用耳罩式耳机300的第一噪声消除过程的模型配置示例的示图。图32至图37所示的方框中的符号具有如下含义。
H1:从驱动器310到FB-NC麦克风320-1的空间401的特性
H2:从FB-NC麦克风320-1到耳道麦克风320-3的空间402的特性(更准确地说,从驱动器310到FB-NC麦克风320-1的空间和从驱动器310到耳道麦克风320-3的空间之间的差异特性)
F1:从噪声源到FB-NC麦克风320-1的空间403的特性
F2:从噪声源到耳道麦克风320-3的空间404的特性
M1:FB-NC麦克风320-1的特性
M2:FF-NC麦克风320-2的特性
M3:耳道麦克风320-3的特性
A:放大器421的特性
D:驱动器310的特性
-α:FF滤波器414的特性
-β1:第一FB滤波器411的特性
-β2:第二FB滤波器412的特性
-β3:第三FB滤波器413的特性
H1':空间401的模拟特性
H2':空间402的模拟特性
M1':FB-NC麦克风320-1的模拟特性
M3':耳道麦克风320-3的模拟特性
此外,N表示噪声,而P表示耳膜位置处的声压。
首先,将描述与第一FB滤波器411相关的噪声消除过程。基于由FB-NC麦克风320-1收集的音频生成的音频信号输入到第一FB滤波器411。第一FB滤波器411基于输入音频信号使用FB-NC麦克风320-1作为消除点来执行FB方案的噪声消除过程,并且生成噪声消除信号(第一噪声消除信号)。加法器431将第一FB滤波器411生成的噪声消除信号与第二FB滤波器412和FF滤波器414生成的噪声消除信号合成。合成的信号由放大器421放大,并从驱动器310输出。
接下来,将描述与FF滤波器414相关的噪声消除过程。基于由FF-NC麦克风320-2收集的音频生成的音频信号输入到FF滤波器414。FF滤波器414基于输入的音频信号通过FF方案的噪声消除过程生成噪声消除信号(第二噪声消除信号)。加法器431将由FF滤波器414生成的噪声消除信号与由第一FB滤波器411和第二FB滤波器412生成的噪声消除信号合成。合成的信号由放大器421放大,并从驱动器310输出。
最后,将描述与第二FB滤波器412相关的噪声消除过程。耳道麦克风320-3收集音频并生成音频信号。加法器432从耳道麦克风320-3生成的音频信号中减去通过将方框441、442、443和444中所示的内部模型(特性:D’、H1’、H2’和M3’)应用于输入到驱动器310的输出信号而获得的信号,以执行合成。本文的内部模型具有模拟从输出信号输入到驱动器310到生成第三音频信号的特性的特性。合成的信号输入到第二FB滤波器412。第二FB滤波器412基于输入的音频信号,使用耳道麦克风320-3作为消除点来执行FB方案的噪声消除过程,并且生成噪声消除信号(第三噪声消除信号)。加法器431将第二FB滤波器412生成的噪声消除信号与第一FB滤波器411和FF滤波器414生成的噪声消除信号合成。合成的信号由放大器421放大,并从驱动器310输出。
从驱动器310输出的音频首先通过空间401,然后干扰已经通过空间405中的空间403的噪声N,以消除噪声N。未消除的噪声N由FB-NC麦克风320-1收集。此外,从驱动器310输出的音频进一步通过空间402,然后干扰已经通过空间406中的空间404的噪声N,以消除噪声N。未消除的噪声N由耳道麦克风320-3收集,并传输到耳膜作为耳膜位置声压P。
已经在上面描述了第一噪声消除过程的细节。根据第一噪声消除过程,引入了内部模型。在下文中,将详细描述通过引入内部模型可以提高噪声消除性能这一事实。
首先,输入到驱动器310的输出信号被定义为y。然后,耳道麦克风320-3的位置处的声压P由以下公式表示。
P=NF2+yDH1H2 (B2)
随后,获得计算输出信号y的公式为如下。
{-β1M1(yDH1+NF1)-β2(yM3DH1H2-yD′M′3H′1H′2+NM3F2)-NM2α}A=y (B3)
-β1AM1DH1y-β1AM1F1N-β2A(M3DH1H2-M′3D′H′1H′2)y-β2AM3F2N-αAN2N=y
(B4)
{1+β1AM1DH1+β2A(M3DH1H2-M′3D′H1H′2)}y=-αAM2N-β1AM1F1N-β2AM3F2N
(B5)
如上所述,输出信号y表示为以下公式。
利用公式(B2)和(B6),耳道麦克风320-3位置处的灵敏度函数P由以下公式表示。
如果内部模型中包含的相应模拟特性相匹配,即如果M3=M3’、D=D’、H1=H1’和H2=H2’,则在公式(B7)中所示的灵敏度函数P中可以省略以下公式(B8)中所示的项。
β2A(M3DH1H2-M′3D′H′1H′2) (B8)
另一方面,在公式(B7)所示的灵敏度函数P中,通过根据下面的公式(B10)设计作为可设计参数的β2,可以省略下面的公式(B9)所示的项。
-β1M1(H1H2F1-H1F2)+β2M′3D′H′1H′2 (B9)
当根据公式(B10)设计的β2代入公式(B9)中时,获得以下公式。
-β1M1(H1H2F1-H1F2)+β2M′3D′H′1H′2=0 (B11)
如上所述,当从公式(B7)中排除省略的项时,灵敏度函数P由以下公式表示。
从上述公式(B12)可以理解,灵敏度函数P可以通过最大化β1而最小化。即,可以理解,通过以小延迟最大化具有FB-NC麦克风320-1的系统的增益,可以最小化耳道麦克风320-3更靠近耳膜的位置处的灵敏度函数。如上所述,可以看出,通过引入内部模型,可以消除耳道麦克风320-3更靠近耳膜的位置处的噪声。
(2)第二噪声消除过程
第二噪声消除过程是将耳道麦克风320-3用于FF-NC的过程。作为第二噪声消除过程,耳道麦克风320-3可以用作用于自适应FF-NC的误差麦克风,并且可以用于设置固定FF-NC滤波器。在下文中,将依次描述这些。
使用耳道麦克风320-3作为误差麦克风的情况
耳道麦克风320-3可以用作用于FF-NC中的自适应处理的误差麦克风。自适应处理是一种自适应地改变滤波器特性以最小化误差麦克风位置处的误差信号的方法。具体地,信号处理单元331基于由FF-NC麦克风320-2生成的第二音频信号,由FF-NC生成第二噪声消除信号。信号处理单元331基于耳道麦克风320-3生成的第三音频信号自适应地控制用于该FF-NC的FF滤波器的滤波器特性。根据该方法,FF-NC的误差麦克风位置接近耳膜9,因此,期望高噪声消除效果。将参考图33描述当耳道麦克风320-3用作误差麦克风时的第二噪声消除过程的细节。
图33是示出根据本实施方式的使用耳罩式耳机300的第二噪声消除过程的模型配置示例的示图。由于与第一FB滤波器411相关的噪声消除过程与上面参考图32描述的相同,因此此处省略其描述。
在下文中,将描述与FF滤波器414相关的噪声消除过程。基于由FF-NC麦克风320-2收集的音频生成的音频信号输入到FF滤波器414。基于由FF-NC麦克风320-2收集的音频生成的音频信号和基于由耳道麦克风320-3收集的音频生成的音频信号输入到自适应控制单元415。然后,自适应控制单元415基于这些音频信号自适应地控制FF滤波器414的特性-α。在自适应控制单元415的自适应控制下,FF滤波器414基于输入的音频信号,通过FF方案的噪声消除过程生成噪声消除信号(第二噪声消除信号)。加法器431将由FF滤波器414生成的噪声消除信号与由第一FB滤波器411生成的噪声消除信号合成。合成的信号由放大器421放大,并从驱动器310输出。
已经在上面详细描述耳道麦克风320-3用作误差麦克风的情况。作为自适应控制单元415的算法,例如,可以使用最小均方(LMS)或X滤波的LMS。存在这样的情况,即希望使用从辅助声源到误差麦克风的特性(也称为辅助路径或辅助路径特性)用于自适应控制单元415进行的控制,以便提高噪声消除性能。图33所示的模型配置示例中的辅助路径特性对应于ADH1H2,其是从驱动器310到耳道麦克风320-3的特性。
当用户佩戴耳罩式耳机时,可以使用测量信号来测量辅助路径特性,或者可以使用预先测量的一般测量值。在下文中,将参考图34描述使用测量信号测量辅助路径特性的信号处理。
图34是示出根据本实施方式的使用耳罩式耳机300的辅助路径特性测量过程的模型配置示例的示图。在图34所示的模型配置示例中,测量信号生成单元451和测量信号分析单元452添加到图33所示的模型配置示例中。此外,第一FB滤波器411和FF滤波器414都关闭并停止操作。在下文中,将详细描述测量信号生成单元451和测量信号分析单元452。
测量信号生成单元451生成测量信号。作为测量信号,例如,可以使用任意序列,例如,时间扩展脉冲(TSP)信号、白噪声和M序列信号。由测量信号生成单元451生成的测量信号被放大器421放大,输入到驱动器310,并作为音频输出。从驱动器310输出的音频经由空间401和402由耳道麦克风320-3收集。然后,由耳道麦克风320-3生成的音频信号输入到测量信号分析单元452。如上所述,通过对测量信号应用特性ADH1H2M3而获得输入到测量信号分析单元452的音频信号。测量信号分析单元452基于由测量信号生成单元451生成的测量信号、由耳道麦克风320-3获得的音频信号和已知的M3来计算辅助路径特性ADH1H2。
以这种方式,可以测量辅助路径特性ADH1H2。自适应控制单元415可以通过基于通过上述处理预先测量的辅助路径特性控制FF滤波器的特性-α,来提高噪声消除性能。
此处,由于耳道5的特性和物理特性,例如,耳廓2的形状,H1和H2的特性对于每个用户是不同的。因此,当使用固定滤波器时,期望基于使用测量信号测量的个人用户的辅助路径特性ADH1H2来校正滤波器特性。在下文中,将详细描述这一点。
使用耳道麦克风320-3校正固定滤波器的情况
耳道麦克风320-3可用于校正NC的固定滤波器。具体地,信号处理单元331通过使用测量信号生成单元451和测量信号分析单元452的上述测量过程来测量辅助路径特性ADH1H2。然后,信号处理单元331基于测量的辅助路径特性ADH1H2校正固定滤波器的特性(即,滤波器系数),以生成噪声消除信号。基于一般辅助路径特性来设计固定滤波器特性,并且可以通过基于针对佩戴耳罩式耳机300的用户测量的辅助路径特性来校正滤波器特性来吸收用户之间的个体差异。结果,可以提高噪声消除性能。要校正的固定滤波器可以是FF滤波器或FB滤波器。在下文中,将描述要校正的固定滤波器是图34中示出的FF滤波器414的示例。
预先测量的一般辅助路径特性被定义为ADH1commonH2common。此外,包括诸如耳道5的特性和耳廓2的形状等物理特性所引起的影响的个人用户的辅助路径特性被定义为ADH1personalH2personal。
一般辅助路径特性ADH1commonH2common和个人用户的辅助路径特性ADH1personalH2personal之间的差异特性定义为ΔH。如下定义ΔH。
FF-NC的设计是为了针对泄漏信号将耳膜位置的声压最小化。即,FF滤波器的特性α被设计成满足以下表达式。
-NM2αADH1H2+NF2=0 (B13)
FF-NC的固定滤波器是基于一般辅助路径特性DH1commonH2common而设计的。即,FF滤波器的特性α被固定地设计为如下公式。
当使用基于一般辅助路径特性DH1commonH2common设计的固定滤波器时,通过将由公式(B14)获得的滤波器特性代入公式(B13)中,由个体物理特性的差异引起的FF-NC残差被表达为以下公式。
在此处,如果一般辅助路径特性和个人用户的辅助路径特性pf相同,即,如果ADH1personalH2personal=ADH1commonH2common,则耳膜位置处的声压最小化。然而,在许多情况下,一般辅助路径特性和个人用户的辅助路径特性之间存在差异。因此,信号处理单元331可以通过将固定滤波器的滤波器特性乘以校正特性的ΔH,来个性化滤波器特性并吸收个体差异。通过将固定滤波器的滤波器特性乘以校正特性ΔH而获得的滤波器特性由以下公式表示。
如公式(B16)所示,信号处理单元331可以通过将FF-NC的固定滤波器乘以校正特性来吸收用户的个体差异。因此,与原样使用基于一般辅助路径特性设计的固定滤波器的情况相比,可以提高噪声消除性能。
(3)第三噪声消除过程
第三噪声消除过程是将上面参考图32描述的第一噪声消除过程和上面参考图33描述的第二噪声消除过程组合的过程。即,第三噪声消除过程是使用耳道麦克风320-3作为通过第二FB滤波器412执行FB-NC的误差麦克风以及使用耳道麦克风320-3作为通过FF滤波器414执行FF-NC的自适应控制的误差麦克风的过程。在第三噪声消除过程中,实现了第一噪声消除过程和第二噪声消除过程的效果,因此,期望具有比任何一个更高的噪声消除效果。在下文中,将参考图35描述第三噪声消除过程的细节。
图35是示出根据本实施方式的使用耳罩式耳机300的第三噪声消除过程的模型配置示例的示图。如图35所示,耳道麦克风320-3收集音频并生成音频信号。音频信号经由加法器432输入到第二FB滤波器412,并且还输入到自适应控制单元415。以这种方式,耳道麦克风320-3用作由FF滤波器414进行FF-NC的自适应控制的误差麦克风,同时用作由第二FB滤波器412执行FB-NC的误差麦克风。详细的信号处理与上面参考图32和图33描述的相同,因此,此处省略其描述。
注意,当FF滤波器414被设计为固定滤波器时,耳道麦克风320-3可以用于校正固定滤波器的滤波器特性。即,耳道麦克风320-3可以用于辅助路径特性测量过程,并且基于测量结果的校正特性可以应用于固定滤波器。结果,可以吸收辅助路径特性中的个体差异,并且可以提高噪声消除性能。
(4)第四噪声消除过程
第四噪声消除过程是使用耳道麦克风320-3执行内部模型控制(IMC)类型的FB-NC的过程。与FF-NC相似,IMC类型FB-NC是一种通过最小化灵敏度函数的分子(即,上述公式(A3)中与噪声相关的系数的分子)来最大化噪声消除效果的方法。在下文中,IMC类型FB-NC将称为IMC-FB,以区别于使用特性β使上述公式(1)的分母最大化的FB-NC。在第四噪声消除过程中,信号处理单元331基于由FB-NC麦克风320-1生成的第一音频信号,通过IMC-FB生成第四噪声消除信号。信号处理单元331基于由耳道麦克风320-3生成的第三音频信号自适应地控制用于该IMC-FB的FB滤波器413的滤波器特性。根据该方法,IMC-FB的误差麦克风位置接近耳膜9,因此,预计高噪声消除效果。在下文中,将参考图36描述第四噪声消除过程的细节。
图36是示出使用根据本实施方式的耳罩式耳机300的第四噪声消除过程的模型配置示例的示图。图36所示的模型配置示例与图33所示的模型配置示例的不同之处在于,具有第三FB滤波器413,来代替第一FB滤波器411,并且具有自适应控制第三FB滤波器413的自适应控制单元416。由于与FF滤波器414相关的噪声消除过程与上面参考图33描述的相同,因此此处省略其详细描述。在下文中,将详细描述与第三FB滤波器413相关的噪声消除过程(IMC-FB)。
FB-NC麦克风320-1收集音频并生成音频信号。加法器433从由FB-NC麦克风320-1生成的音频信号中减去通过将方框441、442和445中所示的内部模型(:特性D’、H1’和M1’)应用于输入到驱动器310的输出信号而获得的信号,以执行合成。这些内部模型具有模拟从输出信号输入到驱动器310到第一音频信号的生成的特性的特性。合成的信号输入到第三FB滤波器413,并输入到自适应控制单元416。另一方面,基于耳道麦克风320-3收集的音频生成的音频信号也输入到自适应控制单元416。自适应控制单元416基于这些输入的音频信号自适应地控制第三FB滤波器413的特性β3。在自适应控制单元416的自适应控制下,第三FB滤波器413通过基于输入的音频信号的FB方案的噪声消除过程生成噪声消除信号。加法器431将由第三FB滤波器413生成的噪声消除信号与由FF滤波器414生成的噪声消除信号组合。合成的信号由放大器421放大,并从驱动器310输出。
注意,当第三FB滤波器413被设计为固定滤波器时,耳道麦克风320-3可以用于校正固定滤波器的滤波器特性。即,耳道麦克风320-3可以用于辅助路径特性测量过程,并且基于测量结果的校正特性可以应用于固定滤波器。结果,可以吸收辅助路径特性的个体差异,并且可以提高噪声消除性能。
(5)第五噪声消除过程
第五噪声消除过程是将上面参考图32描述的第一噪声消除过程和上面参考图36描述的第四噪声消除过程组合的过程。即,第五噪声消除过程是使用耳道麦克风320-3作为以下三种类型的误差麦克风的过程。首先,耳道麦克风320-3用作由自适应控制单元415对FF-NC进行自适应控制的误差麦克风。其次,耳道麦克风320-3用作由第二FB滤波器412进行FB-NC的误差麦克风。第三,耳道麦克风320-3用作由自适应控制单元416对IMC-FB进行自适应控制的误差麦克风。在第五噪声消除过程中,实现了第一噪声消除过程和第四噪声消除过程的效果,因此,预期比任何一个具有好强得多的噪声消除效果。在下文中,将参考图37描述第五噪声消除过程的细节。
图37是示出根据本实施方式的使用耳罩式耳机300的第五噪声消除过程的模型配置示例的示图。如图37所示,耳道麦克风320-3收集音频并生成音频信号。该音频信号经由加法器432输入到第二FB滤波器412,输入到自适应控制单元415,并输入到自适应控制单元416。以这种方式,耳道麦克风320-3用作上述三种类型的误差麦克风。详细的信号处理与上面参考图32和图36描述的相同,因此,此处省略其描述。
(6)补充
尽管基于根据本实施方式的耳罩式耳机300包括三个音频输入单元320的假设给出以上描述,但是本实施方式不限于这样的示例。耳罩式耳机300不一定在三个音频输入单元320中具有FB-NC麦克风320-1或FF-NC麦克风320-2。当耳罩式耳机300不具有FF-NC麦克风320-2时,从上述第一至第五噪声消除过程中省略使用FF滤波器414的噪声消除过程。当耳罩式耳机300不具有FB-NC麦克风320-1时,从上述第一至第五噪声消除过程中省略使用第一FB滤波器411和第三FB滤波器413的噪声消除过程。在任一情况下,至少误差麦克风的位置靠近耳膜9,因此,预期具有高噪声消除效果。
<2.5.耳罩式耳机300的结构的细节>
在下文中,将详细描述根据本实施方式的耳罩式耳机300的结构。
(1)音频输入单元的布置
首先,将参考图38和图39描述耳罩式耳机300中包括的音频输入单元320的布置。
图38是用于描述根据本实施方式的耳罩式耳机300的配置示例的示图。图38示出了用户佩戴耳罩式耳机300的状态下的配置。如图38所示,耳罩式耳机300包括壳体301和耳垫302。壳体301设置有驱动器310、FB-NC麦克风320-1和FF-NC麦克风320-2。此外,耳道麦克风320-3设置在远离壳体301的位置,如图38所示。这些构成元件中的每一个的配置与上面参考图28等描述的相同。
如上所述,耳罩式耳机300不一定包括FB-NC麦克风320-1或FF-NC麦克风320-2。图39示出了耳罩式耳机300A的配置示例,耳罩式耳机300A不包括FF-NC麦克风320-2,而是包括FB-NC麦克风320-1和耳道麦克风320-3。图40示出了耳罩式耳机300B的配置的示例,耳罩式耳机300B不具有FB-NC麦克风320-1,而是具有FF-NC麦克风320-2和耳道麦克风320-3。
(2)保持单元的形状
在下文中,将参考图41至图46描述保持单元303的形状的变形。
图41是示出根据本实施方式的耳罩式耳机300的保持单元303的配置示例的示图。如图41所示,保持单元303可以是形成圆形的环形结构。耳道麦克风320-3设置在杆状第一支撑构件305的远端,杆状第一支撑构件305设置在保持单元303的环形内方向上,并且环形结构的所有其他部分是开口部分304。
图42是示出根据本实施方式的耳罩式耳机300的保持单元303的配置示例的示图。如图42所示,保持单元303可以是形成椭圆的环形结构。耳道麦克风320-3设置在杆状第一支撑构件305的远端,杆状第一支撑构件305设置在保持单元303的环形内方向上,并且环形结构的所有其他部分是开口部分304。
图43是示出根据本实施方式的耳罩式耳机300的保持单元303的配置示例的示图。如图43所示,保持单元303可以是三角形的每一边由杆状结构形成的结构。耳道麦克风320-3设置在杆状第一支撑构件305的远端,杆状第一支撑构件305设置在保持单元303的三角形内方向上,并且三角形结构的所有其他部分是开口部分304。
图44是示出根据本实施方式的耳罩式耳机300的保持单元303的配置示例的示图。如图44所示,保持单元303可以是这样的结构,其中,连接使用形成圆形的环形结构配置的保持单元303A和使用形成椭圆形的环形结构配置的保持单元303B。耳道麦克风320-3设置在杆状第一支撑构件305的远端,杆状第一支撑构件305设置在保持单元303A的环形内方向上,并且环形结构的所有其他部分是开口部分304。
在图41至图44所示的示例中,保持单元303具有开口部分304。另一方面,保持单元303不必具有如图45和图46所示的开口部分304。
图45是示出根据本实施方式的耳罩式耳机300的保持单元303的配置示例的示图。如图45所示,保持单元303可以是形成圆形的海绵状结构。耳道麦克风320-3设置在保持单元303的中心。
图46是示出根据本实施方式的耳罩式耳机300的保持单元303的配置示例的示图。如图46所示,保持单元303可以是伞状结构,其在耳道5的插入方向(X轴负方向)上具有窄外径,在相对侧(X轴正方向)上具有宽外径。耳道麦克风320-3设置在保持单元303的中心。
上面已经描述了保持单元303的形状的示例。注意,可以使用诸如橡胶、硅和海绵等弹性体形成保持单元303。
期望的是,耳道麦克风320-3设置在与麦克风141相同的位置,已经在第一实施方式中参考图6等描述了该麦克风141。即,期望的是,耳道麦克风320-3设置在耳膜9侧距耳甲腔4和耳道5的边界19 15mm的空间中,或者设置在耳膜9的相对侧距耳甲腔4和耳道5的边界19 15mm的空间中。换言之,在用户佩戴耳罩式耳机300的状态下,希望保持单元303将耳道麦克风320-3保持在耳膜9侧距耳甲腔4和耳道5的边界19 15mm的空间中,或者保持在耳膜9的相对侧距耳甲腔4和耳道5的边界19 15mm的空间中。在此处,随着耳道麦克风320-3接近耳膜9,耳道麦克风320-3的位置处的频率特性和耳膜9的位置处的频率特性之间的差异减小。因此,更希望耳道麦克风320-3的位置更靠近耳膜9。在这点上,如果空间是在耳膜9的相对侧距离边界19 15mm,则频率特性之间的上述差异可以落在允许的范围内,并且可以确保预定的噪声消除性能。此外,当耳道麦克风320-3设置在耳膜9侧距边界19 15mm的范围内时,与麦克风141设置在耳膜9的相对侧距边界19的空间中的情况相比,麦克风141的位置可以更靠近耳膜9。此外,至少可以防止麦克风141接触耳膜9并损坏耳膜9,并且可以确保安全性。
(3)有线连接单元
接下来,将参考图47至图49描述壳体301和耳道麦克风320-3之间的连接。
图47是示出根据本实施方式的耳罩式耳机300的配置示例的示图。图48是示出从另一角度观察图47所示的耳罩式耳机300的配置的示图。在图47所示的示例中,耳罩式耳机300包括有线连接单元340。有线连接单元340以有线方式将壳体301和耳道麦克风320-3连接。更具体地,有线连接单元340以有线方式将容纳在壳体301中的信号处理单元331和耳道麦克风320-3连接。使用能够传输信号的构件形成有线连接单元340,例如,电线和光纤。
此外,耳罩式耳机300包括卷绕有线连接单元340的卷绕单元341。例如,卷绕单元341包括:卷绕芯部,有线连接单元340围绕该卷绕芯部卷绕;支撑部分,其可旋转地支撑卷绕芯部;以及驱动单元,其在卷绕有线连接单元340的方向上旋转卷绕芯部。驱动单元包括弹簧、马达等,并且驱动从卷绕芯部送出的有线连接单元340,以便绕卷绕芯部卷绕。结果,可以防止有线连接单元340过多地留在内部空间30中。因此,防止了有线连接单元340缠结。此外,当用户佩戴耳罩式耳机300时,可以防止有线连接单元340夹在耳垫302和用户头部之间。
卷绕单元341可以包括根据用户改变有线连接单元340的卷绕量的止动机构、控制驱动单元的旋转的装置等。尽管最佳卷绕量可以根据用户耳朵的大小等而变化,但是这种配置可以优化卷绕量。
有线连接单元340从卷绕单元341自由送出。用户可以通过在佩戴耳罩式耳机300之前拉出有线连接单元340,在佩戴保持单元303之后将有线连接单元340围绕卷绕单元341卷绕的同时佩戴耳罩式耳机300。
图49是示出根据本实施方式的耳罩式耳机300的配置示例的示图。如图49所示,壳体301可以包括凹部342,凹部342可以容纳内部空间30侧上的保持单元303和耳道麦克风320-3的至少一部分。凹部342形成在壳体301的内部空间30侧的壁部301a中。例如,凹部342具有形状与保持单元303和耳道麦克风320-3的形状相匹配的凹槽,并且保持单元303和耳道麦克风320-3以非佩戴状态容纳在凹槽中。注意,凹部342可以设置在耳垫302中。
(4)第二支撑构件
耳罩式耳机300可以包括如上参考图28等所述的第二支撑构件306。在下文中,将参考图50至图62描述第二支撑构件306的配置。
图50是示出根据本实施方式的耳罩式耳机300的配置示例的示图。图51至图53是示出了从其他角度观察图50中示出的耳罩式耳机300的配置的示图。在图50所示的示例中,耳罩式耳机300包括第二支撑构件306,其一端306a连接到壳体301,另一端306b连接到保持单元303。如图50所示,第二支撑构件306可以是弯曲成S形的杆状结构。第二支撑构件306使用诸如硅和橡胶等弹性体形成,以便从壳体301突出到用户的耳朵侧。结果,当用户佩戴耳罩式耳机300时,第二支撑构件306将保持单元303固定成在用户的耳道5的入口附近轻轻按压,同时遵循用户耳朵的形状和大小以及用户头部的大小。此外,第二支撑构件306可以使用热塑性树脂形成,并且在这种情况下,可以防止保持单元303过度压靠在用户的耳朵上。
图54是示出当图50中示出的耳罩式耳机300未被佩戴时的配置的示图。如图54所示,保持单元303向外突出超过耳垫302和用户头部之间的接触表面302a。结果,当用户佩戴耳罩式耳机300时,第二支撑构件306弹性变形,并且保持单元303由弹性变形引起的应力压靠在用户的耳朵上。保持单元303伸出接触表面302a的长度期望为30mm或更小。结果,可以防止保持单元303过度压靠在用户的耳朵上。此外,可以防止保持单元303过度插入用户的耳道5。
图55是示出根据本实施方式的耳罩式耳机300的配置示例的示图。在图55所示的示例中,有线连接单元340容纳在第二支撑构件306内部。在这种情况下,有线连接单元340不暴露在内部空间30中,因此,省略了从卷绕单元341拉出有线连接单元340或围绕卷绕单元341卷绕有线连接单元340的时间和精力,从而提高了用户的便利性。
图56是示出根据本实施方式的耳罩式耳机300的配置示例的示图。图57至图59是示出了从其他角度观察图56所示的耳罩式耳机300的配置的示图。在图56所示的示例中,耳罩式耳机300包括多个第二支撑构件306A至306C。第二支撑构件306A至306C的一端306Aa至306Ca在不同位置连接至壳体301。第二支撑构件306A至306C的另一端306Ab至306Cb在不同位置连接至保持单元303。利用这种配置,每次佩戴耳罩式耳机300时,耳道麦克风320-3和驱动器310之间的相对位置关系几乎不变。因为相对位置关系是恒定的,所以不必在每次佩戴耳罩式耳机300时更新噪声消除滤波器,或者可以抑制更新量。此外,这种配置使得在佩戴耳罩式耳机300期间耳道麦克风320-3难以从耳穴中移位。结果,可以稳定耳罩式耳机300佩戴期间的噪声消除过程。
图60是示出根据本实施方式的耳罩式耳机300的配置示例的示图。图61是示出从另一角度观察图60所示的耳罩式耳机300的配置的示图。在图60所示的示例中,第二支撑构件306具有连杆结构。具体地,第二支撑构件306包括连杆350a和350b以及可移动地连接连杆350a和350b的接合部分351。连杆350可以使用弹性体形成,或者可以使用弹塑性体或塑料体(例如,塑料、金属和木材)形成。第二支撑构件306可以具有一个自由度或多个自由度。例如,第二支撑构件306可以具有三个或更多连杆350。此外,接合部分351可以是将各个连杆350连接为能够以一个自由度旋转的销,或者可以是以两个或更多自由度连接各个连杆350的球和球窝。由于使用了具有高度自由度的连杆结构的第二支撑构件306,所以保持单元303可以适合于具有各种耳朵形状的用户。
此外,连杆350a和350b中的每一个都由约束构件352连接,并且当参考图60时,可移动范围限制在预定范围内。例如,约束构件352使用弹性体(例如,橡胶和弹簧)形成。约束构件352可以通过将连杆350的可移动范围限制到预定范围来限制保持单元303和耳道麦克风320-3面向预定范围的方向。例如,约束构件352可以限制保持单元303和耳道麦克风320-3面向用户耳朵方向的方向。
此外,第二支撑构件306可以具有滑动机构。当参考图61时,第二支撑构件306的一端306a连接到在壳体301的壁部301a上滑动的滑动构件353。滑动构件353与设置在内部空间30的壁部301a上的轨道354接合并滑动。轨道354例如是槽形结构,并且形成为部分包围驱动器310。由于第二支撑构件306具有滑动机构,保持单元303和耳道麦克风320-3的可移动范围变宽,因此,保持单元303可以适合于具有各种耳朵形状的用户。
注意,如图61所示,保持单元303和耳道麦克风320-3的可移动范围在平行于接触表面302a的平面内,在用户头部的纵向方向(基本上是Y轴方向)上理想地限制为40mm或更小,在用户头部的垂直方向(基本上是Z轴方向)上为70mm或更小。这种限制通过例如连杆350的长度、接合部分351的可移动范围、轨道354的布置等来实现。由于可移动范围的限制,保持单元303和耳道麦克风320-3的可移动范围可以限制到能够适合用户耳朵的范围。
图62和图63是示出根据本实施方式的耳罩式耳机300的配置示例的示图。在图62所示的示例中,耳罩式耳机300包括具有连杆结构的第二支撑构件306A和306B。在图63所示的示例中,耳罩式耳机300包括具有连杆结构的第二支撑构件306A、306B和306C。第二支撑构件306A连接到在轨道354A上滑动的滑动构件353A。第二支撑构件306B连接到在轨道354B上滑动的滑动构件353B。第二支撑构件306C连接到在轨道354C上滑动的滑动构件353C。如上所述,耳罩式耳机300可以包括具有连杆结构的多个第二支撑构件306。利用这种配置,每次佩戴耳罩式耳机300时,耳道麦克风320-3和驱动器310之间的相对位置关系几乎不变。因为相对位置关系是恒定的,所以不必在每次佩戴耳罩式耳机300时更新噪声消除滤波器,或者可以抑制更新量。此外,这种配置使得在佩戴耳罩式耳机300期间耳道麦克风320-3难以从耳穴中移位。结果,可以稳定耳罩式耳机300佩戴期间的噪声消除过程的效果。
图64是示出根据本实施方式的耳罩式耳机300的配置示例的示图。在图64所示的示例中,耳罩式耳机300包括姿态控制装置360,姿态控制装置360控制第二支撑构件306的姿态。姿态控制装置360包括操作体361、连杆362和接合部分363。连杆362设置成穿过从内部空间30到外部空间31穿透壳体301的通孔。连杆362的突出到内部空间30中的一端通过接合部分363可移动地连接到第二支撑构件306。连杆362在外部空间31侧的另一端连接到操作体361。操作体361至少部分暴露于外部空间31,并且可移动地设置。当操作体361移动时,该移动经由连杆362和接合部分363传递到第二支撑构件306。用户可以通过夹紧操作体361并在三个轴向方向上移动操作体361来移动或变形第二支撑构件306的姿态。因此,用户可以在佩戴耳罩式耳机300的同时移动第二支撑构件306,即,不用将手放入内部空间30。此外,即使在佩戴或取下耳罩式耳机300时保持单元303、耳道麦克风320-3或第二支撑构件306卡在耳朵上,用户也可以通过操作姿态控制装置360容易地解决卡在耳朵上的问题。因此,可以防止损坏用户卡住的构件,或者可以防止用户受伤。姿态控制装置360可以包括诸如马达等动力源,并且可以使用这种动力源来控制第二支撑构件306的姿态。例如,当检测到佩戴或取下耳罩式耳机300时,姿态控制装置360自动控制第二支撑构件306的姿态。
<2.6.响应于佩戴/不佩戴耳罩式耳机300的控制>
操作控制单元333确定耳罩式耳机300的佩戴/不佩戴。
例如,在图49所示的示例中,操作控制单元333基于保持单元303和耳道麦克风320-3是否容纳在凹部342中来确定耳罩式耳机300的佩戴/不佩戴。例如,当保持单元303和耳道麦克风320-3没有容纳在凹部342中时,操作控制单元333确定佩戴了耳罩式耳机300。此外,当保持单元303和耳道麦克风320-3容纳在凹部342中时,操作控制单元333确定没有佩戴耳罩式耳机300。注意,检测保持单元303和耳道麦克风320-3是否容纳在凹部342中的传感器或开关可以设置在凹部342或卷绕单元341中。
此外,操作控制单元333可以基于在图50所示的示例中是否检测到第二支撑构件306的变形来确定佩戴/不佩戴耳罩式耳机300。此外,在图64所示的示例中,操作控制单元333可以基于是否已经有用户对姿态控制装置360的操作输入、是否已经检测到耳垫302的变形等来确定耳罩式耳机300的佩戴/不佩戴。
然后,操作控制单元333基于有关耳罩式耳机300的佩戴/不佩戴的确定结果来控制耳罩式耳机300的操作。例如,当确定耳罩式耳机300被佩戴时,操作控制单元333可以使得信号处理单元331开始生成噪声消除信号。此外,当确定耳罩式耳机300被佩戴时,操作控制单元333可以使得驱动器310开始输出输出信号。结果,当用户佩戴耳罩式耳机300时,耳穴开放装置100的操作自动开始,从而减轻了用户的操作负担。另外,当确定耳罩式耳机300没有被佩戴时,操作控制单元333可以停止噪声消除信号的生成和输出信号的输出。结果,耳罩式耳机300的操作在非佩戴状态下自动停止或部分停止,从而可以防止浪费的功耗。
<2.7.总结>
上面已经详细描述了第二实施方式。如上所述,根据第二实施方式的耳罩式耳机300包括FB-NC麦克风320-1、FF-NC麦克风320-2和耳道麦克风320-3,并且基于这些麦克风生成的音频信号执行噪声消除过程。当耳道麦克风320-3用作FB-NC的误差麦克风时,FB-NC的消除点靠近耳膜9,因此,预期具有高噪声消除效果。此外,当FB-NC麦克风320-1一起用作FB-NC的误差麦克风时,可以满足第一和第二指导方针。即,可以最小化靠近耳膜位置的消除点处的声压,同时抑制距离延迟。
此外,耳道麦克风320-3可用作用于FF-NC或IMC-FB中自适应处理的误差麦克风。在任一情况下,误差麦克风设置在耳膜9附近,因此,预期提高噪声消除性能。
此外,耳道麦克风320-3可用于测量过程,以计算固定滤波器的校正特性。在这种情况下,由于可以吸收由佩戴耳罩式耳机300的用户的物理特性引起的个体差异,所以与使用固定滤波器原样执行噪声消除过程的情况相比,可以提高噪声消除性能。
<<3.第三实施方式>>
第三实施方式是通过第一音频处理装置和第二音频处理装置的协作来实现第二实施方式中描述的噪声消除过程的模式。例如,第一音频处理装置可以是耳塞式耳机,例如,第一实施方式中描述的耳穴开放装置100。此外,第二音频处理装置可以是下面将要描述的耳罩式耳机500。注意,彼此协作的两个音频处理装置不限于耳塞式耳机和耳罩式耳机的组合,只要能够以彼此部分或完全重叠的状态佩戴装置即可。
<3.1.耳穴开放装置的基本配置>
首先,将参考图65和图66描述根据本实施方式的耳穴开放装置100的基本配置。
图65是示出根据本实施方式的耳穴开放装置100的内部配置的示例的示图。如图65所示,耳穴开放装置100包括驱动器110、音频信息获取单元140、控制单元150、传感器单元160和无线通信单元170。
驱动器110的配置与上述第一实施方式中的相同。
音频信息获取单元140的配置与上述第一实施方式中的相同。
控制单元150包括上述第一实施方式中的信号处理单元151和操作控制单元153,并且包括通信控制单元157来代替认证单元155。信号处理单元151和操作控制单元153的配置与上述第一实施方式中的相同。通信控制单元157具有控制由无线通信单元170执行的无线通信处理的功能。具体地,通信控制单元157控制通信伙伴选择和通信数据传输/接收处理。根据本实施方式的控制单元150可以包括认证单元155。
传感器单元160是这样一种装置,其检测关于耳穴开放装置100的信息、关于佩戴耳穴开放装置100的用户的信息、或者关于被佩戴成覆盖耳穴开放装置100的耳罩式耳机500的信息。传感器单元160可以包括各种传感器装置,例如,压敏传感器、陀螺仪传感器、加速度传感器和体温传感器。此外,传感器单元160可以包括磁传感器。此外,传感器单元160可以包括RFID装置,例如,射频识别(RFID)标签和读取器。
无线通信单元170是用于耳穴开放装置100和耳罩式耳机500之间的无线通信的接口。无线通信单元170可以通过任意方案来执行无线通信。例如,无线通信单元170可以通过光通信来执行无线通信。光通信可以实现超低延迟。此外,无线通信单元170可以使用类似于无线电广播的模拟方法来执行无线通信,例如,频率调制(FM)和幅度调制(AM)。这些模拟方法也可以实现低延迟。此外,无线通信单元170可以执行符合Wi-Fi(注册商标)、蓝牙(注册商标)或所谓的2.4GHz频带无线通信标准(例如,BLE(蓝牙低能(注册商标)))的无线通信。此外,无线通信单元170可以通过使用磁共振的方法,例如,近场磁感应(NFMI),来执行无线通信。当然,通信方案、频带和调制方案不限于上述示例。
上面已经描述了耳穴开放装置100的内部配置。接下来,将参考图66描述耳穴开放装置100的外部配置和基本内部处理。
图66是用于描述根据本实施方式的耳穴开放装置100的概要的示图。图66上部的附图示出了耳穴开放装置100的外部配置。如图66的上部所示,耳穴开放装置100具有与上述第一实施方式中相同的外部配置。将在假设麦克风141用作音频信息获取单元140的情况下描述本实施方式,但是耳膜声压获取单元142可以用作音频信息获取单元140。
图66的下部示出了当耳穴开放装置100单独操作时的内部处理的概要。麦克风141生成的音频信号输入到FB滤波器601。FB滤波器601基于输入的音频信号执行FB方案的噪声消除过程,以生成噪声消除信号,并将噪声消除信号输出到驱动器110。驱动器110基于输入噪声消除信号输出音频。以这种方式,执行使用麦克风141作为消除点的FB方案的噪声消除过程。
详细的信号处理与上面参考图8描述的相同。FB滤波器601对应于第一FB滤波器201。具体地,FB滤波器601使用麦克风141作为消除(cancellation,抵消)点来执行FB方案的噪声消除过程。
<3.2.耳罩式耳机500的基本配置>
随后,将参考图67和图68描述根据本实施方式的耳罩式耳机500的基本配置。
图67是示出根据本实施方式的耳罩式耳机500的内部配置的示例的示图。如图67所示,耳罩式耳机500包括音频输出单元510、音频输入单元520、控制单元530、传感器单元540和无线通信单元550。
音频输出单元510
音频输出单元510(驱动器)具有基于音频信号输出音频的功能。例如,驱动器510基于从信号处理单元531输出的输出信号向空间输出音频。
音频输入单元520
音频输入单元520包括检测环境声音的麦克风(下文中也简称为麦克风)并生成指示麦克风的检测结果的音频信号。
控制单元530
控制单元530用作算术处理装置和控制装置,并且根据各种程序控制耳罩式耳机500执行的整个处理。控制单元530由电子电路实现,例如,中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)、需求侧平台(DSP)等。注意,控制单元530可以包括存储要使用的程序、计算参数等的只读存储器(ROM)以及临时存储根据需要改变的参数的随机存取存储器(RAM)。通常,控制单元530容纳在壳体中。
如图67所示,控制单元530包括信号处理单元531、操作控制单元533和通信控制单元535。
信号处理单元531具有基于由音频输入单元520生成的音频信号和由无线通信单元550从耳穴开放装置100接收的音频信号,生成噪声消除信号的功能。信号处理单元531可以生成多个噪声消除信号。例如,信号处理单元531执行FB方案的噪声消除过程和FF方案的噪声消除过程中的至少一个,以生成多个噪声消除信号。信号处理单元531基于生成的多个噪声消除信号生成音频信号(以下也称为输出信号),并将音频信号输出到驱动器510。例如,输出信号可以是通过合成多个噪声消除信号而获得的信号,或者可以是通过合成另一音频信号(例如,从声源获得的音乐信号)和噪声消除信号而获得的合成信号。信号处理单元531包括用于参考图68至图74等描述的噪声消除过程的各种构成元件。例如,信号处理单元531包括:各种滤波器电路,其被配置为生成噪声消除信号;自适应控制单元,其被配置为自适应地控制滤波器电路;加法器,其被配置为合成信号;等。此外,信号处理单元531还包括诸如放大器、ADC和DAC等电路。
操作控制单元533具有控制耳罩式耳机500的操作模式的功能。操作控制单元533停止或激活耳罩式耳机500的一些或全部功能。例如,操作控制单元533基于传感器单元540获得的检测结果来控制耳罩式耳机500的功能的停止/激活。
传感器单元540
传感器单元540是这样一种装置,其检测关于耳罩式耳机500的信息、关于佩戴耳罩式耳机500的用户的信息或者关于被佩戴成叠置于耳罩式耳机500的耳穴开放装置100的信息。传感器单元540可以包括各种传感器装置,例如,压敏传感器、陀螺仪传感器、加速度传感器和体温传感器。此外,传感器单元540可以包括磁传感器或RFID装置,例如,射频识别(RFID)标签和读取器。
无线通信单元550
无线通信单元550是耳罩式耳机500和耳穴开放装置100之间的无线通信接口。无线通信单元550可以通过任意方案来执行无线通信。例如,无线通信单元550可以通过光通信来执行无线通信。光通信可以实现超低延迟。此外,无线通信单元550可以使用类似于无线电广播的模拟方法来执行无线通信,例如,频率调制(FM)和幅度调制(AM)。这些模拟方法也可以实现低延迟。此外,无线通信单元550可以执行符合Wi-Fi(注册商标)、蓝牙(注册商标)或所谓的2.4GHz频带无线通信标准(例如,BLE(蓝牙低能(注册商标)))的无线通信。此外,无线通信单元170可以通过使用磁共振的方法,例如,近场磁感应(NFMI),来执行无线通信。当然,通信方案、频带和调制方案不限于上述示例。
上面已经描述了耳罩式耳机500的内部配置。接下来,将参考图68描述耳罩式耳机500的外部配置和基本内部处理。
图68是用于描述根据本实施方式的耳罩式耳机500的概要的示图。图68上部的图示出了耳罩式耳机500的外部配置。如图68的上部所示,耳罩式耳机500具有这样的配置,其中,从第二实施方式中描述的耳罩式耳机300移除耳道麦克风320-3。这将在下文中详细描述。
如图68的上部所示,耳罩式耳机500包括壳体501和耳垫502。佩戴耳罩式耳机500的用户的一只耳朵被壳体501和耳垫502覆盖(通常是密闭的)。壳体501容纳有被配置用于信号处理的各种装置,例如,驱动器510、音频输入单元520-1和520-2以及滤波器电路。耳垫502在接触表面502a处与用户的头部接触。耳垫502使用弹性体(例如,海绵)形成,并且在根据用户的头部变形的同时与用户的头部紧密接触,并且形成内部空间30。内部空间30是由壳体501、耳垫502和用户头部形成的空间。内部空间30可以是与外部空间31隔离的密闭空间或者可以连接到外部空间31,外部空间31是在外面的空间。无源隔音元件(例如,壳体501、耳垫502和用户头部)进行无源隔音后的噪声到达内部空间30。壳体501的壁部501a与内部空间30接触,壳体501的外壁部501b与外部空间31接触。
驱动器510基于音频信号向空间输出音频。驱动器510设置在壳体501中。然后,驱动器510向内部空间30输出音频,内部空间30是比壳体501更靠近耳膜的空间。例如,驱动器510基于噪声消除信号向空间输出音频。结果,可以消除已经到达内部空间30的噪声。
音频输入单元520(520-1和520-2)收集环境声音并生成音频信号。如图68所示,在用户佩戴的状态下,两个音频输入单元520设置在用户的一侧耳朵上。
音频输入单元520-1是为FB-NC执行声音收集的麦克风(即,FB-NC麦克风)。在用户佩戴耳罩式耳机500的状态下,FB-NC麦克风520-1设置在距用户的耳膜9的距离比音频输入单元320-2短的位置。更具体地,FB-NC麦克风520-1设置在通过屏蔽物体收集噪声的位置,即,在用户佩戴耳罩式耳机500的状态下经受无源隔音之后。此外,期望FB-NC麦克风520-1设置在用户的耳膜9和驱动器510之间。本文的屏蔽物体是无源隔音元件,并且对应于壳体501、耳垫502和用户的头部。如图68所示,FB-NC麦克风520-1在内部空间30侧设置在壳体501的壁部501a上。然后,FB-NC麦克风520-1收集内部空间30的音频并生成音频信号。此时收集的音频包含无源隔音元件进行无源隔音后的噪声。FB-NC麦克风520-1对应于第一音频输入单元,并且由FB-NC麦克风520-1生成的音频信号也可以称为第一音频信号。由FB-NC麦克风520-1生成的音频信号输入到FB滤波器并用于生成噪声消除信号。
音频输入单元520-2是为FF-NC执行声音收集的麦克风(即,FF-NC麦克风)。此外,在用户佩戴耳罩式耳机500的状态下,FF-NC麦克风520-2设置在距用户的耳膜9的距离比FB-NC麦克风520-1长的位置。更具体地,在用户佩戴耳罩式耳机500的状态下,FF-NC麦克风520-2设置在噪声而不穿过屏蔽物体的情况下被收集的位置,即,不经受无源隔音。如图68所示,FF-NC麦克风520-2在外部空间31侧设置在壳体501的的壁部501b上。然后,FF-NC麦克风520-2收集外部空间31的音频并生成音频信号。此时收集的音频包含已经到达外部空间31的噪声。FF麦克风520-2对应于第二音频输入单元,由FF麦克风520-2生成的音频信号也可以称为第二音频信号。在此处,FF-NC麦克风520-2可以暴露于外部空间31,或者不必暴露。例如,FF-NC麦克风520-2可以嵌入在壳体501中,并且可以收集环绕声音或透过诸如布之类的遮盖件的声音。由FF-NC麦克风520-2生成的音频信号输入到FF滤波器并用于生成噪声消除信号。
注意,图68示出了耳罩式耳机500的右耳侧的外部配置,左耳侧的外部配置与右耳侧的外部配置左右对称。耳罩式耳机500可以被配置为在右耳侧和左耳侧之间彼此分离和独立,或者可以整体配置。此外,耳罩式耳机500可以具有任意结构,例如,头顶型、领口型和耳钩型。
上面已经描述了耳罩式耳机500的外部配置。随后,将参考图68描述耳罩式耳机500单独操作时的内部处理。
图68的下部示出了耳罩式耳机500单独操作时的内部处理的概要。由FB-NC麦克风520-1生成的音频信号输入到FB滤波器701。FB滤波器701基于输入的音频信号,使用FB-NC麦克风520-1作为消除点来执行FB方案的噪声消除过程,并且生成噪声消除信号。生成的噪声消除信号输入到加法器703。另一方面,由FF-NC麦克风520-2生成的音频信号输入到FF滤波器702。FF滤波器702基于输入的音频信号执行FF方案的噪声消除过程,并生成噪声消除信号。生成的噪声消除信号输入到加法器703。加法器703合成从FB滤波器701和FF滤波器702输入的噪声消除信号,并将合成的信号输出到驱动器110。驱动器110基于输入的合成的信号输出音频。以这种方式,执行组合型噪声消除过程。
详细的信号处理与上面参考图27描述的相同。具体地,FB滤波器701对应于FB滤波器385,而FF滤波器702对应于FF滤波器387。
<3.3.噪声消除过程的细节>
用户可以在佩戴耳穴开放装置100的同时额外地佩戴耳罩式耳机500。在这种情况下,与耳穴开放装置100或耳罩式耳机500中的任一个单独使用的情况相比,可以提高噪声消除效果。在下文中,将参考图69至图74描述当耳穴开放装置100和耳罩式耳机500结合使用时的噪声消除过程。
(1)第一组合示例
第一组合示例是耳穴开放装置100和耳罩式耳机500彼此独立地执行噪声消除过程的示例。将参考图69描述该示例。
图69是用于描述根据本实施方式的耳穴开放装置100和耳罩式耳机500的第一组合示例的示图。如图69所示,耳穴开放装置100和耳罩式耳机500以重叠的方式佩戴。具体地,耳穴开放装置100被佩戴为叠置于用户佩戴的耳罩式耳机500的内侧(用户的耳朵侧,即,X轴正方向)。耳罩式耳机500被佩戴为叠置于用户佩戴的耳穴开放装置100的外侧(用户耳朵的相对侧,即,在X轴负方向)。耳罩式耳机500和耳穴开放装置100以重叠方式的佩戴表明至少耳穴开放装置100的麦克风141包括在耳罩式耳机500的内部空间30中。耳罩式耳机500的内部空间30可以包括整个耳穴开放装置100或仅其一部分。
在此处,在该示例中,耳穴开放装置100和耳罩式耳机500不相互通信。即,独立执行上面参考图66和图68描述的每个噪声消除过程。在这种情况下,未被上述参考图68的噪声消除过程消除的噪声被上述参考图66的噪声消除过程消除。因此,与耳穴开放装置100或耳罩式耳机500中的任一个单独使用的情况相比,可以提高噪声消除效果。
如上所述,即使当耳穴开放装置100和耳罩式耳机500独立操作时,也可以提高噪声消除效果。然而,随着耳穴开放装置100和耳罩式耳机500协作操作,噪声消除效果可以进一步提高。在下文中,将参考图70至图74描述耳穴开放装置100和耳罩式耳机500相互协作操作的情况。
(2)第二组合示例
第二组合示例是耳罩式耳机500基于从耳穴开放装置100接收的音频信号执行FB方案的噪声消除过程的示例。将参考图70描述该示例。
图70是用于描述根据本实施方式的耳穴开放装置100和耳罩式耳机500的第二组合示例的示图。如图70所示,耳穴开放装置100和耳罩式耳机500以重叠的方式佩戴。当以这种方式佩戴时,耳穴开放装置100的无线通信单元170和耳罩式耳机500的无线通信单元550执行无线通信。然后,耳穴开放装置100和耳罩式耳机500协作来执行噪声消除过程。具体地,麦克风141生成的音频信号输入到无线通信单元170,如图70所示。然后,无线通信单元170将麦克风141生成的音频信号无线传输到耳罩式耳机500。无线通信单元550接收从耳穴开放装置100无线传输的音频信号。无线通信单元550将接收到的音频信号输出到FB滤波器704。FB滤波器704基于输入的音频信号使用麦克风141作为消除点来执行FB方案的噪声消除过程,并生成噪声消除信号。生成的噪声消除信号输入到加法器703。加法器703将分别从FB滤波器701和FF滤波器702输入的噪声消除信号以及从FB滤波器704输入的噪声消除信号进行合成,并将合成的信号输出到驱动器110。驱动器110基于输入的合成信号输出音频。
详细的信号处理基本上与上面参考图32描述的第一噪声消除过程相同。即,FF滤波器702对应于FF滤波器414,FB滤波器701对应于第一FB滤波器411,FB滤波器704对应于第二FB滤波器412。然而,该示例与上面参考图32描述的第一噪声消除过程的不同之处在于,不包括图32中的方框441、442、443和444中示出的内部模型。
注意,图70中未示出耳穴开放装置100侧的噪声消除过程,但是噪声消除过程当然也会在耳穴开放装置100侧执行。例如,耳穴开放装置100基于麦克风141生成的音频信号生成噪声消除信号,并从驱动器110输出生成的噪声消除信号。这同样适用于随后的组合示例。
此外,在本实施方式中已经描述了耳穴开放装置100将麦克风141生成的音频信号传输到耳罩式耳机500的情况,但是本技术不限于这样的示例。例如,另一装置可以介于耳穴开放装置100和耳罩式耳机500之间。此外,耳罩式耳机500可以将由FB-NC麦克风520-1和/或FB-NC麦克风520-2生成的音频信号传输到耳穴开放装置100。这同样适用于随后的组合示例。
(3)第三组合示例
第三组合示例是耳罩式耳机500执行FB方案的噪声消除过程的示例,其中,基于从耳穴开放装置100接收的音频信号应用内部模型。将参考图71描述该示例。
图71是用于描述根据本实施方式的耳穴开放装置100和耳罩式耳机500的第三组合示例的示图。通过将内部模型705和加法器706添加到图70所示的处理块,获得图71所示的处理块。从加法器703输出的输出信号输入到内部模型705。内部模型705具有模拟从输出信号输入到驱动器510到麦克风141生成音频信号的特性的特性。已经通过内部模型705的音频信号输入到加法器706。加法器706从麦克风141生成的音频信号中减去已经通过内部模型705的信号,以执行合成。然后,加法器706将合成信号输出到FB滤波器704。
详细的信号处理与上面参考图32描述的第一噪声消除过程相同。即,FF滤波器702对应于FF滤波器414,FB滤波器701对应于第一FB滤波器411,FB滤波器704对应于第二FB滤波器412。此外,内部模型705对应于方框441、442、443和444,加法器706对应于加法器432。
(4)第四组合示例
第四组合示例是耳罩式耳机500基于从耳穴开放装置100接收的音频信号执行自适应FF方案的噪声消除过程的示例。将参考图72描述该示例。
图72是用于描述根据本实施方式的耳穴开放装置100和耳罩式耳机500的第四组合示例的示图。通过在图70所示的处理块中添加自适应控制单元707来代替FB滤波器704,而获得图72所示的处理块。基于由FF-NC麦克风520-2收集的音频生成的音频信号和由无线通信单元550接收的音频信号输入到自适应控制单元707。自适应控制单元707基于这些音频信号自适应地控制FF滤波器702的特性。在自适应控制单元707的自适应控制下,FF滤波器702基于输入的音频信号,通过FF方案的噪声消除过程生成噪声消除信号。加法器703将由FF滤波器702生成的噪声消除信号与FB由滤波器701生成的噪声消除信号合成。合成信号从驱动器510输出。
详细的信号处理与上面参考图33描述的第二噪声消除过程相同。即,FF滤波器702对应于FF滤波器414,FB滤波器701对应于第一FB滤波器411,自适应控制单元707对应于自适应控制单元415。
(5)第五组合示例
第五组合示例是第三组合示例和第四组合示例的组合。将参考图73描述该示例。
图73是用于描述根据本实施方式的耳穴开放装置100和耳罩式耳机500的第五组合示例的示图。图73所示的处理块包括图71所示的内部模型705和加法器706以及图72所示的自适应控制单元707。
详细的信号处理与上面参考图35描述的第三噪声消除过程相同。即,FF滤波器702对应于FF滤波器414,FB滤波器701对应于第一FB滤波器411,FB滤波器704对应于第二FB滤波器412,自适应控制单元707对应于自适应控制单元415。此外,内部模型705对应于方框441、442、443和444,加法器706对应于加法器432。
(6)第六组合示例
除了第五组合示例之外,第六组合示例是噪声消除信号在耳穴开放装置100侧输出的示例。将参考图74描述该示例。
图74是用于描述根据本实施方式的耳穴开放装置100和耳罩式耳机500的第六组合示例的示图。通过将FB滤波器601添加到图73所示的处理块来获得图74所示的处理块。FB滤波器601的操作与上面参考图66描述的相同。
在这个示例中,基于噪声消除信号的音频从驱动器110和驱动器310输出。如果考虑到耳穴开放装置100可以总是由用户佩戴,则假设驱动器110的振动板小于驱动器310。因此,耳穴开放装置100为高于预定频率的频率范围内的噪声生成噪声消除信号,并基于噪声消除信号输出音频。另一方面,耳罩式耳机500为低于预定频率的频率范围内的噪声生成噪声消除信号,并基于噪声消除信号输出音频。例如,耳穴开放装置100以中高范围为目标,耳罩式耳机500以低范围为目标。注意,耳穴开放装置100和耳罩式耳机500所针对的频带可以是重复的。由于这种共享,可以降低耳穴开放装置100和耳罩式耳机500的功耗。
在此处,从驱动器110输出的音频经由耳穴开放装置100中的声音引导单元120在耳穴附近辐射。因此,可以出现取决于驱动器110和麦克风141之间的距离的相位延迟。因此,耳穴开放装置100可以例如在声音引导单元120中靠近保持单元130的位置处包括平衡电枢型第二音频输出单元。然后,耳穴开放装置100可以基于来自第二音频输出单元的噪声消除信号输出音频。在这种情况下,因为第二音频输出单元比驱动器110更靠近麦克风141,所以取决于距离的相位延迟减小。此外,第二音频输出单元比驱动器310更靠近麦克风141。因此,期望第二音频输出单元基于针对高范围的噪声消除信号输出音频。结果,可以提高针对高频噪声的噪声消除性能。
<7.总结>
迄今为止,已经描述了每个组合示例。根据这些组合示例中的每一个,实现了与第二实施方式中描述的效果相同的效果。此外,根据本实施方式,用户不准备具有第二实施方式中描述的耳道麦克风320-3的耳罩式耳机300,而是佩戴叠置于耳穴开放装置100的耳罩式耳机500,由此可以容易地获得相同的效果。
<3.4.无线通信的变化>
耳穴开放装置100和耳罩式耳机500可以通过任意方案执行无线通信。在此处,作为示例,将参考图75至图77描述使用光通信的无线通信处理。此后,将参考图78描述使用NFMI的无线通信处理。注意,在以下描述中,假设耳穴开放装置100和耳罩式耳机500分别具有有源电池和电路。此外,将在假设执行从耳穴开放装置100到耳罩式耳机500的无线传输的情况下给出描述。
(1)使用光通信的情况
图75是用于描述根据本实施方式的在耳穴开放装置100和耳罩式耳机500之间使用光进行无线通信处理的示例的示图。具体地,图75示出了用于在模拟系统中传输的处理块。首先,将描述作为传输侧的耳穴开放装置100的处理。麦克风141生成的音频信号(模拟信号)经由电容器611和电阻器612输入到放大器613。音频信号被放大器613放大,并作为光经由电阻器614从光传输单元615辐射。接下来,将描述作为接收侧的耳罩式耳机500的处理。光接收单元711接收从光传输单元615发射的光,并输出指示接收结果的信号。指示接收结果的信号输入到电阻器712。麦克风141处的电压和电阻器712处生成的电压具有成比例的关系。因此,耳罩式耳机500基于电阻器712处的电压获取麦克风141生成的音频信号。
图76是用于描述根据本实施方式的在耳穴开放装置100和耳罩式耳机500之间使用光的无线通信处理的示例的示图。具体地,图76示出了用于在数字系统中传输的处理块。首先,将描述作为传输侧的耳穴开放装置100的处理。麦克风141生成的音频信号(模拟信号)经由电容器611输入到ADC 621。音频信号由ADC 621转换成数字信号,由数字调制单元622调制,然后由DAC 623转换成模拟信号。此后,音频信号作为光经由电容器624、放大器613和电阻器614从光传输单元615发射。接下来,将描述作为接收侧的耳罩式耳机500的处理。光接收单元711接收从光传输单元615发射的光,并输出指示接收结果的信号。指示接收结果的信号经由与电阻器712并联的电容器721输入到ADC 722。ADC 722将输入的信号转换成数字信号,并将该数字信号输出到数字解调单元723。数字解调单元723解调输入的信号。以这种方式,耳罩式耳机500获取麦克风141生成的音频信号,作为数字信号。
图77是用于描述根据本实施方式的在耳穴开放装置100和耳罩式耳机500之间使用光的无线通信处理的示例的示图。特别地,在图77中示出使用δ-σ调制的处理块。首先,将描述作为传输侧的耳穴开放装置100的处理。麦克风141生成的音频信号(模拟信号)经由电容器611输入到δ-σ调制单元631,并且应用δ-σ调制。δ-σ调制单元631将最初是模拟信号的音频信号转换成1比特信号,并输出转换后的信号。从δ-σ调制单元631输出的信号作为光经由电容器632、放大器613和电阻器614从光传输单元615辐射。接下来,将描述作为接收侧的耳罩式耳机500的处理。光接收单元711接收从光传输单元615发射的光,并输出指示接收结果的信号。指示接收结果的信号通过与电阻器712并联的电容器731,由数字调制单元732解调成数字信号,并由下采样单元733进行下采样。以这种方式,耳罩式耳机500获取麦克风141生成的音频信号,作为数字信号。由于根据图77所示的无线通信处理使用δ-σ调制,所以调制所需的计算时间很少,并且与图76所示的无线通信处理相比,可以以几MHz/比特进行高速传输。为此,耳罩式耳机500可以超低延迟接收麦克风141生成的音频信号,并且可以将接收到的音频信号用于噪声消除过程。
(2)使用NFMI的通信情况
图78是用于描述根据本实施方式的在耳穴开放装置100和耳罩式耳机500之间使用NFMI的无线通信处理的示例的示图。首先,将描述作为传输侧的耳穴开放装置100的处理。如图78所示,耳穴开放装置100包括电阻器641、电容器642和电感器643。麦克风141生成的音频信号(模拟信号)在通过电阻器641之后输入到电容器642和电感器643。电感器643生成对应于输入信号的磁性。接下来,将描述作为接收侧的耳罩式耳机500的处理。如图78所示,耳罩式耳机500包括电阻器741、电容器742和电感器743。电感器743与电感器643生成的磁性共振,并生成和输出与已经输入到电感器643的信号相似的信号。以这种方式,耳罩式耳机500获取麦克风141生成的音频信号。
<3.5.相互装置检测>
用户在佩戴耳穴开放装置100的状态下以重叠的方式佩戴耳罩式耳机500。其动机被认为是用户期望比单独使用耳穴开放装置100的情况下更强的噪声消除效果。
因此,当检测到耳罩式耳机500佩戴在耳穴开放装置100外部时,期望开始根据上述第一至第六组合示例中的任一个的噪声消除过程。因此,耳穴开放装置100和耳罩式耳机500在以重叠方式佩戴的情况下检测相互装置,并开始噪声消除过程。例如,如果任何一个电源关闭,电源就会开启。此外,如果没有执行无线通信,则开始无线通信。即,耳穴开放装置100开始将麦克风141生成的音频信号传输到耳罩式耳机500,并且耳罩式耳机500开始从耳穴开放装置100接收音频信号。结果,用户可以仅通过将耳罩式耳机500佩戴为叠置于耳穴开放装置100来自动享受强的噪声消除效果。在下文中,将详细描述这一点。
(1)非接触电力供给
可以基于耳穴开放装置100和耳罩式耳机500之间执行的非接触电力供给来检测耳罩式耳机500佩戴在耳穴开放装置100外侧。非接触电力供给可以从耳罩式耳机500到耳穴开放装置100执行,或者可以从耳穴开放装置100到耳罩式耳机500执行。在下文中,将描述这两个系统。
从耳罩式耳机500到耳穴开放装置100的非接触电力供给
当在电源断开状态下从耳罩式耳机500执行非接触电力供给时,耳穴开放装置100的电源可以开启。例如,当从耳罩式耳机500执行非接触电力供给时,首先激活操作控制单元153。接下来,操作控制单元153使用耳穴开放装置100中提供的电池电力开启耳穴开放装置100的电源。此后,操作控制单元153使无线通信单元170开始无线通信。无线通信单元170开始将麦克风141生成的音频信号传输到耳罩式耳机500。
耳罩式耳机500包括非接触电力供给单元,该非接触电力供给单元执行对耳穴开放装置100的非接触电力供给。非接触电力供给单元尝试与耳穴开放装置100进行非接触电力供给。非接触电力供给单元可以以检测到耳穴开放装置100和耳罩式耳机500以重叠方式佩戴作为触发来尝试非接触电力供给,或者可以定期性地尝试非接触电力供给而无需触发。当非接触电力供给单元已经对耳穴开放装置100执行非接触电力供给时(即,当非接触电力供给成功时),无线通信单元550开始从耳穴开放装置100接收麦克风141生成的音频信号。
从耳穴开放装置100到耳罩式耳机500的非接触电力供给
当在电源断开状态下从耳穴开放装置100执行非接触电力供给时,可以开启耳罩式耳机500的电源。例如,当从耳穴开放装置100执行非接触电力供给时,首先激活操作控制单元533。接下来,操作控制单元533使用耳罩式耳机500中提供的电池电力开启耳罩式耳机500的电源。此后,操作控制单元533使传感器单元540开始无线通信。例如,无线通信单元550开始接收麦克风141生成的音频信号。
耳穴开放装置100包括对耳罩式耳机500执行非接触电力供给的非接触电力供给单元。非接触电力供给单元尝试与耳罩式耳机500进行非接触电力供给。非接触电力供给单元可以以检测到耳穴开放装置100和耳罩式耳机500以重叠方式佩戴作为触发来尝试非接触电力供给,或者可以定期性地尝试非接触电力供给而无需触发。当非接触电力供给单元已经对耳罩式耳机500执行非接触电力供给时(即,当非接触电力供给成功时),无线通信单元170开始将麦克风141生成的音频信号传输到耳罩式耳机500。
使用RFID装置的非接触电力供给示例
上述非接触电力供给可以由RFID装置执行。当读取器读取RF标签时,RF标签由读取器发射的无线电波通电。结果,具有RF标签的一侧检测到具有读取器的装置。同时,在RF标签通电作为触发的情况下,存储在RF标签中的标签数据从RF标签返回到读取器侧。结果,具有读取器的一侧检测到具有RF标签的装置。对于非接触电力供给,除了诸如RFID装置之类的无线电波接收方案之外,还可以采用诸如电磁感应方案和磁场谐振方案之类的任意方案。在下文中,将参考图79描述耳穴开放装置100和耳罩式耳机500包括RFID装置的配置。
图79是用于描述根据本实施方式的由耳穴开放装置100和耳罩式耳机500执行的使用RFID装置的相互装置检测的示图。如图79所示,耳罩式耳机500在耳垫接触表面502a内侧的侧壁502b上设置有RFID装置541。此外,耳穴开放装置100在声音引导单元120的保持单元130附近设置有RFID装置161。当RFID装置541是读取器并且RFID装置161是RF标签时,实现从耳罩式耳机500到耳穴开放装置100的非接触电力供给。另一方面,当RFID装置161是读取器并且RFID装置541是RF标签时,实现了从耳穴开放装置100到耳罩式耳机500的非接触电力供给。RFID装置541和RFID装置161中的每一个都可以包括读取器和RF标签。当耳穴开放装置100和耳罩式耳机500以重叠方式佩戴时,RFID装置541和RFID装置161彼此靠近。结果,在RF标签和RF读取器之间执行通电和读取,并且执行相互装置检测。
在下文中,将参考图80描述当基于从耳罩式耳机500到耳穴开放装置100的非接触电力供给开始噪声消除过程时的处理过程的示例。
图80是示出当基于从耳罩式耳机500到耳穴开放装置100的非接触电力供给而开始根据本实施方式的噪声消除过程时的处理流程的示例的顺序图。如图80所示,耳穴开放装置100和耳罩式耳机500包含在该顺序中。该顺序是当耳穴开放装置100具有RF标签并且耳罩式耳机500具有读取器时的顺序。
假设耳罩式耳机500在开始时处于电源开启状态(步骤S202),并且耳穴开放装置100处于电源断开状态或电源开启状态(步骤S302)。耳罩式耳机500开始由读取器读取RF标签(步骤S204)。从读取器向RF标签供电,并且耳穴开放装置100的RF标签通电(步骤S304),并且标签数据从RF标签返回到读取器侧(步骤S306)。
在电源断开的状态下,以RF标签通电作为触发开启耳穴开放装置100的电源(步骤S308)。此后,耳穴开放装置100无线连接到耳罩式耳机500(步骤S310)。然后,耳穴开放装置100将麦克风数据(即,麦克风141生成的音频信号)传输到耳罩式耳机500(步骤S312)。此后,耳穴开放装置100执行与上述噪声消除过程相关的规定操作。
耳罩式耳机500确定是否已经读取来自RF标签的标签数据(步骤S206)。当确定来自RF标签的标签数据不可读时(步骤S206/否),耳罩式耳机500增加读取失败计数(步骤S208)。接下来,耳罩式耳机500确定读取失败计数是否已经达到预定数量(步骤S210)。当确定读取失败计数已经达到预定数量时(步骤S210/是),处理结束。另一方面,当确定读取失败计数没有达到预定数量时(步骤S204/否),处理再次返回到步骤S204。另外,当确定已经读取了来自RF标签的标签数据时(步骤S206/是),耳罩式耳机500无线连接到耳穴开放装置100(步骤S212)。然后,耳罩式耳机500从耳穴开放装置100接收麦克风数据(步骤S312)。此后,耳罩式耳机500执行与上述噪声消除过程相关的规定操作。
接下来,将参考图81描述当基于从耳穴开放装置100到耳罩式耳机500的非接触电力供给而开始噪声消除过程时的处理流程的示例。
图81是示出当基于从耳穴开放装置100到耳罩式耳机500的非接触电力供给而开始根据本实施方式的噪声消除过程时的处理流程的示例的顺序图。如图81所示,耳穴开放装置100和耳罩式耳机500包含在该顺序中。在该顺序中,耳穴开放装置100具有读取器,耳罩式耳机500具有RF标签。
假设耳罩式耳机500在开始时处于电源断开的状态(步骤S222),并且耳穴开放装置100处于电源开启的状态(步骤S322)。耳穴开放装置100开始由读取器读取RF标签(步骤S324)。从读取器向RF标签供电,并且耳罩式耳机500的RF标签通电(步骤S224),并且标签数据从RF标签返回到读取器侧(步骤S226)。
耳穴开放装置100确定是否已经读取来自RF标签的标签数据(步骤S326)。当确定来自RF标签的标签数据不可读时(步骤S326/否),耳穴开放装置100增加读取失败计数(步骤S328)。接下来,耳穴开放装置100确定读取失败计数是否已经达到预定数量(步骤S330)。当确定读取失败计数已经达到预定数量时(步骤S330/是),处理结束。另一方面,当确定读取失败计数没有达到预定数量时(步骤S330/否),处理再次返回到步骤S324。另外,当确定已经读取了来自RF标签的标签数据时(步骤S326/是),耳穴开放装置100无线连接到耳罩式耳机500(步骤S332),并且麦克风数据(即,由麦克风141生成的音频信号)传输到耳罩式耳机500(步骤S334)。此后,耳穴开放装置100执行与上述噪声消除过程相关的规定操作。
以RF标签通电作为触发开启耳罩式耳机500的电源(步骤S228)。此后,耳罩式耳机500无线连接到耳穴开放装置100(步骤S230)。然后,耳罩式耳机500从耳穴开放装置100接收麦克风数据(即,麦克风141生成的音频信号)(步骤S334)。此后,耳罩式耳机500执行与上述噪声消除过程相关的规定操作。
(2)NFMI
可以基于耳穴开放装置100和耳罩式耳机500之间执行的磁共振来检测耳罩式耳机500佩戴在耳穴开放装置100外侧。当耳穴开放装置100佩戴在左右耳朵上时,左右耳穴开放装置100可以通过NFMI传输和接收音乐信号等。当耳罩式耳机500佩戴成叠置于左右耳穴开放装置100时,耳罩式耳机500可以通过NFMI检测左右耳穴开放装置100之间的通信,并开始噪声消除过程。在下文中,将参考图82至图85描述这一点。
图82至图85是用于描述根据本实施方式的由耳穴开放装置100和耳罩式耳机500执行的使用NFMI的相互装置检测的示图。在图82至图85中,“A”添加到耳穴开放装置100A的构成元件的参考符号的每一端,而“B”添加到耳穴开放装置100B的构成元件的参考符号的每一端。此外,在耳罩式耳机500的构成元件中,“A”添加到邻近耳穴开放装置100A的构成元件的参考符号的每一端,而“B”添加到邻近耳穴开放装置100B的构成元件的参考符号的每一端。终端装置800是任意装置,例如,平板终端、智能手机和代理装置。
如图82所示,假设用户一只耳朵佩戴耳穴开放装置100A,另一只耳朵佩戴耳穴开放装置100B。终端装置800使用诸如蓝牙或Wi-Fi等任意通信方案传输音乐信号。无线通信单元170A接收由终端装置800传输的音乐信号,并且驱动器110A基于接收的音乐信号输出音乐。此外,无线通信单元170A使用NFMI将音乐信号传输到耳穴开放装置100B。无线通信单元170B接收传送的音乐信号,驱动器110B基于接收的音乐信号输出音乐。
接下来,假设用户佩戴耳罩式耳机500以重叠耳穴开放装置100A和100B,如图83所示。在这种情况下,耳罩式耳机500的无线通信单元550A和550B的NFMI收发器也与使用NFMI从耳穴开放装置100A传输到耳穴开放装置100B的音乐信号共振。耳罩式耳机500通过这种磁共振检测到耳罩式耳机500已经佩戴为与耳穴开放装置100A和100B重叠。类似地,耳穴开放装置100A和100B也检测到已经以重叠方式佩戴耳罩式耳机500。
此后,耳罩式耳机500和耳穴开放装置100A和100B开始噪声消除过程,如图84所示。具体地,耳穴开放装置100A通过无线通信单元170A传输由麦克风141A生成的麦克风数据。例如,无线通信单元170A停止使用NFMI传输音乐信号,并使用NFMI传输麦克风数据。从无线通信单元170A传输的麦克风数据由邻近无线通信单元170A的无线通信单元550A接收。耳罩式耳机500基于接收的音频信号执行噪声消除过程,并且从驱动器510A输出生成的噪声消除信号。这同样适用于耳穴开放装置100B。
如图85所示,耳罩式耳机500可以执行音乐信号的接收以及音乐信号向左右方向的分发。具体地,首先,无线通信单元550A接收从终端装置800传输的音乐信号。无线通信单元550A将从终端装置800接收的音乐信号和从耳穴开放装置100A接收的麦克风数据输出到信号处理单元531。此外,无线通信单元550B将从耳穴开放装置100B接收的麦克风数据输出到信号处理单元531。信号处理单元531基于从耳穴开放装置100A和100B接收的麦克风数据生成噪声消除信号,并且通过将音乐信号与生成的噪声消除信号合成来生成合成信号。合成信号输入到驱动器510A和驱动器510B,并作为音频输出。利用这种处理,可以实现主要用于音乐再现的无缝转换,而不会导致用户由于戴耳罩式耳机500前后音乐再现的中断而感到不舒服。
由于NFMI不特别要求配对等,所以上述相互装置检测是可行的。当然,只有配对的装置才可能进行相互装置检测。
在下文中,将参考图86描述当基于耳穴开放装置100和耳罩式耳机500之间的磁共振而开始噪声消除过程时的处理流程的示例。
图86是示出当于耳穴开放装置100和耳罩式耳机500之间的磁共振而开始根据本实施方式的噪声消除过程基时的处理流程的示例的顺序图。如图86所示,耳穴开放装置100和耳罩式耳机500包含在该顺序中。
在开始时,耳罩式耳机500处于电源断开状态(步骤S242)。此外,耳穴开放装置100处于电源卡其状态(步骤S342),并且执行与另一耳穴开放装置100的NFMI通信(步骤S344)。
耳穴开放装置100确定在NFMI通信期间是否检测到由NFMI传输的规定信号(步骤S346)。当确定没有检测到由NFMI传输的规定信号时(步骤S346/否),处理再次返回到步骤S346。另一方面,当确定已经检测到由NFMI传输的规定信号时(步骤S346/是),耳穴开放装置100将操作模式从与另一耳穴开放装置100执行NFMI通信的操作模式改变为与耳罩式耳机500执行NFMI通信的操作模式,并且通过NFMI无线连接到耳罩式耳机500(步骤S348)。然后,耳穴开放装置100将麦克风数据(即,麦克风141生成的音频信号)传输到耳罩式耳机500(步骤S350)。此后,耳穴开放装置100执行与上述噪声消除过程相关的规定操作。
耳罩式耳机500开始检测NFMI通信(步骤S244),并确定是否检测到NFMI通信(步骤S246)。当确定没有检测到NFMI通信时(步骤S246/否),耳罩式耳机500增加读取失败计数(步骤S248)。接下来,耳罩式耳机500确定读取失败计数是否已经达到预定数量(步骤S250)。当确定读取失败计数已经达到预定数量时(步骤S250/是),处理结束。另一方面,当确定读取失败计数没有达到预定数量时(步骤S250/否),处理再次返回步骤S244。当确定已经检测到NFMI通信时(步骤S246/是),耳罩式耳机500通过NFMI传输规定信号(步骤S252)。然后,耳罩式耳机500通过NFMI无线连接到耳穴开放装置100(步骤S254),并且从耳穴开放装置100接收麦克风数据(步骤S350)。此后,耳罩式耳机500执行与上述噪声消除过程相关的规定操作。
(3)音频
可以基于耳穴开放装置100或耳罩式耳机500收集的预定音频来检测耳罩式耳机500佩戴在耳穴开放装置100外侧。将参考图87描述这一点。
图87是用于描述根据本实施方式的由耳穴开放装置100和耳罩式耳机500使用音频的相互装置检测的示图。例如,当检测到用户佩戴耳罩式耳机500时,耳罩式耳机500输出预定音频。可以基于由例如压敏传感器检测到耳垫502变形来检测用户的佩戴/不佩戴。当麦克风141收集到预定音频时,耳穴开放装置100检测到以重叠方式佩戴耳罩式耳机500。预定音频可以是可听波段上方的超声波区域中的音频。在这种情况下,可以在不对用户造成不适的情况下执行相互装置检测。另外,与图87所示的示例相反,耳穴开放装置100可以输出预定的音频,耳罩式耳机500可以收集音频。
(4)驱动器的磁性
可以基于耳穴开放装置100或耳罩式耳机500对预定磁性的检测来检测耳罩式耳机500佩戴在耳穴开放装置100外侧。将参考图88描述这一点。
图88是用于描述根据本实施方式的由耳穴开放装置100和耳罩式耳机500使用磁性的相互装置检测的示图。例如,耳穴开放装置100在声音引导单元120的保持单元130附近设置有磁传感器162。耳罩式耳机500的驱动器510包括磁体并发射磁气(magnetism,磁气磁性)751。因此,耳穴开放装置100基于磁性传感器162检测到磁气751来检测以重叠方式佩戴耳罩式耳机500。与图88所示的示例相反,耳罩式耳机500可以设置有磁传感器,以检测来自耳穴开放装置100的驱动器110的磁性。
<3.6.总结>
上面已经详细描述了第三实施方式。如上所述,根据第三实施方式,用户以重叠方式佩戴的耳穴开放装置100和耳罩式耳机500可以通过无线通信彼此协作。具体地,耳穴开放装置100将由音频输入单元141生成的音频信号传输到耳罩式耳机500。耳罩式耳机500基于接收的音频信号执行噪声消除过程。由于耳罩式耳机500可以基于靠近耳膜的位置处的声音收集结果来执行噪声消除过程,所以可以实现高噪声消除性能。
<<4.硬件配置示例>>
最后,将参考图89描述根据每个实施方式的信息处理设备的硬件配置。图89是示出根据每个实施方式的信息处理设备的硬件配置的示例的框图。注意,图89所示的信息处理设备900可以实现例如图3所示的耳穴开放装置100、图31所示的耳罩式耳机300、图65所示的耳穴开放装置100和图67所示的耳罩式耳机500。由根据本实施方式的耳穴开放装置100、耳罩式耳机300或耳罩式耳机500执行的信息处理通过下文将描述的软件和硬件之间的协作来实现。
如图89所示,信息处理设备900包括中央处理单元(CPU)901、只读存储器(ROM)902、随机存取存储器(RAM)903和主机总线904a。此外,信息处理设备900包括桥接器904、外部总线904b、接口905、输入装置906、输出装置907、存储装置908、驱动器909、连接端口911和通信装置913。代替或除了CPU 901,信息处理设备900可以包括电路和处理电路,例如,DSP和ASIC。
CPU 901用作算术处理装置和控制装置,并且根据各种程序控制信息处理设备900中的整体操作。此外,CPU 901可以是微处理器。ROM 902存储要由CPU 901使用的程序、计算参数等。RAM 903暂时存储CPU 901执行的程序、在执行期间根据需要改变的参数等。CPU901可以形成例如图3所示的控制单元150、图31所示的控制单元330、图65所示的控制单元150或图67所示的控制单元530。
CPU 901、ROM 902和RAM 903通过包括CPU总线等的主机总线904a相互连接。主机总线904a经由桥接器904连接到外部总线904b,例如,外围组件互连/接口(PCI)总线。主机总线904a、桥接器904和外部总线904b不必被配置为彼此分离,并且这些功能可以在一条总线上实现。
输入装置906由能够收集音频并生成音频信号的装置实现,例如,麦克风、阵列麦克风等。此外,输入装置906包括距离测量传感器和处理由距离测量传感器获得的振动信息的电路,并且由能够获得远处的声压信息的装置来实现。这些输入装置906可以形成例如图3所示的音频信息获取单元140、图31所示的音频输入单元320、图65所示的音频信息获取单元140或图67所示的音频输入单元520。
此外,输入装置906可以使用检测各种类型信息的装置来形成。例如,输入装置906可以包括各种传感器,例如,图像传感器(例如,相机)、深度传感器(例如,立体相机)、加速度传感器、陀螺仪传感器、磁传感器、地磁传感器、光学传感器、声音传感器、距离传感器和力传感器。此外,输入装置906可以获取关于信息处理设备900本身的信息(例如,信息处理设备900的姿态和移动速度)以及关于信息处理设备900的周围环境的信息,例如,信息处理设备900周围的亮度和噪声。此外,输入装置906可以包括全球导航卫星系统(GNSS)模块,其接收来自GPS卫星的GNSS信号(例如,来自GPS卫星的全球定位系统(GPS)信号),以测量包括装置的纬度、经度和高度的位置信息。另外,关于位置信息,输入装置906可以通过利用Wi-Fi(注册商标)、移动电话/PHS/智能手机等或近场通信的传输/接收来检测位置。这些输入装置906可以形成例如图31所示的传感器单元370、图65所示的传感器单元160或图67所示的传感器单元540。
输出装置907是能够输出音频的音频输出装置,例如,扬声器、定向扬声器和骨传导扬声器。输出装置907可以形成例如图3所示的音频输出单元110、图31所示的音频输出单元310、图65所示的音频输出单元110或图67所示的音频输出单元510。
存储装置908是作为信息处理设备900的存储单元的示例形成的用于数据存储的装置。存储装置908由例如磁存储单元装置(例如,HDD)、半导体存储装置、光存储装置、磁光存储装置等实现。存储装置908可以包括存储介质、在存储介质中记录数据的记录装置、从存储介质读取数据的读取装置、删除存储介质中记录的数据的删除装置等。存储装置908存储要由CPU 901执行的程序、各种类型的数据、从外部获取的各种类型的数据等。
驱动器909是用于存储介质的读取器/写入器,并且内置于信息处理设备900中或外部附接到信息处理设备900。驱动器909读取记录在诸如磁盘、光盘、磁光盘或半导体存储器等附接可移动存储介质中的信息,并将读取的信息输出到RAM 903。此外,驱动器909还可以将信息写入可移除存储介质。
连接端口911是要连接到外部装置的接口,并且是与能够例如通过通用串行总线(USB)等进行数据传输的外部装置的连接端口。
通信装置913例如是使用通信装置等形成的用于连接到网络920的通信接口。通信装置913例如是用于有线或无线局域网(LAN)、长期演进(LTE)、蓝牙(注册商标)或无线USB(WUSB)的通信卡等。此外,通信装置913可以是用于光通信的路由器、用于非对称数字用户线路(ADSL)的路由器、用于各种通信的调制解调器等。通信装置913可以根据预定协议,例如,TCP/IP等,与互联网或另一通信装置传输和接收信号等。通信装置913可以形成例如图65所示的无线通信单元170或图67所示的无线通信单元550。
网络920是要从连接到网络920的装置传输的信息的有线或无线传输路径。例如,网络920可以包括公共线路网络(例如,互联网、电话线网络和卫星通信网络)、包括以太网(注册商标)的各种局域网(LAN)、广域网(WAN)等。此外,网络920可以包括专用线路网络,例如,互联网协议虚拟专用网络(IP-VPN)。
上面已经示出了能够实现根据本实施方式的信息处理设备900的功能的硬件配置的示例。上述每个构成元件可以使用通用部件来实现,或者可以通过专用于每个构成元件的功能的硬件来实现。因此,可以根据实现本实施方式时的技术水平来适当地改变要使用的硬件配置。
注意,被配置为实现如上所述根据本实施方式的信息处理设备900的每个功能的计算机程序可以创建并安装在PC等上。此外,可以提供存储这种计算机程序的计算机可读记录介质。记录介质例如是磁盘、光盘、磁光盘、闪存等。此外,上述计算机程序可以经由例如网络分发,而不使用记录介质。
<<5.总结>>
上面已经参考图1至图89描述了本公开的实施方式。
根据第一实施方式的耳穴开放装置100通过开口部分131使耳穴向外开放,同时使用保持单元130将音频信息获取单元140保持在比耳屏更靠近耳膜的空间中,音频信息获取单元140获取音频信息,保持单元130抵接耳甲腔或耳道内壁。然后,耳穴开放装置100基于由音频信息获取单元140获取的音频信息生成噪声消除信号。例如,耳穴开放装置100使用音频信息获取单元140的位置或耳膜位置作为消除点来执行噪声消除过程。由于耳膜附近的位置或耳膜是消除点,所以可以实现高噪声消除性能。
根据第二实施方式的耳罩式耳机300包括三个麦克风320-1至320-3,这三个麦克风在用户佩戴的状态下设置在用户的一侧耳朵上。然后,耳罩式耳机300基于由三个麦克风320-1至320-3生成的三个音频信号执行噪声消除过程,以生成多个噪声消除信号。虽然在配备有噪声消除功能的典型耳罩式耳机中,麦克风的最大数量是两个,但是耳罩式耳机300具有三个麦克风。特别地,在佩戴状态下,耳道麦克风320-3设置在耳道入口附近。因此,耳罩式耳机300可以基于适当的信息来执行噪声消除过程,例如,由许多麦克风生成的音频信号或者由设置在耳道入口处附近的麦克风生成的音频信号。
此外,根据第二实施方式的耳罩式耳机300包括壳体301、耳垫302、耳道麦克风320-3和驱动器310。然后,耳罩式耳机300通过开口部分304向耳罩式耳机300的内部空间开放耳穴,同时在佩戴状态下通过抵接耳甲腔或耳道内壁的保持单元130将耳道麦克风320-3保持在比耳屏更靠近耳膜侧的空间中。利用这种配置,耳道麦克风320-3保持在比耳屏更靠近耳膜侧的空间中。因此,耳罩式耳机300可以将噪声消除过程的消除点设置为比具有组合型噪声消除功能的典型耳罩式耳机更靠近用户的耳膜。
根据第三实施方式的耳穴开放装置100与耳罩式耳机500无线通信,耳罩式耳机500佩戴为与用户佩戴的耳穴开放装置100的外侧重叠。类似地,根据第三实施方式的耳罩式耳机300与耳穴开放装置100无线通信,耳穴开放装置100佩戴为与用户佩戴的耳罩式耳机500的内侧重叠。以这种方式,以重叠方式佩戴的耳穴开放装置100和耳罩式耳机500可以通过无线通信协作。具体地,耳穴开放装置100将由音频输入单元141生成的音频信号传输到耳罩式耳机500。耳罩式耳机500基于接收的音频信号执行噪声消除过程。由于耳罩式耳机500可以基于靠近耳膜的位置处的声音收集结果来执行噪声消除过程,所以可以实现高噪声消除性能。
尽管上面已经参考附图详细描述了本公开的优选实施方式,但是本公开的技术范围不限于这些示例。显然,在本公开的技术领域具有普通知识的人员可以在权利要求中描述的技术思想的范围内找到各种变更和修改,并且应该理解,这些变更和修改自然属于本公开的技术范围。
此外,参考本说明书中的流程图和顺序图描述的处理不一定以图示的顺序执行。一些处理步骤可以并行执行。此外,可以采用额外的处理步骤,并且可以省略一些处理步骤。
此外,本说明书中描述的效果仅仅是说明性的或示例性的,并且不受限制。即,除了或代替上述效果,基于本说明书的描述,根据本公开的技术可以呈现对本领域技术人员显而易见的其他效果。
注意,以下配置也属于本公开的技术范围。
(1)一种耳塞式耳机装置,包括:
无线通信单元,其与耳罩式耳机装置无线通信,所述耳罩式耳机装置被佩戴为与用户佩戴的耳塞式耳机装置的外侧重叠。
(2)根据(1)所述的耳塞式耳机装置,还包括:
音频输入单元,其收集音频并生成音频信号,
其中,所述无线通信单元将音频输入单元生成的音频信号传输到耳罩式耳机装置。
(3)根据(2)所述的耳塞式耳机装置,还包括:
信号处理单元,其基于由音频输入单元生成的音频信号生成噪声消除信号,并且基于生成的噪声消除信号生成输出信号;以及
音频输出单元,其基于输出信号输出音频。
(4)根据(3)所述的耳塞式耳机装置,其中,所述信号处理单元针对高于预定频率的频率范围内的噪声生成噪声消除信号。
(5)根据(2)至(4)中任一项所述的耳塞式耳机装置,其中,当检测到耳罩式耳机装置被佩戴为与耳塞式耳机装置的外侧重叠时,所述无线通信单元开始向耳罩式耳机装置传输音频信号。
(6)根据(5)所述的耳塞式耳机装置,其中,基于在耳罩式耳机装置和耳塞耳机装置之间执行的非接触电力供给来检测耳罩式耳机装置被佩戴为与耳塞式耳机装置的外侧重叠。
(7)根据(5)所述的耳塞式耳机装置,其中,基于耳罩式耳机装置和耳塞式耳机装置之间执行的磁共振来检测耳罩式耳机装置被佩戴为与耳塞式耳机装置的外侧重叠。
(8)根据(5)所述的耳塞式耳机装置,其中,基于音频输入单元对预定音频的收集,检测耳罩式耳机装置被佩戴为与耳塞式耳机装置的外侧重叠。
(9)根据(2)至(8)中任一项所述的耳塞式耳机装置,还包括保持单元,在用户佩戴的状态下,所述保持单元抵接耳甲腔或耳道内壁,并且将音频输入单元保持在比耳屏更靠近耳膜侧的空间中。
(10)根据(9)所述的耳塞式耳机装置,其中,所述保持单元包括向外部开放耳穴的开口部分。
(11)一种耳罩式耳机装置,包括:
无线通信单元,其与耳塞式耳机装置无线通信,所述耳塞式耳机装置被佩戴为与用户佩戴的耳罩式耳机装置的内侧重叠。
(12)根据(11)所述的耳罩式耳机装置,其中,
所述耳塞式耳机装置具有耳塞式耳机侧音频输入单元,其收集音频并生成音频信号,并且
所述无线通信单元接收耳塞式耳机侧音频输入单元生成的音频信号。
(13)根据(12)所述的耳罩式耳机装置,还包括:
信号处理单元,其基于由耳塞式耳机侧音频输入单元生成的音频信号生成噪声消除信号,并且基于生成的噪声消除信号生成输出信号;以及
音频输出单元,其基于输出信号输出音频。
(14)根据(13)所述的耳罩式耳机装置,其中,所述信号处理单元基于由耳塞式耳机侧音频输入单元生成的音频信号,通过使用耳塞式耳机侧音频输入单元作为消除点的反馈方案的噪声消除过程,来生成噪声消除信号。
(15)根据(13)或(14)所述的耳罩式耳机装置,还包括:
第一音频输入单元,其收集音频并生成音频信号,
其中,所述信号处理单元基于由第一音频输入单元生成的音频信号,通过使用第一音频输入单元作为消除点的反馈方案的噪声消除过程,来生成噪声消除信号。
(16)根据(13)至(15)中任一项所述的耳罩式耳机装置,还包括:
第二音频输入单元,其收集音频并生成音频信号,
其中,所述信号处理单元基于由第二音频输入单元生成的音频信号,通过前馈方案的噪声消除过程,来生成噪声消除信号,并且基于由耳塞式耳机侧音频输入单元生成的音频信号,自适应地控制前馈方案的噪声消除过程的滤波器特性。
(17)根据(13)至(16)中任一项所述的耳罩式耳机装置,其中,当检测到耳罩式耳机装置被佩戴为与耳塞式耳机装置的外侧重叠时,所述无线通信单元开始接收由耳塞式耳机侧音频输入单元生成的音频信号。
(18)根据(17)所述的耳罩式耳机装置,其中,当检测到佩戴耳罩式耳机装置时,所述音频输出单元输出预定音频。
(19)一种由耳塞式耳机装置执行的方法,所述方法包括与耳罩式耳机装置无线通信,所述耳罩式耳机装置被佩戴为与用户佩戴的耳塞式耳机装置的外侧重叠。
(20)一种由耳罩式耳机装置执行的方法,所述方法包括与耳塞式耳机装置无线通信,所述耳塞式耳机装置被佩戴为与用户佩戴的耳罩式耳机装置的内侧重叠。
参考符号列表
1 耳朵
2 耳廓
3 耳轮脚
4 耳甲腔
5 耳道
6 耳屏
7 耳屏间切迹
8 对耳屏
9 耳膜
11 第一曲线
12 第二曲线
19 耳甲腔和耳道之间的边界
30 内部空间
31 外部空间
100 耳穴开放装置
110 音频输出单元,驱动器
120 声音引导单元
121 一端
122 另一端
123 夹紧部分
130 保持单元
131 开口部分
132 支撑构件
140 音频信息获取单元
141 音频输入单元,麦克风
142 耳膜声压获取单元
150 控制单元
151 信号处理单元
153 操作控制单元
155 认证单元
157 通信控制单元
160 传感器单元
161 RFID装置
162 磁传感器
170 无线通信单元
300 耳罩式耳机
301 壳体
302 耳垫
303 保持单元
304 开口部分
305 第一支撑构件
306 第二支撑构件
307 连杆
310 音频输出单元,驱动器
320 音频输入单元,麦克风
330 控制单元
331 信号处理单元
333 操作控制单元
340 有线连接单元
341 卷绕单元
342 凹部
350 连杆
351 接合部分
352 约束构件
353 滑动构件
354 轨道
360 姿态控制装置
361 操作体
362 连杆
363 接合部分
370 传感器单元
500 耳罩式耳机
501 壳体
502 耳垫
510 音频输出单元,驱动器
520 音频输入单元,麦克风
530 控制单元
531 信号处理单元
533 操作控制单元
535 通信控制单元
540 传感器单元
541 RFID装置
550 无线通信单元
800 终端装置
Claims (20)
1.一种耳塞式耳机装置,包括:
无线通信单元,与耳罩式耳机装置无线通信,所述耳罩式耳机装置被佩戴为与叠置于用户佩戴的所述耳塞式耳机装置的外侧。
2.根据权利要求1所述的耳塞式耳机装置,还包括:
音频输入单元,收集音频并生成音频信号,
其中,所述无线通信单元将所述音频输入单元生成的所述音频信号传输到所述耳罩式耳机装置。
3.根据权利要求2所述的耳塞式耳机装置,还包括:
信号处理单元,基于由所述音频输入单元生成的所述音频信号生成噪声消除信号,并且基于生成的所述噪声消除信号生成输出信号;以及
音频输出单元,基于所述输出信号输出音频。
4.根据权利要求3所述的耳塞式耳机装置,其中,所述信号处理单元针对高于预定频率的频率范围内的噪声生成所述噪声消除信号。
5.根据权利要求2所述的耳塞式耳机装置,其中,当检测到所述耳罩式耳机装置被佩戴为叠置于所述耳塞式耳机装置的所述外侧时,所述无线通信单元开始向所述耳罩式耳机装置传输所述音频信号。
6.根据权利要求5所述的耳塞式耳机装置,其中,基于在所述耳罩式耳机装置和所述耳塞式耳机装置之间执行的非接触电力供给来检测叠置于所述耳塞式耳机装置的所述外侧佩戴了所述耳罩式耳机装置。
7.根据权利要求5所述的耳塞式耳机装置,其中,基于所述耳罩式耳机装置和所述耳塞式耳机装置之间执行的磁共振来检测叠置于所述耳塞式耳机装置的所述外侧佩戴了所述耳罩式耳机装置。
8.根据权利要求5所述的耳塞式耳机装置,其中,基于所述音频输入单元对预定音频的收集,检测叠置于所述耳塞式耳机装置的所述外侧佩戴了所述耳罩式耳机装置。
9.根据权利要求2所述的耳塞式耳机装置,还包括保持单元,所述保持单元在用户佩戴的状态下抵接耳甲腔或耳道的内壁,并且将所述音频输入单元保持在相比于耳屏更靠近耳膜侧的空间中。
10.根据权利要求9所述的耳塞式耳机装置,其中,所述保持单元包括向外部开放耳穴的开口部分。
11.一种耳罩式耳机装置,包括:
无线通信单元,与耳塞式耳机装置无线通信,所述耳塞式耳机装置被佩戴为叠置于用户佩戴的所述耳罩式耳机装置的内侧。
12.根据权利要求11所述的耳罩式耳机装置,其中,
所述耳塞式耳机装置具有耳塞式耳机侧音频输入单元,所述耳塞式耳机侧音频输入单元收集音频并生成音频信号,并且
所述无线通信单元接收所述耳塞式耳机侧音频输入单元生成的所述音频信号。
13.根据权利要求12所述的耳罩式耳机装置,还包括:
信号处理单元,基于由所述耳塞式耳机侧音频输入单元生成的所述音频信号生成噪声消除信号,并且基于生成的所述噪声消除信号生成输出信号;以及
音频输出单元,基于所述输出信号输出音频。
14.根据权利要求13所述的耳罩式耳机装置,其中,所述信号处理单元基于由所述耳塞式耳机侧音频输入单元生成的所述音频信号,使用所述耳塞式耳机侧音频输入单元作为消除点通过反馈方案的噪声消除过程,来生成所述噪声消除信号。
15.根据权利要求13所述的耳罩式耳机装置,还包括:
第一音频输入单元,收集音频并生成音频信号,
其中,所述信号处理单元基于由所述第一音频输入单元生成的音频信号,使用所述第一音频输入单元作为消除点通过反馈方案的噪声消除过程,来生成所述噪声消除信号。
16.根据权利要求13所述的耳罩式耳机装置,还包括:
第二音频输入单元,收集音频并生成音频信号,
其中,所述信号处理单元基于由所述第二音频输入单元生成的音频信号,通过前馈方案的噪声消除过程生成所述噪声消除信号,并且基于由所述耳塞式耳机侧音频输入单元生成的音频信号,自适应地控制所述前馈方案的所述噪声消除过程的滤波器特性。
17.根据权利要求13所述的耳罩式耳机装置,其中,当检测到所述耳罩式耳机装置被佩戴为叠置于所述耳塞式耳机装置的外侧时,所述无线通信单元开始接收由所述耳塞式耳机侧音频输入单元生成的音频信号。
18.根据权利要求17所述的耳罩式耳机装置,其中,在检测到所述耳罩式耳机装置被佩戴时,所述音频输出单元输出预定音频。
19.一种由耳塞式耳机装置执行的方法,所述方法包括与耳罩式耳机装置无线通信,所述耳罩式耳机装置被佩戴为叠置于用户佩戴的所述耳塞式耳机装置的外侧。
20.一种由耳罩式耳机装置执行的方法,所述方法包括与耳塞式耳机装置无线通信,所述耳塞式耳机装置被佩戴为叠置于用户佩戴的所述耳罩式耳机装置的内侧。
Applications Claiming Priority (3)
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