JP2016213845A

JP2016213845A - Signal processing device and signal processing method

Info

Publication number: JP2016213845A
Application number: JP2016120589A
Authority: JP
Inventors: 一敦大栗; Kazuatsu Oguri; 宏平浅田; Kohei Asada; 徹徳板橋; Tetsunori Itabashi
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2016-06-17
Filing date: 2016-06-17
Publication date: 2016-12-15
Anticipated expiration: 2031-06-06
Also published as: JP6460051B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a signal processing device that is not required, with respect to audio signals with different sampling frequencies, to change internal coefficients or the like according to the sampling frequencies.SOLUTION: Filtering processing on the basis of a clock for noise cancellation processing of a predetermined fixed frequency (n Fso), generates noise cancellation signals with signal characteristics to cancel outer noise components on the basis of input voice signals that is picked up by a microphone and includes the outer noise components. Then, digital audio signals sampled with an asynchronous clock are subjected to rate conversion into ones with a sampling frequency that synchronizes with the clock for the noise cancellation processing, and the converted signals are added to the noise cancellation signals through a first gate for switching supply and stop of supply of the digital audio signals.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本開示は、いわゆるヘッドホンやイヤホンなどの音響再生装置に出力するデジタルオーディオ信号に対する信号処理を行う信号処理装置として、特にデジタルオーディオ信号のサンプリング周波数によらずにノイズキャンセル処理が可能となる信号処理装置とその方法に関する。 The present disclosure relates to a signal processing device that performs signal processing on a digital audio signal output to a sound reproduction device such as a so-called headphone or earphone, and in particular, a signal processing device that can perform noise cancellation processing regardless of the sampling frequency of the digital audio signal. And how to do it.

特開２００２−１５８６１９号公報JP 2002-158619 A 特開平０７−２１２１９０号公報JP 07-212190 A 特開２００８−１９３４２１号公報JP 2008-193421 A 特開２００９−３３３０９号公報JP 2009-33309 A 特開２０１１−１９２０９号公報JP 2011-19209 A

上記特許文献１、２には、デジタルオーディオ信号のサンプリング周波数を任意のサンプリング周波数に変換する技術が開示されている。
上記特許文献３には、ヘッドホン装置により楽曲などのコンテンツの音声（オーディオ信号）を再生しているときに聴こえてくる外部のノイズをデジタル回路によりキャンセルする技術が開示されている。 Patent Documents 1 and 2 disclose a technique for converting a sampling frequency of a digital audio signal into an arbitrary sampling frequency.
Patent Document 3 discloses a technique for canceling external noise heard by a headphone device when a sound (audio signal) of content such as music is reproduced by a digital circuit.

オーディオ信号は、音楽ソースから、例えばＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の記録媒体から再生されたり、ＳＰＤＩＦ（Sony Philips Digital InterFace）による光ケーブルまたは同軸ケーブルの入力、或いはBluetooth等により無線通信により信号処理装置等に入力される。そして信号処理装置では、例えばオーディオ信号に対してノイズキャンセル処理などを施し、信号処理装置により処理された信号が例えばヘッドホンスピーカ等の音響再生装置に供給され再生等される。 The audio signal is reproduced from a music source, for example, from a recording medium such as a CD (Compact Disc) or a DVD (Digital Versatile Disc), an optical cable or coaxial cable input by SPDIF (Sony Philips Digital InterFace), or wirelessly by Bluetooth or the like. Input to a signal processing device or the like by communication. In the signal processing device, for example, noise cancellation processing or the like is performed on the audio signal, and the signal processed by the signal processing device is supplied to, for example, a sound reproduction device such as a headphone speaker and reproduced.

これらの音楽ソースから供給されるオーディオ信号のサンプリング周波数は、３２ｋＨｚ、４４．１ｋＨｚ、４８ｋＨｚ、９６ｋＨｚなど様々な値が存在する。このため信号処理装置では、多様なサンプリング周波数に対応してオーディオ信号を処理することが必要となる。
例えばサンプリング周波数が異なるオーディオ信号を処理するには各サンプリング周波数毎に信号処理装置内部のフィルタの係数等を変更して対応しなければならない。 The sampling frequency of the audio signal supplied from these music sources has various values such as 32 kHz, 44.1 kHz, 48 kHz, and 96 kHz. For this reason, in a signal processing apparatus, it is necessary to process an audio signal corresponding to various sampling frequencies.
For example, in order to process an audio signal having a different sampling frequency, it is necessary to change the coefficient of the filter in the signal processing apparatus for each sampling frequency.

これでは処理負担も大きく、またフィルタ係数の変更のために一度システムを停止させ、再起動が必要になるなどの場合もある。
また信号処理装置では、多くは受信するオーディオ信号から基準となるクロックを再生し、そのクロックに同期して動作するが、その場合、信号処理装置内でサンプリング周波数の異なるオーディオ信号に対して、サンプリング周波数が変化しても内部係数等の変更の必要のない信号処理装置を実現することは困難であった。 In this case, the processing load is large, and there is a case where the system is once stopped and the restart is necessary for changing the filter coefficient.
In many signal processing apparatuses, a reference clock is reproduced from a received audio signal and operates in synchronization with the clock. In this case, sampling is performed on audio signals having different sampling frequencies in the signal processing apparatus. It has been difficult to realize a signal processing device that does not require changes in internal coefficients or the like even when the frequency changes.

本開示はこのような状況に鑑み、異なるサンプリング周波数のオーディオ信号に対し、サンプリング周波数に合わせて内部の係数等の変更をする必要のない信号処理装置を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, it is an object of the present disclosure to provide a signal processing device that does not require an internal coefficient or the like to be changed in accordance with a sampling frequency for an audio signal having a different sampling frequency.

本開示の信号処理装置は、所定の固定周波数のノイズキャンセル処理用クロックを生成するノイズキャンセル処理用クロック発生部と、上記ノイズキャンセル処理用クロックに基づいて動作し、マイクロホンで収音された外部ノイズ成分を含む入力音声信号に基づいて、外部ノイズ成分をキャンセルする信号特性となるノイズキャンセル信号を生成するノイズキャンセリングフィルタ、及び該フィルタで生成した上記ノイズキャンセル信号をデジタルオーディオ信号に重畳する加算部を有するノイズキャンセル部と、入力された、上記ノイズキャンセル処理用クロックとは非同期のクロックでサンプリングされているデジタルオーディオ信号を、上記ノイズキャンセル処理用クロックに同期するサンプリング周波数にレート変換して、上記加算部に供給するデジタルオーディオ信号とするサンプリングレート変換部と、入力された制御信号に応じて上記加算部へのデジタルオーディオ信号の供給と供給停止を切り換える第１のゲートとを備える。
例えば上記信号処理装置の上記サンプリングレート変換部は、入力されたデジタルオーディオ信号のサンプリング周波数を上昇させるアップサンプリング部と該アップサンプリング部により上昇させたサンプリング周波数を、上記ノイズキャンセル処理用クロックに基づいた周波数に低下させるダウンサンプリング部とを備える。 A signal processing apparatus according to the present disclosure includes a noise cancellation processing clock generation unit that generates a noise cancellation processing clock having a predetermined fixed frequency, and an external noise that is operated based on the noise cancellation processing clock and is collected by a microphone. A noise canceling filter for generating a noise canceling signal having signal characteristics for canceling an external noise component based on an input audio signal including the component, and an adding unit for superimposing the noise canceling signal generated by the filter on a digital audio signal A digital audio signal that is sampled with a clock that is asynchronous with the noise cancellation processing clock that is input, and rate-converted to a sampling frequency that is synchronized with the noise cancellation processing clock, and Addition Comprising a sampling rate conversion unit for the digital audio signal supplied to the section, and a first gate for switching the supply and supply stop of the digital audio signal to the adder unit in response to the input control signal.
For example, the sampling rate conversion unit of the signal processing device is configured to increase the sampling frequency of the input digital audio signal and the sampling frequency increased by the upsampling unit based on the noise cancellation processing clock. And a downsampling unit for reducing the frequency.

本開示の信号処理方法は、所定の固定周波数のノイズキャンセル処理用クロックに基づいたフィルタ処理で、マイクロホンで収音された外部ノイズ成分を含む入力音声信号に基づいて、外部ノイズ成分をキャンセルする信号特性となるノイズキャンセル信号を生成し、入力された、上記ノイズキャンセル処理用クロックとは非同期のクロックでサンプリングされているデジタルオーディオ信号のサンプリング周波数を上昇させ、上昇させたサンプリング周波数を、上記ノイズキャンセル処理用クロックに基づいた周波数に低下させることにより上記ノイズキャンセル処理用クロックに同期するサンプリング周波数にレート変換し、入力された制御信号に応じてデジタルオーディオ信号の供給と供給停止を切り換え、上記ノイズキャンセル信号と、上記レート変換されたデジタルオーディオ信号とを加算する。 The signal processing method of the present disclosure is a filter process based on a noise cancellation processing clock having a predetermined fixed frequency, and a signal that cancels an external noise component based on an input audio signal including the external noise component collected by a microphone. Generates a noise cancellation signal that is characteristic, increases the sampling frequency of the input digital audio signal sampled with a clock asynchronous to the noise cancellation processing clock, and uses the increased sampling frequency as the noise cancellation signal. By reducing the frequency to a frequency based on the processing clock, the rate is converted to a sampling frequency synchronized with the noise cancellation processing clock, and the digital audio signal is switched between supply and stop according to the input control signal, and the noise cancellation is performed. signal Adds the digital audio signal converted said rate.

本開示によれば、音楽ソースの違いによりオーディオ信号のサンプリング周波数が相異したとしても、信号処理装置側のノイズキャンセル用クロックの周波数に変換されたうえで、ノイズキャンセル部で処理されるため、ノイズキャンセル部のフィルタ係数等は変更の必要が無い。 According to the present disclosure, even if the sampling frequency of the audio signal is different due to the difference in the music source, it is converted into the frequency of the noise cancellation clock on the signal processing device side and then processed by the noise cancellation unit. There is no need to change the filter coefficient of the noise cancellation unit.

上記のように本開示によれば、入力されたオーディオ信号についてサンプリング周波数が異なる毎に、信号処理装置において内部フィルタ係数の変更や、そのための再起動等は必要なくなり、処理負担の軽減、動作の効率化が実現できる。 As described above, according to the present disclosure, every time the sampling frequency is different for the input audio signal, it is not necessary to change the internal filter coefficient in the signal processing device or to restart it, and the processing load is reduced. Efficiency can be realized.

ノイズキャンセル動作について具体例を表した図である。It is a figure showing the specific example about noise cancellation operation | movement. サンプリング周波数の違いによるフィルタ特性の変化を表した図である。It is a figure showing the change of the filter characteristic by the difference in sampling frequency. 第１の実施の形態を説明する図である。It is a figure explaining 1st Embodiment. イコライザを使用する場合についての具体例を表した図である。It is a figure showing the specific example about the case where an equalizer is used. 第２の実施の形態を説明する図である。It is a figure explaining 2nd Embodiment. 第３の実施の形態を説明する図である。It is a figure explaining 3rd Embodiment. 第３の実施の形態の変形例を説明する図である。It is a figure explaining the modification of 3rd Embodiment. 第４の実施の形態を説明する図である。It is a figure explaining 4th Embodiment. 第５の実施の形態を説明する図である。It is a figure explaining 5th Embodiment. 第６の実施の形態を説明する図である。It is a figure explaining 6th Embodiment.

以下、本開示の実施の形態について以下の順に説明する。

＜１．実施の形態に至る具体的事情の説明＞
＜２．第１の実施の形態＞
＜３．第２の実施の形態＞
＜４．第３の実施の形態＞
＜５．第４の実施の形態＞
＜６．第５の実施の形態＞
＜７．第６の実施の形態＞ Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in the following order.

<1. Explanation of specific circumstances leading to the embodiment>
<2. First Embodiment>
<3. Second Embodiment>
<4. Third Embodiment>
<5. Fourth Embodiment>
<6. Fifth embodiment>
<7. Sixth Embodiment>

＜１．実施の形態に至る具体的事情の説明＞

まず、実施の形態の説明に先だって、実施の形態の技術に至った具体的事情を説明する。
図１は、ノイズキャンセル動作を行う信号処理装置１の一例を表した図である。
この図に示されるノイズキャンセリングシステムとしての構成はフィードフォワード方式に基づいたものとなっている。ただし、本開示に係る信号処理装置はフィードフォワード方式に限定されるものではない。
フィードフォワード方式は、外部音（ノイズ）を収音した音声信号を得て、この音声信号について適切なフィルタリング処理を施して、キャンセル用音声信号を生成するようにされる。そして、このキャンセル用音声信号を、再生すべき音声信号に合成する。そして、この合成後の音声信号をヘッドホン等から音として出すことにより、外部音を打ち消すようにしてノイズキャンセルを図ろうとするものである。
この図により、各音楽ソースのサンプリング周波数が相異した場合のノイズキャンセリング動作の概要を説明する。 <1. Explanation of specific circumstances leading to the embodiment>

First, prior to the description of the embodiment, the specific circumstances leading to the technology of the embodiment will be described.
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a signal processing device 1 that performs a noise canceling operation.
The configuration of the noise canceling system shown in this figure is based on the feedforward method. However, the signal processing device according to the present disclosure is not limited to the feedforward method.
In the feedforward method, an audio signal obtained by picking up an external sound (noise) is obtained, and an appropriate filtering process is performed on the audio signal to generate a canceling audio signal. Then, the canceling audio signal is synthesized with the audio signal to be reproduced. Then, by outputting the synthesized audio signal as sound from headphones or the like, noise cancellation is attempted to cancel the external sound.
The outline of the noise canceling operation when the sampling frequency of each music source is different will be described with reference to FIG.

図１に示すように、デジタルオーディオ信号の音楽ソースとして、例えばＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）１２、ＳＰＤＩＦ（Sony Philips Digital InterFace ）１３、ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ１４による無線通信などが存在する。これらの音楽ソースのサンプリング周波数Ｆｓｉは３２ｋＨｚ、４４．１ｋＨｚ、４８ｋＨｚ、９６ｋＨｚなど様々なものが存在する。
サンプリング周波数のｍ１（整数）倍のマスタークロック１５（ｍｃｋｉ）で動作するシステムにより、これら音楽ソースからデジタルオーディオ信号が読み出され、信号処理装置１に入力される。信号処理装置１では、その入力されたデジタルオーディオ信号からマスタークロックを生成し、その生成されたクロックを基準にして（同期して）動作する。 As shown in FIG. 1, as a music source of a digital audio signal, there are, for example, CD (Compact Disc), DVD (Digital Versatile Disc) 12, SPDIF (Sony Philips Digital InterFace) 13, wireless communication by Blue Tooth 14, and the like. There are various sampling frequencies Fsi of these music sources such as 32 kHz, 44.1 kHz, 48 kHz, and 96 kHz.
Digital audio signals are read from these music sources and input to the signal processing apparatus 1 by a system that operates with a master clock 15 (mcki) that is m1 (integer) times the sampling frequency. The signal processing device 1 generates a master clock from the input digital audio signal, and operates based on (in synchronization with) the generated clock.

信号処理装置１は、アップサンプリング部２、ノイズキャンセリングフィルタ５、加算部４、ダウンサンプリング部６、ＤＡ変換部３およびＡＤ変換部７で構成できる。
アップサンプリング部２は、入力されたデジタルオーディオ信号のサンプリング周波数をより高いサンプリング周波数（ｎ・Ｆｓｉ）でサンプリングされた信号に変換するものとされる。ｎは通常４、８、１６などである。ｎを１としていないのは、後段のＤＡ変換部３としてΔΣ型のＤＡ変換器を使用する場合、その入力として４倍程度以上にオーバーサンプリングされた信号を用いられることが多いこと、および、ノイズキャンセル全体の信号処理動作の遅延を防止するためである。 The signal processing device 1 can be composed of an upsampling unit 2, a noise canceling filter 5, an addition unit 4, a downsampling unit 6, a DA conversion unit 3, and an AD conversion unit 7.
The upsampling unit 2 converts the sampling frequency of the input digital audio signal into a signal sampled at a higher sampling frequency (n · Fsi). n is usually 4, 8, 16 or the like. The reason why n is not 1 is that when a ΔΣ type DA converter is used as the DA converter 3 in the subsequent stage, a signal oversampled by about 4 times or more is often used as its input, and noise This is to prevent a delay in the signal processing operation for the entire cancel.

ユーザが装着するヘッドホンには、音響再生のための振動板を備えたスピーカ（振動板ユニット）１０と、外来ノイズ収音用のマイクロホン１１が設けられる。
なお、この図では、Ｌ、Ｒの何れか一方のチャンネルに対応して設けられるスピーカ１０及びマイクロホン１１が示されている。 The headphones worn by the user are provided with a speaker (diaphragm unit) 10 having a diaphragm for sound reproduction and a microphone 11 for collecting external noise.
In this figure, the speaker 10 and the microphone 11 provided corresponding to one of the channels L and R are shown.

ＡＤ変換部７は、マイクロホン１１により収音され、アンプ９により適正レベルに増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換するものである。このＡＤ変換部７は、例えばΔΣ型１ビットＡＤ変換器などとされ、アナログ信号を６４・Ｆｓｉなど、非常に高いサンプリング周波数のデジタル信号に変換する。
マイクロホン１１は、キャンセル対象となるヘッドホン周囲の外部音（外部ノイズ）を収音するためのものである。ここでは、図示していないが、フィードフォワード方式の場合、このマイクロホン１１は、実際には、スピーカ１０が設けられたＬ、Ｒの各チャンネルごとに対応するヘッドホン筐体外部に対して設けるようにされるのが一般的である。 The AD converter 7 converts an analog signal collected by the microphone 11 and amplified to an appropriate level by the amplifier 9 into a digital signal. The AD converter 7 is, for example, a ΔΣ type 1-bit AD converter or the like, and converts an analog signal into a digital signal having a very high sampling frequency such as 64 · Fsi.
The microphone 11 is for collecting external sound (external noise) around the headphones to be canceled. Although not shown here, in the case of the feed forward method, the microphone 11 is actually provided outside the headphone housing corresponding to each of the L and R channels where the speaker 10 is provided. It is common to be done.

ダウンサンプリング部６は、ＡＤ変換部７によりサンプリングされたキャンセル対象のデジタル信号のサンプリング周波数をより低いサンプリング周波数でサンプリングされた信号に変換するものである。この場合、アップサンプリング部２で変換された周波数（ｎ・Ｆｓｉ）に合わせるものである。
ノイズキャンセリングフィルタ５は、ダウンサンプリング部６からの出力が入力され、外部音をキャンセルする作用を持つ音のオーディオ信号（キャンセル用音声信号）を生成し出力する。かかるキャンセル用音声信号として最も簡単なものとしては、例えば、外部音を収音して得た信号に対して逆位相となる信号である。そのうえで、実際にあっては、ノイズキャンセリングシステムの系中における回路、空間などの伝達特性を考慮した特性が与えられるようにされる。
さらに、キャンセル用音声信号はフィルタに通され数ｋＨｚ以上の不要な信号は除去される。 The downsampling unit 6 converts the sampling frequency of the digital signal to be canceled sampled by the AD conversion unit 7 into a signal sampled at a lower sampling frequency. In this case, the frequency is adjusted to the frequency (n · Fsi) converted by the upsampling unit 2.
The noise canceling filter 5 receives the output from the downsampling unit 6 and generates and outputs a sound audio signal (cancellation sound signal) having a function of canceling the external sound. The simplest audio signal for cancellation is, for example, a signal having an opposite phase to a signal obtained by collecting an external sound. In addition, in practice, characteristics that take into account the transfer characteristics of circuits, spaces, etc. in the system of the noise canceling system are given.
Further, the canceling audio signal is passed through a filter, and unnecessary signals of several kHz or more are removed.

加算部４は、アップサンプリング部２から出力されたデジタルオーディオ信号にノイズキャンセリングフィルタ５から出力されたキャンセル用音声信号を重畳するものである。これにより、デジタルオーディオ信号とキャンセル用音声信号とが合成されたデジタルオーディオ信号が得られる。
この合成されたデジタルオーディオ信号は、ＤＡ変換部３に入力され、アナログ信号に変換された後、アンプ８により増幅されスピーカ１０により耳で聞く音に再生されることになる。
このようにして再生される音は、音楽ソースの音成分と、キャンセル用音声信号の音成分とが合成されたものとなるが、キャンセル用音声信号の音成分により、外部から耳に到達してくる外部音を打ち消す(キャンセルする)効果を生じることになる。この結果、ヘッドホン装着者が耳で聴く音としては、外部音がキャンセルされて、相対的に音楽ソースの音が強調されたものとなる。 The adding unit 4 superimposes the cancellation audio signal output from the noise canceling filter 5 on the digital audio signal output from the upsampling unit 2. Thereby, a digital audio signal obtained by synthesizing the digital audio signal and the canceling audio signal is obtained.
The synthesized digital audio signal is input to the DA converter 3 and converted into an analog signal, then amplified by the amplifier 8 and reproduced as a sound heard by the speaker 10.
The sound reproduced in this way is a combination of the sound component of the music source and the sound component of the canceling audio signal, but it reaches the ear from the outside by the sound component of the canceling audio signal. The effect of canceling (cancelling) the external sound coming will be produced. As a result, as the sound that the headphone wearer listens to with the ear, the external sound is canceled and the sound of the music source is relatively emphasized.

以上がノイズキャンセリング動作の概要である。ここで、図１のノイズキャンセリングフィルタ５は、数ｋＨｚ以上の不要な信号を除去するフィルタ特性を有するが、音楽ソースの種類によりそのデジタルオーディオ信号のサンプリング周波数が相異すると、それに合わせてフィルタのカットオフ周波数を調整する必要がある。
図２は、音楽ソースのサンプリング周波数の違いによるカットオフ周波数の違いを表した図である。図２Ａは、サンプリング周波数が３２ｋＨｚの場合のフィルタ特性である。この場合、カットオフ周波数は５ｋＨｚとなる。
一方、図２Ｂは、サンプリング周波数が４８ｋＨｚの場合のフィルタ特性である。この場合、カットオフ周波数は７．５ｋＨｚである。 The above is the outline of the noise canceling operation. Here, the noise canceling filter 5 of FIG. 1 has a filter characteristic that removes unnecessary signals of several kHz or more. If the sampling frequency of the digital audio signal differs depending on the type of music source, the filter is adjusted accordingly. It is necessary to adjust the cut-off frequency.
FIG. 2 is a diagram showing a difference in cutoff frequency due to a difference in sampling frequency of the music source. FIG. 2A shows filter characteristics when the sampling frequency is 32 kHz. In this case, the cutoff frequency is 5 kHz.
On the other hand, FIG. 2B shows filter characteristics when the sampling frequency is 48 kHz. In this case, the cutoff frequency is 7.5 kHz.

このように音楽ソースの種類によりそのデジタルオーディオ信号のサンプリング周波数が相異すると、ノイズキャンセリングフィルタ５のカットオフ周波数を調整する必要がある。つまり、スピーカ１０で聴取するために入力される音楽ソースが変わり、デジタルオーディオ信号のサンプリング周波数Ｆｓｉが変化すると、ノイズキャンセリングフィルタ５のフィルタ係数を変更する必要が生ずる。その場合、一度システムを停止させて、ノイズキャンセリングフィルタ５のフィルタ係数を再設定し、再起動させることが必要になる。 Thus, when the sampling frequency of the digital audio signal differs depending on the type of music source, it is necessary to adjust the cutoff frequency of the noise canceling filter 5. That is, when the music source input for listening to the speaker 10 changes and the sampling frequency Fsi of the digital audio signal changes, the filter coefficient of the noise canceling filter 5 needs to be changed. In that case, it is necessary to stop the system once, reset the filter coefficient of the noise canceling filter 5, and restart it.

＜２．第１の実施の形態＞

本開示の実施の形態では、そのような処理を不要とする。つまりデジタルオーディオ信号のサンプリング周波数Ｆｓｉが変化しても、ノイズキャンセリングフィルタ５のフィルタ係数を変更せずに、適切なノイズキャンセリング処理を実行できることとなる。 <2. First Embodiment>

In the embodiment of the present disclosure, such processing is unnecessary. That is, even if the sampling frequency Fsi of the digital audio signal changes, it is possible to execute an appropriate noise canceling process without changing the filter coefficient of the noise canceling filter 5.

図３は、第１の実施の形態に係る信号処理装置２０について説明するための図である。
以下の説明において、既に説明した部分と同様となる部分については同一符号を付して説明を省略する。
本実施の形態に係る信号処理装置２０は、信号処理装置２０自身がマスタークロック３０を持ち、そのマスタークロック３０に同期しノイズキャンセル動作をするものである。
このマスタークロック３０の周波数は、サンプリング周波数（Ｆｓｏ）のｍ２（整数）倍の周波数（ｍｃｋｏ）を想定している。サンプリング周波数Ｆｓｏは３２ｋＨｚ、４４．１ｋＨｚ、４８ｋＨｚ、９６ｋＨｚ等のうち、いずれかの周波数でありＦｓｉとは相異している。 FIG. 3 is a diagram for explaining the signal processing device 20 according to the first embodiment.
In the following description, parts that are the same as those already described are given the same reference numerals and description thereof is omitted.
In the signal processing device 20 according to the present embodiment, the signal processing device 20 itself has a master clock 30 and performs a noise canceling operation in synchronization with the master clock 30.
The frequency of the master clock 30 is assumed to be m2 (integer) times the sampling frequency (Fso). The sampling frequency Fso is one of 32 kHz, 44.1 kHz, 48 kHz, 96 kHz, etc. and is different from Fsi.

図３に示すように、信号処理装置２０は、サンプリングレート変換部（ＳＲＣ）２３、ノイズキャンセリングフィルタ２７、加算部２２、ダウンサンプリング部２８、ＤＡ変換部２１、ＡＤ変換部２９およびマスタークロック部３０で構成できる。
サンプリングレート変換部２３は、アップサンプリング部２４、ダウンサンプリング部２５およびＦｓｉ／Ｆｓｏ計測部２６により構成できる。
サンプリングレート変換部２３は、音楽ソースからの、サンプリング周波数Ｆｓｉでサンプリングされたデジタルオーディオ信号を信号処理装置２０のマスタークロック３０に同期して動作できるサンプリング周波数（ｎ・Ｆｓｏ）でサンプルされたデジタルオーディオ信号に変換するものである。音楽ソースからのデジタルオーディオ信号のサンプリング周波数はＦｓｉなので、このままでは信号処理装置２０のマスタークロックと同期せず、正常動作しないからである。 As shown in FIG. 3, the signal processing device 20 includes a sampling rate conversion unit (SRC) 23, a noise canceling filter 27, an addition unit 22, a downsampling unit 28, a DA conversion unit 21, an AD conversion unit 29, and a master clock unit. 30.
The sampling rate conversion unit 23 can be configured by an upsampling unit 24, a downsampling unit 25, and an Fsi / Fso measurement unit 26.
The sampling rate conversion unit 23 samples the digital audio signal sampled at the sampling frequency Fsi from the music source at the sampling frequency (n · Fso) that can operate in synchronization with the master clock 30 of the signal processing device 20. It converts to a signal. This is because the sampling frequency of the digital audio signal from the music source is Fsi, so that it does not synchronize with the master clock of the signal processing device 20 and does not operate normally.

音楽ソースからのデジタルオーディオ信号は、まずアップサンプリング部２４により、そのデジタルオーディオ信号のサンプリング周波数をより高いサンプリング周波数でサンプリングされた信号に変換するものとされる。ここでは２５６倍程度の変換（２５６・Ｆｓｉ）を行う。
つぎにダウンサンプリング部２５により、高いサンプリング周波数でサンプリングされた信号に変換されたデジタルオーディオ信号をより低いサンプリング周波数（ｎ・Ｆｓｏ）でサンプリングされた信号に変換する。 The digital audio signal from the music source is first converted by the upsampling unit 24 into a signal sampled at a higher sampling frequency from the sampling frequency of the digital audio signal. Here, a conversion of about 256 times (256 · Fsi) is performed.
Next, the downsampling unit 25 converts the digital audio signal converted into a signal sampled at a high sampling frequency into a signal sampled at a lower sampling frequency (n · Fso).

サンプリングレート変換部２３では、特許文献２にあるように、入力サンプリングレートＦｓｉで入力された信号を出力サンプリングレートｎ・Ｆｓｏで再サンプリングするための再サンプリング点の特定にＦｓｉ／Ｆｓｏの周波数比を用いている。この比はＦｓｉ／Ｆｓｏ計測部２６により求めることができる。具体的には、Ｆｓｏの周期をＴｓｏとすると、Ｎ・Ｔｓｏの期間をｍｃｋｉで動作するカウンタで計数することにより求めることができる。ここでＮは例えば、Ｎ＝２16（＝６５５３６）などであり、この値を大きくとることで、Ｆｓｉやｍｃｋｉに含まれるジッタ成分を平均化・除去しながら、サンプリングレート変換を行うことができる。計数された周波数比を累積加算して、ｎ・Ｆｓｏ再サンプリング点を生成し、そのｎ・Ｆｓｏ再サンプリング点についての直前・直後の２５６・Ｆｓｉサンプリング信号の生成、およびその直線補間によって、ｎ・Ｆｓｏサンプリングレートへの変換を行っている。
これにより、音楽ソースのＦｓｉでサンプリングされたデジタルオーディオ信号がマスタークロック３０の下で動作が可能となる。 As described in Patent Document 2, the sampling rate conversion unit 23 sets the frequency ratio of Fsi / Fso to specify a re-sampling point for re-sampling a signal input at the input sampling rate Fsi at the output sampling rate n · Fso. Used. This ratio can be obtained by the Fsi / Fso measuring unit 26. Specifically, if the period of Fso is Tso, the period of N · Tso can be obtained by counting with a counter operating with mcki. Here, N is, for example, N = 2 16 (= 65536), and by increasing this value, sampling rate conversion can be performed while averaging and removing jitter components included in Fsi and mcki. By cumulatively adding the counted frequency ratios, an n · Fso re-sampling point is generated, and by generating 256 · Fsi sampling signals immediately before and after the n · Fso re-sampling point and linear interpolation thereof, n · Conversion to the Fso sampling rate is performed.
As a result, the digital audio signal sampled by the music source Fsi can be operated under the master clock 30.

以上のサンプリングレート変換部２３の動作は、入力されるオーディオ信号のサンプリング周波数を、ノイズキャンセリング処理で用いるサンプリング周波数（ｎ・Ｆｓｏ）にあわせるように、サンプリングレート変換を行うものとなる。 The above-described operation of the sampling rate conversion unit 23 performs sampling rate conversion so that the sampling frequency of the input audio signal matches the sampling frequency (n · Fso) used in the noise canceling process.

ユーザが装着するヘッドホンには、音響再生のための振動板を備えたスピーカ（振動板ユニット）１０と、外来ノイズ収音用のマイクロホン１１が設けられる。
ＡＤ変換部２９は、マイクロホン１１により収音され、アンプ９により適正レベルに増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換するものである。ＡＤ変換部２９は、例えばΔΣ型１ビットＡＤ変換器などとされ、アナログ信号を６４・Ｆｓｏなど、非常に高いサンプリング周波数のデジタル信号に変換する。
マイクロホン１１は、ノイズキャンセル対象となるスピーカ１０を有するヘッドホンの周囲の外部音（外部ノイズ）を収音するためのものである。 The headphones worn by the user are provided with a speaker (diaphragm unit) 10 having a diaphragm for sound reproduction and a microphone 11 for collecting external noise.
The AD converter 29 converts an analog signal collected by the microphone 11 and amplified to an appropriate level by the amplifier 9 into a digital signal. The AD converter 29 is, for example, a ΔΣ type 1-bit AD converter or the like, and converts an analog signal into a digital signal with a very high sampling frequency such as 64 · Fso.
The microphone 11 is for collecting external sound (external noise) around the headphones having the speaker 10 that is subject to noise cancellation.

ダウンサンプリング部２８は、ＡＤ変換部２９によりサンプリングされたキャンセル対象のデジタル信号（外部ノイズに相当）を，サンプリング周波数（ｎ・Ｆｓｏ）でサンプリングされた信号に変換するものである。
上述したサンプリングレート変換部２３の動作は、このノイズキャンセリング処理のためのサンプリング周波数（ｎ・Ｆｓｏ）に合わせる動作となる。 The downsampling unit 28 converts the digital signal to be canceled (corresponding to external noise) sampled by the AD conversion unit 29 into a signal sampled at the sampling frequency (n · Fso).
The operation of the sampling rate converter 23 described above is an operation that matches the sampling frequency (n · Fso) for the noise canceling process.

このようにＡＤ変換部２９及びダウンサンプリング部２８が外部ノイズデジタル化処理を行う。すなわち、マイクロホン１１で収音された外部ノイズ成分を含む入力音声信号が、ノイズキャンセル処理用クロックの周波数に同期したデジタル信号に変換され、ノイズキャンセリングフィルタ２７に供給される。 Thus, the AD conversion unit 29 and the downsampling unit 28 perform the external noise digitization process. That is, the input audio signal including the external noise component collected by the microphone 11 is converted into a digital signal synchronized with the frequency of the noise cancellation processing clock and supplied to the noise canceling filter 27.

ノイズキャンセリングフィルタ２７は、周波数（ｍ２・Ｆｓｏ）のマスタークロック３０から生成されたノイズキャンセル処理用クロック（周波数：ｎ・Ｆｓｏ）に基づいてフィルタ処理を行う。
このノイズキャンセリングフィルタ２７は、ダウンサンプリング部２８からの出力が入力され、これに対するフィルタ処理で、外部音をキャンセルする作用を持つ音のオーディオ信号（キャンセル用音声信号）を生成し出力する。さらにキャンセル用音声信号においては数ｋＨｚ以上の不要な信号は除去される。 The noise canceling filter 27 performs filter processing based on a noise cancellation processing clock (frequency: n · Fso) generated from the master clock 30 having the frequency (m2 · Fso).
The noise canceling filter 27 receives an output from the down-sampling unit 28, and generates and outputs a sound audio signal (cancellation audio signal) having a function of canceling the external sound by a filtering process on the output. Further, unnecessary signals of several kHz or more are removed from the canceling audio signal.

加算部２２は、サンプリングレート変換部２３から出力されたデジタルオーディオ信号にノイズキャンセリングフィルタ２７から出力されたキャンセル用音声信号を重畳するものである。これにより、デジタルオーディオ信号とキャンセル用音声信号とが合成されたデジタルオーディオ信号が得られる。
この合成されたデジタルオーディオ信号は、ＤＡ変換部２１に入力され、アナログ信号に変換された後、アンプ８により増幅されスピーカ１０により耳で聞く音に再生されることになる。
上述の外部ノイズ成分をキャンセルする信号特性となるノイズキャンセル信号を生成するノイズキャンセリングフィルタ２７、及び該フィルタで生成されるノイズキャンセル信号をデジタルオーディオ信号に重畳する加算部２２とからノイズキャンセル部が構成される。
このようにして再生される音は、音楽ソースの音成分と、キャンセル用音声信号の音成分とが合成されたものとなるが、キャンセル用音声信号の音成分により、外部から耳に到達してくる外部音を打ち消す(キャンセルする)効果を生じることになる。この結果、ヘッドホン装着者が耳で聴く音としては、外部音がキャンセルされて、相対的に音楽ソースの音が強調されたものとなる。 The adder 22 superimposes the cancellation audio signal output from the noise canceling filter 27 on the digital audio signal output from the sampling rate converter 23. Thereby, a digital audio signal obtained by synthesizing the digital audio signal and the canceling audio signal is obtained.
The synthesized digital audio signal is input to the DA converter 21 and converted into an analog signal, then amplified by the amplifier 8 and reproduced as a sound heard by the speaker 10.
The noise canceling unit includes a noise canceling filter 27 that generates a noise canceling signal having signal characteristics for canceling the external noise component described above, and an adding unit 22 that superimposes the noise canceling signal generated by the filter on the digital audio signal. Composed.
The sound reproduced in this way is a combination of the sound component of the music source and the sound component of the canceling audio signal, but it reaches the ear from the outside by the sound component of the canceling audio signal. The effect of canceling (cancelling) the external sound coming will be produced. As a result, as the sound that the headphone wearer listens to with the ear, the external sound is canceled and the sound of the music source is relatively emphasized.

以上のノイズキャンセル動作はサンプリング周波数がｎ・Ｆｓｏという通常より高い周波数で処理するものであるが、これはＡＤ変換部２９からノイズキャンセリングフィルタ２７を経由してＤＡ変換部２１に至までの遅延を少なくするためである。
そして本例の場合、サンプリングレート変換部２３から出力されるデジタルオーディオ信号のサンプリング周波数も、このサンプリング周波数（ｎ・Ｆｓｏ）にあわせられる。 The above noise canceling operation is performed at a sampling frequency of n · Fso, which is higher than usual. This is a delay from the AD converter 29 to the DA converter 21 via the noise canceling filter 27. This is to reduce the amount.
In the case of this example, the sampling frequency of the digital audio signal output from the sampling rate converter 23 is also adjusted to this sampling frequency (n · Fso).

上述の通り、ノイズキャンセリングフィルタ２７、加算部２２、ダウンサンプリング部２８、ＤＡ変換部２１およびＡＤ変換部２９はすべてマスタークロック３０の周波数でノイズキャンセリング動作をする。
特にノイズキャンセリングフィルタ２７の有する機能である、数ｋＨｚ以上の不要な信号を除去する機能において、再生すべきデジタルオーディオ信号のサンプリング周波数はＦｓｏを基礎としたサンプリング周波数の信号に変換されており、ノイズキャンセリングフィルタ２７が対象とする信号はサンプリング周波数がＦｓｏを基礎とする信号となる。
したがって、そのフィルタ特性のカットオフ周波数は音楽ソースのデジタルオーディオ信号のサンプリング周波数（Ｆｓｉ）によらない固定の値とすることができる。すなわち、音楽ソースのデジタルオーディオ信号のサンプリング周波数（Ｆｓｉ）が変わる毎に、フィルタ係数の入れ替えをするといった処理は不必要となり、処理負担が少なく動作効率の良い信号処理装置を提供することができる。 As described above, the noise canceling filter 27, the adder 22, the downsampling unit 28, the DA converter 21, and the AD converter 29 all perform a noise canceling operation at the frequency of the master clock 30.
In particular, in the function of the noise canceling filter 27 that removes an unnecessary signal of several kHz or more, the sampling frequency of the digital audio signal to be reproduced is converted into a signal having a sampling frequency based on Fso, The signal targeted by the noise canceling filter 27 is a signal whose sampling frequency is based on Fso.
Therefore, the cutoff frequency of the filter characteristic can be a fixed value that does not depend on the sampling frequency (Fsi) of the digital audio signal of the music source. That is, it is not necessary to replace the filter coefficient each time the sampling frequency (Fsi) of the digital audio signal of the music source is changed, and a signal processing apparatus with low processing load and high operating efficiency can be provided.

＜２．第２の実施の形態＞

続いて第２の実施の形態について説明する。
以下の説明において、既に説明した部分と同様となる部分については同一符号を付して説明を省略する。 <2. Second Embodiment>

Next, a second embodiment will be described.
In the following description, parts that are the same as those already described are given the same reference numerals and description thereof is omitted.

第２の実施の形態の説明に先立って、イコライザを使用する場合のノイズキャンセリングの動作についての一例を図４で説明する。
イコライザとは、オーディオ信号の周波数特性を変更する音響機器のことであるが、一般的にノイズキャンセリングに用いるヘッドホンは低域の再生特性を重視しているので、好適な音楽再生をするにはあらかじめ低域をカットすることが行われる。
図４において、イコライザ１６は音楽ソースからのデジタルオーディオ信号を直接受け、低域をカットする等の処理を行い、その信号をアップサンプリング部２に出力する。 Prior to the description of the second embodiment, an example of the noise canceling operation when an equalizer is used will be described with reference to FIG.
An equalizer is an audio device that changes the frequency characteristics of an audio signal. Generally, headphones used for noise canceling place importance on low-frequency playback characteristics. The low range is cut in advance.
In FIG. 4, an equalizer 16 directly receives a digital audio signal from a music source, performs processing such as cutting low frequencies, and outputs the signal to the upsampling unit 2.

この場合、音楽ソースからのデジタルオーディオ信号のサンプリング周波数（Ｆｓｉ）が変化するとイコライザ１６の特性をそれに合わせて変化させてやらないと同一の特性を得ることはできない。すなわち、イコライザ１６のイコライザ係数の入れ替え、装置の再起動等の操作が必要となる。 In this case, if the sampling frequency (Fsi) of the digital audio signal from the music source changes, the same characteristics cannot be obtained unless the characteristics of the equalizer 16 are changed accordingly. That is, operations such as replacement of the equalizer coefficient of the equalizer 16 and restart of the apparatus are required.

図５は、第２の実施の形態を説明する図である。
本実施の形態にかかる信号処理装置４０は、イコライザ４１を有し、信号処理装置４０自身がマスタークロック３０を持ち、そのマスタークロック３０に同期しノイズキャンセル動作を行うものである。
図５に示すように、サンプリングレート変換部２３と加算部２２の間にイコライザ４１を配置する。これにより、サンプリングレート変換部２３から出力された、ｎ・Ｆｓｏのサンプリング周波数でサンプリングされたデジタルオーディオ信号がイコライザ４１で低域カット等の処理が行われ、その信号が加算部２２に入力され、キャンセル用音声信号に加算される。 FIG. 5 is a diagram for explaining the second embodiment.
The signal processing device 40 according to the present embodiment includes an equalizer 41, and the signal processing device 40 itself has a master clock 30, and performs a noise canceling operation in synchronization with the master clock 30.
As shown in FIG. 5, an equalizer 41 is disposed between the sampling rate conversion unit 23 and the addition unit 22. Thereby, the digital audio signal sampled at the sampling frequency of n · Fso output from the sampling rate conversion unit 23 is subjected to processing such as low-frequency cut by the equalizer 41, and the signal is input to the addition unit 22. It is added to the canceling audio signal.

この場合、ｎ・Ｆｓｏを基準にした信号処理が行われるので、音楽ソースからのデジタルオーディオ信号のサンプリング周波数（Ｆｓｉ）が変わったとしてもイコライザ４１の特性をそれに合わせて変化させる必要はない。すなわち、イコライザ４１の特性を変えるための係数の入れ替え、装置の再起動等の操作をする必要がなくなる。 In this case, since signal processing based on n · Fso is performed, even if the sampling frequency (Fsi) of the digital audio signal from the music source changes, it is not necessary to change the characteristics of the equalizer 41 accordingly. In other words, it is not necessary to perform operations such as replacement of coefficients for changing the characteristics of the equalizer 41 and restart of the apparatus.

＜２．第３の実施の形態＞

図６は第３の実施の形態を説明する図である。信号処理装置５０はマスタークロック３０を単独で持っていることから、ノイズキャンセリング機能を単独で動作させることができる。したがって、音楽ソースからのデジタルオーディオ信号の入力が途切れたとしてもノイズキャンセリング機能を動作させることができる。
以下の説明において、既に説明した部分と同様となる部分については同一符号を付して説明を省略する。
図６に示すように、本実施の形態では、入力検出部５３、ゲート５２およびゲート５１が図３で説明した構成に付加される。
入力検出部５３は、サンプリングレート変換部２３から出力されたデジタルオーディオ信号について、加算部２２への供給の可否を切り換える供給切換部の一例となる。 <2. Third Embodiment>

FIG. 6 is a diagram for explaining the third embodiment. Since the signal processing device 50 has the master clock 30 alone, the noise canceling function can be operated independently. Therefore, even if the input of the digital audio signal from the music source is interrupted, the noise canceling function can be operated.
In the following description, parts that are the same as those already described are given the same reference numerals and description thereof is omitted.
As shown in FIG. 6, in this embodiment, an input detection unit 53, a gate 52, and a gate 51 are added to the configuration described in FIG.
The input detection unit 53 is an example of a supply switching unit that switches whether the digital audio signal output from the sampling rate conversion unit 23 can be supplied to the addition unit 22.

入力検出部５３は、音楽ソースからのデジタルオーディオ信号の有無を検出し、その信号の有無に基づいて制御信号（オン又はオフ）を出力するものである。
ゲート５２とゲート５１は、入力信号を切断又は接続して出力端子に出力するものである。
制御信号としてオン信号（例えば１）が供給されれば、オン状態となり、ゲート５２とゲート５１の出力端子には他の一方の端子に入力された信号（音楽ソースからのオーディオ信号）がそのまま出力されることになる。
逆に、制御信号としてオフ信号（例えば０）がゲート５２とゲート５１に供給されれば、ゲート５２とゲート５１はオフ状態となり、ゲート５２とゲート５１の出力端子には他の一方の端子に入力された信号（音楽ソースからのオーディオ信号）は出力されないことになる。
したがって、音楽ソースからのデジタルオーディオ信号が途切れたとしても、回路の接続状態をそのままとすることができ、ノイズキャンセリング効果を安定して維持することができる。
なお、ゲート５２とゲート５１は２つ持たせてもいいし、いずれか一方を持たせてもよい。 The input detection unit 53 detects the presence or absence of a digital audio signal from a music source, and outputs a control signal (ON or OFF) based on the presence or absence of the signal.
The gate 52 and the gate 51 cut or connect the input signal and output it to the output terminal.
If an ON signal (for example, 1) is supplied as a control signal, the signal is turned ON, and the signal input to the other terminal (audio signal from the music source) is output to the output terminals of the gate 52 and the gate 51 as they are. Will be.
Conversely, when an off signal (for example, 0) is supplied to the gate 52 and the gate 51 as a control signal, the gate 52 and the gate 51 are turned off, and the output terminal of the gate 52 and the gate 51 is connected to the other terminal. The input signal (audio signal from the music source) will not be output.
Therefore, even if the digital audio signal from the music source is interrupted, the connection state of the circuit can be left as it is, and the noise canceling effect can be stably maintained.
Note that two gates 52 and 51 may be provided, or one of them may be provided.

図７は上記実施の形態の変形例を説明する図である。ノイズキャンセリング機能が単独で動作することから考えられる変形例である。
以下の説明において、既に説明した部分と同様となる部分については同一符号を付して説明を省略する。
これは図６の入力検出部５３に代えてゲート制御部５４を有する例である。ゲート制御部５４は、サンプリングレート変換部２３から出力されたデジタルオーディオ信号について、加算部２２への供給の可否を切り換える供給切換部の一例となる。 FIG. 7 is a diagram for explaining a modification of the above embodiment. This is a modification that can be considered because the noise canceling function operates independently.
In the following description, parts that are the same as those already described are given the same reference numerals and description thereof is omitted.
This is an example having a gate control unit 54 instead of the input detection unit 53 of FIG. The gate control unit 54 is an example of a supply switching unit that switches whether the digital audio signal output from the sampling rate conversion unit 23 can be supplied to the addition unit 22.

図７に示すように、信号処理装置５０はマスタークロック３０を単独で持っている。このため、音楽ソースからのデジタルオーディオ信号が信号処理装置５０に入力されなくてもノイズキャンセル機能が単独で動作可能である。すなわち、外部音（ノイズ）をマイクロホン１１から収音し、アンプ９、ＡＤ変換部２９、ダウンサンプリング部２８を経由した音声信号を得て、この音声信号について適切なフィルタリング処理を施して、キャンセル用音声信号を生成することができる。そして、このキャンセル用音声信号を加算部２２に入力する。再生すべき音声信号がないとすれば、キャンセル用音声信号は収音した外部ノイズとは逆位相をしているので、この加算部２２による合成後の音声信号をスピーカ１０で聴くと、外部音が低減したものとなる。すなわち、外部のノイズを低減させることができる。いわゆる遮音効果を発揮できる。具体的には、航空機、車等に乗ったときの外部のエンジン音等を低減させることができる。 As shown in FIG. 7, the signal processing device 50 has a master clock 30 alone. For this reason, the noise cancellation function can operate independently even if the digital audio signal from the music source is not input to the signal processing device 50. That is, an external sound (noise) is collected from the microphone 11, an audio signal is obtained via the amplifier 9, the AD converter 29, and the downsampling unit 28, and an appropriate filtering process is performed on the audio signal to cancel it. An audio signal can be generated. Then, the canceling audio signal is input to the adding unit 22. If there is no audio signal to be reproduced, the canceling audio signal has the opposite phase to the collected external noise. Therefore, when the audio signal synthesized by the adding unit 22 is listened to by the speaker 10, the external sound is output. Is reduced. That is, external noise can be reduced. A so-called sound insulation effect can be exhibited. Specifically, it is possible to reduce external engine noise and the like when riding on an aircraft, a car or the like.

図７において、ゲート制御部５４は、音楽ソースからのデジタルオーディオ信号を信号処理装置５０に供給するかどうかの制御信号をゲート５２とゲート５１出力するものである。制御信号としてオン信号がゲート５２とゲート５１に供給されれば、ゲート５２とゲート５１はオン状態となり、ゲート５２とゲート５１の出力端子には他の端子に入力された信号がそのまま出力されることになる。
ゲート制御部５４によるゲート５２とゲート５１の制御により、音楽ソースからのデジタルオーディオ信号に対してノイズキャンセリングをするのか、音楽ソースからのデジタルオーディオ信号なしの状態でノイズキャンセリングをするのかの選択が可能となる。
例えばユーザ操作に応じてゲート制御部５４が制御信号を出力するものとすれば、スピーカ１０及びマイクロホン１１を有するヘッドホンを装着したユーザが、音楽等を聴かずに遮音効果を望む場合に、ノイズキャンセリング動作による遮音効果を発揮できることとなる。
この場合も、ゲート５２とゲート５１の２つを持たせてもよいし、いずれか１つを持たせてもよい。 In FIG. 7, the gate control unit 54 outputs a control signal indicating whether or not to supply a digital audio signal from a music source to the signal processing device 50, the gate 52 and the gate 51. When an ON signal is supplied to the gate 52 and the gate 51 as a control signal, the gate 52 and the gate 51 are turned on, and the signals input to the other terminals are output to the output terminals of the gate 52 and the gate 51 as they are. It will be.
Selection of whether to cancel noise with respect to the digital audio signal from the music source or without digital audio signal from the music source by controlling the gate 52 and the gate 51 by the gate control unit 54 Is possible.
For example, if the gate control unit 54 outputs a control signal in response to a user operation, a noise canceling effect can be achieved when a user wearing headphones having the speaker 10 and the microphone 11 desires a sound insulation effect without listening to music or the like. The sound insulation effect by the ring operation can be exhibited.
Also in this case, the gate 52 and the gate 51 may be provided, or one of them may be provided.

＜３．第４の実施の形態＞

図８は、第４の実施の形態に係る信号処理装置６０について説明するための図である。信号処理装置６０自身がマスタークロック３０を持ち、フィードバック方式によるノイズキャンセリングシステムにおいて、ノイズキャンセリングフィルタ２７の前後に音楽ソースからのデジタルオーディオ信号をそれぞれ加算してダイナミックレンジを確保しようとするものである。フィードバック方式においては、マイクロホンから再生する音声と共に外部ノイズを取り込むので、ダイナミックレンジを確保することは、ノイズキャンセルを際立たせるうえで有効なこととされている。
以下の説明において、既に説明した部分と同様となる部分については同一符号を付して説明を省略する。 <3. Fourth Embodiment>

FIG. 8 is a diagram for explaining a signal processing device 60 according to the fourth embodiment. The signal processing device 60 itself has a master clock 30, and in a noise canceling system using a feedback method, a digital audio signal from a music source is added before and after the noise canceling filter 27 to secure a dynamic range. is there. In the feedback system, external noise is captured together with the sound reproduced from the microphone. Therefore, securing the dynamic range is effective in making noise cancellation stand out.
In the following description, parts that are the same as those already described are given the same reference numerals and description thereof is omitted.

図８に示すように、先ずヘッドホン６９としては、例えば操作者の耳全体を密閉するようにして覆うようにされた装着部６１を有する、いわゆる密閉型のヘッドホン装置であるものとする。ヘッドホン６９には、音響再生のための振動板を備えたスピーカ（振動板ユニット）６２と、マイクロホン６３とが備えられている。スピーカ６２は、装着部６９の内側に対して設けられる。そしてＤＡ変換部２１からの出力されたアナログ信号がアンプ６４を経由してスピーカ６２に入力され音を出力するように構成される。
また、マイクロホン６３は、操作者によってスピーカ６２からの出力音とヘッドホン６９外部の音（外部音）とが聴取される聴取点と近接するような位置関係となるようにして、装着部６１の内側に対して設けられる。 As shown in FIG. 8, it is assumed that the headphone 69 is a so-called sealed headphone device having a mounting portion 61 that covers, for example, the entire ear of the operator. The headphone 69 includes a speaker (diaphragm unit) 62 including a diaphragm for sound reproduction, and a microphone 63. The speaker 62 is provided on the inner side of the mounting portion 69. The analog signal output from the DA converter 21 is input to the speaker 62 via the amplifier 64 and outputs sound.
In addition, the microphone 63 is positioned inside the mounting portion 61 so as to be close to a listening point at which an output sound from the speaker 62 and a sound outside the headphones 69 (external sound) are heard by the operator. Is provided.

この図８の実施の形態では、図３の構成に加えて、アップサンプリング部６６、ダウンサンプリング部６５、フィルタ６７，６８、加算部９３が追加されている。
すなわち音楽ソースからのデジタルオーディオ信号を信号処理装置６０が受信する経路として、サンプリングレート変換部９１内にアップサンプリング部６６およびダウンサンプリング部６５の経路が追加される。アップサンプリング部６６およびダウンサンプリング部６５で周波数（ｎ・Ｆｓｏ）にサンプリングレート変換されたデジタルオーディオ信号は、加算部９３に供給される。すなわちこの経路を経由して、加算部９３により音楽ソースからのデジタルオーディオ信号にダウンサンプリング部２８から出力されたキャンセル用音声信号が重畳され、その重畳された信号がノイズキャンセリングフィルタ２７に入力される。
図８ではノイズ入力のためのマイクを筐体内側、すなわちスピーカと同じ側にあるフィードバック形式のノイズキャンセリングシステムを想定している。この場合、フィードフォワード同様に音楽ソース信号は、ノイズキャンセリング信号と重畳されるが、この時、音楽ソース信号もフィードバックの系に組み込まれることに留意すべきである。一般的には、この重畳は、音楽ソース信号に適切なフィルタを掛けた後、ノイズキャンセリングフィルタ２７の後に行われるが、この場合、フィルタには、おおまかにはノイズキャンセル特性の逆特性に近い形状のフィルタが必要となり、ノイズキャンセル量が大きいほど、極端にゲインの大きなフィルタが必要となり、結果、システムとしてダイナミックレンジを損なうことになる。
しかしながら、特許文献４によると、図８のように、音楽ソース信号に対して、適切なフィルタ６７及びフィルタ６８を経由して、ノイズキャンセリングフィルタ２７の前後の両方で、重畳することで、フィルタに対して過剰なゲインのフィルタの使用を抑えることができ、システムのダイナミックレンジをより大きくとることができ、有効である。
なお、フィルタ６８及びフィルタ６７は、一方、または双方に対して、フィルタにより周波数の調整でなくゲインの調整のみとすることもできる。 In the embodiment of FIG. 8, in addition to the configuration of FIG. 3, an upsampling unit 66, a downsampling unit 65, filters 67 and 68, and an adding unit 93 are added.
That is, as a path for the signal processing device 60 to receive the digital audio signal from the music source, a path of the upsampling unit 66 and the downsampling unit 65 is added in the sampling rate conversion unit 91. The digital audio signal whose sampling rate is converted to the frequency (n · Fso) by the upsampling unit 66 and the downsampling unit 65 is supplied to the adding unit 93. That is, via this path, the canceling audio signal output from the downsampling unit 28 is superimposed on the digital audio signal from the music source by the adding unit 93, and the superimposed signal is input to the noise canceling filter 27. The
FIG. 8 assumes a feedback type noise canceling system in which a microphone for noise input is located inside the housing, that is, on the same side as the speaker. In this case, the music source signal is superimposed on the noise canceling signal as in the case of feedforward, but it should be noted that the music source signal is also incorporated in the feedback system at this time. In general, this superposition is performed after the noise canceling filter 27 after applying an appropriate filter to the music source signal. In this case, the filter is roughly close to the inverse characteristic of the noise cancellation characteristic. A filter having a shape is required, and as the amount of noise cancellation increases, a filter having an extremely large gain is required. As a result, the dynamic range of the system is impaired.
However, according to Patent Document 4, as shown in FIG. 8, the music source signal is superposed both before and after the noise canceling filter 27 via an appropriate filter 67 and filter 68. Therefore, it is possible to suppress the use of a filter having an excessive gain, and to increase the dynamic range of the system, which is effective.
Note that the filter 68 and the filter 67 can be adjusted not only for the frequency but also for the gain only for one or both of the filters.

このように本実施の形態では、入力されたデジタルオーディオ信号についてフィルタ６８で第１のフィルタ処理されたデジタルオーディオ信号成分は、サンプリングレート変換部９１（２４，２５）でレート変換された後、加算部２２でノイズキャンセル信号が重畳される。加えて、入力されたデジタルオーディオ信号についてフィルタ６７で第２のフィルタ処理されたデジタルオーディオ信号成分が、サンプリングレート変換部９１（６６，６５）でレート変換された後、ノイズキャンセリングフィルタ２７への入力信号に重畳される。
なお、フィルタ６８とフィルタ６７によるフィルタ処理は、信号処理６０側のサンプリング周波数ｎ・Ｆｓｏの単位で行うより、音楽ソース側のサンプリング周波数Ｆｓｉの単位で行ったほうが演算回数が少なくて済み、全体としての消費電力および処理に負担が少なく好適である。 As described above, in the present embodiment, the digital audio signal component first filtered by the filter 68 for the input digital audio signal is rate-converted by the sampling rate converter 91 (24, 25), and then added. A noise cancellation signal is superimposed by the unit 22. In addition, the digital audio signal component subjected to the second filtering process by the filter 67 with respect to the input digital audio signal is rate-converted by the sampling rate conversion unit 91 (66, 65), and then applied to the noise canceling filter 27. It is superimposed on the input signal.
The filter processing by the filter 68 and the filter 67 is performed in units of the sampling frequency Fsi on the music source side rather than in units of the sampling frequency n · Fso on the signal processing 60 side. The power consumption and processing are less burdensome.

＜４．第５の実施の形態＞

図９は、第５の実施の形態にかかる信号処理装置７０について説明するための図である。信号処理装置７０自身がマスタークロック３０を持ち、マイクロホン１１から収音された外部ノイズに基づいて、最適な周波数特性を音楽ソースからのデジタルオーディオ信号に付与しようとするものである。
以下の説明において、既に説明した部分と同様となる部分については同一符号を付して説明を省略する。 <4. Fifth embodiment>

FIG. 9 is a diagram for explaining a signal processing device 70 according to the fifth embodiment. The signal processing device 70 itself has a master clock 30 and is intended to give an optimum frequency characteristic to the digital audio signal from the music source based on the external noise collected from the microphone 11.
In the following description, parts that are the same as those already described are given the same reference numerals and description thereof is omitted.

図９Ａに示すように、５バンドイコライザ部７３、５バンドレベル解析部、ダウンサンプリング部７１およびアップサンプリング部７２が、図３の実施の形態に対して付加される。 As shown in FIG. 9A, a 5-band equalizer unit 73, a 5-band level analysis unit, a downsampling unit 71, and an upsampling unit 72 are added to the embodiment of FIG.

５バンドイコライザ部７３は、音楽ソースからのデジタルオーディオ信号に対し、周波数特性を変更するものとされる。ここでは、例えば０〜Ｆｓｉ／２の周波数を５つのバンドに分割した構成とされており、各バンドについてその信号特性を大きくしたり、小さくしたり変化させることができる。
サンプリングレート変換部９２内のアップサンプリング部７２とダウンサンプリング部７１は、それぞれダウンサンプリング部２５およびアップサンプリング部２４と逆特性を有する。すなわち、ｂ／ａ＝ｂ’／ａ’の関係になっている。
そしてマイクロホン１１から収音されて、アンプ９、ＡＤ変換部２９およびダウンサンプリング部２８を経由して、ｎ・Ｆｓｏの周波数でサンプリングされた信号となっている音声信号を、まずアップサンプリング部７２によりそのキャンセル用音声信号をサンプリング周波数が、例えば２５６・Ｆｓｏの周波数でサンプリングした信号に変換する。つぎにダウンサンプリング部７１により、Ｆｓｉ／Ｆｓｏの周波数比を用いて、２５６・Ｆｓｏサンプリングのデータを直線補間して、必要となるＦｓｉサンプリング周波数の信号に変換する。
５バンドレベル解析部７４は、ダウンサンプリング部７１からの信号（すなわちマイクロホン１１から収音された外部ノイズ）を解析するものであり、その信号がどの帯域に集中しているか解析することができる。
そして５バンドイコライザ部７３のイコライジング特性が、５バンドレベル解析部７４での解析結果に応じて可変制御される。 The 5-band equalizer unit 73 changes the frequency characteristics of the digital audio signal from the music source. Here, for example, the frequency of 0 to Fsi / 2 is divided into five bands, and the signal characteristics of each band can be increased or decreased.
The upsampling unit 72 and the downsampling unit 71 in the sampling rate conversion unit 92 have opposite characteristics to the downsampling unit 25 and the upsampling unit 24, respectively. That is, the relationship is b / a = b ′ / a ′.
Then, the upsampling unit 72 first collects the sound signal collected from the microphone 11 and sampled at the frequency of n · Fso via the amplifier 9, the AD conversion unit 29, and the downsampling unit 28. The canceling audio signal is converted into a signal sampled at a sampling frequency of, for example, 256 · Fso. Next, the down-sampling unit 71 linearly interpolates 256 · Fso sampling data using the frequency ratio of Fsi / Fso, and converts it into a signal of the required Fsi sampling frequency.
The 5-band level analysis unit 74 analyzes a signal from the downsampling unit 71 (that is, external noise collected from the microphone 11), and can analyze in which band the signal is concentrated.
The equalizing characteristic of the 5-band equalizer unit 73 is variably controlled according to the analysis result of the 5-band level analysis unit 74.

このように本実施の形態では、図３の構成に加えて、サンプリングレート変換部９２では、マイクロホンで収音された外部ノイズ成分を含む入力音声信号について、音楽ソースから入力されるデジタルオーディオ信号のサンプリング周波数に同期するサンプリング周波数でサンプリングされた信号にレート変換する。そして該レート変換された信号の周波数特性を解析する５バンドレベル解析部７４、解析結果に基づいて入力されるデジタルオーディオ信号の周波数特性を変更する５バンドイコライザ部７３を備える構成である。 As described above, in this embodiment, in addition to the configuration of FIG. 3, the sampling rate conversion unit 92 converts the input audio signal including the external noise component collected by the microphone from the digital audio signal input from the music source. The rate is converted to a signal sampled at a sampling frequency synchronized with the sampling frequency. A 5-band level analysis unit 74 that analyzes the frequency characteristics of the rate-converted signal and a 5-band equalizer unit 73 that changes the frequency characteristics of the input digital audio signal based on the analysis result are provided.

図９Ｂは、５バンドイコライザ部７３の制御状態を視覚的に表した図である。図に示すように、各バンド毎にその音声レベルを変化させることができる。
図９Ｃは、マイクロホン１１から収音された音声信号の周波数特性を５バンド毎に表した図である。
ここで例えば、あるバンドにおいてそのノイズキャンセリング信号のレベルが他のバンドより高い場合、そのバンドに対応する５バンドイコライザ部７３のバンドのレベルをブースト方向に制御する、他方その逆の場合、５バンドイコライザ部７３のバンドのレベルをカット方向に制御することによりノイズキャンセリング効果を最適な状態にすることができる。
ノイズレベルの解析において低域成分のみに特化して解析する場合、５バンドレベル解析部７４内でさらに１／２，１／４等のデシメーションを行ってもよい。
なお、上記ではバンドを５つに分割しているがこれに限定されるものではない。
また、５バンドレベル解析部７４はｍｃｋｉ同期で動作するが、ｍｃｋｉ／ｍｃｋｏの関係によらず常に同じバンドレベル解析結果およびイコライザ係数を用いることができる。 FIG. 9B is a diagram visually showing the control state of the 5-band equalizer unit 73. As shown in the figure, the sound level can be changed for each band.
FIG. 9C is a diagram showing the frequency characteristics of the audio signal collected from the microphone 11 for every five bands.
Here, for example, when the level of the noise canceling signal in a certain band is higher than that of the other band, the level of the band of the 5-band equalizer unit 73 corresponding to that band is controlled in the boost direction, and vice versa. By controlling the band level of the band equalizer unit 73 in the cut direction, the noise canceling effect can be optimized.
In the analysis of the noise level, when analyzing only the low frequency component, decimation such as 1/2, 1/4, etc. may be performed in the 5-band level analysis unit 74.
In the above description, the band is divided into five, but the present invention is not limited to this.
Further, the 5-band level analysis unit 74 operates with mcki synchronization, but the same band level analysis result and equalizer coefficient can always be used regardless of the mcki / mcko relationship.

＜５．第６の実施の形態＞
図１０は、第６の実施の形態にかかる信号処理装置８０について説明するための図である。信号処理装置８０自身がマスタークロック３０を持つという本開示の技術を、ＭＦＢ(Motional FeedBack : モーショナルフィードバック)処理に適用したものである。
以下の説明において、既に説明した部分と同様となる部分については同一符号を付して説明を省略する。
ＭＦＢは、スピーカユニットにおける振動板の動きを検出し、入力オーディオ信号に負帰還をかけて、例えばスピーカユニットの振動板と入力オーディオ信号とが同じ動きとなるように制御する技術である。これにより、例えば低域共振周波数ｆ０近辺の振動に対してダンピングが与えられ、聴感上は、いわゆる「ボンつき」などといわれる、好ましくない低域の響きが抑制される。 <5. Sixth Embodiment>
FIG. 10 is a diagram for explaining a signal processing device 80 according to the sixth embodiment. The technique of the present disclosure in which the signal processing device 80 itself has a master clock 30 is applied to MFB (Motional FeedBack) processing.
In the following description, parts that are the same as those already described are given the same reference numerals and description thereof is omitted.
MFB is a technology that detects the movement of the diaphragm in the speaker unit and applies negative feedback to the input audio signal to control, for example, the diaphragm of the speaker unit and the input audio signal to have the same movement. As a result, for example, damping is applied to vibrations in the vicinity of the low-band resonance frequency f0, and an undesired low-frequency sound that is so-called “bonked” is suppressed in terms of hearing.

図１０に示すように、ＭＦＢの処理系は、イコライザ８４、加算部８６、ＭＦＢ対応デジタル信号処理部８７、ＤＡ変換部８５、パワーアンプ８２、スピーカ（振動板ユニット）８１、ブリッジ回路９０、検出／増幅回路８３、ＡＤ変換部８８から構成できる。 As shown in FIG. 10, the MFB processing system includes an equalizer 84, an adder 86, an MFB compatible digital signal processor 87, a DA converter 85, a power amplifier 82, a speaker (diaphragm unit) 81, a bridge circuit 90, and a detection. / Amplifier circuit 83 and AD converter 88.

音楽ソースからのデジタルオーディオ信号は、アップサンプリング部２４とダウンサンプリング部２５を経由して、サンプリング周波数が変換され、ｎ・Ｆｓｏの周波数でサンプリングされた周波数のデジタルオーディオ信号となる。このデジタルオーディオ信号は、先ず、イコライザ８４に入力される。イコライザ８４は、低域補正を行う。これにより、イコライザ８４は、ＭＦＢがかけられたスピーカ８１からの再生音について目標周波数特性が得られるようにして帯域補償することになる。 The digital audio signal from the music source is converted into a digital audio signal having a frequency sampled at a frequency of n · Fso through the upsampling unit 24 and the downsampling unit 25, with the sampling frequency converted. This digital audio signal is first input to the equalizer 84. The equalizer 84 performs low-frequency correction. As a result, the equalizer 84 performs band compensation so that the target frequency characteristic can be obtained for the reproduced sound from the speaker 81 to which MFB is applied.

イコライザ８４から出力されたデジタルオーディオ信号は、加算部８６に出力される。
加算部８６は、入力オーディオ信号に対して負帰還を与えるための部位であり、入力されたデジタルオーディオ信号に対して、ＭＦＢ対応デジタル信号処理部８７から出力される帰還信号を反転させて合成する。 The digital audio signal output from the equalizer 84 is output to the adder 86.
The adder 86 is a part for giving negative feedback to the input audio signal, and synthesizes the input digital audio signal by inverting the feedback signal output from the MFB compatible digital signal processor 87. .

この場合、加算部８６の出力としてのデジタルオーディオ信号は、ＤＡ変換部８５に対して入力されるようになっている。
ＤＡ変換部８５は、入力されるデジタルオーディオ信号をアナログ信号に変換する。 In this case, the digital audio signal as the output of the adder 86 is input to the DA converter 85.
The DA converter 85 converts an input digital audio signal into an analog signal.

パワーアンプ８２は、ＤＡ変換部８５からのアナログオーディオ信号を増幅し、駆動信号としてスピーカ８１のボイスコイルに供給する。これにより、スピーカ８１からは、音楽ソースの音が再生される。 The power amplifier 82 amplifies the analog audio signal from the DA converter 85 and supplies it to the voice coil of the speaker 81 as a drive signal. Thereby, the sound of the music source is reproduced from the speaker 81.

ブリッジ回路９０は、パワーアンプ８２からスピーカ８１への駆動信号のラインに対して、図示するようにして抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を接続して形成される。検出／増幅回路８３は、ブリッジ回路９０としてのセンサ部位からの信号を入力して、スピーカ８１の動きとして、その速度に応じた検出信号を生成する。 The bridge circuit 90 is formed by connecting resistors R1, R2, and R3 to the drive signal line from the power amplifier 82 to the speaker 81 as shown. The detection / amplification circuit 83 receives a signal from the sensor part as the bridge circuit 90 and generates a detection signal corresponding to the speed of the movement of the speaker 81.

この場合、検出／増幅回路８３から出力されるアナログの検出信号はＡＤ変換部８８によりデジタル信号に変換されて、ダウンサンプリング部８９によりｎ・Ｆｓｏの周波数でサンプリングされた信号に変換される。その信号は、ＭＦＢ対応デジタル信号処理部８７に対して入力される。 In this case, the analog detection signal output from the detection / amplification circuit 83 is converted into a digital signal by the AD conversion unit 88 and converted into a signal sampled at a frequency of n · Fso by the downsampling unit 89. The signal is input to the MFB compatible digital signal processing unit 87.

ＭＦＢ対応デジタル信号処理部８７は、いわゆるフィードバック回路としての信号処理系に相当し、入力されたデジタルの検出信号から帰還信号を生成する。 The MFB compatible digital signal processing unit 87 corresponds to a signal processing system as a so-called feedback circuit, and generates a feedback signal from an input digital detection signal.

このようにして、入力オーディオ信号は、スピーカ８１の振動板の動きに応じた負帰還がかけられ、スピーカ８１はこの負帰還がかけられたオーディオ信号の増幅出力によって駆動される。
これにより、ＭＦＢの制御系は、スピーカ８１を、入力オーディオ信号波形に対して忠実に振動するようにして制御することになる。これは、例えば低域共振周波数ｆ０を中心にしてダンピングを与えるという動作となり、その結果、例えば先にも述べたように、低域の不要な響きが抑制され、再生音が改善される。
また、本実施の形態によれば、音楽ソースのデジタルオーディオ信号のサンプリング周波数が変化したとしても、イコライザ８４の周波数特性およびＭＦＢ対応デジタル信号処理部８７の特性を変更する必要のないＭＦＢの処理系を実現できる。 In this way, the input audio signal is subjected to negative feedback according to the movement of the diaphragm of the speaker 81, and the speaker 81 is driven by the amplified output of the audio signal subjected to this negative feedback.
As a result, the MFB control system controls the speaker 81 so as to vibrate faithfully with respect to the input audio signal waveform. This is, for example, an operation of applying damping around the low-frequency resonance frequency f0. As a result, as described above, for example, unnecessary low-frequency sounds are suppressed and the reproduced sound is improved.
Further, according to the present embodiment, even if the sampling frequency of the digital audio signal of the music source changes, the MFB processing system that does not require the frequency characteristics of the equalizer 84 and the characteristics of the MFB compatible digital signal processing unit 87 to be changed. Can be realized.

なお本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）所定の固定周波数のノイズキャンセル処理用クロックを生成するノイズキャンセル処理用クロック発生部と、
上記ノイズキャンセル処理用クロックに基づいて動作し、マイクロホンで収音された外部ノイズ成分を含む入力音声信号に基づいて、外部ノイズ成分をキャンセルする信号特性となるノイズキャンセル信号を生成するノイズキャンセリングフィルタ、及び該フィルタで生成した上記ノイズキャンセル信号をデジタルオーディオ信号に重畳する加算部を有するノイズキャンセル部と、
入力された、上記ノイズキャンセル処理用クロックとは非同期のクロックでサンプリングされているデジタルオーディオ信号を、上記ノイズキャンセル処理用クロックに同期するサンプリング周波数にレート変換して、上記加算部に供給するデジタルオーディオ信号とするサンプリングレート変換部と、
を備えた信号処理装置。
（２）上記サンプリングレート変換部は、
入力されたデジタルオーディオ信号のサンプリング周波数を上昇させるアップサンプリング部と、
該アップサンプリング部により上昇させたサンプリング周波数を、上記ノイズキャンセル処理用クロックに基づいた周波数に低下させるダウンサンプリング部と、
を備える上記（１）に記載の信号処理装置。
（３）上記ノイズキャンセル部は、
マイクロホンで収音された外部ノイズ成分を含む入力音声信号を、上記ノイズキャンセル処理用クロックの周波数に同期したデジタル信号に変換して、上記ノイズキャンセリングフィルタに供給する外部ノイズデジタル化処理部を、さらに備える上記（１）乃至（２）のいずれかに記載の信号処理装置。
（４）上記サンプリングレート変換部から出力されたデジタルオーディオ信号の周波数特性を変更するイコライザ部をさらに備える上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の信号処理装置。
（５）上記サンプリングレート変換部から出力されたデジタルオーディオ信号について、上記加算部への供給の可否を切り換える供給切換部をさらに備える上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の信号処理装置。
（６）入力されたデジタルオーディオ信号について第１のフィルタ処理されたデジタルオーディオ信号成分が、上記サンプリングレート変換部でレート変換された後、上記加算部が上記ノイズキャンセル信号を重畳するとともに、
入力されたデジタルオーディオ信号について第２のフィルタ処理されたデジタルオーディオ信号成分が、上記サンプリングレート変換部でレート変換された後、上記ノイズキャンセル部の上記フィルタへの入力信号が重畳される構成となっている上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の信号処理装置。
（７）上記サンプリングレート変換部では、マイクロホンで収音された外部ノイズ成分を含む入力音声信号について、上記入力されるデジタルオーディオ信号のサンプリング周波数に同期するサンプリング周波数でサンプリングされた信号にレート変換するとともに、
該レート変換された信号の周波数特性を解析する信号解析部と、
信号解析部の結果に基づいて入力されるデジタルオーディオ信号の周波数特性を変更するバンドイコライザ部と、
をさらに備える上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の信号処理装置。
（８）入力されるデジタルオーディオ信号は、記録媒体から再生されたデジタルオーディオ信号である上記（１）乃至（７）のいずれかに記載の信号処理装置。
（９）入力されるデジタルオーディオ信号は、外部機器から有線通信又は無線通信で送信されてきたデジタルオーディオ信号である上記（１）乃至（７）のいずれかに記載の信号処理装置。 In addition, this technique can also take the following structures.
(1) a noise cancellation processing clock generator for generating a noise cancellation processing clock having a predetermined fixed frequency;
A noise canceling filter that operates based on the noise canceling clock and generates a noise canceling signal having signal characteristics for canceling the external noise component based on the input audio signal including the external noise component picked up by the microphone. And a noise cancellation unit having an addition unit that superimposes the noise cancellation signal generated by the filter on a digital audio signal;
Digital audio signal sampled with a clock that is asynchronous with the noise cancellation processing clock is converted to a sampling frequency that is synchronized with the noise cancellation processing clock, and supplied to the adder. A sampling rate conversion unit as a signal;
A signal processing apparatus comprising:
(2) The sampling rate conversion unit
An upsampling unit that increases the sampling frequency of the input digital audio signal;
A downsampling unit that lowers the sampling frequency increased by the upsampling unit to a frequency based on the noise cancellation processing clock;
The signal processing apparatus according to (1), further comprising:
(3) The noise cancellation unit
An external noise digitization processing unit that converts an input audio signal including an external noise component collected by a microphone into a digital signal synchronized with the frequency of the noise cancellation processing clock and supplies the digital signal to the noise canceling filter. The signal processing apparatus according to any one of (1) to (2), further provided.
(4) The signal processing device according to any one of (1) to (3), further including an equalizer unit that changes a frequency characteristic of the digital audio signal output from the sampling rate conversion unit.
(5) The signal processing device according to any one of (1) to (4), further including a supply switching unit that switches whether the digital audio signal output from the sampling rate conversion unit is supplied to the adding unit. .
(6) After the digital audio signal component subjected to the first filter processing on the input digital audio signal is rate-converted by the sampling rate conversion unit, the addition unit superimposes the noise cancellation signal,
The digital audio signal component subjected to the second filtering process for the input digital audio signal is rate-converted by the sampling rate conversion unit, and then the input signal to the filter of the noise cancellation unit is superimposed. The signal processing device according to any one of (1) to (3).
(7) The sampling rate conversion unit converts the input audio signal including the external noise component collected by the microphone into a signal sampled at a sampling frequency synchronized with the sampling frequency of the input digital audio signal. With
A signal analyzer for analyzing the frequency characteristics of the rate-converted signal;
A band equalizer for changing the frequency characteristics of the input digital audio signal based on the result of the signal analysis unit;
The signal processing device according to any one of (1) to (3), further including:
(8) The signal processing device according to any one of (1) to (7), wherein the input digital audio signal is a digital audio signal reproduced from a recording medium.
(9) The signal processing apparatus according to any one of (1) to (7), wherein the input digital audio signal is a digital audio signal transmitted from an external device by wired communication or wireless communication.

１、２０、４０、５０、６０、７０、８０信号処理装置、２、２４、６６、７２アップサンプリング、３、２１、８５ＤＡ変換部、４、２２、８６加算部、５、２７ノイズキャンセリングフィルタ、６、２５、２８、６５、７１、８９ダウンサンプリング、７、２９、８８ＡＤ変換部、８、９、６４、６５、８２アンプ、１０、６２、８１スピーカ、１１、６３マイクロホン、１６、４１、８４イコライザ、２３サンプリングレート変換部、２６Ｆｓｉ／Ｆｓｏ計測部、５１、５２ゲート、５３入力検出部、５４ゲート制御部、６１ヘッドホン装着部、６８、６７フィルタ、７３５バンドイコライザ部、７４５バンドレベル解析部、８３検出／増幅回路、８７ＭＦＢ対応デジタル信号処理、９０ブリッジ回路 1, 20, 40, 50, 60, 70, 80 Signal processor, 2, 24, 66, 72 Upsampling, 3, 21, 85 DA converter, 4, 22, 86 Adder, 5, 27 Noise canceling Filter, 6, 25, 28, 65, 71, 89 Downsampling, 7, 29, 88 AD converter, 8, 9, 64, 65, 82 Amplifier, 10, 62, 81 Speaker, 11, 63 Microphone, 16, 41, 84 Equalizer, 23 Sampling rate conversion unit, 26 Fsi / Fso measurement unit, 51, 52 Gate, 53 Input detection unit, 54 Gate control unit, 61 Headphone mounting unit, 68, 67 Filter, 73 Five-band equalizer unit, 74 5-band level analysis unit, 83 detection / amplification circuit, 87 MFB compatible digital signal processing, 90 bridge circuit

Claims

A noise cancellation processing clock generator for generating a noise cancellation processing clock of a predetermined fixed frequency;
A noise canceling filter that operates based on the noise canceling clock and generates a noise canceling signal having signal characteristics for canceling the external noise component based on the input audio signal including the external noise component picked up by the microphone. And a noise cancellation unit having an addition unit that superimposes the noise cancellation signal generated by the filter on a digital audio signal;
Digital audio signal sampled with a clock that is asynchronous with the noise cancellation processing clock is converted to a sampling frequency that is synchronized with the noise cancellation processing clock, and supplied to the adder. A sampling rate conversion unit as a signal;
A first gate for switching between supply and stop of supply of the digital audio signal to the adder in accordance with an input control signal;
A signal processing apparatus comprising:

An input detection unit that outputs the control signal generated according to the presence or absence of a digital audio signal to the first gate is further provided.
The signal processing apparatus according to claim 1.

A gate control unit configured to output the control signal according to an external operation to the first gate;
The signal processing apparatus according to claim 1.

The sampling rate converter is
An upsampling unit that increases the sampling frequency of the input digital audio signal;
A downsampling unit that lowers the sampling frequency increased by the upsampling unit to a frequency based on the noise cancellation processing clock;
The signal processing apparatus according to claim 1, further comprising:

A second gate for switching between supply and stop of the digital audio signal from the upsampling unit to the downsampling unit;
The signal processing apparatus according to claim 4.

The noise canceling part
An external noise digitization processing unit that converts an input audio signal including an external noise component collected by a microphone into a digital signal synchronized with the frequency of the noise cancellation processing clock and supplies the digital signal to the noise canceling filter. The signal processing device according to any one of claims 1 to 5, further comprising:

The signal processing apparatus according to claim 1, further comprising an equalizer unit that changes a frequency characteristic of the digital audio signal output from the sampling rate conversion unit.

After the input digital audio signal is subjected to rate conversion on the first filtered digital audio signal component by the sampling rate conversion unit, the addition unit superimposes the noise cancellation signal, and
The digital audio signal component subjected to the second filtering process for the input digital audio signal is rate-converted by the sampling rate conversion unit, and then the input signal to the filter of the noise cancellation unit is superimposed. The signal processing device according to claim 1, wherein

In the sampling rate conversion unit, the input audio signal including the external noise component collected by the microphone is rate-converted to a signal sampled at a sampling frequency synchronized with the sampling frequency of the input digital audio signal,
A signal analyzer for analyzing the frequency characteristics of the rate-converted signal;
A band equalizer for changing the frequency characteristics of the input digital audio signal based on the result of the signal analyzer;
The signal processing apparatus according to claim 1, further comprising:

The signal processing apparatus according to claim 1, wherein the input digital audio signal is a digital audio signal reproduced from a recording medium.

The signal processing apparatus according to claim 1, wherein the input digital audio signal is a digital audio signal transmitted from an external device by wired communication or wireless communication.

Generates a noise cancellation signal that is a signal characteristic that cancels external noise components based on an input audio signal that includes external noise components picked up by a microphone, using filter processing based on a noise cancellation processing clock with a predetermined fixed frequency. And
The input digital audio signal sampled with a clock asynchronous with the noise cancellation processing clock is rate-converted to a sampling frequency synchronized with the noise cancellation processing clock,
Switching between digital audio signal supply and supply stop according to the input control signal,
A signal processing method of adding the noise cancellation signal and the rate-converted digital audio signal.