JP2010243844A - 信号処理装置及び信号処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザが常に良好な聴取環境で楽曲等を聴取することが可能な信号処理装置を提供すること。
【解決手段】ノイズ信号の周波数成分を解析するノイズ解析部と、解析結果に基づいてノイズ信号に対する所定のフィルタ処理を実行する複数のフィルタ処理部と、ノイズ解析部の解析結果の変化に応じて複数のフィルタ処理部の出力の合成比率を時変的に変化させる出力制御部と、を備え、ノイズ解析部の解析結果に変化が生じた場合に、一のフィルタ処理部は、ノイズ信号に対する所定のフィルタ処理を実行している他のフィルタ処理部とは異なる特性によって所定のフィルタ処理を開始し、出力制御部は、ノイズ解析部の解析結果の変化に応じて、他のフィルタ処理部及び一のフィルタ処理部の出力の合成比率を時変的に変化させ、出力を他のフィルタ処理部から一のフィルタ処理部へ切り替える、信号処理装置が提供される。
【選択図】図３

Description

本発明は、信号処理装置及び信号処理方法に関する。

イヤホンやヘッドホン等を通じて楽曲等を聴く際に、外部環境の騒音（ノイズ）を低減（キャンセル）して、聴取者（ユーザ）に対して良好な楽曲再生環境を提供するノイズキャンセリングシステムが知られている。従来のノイズキャンセリングシステムにおいては、ノイズを低減させる処理はアナログ処理が主流であった。しかし、近年ではデジタルによるノイズキャンセリングシステムも開発され、デジタル処理によるノイズキャンセリングシステムを搭載したヘッドホンが製品化されて市場に出回っている。デジタル処理によるノイズキャンセリングシステムは、デジタル処理による高いノイズキャンセリング性能もさることながら、デジタル処理ならではとも言える、複数のノイズキャンセリングモードを搭載したものもある。複数のノイズキャンセリングモードを搭載することにより、聴取者は騒音に応じて最適なモードを選択して使用することができる（例えば特許文献１参照）。

さらに、一部のノイズキャンセリングシステムを搭載したヘッドホンには、ユーザがボタンを押すだけで周囲の騒音の状況を解析し、自動的に最適なノイズキャンセリングモードを選択する機能（最適モード選択機能）を搭載するものもある。かかるヘッドホンで最適モード選択機能を実行すると、まずヘッドホンは楽曲等の出力を止め、さらにノイズキャンセリング機能も停止する。そしてヘッドホンは、内側または外側に備えたマイクから騒音を一定時間収音し、収音した音を解析し、解析結果に基づいて最適なモードを選択する。最適なモードを選択すると、ヘッドホンは選択したモードに切り替えてノイズキャンセリング機能を再開し、楽曲等の出力を再開する。

特開２００８−１２２７２９号公報

しかし、このような従来の最適モード選択機能を搭載したヘッドホンには、騒音を解析している間は出力を止めなければならないという問題があった。ユーザは、騒音環境を低減して快適な環境で楽曲を楽しみたいにも関わらず、解析のために一度ノイズキャンセリング機能を停止しなければならない。従って、騒音の解析中にユーザが不快感を覚えてしまう。

また、このような従来の最適モード選択機能を搭載したヘッドホンには、周囲の騒音の状況が変わった際に、ユーザ自身が最適モード選択機能を実行させなければならないという問題もあった。例えば、ユーザが電車に乗った、または電車から降りた場合に、周囲の騒音の状況が変化したにも関わらず、ユーザが操作を忘れてしまったときは、騒音の状況に応じたノイズキャンセリング機能が働かないことになる。また、ユーザ自身が最適モード選択機能を実行させなければならないので、ユーザが最適モード選択機能を実行させないように設定することも考えられ、異なる騒音環境に特化してチューニングされた最適モードが活用されないことにも繋がってしまう。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、常に騒音の状況を解析し、周囲の騒音の状況が変化した場合には自動的に最適なモードに切り替えることで、ユーザが常に良好な聴取環境で楽曲等を聴取することが可能な、新規かつ改良された信号処理装置及び信号処理方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、収音された音を電気信号に変換して得られるノイズ信号の周波数成分を解析するノイズ解析部と、前記ノイズ解析部の解析結果に基づいて前記ノイズ信号に対する所定のフィルタ処理を実行する複数のフィルタ処理部と、前記ノイズ解析部の解析結果の変化に応じて前記複数のフィルタ処理部の出力の合成比率を時変的に変化させて出力する出力制御部と、を備え、一のフィルタ処理部は、前記ノイズ解析部の解析結果の変化の発生に応じて前記ノイズ信号に対する所定のフィルタ処理を実行している他のフィルタ処理部とは異なる特性によって所定のフィルタ処理を開始し、前記出力制御部は、前記ノイズ解析部の解析結果の変化に応じて前記他のフィルタ処理部及び前記一のフィルタ処理部の出力の合成比率を時変的に変化させ、前記他のフィルタ処理部の出力から前記一のフィルタ処理部の出力へ切り替える、信号処理装置が提供される。

かかる構成によれば、ノイズ解析部は収音された音を電気信号に変換して得られるノイズ信号の周波数成分を解析し、複数のフィルタ処理部はノイズ解析部の解析結果に基づいて前記ノイズ信号に対する所定のフィルタ処理を実行し、出力制御部はノイズ解析部の解析結果の変化に応じて前記複数のフィルタ処理部の出力の合成比率を時変的に変化させて出力する。そして、複数のフィルタ処理部の内の一のフィルタ処理部は、前記ノイズ解析部の解析結果の変化の発生に応じて前記ノイズ信号に対する所定のフィルタ処理を実行している他のフィルタ処理部とは異なる特性によって所定のフィルタ処理を開始し、出力制御部は、前記ノイズ解析部の解析結果の変化に応じて前記他のフィルタ処理部及び前記一のフィルタ処理部の出力の合成比率を時変的に変化させ、前記他のフィルタ処理部の出力から前記一のフィルタ処理部の出力へ切り替える。その結果、ノイズ解析部の解析結果の変化に応じて、すなわち、周囲の騒音の状況の変化に応じて適した特性を有するフィルタによるフィルタ処理を実行するようにフィルタ処理部からの出力を切り替えることで、ユーザが常に良好な聴取環境で楽曲等を聴取することが可能となる。

前記出力制御部の出力が前記他のフィルタ処理部の出力から前記一のフィルタ処理部の出力へ切り替わると、前記他のフィルタ処理部の特性は前記一のフィルタ処理部と同じ特性に設定されるようにしてもよい。

前記出力制御部は、前記ノイズ解析部の解析の結果、現在の特性とは異なる特性によるフィルタ処理が望ましいと所定の回数連続して前記ノイズ解析部が判断した場合に、前記他のフィルタ処理部から前記一のフィルタ処理部への出力の切り替えを開始するようにしてもよい。

前記ノイズ解析部の解析結果に基づいて音声信号に対するイコライザ処理を実行して出力するイコライザ部をさらに備え、前記イコライザ部の出力は、前記出力制御部の出力に重畳されるようにしてもよい。そして、前記フィルタ処理部と前記イコライザ部とを含む信号処理部を備えていてもよい。

前記複数のフィルタ処理部の内、主となる１つのフィルタ処理部が常に動作し、他の前記フィルタ処理部は前記ノイズ解析部の解析結果に変化が生じた場合にのみ動作し、該場合以外は動作を停止するようにしてもよい。

ノイズ信号を解析する場合には前記ノイズ解析部を備え、前記ノイズ信号に対する所定のフィルタ処理を実行する際には一の前記フィルタ処理部を備え、該ノイズ解析部と該フィルタ処理部とは切り替え可能に構成される信号処理部を備えていてもよい。

前記一のフィルタ処理部は、前記ノイズ解析部の解析結果が変化し、変化後の同一の解析結果が複数回連続して発生した場合に、他のフィルタ処理部とは異なる特性による所定のフィルタ処理を開始してもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、収音された音を電気信号に変換して得られるノイズ信号の周波数成分を解析するノイズ解析ステップと、前記ノイズ解析ステップの解析結果に基づいて前記ノイズ信号に対する所定のフィルタ処理を実行する第１のフィルタ処理ステップと、前記ノイズ解析ステップの解析結果に基づいて、前記第１のフィルタ処理ステップとは異なる特性により前記ノイズ信号に対する所定のフィルタ処理を実行する第２のフィルタ処理ステップと、前記ノイズ解析ステップの解析結果の変化に応じて前記第１のフィルタ処理ステップ及び前記第２のフィルタ処理ステップの出力の合成比率を時変的に変化させ、前記第１のフィルタ処理ステップの出力から前記第２のフィルタ処理ステップの出力へ切り替えて出力する出力制御ステップと、を備える、信号処理方法が提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コンピュータに、収音された音を電気信号に変換して得られるノイズ信号の周波数成分を解析するノイズ解析ステップと、前記ノイズ解析ステップの解析結果に基づいて前記ノイズ信号に対する所定のフィルタ処理を実行する第１のフィルタ処理ステップと、前記ノイズ解析ステップの解析結果に基づいて、前記第１のフィルタ処理ステップとは異なる特性により前記ノイズ信号に対する所定のフィルタ処理を実行する第２のフィルタ処理ステップと、前記ノイズ解析ステップの解析結果の変化に応じて前記第１のフィルタ処理ステップ及び前記第２のフィルタ処理ステップの出力の合成比率を時変的に変化させ、前記第１のフィルタ処理ステップの出力から前記第２のフィルタ処理ステップの出力へ切り替えて出力する出力制御ステップと、を実行させる、コンピュータプログラムが提供される。

以上説明したように本発明によれば、常に騒音の状況を解析し、周囲の騒音の状況が変化した場合には自動的に最適なモードに切り替えることで、ユーザが常に良好な聴取環境で楽曲等を聴取することが可能な、信号処理装置及び信号処理方法を提供することができる。

本発明の第１の実施形態にかかるヘッドホンの外観例について示す説明図である。 本発明の第１の実施形態にかかるヘッドホン１の機能構成について説明する説明図である。 本発明の第１の実施形態にかかる信号処理部３０の構成について示す説明図である。 ノイズキャンセリング処理部が保持する係数の一例について示す説明図である。 ノイズキャンセリングモードごとのノイズ低減特性の一例について示す説明図である。 本発明の第１の実施形態にかかる信号処理部３０の動作について示す流れ図である。 本発明の一実施形態にかかる信号処理部３０の動作をシーケンス図で示した説明図である。 本発明の第１の実施形態にかかる信号処理部３０の変形例について示す説明図である。 本発明の第１の実施形態にかかる信号処理部３０の変形例の動作について説明する流れ図である。 本発明の第２の実施形態にかかる信号処理部１３０の構成について示す説明図である。 本発明の第２の実施形態にかかるノイズキャンセリング部１３３ａの構成について示す説明図である。 本発明の第２の実施形態にかかる信号処理部１３０の動作について示す流れ図である。 本発明の第１の実施形態にかかる信号処理部３０の変形例について示す説明図である。 本発明の第３の実施形態にかかる信号処理部２３０の構成について示す説明図である。 メインＤＳＰとサブＤＳＰとの間のモード遷移について示す説明図である。 メインＤＳＰとサブＤＳＰとの間のモード遷移についてシーケンス図で示す説明図である。 本発明の第３の実施形態にかかるノイズ解析部２３１の構成について示す説明図である。 最適モード判定部２４２の判定結果と、連続カウンタ部２４３の計数結果との関係の一例について示す説明図である。 本発明の第４の実施形態にかかる信号処理部３３０の構成について示す説明図である。 本発明の第４の実施形態にかかる信号処理部３３０における、ノイズキャンセリングモードの遷移の様子をシーケンス図で示す説明図である。 最適なノイズキャンセリングモードに到達するまでモード遷移を繰り返す手法を概念的に示す説明図である。 ＤＳＰへ最適なノイズキャンセリングモードの係数を与える手法を概念的に示す説明図である。 サブＤＳＰに遷移時専用のモードを予め設定する手法を概念的に示す説明図である。 マイクロコンピュータが実行する場合の流れをシーケンス図で示す説明図である。 発明の第５の実施形態にかかるヘッドホン１´の機能構成について示す説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

また、以下の順序に従って本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
＜１．第１の実施形態＞
［１−１．ヘッドホンの外観例］
［１−２．ヘッドホンの外観例］
［１−３．信号処理部の機能構成］
［１−４．信号処理部の動作］
［１−５．信号処理部の変形例の構成］
［１−６．信号処理部の変形例の動作］
＜２．第２の実施形態＞
［２−１．信号処理部の構成］
［２−２．信号処理部の動作］
＜３．第３の実施形態＞
［３−１．信号処理部の構成］
［３−２．信号処理部の動作］
［３−３．ノイズ解析部の構成例］
＜４．第４の実施形態＞
［４−１．信号処理部の構成］
［４−２．信号処理部の動作］
＜５．第５の実施形態＞
［５−１．ヘッドホンの構成］
＜６．その他＞
＜７．まとめ＞

＜１．第１の実施形態＞
［１−１．ヘッドホンの外観例］
本発明の各実施形態に係る信号処理装置は、様々な形態に実施することが可能である。例えば、信号処理装置は、例えば、アウタイヤーヘッドホン・インナーイヤーヘッドホン・イヤホン・ヘッドセットなどのヘッドホンとして実施が可能である。また、他の信号処理装置の例としては、例えば、上記のヘッドホンに音声信号を提供する携帯電話・携帯プレーヤ・コンピュータ・ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄａｔａ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）等が挙げられる。また、これらの端末等で有る場合、信号処理装置は、その端末のＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｎｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）として実施することも可能である。さらに、本発明の各実施形態に係る信号処理装置は、他人の声や音を聞き取りやすくするために用いられる補聴器としても実施可能である。つまり、本発明の各実施形態は、ユーザに音声信号等を提供することが可能な様々な装置や端末等として実現することが可能である。しかしながら、本発明の各実施形態に係る信号処理装置の理解が容易になるように、この信号処理装置がヘッドホン１として実現された場合を例に挙げて以下では説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態にかかるヘッドホンの外観例について示す説明図である。以下、図１を用いて、本発明の第１の実施形態にかかるヘッドホンの外観について説明する。

本発明の第１の実施形態に係るヘッドホン１は、通常のヘッドホン等と同様に、外部の音楽再生装置等から音声信号を取得して、その音声信号を実際の音としてユーザに提供することが可能である。なお、音声信号が表す音声コンテンツは、例えば、音楽・ラジオ放送・テレビ放送・英会話などの教材・落語などの娯楽コンテンツ・ゲーム音・動画の音・コンピュータの操作音など、様々なものが挙げられ、特に限定されるものではない。

図１に示したヘッドホン１は、外部環境のノイズを低減して、ユーザに対して良好な楽曲再生環境を提供するノイズキャンセリングシステムが含まれている。外部環境のノイズを低減するために、ヘッドホン１には、ハウジング部５の外側または内側に、外部環境のノイズを収音するためのマイクが備えられている。

そして、ヘッドホン１に含まれるノイズキャンセリングシステムは、ノイズを低減させるためのノイズキャンセリング信号を生成する処理（以下「ノイズキャンセリング処理」とも称する）をデジタル処理で行うものである。ノイズキャンセリング処理をデジタル処理で実行することで、ヘッドホン１は様々な外部環境に合わせたノイズキャンセリングモードを搭載することが可能となる。様々な外部環境としては、例えば、通常の屋外、電車内、飛行機内等が挙げられる。そして、ヘッドホン１にノイズキャンセリングモードを複数搭載することで、ユーザは外部環境に応じてモードを切り替えることができ、外部環境に応じてノイズを効果的に低減させることができる。

このようにノイズキャンセリングモードが複数あると、ユーザは複数のモードから１つのモードを選択する必要がある。そのため、様々な外部環境に対応させるためにノイズキャンセリングモードの数が多くなればなるほど、ユーザの操作が煩雑になり、またユーザはどのモードを選択すれば良いのか判断に困ってしまう事態が考えられる。

従って、上述したように、一部のノイズキャンセリングシステムを搭載したヘッドホンには、ユーザがボタンを押すだけで周囲の騒音の状況を解析し、自動的に最適なノイズキャンセリングモードを選択する機能（最適モード選択機能）を搭載するものもある。しかし上述したように、従来の最適モード選択機能を搭載したノイズキャンセリングシステムには、騒音を解析している間は出力を止めなければならないという問題があった。さらに、従来の最適モード選択機能を搭載したノイズキャンセリングシステムには、周囲の騒音の状況が変わった際に、ユーザ自身が最適モード選択機能を実行させなければならないという問題もあった。

そこで、本実施形態にかかるヘッドホン１に含まれるノイズキャンセリングシステムは、ユーザがノイズキャンセリング機能を実行させている間は常に周囲の騒音の状況を解析し、周囲の騒音の状況に応じたモードを自動的に選択する。以下、周囲の騒音の状況に応じたモードを自動的に選択する機能を「最適モード全自動選択機能」とも称する。最適モード全自動選択機能が実行されている状態では、ノイズキャンセリングシステムは周囲の騒音の状況に応じたモードを自動的に選択し、当該モードに基づいてノイズキャンセリング処理を実行する。自動的に選択されたモードに基づいてノイズキャンセリング処理を実行することで、騒音の状況が変化した場合であっても、騒音を低減させた状態でユーザに音声コンテンツを提供することができる。

最適モード全自動選択機能を実行するには、騒音を収音するためのマイクが必要となる。かかるマイクは、ヘッドホンのハウジングの内部に設けられていてもよく、ハウジングの外部に設けられていてもよい。ハウジングの外部にマイクを設ける場合には、ハウジングの外側に直接設けてもよく、ハウジング以外の場所、例えばヘッドホンの左右のハウジングを繋げるバンド部分や、ヘッドホンの音量等を調節するためのコントロールボックスに設けてもよい。ただ、耳に近い位置の騒音を収音するには、耳に近い位置にマイクを備えることがより望ましい。また、騒音を収音するマイクは、１つであってもよく、２つであってもよい。しかし、ヘッドホンに装着されるマイクの位置と、通常の一般的な騒音が殆ど低域に存在することとを考慮すれば、マイクは１つだけであってもよい。

また、最適モード全自動選択機能を実行するには、ノイズキャンセリング処理を高速に実行できるための性能を備えるＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｃｃｏｒ）その他のプロセッサを用いることが望ましい。最適モード全自動選択機能を備えたヘッドホンにおいては、ヘッドホンと接続されている音楽再生装置から出力される音声信号に対する信号処理と、ノイズキャンセリング処理とを中断することなく、騒音の解析を常時実行するだけの処理速度が求められる。本実施形態にかかるヘッドホン１は、音声信号に対する信号処理及びノイズキャンセリング処理を、１つまたは２つ以上のＤＳＰで実行する。２つ以上のＤＳＰでこれらの処理を実行する場合には、各ＤＳＰは同じものであってもよく、異なるものであってもよい。異なるものを用いる場合には、ノイズキャンセリング処理に特化したＤＳＰを用いても良い。このような構成を有することで、ヘッドホンと接続されている音楽再生装置から出力される音声信号に対する信号処理及びノイズキャンセリング処理に加え、マイクで収音した騒音の解析処理を同時に実行することが可能となる。

デジタル処理によるノイズキャンセリング処理では、このように必要十分の性能を備えるＤＳＰ等のプロセッサを用いることで、ノイズキャンセリングモードを複数搭載し、その中から最適なモードを選択する機能を実現することが出来る。しかし、単に最適なモードを選択するだけでは、あるモードから別のモードへ切り替える際に問題が生じる。それは、モード切替に伴う異音の発生という問題である。外部の環境が変化し、変化に伴いモードを自動的に切り替える度に異音が発生するのでは、ヘッドホンを装着するユーザに不快感を覚えさせることに繋がる。

そこで本実施形態では、ノイズキャンセリングモードを切り替える際に、切り替え前後のモードによるノイズキャンセリング処理によって生成される騒音を打ち消すための信号（ノイズキャンセリング信号）をクロスフェードさせることを特徴とする。ノイズキャンセリング信号をクロスフェードさせることで、モードの変化に伴う異音の発生を防ぎ、ユーザに対して快適な聴取環境を与えることができる。

以上、本発明の第１の実施形態にかかるヘッドホンの外観について説明した。次に、本発明の第１の実施形態にかかるヘッドホンの機能構成について説明する。

［１−２．ヘッドホンの外観例］
図２は、本発明の第１の実施形態にかかるヘッドホン１の機能構成について説明する説明図である。以下、図２を用いて本発明の第１の実施形態にかかるヘッドホン１の機能構成について説明する。

図２は、いわゆるフィードフォワード方式によって騒音をキャンセルするノイズキャンセリングシステムを含んだヘッドホン１の機能構成について示したものである。フィードフォワード方式は、耳に近い位置で騒音を収音し、収音した音を解析、およびユーザの鼓膜位置での騒音波形を予測し、騒音を打ち消す信号（逆位相波形）を生成する方式である。図２に示したように、本発明の第１の実施形態にかかるヘッドホン１は、マイク２と、スピーカ３と、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１０と、操作部２０と、信号処理部３０と、ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）４０と、パワーアンプ５０と、を含んで構成される。

マイク２は、ユーザの耳に近いとされる位置に設けられ、ユーザの耳に近い位置の音を収音する。従って、マイク２は、耳に達しようとする外部の騒音を収音することになる。なお、ヘッドホン１のハウジング部５の内部で騒音が存在する原因としては、例えば、外部の騒音音源が例えばハウジング部５のイヤーパッドなどの隙間から音圧として漏れてきたり、ヘッドホン１の筐体が騒音音源の音圧を受けて振動し、その振動がハウジング部５の内部に伝達してきたりすることが挙げられる。

スピーカ３は音声を出力するものであり、ヘッドホン１が接続されている音楽再生装置から伝送される音声信号に基づいた音声を出力する。ヘッドホン１は、マイク２で収音して得られるノイズ信号から、外部の騒音成分を打ち消す特性を有する信号（ノイズキャンセリング信号）を生成し、ヘッドホン１が接続されている音楽再生装置から伝送される音声信号と合成してスピーカ３から出力する。このように、マイク２で収音した音から最適なノイズキャンセリング信号を予測しスピーカ３から出力するので、本方式はフィードフォワード方式と呼ばれる。

ＡＤＣ１０は、マイク２で収音された結果得られるノイズ信号をデジタル信号に変換するものである。ＡＤＣ１０でデジタル信号に変換されたノイズ信号は信号処理部３０に送られる。

操作部２０は、ヘッドホン１に対するユーザの操作を受け付けるためのものである。ヘッドホンに対するユーザの操作としては、例えばヘッドホン１の電源のオン・オフ、スピーカ３から出力される音の音量の調整、ノイズキャンセリング機能のオン・オフであってもよい。さらに、ヘッドホンに対するユーザの操作としては、ノイズキャンセリング機能を有効にしている場合におけるノイズキャンセリングモードの選択、最適モード全自動選択機能のオン・オフ等であってもよい。操作部２０を操作することにより生成される信号は、例えばマイクロコンピュータ（図示せず）に伝達され、マイクロコンピュータから必要に応じて信号処理部３０に信号が伝達される。

信号処理部３０は、ＡＤＣ１０でデジタル信号に変換されたノイズ信号に対する信号処理を実行するものである。信号処理部３０は、ノイズ信号を解析し、ノイズ信号を打ち消すノイズキャンセリング信号を生成する。また、信号処理部３０にはヘッドホン１が接続されている音楽再生装置から伝送される音声信号も入力される。信号処理部３０は、入力された音声信号に対する信号処理も実行する。信号処理部３０は、例えば複数のＤＳＰによって構成される。

ＤＡＣ４０は、信号処理部３０から出力される信号をアナログ信号に変換するものである。ＤＡＣ４０でアナログ信号に変換された信号はパワーアンプ５０に送られる。

パワーアンプ５０は、ＤＡＣ４０でアナログ信号に変換された信号を増幅して出力するものである。パワーアンプ５０で増幅された信号はスピーカ３に送られる。スピーカ３は、パワーアンプ５０から供給される信号に応じて振動板（図示せず）が信号することで音声を出力する構成となっている。

以上、図２を用いて本発明の第１の実施形態にかかるヘッドホン１の機能構成について説明した。次に、本発明の第１の実施形態にかかる信号処理部３０の構成について説明する。

［１−３．信号処理部の機能構成］
図３は、本発明の第１の実施形態にかかる信号処理部３０の構成について示す説明図である。図３には、信号処理部３０と併せてＡＤＣ１０についても図示している。以下、図３を用いて本発明の一実施形態にかかる信号処理部３０の構成について説明する。

図３に示したように、本発明の第１の実施形態にかかる信号処理部３０は、ノイズ解析部３１と、ノイズキャンセリング部３２と、クロスフェード部３５と、加算部３７と、を含んで構成される。

ノイズ解析部３１は、ＡＤＣ１０でデジタル信号に変換されたノイズ信号に対する解析処理を実行するものである。ノイズ解析部３１での解析処理は、最適モード全自動選択機能が有効になっている間は、所定の間隔で常時実行されるものである。ノイズ解析部３１は、例えばＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；高速フーリエ変換）やＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ；バンドパスフィルタ）によるノイズ信号の帯域分割等を行って、ノイズ信号の周波数特性解析を実行する。そして、周波数特性解析の結果に基づいて、ノイズ解析部３１は最適なノイズキャンセリングモードを選択し、当該ノイズキャンセリングモードでのノイズキャンセリング処理を実行するようにノイズキャンセリング部３２に指示する。

ノイズ解析部３１によるノイズ信号に対する解析処理は、ＤＳＰによって実行されるようにしてもよい。本実施形態では、ノイズ解析部３１によるノイズ信号に対する解析処理を実行するＤＳＰをＤＳＰ Ａとする。

ノイズキャンセリング部３２は、ＡＤＣ１０でデジタル信号に変換されたノイズ信号から、ヘッドホン１を装着するユーザの耳に達する外部の騒音を打ち消すための信号を生成するものである。具体的には、ノイズキャンセリング部３２は、ＡＤＣ１０でデジタル信号に変換されたノイズ信号に対し、所定のフィルタ処理を施して、ヘッドホン１を装着するユーザの耳に達する外部の騒音を打ち消すための信号を生成する。ノイズキャンセリング部３２は、ノイズキャンセリング処理部３３ａ、３３ｂを含んで構成される。

ノイズキャンセリング処理部３３ａ、３３ｂは、本発明のフィルタ処理部の一例である。ノイズキャンセリング処理部３３ａ、３３ｂは、ＡＤＣ１０でデジタル信号に変換されたノイズ信号に対し、所定のデジタルフィルタ処理を施して、ヘッドホン１を装着するユーザの耳に達する外部の騒音を打ち消すための信号を生成するものである。ノイズキャンセリング処理部３３ａ、３３ｂは、例えばＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタで構成されていてもよく、ＩＩＲ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタで構成されていてもよい。

ノイズキャンセリング処理部３３ａ、３３ｂによるフィルタ処理は、ＤＳＰによって実行されるようにしてもよい。本実施形態では、ノイズキャンセリング処理部３３ａによるフィルタ処理を実行するＤＳＰをＤＳＰ Ｂとし、ノイズキャンセリング処理部３３ｂによるフィルタ処理を実行するＤＳＰをＤＳＰ Ｃとする。

ノイズキャンセリング部３２では、通常のノイズキャンセリング処理が実行中の場合には、ＤＳＰ ＢまたはＤＳＰ Ｃのどちらかが稼動している。ノイズ解析部３１によるノイズ信号に対する解析処理の結果、モードを切り替える必要が生じた場合には、稼働中ではないＤＳＰに対して新しいモードに設定する。そして、今まで駆動していたＤＳＰから、新しいモードが設定されたＤＳＰへ切り替えることで、ノイズキャンセリング部３２におけるノイズキャンセリングモードの切り替えを実現している。

ノイズキャンセリング処理部３３ａ、３３ｂは、ノイズ解析部３１が選択した最適なノイズキャンセリングモードに応じて、フィルタ構成やフィルタ特性が可変的に設定される。本実施形態では、ノイズキャンセリング処理部３３ａ、３３ｂへ、予め、個々のノイズキャンセリングモードに応じた係数を保持させておく。図４は、ノイズキャンセリング処理部３３ａ、３３ｂが保持する係数の一例について示す説明図である。図４に示した例では、ノイズキャンセリング処理部３３ａ、３３ｂは、それぞれ同一のノイズキャンセリングモードに応じた係数Ａ、Ｂ、Ｃを保持している。本実施形態では、ノイズキャンセリング処理部３３ａとノイズキャンセリング処理部３３ｂとの間で係数を切り替えて、ノイズキャンセリング処理を実行する。このように、ノイズキャンセリング処理部３３ａ、３３ｂへ、予め同一の係数を持たせておくことにより、ノイズキャンセリング処理部３３ａ、３３ｂへ新たに係数を書き込む手間を省略することができる。

図５は、本発明の第１の実施形態にかかるヘッドホン１で設定可能なノイズキャンセリングモードごとのノイズ低減特性の一例について示す説明図である。図５では、図４にモードＡ、Ｂ、Ｃについてのノイズ低減特性の一例を図示している。このように、各ノイズキャンセリングモードは異なるノイズ低減特性を有している。そして、このようなノイズ低減特性を実現するための係数を、予めノイズキャンセリング処理部３３ａ、３３ｂへ保持させておく。

クロスフェード部３５は、本発明の出力制御部の一例である。クロスフェード部３５は、ノイズキャンセリングモードが切り替えられる際に、ノイズ解析部３１からの指示に応じてノイズキャンセリング処理部３３ａ、３３ｂの出力をクロスフェードさせるためのものである。クロスフェード部３５は、乗算部３６ａ、３６ｂを含んで構成される。乗算部３６ａ、３６ｂは、それぞれノイズキャンセリング処理部３３ａ、３３ｂの出力に対し、ノイズ解析部３１からの指示に応じて、時間と共に変化する係数（ゲイン）を乗算する。乗算部３６ａ、３６ｂで乗算されたデータは加算部３７に送られる。

加算部３７は、乗算部３６ａ、３６ｂの出力を加算して出力するものである。加算部３７の出力がノイズキャンセリング信号となり、ＤＡＣ４０に送られる。

以上、本発明の第１の実施形態にかかる信号処理部３０の構成について説明した。次に、本発明の第１の実施形態にかかる信号処理部３０の動作について説明する。

［１−４．信号処理部の動作］
図６は、本発明の第１の実施形態にかかる信号処理部３０の動作について示す流れ図である。以下、図６を用いて、本発明の第１の実施形態にかかる信号処理部３０の動作について説明する。

ＡＤＣ１０でデジタル信号に変換されたノイズ信号が信号処理部３０に送られると、ノイズ解析部３１は、所定の周期でノイズ信号の解析を実行する（ステップＳ１０１）。ノイズ解析部３１でノイズ信号の解析を実行すると、ノイズ解析部３１は解析結果に応じて最適なノイズキャンセリングモードを１つ選択する（ステップＳ１０２）。

上記ステップＳ１０２でノイズ解析部３１が最適なノイズキャンセリングモードを１つ選択すると、ノイズ解析部３１はその選択したノイズキャンセリングモードへ変更する必要があるかどうかを判定する（ステップＳ１０３）。例えば、ノイズ解析部３１で選択したノイズキャンセリングモードがモードＡであり、現在稼動しているＤＳＰ Ｂ（ノイズキャンセリング処理部３３ａ）のノイズキャンセリングモードもモードＡである場合を考える。この場合には、ノイズ解析部３１が選択したノイズキャンセリングモードへ変更する必要は無い。一方、ノイズ解析部３１で選択したノイズキャンセリングモードがモードＢであり、現在稼動しているＤＳＰ Ｂ（ノイズキャンセリング処理部３３ａ）のノイズキャンセリングモードがモードＡである場合を考える。この場合には、ノイズ解析部３１が選択したノイズキャンセリングモードへ変更する必要がある。

上記ステップＳ１０３の判定の結果、モードを変更する必要が無いとノイズ解析部３１が判断した場合には、上記ステップＳ１０２で選択したモードへの変更は行わず、上記ステップＳ１０１に戻り、ノイズ解析部３１でのノイズ信号の解析を実行する。一方、上記ステップＳ１０３の判定の結果、モードを変更する必要があるとノイズ解析部３１が判断した場合には、続いて、現在アクティブ（稼働中）のＤＳＰが、ＤＳＰ ＢとＤＳＰ Ｃのどちらであるかをノイズ解析部３１で判定する（ステップＳ１０４）。

上記ステップＳ１０４の判定の結果、現在アクティブ（稼働中）のＤＳＰがＤＳＰ Ｂであるとノイズ解析部３１が判断した場合には、ノイズ解析部３１は、ＤＳＰ Ｃ（ノイズキャンセリング処理部３３ｂ）を、上記ステップＳ１０２で選択した最適なノイズキャンセリングモードに設定する（ステップＳ１０５）。ＤＳＰ Ｃに対して最適なノイズキャンセリングモードを設定すると、ノイズ解析部３１は、クロスフェード部３５の出力をＤＳＰ ＢからＤＳＰ Ｃへクロスフェードさせて、徐々に最適なモードへと切り替える（ステップＳ１０６）。すなわち、モードを切り替える前は、乗算部３６ａの出力：乗算部３６ｂの出力＝１：０であり、クロスフェード処理が始まると、ノイズ解析部３１は、乗算部３６ａの出力を徐々に下げていき、乗算部３６ｂの出力を徐々に上げていくよう、クロスフェード部３５に対して設定する。そして最終的には、乗算部３６ａの出力：乗算部３６ｂの出力＝０：１となったところでクロスフェード部３５のクロスフェード処理が完了する。

一方、上記ステップＳ１０４の判定の結果、現在アクティブ（稼働中）のＤＳＰがＤＳＰ Ｃであるとノイズ解析部３１が判断した場合には、ノイズ解析部３１は、ＤＳＰ Ｂ（ノイズキャンセリング処理部３３ａ）を、上記ステップＳ１０２で選択した最適なノイズキャンセリングモードに設定する（ステップＳ１０７）。ＤＳＰ Ｂに対して最適なノイズキャンセリングモードを設定すると、ノイズ解析部３１は、クロスフェード部３５の出力をＤＳＰ ＣからＤＳＰ Ｂへクロスフェードさせて、徐々に最適なモードへと切り替える（ステップＳ１０８）。すなわち、モードを切り替える前は、乗算部３６ａの出力：乗算部３６ｂの出力＝０：１であり、クロスフェード処理が始まると、ノイズ解析部３１は、乗算部３６ｂの出力を徐々に下げていき、乗算部３６ａの出力を徐々に上げていくよう、クロスフェード部３５に対して設定する。そして最終的には、乗算部３６ａの出力：乗算部３６ｂの出力＝１：０となったところでクロスフェード部３５のクロスフェード処理が完了する。

上記ステップＳ１０６またはステップＳ１０８におけるクロスフェード処理が完了すると、上記ステップＳ１０１に戻り、ノイズ解析部３１でのノイズ信号の解析を再度実行する。もちろん本実施形態においては、図６に示した一連の処理を実行している間、ヘッドホン１に接続される音楽再生装置等から出力され、ノイズキャンセリング信号に重畳される音声信号の出力を止める必要は無い。

図７は、図６に示した本発明の一実施形態にかかる信号処理部３０の動作をシーケンス図で示した説明図である。図７では、稼働中のＤＳＰがＤＳＰ Ｂであり、ＤＳＰ ＢはモードＡで動作している場合について示している。また、図７は、ノイズ解析部３１の解析処理の結果、最適なノイズキャンセリングモードがモードＢであると判定され、ＤＳＰ ＢからＤＳＰ Ｃへクロスフェードさせる場合について示したものである。

ノイズ解析部３１（ＤＳＰ Ａ）は、ＡＤＣ１０でデジタル信号に変換されたノイズ信号の解析を所定の間隔で実行し、ノイズ信号をキャンセルするための最適なノイズキャンセリングモードを選択する。そして、ノイズ解析部３１での解析の結果、最適なノイズキャンセリングモードを変更する必要が生じた場合には、アクティブではないＤＳＰ Ｃ（ノイズキャンセリング処理部３３ｂ）に対して、モードＢへの変更をノイズ解析部３１から指示する。

モードＢへの変更指示を受けたＤＳＰ Ｃ（ノイズキャンセリング処理部３３ｂ）はモードＢに対応した係数に切り替える。そしてノイズ解析部３１はＤＳＰ Ｂの出力とＤＳＰ Ｃとの出力をクロスフェードさせる。なお図７ではＤＳＰ Ｂの出力及びＤＳＰ Ｃの出力が線形に変化し、２つの出力が中間点で交差するように示しているが、本発明においては、クロスフェード処理の際のＤＳＰ Ｂの出力及びＤＳＰ Ｃの出力の変化はかかる例に限定されないことはいうまでも無い。

図７では、クロスフェードが完了したタイミングと、クロスフェード完了後のノイズ解析部３１の解析処理の開始タイミングとは一致していない。これは、クロスフェードが完全に完了したことを待ってノイズ解析部３１の解析処理を再開させていることを現したものである。もちろん、本発明においてはかかる例に限定されないことはいうまでもない。例えば、クロスフェードが完了したタイミングと、クロスフェード完了後のノイズ解析部３１の解析処理の開始タイミングとを一致させてもよく、クロスフェードの完了を待たずにノイズ解析部３１の解析処理を再開させてもよい。

以上、本発明の一実施形態にかかる信号処理部３０の動作について説明した。本実施形態にかかるヘッドホン１は、このように信号処理部３０を動作させることにより、ユーザの周囲の騒音の状況が変化した場合であっても、自動的に最適なノイズキャンセリングモードへ追従することができる。また本実施形態にかかるヘッドホン１は、ノイズキャンセリングモードを切り替える際には、瞬時に切り替えるのではなく、２つのＤＳＰの出力を徐々に変化させることによってクロスフェードさせる。このようなクロスフェード処理により、本実施形態にかかるヘッドホン１は、モードの切り替え時に異音を発生させることが無く、また、音声信号の出力やノイズキャンセリング処理を停止させることなくモードを切り替えることができる。

なお、信号処理部３０は音声信号に対する処理も実行することが出来る。図８は、本発明の第１の実施形態にかかる信号処理部３０の変形例について示す説明図である。以下、図８を用いて、本発明の第１の実施形態にかかる信号処理部３０の変形例について説明する。

［１−５．信号処理部の変形例の構成］
図８に示した本発明の第１の実施形態にかかる信号処理部３０の変形例は、図３で示した構成と比較して、イコライザ３８と、加算部３９と、が追加されている。イコライザ３８は、ヘッドホン１に接続されている音楽再生装置等から伝送される音楽信号に対するイコライズ処理を実行するものである。音楽信号に対するイコライズ処理とは、例えば、所定の周波数帯域に対する信号処理を行って、特定の音域の信号を強調したり、逆に減少させたりする処理をいう。本変形例では、イコライザ３８でのイコライズ処理の設定（イコライザ設定）は、ノイズ解析部３１が選択したノイズキャンセリングモードに応じて変更することができる。また、イコライザ３８でのイコライズ処理は、ＤＳＰによって実行されるようにしてもよい。図８では、イコライザ３８でのイコライズ処理をＤＳＰ Ｄが実行するように示している。イコライザ３８の出力は、加算部３７から出力されるノイズキャンセリング信号と、加算部３９で加算される。加算部３９の出力はＤＡＣ４０に送られて、ＤＡＣ４０によってデジタル信号に変換される。

なお、図８では、ノイズ解析部３１でのノイズ解析処理と、イコライザ３８でのイコライズ処理とは、別々のＤＳＰによって実行するように図示したが、本発明はかかる例に限定されない。ノイズ解析部３１でのノイズ解析処理及びイコライザ３８でのイコライズ処理は、同一のＤＳＰで実行されるようにしてもよい。また、図８では、イコライザ３８には音楽信号が伝送されているが、もちろん本発明においてはイコライズ処理の対象は音楽を再生するための信号に限られない。

そして、ノイズ解析処理及びイコライズ処理を同一のＤＳＰで実行する場合には、最適モード全自動選択機能が有効になっているか否かによって異なるイコライズ処理を実行するようにしてもよい。

［１−６．信号処理部の変形例の動作］
図９は、本発明の第１の実施形態にかかる信号処理部３０の変形例の動作について説明する流れ図である。以下、図９を用いて本発明の第１の実施形態にかかる信号処理部３０の変形例の動作について説明する。

まず、ヘッドホン１で最適モード全自動選択機能が有効になっているかどうかを判定する（ステップＳ１１１）。当該判定は、例えばヘッドホン１にマイクロプロセッサその他の制御部を内蔵し、当該制御部によって実行してもよい。ステップＳ１１１の判定の結果、ヘッドホン１で最適モード全自動選択機能が有効になっていると判断された場合には、続いてイコライザ３８の設定の変更が必要であるかどうかを判定する（ステップＳ１１２）。当該判定は、例えばイコライザ３８によって実行してもよい。ステップＳ１１２の判定の結果、イコライザ３８の設定の変更が必要であると判断された場合には、最適モード全自動選択機能が有効になっている場合の設定にイコライザ３８を設定する（ステップＳ１１３）。一方、ステップＳ１１２の判定の結果、イコライザ３８の設定の変更が必要でないと判断された場合には、上記ステップＳ１１３の処理を飛ばして次の処理に進む。

なお、ステップＳ１１１の判定の結果、ヘッドホン１で最適モード全自動選択機能が有効になっていないと判断された場合には、続いてイコライザ３８の設定の変更が必要であるかどうかを判定する（ステップＳ１１４）。当該判定は、例えばイコライザ３８によって実行してもよい。ステップＳ１１４の判定の結果、イコライザ３８の設定の変更が必要であると判断された場合には、最適モード全自動選択機能が無効になっている場合の設定にイコライザ３８を設定する（ステップＳ１１５）。最適モード全自動選択機能が無効になっている場合の設定にイコライザ３８を設定すると、上記ステップＳ１１１に戻り、ヘッドホン１で最適モード全自動選択機能が有効になっているかどうかの判定処理を再度実行する。一方、ステップＳ１１４の判定の結果、イコライザ３８の設定の変更が必要ではないと判断された場合には、上記ステップＳ１１５の処理を飛ばして、上記ステップＳ１１１に戻る。

ステップＳ１１３以降の処理は、図６に示した信号処理部３０の動作の流れと同一である。以下において、確認のために信号処理部３０の動作の流れを再度説明する。

ノイズ解析部３１は、ＡＤＣ１０でデジタル信号に変換されたノイズ信号の解析を実行する（ステップＳ１１６）。ノイズ解析部３１でノイズ信号の解析を実行すると、ノイズ解析部３１は解析結果に応じて最適なノイズキャンセリングモードを１つ選択する（ステップＳ１１７）。ステップＳ１１７でノイズ解析部３１が最適なノイズキャンセリングモードを１つ選択すると、ノイズ解析部３１はその選択したノイズキャンセリングモードへ変更する必要があるかどうかを判定する（ステップＳ１１８）。ステップＳ１１８の判定の結果、モードを変更する必要が無いとノイズ解析部３１が判断した場合には、上記ステップＳ１１６で選択したモードへの変更は行わない。この場合には上記ステップＳ１１１に戻り、ヘッドホン１で最適モード全自動選択機能が有効になっているかどうかの判定処理を再度実行する。一方、上記ステップＳ１１８の判定の結果、モードを変更する必要があるとノイズ解析部３１が判断した場合には、続いて、現在アクティブ（稼働中）のＤＳＰが、ＤＳＰ ＢとＤＳＰ Ｃのどちらであるかをノイズ解析部３１で判定する（ステップＳ１１９）。

上記ステップＳ１１９の判定の結果、現在アクティブ（稼働中）のＤＳＰがＤＳＰ Ｂであるとノイズ解析部３１が判断した場合には、ノイズ解析部３１は、ＤＳＰ Ｃ（ノイズキャンセリング処理部３３ｂ）を、上記ステップＳ１１７で選択した最適なノイズキャンセリングモードに設定する（ステップＳ１２０）。ＤＳＰ Ｃに対して最適なノイズキャンセリングモードを設定すると、ノイズ解析部３１は、クロスフェード部３５の出力をＤＳＰ ＢからＤＳＰ Ｃへクロスフェードさせて、徐々に最適なモードへと切り替える（ステップＳ１２１）。

一方、上記ステップＳ１１９の判定の結果、現在アクティブ（稼働中）のＤＳＰがＤＳＰ Ｃであるとノイズ解析部３１が判断した場合には、ノイズ解析部３１は、ＤＳＰ Ｂ（ノイズキャンセリング処理部３３ａ）を、上記ステップＳ１１７で選択した最適なノイズキャンセリングモードに設定する（ステップＳ１２２）。ＤＳＰ Ｂに対して最適なノイズキャンセリングモードを設定すると、ノイズ解析部３１は、クロスフェード部３５の出力をＤＳＰ ＣからＤＳＰ Ｂへクロスフェードさせて、徐々に最適なモードへと切り替える（ステップＳ１２３）。

上記ステップＳ１２１またはステップＳ１２３におけるクロスフェード処理が完了すると、上記ステップＳ１１１に戻り、ヘッドホン１で最適モード全自動選択機能が有効になっているかどうかの判定処理を再度実行する。

以上、本発明の第１の実施形態にかかる信号処理部３０の変形例の動作について説明した。もちろん本変形例においては、図９に示した一連の処理を実行している間、ヘッドホン１に接続される音楽再生装置等から出力され、ノイズキャンセリング信号に重畳される音楽信号の出力を止める必要は無い。以上説明したように、本発明の第１の実施形態にかかる信号処理部３０の変形例では、ヘッドホン１で最適モード全自動選択機能が有効になっているか否かでイコライザ３８に対して異なる設定とすることができる。

以上説明したように本発明の第１の実施形態にかかるヘッドホン１によれば、最適モード全自動選択機能を実行している間、マイク２で収音された外部環境のノイズの解析を行い、解析結果に基づいて最適なノイズキャンセリングモードを１つ選択する。最適なノイズキャンセリングモードが１つ選択されると、ヘッドホン１は、音声の出力及びノイズキャンセリング処理を止めることなく、選択されたノイズキャンセリングモードへの移行を行う。そして選択されたノイズキャンセリングモードへ切り替える際には、クロスフェード部３５によって２つのノイズキャンセリング処理部からの出力をクロスフェードさせる。このようにノイズキャンセリングモードを切り替えることで、本発明の第１の実施形態にかかるヘッドホン１は、ユーザに対して快適な聴取環境を提供することができる。

＜２．第２の実施形態＞
［２−１．信号処理部の構成］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図１０は、本発明の第２の実施形態にかかる信号処理部１３０の構成について示す説明図である。図１０には、信号処理部１３０と併せてＡＤＣ１０についても図示している。以下、図１０を用いて本発明の第２の実施形態にかかる信号処理部１３０の構成について説明する。

図１０に示した信号処理部１３０は、上述の信号処理部３０と置き換えることができる。図１０に示したように、本発明の第２の実施形態にかかる信号処理部１３０は、ノイズ解析部１３１と、ノイズキャンセリング部１３２と、クロスフェード部１３５と、加算部１３７と、を含んで構成される。

ノイズ解析部１３１は、ノイズ解析部３１と同様に、ＡＤＣ１０でデジタル信号に変換されたノイズ信号に対する解析処理を実行するものである。ノイズ解析部１３１での解析処理は、最適モード全自動選択機能が有効になっている間は、所定の間隔で常時実行されるものである。ノイズ解析部１３１は、例えばＦＦＴや、ＢＰＦによるノイズ信号の帯域分割等を行って、ノイズ信号の周波数特性解析を実行する。そして、周波数特性解析の結果に基づいて、ノイズ解析部１３１は最適なノイズキャンセリングモードを選択し、当該ノイズキャンセリングモードでのノイズキャンセリング処理を実行するようにノイズキャンセリング部１３２に指示する。

またノイズ解析部１３１は、ノイズキャンセリング部１３２に対してイコライザ設定を送出する。ノイズ解析部１３１は、ノイズ信号に対する解析処理を実行した結果に基づいて最適なイコライザ設定を決定し、ノイズキャンセリング部１３２に対してイコライザ設定を送出してもよい。一例を挙げれば、ノイズ解析部１３１は、ノイズキャンセリング効果を得た後の残留ノイズのスペクトルを推定し、残留ノイズの強い帯域に対して補強的に音楽信号のレベルを増強するようなイコライズ処理を実行するようなイコライザ設定を決定することができる。またノイズ解析部１３１は、ユーザが操作部２０等を操作することにより手動で設定されたイコライザ設定をノイズキャンセリング部１３２に対して送出してもよい。

ノイズ解析部１３１によるノイズ信号に対する解析処理は、ＤＳＰによって実行されるようにしてもよい。本実施形態では、ノイズ解析部１３１によるノイズ信号に対する解析処理を実行するＤＳＰをＤＳＰ Ａとする。

ノイズキャンセリング部１３２は、ノイズキャンセリング部３２と同様に、ＡＤＣ１０でデジタル信号に変換されたノイズ信号から、ヘッドホン１を装着するユーザの耳に達する外部の騒音を打ち消すための信号を生成するものである。ノイズキャンセリング部３２は、ノイズキャンセリング部１３３ａ、１３３ｂを含んで構成される。

ノイズキャンセリング部１３３ａ、１３３ｂは、ＡＤＣ１０でデジタル信号に変換されたノイズ信号に対し、所定のデジタルフィルタ処理を施して、ヘッドホン１を装着するユーザの耳に達する外部の騒音を打ち消すためのノイズキャンセリング信号を生成するものである。またノイズキャンセリング部１３３ａ、１３３ｂは、音楽信号に対するイコライズ処理も実行する。以下において、ノイズキャンセリング部１３３ａを例に挙げてその構成について説明する。

図１１は、本発明の第２の実施形態にかかるノイズキャンセリング部１３３ａの構成について示す説明図である。図１１に示したように、本発明の第２の実施形態にかかるノイズキャンセリング部１３３ａは、ノイズキャンセリング処理部１４２と、イコライザ１４４と、加算部１４６と、を含んで構成される。

ノイズキャンセリング処理部１４２は、ＡＤＣ１０でデジタル信号に変換されたノイズ信号に対して所定のデジタルフィルタ処理を施して、ヘッドホン１を装着するユーザの耳に達する外部の騒音を打ち消すためのノイズキャンセリング信号を生成する処理を実行する。ノイズキャンセリング処理部１４２は、例えばＦＩＲフィルタで構成されていてもよい。

イコライザ１４４は、上述した本発明の第１の実施形態におけるイコライザ３８と同様に、ヘッドホン１に接続されている音楽再生装置等から伝送される音楽信号に対するイコライズ処理を実行するものである。

加算部１４６は、ノイズキャンセリング処理部１４２で生成されたノイズキャンセリング信号と、イコライザ１４４でイコライズ処理が施された音楽信号とを加算して出力するものである。

このようにノイズキャンセリング部１３３ａを構成することで、ノイズキャンセリング部１３３ａはノイズキャンセリング信号の生成処理と音楽信号に対するイコライズ処理とを実行することができる。また、このようにノイズキャンセリング部１３３ａを構成することで、信号処理部１３０に入力されるノイズ信号に応じて、最適なノイズキャンセリングモード及びイコライザ設定をノイズ解析部１３１で決定することができる。なお、図１１ではノイズキャンセリング部１３３ａを例に挙げてその構成を説明したが、ノイズキャンセリング部１３３ｂについても同様の構成を有することができることは言うまでもない。

なお、ノイズキャンセリング部１３３ａ、１３３ｂによるノイズキャンセリング信号の生成処理及び音楽信号に対するイコライズ処理は、ＤＳＰによって実行されるようにしてもよい。本実施形態では、ノイズキャンセリング部１３３ａによるフィルタ処理を実行するＤＳＰをＤＳＰ Ｂとし、ノイズキャンセリング部１３３ｂによるフィルタ処理を実行するＤＳＰをＤＳＰ Ｃとする。

クロスフェード部１３５は、ノイズキャンセリングモードが切り替えられる際に、ノイズ解析部１３１からの指示に応じてノイズキャンセリング部１３３ａ、１３３ｂの出力をクロスフェードさせるためのものである。クロスフェード部１３５は、乗算部１３６ａ、１３６ｂを含んで構成される。乗算部１３６ａ、１３６ｂは、それぞれノイズキャンセリング部１３３ａ、１３３ｂの出力に対し、ノイズ解析部１３１からの指示に応じて、時間と共に変化する係数（ゲイン）を乗算する。乗算部１３６ａ、１３６ｂで乗算されたデータは加算部１３７に送られる。

加算部１３７は、乗算部１３６ａ、１３６ｂの出力を加算して出力するものである。加算部１３７の出力がノイズキャンセリング信号となり、ＤＡＣ（図示せず）に送られる。

以上、本発明の第２の実施形態にかかる信号処理部１３０の構成について説明した。次に、本発明の第２の実施形態にかかる信号処理部１３０の動作について説明する。

［２−２．信号処理部の動作］
図１２は、本発明の第２の実施形態にかかる信号処理部１３０の動作について示す流れ図である。以下、図１２を用いて、本発明の第２の実施形態にかかる信号処理部１３０の動作について説明する。

ＡＤＣ１０でデジタル信号に変換されたノイズ信号が信号処理部１３０に送られると、ノイズ解析部１３１は、所定の周期でノイズ信号の解析を実行する（ステップＳ１３１）。ノイズ解析部１３１でノイズ信号の解析を実行すると、ノイズ解析部１３１は解析結果に応じて最適なノイズキャンセリングモードを１つ選択する（ステップＳ１３２）。

上記ステップＳ１３２でノイズ解析部１３１が最適なノイズキャンセリングモードを１つ選択すると、ノイズ解析部１３１はその選択したノイズキャンセリングモードへ変更する必要があるかどうかを判定する（ステップＳ１３３）。例えば、ノイズ解析部１３１で選択したノイズキャンセリングモードがモードＡであり、現在稼動しているＤＳＰ Ｂ（ノイズキャンセリング部１３３ａ）でのノイズキャンセリングモードもモードＡである場合を考える。この場合には、ノイズ解析部１３１が選択したノイズキャンセリングモードへ変更する必要は無い。一方、ノイズ解析部１３１で選択したノイズキャンセリングモードがモードＢであり、現在稼動しているＤＳＰ Ｂ（ノイズキャンセリング部１３３ａ）のノイズキャンセリングモードがモードＡである場合を考える。この場合には、ノイズ解析部１３１が選択したノイズキャンセリングモードへ変更する必要がある。

上記ステップＳ１３３の判定の結果、モードを変更する必要が無いとノイズ解析部１３１が判断した場合には、上記ステップＳ１３２で選択したモードへの変更は行わず、上記ステップＳ１３１に戻り、ノイズ解析部１３１でのノイズ信号の解析を実行する。一方、上記ステップＳ１３３の判定の結果、モードを変更する必要があるとノイズ解析部１３１が判断した場合には、続いて、現在アクティブ（稼働中）のＤＳＰが、ＤＳＰ ＢとＤＳＰ Ｃのどちらであるかをノイズ解析部１３１で判定する（ステップＳ１３４）。

上記ステップＳ１３４の判定の結果、現在アクティブ（稼働中）のＤＳＰがＤＳＰ Ｂであるとノイズ解析部１３１が判断した場合には、ノイズ解析部１３１は、ＤＳＰ Ｃ（ノイズキャンセリング部１３３ｂ）を、上記ステップＳ１３２で選択した最適なノイズキャンセリングモードに設定する（ステップＳ１３５）。ＤＳＰ Ｃに対して最適なノイズキャンセリングモードを設定すると、ノイズ解析部１３１は、ＤＳＰ Ｃのイコライザ設定の変更が必要であるかどうかを判定する（ステップＳ１３６）。ステップＳ１３６の判定の結果、ＤＳＰ Ｃのイコライザ設定の変更が必要であれば、ノイズ解析部１３１はＤＳＰ Ｃに対してイコライザ設定を行う（ステップＳ１３７）。ステップＳ１３７におけるＤＳＰ Ｃに対するイコライザ設定は、ノイズ解析部１３１の解析結果に応じた最適な設定であるが、本発明においてはＤＳＰ Ｃに対するイコライザ設定はかかる例に限定されない。一方、ステップＳ１３６の判定の結果、ＤＳＰ Ｃのイコライザ設定の変更が必要無ければ、上記ステップＳ１３７の処理を飛ばして次の処理に進む。

ＤＳＰ Ｃに対するイコライザ設定についての処理が完了すると、続いて、ノイズ解析部１３１は、クロスフェード部１３５の出力をＤＳＰ ＢからＤＳＰ Ｃへクロスフェードさせて、徐々に最適なモードへと切り替える（ステップＳ１３８）。

一方、上記ステップＳ１３４の判定の結果、現在アクティブ（稼働中）のＤＳＰがＤＳＰ Ｃであるとノイズ解析部１３１が判断した場合には、ノイズ解析部１３１は、ＤＳＰ Ｂ（ノイズキャンセリング部１３３ａ）を、上記ステップＳ１３２で選択した最適なノイズキャンセリングモードに設定する（ステップＳ１３９）。ＤＳＰ Ｂに対して最適なノイズキャンセリングモードを設定すると、ノイズ解析部１３１は、ＤＳＰ Ｂのイコライザ設定の変更が必要であるかどうかを判定する（ステップＳ１４０）。ステップＳ１４０の判定の結果、ＤＳＰ Ｂのイコライザ設定の変更が必要であれば、ノイズ解析部１３１はＤＳＰ Ｂに対してイコライザ設定を行う（ステップＳ１４１）。ステップＳ１４１におけるＤＳＰ Ｂに対するイコライザ設定は、ノイズ解析部１３１の解析結果に応じた最適な設定であるが、本発明においてはＤＳＰ Ｂに対するイコライザ設定はかかる例に限定されない。一方、ステップＳ１４０の判定の結果、ＤＳＰ Ｂのイコライザ設定の変更が必要無ければ、上記ステップＳ１４１の処理を飛ばして次の処理に進む。

ＤＳＰ Ｂに対するイコライザ設定についての処理が完了すると、続いて、ノイズ解析部１３１は、クロスフェード部１３５の出力をＤＳＰ ＣからＤＳＰ Ｂへクロスフェードさせて、徐々に最適なモードへと切り替える（ステップＳ１４２）。

上記ステップＳ１３８またはステップＳ１４２におけるクロスフェード処理が完了すると、上記ステップＳ１３１に戻り、ノイズ解析部１３１でのノイズ信号の解析を再度実行する。

以上、本発明の第２の実施形態にかかる信号処理部１３０の動作について説明した。もちろん本実施形態においても、図１２に示した一連の処理を実行している間、ヘッドホン１に接続される音楽再生装置等から出力され、ノイズキャンセリング信号に重畳される音楽信号の出力を止める必要は無い。

以上説明したように本発明の第２の実施形態にかかる信号処理部１３０によれば、ノイズキャンセリング信号を生成する処理と、音楽信号に対するイコライザ処理とを、同一のＤＳＰで実行する。そして、これらの処理を実行するＤＳＰを２つ用意し、最適なノイズキャンセリングモードの変更が生じた場合には、２つのＤＳＰの出力をクロスフェードさせることでＤＳＰからの出力を切り替える。このようにノイズキャンセリングモードを切り替えることで、本発明の第２の実施形態にかかる信号処理部１３０は、ユーザに対して快適な聴取環境を提供することができる。

＜３．第３の実施形態＞
［３−１．信号処理部の構成］
上述した本発明の第１の実施形態にかかる信号処理部３０では、クロスフェード部３５をＤＳＰ（ノイズキャンセリング処理部３３ａ、３３ｂ）の外部のモジュールとして構成した。しかし、クロスフェード処理は、実際にはＤＳＰの内部で実行される。また、本発明の第１の実施形態にかかる信号処理部３０では、加算部３７、３９もＤＳＰの外部のモジュールとして構成した。しかし、加算処理についても、実際にはＤＳＰの内部で実行される。図１３は、図８に示した本発明の第１の実施形態にかかる信号処理部３０の変形例について示した説明図を再掲したものである。ここで、図１３において一点鎖線で囲んだ部分が、ＤＳＰの内部に組み込まれる構成が一般的といえる。本発明の第３の実施形態では、本発明の第１の実施形態にかかる信号処理部３０で実行していたクロスフェード処理及び加算処理をＤＳＰの内部に組み込んだ構成について説明する。

図１４は、本発明の第３の実施形態にかかる信号処理部２３０の構成について示す説明図である。図１４には、信号処理部２３０と併せてＡＤＣ１０についても図示している。以下、図１４を用いて本発明の第３の実施形態にかかる信号処理部２３０の構成について説明する。

図１４に示した信号処理部１３０は、上述の信号処理部３０と置き換えることができる。図１４に示したように、本発明の第３の実施形態にかかる信号処理部２３０は、ノイズ解析部２３１と、ノイズキャンセリング部２３２と、イコライザ２３８と、を含んで構成される。

ノイズ解析部２３１は、ノイズ解析部３１、１３１と同様に、ＡＤＣ１０でデジタル信号に変換されたノイズ信号に対する解析処理を実行するものである。ノイズ解析部２３１での解析処理は、最適モード全自動選択機能が有効になっている間は、所定の間隔で常時実行されるものである。ノイズ解析部２３１は、例えばＦＦＴや、ＢＰＦによるノイズ信号の帯域分割等を行って、ノイズ信号の周波数特性解析を実行する。そして、周波数特性解析の結果に基づいて、ノイズ解析部２３１は最適なノイズキャンセリングモードを選択し、当該ノイズキャンセリングモードでのノイズキャンセリング処理を実行するようにノイズキャンセリング部２３２に指示する。

またノイズ解析部２３１は、イコライザ２３８に対してイコライザ設定を送出する。ノイズ解析部２３１は、ノイズ信号に対する解析処理を実行した結果に基づいて最適なイコライザ設定を決定し、イコライザ２３８に対してイコライザ設定を送出してもよい。イコライザ２３８は、イコライザ３８と同様に、ヘッドホン１に接続されている音楽再生装置等から伝送される音楽信号に対するイコライズ処理を実行するものである。一例を挙げれば、ノイズ解析部２３１は、ノイズキャンセリング効果を得た後の残留ノイズのスペクトルを推定し、残留ノイズの強い帯域に対して補強的に音楽信号のレベルを増強するようなイコライズ処理を実行するようなイコライザ設定を決定することができる。またノイズ解析部２３１は、ユーザが操作部２０等を操作することにより手動で設定されたイコライザ設定をイコライザ２３８に対して送出してもよい。

ノイズ解析部２３１によるノイズ信号に対する解析処理は、ＤＳＰによって実行されるようにしてもよい。本実施形態では、ノイズ解析部２３１によるノイズ信号に対する解析処理を実行するＤＳＰをＤＳＰ Ａとする。

ノイズキャンセリング部２３２は、ノイズキャンセリング部３２、１３２と同様に、ＡＤＣ１０でデジタル信号に変換されたノイズ信号から、ヘッドホン１を装着するユーザの耳に達する外部の騒音を打ち消すための信号を生成するものである。ノイズキャンセリング部２３２は、ノイズキャンセリング部２３３ａ、２３３ｂを含んで構成される。

ノイズキャンセリング部２３３ａ、２３３ｂは、ＡＤＣ１０でデジタル信号に変換されたノイズ信号に対し、所定のデジタルフィルタ処理を施すものである。ノイズ信号に対して所定のデジタルフィルタ処理が施されることで、ヘッドホン１を装着するユーザの耳に達する外部の騒音を打ち消すためのノイズキャンセリング信号が生成される。ノイズキャンセリング部２３３ａは、ノイズキャンセリング処理部２３４ａと、乗算部２３６ａと、加算部２３７、２３９と、を含んで構成される。一方、ノイズキャンセリング部２３３ｂは、ノイズキャンセリング処理部２３４ｂと、乗算部２３６ｂと、を含んで構成される。

ノイズキャンセリング処理部２３４ａ、２３４ｂは、ノイズキャンセリング処理部３３ａ、３３ｂと同様の機能を有するものである。すなわちノイズキャンセリング処理部２３４ａ、２３４ｂは、ＡＤＣ１０でデジタル信号に変換されたノイズ信号に対し、所定のデジタルフィルタ処理を施して、ヘッドホン１を装着するユーザの耳に達する外部の騒音を打ち消すための信号を生成するものである。ノイズキャンセリング処理部２３４ａ、２３４ｂは、例えばＦＩＲフィルタで構成されていてもよい。

乗算部２３６ａ、２３６ｂは、乗算部３６ａ、３６ｂと同様に、それぞれノイズキャンセリング処理部２３４ａ、２３４ｂの出力に対し、ノイズ解析部２３１からの指示に応じて、時間と共に変化する係数（ゲイン）を乗算する。乗算部２３６ａ、２３６ｂで乗算されたデータは加算部２３７に送られる。

加算部２３７は、乗算部２３６ａ、２３６ｂの出力を加算して、加算部２３９に出力するものである。加算部２３９は、加算部２３７の出力と、イコライザ２３８の出力とを加算して出力するものである。加算部２３９の出力はＤＡＣ４０に送られて、ＤＡＣ４０によってデジタル信号に変換される。

なお、ノイズキャンセリング部２３３ａによるノイズキャンセリング信号の生成処理、乗算処理及び加算処理は、ＤＳＰによって実行されるようにしてもよい。本実施形態では、ノイズキャンセリング部２３３ａによる各処理を実行するＤＳＰをＤＳＰ Ｂとする。同様に、ノイズキャンセリング部２３３ｂによるノイズキャンセリング信号の生成処理及び乗算処理は、ＤＳＰによって実行されるようにしてもよい。本実施形態では、ノイズキャンセリング部２３３ｂによる各処理を実行するＤＳＰをＤＳＰ Ｃとする。

なお、図１４では、ノイズ解析部２３１でのノイズ解析処理と、イコライザ２３８でのイコライズ処理とは、別々のＤＳＰによって実行するように図示したが、本発明はかかる例に限定されない。ノイズ解析部２３１でのノイズ解析処理及びイコライザ２３８でのイコライズ処理は、同一のＤＳＰで実行されるようにしてもよい。そして、ノイズ解析処理及びイコライズ処理を同一のＤＳＰで実行する場合には、最適モード全自動選択機能が有効になっているか否かによって異なるイコライズ処理を実行するようにしてもよい。

以上、本発明の第３の実施形態にかかる信号処理部２３０の構成について説明した。次に、本発明の第３の実施形態にかかる信号処理部２３０の動作について説明する。

［３−２．信号処理部の動作］
図１４に示したように信号処理部２３０を構成すれば、クロスフェード処理を実行している時を除けば、ＤＳＰ ＢまたはＤＳＰ Ｃのいずれか一方の動作を停止させることで、消費電力を削減する効果が期待できる。図１４に示した構成では、ＤＳＰ Ｃ（ノイズキャンセリング部２３３ｂ）を停止させることは可能である。しかし、図１４に示したような構成においてＤＳＰ Ｂ（ノイズキャンセリング部２３３ａ）を停止させてしまうと、加算部２３９でのノイズキャンセリング信号と音楽信号との加算処理が出来なくなってしまう。つまり、加算部２３９での加算処理を実行しなければならないＤＳＰ Ｂを停止させることはできず、消費電力を削減することが出来なくなってしまう問題が生じる。

そこで本実施形態では、上記問題を解消するために、ＤＳＰ ＢをメインＤＳＰとし、ＤＳＰ ＣをサブＤＳＰとする。最適モード全自動選択機能が有効になっている間は、メインＤＳＰであるＤＳＰ Ｂでノイズキャンセリング処理を実行し、サブＤＳＰであるＤＳＰ Ｃは、電力の消費が少ないスリープモードや省電力モードに設定しておく。そして、最適なノイズキャンセリングモードが変化したとノイズ解析部２３１が判断したタイミングで、ＤＳＰ ＡからサブＤＳＰであるＤＳＰ Ｃを起動させ、ＤＳＰ Ｃをその判別した最適なノイズキャンセリングモードに設定する。ＤＳＰ Ｃを最適なノイズキャンセリングモードに設定すると、続いてＤＳＰ Ａの指示により、クロスフェード処理によってノイズキャンセリング信号の出力をＤＳＰ ＢからＤＳＰ Ｃへ切り替える。ノイズキャンセリング部２３２の出力がＤＳＰ Ｃからのノイズキャンセリング信号の出力に切り替わると、続いてＤＳＰ Ａの指示により、ＤＳＰ Ｂをその最適なノイズキャンセリングモードに設定する。ＤＳＰ Ｂをその最適なノイズキャンセリングモードに設定すると、続いてＤＳＰ Ａの指示により、クロスフェード処理によってノイズキャンセリング信号の出力をＤＳＰ ＣからＤＳＰ Ｂへ切り替える。切り替えが完了すると、続いてＤＳＰ Ａの指示によりサブＤＳＰであるＤＳＰ Ｃを電力の消費が少ないスリープモードや省電力モードに設定する。

図１５は、上述したメインＤＳＰとサブＤＳＰとの間のモード遷移について示す説明図である。図１５では、ノイズキャンセリングモードをモードＡからモードＢに遷移させる場合について示したものである。

ここでは、ノイズキャンセリング処理部２３４ａがモードＡでノイズキャンセリング処理を実行している場合に、ノイズ解析部２３１での解析の結果、最適なノイズキャンセリングモードがモードＢに変化したとする。最適なモードがモードＢに変化したとノイズ解析部２３１が判断すると、ノイズ解析部２３１は電力の消費が少ないスリープモードや省電力モードに設定されているＤＳＰ Ｃを起動させる。ＤＳＰ Ｃが起動すると、ノイズ解析部２３１は、起動したＤＳＰ Ｃに含まれるノイズキャンセリング処理部２３４ｂのノイズキャンセリングモードをモードＢに設定する。そしてノイズキャンセリング処理部２３４ｂのノイズキャンセリングモードをモードＢに設定すると、ノイズ解析部２３１は出力をＤＳＰ ＢからＤＳＰ Ｃへクロスフェードさせて切り替える。

ＤＳＰ Ｃへの切り替えが完了すると、ノイズ解析部２３１はノイズキャンセリング処理部２３４ａのノイズキャンセリングモードを、モードＡからモードＢに変更する。そしてノイズキャンセリング処理部２３４ａのノイズキャンセリングモードをモードＢに設定すると、ノイズ解析部２３１は出力をＤＳＰ ＣからＤＳＰ Ｂへクロスフェードさせて切り替える。ＤＳＰ Ｂへの切り替えが完了すると、ノイズ解析部２３１はＤＳＰ Ｃを電力の消費が少ないスリープモードや省電力モードに設定する。

図１６は、上述したメインＤＳＰとサブＤＳＰとの間のモード遷移についてシーケンス図で示す説明図である。図１６では、図１５と同じく、ノイズキャンセリングモードをモードＡからモードＢに遷移させる場合について示したものである。

ノイズ解析部２３１は、所定の間隔でノイズ信号の解析を実行し、最適なノイズキャンセリングモードを判定する。メインＤＳＰであるＤＳＰ Ｂでは、ノイズキャンセリング処理部２３４ａがモードＡによってノイズキャンセリング処理を実行している。

ノイズキャンセリング処理部２３４ａがモードＡでノイズキャンセリング処理を実行している場合に、ノイズ解析部２３１での解析の結果、最適なノイズキャンセリングモードがモードＢに変化したとする。最適なモードがモードＢに変化したとノイズ解析部２３１が判断すると、ノイズ解析部２３１は、電力の消費が少ないスリープモードや省電力モードに設定されているＤＳＰ Ｃを起動させる。ＤＳＰ Ｃが起動すると、ノイズ解析部２３１はノイズキャンセリング処理部２３４ｂのノイズキャンセリングモードをモードＢに設定する。

ノイズキャンセリング処理部２３４ｂのノイズキャンセリングモードをモードＢに設定すると、ノイズ解析部２３１は出力をＤＳＰ ＢからＤＳＰ Ｃへクロスフェードさせて切り替える。

ＤＳＰ Ｃへの切り替えが完了すると、ノイズ解析部２３１はノイズキャンセリング処理部２３４ａのノイズキャンセリングモードを、モードＡからモードＢに変更する。そしてノイズキャンセリング処理部２３４ａのノイズキャンセリングモードをモードＢに設定すると、ノイズ解析部２３１は出力をＤＳＰ ＣからＤＳＰ Ｂへクロスフェードさせて切り替える。ＤＳＰ Ｂへの切り替えが完了すると、ノイズ解析部２３１はＤＳＰ Ｃへ休眠指示を送出し、ＤＳＰ Ｃを電力の消費が少ないスリープモードや省電力モードに設定する。

このように、２つのＤＳＰを用いてノイズキャンセリングモードの切り替えを実行する際に、一方のＤＳＰをメインＤＳＰとして、他方のＤＳＰをサブＤＳＰとして駆動させる。そして、サブＤＳＰはモードの切り替え時にのみ起動させることで電力消費を抑えながら、ユーザにモード切り替え時の違和感や不快感を与えずに自動的にノイズキャンセリングモードを切り替えることができる。

なお図１６はＤＳＰ Ｂの出力及びＤＳＰ Ｃの出力が線形に変化し、２つの出力が中間点で交差するように示しているが、本発明においてはクロスフェード処理の際のＤＳＰ Ｂの出力及びＤＳＰ Ｃの出力の変化はかかる例に限定されないことはいうまでも無い。例えば、２つの出力が中間点以外で交差するように出力を非線形で変化させてもよく、またＤＳＰ Ｂの出力が変化し始めるタイミングとＤＳＰ Ｃの出力が変化し始めるタイミングとをずらしてもよい。

［３−３．ノイズ解析部の構成例］
さて、ここでノイズ解析部の構成例についてノイズ解析部２３１を例に挙げて説明する。図１７は、本発明の第３の実施形態にかかるノイズ解析部２３１の構成について示す説明図である。以下、図１７を用いて本発明の第３の実施形態にかかるノイズ解析部２３１の構成について説明する。

図１７に示したように、本発明の第３の実施形態にかかるノイズ解析部２３１は、周波数分析部２４１と、最適モード判定部２４２と、連続カウンタ部２４３と、を含んで構成される。

周波数分析部２４１は、ノイズ解析部２３１に送られてくるノイズ信号に対し周波数特性分析を実行するものである。周波数分析部２４１は、ノイズ信号に対して、例えばＦＦＴやＢＰＦによる帯域分割などを行ってもよい。なお、ＢＰＦの数は２以上であることが望ましい。周波数分析部２４１での周波数特性分析により、ノイズ信号にどのような周波数成分が含まれているかを把握することができる。

最適モード判定部２４２は、周波数分析部２４１でのノイズ信号に対する周波数特性分析の結果を用いて、予め保持しているノイズキャンセリングモードの中から最適なノイズキャンセリングモードを所定の周期で判定するものである。最適モード判定部２４２での判定周期は、例えば電車がすれ違った場合のように短い期間で騒音の状況の変化が完了するような場合にモードを遷移させないよう、数秒に１回の周期であってもよい。最適モード判定部２４２によって、どのノイズキャンセリングモードを用いればノイズを打ち消せるかが判定される。最適モード判定部２４２でのモード判定処理は、例えば、周波数分析部２４１での周波数特性分析結果と、ノイズキャンセリングモードごとのノイズ低減特性とを減算し、その差分が最も小さいノイズキャンセリングモードを最適なノイズキャンセリングモードとするようにしてもよい。最適モード判定部２４２の判定結果は連続カウンタ部２４３に送られる。

連続カウンタ部２４３は、同一の、かつ現在のモードではないノイズキャンセリングモードが最適モード判定部２４２で連続して判定された回数を計測するものである。連続カウンタ部２４３は、計測回数が所定の回数に達すると、最適モード判定部２４２で連続して判定したノイズキャンセリングモードに設定するための最適モード制御信号を送出する。連続カウンタ部２４３は、同一のノイズキャンセリングモードが最適モード判定部２４２で連続して判定されればその回数を計測し、一度でも異なるノイズキャンセリングモードが最適モード判定部２４２で連続して判定されれば、回数をリセットする。最適モード判定部２４２の判定の結果、最適なモードが変化した場合に、すぐにモードを変更してしまうと、次のような現象が発生する可能性がある。例えば電車がすれ違った場合のように短い期間で周囲の騒音の状況の変化が完了するような場合に、モードの遷移を終えたときには既に騒音が元の状況に戻ってしまい、また最適なモードを変更させなければならない状況が考えられる。従って、同一のノイズキャンセリングモードが最適モード判定部２４２で連続して判定されたことを条件にモードを変化させることで、短い時間で完了する周囲の騒音の状況の変化に追従させないようにすることができる。

図１８は、最適モード判定部２４２の判定結果と、連続カウンタ部２４３の計数結果との関係の一例について示す説明図である。図１８は、最適なノイズキャンセリングモードがモードＡであった場合に、外部環境の騒音の状況が変化した状態を例に挙げて示したものである。

最適なノイズキャンセリングモードがモードＡであった場合に、外部環境の騒音の状況が変化して、最適なノイズキャンセリングモードがモードＢであると最適モード判定部２４２が判定したとする。今までは最適なノイズキャンセリングモードはモードＡであったが、最適なモードがモードＢに変化したので、連続カウンタ部２４３は、最適なモードがモードＢになったことをカウントする。

しかし、外部環境の騒音の状況が変化して、最適なノイズキャンセリングモードが再びモードＡに戻った場合には、連続カウンタ部２４３は保持していたカウンタの値をリセットする。

続いて、外部環境の騒音の状況が変化して、最適なノイズキャンセリングモードがモードＣであると最適モード判定部２４２が判定したとする。今までは最適なノイズキャンセリングモードはモードＡであったが、最適なモードがモードＣに変化したので、連続カウンタ部２４３は、最適なモードがモードＣになったことをカウントする。そして、最適モード判定部２４２が３回連続して最適なノイズキャンセリングモードがモードＣであると判定すると、外部環境の騒音の状況が完全に変化したものと判断する。その結果、連続カウンタ部２４３はノイズキャンセリングモードをモードＣに変更する最適モード制御信号を生成して、ノイズキャンセリング部２３２に送出する。

以上、本発明の第３の実施形態にかかるノイズ解析部２３１の構成について説明した。ここでは本発明の第３の実施形態にかかるノイズ解析部２３１の構成を例に挙げて説明したが、上述した本発明の第１の実施形態にかかるノイズ解析部３１や本発明の第２の実施形態にかかるノイズ解析部１３１にもかかる構成を適用できることは言うまでもない。

以上説明したように本発明の第３の実施形態にかかる信号処理部２３０によれば、２つのノイズキャンセリング部（ＤＳＰ）によってノイズキャンセリング処理を実行する。この際、１つのノイズキャンセリング部は常に稼動させておき、もう１つのノイズキャンセリング部は、ノイズキャンセリングモードに変化が発生した場合のみ起動させる。本発明の第３の実施形態にかかる信号処理部２３０は、このようにノイズキャンセリング部（ＤＳＰ）を構成することで、電力消費を抑えることができる。

＜４．第４の実施形態＞
［４−１．信号処理部の構成］
上述した本発明の第１の実施形態〜第３の実施形態では、ノイズ信号に対する解析処理を実行するＤＳＰを１つ備え、さらにノイズキャンセリング信号を生成するノイズキャンセリング処理を実行するＤＳＰを２つ備える構成について説明した。なお、最適なノイズキャンセリングモードの判定には、上述したようにＢＰＦを用いることが出来る。マイク２で収音された音から得られるノイズ信号に対してＢＰＦを通した出力を観測し、各周波数領域における観測結果を用いることで、最適なノイズキャンセリングモードが判定される。

ここで、本発明の第４の実施形態では、上述した本発明の第３の実施形態にかかる信号処理部２３０を応用し、ノイズ信号に対する解析処理と、ノイズキャンセリング処理とを１つのＤＳＰで実行することでリソースを削減する構成について説明する。

図１９は、本発明の第４の実施形態にかかる信号処理部３３０の構成について示す説明図である。図１９には、信号処理部３３０の他に、ＡＤＣ１０及び制御部３５０も併せて図示している。以下、図１９を用いて本発明の第４の実施形態にかかる信号処理部３３０の構成について説明する。

図１９に示したように、本発明の第４の実施形態にかかる信号処理部３３０は、信号処理部３３３ａ、３３３ｂを含んで構成される。信号処理部３３３ａは、ノイズキャンセリング処理部３３４ａと、乗算部３３６ａと、加算部３３７、３３９と、イコライザ３３８と、を含んで構成される。信号処理部３３３ｂは、ノイズキャンセリング処理部３３４ｂと、乗算部３３６ｂと、ノイズ解析部３４１と、解析結果通知部３４２と、を含んで構成される。

図１９では、信号処理部３３３ａをＤＳＰ Ｂとして、信号処理部３３３ｂをＤＳＰ Ｃとして、それぞれ図示している。そして信号処理部３３３ｂは、制御部３５０によって、ノイズキャンセリング処理部３３４ｂ及び乗算部３３６ｂを含む構成と、ノイズ解析部３４１及び解析結果通知部３４２を含む構成とが書き換えられるように構成されている。ノイズ信号に対する解析処理を実行する際には、信号処理部３３３ｂはノイズ解析部３４１及び解析結果通知部３４２を含んで構成される。そして、ノイズキャンセリングモードを切り替える際には、信号処理部３３３ｂはノイズキャンセリング処理部３３４ｂ及び乗算部３３６ｂを含んで構成される。

ノイズ解析部３４１は、ノイズ解析部３１と同様に、ＡＤＣ１０でデジタル信号に変換されたノイズ信号に対する解析処理を実行するものである。ノイズ解析部３４１での解析処理は、最適モード全自動選択機能が有効になっている間は、所定の間隔で常時実行されるものである。ノイズ解析部３４１は、例えばＦＦＴや、ＢＰＦによるノイズ信号の帯域分割等を行って、ノイズ信号の周波数特性解析を実行する。そしてノイズ解析部３４１は、ノイズ信号の周波数特性解析を実行した結果、最適なノイズキャンセリングモードを１つ選択する。

解析結果通知部３４２は、ノイズ解析部３４１によるノイズ信号に対する解析処理の結果を制御部３５０に通知するものである。解析結果通知部３４２が制御部３５０に通知する情報は、ノイズ解析部３４１が選択した最適なノイズキャンセリングモードの情報である。制御部３５０は、解析結果通知部３４２から通知された最適なノイズキャンセリングモードの情報を受け取ると、制御部３５０は受け取った情報に基づいて、信号処理部３３３ｂを書き換えるかどうかを判定する。

ノイズキャンセリング処理部３３４ａ、３３４ｂは、ノイズキャンセリング処理部３３ａ、３３ｂと同様に、ＡＤＣ１０でデジタル信号に変換されたノイズ信号に対し、所定のデジタルフィルタ処理を施して、ヘッドホン１を装着するユーザの耳に達する外部の騒音を打ち消すための信号を生成するものである。ノイズキャンセリング処理部３３４ａ、３３４ｂは、例えばＦＩＲフィルタで構成されていてもよい。

乗算部３３６ａ、３３６ｂは、乗算部３６ａ、３６ｂと同様に、それぞれノイズキャンセリング処理部３３４ａ、３３４ｂの出力に対し、制御部３５０からの指示に応じて、時間と共に変化する係数（ゲイン）を乗算する。乗算部３３６ａ、３３６ｂで乗算されたデータは加算部３３７に送られる。

加算部３３７は、乗算部３３６ａ、３３６ｂの出力を加算して、加算部３３９に出力するものである。イコライザ３３８は、イコライザ３８と同様に、ヘッドホン１に接続されている音楽再生装置等から伝送される音楽信号に対するイコライズ処理を実行するものである。一例を挙げれば、制御部３５０は、ノイズキャンセリング効果を得た後の残留ノイズのスペクトルを推定し、残留ノイズの強い帯域に対して補強的に音楽信号のレベルを増強するようなイコライズ処理を実行するようなイコライザ設定を決定することができる。加算部３３９は、加算部３３７の出力と、イコライザ３３８の出力とを加算して出力するものである。加算部３３９の出力はＤＡＣ４０に送られて、ＤＡＣ４０によってデジタル信号に変換される。

なお、図１９では、ノイズキャンセリング処理部３３４ａでのノイズキャンセリング処理と、イコライザ３３８でのイコライズ処理とは、同一のＤＳＰによって実行するように図示したが、本発明はかかる例に限定されない。ノイズキャンセリング処理部３３４ａでのノイズキャンセリング処理と、イコライザ３３８でのイコライズ処理とは、別々のＤＳＰで実行されるようにしてもよい。

制御部３５０は、例えばマイクロコンピュータやマイクロコントローラ等で構成され、信号処理部３３３ｂに対する各種指示を送出するものである。信号処理部３３３ｂに対する各種指示としては、イコライザ３３８に対するイコライザ設定、信号処理部３３３ｂの書き換え、ノイズキャンセリングモードの変更指示、クロスフェード処理の開始指示等がある。なお、信号処理部３３３ｂをソフトウェアによって実現する場合には、制御部３５０は信号処理部３３３ｂに対してプログラムを書き換えるようにしてもよい。

以上、本発明の第４の実施形態にかかる信号処理部３３０の構成について説明した。次に、本発明の第４の実施形態にかかる信号処理部３３０の動作について説明する。

［４−２．信号処理部の動作］
図２０は、本発明の第４の実施形態にかかる信号処理部３３０における、ノイズキャンセリングモードの遷移の様子をシーケンス図で示す説明図である。以下、図２０を用いて、本発明の第４の実施形態にかかる信号処理部３３０の動作について説明する。

通常時、すなわち、ノイズキャンセリングモードの切り替えが生じていない場合には、制御部３５０からは、定期的に信号処理部３３３ｂ（ＤＳＰ Ｃ）に対してノイズ信号の解析指示を送出する。制御部３５０からノイズ信号の解析指示を受けた信号処理部３３３ｂは、ノイズ解析部３４１でのノイズ信号の解析処理を実行する。ノイズ解析部３４１がノイズ信号の解析処理を実行すると、解析結果通知部３４２から制御部３５０に対して解析結果を通知する。

制御部３５０は、所定の回数連続して、現在のノイズキャンセリングモードとは異なるノイズキャンセリングモードが解析結果通知部３４２から通知されてきた場合には、ノイズキャンセリングモードの切り替え処理を実行する。ノイズキャンセリングモードを切り替えるには、まず制御部３５０が信号処理部３３３ｂ（ＤＳＰ Ｃ）に対して構成の書き換えを指示する。制御部３５０からの指示を受けた信号処理部３３３ｂ（ＤＳＰ Ｃ）は、信号処理部３３３ｂはノイズ解析部３４１及び解析結果通知部３４２を含む構成から、ノイズキャンセリング処理部３３４ｂ及び乗算部３３６ｂを含む構成へ書き換えられることになる。

そして信号処理部３３３ｂの構成が書き換わると、制御部３５０は信号処理部３３３ｂに対してノイズキャンセリングモードの切り替え指示を送出する。ノイズキャンセリングモードの切り替え指示を受けた信号処理部３３３ｂは、ノイズキャンセリング処理部３３４ｂを、指示を受けたモードに切り替える。ノイズキャンセリング処理部３３４ｂのノイズキャンセリングモードが切り替わると、制御部３５０はノイズキャンセリング処理部３３４ａとノイズキャンセリング処理部３３４ｂとの間のクロスフェード処理を実行する。

ノイズキャンセリング処理部３３４ａとノイズキャンセリング処理部３３４ｂとの間のクロスフェード処理が完了すると、制御部３５０は信号処理部３３３ａに対してノイズキャンセリングモードの切り替え指示を送出する。ノイズキャンセリングモードの切り替え指示を受けた信号処理部３３３ａは、ノイズキャンセリング処理部３３４ａを、指示を受けたモードに切り替える。ノイズキャンセリング処理部３３４ａのノイズキャンセリングモードが切り替わると、制御部３５０はノイズキャンセリング処理部３３４ｂとノイズキャンセリング処理部３３４ａとの間のクロスフェード処理を実行する。

ノイズキャンセリング処理部３３４ａとノイズキャンセリング処理部３３４ｂとの間のクロスフェード処理が完了すると、制御部３５０から信号処理部３３３ｂ（ＤＳＰ Ｃ）へ構成の書き換えを指示する。制御部３５０からの指示を受けた信号処理部３３３ｂ（ＤＳＰ Ｃ）は、信号処理部３３３ｂはノイズキャンセリング処理部３３４ｂ及び乗算部３３６ｂを含む構成からノイズ解析部３４１及び解析結果通知部３４２を含む構成へ書き換えられることになる。

信号処理部３３３ｂの構成が書き換わると、制御部３５０は定期的に信号処理部３３３ｂ（ＤＳＰ Ｃ）に対するノイズ信号の解析指示の送出を再開する。制御部３５０からノイズ信号の解析指示を受けた信号処理部３３３ｂは、ノイズ解析部３４１でのノイズ信号の解析処理の実行を再開する。

以上、本発明の第４の実施形態にかかる信号処理部３３０の動作について説明した。なお図２０はＤＳＰ Ｂの出力及びＤＳＰ Ｃの出力が線形に変化し、２つの出力が中間点で交差するように示しているが、本発明においてはクロスフェード処理の際のＤＳＰ Ｂの出力及びＤＳＰ Ｃの出力の変化はかかる例に限定されないことはいうまでも無い。例えば、ＤＳＰ Ｂの出力が変化し始めるタイミングとＤＳＰ Ｃの出力が変化し始めるタイミングとをずらしてもよい。

以上説明したように本発明の第４の実施形態にかかる信号処理部３３０は、２つの信号処理部（ＤＳＰ）によってノイズキャンセリング処理を実行する。この際、１つの信号処理部は常に稼動させておき、もう１つの信号処理部は、ノイズ信号の解析処理を実行する場合と、ノイズキャンセリングモードを切り替える場合とで構成が書き換わる。本発明の第４の実施形態にかかる信号処理部３３０は、このように信号処理部（ＤＳＰ）を構成することで、ＤＳＰを３つまたは４つ備える本発明の第１の実施形態〜第３の実施形態と比較して、リソースを削減することができる。

ところで、上述した本発明の第１の実施形態〜第４の実施形態では、ノイズキャンセリングモードをノイズキャンセリング処理部に設定する際に、外部から係数（フィルタ係数）を与えていた。そして、外部から係数が与えられたノイズキャンセリング処理部は、与えられた係数を書き込むことにより、ノイズキャンセリング処理を実行していた。

しかし、本発明はかかる例に限定されない。例えば、ノイズキャンセリング処理を実行する２つのＤＳＰの内部に予め係数を持たせておいてもよい。例えば、ノイズキャンセリング処理を実行する２つのＤＳＰに、それぞれ隣り合うノイズキャンセリングモードを交互に持たせておき、最適なノイズキャンセリングモードに到達するまでモード遷移を繰り返してもよい。図２１は、２つのＤＳＰに、それぞれ隣り合うノイズキャンセリングモードを交互に持たせておき、最適なノイズキャンセリングモードに到達するまでモード遷移を繰り返す手法を概念的に示す説明図である。

しかしこの手法では、ノイズキャンセリングモードの数が増えれば増えるほど、最適なノイズキャンセリングモードに到達するまでに時間がかかってしまうので、これは望ましい手法ではない。

また、モード遷移を実行する前に、外部のＤＳＰやマイクロコンピュータ、マイクロコントローラ等からＤＳＰへ最適なノイズキャンセリングモードの係数を与える手法もある。図２２は、外部のＤＳＰやマイクロコンピュータ、マイクロコントローラ等からＤＳＰへ最適なノイズキャンセリングモードの係数を与える手法を概念的に示す説明図である。この手法を用いることにより、ノイズキャンセリング処理を実行するＤＳＰの許容量を超えてノイズキャンセリングモードを用意することができる。極端に言えば、この手法を採れば、ノイズキャンセリング処理を実行するＤＳＰの許容量は、モード１つ分の係数を保持できるものであれば良いことになる。もちろん、ノイズキャンセリング処理を実行するＤＳＰは、モード２つ分以上の係数を保持できる許容量を有するものを用いても良い。この場合には、よく用いられるノイズキャンセリングモードが高い確率でＤＳＰの内部に保持されることになり、ノイズキャンセリング処理の高速化・簡略化に繋げることができる。

また、上記の本発明の第３の実施形態にかかる信号処理部２３０や、本発明の第４の実施形態にかかる信号処理部３３０のように、ノイズキャンセリングモードを切り替える際に２つのＤＳＰを往復させる構成の場合には、一時的にしか使用しないサブＤＳＰ（ＤＳＰ Ｃ）は、遷移先のモードではなく、遷移時専用のモードを予め設定していてもよい。この遷移時専用のモードとは、ノイズ信号がどのような周波数特性を有していても、ある程度のノイズ除去能力を有するフィルタ係数からなるモードである。図２３は、サブＤＳＰ（ＤＳＰ Ｃ）に遷移時専用のモードを予め設定する手法を概念的に示す説明図である。このように一時的にしか使用しないサブＤＳＰには予め専用のモードを設定しておくことで、モード遷移時に遷移先のモードをサブＤＳＰに設定する必要が無くなり、ノイズキャンセリング処理の高速化・簡略化に繋げることができる。

また、ノイズキャンセリングモードを切り替える際に２つのＤＳＰを往復させる構成の場合には、ノイズキャンセリングモードを切り替えた後サブＤＳＰを電力の消費が少ないスリープモードや省電力モードに設定する際に、遷移後のモードに設定しておく。そして次のモード遷移時には、サブＤＳＰに対しては遷移先のモードへの切り替え処理を省略してモード遷移を実行してもよい。

また、本発明の第１の実施形態〜第４の実施形態では、基本的にはノイズキャンセリングモードの切り替え処理は、信号処理部３０、１３０、２３０、３３０の内部で完結させていた。しかし、本発明はかかる例に限定されない。ノイズキャンセリングモードの切り替え処理は、これら信号処理部とは別途設けられたＤＳＰやマイクロコンピュータ、マイクロコントローラ等の制御によって実行されるようにしてもよい。例えば、ヘッドホン１の動作全体を制御するマイクロコンピュータで現在のノイズキャンセリングモードを把握しておけば、現在どのモードでノイズキャンセリング処理を実行しているかを、文字やライトの点灯・点滅等でユーザに提示することができる。ヘッドホン１の動作全体を制御するマイクロコンピュータでノイズキャンセリング処理を制御するようにしておけば、ノイズキャンセリング処理以外の動作（例えば電源オフ）によってノイズキャンセリング処理を停止することができる。

図２４は、ノイズ信号の解析指示やクロスフェード処理、サブＤＳＰに対する休眠指示を制御部（マイクロコンピュータ）が実行する場合の流れをシーケンス図で示す説明図である。図２４は、図１６に示した２つのＤＳＰ間でのクロスフェード処理を、制御部の制御によって実行する場合について示したものである。なお、図２４に示した処理の流れにおいては、ノイズ解析部によるノイズ解析の結果、２回続けて現在のノイズキャンセリングモードとは異なるモードが最適なモードであると判定されたことを条件にクロスフェード処理を開始する場合を例に挙げて示している。

図２４に示したノイズ信号の解析指示やクロスフェード処理、サブＤＳＰに対する休眠指示の流れについて説明する。制御部は、所定の間隔でノイズ解析部（ＤＳＰ Ａ）に対してノイズ信号の解析処理の実行を指示する。制御部からの指示を受けたノイズ解析部は、当該指示に応じてノイズ信号の解析処理を実行し、最適なノイズキャンセリングモードを判定し、判定結果を制御部に返す。そして、最適なノイズキャンセリングモードが変化した場合には、制御部は休眠中のノイズキャンセリング処理部（ＤＳＰ Ｃ）に対して起動指示を送出する。また制御部は、当該起動指示とともに、ノイズキャンセリング処理部（ＤＳＰ Ｃ）に対して新しいノイズキャンセリングモードへの切り替えを指示する。

ノイズキャンセリング処理部（ＤＳＰ Ｃ）が新しいノイズキャンセリングモードへの切り替えを完了すると、制御部はクロスフェード処理の開始を指示する。クロスフェード処理が完了し、出力が入れ替わると、続いてノイズキャンセリング処理部（ＤＳＰ Ｂ）に対して新しいノイズキャンセリングモードへの切り替えを指示する。ノイズキャンセリング処理部（ＤＳＰ Ｂ）が新しいノイズキャンセリングモードへの切り替えを完了すると、制御部はクロスフェード処理の開始を指示する。クロスフェード処理が完了し、出力が入れ替わると、制御部は続いてノイズキャンセリング処理部（ＤＳＰ Ｃ）に対して休眠指示を送出すると共に、ノイズ解析部（ＤＳＰ Ａ）に対してノイズ信号の解析処理の実行を指示する。

＜５．第５の実施形態＞
［５−１．ヘッドホンの構成］
本発明の第１の実施形態〜第４の実施形態では、フィードフォワード方式によるノイズキャンセリング処理を前提として説明したが、本発明は、いわゆるフィードバック方式によるノイズキャンセリング処理であっても適用可能である。図２５は、いわゆるフィードバック方式によって騒音をキャンセルするノイズキャンセリングシステムを含んだ、本発明の第５の実施形態にかかるヘッドホン１´の機能構成について示す説明図である。

図２５に示したように、本発明の第５の実施形態にかかるヘッドホン１´は、スピーカ３と、マイク４と、ＡＤＣ５１０と、操作部５２０と、信号処理部５３０と、ＤＡＣ５４０と、パワーアンプ５５０と、を含んで構成される。

マイク４は、ヘッドホン１´のハウジング部５の内部に設けられ、ハウジング部５の内部の騒音を収音するものである。スピーカ３は音声を出力するものである。フィードバック方式では、ヘッドホン１´のハウジング部５の内部に設けられたマイクによってハウジング部５の内部の騒音が収音され、収音された音に対してノイズキャンセリング処理が実行される。なお、ヘッドホン１´のハウジング部５の内部で騒音が存在する原因としては、外部の騒音音源が例えばハウジング部５のイヤーパッドなどの隙間から音圧として漏れてきたり、ヘッドホン１´の筐体が騒音音源の音圧を受けて振動し、その振動がハウジング部５の内部に伝達してきたりすることが例として挙げられる。ノイズキャンセリング処理を実行した結果得られるノイズキャンセリング信号は、ヘッドホン１´が接続されている音楽再生装置から伝送される音声信号と合成される。合成された信号がスピーカ３から出力されると、ユーザの耳には、ハウジング部５内に侵入した外部の騒音が打ち消された音が達することになる。

ＡＤＣ５１０は、マイク４で収音された結果得られるノイズ信号をデジタル信号に変換するものである。ＡＤＣ５１０でデジタル信号に変換されたノイズ信号は信号処理部５３０に送られる。

操作部５２０は、ヘッドホン１´に対するユーザの操作を受け付けるためのものである。ヘッドホン１´に対するユーザの操作としては、例えばヘッドホン１´の電源のオン・オフ、スピーカ３から出力される音の音量の調整、ノイズキャンセリング機能のオン・オフであってもよい。さらにヘッドホン１´に対するユーザの操作としては、例えばノイズキャンセリング機能を有効にしている場合におけるノイズキャンセリングモードの選択、最適モード全自動選択機能のオン・オフ等であってもよい。操作部５２０を操作することにより生成される信号は、例えばマイクロコンピュータ（図示せず）に伝達され、マイクロコンピュータから必要に応じて信号処理部５３０に信号が伝達される。

信号処理部５３０は、ＡＤＣ５１０でデジタル信号に変換されたノイズ信号に対する信号処理を実行するものである。信号処理部５３０は、ノイズ信号を解析し、ノイズ信号を打ち消すノイズキャンセリング信号を生成する。また、信号処理部５３０にはヘッドホン１が接続されている音楽再生装置から伝送される音声信号も入力される。信号処理部５３０は、入力された音声信号に対する信号処理も実行する。信号処理部５３０は、例えば複数のＤＳＰによって構成される。

ＤＡＣ５４０は、信号処理部５３０から出力される信号をアナログ信号に変換するものである。ＤＡＣ５４０でアナログ信号に変換された信号はパワーアンプ５５０に送られる。

パワーアンプ５５０は、ＤＡＣ５４０でアナログ信号に変換された信号を増幅して出力するものである。パワーアンプ５５０で増幅された信号はスピーカ３に送られる。スピーカ３は、パワーアンプ５５０から供給される信号に応じて振動板（図示せず）が信号することで音声を出力する構成となっている。

以上、図２５を用いて本発明の第５の実施形態にかかるヘッドホン１´の機能構成について説明した。この図２５に示した信号処理部５３０には、上述した本発明の第１の実施形態〜第４の実施形態にかかる信号処理部３０、１３０、２３０、３３０を適用することができる。従って、フィードバック方式によるノイズキャンセリング処理であっても、最適なノイズキャンセリングモードを切り替える際に、ノイズキャンセリング処理や音楽信号の出力を止めずにモードを切り替えることができる。なお、本発明の第５の実施形態にかかるヘッドホン１´はフィードバック方式によって騒音をキャンセリングするものであるので、ノイズキャンセリング処理に用いる係数（フィルタ係数）は、フィードフォワード方式の場合とは異なるものを用いることが望ましい。

＜６．その他＞
上述した本発明の第１の実施形態〜第５の実施形態では、信号処理部３０、１３０、２３０、３３０、５３０の内部に２つのＤＳＰを設けることでノイズキャンセリングモードの切り替え処理を実現していた。しかし、装置の制約上、信号処理部の内部に２つのＤＳＰを設けることができない場合も考えられる。この場合には最適モード全自動選択機能を実現することができない。だが、ノイズ信号の解析処理を実行するＤＳＰと、ノイズキャンセリング信号を生成するＤＳＰとを用意できれば、最適なノイズキャンセリングモードが変化したことは検出することができる。

従って、信号処理部の内部にＤＳＰを２つ用意できない場合であっても、最適なノイズキャンセリングモードが変化したことを、ビープ音の発生や文字表示等によってユーザに通知することが可能である。すなわち、ノイズキャンセリング処理の実行中に、バックグラウンドでノイズ信号の解析を実行し、最適なノイズキャンセリングモードの変化をユーザに通知することが可能となる。

なお、最適なノイズキャンセリングモードが変化する度に毎回通知を行うと、ユーザがその通知を煩わしく感じるおそれもある。従って、ビープ音の発生や文字表示等による通知機能は、ユーザの操作により有効にしたり無効にしたりできるようにしてもよい。また、当該通知機能による通知のタイミングは、現在のモードが最適なノイズキャンセリングモードではなくなった場合や、現在のモードが最適なノイズキャンセリングモードとなった場合に限定してもよい。

＜７．まとめ＞
以上説明したように、本発明の第１の実施形態〜第５の実施形態によれば、最適モード全自動選択機能が実行されている間、マイクで収音された外部環境のノイズの解析が行われ、解析結果に基づいて最適なノイズキャンセリングモードが１つ選択される。最適なノイズキャンセリングモードが１つ選択されると、本発明の第１の実施形態〜第５の実施形態にかかるヘッドホンは、音声の出力及びノイズキャンセリング処理を止めることなく、選択されたノイズキャンセリングモードへの移行を行う。そして選択されたノイズキャンセリングモードへ切り替える際には、２つのノイズキャンセリング処理部からの出力をクロスフェードさせる。このようにノイズキャンセリングモードを切り替えることで、本発明の第１の実施形態〜第５の実施形態にかかるヘッドホンは、ユーザに対して快適な聴取環境を提供することができる。

また、本発明の第２の実施形態によれば、最適モード全自動選択機能が実行されている間であっても、ノイズキャンセリング信号を生成する処理と、音楽信号に対するイコライザ処理とを、同一のＤＳＰで実行することができる。

また、本発明の第３の実施形態によれば、２つのノイズキャンセリング部（ＤＳＰ）によってノイズキャンセリング処理が実行される。この際、１つのノイズキャンセリング部は常に稼動させておき、もう１つのノイズキャンセリング部は、ノイズキャンセリングモードに変化が発生した場合のみ起動させる。これにより、本発明の第３の実施形態は、ノイズキャンセリング処理の際の電力消費を抑えることができる。

また、本発明の第４の実施形態によれば、２つの信号処理部（ＤＳＰ）によってノイズキャンセリング処理が実行される。この際、１つの信号処理部は常に稼動させておき、もう１つの信号処理部は、ノイズ信号の解析処理を実行する場合と、ノイズキャンセリングモードを切り替える場合とで構成が書き換わる。よって本発明の第４の実施形態によれば、このように信号処理部（ＤＳＰ）を構成することで、ＤＳＰを３つまたは４つ備える本発明の第１の実施形態〜第３の実施形態と比較して、リソースを削減することができる。

また、本発明の第５の実施形態によれば、フィードフォワード方式のみならず、フィードバック方式によって騒音を打ち消す場合であっても、自動的に選択されたノイズキャンセリングモードへの移行を行うことが可能となる。自動的に選択されたノイズキャンセリングモードへは、音声の出力及びノイズキャンセリング処理を止めることなく移行することができる。よって、本発明の第５の実施形態にかかるヘッドホンは、ユーザに対して快適な聴取環境を提供することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上述した各実施形態では、最適なノイズキャンセリングモードが変化した場合に２つのノイズキャンセリング処理部の出力をクロスフェードさせていたが、本発明はかかる例に限定されない。最適なノイズキャンセリングモードが変化した場合に、例えば３つのノイズキャンセリング処理部の出力の合成比率を時変的に変化させ、最終的に最適なノイズキャンセリングモードによるノイズキャンセリング処理が実行されるようにしてもよい。

また例えば、上述した各実施形態の説明に用いた図には、例示のために耳覆い型のヘッドホンを示しているが、本発明はかかる例に限定されない。本発明は耳覆い型のヘッドホンに限らず、当然、耳乗せ型やまたは耳栓型（イヤホン）などのノイズキャンセリングヘッドホンにも適用できるものである。

なお上述した各実施形態にかかるヘッドホンにおけるノイズ解析処理及びノイズキャンセリング処理は、ハードウェアによってのみ実行されるようにしてもよく、ソフトウェアによってのみ実行されるようにしてもよい。また、上述した各実施形態にかかるヘッドホンにおけるノイズ解析処理及びノイズキャンセリング処理は、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせによって実行されるようにしてもよい。ノイズキャンセリング処理をハードウェアとソフトウェアとの組み合わせによって実行する場合には、例えばノイズ解析処理をソフトウェアで実行し、ノイズキャンセリング処理をハードウェアで実行するようにヘッドホンを構成してもよい。

本発明は、信号処理装置及び信号処理方法に適用可能であり、特に外部の騒音を打ち消して聴取者に快適な聴取環境を提供する信号処理装置及び信号処理方法に適用可能である。

１、１´ ヘッドホン
２、４ マイク
３ スピーカ
５ ハウジング部
３０ 信号処理部
３１ ノイズ解析部
３２ ノイズキャンセリング部
３３ａ、３３ｂ ノイズキャンセリング処理部
３５ クロスフェード部
３６ａ、３６ｂ 乗算部
３７ 加算部
３８ イコライザ
３９ 加算部
１３０ 信号処理部
１３１ ノイズ解析部
１３２ ノイズキャンセリング部
１３３ａ、１３３ｂ ノイズキャンセリング部
１３５ クロスフェード部
１３６ａ、１３６ｂ 乗算部
１３７ 加算部
１４２ ノイズキャンセリング処理部
１４４ イコライザ
１４６ 加算部
２３０ 信号処理部
２３１ ノイズ解析部
２３２、２３３ａ、２３３ｂ ノイズキャンセリング部
２３４ａ、２３４ｂ ノイズキャンセリング処理部
２３６ａ、２３６ｂ 乗算部
２３７ 加算部
２３８ イコライザ
２３９ 加算部
３３０ 信号処理部
３３３ａ、３３３ｂ 信号処理部
３３４ａ、３３４ｂ ノイズキャンセリング処理部
３３６ａ、３３６ｂ 乗算部
３３７ 加算部
３３８ イコライザ
３３９ 加算部

Claims (10)

1. 収音された音を電気信号に変換して得られるノイズ信号の周波数成分を解析するノイズ解析部と、
   前記ノイズ解析部の解析結果に基づいて前記ノイズ信号に対する所定のフィルタ処理を実行する複数のフィルタ処理部と、
   前記ノイズ解析部の解析結果の変化に応じて前記複数のフィルタ処理部の出力の合成比率を時変的に変化させて出力する出力制御部と、
   を備え、
   一のフィルタ処理部は、前記ノイズ解析部の解析結果の変化の発生に応じて前記ノイズ信号に対する所定のフィルタ処理を実行している他のフィルタ処理部とは異なる特性によって所定のフィルタ処理を開始し、
   前記出力制御部は、前記ノイズ解析部の解析結果の変化に応じて前記他のフィルタ処理部及び前記一のフィルタ処理部の出力の合成比率を時変的に変化させ、前記他のフィルタ処理部の出力から前記一のフィルタ処理部の出力へ切り替える、信号処理装置。
2. 前記出力制御部の出力が前記他のフィルタ処理部の出力から前記一のフィルタ処理部の出力へ切り替わると、前記他のフィルタ処理部の特性は前記一のフィルタ処理部と同じ特性に設定される、請求項１に記載の信号処理装置。
3. 前記出力制御部は、前記ノイズ解析部の解析の結果、現在の特性とは異なる特性によるフィルタ処理が望ましいと所定の回数連続して前記ノイズ解析部が判断した場合に、前記他のフィルタ処理部から前記一のフィルタ処理部への出力の切り替えを開始する、請求項１に記載の信号処理装置。
4. 前記ノイズ解析部の解析結果に基づいて音声信号に対するイコライザ処理を実行して出力するイコライザ部をさらに備え、
   前記イコライザ部の出力は、前記出力制御部の出力に重畳される、請求項１に記載の信号処理装置。
5. 前記フィルタ処理部と前記イコライザ部とを含む信号処理部を備える、請求項４に記載の信号処理装置。
6. 前記複数のフィルタ処理部の内、主となる１つのフィルタ処理部が常に動作し、他の前記フィルタ処理部は前記ノイズ解析部の解析結果に変化が生じた場合にのみ動作し、該場合以外は動作を停止する、請求項１に記載の信号処理装置。
7. ノイズ信号を解析する場合には前記ノイズ解析部を備え、前記ノイズ信号に対する所定のフィルタ処理を実行する際には一の前記フィルタ処理部を備え、該ノイズ解析部と該フィルタ処理部とは切り替え可能に構成される信号処理部を備える、請求項１に記載の信号処理装置。
8. 前記一のフィルタ処理部は、前記ノイズ解析部の解析結果が変化し、変化後の同一の解析結果が複数回連続して発生した場合に、他のフィルタ処理部とは異なる特性による所定のフィルタ処理を開始する、請求項１に記載の信号処理装置。
9. 収音された音を電気信号に変換して得られるノイズ信号の周波数成分を解析するノイズ解析ステップと、
   前記ノイズ解析ステップの解析結果に基づいて前記ノイズ信号に対する所定のフィルタ処理を実行する第１のフィルタ処理ステップと、
   前記ノイズ解析ステップの解析結果に基づいて、前記第１のフィルタ処理ステップとは異なる特性により前記ノイズ信号に対する所定のフィルタ処理を実行する第２のフィルタ処理ステップと、
   前記ノイズ解析ステップの解析結果の変化に応じて前記第１のフィルタ処理ステップ及び前記第２のフィルタ処理ステップの出力の合成比率を時変的に変化させ、前記第１のフィルタ処理ステップの出力から前記第２のフィルタ処理ステップの出力へ切り替えて出力する出力制御ステップと、
   を備える、信号処理方法。
10. コンピュータに、
    収音された音を電気信号に変換して得られるノイズ信号の周波数成分を解析するノイズ解析ステップと、
    前記ノイズ解析ステップの解析結果に基づいて前記ノイズ信号に対する所定のフィルタ処理を実行する第１のフィルタ処理ステップと、
    前記ノイズ解析ステップの解析結果に基づいて、前記第１のフィルタ処理ステップとは異なる特性により前記ノイズ信号に対する所定のフィルタ処理を実行する第２のフィルタ処理ステップと、
    前記ノイズ解析ステップの解析結果の変化に応じて前記第１のフィルタ処理ステップ及び前記第２のフィルタ処理ステップの出力の合成比率を時変的に変化させ、前記第１のフィルタ処理ステップの出力から前記第２のフィルタ処理ステップの出力へ切り替えて出力する出力制御ステップと、
    を実行させる、コンピュータプログラム。
    

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