CN115315745A - 音响再现装置、信号处理装置以及信号处理方法 - Google Patents
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Abstract
根据本发明的声音再现设备包括:第一麦克风,用于通过反馈方案执行的噪声消除处理;第二麦克风,用于通过反馈方案执行的噪声消除处理并且具有在与第一麦克风的声音收集面的方向不同的方向上的声音收集面;以及音响信号处理单元,其使用由第一麦克风通过声音收集而获得的第一声音收集信号和由第二麦克风通过声音收集而获得的第二声音收集信号来生成噪声消除信号。
Description
技术领域
本公开涉及音响再现装置、信号处理装置和信号处理方法。特别地,本公开涉及噪声消除信号的生成。
背景技术
如以下专利文献1、2和3中所公开的,已知一种噪声消除系统,其降低用于便携式音频播放器等的头戴式耳机或耳机中的外部环境中的噪声,并为收听者提供具有降低的外部噪声的良好再现声场空间。
引文列表
专利文献
专利文献1:日本专利申请公开号2008-122729
专利文献2:日本专利申请公开号2008-116782
专利文献3:日本专利申请公开号2008-250270
发明内容
本发明要解决的问题
这种类型的噪声消除系统的一个示例是执行有源噪声降低的有源噪声降低系统,并且基本上具有以下配置。
换言之,外部噪声(噪声)由作为声电转换装置的麦克风收集,并且从收集的噪声的音响信号生成与噪声在声学上相位相反的噪声消除信号。噪声消除信号与作为诸如音乐之类的原始收听对象的音响信号合成,并且通过扬声器音响地再现声音。结果,外部噪声被声学地消除,从而降低噪声。
在这样的噪声降低系统中,认为可以通过使用多个麦克风收集声音并通过适当的滤波处理生成噪声消除信号来提高噪声消除性能。
在本公开中,假设如上所述使用多个麦克风,提出了更合适的麦克风布置。
针对问题的解决方案
根据本公开的音响再现装置包括:第一麦克风,用于使用反馈方案的噪声消除处理;第二麦克风,包括在与第一麦克风的声音收集面的方向不同的方向上的声音收集面,并用于使用反馈方案的噪声消除处理;以及音响信号处理单元,被配置成使用由第一麦克风收集的第一声音收集信号和由第二麦克风收集的第二声音收集信号来生成噪声消除信号。
在包括用于使用反馈方案的噪声消除处理的多个麦克风的配置中,很容易在音响再现装置中的多个音响空间中收集声音。
在上述音响再现装置中,与第二麦克风的声音收集面相比,第一麦克风的声音收集面可以位于更靠近被配置为基于噪声消除信号执行音响输出的驱动器单元的位置。
这使得从驱动器单元到第一麦克风的声音收集面的空间的传递函数不太可能改变。
在上述音响再现装置中,第一麦克风的声音收集面可以位于朝向被配置为基于噪声消除信号执行音响输出的驱动器单元的声音发出方向的位置。
这使得从驱动器单元到第一麦克风的声音收集面的空间的传递函数不太可能改变。
上述音响再现装置还可以包括壳体,其中安置有被配置为基于噪声消除信号执行音响输出的驱动器单元,并且具有声音发出口,通过该声音发出口发出来自驱动器单元的输出声音,所述第一麦克风和所述第二麦克风可以被安置在所述壳体中,并且第二麦克风可以位于比第一麦克风更靠近声音发出口的位置。
结果,第二麦克风可以在比第一麦克风更靠近耳朵的鼓膜的位置处收集声音。
在上述音响再现装置中,所述第二麦克风的所述声音收集面可以位于不朝向被配置为基于所述噪声消除信号执行音响输出的驱动器单元的声音发出方向的位置。
这使得第二麦克风更容易收集噪声。
在上述音响再现装置中,在所述壳体中至少一个音响空间可以位于所述驱动器单元的声音发出方向上,并且第一麦克风和第二麦克风可以位于一个音响空间中。
结果,可以高精度地收集安置麦克风的音响空间中的噪声分量。
在上述音响再现装置中,第一麦克风可以被定位成使得声音收集面朝向驱动器单元的声音发出方向,以及第二麦克风可以被定位成使得声音收集面朝向与驱动器单元的声音发出方向相同的方向。
结果,从驱动器单元到第一麦克风的声音收集面的空间的传递函数不太可能改变。此外,第二麦克风很容易在较靠近鼓膜的位置处收集噪声。
在上述音响再现装置中,第一麦克风和第二麦克风可以被安置在不同的音响空间中。
这使得第一麦克风收集的噪声与第二麦克风收集的噪声不同。
在上述音响再现装置中,可以在所述壳体中设置多个音响空间,并且第一麦克风和第二麦克风可以位于所述多个音响空间中的不同空间中。
这使得第一麦克风收集的噪声与第二麦克风收集的噪声进一步不同。
在上述音响再现装置中,可以安置将第一麦克风所位于的第一音响空间与第二麦克风所位于的第二音响空间分隔开的声阻构件。
这可以实现稳定的空间,其中,对于一个音响空间,从驱动器单元到麦克风的空间的传递函数不太可能发生变化。
上述音响再现装置还可以包括壳体,其中安置有被配置为基于噪声消除信号执行音响输出的驱动器单元,并且具有声音发出口,通过该声音发出口发出来自驱动器单元的输出声音,其中,所述第一音响空间可以是由所述驱动器单元、所述声阻构件以及所述壳体包围的空间,以及第二音响空间可以是由声阻构件、壳体以及声音发出口包围的空间。
结果,第一音响空间成为稳定空间,其中空间的传递函数不太可能改变。此外,第二音响空间成为容易收集较靠近鼓膜的位置处的噪声的空间。
在上述音响再现装置中,第一麦克风可以位于作为基于噪声消除信号执行音响输出的驱动器单元的声音发出方向的前侧,并且第二麦克风可以位于驱动器单元的后侧。
因此,位于驱动器单元后方的第二麦克风可以收集与音响输出相位相反的相位的声音。此外,在第二麦克风中,使得从驱动器单元到第二麦克风的声音收集面的空间的传递函数不太可能随收听者的佩戴状态而改变。
上述音响再现装置还可以包括:第一反馈滤波器,被配置为基于所述第一声音收集信号的高频分量生成第一噪声消除信号;和第二反馈滤波器,被配置为基于所述第二声音收集信号的低频分量生成第二噪声消除信号,其中,所述音响信号处理单元可以基于所述第一噪声消除信号和所述第二噪声消除信号生成所述噪声消除信号。
第一麦克风被安置成比第二麦克风更靠近驱动器单元,因此,为第一FB滤波器设置的滤波器系数不太可能比为第二FB滤波器设置的滤波器系数不合适。这可以使得基于第一声音收集信号的噪声消除信号比基于第二声音收集信号的噪声消除信号更不太可能引起啸叫。
在上述音响再现装置中,可以通过高通滤波器、高搁架式滤波器或高峰值EQ滤波器提取第一声音收集信号的高频分量,以及可以通过低通滤波器、低搁架式滤波器或低峰值EQ滤波器提取第二声音收集信号的低频分量。
结果,可以将更可能啸叫的高频分量的声音收集信号输入到第一麦克风的反馈回路,其中从驱动器单元到麦克风的空间的传递函数不太可能改变。此外,可以将低频分量的声音收集信号输入到容易在较靠近鼓膜的位置处收集噪声的第二麦克风的反馈回路。
上述音响再现装置还可以包括:第三麦克风,用于使用前馈方案的噪声消除处理,音响信号处理单元可以通过使用第一声音收集信号、第二声音收集信号以及由第三麦克风收集的第三声音收集信号来生成噪声消除信号。
例如,可以设想设置第三麦克风以便收集在音响再现装置外部的声音。
根据本公开的信号处理装置包括音响信号处理单元,被配置成使用由用于使用反馈方案的噪声消除处理的第一麦克风收集的第一声音收集信号和由第二麦克风收集的第二声音收集信号来生成噪声消除信号,第二麦克风包括在与第一麦克风的声音收集面的方向不同的方向上的声音收集面,并且用于使用反馈方案的噪声消除处理。
根据本公开的信号处理方法包括使用由用于使用反馈方案的噪声消除处理的第一麦克风收集的第一声音收集信号和由第二麦克风收集的第二声音收集信号来生成噪声消除信号,第二麦克风包括在与第一麦克风的声音收集面的方向不同的方向上的声音收集面,并且用于使用反馈方案的噪声消除处理。
根据信号处理装置和信号处理方法,在包括用于使用反馈方案的噪声消除处理的多个麦克风的配置中,容易在音响再现装置中的多个音响空间中收集声音。
附图说明
图1是从传递函数的观点示出应用了使用反馈方案的噪声消除系统的音响再现装置的配置示例的框图。
图2是示出第一实施例的耳机的图。
图3是根据第一实施例的音响再现装置的框图。
图4是第一实施例的第一DSP的框图。
图5是第一实施例的第二DSP的框图。
图6是示出第一实施例的头戴式耳机的图。
图7是示出第二实施例的耳机的图。
图8是示出第二实施例的头戴式耳机的图。
图9是示出第三实施例的耳机的图。
图10是示出第三实施例的头戴式耳机的图。
图11是示出第四实施例的耳机的图。
图12是根据第四实施例的音响再现装置的框图。
图13是第四实施例的第三DSP的框图。
图14是第一修改的音响再现装置的框图。
图15是示出声阻构件的附接示例的图。
图16是示出声阻构件的附接示例的图。
图17是示出声阻构件的附接示例的图。
图18是示出声阻构件的附接示例的图。
图19是示出每个滤波器的频率特性的图。
具体实施方式
下面将按以下顺序描述实施例。
<1.噪声消除技术的描述>
<2.第一实施例>
<2-1.音响再现装置的配置>
<2-2.音响再现装置的内部配置>
<2-3.作为头戴式耳机的音响再现装置>
<3.第二实施例>
<3-1.作为耳机的音响再现装置>
<3-2.作为头戴式耳机的音响再现装置>
<4.第三实施例>
<4-1.作为耳机的音响再现装置>
<4-2.作为头戴式耳机的音响再现装置>
<5.第四实施例>
<5-1.音响再现装置的配置>
<5-2.音响再现装置的内部配置>
<6.修改>
<6-1.第一修改>
<6-2.第二修改>
<6-3.其他>
<7.结论>
<8.本技术>
注意,在实施例中描述并在权利要求中限定的音响再现装置是指收听者戴在耳朵上听的装置,该装置不仅包括戴在头上的头戴式类型(头戴式耳机),还包括戴在耳廓或耳孔上的称为“耳机”的类型。
<1.噪声消除技术的说明>
将描述使用反馈方案的噪声消除技术。图1是从传递函数的观点示出应用了使用反馈方案的噪声消除系统的音响再现装置的配置示例的框图。
注意,图1仅示出了音响再现装置的收听者的一个耳朵侧的部分的配置。左耳和右耳中的每一个的音响再现装置的配置类似于图1中的配置。
该音响再现装置设置有作为用于再现作为电信号的音响信号的电声转换装置的驱动器单元。
然后,通过均衡器和加法器将声源信号Sm作为输出音响信号提供给功率放大器,该声源信号Sm是收听者要再现的音乐等的信号。通过功率放大器的音响信号被提供给驱动器单元并被音响再现,再现的声音被发出到收听者的耳朵。
均衡器、加法器、功率放大器、麦克风、麦克风放大器以及用于噪声消除的反馈(FB)滤波器被设置在输入声源信号Sm的输入端子和用于左右耳的驱动器单元之间的信号传输路径中。
在这样的配置中,在收听者的音响收听环境中,使用反馈方案降低音响再现装置外部的噪声中的进入音响再现装置中的收听者的音响收听位置的噪声N,并且可以在有利的环境中收听音乐。
在使用反馈方案的噪声消除系统中,收集音响合成位置(噪声消除点Pc)处的噪声,在该位置处合成噪声和音响信号的音响再现声音,并且在该位置处收听者收听该声音。
因此,用于噪声收集的麦克风被设置在可以收集音响再现装置的外壳内的噪声消除点Pc处的噪声的位置处。麦克风位置处的声音是控制点,因此,考虑到噪声衰减效应,噪声消除点Pc通常被设置在靠近耳朵的位置(即驱动器单元的振膜的前表面)处,并且麦克风被设置在该位置处。
然后,通过FB滤波器生成与由麦克风收集的噪声的相位相反的相位的分量作为噪声消除信号,并且将生成的噪声消除信号提供给驱动器单元并进行音响再现,从而降低从外部进入音响再现装置的壳体的噪声。
通过麦克风放大器由模拟数字转换器(ADC)将由麦克风收集的模拟音响信号转换为数字音响信号。然后,将数字音响信号输入到用于生成反馈噪声消除信号的数字滤波器(FB滤波器)。
数字滤波器根据输入的数字音响信号生成具有与作为被设置给输入的数字音响信号的参数的滤波器系数相应的特性的噪声消除信号。
将生成的噪声消除信号提供给加法器。
如上所述,将收听者想要收听的声源信号Sm通过均衡器提供给加法器。均衡器校正输入音响信号的音质。
均衡器的输出和来自FB滤波器的噪声消除信号由加法器合成,作为输出音响信号通过功率放大器被提供给驱动器单元,并被音响再现。
注意,在加法器的前一级或后一级中设置将每个信号从数字信号转换为模拟信号的数模转换器(DAC)。
再现的声音包括通过在FB滤波器中生成的噪声消除信号产生的音响再现分量。噪声消除信号的音响再现分量和噪声被音响合成,从而在噪声消除点Pc处降低(消除)噪声。
图1示出了每个单元的传递函数。具体而言,“A”表示功率放大器的传递函数,“D”表示驱动器单元的传递函数,“M”表示与麦克风和麦克风放大器部分相对应的传递函数,“-β”表示为反馈而设计的滤波器的传递函数。此外,“H”表示从驱动器单元到麦克风的空间的传递函数,“E”表示将应用于用于收听目的的声源信号Sm的均衡器的传递函数。假设上述每个传递函数由复数表达式表示。
此外,图1中所示的“N”是从外部噪声源进入音响再现装置的外壳中的麦克风位置附近的噪声,“P”是到达收听者耳朵的声压。注意,外部噪声被传输到音响再现装置的外壳中的可能原因可以包括例如外部噪声作为声压从耳垫部分的间隙泄漏的情况,以及由于音响再现装置接收到声压并振动而将声音传输到音响再现装置的壳体中的情况。
图1中的传递函数块可以由以下(表达式1)表示。
(表达式1)
P={1/(1+ADHMβ)}·N+{AHD/(1+ADHMβ)}·ES
在(表达式1)中,关注于噪声,发现噪声N衰减为1/(1+ADHMβ)。然而,为了使(表达式1)的系统在要降低噪声的频带中稳定地作为噪声消除机制工作,需要满足以下(表达式2)。
(表达式2)
|1/(1+ADHMβ)|<1
通过将FB滤波器的滤波器系数设置为满足上述(表达式2)的“-β”,可以获得足够的噪声降低效果。
<2.第一实施例>
<2-1.音响再现装置的配置>
将参考图2描述音响再现装置1的第一实施例。注意,图2示出了作为示例的作为耳机的音响再现装置1。
音响再现装置1包括形成内部空间2的壳体3和布置在内部空间2中的驱动器单元4。
驱动器单元4包括振膜4a,以使得能够实现音响输出。
在以下描述中,驱动器单元4的声音发出方向将被称为“向前”。
壳体3包括:盒状部分5,该盒状部分5具有以前后方向为轴向的圆柱形,并形成为向前开口的盒状;以及形成为从盒状部分5的前开口向前延伸的管状的声音导管6。
壳体3的内部空间2包括布置空间7和声音引导空间8,布置空间7是由盒状部分5包围的空间,并且其中安置有诸如驱动器单元4之类的每个单元,声音引导空间8是由声音导管6包围的空间。
声音导管6的前开口形成为用于将音响输出从驱动器单元4输出到壳体3的外部的声音发出口9。
驱动器单元4例如被安置在布置空间7中前后方向上的基本中心部分处。布置空间7由驱动器单元4分为作为驱动器单元4前面的空间的前方空间7a和作为驱动器单元4后面的空间的后方空间7b。
例如,在后方空间7b中,可以容纳用于驱动驱动器单元4的基板、电池等。
在音响再现装置1中,可从前方拆卸的耳朵件10被附接到壳体3中的声音发出口9的外周表面。耳朵件10由诸如硅、橡胶和聚氨酯之类的弹性可变形构件形成。
音响再现装置1包括安置在内部空间2中的多个麦克风。图2是其中音响再现装置1包括两个麦克风的示例。
具体地,音响再现装置1包括用于使用反馈方案的噪声消除处理的第一麦克风11和第二麦克风12。
第一麦克风11安置在前方空间7a中,使得声音收集面11a基本上朝向驱动器单元4的振膜4a。
第二麦克风12被安置在声音引导空间8中,使得声音收集面12a朝向与第一麦克风11的声音收集面11a的方向不同的方向。具体地,第二麦克风12被附接成使得声音收集面12a朝向声音导管6的中心轴。换句话说,第二麦克风12被安置成不面对驱动器单元4的振膜4a。
换句话说,第一麦克风11被安置在比第二麦克风12更靠近驱动器单元4的位置处。
此外,第二麦克风12被安置在比第一麦克风11更靠近声音发出口的位置处。
通过将第一麦克风11和第二麦克风12安置在不同的音响空间中,可以在作为不同音响空间的前方空间7a和声音引导空间8中收集声音。换句话说,第一麦克风11的第一声音收集信号S1是包含前方空间7a中的噪声的信号。此外,第二麦克风12的第二声音收集信号S2是包含声音引导空间8中的噪声的信号。
此外,第二麦克风12可以在比第一麦克风11更靠近耳朵的鼓膜的位置处收集声音。
通过采用上述配置,执行使用从第一麦克风11和第二麦克风12收集的声音收集信号的反馈控制,以生成噪声消除信号。
例如,所生成的噪声消除信号通过被加到声源信号Sm而生成为来自驱动器单元4的输出信号。以这种方式生成的输出信号从驱动器单元4输出,使得收听者在预定消除点处收听具有降低的噪声的再现声音。
<2-2.音响再现装置的内部配置>
图3是音响再现装置1的内部配置的框图。注意,在图3和后续附图中,为了简化描述,仅示出了立体音响信号的左声道和右声道中的一个。通过在另一声道中采用类似于图3中的配置的配置,可以对立体声音执行噪声消除处理。
请注意,左声道和右声道可共享每个组件。
作为数字信号的声源信号Sm从设置在外部的诸如音频播放器(未示出)之类的音乐/声音源设备被输入到音响再现装置1。声源信号Sm例如是数字信号,例如收听者想要听的音乐。
音响再现装置1包括第一放大器21A、第一ADC 22A和第一数字信号处理器(DSP)23A,作为用于对第一麦克风11的第一声音收集信号S1执行处理的单元。
此外,音响再现装置1包括第二放大器21B、第二ADC 22B和第二DSP 23B,作为用于对第二麦克风12的声音收集信号S2执行处理的单元。
此外,音响再现装置1包括加法器24和25、均衡器电路26、DAC 27和功率放大器28。
如上所述,通过在驱动器单元4的振膜4a的前方空间7a中收集包含噪声的声音来获得第一声音收集信号S1。
第一声音收集信号S1由第一放大器21A放大,由第一ADC 22A转换为数字信号并输入到第一DSP 23A。
第一DSP 23A包括用于生成反馈噪声消除信号的数字滤波器。
图4是示出第一DSP 23A的配置示例的图。如所示的,第一DSP23A包括高通滤波器(HPF)31和第一FB滤波器32。
HPF 31是从来自第一ADC 22A的输入数字信号中去除低频分量的数字滤波器。
第一FB滤波器32是用于生成反馈数字噪声消除信号的数字滤波器。
换句话说,第一FB滤波器32基于第一声音收集信号S1中的高频分量生成第一噪声消除信号Snc1。
由第一DSP 23A生成的信号被输入到加法器24。
如上所述,第二声音收集信号S2是通过收集包含作为声音导管6的内部空间的声音引导空间8的噪声的声音而获得的。
第二声音收集信号S2由第二放大器21B放大,由第二ADC 22B转换为数字信号并被输入到第二DSP 23B。
第二DSP 23B包括用于生成反馈噪声消除信号的数字滤波器。
图5是示出第二DSP 23B的配置示例的图。如图所示,第二DSP23B包括低通滤波器(LPF)33和第二FB滤波器34。
LPF 33是从来自第二ADC 22B的输入数字信号中去除高频分量的数字滤波器。
第二FB滤波器34是用于生成反馈数字噪声消除信号的数字滤波器。
换句话说,第二FB滤波器34基于第二声音收集信号S2中的低频分量生成第二噪声消除信号Snc2。
由第二DSP 23B生成的信号被输入到加法器24。
加法器24将基于第一麦克风11的第一声音收集信号S1生成的第一噪声消除信号Snc1和基于第二麦克风12的第二声音收集信号S2生成的第二噪声消除信号Snc2相加并合成,并将结果作为合成噪声消除信号Snc输出到加法器25。
除了合成噪声消除信号Snc之外,还将基于声源信号Sm的数字信号输入到加法器25。
声源信号Sm被输入到均衡器电路26。
均衡器电路26对输入声源信号Sm执行用于音质校正处理和音质效果处理的均衡处理,并将获得的数字信号输出到加法器25。
均衡器电路26可以例如在DSP内构成。
加法器25将合成噪声消除信号Snc和来自均衡器电路26的信号相加并合成,并将结果作为输出音响信号输出到DAC 27。
来自加法器25的输出信号由DAC 27转换为模拟信号,然后由功率放大器28放大并提供给驱动器单元4。
在驱动器单元4中,执行基于输入的输出音响信号的音响输出处理。结果,收听者听到在预定噪声消除点处噪声降低的再现声音。
如图2所示,第一麦克风11被安置成使得声音收集面11a朝向驱动器单元4的振膜4a。利用第一麦克风11的这种布置,从驱动器单元4到第一麦克风11的空间的传递函数不太可能改变。
如果空间的传递函数没有改变,则可以使用设置的第一FB滤波器32中的设置的滤波器系数生成具有足够的噪声消除性能的噪声消除信号。
换言之,使用第一声音收集信号S1生成的第一噪声消除信号Snc1可以充分展示噪声消除性能。
注意,如图2所示,第二麦克风12被设置在声音引导空间8中,并且从驱动器单元4到第二麦克风12的空间的传递函数可能改变。
如果空间的传递函数改变,则在第二FB滤波器34中设置的滤波器系数可能不合适,在这种情况下,可能发生啸叫(howling)。
一般地,啸叫的发生经常是由等于或高于1kHz的高频分量引起的。
因此,对于高频分量,使用利用空间的传递函数不太可能改变的第一麦克风11生成的第一噪声消除信号Snc1。
这使得可以防止由高频分量引起的啸叫的发生。
此外,对于其他低频分量,使用利用能够在更靠近收听者的鼓膜的位置处收集声音的第二麦克风12生成的第二噪声消除信号Snc2。
这可以使消除点更靠近鼓膜。
例如,基于由截止频率为200Hz的HPF 31提取的第一声音收集信号S1的高频分量来生成第一噪声消除信号Snc1。
此外,基于由截止频率为200Hz的LPF 33提取的第二声音收集信号S2的低频分量来生成第二噪声消除信号Snc2。
根据上述配置,通过合成基于第一声音收集信号S1的高频分量的第一噪声消除信号Snc1和基于第二声音收集信号S2的低频分量的第二噪声消除信号Snc2来生成合成噪声消除信号Snc,使得可以在防止啸叫的发生的同时,改善鼓膜位置处的噪声消除性能。
虽然图3示出了其中设置第一DSP 23A和第二DSP 23B的示例,但是可以在一个DSP中形成用于第一声音收集信号S1的数字滤波器和用于第二声音收集信号S2的数字滤波器。
此外,在这种情况下,均衡器电路26可以形成在同一DSP中。
注意,尽管图3示出了声源信号Sm是数字信号的示例,但声源信号Sm可以是模拟信号。在这种情况下,使用ADC将声源信号Sm转换为数字信号并输入到均衡器电路26。
包括在第一DSP 23A中的HPF 31可以用高搁架式(shelving)滤波器或高峰值均衡器(EQ)滤波器代替(参见图19)。
此外,包括在第二DSP 23B中的LPF 33可以用低搁架式滤波器或低峰值EQ滤波器代替(参见图19)。
注意,音响再现装置1的内部配置可以不同于图3、4和5所示的配置。作为示例,例如,第一FB滤波器32或第二FB滤波器34中的至少一个可以是用于模拟信号的滤波器。在这种情况下,第一ADC 22A和第二ADC 22B是不必要的。
此外,代替第一DSP 23A和第二DSP 23B,可以使用中央处理器(CPU)、执行硬接线信号处理的硬接线电路等。
此外,第一麦克风11和第二麦克风12可以是数字麦克风。在这种情况下,第一ADC22A和第二ADC 22B是不必要的。
此外,图4所示的HPF 31可以不设置在第一FB滤波器32的前一级处,而是设置在第一FB滤波器32的后一级处。此外,HPF 31可以设置在第一FB滤波器32内部。
类似地,图5所示的LPF 33可以设置在第二FB滤波器34的后一级处,或者可以设置在第二FB滤波器34内部。
这同样适用于后续单元。
<2-3.作为头戴式耳机的音响再现装置>
将参考图6描述将上述第一实施例的配置应用于作为头戴式耳机的音响再现装置1A的示例。
注意,与图2所示的作为耳机的音响再现装置1的那些组件类似的组件将由相同的参考符号表示。
音响再现装置1A包括形成内部空间2的壳体3和安置在内部空间2中的驱动器单元4。
驱动器单元4包括振膜4a,以使得能够实现音响输出。
壳体3包括基座部分42和耳垫43,基座部分42中形成有驱动器单元4要附接到的布置凹部41,耳垫43要被附接到布置凹部41的前周缘部分。
耳垫43的前内周缘形成为声音发出口9。
内部空间2包括:前方空间7a,该前方空间7a是由耳垫43、驱动器单元4的前表面和声音发出口9包围的空间;以及后方空间7b,该后方空间7b是由基座部分42和驱动器单元4的后表面包围的空间。
音响再现装置1A包括用于使用反馈方案的噪声消除处理的第一麦克风11和第二麦克风12。
例如,在驱动器单元4的振膜4a的前方,附接形成网眼状的用于保护振膜4a的保护构件44。
在保护构件44中,将第一麦克风11要附接到的第一附接部分44a和第二麦克风12要附接到的第二附接部分44b基本上设置在中央。
第二麦克风12被安置成使得声音收集面12a朝向与第一麦克风11的声音收集面11a的方向不同的方向。
例如,使第一附接部分44a成为向后(振膜方向)并且侧方地开口的凹部,并且第一麦克风11被附接成使得声音收集面11a基本上朝向振膜4a。
此外,使第二附接部分44b成为向前并且侧方地开口的凹部,并且第二麦克风12被附接成使得声音收集面12a朝向与驱动器单元4的声音发出方向相同的方向。
第一麦克风11和第二麦克风12两者被安置在前方空间7a中。换句话说,第一麦克风11和第二麦克风12被安置在同一音响空间中。
第一麦克风11和第二麦克风12被安置在同一音响空间中,并且第一麦克风11的声音收集面11a的方向和第二麦克风12的声音收集面12a的方向不同,从而可以在麦克风以高精度安置的音响空间中收集噪声分量。
因此,可以提高噪声消除性能。
音响再现装置1A的内部配置的框图具有类似于图3的配置,因此,将省略对其的描述。
由于如图3和6所示地配置作为头戴式耳机的音响再现装置1A,通过合成基于第一声音收集信号S1的高频分量的第一噪声消除信号Snc1和基于第二声音收集信号S2的低频分量的第二噪声消除信号Snc2,生成合成噪声消除信号Snc,使得可以在防止啸叫的发生的同时,改善鼓膜位置处的噪声消除性能。
<3.第二实施例>
<3-1.作为耳机的音响再现装置>
第二实施例中的作为耳机的音响再现装置1B包括用于将内部空间2分割为多个音响空间的声阻构件51。
将参考图7描述具体配置。注意,与图2所示的第一实施例中的音响再现装置1的那些组件类似的组件将由相同的参考符号表示,并且将酌情省略对其的描述。
音响再现装置1B包括形成内部空间2的壳体3、安置在内部空间2中的驱动器单元4、第一麦克风11以及第二麦克风12。
内部空间2包括安置有每个单元的布置空间7和由声音导管6包围的声音引导空间8。
布置空间7包括作为驱动器单元4的前方的空间的前方空间7a和作为在驱动器单元4之后的空间的后方空间7b。
声音导管6的前开口被形成为用于将来自驱动器单元4的音响输出输出到壳体3的外部的声音发出口9。
音响再现装置1B包括将前方空间7a与声音引导空间8分离的声阻构件51。
换言之,前方空间7a是由壳体3的盒状部分5、驱动器单元4以及声阻构件51包围的空间,因此是声学稳定的空间。这使得从驱动器单元4到第一麦克风11的空间的传递函数不太可能改变。
此外,声音引导空间8是由壳体3的声音导管6、声阻构件51和声音发出口9包围的空间。
注意,分割为两个音响空间并不限于空间被声阻构件51完全分割为两个空间的情况,并且只需要获得与空间在声学上完全分割为两个空间的情况类似的效果(或与其类似的效果)。例如,即使在如稍后描述的如图17和18所示那样,通过将声阻构件51安置在两个音响空间之间的部分中,可以将其视为声学上分割为两个空间的空间的情况下,也可以获得类似的效果。
音响再现装置1B的内部配置的框图具有与图3类似的配置。
通过具有图3和7所示的配置的音响再现装置1B,可以在进一步防止啸叫的发生的同时,改善基于第一声音收集信号S1的高频分量生成的第一噪声消除信号Snc1的噪声消除性能,第一声音收集信号S1是在成为稳定空间的前方空间7a中收集的信号。
此外,第二噪声消除信号Snc2是能够使消除点更靠近鼓膜的信号。
因此,通过合成基于第一声音收集信号S1的高频分量的第一噪声消除信号Snc1和基于第二声音收集信号S2的低频分量的第二噪声消除信号Snc2来生成合成噪声消除信号Snc,使得可以在防止啸叫的发生的同时,进一步改善鼓膜位置处的噪声消除性能。
<3-2.作为头戴式耳机的音响再现装置>
图8示出了作为头戴式耳机的音响再现装置1C的配置示例。
注意,与图2所示的音响再现装置1、图6所示的音响再现装置1A和图7所示的音响再现装置1B的组件类似的组件将由相同的参考符号表示,并且将酌情省略其描述。
音响再现装置1C包括其中形成内部空间2的壳体3、安置在内部空间2中的驱动器单元4以及用于使用反馈方案进行噪声消除处理的第一麦克风11和第二麦克风12。
驱动器单元4包括振膜4a,以使得能够实现音响输出。
壳体3包括基座部分42和耳垫43,基座部分42中形成有驱动器单元4要附接到的布置凹部41,耳垫43要被附接到布置凹部41的前周缘部分。
耳垫43的前内周缘形成为声音发出口9。
例如,在驱动器单元4的振膜4a的前方,附接形成网眼状的用于保护振膜4a的保护构件44。
内部空间2包括:前方空间7a,该前方空间7a是由耳垫43、驱动器单元4的前表面和声音发出口9包围的空间;以及后方空间7b,该后方空间7b是由基座部分42和驱动器单元4的后表面包围的空间。
音响再现装置1C设置有声阻构件51,该声阻构件51将前方空间7a进一步分割为两个音响空间。具体地,前方空间7a被声阻构件51分隔为作为驱动器单元4侧的空间的内侧空间52和作为声音发出口9侧的空间的外侧空间53。注意,内侧空间52和外侧空间53也可以被视为作为耳机的音响再现装置1中的前方空间7a和声音引导空间8。
声阻构件51例如被附接到保护构件44。
第一麦克风11被附接到保护构件44的后表面,使得声音收集面11a基本上朝向振膜4a。
第二麦克风12被附接到声阻构件51的前表面,使得声音收集面12a朝向声音发出口9。
换言之,包括在音响再现装置1C中的第一麦克风11和第二麦克风12被安置在由声阻构件51分隔的不同音响空间中。
音响再现装置1C的内部配置的框图具有类似于图3的配置。换句话说,在音响再现装置1C中,基于第一麦克风11的第一声音收集信号S1的高频分量生成第一噪声消除信号Snc1。
因此,通过使用被安置在作为声学稳定空间的内侧空间52中的第一麦克风11的第一声音收集信号S1生成合成噪声消除信号Snc,可以进一步防止啸叫的发生。
此外,通过使用第二声音收集信号S2的低频分量生成合成噪声消除信号Snc,可以提高鼓膜位置处的噪声消除性能。
<4.第三实施例>
<4-1.作为耳机的音响再现装置>
第三实施例中的作为耳机的音响再现装置1D包括将内部空间2分割为多个音响空间的声阻构件51,并且第二麦克风12被安置在驱动器单元4的后方。
这将参考图9具体描述。
音响再现装置1D包括形成内部空间2的壳体3、被安置在内部空间2中的驱动器单元4、第一麦克风11和第二麦克风12。
内部空间2包括安置每个单元的布置空间7和由声音导管6包围的声音引导空间8。
布置空间7包括作为驱动器单元4前方的空间的前方空间7a和作为驱动器单元4后方的空间的后方空间7b。
音响再现装置1D包括将前方空间7a与声音引导空间8分离的声阻构件51。
换言之,前方空间7a是由壳体3的盒状部分5、驱动器单元4和声阻构件51包围的空间,因此是声学稳定的空间。
第一麦克风11被安置成使得在前方空间7a中声音收集面11a基本上朝向振膜4a。
第二麦克风12被安置成使得在后方空间7b中声音收集面12a不朝向振膜4a。
音响再现装置1D的内部配置的框图具有类似于图3的配置。
在安置在后方空间7b中的第二麦克风12中,可以收集与从振膜4a向前发出的声压的相位相反的相位的声压以及通过壳体3进入的噪声。此外,可以使由第二麦克风12收集的信号不太可能受到从驱动器单元到麦克风的空间的传递函数的变化的影响。
因此,通过使用第二麦克风12的第二声音收集信号S2生成合成噪声消除信号Snc,可以提高噪声消除性能。
注意,在本示例中,已经描述了一个示例,其中第一麦克风11被安置在前方空间7a中,第二麦克风12被安置在后方空间7b中,但是第一麦克风11可以被安置在后方空间7b中,第二麦克风12可以被安置在声音引导空间8中。
<4-2.作为头戴式耳机的音响再现装置>
将参考图10描述第三实施例中的作为头戴式耳机的音响再现装置1E。
注意,与上述各种音响再现装置(例如图2所示的音响再现装置1、图6所示的音响再现装置1A等)的组件类似的组件将由相同的参考符号表示,并且将酌情省略其描述。
音响再现装置1E包括形成内部空间2的壳体3、被安置在内部空间2中的驱动器单元4、以及用于使用反馈方案的噪声消除处理的第一麦克风11和第二麦克风12。
驱动器单元4包括振膜4a,以使得能够实现音响输出。
壳体3包括底座部分42和耳垫43。耳垫43的前内周缘形成为声音发出口9。
保护构件44被附接在驱动器单元4的振膜4a的前方。
第一麦克风11被安置在前方空间7a中。具体地,第一麦克风11被附接到保护构件44的后表面,使得声音收集面11a基本上朝向振膜4a。
第二麦克风12被安置在后方空间7b中。具体地,第二麦克风12被附接到壳体3,使得声音收集面12a朝向与第一麦克风11的声音收集面11a的方向不同的方向。
换句话说,包括在音响再现装置1E中的第一麦克风11和第二麦克风12被安置在不同的音响空间中。
在被安置在后方空间7b中的第二麦克风12中,可以收集与从振膜4a向前发出的声压的相位相反的相位的声压以及通过壳体3进入的噪声。
因此,通过使用第二麦克风12的第二声音收集信号S2生成合成噪声消除信号Snc,可以提高噪声消除性能。
<5.第四实施例>
<5-1.音响再现装置的配置>
图11示出了第四实施例中的作为耳机的音响再现装置1F。根据第四实施例的音响再现装置1F包括用于产生前馈噪声消除信号的第三麦克风61。
具体地,将参考图11描述音响再现装置1F的配置。
音响再现装置1F包括形成内部空间2的壳体3、安置在内部空间2中的驱动器单元4、用于使用反馈方案的噪声消除处理的第一麦克风11和第二麦克风12、以及用于使用前馈方案的噪声消除处理的第三麦克风61。
内部空间2包括安置每个单元的布置空间7和由声音导管6包围的声音引导空间8。
布置空间7包括作为在驱动器单元4前方的空间的前方空间7a和作为在驱动器单元4后面的空间的后方空间7b。
第一麦克风11被安置成使得在前方空间7a中声音收集面11a基本上朝向振膜4a。
第二麦克风12被安置在声音引导空间8中,使得声音收集面12a朝向与第一麦克风11的声音收集面11a的方向不同的方向。
第三麦克风61被附接到壳体3,使得声音收集面61a位于外部空间中,以便能够收集在音响再现装置1F的外部的声音。
结果,可以将反馈噪声消除处理和前馈噪声消除处理相组合,从而可以提高噪声消除性能。
注意,音响再现装置1F可以包括将前方空间7a与声音引导空间8分离的声阻构件51。
结果,前方空间7a是由壳体3的盒状部分5、驱动器单元4和声阻构件51包围的声学稳定空间。
<5-2.音响再现装置的内部配置>
图12是音响再现装置1F的内部配置的框图。
音响再现装置1F包括第一放大器21A、第一ADC 22A和第一DSP 23A,作为用于对第一麦克风11的第一声音收集信号S1执行处理的各单元。
此外,音响再现装置1F包括第二放大器21B、第二ADC 22B和第二DSP 23B,作为用于对第二麦克风12的声音收集信号S2执行处理的各单元。
此外,音响再现装置1包括第三放大器21C、第三ADC 22C和第三DSP 23C,作为用于对第三麦克风61的声音收集信号S3执行处理的各单元。
音响再现装置1F包括加法器24和25、均衡器电路26、DAC 27和功率放大器28,并且还包括加法器62。
如上所述,通过收集包含在驱动器单元4的振膜4a的前方空间7a中的噪声的声音来获得第一声音收集信号S1。
第一声音收集信号S1由第一放大器21A放大,由第一ADC 22A转换为数字信号并输入到第一DSP 23A。
第一DSP 23A包括用于生成反馈噪声消除信号的数字滤波器(参见图4)。
由第一DSP 23A生成的信号被输入到加法器24。
如上所述,第二声音收集信号S2是通过收集包含作为声音导管6的内部空间的声音引导空间8的噪声的声音而获得的。
第二声音收集信号S2由第二放大器21B放大,由第二ADC 22B转换为数字信号并输入到第二DSP 23B。
第二DSP 23B包括用于生成反馈噪声消除信号的数字滤波器(参见图5)。
由第二DSP 23B生成的信号被输入到加法器24。
加法器24将基于第一麦克风11的第一声音收集信号S1生成的第一噪声消除信号Snc1和基于第二麦克风12的第二声音收集信号S2生成的第二噪声消除信号Snc2相加并合成,并将结果输出到加法器62。
通过收集包含在音响再现装置1F的外部空间中的噪声的声音,获得第三声音收集信号S3。
第三声音收集信号S3由第三放大器21C放大,由第三ADC 22C转换为数字信号并输入到第三DSP 23C。
第三DSP 23C包括用于生成前馈噪声消除信号的数字滤波器。具体地,如图13所示,设置第三FF滤波器63。
第三FF滤波器63是用于生成前馈数字噪声消除信号的数字滤波器。换句话说,第三FF滤波器63基于第三声音收集信号S3生成第三噪声消除信号Snc3。
在第三DSP 23C中生成的第三噪声消除信号Snc3被输入到加法器62。
加法器62将基于第一麦克风11的第一声音收集信号S1生成的第一噪声消除信号Snc1和基于第二麦克风12的第二声音收集信号S2生成的第二噪声消除信号Snc2、以及基于第三麦克风61的第三声音收集信号S3生成的第三噪声消除信号Snc3相加并合成合成信号,并将结果作为合成噪声消除信号Snc输出到加法器25。
除了合成噪声消除信号Snc之外,还将基于声源信号Sm的数字信号输入到加法器25。
声源信号Sm被输入到均衡器电路26。
均衡器电路26对输入声源信号Sm执行用于音质校正处理和音质效果处理的均衡处理,并将获得的数字信号输出到加法器25。
均衡器电路26可以例如在DSP内构成。
加法器25将合成噪声消除信号Snc和来自均衡器电路26的信号相加并合成,并将结果作为输出音响信号输出到DAC 27。
来自加法器25的输出信号由DAC 27转换为模拟信号,然后由功率放大器28放大并提供给驱动器单元4。
在驱动器单元4中,执行基于输入输出音响信号的音响输出处理。结果,收听者听到在预定噪声消除点处具有降低的噪声的再现声音。
如图11所示,第一麦克风11被安置成使得声音收集面11a朝向驱动器单元4的振膜4a,因此,第一噪声消除信号Snc1可以防止啸叫的发生。
此外,通过使用第二麦克风12(其中声音收集面12a朝向与第一麦克风11的方向不同的方向)的第二声音收集信号S2,可以使消除点更靠近鼓膜。
此外,声音收集面61a被构造成拾取音响再现装置1F的外部空间中的噪声,从而可以使用前馈方案执行噪声消除处理。
通过使用第三麦克风61的第三声音收集信号S3,可以提高噪声消除性能。
虽然图12示出了其中设置第一DSP 23A、第二DSP 23B和第三DSP 23C的示例,但是可以在一个DSP中形成用于第一声音收集信号S1的数字滤波器、用于第二声音收集信号S2的数字滤波器和用于第三声音收集信号S3的数字滤波器。
此外,在这种情况下,均衡器电路26可以形成在同一DSP中。
注意,尽管图3示出了声源信号Sm是数字信号的示例,但声源信号Sm可以是模拟信号。在这种情况下,使用ADC将声源信号Sm转换为数字信号并输入到均衡器电路26。
此外,作为第四实施例的音响再现装置1F可以是包括第三麦克风61的作为头戴式耳机的音响再现装置,在这种情况下,可以获得类似的效果。
<6.修改>
<6-1.第一修改>
在每个上述示例中,已经描述了一个示例,其中为第一声音收集信号S1和第二声音收集信号S2中的每一个设置用于生成噪声消除信号的数字滤波器。
换句话说,如参考图3、4和5所述,在音响再现装置1中,设置第一FB滤波器32作为用于使用第一声音收集信号S1生成第一噪声消除信号Snc1的数字滤波器,并且设置第二FB滤波器34作为用于使用第二声音收集信号S2生成第二噪声消除信号Snc2的数字滤波器。
为了减少数字滤波器处理的计算量,可以仅设置一个用于生成合成噪声消除信号Snc的数字滤波器。
具体地,将参考图14描述仅设置有一个用于生成合成噪声消除信号Snc的数字滤波器的音响再现装置1G的内部配置。
音响再现装置1G包括第一放大器21A、第一ADC 22A和HPF71,作为用于对第一麦克风11的第一声音收集信号S1执行处理的各单元。换句话说,音响再现装置1G不包括对第一声音收集信号S1执行数字滤波处理的第一DSP。
第一声音收集信号S1被第一放大器21A放大,然后被第一ADC22A转换为数字信号,并且进一步,通过HPF 71去除低频分量并输入到加法器73。
音响再现装置1G包括第二放大器21B、第二ADC 22B和LPF72,作为用于对第二麦克风12的第二声音收集信号S2执行处理的各单元。换句话说,音响再现装置1G不包括对第二声音收集信号S2执行数字滤波处理的第二DSP。
第二声音收集信号S2被第二放大器21B放大,然后被第二ADC22B转换为数字信号,并且进一步,通过LPF 72去除高频分量并输入到加法器73。
加法器73将第一麦克风11的第一声音收集信号S1的高频分量和第二麦克风12的第二声音收集信号S2的低频分量相加并合成,并将结果输出到FB滤波器74,FB滤波器74是用于生成噪声消除信号的数字滤波器。
FB滤波器74基于相加并合成的声音收集信号执行用于生成噪声消除信号Snc’的数字滤波处理。
生成的噪声消除信号Snc’可以被视为上述合成噪声消除信号Snc。
加法器25将噪声消除信号Snc’和来自均衡器电路26的信号相加并合成,并将结果作为输出音响信号输出到DAC 27。
DAC 27将来自加法器25的输入信号转换为模拟信号,并将模拟信号输出到功率放大器28。
功率放大器28放大输入信号并将放大的信号提供给驱动器单元4。
在驱动器单元4中,执行基于输入的输出音响信号的音响输出处理。
注意,可以不在第一ADC 22的后级而在前级设置图14中所示的HPF 71。换言之,可以对模拟信号执行滤波处理。
类似地,可以在第二ADC 22B的前级设置LPF 72。
注意,HPF 71可以被替换为高搁架式滤波器、高峰值EQ滤波器等。此外,LPF 72可以被替换为低搁架式滤波器、低峰值EQ滤波器等。
此外,还可以采用其中不设置HPF 71和LPF 72而是仅设置FB滤波器74的配置。
<6-2.第二修改>
在第二实施例中,描述了在音响再现装置1B和1C中设置声阻构件51的示例。
这里,将通过举例说明头戴式耳机型音响再现装置1C来描述声阻构件51的附接模式。
图15示出了将声阻构件51附接到保护构件44的第一示例。声阻构件51(通过斜线阴影示出)可以附接在保护构件44的整个前表面上。
结果,可以从声学上分割声阻构件51前方的空间(例如,外侧空间53)和声阻构件51后方的空间(例如,内侧空间52)。这可以使后方空间在声学上更加稳定,并可以防止啸叫的发生。
图16示出了将声阻构件51附接到保护构件44的第二示例。声阻构件51(通过斜线阴影示出)可以从前方附接,以覆盖保护构件44的大致中心部分。
在这种情况下,优选的是,将第一麦克风11定位在声阻构件51的中心处。
图17示出了将声阻构件51附接到保护构件44的第三示例。声阻构件51(通过斜线阴影示出)可以从前方附接,以覆盖保护构件44的上半区域、下半区域、右半区域和左半区域。
此外,在这种情况下,优选地,声阻构件51被定位为相对于保护构件44的中心部分偏移到由声阻构件51覆盖的部分。
图18示出了将声阻构件51附接到保护构件44的第四示例。声阻构件51(通过斜线阴影示出)可以从前方附接,以从上端到下端覆盖保护构件44的中心部分。
此外,在这种情况下,优选地将第一麦克风11定位在声阻构件51的中心处。
除了如图15所示的声阻构件51被附接在保护构件44的整个表面上的配置之外,即使具有如图16、17和18所示的配置,后方空间也可以成为声学稳定的空间,从而可以获得防止啸叫发生的效果。
<6-3.其他>
注意,在每个上述示例中,头戴式耳机和耳机被视为音响再现装置的示例,但其他示例也是可以想到的。例如,上述配置还可以应用于为在具有特定大小的空间(例如房间)中执行噪声消除处理而生成的噪声消除信号。
换言之,用于FB控制的第一MC和第二MC被设置在房间内。在这种情况下,第二MC被安置成比第一MC更靠近窗或门。
此外,可在房间外部设置用于FF控制的第三MC。
以这种方式,在收听者在作为音响空间的房间中听音乐等的情况下,可以提供具有降低噪声的空间,该空间适合于听。
<7.结论>
如上所述的诸如头戴式耳机或耳机之类的音响再现装置1(1A、1B、1C、1D、1E和1G)包括:第一麦克风11,用于使用反馈方案的噪声消除处理;第二麦克风12,包括与第一麦克风11的声音收集面的方向不同的方向上的声音收集面,并用于使用反馈方案的噪声消除处理;以及音响信号处理单元(第一DSP 23A、第二DSP 23B等),其被配置为使用由第一麦克风11收集的第一声音收集信号S1和由第二麦克风12收集的第二声音收集信号S2生成噪声消除信号。
在包括用于使用反馈方案的噪声消除处理的多个麦克风的配置中,很容易在音响再现装置1中的多个音响空间(例如,驱动器单元4的前方空间7a和声音导管中的空间(声音引导空间8))中收集声音。
使用多个要用于反馈方案的麦克风可以有助于改善噪声消除效果。此外,通过改变每个麦克风的声音收集方向,可以在多个空间中适当地收集包含噪声的音响信号,这适合于使用反馈方案改善噪声消除效果。
如第一实施例(图2)中所述,在音响再现装置1中,第一麦克风11的声音收集面11a可以位于比第二麦克风12的声音收集面12a更靠近驱动器单元4的位置,驱动器单元4被配置为基于噪声消除信号执行音响输出。
这使得从驱动器单元4到第一麦克风11的声音收集面11a的空间的传递函数不太可能改变。
因此,可以使用在第一FB滤波器32中设置的滤波器系数来生成具有足够噪声消除性能的第一噪声消除信号Snc1。换句话说,可以通过添加由第一麦克风11的声音收集信号生成的第一噪声消除信号Snc1来改善噪声消除性能。
如第一实施例(图2)所述,在音响再现装置1中,第一麦克风11的声音收集面11a可以被定位为朝向被配置为基于噪声消除信号执行音响输出的驱动器单元4的声音发出方向(前方)。
这使得从驱动器单元4到第一麦克风11的声音收集面11a的空间的传递函数不太可能改变。
因此,可以使用在第一FB滤波器32中设置的滤波器系数来生成具有足够噪声消除性能的第一噪声消除信号Snc1。换句话说,可以通过添加由第一麦克风11的声音收集信号生成的第一噪声消除信号Snc1来改善噪声消除性能。
如第一实施例(图2)中所述,音响再现装置1还可以包括壳体3,其中安置有驱动器单元4,该驱动器单元4被配置为基于噪声消除信号进行音响输出,并且具有声音发出口9,通过该声音发出口9发出来自驱动器单元4的输出声音,并且第一麦克风11和第二麦克风12可以被安置在壳体3中,并且第二麦克风12可以比第一麦克风11更靠近声音发出口9。
结果,第二麦克风12可以在比第一麦克风11更靠近耳朵的鼓膜的位置处收集声音。
这可以使消除点更靠近耳朵的鼓膜,从而可以提高噪声消除性能。
如第一实施例(图2和图6)、第二实施例(图7和图8)、第三实施例(图9和图10)和第四实施例(图11)等中所述,在音响再现装置1中,第二麦克风12的声音收集面12a可以被定位为不朝向被配置为基于噪声消除信号执行音响输出的驱动器单元4的声音发出方向(前方)。
这使得第二麦克风12更容易收集噪声。
因此,可以提高噪声消除性能。
如第一实施例(图6)中所述,在音响再现装置1中,可以沿驱动器单元4的声音发出方向在壳体3中定位至少一个音响空间,并且第一麦克风11和第二麦克风12可以定位在一个音响空间中。
结果,可以高精度地收集安置麦克风的音响空间中的噪声分量。
这使得滤波器系数的设置更加合适,从而可以提高噪声消除性能。
此外,不需要设置用于将音响空间分割为多个空间的构件等。这可以降低与制造相关的成本。此外,减少了零件数量,从而可以减少装配步骤的数量。
如第一实施例(图6)、第二实施例(图8)和第三实施例(图10)等中所述,在音响再现装置1中,可以定位第一麦克风11,使得声音收集面11a朝向驱动器单元4的声音发出方向,并且第二麦克风12可以被定位为使得声音收集面12a朝向与驱动器单元4的声音发出方向相同的方向。
结果,从驱动器单元4到第一麦克风11的声音收集面11a的空间的传递函数不太可能改变。此外,第二麦克风12容易在靠近鼓膜的位置处收集噪声。
因此,通过使用第一麦克风11的第一声音收集信号S1和第二麦克风12的第二声音收集信号S2两者来生成噪声消除信号,可以提高噪声消除性能,同时防止啸叫的发生。
如第一实施例(图2)、第二实施例(图7和8)、第三实施例(图9、图10)等所述,在音响再现装置1中,第一麦克风11和第二麦克风12可以安置在不同的音响空间中。
这使得第一麦克风11收集的噪声不同于第二麦克风12收集的噪声。
因此,通过基于第一麦克风11的第一声音收集信号S1和第二麦克风12的第二声音收集信号S2两者来生成噪声消除信号,可以提高噪声消除性能。
如第一实施例(图2)、第二实施例(图7和8)、第三实施例(图9、图10)等所述,在音响再现装置1中,可以在壳体3中设置多个音响空间,并且第一麦克风11和第二麦克风12可以位于多个音响空间中的不同空间中。
通过这种方式,第一麦克风11和第二麦克风12两者被安置在壳体3中。此外,由第一麦克风11收集的噪声和由第二麦克风12收集的噪声变得彼此更加不同。
因此,可以获得壳体中不同位置处的声音收集信号,从而可以提高噪声消除性能。
如第二实施例(图7和图8)等所述,在音响再现装置1中,可以安置将第一麦克风11所在的第一音响空间(前方空间7a、内侧空间52)与第二麦克风12所在的第二音响空间(声音引导空间8)分隔开的声阻构件51。
对于一个音响空间(前方空间7a),这可以实现稳定的空间,其中,从驱动器单元4到麦克风(第一麦克风11)的空间的传递函数不太可能改变。
因此,可以使用设置的滤波器系数获得高噪声消除效果。
如在第二实施例(图7和图8)等中所述,音响再现装置1还可以包括壳体3,其中安置了被配置为基于噪声消除信号执行音响输出的驱动器单元4,并且具有声音发出口9,通过该声音发出口9发出来自驱动器单元4的输出声音,第一音响空间(前方空间7a)可以是由驱动器单元4、声阻构件51和壳体3包围的空间,第二音响空间(声音引导空间8)可以是由声阻构件51、壳体3和声音发出口9包围的空间。
结果,第一音响空间成为稳定空间,其中空间的传递函数不太可能改变。此外,第二音响空间成为容易收集靠近鼓膜位置处的噪声的空间。
通过使用安置在作为声学稳定空间的第一声音空间(图2的前方空间7a、图8的内侧空间52等)中的第一麦克风11的第一声音收集信号S1生成第一噪声消除信号Snc1,可以使为第一FB滤波器32设置的滤波器系数适合于具有高噪声消除性能。
此外,存在诸如耳机和头戴式耳机之类的音响再现装置取决于使用状态而变形的情况。在这种情况下,空间传递函数改变,使得设置的滤波器系数变得不合适,这可能导致啸叫等。即使在这种情况下,通过利用声阻构件51将第一音响空间与外部屏蔽来保持声学稳定状态,从而确保滤波器系数的适当设置,这可以防止啸叫的发生。
然而,存在这样的情况,即安置在稳定空间中的麦克风(第一麦克风11)不能在期望噪声消除效果的点附近(即,在鼓膜附近)充分收集噪声。在不能充分收集噪声的情况下,生成的噪声消除信号是不合适的,并且存在在鼓膜位置处的有源噪声消除效果降低的情况。
根据本配置,使用安置在不同于第一音响空间的第二音响空间(图2的声音引导空间8、图8的外侧空间53等)中的第二麦克风12的第二声音收集信号S2生成第二噪声消除信号Snc2,因此,可以在防止啸叫的同时表现出高噪声消除性能。
如第三实施例(图9和图10)等所述,在音响再现装置1中,第一麦克风11可以位于作为基于噪声消除信号执行音响输出的驱动器单元4的声音发出方向的前侧,并且第二麦克风12可以位于驱动器单元4的后侧。
结果,例如,位于驱动器单元4后方的第二麦克风12可以收集与音响输出的相位相反的相位的声音。此外,在第二麦克风12中,使得从驱动器单元4到第二麦克风12的声音收集面12a的空间的传递函数不太可能随收听者的佩戴状态而改变。
在这种情况下,第二麦克风12也收集未通过基于第一麦克风11的第一声音收集信号S1生成的噪声消除信号完全去除的噪声。
因此,通过不仅基于第一麦克风11的第一声音收集信号S1而且基于第二麦克风12的第二声音收集信号S2生成噪声消除信号,可以表现出高噪声消除性能。
如第一实施例(图4和图5)所述,音响再现装置1还可以包括:第一反馈滤波器(第一FB滤波器32),其被配置为基于第一声音收集信号S1的高频分量生成第一噪声消除信号Snc1;以及第二反馈滤波器(第二FB滤波器34),其被配置为基于第二声音收集信号S2的低频分量生成第二噪声消除信号Snc2,并且音响信号处理单元可以基于第一噪声消除信号Snc1和第二噪声消除信号Snc2生成噪声消除信号。
第一麦克风11被安置成比第二麦克风12更靠近驱动器单元4,因此,为第一FB滤波器32设置的滤波器系数不太可能比为第二FB滤波器34设置的滤波器系数不合适。这可以使得基于第一声音收集信号S1的第一噪声消除信号Snc1比基于第二声音收集信号S2的第二噪声消除信号Snc2更不太可能引起啸叫。
因此,对于其中可能发生啸叫的高频分量,通过使用第一声音收集信号S1生成其中不太可能发生啸叫的第一噪声消除信号Snc1,并且对于其中不太可能发生啸叫的低频分量,通过使用第二声音收集信号S2生成具有改进的噪声消除性能的第二噪声消除信号Snc2。通过使用这些来生成噪声消除信号,可以提高噪声消除性能,同时防止啸叫的发生。
如第一实施例(图4和图5)所述,在音响再现装置1中,第一声音收集信号S1的高频分量可以由高通滤波器HPF 31、高搁架式滤波器或高峰值EQ滤波器提取,第二声音收集信号S2的低频分量可以由低通滤波器LPF 33、低搁架式滤波器或低峰值EQ滤波器提取。
结果,可以将更可能啸叫的高频分量的声音收集信号输入到其中从驱动器单元4到麦克风的空间的传递函数不太可能改变的第一麦克风11的反馈回路。此外,可以将低频分量的声音收集信号输入到容易在较靠近鼓膜的位置处收集噪声的第二麦克风12的反馈回路。
因此,可以防止啸叫的发生。此外,可以通过移除第一声音收集信号S1的低频分量来改善基于第二声音收集信号S2的噪声消除性能。
如第四实施例(图11)等所述,音响再现装置1还可以包括用于使用前馈方案进行噪声消除处理的第三麦克风61,音响信号处理单元(第一DSP 23A、第二DSP 23B、第三FF滤波器63等)可以通过使用第一声音收集信号S1、第二声音收集信号S2以及由第三麦克风61收集的第三声音收集信号S3来生成噪声消除信号。
例如,可以设想设置第三麦克风61以便收集音响再现装置1F的外部声音。
通过使用这里描述的第三麦克风61的第三声音收集信号S3,可以提高噪声消除性能。
如上述各种实施例所示,信号处理装置包括音响信号处理单元(第一DSP 23A、第二DSP 23B等),其被配置为使用由用于使用反馈方案进行噪声消除处理的第一麦克风11收集的第一声音收集信号S1和由第二麦克风12收集的第二声音收集信号S2来生成噪声消除信号,第二麦克风12包括与第一麦克风11的声音收集面的方向不同的方向上的声音收集面,并用于使用反馈方案的噪声消除处理。
此外,信号处理装置执行的信号处理方法是一种方法,包括使用由用于使用反馈方案的噪声消除处理的第一麦克风11收集的第一声音收集信号S1以及由第二麦克风12收集的第二声音收集信号S2生成噪声消除信号,第二麦克风12包括在与第一麦克风11的声音收集面的方向不同的方向上的声音收集面,并且用于使用反馈方案的噪声消除处理。
根据这样的信号处理装置和信号处理方法,容易设置在音响再现装置1中的多个音响空间(例如,驱动器单元4的前方空间7a和声音导管中的空间(声音引导空间8))中进行声音收集的状态,因此,通过使用用于反馈方案的多个麦克风,可以有助于改善噪声消除效果。此外,通过改变每个麦克风的声音收集方向,可以适当地收集包含多个空间中的噪声的音响信号的声音。这可以通过反馈方案改善噪声消除效果。
此外,本说明书中描述的有利效果仅仅是示例而不是限制性的,并且可以实现其他有利效果。
此外,只要组合是可能的,就可以以任何方式组合上述各示例。
<8.本技术>
注意,本技术的头戴式耳机装置也可以采用以下配置。
(1)一种音响再现装置,包括:
第一麦克风,用于使用反馈方案的噪声消除处理;
第二麦克风,包括在与第一麦克风的声音收集面的方向不同的方向上的声音收集面,并用于使用反馈方案的噪声消除处理;以及
音响信号处理单元,被配置成使用由第一麦克风收集的第一声音收集信号和由第二麦克风收集的第二声音收集信号来生成噪声消除信号。
(2)根据(1)所述的音响再现装置,
其中,与第二麦克风的声音收集面相比,第一麦克风的声音收集面位于更靠近被配置为基于噪声消除信号执行音响输出的驱动器单元的位置。
(3)根据(1)至(2)中任一项所述的音响再现装置,
其中,第一麦克风的声音收集面位于朝向被配置为基于噪声消除信号执行音响输出的驱动器单元的声音发出方向的位置。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的音响再现装置,还包括:
壳体,其中安置有被配置为基于噪声消除信号执行音响输出的驱动器单元,并且具有声音发出口,通过该声音发出口发出来自驱动器单元的输出声音,
其中,所述第一麦克风和所述第二麦克风被安置在所述壳体中,并且
第二麦克风位于比第一麦克风更靠近声音发出口的位置。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的音响再现装置,
其中,所述第二麦克风的所述声音收集面位于不朝向被配置为基于所述噪声消除信号执行音响输出的驱动器单元的声音发出方向的位置。
(6)根据(4)所述的音响再现装置,
其中,在所述壳体中至少一个音响空间位于所述驱动器单元的声音发出方向上,并且
第一麦克风和第二麦克风位于一个音响空间中。
(7)根据(6)所述的音响再现装置,
其中,第一麦克风被定位成使得声音收集面朝向驱动器单元的声音发出方向,以及
第二麦克风被定位成使得声音收集面朝向与驱动器单元的声音发出方向相同的方向。
(8)根据(1)至(5)中任一项所述的音响再现装置,
其中,第一麦克风和第二麦克风被安置在不同的音响空间中。
(9)根据(4)或(6)所述的音响再现装置,
其中,在所述壳体中设置多个音响空间,并且
第一麦克风和第二麦克风位于所述多个音响空间中的不同空间中。
(10)根据(8)所述的音响再现装置,
其中,安置有将第一麦克风所位于的第一音响空间与第二麦克风所位于的第二音响空间分隔开的声阻构件。
(11)根据(10)所述的音响再现装置,还包括:
壳体,其中安置有被配置为基于噪声消除信号执行音响输出的驱动器单元,并且具有声音发出口,通过该声音发出口发出来自驱动器单元的输出声音,
其中,所述第一音响空间是由所述驱动器单元、所述声阻构件以及所述壳体包围的空间,以及
第二音响空间是由声阻构件、壳体以及声音发出口包围的空间。
(12)根据(1)至(11)中任一项所述的音响再现装置,
其中,第一麦克风位于作为基于噪声消除信号执行音响输出的驱动器单元的声音发出方向的前侧,并且
第二麦克风位于驱动器单元的后侧。
(13)根据(2)所述的音响再现装置,还包括:
第一反馈滤波器,被配置为基于所述第一声音收集信号的高频分量生成第一噪声消除信号;和
第二反馈滤波器,被配置为基于所述第二声音收集信号的低频分量生成第二噪声消除信号,
其中,所述音响信号处理单元基于所述第一噪声消除信号和所述第二噪声消除信号生成所述噪声消除信号。
(14)根据(13)所述的音响再现装置,
其中,通过高通滤波器、高搁架式滤波器或高峰值EQ滤波器提取第一声音收集信号的高频分量,以及
通过低通滤波器、低搁架式滤波器或低峰值EQ滤波器提取第二声音收集信号的低频分量。
(15)根据(1)至(14)中任一项所述的音响再现装置,还包括:
第三麦克风,用于使用前馈方案的噪声消除处理,
其中,音响信号处理单元通过使用第一声音收集信号、第二声音收集信号以及由第三麦克风收集的第三声音收集信号来生成噪声消除信号。
(16)一种信号处理装置,包括:
音响信号处理单元,被配置成使用由用于使用反馈方案的噪声消除处理的第一麦克风收集的第一声音收集信号和由第二麦克风收集的第二声音收集信号来生成噪声消除信号,第二麦克风包括在与第一麦克风的声音收集面的方向不同的方向上的声音收集面,并且用于使用反馈方案的噪声消除处理。
(17)一种信号处理方法,包括:
使用由用于使用反馈方案的噪声消除处理的第一麦克风收集的第一声音收集信号和由第二麦克风收集的第二声音收集信号来生成噪声消除信号,第二麦克风包括在与第一麦克风的声音收集面的方向不同的方向上的声音收集面,并且用于使用反馈方案的噪声消除处理。
参考标志列表
1、1A、1B、1C、1D、1E、1F音响再现装置
3壳体
4驱动器单元
7a前方空间(第一音响空间)
8声音引导空间(第二音响空间)
9声音发出口
11第一麦克风
11a声音收集面
12第二麦克风
12a声音收集面
23A第一DSP(音响信号处理单元)
23B第二DSP(音响信号处理单元)
31HPF
32第一FB滤波器
33LPF
34第二FB滤波器
51声阻构件
52内侧空间(第一音响空间)
61第三麦克风
63第三FF滤波器71HPF
72LPF S1第一声音收集信号S2第二声音收集信号S3第三声音收集信号Snc1第一噪声消除信号Snc2第二噪声消除信号Snc合成噪声消除信号
Claims (17)
1.一种音响再现装置,包括:
第一麦克风,用于使用反馈方案的噪声消除处理;
第二麦克风,包括在与第一麦克风的声音收集面的方向不同的方向上的声音收集面,并用于使用反馈方案的噪声消除处理;以及
音响信号处理单元,被配置成使用由第一麦克风收集的第一声音收集信号和由第二麦克风收集的第二声音收集信号来生成噪声消除信号。
2.根据权利要求1所述的音响再现装置,
其中,与第二麦克风的声音收集面相比,第一麦克风的声音收集面位于更靠近被配置为基于噪声消除信号执行音响输出的驱动器单元的位置。
3.根据权利要求1所述的音响再现装置,
其中,第一麦克风的声音收集面位于朝向被配置为基于噪声消除信号执行音响输出的驱动器单元的声音发出方向的位置。
4.根据权利要求1所述的音响再现装置,还包括:
壳体,其中安置有被配置为基于噪声消除信号执行音响输出的驱动器单元,并且具有声音发出口,通过该声音发出口发出来自驱动器单元的输出声音,
其中,所述第一麦克风和所述第二麦克风被安置在所述壳体中,并且
第二麦克风位于比第一麦克风更靠近声音发出口的位置。
5.根据权利要求1所述的音响再现装置,
其中,所述第二麦克风的所述声音收集面位于不朝向被配置为基于所述噪声消除信号执行音响输出的驱动器单元的声音发出方向的位置。
6.根据权利要求4所述的音响再现装置,
其中,在所述壳体中至少一个音响空间位于所述驱动器单元的声音发出方向上,并且
第一麦克风和第二麦克风位于一个音响空间中。
7.根据权利要求6所述的音响再现装置,
其中,第一麦克风被定位成使得声音收集面朝向驱动器单元的声音发出方向,以及
第二麦克风被定位成使得声音收集面朝向与驱动器单元的声音发出方向相同的方向。
8.根据权利要求1所述的音响再现装置,
其中,第一麦克风和第二麦克风被安置在不同的音响空间中。
9.根据权利要求4所述的音响再现装置,
其中,在所述壳体中设置多个音响空间,并且
第一麦克风和第二麦克风位于所述多个音响空间中的不同空间中。
10.根据权利要求8所述的音响再现装置,
其中,安置有将第一麦克风所位于的第一音响空间与第二麦克风所位于的第二音响空间分隔开的声阻构件。
11.根据权利要求10所述的音响再现装置,还包括:
壳体,其中安置有被配置为基于噪声消除信号执行音响输出的驱动器单元,并且具有声音发出口,通过该声音发出口发出来自驱动器单元的输出声音,
其中,所述第一音响空间是由所述驱动器单元、所述声阻构件以及所述壳体包围的空间,以及
第二音响空间是由声阻构件、壳体以及声音发出口包围的空间。
12.根据权利要求1所述的音响再现装置,
其中,第一麦克风位于作为基于噪声消除信号执行音响输出的驱动器单元的声音发出方向的前侧,并且
第二麦克风位于驱动器单元的后侧。
13.根据权利要求2所述的音响再现装置,还包括:
第一反馈滤波器,被配置为基于所述第一声音收集信号的高频分量生成第一噪声消除信号;和
第二反馈滤波器,被配置为基于所述第二声音收集信号的低频分量生成第二噪声消除信号,
其中,所述音响信号处理单元基于所述第一噪声消除信号和所述第二噪声消除信号生成所述噪声消除信号。
14.根据权利要求13所述的音响再现装置,
其中,通过高通滤波器、高搁架式滤波器或高峰值EQ滤波器提取第一声音收集信号的高频分量,以及
通过低通滤波器、低搁架式滤波器或低峰值EQ滤波器提取第二声音收集信号的低频分量。
15.根据权利要求1所述的音响再现装置,还包括:
第三麦克风,用于使用前馈方案的噪声消除处理,
其中,音响信号处理单元通过使用第一声音收集信号、第二声音收集信号以及由第三麦克风收集的第三声音收集信号来生成噪声消除信号。
16.一种信号处理装置,包括:
音响信号处理单元,被配置成使用由用于使用反馈方案的噪声消除处理的第一麦克风收集的第一声音收集信号和由第二麦克风收集的第二声音收集信号来生成噪声消除信号,第二麦克风包括在与第一麦克风的声音收集面的方向不同的方向上的声音收集面,并且用于使用反馈方案的噪声消除处理。
17.一种信号处理方法,包括:
使用由用于使用反馈方案的噪声消除处理的第一麦克风收集的第一声音收集信号和由第二麦克风收集的第二声音收集信号来生成噪声消除信号,第二麦克风包括在与第一麦克风的声音收集面的方向不同的方向上的声音收集面,并且用于使用反馈方案的噪声消除处理。
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