JP2010019876A - ノイズキャンセル装置、及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】省電力を求められる機器に対しても適用可能なノイズキャンセル装置及び方法を提供すること。
【解決手段】本発明にかかるノイズキャンセルヘッドホン１は、予め検出した外部ノイズを音声信号から除去した外部出力信号を生成するものであって、特定周波数帯の外部ノイズに対してマスキング可能な周波数帯における音声信号の信号レベルに基づいて、前記特定周波数帯の外部ノイズをキャンセルするか否かを判定するノイズキャンセルＯＮ／ＯＦＦ制御部１３を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、予め検出した外部ノイズを音声信号から除去した外部出力信号を生成するノイズキャンセル装置の省電力化に関し、特に、ノイズキャンセルヘッドホン等におけるノイズキャンセル処理に関する。

近年、ポータブルオーディオ機器の普及に伴って、ノイズキャンセルヘッドホンが普及している。ノイズキャンセルヘッドホンは、ヘッドホンに組み込まれたマイクロホンで周囲のノイズを検出し、この検出したノイズの逆位相の信号を音楽信号に加算してスピーカから出力することでヘッドホン内部のノイズを打ち消すものである。ノイズキャンセルヘッドホンを使用することで、使用者は周囲の騒音が大きい環境下でも快適に音楽を楽しむことができる。

ノイズキャンセルヘッドホンに関する技術は、例えば、特許文献１及び２に開示されている技術が一般的な技術として広く行われている。特許文献１には、複数のフィルタ特性の中から周囲の騒音にあったフィルタ特性を選択してバンドパスフィルタに設定する騒音キャンセルヘッドフォンに関する技術が開示されている。特許文献２には、除去するノイズの周波数特性を任意に設定及び変更することができるノイズキャンセルヘッドホンに関する技術が開示されている。

しかし、上述したノイズキャンセル機能は、多くの消費電力を必要とする一方で、ポータブルオーディオ機器等、搭載する電源が限られている機器においては、省電力化技術が求められている。

このようなニーズに対応するため、特許文献３に記載の技術をはじめ、ノイズキャンセルヘッドホンにおける省電力化に関する技術が種々研究されている。特許文献３では、ノイズキャンセル部分を動作させる必要がない場合や、外部ノイズ検出用マイクから、使用者の可聴域外のノイズしか取得されない状況において、ノイズキャンセル部分の動作をＯＦＦにすることで省電力化を実現する技術が開示されている。

ここで、特許文献３における従来の省電力化を実現するノイズキャンセルヘッドホン５の構成図を図５に示す。図５のノイズキャンセルヘッドホン５は、サンプリング部５１と、ノイズレベル検出部５２と、周波数特性検出部５３と、キャンセル周波数帯域選択部５４と、ノイズキャンセル信号生成部５５と、音楽信号レベル検出部５６とを備える。

ノイズキャンセル機能のＯＮ／ＯＦＦ制御のパラメータとして、ノイズレベル検出部５２におけるノイズレベル、音楽信号レベル検出部５６における音楽信号レベル、周波数特性検出部５３における周波数特性の３つを持つ。第一に、サンプリング部５１でサンプリングされたノイズＮのレベルがノイズレベル検出部５２で検出され、当該レベルが予め決められている閾値を超えた場合にノイズキャンセル機能をＯＮにし、一方、ノイズＮのレベルが当該閾値以下になった場合にノイズキャンセル機能をＯＦＦにする。第二に、音楽信号のレベルが音楽信号レベル検出部５６で検出され、当該レベルが予め決められている閾値を下回った場合にノイズキャンセル機能をＯＮにし、一方、音楽信号が当該閾値以上になった場合にノイズキャンセル機能をＯＦＦにする。第三に、周波数特性検出部５３で検出されたノイズの周波数特性において、予め決められている指定帯域内のときのみノイズキャンセル機能をＯＮにする。一方、当該指定帯域内のノイズがサンプリングされない場合は、ノイズキャンセル機能をＯＦＦにする。ノイズキャンセル機能がＯＮである場合、ノイズキャンセル信号生成部５５は、ノイズキャンセル信号を生成する。

そして、特許文献３では、ノイズキャンセル機能のＯＮ／ＯＦＦについての上述した基準をそれぞれ任意に組み合わせることが開示されている。特に、上記３つの条件を全て組み合わせると、ノイズレベル検出部５２で検出されたノイズレベルが予め決められている閾値以下、音楽信号レベル検出部５６で検出された音楽信号レベルが予め決められている閾値以上、又は、周波数特性検出部５３で検出された周波数帯域が指定帯域外である場合、ノイズキャンセル機能をＯＦＦにすることとなる。一方、検出されたノイズレベルが閾値以上、検出された周波数帯域が指定帯域内、かつ、音楽信号レベルが閾値以下の場合、ノイズキャンセル機能をＯＮにすることとなる。
特開２００７−１１０５３６号公報 特開２００８−０２８９３７号公報 特開２００８−００５２６９号公報

特許文献３では、ノイズを聴覚マスキング効果により打ち消すことを期待して、音楽信号のレベルが閾値以上の場合にノイズキャンセル機能を停止している。しかしながら、音楽信号のレベルが閾値以上の場合であっても、音楽信号とノイズとの周波数特性が異なる場合には、ノイズを聴覚マスキング効果により打ち消すことできないばかりでなく、却って、ノイズが際立ってしまい、使用者が耳障りに感じるという問題が生じる。

また、特許文献１及び２は、ノイズキャンセル機能の一般的な技術であり、省電力については何ら考慮されていない。

本発明にかかるノイズキャンセル装置は、予め検出した外部ノイズを音声信号から除去した外部出力信号を生成するノイズキャンセル装置であって、特定周波数帯の外部ノイズに対してマスキング可能な周波数帯における前記音声信号の信号レベルに基づいて、前記特定周波数帯の外部ノイズをキャンセルするか否かを判定する判定部を備える。

本発明にかかるノイズキャンセル方法は、予め検出した外部ノイズを音声信号から除去した外部出力信号を生成するノイズキャンセル方法であって、特定周波数帯の外部ノイズに対してマスキング可能な周波数帯における前記音声信号の信号レベルに基づいて、前記特定周波数帯の外部ノイズをキャンセルするか否かを判定する。

上述した本発明にかかるノイズキャンセル装置及び方法によれば、例えば、音声信号に高い信号レベルが含まれる場合であっても、検
出される外部ノイズが含まれる特定周波数帯における音声信号の信号レベルが低いというような、聴覚マスキング効果が期待できない場合に、ノイズキャンセル処理を実行するように判定することができる。そのため、使用者にとって耳障りに感じる状態を回避することができ、しかも、ノイズキャンセル処理が不要な場合には処理を行わず、省電力を実現することができる。

本発明により、省電力を求められる機器に対しても適用可能なノイズキャンセル装置及び方法を提供することができる。

以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略する。

発明の実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるノイズキャンセルヘッドホン１の構成を示すブロック図である。ノイズキャンセルヘッドホン１は、ポータブルオーディオ機器等に接続され、当該ポータブルオーディオ機器から出力される音声信号の入力を受け付ける。ここで、音声信号とは、例えば、音楽、講演等の音声データをデジタル化したデジタル信号であればよい。

また、ノイズキャンセルヘッドホン１は、周囲の騒音等をはじめとする外部ノイズを検出し、予め当該外部ノイズに対するキャンセル信号を出力対象の音声信号に付加した外部出力信号を生成することにより、該外部ノイズを除去するものである。特に、ノイズキャンセルヘッドホン１は、特定周波数帯の外部ノイズに対してマスキング可能な周波数帯における音声信号の信号レベルに基づいて後述する特定周波数帯の外部ノイズに対してノイズキャンセル処理を実行するか否かを判定するものである。尚、ノイズキャンセルヘッドホン１は、ヘッドホンに限定されない。例えば、ノイズキャンセル処理の判定処理を含む、オーディオ機器であればよい。

ノイズキャンセルヘッドホン１は、外部ノイズサンプリング部１１と、ノイズ周波数特性検出部１２と、ノイズキャンセルＯＮ／ＯＦＦ制御部１３と、音声周波数特性検出部１４と、ノイズキャンセル信号生成部１５と、加算器１６とを備える。

外部ノイズサンプリング部１１は、外部ノイズを入力として受け付け、当該外部ノイズの内、一部の信号をサンプル抽出してノイズ周波数特性検出部１２へ出力し、当該外部ノイズの全体をノイズキャンセル信号生成部１５へ出力する。

ノイズ周波数特性検出部１２は、外部ノイズサンプリング部１１からサンプル抽出された外部ノイズを入力として受け付け、当該外部ノイズの周波数特性を分析し、特定周波数帯に該当する信号レベルを検出してノイズキャンセルＯＮ／ＯＦＦ制御部１３へ出力する。

ここで、特定周波数帯とは、サンプリングされた外部ノイズの周波数帯域の一部を占める周波数帯域であり、外部ノイズの周波数帯域全体に対して狭い周波数帯域である。また、特定周波数帯は、サンプル抽出された外部ノイズの全周波数帯のうち、ノイズキャンセル効果が十分に得られる周波数帯域、または音声信号にあまり含まれず聴覚マスキング効果が得られにくい周波数帯域である。例えば、ノイズ周波数特性検出部１２は、ノイズキャンセル処理が必要であることが経験的にわかっている周波数帯、換言すれば、外部ノイズとして検出すべき周波数帯を予め特定周波数帯として設定しておけばよい。又は、ノイズ周波数特性検出部１２は、外部ノイズの周波数特性を分析し、信号レベルの高い周波数帯を特定周波数帯として設定してもよい。

尚、ノイズ周波数特性検出部１２は、周波数スペクトルを分析して周波数及び信号レベルを検出するもの等であればよい。

音声周波数特性検出部１４は、音声信号の入力を受け付け、当該音声信号の周波数特性を分析し、外部ノイズに対してマスキング効果が期待できるマスキング周波数帯を検出してノイズキャンセルＯＮ／ＯＦＦ制御部１３へ出力する。

ここで、マスキング周波数帯とは、ノイズ周波数特性検出部１２で検出される外部ノイズが、同じタイミングで出力される音声信号による聴覚マスキング効果が得られる周波数帯域を示す。つまり、高い聴覚マスキング効果を得るため、音声周波数特性検出部１４は、具体的には、外部ノイズと近い周波数帯域の音声信号を検出する。それは、例えば、ノイズ周波数特性検出部１２における特定周波数帯であればよい。または、特定周波数帯の周辺の帯域を含む帯域であってもよい。

ノイズキャンセルＯＮ／ＯＦＦ制御部１３は、ノイズ周波数特性検出部１２から外部ノイズ、及び音声周波数特性検出部１４から音声信号を入力として受け付け、それらに基づいて、ノイズキャンセル信号生成部１５に対してノイズキャンセル信号の生成を指示ずるための制御信号を出力する。つまり、ノイズキャンセルＯＮ／ＯＦＦ制御部１３は、所定の条件を満たしたときにノイズキャンセル処理を実行すると判定する判定部としての役割も果たす。

ここで、所定の条件とは、外部ノイズが閾値以上、かつ音声信号が閾値以下である場合である。すなわち、ノイズキャンセルＯＮ／ＯＦＦ制御部１３は、所定の条件を満たした場合にノイズキャンセル処理を実行すると判定する。尚、上述した外部ノイズの閾値、及び音声信号の閾値は、予めノイズキャンセルＯＮ／ＯＦＦ制御部１３に設定されていればよい。

ノイズキャンセル信号生成部１５は、外部ノイズサンプリング部１１から外部ノイズを入力として受け付け、ノイズキャンセルＯＮ／ＯＦＦ制御部１３からの制御信号が、ノイズキャンセル処理の実行を示すものであった場合に、当該外部ノイズの逆位相の信号であるノイズキャンセル信号を生成し、加算器１６へ出力する。

加算器１６は、音声信号及びノイズキャンセル信号生成部１５からのノイズキャンセル信号を入力として受け付け、当該音声信号にノイズキャンセル信号を加算した外部出力信号をスピーカ等の外部へ出力する。ここで、外部出力信号は、音声信号にノイズキャンセル信号が付加されたものであり、言い換えれば、音声信号から外部ノイズが除去された信号である。

尚、本発明の実施の形態１にかかるノイズキャンセルヘッドホン１は、少なくとも、音声信号の信号レベルが閾値以下であるか否かの判定を行えばよく、外部ノイズの信号レベルが閾値以上であるか否かの判定は任意で構わない。

図２は、本発明の実施の形態１にかかるノイズキャンセル処理の判定を行うためのフローチャート図である。まず、ノイズ周波数特性検出部１２は、外部ノイズを取得する（Ｓ２０１）。次に、ノイズ周波数特性検出部１２は、特定周波数帯に存在する信号レベルを検出してノイズキャンセルＯＮ／ＯＦＦ制御部１３へ出力する（Ｓ２０２）。

また、音声周波数特性検出部１４は、音声信号を取得する（Ｓ２０３）。そして、音声周波数特性検出部１４は、特定周波数帯に該当する信号レベルを検出してノイズキャンセルＯＮ／ＯＦＦ制御部１３へ出力する（Ｓ２０４）。尚、音声周波数特性検出部１４において、検出する信号レベルは、少なくとも、ステップＳ２０２でノイズ周波数特性検出部１２による検出に用いられた特定周波数帯に基づくものであればよく、特定周波数帯の周辺が含まれていても構わない。尚、ステップＳ２０１及びＳ２０２と、ステップＳ２０３及びＳ２０４とは、並行して実行されるものであるが、順番に実行されても構わない。

その後、ノイズキャンセルＯＮ／ＯＦＦ制御部１３は、ノイズ周波数特性検出部１２により検出された、外部ノイズにおける特定周波数帯内の信号レベルが閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ２０５）。ステップＳ２０５において、外部ノイズにおける特定周波数帯内の信号レベルが閾値以上でないと判定された場合、つまり、特定周波数帯内の外部ノイズの信号レベルが閾値に満たない場合、ノイズキャンセル処理を行わず、ステップＳ２０１及びＳ２０３へ戻る。このとき、ノイズキャンセルＯＮ／ＯＦＦ制御部１３は、ノイズキャンセル信号生成部１５へ制御信号を出力しない。又は、ノイズキャンセルＯＮ／ＯＦＦ制御部１３は、ノイズキャンセル処理をＯＦＦとする制御信号をノイズキャンセル信号生成部１５へ出力してもよい。

また、ステップＳ２０５において、外部ノイズにおける特定周波数帯内の信号レベルが閾値以上であると判定された場合、ノイズキャンセルＯＮ／ＯＦＦ制御部１３は、音声周波数特性検出部１４により検出された音声信号における特定周波数帯内の信号レベルが閾値以下であるか否かを判定する（Ｓ２０６）。ステップＳ２０６において、音声信号における特定周波数帯内の信号レベルが閾値以下でないと判定された場合、つまり、特定周波数帯内の音声信号の信号レベルが閾値を超えた場合、ノイズキャンセル処理を行わず、フローチャートの先頭に戻る。尚、ステップＳ２０５及びＳ２０６は、処理の順序は入れ替えて構わない。

また、ステップＳ２０６において、音声信号における特定周波数帯内の信号レベルが閾値以下であると判定された場合、ノイズキャンセルＯＮ／ＯＦＦ制御部１３は、ノイズキャンセル信号生成部１５へノイズキャンセル処理をＯＮとする制御信号を出力する。そして、ノイズキャンセル信号生成部１５及び加算器１６により、ノイズキャンセル処理が実行される（Ｓ２０７）。すなわち、ノイズキャンセル信号生成部１５は、当該制御信号に基づき、外部ノイズからノイズキャンセル信号を生成し、加算器１６は、音声信号にノイズキャンセル信号を加算した外部出力信号を生成し、出力する。

これにより、聴覚マスキング効果が期待できない場合、外部ノイズと外部出力信号に含まれるノイズキャンセル信号とが相殺し合うことで、ノイズキャンセルヘッドホン１を装着した使用者には、外部ノイズが除去された音声信号部分のみが聞こえることとなる。逆に、聴覚マスキング効果が期待できる場合、つまり、外部ノイズの信号レベルが低い場合、又は、外部ノイズの特定周波数帯に該当する音声信号の信号レベルが高い場合は、ノイズキャンセル処理が行われないため、無駄に電力を消費することを回避できる。

言い換えれば、本発明の実施の形態１では、外部ノイズに対して音声信号によるマスキング効果が期待できないときのみノイズキャンセル機能をＯＮとし、マスキング効果が期待できるときには、マスキング効果により使用者が外部ノイズを耳障りに感じないようにすることで、ノイズキャンセルヘッドホン１の消費電力を抑えることができる。

また、本発明の実施の形態１では、音声周波数特性検出部１４で音声信号の信号レベルを検出する際に、ノイズ周波数特性検出部１２において外部ノイズに対して適用した帯域を用いて周波数特性の分析及び信号レベルの検出を行うこととしても構わない。

本発明の実施の形態１では、ノイズキャンセルＯＮ／ＯＦＦ制御部１３におけるノイズキャンセル処理の実行の判定基準として用いる特定周波数帯を、外部ノイズ及び音声信号と対応付けることで、聴覚マスキング効果が期待できない場合のみに、予め音声信号から外部ノイズ分の信号を除去した信号を生成することができ、最適なノイズキャンセル処理の制御を行うことができる。

発明の実施の形態２．
本発明の実施の形態２では、本発明の実施の形態１におけるノイズ周波数特性検出部１２及び音声周波数特性検出部１４をバンドパスフィルタに置き換えることにより、本発明の実施の形態１にかかるノイズキャンセルヘッドホン１に比べ、低コストで実現できるノイズキャンセルヘッドホン２を説明する。

図３は、本発明の実施の形態２にかかるノイズキャンセルヘッドホン２の構成を示すブロック図である。尚、図３において、図１と同様の構成については、同一の符号を付け、説明は省略する。

ノイズキャンセルヘッドホン２におけるバンドパスフィルタ２２及び２４は、図１のノイズキャンセルヘッドホン１におけるノイズ周波数特性検出部１２及び音声周波数特性検出部１４が置き換わったものである。ノイズキャンセルヘッドホン２は、外部ノイズをバンドパスフィルタ２２に通過させることで、予め設定された特定周波数帯について、外部ノイズの信号レベルを検出する。そして、検出された外部ノイズの信号レベルは、ノイズキャンセルＯＮ／ＯＦＦ制御部１３へ入力される。

同様に、ノイズキャンセルヘッドホン２は、音声信号をバンドパスフィルタ２４に通過させることで、バンドパスフィルタ２２に用いられる特定周波数帯又は、当該特定周波数帯の周辺を含む周波数帯域について、音声信号の信号レベルを検出する。そして、検出された音声信号の信号レベルは、ノイズキャンセルＯＮ／ＯＦＦ制御部１３へ入力される。

また、本発明の実施の形態２におけるノイズキャンセル処理の判定処理は、図２と同様であるため、説明及び図示を省略する。

尚、ノイズキャンセルヘッドホン２においては、少なくともバンドパスフィルタ２４が用いられればよく、バンドパスフィルタ２２は、ノイズ周波数特性検出部１２であってもよい。

以上のことから、本発明の実施の形態２では、周波数特性検出より単純なバンドパスフィルタを用いることで、実装を低コストで容易に行うことができる。また、本発明をアナログ回路で実装する場合に、バンドパスフィルタはデジタル演算を要しないようにすることで周波数特性検出より容易に実装できる。

発明の実施の形態３．
本発明の実施の形態１では、図２のステップＳ２０５において、外部ノイズの信号レベルが閾値以上であるか否かでノイズキャンセル処理のＯＮ又はＯＦＦを判定している。そのため、音声信号の信号レベルが閾値以下の場合であっても、外部環境の影響等により外部ノイズの信号レベルが閾値の前後で頻繁に微小変化する場合は、ノイズキャンセル処理のＯＮ又はＯＦＦの切り替えが頻繁に行われることとなり、ノイズキャンセル信号生成部１５の制御が安定せず、微小な外部ノイズの差異によりノイズキャンセル処理が行われるか否かが切り替わり、使用者にとっても耳障りに感じる恐れがある。

そこで、本発明の実施の形態３では、本発明の実施の形態１に改良を加え、ノイズキャンセルＯＮ／ＯＦＦ制御部１３において、ノイズキャンセル処理をＯＮからＯＦＦへ切り替える際の閾値と、ノイズキャンセル処理をＯＦＦからＯＮへ切り替える際の閾値とを異なる値とすることで、ノイズキャンセル信号生成部１５の制御を安定して実行させることを実現した。そのため、不要なノイズキャンセル処理の切り替えの繰り返し処理を防ぐことができる。尚、本発明の実施の形態３にかかるノイズキャンセルヘッドホンは、図１のノイズキャンセルヘッドホン１と同様の構成であるため、図示及び説明は省略する。

本発明の実施の形態３にかかるノイズキャンセルヘッドホンでは、図２のステップＳ２０５において、外部ノイズの特定周波数帯内の信号レベルが閾値以上と判定された場合、すなわち、ノイズキャンセル処理を実行すると判定した場合に、ノイズキャンセルＯＮ／ＯＦＦ制御部１３は、当該閾値を下げる。また、閾値未満と判定された場合、すなわち、ノイズキャンセル処理を実行しないと判定した場合に、ノイズキャンセルＯＮ／ＯＦＦ制御部１３は、閾値を上げる。

これにより、一旦、ノイズキャンセル処理が実行されると、外部ノイズの信号レベルが微小な変化をする間は、例え、当初の閾値を下回ったとしても、信号レベルがある程度小さくなるまでは、ノイズキャンセル処理が継続される。また、一旦、ノイズキャンセル処理が実行されなくなると、外部ノイズの信号レベルが微小な変化をする間は、例え、当初の閾値を上回ったとしても、信号レベルがある程度大きくなるまでは、ノイズキャンセル処理が実行されない。

図４は、本発明の実施の形態３にかかるノイズレベルとノイズキャンセル処理の判定を行うための閾値の例を示す図である。図４に示すように、外部ノイズの信号レベルが「ＯＦＦ→ＯＮ切り替え閾値」を上回る場合は、ノイズキャンセル処理がＯＦＦからＯＮへ切り替わり、「ＯＦＦ→ＯＮ切り替え閾値」から「ＯＮ→ＯＦＦ切り替え閾値」へ下がる。これにより、急激な外部ノイズの減少が無い限り、しばらくの間、ノイズキャンセル処理が継続されることとなる。また、十分に外部ノイズが減少し、外部ノイズの信号レベルが「ＯＮ→ＯＦＦ切り替え閾値」を下回った後は、ノイズキャンセル処理がＯＮからＯＦＦへ切り替わり、「ＯＮ→ＯＦＦ切り替え閾値」から「ＯＦＦ→ＯＮ切り替え閾値」へ上がる。これにより、急激な外部ノイズの増加が無い限り、しばらくの間、ノイズキャンセル処理が実行されないこととなる。

そのため、不必要に頻繁なノイズキャンセル処理のＯＮ及びＯＦＦが切り替わることを適切に抑えることができ、使用者には耳障りに感じることを減らすことができる。さらに、不要なノイズキャンセル処理の切り替えを防ぐことで省電力化を実現できる。特に、アナログ回路で実装した場合の取得信号の微小変化に対するロバストネスを向上させることができる。

発明の実施の形態４．
本発明の実施の形態４では、本発明の実施の形態１に改良を加え、ノイズ周波数特性検出部１２及び音声周波数特性検出部１４の特定周波数帯又はノイズキャンセルＯＮ／ＯＦＦ制御部１３の閾値についての外部からの入力手段を設け、特定周波数帯又は閾値を変更可能とするものである。これにより、使用者が省電力処理を制御することが可能となる。尚、本発明の実施の形態４にかかるノイズキャンセルヘッドホンは、上述した入力手段を除き、図１のノイズキャンセルヘッドホン１と同様の構成であるため、図示及び説明は省略する。

例えば、本発明の実施の形態４にかかるノイズキャンセルヘッドホンは、特定周波数帯の指定の入力を受け付ける入力手段をさらに備え、ノイズ周波数特性検出部１２及び音声周波数特性検出部１４は、当該入力手段により入力された特定周波数帯に基づいて、信号レベルの検出を行うようにすればよい。又は、本発明の実施の形態４にかかるノイズキャンセルヘッドホンは、信号レベルの閾値の指定の入力を受け付ける入力手段をさらに備え、ノイズキャンセルＯＮ／ＯＦＦ制御部１３は、当該入力手段により入力された閾値に基づいて、ノイズキャンセル処理を実行するか否かを判定するようにすればよい。

これにより、ノイズキャンセルＯＮ／ＯＦＦ制御部１３における閾値を低く設定することでノイズキャンセル処理を優先するモードと、閾値を高く設定することで省電力化を優先するモードとを使用者の指示により切り替えることが可能となり、状況に応じた適切なノイズキャンセル処理の制御が可能となる。

また、バンドパスフィルタに通過域の狭い低域寄りのフィルタを用意し、ノイズキャンセルの効果が十分に得られやすい帯域にのみノイズキャンセルを働かせることで省電力化を図るモードを使用者に提供することもできる。

以上のことから、使用者の状況に応じた最適なノイズキャンセルヘッドホンの省電力処理方法を提供することができる。

その他の発明の実施の形態．
上述したように、本発明によればノイズキャンセル機能の省電力化によるノイズキャンセル機能ＯＦＦである間の使用者の音楽鑑賞環境を改善することができる。

さらに、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、既に述べた本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。

本発明の実施の形態１にかかるノイズキャンセル装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１にかかるノイズキャンセル処理の判定を行うためのフローチャート図である。 本発明の実施の形態２にかかるノイズキャンセル装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３にかかるノイズレベルとノイズキャンセル処理の判定を行うための閾値の例を示す図である。 関連する技術のノイズキャンセルヘッドホンの構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ ノイズキャンセルヘッドホン
１１ 外部ノイズサンプリング部
１２ ノイズ周波数特性検出部
１３ ノイズキャンセルＯＮ／ＯＦＦ制御部
１４ 音声周波数特性検出部
１５ ノイズキャンセル信号生成部
１６ 加算器
２ ノイズキャンセルヘッドホン
２２ バンドパスフィルタ
２４ バンドパスフィルタ
５ ノイズキャンセルヘッドホン
５１ サンプリング部
５２ ノイズレベル検出部
５３ 周波数特性検出部
５４ キャンセル周波数帯域選択部
５５ ノイズキャンセル信号生成部
５６ 音楽信号レベル検出部

Claims (15)

1. 予め検出した外部ノイズを音声信号から除去した外部出力信号を生成するノイズキャンセル装置であって、
   特定周波数帯の外部ノイズに対してマスキング可能な周波数帯における前記音声信号の信号レベルに基づいて、前記特定周波数帯の外部ノイズをキャンセルするか否かを判定する判定部を備えるノイズキャンセル装置。
2. 前記判定部は、前記マスキング可能な周波数帯において前記音声信号の信号レベルが閾値未満である場合に、前記特定周波数帯の外部ノイズをキャンセルすると判定することを特徴とする請求項１に記載のノイズキャンセル装置。
3. 前記特定周波数帯は、前記予め検出した外部ノイズの全周波数帯の一部を占める周波数帯であることを特徴とする請求項１に記載のノイズキャンセル装置。
4. 前記判定部は、前記外部ノイズの信号レベルが外部ノイズの閾値より大きい場合に、前記特定周波数帯の外部ノイズをキャンセルすると判定することを特徴とする請求項２に記載のノイズキャンセル装置。
5. 前記判定部は、前記特定周波数帯の外部ノイズをキャンセルすると判定した場合に前記外部ノイズの閾値を下げ、前記特定周波数帯の外部ノイズをキャンセルしないと判定した場合に前記外部ノイズの閾値を上げることを特徴とする請求項４に記載のノイズキャンセル装置。
6. 前記マスキング可能な周波数帯における前記音声信号の信号レベルは、バンドパスフィルタを通過した音声信号に基づき検出されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のノイズキャンセル装置。
7. 前記判定部は、外部から入力された前記閾値に基づいて、前記特定周波数帯の外部ノイズをキャンセルするか否かを判定することを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載のノイズキャンセル装置。
8. 前記マスキング可能な周波数帯における前記音声信号の信号レベルは、外部から入力された前記特定周波数帯に基づいて、検出されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のノイズキャンセル装置。
9. 前記マスキング可能な周波数帯は、前記特定周波数帯であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のノイズキャンセル装置。
10. 前記ノイズキャンセル装置は、ヘッドホンであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のノイズキャンセル装置。
11. 予め検出した外部ノイズを音声信号から除去した外部出力信号を生成するノイズキャンセル方法であって、
    特定周波数帯の外部ノイズに対してマスキング可能な周波数帯における前記音声信号の信号レベルに基づいて、前記特定周波数帯の外部ノイズをキャンセルするか否かを判定するノイズキャンセル方法。
12. 前記マスキング可能な周波数帯において前記音声信号の信号レベルが閾値未満である場合に、前記特定周波数帯の外部ノイズをキャンセルすると判定することを特徴とする請求項１１に記載のノイズキャンセル方法。
13. 前記外部ノイズの信号レベルが外部ノイズの閾値より大きい場合に、前記特定周波数帯の外部ノイズをキャンセルすると判定することを特徴とする請求項１２に記載のノイズキャンセル方法。
14. 前記特定周波数帯の外部ノイズをキャンセルすると判定した場合に前記外部ノイズの閾値を下げ、前記特定周波数帯の外部ノイズをキャンセルしないと判定した場合に前記外部ノイズの閾値を上げることを特徴とする請求項１３に記載のノイズキャンセル方法。
15. 外部から入力された前記閾値に基づいて、前記出力信号を生成するか否かを判定することを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載のノイズキャンセル方法。

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