TW201727619A - 具有可控制位準的主動式雜訊消除技術 - Google Patents

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阿米特 庫馬爾
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Abstract

一種包含自動雜訊消除(ANC)頭戴式耳機和處理器的系統，該ANC頭戴式耳機具有被組構成產生麥克風信號之麥克風和至少二非零ANC增益位準，該處理器被組構成接收麥克風信號、決定麥克風信號的特性、基於該特性與至少一閾值的比較而從ANC增益位準中識別出修改後的ANC位準、以及輸出對應於修改後ANC位準的信號。也揭示方法。

Description

具有可控制位準的主動式雜訊消除技術
本發明係有關音訊處理，尤其有關用來調整自動雜訊消除系統之雜訊消除位準的系統和方法。
主動式雜訊消除(ANC)為降低由正在透過頭戴式耳機(headphone)來聽音訊之使用者所接收到之不想要雜訊量的習知方法。典型上，藉由透過頭戴式耳機的揚聲器來播放抗雜訊(anti-noise)信號而達成雜訊抑制(noise reduction)，抗雜訊信號為近似不想要的雜訊信號之負數，而不想要的雜訊信號在沒有ANC的情況下會在耳腔(ear cavity)中。然後，當與抗雜訊信號相結合時，不想要的雜訊信號就被中和了。
在一般的雜訊消除過程中，一或多個麥克風即時地監聽頭戴式耳機之耳杯(ear cup)中的環境雜訊(ambient noise)或殘餘雜訊，然後揚聲器播放由環境或殘餘雜訊所產生的抗雜訊信號，抗雜訊信號可以被不同地產生，例如取決於諸如頭戴式耳機的實際形狀和尺寸、揚 聲器和麥克風轉換器(transducer)的頻率響應、揚聲器轉換器在不同頻率的延遲(latency)、麥克風的靈敏度、以及揚聲器和麥克風轉換器的放置等因素。
在前饋式ANC中，麥克風感測環境雜訊，但是並不可察覺地感測由揚聲器所播放的音訊。換言之，前饋式麥克風並不監聽直接來自揚聲器的信號。在反饋式ANC中，麥克風被放在感測出現於耳腔中之總音訊的位置。所以，麥克風感測環境雜訊以及由揚聲器所播放回的音訊兩者的總和。前饋式和反饋式的組合式ANC系統使用前饋式和反饋式麥克風兩者。
連同降低由使用者所聽到的環境雜訊一起，ANC系統也添加少量的雜訊。當使用者係處於安靜的環境中時，此所添加的雜訊對使用者而言有明顯的嘶嘶聲(hiss)。
舉例來說，圖1為顯示具有習知ANC系統操作於安靜的房間中之範例頭戴式耳機的三種情況之雜訊基準位準的繪圖，第一條跡線101表示當頭戴式耳機和習知ANC系統兩者皆被電力關閉時隨著不同頻率的雜訊基準(noise floor)，其為該環境的環境雜訊位準，第二條跡線102表示當頭戴式耳機被電力開啟且習知ANC系統被電力關閉時的雜訊基準，而第三條跡線103表示當頭戴式耳機和習知ANC系統兩者皆被電力開啟時的雜訊基準，水平軸線表示頻率，而垂直軸線表示功率頻譜密度。
如同圖1中所繪示者，可能會有某頻率範 圍，而在該頻率範圍中，第三條跡線103中所示之頭戴式耳機和習知ANC系統兩者皆被電力開啟時的雜訊基準超過第一條跡線101中所示之頭戴式耳機和習知ANC系統兩者皆被電力關閉時的雜訊基準。如同所注意到的，使用者可將此感知為ANC嘶嘶聲，特別是在安靜的環境中。
即使在沒有ANC嘶嘶聲時，有些使用者發現強烈的ANC令人不悅。
本發明之實施例應付先前技術中的這些和其他問題。
所揭示之專利標的的實施例藉由降低ANC增益來減少被使用者所察覺到的ANC嘶嘶聲，特別是反饋式ANC增益，當環境雜訊位準係低於ANC嘶嘶聲位準時，實施例也可藉由提供較低的ANC增益而不管ANC嘶嘶聲來提供更令人愉悅的收聽經驗。
因此，系統的至少一些實施例可包含自動的雜訊消除(ANC)頭戴式耳機和處理器，該ANC頭戴式耳機可具有被組構成產生麥克風信號的麥克風和至少二非零的ANC增益位準，該處理器可被組構成接收麥克風信號、決定麥克風信號的特性、基於該特性與至少一閾值的比較而從該等ANC增益位準中識別出修改後的ANC位準、以及輸出對應於修改後的ANC位準之信號。
在另一態樣中，減少具有ANC系統之頭戴式 耳機中的ANC嘶嘶聲之方法的至少一些實施例可包含：決定ANC雜訊位準之雜訊基準是否超過某頻率範圍的環境雜訊位準，而且如果超過的話，則減少ANC系統針對該頻率範圍之反饋式ANC增益直到ANC雜訊位準係低於該頻率範圍的環境雜訊位準為止。
在又一態樣中，藉由連結至ANC頭戴式耳機之處理器來修改該ANC頭戴式耳機中之ANC增益位準之方法的至少一些實施例可包含：接收來自具有至少二非零的ANC增益位準之ANC頭戴式耳機的麥克風之麥克風信號；決定麥克風信號的特性；基於該特性與至少一閾值的比較而從該等ANC增益位準中識別出修改後的ANC位準；以及輸出對應於修改後的ANC位準之信號。
200‧‧‧可控制位準的ANC系統
201‧‧‧頭戴式耳機
300‧‧‧可控制位準的ANC處理器系統
301‧‧‧頭戴式耳機
302‧‧‧ANC處理器
303‧‧‧ANC位準控制器
304‧‧‧揚聲器
305‧‧‧前饋式麥克風
306‧‧‧反饋式麥克風
307‧‧‧頭戴式耳機音訊信號
308‧‧‧經ANC補償的音訊信號
309‧‧‧前饋式麥克風信號
310‧‧‧反饋式麥克風信號
403‧‧‧ANC位準控制器
410‧‧‧麥克風信號
411‧‧‧第一帶通濾波器
412‧‧‧第二帶通濾波器
413‧‧‧估測器
414‧‧‧閾值比較器
415‧‧‧輸出信號
416‧‧‧第一估測器
417‧‧‧第二估測器
502‧‧‧ANC處理器
507‧‧‧頭戴式耳機音訊信號
518‧‧‧反饋式ANC增益裝置
519‧‧‧前饋式ANC增益裝置
520‧‧‧第一前饋式可控制增益
521‧‧‧第二前饋式可控制增益
522‧‧‧第一混頻器
523‧‧‧第二混頻器
524‧‧‧第三混頻器
525‧‧‧反饋式抗雜訊信號
526‧‧‧第一信號
527‧‧‧前饋式抗雜訊信號
528‧‧‧第二信號
529‧‧‧輸入側
530‧‧‧羽裂後的增益
531‧‧‧輸出側
圖1係顯示顯示具有習知ANC系統操作於安靜的房間中之範例頭戴式耳機的三種情況之雜訊基準位準的繪圖。
圖2顯示依據實施例之可控制位準的ANC系統，其被整合進頭戴式耳機中做為範例施行。
圖3係顯示依據實施例之可控制位準的ANC系統之組件的功能性方塊圖。
圖4係顯示依據實施例之ANC位準控制器之範例組件的功能性方塊圖。
圖5係顯示依據實施例之具有信號羽裂 (feathering)之ANC處理器之範例組件的功能性方塊圖。
一般而言，依據本發明之實施例的系統和方法藉由降低ANC增益來減少被使用者所察覺到的ANC嘶嘶聲，特別是反饋式ANC增益，當環境雜訊位準係低於ANC嘶嘶聲位準時。如同上面所注意到的，習知的ANC系統將小量的雜訊或ANC嘶嘶聲添加至頭戴式耳機信號中。為了減少ANC嘶嘶聲，本發明的實施例包含多個ANC“開啟(on)”狀態，其具有不同量或位準的ANC增益，較小的增益通常提供更軟弱的ANC和更少的ANC嘶嘶聲，特別是在介於約350Hz與約2500Hz之間的中間範圍頻率中，較高的增益通常提供更主動的雜訊消除，特別是在低於約350Hz的低頻中。不管ANC嘶嘶聲，有些使用者發現較低位準的ANC增益為令人更愉悅的。
圖2顯示可控制位準的ANC系統200，其被整合進頭戴式耳機201中做為範例施行。如同此案中所使用的術語「頭戴式耳機」包含耳機(earbuds)、入耳式監聽器、和被使用於僅其中一隻耳中或兩隻耳中的墊型或杯型頭戴式耳機，可控制位準的ANC系統200可呈現用於左耳、右耳、或兩耳。
圖3為顯示可控制位準的ANC系統300實施例之組件的功能性方塊圖，其可為圖2之可控制位準的 ANC系統200的實施例。如同圖3中所繪示者，可控制位準的ANC系統300可包含ANC處理器302；ANC位準控制器303；以及具有揚聲器304、前饋式麥克風305、和反饋式麥克風306的頭戴式耳機301。
可控制位準的ANC系統300之實施例可被施行為整合進頭戴式耳機301中的一或多個組件、連接至頭戴式耳機301的一或多個組件、或者配合現有的組件而操作的軟體。舉例來說，ANC處理器302或驅動ANC處理器的軟體，或者ANC處理器302和驅動ANC處理器的軟體兩者可被修正成施行可控制位準的ANC系統300之實施例。
ANC處理器302接收頭戴式耳機音訊信號307並且將經ANC補償的音訊信號308送至頭戴式耳機301，前饋式麥克風305產生前饋式麥克風信號309，其被ANC處理器302和ANC位準控制器303所接收到，反饋式麥克風306同樣產生反饋式麥克風信號310，其被ANC處理器302和ANC位準控制器303所接收到。
頭戴式耳機音訊信號307為所想要音訊的信號特性，所想要音訊係經由頭戴式耳機的揚聲器304而被播放作為音訊重播(playback)信號。典型上，頭戴式耳機音訊信號307係由音訊源所產生，諸如媒體播放器、電腦、收音機、行動電話、CD播放器、或在音訊播放期間的遊戲機(game console)。舉例來說，如果使用者具有連接至播放由使用者所選擇之歌曲的可攜式媒體播放器之 頭戴式耳機301，則頭戴式耳機音訊信號307為所播放之歌曲的特性。
典型上，前饋式麥克風305取樣環境雜訊位準，而且反饋式麥克風306取樣揚聲器304的輸出和環境雜訊在揚聲器304的部分，所取樣的部分包含環境雜訊未被頭戴式耳機301之本體和實體外殼所衰減的部分。一般而言，這些麥克風樣本被反饋至ANC處理器302，其從該等麥克風樣本中產生抗雜訊(anti-noise)信號，並且將它們和頭戴式耳機音訊信號307相組合，以將經ANC補償的音訊信號308提供給頭戴式耳機301，經ANC補償的音訊信號308最終讓揚聲器304能夠產生雜訊被減少的音訊輸出。
較佳地，ANC處理器302被組構成具有至少二非零的ANC增益位準。例如，ANC增益位準可包含弱增益位準(soft-gain level)和大於弱增益位準的強增益位準(strong-gain level)。做為另一範例，ANC增益位準可包含弱增益位準、大於弱增益位準的中間增益位準(mid-gain level)、和大於中間增益位準的強增益位準。如同上面所注意到的，較低的增益位準通常提供較弱的ANC而較高的增益位準通常提供更主動的雜訊消除。因此，舉例來說，強增益位準可能在吵雜的環境中有用，而弱增益位準可能在非常安靜的環境中有用，中間增益位準可能在介於非常安靜與吵雜之間的環境中有用，諸如除了一些低頻雜訊以外係安靜的房間。
ANC增益位準可包含可為反饋式抗雜訊信號之增益位準的反饋式ANC增益位準、或可為前饋式抗雜訊信號之增益位準的前饋式ANC增益位準、或者兩者皆有。較佳地，儘管，ANC增益位準為反饋式抗雜訊信號的增益位準。
雖然在圖3中被分開地顯示，ANC位準控制器303可以和ANC處理器302被整合在一起。例如，ANC處理器302或驅動ANC處理器的軟體，或者ANC處理器302和驅動ANC處理器的軟體兩者，可以被修正來施行ANC位準控制器303。不然，ANC位準控制器303可以是分開的處理器。
一般而言，ANC位準控制器303可被組構成接收麥克風信號，諸如前饋式麥克風信號309或反饋式麥克風信號310、或者兩者皆有，並且決定麥克風信號的特性。例如，ANC位準控制器303可決定麥克風信號之低頻範圍的功率值和麥克風信號之中頻範圍的功率值，低頻範圍具有低於中頻範圍之中間頻率的中間頻率。因此，舉例來說，低頻範圍可為約20Hz到600Hz且中頻範圍可為約500Hz到2500Hz，約300Hz之低頻範圍的中間頻率係低於約1500Hz之中頻範圍的中間頻率。雖然這兩個範例的範圍重疊，但是重疊並非為所有實施例所需。
ANC位準控制器303也可基於該特性和閾值的比較來識別修改過的ANC位準，其可能與目前或初始的ANC位準不同。例如，目前或初始的ANC位準可為強 增益位準，而且ANC位準控制器303在比較該特性和閾值之後可識別弱增益位準做為該修改過的ANC位準。
ANC位準控制器303可輸出信號，諸如圖4之對應於該修改過的ANC位準之輸出信號415。ANC位準控制器303的輸出信號可包含請求，以將目前或初始的ANC增益位準增加或減少至另一ANC增益位準，諸如弱增益位準、中間增益位準、或強增益位準，或者輸出信號可包含請求，以將該ANC增益位準設定為零或關閉。因此，ANC位準控制器303的輸出信號可對應於不是在增加的增益就是減少的增益方向上的下一個循序增益位準。 例如，如果初始的ANC增益位準為零或關閉，則ANC位準控制器303的輸出信號可對應於該下一個循序增益位準，諸如弱增益位準。或者，ANC位準控制器303的輸出信號可包含對於特定ANC增益位準的請求。因此，ANC位準控制器303的輸出信號可不對應於該下一個循序增益位準。例如，如果初始的ANC增益位準為零或關閉，則ANC位準控制器303的輸出信號可對應於隔開二個位準以上的增益位準，諸如跳過弱增益位準且反而指示中間增益位準或強增益位準。在另一方向上，例如，為強增益位準之初始的ANC增益位準可被連續地減小至，例如，中間增益位準，或者非連續地減小至，例如，弱增益位準。
介於該等增益位準之間的間隔可為，例如，約5分貝，雖然其他的間隔可被使用。況且，介於弱增益 位準與中間增益位準之間的間隔可不同於介於中間增益位準與強增益位準之間的間隔。或者，其可以是相同的。
在有些實施例中，ANC位準控制器303被組構成偵測音訊是否正被音訊揚聲器304所播放，以及當音訊正被播放時輸出對應於強增益位準的信號。也就是說，如果音訊正被揚聲器304所播放，使用者可能較不可偵測ANC嘶嘶聲，甚至處於強增益位準。舉例來說，ANC位準控制器303可藉由分析反饋式麥克風信號310來偵測音訊是否正被播放。
在有些實施例中，ANC位準控制器303或ANC處理器302，或者ANC位準控制器303和ANC處理器302兩者，可被組構成使ANC位準與預定的音訊等化器(EQ)輪廓(profile)相符。舉例來說，各ANC增益位準可具有對應的音訊EQ輪廓。因此，當ANC位準控制器303識別該修改過的ANC增益位準時，ANC處理器302也可以從事(engage)對應於該音訊EQ輪廓的音訊EQ濾波器。照這樣，當ANC增益位準或軟弱性(softness)改變時，音訊EQ輪廓也改變。這可減少或消除在揚聲器304處之音訊音調上的明顯改變。在有些實施例中，音訊EQ濾波器以和已經施加有該ANC增益位準之抗雜訊信號相同的速率被交叉羽裂(cross-feathered)，ANC位準控制器303的輸出信號可包含識別或對應於與該ANC增益位準相符而使得，例如，ANC處理器302可從事適當的音訊EQ濾波器之相符資訊。
圖4為顯示ANC位準控制器403實施例之範例組件的功能性方塊圖，其可為圖3之ANC位準控制器303的實施例。如同圖4中所繪示者，ANC位準控制器403可包含第一帶通濾波器411、第二帶通濾波器412、估測器413、和閾值比較器414。麥克風信號410被分裂並且通過第一帶通濾波器411和第二帶通濾波器412，在具有麥克風信號410之左和右通道的系統中，左和右通道可被組合，而且兩個通道之較強者可被選擇用來濾波，濾波後的麥克風信號410然後可進入估測器413而後到閾值比較器414，其可輸出對應於修改過或建議的ANC增益位準之信號415。較佳地，麥克風信號410為反饋式麥克風信號。
第一帶通濾波器411可具有低於第二帶通濾波器412之中心頻率的中心頻率。因此，第一帶通濾波器411可被組構成將麥克風信號410的低頻範圍濾波，且第二帶通濾波器412可被組構成將麥克風信號410的中頻範圍濾波。例如，第一帶通濾波器411可具有約20Hz至約600Hz的通帶，且第二帶通濾波器412可具有約500Hz至約2500Hz的通帶。在有些實施例中，第一帶通濾波器411或第二帶通濾波器412，或者第一帶通濾波器411和第二帶通濾波器412兩者，可具有可程式化的係數。
估測器413被組構成估測或決定麥克風信號410的特色或特性。例如，估測器413可決定麥克風信號410之低頻範圍的功率值和麥克風信號410之中頻範圍的 功率值，估測器413可包含用於麥克風信號410之低頻範圍的第一估測器416和用於麥克風信號410之中頻範圍的第二估測器417。在有些實施例中，估測器413可為移動式視窗均方估測器，且移動式視窗均方估測器可具有可程式化的時間常數。
閾值比較器414被組構成將估測器413的輸出與一或多個閾值相比較。例如，閾值比較器414可將麥克風信號410之低頻範圍的功率值和第一閾值做比較，以及可將麥克風信號410之中頻範圍的功率值和第二閾值做比較。較佳地，第一閾值和第二閾值不相等。通常，在低頻範圍或中頻範圍中之相對較高的功率值將傾向於結果為對應於較高或較強之ANC增益位準的輸出信號415。相反地，在低頻範圍或中頻範圍中之相對較低的功率值將傾向於結果為對應於較弱之ANC增益位準的輸出信號415。
圖5為顯示ANC處理器502之範例組件的功能性方塊圖，諸如，圖3之ANC處理器302，其進一步被組構成使某些信號羽裂。如同圖5中所繪示者，允許經羽裂之信號的ANC處理器502可包含反饋式ANC增益裝置518或電路、前饋式ANC增益裝置519或電路、第一前請式可控制增益520或電路、及第二前饋式可控制增益521或電路以及第一混頻器522、第二混頻器523、和第三混頻器524。反饋式ANC增益裝置518，其可為可控制的增益裝置，接收來自ANC處理器502或來自ANC處理 器502之另一部分的反饋式抗雜訊信號525，並且將第一信號526輸出至第一混頻器522，前饋式ANC增益裝置519，其可為可控制的增益裝置，接收來自ANC處理器502或來自ANC處理器502之另一部分的前饋式抗雜訊信號527，並且將第二信號528輸出至第一前饋式可控制增益520和第二前饋式可控制增益521，第一混頻器522的輸出進入第二混頻器523或經羽裂之增益混頻器的輸入側529，其中，羽裂後的增益530被導入或施加。羽裂後的輸出離開第二混頻器523的輸出側531進入第三混頻器524，其中，羽裂後的輸出和頭戴式耳機音訊信號507、或者前向的音訊信號、而且有可能和來自前饋式ANC增益裝置519的第二信號528相組合，這被更詳細地解釋於下。第三混頻器524的輸出然後進入揚聲器504，諸如圖3的音訊揚聲器304。
較佳地，第一前饋式可控制增益520和第二前饋式可控制增益521各自具有0或1的增益。當增益為0時，可控制增益並不讓第二信號528從前饋式ANC增益裝置519通過該可控制增益，當增益為1時，可控制增益讓第二信號528從前饋式ANC增益裝置519通過該可控制增益，但不增加或減少第二信號528的功率。但是，其他的增益值也可以被使用，例如，增益值可小於1但是大於0。做為另一範例，增益值可以大於1。
照這樣，反饋式抗雜訊信號525或前饋式抗雜訊信號527，或者反饋式抗雜訊信號525和前饋式抗雜 訊信號527兩者可被羽裂於關閉(off)狀態與ANC增益位準之間，而且也被羽裂於ANC增益位準之間。例如，當第一前饋式可控制增益520的增益值為0時，第二前饋式可控制增益521的增益值將通常為1。因此，反饋式抗雜訊信號525被羽裂而前饋式抗雜訊信號527未被羽裂，因為前饋式抗雜訊信號527並未通過經羽裂的增益混頻器523。做為另一範例，當第一前饋式可控制增益520的增益值為1時，第二前饋式可控制增益521的增益值將通常為0。因此，反饋式抗雜訊信號525和前饋式抗雜訊信號527兩者皆被羽裂，因為兩者皆通過經羽裂的增益混頻器523。
如同上面針對圖1所解釋者，可能有一頻率範圍，其中，具有頭戴式耳機和習知ANC系統兩者皆被電力開啟的雜訊基準(如圖1的第三條線跡103所示)超過具有頭戴式耳機和習知ANC系統兩者皆被電力關閉的雜訊基準(如圖1的第一條線跡101所示)，安靜環境中的使用者可察覺此做為ANC嘶嘶聲。因此，依據目前所揭示的專利標的，減少具有自動雜訊消除(ANC)系統之頭戴式耳機中的ANC嘶嘶聲之方法(諸如，圖2之可控制位準的ANC系統200或圖3之可控制位準的ANC系統300)可包含決定ANC雜訊位準之雜訊基準是否超過某頻率範圍的環境雜訊位準，並且如果ANC雜訊位準之雜訊基準超過該環境雜訊位準，則該方法也可包含減少ANC系統針對該頻率範圍之反饋式ANC增益直到該ANC雜訊 位準係低於該頻率範圍的環境雜訊位準為止。例如，反饋式ANC增益可自初使的增益位準縮減至多個反饋式ANC增益位準的其中一個反饋式ANC增益位準，諸如，中間增益位準和弱增益位準。
本發明的實施例可操作於特別創建的硬體上、韌體上、數位信號處理器上、或者包含依據經程式化指令而操作之處理器的經特定程式化之通用電腦上。如同本文中所使用之術語「控制器」或「處理器」意欲包含微處理器、微電腦、ASICs、和專用的硬體控制器。本發明的一或多個態樣可被具體化成電腦可使用的資料和電腦可執行的指令，諸如，在一或多個程式模組(其可藉由一或多個電腦(包含監視模組)來予以執行)或其他裝置中。通常，程式模組包含常式、程式、物件、組件、資料結構、等等，其當由電腦或其他裝置中的處理器來予以執行時進行特別的任務或者施行特別的抽象資料類型。電腦可執行指令可被儲存於非暫態性電腦可讀取媒體上，諸如，硬碟、光碟、可移除式儲存媒體、固態記憶體、RAM等等。如同將可由習於此技藝者所領會到的，程式模組的功能性可視需要而被組合或分散於各種實施例中。除此之外，該功能性可被整體或部分具體化於韌體或硬體等同物中，諸如，積體電路、現場可程式化閘陣列(FPGA)、等等。特別的資料結構可被用來更有效地施行本發明的一或多個態樣，而且此等資料結構可被考慮於本文中所述之電腦可執行指令和電腦可使用資料的範疇中。
所揭示專利標的之先前所述的版本具有不是被說明就是對習於此技藝者而言將會是顯而易知的許多優點。儘管如此，所有的這些優點或特徵並不是所揭示之設備、系統、或方法的所有版本所皆要具備的。
此外，此書面說明提到特別的特徵，將要了解到此說明書的揭示包含該等特別特徵的所有可能組合。例如，在特別的特徵被揭示於特定態樣或實施例的上下文中之處，該特徵在可能的程度上也可被使用於其他態樣或實施例的上下文中。
而且，當在本申請案中提到具有兩個以上的步驟或操作時，所定義的步驟或操作可按任何順序或者被同時實施，除非是該上下文排除那些可能性。
另外，用語「包括」及其文上的等同語詞被使用於本申請案中，其意謂其他的組件、特徵、步驟、製程、操作等等可選項性地出現。例如，冠詞「包括」或「其包括」組件A、B、和C可僅包含組件A、B、和C，或者其可包含組件A、B、和C連同一或多個其他組件一起。
雖然本發明的特定實施例已被繪示出並且為了繪示的目的而做說明，將可了解到各種的修改可被做成而並未違離本發明的精神及範疇。因此，除了如同附加之申請專利範圍以外，本發明不應被受限。
300‧‧‧可控制位準的ANC處理器系統
301‧‧‧頭戴式耳機
302‧‧‧ANC處理器
303‧‧‧ANC位準控制器
304‧‧‧揚聲器
305‧‧‧前饋式麥克風
306‧‧‧反饋式麥克風
307‧‧‧頭戴式耳機音訊信號
308‧‧‧經ANC補償的音訊信號
309‧‧‧前饋式麥克風信號
310‧‧‧反饋式麥克風信號

Claims (27)

  1. 一種系統，包括：具有麥克風之自動雜訊消除(ANC)頭戴式耳機，該麥克風被組構成產生麥克風信號，該ANC頭戴式耳機另具有至少二非零ANC增益位準；以及處理器，該處理器被組構成接收該麥克風信號，決定該麥克風信號的特性，基於該特性與至少一閾值的比較而從該等ANC增益位準中識別出修改後的ANC位準，並輸出對應於該修改後ANC位準的信號。
  2. 如申請專利範圍第1項之系統，其中，該麥克風為ANC反饋式麥克風，該ANC反饋式麥克風被組構成產生反饋式麥克風信號，且其中，該等ANC增益位準為反饋式ANC增益位準。
  3. 如申請專利範圍第2項之系統，其中，該處理器包含具有第一中心頻率的第一帶通濾波器和具有高於該第一中心頻率之第二中心頻率的第二帶通濾波器，其中，該第一帶通濾波器被組構成將該反饋式麥克風信號的低頻範圍濾波，其中，該第二帶通濾波器被組構成將該反饋式麥克風信號的中頻範圍濾波，且其中，該決定的特性包含該反饋式麥克風信號之該低頻範圍的功率值和該反饋式麥克風信號之該中頻範圍的功率值。
  4. 如申請專利範圍第3項之系統，其中，該第一帶通濾波器具有約20Hz到約600Hz的通帶，且其中，該第二帶通濾波器具有約500Hz到約2500Hz的通帶。
  5. 如申請專利範圍第3項之系統，其中，該處理器被組構成基於該低頻範圍之該功率值與第一閾值和該中頻範圍之該功率值與第二閾值的比較而從該等ANC增益位準中識別出該修改後的ANC位準，該第二閾值不等於該第一閾值。
  6. 如申請專利範圍第3項之系統，其中，該處理器另包含移動式視窗均方估測器，該移動式視窗均方估測器被組構成決定該反饋式麥克風信號之該低頻範圍的該功率值和該反饋式麥克風信號之該中頻範圍的該功率值。
  7. 如申請專利範圍第1項之系統，其中，該等ANC增益位準包含弱增益位準和大於該弱增益位準的強增益位準。
  8. 如申請專利範圍第7項之系統，其中，另包括音訊揚聲器，其中，該處理器被另組構成偵測音訊是否正被該音訊揚聲器所播放以及，當音訊正被播放時，輸出對應於該強增益位準的信號。
  9. 如申請專利範圍第7項之系統，其中，該等ANC增益位準包含大於該弱增益位準且小於該強增益位準的中間增益位準。
  10. 如申請專利範圍第1項之系統，其中，該處理器被另組構成使抗雜訊信號羽裂於關閉狀態與該等ANC增益位準的至少一個ANC增益位準之間，而且也使該抗雜訊信號羽裂於該等ANC增益位準的第一位準與該等ANC增益位準的第二位準之間。
  11. 如申請專利範圍第10項之系統，其中，該經羽裂的抗雜訊信號包含前饋式抗雜訊信號和反饋式抗雜訊信號。
  12. 如申請專利範圍第10項之系統，其中，該經羽裂的抗雜訊信號包含反饋式抗雜訊信號且無前饋式抗雜訊信號。
  13. 如申請專利範圍第10項之系統，另包括：在前饋式抗雜訊信號路徑與反饋式抗雜訊信號路徑之間的第一可控制增益；以及在該前饋式抗雜訊信號路徑與經羽裂之增益混頻器的輸出側之間的第二可控制增益，其中，該第一可控制增益被組構成選擇性地允許前饋式抗雜訊信號在該經羽裂之增益混頻器的輸入側從該前饋式抗雜訊信號路徑通過至該反饋式抗雜訊信號路徑，且其中，該第二可控制增益被組構成選擇性地允許該前饋式抗雜訊信號從該前饋式抗雜訊信號路徑通過至該經羽裂之增益混頻器的該輸出側。
  14. 如申請專利範圍第1項之系統，其中，該處理器被另組構成使該修改後的ANC位準與預定的音訊等化器(EQ)輪廓相符。
  15. 如申請專利範圍第1項之系統，其中，該輸出信號包含使初始的ANC增益位準增加或減少至該等ANC增益位準的其中一個ANC增益位準之請求。
  16. 一種具有自動雜訊消除(ANC)系統之頭戴式耳機中的ANC嘶嘶聲減少方法，該方法包括：決定ANC雜 訊位準之雜訊基準是否超過頻率範圍的環境雜訊位準，並且，如果決定該ANC雜訊位準之該雜訊基準超過該頻率範圍的該環境雜訊位準，則減少該ANC系統針對該頻率範圍之反饋式ANC增益，直到該ANC雜訊位準係低於該頻率範圍的該環境雜訊位準為止。
  17. 如申請專利範圍第16項之方法，其中，該反饋式ANC增益可從初始的增益位準減少至多個反饋式ANC增益位準的其中一個反饋式ANC增益位準。
  18. 如申請專利範圍第17項之方法，其中，該多個反饋式ANC增益位準包含中間增益位準和弱增益位準。
  19. 如申請專利範圍第18項之方法，其中，該初始的增益位準係大於該中間增益位準約5分貝，且其中，該中間增益位準係大於該弱增益位準約5分貝。
  20. 一種藉由連結至自動雜訊消除(ANC)頭戴式耳機之處理器來修改該ANC頭戴式耳機中之ANC增益位準的方法，該方法包括：從具有至少二非零ANC增益位準之ANC頭戴式耳機的麥克風中接收麥克風信號；決定該麥克風信號的特性；基於該特性與至少一閾值的比較而從該等ANC增益位準中識別出修改後的ANC位準；以及輸出對應於該修改後ANC位準的信號。
  21. 如申請專利範圍第20項之方法，其中，從具有帶有不同增益值之至少二非零ANC增益位準之ANC頭戴 式耳機的麥克風中接收麥克風信號包含從具有帶有不同增益值之至少二非零反饋式ANC增益位準之ANC頭戴式耳機的ANC反饋式麥克風中接收反饋式麥克風信號。
  22. 如申請專利範圍第21項之方法，其中，決定該麥克風信號的特性包含決定該反饋式麥克風信號之低頻範圍的功率值和該反饋式麥克風信號之中頻範圍的功率值，該低頻範圍具有低於該中頻範圍之中間頻率的中間頻率。
  23. 如申請專利範圍第22項之方法，其中，基於該特性與至少一閾值的比較而從該等ANC增益位準中識別出修改後的ANC位準包含基於該低頻範圍之該功率值與第一閾值和該中頻範圍之該功率值與第二閾值的比較而從該等ANC增益位準中識別出該修改後的ANC位準，該第二閾值不等於該第一閾值。
  24. 如申請專利範圍第20項之方法，其中，該等ANC增益位準包含弱增益位準、大於該弱增益位準的中間增益位準、和大於該中間增益位準的強增益位準，該方法另包括：偵測音訊是否正被該ANC頭戴式耳機的音訊揚聲器所播放；以及當音訊正被播放時，輸出對應於該強增益位準的信號。
  25. 如申請專利範圍第20項之方法，另包括：使抗雜訊信號羽裂於關閉狀態與該等ANC增益位準的至少一個ANC增益位準之間；以及 使該抗雜訊信號羽裂於該等ANC增益位準的第一位準與該等ANC增益位準的第二位準之間。
  26. 如申請專利範圍第25項之方法，另包括：選擇性地允許前饋式抗雜訊信號在該經羽裂之增益混頻器的輸入側從前饋式抗雜訊信號路徑通過至反饋式抗雜訊信號路徑；以及選擇性地允許該前饋式抗雜訊信號從該前饋式抗雜訊信號路徑通過至該經羽裂之增益混頻器的輸出側。
  27. 如申請專利範圍第20項之方法，另包括：使該修改後的ANC位準與預定的音訊等化器(EQ)輪廓相符。
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