WO2013069556A1 - ヘッドホン装置、端末装置、情報送信方法、プログラム、ヘッドホンシステム - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to a headphone device, a terminal device, a headphone system including the headphone device, an information transmission method for the terminal device, and a program for executing processing of the arithmetic processing device in the terminal device.
- the present invention relates to parameter setting for noise cancellation processing in a headphone device.
- An example of this type of noise cancellation system is an active noise reduction system that performs active noise reduction, and basically has the following configuration. That is, external noise (noise) is picked up by a microphone as an acoustic-electric conversion means, and a noise cancellation signal that is acoustically opposite to the noise is generated from the picked-up noise signal.
- the noise cancellation signal is synthesized with a sound signal originally intended for listening, such as music, and reproduced by a speaker. As a result, the noise is reduced by acoustically canceling the external noise.
- digital filter processing is used to generate the noise cancellation signal, but the filter characteristics can be changed according to the surrounding environment to optimize the noise cancellation according to the surrounding noise situation. it can.
- a headphone device includes a driver unit that outputs sound, a microphone that collects at least an external sound, and a noise cancellation signal generated by performing a filtering process on a sound-collected sound signal from the microphone, A noise cancellation processing unit that synthesizes an input audio signal to obtain an output audio signal, supplies the output audio signal to the driver unit, a communication unit that communicates with an external terminal device, and a transmission from the terminal device And a control unit that performs a process parameter setting process for the filter process of the noise cancellation processing unit based on the instruction information received by the communication unit.
- the terminal device of the present disclosure performs noise analysis on a sound collected sound signal from the microphone that collects at least a foreign sound, a communication unit that performs communication between the external headphone device, and the noise analysis result.
- a control / arithmetic unit that performs processing for generating instruction information for instructing a processing parameter related to noise cancellation processing in the headphone device and transmitting the instruction information from the communication unit to the headphone device;
- the information transmission method of the terminal device according to the present disclosure performs noise analysis on a collected sound signal by a microphone that picks up at least a foreign sound, and determines processing parameters related to noise cancellation processing in an external headphone device from the result of the noise analysis. Instruction information for instructing is generated, and the instruction information is transmitted to the headphone device.
- the program according to the present disclosure generates a process for performing noise analysis on a collected sound signal from a microphone that collects at least a foreign sound, and generates instruction information for instructing a processing parameter related to noise cancellation processing in an external headphone device from the noise analysis result. And a processing for transmitting the instruction information to the headphone device by the arithmetic processing unit in the terminal device.
- the terminal device of the present disclosure is based on a position detection unit that detects current position information, a communication unit that communicates with the external headphone device, and current position information detected by the position detection unit, A control / arithmetic unit that performs processing for generating instruction information for instructing a processing parameter related to noise cancellation processing in the headphone device and transmitting the instruction information from the communication unit to the headphone device;
- the information transmission method of the terminal device according to the present disclosure acquires current position information from a position detection unit that detects current position information, and sets processing parameters related to noise cancellation processing in an external headphone device based on the current position information. Instruction information for instructing is generated, and the instruction information is transmitted to the headphone device.
- the program according to the present disclosure includes a process for acquiring current position information from a position detection unit that detects current position information, and instruction information for instructing a processing parameter related to noise cancellation processing in an external headphone device based on the current position information.
- the headphone system of the present disclosure includes the above headphone device and the above terminal device.
- These techniques of the present disclosure execute parameter determination processing for noise cancellation processing based on noise analysis and position information on the terminal device side in order to improve the operation time of the headphone device. That is, on the terminal device side, based on the noise analysis result and the current position information, instruction information for instructing a processing parameter relating to noise cancellation processing in the headphone device is generated, and the instruction information is transmitted to the headphone device. In the headphone device, processing parameter setting processing for filter processing of the noise cancellation processing unit is performed based on the received instruction information. This reduces the processing resource burden on the headphone device side.
- FIG. 1 is an explanatory diagram of a headphone system according to an embodiment of the present disclosure.
- FIG. 1 is a block diagram of a headphone device according to a first embodiment. It is a block diagram of the portable terminal of a 1st embodiment. It is a flowchart of the parameter setting process of 1st Embodiment. It is explanatory drawing of the noise analysis and optimal NC determination process of embodiment. 5 is a flowchart of noise analysis and optimum NC determination processing according to the embodiment. It is a block diagram of the headphone apparatus of the modification of 1st Embodiment. It is a block diagram of the headphone apparatus of the modification of 1st Embodiment. It is a flowchart of the parameter setting process of 2nd Embodiment.
- the “headphone” in the description of the embodiments and the claims is a general term for a device that a user wears on the ear and listens to it. It also includes a type that is attached to the medial or ear canal.
- “noise cancellation” may be abbreviated as “NC”.
- noise cancellation (NC) system applied to a headphone device will be described with reference to FIGS.
- Active noise reduction systems include a feedback system (FB system) and a feedforward system (FF system).
- FB system feedback system
- FF system feedforward system
- FIG. 19 is a block diagram illustrating a configuration example of headphones to which the NC system is applied.
- FIG. 1 shows the configuration of only the right ear side portion of the listener (listener) 301 of the headphone device. This also applies to FIG. 21, FIG. 23, FIG. 24 described later, and the description of the embodiment described later. Needless to say, the portion on the left ear side is similarly configured.
- FIG. 19 shows a state in which the listener 301 is attached with the headphone device so that the right ear of the listener 301 is covered with a headphone housing (housing) 302 for right ear.
- a headphone driver unit (hereinafter simply referred to as a driver unit) 311 is provided as an electro-acoustic conversion means for acoustically reproducing an audio signal that is an electric signal.
- An input audio signal S (for example, a music signal) through the audio signal input terminal 312 is supplied to the power amplifier 315 as an output audio signal through the equalizer 313 and the adder 314.
- the audio signal that has passed through the power amplifier 315 is supplied to the driver unit 311 for sound reproduction, and the reproduction sound is emitted to the right ear of the listener 301.
- the audio signal input terminal 312 is composed of, for example, a headphone plug that is plugged into a headphone jack of a portable music player.
- a microphone 321 and a microphone amplifier as shown in the figure. (Hereinafter, simply referred to as a microphone amplifier) 322, an FB (Feedback) filter circuit 323 for noise cancellation, a memory 324, a memory controller 325, an operation unit 326, and the like are provided.
- FB Fallback
- the noise NZ ′ entering the music listening position of the listener 301 in the headphone housing 302 among the noise NZ outside the headphone housing 302 is reduced by a feedback method. So that you can listen to music in a good environment.
- noise is collected at an acoustic synthesis position (noise cancel point Pc) where the noise and the sound reproduction sound of the audio signal are synthesized, which is the music listening position of the listener 301.
- the noise collecting microphone 321 is provided at the noise cancellation point Pc inside the headphone housing (housing) 302. Since the sound at the position of the microphone 321 serves as a control point, the noise canceling effect Pc is taken into consideration at the position close to the normal ear, that is, the front surface of the diaphragm of the driver unit 311 in consideration of the noise attenuation effect. Is provided.
- the FB filter circuit 323 that generates a noise cancellation signal includes a DSP (Digital Signal Processor) 432, an A / D conversion circuit 431 provided in the preceding stage, and a D / A conversion circuit 433 provided in the subsequent stage. .
- the analog audio signal collected by the microphone 321 is supplied to the FB filter circuit 323 through the microphone amplifier 322 and converted into a digital audio signal by the A / D conversion circuit 431. Then, the digital audio signal is supplied to the DSP 432.
- the DSP 432 includes a digital filter for generating a feedback type digital noise cancellation signal. This digital filter generates a digital noise cancellation signal having a characteristic corresponding to a filter coefficient as a parameter set in the digital audio signal input thereto.
- the filter coefficient set in the digital filter of the DSP 432 is supplied from the memory 324 through the memory controller 325.
- a plurality of (a plurality of sets) parameters as will be described later are included in the memory 324 in order to reduce noise in a plurality of different noise environments using a noise cancellation signal generated by the digital filter of the DSP 432.
- the memory controller 325 reads one specific (one set) filter coefficient from the memory 324 and sets it as a digital filter of the DSP 432.
- the operation output signal of the operation unit 326 is supplied to the memory controller 325.
- the memory controller 325 selects and reads one specific (one set) filter coefficient from the memory 324 in accordance with the operation output signal from the operation unit 326, and sets it as a digital filter of the DSP 432.
- the digital filter of the DSP 432 generates a digital noise cancellation signal corresponding to the filter coefficient that is selectively read from the memory 324 via the memory controller 325 and set as described above. Then, the generated digital noise cancellation signal is converted into an analog noise cancellation signal by the D / A conversion circuit 433. This analog noise cancellation signal is supplied to the adder 314 as an output signal of the FB filter circuit 323.
- the adder 314 is supplied with the input audio signal (music signal or the like) S that the listener 301 wants to listen to through the audio signal input terminal 12 and the equalizer 313.
- the equalizer 313 corrects the sound quality of the input sound signal.
- the output of the equalizer 313 and the noise cancellation signal from the FB filter circuit 323 are combined by an adder 314 and supplied as an output audio signal to the driver unit 311 through the power amplifier 315 for sound reproduction.
- This reproduced sound includes a sound reproduction component by a noise cancellation signal generated in the FB filter circuit 323.
- the noise NZ ′ is reduced (cancelled) at the noise cancellation point Pc.
- FIG. 20 is a block diagram showing each part shown in FIG. 19 using its transfer function.
- A is a transfer function of the power amplifier 315
- D is a transfer function of the driver unit 311
- M is a transfer function corresponding to the microphone 321 and the microphone amplifier 322
- ⁇ is A transfer function of a filter designed for feedback.
- H is a transfer function of the space from the driver unit 311 to the microphone 321
- E is a transfer function of the equalizer 313 applied to the audio signal S for listening.
- Each of the above transfer functions is assumed to be expressed in a complex manner.
- N is noise that has entered the vicinity of the position of the microphone 321 in the headphone housing 302 from an external noise source
- P is the sound pressure that reaches the ear of the listener 301.
- the external noise is transmitted into the headphone housing 302 as a result of, for example, leaking as sound pressure from a gap in the ear pad portion, or as a result of the headphone housing 302 being vibrated by receiving sound pressure. 2 The case where sound is transmitted inside is considered.
- the audio signal S to be listened to in FIG. 20 is actually a sound of a microphone outside the housing (used as a hearing aid function), an audio signal via communication (used as a headset), etc. in addition to a music signal.
- This is a general term for signals to be reproduced by a headphone driver unit.
- H is a transfer function from the driver unit 311 to the microphone 321 (ear)
- a and D are transfer functions of the characteristics of the power amplifier 315 and the driver unit 311 respectively. Therefore, it can be seen that the same characteristics as those of headphones having no noise reduction function can be obtained.
- the transfer characteristic E of the equalizer 313 is substantially the same as the open loop characteristic seen on the frequency axis.
- the headphone device having the configuration shown in FIG. 19 can listen to the audio signal to be listened to without any trouble while reducing noise.
- the digital filter configured by the DSP 432 is set with a filter coefficient corresponding to the characteristics of the noise transmitted from the external noise NZ into the headphone housing 302. Need to be done.
- the filter coefficient corresponding to the characteristics of the noise transmitted from the external noise NZ into the headphone housing 302.
- a plurality of (multiple sets) filter coefficients corresponding to various noise environments are stored in advance in the memory 324, and an appropriate one is selected from the plurality of filter coefficients. Then, the digital filter configured in the DSP 432 of the FB filter circuit 323 is set.
- the filter coefficient to be set in the digital filter is calculated in advance in the memory 324 so as to collect noise in each of various noise environments and reduce (cancel) the noise. It is desirable to memorize it. For example, by collecting noise in various noise environments such as station platforms, airfields, airplanes, trains running on the ground, subway trains, buses, town crowds, large stores, etc. An appropriate device capable of reducing the noise is calculated in advance and stored in the memory 324. Then, the memory controller 325 selects an appropriate filter coefficient from a plurality (a plurality of sets) of filter coefficients stored in the memory 324 according to an operation using the operation unit 326 of the user.
- each set of filter coefficients is subway mode, airplane mode, bus mode, hustle mode (for convenience, these are collectively referred to as “NC mode”), etc., so that the user can select a mode by operation. To do. Therefore, the user can designate an optimum filter coefficient according to the current noise environment. For example, when the user is on the subway, the subway mode is instructed as the NC mode. Thereby, the filter coefficient of the subway mode is set in the digital filter configured in the DSP 432, and the noise canceling effect in the subway can be optimized.
- FIGS. 19 a headphone device for performing feedforward noise cancellation will be described with reference to FIGS.
- the same parts as those in FIG. 19 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
- a microphone 331 is basically installed outside the headphone housing 302, and the microphone 331 performs an appropriate filtering process on the collected noise NZ. Generate a cancel signal.
- the generated noise cancellation signal is acoustically reproduced by the driver unit 311 and the noise NZ ′ is canceled near the ear of the listener 301.
- the noise NZ picked up by the microphone 331 and the noise NZ ′ in the headphone housing 302 have different characteristics according to the difference in spatial position between them (including the difference between outside and inside the headphone housing 2). . Therefore, in the feedforward method, a noise cancellation signal is generated in consideration of a difference in spatial transfer function between the noise NZ picked up by the microphone 331 and the noise NZ 'at the noise cancellation point Pc.
- the DSP 442 includes a digital filter for generating a feedforward digital noise cancellation signal.
- This digital filter generates a digital noise cancellation signal having a characteristic corresponding to a filter coefficient as a set parameter from an input digital audio signal.
- the filter coefficient set in the digital filter of the DSP 442 may be supplied from the memory 324 through the memory controller 325, for example, as in the example of FIG. For example, the filter coefficient of the NC mode (subway mode etc.) selected according to the user operation is set.
- the digital noise cancellation signal generated by the DSP 442 is converted into an analog noise cancellation signal by the D / A conversion circuit 443.
- the analog noise cancellation signal is supplied to the adder 314 as an output signal of the FF filter circuit 333.
- the noise cancellation signal, the audio signal S via the audio signal input terminal 312 and the equalizer 313 are combined and supplied to the power amplifier 315.
- sound is reproduced from the driver unit 311.
- the reproduced sound includes a sound reproduction component by the noise cancellation signal generated by the FF filter 333.
- the noise NZ ′ is reduced (cancelled) at the noise cancellation point Pc.
- FIG. 22 shows a feedforward type noise reduction operation using a transfer function corresponding to FIG. “A” (transfer function of the power amplifier 315), “D” (transfer function of the driver unit 311), “H” (space transfer function from the driver unit 311 to the cancel point Pc), “E” ( The transfer function of the equalizer 313 and “P” (sound pressure reaching the ear of the listener 301) applied to the audio signal S to be listened to are the same as those shown in FIG. “M” is a transfer function corresponding to the part of the microphone 331 and the microphone amplifier 332, and “ ⁇ ” is a transfer function of a filter designed for feedforward.
- F is a transfer function from the position of the noise N of the external noise source 3 to the position of the listener ear cancellation point Pc
- F ′ is a transfer function from the noise source to the position of the microphone 331. is there.
- Each transfer function is assumed to be represented in a complex manner.
- the transfer function block of FIG. 22 can be expressed by the following (Equation 5).
- P ⁇ F′ADHM ⁇ N + FN + ADHS (Formula 5)
- (Expression 6) is self-evident from the expression, it means that the transfer function from the noise source to the ear position is imitated by an electric circuit including the transfer function ⁇ of the digital filter.
- FIG. 23 shows a configuration example of an NC system equipped with both a feedback system and a feedforward system.
- the case where both the feedforward method and the feedforward method are used is referred to as a composite method.
- the same parts as those in FIGS. 19 and 21 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
- the microphone 321, the microphone amplifier 322, and the A / D conversion circuit 344 have a feedback system configuration
- the microphone 331, the microphone amplifier 332, and the A / D conversion circuit 451 have a feed-forward system. It becomes composition.
- the filter circuit for generating the noise cancellation signal may be provided independently for the feedback system and the feedforward system, but here, an example using a filter circuit 340 that performs processing of both systems is shown.
- the filter circuit 340 includes an A / D conversion circuit 451, a DSP 452, and a D / A conversion circuit 453.
- the DSP 452 performs signal processing as the digital filter ( ⁇ ) of the FB filter circuit 323 and the digital filter ( ⁇ ) of the FF filter circuit 333, and the equalizer 313 and the adder 314.
- filter coefficient sets in the digital filter circuits 521 and 522 are stored in the memory 324, and the filter coefficients are set according to a user operation using the operation unit 326.
- noise reduction processing suitable for the noise environment is realized.
- FIG. 24 shows a case where an automatic selection method as described below is adopted in place of the operation unit 326 in the configuration of the feedforward method of FIG.
- the same parts as those in FIG. 21 are denoted by the same reference numerals.
- the DSP 442 of the FF filter circuit 333 includes not only the digital filter circuit 621 compatible with the feedforward method but also the noise analysis unit 622 and the optimum characteristic evaluation unit 623.
- the noise analysis unit 622 analyzes the characteristics of the noise collected by the microphone 331 and supplies the analysis result to the optimum filter coefficient evaluation unit 623.
- the optimum filter coefficient evaluation unit 623 selects a filter coefficient that has a noise reduction curve characteristic closest to a curve opposite to the noise characteristic curve based on the analysis result from the noise analysis unit 622, as the filter coefficient stored in the memory 324. Select from among them and determine an optimal set of filter coefficients. Then, the determination result is transmitted to the memory controller 325.
- the memory controller 325 reads the optimum filter coefficient set from the memory 324 according to the determination result, and sets it in the digital filter circuit 621.
- such automatic filter coefficient automatic determination can be applied not only to the feedforward NC system of FIG. 24 but also to a feedback or composite NC system.
- the user can effectively enjoy the noise reduction effect in the NC system without any operation burden.
- an arithmetic processing unit such as a DSP or a CPU is used as the process of the noise analysis unit 622 that analyzes the surrounding noise situation and the process of the optimum filter coefficient evaluation unit 623 using the result.
- a DSP or a CPU is used as the process of the noise analysis unit 622 that analyzes the surrounding noise situation and the process of the optimum filter coefficient evaluation unit 623 using the result.
- the noise cancellation processing is optimized while reducing the processing load of the headphone device by various methods described below.
- the headphone device 1 is a headphone having a noise canceling function (including a so-called earphone type).
- a plug 1a for inputting an audio signal is connected to a portable audio player (not shown) to input an audio signal such as music.
- the plug 1a (and the cord) is not necessarily required, and an audio signal may be input by wireless communication from a portable audio player, the portable terminal 2, or another device.
- the portable terminal 2 is, for example, a portable information processing device such as a cellular phone, a PDA (Personal Digital Assistant), a portable game machine, or a multifunctional cellular phone with a PDA function that has recently been called as a smartphone.
- the portable terminal 2 and the headphone device 1 can communicate various signals such as control information (instruction information) and stream signals by, for example, near field communication (Bluetooth (registered trademark), WiFi (wireless fidelity), etc.).
- Bluetooth registered trademark
- WiFi wireless fidelity
- the noise cancellation system provided in the headphone device 1 may be any of the above-described feedback method, feedforward method, and composite method.
- the noise cancellation system has a function of automatically setting optimum filter coefficients internally.
- the function of determining the optimum filter coefficient is not provided.
- the portable terminal 2 is provided with functions such as ambient noise analysis and position detection, and further, a filter coefficient determination function for generating an optimum noise cancellation signal according to them. Then, the instruction information related to the filter coefficient determination generated on the mobile terminal 2 side is transmitted to the headphone device 1.
- the headphone device 1 sets the filter coefficient in the NC system in accordance with the received instruction information, thereby providing the listener with a listening state under an optimized noise reduction effect.
- the mobile terminal 2 that is normally carried by the user together with the headphone device 1 is used to reduce processing resources and power consumption in the headphone device 1.
- the portable terminal 2 can execute a general-purpose UI (User Interface) and various applications, and includes various sensors. Basically, there is a usage situation where the user always carries the mobile terminal 2. Considering these, it can be said that the portable terminal 2 can be effectively used when the headphone device 1 is used.
- FIG. 2 is a block diagram of the internal configuration of the headphone device 1.
- the left and right channels for the stereo audio signal for example, only the component corresponding to the right ear of the user
- the other channel side may have the same configuration.
- the components of the noise cancellation system can be shared by the left and right channels.
- a digital input unit 23 and an A / D converter 24 are basically provided as a part for inputting an input audio signal such as music.
- a digital audio signal Adi or an analog audio signal Aa is supplied as an input audio signal from a connected music / audio source device (not shown) such as an audio player depending on the connection form. Note that only one of these may be input.
- the digital audio signal Adi input from the terminal 25 is subjected to necessary processing in the digital input unit 23 and is supplied to the multiplexer 22 as a digital audio signal.
- the digital input unit 23 performs a decoding process or the like according to the transmission format of the digital audio signal, and the digital audio signal as, for example, PCM linear audio data is supplied to the multiplexer 22.
- the analog audio signal Aa input from the terminal 26 is converted into a digital audio signal, for example, a digital audio signal as PCM linear audio data, by the A / D converter 24 and supplied to the multiplexer 22.
- An equalizer 19 is provided in the DSP 27 as a signal processing unit that performs signal processing on the input audio signal.
- the multiplexer 22 selects one of the digital audio signals (input audio signals) of the digital input unit 23 and the A / D converter 24 and outputs the selected digital audio signal to the equalizer 19 configured in the DSP 27.
- the equalizer 19 performs equalizing processing for sound quality correction and sound quality effect processing on the input sound signal.
- the noise cancellation signal generation processing system for the feedback system includes a microphone 14FB, a microphone amplifier 15FB, an A / D converter 16FB, and an FB-DNC (Feedback-Digital Noise Canceling) filter 17FB.
- the microphone 14FB is provided so as to collect the external environmental noise NZ ′ (and driver unit output sound) that has reached the headphone housing at the noise cancellation point Pc inside the headphone housing as described with reference to FIG. .
- the sound signal collected by the microphone 14FB and input by the microphone amplifier 15FB is converted into a digital sound signal by the A / D converter 16FB and supplied to the FB-DNC filter 17FB configured in the DSP 27.
- the FB-DNC filter 17FB is a digital filter for generating a feedback type digital noise cancellation signal, and performs filtering corresponding to the transfer function “ ⁇ ” described above.
- the adder 18 adds and synthesizes the input audio signal processed by the equalizer 19, the noise cancellation signal generated by the FF-DNC filter 17FF, and the noise cancellation signal generated by the FB-DNC filter 17FB.
- the output audio signal is supplied to the DAC / amplifier unit 20.
- the DAC / amplifier unit 20 D / A converts the output audio signal into an analog audio signal, and further performs power amplifier processing.
- the output audio signal is supplied to the driver unit 21, and the sound output is executed from the driver unit 21.
- the reproduced sound from the driver unit 21 includes noise cancellation signal components of the feedback method and the feedforward method, and at the noise cancellation point Pc shown in FIG. In a state where the noise NZ ′ is reduced, the reproduced sound related to the input sound signal such as music is heard by the listener.
- the DAC / amplifier unit 20 performs D / A conversion and analog per-amplifier processing.
- the driver unit 21 is a so-called digital driver, a configuration in which digital amplifier processing is performed may be used.
- the communication unit 13 performs data communication with the mobile terminal 2 by wireless communication such as Bluetooth or WiFi.
- the communication unit 13 receives NC mode instruction information transmitted from the mobile terminal 2 and transmits it to the control unit 11.
- the control unit 11 performs mode setting according to the input NC mode instruction information. That is, a filter coefficient set corresponding to the instructed NC mode is read from the memory unit 12 and the filter coefficients are set in the FF-DNC filter 17FF, the FB-DNC filter 17FB, and the equalizer 19.
- the control unit 11 also performs control processing for establishing communication with the portable terminal 2 by the communication unit 13 and various data transmission controls.
- the DSP 27 has the functions of the FF-DNC filter 17FF, the FB-DNC filter 17FB, the equalizer 19, and the adder 18. However, all or a part of these circuit units may be provided as independent hardware circuits. good. Alternatively, one or both of the A / D converters 16FF and 10FB may be components in the DSP 27.
- FIG. 3 shows an example of the internal configuration of the mobile terminal 2.
- the mobile terminal 2 is assumed to be a mobile phone, a portable information processing apparatus, and the like as described above, and has various configurations depending on the device. Here, only the portion related to the operation of the present embodiment is shown. Yes.
- the mobile terminal 2 includes a control / arithmetic unit 31, a memory unit 32, a communication unit 33, an operation unit 34, an A / D converter 35, a microphone amplifier 36, a microphone 37, and a network communication unit 39 as shown in the figure.
- the microphone 37 picks up surrounding sounds (including the ambient environmental noise NZ).
- the microphone 37 may be a microphone that is originally mounted for other purposes, such as a transmission microphone for a mobile phone function, or may be a dedicated microphone for collecting ambient noise.
- the audio signal collected by the microphone 37 is input and amplified by the microphone amplifier 36 and supplied to the control / calculation unit 31 as digital data by the A / D converter 35.
- the memory unit 32 comprehensively shows storage units such as a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and a flash memory, and stores various information and is used as a work area. As for the operation of the present embodiment, it is used for storing an application program activated by the control / arithmetic unit 31 and for storing an NC system database.
- the NC system database is a database of model names of the headphone device 1 and the like, filter coefficients corresponding to the employed NC system and various NC modes, and the like.
- An HDD (Hard Disk Drive), an optical disk, a memory card, or the like may be used as a storage medium for forming the memory unit 32.
- the operation unit 34 inputs user operation input information and notifies the control / calculation unit 31.
- the operation unit 34 is realized as an operation key formed on the casing of the mobile terminal 2 or a touch panel on the display screen of the mobile terminal 2.
- the communication unit 33 performs data communication with the headphone device 1 by wireless communication such as Bluetooth or WiFi.
- the network communication unit 39 performs various communications via a network such as the Internet or a public telephone line. For example, downloading and updating of application programs and databases can be performed via the network communication unit 39. For example, the above-mentioned NC system database and application software as an NC processing optimization program to be described next can be downloaded from an external server or the like by the network communication unit 39.
- the control / arithmetic unit 31 includes a CPU, a DSP, and the like, and controls the operation of each unit in the portable terminal 2 and performs arithmetic processing. For example, various functions as a mobile phone or an information processing apparatus are executed by the control / arithmetic unit 31 executing processes defined in the application program.
- an application program hereinafter referred to as “NC processing optimization program” for instruction signal transmission processing for the headphone device 1 is activated, so that the control / calculation unit 31 includes a sequence control unit illustrated in the figure.
- Functional blocks 31a, a noise analysis unit 31b, and an optimum NC determination unit 31c are realized as software functions.
- the sequence control unit 31a performs sequence control as an NC process optimization program. Specifically, noise analysis processing, optimal NC determination processing, communication processing, and the like are controlled in accordance with the rules of the NC processing optimization program.
- the noise analysis unit 31 b analyzes the noise NZ collected by the microphone 37.
- the optimum NC determination unit 31c determines the optimum NC mode in the NC system of the headphone device 1 from the noise analysis result.
- FIG. 4 shows processing executed by the NC processing optimization program in the control / calculation unit 31 in the portable terminal 2 and processing of the control unit 11 of the headphone device 1 performed correspondingly.
- Step F100 as the process of the portable terminal 2 indicates the generation of a process execution trigger of the NC process optimization program.
- the NC process optimization program may be always activated, or may be activated periodically or by a user operation. Further, it may be activated by performing some condition determination by automatic detection processing. For example, it may be activated by detecting changes in ambient noise conditions, current position changes, temperature changes, atmospheric pressure changes, altitude changes, movement speed changes, and the like. Various examples of activation will be described later.
- step F101 the control / calculation unit 31 of the portable terminal 2 performs the processing after step F101 according to the control of the sequence control unit 31a (NC processing optimization program).
- step F101 the control / calculation unit 31 performs communication establishment processing with the headphone device 1 by the communication unit 33. That is, a communication request is transmitted from the communication unit 33 and a communication connection state is established with the communication unit 13 of the headphone device 1.
- the control unit 11 performs control for establishing a connection by the communication unit 13 in response to a communication request from the portable terminal 2 in step F200.
- control / arithmetic unit 31 and the control unit 11 establish communication by performing a communication request, acknowledgment transmission / reception, authentication processing, and the like via the communication units 33 and 13.
- process of notifying the mobile terminal 2 of the model name of the headphone device 1, NC system information, etc. by establishing communication is also performed between the control / calculation unit 31 and the control unit 11.
- Communication such as the model name and NC system information is performed in order for the control / calculation unit 31 side to grasp the NC mode that can be executed in the headphone device 1 of the communication partner.
- step F102 the control / calculation unit 31 of the mobile terminal 2 performs a noise analysis process using the function as the noise analysis unit 31b.
- step F103 the optimum NC mode to be selected in the headphone device 1 is determined based on the noise analysis result by the function of the optimum NC decision unit 31c.
- FIG. 5A shows, for example, a filter coefficient group for the FB-DNC filter 17FB stored in the memory unit 12 on the headphone device 1 side as a curve (noise reduction curve) on the frequency axis.
- a curve noise reduction curve
- four types of filter coefficient sets are illustrated as (1) low frequency emphasis curve, (2) low mid frequency emphasis curve, (3) mid frequency emphasis curve, and (4) broadband curve. These four curves correspond to the four NC modes.
- a filter coefficient set corresponding to one of the curves is selected and set in the FB-DNC filter 17FB in response to an NC mode instruction.
- the filter coefficient sets of the FF-DNC filter 17FF and the equalizer 19 are also stored in accordance with, for example, four modes, and the control unit 11 selects and sets in accordance with an instruction of the NC mode. .
- control unit 31 receives the model name of the headphone device 1, and from the NC system database stored in the memory unit 32, grasps the NC mode (filter coefficient set) that can be selected in the headphone device 1 of the communication partner. You may make it do.
- FIG. 5B shows a configuration example of the noise analysis unit 31b and the optimum NC determination unit 31c in the control / calculation unit 31.
- the noise analysis unit 31b outputs the six band pass filters 81, 82, 83, 84, 85, 86 and the outputs of the six band pass filters 81, 82, 83, 84, 85, 86.
- the six energy value calculation storage units 91, 92, 93, 94, 95, and 96 that calculate the energy value as a dB value and store it in the built-in register.
- the pass center frequencies of the six band pass filters 81, 82, 83, 84, 85, 86 are 50 Hz, 100 Hz, 200 Hz, 400 Hz, 800 Hz, and 1.6 kHz.
- the optimum NC determination unit 31c grasps four sets of filter coefficients corresponding to the four types of noise reduction curves (1), (2), (3), and (4) shown in FIG.
- the control / calculation unit 31 stores four sets of filter coefficients on the work memory by being notified from the headphone device 1 side as described above or by reading from the NC system database. Further, the optimum NC determination unit 31c calculates the attenuation representative value (dB) at 50 Hz, 100 Hz, 200 Hz, 400 Hz, 800 Hz, and 1.6 kHz in each noise reduction curve (1), (2), (3), and (4). Value) is stored on the work memory corresponding to each filter coefficient.
- the attenuation representative values (dB values) at 50 Hz, 100 Hz, 200 Hz, 400 Hz, 800 Hz, and 1.6 kHz in the low-frequency emphasis curve (1) are B1 (0), B1 (1), B1 (2). .. Stored in association with the corresponding filter coefficients as B1 (5), and attenuation representative values (dB values) at 50 Hz, 100 Hz, 200 Hz, 400 Hz, 800 Hz, and 1.6 kHz in the low-mid range emphasis curve (2) ) Are stored in association with the corresponding filter coefficients as B2 (0), B2 (1), B2 (2)... B2 (5).
- B1 (0), B1 (1), B2 (0), and B2 (1) are illustrated.
- the optimum NC determination unit 31c stores the energy values A (0), A (1), A (2), A (3), A (4), A (4), stored in the energy calculation storage units 91 to 96, respectively.
- a difference between A (5) and the attenuation value representative value by the noise reduction curve by each filter coefficient stored in the memory 24 is detected, and the filter coefficient corresponding to the noise reduction curve having the smallest sum of the differences is determined as the optimum filter. Determined as a coefficient.
- the NC mode corresponding to the optimum filter coefficient is set as the optimum NC mode. That is, the difference between the energy values A (0), A (1), A (2), A (3), A (4), A (5) and the attenuation representative value by the noise reduction curve by each filter coefficient. This is because the sum of is equal to the residual of the attenuation result by each noise reduction curve with respect to the input noise, and the smaller the sum, the more the noise is reduced.
- the optimum NC determination unit 31c performs the operations of Step F33 to Step F35 for all of the noise reduction curves (1) to (4) to obtain an evaluation score corresponding to each noise reduction curve (Step F36). ).
- the optimal NC determination unit 31c can calculate the score values corresponding to all the curves, the optimal NC determination unit 31c determines that the attenuation curve having the smallest evaluation score value can expect the most noise attenuation effect, and this attenuation curve. Are determined as an optimum filter coefficient set (step F37). As a result, one optimum NC mode is selected.
- the above processing example is an example of the optimum NC mode determination. Other specific noise analysis methods and optimum filter coefficient determination methods are also conceivable.
- the optimum NC mode is determined by the above processing.
- the control / calculation unit 31 transmits instruction information indicating the optimum NC mode to the headphone device 1 side in step F104. That is, the instruction information indicating the optimum NC mode is generated as communication data and transmitted from the communication unit 33.
- the control unit 11 on the headphone device 1 side captures instruction information received by the communication unit 13 in step F201.
- processing for canceling communication via the communication units 33 and 13 is performed between the control / calculation unit 31 and the control unit 11.
- control unit 11 reads the filter coefficient from the memory unit 12 based on the NC mode indicated in the instruction information in step F203. In step F204, the control unit 11 sets the read filter coefficient in each filter of the DSP 27.
- a specific example of the above processing is as follows. For example, assume that the user gets on the subway.
- the filter coefficient set in the subway mode is determined as the optimum filter coefficient by the noise analysis process and the optimum NC determination process on the mobile terminal 2 side, and “subway mode” is instructed to the headphone device 1 side as instruction information.
- the control unit 11 on the headphone device 1 side sends the coefficient set for the FF-DNC filter 17FF, FB-DNC as the subway mode filter coefficient from the memory unit 12.
- the coefficient set for the filter 17FB and the coefficient set for the equalizer 19 are read out and set in the FF-DNC filter 17FF, the FB-DNC filter 17FB, and the equalizer 19, respectively.
- each filter in the DSP 27 executes subway mode filter processing.
- the headphone user (listener) is automatically switched to the optimum NC system setting according to the situation that he / she is on the subway, and can listen to music and the like with a high noise canceling effect.
- the user has a portable terminal 2 (for example, a smartphone) with a microphone 37 that can wirelessly communicate with the headphone device 1.
- a portable terminal 2 for example, a smartphone
- a microphone 37 that can wirelessly communicate with the headphone device 1.
- the DSP or CPU control / arithmetic unit 31
- noise analysis processing / optimum NC method / parameter calculation is performed.
- the result is notified to the headphone device 1 side so that the NC system operates in the optimum NC mode on the headphone device 1 side.
- the processing burden on the headphone device 1 side is remarkably reduced by executing processing with a large resource burden, such as noise analysis and optimum NC mode determination, on the mobile terminal 2 side having a relatively high processing capability.
- the user wears the headphone device 1 and carries the portable terminal 2 in, for example, a pants, shirt pocket, or bag.
- Noise in the general natural environment is dominated by low frequency components in terms of frequency characteristics, and is not susceptible to the characteristics of sound insulation when placed in a pocket or the like.
- the characteristics of the microphone 37 may vary greatly from one mobile terminal 2 to another. For example, this is because an application (NC processing optimization program) that performs sound collection / measurement / analysis on the mobile terminal 2 is used. If the characteristics of each model are held in the database (or downloaded and updated from the network), it is possible to analyze the characteristics after correcting the characteristics using this information.
- the portable terminal 2 can implement various functions by installing an application program as a so-called information processing apparatus.
- the mobile terminal 2 can be realized by installing, for example, an NC processing optimization program that performs the above processing. That is, if the NC processing optimization program is installed for a mobile terminal that is normally used by the user, the mobile terminal 2 of the embodiment is realized, and the headphone system of this example can be easily provided to the user.
- the mobile terminal 2 such as a mobile phone, a smartphone, or a PDA has a call function
- a microphone is always built in. Therefore, using the microphone as the microphone 37 in FIG. 3 to collect noise does not increase the device burden on the mobile terminal 2.
- the mobile terminal 2 since many mobile terminals 2 in recent years have a communication function such as a Bluetooth method, the mobile terminal 2 often has a configuration as the communication unit 33. Also in this respect, the mobile terminal 2 of this example can be realized using a mobile phone, a smartphone, or the like owned by the user. That is, the mobile terminal 2 in this example can be realized by installing the NC processing optimization program on a mobile phone already owned by the user.
- a processing unit for noise analysis and optimum NC mode determination is provided in one portable terminal 2 and can be shared by a plurality of headphone devices 1. This is advantageous in UI sharing and space.
- each headphone device 1 can be combined with one mobile terminal 2 to realize the headphone system of this example, and the headphones to be used. Different mobile terminals 2 are not required depending on the device 1.
- Various activation triggers for the processing on the portable terminal 2 side in step F100 in FIG. 4 can be considered.
- the control / calculation unit 31 measures the time from the previous execution with an internal timer, and a predetermined time may be used as a start trigger.
- the processing of FIG. 4 is executed at predetermined time intervals such as every several seconds, every several tens of seconds, every one to several minutes, every ten to thirty minutes, or the like.
- the mobile terminal 2 may always detect the external sound status and generate a start trigger when a change in the external noise status is detected. For example, when a change in the average value of the noise level per unit time or a significant change in the frequency characteristic is detected, the process of FIG.
- the processing of the noise analysis unit 31b may be executed at all times, and the activation trigger may be generated when it is determined that the surrounding noise situation has changed.
- the mobile terminal 2 may be provided with a position sensor, a temperature sensor, an atmospheric pressure sensor, an altitude sensor, a moving speed sensor, and the like, and it may be determined that an activation trigger has occurred according to the detected information. Performing the trigger detection as described above is preferable because the optimization of the NC system is automatically executed without any operation by the user.
- the activation trigger may be determined as a user operation.
- the process of FIG. 4 is performed as an activation trigger.
- an operation unit is provided on the headphone device 1 side, and when the operation unit is operated, the control unit 11 of the headphone device 1 transmits activation trigger information from the communication unit 13 to the mobile terminal 2, and The received control / calculation unit 31 may recognize that the activation trigger has occurred. According to the user operation, when the user does not feel the optimal NC mode, it can be reset.
- the activation trigger determination may not be performed sequentially, and the NC process optimization program may be constantly executed.
- the noise analysis process and the optimum NC mode determination process described in steps F102 and F103 are always executed on the mobile terminal 2 side.
- communication establishment processing is performed with the headphone device 1 so that instruction information is transmitted to the headphone device 1.
- the filter coefficient of the equalizer 19 is set according to the NC mode.
- the memory unit 12 stores parameters (filter coefficients) for changing the equalizer characteristics of the equalizer 19 corresponding to each of the plurality of filter coefficients of the digital filter, and according to the NC mode. It is appropriate to change the equalizer characteristics.
- the headphone device 1 shown in FIG. 2 is an example in which a composite NC system is installed.
- a feedback NC system is installed or a feedforward NC system is also conceivable.
- FIG. 7 is a block diagram of a configuration of a headphone device 1 equipped with a feedforward type NC system.
- FIG. 8 is a block diagram of the configuration of the headphone device 1 equipped with a feedback NC system.
- FIG. 7 shows a configuration example in which a noise cancellation signal is generated by a feedback system circuit such as a microphone 14 FB, a microphone amplifier 15 FB, an A / D converter 16 FB, and an FB-DNC filter 17 FB and synthesized with an input audio signal by an adder 18.
- a noise canceling effect similar to that of the configuration of FIG. 21 can be obtained.
- control unit 11 sets the filter coefficient for generating the noise cancellation signal and the filter coefficient of the equalizer 19 according to the NC mode indicated by the instruction information from the mobile terminal 2. To. Thereby, the effect of reducing the processing burden of the headphone device 1 and reducing power consumption can be obtained.
- the configurations of the headphone device 1 and the portable terminal 2 are the same as those shown in FIGS.
- the headphone device 1 may not store the filter coefficient set corresponding to the NC mode in the memory unit 12.
- filter coefficient sets for various NC modes corresponding to various headphone devices 1 are stored in the memory unit 32. For example, you may hold
- FIG. 9 shows a processing example of the control / calculation unit 31 and the control unit 11. If the control / calculation unit 31 determines in step F110 that an activation trigger for the NC process optimization program has occurred, the control / calculation unit 31 performs communication establishment processing in step F111. Correspondingly, the control unit 11 of the headphone device 1 also performs communication establishment processing in step F210. When communication is established, necessary information is transmitted. For example, the control unit 11 notifies the portable terminal 2 of the model name of the headphone device 1 and the NC system type.
- the control / calculation unit 31 of the portable terminal 2 performs a noise analysis process in step F112, and performs an optimum NC mode determination in step F113. For example, this is the process described in the first embodiment.
- the filter coefficient set related to the determined optimum NC mode is read from the memory unit 32, and transmission data including the filter coefficient set is generated.
- the control / calculation unit 31 causes the communication unit 33 to transmit this transmission data (instruction information) in step F115.
- step F ⁇ b> 211 the control unit 11 of the headphone device 1 takes in instruction information including the filter coefficient set itself received by the communication unit 13.
- Step F116 and Step F212 processing for canceling communication via the communication units 33 and 13 is performed between the control / calculation unit 31 and the control unit 11.
- the control unit 11 sets the filter coefficient included in the instruction information in each filter of the DSP 27 in step F213.
- the filter coefficient set in the subway mode is determined as the optimal filter coefficient by the noise analysis process and the optimal NC determination process on the mobile terminal 2 side, and the actual filter coefficient is included in the instruction information and transmitted to the headphone device 1 side. Is done.
- the control unit 11 on the headphone device 1 side that has received the instruction information takes in the coefficient set for the FF-DNC filter 17FF, the coefficient set for the FB-DNC filter 17FB, and the coefficient set for the equalizer 19 included in the instruction information. Are set in the FF-DNC filter 17FF, the FB-DNC filter 17FB, and the equalizer 19.
- each filter in the DSP 27 executes subway mode filter processing.
- the headphone user listener
- the headphone user is automatically switched to the optimum NC system setting according to the situation that he / she is on the subway, and can listen to music and the like with a high noise canceling effect.
- the effects of reducing the resource burden on the headphone device 1 and reducing the power consumption can be obtained.
- the second embodiment it is not necessary to store the filter coefficient set on the headphone device 1 side, and memory resources can be saved.
- the present invention is not limited to a specific NC mode, and the filter coefficient of the NC system can be controlled in various ways from the mobile terminal 2 side. It can be realized flexibly. For example, when the mobile terminal 2 downloads a new filter coefficient set, it becomes possible to set the new filter coefficient set in the headphone device 1. As a result, the performance and diversity of the headphone device 1 can be improved. It can also be realized.
- FIG. 10 shows a configuration example of the headphone device 1. Note that the same parts as those in FIG. In the case of FIG. 10, as can be seen in comparison with FIG. 2, the input path of the input audio signal (terminals 25 and 26, digital input unit 23, A / D converter 24, multiplexer 22 in FIG. 2) is not provided. .
- the communication unit 13 receives not only instruction information but also stream audio data. Stream audio data transmitted from the portable terminal 2 is received by the communication unit 13 and supplied to the equalizer 19 as an input audio signal. Other configurations are the same as those in FIG.
- FIG. 11 shows the configuration of the mobile terminal 2.
- a content storage unit 38 is provided.
- it is configured by an HDD, a memory card, an optical disk, and the like.
- the content storage unit 38 stores, for example, stream data as music content.
- the control / calculation unit 31 selects and reads out music content from the content storage unit 38 and performs control to transmit the stream data from the communication unit 33 to the headphone device 1.
- the mobile terminal 2 also functions as a music source (input audio signal source) of the headphone device 1. That is, the user operates the mobile terminal 2 as an audio player. Then, the reproduced music is transmitted to the headphone device 1 as stream audio data, and is acoustically reproduced from the driver unit 21 via the equalizer 19, the adder 18, and the DAC / amplifier unit 20, and can be listened to by the user. The user may not have an audio player or the like separately from the portable terminal 2.
- the stream audio data received by the network communication unit 39 instead of the content storage unit 38 may be transmitted from the communication unit 33 to the headphone device 1.
- music can be transmitted from a predetermined server, or music data placed on a so-called cloud can be received by the portable terminal 2 and transmitted to the headphone device 1 to be listened to by the listener.
- FIG. 10 shows that the output of the microphone amplifier 15FF can be supplied to the communication unit 13.
- the microphone 14FF is used as a microphone for transmission, for example.
- the user's voice is collected by the microphone 14FF, and this is transmitted as stream data from the communication unit 13 to the mobile terminal 2.
- the portable terminal 2 transmits the voice signal received by the communication unit 33 by telephone as transmitted voice.
- the control / calculation unit 31 is not provided with the noise analysis unit 31b but is provided with the detection information capturing unit 31d. That is, the function of the detection information capturing unit 31d is executed by the control / calculation unit 31 by the NC process optimization program.
- a position detection unit 40 is provided.
- the position detector 40 is a GPS (Global Positioning System) receiver, for example, and can detect current position information (latitude / longitude) and current speed information.
- the detection information capturing unit 31d in the control / calculation unit 31 performs processing for capturing the current position information detected by the position detection unit 40 at a necessary timing defined by the sequence control unit 31a.
- the memory unit 32 stores application software such as an NC processing optimization program and the NC system database.
- the memory unit 32 stores a map database.
- the control / calculation unit 31 refers to the map database, and corresponds to the current position information (latitude / longitude) detected by the position detection unit 40.
- the actual location name, address, address, facility, transportation, etc. You can know information about the surrounding environment.
- the map database may be downloaded from a server on the network by the network communication unit 39, or if the portable terminal 2 is provided with a portable media playback unit such as a memory card or an optical disk, those portable media. May be stored in the memory unit 32.
- step F101 the control / calculation unit 31 performs communication establishment processing with the headphone device 1 by the communication unit 33.
- the control unit 11 of the headphone device 1 performs communication establishment processing in step F200.
- the process so far is the same as the process described in FIG.
- step F102A the control / calculation unit 31 of the portable terminal 2 captures the current position information (latitude / longitude) from the position detection unit 40 by the function as the detection information capturing unit 31d, and refers to the map database to Determine the ambient noise environment of the location. For example, as an ambient noise environment for the current position where the user is, a city area, a train, a subway, a car (bus), an airplane, or the like is determined. Note that it may be difficult to determine the ambient noise environment using only the position information. For example, even if it is known that the vehicle is on a road by referring to the map database from the current position information, it is difficult to determine whether it is on a bus or the like.
- speed information can be obtained together with position information. Therefore, the noise environment may be determined more accurately by using the position information and the speed information together.
- the control / calculation unit 31 transmits instruction information indicating the optimum NC mode to the headphone device 1 side in step F104. That is, the instruction information indicating the optimum NC mode is generated as communication data and transmitted from the communication unit 33.
- the control unit 11 on the headphone device 1 side captures instruction information received by the communication unit 13 in step F201.
- step F105 and step F202 processing for canceling communication via the communication units 33 and 13 is performed between the control / calculation unit 31 and the control unit 11.
- the control unit 11 reads the filter coefficient from the memory unit 12 based on the NC mode indicated in the instruction information in step F203.
- the control unit 11 sets the read filter coefficient in each filter of the DSP 27.
- a specific example of the above processing is as follows. For example, assume that the user gets on the subway. In that case, it is determined that the vehicle is in the subway car by detecting the position of the mobile terminal 2 and determining the noise environment, the subway mode is optimal, and “subway mode” is instructed to the headphone device 1 side as instruction information. In response to this instruction information, the control unit 11 on the headphone device 1 side, from the memory unit 12, as a subway mode filter coefficient, a coefficient set for the FF-DNC filter 17 FF, a coefficient set for the FB-DNC filter 17 FB, and a coefficient for the equalizer 19 The sets are read out and set in the FF-DNC filter 17FF, the FB-DNC filter 17FB, and the equalizer 19, respectively.
- each filter in the DSP 27 executes subway mode filter processing.
- the headphone user listener
- the headphone user is automatically switched to the optimum NC system setting according to the situation that he / she is on the subway, and can listen to music and the like with a high noise canceling effect.
- the control unit 11 on the headphone device 1 side that has received the instruction information takes in the coefficient set for the FF-DNC filter 17FF, the coefficient set for the FB-DNC filter 17FB, and the coefficient set for the equalizer 19 included in the instruction information.
- a configuration example in which stream data such as music is transmitted from the portable terminal 2 to the headphone device 1 by applying the concept of the third embodiment is also possible.
- the noise situation when the noise situation is always determined, it reacts sensitively due to sudden noise on the spot. It is assumed that the filter coefficient setting is changed unnecessarily.
- voice information is not used, and the user's current location (noise environment) is estimated from the current position detection (and current movement speed), so that it does not react to sudden noise.
- the noise environment can be accurately determined, and the optimum NC mode can be easily determined according to the noise environment type.
- control / calculation unit 31 can determine the optimum NC mode by a simple process of taking position information and referring to the map database, so that the processing load on the portable terminal 2 side can be reduced. Therefore, even in the case of a device not equipped with a microphone (for example, in the case of a PDA) or a simple portable device with small processing resources, it can be realized as the portable terminal 2 of this example.
- the activation trigger for the process on the portable terminal 2 side in step F100 in FIG. 13 can be considered variously, as in the case described with reference to FIG. 4 of the first embodiment. That is, the processing in FIG. 13 is periodically performed every predetermined time, is executed according to detection information of a position sensor, a temperature sensor, an atmospheric pressure sensor, an altitude sensor, and a moving speed sensor, or is triggered by a user operation. And so on.
- the configuration of the fourth embodiment includes a position detector 40 (also serving as a speed detector) as a GPS receiver, position detection and speed detection are always performed, and changes in position and speed are more than a predetermined value. It is also preferable to execute the processing in FIG.
- the activation trigger determination may not be performed sequentially, and the NC process optimization program may be constantly executed.
- the position detection process and the optimum NC mode determination process described in steps F102A and F103A are always executed on the mobile terminal 2 side.
- communication establishment processing is performed with the headphone device 1 so that instruction information is transmitted to the headphone device 1.
- the map database is stored in the memory unit 32.
- the map database is not necessarily provided in the portable terminal 2.
- the control / calculation unit 31 transmits the current position information to the external server through the network communication unit 39.
- the external server refers to the map database for the current position information that has been transmitted, determines the noise environment, and transmits it to the mobile terminal 2. By receiving this, the mobile terminal 2 can determine the noise environment without storing the map database.
- the optimal NC mode determination function may be executed by the external server, and the mobile terminal 2 may receive information on the optimal NC mode (or more specific filter coefficient information) from the external server. .
- the portable terminal 2 may not have the function of determining the optimum NC mode. That is, a so-called cloud computing method is used so that an optimum NC mode (or an optimum filter coefficient itself when the concept of the second embodiment is applied) is obtained and transmitted to the headphone device 1 as a result. It may be a thing.
- a map display is executed on the mobile terminal 2, and the user inputs a school / commuting route in advance. It is possible to automatically determine mobile traffic sections and walking sections on the commuting / commuting route before departure and use, and according to the surrounding environment by tracing the user's own position with GPS during actual commuting / commuting
- the optimum NC can be provided to the headphone main body.
- the control / calculation unit 31 can automatically set the section RA as a walking route, the section RB as a bus route, the section RC as a subway route, and the section RD as a walking route.
- the user may input information such as walking or bus.
- a walking (city) mode, a bus mode, a subway mode, or the like is prepared as the NC mode, NC mode control according to the current position can be appropriately performed. That is, when the current position is determined to be within the section RA, the walking mode is selected. When the current position is determined to be within the section RB, the bus mode is selected.
- the subway mode is selected.
- automatic determination is executed by the portable terminal 2 as in the walking mode, and NC mode setting is performed on the headphone device 1 side. The user can always listen to music in the optimal NC mode on the school / commuting route.
- NC modes are prepared and selected from them, it is preferable to automatically set the corresponding NC mode in each section on this route.
- FIG. 15 shows a configuration example in which noise analysis and position detection are used together. That is, the portable terminal 2 includes a microphone 37, a microphone amplifier 36, and an A / D converter 35, and the control / calculation unit 31 includes a noise analysis unit 31b. In addition, a position detection unit 40 is provided, and the control / calculation unit 31 has a detection information capturing unit 31d.
- the memory unit 32 stores an NC system database and a map database.
- FIG. 16 is a configuration example in which a temperature detection unit 42, an atmospheric pressure detection unit 43, and an altitude detection unit 44 are added to the configuration of the mobile terminal 2 of the fourth embodiment described above.
- a temperature detection unit 42 By detecting the temperature with the temperature detector 42, it is possible to correct the filter coefficient in accordance with the noise environment estimated from the position information.
- the atmospheric pressure detection unit 43 By detecting the atmospheric pressure with the atmospheric pressure detection unit 43, it is possible to accurately determine the noise environment such as in an airplane. Furthermore, the user's hearing changes greatly depending on the atmospheric pressure. For this reason, it is possible to adjust the filter coefficient in accordance with the atmospheric pressure.
- altitude detection by the altitude detecting unit 44 By performing altitude detection by the altitude detecting unit 44, it is possible to accurately determine the noise environment such as in an aircraft.
- FIG. 17 is a configuration example in which a temperature detection unit 42, an atmospheric pressure detection unit 43, and an altitude detection unit 44 are added to the configuration of the mobile terminal 2 of the first embodiment described above. As in the case of FIG. 16, the detection information of each detection unit can be used.
- the portable terminal 2 includes a part or all of a temperature detection unit 42 that detects current temperature information, an atmospheric pressure detection unit 43 that detects current atmospheric pressure information, and an altitude detection unit 44 that detects current altitude information.
- the control / calculation unit 31 can generate more appropriate instruction information using any one of the temperature information, the atmospheric pressure information, and the altitude information in addition to the noise analysis result or the noise environment determination result based on the position.
- FIG. 18 illustrates a situation in which the mobile terminal 2 or the headphone device 1 having a position detection function and a communication function for uploading uploads information to the database 4 on the network (cloud).
- the current position information From the mobile terminal 2 or the headphone device 1 of each user, the current position information, the analysis information of the actually observed ambient noise, the model information (for correcting the characteristic sensitivity of the microphone 37), the user comment (for example, how to use the optimum NC mode) It is configured to send comments to the database 4 side in the cloud via the application.
- the server side when uploading the current position information from the mobile terminal 2, the server side performs noise environment information, optimum NC mode, or optimum filter coefficient determination processing, and simply receives the result. Processing is also possible. In this case, even with the mobile terminal 2 having few internal calculation resources, it is possible to cause the headphone device 1 to execute an appropriate NC mode without performing detailed analysis by using information from such a cloud.
- the management / development organization 5 updates the filter coefficient in the NC mode, develops a new NC mode, and provides users with the results. It is possible to provide feedback.
- the NC system developer mainly the engineer of the manufacturer
- the management / development organization 5 who sees this information will be based on this information.
- the newly created NC mode flows to the headphone device 1 via the portable terminal 2.
- the model name of the connected headphone device 1 can be known. Inquiries to the cloud can be made using this model name.
- NC modes digital filters
- the index is specified, and if it is a new NC mode, the filter entity (coefficient value, and , It is possible to use a new filter that has not been used in the past.
- the program of the embodiment is the NC process optimization program described in the first to fourth embodiments.
- the NC processing optimization program described in the first to third embodiments includes a process for performing noise analysis on a collected sound signal by a microphone 37 that collects at least an external sound, and an external headphone device based on the noise analysis result.
- Processing for generating instruction information instruction information for instructing the filter coefficient itself in the NC mode or NC mode
- This is a program to be executed by the arithmetic processing device (DSP or CPU as the control / arithmetic unit 31) of the portable terminal 2.
- the NC process optimization program described in the fourth embodiment is based on the process of acquiring the current position information from the position detection unit 40 that detects the current position information, and the external headphone device 1 based on the current position information.
- a process for generating instruction information (instruction information for instructing the filter coefficient itself in the NC mode or the NC mode) and a process for transmitting the instruction information to the headphone device 1 are carried in the portable mode.
- This is a program to be executed by the arithmetic processing device (DSP or CPU as the control / arithmetic unit 31) of the terminal 2.
- Such a program can be recorded in advance in a flash memory, a ROM, an HDD, a ROM in a microcomputer, or the like as a recording medium built in the portable terminal 2.
- the program is temporarily or permanently stored on a removable recording medium such as a flexible disk, CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), MO (Magnet optical) disk, DVD (Digital Versatile Disc), magnetic disk, and semiconductor memory. Can be stored (recorded).
- a removable recording medium can be provided as so-called package software.
- the program can be downloaded from a download site via a network such as a LAN (Local Area Network) or the Internet.
- a general-purpose portable terminal device can be made to function as the portable terminal 2 of the embodiment. And with such a program, the portable terminal 2 of embodiment can be provided widely to a user, and a user can enjoy the effect of the headphone system of each embodiment easily.
- the portable terminal 2 and the headphone device 1 have been described as examples in which wireless communication is performed, wired communication may be performed. Further, although the headphone device 1 is referred to as a stereo headphone in the description, it may be a monaural headphone having an NC system.
- the NC mode or the filter coefficient itself is transmitted from the portable terminal 2 to the headphone device 1 as the instruction information, various other instruction information (control information) may be transmitted. For example, the volume control according to the noise analysis result or the noise environment determined from the current position, the sound quality correction (equalizing filter coefficient) that is not directly related to the NC mode, the control signal for the acoustic effect processing, or the like may be transmitted. Good.
- the selection control information may be transmitted as instruction information.
- the portable terminal 2 is assumed to be a “portable” device, but is not necessarily limited to a portable type.
- a fixed terminal device that performs the processing described in the embodiment is arranged in various places. It is also possible to communicate with the communicable headphone device 1 (headphone device 1 owned by the approaching user) and transmit the instruction information of the NC mode or the filter coefficient itself.
- the headphone device of the present technology may also have the following configuration.
- a driver unit that performs audio output;
- a microphone that picks up at least foreign sounds, Noise that is generated by filtering the collected sound signal from the microphone to generate a noise canceling signal, combining the noise canceling signal and the input sound signal to obtain an output sound signal, and supplying the output sound signal to the driver unit
- a cancellation processing unit A communication unit for communicating with an external terminal device; Based on the instruction information transmitted from the terminal device and received by the communication unit, a control unit that performs processing parameter setting processing for the filter processing of the noise cancellation processing unit, Headphone device equipped with.
- the headphone device (2) a signal processing unit that performs signal processing on the input audio signal;
- the headphone device (1), wherein the control unit performs processing parameter setting processing of the signal processing unit based on instruction information received by the communication unit.
- a storage unit for storing the processing parameters is provided,
- the said control part is a headphone apparatus as described in said (1) or (2) which reads a process parameter from the said memory
- the communication unit receives the processing parameter as the instruction information, The headphone device according to (1) or (2), wherein the control unit performs the setting process using the processing parameter received by the communication unit.
- the headphone device any one of (1) to (4), wherein the communication unit also receives an audio signal, and the audio signal is used as the input audio signal.
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Abstract
本開示は、ヘッドホン装置のノイズキャンセル処理においてパラメータ制御の処理負担を軽減することができるようにするヘッドホン装置、端末装置、情報送信方法、プログラム、ヘッドホンシステムに関する。 ヘッドホン装置と通信可能な端末装置において、外来ノイズの解析や位置情報に基づいて、ノイズキャンセル処理に適したパラメータ判定を行い、ヘッドホン装置におけるノイズキャンセル処理に係る処理パラメータを指示する指示情報を生成する。これをヘッドホン装置側に送信する。ヘッドホン装置では指示情報に応じてノイズキャンセル処理の処理パラメータ設定を行う。これによりヘッドホン装置側でのノイズキャンセル処理の最適化パラメータの判定処理を不要とする。
Description
本開示は、ヘッドホン装置と端末装置、及びこれらを有するヘッドホンシステム、さらには端末装置の情報送信方法と端末装置における演算処理装置の処理を実行させるプログラムに関する。特にはヘッドホン装置におけるノイズキャンセル処理のパラメータ設定に関する。
上記特許文献1,2,3にも開示されているように、携帯型のオーディオプレーヤ等に用いるヘッドホンにおいて外部環境のノイズ(騒音)を低減して、リスナに対して、外部ノイズを低減した良好な再生音場空間を提供するようにしたノイズキャンセルシステムが知られている。
この種のノイズキャンセルシステムの一例は、アクティブなノイズ低減を行なうアクティブ方式のノイズ低減システムで、基本的には、次のような構成を備える。
すなわち、音響-電気変換手段としてのマイクロホンで外部ノイズ(騒音)を収音し、その収音したノイズの音声信号から、ノイズとは音響的に逆相のノイズキャンセル信号を生成する。このノイズキャンセル信号を、音楽等の本来の聴取目的たる音声信号と合成してスピーカで音響再生する。これにより外来ノイズが音響的に相殺されるようにしてノイズを低減するものである。
すなわち、音響-電気変換手段としてのマイクロホンで外部ノイズ(騒音)を収音し、その収音したノイズの音声信号から、ノイズとは音響的に逆相のノイズキャンセル信号を生成する。このノイズキャンセル信号を、音楽等の本来の聴取目的たる音声信号と合成してスピーカで音響再生する。これにより外来ノイズが音響的に相殺されるようにしてノイズを低減するものである。
ここで、ノイズキャンセル信号を生成するためにはデジタルフィルタ処理が用いられるが、そのフィルタ特性は周囲環境に応じて変化させることで、周囲のノイズ状況に応じたノイズキャンセルの最適化を図ることができる。
ところがこのためには、周囲のノイズ状況を解析し、その特性に適したフィルタ特性(例えば係数パラメータ)を求めなければならず、処理負担の大きな演算を要する。このため、ヘッドホン装置に高い演算能力が要求されたり、消費電力の増大により、通常電池駆動されるヘッドホン装置の稼働時間が減少してしまうという問題が生ずる。
そこで本開示では、ヘッドホン装置の処理負担を軽減しつつ、ノイズキャンセル処理の最適化を実現する技術を提供することを目的とする。
本開示のヘッドホン装置は、音声出力を行うドライバユニットと、少なくとも外来音を収音するマイクロホンと、上記マイクロホンによる収音音声信号についてフィルタ処理を行ってノイズキャンセル信号を生成し、該ノイズキャンセル信号と入力音声信号を合成して出力音声信号を得、該出力音声信号を上記ドライバユニットに供給するノイズキャンセル処理部と、外部の端末装置との間で通信を行う通信部と、上記端末装置から送信され、上記通信部で受信した指示情報に基づいて、上記ノイズキャンセル処理部のフィルタ処理についての処理パラメータの設定処理を行う制御部とを備える。
本開示の端末装置は、少なくとも外来音を収音するマイクロホンと、外部の上記ヘッドホン装置との間で通信を行う通信部と、上記マイクロホンによる収音音声信号についてノイズ解析を行い、ノイズ解析結果から上記ヘッドホン装置におけるノイズキャンセル処理に係る処理パラメータを指示する指示情報を生成し、該指示情報を上記通信部から上記ヘッドホン装置へ送信させる処理を行う制御・演算部とを備える。
また本開示の端末装置の情報送信方法は、 少なくとも外来音を収音するマイクロホンによる収音音声信号についてノイズ解析を行い、上記ノイズ解析の結果から外部のヘッドホン装置におけるノイズキャンセル処理に係る処理パラメータを指示する指示情報を生成し、上記指示情報を上記ヘッドホン装置に対して送信する。
本開示のプログラムは、少なくとも外来音を収音するマイクロホンによる収音音声信号についてノイズ解析を行う処理と、ノイズ解析結果から外部のヘッドホン装置におけるノイズキャンセル処理に係る処理パラメータを指示する指示情報を生成する処理と、上記指示情報を上記ヘッドホン装置に対して送信する処理とを端末装置における演算処理装置に実行させるプログラムである。
また本開示の端末装置の情報送信方法は、 少なくとも外来音を収音するマイクロホンによる収音音声信号についてノイズ解析を行い、上記ノイズ解析の結果から外部のヘッドホン装置におけるノイズキャンセル処理に係る処理パラメータを指示する指示情報を生成し、上記指示情報を上記ヘッドホン装置に対して送信する。
本開示のプログラムは、少なくとも外来音を収音するマイクロホンによる収音音声信号についてノイズ解析を行う処理と、ノイズ解析結果から外部のヘッドホン装置におけるノイズキャンセル処理に係る処理パラメータを指示する指示情報を生成する処理と、上記指示情報を上記ヘッドホン装置に対して送信する処理とを端末装置における演算処理装置に実行させるプログラムである。
また本開示の端末装置は、現在位置情報を検出する位置検出部と、外部の上記ヘッドホン装置との間で通信を行う通信部と、上記位置検出部で検出された現在位置情報に基づいて、上記ヘッドホン装置におけるノイズキャンセル処理に係る処理パラメータを指示する指示情報を生成し、該指示情報を上記通信部から上記ヘッドホン装置へ送信させる処理を行う制御・演算部とを備える。
また本開示の端末装置の情報送信方法は、現在位置情報を検出する位置検出部から現在位置情報を取得し、上記現在位置情報に基づいて、外部のヘッドホン装置におけるノイズキャンセル処理に係る処理パラメータを指示する指示情報を生成し、上記指示情報を上記ヘッドホン装置に対して送信する。
本開示のプログラムは、現在位置情報を検出する位置検出部から現在位置情報を取得する処理と、上記現在位置情報に基づいて、外部のヘッドホン装置におけるノイズキャンセル処理に係る処理パラメータを指示する指示情報を生成する処理と、上記指示情報を上記ヘッドホン装置に対して送信する処理とを、端末装置における演算処理装置に実行させるプログラムである。
また本開示の端末装置の情報送信方法は、現在位置情報を検出する位置検出部から現在位置情報を取得し、上記現在位置情報に基づいて、外部のヘッドホン装置におけるノイズキャンセル処理に係る処理パラメータを指示する指示情報を生成し、上記指示情報を上記ヘッドホン装置に対して送信する。
本開示のプログラムは、現在位置情報を検出する位置検出部から現在位置情報を取得する処理と、上記現在位置情報に基づいて、外部のヘッドホン装置におけるノイズキャンセル処理に係る処理パラメータを指示する指示情報を生成する処理と、上記指示情報を上記ヘッドホン装置に対して送信する処理とを、端末装置における演算処理装置に実行させるプログラムである。
本開示のヘッドホンシステムは、上記のヘッドホン装置と、上記の端末装置を有して成る。
これらの本開示の技術は、ヘッドホン装置の稼動時間を改善するために、ノイズ解析や位置情報に基づくノイズキャンセル処理用のパラメータ判定処理を端末装置側で実行するものである。
即ち端末装置側で、ノイズ解析結果や現在位置情報に基づいて、ヘッドホン装置におけるノイズキャンセル処理に係る処理パラメータを指示する指示情報を生成し、該指示情報をヘッドホン装置へ送信する。ヘッドホン装置では、受信した指示情報に基づいて、ノイズキャンセル処理部のフィルタ処理についての処理パラメータの設定処理を行う。これによってヘッドホン装置側の処理リソースの負担を減らす。
即ち端末装置側で、ノイズ解析結果や現在位置情報に基づいて、ヘッドホン装置におけるノイズキャンセル処理に係る処理パラメータを指示する指示情報を生成し、該指示情報をヘッドホン装置へ送信する。ヘッドホン装置では、受信した指示情報に基づいて、ノイズキャンセル処理部のフィルタ処理についての処理パラメータの設定処理を行う。これによってヘッドホン装置側の処理リソースの負担を減らす。
本開示によればヘッドホン装置側の処理リソース負担を軽減でき、これによってノイズキャンセル処理の自動的な最適化を行う場合に処理能力の高い演算機能が要求されることを解消でき、また消費電力の削減という効果がある。
以下、実施の形態を次の順序で説明する。
<1.ノイズキャンセリング技術の説明>
[1-1 フィードバック方式]
[1-2 フィードフォワード方式]
[1-3 複合方式]
[1-4 フィルタ係数最適化]
<2.実施の形態のヘッドホンシステム>
<3.第1の実施の形態(ノイズ解析)>
<4.第2の実施の形態(ノイズ解析)>
<5.第3の実施の形態(ストリーム送信)>
<6.第4の実施の形態(位置検出)>
<7.第5の実施の形態(各種複合検出例)>
<8.アップロードシステム>
<9.プログラム>
<10.変形例>
なお、実施の形態の記載及び請求項でいう「ヘッドホン」とは、ユーザが耳に装着して聴音する装置の総称とし、頭部に装着するヘッドセット型のほか、いわゆる「イヤホン」と呼ばれる耳介或いは耳孔に装着するようなタイプも含むものとする。
また以下では説明上、「ノイズキャンセル」については「NC」と略記することもある。
<1.ノイズキャンセリング技術の説明>
[1-1 フィードバック方式]
[1-2 フィードフォワード方式]
[1-3 複合方式]
[1-4 フィルタ係数最適化]
<2.実施の形態のヘッドホンシステム>
<3.第1の実施の形態(ノイズ解析)>
<4.第2の実施の形態(ノイズ解析)>
<5.第3の実施の形態(ストリーム送信)>
<6.第4の実施の形態(位置検出)>
<7.第5の実施の形態(各種複合検出例)>
<8.アップロードシステム>
<9.プログラム>
<10.変形例>
なお、実施の形態の記載及び請求項でいう「ヘッドホン」とは、ユーザが耳に装着して聴音する装置の総称とし、頭部に装着するヘッドセット型のほか、いわゆる「イヤホン」と呼ばれる耳介或いは耳孔に装着するようなタイプも含むものとする。
また以下では説明上、「ノイズキャンセル」については「NC」と略記することもある。
<1.ノイズキャンセリング技術の説明>
まず、実施の形態の説明に先立って、図19~図24を参照してヘッドホン装置に適用されるノイズキャンセル(NC)システムについて説明する。
アクティブなノイズ低減を行なうシステムとしては、フィードバック方式(FB方式)と、フィードフォワード方式(FF方式)がある。
また、ノイズ環境に応じたノイズキャンセル特性を変更する方式は、ユーザの選択指示に応じて行なう手動選択方式と、ノイズ環境に応じて特性を自動的に変更する自動変更方式の2通りがある。
以下では、それぞれについて説明していく。
まず、実施の形態の説明に先立って、図19~図24を参照してヘッドホン装置に適用されるノイズキャンセル(NC)システムについて説明する。
アクティブなノイズ低減を行なうシステムとしては、フィードバック方式(FB方式)と、フィードフォワード方式(FF方式)がある。
また、ノイズ環境に応じたノイズキャンセル特性を変更する方式は、ユーザの選択指示に応じて行なう手動選択方式と、ノイズ環境に応じて特性を自動的に変更する自動変更方式の2通りがある。
以下では、それぞれについて説明していく。
[1-1 フィードバック方式]
まずフィードバック方式のNCシステムについて説明する。図19はNCシステムを適用したヘッドホンの構成例を示すブロック図である。
なお図1においては、説明の簡単のため、ヘッドホン装置のリスナ(聴取者)301の右耳側の部分のみについての構成を示している。これは、後述する図21,図23,図24、及び後述する実施の形態の説明でも同様とする。なお、左耳側の部分も同様に構成されることは言うまでもない。
まずフィードバック方式のNCシステムについて説明する。図19はNCシステムを適用したヘッドホンの構成例を示すブロック図である。
なお図1においては、説明の簡単のため、ヘッドホン装置のリスナ(聴取者)301の右耳側の部分のみについての構成を示している。これは、後述する図21,図23,図24、及び後述する実施の形態の説明でも同様とする。なお、左耳側の部分も同様に構成されることは言うまでもない。
図19では、リスナ301がヘッドホン装置を装着したことにより、リスナ301の右耳が右耳用ヘッドホン筐体(ハウジング部)302により覆われている状態を示している。ヘッドホン筐体302の内側には、電気信号である音声信号を音響再生する電気-音響変換手段としてのヘッドホンドライバユニット(以下、単にドライバユニットという)311が設けられている。
そして、音声信号入力端312を通じた入力音声信号S(例えば音楽信号)がイコライザ313および加算器314を通じて出力音声信号としてパワーアンプ315に供給される。このパワーアンプ315を通じた音声信号がドライバユニット311に供給されて、音響再生され、リスナ301の右耳に対して再生音が放音される。
そして、音声信号入力端312を通じた入力音声信号S(例えば音楽信号)がイコライザ313および加算器314を通じて出力音声信号としてパワーアンプ315に供給される。このパワーアンプ315を通じた音声信号がドライバユニット311に供給されて、音響再生され、リスナ301の右耳に対して再生音が放音される。
音声信号入力端312は、例えば携帯型音楽再生装置のヘッドホンジャックに差し込まれるヘッドホンプラグから構成される。
この音声信号入力端312と、左右の耳用のドライバユニット311との間の音声信号伝送路中には、イコライザ313、加算器314、パワーアンプ315の他、図示のようにマイクロホン321、マイクロホンアンプ(以下、単にマイクアンプという)322、ノイズキャンセル用のFB(Feedback)フィルタ回路323、メモリ324、メモリコントローラ325、操作部326などを備えるノイズキャンセル回路部が設けられる構成とされている。
この図19の構成では、リスナ301の音楽聴取環境において、ヘッドホン筐体302の外部のノイズNZのうち、ヘッドホン筐体302内のリスナ301の音楽聴取位置に入り込むノイズNZ’をフィードバック方式で低減して、音楽を良好な環境で聴取することができるようにする。
この音声信号入力端312と、左右の耳用のドライバユニット311との間の音声信号伝送路中には、イコライザ313、加算器314、パワーアンプ315の他、図示のようにマイクロホン321、マイクロホンアンプ(以下、単にマイクアンプという)322、ノイズキャンセル用のFB(Feedback)フィルタ回路323、メモリ324、メモリコントローラ325、操作部326などを備えるノイズキャンセル回路部が設けられる構成とされている。
この図19の構成では、リスナ301の音楽聴取環境において、ヘッドホン筐体302の外部のノイズNZのうち、ヘッドホン筐体302内のリスナ301の音楽聴取位置に入り込むノイズNZ’をフィードバック方式で低減して、音楽を良好な環境で聴取することができるようにする。
フィードバック方式のNCシステムにおいては、リスナ301の音楽聴取位置であるところの、ノイズと音声信号の音響再生音とを合成する音響合成位置(ノイズキャンセルポイントPc)でのノイズを収音する。
したがって、ノイズ収音用のマイクロホン321は、ヘッドホン筐体(ハウジング部)302の内側となるノイズキャンセルポイントPcに設けられる。このマイクロホン321の位置の音が制御点となるため、ノイズ減衰効果を考慮し、ノイズキャンセルポイントPcは、通常耳に近い位置、つまりドライバユニット311の振動板前面とされ、この位置に、マイクロホン321が設けられる。
そして、そのマイクロホン321で収音したノイズNZ’の逆相成分を、FBフィルタ回路323で、ノイズキャンセル信号として生成し、その生成したノイズキャンセル信号をドライバユニット311に供給して音響再生することで、外部からヘッドホン筐体302内に入ってきたノイズNZ’を低減させるものである。
したがって、ノイズ収音用のマイクロホン321は、ヘッドホン筐体(ハウジング部)302の内側となるノイズキャンセルポイントPcに設けられる。このマイクロホン321の位置の音が制御点となるため、ノイズ減衰効果を考慮し、ノイズキャンセルポイントPcは、通常耳に近い位置、つまりドライバユニット311の振動板前面とされ、この位置に、マイクロホン321が設けられる。
そして、そのマイクロホン321で収音したノイズNZ’の逆相成分を、FBフィルタ回路323で、ノイズキャンセル信号として生成し、その生成したノイズキャンセル信号をドライバユニット311に供給して音響再生することで、外部からヘッドホン筐体302内に入ってきたノイズNZ’を低減させるものである。
ノイズキャンセル信号を生成するFBフィルタ回路323は、DSP(Digital Signal Processor)432と、その前段に設けられるA/D変換回路431と、その後段に設けられるD/A変換回路433とで構成される。
マイクロホン321で収音されたアナログ音声信号は、マイクアンプ322を通じてFBフィルタ回路323に供給され、A/D変換回路431によりデジタル音声信号に変換される。そして、そのデジタル音声信号がDSP432に供給される。
DSP432には、フィードバック方式のデジタルノイズキャンセル信号を生成するためのデジタルフィルタが構成される。このデジタルフィルタは、これに入力されるデジタル音声信号から、これに設定されるパラメータとしてのフィルタ係数に応じた特性のデジタルノイズキャンセル信号を生成する。DSP432のデジタルフィルタに設定されるフィルタ係数は、この例の場合では、メモリ324からメモリコントローラ325を通じて供給される。
マイクロホン321で収音されたアナログ音声信号は、マイクアンプ322を通じてFBフィルタ回路323に供給され、A/D変換回路431によりデジタル音声信号に変換される。そして、そのデジタル音声信号がDSP432に供給される。
DSP432には、フィードバック方式のデジタルノイズキャンセル信号を生成するためのデジタルフィルタが構成される。このデジタルフィルタは、これに入力されるデジタル音声信号から、これに設定されるパラメータとしてのフィルタ係数に応じた特性のデジタルノイズキャンセル信号を生成する。DSP432のデジタルフィルタに設定されるフィルタ係数は、この例の場合では、メモリ324からメモリコントローラ325を通じて供給される。
メモリ324には、種々の異なる複数のノイズ環境におけるノイズを、DSP432のデジタルフィルタで生成するノイズキャンセル信号により低減することができるようにするために、後述するような複数個(複数セット)のパラメータとしてのフィルタ係数が記憶されている。
メモリコントローラ325は、メモリ324から、特定の1個(1セット)のフィルタ係数を読み出して、DSP432のデジタルフィルタに設定する。
そして、この構成例の場合、メモリコントローラ325に対しては、操作部326の操作出力信号が供給されている。メモリコントローラ325は、この操作部326からの操作出力信号に応じて、メモリ324から特定の1個(1セット)のフィルタ係数を選択して読み出し、DSP432のデジタルフィルタに設定する。
メモリコントローラ325は、メモリ324から、特定の1個(1セット)のフィルタ係数を読み出して、DSP432のデジタルフィルタに設定する。
そして、この構成例の場合、メモリコントローラ325に対しては、操作部326の操作出力信号が供給されている。メモリコントローラ325は、この操作部326からの操作出力信号に応じて、メモリ324から特定の1個(1セット)のフィルタ係数を選択して読み出し、DSP432のデジタルフィルタに設定する。
DSP432のデジタルフィルタでは、以上のようにメモリコントローラ325を介してメモリ324から選択的に読み出されて設定されたフィルタ係数に応じたデジタルノイズキャンセル信号を生成する。
そして、生成されたデジタルノイズキャンセル信号は、D/A変換回路433においてアナログノイズキャンセル信号に変換される。そして、このアナログノイズキャンセル信号が、FBフィルタ回路323の出力信号として加算器314に供給される。
そして、生成されたデジタルノイズキャンセル信号は、D/A変換回路433においてアナログノイズキャンセル信号に変換される。そして、このアナログノイズキャンセル信号が、FBフィルタ回路323の出力信号として加算器314に供給される。
上述のように加算器314には、リスナ301が聴取したいとされる入力音声信号(音楽信号など)Sが、音声信号入力端12を通じ、イコライザ313を通じて供給される。イコライザ313は、入力音声信号の音質補正を行なう。
このイコライザ313の出力と、FBフィルタ回路323からのノイズキャンセル信号が加算器314で合成され、出力音声信号として、パワーアンプ315を通じてドライバユニット311に供給されて音響再生される。
この再生音声にはFBフィルタ回路323において生成されたノイズキャンセル信号による音響再生成分が含まれる。このノイズキャンセル信号による音響再生成分とノイズNZ’とが、音響合成されることにより、ノイズキャンセルポイントPcでは、ノイズNZ’が低減(キャンセル)される。
このイコライザ313の出力と、FBフィルタ回路323からのノイズキャンセル信号が加算器314で合成され、出力音声信号として、パワーアンプ315を通じてドライバユニット311に供給されて音響再生される。
この再生音声にはFBフィルタ回路323において生成されたノイズキャンセル信号による音響再生成分が含まれる。このノイズキャンセル信号による音響再生成分とノイズNZ’とが、音響合成されることにより、ノイズキャンセルポイントPcでは、ノイズNZ’が低減(キャンセル)される。
以上のフィードバック方式のノイズキャンセル動作について、伝達関数を用いて、図20を参照しながら説明する。
図20は、図19に示した各部をその伝達関数を用いて表したブロック図として示している。この図20において、「A」はパワーアンプ315の伝達関数、「D」はドライバユニット311の伝達関数、「M」はマイクロホン321およびマイクアンプ322の部分に対応する伝達関数、「-β」はフィードバックのために設計されたフィルタの伝達関数である。また、「H」はドライバユニット311からマイクロホン321までの空間の伝達関数、「E」は聴取目的の音声信号Sにかけられるイコライザ313の伝達関数である。上記の各伝達関数は複素表現されているものとする。
図20は、図19に示した各部をその伝達関数を用いて表したブロック図として示している。この図20において、「A」はパワーアンプ315の伝達関数、「D」はドライバユニット311の伝達関数、「M」はマイクロホン321およびマイクアンプ322の部分に対応する伝達関数、「-β」はフィードバックのために設計されたフィルタの伝達関数である。また、「H」はドライバユニット311からマイクロホン321までの空間の伝達関数、「E」は聴取目的の音声信号Sにかけられるイコライザ313の伝達関数である。上記の各伝達関数は複素表現されているものとする。
また、図20において、「N」は外部のノイズ源からヘッドホン筐体302内のマイクロホン321位置近辺に侵入してきたノイズであり、「P」はリスナ301の耳に届く音圧である。なお、外部ノイズがヘッドホン筐体302内に伝わってくる原因としては、例えばイヤーパッド部の隙間から音圧として漏れてくる場合や、ヘッドホン筐体302が音圧を受けて振動した結果としてヘッドホン筐体2内部に音が伝わる場合などが考えられる。
この図20の伝達関数ブロックは、次の(式1)で表現することができる。
P={1/(1+ADHMβ)}・N+{AHD/(1+ADHMβ)}・ES
・・・(式1)
P={1/(1+ADHMβ)}・N+{AHD/(1+ADHMβ)}・ES
・・・(式1)
そして、この(式1)において、ノイズNに着目すると、ノイズNは、1/(1+ADHMβ)に減衰していることが分かる。ただし(式1)の系がノイズ低減対象周波数帯域にて、ノイズキャンセリング機構として安定して動作するためには、次の(式2)が成立している必要がある。
|1/(1+ADHMβ)|<1 ・・・(式2)
|1/(1+ADHMβ)|<1 ・・・(式2)
次に、上記ノイズ低減機能に加え、必要な音をヘッドホンのドライバユニットから再生する場合について説明する。
なお図20における、聴取対象の音声信号Sは、実際には音楽信号以外にも、筐体外部のマイクの音(補聴機能として使う)や、通信を介した音声信号(ヘッドセットとして使う)など、本来、ヘッドホンのドライバユニットで再生すべきものの信号総称である。
なお図20における、聴取対象の音声信号Sは、実際には音楽信号以外にも、筐体外部のマイクの音(補聴機能として使う)や、通信を介した音声信号(ヘッドセットとして使う)など、本来、ヘッドホンのドライバユニットで再生すべきものの信号総称である。
上記(式1)のうち、信号Sに着目すると、(式3)のように、イコライザEを設定すれば、音圧Pは(式4)のように表現される。
E=(1+ADHMβ) ・・・(式3)
P={1/(1+ADHMβ)}・N+ADHS ・・・(式4)
E=(1+ADHMβ) ・・・(式3)
P={1/(1+ADHMβ)}・N+ADHS ・・・(式4)
したがって、マイクロホン321の位置が耳位置に非常に近いとすると、Hがドライバユニット311からマイクロホン321(耳)までの伝達関数、AやDがそれぞれパワーアンプ315、ドライバユニット311の特性の伝達関数であるので、通常のノイズ低減機能を持たないヘッドホンと同様の特性が得られることがわかる。なお、このとき、イコライザ313の伝達特性Eは、周波数軸でみたオープンループ特性とほぼ同等の特性になっている。
以上から理解されるように図19の構成のヘッドホン装置では、ノイズを低減しながら、聴取対象の音声信号を、何等支障なく聴取することができる。ただし、この場合に、十分なノイズ低減効果を得るためには、DSP432で構成されるデジタルフィルタには、外部ノイズNZがヘッドホン筐体302内に伝達されたノイズの特性に応じたフィルタ係数が設定される必要がある。
前述したように、ノイズが発生しているノイズ環境には、種々存在し、そのノイズの周波数特性や位相特性は、それぞれのノイズ環境に応じたものとなっている。このため、単一のフィルタ係数では、すべてのノイズ環境において、十分なノイズ低減効果を得ることができることは期待できない。
前述したように、ノイズが発生しているノイズ環境には、種々存在し、そのノイズの周波数特性や位相特性は、それぞれのノイズ環境に応じたものとなっている。このため、単一のフィルタ係数では、すべてのノイズ環境において、十分なノイズ低減効果を得ることができることは期待できない。
そこで例えばメモリ324に、種々のノイズ環境に応じた複数個(複数セット)のフィルタ係数を、予め記憶して用意しておき、その複数個のフィルタ係数から、適切と考えられるものを、選択して読み出し、FBフィルタ回路323のDSP432において構成されているデジタルフィルタに設定するようにする。
デジタルフィルタに設定するフィルタ係数は、種々様々なノイズ環境のそれぞれにおいてノイズを収音して、そのノイズを低減(キャンセル)することができる、適切なものを、予め、算出して、メモリ324に記憶しておくようにすることが望ましい。例えば、駅のプラットフォーム、飛行場、飛行機の中、地上を走る電車の中、地下鉄の電車の中、バスの中、町の雑踏、大型店舗内など、種々のノイズ環境におけるノイズを、収音して、そのノイズを低減することができる適切なものを、予め算出して、メモリ324に記憶しておく。
そしてメモリコントローラ325は、メモリ324に記憶されている複数個(複数セット)のフィルタ係数からの適切なフィルタ係数の選択を、ユーザの操作部326を用いた操作に応じて行なう。
例えば各フィルタ係数のセットをそれぞれ、地下鉄モード、飛行機モード、バスモード、雑踏モード(説明上、これらを総称して「NCモード」ということとする)などし、ユーザが操作によってモード選択できるようにする。従ってユーザは、現在の騒音環境に応じて最適なフィルタ係数を指示できる。例えば地下鉄に乗っている場合にはNCモードとして地下鉄モードを指示する。これによってDSP432において構成されているデジタルフィルタに地下鉄モードのフィルタ係数が設定され、地下鉄内でのノイズキャンセル効果を最適化できる。
そしてメモリコントローラ325は、メモリ324に記憶されている複数個(複数セット)のフィルタ係数からの適切なフィルタ係数の選択を、ユーザの操作部326を用いた操作に応じて行なう。
例えば各フィルタ係数のセットをそれぞれ、地下鉄モード、飛行機モード、バスモード、雑踏モード(説明上、これらを総称して「NCモード」ということとする)などし、ユーザが操作によってモード選択できるようにする。従ってユーザは、現在の騒音環境に応じて最適なフィルタ係数を指示できる。例えば地下鉄に乗っている場合にはNCモードとして地下鉄モードを指示する。これによってDSP432において構成されているデジタルフィルタに地下鉄モードのフィルタ係数が設定され、地下鉄内でのノイズキャンセル効果を最適化できる。
[1-2 フィードフォワード方式]
次に図21,図22でフィードフォワード方式のノイズキャンセルを行うヘッドホン装置を説明する。なお図19と同一部分には同一符号を付し、説明を省略する。
この場合、リスナ301の音楽聴取環境において、ヘッドホン筐体302の外のノイズNZから、ヘッドホン筐体302内のリスナ301の音楽聴取位置に入り込むノイズをフィードフォワード方式で低減して、音楽を良好な環境で聴取することができるようにする。
フィードフォワード方式のノイズキャンセルシステムは、基本的には、ヘッドホン筐体302の外部にマイクロホン331が設置されており、このマイクロホン331で、収音したノイズNZに対して適切なフィルタリング処理をしてノイズキャンセル信号を生成する。この生成したノイズキャンセル信号を、ドライバユニット311にて音響再生し、リスナ301の耳に近いところで、ノイズNZ’をキャンセルする。
次に図21,図22でフィードフォワード方式のノイズキャンセルを行うヘッドホン装置を説明する。なお図19と同一部分には同一符号を付し、説明を省略する。
この場合、リスナ301の音楽聴取環境において、ヘッドホン筐体302の外のノイズNZから、ヘッドホン筐体302内のリスナ301の音楽聴取位置に入り込むノイズをフィードフォワード方式で低減して、音楽を良好な環境で聴取することができるようにする。
フィードフォワード方式のノイズキャンセルシステムは、基本的には、ヘッドホン筐体302の外部にマイクロホン331が設置されており、このマイクロホン331で、収音したノイズNZに対して適切なフィルタリング処理をしてノイズキャンセル信号を生成する。この生成したノイズキャンセル信号を、ドライバユニット311にて音響再生し、リスナ301の耳に近いところで、ノイズNZ’をキャンセルする。
マイクロホン331で収音されるノイズNZと、ヘッドホン筐体302内のノイズNZ’は、両者の空間的位置の違い(ヘッドホン筐体2の外と内の違いを含む)に応じた異なる特性となる。したがって、フィードフォワード方式では、マイクロホン331で収音したノイズNZと、ノイズキャンセルポイントPcにおけるノイズNZ’との空間伝達関数の違いを見込んで、ノイズキャンセル信号を生成するようにする。
このフィードフォワード方式のノイズキャンセル信号の生成はFF(Feedforward)フィルタ回路333で行う。
FFフィルタ回路333は、上述のFBフィルタ回路323と同様に、DSP442と、その前段に設けられるA/D変換回路441と、その後段に設けられるD/A変換回路443とで構成される。
そして、マイクロホン331で収音されて得られたアナログ音声信号は、マイクアンプ332を通じてFFフィルタ回路333に供給され、A/D変換回路441によりデジタル音声信号に変換される。そして、そのデジタル音声信号がDSP442に供給される。
FFフィルタ回路333は、上述のFBフィルタ回路323と同様に、DSP442と、その前段に設けられるA/D変換回路441と、その後段に設けられるD/A変換回路443とで構成される。
そして、マイクロホン331で収音されて得られたアナログ音声信号は、マイクアンプ332を通じてFFフィルタ回路333に供給され、A/D変換回路441によりデジタル音声信号に変換される。そして、そのデジタル音声信号がDSP442に供給される。
DSP442には、フィードフォワード方式のデジタルノイズキャンセル信号を生成するためのデジタルフィルタが構成される。このデジタルフィルタは、入力されるデジタル音声信号から、設定されるパラメータとしてのフィルタ係数に応じた特性のデジタルノイズキャンセル信号を生成する。DSP442のデジタルフィルタに設定されるフィルタ係数は、先の図19の例と同様に、例えばメモリ324からメモリコントローラ325を通じて供給されればよい。
例えばユーザ操作に応じて選択されたNCモード(地下鉄モード等)のフィルタ係数が設定される。
例えばユーザ操作に応じて選択されたNCモード(地下鉄モード等)のフィルタ係数が設定される。
DSP442で生成されたデジタルノイズキャンセル信号は、D/A変換回路443においてアナログノイズキャンセル信号に変換される。そして、このアナログノイズキャンセル信号が、FFフィルタ回路333の出力信号として加算器314に供給される。
加算器314では、ノイズキャンセル信号と、音声信号入力端312、イコライザ313を介した音声信号Sとが合成され、パワーアンプ315に供給される。そしてドライバユニット311から音響再生される。
この再生される音声には、FFフィルタ333で生成されたノイズキャンセル信号による音響再生成分が含まれる。このノイズキャンセル信号による音響再生成分とノイズNZ’とが、音響合成されることにより、ノイズキャンセルポイントPcでは、ノイズNZ’が低減(キャンセル)される。
以上によりフィードフォワード方式ノイズキャンセル動作が実現される。
なお、FFフィルタ回路333の構成は図19で示したFBフィルタ回路323と同様であるが、DSP432,DSP442で構成されるデジタルフィルタに供給するフィルタ係数が、フィードバック方式のものか、フィードフォワード方式のものかという点で異なる。
加算器314では、ノイズキャンセル信号と、音声信号入力端312、イコライザ313を介した音声信号Sとが合成され、パワーアンプ315に供給される。そしてドライバユニット311から音響再生される。
この再生される音声には、FFフィルタ333で生成されたノイズキャンセル信号による音響再生成分が含まれる。このノイズキャンセル信号による音響再生成分とノイズNZ’とが、音響合成されることにより、ノイズキャンセルポイントPcでは、ノイズNZ’が低減(キャンセル)される。
以上によりフィードフォワード方式ノイズキャンセル動作が実現される。
なお、FFフィルタ回路333の構成は図19で示したFBフィルタ回路323と同様であるが、DSP432,DSP442で構成されるデジタルフィルタに供給するフィルタ係数が、フィードバック方式のものか、フィードフォワード方式のものかという点で異なる。
図22は、フィードフォワード方式のノイズ低減動作について、図21に対応した伝達関数を用いて示したものである。
図中の「A」(パワーアンプ315の伝達関数)、「D」(ドライバユニット311の伝達関数)、「H」(ドライバユニット311からキャンセルポイントPcまでの空間の伝達関数)、「E」(聴取目的の音声信号Sにかけられるイコライザ313の伝達関数)、「P」(リスナ301の耳に届く音圧)は、先に図20に示したものと同様である。
そして「M」はマイクロホン331およびマイクアンプ332の部分に対応する伝達関数、「-α」はフィードフォワードのために設計されたフィルタの伝達関数である。また、「F」は外部のノイズ源3のノイズNの位置からリスナの耳のキャンセルポイントPcの位置に至るまでの伝達関数、「F’」はノイズ源からマイクロホン331の位置までの伝達関数である。各伝達関数は複素表現されているものとする。
図中の「A」(パワーアンプ315の伝達関数)、「D」(ドライバユニット311の伝達関数)、「H」(ドライバユニット311からキャンセルポイントPcまでの空間の伝達関数)、「E」(聴取目的の音声信号Sにかけられるイコライザ313の伝達関数)、「P」(リスナ301の耳に届く音圧)は、先に図20に示したものと同様である。
そして「M」はマイクロホン331およびマイクアンプ332の部分に対応する伝達関数、「-α」はフィードフォワードのために設計されたフィルタの伝達関数である。また、「F」は外部のノイズ源3のノイズNの位置からリスナの耳のキャンセルポイントPcの位置に至るまでの伝達関数、「F’」はノイズ源からマイクロホン331の位置までの伝達関数である。各伝達関数は複素表現されているものとする。
この図22の伝達関数ブロックは、次の(式5)で表現することができる。
P=-F’ADHMαN+FN+ADHS ・・・(式5)
P=-F’ADHMαN+FN+ADHS ・・・(式5)
ここで理想的な状態を考え、伝達関数Fが
F=-F’ADHMα ・・・(式6)
のように表せるとすると、上記(式5)は、
P=ADHS ・・・(式7)
で表すことができる。つまり、ノイズNはキャンセルされ、音楽信号(または聴取する目的とする音楽信号等)Sだけが残り、通常のヘッドホン動作と同様の音を聴取することができることが分かる。
なお(式6)は、その式から自明であるが、ノイズ源から耳位置までの伝達関数を、デジタルフィルタの伝達関数αを含めた電気回路にて模倣することを意味している。
F=-F’ADHMα ・・・(式6)
のように表せるとすると、上記(式5)は、
P=ADHS ・・・(式7)
で表すことができる。つまり、ノイズNはキャンセルされ、音楽信号(または聴取する目的とする音楽信号等)Sだけが残り、通常のヘッドホン動作と同様の音を聴取することができることが分かる。
なお(式6)は、その式から自明であるが、ノイズ源から耳位置までの伝達関数を、デジタルフィルタの伝達関数αを含めた電気回路にて模倣することを意味している。
ただし実際は、上記(式6)が完全に成立するような伝達関数を持つ完全なフィルタの構成は困難である。特に中高域に関しては、ヘッドホン装着状態や耳形状により個人差が大きいことや、ノイズの位置やマイクロホン位置などにより特性が変化することがある。そのため通常は中高域に関しては、以上のアクティブなノイズ低減処理を行わず、ヘッドホン筐体302でパッシブな遮音をすることが多い。
[1-3 複合方式]
図23は、フィードバック系とフィードフォワード系の両方を搭載したNCシステムの構成例を示している。説明上、フィードフォワード方式とフィードフォワード方式の両方を用いる場合を複合方式ということとする。なお図23において図19、図21と同一部分には同一符号を付し、説明を省略する。
図23は、フィードバック系とフィードフォワード系の両方を搭載したNCシステムの構成例を示している。説明上、フィードフォワード方式とフィードフォワード方式の両方を用いる場合を複合方式ということとする。なお図23において図19、図21と同一部分には同一符号を付し、説明を省略する。
図23のAに示すように、この場合、マイクロホン321,マイクアンプ322、A/D変換回路344はフィードバック系の構成となり、マイクロホン331,マイクアンプ332、A/D変換回路451はフィードフォワード系の構成となる。
ノイズキャンセル信号を生成するフィルタ回路に関しては、フィードバック系とフィードフォワード系でそれぞれ独立に設けてもよいが、ここでは両系統の処理を行うフィルタ回路340を用いる例としている。
フィルタ回路340は、A/D変換回路451、DSP452、D/A変換回路453から成る。この場合、DSP452は、上述のFBフィルタ回路323のデジタルフィルタ(-β)と、FFフィルタ回路333のデジタルフィルタ(-α)、さらにイコライザ313、加算器314としての信号処理を行うものとしている。
ノイズキャンセル信号を生成するフィルタ回路に関しては、フィードバック系とフィードフォワード系でそれぞれ独立に設けてもよいが、ここでは両系統の処理を行うフィルタ回路340を用いる例としている。
フィルタ回路340は、A/D変換回路451、DSP452、D/A変換回路453から成る。この場合、DSP452は、上述のFBフィルタ回路323のデジタルフィルタ(-β)と、FFフィルタ回路333のデジタルフィルタ(-α)、さらにイコライザ313、加算器314としての信号処理を行うものとしている。
すなわち図23のBにDSP452で実現される構成を詳しく示しているが、デジタルフィルタ回路521としてフィードバック方式のフィルタ処理が行われてノイズキャンセル信号が生成される。またデジタルフィルタ回路522としてフィードフォワード方式のフィルタ処理が行われてノイズキャンセル信号が生成される。さらに入力音声信号SはA/D変換回路337でデジタルデータとされてDSP452のデジタルイコライザ回路523でイコライジング処理される。
そしてデジタルフィルタ回路521で生成されるフィードバック方式のノイズキャンセル信号と、デジタルフィルタ回路522で生成されるフィードフォワード方式のノイズキャンセル信号と、デジタルイコライザ回路523でイコライジング処理された入力音声信号が、加算器524で加算され、D/A変換回路453でアナログ信号とされてパワーアンプ315に供給される。そしてドライバユニット311から音響出力されるが、この場合、再生音響には、両方式のノイズキャンセル信号成分が含まれており、ノイズキャンセルポイントPcでノイズNZ’が低減される。
そしてデジタルフィルタ回路521で生成されるフィードバック方式のノイズキャンセル信号と、デジタルフィルタ回路522で生成されるフィードフォワード方式のノイズキャンセル信号と、デジタルイコライザ回路523でイコライジング処理された入力音声信号が、加算器524で加算され、D/A変換回路453でアナログ信号とされてパワーアンプ315に供給される。そしてドライバユニット311から音響出力されるが、この場合、再生音響には、両方式のノイズキャンセル信号成分が含まれており、ノイズキャンセルポイントPcでノイズNZ’が低減される。
この場合も、デジタルフィルタ回路521,522におけるフィルタ係数としては、各種の環境に応じたフィルタ係数セットをメモリ324に記憶しておき、操作部326を用いたユーザ操作に応じてフィルタ係数を設定することで、ノイズ環境に適したノイズ低減処理が実現される。
[1-4 フィルタ係数最適化]
ここまでフィードバック方式、フィードフォワード方式、複合方式の説明をしたが、それぞれフィルタ係数の設定はユーザの操作に応じて実行するものとしたが、自動的にノイズ環境を判定し、フィルタ係数設定を行うようにすれば、ユーザの操作負担をなくしつつ、常時、ノイズキャンセル動作を最適化できる。
例えば図24は、図21のフィードフォワード方式の構成において、操作部326に代えて、以下に説明するような自動選択手法を採用した場合を示している。図21と同一部分は同一符号としている。
ここまでフィードバック方式、フィードフォワード方式、複合方式の説明をしたが、それぞれフィルタ係数の設定はユーザの操作に応じて実行するものとしたが、自動的にノイズ環境を判定し、フィルタ係数設定を行うようにすれば、ユーザの操作負担をなくしつつ、常時、ノイズキャンセル動作を最適化できる。
例えば図24は、図21のフィードフォワード方式の構成において、操作部326に代えて、以下に説明するような自動選択手法を採用した場合を示している。図21と同一部分は同一符号としている。
この場合、FFフィルタ回路333のDSP442には、フィードフォワード方式対応のデジタルフィルタ回路621だけでなく、ノイズ分析部622および最適特性評価部623が構成される。
そして、ノイズ分析部622は、マイクロホン331で収音したノイズの特性を分析し、その分析結果を最適フィルタ係数評価部623に供給する。例えば最適フィルタ係数評価部623は、ノイズ分析部622からの分析結果に基づくノイズ特性カーブと逆特性のカーブに最も近いノイズ低減カーブ特性となるフィルタ係数を、メモリ324に記憶されているフィルタ係数のうちから選定し、最適な1セットのフィルタ係数を決定する。そしてその決定結果をメモリコントローラ325に伝える。
メモリコントローラ325は、決定結果に応じてメモリ324から最適とされるフィルタ係数セットを読み出し、デジタルフィルタ回路621に設定する。
そして、ノイズ分析部622は、マイクロホン331で収音したノイズの特性を分析し、その分析結果を最適フィルタ係数評価部623に供給する。例えば最適フィルタ係数評価部623は、ノイズ分析部622からの分析結果に基づくノイズ特性カーブと逆特性のカーブに最も近いノイズ低減カーブ特性となるフィルタ係数を、メモリ324に記憶されているフィルタ係数のうちから選定し、最適な1セットのフィルタ係数を決定する。そしてその決定結果をメモリコントローラ325に伝える。
メモリコントローラ325は、決定結果に応じてメモリ324から最適とされるフィルタ係数セットを読み出し、デジタルフィルタ回路621に設定する。
なお、このような自動的な最適フィルタ係数の選択及び設定処理は、入力音声信号Sの無音期間に行うようにするとよい。このため起動制御部350を設け、起動制御部350は入力音声信号Sについて無音期間検出を行う。
無音期間を検出したら、起動制御部350は、ノイズ分析部622、最適フィルタ係数評価部623およびメモリコントローラ325に起動制御信号を送って、最適フィルタ係数の自動選択処理動作の起動をかけるようにする。
無音期間を検出したら、起動制御部350は、ノイズ分析部622、最適フィルタ係数評価部623およびメモリコントローラ325に起動制御信号を送って、最適フィルタ係数の自動選択処理動作の起動をかけるようにする。
例えばこのような最適フィルタ係数自動判定は、図24のフィードフォワード方式のNCシステムだけでなく、フィードバック方式や複合方式のNCシステムでも適用できる。そしてこれによっては、NCシステムにおけるノイズ低減効果を、ユーザが操作負担無く有効に享受できるようになる。
ところが、この最適フィルタ係数自動判定を行う場合、周囲のノイズ状況を解析するノイズ分析部622の処理や、その結果を用いた最適フィルタ係数評価部623の処理として、DSPやCPU等の演算処理装置として高い演算能力が要求されたり、消費電力の増大という問題が生ずる。
ところが、この最適フィルタ係数自動判定を行う場合、周囲のノイズ状況を解析するノイズ分析部622の処理や、その結果を用いた最適フィルタ係数評価部623の処理として、DSPやCPU等の演算処理装置として高い演算能力が要求されたり、消費電力の増大という問題が生ずる。
そこで本実施の形態では、以下に説明していく各種手法で、ヘッドホン装置の処理負担を軽減しつつ、ノイズキャンセル処理の最適化を実現する。
<2.実施の形態のヘッドホンシステム>
後述する第1~第5の実施の形態に係るヘッドホンシステムの基本構成を図1に示す。
各実施の形態においては、図1に示すようにヘッドホン装置1と携帯端末2が相互に通信可能とされてヘッドホンシステムが形成される。
後述する第1~第5の実施の形態に係るヘッドホンシステムの基本構成を図1に示す。
各実施の形態においては、図1に示すようにヘッドホン装置1と携帯端末2が相互に通信可能とされてヘッドホンシステムが形成される。
ヘッドホン装置1は、ノイズキャンセル機能を有するヘッドホン(いわゆるイヤホン形態の場合も含む)であり、例えば音声信号入力用のプラグ1aを図示しない携帯型オーディオプレーヤ等に接続して音楽等の音声信号を入力し、当該ヘッドホン装置1を装着したリスナに対して音響出力する装置である。
なお、実施の形態において後述するが、プラグ1a(及びコード)は必ずしも必要ではなく、携帯用オーディオプレーヤ、或いは携帯端末2、或いは他の機器から、無線通信で音声信号を入力する形態でもよい。
なお、実施の形態において後述するが、プラグ1a(及びコード)は必ずしも必要ではなく、携帯用オーディオプレーヤ、或いは携帯端末2、或いは他の機器から、無線通信で音声信号を入力する形態でもよい。
携帯端末2は、具体的には例えば携帯電話機、PDA(Personal Digital Assistant)等の携帯用情報処理装置、携帯用ゲーム機、或いは近年スマートフォン等の名称で呼ばれているPDA機能付き多機能携帯電話機などである。
この携帯端末2とヘッドホン装置1は、例えば近距離無線通信(Bluetooth(登録商標),WiFi(wireless fidelity)等)により制御情報(指示情報)やストリーム信号等の各種信号の通信が可能とされる。
この携帯端末2とヘッドホン装置1は、例えば近距離無線通信(Bluetooth(登録商標),WiFi(wireless fidelity)等)により制御情報(指示情報)やストリーム信号等の各種信号の通信が可能とされる。
本実施の形態の場合、ヘッドホン装置1内に設けられるノイズキャンセルシステムは、上述のフィードバック方式、フィードフォワード方式、複合方式のいずれでもよい。そして特にそのノイズキャンセルシステムでは、最適フィルタ係数を内部的に自動設定する機能を持つ。但し、実施の形態の場合、最適フィルタ係数を判定する機能は持たせないようにしている。
一方で、携帯端末2では、周囲騒音の解析や位置検出等の機能、さらにはそれらに応じて最適なノイズキャンセル信号生成用のフィルタ係数判定機能を備えるものとする。
そして携帯端末2側で生成した、フィルタ係数判定に係る指示情報を、ヘッドホン装置1に送信する。ヘッドホン装置1は、受信した指示情報に応じてNCシステムにおけるフィルタ係数設定を行うことで、リスナに対し、最適化されたノイズ低減効果の下での聴取状態を提供する。
つまり、通常ユーザがヘッドホン装置1とともに携帯している携帯端末2を利用して、ヘッドホン装置1における処理のリソース削減、消費電力低減を図るものである。
特に近年、携帯端末2は汎用的なUI(User Interface)と豊富なアプリケーションを実行可能とされ、また様々なセンサ類を備えている。また基本的に、ユーザは携帯端末2を常時持ち歩いているという使用状況がある。これらを考え、携帯端末2をヘッドホン装置1の使用時に有効利用できるようにするものとも言える。
一方で、携帯端末2では、周囲騒音の解析や位置検出等の機能、さらにはそれらに応じて最適なノイズキャンセル信号生成用のフィルタ係数判定機能を備えるものとする。
そして携帯端末2側で生成した、フィルタ係数判定に係る指示情報を、ヘッドホン装置1に送信する。ヘッドホン装置1は、受信した指示情報に応じてNCシステムにおけるフィルタ係数設定を行うことで、リスナに対し、最適化されたノイズ低減効果の下での聴取状態を提供する。
つまり、通常ユーザがヘッドホン装置1とともに携帯している携帯端末2を利用して、ヘッドホン装置1における処理のリソース削減、消費電力低減を図るものである。
特に近年、携帯端末2は汎用的なUI(User Interface)と豊富なアプリケーションを実行可能とされ、また様々なセンサ類を備えている。また基本的に、ユーザは携帯端末2を常時持ち歩いているという使用状況がある。これらを考え、携帯端末2をヘッドホン装置1の使用時に有効利用できるようにするものとも言える。
<3.第1の実施の形態(ノイズ解析)>
第1の実施の形態を図2から図6を参照して説明する。
図2はヘッドホン装置1の内部構成のブロック図である。なお、図示の都合及び説明の簡略化のため、ステレオ音声信号についての左右チャンネルの一方のみ(例えばユーザの右耳に対応する構成部分のみ)を示している。他方のチャンネル側も同様の構成をとれば良い。但しノイズキャンセルシステムの構成部位については、左右チャンネルで共用構成とすることも可能であることは自明である。
第1の実施の形態を図2から図6を参照して説明する。
図2はヘッドホン装置1の内部構成のブロック図である。なお、図示の都合及び説明の簡略化のため、ステレオ音声信号についての左右チャンネルの一方のみ(例えばユーザの右耳に対応する構成部分のみ)を示している。他方のチャンネル側も同様の構成をとれば良い。但しノイズキャンセルシステムの構成部位については、左右チャンネルで共用構成とすることも可能であることは自明である。
この図2のヘッドホン装置1では、基本的には音楽等の入力音声信号を入力する部位として、デジタル入力部23とA/D変換器24を有する例を挙げている。
例えば接続されたオーディオプレーヤ等の音楽・音声ソース機器(図示せず)からは、その接続形態により、入力音声信号として、デジタル音声信号Adi又はアナログ音声信号Aaが供給される。なお、これらの一方のみが入力される構成でもよい。
例えば接続されたオーディオプレーヤ等の音楽・音声ソース機器(図示せず)からは、その接続形態により、入力音声信号として、デジタル音声信号Adi又はアナログ音声信号Aaが供給される。なお、これらの一方のみが入力される構成でもよい。
端子25から入力されるデジタル音声信号Adiは、デジタル入力部23で必要な処理が施され、デジタル音声信号としてマルチプレクサ22に供給される。例えばデジタル入力部23ではデジタル音声信号の送信フォーマット等に応じてのデコード処理等が行われ、例えばPCMリニアオーディオデータとしてのデジタル音声信号とされてマルチプレクサ22に供給される。
端子26から入力されるアナログ音声信号Aaは、A/D変換器24でデジタル音声信号、例えばPCMリニアオーディオデータとしてのデジタル音声信号に変換されてマルチプレクサ22に供給される。
端子26から入力されるアナログ音声信号Aaは、A/D変換器24でデジタル音声信号、例えばPCMリニアオーディオデータとしてのデジタル音声信号に変換されてマルチプレクサ22に供給される。
入力音声信号について信号処理を行う信号処理部としてDSP27内にイコライザ19が設けられている。
マルチプレクサ22は、デジタル入力部23、A/D変換器24のいずれか一方のデジタル音声信号(入力音声信号)を選択してDSP27において構成されているイコライザ19に出力する。イコライザ19では、入力音声信号に対し、音質補正、音質効果処理のためのイコライジング処理を行う。
マルチプレクサ22は、デジタル入力部23、A/D変換器24のいずれか一方のデジタル音声信号(入力音声信号)を選択してDSP27において構成されているイコライザ19に出力する。イコライザ19では、入力音声信号に対し、音質補正、音質効果処理のためのイコライジング処理を行う。
このヘッドホン装置1では、NCシステムとして、上述の複合方式を採用した例としている。
このため、フィードフォワード方式のためのノイズキャンセル信号生成処理系として、マイクロホン14FF、マイクアンプ15FF、A/D変換器16FF、FF-DNC(Feedforward - Digital Noise Canceling)フィルタ17FFを有する。
マイクロホン14FFは、図21で説明したようにヘッドホン筐体外部で外部環境ノイズNZを収音するように設けられている。このマイクロホン14FFで収音されマイクアンプ15FFで入力された音声信号は、A/D変換器16FFでデジタル音声信号とされてDSP27において構成されているFF-DNCフィルタ17FFに供給される。FF-DNCフィルタ17FFは、フィードフォワード方式のデジタルノイズキャンセル信号を生成するためのデジタルフィルタであり、上述した伝達関数「-α」に相当するフィルタリングを行う。
このため、フィードフォワード方式のためのノイズキャンセル信号生成処理系として、マイクロホン14FF、マイクアンプ15FF、A/D変換器16FF、FF-DNC(Feedforward - Digital Noise Canceling)フィルタ17FFを有する。
マイクロホン14FFは、図21で説明したようにヘッドホン筐体外部で外部環境ノイズNZを収音するように設けられている。このマイクロホン14FFで収音されマイクアンプ15FFで入力された音声信号は、A/D変換器16FFでデジタル音声信号とされてDSP27において構成されているFF-DNCフィルタ17FFに供給される。FF-DNCフィルタ17FFは、フィードフォワード方式のデジタルノイズキャンセル信号を生成するためのデジタルフィルタであり、上述した伝達関数「-α」に相当するフィルタリングを行う。
またフィードバック方式のためのノイズキャンセル信号生成処理系として、マイクロホン14FB、マイクアンプ15FB、A/D変換器16FB、FB-DNC(Feedback -Digital Noise Canceling)フィルタ17FBを有する。
マイクロホン14FBは、図19で説明したようにヘッドホン筐体内部のノイズキャンセルポイントPcで、ヘッドホンハウジング内に到達した外部環境ノイズNZ’(及びドライバユニット出力音声)を収音するように設けられている。
このマイクロホン14FBで収音されマイクアンプ15FBで入力された音声信号は、A/D変換器16FBでデジタル音声信号とされてDSP27において構成されているFB-DNCフィルタ17FBに供給される。FB-DNCフィルタ17FBは、フィードバック方式のデジタルノイズキャンセル信号を生成するためのデジタルフィルタであり、上述した伝達関数「-β」に相当するフィルタリングを行う。
マイクロホン14FBは、図19で説明したようにヘッドホン筐体内部のノイズキャンセルポイントPcで、ヘッドホンハウジング内に到達した外部環境ノイズNZ’(及びドライバユニット出力音声)を収音するように設けられている。
このマイクロホン14FBで収音されマイクアンプ15FBで入力された音声信号は、A/D変換器16FBでデジタル音声信号とされてDSP27において構成されているFB-DNCフィルタ17FBに供給される。FB-DNCフィルタ17FBは、フィードバック方式のデジタルノイズキャンセル信号を生成するためのデジタルフィルタであり、上述した伝達関数「-β」に相当するフィルタリングを行う。
DSP27においては、イコライザ19で処理された入力音声信号と、FF-DNCフィルタ17FFで生成されたノイズキャンセル信号と、FB-DNCフィルタ17FBで生成されたノイズキャンセル信号とを、加算器18で加算合成して出力音声信号とし、DAC/アンプ部20に供給する。
DAC/アンプ部20は、出力音声信号をD/A変換してアナログ音声信号とし、さらにパワーアンプ処理を行う。そして出力音声信号をドライバユニット21に供給し、ドライバユニット21から音響出力を実行させる。
先に図23を用いて説明した場合と同様、ドライバユニット21からの再生音響には、フィードバック方式及びフィードフォワード方式のノイズキャンセル信号成分が含まれており、図23に示したノイズキャンセルポイントPcでノイズNZ’が低減された状態で、音楽等の入力音声信号に係る再生音響が、リスナに聴取される状態となる。
DAC/アンプ部20は、出力音声信号をD/A変換してアナログ音声信号とし、さらにパワーアンプ処理を行う。そして出力音声信号をドライバユニット21に供給し、ドライバユニット21から音響出力を実行させる。
先に図23を用いて説明した場合と同様、ドライバユニット21からの再生音響には、フィードバック方式及びフィードフォワード方式のノイズキャンセル信号成分が含まれており、図23に示したノイズキャンセルポイントPcでノイズNZ’が低減された状態で、音楽等の入力音声信号に係る再生音響が、リスナに聴取される状態となる。
なお、この例はDAC/アンプ部20でD/A変換及びアナログパーアンプ処理を行うものとしたが、ドライバユニット21がいわゆるデジタルドライバである場合、デジタルアンプ処理を行う構成でもよい。
本実施の形態のヘッドホン装置1では、さらに制御部11、メモリ部12、通信部13を備える。
制御部11は、DSP27におけるFF-DNCフィルタ17FFのフィルタ係数、FB-DNCフィルタ17FBのフィルタ係数、及びイコライザ19のフィルタ係数を設定する処理を行う。
メモリ部12は、処理パラメータとして、FF-DNCフィルタ17FFのフィルタ係数、FB-DNCフィルタ17FBのフィルタ係数、及びイコライザ19のフィルタ係数を記憶する。例えばNCモードとして、地下鉄モード、バスモード、飛行機モード、雑踏モードなどに対応して、周囲環境に応じた最適ノイズキャンセルを実現するための各種フィルタ係数セットを記憶している。
制御部11は、DSP27におけるFF-DNCフィルタ17FFのフィルタ係数、FB-DNCフィルタ17FBのフィルタ係数、及びイコライザ19のフィルタ係数を設定する処理を行う。
メモリ部12は、処理パラメータとして、FF-DNCフィルタ17FFのフィルタ係数、FB-DNCフィルタ17FBのフィルタ係数、及びイコライザ19のフィルタ係数を記憶する。例えばNCモードとして、地下鉄モード、バスモード、飛行機モード、雑踏モードなどに対応して、周囲環境に応じた最適ノイズキャンセルを実現するための各種フィルタ係数セットを記憶している。
通信部13は、例えばブルートゥース、WiFi等の無線通信で携帯端末2との間でデータ通信を行う。
特には、通信部13は携帯端末2から送信されてくるNCモードの指示情報を受信し、制御部11に伝える。 制御部11は、入力されたNCモードの指示情報に応じて、モード設定を行う。即ち指示されたNCモードに対応するフィルタ係数セットをメモリ部12から読み出し、そのフィルタ係数を、FF-DNCフィルタ17FF、FB-DNCフィルタ17FB、及びイコライザ19に設定する。
また制御部11は、通信部13による携帯端末2との間の通信確立のための制御処理や、各種データ送信の制御を行う。
特には、通信部13は携帯端末2から送信されてくるNCモードの指示情報を受信し、制御部11に伝える。 制御部11は、入力されたNCモードの指示情報に応じて、モード設定を行う。即ち指示されたNCモードに対応するフィルタ係数セットをメモリ部12から読み出し、そのフィルタ係数を、FF-DNCフィルタ17FF、FB-DNCフィルタ17FB、及びイコライザ19に設定する。
また制御部11は、通信部13による携帯端末2との間の通信確立のための制御処理や、各種データ送信の制御を行う。
なお、図2の構成は一例である。例えばDSP27はFF-DNCフィルタ17FF、FB-DNCフィルタ17FB、イコライザ19、加算器18の機能を有するものとしているが、これらの回路部の全部又は一部が独立したハードウエア回路として設けられても良い。或いはA/D変換器16FF、10FBの一方又は両方がDSP27内の構成要素とされてもよい。
図3は携帯端末2の内部構成例を示している。なお携帯端末2としては上述のように携帯電話機、携帯型情報処理装置などが想定され、機器に応じて多様な構成となるが、ここでは本実施の形態の動作に関連する部分のみを示している。
携帯端末2は、図示のように制御・演算部31、メモリ部32、通信部33、操作部34、A/D変換器35、マイクアンプ36、マイクロホン37、ネットワーク通信部39を備える。
マイクロホン37は周囲の音声(周囲環境ノイズNZを含む)を収音する。このマイクロホン37は例えば携帯電話機能のための送話用マイクロホン等、本来的には他の目的で搭載されているマイクロホンであってもよいし、周囲ノイズ収音の専用のマイクロホンであってもよい。
マイクロホン37で収音された音声信号はマイクアンプ36で入力増幅され、A/D変換器35でデジタルデータとして制御・演算部31に供給される。
マイクロホン37で収音された音声信号はマイクアンプ36で入力増幅され、A/D変換器35でデジタルデータとして制御・演算部31に供給される。
メモリ部32はROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の記憶部を包括的に示しており、各種情報を記憶したり、ワークエリアとして用いられる。本実施の形態の動作についていえば、制御・演算部31で起動するアプリケーションプログラムの記憶や、NCシステムデータベースの記憶などに用いられる。NCシステムデータベースとは、ヘッドホン装置1等の機種名、採用されているNC方式や各種NCモードに応じたフィルタ係数などがデータベース化されたものである。
なお、HDD(Hard Disk Drive)、光ディスク、メモリカード等を、メモリ部32を形成する記憶媒体としてもよい。
なお、HDD(Hard Disk Drive)、光ディスク、メモリカード等を、メモリ部32を形成する記憶媒体としてもよい。
操作部34はユーザの操作入力情報を入力して制御・演算部31に通知する。具体的には操作部34は、携帯端末2の筐体上に形成される操作キーや、携帯端末2の表示画面上のタッチパネルなどとして実現される。
通信部33は、例えばブルートゥース、WiFi等の無線通信でヘッドホン装置1との間でデータ通信を行う。
通信部33は、例えばブルートゥース、WiFi等の無線通信でヘッドホン装置1との間でデータ通信を行う。
ネットワーク通信部39は、インターネット等のネットワークや公衆電話回線などを介して各種通信を行う。
例えばアプリケーションプログラムやデータベースのダウンロードや更新を、ネットワーク通信部39を介して行うことができる。例えば上記のNCシステムデータベースや、次に述べていくNC処理最適化プログラムとしてのアプリケーションソフトウエアは、ネットワーク通信部39により外部サーバ等からダウンロードできる。
例えばアプリケーションプログラムやデータベースのダウンロードや更新を、ネットワーク通信部39を介して行うことができる。例えば上記のNCシステムデータベースや、次に述べていくNC処理最適化プログラムとしてのアプリケーションソフトウエアは、ネットワーク通信部39により外部サーバ等からダウンロードできる。
制御・演算部31は、CPUやDSP等によって成り、携帯端末2における各部の動作の制御や演算処理を行う。例えばアプリケーションプログラムに規定される処理が制御・演算部31において実行されることで、携帯電話機や情報処理装置としての各種機能を実行する。
本実施の形態の場合、ヘッドホン装置1に対する指示信号送信処理のためのアプリケーションプログラム(以下「NC処理最適化プログラム」という)が起動されることで、制御・演算部31には図示するシーケンス制御部31a、ノイズ解析部31b、最適NC判定部31cとしての機能ブロックがソフトウエア機能として実現される。
本実施の形態の場合、ヘッドホン装置1に対する指示信号送信処理のためのアプリケーションプログラム(以下「NC処理最適化プログラム」という)が起動されることで、制御・演算部31には図示するシーケンス制御部31a、ノイズ解析部31b、最適NC判定部31cとしての機能ブロックがソフトウエア機能として実現される。
シーケンス制御部31aは、NC処理最適化プログラムとしてのシーケンス制御を行う。具体的にはNC処理最適化プログラムの規定に従い、ノイズ解析処理や最適NC判定処理、通信処理等を制御する。
ノイズ解析部31bは、マイクロホン37で収音されるノイズNZの解析を行う。
最適NC判定部31cは、ノイズ解析結果から、ヘッドホン装置1のNCシステムにおける最適なNCモードを判定する。
ノイズ解析部31bは、マイクロホン37で収音されるノイズNZの解析を行う。
最適NC判定部31cは、ノイズ解析結果から、ヘッドホン装置1のNCシステムにおける最適なNCモードを判定する。
以上の図2,図3に示したヘッドホン装置1と携帯端末2におけるNC処理最適化のための処理を図4で説明する。
図4は携帯端末2において制御・演算部31でNC処理最適化プログラムにより実行される処理と、これに対応して行われるヘッドホン装置1の制御部11の処理を示している。
図4は携帯端末2において制御・演算部31でNC処理最適化プログラムにより実行される処理と、これに対応して行われるヘッドホン装置1の制御部11の処理を示している。
携帯端末2の処理としてステップF100は、NC処理最適化プログラムの処理実行トリガの発生を示している。NC処理最適化プログラムは、例えば常時起動されていても良いし、定期的に起動されたり、ユーザ操作で起動されてもよい。
さらには自動検出処理で何らかの条件判定を行って起動してもよい。例えば周囲ノイズ状況の変化、現在位置変化、温度変化、気圧変化、高度変化、移動速度変化などを検出して起動してもよい。起動に関しての各種例は後述する。
さらには自動検出処理で何らかの条件判定を行って起動してもよい。例えば周囲ノイズ状況の変化、現在位置変化、温度変化、気圧変化、高度変化、移動速度変化などを検出して起動してもよい。起動に関しての各種例は後述する。
ステップF100で起動トリガが発生すると、携帯端末2の制御・演算部31はシーケンス制御部31a(NC処理最適化プログラム)の制御に従って、ステップF101以降の処理を行う。
まず制御・演算部31はステップF101で通信部33によるヘッドホン装置1との通信確立処理を行う。即ち通信部33からの通信要求送信を行い、ヘッドホン装置1の通信部13との間で通信接続状態を確立する。ヘッドホン装置1側では制御部11はステップF200で、携帯端末2からの通信要求に応じて通信部13による接続確立のための制御を行うことになる。
即ち、制御・演算部31と制御部11は、通信部33、13を介して、通信要求、アクナレッジ送受信、認証処理等を行って通信を確立する。また通信確立により、ヘッドホン装置1の機種名、NCシステム情報等を携帯端末2側に通知する処理も、制御・演算部31と制御部11の間で行われる。機種名、NCシステム情報等の通信は、制御・演算部31側が通信相手のヘッドホン装置1において実行可能なNCモードを把握するために行われる。
まず制御・演算部31はステップF101で通信部33によるヘッドホン装置1との通信確立処理を行う。即ち通信部33からの通信要求送信を行い、ヘッドホン装置1の通信部13との間で通信接続状態を確立する。ヘッドホン装置1側では制御部11はステップF200で、携帯端末2からの通信要求に応じて通信部13による接続確立のための制御を行うことになる。
即ち、制御・演算部31と制御部11は、通信部33、13を介して、通信要求、アクナレッジ送受信、認証処理等を行って通信を確立する。また通信確立により、ヘッドホン装置1の機種名、NCシステム情報等を携帯端末2側に通知する処理も、制御・演算部31と制御部11の間で行われる。機種名、NCシステム情報等の通信は、制御・演算部31側が通信相手のヘッドホン装置1において実行可能なNCモードを把握するために行われる。
続いて携帯端末2の制御・演算部31はステップF102として、ノイズ解析部31bとしての機能により、ノイズ解析処理を行う。
そしてステップF103では、最適NC判定部31cの機能により、ノイズ解析結果に基づいてヘッドホン装置1において選択すべき最適NCモードの判定処理を行う。
このステップF102,F103の具体的な処理例を図5,図6で説明する。
そしてステップF103では、最適NC判定部31cの機能により、ノイズ解析結果に基づいてヘッドホン装置1において選択すべき最適NCモードの判定処理を行う。
このステップF102,F103の具体的な処理例を図5,図6で説明する。
図5のAは、例えばヘッドホン装置1側のメモリ部12において記憶されているFB-DNCフィルタ17FB用のフィルタ係数群を周波数軸上のカーブ(ノイズ低減カーブ)として示したものである。
例えば(1)低域重視カーブ、(2)低中域重視カーブ、(3)中域重視カーブ、(4)広帯域カーブとしての4種類のフィルタ係数セットを例示している。この4つのカーブは、4つのNCモードに対応するものとする。
ヘッドホン装置1側では、NCモードが指示されることに応じて、いずれかのカーブに相当するフィルタ係数セットを選択し、FB-DNCフィルタ17FBに設定する。
図示は省略するが、FF-DNCフィルタ17FF、及びイコライザ19のフィルタ係数セットも、例えば4つのモードに応じて記憶されており、制御部11は、NCモードの指示に応じて選択、設定を行う。
例えば(1)低域重視カーブ、(2)低中域重視カーブ、(3)中域重視カーブ、(4)広帯域カーブとしての4種類のフィルタ係数セットを例示している。この4つのカーブは、4つのNCモードに対応するものとする。
ヘッドホン装置1側では、NCモードが指示されることに応じて、いずれかのカーブに相当するフィルタ係数セットを選択し、FB-DNCフィルタ17FBに設定する。
図示は省略するが、FF-DNCフィルタ17FF、及びイコライザ19のフィルタ係数セットも、例えば4つのモードに応じて記憶されており、制御部11は、NCモードの指示に応じて選択、設定を行う。
このようなヘッドホン装置1側で選択可能なNCモード(NCモードに応じたフィルタ係数セット)の情報は、ステップF101,F200での通信確立時に、制御部31から制御・演算部31に通知するようにすればよい。或いは制御・演算部31は、ヘッドホン装置1の機種名を受信することで、メモリ部32に記憶したNCシステムデータベースから、通信相手のヘッドホン装置1において選択可能なNCモード(フィルタ係数セット)を把握するようにしてもよい。
図5のBは、制御・演算部31におけるノイズ解析部31b、最適NC判定部31cとしての構成例を示している。
ノイズ解析部31bは、この例では6個のバンドパスフィルタ81,82,83,84,85,86と、この6個のバンドパスフィルタ81,82,83,84,85,86のそれぞれの出力のエネルギー値をdB値として算出して内蔵レジスタに格納する6個のエネルギー値算出格納部91,92,93,94,95,96とで構成される。
この例の場合、6個のバンドパスフィルタ81,82,83,84,85,86の通過中心周波数は、50Hz、100Hz、200Hz、400Hz、800Hz、1.6kHzとされている。
ノイズ解析部31bは、この例では6個のバンドパスフィルタ81,82,83,84,85,86と、この6個のバンドパスフィルタ81,82,83,84,85,86のそれぞれの出力のエネルギー値をdB値として算出して内蔵レジスタに格納する6個のエネルギー値算出格納部91,92,93,94,95,96とで構成される。
この例の場合、6個のバンドパスフィルタ81,82,83,84,85,86の通過中心周波数は、50Hz、100Hz、200Hz、400Hz、800Hz、1.6kHzとされている。
そして、このノイズ解析部31bには、A/D変換回路35からの信号、つまりマイクロホン37で得られた周囲ノイズNZの音声信号が入力される。該音声信号(ノイズ波形)は、6個のバンドパスフィルタ81,82,83,84,85,86のそれぞれに入力される。そして、6個のバンドパスフィルタ81,82,83,84,85,86のそれぞれの出力が、エネルギー値算出格納部91,92,93,94,95,96に供給されて、各エネルギー値A(0),A(1),A(2),A(3),A(4),A(5)が算出され、それぞれが内蔵するレジスタに格納される。
最適NC判定部31cは、図5のAに示した4種の各ノイズ低減カーブ(1)、(2)、(3)、(4)に対応する4セットのフィルタ係数を把握している。例えば制御・演算部31は、上述のようにヘッドホン装置1側から通知されたり、或いはNCシステムデータベースから読み出すことで4セットのフィルタ係数をワークメモリ上で記憶している。
また最適NC判定部31cは、各ノイズ低減カーブ(1)、(2)、(3)、(4)での、50Hz、100Hz、200Hz、400Hz、800Hz、1.6kHzにおける減衰量代表値(dB値)を、それぞれのフィルタ係数に対応してワークメモリ上で記憶している。
また最適NC判定部31cは、各ノイズ低減カーブ(1)、(2)、(3)、(4)での、50Hz、100Hz、200Hz、400Hz、800Hz、1.6kHzにおける減衰量代表値(dB値)を、それぞれのフィルタ係数に対応してワークメモリ上で記憶している。
例えば、低域重視カーブ(1)での50Hz、100Hz、200Hz、400Hz、800Hz、1.6kHzにおける減衰量代表値(dB値)は、B1(0),B1(1),B1(2)・・・B1(5)として対応するフィルタ係数と対応付けられて格納され、低中域重視カーブ(2)での50Hz、100Hz、200Hz、400Hz、800Hz、1.6kHzにおける減衰量代表値(dB値)は、B2(0),B2(1),B2(2)・・・B2(5)として対応するフィルタ係数と対応付けられて格納されるものである。
なお、図5のAでは、B1(0),B1(1)、B2(0),B2(1)を例示している。
なお、図5のAでは、B1(0),B1(1)、B2(0),B2(1)を例示している。
そして、最適NC判定部31cは、エネルギー算出格納部91~96のそれぞれに格納された各エネルギー値A(0),A(1),A(2),A(3),A(4),A(5)と、メモリ24に格納されている各フィルタ係数によるノイズ低減カーブによる減衰量代表値との差分を検出し、差分の総和が最も小さいノイズ低減カーブに対応するフィルタ係数を、最適フィルタ係数として決定する。そしてこの最適フィルタ係数に相当するNCモードを最適NCモードとする。
すなわち、エネルギー値A(0),A(1),A(2),A(3),A(4),A(5)と、各フィルタ係数によるノイズ低減カーブによる減衰量代表値との差分の総和は、入力ノイズに対する各ノイズ低減カーブによる減衰結果の残差に等しいものとなり、小さいものほど、ノイズが低減されていることを意味するからである。
すなわち、エネルギー値A(0),A(1),A(2),A(3),A(4),A(5)と、各フィルタ係数によるノイズ低減カーブによる減衰量代表値との差分の総和は、入力ノイズに対する各ノイズ低減カーブによる減衰結果の残差に等しいものとなり、小さいものほど、ノイズが低減されていることを意味するからである。
以上のノイズ解析部31b及び最適NC判定部31cの処理動作の流れの例を図6のフローチャートに示す。
まず、ノイズ解析部31bのバンドパスフィルタ81~86の出力のエネルギー値A(0),A(1),A(2),A(3),A(4),A(5)を算出してレジスタに格納する(ステップF31)。
次に、最適NC判定部31cは、格納されたエネルギー値A(0)~A(5)を読み出して、エネルギー→振幅換算の変換を行い、値の補正を行なう(ステップF32)。この補正は、各バンドパスフィルタ81~86の総合選択度Qが一定の場合、例えば、周波数振幅値一定のホワイトノイズを流した時に、通過した波形のエネルギー値は一定にならず、低域が大きく出力されることから必要とされるものである。また、総合選択度Qのとり方によっても補正が必要な場合があり、これらをまとめて補正をする。
まず、ノイズ解析部31bのバンドパスフィルタ81~86の出力のエネルギー値A(0),A(1),A(2),A(3),A(4),A(5)を算出してレジスタに格納する(ステップF31)。
次に、最適NC判定部31cは、格納されたエネルギー値A(0)~A(5)を読み出して、エネルギー→振幅換算の変換を行い、値の補正を行なう(ステップF32)。この補正は、各バンドパスフィルタ81~86の総合選択度Qが一定の場合、例えば、周波数振幅値一定のホワイトノイズを流した時に、通過した波形のエネルギー値は一定にならず、低域が大きく出力されることから必要とされるものである。また、総合選択度Qのとり方によっても補正が必要な場合があり、これらをまとめて補正をする。
次に、最適NC判定部31cは、まず、低域重視カーブ(1)の代表値B1(0)~B1(5)を、エネルギー値A(0)~A(5)の補正値からそれぞれ減算する(ステップF33)。
次に、最適NC判定部31cは、聴感上の特性カーブにて、減算値を補正し、値C1(0)~C1(5)を得る(ステップF34)。
次に、最適NC判定部31cは、この値C1(0)~C1(5)を、リニア値に直した合計値を算出する(ステップF35)。この合計値が一つのノイズ低減カーブについての評価スコアとなる。
ここで、聴感上の特性カーブというのは、いわゆるAカーブやCカーブのようなものでも構わないし、絶対音量を加味してラウドネスを換算したものでも良いし、独自に設定したものでも良い。
次に、最適NC判定部31cは、聴感上の特性カーブにて、減算値を補正し、値C1(0)~C1(5)を得る(ステップF34)。
次に、最適NC判定部31cは、この値C1(0)~C1(5)を、リニア値に直した合計値を算出する(ステップF35)。この合計値が一つのノイズ低減カーブについての評価スコアとなる。
ここで、聴感上の特性カーブというのは、いわゆるAカーブやCカーブのようなものでも構わないし、絶対音量を加味してラウドネスを換算したものでも良いし、独自に設定したものでも良い。
そして、最適NC判定部31cは、上記ステップF33~ステップF35の作業を、ノイズ低減カーブ(1)~(4)のすべてについて実行して、各ノイズ低減カーブに対応する評価スコアを求める(ステップF36)。
最適NC判定部31cは、すべてのカーブに対応するスコア値が計算できたら、評価スコア値が最も小さい減衰カーブが、最もノイズ減衰効果を期待することができるものであると判定し、この減衰カーブに対応するフィルタ係数を最適フィルタ係数セットとして決定する(ステップF37)。これにより1つの最適NCモードが選定されたことになる。
なお、以上の処理例は最適NCモード判定の一例である。具体的なノイズ解析手法や最適フィルタ係数判定手法は他にも考えられる。
最適NC判定部31cは、すべてのカーブに対応するスコア値が計算できたら、評価スコア値が最も小さい減衰カーブが、最もノイズ減衰効果を期待することができるものであると判定し、この減衰カーブに対応するフィルタ係数を最適フィルタ係数セットとして決定する(ステップF37)。これにより1つの最適NCモードが選定されたことになる。
なお、以上の処理例は最適NCモード判定の一例である。具体的なノイズ解析手法や最適フィルタ係数判定手法は他にも考えられる。
図4のステップF102,F103では例えば以上の処理で最適NCモードを判定する。最適NCモードを判定したら制御・演算部31はステップF104で、ヘッドホン装置1側に対して最適NCモードを示す指示情報を送信する。即ち最適NCモードを示す指示情報を通信データとして生成し、通信部33から送信させる。
ヘッドホン装置1側の制御部11はステップF201で、通信部13によって受信された指示情報を取り込む。
そしてステップF105,及びステップF202で制御・演算部31と制御部11の間で、通信部33,13を介した通信を解除する処理を行う。
ヘッドホン装置1側の制御部11はステップF201で、通信部13によって受信された指示情報を取り込む。
そしてステップF105,及びステップF202で制御・演算部31と制御部11の間で、通信部33,13を介した通信を解除する処理を行う。
ヘッドホン装置1側では制御部11はステップF203で、指示情報に示されたNCモードに基づいて、メモリ部12からフィルタ係数を読み出す。
そして制御部11はステップF204で、読み出したフィルタ係数をDSP27の各フィルタに設定する。
そして制御部11はステップF204で、読み出したフィルタ係数をDSP27の各フィルタに設定する。
以上の処理の具体例は次のようになる。例えばユーザが地下鉄に乗ったとする。その場合に携帯端末2側のノイズ解析処理、最適NC判定処理により、地下鉄モードのフィルタ係数セットが最適フィルタ係数と判定され、指示情報としてヘッドホン装置1側に「地下鉄モード」が指示される。
このように指示情報によりNCモードとして地下鉄モードが指示された場合、ヘッドホン装置1側の制御部11はメモリ部12から、地下鉄モードのフィルタ係数として、FF-DNCフィルタ17FF用係数セット、FB-DNCフィルタ17FB用係数セット、イコライザ19用係数セットを読み出し、それぞれをFF-DNCフィルタ17FF、FB-DNCフィルタ17FB、イコライザ19に設定することとなる。
これにより、DSP27における各フィルタは、地下鉄モードのフィルタ処理を実行することとなる。結果、ヘッドホンユーザ(リスナ)にとって、地下鉄に乗っているという状況に応じた最適なNCシステム設定への切換が自動的に行われ、高いノイズキャンセル効果の状態で音楽等を聴取できる。
このように指示情報によりNCモードとして地下鉄モードが指示された場合、ヘッドホン装置1側の制御部11はメモリ部12から、地下鉄モードのフィルタ係数として、FF-DNCフィルタ17FF用係数セット、FB-DNCフィルタ17FB用係数セット、イコライザ19用係数セットを読み出し、それぞれをFF-DNCフィルタ17FF、FB-DNCフィルタ17FB、イコライザ19に設定することとなる。
これにより、DSP27における各フィルタは、地下鉄モードのフィルタ処理を実行することとなる。結果、ヘッドホンユーザ(リスナ)にとって、地下鉄に乗っているという状況に応じた最適なNCシステム設定への切換が自動的に行われ、高いノイズキャンセル効果の状態で音楽等を聴取できる。
以上の説明から理解されるように本実施の形態では、ユーザがヘッドホン装置1と無線通信可能なマイクロホン37付きの携帯端末2(例えばスマートフォン)を持っていることを前提とし、この携帯端末2のマイクロホン37及びDSP又はCPU(制御・演算部31)を使って、ノイズ解析処理・最適NC方法/パラメータ算定を行う。そしてその結果をヘッドホン装置1側に通知し、ヘッドホン装置1側で最適なNCモードでNCシステムが動作するようにするものである。
この場合、ノイズ解析や最適NCモード判定という、リソース負担の大きい処理を、比較的処理能力が高い携帯端末2側で実行させることで、ヘッドホン装置1側の処理負担は著しく軽減される上で、周囲環境ノイズ状況に応じて自動的に最適NCモードでのノイズ低減処理が実現されることとなる。さらにはヘッドホン装置1側でノイズ解析や最適NCモード判定を行わなくてよいことから、ヘッドホン装置1の消費電力の削減、ひいては稼働時間の長時間化を実現できる。
この場合、ノイズ解析や最適NCモード判定という、リソース負担の大きい処理を、比較的処理能力が高い携帯端末2側で実行させることで、ヘッドホン装置1側の処理負担は著しく軽減される上で、周囲環境ノイズ状況に応じて自動的に最適NCモードでのノイズ低減処理が実現されることとなる。さらにはヘッドホン装置1側でノイズ解析や最適NCモード判定を行わなくてよいことから、ヘッドホン装置1の消費電力の削減、ひいては稼働時間の長時間化を実現できる。
なお、ユーザはヘッドホン装置1を装着して、かつ、携帯端末2を例えばズボンやシャツのポケット、或いは鞄等に入れているなどして携帯していることが通常想定される。
一般的な自然環境における騒音は、周波数特性的には低域成分が支配的であり、ポケット等に入れたときの遮音による特性影響を受けにくいため、携帯端末2側でノイズ収音を行うものとしても、ヘッドホン装置1のNCシステムにとって、ほぼ適切な最適NCモード判定が可能である。
また、場合によっては、マイクロホン37の特性が携帯端末2毎に大きく異なる場合もあるが、例えばこれは、携帯端末2上での収音/測定/解析を行うアプリケーション(NC処理最適化プログラム)が、その各機種の特性をデータベース上に保持(またはネットワークからダウンロードして更新)などしていれば、この情報を使って、特性を補正したのちに解析することも可能である。
一般的な自然環境における騒音は、周波数特性的には低域成分が支配的であり、ポケット等に入れたときの遮音による特性影響を受けにくいため、携帯端末2側でノイズ収音を行うものとしても、ヘッドホン装置1のNCシステムにとって、ほぼ適切な最適NCモード判定が可能である。
また、場合によっては、マイクロホン37の特性が携帯端末2毎に大きく異なる場合もあるが、例えばこれは、携帯端末2上での収音/測定/解析を行うアプリケーション(NC処理最適化プログラム)が、その各機種の特性をデータベース上に保持(またはネットワークからダウンロードして更新)などしていれば、この情報を使って、特性を補正したのちに解析することも可能である。
上記例では、携帯端末2側は最適NCモードを判定したら、それをヘッドホン装置1に通知するのみとしたが、携帯端末2の機能を活かすために、ノイズ測定結果や解析結果等を画面表示するなどすれば、よりユーザからみた利便性が向上する。
携帯端末2は、いわゆる情報処理装置として、アプリケーションプログラムをインストールすることで各種の機能を実現できる。本例の場合、携帯端末2は、例えば上記の処理を行うNC処理最適化プログラムをインストールすることで実現できる。つまりユーザが通常使用している携帯端末について、NC処理最適化プログラムをインストールすれば、実施の形態の携帯端末2が実現され、本例のヘッドホンシステムを容易にユーザに提供できるものとなる。
特に、携帯電話機、スマートフォン、PDA等の携帯端末2では通話機能がある限り、マイクロホンは必ず内蔵されている。従って、そのマイクロホンを図3のマイクロホン37として使用して騒音の収音を行うことは、携帯端末2のデバイス負担を増やすものとはならない。同様に、近年の携帯端末2はブルートゥース方式等の通信機能を備えるものが多いため、通信部33としての構成も有することが多い。この点でも、ユーザが所有している携帯電話機、スマートフォン等を用いて本例の携帯端末2を実現できる。
つまり本例における携帯端末2は、ユーザが既に所有している携帯電話機等に対してNC処理最適化プログラムをインストールすれば実現できるということが殆どとなる。
特に、携帯電話機、スマートフォン、PDA等の携帯端末2では通話機能がある限り、マイクロホンは必ず内蔵されている。従って、そのマイクロホンを図3のマイクロホン37として使用して騒音の収音を行うことは、携帯端末2のデバイス負担を増やすものとはならない。同様に、近年の携帯端末2はブルートゥース方式等の通信機能を備えるものが多いため、通信部33としての構成も有することが多い。この点でも、ユーザが所有している携帯電話機、スマートフォン等を用いて本例の携帯端末2を実現できる。
つまり本例における携帯端末2は、ユーザが既に所有している携帯電話機等に対してNC処理最適化プログラムをインストールすれば実現できるということが殆どとなる。
また例えば、1人のユーザが複数のヘッドホン装置1を所有している場合、従来であれば各ヘッドホン装置1にノイズ解析、最適NCモード判定機能を内蔵する必要があるが、本実施の形態の方式ではノイズ解析、最適NCモード判定のための処理部を1つの携帯端末2で備え、これを複数のヘッドホン装置1に対して共用できる。これによりUI共通化やスペースにおいて有利である。また実際上、ユーザが複数のヘッドホン装置1を持ち替えて使用するような場合にも、各ヘッドホン装置1が、1つの携帯端末2とのセットで、本例のヘッドホンシステムが実現でき、使用するヘッドホン装置1に応じて異なる携帯端末2が必要となるということもない。
なお図4のステップF100での携帯端末2側の処理の起動トリガは、多様に考えられる。
定期的にNC処理最適化プログラムを起動する場合は、制御・演算部31は内部タイマで前回の実行時からの計時を行っており、所定時間経過を起動トリガとすればよい。例えば数秒おき、数10秒おき、1~数分おき、10~30分おきなど、所定時間おきに図4の処理を実行する。
また携帯端末2側では外来音の状況の検出を常時実行し、外部ノイズ状況の変動を検知したときに起動トリガ発生としてもよい。例えばノイズレベルの単位時間平均値の変化、あるいは周波数特性の大幅な変化等が検出されたら、起動トリガ発生として図4の処理を行う。あるいはノイズ解析部31bの処理を常時実行しておくようにし、周囲のノイズ状況に変化があったと判定したときに、起動トリガ発生としてもよい。
さらに位置センサ、温度センサ、気圧センサ、高度センサ、移動速度センサ等を携帯端末2が備えるようにし、それらの検出情報に応じて起動トリガ発生と判定するようにしてもよい。
以上のようなトリガ検知を行えば、ユーザが何ら操作を行わなくとも、自動的にNCシステムの最適化が実行されて好適である。
定期的にNC処理最適化プログラムを起動する場合は、制御・演算部31は内部タイマで前回の実行時からの計時を行っており、所定時間経過を起動トリガとすればよい。例えば数秒おき、数10秒おき、1~数分おき、10~30分おきなど、所定時間おきに図4の処理を実行する。
また携帯端末2側では外来音の状況の検出を常時実行し、外部ノイズ状況の変動を検知したときに起動トリガ発生としてもよい。例えばノイズレベルの単位時間平均値の変化、あるいは周波数特性の大幅な変化等が検出されたら、起動トリガ発生として図4の処理を行う。あるいはノイズ解析部31bの処理を常時実行しておくようにし、周囲のノイズ状況に変化があったと判定したときに、起動トリガ発生としてもよい。
さらに位置センサ、温度センサ、気圧センサ、高度センサ、移動速度センサ等を携帯端末2が備えるようにし、それらの検出情報に応じて起動トリガ発生と判定するようにしてもよい。
以上のようなトリガ検知を行えば、ユーザが何ら操作を行わなくとも、自動的にNCシステムの最適化が実行されて好適である。
但し、ユーザ操作として起動トリガを判定してもよい。ユーザ操作として携帯端末2の操作部34の操作により、ユーザがNC処理最適化プログラムの選択・起動操作を行ったら、起動トリガ発生として図4の処理を行う。
なお、変形例としてヘッドホン装置1側に操作部を設け、その操作部が操作された場合、ヘッドホン装置1の制御部11は、通信部13から携帯端末2に起動トリガ情報を送信し、これを受けた制御・演算部31が、起動トリガ発生と認識するようにしてもよい。
ユーザ操作によれば、ユーザが最適なNCモードと感じないような場合に、再設定できることになる。
なお、変形例としてヘッドホン装置1側に操作部を設け、その操作部が操作された場合、ヘッドホン装置1の制御部11は、通信部13から携帯端末2に起動トリガ情報を送信し、これを受けた制御・演算部31が、起動トリガ発生と認識するようにしてもよい。
ユーザ操作によれば、ユーザが最適なNCモードと感じないような場合に、再設定できることになる。
また、特に起動トリガ判断は逐次行わず、NC処理最適化プログラムが常時実行されていてもよい。
例えばステップF102、F103で説明したノイズ解析処理、最適NCモード判定処理が、携帯端末2側で常時実行されるようにする。そして、最適NCモードの判定結果が変化した場合に、ヘッドホン装置1との間で通信確立処理を行い、ヘッドホン装置1への指示情報送信が行われるようにする例である。
例えばステップF102、F103で説明したノイズ解析処理、最適NCモード判定処理が、携帯端末2側で常時実行されるようにする。そして、最適NCモードの判定結果が変化した場合に、ヘッドホン装置1との間で通信確立処理を行い、ヘッドホン装置1への指示情報送信が行われるようにする例である。
ところで上述したように、ヘッドホン装置1では、FF-DNCフィルタ17FF、FB-DNCフィルタ17FBだけでなく、イコライザ19のフィルタ係数もNCモードに応じて設定することとした。
フィードバック方式のノイズ低減装置の場合には、デジタルフィルタのフィルタ係数を変更してノイズ低減カーブを変更したときには、外部入力される聴取対象の音声信号Sは、ノイズ低減効果の周波数カーブに対応した影響を受けるため、デジタルフィルタのフィルタ係数の変更に応じて、イコライザ特性の変更が必要になる。
そこで、例えばメモリ部12には、デジタルフィルタの複数個のフィルタ係数のそれぞれに対応させて、イコライザ19のイコライザ特性を変更するためのパラメータ(フィルタ係数)を記憶させておき、NCモードに応じてイコライザ特性を変更することが適切となる。
フィードバック方式のノイズ低減装置の場合には、デジタルフィルタのフィルタ係数を変更してノイズ低減カーブを変更したときには、外部入力される聴取対象の音声信号Sは、ノイズ低減効果の周波数カーブに対応した影響を受けるため、デジタルフィルタのフィルタ係数の変更に応じて、イコライザ特性の変更が必要になる。
そこで、例えばメモリ部12には、デジタルフィルタの複数個のフィルタ係数のそれぞれに対応させて、イコライザ19のイコライザ特性を変更するためのパラメータ(フィルタ係数)を記憶させておき、NCモードに応じてイコライザ特性を変更することが適切となる。
なお、図2のヘッドホン装置1は、複合方式のNCシステムを搭載した例としたが、もちろんフィードバック方式のNCシステムを搭載したり、フィードフォワード方式のNCシステムを搭載する例も考えられる。
図7はフィードフォワード方式のNCシステムを搭載したヘッドホン装置1の構成のブロック図である。
また図8はフィードバック方式のNCシステムを搭載したヘッドホン装置1の構成のブロック図である。
図7はフィードフォワード方式のNCシステムを搭載したヘッドホン装置1の構成のブロック図である。
また図8はフィードバック方式のNCシステムを搭載したヘッドホン装置1の構成のブロック図である。
図7,図8のいずれも、図2と同一部分は同一符号を付して重複説明は避ける。
図示のとおり、図7は、マイクロホン14FF、マイクアンプ15FF、A/D変換器16FF、FF-DNCフィルタ17FFというフィードフォワード系回路でノイズキャンセル信号を生成して加算器18で入力音声信号と合成する構成例である。図19の構成と同様のノイズキャンセル効果を得ることができる。
図8はマイクロホン14FB、マイクアンプ15FB、A/D変換器16FB、FB-DNCフィルタ17FBというフィードバック系回路でノイズキャンセル信号を生成して加算器18で入力音声信号と合成する構成例である。図21の構成と同様のノイズキャンセル効果を得ることができる。
図示のとおり、図7は、マイクロホン14FF、マイクアンプ15FF、A/D変換器16FF、FF-DNCフィルタ17FFというフィードフォワード系回路でノイズキャンセル信号を生成して加算器18で入力音声信号と合成する構成例である。図19の構成と同様のノイズキャンセル効果を得ることができる。
図8はマイクロホン14FB、マイクアンプ15FB、A/D変換器16FB、FB-DNCフィルタ17FBというフィードバック系回路でノイズキャンセル信号を生成して加算器18で入力音声信号と合成する構成例である。図21の構成と同様のノイズキャンセル効果を得ることができる。
図7,図8のいずれの場合もノイズキャンセル信号の生成のためのフィルタ係数やイコライザ19のフィルタ係数を、携帯端末2からの指示情報で示されるNCモードに応じて制御部11が設定するようにする。これにより、ヘッドホン装置1の処理負担の軽減、消費電力削減の効果を得ることができる。
なお、上述のようにイコライザ19のフィルタ係数をNCモードに応じて変更するのは図8のフィードバック方の場合に重要となる。逆に図7のフィードフォワード方式の場合、イコライザ19は直接的にはNCモードに応じてパラメータ変更する必要は小さいが、NCモードに応じてイコライザ特性を調整することは、例えばNCモードに応じた積極的な音質設定などという点で有用である。もちろんフィードフォワード方式の場合、イコライザ19の特性は固定としてもよい。
以上の図7,図8のようなフィードフォワード方式或いはフィードバック方式のNCシステムを搭載したヘッドホン装置1の構成例は、繰り返しての図示及び説明はしないが、後述する第2~第5の実施の形態の場合も同様に想定されるものである。
<4.第2の実施の形態(ノイズ解析)>
第2の実施の形態を図9で説明する。なお、ヘッドホン装置1及び携帯端末2の構成は図2,図3と同様とする。
但しこの第2の実施の形態の場合、ヘッドホン装置1ではメモリ部12にNCモードに応じたフィルタ係数セットを記憶しておかなくてもよい。
逆に、携帯端末2側では、各種のヘッドホン装置1に応じた各種NCモードについてのフィルタ係数セットをメモリ部32に記憶しておく。例えば上述のNCシステムデータベースとして保持していてもよい。
第2の実施の形態を図9で説明する。なお、ヘッドホン装置1及び携帯端末2の構成は図2,図3と同様とする。
但しこの第2の実施の形態の場合、ヘッドホン装置1ではメモリ部12にNCモードに応じたフィルタ係数セットを記憶しておかなくてもよい。
逆に、携帯端末2側では、各種のヘッドホン装置1に応じた各種NCモードについてのフィルタ係数セットをメモリ部32に記憶しておく。例えば上述のNCシステムデータベースとして保持していてもよい。
図9に制御・演算部31及び制御部11の処理例を示す。
制御・演算部31はステップF110でNC処理最適化プログラムの起動トリガ発生と判断すると、ステップF111の通信確立処理を行う。対応してヘッドホン装置1の制御部11もステップF210で通信確立処理を行う。通信確立ができたら、必要な情報送信を行う。例えば制御部11は自己のヘッドホン装置1の機種名やNCシステム種別等を携帯端末2に通知する。
制御・演算部31はステップF110でNC処理最適化プログラムの起動トリガ発生と判断すると、ステップF111の通信確立処理を行う。対応してヘッドホン装置1の制御部11もステップF210で通信確立処理を行う。通信確立ができたら、必要な情報送信を行う。例えば制御部11は自己のヘッドホン装置1の機種名やNCシステム種別等を携帯端末2に通知する。
携帯端末2の制御・演算部31はステップF112でノイズ解析処理を行い、ステップF113で最適NCモード判定を行う。例えば第1の実施の形態で説明した処理である。
そしてこの場合はステップF114で、判定した最適NCモードに係るフィルタ係数セットをメモリ部32から読み出し、当該フィルタ係数セットを含む送信データを生成する。例えばヘッドホン装置1が図2の複合方式のNCシステムを有する構成の場合、FF-DNCフィルタ17FF用のフィルタ係数セット、FB-DNCフィルタ17FB用のフィルタ係数セット、及びイコライザ19用のフィルタ係数セットを含む指示情報を送信データとして生成することになる。
制御・演算部31は、この送信データ(指示情報)をステップF115において通信部33から送信させる。
そしてこの場合はステップF114で、判定した最適NCモードに係るフィルタ係数セットをメモリ部32から読み出し、当該フィルタ係数セットを含む送信データを生成する。例えばヘッドホン装置1が図2の複合方式のNCシステムを有する構成の場合、FF-DNCフィルタ17FF用のフィルタ係数セット、FB-DNCフィルタ17FB用のフィルタ係数セット、及びイコライザ19用のフィルタ係数セットを含む指示情報を送信データとして生成することになる。
制御・演算部31は、この送信データ(指示情報)をステップF115において通信部33から送信させる。
ヘッドホン装置1の制御部11はステップF211で、通信部13で受信したフィルタ係数セット自体を含む指示情報を取り込む。
ステップF116,及びステップF212では、制御・演算部31と制御部11の間で、通信部33,13を介した通信を解除する処理を行う。
そしてヘッドホン装置1側では制御部11はステップF213で、指示情報に含まれているフィルタ係数をDSP27の各フィルタに設定する。
ステップF116,及びステップF212では、制御・演算部31と制御部11の間で、通信部33,13を介した通信を解除する処理を行う。
そしてヘッドホン装置1側では制御部11はステップF213で、指示情報に含まれているフィルタ係数をDSP27の各フィルタに設定する。
以上の処理の具体例は次のようになる。例えばユーザが地下鉄に乗ったとする。その場合に携帯端末2側のノイズ解析処理、最適NC判定処理により、地下鉄モードのフィルタ係数セットが最適フィルタ係数と判定され、指示情報に、実際のフィルタ係数が含まれてヘッドホン装置1側に送信される。
この指示情報を受信したヘッドホン装置1側の制御部11は、指示情報に含まれているFF-DNCフィルタ17FF用係数セット、FB-DNCフィルタ17FB用係数セット、イコライザ19用係数セットを取り込み、それぞれをFF-DNCフィルタ17FF、FB-DNCフィルタ17FB、イコライザ19に設定する。
これにより、DSP27における各フィルタは、地下鉄モードのフィルタ処理を実行することとなる。結果、ヘッドホンユーザ(リスナ)にとって、地下鉄に乗っているという状況に応じた最適なNCシステム設定への切換が自動的に行われ、高いノイズキャンセル効果の状態で音楽等を聴取できる。
この指示情報を受信したヘッドホン装置1側の制御部11は、指示情報に含まれているFF-DNCフィルタ17FF用係数セット、FB-DNCフィルタ17FB用係数セット、イコライザ19用係数セットを取り込み、それぞれをFF-DNCフィルタ17FF、FB-DNCフィルタ17FB、イコライザ19に設定する。
これにより、DSP27における各フィルタは、地下鉄モードのフィルタ処理を実行することとなる。結果、ヘッドホンユーザ(リスナ)にとって、地下鉄に乗っているという状況に応じた最適なNCシステム設定への切換が自動的に行われ、高いノイズキャンセル効果の状態で音楽等を聴取できる。
そしてこの場合、第1の実施の形態と同様、ヘッドホン装置1のリソース負担の削減、低消費電力化の効果が得られる。
特にこの第2の実施の形態では、ヘッドホン装置1側ではフィルタ係数セットの記憶も不要となり、メモリリソースも節約できる。
また、特に限定的なNCモードに限られず、携帯端末2側から、NCシステムのフィルタ係数を多様に制御できることにもなり、携帯端末2のアプリケーションプログラムによっては、ヘッドホン装置1における多様なNCモードをフレキシブルに実現できることになる。例えば新たなフィルタ係数セットを携帯端末2側がダウンロードすることで、ヘッドホン装置1に、当該新たなフィルタ係数セットを設定するということも可能となり、結果的にヘッドホン装置1の性能の向上、多様化を実現できるものともなる。
特にこの第2の実施の形態では、ヘッドホン装置1側ではフィルタ係数セットの記憶も不要となり、メモリリソースも節約できる。
また、特に限定的なNCモードに限られず、携帯端末2側から、NCシステムのフィルタ係数を多様に制御できることにもなり、携帯端末2のアプリケーションプログラムによっては、ヘッドホン装置1における多様なNCモードをフレキシブルに実現できることになる。例えば新たなフィルタ係数セットを携帯端末2側がダウンロードすることで、ヘッドホン装置1に、当該新たなフィルタ係数セットを設定するということも可能となり、結果的にヘッドホン装置1の性能の向上、多様化を実現できるものともなる。
<5.第3の実施の形態(ストリーム送信)>
第3の実施の形態を図10,図11で説明する。これは、音楽等のストリームデータ、つまりユーザがヘッドホン装置1を用いて聴取する目的の音声信号を携帯端末2からヘッドホン装置1に送信するようにした例である。
第3の実施の形態を図10,図11で説明する。これは、音楽等のストリームデータ、つまりユーザがヘッドホン装置1を用いて聴取する目的の音声信号を携帯端末2からヘッドホン装置1に送信するようにした例である。
図10はヘッドホン装置1の構成例を示している。なお図2と同一部分は同一符号を付し説明を省略する。
この図10の場合、図2と比較してわかるように入力音声信号の入力経路(図2の端子25,26、デジタル入力部23、A/D変換器24、マルチプレクサ22)が設けられていない。
そして通信部13では、指示情報だけでなく、ストリーム音声データも受信している。携帯端末2から送信されてくるストリーム音声データは通信部13で受信され、入力音声信号としてイコライザ19に供給される。
他の構成は図2と同様となる。
この図10の場合、図2と比較してわかるように入力音声信号の入力経路(図2の端子25,26、デジタル入力部23、A/D変換器24、マルチプレクサ22)が設けられていない。
そして通信部13では、指示情報だけでなく、ストリーム音声データも受信している。携帯端末2から送信されてくるストリーム音声データは通信部13で受信され、入力音声信号としてイコライザ19に供給される。
他の構成は図2と同様となる。
図11は携帯端末2の構成を示している。図3と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。
この場合図3と比較してわかるように、コンテンツ格納部38が設けられている。例えばHDD、メモリカード、光ディスクなどにより構成される。このコンテンツ格納部38には、例えば音楽コンテンツとしてのストリームデータが格納されている。
制御・演算部31は、例えば操作部34からのユーザ操作に応じて、コンテンツ格納部38から音楽コンテンツを選択して読み出し、そのストリームデータを通信部33からヘッドホン装置1に送信させる制御を行う。
この場合図3と比較してわかるように、コンテンツ格納部38が設けられている。例えばHDD、メモリカード、光ディスクなどにより構成される。このコンテンツ格納部38には、例えば音楽コンテンツとしてのストリームデータが格納されている。
制御・演算部31は、例えば操作部34からのユーザ操作に応じて、コンテンツ格納部38から音楽コンテンツを選択して読み出し、そのストリームデータを通信部33からヘッドホン装置1に送信させる制御を行う。
この場合においてNCシステムに関する処理は、上記第1の実施の形態又は第2の実施の形態と同様に行われる。即ち携帯端末2においてNC処理最適化プログラムが起動されることで、ノイズ解析及び最適NCモード判定(最適フィルタ係数判定)が行われ、指示情報がヘッドホン装置1に送信される。ヘッドホン装置1の制御部11は、指示情報に応じてFF-DNCフィルタ17FF、FB-DNCフィルタ17FB、イコライザ19のフィルタ係数を設定する。
このような第3の実施の形態の構成によれば、携帯端末2がヘッドホン装置1の音楽ソース(入力音声信号ソース)としても機能する。
即ちユーザは携帯端末2をオーディオプレーヤとして動作させる。すると当該再生音楽は、ストリーム音声データとしてヘッドホン装置1に送信され、イコライザ19、加算器18、DAC/アンプ部20を介してドライバユニット21から音響再生され、ユーザは聴取できることになる。
ユーザは携帯端末2とは別にオーディオプレーヤ等を所持しなくてもよい。
即ちユーザは携帯端末2をオーディオプレーヤとして動作させる。すると当該再生音楽は、ストリーム音声データとしてヘッドホン装置1に送信され、イコライザ19、加算器18、DAC/アンプ部20を介してドライバユニット21から音響再生され、ユーザは聴取できることになる。
ユーザは携帯端末2とは別にオーディオプレーヤ等を所持しなくてもよい。
なお、コンテンツ格納部38ではなく、ネットワーク通信部39で受信したストリーム音声データを、通信部33からヘッドホン装置1に送信するようにしてもよい。例えば所定のサーバから音楽等の送信を受けたり、いわゆるクラウド上に置かれた音楽データ等を、携帯端末2で受信し、それをヘッドホン装置1に送信してリスナに聴取させることもできる。
また図10では、マイクアンプ15FFの出力を通信部13に供給できるように示している。マイクロホン14FFを、例えば送話用のマイクロホンとして使用する例である。
例えば携帯端末2が通話状態の場合、マイクロホン14FFでユーザの声を収音し、これをストリームデータとして通信部13から携帯端末2に送信する。携帯端末2は、通信部33で受信した音声信号を送話音声として電話送信するようにする。
例えば携帯端末2が通話状態の場合、マイクロホン14FFでユーザの声を収音し、これをストリームデータとして通信部13から携帯端末2に送信する。携帯端末2は、通信部33で受信した音声信号を送話音声として電話送信するようにする。
<6.第4の実施の形態(位置検出)>
続いて現在位置検出に基づくNCモード指示を行う例としての第4の実施の形態を説明する。
図12は第4の実施の形態における携帯端末2の構成例を示している。なお、ヘッドホン装置1の構成は図2と同様とする。
続いて現在位置検出に基づくNCモード指示を行う例としての第4の実施の形態を説明する。
図12は第4の実施の形態における携帯端末2の構成例を示している。なお、ヘッドホン装置1の構成は図2と同様とする。
図12において図3と同一部分は同一符号としている。但し制御・演算部31にはノイズ解析部31bは設けられず、検出情報取込部31dが設けられる。すなわちNC処理最適化プログラムによって、検出情報取込部31dの機能が制御・演算部31により実行される。
また、位置検出部40が設けられる。
位置検出部40は例えばGPS(Global Positioning System)受信機とされ、現在位置情報(緯度・経度)及び現在の速度情報を検出可能とされる。
制御・演算部31における検出情報取込部31dは、シーケンス制御部31aで規定される必要なタイミングで、位置検出部40で検出される現在位置情報を取り込む処理を行う。
また、位置検出部40が設けられる。
位置検出部40は例えばGPS(Global Positioning System)受信機とされ、現在位置情報(緯度・経度)及び現在の速度情報を検出可能とされる。
制御・演算部31における検出情報取込部31dは、シーケンス制御部31aで規定される必要なタイミングで、位置検出部40で検出される現在位置情報を取り込む処理を行う。
メモリ部32には、第1~第3の実施の形態と同様、NC処理最適化プログラム等のアプリケーションソフトウエアや、NCシステムデータベースが格納される。加えてこの第4の実施の形態の場合、メモリ部32には地図データベースが格納される。制御・演算部31は地図データベースを参照することで、位置検出部40で検出される現在位置情報(緯度・経度)に対応した、実際の現在位置の地名、住所、番地、施設、交通機関などの周囲環境に関する情報を知ることができる。
なお例えば地図データベースは、ネットワーク通信部39によりネットワーク上のサーバからダウンロードされてもよいし、携帯端末2にメモリカードや光ディスクなどの可搬性メディアの再生部を備えていれば、それらの可搬性メディアから読み込んでメモリ部32に格納してもよい。
なお例えば地図データベースは、ネットワーク通信部39によりネットワーク上のサーバからダウンロードされてもよいし、携帯端末2にメモリカードや光ディスクなどの可搬性メディアの再生部を備えていれば、それらの可搬性メディアから読み込んでメモリ部32に格納してもよい。
第4の実施の形態におけるヘッドホン装置1と携帯端末2におけるNC処理最適化のための処理を図13で説明する。
図13は携帯端末2において制御・演算部31でNC処理最適化プログラムにより実行される処理と、これに対応して行われるヘッドホン装置1の制御部11の処理を示している。
図13は携帯端末2において制御・演算部31でNC処理最適化プログラムにより実行される処理と、これに対応して行われるヘッドホン装置1の制御部11の処理を示している。
制御・演算部31は、ステップF100でNC処理最適化プログラムの処理実行トリガの発生を検知したら、シーケンス制御部31a(NC処理最適化プログラム)の制御に従って、ステップF101以降の処理を行う。
まず制御・演算部31はステップF101で通信部33によるヘッドホン装置1との通信確立処理を行う。対応してヘッドホン装置1の制御部11はステップF200で通信確立処理を行う。ここまでは図4で説明した処理と同様である。
まず制御・演算部31はステップF101で通信部33によるヘッドホン装置1との通信確立処理を行う。対応してヘッドホン装置1の制御部11はステップF200で通信確立処理を行う。ここまでは図4で説明した処理と同様である。
続いて携帯端末2の制御・演算部31はステップF102Aとして、検出情報取込部31dとしての機能により、位置検出部40から現在位置情報(緯度・経度)を取り込み、地図データベースを参照して現在位置の周囲ノイズ環境を判定する。
例えばユーザの居る現在位置についての周囲ノイズ環境として、市街地、電車内、地下鉄内、自動車(バス)内、航空機内などを判定する。
なお、位置情報だけでは周囲ノイズ環境判定が難しい場合がある。例えば現在位置情報から地図データベースを参照して或る道路上に居ることがわかっても、それはバス等に乗っているのか、あるいは歩いているのか等の判断が困難である。ここでGPS受信機の場合、位置情報とともに速度情報を得ることができる。そこで位置情報と速度情報を併用して、より正確にノイズ環境を判定してもよい。
例えばユーザの居る現在位置についての周囲ノイズ環境として、市街地、電車内、地下鉄内、自動車(バス)内、航空機内などを判定する。
なお、位置情報だけでは周囲ノイズ環境判定が難しい場合がある。例えば現在位置情報から地図データベースを参照して或る道路上に居ることがわかっても、それはバス等に乗っているのか、あるいは歩いているのか等の判断が困難である。ここでGPS受信機の場合、位置情報とともに速度情報を得ることができる。そこで位置情報と速度情報を併用して、より正確にノイズ環境を判定してもよい。
ノイズ環境を判定したら、ステップF103Aで制御・演算部31は、最適NC判定部31cの機能により、ノイズ環境に応じた最適NCモードを決定する。例えばノイズ環境が地下鉄内と判定したら地下鉄モードとする。なお判定したノイズ環境に直接的に対応するNCモードが存在しない場合は、現在のノイズ環境に比較的適切とされるNCモードを選択するようにすればよい。例えば電車モード、航空機モード、市街地モードが設けられている場合に、バス等の車両内と判定した場合、「電車モード」を選択するなどである。
最適NCモードを判定したら制御・演算部31はステップF104で、ヘッドホン装置1側に対して最適NCモードを示す指示情報を送信する。即ち最適NCモードを示す指示情報を通信データとして生成し、通信部33から送信させる。
ヘッドホン装置1側の制御部11はステップF201で、通信部13によって受信された指示情報を取り込む。
そしてステップF105,及びステップF202で制御・演算部31と制御部11の間で、通信部33,13を介した通信を解除する処理を行う。
ヘッドホン装置1側では制御部11はステップF203で、指示情報に示されたNCモードに基づいて、メモリ部12からフィルタ係数を読み出す。
そして制御部11はステップF204で、読み出したフィルタ係数をDSP27の各フィルタに設定する。
ヘッドホン装置1側の制御部11はステップF201で、通信部13によって受信された指示情報を取り込む。
そしてステップF105,及びステップF202で制御・演算部31と制御部11の間で、通信部33,13を介した通信を解除する処理を行う。
ヘッドホン装置1側では制御部11はステップF203で、指示情報に示されたNCモードに基づいて、メモリ部12からフィルタ係数を読み出す。
そして制御部11はステップF204で、読み出したフィルタ係数をDSP27の各フィルタに設定する。
以上の処理の具体例は次のようになる。例えばユーザが地下鉄に乗ったとする。その場合に携帯端末2側の位置検出、ノイズ環境判定によって地下鉄車内であることが判定され、地下鉄モードが最適として、指示情報としてヘッドホン装置1側に「地下鉄モード」が指示される。
この指示情報に応じてヘッドホン装置1側の制御部11は、メモリ部12から、地下鉄モードのフィルタ係数として、FF-DNCフィルタ17FF用係数セット、FB-DNCフィルタ17FB用係数セット、イコライザ19用係数セットを読み出し、それぞれをFF-DNCフィルタ17FF、FB-DNCフィルタ17FB、イコライザ19に設定する。
これにより、DSP27における各フィルタは、地下鉄モードのフィルタ処理を実行することとなる。結果、ヘッドホンユーザ(リスナ)にとって、地下鉄に乗っているという状況に応じた最適なNCシステム設定への切換が自動的に行われ、高いノイズキャンセル効果の状態で音楽等を聴取できる。
この指示情報に応じてヘッドホン装置1側の制御部11は、メモリ部12から、地下鉄モードのフィルタ係数として、FF-DNCフィルタ17FF用係数セット、FB-DNCフィルタ17FB用係数セット、イコライザ19用係数セットを読み出し、それぞれをFF-DNCフィルタ17FF、FB-DNCフィルタ17FB、イコライザ19に設定する。
これにより、DSP27における各フィルタは、地下鉄モードのフィルタ処理を実行することとなる。結果、ヘッドホンユーザ(リスナ)にとって、地下鉄に乗っているという状況に応じた最適なNCシステム設定への切換が自動的に行われ、高いノイズキャンセル効果の状態で音楽等を聴取できる。
なお、この第4の実施の形態の動作において、上述の第2の実施の形態の考え方を適用して、NCモードを示す指示情報ではなく、フィルタ係数を直接指定する指示情報を携帯端末2からヘッドホン装置1に送信するようにしてもよい。
例えばユーザが地下鉄に乗った場合に、携帯端末2側の位置検出、ノイズ環境判定によって地下鉄車内であることが判定され、地下鉄モードが最適とされる。この場合に地下鉄モードのフィルタ係数セットが指示情報に含まれてヘッドホン装置1側に送信されるようにする。
この指示情報を受信したヘッドホン装置1側の制御部11は、指示情報に含まれているFF-DNCフィルタ17FF用係数セット、FB-DNCフィルタ17FB用係数セット、イコライザ19用係数セットを取り込み、それぞれをFF-DNCフィルタ17FF、FB-DNCフィルタ17FB、イコライザ19に設定する。
このようにしても、同様の高性能なノイズキャンセル効果が得られる。
また第3の実施の形態の考え方を適用して、音楽等のストリームデータも携帯端末2からヘッドホン装置1に送信する構成例も可能である。
例えばユーザが地下鉄に乗った場合に、携帯端末2側の位置検出、ノイズ環境判定によって地下鉄車内であることが判定され、地下鉄モードが最適とされる。この場合に地下鉄モードのフィルタ係数セットが指示情報に含まれてヘッドホン装置1側に送信されるようにする。
この指示情報を受信したヘッドホン装置1側の制御部11は、指示情報に含まれているFF-DNCフィルタ17FF用係数セット、FB-DNCフィルタ17FB用係数セット、イコライザ19用係数セットを取り込み、それぞれをFF-DNCフィルタ17FF、FB-DNCフィルタ17FB、イコライザ19に設定する。
このようにしても、同様の高性能なノイズキャンセル効果が得られる。
また第3の実施の形態の考え方を適用して、音楽等のストリームデータも携帯端末2からヘッドホン装置1に送信する構成例も可能である。
以上の第4の実施の形態によれば、第1~第3の実施の形態と同様、ヘッドホン装置1の処理リソース負担の削減や消費電力削減の効果等、先に述べた各種効果が得られることは言うまでもない。
加えて以下の効果が得られる。
加えて以下の効果が得られる。
例えば第1の実施の形態のようにマイクロホン37で収音したノイズを解析する方式の場合で、常時ノイズ状況を判定している場合、その場の突発的な騒音などがあることで過敏に反応してしまうこともあり、むやみにフィルタ係数設定が変更されてしまうことも想定される。
本例では音声情報を使わず、現在位置検出(及び現在の移動速度)からユーザの現在地場所(ノイズ環境)の推定を行うことで、突発的な騒音には反応しないようにできる。
その上で、ノイズ環境を的確に判定でき、容易にノイズ環境種別に応じて最適なNCモード判定も可能となる。
またノイズ解析処理負担がなく、制御・演算部31は位置情報取込、地図データベース参照という簡単な処理で最適NCモード判定ができるため、携帯端末2側の処理負担も小さくできる。
従って、マイクロホンが装備されていない装置(例えばPDA等の場合)であったり、処理リソースの小さい簡易型の携帯機器の場合でも、本例の携帯端末2として実現可能である。
本例では音声情報を使わず、現在位置検出(及び現在の移動速度)からユーザの現在地場所(ノイズ環境)の推定を行うことで、突発的な騒音には反応しないようにできる。
その上で、ノイズ環境を的確に判定でき、容易にノイズ環境種別に応じて最適なNCモード判定も可能となる。
またノイズ解析処理負担がなく、制御・演算部31は位置情報取込、地図データベース参照という簡単な処理で最適NCモード判定ができるため、携帯端末2側の処理負担も小さくできる。
従って、マイクロホンが装備されていない装置(例えばPDA等の場合)であったり、処理リソースの小さい簡易型の携帯機器の場合でも、本例の携帯端末2として実現可能である。
なお図13のステップF100での携帯端末2側の処理の起動トリガは、第1の実施の形態の図4に関して説明した場合と同様に、多様に考えられる。すなわち図13の処理について、所定時間ごとに定期的に行ったり、位置センサ、温度センサ、気圧センサ、高度センサ、移動速度センサの検出情報に応じて実行したり、あるいはユーザ操作をトリガとすることなどが考えられる。
特に第4の実施の形態の構成上、GPS受信機として位置検出部40(速度検出部を兼ねる)を備えることから、常時位置検出や速度検出を行っておき、位置や速度の変化が所定以上となった場合に図13の処理を実行することも好適である。
特に第4の実施の形態の構成上、GPS受信機として位置検出部40(速度検出部を兼ねる)を備えることから、常時位置検出や速度検出を行っておき、位置や速度の変化が所定以上となった場合に図13の処理を実行することも好適である。
また、特に起動トリガ判断は逐次行わず、NC処理最適化プログラムが常時実行されていてもよい。
例えばステップF102A、F103Aで説明した位置検出処理、最適NCモード判定処理が、携帯端末2側で常時実行されるようにする。そして、最適NCモードの判定結果が変化した場合に、ヘッドホン装置1との間で通信確立処理を行い、ヘッドホン装置1への指示情報送信が行われるようにする例である。
例えばステップF102A、F103Aで説明した位置検出処理、最適NCモード判定処理が、携帯端末2側で常時実行されるようにする。そして、最適NCモードの判定結果が変化した場合に、ヘッドホン装置1との間で通信確立処理を行い、ヘッドホン装置1への指示情報送信が行われるようにする例である。
なお、上記説明では、メモリ部32に地図データベースを格納しているとしたが、必ずしも地図データベースを携帯端末2内に備えなくてもよい。
例えば制御・演算部31は、現在位置情報を取得したら、その現在位置情報をネットワーク通信部39により外部サーバに送信する。外部サーバにおいては送信されてきた現在位置情報について地図データベースを参照し、ノイズ環境を判定して携帯端末2に送信する。携帯端末2は、これを受信することで地図データベースを記憶していなくとも、ノイズ環境判定が可能となる。
例えば制御・演算部31は、現在位置情報を取得したら、その現在位置情報をネットワーク通信部39により外部サーバに送信する。外部サーバにおいては送信されてきた現在位置情報について地図データベースを参照し、ノイズ環境を判定して携帯端末2に送信する。携帯端末2は、これを受信することで地図データベースを記憶していなくとも、ノイズ環境判定が可能となる。
さらには、最適なNCモード判定の機能も外部サーバに実行させ、携帯端末2は、外部サーバから最適NCモードの情報(あるいはさらには具体的なフィルタ係数の情報)を受信するようにしてもよい。その意味では携帯端末2において最適NCモード判定の機能はなくてもよい。
即ち、いわゆるクラウドコンピューティングの手法で、結果的に最適NCモード(第2の実施の形態の考え方を適用する場合は最適なフィルタ係数自体)が得られるようにし、それをヘッドホン装置1に送信するものとしてもよい。
即ち、いわゆるクラウドコンピューティングの手法で、結果的に最適NCモード(第2の実施の形態の考え方を適用する場合は最適なフィルタ係数自体)が得られるようにし、それをヘッドホン装置1に送信するものとしてもよい。
位置検出部40及び地図データベースを使用する場合の応用例として以下のような処理例も考えられる。
例えば図14に示すように、携帯端末2において地図表示を実行し、ユーザが通学・通勤経路をあらかじめインプットしておく。
出発・活用前に通学・通勤経路上で、移動交通区間や徒歩区間などの自動決定が可能であり、実際の通学・通勤時にGPSにてユーザ自身の位置をトレースすることで、周囲環境に応じた最適NCを、ヘッドホン本体側に提供することができるようになる。
例えば図14に示すように、携帯端末2において地図表示を実行し、ユーザが通学・通勤経路をあらかじめインプットしておく。
出発・活用前に通学・通勤経路上で、移動交通区間や徒歩区間などの自動決定が可能であり、実際の通学・通勤時にGPSにてユーザ自身の位置をトレースすることで、周囲環境に応じた最適NCを、ヘッドホン本体側に提供することができるようになる。
例えばユーザが図14に示す地点Aから地点Bを入力したとする。この場合に制御・演算部31は、地図データベースを参照すれば、区間RAは徒歩ルート、区間RBはバスルート、区間RCは地下鉄ルート、区間RDは徒歩ルート等として自動設定できる。あるいは徒歩、バス等の別をユーザが入力してもよい。
NCモードとして、徒歩(市街地)モード、バスモード、地下鉄モード等が用意されているのであれば、現在位置に応じたNCモード制御が適切に可能となる。つまり現在位置が区間RA内と判定されるときは徒歩モード、現在位置が区間RB内と判定されるときはバスモード、現在位置が区間RC内と判定されるときは地下鉄モード、現在位置が区間RD内と判定されるときは徒歩モードというように、自動的な判定が携帯端末2で実行され、ヘッドホン装置1側でNCモード設定が行われる。ユーザは通学・通勤経路で常時最適なNCモードでの音楽聴取等が可能となる。
NCモードとして、徒歩(市街地)モード、バスモード、地下鉄モード等が用意されているのであれば、現在位置に応じたNCモード制御が適切に可能となる。つまり現在位置が区間RA内と判定されるときは徒歩モード、現在位置が区間RB内と判定されるときはバスモード、現在位置が区間RC内と判定されるときは地下鉄モード、現在位置が区間RD内と判定されるときは徒歩モードというように、自動的な判定が携帯端末2で実行され、ヘッドホン装置1側でNCモード設定が行われる。ユーザは通学・通勤経路で常時最適なNCモードでの音楽聴取等が可能となる。
なお、NCモードを数多く準備し、その中から選択するのであれば、この経路上の各区間で自動的に対応するNCモードを設定することが好ましいが、区間設定や区間内での移動手段推定は必ずしも自動でなく、ユーザ自身のマニュアルで指定しても構わない。例えばバス利用と自動判定される区間を、ユーザによっては歩くかもしれない。従ってユーザによって徒歩、バス、電車等を指定できるようにしておくことでユーザ個人にあわせた最適なNCモード選択が可能となる。
また例えば、ユーザの使用感・感想である「この区間は~のNCモードの方が良かった」などと、ユーザ共通のデータベースにフィードバックし、新しいNC手法開発・改善に向かわせることも可能である。
また例えば、ユーザの使用感・感想である「この区間は~のNCモードの方が良かった」などと、ユーザ共通のデータベースにフィードバックし、新しいNC手法開発・改善に向かわせることも可能である。
<7.第5の実施の形態(各種複合検出例)>
ここまで、携帯端末2とヘッドホン装置1の連携として、携帯端末2側に内蔵するセンサデバイス(マイクロホン37、或いは位置検出部40(GPS受信機))を個別に使用した例を示した。しかしさらに、マイクロホン37よる騒音信号の収音解析と、位置検出部40/地図データベース活用の両面から現在地及び現在の乗り物を解析し、両情報をあわせることで、高精度な状況推定が可能となる。
さらに、スマートフォン等の携帯端末2では温度センサ、気圧センサを備えたものもあることに鑑みれば、これらの情報を同時に反映することで、さらに高精度化が図れると考えられる。
そこで第5の実施の形態として、各種複合的な検出を行う例を挙げていく。
ここまで、携帯端末2とヘッドホン装置1の連携として、携帯端末2側に内蔵するセンサデバイス(マイクロホン37、或いは位置検出部40(GPS受信機))を個別に使用した例を示した。しかしさらに、マイクロホン37よる騒音信号の収音解析と、位置検出部40/地図データベース活用の両面から現在地及び現在の乗り物を解析し、両情報をあわせることで、高精度な状況推定が可能となる。
さらに、スマートフォン等の携帯端末2では温度センサ、気圧センサを備えたものもあることに鑑みれば、これらの情報を同時に反映することで、さらに高精度化が図れると考えられる。
そこで第5の実施の形態として、各種複合的な検出を行う例を挙げていく。
図15はノイズ解析と位置検出を併用する構成例である。即ち携帯端末2ではマイクロホン37、マイクアンプ36、A/D変換器35を備え、制御・演算部31にはノイズ解析部31bを有する。加えて位置検出部40を備え、制御・演算部31には検出情報取込部31dを有する。メモリ部32にはNCシステムデータベースや地図データベースが格納される。
このような構成により、位置検出結果から、ノイズ環境を推定し、実際のノイズ解析結果により、ノイズ環境推定の正確性を判断して最適なNCモードを判定するといったことが可能となる。
またノイズ解析結果から導かれる最適NCモードや最適フィルタ係数について、位置情報から推定されるノイズ環境を加味して修正するといったことも可能である。
またノイズ解析結果から導かれる最適NCモードや最適フィルタ係数について、位置情報から推定されるノイズ環境を加味して修正するといったことも可能である。
次に図16は、上述の第4の実施の形態の携帯端末2の構成に、温度検出部42、気圧検出部43、高度検出部44を追加した構成例である。
温度検出部42で温度検出を行うことで、位置情報から推定されるノイズ環境に応じたフィルタ係数の修正を行うことが可能である。
気圧検出部43で気圧検出を行うことで、航空機内などのノイズ環境判断を正確化できる。さらにはユーザの聴覚は気圧によって大きく変化する。そのため、気圧に応じてフィルタ係数を調整するといったことも可能となる。
高度検出部44で高度検出を行うことで、航空機内などのノイズ環境判断を正確化できる。また高度に応じた気圧変化に鑑み、高度に応じてフィルタ係数を調整するといったことも可能となる。 また図17は、上述の第1の実施の形態の携帯端末2の構成に、温度検出部42、気圧検出部43、高度検出部44を追加した構成例である。図16の場合と同様に、各検出部の検出情報を利用できる。
温度検出部42で温度検出を行うことで、位置情報から推定されるノイズ環境に応じたフィルタ係数の修正を行うことが可能である。
気圧検出部43で気圧検出を行うことで、航空機内などのノイズ環境判断を正確化できる。さらにはユーザの聴覚は気圧によって大きく変化する。そのため、気圧に応じてフィルタ係数を調整するといったことも可能となる。
高度検出部44で高度検出を行うことで、航空機内などのノイズ環境判断を正確化できる。また高度に応じた気圧変化に鑑み、高度に応じてフィルタ係数を調整するといったことも可能となる。 また図17は、上述の第1の実施の形態の携帯端末2の構成に、温度検出部42、気圧検出部43、高度検出部44を追加した構成例である。図16の場合と同様に、各検出部の検出情報を利用できる。
即ち、携帯端末2は、現在の温度情報を検出する温度検出部42、現在の気圧情報を検出する気圧検出部43、現在の高度情報を検出する高度検出部44の一部又は全部を備えるようにする。これにより、制御・演算部31は、ノイズ解析結果或いは位置によるノイズ環境判定結果に加え、温度情報、気圧情報、又は高度情報のいずれかを用いてより適切な指示情報を生成することができる。
<8.アップロードシステム>
続いて、携帯端末2やヘッドホン装置1から情報をアップロードするシステムを説明する。図18は、携帯端末2、もしくは位置検出機能やアップロードのための通信機能を備えたヘッドホン装置1が、情報をネットワーク(クラウド)上のデータベース4にアップロードする状況を示している。
続いて、携帯端末2やヘッドホン装置1から情報をアップロードするシステムを説明する。図18は、携帯端末2、もしくは位置検出機能やアップロードのための通信機能を備えたヘッドホン装置1が、情報をネットワーク(クラウド)上のデータベース4にアップロードする状況を示している。
各ユーザの携帯端末2或いはヘッドホン装置1から、現在位置情報、実際に観測した周囲騒音の解析情報、機種情報(マイクロホン37の特性感度補正用)、ユーザコメント(例えば最適NCモードを使用してどうだったかのコメント)などをアプリケーション経由でクラウド上のデータベース4側へ送信するような仕組みを構成している。
先にも述べたが、携帯端末2から現在位置情報をアップロードする場合、サーバ側でノイズ環境情報、或いは最適NCモード、或いは最適フィルタ係数の判定処理を行ってもらい、単にその結果を受信するという処理も可能となる。この場合、内部の計算リソースが少ない携帯端末2でも、このようなクラウドからの情報を利用することで、詳細解析をすることなく適切なNCモードをヘッドホン装置1に実行させることが可能となる。
また、上記各情報を携帯端末2やヘッドホン装置1からデータベース4にアップロードすることで、管理・開発組織5におけるNCモードにおけるフィルタ係数の更新、新たなNCモードの開発や、それらの成果のユーザへのフィードバックということも可能となる。
例えば周囲騒音の解析情報やユーザコメントがデータベース4にクラウド上にデータとして集積されていれば、これを見た管理・開発組織5のNCシステム開発者(主としてメーカーのエンジニア)が、この情報を元に、新しいNCモードを開発設計し、これを提供することが可能となる。新たに作られたNCモード(フィルタ係数)は、携帯端末2を介してヘッドホン装置1に流れる。
この時、携帯端末2側はブルートゥース/WiFiなどでヘッドホン装置1と接続されているため、接続されたヘッドホン装置1の機種名などを知ることができる。この機種名を使ってクラウド側に問い合わせが可能である。携帯端末2からは、ヘッドホン装置1内に、複数のNCモード(デジタルフィルタ)がプリセットされていれば、そのインデックスを指定し、また新規のNCモードであれば、そのフィルタ実体(係数値、及び、構成手法)を送り込むことで、過去に使っていない新規のフィルタを使うことが可能となる。
この時、携帯端末2側はブルートゥース/WiFiなどでヘッドホン装置1と接続されているため、接続されたヘッドホン装置1の機種名などを知ることができる。この機種名を使ってクラウド側に問い合わせが可能である。携帯端末2からは、ヘッドホン装置1内に、複数のNCモード(デジタルフィルタ)がプリセットされていれば、そのインデックスを指定し、また新規のNCモードであれば、そのフィルタ実体(係数値、及び、構成手法)を送り込むことで、過去に使っていない新規のフィルタを使うことが可能となる。
<9.プログラム>
実施の形態のプログラムは、上述の第1~第4の実施の形態で説明したNC処理最適化プログラムである。
実施の形態のプログラムは、上述の第1~第4の実施の形態で説明したNC処理最適化プログラムである。
例えば第1~第3の実施の形態で説明したNC処理最適化プログラムは、少なくとも外来音を収音するマイクロホン37による収音音声信号についてノイズ解析を行う処理と、ノイズ解析結果から外部のヘッドホン装置1におけるノイズキャンセル処理に係る処理パラメータを指示する指示情報(NCモード又はNCモードにおけるフィルタ係数自体を指示する指示情報)を生成する処理と、指示情報をヘッドホン装置1に対して送信する処理とを、携帯端末2の演算処理装置(制御・演算部31としてのDSP又はCPU)に実行させるプログラムである。
また第4の実施の形態で説明したNC処理最適化プログラムは、現在位置情報を検出する位置検出部40から現在位置情報を取得する処理と、現在位置情報に基づいて、外部のヘッドホン装置1におけるノイズキャンセル処理に係る処理パラメータを指示する指示情報(NCモード又はNCモードにおけるフィルタ係数自体を指示する指示情報)を生成する処理と、指示情報をヘッドホン装置1に対して送信する処理とを、携帯端末2の演算処理装置(制御・演算部31としてのDSP又はCPU)に実行させるプログラムである。
このようなプログラムは、携帯端末2に内蔵されている記録媒体としてのフラッシュメモリ、ROM、HDDや、マイクロコンピュータ内のROM等に予め記録しておくことができる。
あるいはまた、プログラムは、フレキシブルディスク、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)、MO(Magnet optical)ディスク、DVD(Digital Versatile Disc)、磁気ディスク、半導体メモリなどのリムーバブル記録媒体に、一時的あるいは永続的に格納(記録)しておくことができる。このようなリムーバブル記録媒体は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することができる。
また、プログラムは、リムーバブル記録媒体からインストールする他、ダウンロードサイトから、LAN(Local Area Network)、インターネットなどのネットワークを介してダウンロードすることもできる。
このようなプログラムのインストールによって、例えば汎用の携帯端末機器を実施の形態の携帯端末2として機能させることも可能となる。
そしてこのようなプログラムにより、実施の形態の携帯端末2を広くユーザに提供でき、各実施の形態のヘッドホンシステムの効果をユーザが容易に享受できる。
あるいはまた、プログラムは、フレキシブルディスク、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)、MO(Magnet optical)ディスク、DVD(Digital Versatile Disc)、磁気ディスク、半導体メモリなどのリムーバブル記録媒体に、一時的あるいは永続的に格納(記録)しておくことができる。このようなリムーバブル記録媒体は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することができる。
また、プログラムは、リムーバブル記録媒体からインストールする他、ダウンロードサイトから、LAN(Local Area Network)、インターネットなどのネットワークを介してダウンロードすることもできる。
このようなプログラムのインストールによって、例えば汎用の携帯端末機器を実施の形態の携帯端末2として機能させることも可能となる。
そしてこのようなプログラムにより、実施の形態の携帯端末2を広くユーザに提供でき、各実施の形態のヘッドホンシステムの効果をユーザが容易に享受できる。
<10.変形例>
以上、各種の実施の形態を説明してきたが、本開示の技術はさらに多様に変形例が考えられる。
以上、各種の実施の形態を説明してきたが、本開示の技術はさらに多様に変形例が考えられる。
携帯端末2とヘッドホン装置1は無線通信を行う例を挙げたが、有線通信を行うようにしてもよい。
またヘッドホン装置1は、説明上、ステレオヘッドホンであると言及したが、NCシステムを有するモノラルヘッドホンであってもよい。
携帯端末2からヘッドホン装置1に対しては、指示情報としてNCモード又はフィルタ係数自体を送信するものとしたが、これ以外の各種の指示情報(制御情報)を送信することも考えられる。
例えばノイズ解析結果や現在位置から判定されるノイズ環境に応じた音量制御であったり、NCモードとは直接関係ない音質補正(イコライジングのフィルタ係数)や音響効果処理の制御信号などを送信してもよい。
さらには、例えば複合方式の構成を備える場合に、複合方式、フィードバック方式、フィードフォワード方式を選択可能とすることも考えられ、当該選択制御情報を指示情報として送信してもよい。
またヘッドホン装置1は、説明上、ステレオヘッドホンであると言及したが、NCシステムを有するモノラルヘッドホンであってもよい。
携帯端末2からヘッドホン装置1に対しては、指示情報としてNCモード又はフィルタ係数自体を送信するものとしたが、これ以外の各種の指示情報(制御情報)を送信することも考えられる。
例えばノイズ解析結果や現在位置から判定されるノイズ環境に応じた音量制御であったり、NCモードとは直接関係ない音質補正(イコライジングのフィルタ係数)や音響効果処理の制御信号などを送信してもよい。
さらには、例えば複合方式の構成を備える場合に、複合方式、フィードバック方式、フィードフォワード方式を選択可能とすることも考えられ、当該選択制御情報を指示情報として送信してもよい。
携帯端末2は「携帯型」の機器を前提としたが、必ずしも携帯型に限定されるものではない。例えば固定的な端末装置であって、実施の形態で説明した処理を行う装置を各所に配置する。そして、通信可能なヘッドホン装置1(近づいてきたユーザが所有するヘッドホン装置1)に対して、通信を行い、NCモード又はフィルタ係数自体の指示情報を送信するといったことも可能である。
なお本技術のヘッドホン装置は以下のような構成も採ることができる。
(1)音声出力を行うドライバユニットと、
少なくとも外来音を収音するマイクロホンと、
上記マイクロホンによる収音音声信号についてフィルタ処理を行ってノイズキャンセル信号を生成し、該ノイズキャンセル信号と入力音声信号を合成して出力音声信号を得、該出力音声信号を上記ドライバユニットに供給するノイズキャンセル処理部と、
外部の端末装置との間で通信を行う通信部と、
上記端末装置から送信され、上記通信部で受信した指示情報に基づいて、上記ノイズキャンセル処理部のフィルタ処理についての処理パラメータの設定処理を行う制御部と、
を備えたヘッドホン装置。
(2)上記入力音声信号について信号処理を行う信号処理部を備え、
上記制御部は、上記通信部で受信した指示情報に基づいて、上記信号処理部の処理パラメータの設定処理を行う上記(1)に記載のヘッドホン装置。
(3)上記処理パラメータを記憶する記憶部を備え、
上記制御部は、上記通信部で受信した指示情報に基づいて、上記記憶部から処理パラメータを読み出して上記設定処理を行う上記(1)又は(2)に記載のヘッドホン装置。
(4)上記通信部では上記指示情報として処理パラメータを受信し、
上記制御部は、上記通信部で受信した処理パラメータを用いて上記設定処理を行う上記(1)又は(2)に記載のヘッドホン装置。
(5)上記通信部では音声信号も受信し、当該音声信号が上記入力音声信号とされる上記(1)乃至(4)のいずれかに記載のヘッドホン装置。
(1)音声出力を行うドライバユニットと、
少なくとも外来音を収音するマイクロホンと、
上記マイクロホンによる収音音声信号についてフィルタ処理を行ってノイズキャンセル信号を生成し、該ノイズキャンセル信号と入力音声信号を合成して出力音声信号を得、該出力音声信号を上記ドライバユニットに供給するノイズキャンセル処理部と、
外部の端末装置との間で通信を行う通信部と、
上記端末装置から送信され、上記通信部で受信した指示情報に基づいて、上記ノイズキャンセル処理部のフィルタ処理についての処理パラメータの設定処理を行う制御部と、
を備えたヘッドホン装置。
(2)上記入力音声信号について信号処理を行う信号処理部を備え、
上記制御部は、上記通信部で受信した指示情報に基づいて、上記信号処理部の処理パラメータの設定処理を行う上記(1)に記載のヘッドホン装置。
(3)上記処理パラメータを記憶する記憶部を備え、
上記制御部は、上記通信部で受信した指示情報に基づいて、上記記憶部から処理パラメータを読み出して上記設定処理を行う上記(1)又は(2)に記載のヘッドホン装置。
(4)上記通信部では上記指示情報として処理パラメータを受信し、
上記制御部は、上記通信部で受信した処理パラメータを用いて上記設定処理を行う上記(1)又は(2)に記載のヘッドホン装置。
(5)上記通信部では音声信号も受信し、当該音声信号が上記入力音声信号とされる上記(1)乃至(4)のいずれかに記載のヘッドホン装置。
1 ヘッドホン装置、2 携帯端末、11 制御部、12 メモリ部、13 通信部、14FF,14FB,37 マイクロホン、17FF FF-DNCフィルタ、17FB FB-DNCフィルタ、19 イコライザ、21 ドライバユニット、27 DSP、31 制御・演算部、31a シーケンス制御部、31b ノイズ解析部、31c 最適NC判定部、31d 検出情報取込部、32 メモリ部、33 通信部、40 位置検出部
Claims (15)
- 音声出力を行うドライバユニットと、
少なくとも外来音を収音するマイクロホンと、
上記マイクロホンによる収音音声信号についてフィルタ処理を行ってノイズキャンセル信号を生成し、該ノイズキャンセル信号と入力音声信号を合成して出力音声信号を得、該出力音声信号を上記ドライバユニットに供給するノイズキャンセル処理部と、
外部の端末装置との間で通信を行う通信部と、
上記端末装置から送信され、上記通信部で受信した指示情報に基づいて、上記ノイズキャンセル処理部のフィルタ処理についての処理パラメータの設定処理を行う制御部と、
を備えたヘッドホン装置。 - 上記入力音声信号について信号処理を行う信号処理部を備え、
上記制御部は、上記通信部で受信した指示情報に基づいて、上記信号処理部の処理パラメータの設定処理を行う請求項1に記載のヘッドホン装置。 - 上記処理パラメータを記憶する記憶部を備え、
上記制御部は、上記通信部で受信した指示情報に基づいて、上記記憶部から処理パラメータを読み出して上記設定処理を行う請求項1に記載のヘッドホン装置。 - 上記通信部では上記指示情報として処理パラメータを受信し、
上記制御部は、上記通信部で受信した処理パラメータを用いて上記設定処理を行う請求項1に記載のヘッドホン装置。 - 上記通信部では音声信号も受信し、当該音声信号が上記入力音声信号とされる請求項1に記載のヘッドホン装置。
- 少なくとも外来音を収音するマイクロホンと、
外部の上記ヘッドホン装置との間で通信を行う通信部と、
上記マイクロホンによる収音音声信号についてノイズ解析を行い、ノイズ解析結果から上記ヘッドホン装置におけるノイズキャンセル処理に係る処理パラメータを指示する指示情報を生成し、該指示情報を上記通信部から上記ヘッドホン装置へ送信させる処理を行う制御・演算部と、
を備えた端末装置。 - さらに現在の温度情報を検出する温度検出部、現在の気圧情報を検出する気圧検出部、現在の高度情報を検出する高度検出部のいずれかを備え、
上記制御・演算部は、上記ノイズ解析結果に加え、上記温度情報、上記気圧情報、又は上記高度情報のいずれかを用いて上記指示情報を生成する請求項6に記載の端末装置。 - 少なくとも外来音を収音するマイクロホンによる収音音声信号についてノイズ解析を行い、
上記ノイズ解析の結果から外部のヘッドホン装置におけるノイズキャンセル処理に係る処理パラメータを指示する指示情報を生成し、
上記指示情報を上記ヘッドホン装置に対して送信する、
端末装置の情報送信方法。 - 少なくとも外来音を収音するマイクロホンによる収音音声信号についてノイズ解析を行う処理と、
ノイズ解析結果から外部のヘッドホン装置におけるノイズキャンセル処理に係る処理パラメータを指示する指示情報を生成する処理と、
上記指示情報を上記ヘッドホン装置に対して送信する処理とを、
端末装置における演算処理装置に実行させるプログラム。 - 現在位置情報を検出する位置検出部と、
外部の上記ヘッドホン装置との間で通信を行う通信部と、
上記位置検出部で検出された現在位置情報に基づいて、上記ヘッドホン装置におけるノイズキャンセル処理に係る処理パラメータを指示する指示情報を生成し、該指示情報を上記通信部から上記ヘッドホン装置へ送信させる処理を行う制御・演算部と、
を備えた端末装置。 - さらに現在の温度情報を検出する温度検出部、現在の気圧情報を検出する気圧検出部、現在の高度情報を検出する高度検出部のいずれかを備え、
上記制御・演算部は、上記現在位置情報に加え、上記温度情報、上記気圧情報、又は上記高度情報のいずれかを用いて上記指示情報を生成する請求項10に記載の端末装置。 - 現在位置情報を検出する位置検出部から現在位置情報を取得し、
上記現在位置情報に基づいて、外部のヘッドホン装置におけるノイズキャンセル処理に係る処理パラメータを指示する指示情報を生成し、
上記指示情報を上記ヘッドホン装置に対して送信する、
端末装置の情報送信方法。 - 現在位置情報を検出する位置検出部から現在位置情報を取得する処理と、
上記現在位置情報に基づいて、外部のヘッドホン装置におけるノイズキャンセル処理に係る処理パラメータを指示する指示情報を生成する処理と、
上記指示情報を上記ヘッドホン装置に対して送信する処理とを、
端末装置における演算処理装置に実行させるプログラム。 - ヘッドホン装置と端末装置を有するヘッドホンシステムにおいて、
上記端末装置は、
少なくとも外来音を収音するマイクロホンと、
上記ヘッドホン装置との間で通信を行う通信部と、
上記マイクロホンによる収音音声信号についてノイズ解析を行い、ノイズ解析結果から上記ヘッドホン装置におけるノイズキャンセル処理に係る処理パラメータを指示する指示情報を生成し、該指示情報を上記通信部から上記ヘッドホン装置へ送信させる処理を行う制御・演算部と、
を備え、
上記ヘッドホン装置は、
音声出力を行うドライバユニットと、
少なくとも外来音を収音するマイクロホンと、
上記マイクロホンによる収音音声信号についてフィルタ処理を行ってノイズキャンセル信号を生成し、該ノイズキャンセル信号と入力音声信号を合成して出力音声信号を得、該出力音声信号を上記ドライバユニットに供給するノイズキャンセル処理部と、
上記端末装置との間で通信を行う通信部と、
上記端末装置から送信され、上記通信部で受信した指示情報に基づいて、上記ノイズキャンセル処理部のフィルタ処理についての処理パラメータの設定処理を行う制御部と、
を備えたヘッドホンシステム。 - ヘッドホン装置と端末装置を有するヘッドホンシステムにおいて、
上記端末装置は、
現在位置情報を検出する位置検出部と、
上記ヘッドホン装置との間で通信を行う通信部と、
上記位置検出部で検出された現在位置情報に基づいて、上記ヘッドホン装置におけるノイズキャンセル処理に係る処理パラメータを指示する指示情報を生成し、該指示情報を上記通信部から上記ヘッドホン装置へ送信させる処理を行う制御・演算部と、
を備え、
上記ヘッドホン装置は、
音声出力を行うドライバユニットと、
少なくとも外来音を収音するマイクロホンと、
上記マイクロホンによる収音音声信号についてフィルタ処理を行ってノイズキャンセル信号を生成し、該ノイズキャンセル信号と入力音声信号を合成して出力音声信号を得、該出力音声信号を上記ドライバユニットに供給するノイズキャンセル処理部と、
上記端末装置との間で通信を行う通信部と、
上記端末装置から送信され、上記通信部で受信した指示情報に基づいて、上記ノイズキャンセル処理部のフィルタ処理についての処理パラメータの設定処理を行う制御部と、
を備えたヘッドホンシステム。
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