WO2021039004A1 - 音響処理装置、音響処理方法及びプログラム - Google Patents

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WO2021039004A1
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noise
processing
signal
filter
deformation
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PCT/JP2020/021755
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祐史 山邉
マヘンドラ コーダヴァティ
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ソニー株式会社
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Definitions

  • This disclosure relates to an audio processing device, an audio processing method and a program.
  • a noise canceling system that reduces (cancels) noise in the external environment when listening to music through earphones, headphones, etc., and provides a good music playback environment for listeners (users).
  • a feedback type noise canceling method using a microphone installed inside the housing and a feedforward type noise canceling method using a microphone installed outside the housing are known.
  • Patent Document 1 below describes a feedback type noise canceling method using an internal model control method (IMC (Internal Model Control) method).
  • Earphones and headphones worn on the user's ear may cause howling if the wearing state is different from the normal state. Such howling causes discomfort to the user who listens to the music. Therefore, it is desired that control is performed so that howling does not occur while the noise canceling performance is appropriately maintained.
  • One of the purposes of the present disclosure is to provide an acoustic processing device, an acoustic processing method, and a program in which howling does not occur while appropriately maintaining the noise canceling performance.
  • the present disclosure is, for example, A sensor that detects deformation of the wearing part that is attached to the user's ear, It is an acoustic processing device having a control unit that switches a mode for canceling noise according to a detection result of deformation of the mounting unit.
  • the present disclosure is, for example, It has a control unit that switches the noise cancellation mode by switching the characteristics of the filter to be used according to the change in the transfer function that occurs according to the deformation of the mounting unit.
  • the control unit is an audio processing device that switches a detection signal for detecting a change in the transfer function according to the power of the voice signal reproduced via the mounting unit and the magnitude of noise.
  • the present disclosure is, for example, The sensor detects the deformation of the wearing part that is worn on the user's ear.
  • This is an acoustic processing method in which the control unit switches the mode for canceling noise according to the detection result of deformation of the mounting unit.
  • the present disclosure is, for example, The sensor detects the deformation of the wearing part that is worn on the user's ear.
  • This is a program in which the control unit causes a computer to execute an acoustic processing method for switching a mode for canceling noise according to a detection result of deformation of the mounting unit.
  • FIG. 1A and 1B are diagrams that are referenced when discussing issues to be considered in embodiments.
  • FIG. 2 is a diagram that is referred to when a problem to be considered in the embodiment is explained.
  • 3A and 3B are diagrams that are referenced when discussing issues to be considered in embodiments.
  • FIG. 4 is a diagram that is referred to when a problem to be considered in the embodiment is explained.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the appearance of the headphones according to the present embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram referred to when explaining a configuration example of headphones according to the present embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram referred to when explaining a configuration example of headphones according to the present embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram referred to when explaining a configuration example of headphones according to the present embodiment.
  • FIG. 1A and 1B are diagrams that are referenced when discussing issues to be considered in embodiments.
  • FIG. 2 is a diagram that is referred to when a problem to be considered in the embodiment
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of internal configuration of headphones according to the present embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram showing another internal configuration example of the headphones according to the present embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram referred to when explaining a configuration example of the noise canceling processing unit according to the present embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram referred to when explaining a configuration example of the noise canceling processing unit according to the present embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing an equation showing a signal in Px.
  • FIG. 14 is a diagram showing the results of solving simultaneous equations for each point of Px.
  • FIG. 15 is a diagram showing the results of solving simultaneous equations for each point of Px.
  • FIG. 16 is a diagram in which the results shown in FIGS. 14 and 15 are sorted by item.
  • FIG. 17 is a diagram referred to when explaining a setting example of the detection signal.
  • FIG. 18 is a diagram referred to when explaining an operation example of the headphones according to the present embodiment.
  • FIG. 19 is a flowchart referred to when explaining a first processing example that can be executed by the headphones according to the present embodiment.
  • FIG. 20 is a flowchart referred to when explaining a second processing example that can be executed by the headphones according to the present embodiment.
  • FIG. 21 is a flowchart referred to when explaining a third processing example that can be executed by the headphones according to the present embodiment.
  • FIG. 22 is a flowchart referred to when explaining a fourth processing example that can be executed by the headphones according to the present embodiment.
  • FIG. 23 is a flowchart referred to when explaining a fourth processing example that can be executed by the headphones according to the present embodiment.
  • FIG. 24 is a flowchart referred to when explaining a fifth processing example that can be executed by the headphones according to the present embodiment.
  • FIG. 25 is a flowchart referred to when explaining a fifth processing example that can be executed by the headphones according to the present embodiment.
  • FIG. 26 is a flowchart referred to when explaining a sixth processing example that can be executed by the headphones according to the present embodiment.
  • FIG. 27 is a flowchart referred to when explaining a sixth processing example that can be executed by the headphones according to the present embodiment.
  • FIG. 28 is a diagram referred to when explaining a sixth processing example that can be executed by the headphones according to the present embodiment.
  • FIG. 24 is a flowchart referred to when explaining a fifth processing example that can be executed by the headphones according to the present embodiment.
  • FIG. 25 is a flowchart referred to when explaining a fifth processing
  • FIG. 29 is a flowchart referred to when explaining a seventh processing example that can be executed by the headphones according to the present embodiment.
  • FIG. 30 is a flowchart referred to when explaining a seventh processing example that can be executed by the headphones according to the present embodiment.
  • FIG. 31 is a diagram for explaining a modified example.
  • FIG. 32 is a diagram for explaining a modified example.
  • FIG. 33 is a diagram for explaining a modified example.
  • FIG. 34 is a diagram for explaining a modified example.
  • FIG. 35 is a diagram for explaining a modified example.
  • the noise canceling method is roughly divided into a feedback method and a feedforward method.
  • the feedback method is appropriately referred to as the FB method
  • the feedforward method is appropriately referred to as the FF method.
  • the FB method As shown in FIG. 1A, there is a microphone 1B inside the headphone housing 1A, and the reverse phase component of the signal picked up by the microphone 1B is returned to the input side and servo-controlled from the outside.
  • This is a method of attenuating the noise that has entered the housing.
  • the microphone 1B since the sound at the microphone position serves as the control point, the microphone 1B is often provided at a position close to the ear, that is, in front of the diaphragm of the speaker 1C (driver) in consideration of the noise attenuation effect.
  • FIG. 1B is a block diagram showing a configuration example for realizing the FB method.
  • A, D, M, and - ⁇ indicate transfer functions of a power amplifier, a driver, a microphone and a microphone amplifier, and a filter designed for feedback.
  • H is a transfer function of the space from the driver to the microphone (microphone 1B), and each transfer function is assumed to be expressed in a complex number.
  • N is noise that has entered the vicinity of the microphone 1B in the headphones from an external noise source
  • P is the sound pressure that reaches the listener's (user's) ear.
  • E in the following description is a transfer function of the equalizer applied to the signal S which is the purpose of listening.
  • the cause of noise being transmitted to the inside of the headphones is, for example, when the sound pressure leaks from the gap between the ear pads or earpieces, the holes provided so as to connect to the outside world from the front of the headphones, and the headphone housing receives the sound pressure. As a result of vibration, sound is transmitted to the inside of the housing.
  • Equation 1 the sound pressure P in the block diagram shown in FIG. 1B can be expressed by the following equation 1. (Equation 1)
  • Equation 2 Equation 2
  • Equation 3 Equation 3
  • Equation 4 in which the loop portion related to noise N is cut at one place (Equation 4) Is referred to as an "open loop", which has characteristics represented by a Bode diagram as shown in FIG. 2, for example.
  • the above conditions are -When passing through the point of phase 0 deg., The gain must be less than 0 dB. -When the gain is 0 dB or more, the point of phase 0 deg. Must not be included. It is necessary to satisfy the two conditions. If the above conditions are not satisfied, the loop will receive positive feedback and cause howling (oscillation).
  • Pa and Pb represent the phase margin
  • Ga and Gb represent the gain margin. If these margins are small, the risk of howling increases due to individual differences and variations in mounting.
  • S is originally played by the headphone driver, such as the sound of the microphone outside the housing (used as a hearing aid function) and the audio signal via communication (used as a headset). It is a sound corresponding to the signal generic name of what should be.
  • Equation 5 Equation 5
  • Equation 6 Equation 6
  • H is the transfer function from the driver to the microphone (ear)
  • a and D are the transfer functions of the power amplifier and driver characteristics, respectively, so the normal noise reduction function can be used. It can be seen that the same characteristics as the headphones that do not have can be obtained.
  • the microphone 1B is basically installed outside the headphone housing 1A, and the noise picked up by the microphone 1B is appropriately filtered to be applied to the housing. This is a method intended to reproduce this with an internal driver and cancel this noise near the ear.
  • Equation 7 represents a transfer function from the noise source to the microphone position.
  • Equation 8 the following equation 8 is used (Equation 8).
  • Equation 7 can be expressed by the following equation 9, and it can be seen that the noise N is canceled, only the music signal (or the audio signal to be listened to, etc.) remains, and the sound similar to the normal headphone operation can be heard. .. (Equation 9)
  • Equation 8 it is difficult to construct a complete filter having a transfer function such that Equation 8 is completely satisfied.
  • this active noise reduction processing is usually performed for the mid-high range because there are large individual differences depending on the person wearing and ear shape, and the characteristics change depending on the noise position and microphone position.
  • passive sound insulation is provided in the headphone housing instead.
  • Equation 8 means that the transfer function from the noise source to the ear position is imitated by an electric circuit including ⁇ .
  • the cancellation point here can be set at any ear position of the listener, unlike the feedback type shown in FIG. 1A.
  • ⁇ is fixed, and at the design stage, it is decided to target some target characteristics, and depending on the person, the shape of the ear is different, so a sufficient noise canceling effect can be obtained.
  • Phenomena such as abnormal noise may occur due to the fact that noise components are added in a non-reverse phase.
  • the FF method has a low possibility of oscillation and high stability, but it is difficult to obtain a sufficient amount of attenuation, whereas the FB method can expect a large amount of attenuation. In addition, it is necessary to pay attention to the stability of the system.
  • the FB method used in FIG. 1 is appropriately referred to as BCC (Basic Closed Loop Control) in the following description.
  • BCC Basic Closed Loop Control
  • FIG. 4 shows a block diagram showing a circuit configuration example to which the method using the IMC model is applied. According to such a method, the sound pressure P can be expressed by the following equation 10. (Equation 10)
  • the FB method, the FF method, and the like can be combined with each other. Further, various methods related to noise cancellation described in Patent Document 1 described above can be applied to the present disclosure.
  • the H term which is a transfer function of the space from the headphone driver to the microphone (for example, the microphone 1C described above), depends on the acoustic impedance of the space created by the head, ear pads, and housing. Change. Therefore, the H term changes when the mounting state is different from the normal mounting state (normal mounting state). For example, if the earpads of the headphones are pressed against the seat by sleeping with the headphones on an airplane or a train, the earpads are greatly deformed and the H term changes. As a result, even if a stable feedback loop characteristic is ensured in the normal wearing state, howling may occur depending on the usage situation of the user.
  • the present disclosure maintains noise canceling performance in the normal mounting state, and cancels noise to the extent that howling does not occur in a mounting state different from the normal mounting state (hereinafter, appropriately referred to as an abnormal mounting state). Suppress performance.
  • an abnormal mounting state a mounting state different from the normal mounting state
  • an overhead type headphone is given as an example of the sound processing device.
  • the present disclosure can also be applied to in-ear type earphones and the like other than overhead type headphones.
  • FIG. 5 is a diagram showing an external example of the headphones (headphones 10) according to the present embodiment.
  • the headband 10 is composed of, for example, a headband 11, a slider 12, a hanger 13, a housing 14, and an ear pad 15.
  • the headband 11 is formed in a curved shape along the wearer's head, and supports the entire headband 10 by contacting the wearer's crown in the wearing state.
  • the headband 11 is made of synthetic resin such as plastic, metal, or the like, and has flexibility by having predetermined rigidity and elasticity.
  • the housing 14 and the ear pads 15 can be pressed toward the wearer's temporal region at the time of wearing to maintain the wearing state of the headphones 10.
  • rubber or the like may be provided as a cushioning material on the inner surface of the headband 11 in contact with the crown of the wearer.
  • a hinge may be provided so that the headphones 10 can be folded in the center when being carried.
  • a slider 12 is provided at a predetermined position in the extending direction of the headband 11.
  • a hanger 13 is attached to the end of the slider 12. By sliding the slider 12 along the guide member, the hanger 13 can be moved so as to move away from or closer to the headband 11.
  • the hanger 13 rotatably supports the housing 14.
  • the hanger 13 rotatably supports the housing 14 by, for example, axially supporting the housing 14 with support pins (not shown) protruding inward from a pair of tips.
  • the housing 14 as a housing has a storage space inside, and houses a driver unit or the like as an audio output unit that converts an electric signal into sound waves and outputs the sound wave.
  • the housing 14 is formed of, for example, a synthetic resin such as plastic.
  • the ear pad 15 which is an example of the mounting portion, is provided on the surface of the housing 14 on the side facing the temporal region of the wearer (see FIG. 6).
  • the ear pad 15 functions as a cushioning member between the housing 14 and the wearer's temporal region by interposing between the housing 14 and the wearer's temporal region.
  • the ear pad 15 prevents the housing 14 made of a hard material that is not easily deformed from directly contacting the wearer's ears and temporal region and causing discomfort or pain to the wearer when the headphones 10 are worn. is there.
  • the housing 14 and the ear pads 15 may be mounting portions.
  • the headphone 10 has a sensor 16 that detects deformation of the ear pad 15.
  • the sensor 16 is, for example, two pressure sensors provided inside the ear pad 15 or in a support portion that supports the ear pad 15.
  • the sensor 16 is, for example, a film that is deformed by pressure, and a sensor whose resistance value changes by deformation. Based on the voltage output from the sensor 16, it is determined whether the headphones 10 are in the normal wearing state or in the abnormal wearing state. Specifically, if the voltage output from the sensor 16 is within the threshold value, it is determined to be in the normal mounting state, and if the voltage output from the sensor 16 is larger than the threshold value, it is determined to be in the abnormal mounting state.
  • the sensor 16 may be a distance sensor provided in the housing 14. For example, as shown in FIG. 7, when the distance to the ear pad 15 detected by the sensor 16 is larger than the threshold value, it is determined to be in the normal wearing state. Further, as shown in FIG. 8, when the distance to the ear pad 15 detected by the sensor 16 is equal to or less than the threshold value, it is determined that the ear pad 15 is pushed more strongly than the normal wearing state. To.
  • the sensor 16 may be a sensor that combines the pressure sensor and the distance sensor described above, or other sensors may be applied. Although only a part of the configuration of the headphone 10 (only one side) is shown in FIGS. 7 and 8, the headphone 10 has a distance sensor or the like for the ear pad 15 on the other side of the headphone 10. You may.
  • FIG. 9 is a block diagram showing an example of internal configuration of the headphones 10 according to the present embodiment.
  • the headphones 10 include, for example, a control unit 20, a communication unit 21, a noise canceling processing unit 22, a speaker 23, an FF microphone 24 which is a microphone for canceling noise based on the FF method, and noise based on the FB method. It has an FB microphone 25, which is a microphone for canceling, and a microphone 30 for transmitting.
  • the control unit 20 includes a noise / music analysis unit 20A, an analysis method switching determination unit 20B, an acoustic system change analysis unit 20C, and a filter switching determination unit 20D. Although these configurations are basically provided corresponding to the left and right channels of the headphone 10, some configurations may be shared between the left and right channels.
  • the communication unit 21 acquires a music signal as a playback source by communicating with a smartphone, a personal computer, or the like.
  • the communication may be wireless communication or wired communication.
  • the music signal acquired by the communication unit 21 is supplied to the noise / music analysis unit 20A.
  • the control unit 20 switches the mode for canceling noise according to the detection result of the deformation of the ear pad 15. More specifically, the control unit 20 switches the mode for canceling noise according to the transfer function until the sound radiated from the speaker reaches the microphone for feedback.
  • the modes for canceling noise are, for example, a mode in which the noise canceling performance is above a certain level (a mode in which the loop gain in feedback is increased) and a mode in which the noise canceling performance is below a certain level (a mode in which the loop gain in feedback is lowered). including.
  • the noise / music analysis unit 20A analyzes a plurality of signals (hereinafter, appropriately referred to as signal groups) input to itself. Then, the noise / music analysis unit 20A supplies the analysis result to the analysis method switching determination unit 20B.
  • the signal group includes a signal acquired by the FF microphone 24, a signal acquired by the FB microphone 25, a signal in the middle of processing by the noise canceling processing unit 22 (may be a part or all), and a noise canceling processing unit. Examples thereof include signals processed by 22.
  • the analysis method switching determination unit 20B selects a detection signal for detecting a change in the H term (more specifically, the HM term) in the above-mentioned open loop according to the analysis result, and uses the selected detection signal as the detection signal. Based on this, the algorithm for determining the change in HM is specified.
  • the acoustic system change analysis unit 20C detects the change in HM by the detection signal and algorithm selected by the analysis method switching determination unit 20B.
  • the change in HM detected by the acoustic system change analysis unit 20C is supplied to the filter switching determination unit 20D.
  • the filter switching determination unit 20D generates a control signal for switching the characteristics of the filter based on the change in HM supplied from the acoustic system change analysis unit 20C.
  • the control signal generated by the filter switching determination unit 20D is supplied to the noise canceling processing unit 22, and the characteristics of the filter possessed by the noise canceling processing unit 22 are switched.
  • the filter whose characteristics can be switched includes at least a filter (feedback filter) for canceling noise by the FB method.
  • the filter whose characteristics can be switched may include a filter (feedforward filter) for canceling noise by the FF method. Further, the characteristics of the equalizer that performs the equalizing process on the music signal may be switched.
  • Switching the characteristics of the filter includes switching the filter to be used, changing the parameter (specifically, gain) of the filter, and the like. Further, when switching the characteristics of the filter, known processing (fade-in, out processing, etc.) may be performed in order to prevent a sudden change in the reproduced music signal.
  • control unit 20 may perform known control related to processing other than the above-mentioned processing.
  • the noise canceling processing unit 22 performs noise canceling processing by a method described later.
  • the signal that has been subjected to noise canceling processing by the noise canceling processing unit 22 is reproduced from the speaker 23.
  • the source supplied from the external device to the headphones 10 may be a signal other than the music signal.
  • the communication unit 21 communicates with another communication device by wireless communication as shown in FIG. Examples of wireless communication include LAN (Local Area Network), Bluetooth (registered trademark), Wi-Fi (registered trademark), WUSB (WirelessUSB), mobile phone network, and the Internet.
  • wireless communication include LAN (Local Area Network), Bluetooth (registered trademark), Wi-Fi (registered trademark), WUSB (WirelessUSB), mobile phone network, and the Internet.
  • noise cancellation processing may be performed on a call signal other than the music signal transmitted from the external device and acquired by the communication unit 21.
  • the noise canceling processing unit 22 performs noise canceling processing on the user's voice signal input to the transmission microphone 30, and the noise canceling processed voice signal is transmitted to the outside of the smartphone or the like via the communication unit 21. It may be sent to the device.
  • the FF microphone 24 is provided on the outside of the housing 14. Further, the FB microphone 25 and the speaker 23 are provided inside the housing 14.
  • the noise canceling processing unit 22 includes, for example, a filter circuit 221, an adder 222, a subtractor 223, a filter circuit 224, an adder 225, an adder 226, and a characteristic imparting unit 227.
  • the filter circuit 224 has a filter circuit 224A and a filter circuit 224B. Switching between the filter circuit 224A and the filter circuit 224B is performed under the control of the control unit 20 as described above.
  • the parameter gains of the filter circuit 221 and the filter circuit 224A and the filter circuit 224B are indicated by ⁇ , ⁇ 1 , and ⁇ 2 , respectively. These parameter gains are stored in, for example, a memory (not shown) included in the control unit 20.
  • ⁇ 1 ⁇ 2 is established between the parameter gain ⁇ 1 of the filter circuit 224A and the parameter gain ⁇ 2 of the filter circuit 224B. The higher (larger) the open loop (- ⁇ HM), the higher the noise canceling performance.
  • the filter circuit 224B when the filter circuit 224B is used, the noise canceling performance is higher than when the filter circuit 224A is used.
  • ⁇ HM becomes larger than a certain level, the feedback loop system becomes unstable and howling becomes easy. Therefore, it is necessary to use the filter circuit 224A in a situation where howling is likely to occur.
  • N is noise emitted from the noise source and reaches the FF microphone 24
  • d1 disurburance1
  • d1 disurburance1
  • F The transfer function from the FF microphone 24 to the FB microphone 25.
  • F represents a transfer function in which noise leaks into the inside (ear side) of the headphones.
  • sound transmitted through the ear pad 15 (earpiece depending on the configuration) and other acoustic transmission in the housing. Includes path characteristics.
  • the HM shows the transfer function until the sound emitted by the driver is picked up by the FB microphone 25.
  • d2 is, for example, an impact sound during walking, a sound of hitting headphones, or the like.
  • m is a sound to be heard by the wearer, which is reproduced from headphones, such as music or call voice, and corresponds to a music signal in the present embodiment.
  • the music signal is equalized by an equalizer (EQ) 28.
  • EQ equalizer
  • the signal subjected to the equalizing process is represented as a music signal m.
  • the noise due to the noise N from the noise source is collected by the FF microphone 24 and output to the filter circuit 221 as a noise signal.
  • the filter circuit 221 performs noise canceling processing by a feedforward method based on the noise signal, and outputs the noise canceling signal to the adder 222.
  • the adder 222 adds the outputs (noise cancel signals) of the filter circuit 221 and the adder 226 and outputs them to the speaker 23.
  • the sound reproduced from the speaker 23 is collected by the FB microphone 25 via the transfer function H.
  • the output of the FB microphone 25 is supplied to the subtractor 223.
  • the subtractor 223 subtracts the output of the characteristic imparting unit 227 from the output of the FB microphone 25.
  • the subtractor 223 outputs the subtracted signal to the filter circuit 224.
  • the filter circuit 224 performs a predetermined filter process on the signal output from the subtractor 223 to generate a noise canceling signal for canceling the external noise reaching the user's ear.
  • the filter circuit 224 manipulates the gain, phase, and amplitude characteristics of the signal output from the subtractor 223 by the parameter gain ⁇ 1 or ⁇ 2.
  • the filter circuit 224 may be composed of, for example, an FIR filter or an IIR filter.
  • the adder 225 adds the outputs of the filter circuit 224A and the filter circuit 224B. When any one filter circuit is used, the output of the one filter circuit becomes the output of the adder 225.
  • the adder 226 adds the music signal m and the output of the adder 225 including the noise canceling signal. The output of adder 226 is supplied to adder 222.
  • the characteristic imparting unit 227 imparts HM', which is a predetermined characteristic, to the music signal m.
  • HM' which is a predetermined characteristic, is an HM corresponding to a normal wearing state, and is preset (modeled).
  • the output of the characteristic imparting unit 227 is supplied to the subtractor 223. Therefore, when the headphones 10 are normally worn, the output of the subtractor 223 is ideally 0.
  • ⁇ HM a deviation of the HM
  • the configuration of the noise canceling processing unit 22 may be the configuration shown in FIG. Specifically, the configuration of the characteristic imparting unit 227 is replaced with the ⁇ HM detection unit 228 shown in FIG. Incidentally, when the sound coming into the FB microphone 25 in FIG. 12 and P 0, the signal of P 0 is, to that F is convolved in N, we can consider the sum of d2 (disturburance2).
  • the signal of P 1 in FIG. 12 is a sound finally input to the headphone driver via a DAC (Digital Analog Converter) or a headphone amplifier. Further, Px (in this example, P 2 ⁇ P 8) is calculated in the noise canceling process, a sound of intermediate results.
  • FIG. 16 shows a table in which the results shown in FIGS. 14 and 15 are sorted by item.
  • a change in HM is detected by using one or a plurality of P x , which is an external noise due to a change in HM ( ⁇ HM), and a change in music signal m, which is easy to detect.
  • the characteristics of the filter and the like used for the noise canceling process are switched according to the change in the HM.
  • the detection signal for detecting ⁇ HM is switched according to the magnitude of the power of the music signal m and the magnitude of the noise.
  • four quadrants are set according to the magnitude of the power of the music signal m and the magnitude of the noise.
  • Pattern 1 is a pattern in which the power of the music signal m is large and the noise is also large.
  • Pattern 2 is a pattern in which the power of the music signal m is small and the noise is large.
  • Pattern 3 is a pattern in which the power of the music signal m is large and the noise is small.
  • Pattern 4 is a pattern in which the power of the music signal m is small and the noise is also small.
  • the transfer function related to the music signal m-Nf + d2 that is, the transfer function related to the noise leaking into the headphones 10-N + d1
  • the transfer function related to the input of the FF microphone 24 can be expressed as the sum of the transfer functions (Fig.). 16). From this, the degree to which the signal appearing in P x is affected by the change in HM changes depending on the frequency amplitude phase characteristics of the music signal m and the noise N, for example, the power (volume or energy) in the frequency band used for detecting ⁇ HM. It can be said that.
  • the pattern 2 for example, when the wearer of the headphone 10 wants to suppress only the noise without listening to music under the noise of an airplane or the like, specifically, an example of using the headphone 10 as earplugs or earmuffs is assumed.
  • the term on which the music signal m is applied is negligibly small
  • P x which is a term related to noise M and is subject to a change in HM
  • dividing P 0 by N gives a transfer function that represents the amount of noise reduction.
  • a predetermined noise reduction amount as a threshold value and detect the change in the HM by the deviation from the threshold value.
  • the power observed at P 10 / P 0 depends on the music signal m, and therefore may be normalized by the music signal m. That is, in the case of pattern 3, for example, P 0 , P 10 (or P 0 , P 10 and the music signal m) are used as the detection signal.
  • ⁇ HM change in transfer function
  • the filter circuit 224A is used when the ⁇ HM is equal to or higher than a certain level and the HM is out of the predetermined range, in other words, when the wearing state of the headphones 10 is an abnormal wearing state. This prevents howling from occurring.
  • ⁇ HM is within a certain range and HM is within a predetermined range, in other words, when the headphone 10 is in the normal wearing state, the noise canceling process is performed by using the filter circuit 224B. Performance is ensured above a certain level.
  • FIG. 18 is a diagram summarizing the above operation examples.
  • the wearing state of the headphones 10 is assumed to be a normal wearing state and an abnormal wearing state.
  • ⁇ HM becomes small, so that the HM has a lower value than the HM in the abnormally wearing state.
  • a filter circuit having a large parameter gain specifically, a filter circuit 224B having a parameter gain ⁇ 2 is used.
  • the open loop (- ⁇ HM) is obtained by multiplying the low HM and the high parameter gain, and can be kept below a certain level. Therefore, howling can be prevented while ensuring noise canceling performance.
  • "0" is set as a flag (Howling_Predict) indicating the risk of howling.
  • ⁇ HM becomes large, so that the HM becomes a high value.
  • a filter circuit having a small parameter gain specifically, a filter circuit 224A having a parameter gain ⁇ 1 is used.
  • the open loop (- ⁇ HM) is obtained by multiplying the high HM and the low parameter gain, and can be kept below a certain level. Therefore, howling can be prevented even if the noise canceling performance is restricted to a certain level or less. Therefore, it is possible to prevent the user from being uncomfortable due to the occurrence of howling.
  • "1" is set as a flag (Howling_Predict) indicating the risk of howling.
  • ⁇ HM is detected by signal processing, but ⁇ HM may be detected based on the detection result of the sensor 16.
  • a table is prepared in which the sensing data of the sensor 16 and ⁇ HM are described in association with each other. The table may be used to obtain the ⁇ HM corresponding to the sensing data of the sensor 16.
  • the mode in which the filter circuit 224A is used is appropriately referred to as a safe mode.
  • the mode in which the filter circuit 224B is used is appropriately referred to as a turbo mode.
  • (Howling_Predict) is a status indicating whether or not there is a risk of howling. When (Howling_Predict) is "0", the turbo mode is set, and when (Howling_Predict) is "1", the safe mode is set.
  • (Howling_Predict) is not limited to two values, but may be a continuous value or the like.
  • (Howling_Predict) does not necessarily reflect only the change in HM, but may also reflect that the power of noise and music is low and the reliability of the detection process is low.
  • the first processing example is an example in which the turbo mode is set only when howling is likely to occur in the case of the pattern 2, and the safe mode is set in the other patterns. Unless otherwise specified, the processing described below is performed under the control of the control unit 20.
  • the first processing example is started, for example, when the power of the headphones 10 is turned on.
  • the first processing example when the setting is not made, in other words, the noise canceling function is turned on. If done.
  • the period in which the first processing example is repeated may be sample processing for each sampling frequency, or frame processing may be performed after buffering for about several tens of msec.
  • step S101 the analysis signal is input to the control unit 20.
  • the analysis signal means a signal (N + d1) collected by the FF microphone 24, a signal (P 0 ) collected by the FB microphone 25, a music signal m, and a signal at each P x .
  • a detection signal for detecting ⁇ HM is set from the analysis signals.
  • only the detection signal may be input to the control unit 20.
  • the band limiting process may be performed by the band limiting filter. You may use the energy of the entire signal range, but if you put a band limit, you can narrow down the signal to be processed to the band that is easily affected by the change of HM, and improve the accuracy of detecting the change of HM. Can be done. Then, the process proceeds to step ST102.
  • step ST102 the power of the music signal m is analyzed. Then, it is determined whether or not the power of the music signal m is smaller than a predetermined threshold value. The determination process is performed by the noise / music analysis unit 20A. If the result of the determination process is Yes, the process proceeds to step ST103, and if No, the process proceeds to step ST108.
  • step ST103 the power of the signal collected by the left and right FF microphones 24 of the headphone 10 and the power of the signal (P 0 of each of the left and right) collected by the left and right FB microphones 25 of the headphone 10 are calculated. Will be done. Such calculation processing is performed by the noise / music analysis unit 20A. Then, the process proceeds to step ST104.
  • step ST104 it is determined whether or not the power of the signal collected by the FF microphone 24 is smaller than a predetermined threshold value.
  • the determination process is performed by the noise / music analysis unit 20A. If the result of the determination process is No, the process proceeds to step ST105, and if Yes, the process proceeds to step ST108.
  • the power of the signal collected by the FB microphone 25 may be used instead of the power of the signal collected by the FF microphone 24. If the determination result in step ST104 is Yes, the process proceeds to step ST108 in consideration of erroneous detection and detection omission, and "1" is set as (Howling_Predict).
  • the pattern in which the processing proceeds to step ST105 corresponds to pattern 2 of the four patterns in which the power of the music signal m is small and the power of noise is large (see FIG. 17). Therefore, the analysis method switching determination unit 20B sets, for example, a signal collected by the FF microphone 24 and a signal (P 0 ) collected by the FB microphone 25 as detection signals.
  • step ST105 in the case of a signal caused by noise, the power changes too much from moment to moment, so smoothing is performed in the time direction.
  • the smoothing means is performed by a moving average, a low-pass filter, or the like. This process may be performed by the control unit 20 or may be performed by another functional block. Then, the process proceeds to step ST106.
  • step 106 the power ratio between the signal collected by the FB microphone 25 on the L (Left) side and the signal collected by the FF microphone 24 on the L side, or the signal collected by the FB microphone 25 on the R (Right) side.
  • the power ratio between the sounded signal and the signal collected by the FF microphone 24 on the R side is calculated by the acoustic system change analysis unit 20C, thereby calculating ⁇ HM, which is a change in the transmission function.
  • the calculation result of ⁇ HM is supplied to the filter switching determination unit 20D, and the risk of howling is determined by comparing ⁇ HM with a predetermined threshold value. If the determination result in step ST106 is Yes, the process proceeds to step ST108. If the determination result in step ST106 is No, the process proceeds to step ST107.
  • step ST107 "0" is set as "Howling_Predict” because howling is unlikely to occur. Then, the time spent in turbo mode is counted (timer ++).
  • the safe mode is set for patterns other than pattern 2. Therefore, when it corresponds to a pattern other than pattern 2 (when the judgment result of step ST102 is No (when it corresponds to patterns 1 and 3), or when the judgment result of step ST104 corresponds to Yes (when it corresponds to pattern 4). ), The process proceeds to step ST108, and "1" is set as "Howling_Predict” in order to set the safe mode. Then the timer is reset. If the determination result in step ST106 is Yes, it is determined that there is a high risk of howling based on the detection result of ⁇ HM. Therefore, the process proceeds to step ST108, and “Howling_Predict” is used to set the safe mode. Is set as "1". Then the timer is reset.
  • step ST109 If the current setting is turbo mode, you need to quickly switch to safe mode to avoid howling, while switching from safe mode to turbo mode can be slow. Therefore, in the present embodiment, for example, switching from the turbo mode to the safe mode speeds up the crossfade time constant, and switching from the safe mode to the turbo mode slows down the time constant. This is because there is a possibility of abnormal noise if switching is always performed with a fast time constant. Further, if the mode is switched frequently, the change in the strength of noise cancellation and the change in the sound quality may be perceived by the user and give a sense of discomfort. Therefore, it is not preferable that the mode is changed frequently. From this point of view, the noise cancellation mode to be set next is determined in consideration of the previous determination result (currently set mode) and the time from switching. The processing after step ST109 will be described below.
  • step ST110 the mode can be switched from safe mode to turbo mode because the risk of howling occurs is small.
  • the filter used for the noise canceling process is switched from the filter circuit 224A to the filter circuit 224B.
  • the mode transition from the safe mode to the turbo mode has a relatively large degree of freedom. Therefore, timer and State are not always necessary, and it is possible to switch the filter only by the judgment result of the current mode.
  • step ST112 there is a risk of howling, and since the current mode is turbo mode, it is necessary to promptly switch the mode to safe mode. Therefore, the filter circuit used for the noise canceling process is switched from the filter circuit 224B to the filter circuit 224A. After the processing in step ST112, the processing loop returns to the beginning.
  • step ST113 in other cases, it is not necessary to switch the filter, so the processing loop returns to the beginning. Then, the process of predicting the risk of howling occurs is repeated.
  • the magnitude relationship and threshold value in each of the above-mentioned processes are appropriately set according to the physical and acoustic structure of the headphones 10. It is also possible to switch the filter independently for the left and right channels, but it is possible that noise and the timbre of music differ between the left and right because the degree of noise cancellation is strong or weak in only one ear. Therefore, in the present embodiment, when howling is predicted in either one channel, the filter is switched for both channels.
  • the second processing example differs from the first processing example in that the processing of step ST201 is added between the processing of step ST101 and the processing of step ST102.
  • the FF microphone 24 may collect noise (d1) that is uncorrelated with the noise N to be canceled. Specific examples of d1 include wind noise and the sound of rubbing a microphone with a finger. Since these sounds have randomness, the correlation between the left and right FF microphones is lost. On the other hand, in the absence of these noises, the left and right signals are collected from the same noise source, so that a high correlation is detected between the collected signals.
  • the processing performed in the third processing example that can be executed by the headphones 10 will be specifically described.
  • the same processing as in the first processing example is designated by the same reference numerals, and duplicate explanations regarding the processing contents are appropriately omitted.
  • the sensing data detected by the sensor 16 is input to the control unit 20. Then, this is an example in which the wearing state of the headphones 10 is determined by using the sensing data as well.
  • the third processing example differs from the first processing example in that the processing of step ST301 is added between the processing of step ST101 and the processing of step ST102.
  • the HM term in the open loop changes depending on whether the ear pad 15 is mounted halfway or completely removed. For example, when the ear pad 15 is pushed with a certain force or more, the ear pad 15 is crushed and the distance between the inside of the housing and the head is shortened. As described above, such a phenomenon can be detected by a distance sensor, a pressure sensor, an optical sensor, or the like. Other phenomena in which the HM may change other than the phenomenon in which the ear pad 15 is pressed can be detected in the same manner.
  • the fourth processing example is an example in which the above-mentioned pattern 2 and pattern 3 (see FIG. 17) are distinguished, and the detection signal is switched according to the distinguished pattern. Note that "A”, "B", "C” shown in FIG. 22 and “D” shown in FIG. 23 are symbols indicating continuity of processing and do not indicate specific processing.
  • step ST401 it is determined whether or not the power of the noise is smaller than the threshold value and the power of the music signal m is smaller than the threshold value. In other words, in step ST401, it is determined whether or not both the power of the music signal m and the power of noise are small, that is, whether or not the pattern 4 is applicable.
  • step ST401 determines whether or not the power of noise / the power of the music signal m is sufficiently larger than the threshold value.
  • the noise power calculation uses the power of the noise collected by the FF microphone 24, but may be the power of the noise collected by the FB microphone 25. If the determination result in step ST402 is Yes, it corresponds to pattern 2 because there is no music signal m or its power is sufficiently small and small as the noise power. Then, the process proceeds to step ST103. Since the processing of steps ST103, ST105, and ST106 is the same as that of the first processing example described above, duplicate description is omitted.
  • step ST403 If the determination result in step ST403 is Yes, it corresponds to pattern 3 because the music signal m is sufficiently large with respect to noise. If the determination result in step ST403 is Yes, the processes in steps ST404 to ST405 are performed.
  • the content of the processing performed in steps ST403 to ST406 is the same as the content of the processing performed in steps ST103 to ST105, but the detection signal is different.
  • the detection signal is different.
  • the difference between the actual HM and the HM'modeled and held inside the noise canceling process becomes large, the cancellation of the HM characteristics by the HM'will not be successful.
  • the deviation of HM can be detected by observing the ratio of the signals of P 10 and P 0 by using.
  • step ST404 (Howling_Predict) is appropriately set by performing such processing in steps ST404 to ST405. Specifically, when the P 10 signal / P 0 signal (either L channel or R channel) is larger than the threshold value, the process proceeds to step ST108, and when it is smaller than the threshold value, the process proceeds to step ST107. ..
  • process “D” is performed following the processes of steps ST107 and ST108.
  • the process “D” means the process related to the above-mentioned steps ST109 to ST113. Therefore, the duplicate description of the process "D” is omitted.
  • the fifth processing example is an example in which the above-mentioned four patterns (see FIG. 17) are distinguished and the detection signal is switched according to the distinguished patterns.
  • "A", "B", "C” and "D" are symbols indicating the continuity of the processing and do not indicate a specific processing.
  • step ST401 when the determination result in step ST401 is Yes, that is, when the pattern 4 is applicable, the processing proceeds to step ST501.
  • pattern 4 since it is difficult to detect the change in HM, it does not operate until the next processing unit.
  • step ST403 determines whether the determination result of step ST403 is No.
  • the processing proceeds to step ST502, which is different from the fourth processing example.
  • the fact that the determination result in step ST403 is No corresponds to pattern 1.
  • Pattern 1 is a region where the ratio of the music signal m to the energy of noise is small, and the components of the transfer function related to N and m are close to each other, making it difficult to detect the change in the transfer function only from the power. Is.
  • processing is performed using the difference in the temporal properties of noise and music signals. If the noise has sufficient randomness, the autocorrelation of the noise is basically close to 0, while the music often has the pitch property (periodicity), and the autocorrelation is high. Assuming this property, the change in HM can be detected if the cross-correlation between the noise (the signal collected by the FF microphone 24) and the music signal (reproduced signal) is equal to or higher than a certain level.
  • step ST502 it is determined whether or not the cross-correlation between the noise (the signal collected by the FF microphone 24) and the music signal (reproduced signal) is equal to or greater than the threshold value. If the cross-correlation is not above a certain level, it is difficult to detect the change in HM, so the process proceeds to step ST501. If the cross-correlation is greater than or equal to a certain level, the process proceeds to step ST503.
  • step ST503 in the case of a signal caused by noise, the power changes too much from moment to moment, so smoothing is performed in the time direction.
  • the smoothing means is performed by a moving average, a low-pass filter, or the like. Then, the process proceeds to step ST504.
  • step ST504 processing is performed using the signal (P 0 ) collected by the FB microphone 25 and the signal of P 9 as the detection signal.
  • the signal of P 0 includes the music signal being played, but when the internal model (HM') is equal to the actual HM, the music component is canceled by (P 0- P 11 ), and P 9 is the music.
  • the signal m does not come out. Therefore, only the noise left unerased by noise cancellation remains in P 9.
  • the inner product of the P 9 signal and the music signal m is calculated at a certain time window length.
  • the inner product is an index showing "similarity between the two", and is large if the signals are similar, and small if the signals are not similar.
  • step ST504 determines whether the wearing state of the headphones 10 is an abnormal wearing state. Therefore, the process proceeds to step ST108, and "1" is set as (Howling_Predict). Further, when the determination result in step ST504 is No, that is, when the result of the inner product is smaller than a predetermined threshold value, it means that the wearing state of the headphones 10 is the normal wearing state. Therefore, the process proceeds to step ST107, and "0" is set as (Howling_Predict). Since the processes after steps ST107 and ST108 have already been described, duplicate description will be omitted.
  • the inner product is divided by the integral value of the power of the music signal.
  • the inner product is normalized, and the threshold value can be easily set.
  • process example A The content of the process of step ST504 described above (hereinafter, appropriately referred to as process example A) may be another process (hereinafter, appropriately referred to as process example B).
  • process example B a correlation example between the music signal and P x was used, but as processing example B, the same can be achieved by increasing or decreasing the correlation between the noise signal and P x.
  • HM the HM and the internal model 'are equal, the signal which is collected by the FB microphone 25 is inputted unerased music signal of the noise, only noise "feedback when loop was not" appears in the P 10 ..
  • the wearing state of the headphone 10 may be determined according to the result of the inner product of the signal of P 0 and the signal of P 10.
  • the result of the inner product may be divided by the power of the signal collected by the FB microphone 25.
  • either one of the above-mentioned processing example A and processing example B may be performed, or both may be performed, and the wearing state of the headphones 10 may be determined according to the respective results.
  • the sixth processing example is different from the fifth processing example in that the content of the processing according to step ST502 is the processing related to step ST601.
  • step ST502 Taking advantage of the difference in the temporal properties of the noise and the music signal, processing was performed using the cross-correlation between the noise collected by the FF microphone 24 and the music signal.
  • the noise is always random, and the music does not always have pitch.
  • noises having periodicity such as a bell sound like a railroad crossing, a buzzer, and ambient BGM (Back Ground Music).
  • ambient BGM Back Ground Music
  • step ST601 a process of calculating the autocorrelation of noise and calculating the autocorrelation of the music signal m is performed.
  • the determination result in step ST601 is Yes.
  • the process proceeds to step ST503.
  • the determination result in step ST601 is No, the process proceeds to step ST501. Since other processes have already been described, duplicate explanations will be omitted as appropriate.
  • the noise canceling processing unit 22A that performs the processing according to this example has a structural difference from the noise canceling processing unit 22.
  • the noise canceling processing unit 22A has a characteristic imparting unit 230.
  • the characteristic imparting unit 230 imparts the characteristic HM'2 to the music signal m.
  • the signal to which the characteristic is given (the signal of P 12 ) is added to the signal of P 0 by the adder 230A, and the signal after addition (the signal of P 13 ) is output from the adder 230A.
  • HM' is a model of the HM in the normal wearing state
  • HM'2 is a model of the HM in the abnormally wearing state. That is, in this example, instead of detecting the deviation of the actual HM with respect to the HM'which models the normal wearing state, it depends on whether or not the actual HM is close to the HM'2 which models the abnormal wearing state. , Whether or not there is a high risk of howling will occur.
  • step ST403 The process from “B” in FIG. 29 to “B” in FIG. 30 is followed by the determination process in step ST403. If the determination result in step ST403 is No, the process proceeds to step ST701. After the setting for using the HM'2 that models the abnormal mounting state is made in the process of step ST701, the process proceeds to step ST702 and the smoothing process is performed. Following the process of step ST702, the process related to step ST703 is performed.
  • the mounted state of the headphone 10 is in an abnormal mounted state, i.e., when the noise canceling acoustic state close to HM'2 running, because the modeling error is small the HM'2, included in the P 13
  • the amount of music component is reduced, and the signal derived from noise becomes dominant. Since P 12 (or music signal m) contains a music component, the inner product becomes smaller when the inner product (similarity) of P 12 (or music signal m) and P 13 is taken.
  • step ST703 when the result of the inner product performed in step ST703 is smaller than the threshold value, it is determined that the headphones 10 are in an abnormally worn state, the process proceeds to step ST108, and "1" is set as (Howling_Predict). If the result of the inner product performed in step ST703 is larger than the threshold value, it is determined that the headphones 10 are in the normal wearing state, the process proceeds to step ST107, and "0" is set as (Howling_Predict). Since the processes in steps ST107 and ST108 and subsequent steps have already been described, duplicate description will be omitted.
  • normalization may be performed by dividing the calculation result of the inner product by the power of the signal of P 12.
  • the distance of HM'2 with respect to the current HM can also be detected. For example, if the current HM has a value corresponding to the normal wearing state , the noise-derived component of the signal at P 0 is extremely low, and is almost a component of the music signal m. Therefore, the normalized inner product is approximately 1.
  • the current HM approaches the value corresponding to the abnormally mounted state, and when it approaches HM'2, it approaches 0.
  • the mixing ratio of the outputs of the two filters can be set to a value corresponding to the rate of change in the inner product.
  • the mixing ratio of the outputs of the two filters can be set to a value corresponding to the rate of change in the inner product.
  • the HM'2 is not limited to the HM that models the abnormally mounted state, and may be a model of the HM that corresponds to the state that the detection is desired. Further, although the input of the characteristic imparting unit 230 has been described as the music signal m, it is possible to detect the abnormally worn state of the headphones 10 even if the signal of P 6 is used as the input.
  • the noise canceling performance is suppressed below a predetermined level to prevent howling, and when there is no risk of howling, the noise canceling performance is exhibited and noise is exhibited. Is properly suppressed.
  • noise cancellation processing Various methods have been proposed for noise cancellation processing.
  • the present disclosure is not limited to the noise canceling method according to the above-described embodiment, and can be applied to known methods and methods proposed in the future.
  • howling occurs in the feedback loop, it is necessary to at least change the characteristics of the feedback filter according to the risk of howling.
  • the filter circuit 221 which is a feedforward filter may have a filter circuit 221A (parameter gain ⁇ 1 ) and 221B (parameter gain ⁇ 2 ). Then, when the characteristics of the filter circuit 224 are changed, the characteristics of the filter circuit 221 may be changed by switching the filter circuit 221A and the filter circuit 221B. For example, when the filter circuit 224A is used, the filter circuit 221A is used, and when the filter circuit 224B is used, the filter circuit 221B is used. Changing the characteristics of the feedback filter changes the closed loop and changes the transfer function of the music signal and feedforward filter. Therefore, by appropriately changing the characteristics of the feedforward filter as the characteristics of the filter circuit 224 are changed, the sound quality can be improved and the noise canceling performance can be prevented from deteriorating. it can.
  • the equalizer 28 may have equalizers 28A and 28B for equalizing processing on the music signal m (however, the equalizer coefficients of the equalizers 28A and 28B are different). Then, when the characteristics of the filter circuit 224 are changed, the characteristics of the equalizer 28 may be changed by switching the equalizer 28A and the equalizer 28B. For example, when the filter circuit 224A is used, the equalizer 28A is used, and when the filter circuit 224B is used, the equalizer 28B is used. According to the configuration example according to the present modification, the sound quality can be further improved as compared with the configuration shown in FIG. 31.
  • the configuration of the noise canceling processing unit may be a method in which the BCC method and the IMC method are combined (hereinafter, appropriately referred to as a double feedback method).
  • FIG. 33 shows the configuration of the noise canceling processing unit to which the double feedback method is applied.
  • the double feedback type noise canceling processing unit imparts a characteristic HM'to the output of the adder 240, the filter circuit 241 (parameter gain ⁇ 3 ), and the adder 225 to the configuration of the noise canceling processing unit 22.
  • a configuration according to part 227A has been added.
  • the adder 240 adds the output of the subtractor 223 and the output of the characteristic imparting unit 227A.
  • the adder 225 adds the output of the filter circuit 224 and the output of the filter circuit 241.
  • the characteristics of the filter circuit 221 and the equalizer 28 may be changed as the characteristics of the filter circuit 224 are changed.
  • the characteristics of the filter circuit 241 may be changed according to the risk of howling.
  • the characteristics of the filter circuit 221 and the equalizer 28 may be changed.
  • the characteristics of the filter circuits 224 and 241 may be changed according to the risk of howling.
  • the characteristics of the filter circuit 221 and the equalizer 28 may be changed as the characteristics of the filter circuits 224 and 241 are changed.
  • the sound processing device of the present disclosure is not limited to headphones, and may be applied to in-ear type earphones, or may be incorporated in electronic devices such as smartphones and HUDs (Head Up Display).
  • the present disclosure may also adopt the following configuration.
  • a sensor that detects deformation of the wearing part that is attached to the user's ear An acoustic processing device having a control unit that switches a mode for canceling noise according to a detection result of deformation of the mounting unit.
  • the sound processing device according to (1) wherein the control unit switches the mode according to a transfer function until the sound radiated from the speaker reaches the microphone for feedback.
  • the control unit switches the characteristics of the filter so that the noise canceling performance exceeds a certain level when the transfer function is within the predetermined range, and noise cancellation when the transfer function is outside the predetermined range.
  • the sound processing apparatus according to (3), wherein the characteristics of the filter are switched so that the performance is below a certain level.
  • the filter includes a feedforward filter.
  • the characteristics of the equalizer that performs the equalizing process on the audio signal reproduced via the mounting portion are further switched according to the change in the transfer function that occurs in response to the deformation of the mounting portion (3) to (6).
  • the audio processing device according to any one of (1) to (12), which is configured as headphones.
  • the control unit has a control unit that switches the noise cancellation mode by switching the characteristics of the filter to be used according to the change in the transfer function that occurs according to the deformation of the mounting unit.
  • the control unit is an audio processing device that switches a detection signal for detecting a change in the transfer function according to the power of the voice signal reproduced via the mounting unit and the magnitude of noise.
  • the sensor detects the deformation of the wearing part that is worn on the user's ear, An acoustic processing method in which a control unit switches a mode for canceling noise according to a detection result of deformation of the mounting unit.
  • the sensor detects the deformation of the wearing part that is worn on the user's ear, A program in which a control unit causes a computer to execute an acoustic processing method for switching a mode for canceling noise according to a detection result of deformation of the mounting unit.
  • Control unit 20A: Noise / music analysis unit, 20B: Analysis method switching judgment unit, 20C: Acoustic system change analysis unit, 20D: Filter switching judgment unit, 22 ... Noise cancellation processing unit, 23 ... speaker, 24 ... FF microphone, 25 ... FB microphone, 28 ... equalizer, 221,224,224A, 224B ... filter circuit,

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Abstract

ユーザの耳部に装着される装着部の変形を検出するセンサと、装着部の変形の検出結果に応じて、ノイズキャンセルを行うモードを切り替える制御部を有する音響処理装置である。 図１８

Description

音響処理装置、音響処理方法及びプログラム
　本開示は、音響処理装置、音響処理方法及びプログラムに関する。
　イヤホンやヘッドホン等を通じて楽曲等を聴く際に、外部環境の騒音（ノイズ）を低減（キャンセル）して、聴取者（ユーザ）に対して良好な楽曲再生環境を提供するノイズキャンセリングシステムが知られている。具体的には、筐体の内側に設置されたマイクロフォンを用いたフィードバック型のノイズキャンセリング手法や、筐体の外側に設置されたマイクロフォンを用いたフィードフォワード型のノイズキャンセリング手法が知られている。更に、下記の特許文献１には、内部モデル制御方式（ＩＭＣ(Internal Model Control)方式)を用いたフィードバック型のノイズキャンセル手法が記載されている。
国際公開２０１７／２１７１０６
　ユーザの耳部に装着されるイヤホンやヘッドホンは、その装着状態が通常状態と異なるとハウリングが生じる虞がある。このようなハウリングは、楽曲を聴取するユーザに対して不快感を与える。そこで、ノイズキャンセルの性能が適切に維持されつつ、ハウリングが起きない制御が行われることが望まれる。
　本開示は、ノイズキャンセルの性能が適切に維持しつつ、ハウリングが起きない制御が行われる音響処理装置、音響処理方法及びプログラムを提供することを目的の一つとする。
　本開示は、例えば、
　ユーザの耳部に装着される装着部の変形を検出するセンサと、
　装着部の変形の検出結果に応じて、ノイズキャンセルを行うモードを切り替える制御部を有する音響処理装置である。
　本開示は、例えば、
　装着部の変形に応じて生じる伝達関数の変化に応じて、使用するフィルタの特性を切り替えることによりノイズキャンセルのモードを切り替える制御部を有し、
　制御部は、装着部を介して再生される音声信号のパワーとノイズの大きさとに応じて、伝達関数の変化を検出するための検出用信号を切り替える
　音響処理装置である。
　本開示は、例えば、
　センサがユーザの耳部に装着される装着部の変形を検出し、
　制御部が、装着部の変形の検出結果に応じて、ノイズキャンセルを行うモードを切り替える音響処理方法である。
　本開示は、例えば、
　センサがユーザの耳部に装着される装着部の変形を検出し、
　制御部が、装着部の変形の検出結果に応じて、ノイズキャンセルを行うモードを切り替える音響処理方法をコンピュータに実行させるプログラムである。
図１Ａ及び図１Ｂは、実施形態において考慮すべき問題が説明される際に参照される図である。 図２は、実施形態において考慮すべき問題が説明される際に参照される図である。 図３Ａ及び図３Ｂは、実施形態において考慮すべき問題が説明される際に参照される図である。 図４は、実施形態において考慮すべき問題が説明される際に参照される図である。 図５は、本実施形態に係るヘッドホンの外観例を示す図である。 図６は、本実施形態に係るヘッドホンの構成例を説明する際に参照される図である。 図７は、本実施形態に係るヘッドホンの構成例を説明する際に参照される図である。 図８は、本実施形態に係るヘッドホンの構成例を説明する際に参照される図である。 図９は、本実施形態に係るヘッドホンの内部構成例を示す図である。 図１０は、本実施形態に係るヘッドホンの他の内部構成例を示す図である。 図１１は、本実施形態に係るノイズキャンセル処理部の構成例を説明する際に参照される図である。 図１２は、本実施形態に係るノイズキャンセル処理部の構成例を説明する際に参照される図である。 図１３は、Ｐｘにおける信号を示す式を示した図である。 図１４は、Ｐｘの各点についての連立方程式を解いた結果を示す図である。 図１５は、Ｐｘの各点についての連立方程式を解いた結果を示す図である。 図１６は、図１４及び図１５に示した結果を項毎に振り分けた図である。 図１７は、検出用信号の設定例を説明する際に参照される図である。 図１８は、本実施形態に係るヘッドホンの動作例を説明する際に参照される図である。 図１９は、本実施形態に係るヘッドホンで実行可能な第１の処理例を説明する際に参照されるフローチャートである。 図２０は、本実施形態に係るヘッドホンで実行可能な第２の処理例を説明する際に参照されるフローチャートである。 図２１は、本実施形態に係るヘッドホンで実行可能な第３の処理例を説明する際に参照されるフローチャートである。 図２２は、本実施形態に係るヘッドホンで実行可能な第４の処理例を説明する際に参照されるフローチャートである。 図２３は、本実施形態に係るヘッドホンで実行可能な第４の処理例を説明する際に参照されるフローチャートである。 図２４は、本実施形態に係るヘッドホンで実行可能な第５の処理例を説明する際に参照されるフローチャートである。 図２５は、本実施形態に係るヘッドホンで実行可能な第５の処理例を説明する際に参照されるフローチャートである。 図２６は、本実施形態に係るヘッドホンで実行可能な第６の処理例を説明する際に参照されるフローチャートである。 図２７は、本実施形態に係るヘッドホンで実行可能な第６の処理例を説明する際に参照されるフローチャートである。 図２８は、本実施形態に係るヘッドホンで実行可能な第６の処理例を説明する際に参照される図である。 図２９は、本実施形態に係るヘッドホンで実行可能な第７の処理例を説明する際に参照されるフローチャートである。 図３０は、本実施形態に係るヘッドホンで実行可能な第７の処理例を説明する際に参照されるフローチャートである。 図３１は、変形例を説明するための図である。 図３２は、変形例を説明するための図である。 図３３は、変形例を説明するための図である。 図３４は、変形例を説明するための図である。 図３５は、変形例を説明するための図である。
　以下、本開示の実施形態等について図面を参照しながら説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
＜実施形態において考慮すべき問題＞
＜一実施形態＞
＜変形例＞
　以下に説明する実施形態等は本開示の好適な具体例であり、本開示の内容がこれらの実施形態等に限定されるものではない。
＜実施形態において考慮すべき問題＞
　始めに、本開示の理解を容易とするために、実施形態において考慮すべき問題についての説明がなされる。
　上述したように、ノイズキャンセリングの手法としては、フィードバック方式とフィードフォワード方式とに大別される。以下の説明では、フィードバック方式がＦＢ方式、フィードフォワード方式がＦＦ方式と適宜、称される。
　ＦＢ方式は、一般的に図１Ａに示すように、ヘッドホン筐体１Ａの内側にマイク１Ｂがあり、マイク１Ｂで収音した信号の逆相成分を入力側に戻しサーボ制御することにより、外部から筐体に入ってきたノイズを減衰させる方式である。この場合、マイク位置の音が制御点となるため、ノイズ減衰効果を考慮し、通常耳に近い位置、つまりスピーカ１Ｃ（ドライバー）の振動板前面にマイク１Ｂが設けられる場合が多い。
　図１Ｂは、ＦＢ方式を実現するための構成例を示すブロック図である。図中、Ａ、Ｄ、Ｍ、－βは、パワーアンプ、ドライバー、マイク及びマイクアンプ、フィードバックのために設計されたフィルタ、の各伝達関数を示している。また図中、Ｈはドライバーからマイク（マイク１Ｂ）までの空間の伝達関数であり、各伝達関数は複素表現されているものとする。また、Ｎは外部のノイズ源からヘッドホン内のマイク１Ｂの近辺に侵入してきたノイズであり、Ｐは聴取者（ユーザ）の耳に届く音圧とする。また、以下の説明におけるＥは、聴取する目的である信号Ｓに掛けられるイコライザの伝達関数とする。ノイズがヘッドホン内に伝わってくる原因としては、例えばイヤパッドやイヤピースの隙間から音圧として漏れてくる場合や、ヘッドホンの前面から外界につながるよう設けられた穴、ヘッドホン筐体が音圧を受けて振動した結果として筐体内部に音が伝わる、等が挙げられる。
　ここで、図１Ｂに示すブロック図における音圧Ｐは、下記の式１により表現することができる。
（式１）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　式１においてＮに着目すればノイズＮは、１／（１＋ＡＤＨＭβ）に減衰していることがわかる。
　但し、式１の系が発振せず安定して動作するためには、下記の式２が成立する必要がある。
（式２）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
　一般的には、下記の式３
（式３）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
であることと合わせて、式２は後述のように解釈できる。図１Ｂにおいて、ノイズＮに関わるループ部分を１箇所切断した下記の式４
（式４）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
を「オープンループ」と称し、これは、例えば図２のようなボード線図で表現される特性を持つものである。
　このオープンループを対象とした場合、上記条件は、
・位相0deg.の点を通過する時、ゲインは0dBより小さくなくてはならない。
・ゲインが0dB以上である時、位相0deg.の点を含んではいけない。
という２つの条件を満たす必要がある。上記条件を満たさない場合、ループは正帰還がかかりハウリング（発振）を起こすことになる。図２中、Pa,Pbは位相余裕、Ga,Gbはゲイン余裕を表しており、これらの余裕が小さいと個人差や装着のばらつきなどにより、ハウリングの危険性が増すことになる。
　続いて、上述したノイズ低減機能に加え、必要な音をヘッドホンから再生する場合についての説明がなされる。なお、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ーで再生すべきものの信号総称に対応する音である。
　式１のうち、Ｓに着目すると、下記の式５
（式５）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
のように、イコライザを設定すれば、Ｐは、下記の式６のように表現される。
（式６）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006
　マイク１Ｂの位置が耳位置に非常に近いとすると、Ｈがドライバーからマイク（耳）までの伝達関数、ＡやＤがそれぞれパワーアンプ、ドライバー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。
　次に、ＦＦ方式に関する説明がなされる。ＦＦ方式は、図３Ａに示すように、基本的にヘッドホン筐体１Ａの外部にマイク１Ｂが設置されており、このマイク１Ｂで収音したノイズに対して適切なフィルタリング処理をして、筐体内部のドライバーにてこれを再生し、耳に近いところでこのノイズをキャンセルすることを意図した方式である。
　図３Ｂにおける記号の内容は、図１Ｂの説明内容と略同様であるが、外部のノイズ源からのノイズＮの位置から耳位置に至るまでの伝達関数をＦとしている。ここでＦＦ方式の核となるフィルタを（-α）と置くと、図３Ｂにおける音圧Ｐは、下記式７で表現できる。なお、式７におけるＦ'はノイズ源からマイク位置までの伝達関数を表す。
（式７）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007
　ここで、理想的な状態を考え下記式８とすると
（式８）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000008
上述した式７は下記の式９で表すことができ、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の音声信号等)だけが残り、通常のヘッドホン動作と同様の音を聴取できることがわかる。
（式９）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000009
　但し、実際は、式８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、人により装着や耳形状により個人差が大きいことと、ノイズの位置やマイク位置などにより特性が変化する、などの理由のため通常は中高域に関してはこのアクティブなノイズ低減処理を行わず、ヘッドホン筐体でパッシブな遮音をすることが多い。なお式８は、数式を見れば自明であるが、ノイズ源から耳位置までの伝達関数を、αを含めた電気回路にて模倣することを意味している。
　なお、ここでのキャンセルポイントは、図３Ａに示した通り、図１Ａに示したフィードバック型と異なり、聴取者の任意の耳位置において設定することができる。しかしながら、通常の場合αは固定的であり、設計段階においては、なんらかのターゲット特性を対象とした決めうちになることになり、人によっては、耳の形状が違うため、十分なノイズキャンセル効果が得られないことや、ノイズ成分を非逆相で加算してしまうことにより、異音がするなどの現象が起こり得る。
　これらのことより、一般的にＦＦ方式は、発振する可能性が低く安定度が高いが、十分な減衰量を得るのが困難であるのに対して、ＦＢ方式は大きな減衰量が期待できる代わりに、系の安定性に注意が必要となる。
　図１に用いたＦＢ方式のことは、以下の説明において、ＢＣＣ（Basic Closed Loop Control）と適宜、称される。また、ＦＢ方式に基づくノイズキャンセルは、特許文献１に記載されているようなＩＭＣモデルを用いた方式も存在する。図４には、ＩＭＣモデルを用いた方式が適用される回路構成例を示すブロック図が示されている。係る方式によれば音圧Ｐは下記の式１０で表現することができる。
（式１０）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000010
　なお、ＦＢ方式、ＦＦ方式等は相互に組み合わせることも可能である。また、上述した特許文献１に記載されているノイズキャンセルに係る各種の方式は、本開示に適用することができる。
　ところで、上述したように、オープンループ（βＡＨＭの項）が－１（0dB,-180deg）になると発振をおこし、ハウリングが発生する。ハウリングは、ユーザに不快感を与えてしまうことからハウリングが発生しないような制御が行われる。
　ここで、オープンループのうち、ヘッドホンのドライバーからマイク（例えば、上述したマイク１Ｃ）までの空間の伝達関数であるＨ項は、頭部とイヤパッド、筐体によってつくられる空間の音響インピーダンスに依存して変化する。従って、通常の装着状態（通常装着状態）とは異なる装着状態となるとＨ項は変化する。例えば、飛行機や電車等でヘッドホンをしたまま寝ることでヘッドホンのイヤパッドが座席に押し当てられたりするとイヤパッドが大きく変形することでＨ項が変化する。これにより、通常装着状態では安定なフィードバックループ特性を担保していたとしても、ユーザの使用状況によってはハウリングが生じてしまう虞がある。
　係るハウリングに対応するために、Ｈ項の変化しうる範囲を特定し、変化してもなおフィードバックループ特性が安定にするように、マージンを加味してフィードバックフィルタを設計する手法が考えられる。しかしながら、当該手法では、ハウリングの発生は防止できる一方、ユーザの使用時間のほぼ大半を占める通常装着時のノイズキャンセル性能が抑制されてしまうという問題がある。本開示は、上述した点に鑑み、通常装着状態ではノイズキャンセル性能を維持しつつ、通常装着状態と異なる装着状態（以下、異常装着状態と適宜、称する）では、ハウリングが起きない程度にノイズキャンセル性能を抑制する。以下、本開示の一実施形態に関する詳細な説明がなされる。
＜一実施形態＞
［ヘッドホンについて］
　本実施形態では、音響処理装置の一例としてオーバヘッド型のヘッドホンを挙げた説明がなされる。なお、本開示は、オーバヘッド型のヘッドホン以外のインイヤー型のイヤホン等に対しても適用することが可能である。
　図５は、本実施形態に係るヘッドホン（ヘッドホン１０）の外観例を示す図である。図５に示すように、ヘッドホン１０は、例えば、ヘッドバンド１１、スライダ１２、ハンガ１３、ハウジング１４及びイヤパッド１５から構成されている。
　ヘッドバンド１１は装着者の頭部に沿うように湾曲状に形成されており、装着状態において装着者の頭頂部に接することによりヘッドホン１０全体を支持するものである。ヘッドバンド１１はプラスチックなどの合成樹脂、金属などを用いて構成されており、所定の剛性及び弾性を有することにより可撓性を備えている。これにより、装着時にはハウジング１４及びイヤパッド１５を装着者の側頭部方向に押圧してヘッドホン１０の装着状態を維持することができる。なお、ヘッドバンド１１の内面における装着者の頭頂部に当接する部分に緩衝材としてゴムなどを設けるようにしても良い。さらに、ヘッドホン１０の携帯時に中央で折り畳めるようにヒンジを備えるようにしても良い。
　ヘッドバンド１１の延在方向の所定位置にスライダ１２が設けられている。そして、スライダ１２の端部にハンガ１３が取り付けられている。スライダ１２を案内部材に沿って摺動させることにより、ハンガ１３をヘッドバンド１１に対して遠ざかるように、または近づくように移動させることができる。
　ハンガ１３は、ハウジング１４を回動自在に支持するものである。ハンガ１３は、例えば、一対の先端からそれぞれ内向きに突出する支持ピン（不図示）で軸支することによりハウジング１４を回動自在に支持する。
　筐体としてのハウジング１４は、内部に収納空間を有しており、電気信号を音波に変換して出力する音声出力部としてのドライバユニットなどを収納するものである。ハウジング１４は例えば、プラスチックなどの合成樹脂を用いて形成されている。
　装着部の一例であるイヤパッド１５は、ハウジング１４における装着者の側頭部に対向する側の面に設けられている（図６参照）。イヤパッド１５は、ハウジング１４と装着者の側頭部との間に介在することにより、ハウジング１４と装着者の側頭部間の緩衝部材として機能するものである。イヤパッド１５は、ヘッドホン１０の装着時において、変形しにくい硬い素材で形成されたハウジング１４が直接装着者の耳及び側頭部に接して装着者に不快感や痛みを与えることを防止するものである。なお、ハウジング１４及びイヤパッド１５が装着部であっても良い。
　本実施形態に係るヘッドホン１０は、イヤパッド１５の変形を検出するセンサ１６を有している。センサ１６は、例えば、イヤパッド１５の内部若しくは当該イヤパッド１５を支持する支持部に設けられる２個の圧力センサである。センサ１６は、例えば、圧力によって変形するフィルムであり、変形によって抵抗値が変化するセンサである。センサ１６から出力される電圧に基づいて、ヘッドホン１０が通常装着状態であるのか、又は、異常装着状態であるのかが判別される。具体的には、センサ１６から出力される電圧が閾値以内であれば通常装着状態と判別され、センサ１６から出力される電圧が閾値より大きければ異常装着状態と判別される。
　センサ１６は、ハウジング１４に設けられる距離センサであっても良い。例えば、図７に示すように、センサ１６により検出されたイヤパッド１５までの距離が閾値より大きい場合には通常装着状態と判別される。また、図８に示すように、センサ１６により検出されたイヤパッド１５までの距離が閾値以下である場合には、イヤパッド１５が通常装着状態に比べて強くプッシュされるような異常装着状態と判別される。センサ１６は、上述した圧力センサ及び距離センサを組み合わせたセンサでも良いし、その他のセンサが適用されても良い。なお、図７、図８では、ヘッドホン１０の構成の一部のみ（一方側のみ）を図示しているが、ヘッドホン１０が、ヘッドホン１０の他方の側のイヤパッド１５に対する距離センサ等を有していても良い。
［内部構成例］
（ヘッドホンの内部構成例）
　図９は、本実施形態に係るヘッドホン１０の内部構成例を示すブロック図である。ヘッドホン１０は、例えば、制御部２０と、通信部２１と、ノイズキャンセル処理部２２と、スピーカ２３と、ＦＦ方式に基づくノイズキャンセルを行うためのマイクであるＦＦマイク２４と、ＦＢ方式に基づくノイズキャンセルを行うためのマイクであるＦＢマイク２５と、送話用のマイク３０とを有している。制御部２０は、ノイズ／音楽解析部２０Ａと、解析手法切り替え判断部２０Ｂと、音響系変化解析部２０Ｃと、フィルタ切り替え判断部２０Ｄを有している。なお、これらの構成は、基本的にヘッドホン１０の左右のチャンネルに対応して設けられているが、一部の構成が左右で共通化されていても構わない。
　通信部２１は、スマートフォンやパーソナルコンピュータ等と通信を行うことにより、再生ソースである音楽信号を取得する。通信は、無線による通信でも良いし、有線による通信でも良い。通信部２１により取得された音楽信号がノイズ／音楽解析部２０Ａに供給される。
　制御部２０は、イヤパッド１５の変形の検出結果に応じて、ノイズキャンセルを行うモードを切り替える。より具体的には、制御部２０は、スピーカから放射された音がフィードバック用のマイクロフォンに到達するまでの伝達関数に応じて、ノイズキャンセルを行うモードを切り替える。ノイズキャンセルを行うモードは、例えば、ノイズキャンセルの性能が一定以上となるモード（フィードバックにおけるループゲインを上げるモード）と、ノイズキャンセルの性能が一定以下となるモード（フィードバックにおけるループゲインを下げるモード）とを含む。
　ノイズ／音楽解析部２０Ａは、自身に入力される複数の信号（以下、信号群と適宜、称される）を解析する。そして、ノイズ／音楽解析部２０Ａは、解析結果を解析手法切り替え判断部２０Ｂに供給する。信号群としては、ＦＦマイク２４により取得された信号、ＦＢマイク２５により取得された信号、ノイズキャンセル処理部２２による処理の途中の信号（一部でも良いし、全部でも良い）、ノイズキャンセル処理部２２による処理がなされた信号等が挙げられる。
　解析手法切り替え判断部２０Ｂは、解析結果に応じて、上述したオープンループにおけるＨ項（より具体的にはＨＭ項）の変化を検出するための検出用信号を選択し、選択した検出用信号に基づいてＨＭの変化を判定するためのアルゴリズムを特定する。
　音響系変化解析部２０Ｃは、解析手法切り替え判断部２０Ｂにより選択された検出用信号及びアルゴリズムによりＨＭの変化を検出する。音響系変化解析部２０Ｃにより検出されたＨＭの変化がフィルタ切り替え判断部２０Ｄに供給される。
　フィルタ切り替え判断部２０Ｄは、音響系変化解析部２０Ｃから供給されたＨＭの変化に基づいてフィルタの特性を切り替えるための制御信号を生成する。フィルタ切り替え判断部２０Ｄにより生成された制御信号が、ノイズキャンセル処理部２２に供給され、ノイズキャンセル処理部２２が有するフィルタの特性が切り替えられる。詳細は後述するが、特性が切り替えられるフィルタは、少なくとも、ＦＢ方式によるノイズキャンセルを行うためのフィルタ（フィードバックフィルタ）を含む。特性が切り替えられるフィルタに、ＦＦ方式によるノイズキャンセルを行うためのフィルタ（フィードフォワードフィルタ）が含まれても良い。また、音楽信号に対してイコライジング処理を行うイコライザの特性が切り替えられても良い。フィルタの特性を切り替えることには、使用するフィルタを切り替えること、フィルタのパラメータ（具体的にはゲイン）を変化させること等が含まれる。また、フィルタの特性を切り替える際には、再生される音楽信号の急激な変化を防止するために、公知の処理（フェードイン、アウト処理等）が行われても良い。
　なお、制御部２０は、上述した処理以外の処理に係る公知の制御を行うようにしても良い。
　ノイズキャンセル処理部２２は、後述する方法によりノイズキャンセル処理を行う。ノイズキャンセル処理部２２によりノイズキャンセル処理がなされた信号が、スピーカ２３から再生される。
　なお、外部機器からヘッドホン１０に供給されるソースは、音楽信号以外の信号でも良い。例えば、本開示の音響処理装置がヘッドホンではなく、スマートフォン等の通話機器に適用される場合は、図１０に示すように、通信部２１が無線通信により他の通信機器と通信を行う。無線通信としては、ＬＡＮ（Local Area Network）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、またはＷＵＳＢ（Wireless USB）、携帯電話網、インターネット等が挙げられる。そして、外部機器から送信され、通信部２１により取得された音楽信号以外の通話用の信号に対してもノイズキャンセル処理が行われても良い。また、送話用のマイク３０に入力されたユーザの音声信号に対してノイズキャンセル処理部２２によるノイズキャンセル処理がなされ、ノイズキャンセル処理がなされた音声信号が通信部２１を介してスマートフォン等の外部機器に送信されるようにしても良い。
　ＦＦマイク２４は、ハウジング１４の外側に設けられている。また、ＦＢマイク２５及びスピーカ２３は、ハウジング１４の内側に設けられている。
（ノイズキャンセル処理部の内部構成例）
　次に、図１１が参照されつつ、ノイズキャンセル処理部２２の内部構成例に関する説明がなされる。ノイズキャンセル処理部２２は、例えば、フィルタ回路２２１と、加算器２２２と、減算器２２３と、フィルタ回路２２４と、加算器２２５と、加算器２２６と、特性付与部２２７とを有している。
　フィルタ回路２２４は、フィルタ回路２２４Ａとフィルタ回路２２４Ｂとを有している。フィルタ回路２２４Ａ及びフィルタ回路２２４Ｂの切り替えは上述したように、制御部２０の制御により行われる。なお、図１１では、フィルタ回路２２１、フィルタ回路２２４Ａ及びフィルタ回路２２４Ｂのそれぞれのパラメータゲインがα、β1、β2で示されている。これらのパラメータゲインは、例えば、制御部２０が有するメモリ（不図示）に記憶されている。なお、本実施形態では、フィルタ回路２２４Ａのパラメータゲインβ1とフィルタ回路２２４Ｂのパラメータゲインβ2との間には、β1＜β2が成立している。オープンループ（－βＨＭ）が高い（大きい）ほどノイズキャンセル性能が上がる。従って、フィルタ回路２２４Ｂが用いられる場合は、フィルタ回路２２４Ａが用いられる場合に比べてノイズキャンセルの性能が高くなる。一方で、βＨＭが一定以上大きくなるとフィードバックループの系が不安定になり、ハウリングしやすくなる。従って、ハウリングが起きやすい状況下では、フィルタ回路２２４Ａが用いられる必要がある。
　また、図１１中、Ｎは、騒音源から発せられＦＦマイク２４に届くノイズであり、ｄ１(disturburance1)は、例えば、ＦＦマイク２４を指でこする、風吹かれによる雑音等であり、Ｆは、ＦＦマイク２４からＦＢマイク２５までの伝達関数である。具体的には、Ｆは、ノイズがヘッドホンの内部(耳側)に漏れこんでくる伝達関数を表しており、例えばイヤパッド１５（構成によってはイヤピース）を透過する音及びその他、筐体内の音響伝達パスの特性が含まれる。ＨＭは、ドライバーが放射した音がＦＢマイク２５で拾われるまでの伝達関数を示している。ｄ２は、例えば、歩行時の衝撃音、ヘッドホンを叩くなどした音等である。また、図１１中、ｍは、例えば、音楽や通話音声など、ヘッドホンから再生される、装着者が聴取しようとする音であり、本実施形態では音楽信号に該当する。音楽信号には、イコライザ（ＥＱ）２８によるイコライジング処理がなされる。イコライジング処理がなされた信号が音楽信号ｍと表される。
　ノイズ源からのノイズＮによる騒音はＦＦマイク２４で集音されてノイズ信号としてフィルタ回路２２１に出力される。フィルタ回路２２１は、ノイズ信号に基づいてフィードフォワード方式によるノイズキャンセル処理を行い、ノイズキャンセル信号を加算器２２２に出力する。加算器２２２は、フィルタ回路２２１及び加算器２２６の出力（ノイズキャンセル信号）を加算してスピーカ２３に出力する。
　スピーカ２３から再生された音は、伝達関数Ｈを経由して、ＦＢマイク２５に集音される。ＦＢマイク２５の出力が、減算器２２３に供給される。減算器２２３は、ＦＢマイク２５の出力から特性付与部２２７の出力を減算する。減算器２２３は、減算後の信号をフィルタ回路２２４に出力する。
　フィルタ回路２２４は、減算器２２３から出力される信号に対する所定のフィルタ処理を実施して、ユーザの耳に達する外部の騒音を打ち消すためのノイズキャンセル信号を生成する。フィルタ回路２２４は、減算器２２３から出力される信号に対して、パラメータゲインβ1又はβ2によってゲイン、位相、振幅特性を操作する。フィルタ回路２２４は、例えばＦＩＲフィルタで構成されていてもよく、ＩＩＲフィルタで構成されていてもよい。加算器２２５は、フィルタ回路２２４Ａ及びフィルタ回路２２４Ｂの出力を加算する。なお、何れか１個のフィルタ回路が用いられる場合には、当該１個のフィルタ回路の出力が加算器２２５の出力となる。加算器２２６は、音楽信号ｍと、ノイズキャンセル信号を含む加算器２２５の出力を加算する。加算器２２６の出力が加算器２２２に供給される。
　特性付与部２２７は、音楽信号ｍに所定の特性であるＨＭ’を付与する。所定の特性であるＨＭ’は、通常装着状態に対応するＨＭであり、予め設定（モデル化）されている。特性付与部２２７の出力が、減算器２２３に供給される。従って、ヘッドホン１０が通常装着状態であれば、減算器２２３の出力は理想的には０になる。一方で、ヘッドホン１０が異常装着状態であれば、ＨＭのずれ（以下、ΔＨＭと適宜、称される）が検出される。
　ノイズキャンセル処理部２２の構成は、図１２に示す構成であっても良い。具体的には、特性付与部２２７の構成が、図１２に示すΔＨＭ検出部２２８に置き換わっている。なお、図１２におけるＦＢマイク２５に入ってくる音をＰ0とすると、Ｐ0の信号は、ＮにＦが畳み込まれたものと、ｄ２(disturburance2)の和と考えことができる。図１２におけるＰ1の信号は、ＤＡＣ(Digital Analog Converter)やヘッドホンアンプを介して、最終的にヘッドホンドライバに入力される音である。また、Ｐｘ（本例では、Ｐ2～Ｐ8）は、ノイズキャンセリング処理中に計算される、途中結果の音である。
　ヘッドホン１０では、ΔＨＭを観測しやすいＰxが適宜、選択される。そして、選択された信号を示す式を用いて解くことでΔＨＭが検出される。図１２に示したノイズキャンセル処理部２２の場合は、Ｐxにおける信号は、図１３に示す式により表すことができる。図１４及び図１５には、Ｐxの各点についての連立方程式を解いた結果が示されている。また、図１６には、図１４及び図１５に示した結果を項毎に振り分けた表が示されている。図１６の中で、ＨＭの変化（ΔＨＭ）による外来ノイズであるＮや音楽信号ｍの変化が検出しやすいＰxの１つもしくは複数が利用されてＨＭの変化が検出される。ＨＭの変化に応じて、ノイズキャンセル処理に用いられるフィルタ等の特性が切り替えられる。
　一つの例として、音楽信号ｍのパワーの大小とノイズの大小とに応じて、ΔＨＭを検出するための検出用信号が切り替えられる。例えば、図１７に示すように、音楽信号ｍのパワーの大小とノイズの大小とに応じて、４個の象限（パターン）が設定される。パターン１は、音楽信号ｍのパワーが大きく、且つ、ノイズも大きいパターンである。パターン２は、音楽信号ｍのパワーが小さく、且つ、ノイズが大きいパターンである。パターン３は、音楽信号ｍのパワーが大きく、且つ、ノイズが小さいパターンである。パターン４は、音楽信号ｍのパワーが小さく、且つ、ノイズも小さいパターンである。
　各Ｐxについては、
・音楽信号ｍにかかる伝達関数
・Ｎｆ＋ｄ２、即ち、ヘッドホン１０内部に漏れこんでくる騒音にかかる伝達関数
・Ｎ＋ｄ１、即ち、ＦＦマイク２４の入力にかかる伝達関数
の和で表現することができる（図１６参照）。このことから、音楽信号ｍやノイズＮの周波数振幅位相特性、例えば、ΔＨＭの検出に用いる周波数帯域におけるパワー(音量もしくはエネルギー)により、Ｐxに現れる信号がＨＭの変化に影響される度合いが変化すると言える。
　パターン１の場合は、検出用信号として、Ｐ0、音楽信号ｍ、Ｐ9が用いられる（この点の詳細は、後述する。）
　パターン２としては、例えば、ヘッドホン１０の装着者が飛行機等の騒音下で、音楽を聞かずに騒音のみを抑えたい場合、具体的には、ヘッドホン１０を耳栓やイヤーマフとして使う例が想定される。この場合は、音楽信号ｍがかかる項は無視できるほど小さく、ノイズＭに関係する項でＨＭの変化を受けるＰxが検出用信号として用いられる。最も単純な例では、Ｐ0をＮで割ると、ノイズ低減量を表す伝達関数が観測できる。当然、ＨＭによってノイズ低減量は変化するため、予め規定されたノイズ低減量を閾値として持ち、そこからのズレにより、ＨＭの変化を検出することができる。
　パターン３の場合は、ＰxにおいてＮｆ＋ｄ２及びＮ＋ｄ１の項の影響は小さく、音楽信号ｍにかかる伝達関数の影響が支配的となる。その場合、例えばＰ10／Ｐ0を計算すると、下記の式１１が残る。
（式１１）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000011
式１１のうち下記の式１２
（式１２）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000012
は、通常装着状態のＨＭを近似して設計されるため、通常装着されていてモデル化誤差がすくないときはＰ10／Ｐ0は０に近づく。ＨＭが変化しモデル化誤差が増えると値が大きくなるため、一定の閾値をもっていればＨＭの変化は検出することができる。なお、実際には、閾値との比較の際、Ｐ10／Ｐ0で観測されるパワーは音楽信号ｍに依存するので、音楽信号ｍによって正規化されてもよい。即ち、パターン３の場合は、検出用信号として、例えば、Ｐ0、Ｐ10（又は、Ｐ0、Ｐ10及び音楽信号ｍ）が用いられる。
　パターン４の場合は、検出用信号が発生しない、もしくはｄ１やｄ２に埋もれる可能性があるため、どのような信号を用いてもＨＭの変化を検出することが困難となる。従って。パターン４の場合は、常にハウリングの危険のないフィルタ（本実施形態に係るフィルタ回路２２４Ａ）が用いられる。
　なお、上述した４象限（４パターン）である必要は必ずしもないが、少なくとも２つ以上の象限（２つ以上のパターン）に分け、各パターンにおいて検出用信号が適切に設定される。
［ヘッドホンの動作例］
　続いて、ヘッドホン１０の動作例についての説明がなされる。上述したように、ヘッドホン１０の通常装着状態を想定してモデル化されたＨＭ’と実際のＨＭとのずれであるΔＨＭ（伝達関数の変化）が検出される。ΔＨＭが一定以上であることは、通常装着状態でなく、異常装着状態であることを意味する。異常装着状態となるとＨＭが大きくなることからハウリングが起きやすくなる。そこで、本実施形態に係るヘッドホン１０では、ΔＨＭが一定以上でありＨＭが所定範囲外である場合、換言すれば、ヘッドホン１０の装着状態が異常装着状態である場合にはフィルタ回路２２４Ａが使用されることによりハウリングが起きることが防止される。また、ΔＨＭが一定以内であり、ＨＭが所定範囲内である場合、換言すれば、ヘッドホン１０の装着状態が通常装着状態である場合には、フィルタ回路２２４Ｂを使用されることによりノイズキャンセル処理の性能を一定以上、確保される。
　以上の動作例をまとめた図が図１８である。ヘッドホン１０の装着状態としては、通常装着状態と異常装着状態とが想定される。通常装着状態では、ΔＨＭが小さくなることからＨＭが異常装着状態のＨＭに比べて低い値となる。通常装着状態では、パラメータゲインが大きいフィルタ回路、具体的には、パラメータゲインβ2のフィルタ回路２２４Ｂが使用される。この場合、オープンループ（－βＨＭ）は、低いＨＭと高いパラメータゲインとを掛けたものとなり、一定以下とすることができる。従って、ノイズキャンセル性能を確保しつつ、ハウリングが起きないようにすることができる。なお、通常装着状態の場合、ハウリングが起きる危険性を示すフラグ（Howling_Predict）として「０」が設定される。
　異常装着状態では、ΔＨＭが大きくなることからＨＭが高い値となる。異常常装着状態では、パラメータゲインが小さいフィルタ回路、具体的には、パラメータゲインβ1のフィルタ回路２２４Ａが使用される。この場合、オープンループ（－βＨＭ）は、高いＨＭと低いパラメータゲインとを掛けたものとなり、一定以下とすることができる。従って、ノイズキャンセル性能が一定以下に制約されるも、ハウリングが起きないようにすることができる。従って、ハウリングの発生によってユーザに不快感を与えてしまうことを防止することができる。なお、異常装着状態の場合、ハウリングが起きる危険性を示すフラグ（Howling_Predict）として「１」が設定される。
　このように、ハウリングが起きやすい状況であるか否かに応じて、フィルタの特性を適切に切り替えるようにすることができる。また、ハウリングが起きづらい環境下では、ノイズキャンセルの一定以上の性能を確保することができる。従って、ヘッドホン１０の異常装着状態によって発生するハウリングの危険性を考慮して常にノイズキャンセル性能を小さくし（パラメータゲインβ1のフィルタ回路２２４Ａを常に用い）、ノイズキャンセルの性能を常に抑制する必要がなくなる。
　なお、上述した例では、ΔＨＭが信号処理的に検出されるようにしたが、センサ１６の検出結果によりΔＨＭが検出されるようにしても良い。例えば、センサ１６のセンシングデータとΔＨＭとが対応づけられて記述されたテーブルが用意される。係るテーブルを使用して、センサ１６のセンシングデータに対応するΔＨＭが求められるようにしても良い。
［ヘッドホンで行われる処理例］
　次に、本実施形態に係るヘッドホン１０で実行可能な複数の処理の例について説明する。なお、以下に説明する複数の処理のうち、ヘッドホン１０が、１の処理のみを行うようにしても良いし、複数の処理を適宜、切り替えて行うようにしても良い。
　各処理例では、フィルタ回路２２４Ａが使用されるモードがセーフモードと適宜、称される。また、フィルタ回路２２４Ｂが使用されるモードがターボモードと適宜、称される。また、（Howling_Predict）は、ハウリングの危険性があるかどうかを示すステータスである。（Howling_Predict）が「０」の場合はターボモードが設定され、（Howling_Predict）が「１」の場合はセーフモードが設定される。（Howling_Predict）は、２値に限らず、連続的な値等であっても良い。また、（Howling_Predict）は、必ずしもＨＭの変化のみを反映しているわけではなく、ノイズや音楽のパワーが低く、検出処理の信頼性が低いことを反映している場合もある。
　また、本処理は時間軸方向に刻々と繰り返されるが、前回の判定結果により、使われているフィルタの履歴を保存する変数が設定される。係る変数が「State」として示される。「State」が「０」であることはセーフモードを示し、「State」が「１」であることはターボモードを示す。また、セーフモードとターボモードを頻繁に行き来すると、キャンセル効果と音質が頻繁に変わることで、ユーザに不快感を与える虞がある。従って、フィルタ変更が指示されてからの時間をカウントするカウンタが設定される。係るカウンタが「timer」として示されている。なお、以下では、図１２に示したノイズキャンセル処理部２２の構成例を用いた説明が行われる。
（第１の処理例）
　始めに、図１９に示すフローチャートが参照されつつ、ヘッドホン１０で実行可能な第１の処理例で行われる処理が具体的に説明される。第１の処理例は、パターン２の場合でハウリングが起きやすい場合のみターボモードが設定され、その他のパターンではセーフモードが設定される例である。以下に説明する処理は特に断らない限り、制御部２０の制御によって行われる。
　第１の処理例は、例えば、ヘッドホン１０の電源がオンされると開始される。なお、ヘッドホン１０に、ノイズキャンセルの機能をオフすることが設定可能な場合には、第１の処理例は、係る設定がなされていないとき、換言すれば、ノイズキャンセルの機能がオンされている場合に行われる。第１の処理例が繰り返される周期はサンプリング周波数ごとのサンプル処理でも良いし、数十ｍｓｅｃ程度バッファしてからフレーム処理を行っても良い。
　ステップＳ１０１では、解析用信号が制御部２０に入力される。ここで、解析用信号は、ＦＦマイク２４により集音される信号（Ｎ＋ｄ１）、ＦＢマイク２５で集音される信号（Ｐ0）、音楽信号ｍ、各Ｐxにおける信号を意味する。なお、解析用信号の中からΔＨＭを検出ための検出用信号が設定される。勿論、ステップＳ１０１で検出用信号のみが制御部２０に入力されても良い。
　なお、ステップＳＴ１０１では、帯域制限フィルタによる帯域制限処理が行われても良い。信号の全体域のエネルギーを使っても良いが、帯域制限を入れると、ＨＭの変化による影響を受けやすい帯域に処理対象の信号を絞ることができ、ＨＭの変化を検出する精度を向上させることができる。そして、処理がステップＳＴ１０２に進む。
　ステップＳＴ１０２では、音楽信号ｍのパワーが解析される。そして、音楽信号ｍのパワーが所定の閾値より小さいか否かが判断される。係る判断処理は、ノイズ／音楽解析部２０Ａにより行われる。判断処理の結果がＹｅｓの場合は処理がステップＳＴ１０３に進み、Ｎｏである場合は処理がステップＳＴ１０８に進む。
　ステップＳＴ１０３では、ヘッドホン１０の左右それぞれのＦＦマイク２４で集音される信号のパワー、及び、ヘッドホン１０の左右それぞれのＦＢマイク２５で集音される信号（左右それぞれのＰ0）のパワーが計算される。係る計算処理は、ノイズ／音楽解析部２０Ａにより行われる。そして処理がステップＳＴ１０４に進む。
　ステップＳＴ１０４では、ＦＦマイク２４で集音された信号のパワーが所定の閾値より小さいか否かが判断される。係る判断処理は、ノイズ／音楽解析部２０Ａにより行われる。判断処理の結果がＮｏの場合は処理がステップＳＴ１０５に進み、Ｙｅｓである場合は処理がステップＳＴ１０８に進む。なお、ステップＳＴ１０４の判断処理において、ＦＦマイク２４で集音された信号のパワーに代えてＦＢマイク２５で集音された信号のパワーが使用されても良い。ステップＳＴ１０４の判断結果がＹｅｓである場合には、誤検出や検出漏れを考慮して処理がステップＳＴ１０８に進み、（Howling_Predict）として「１」が設定される。
　処理がステップＳＴ１０５に進むパターンは、音楽信号ｍのパワーが小さく、ノイズのパワーが大きい、即ち、４個のパターンのうちのパターン２に該当する（図１７参照）。従って、解析手法切り替え判断部２０Ｂは、検出用信号として例えばＦＦマイク２４で集音される信号と、ＦＢマイク２５で集音される信号（Ｐ0）を設定する。
　ステップＳＴ１０５では、雑音起因の信号の場合、パワーが時々刻々と変化しすぎるので、時間方向に平滑化を行う。平滑化手段は、移動平均やローパスフィルタ等により行われる。この処理は、制御部２０で行われても良いし、他の機能ブロックで行われても良い。そして、処理がステップＳＴ１０６に進む。
　ステップ１０６では、Ｌ（Left）側のＦＢマイク２５で集音された信号とＬ側のＦＦマイク２４で集音された信号とのパワー比、又は、Ｒ（Right）側のＦＢマイク２５で集音された信号とＲ側のＦＦマイク２４で集音された信号とのパワー比が音響系変化解析部２０Ｃにより計算され、これにより伝達関数の変化であるΔＨＭが計算される。ΔＨＭの計算結果がフィルタ切り替え判断部２０Ｄに供給され、ΔＨＭが所定の閾値と比較されることによりハウリングが起きる危険性が判断される。ステップＳＴ１０６の判断結果がＹｅｓの場合は処理がステップＳＴ１０８に進む。ステップＳＴ１０６の判断結果がＮｏの場合は処理がステップＳＴ１０７に進む。
　ステップＳＴ１０７では、ハウリングが起きづらい環境であることから「Howling_Predict」として「０」が設定される。そして、ターボモードに入っている時間がカウントされる(timer++)。
　上述したように、第１の処理例は、パターン２以外のパターンではセーフモードが設定される。そこで、パターン２以外のパターンに該当する場合（ステップＳＴ１０２の判断結果がＮｏの場合（パターン１、３に該当する場合）や、ステップＳＴ１０４の判断結果がＹｅｓの場合（パターン４に該当する場合））には、ステップＳＴ１０８に処理が進み、セーフモードを設定するために「Howling_Predict」として「１」が設定される。そして、タイマーがリセットされる。また、ステップＳＴ１０６の判断結果がＹｅｓの場合は、ΔＨＭの検出結果に基づいてハウリングが起きる危険性が高いと判断されたことから、ステップＳＴ１０８に処理が進み、セーフモードを設定するために「Howling_Predict」として「１」が設定される。そして、タイマーがリセットされる。
　ステップＳＴ１０７及びステップＳＴ１０８の処理に続いて、処理がステップＳＴ１０９に進む。現在の設定がターボモードである場合、ハウリングを避けるためには速やかにセーフモードに切り替える必要があり、一方でセーフモードからターボモードに切り替えるのは遅くても問題ない。そこで、本実施形態では、例えば、ターボモードからセーフモードへの切り替えはクロスフェードの時定数を速くし、セーフモードからターボモードへの切り替えは時定数を遅くする。常に速い時定数で切り替えると、異音の可能性があるためである。また、頻繁にモードが切り替わると、ノイズキャンセルの強さの変化や音質の変化がユーザに知覚され違和感を与える可能性があるため、頻繁にモードの変更が起こる事は好ましくない。係る観点から、前の判定結果(現在設定中のモード)や、切り替わりからの時間を考慮し、次に設定されるノイズキャンセルのモードが決定される。以下、ステップＳＴ１０９以降の処理について説明する。
　ステップＳＴ１０９では、現在のモードがセーフモード(State==0であり、且つ、ハウリングが起きる危険性がなく（若しくは小さい）(Howling_Predict==0)、更に、前回のターボモードへの切り替えから一定時間(例えば、timerが２秒間分)経過しているか否かが判断される。ステップＳＴ１０９の判断結果がＹｅｓであれば処理がステップＳＴ１１０に進む。ステップＳＴ１０９の判断結果がＹｅｓであれば処理がステップＳＴ１１１に進む。
　ステップＳＴ１１０では、ハウリングが起きる危険性が小さいことから、モードがセーフモードからターボモードに切り替えられる。具体的には、ノイズキャンセル処理に使用されるフィルタがフィルタ回路２２４Ａからフィルタ回路２２４Ｂに切り替えられる。この処理では、上述したように、セーフモードからターボモードへのモード遷移は比較的自由度があることが利用されている。従って、timerやStateは必ず必要なわけではなく、現在のモードの判定結果のみでフィルタを切り替えることも可能である。ステップＳＴ１１０の処理の後は、処理のループが最初に戻る。
　ステップＳＴ１１１では、ハウリングが起きる危険性が予測され(Howling_Predict==1)、且つ、現在のモードとしてターボモードが適用されているか(State==1であるか)否かが判断される。ステップＳＴ１１１の判断がＹｅｓであれば処理がステップＳＴ１１２に進む。ステップＳＴ１１１の判断がＮｏであれば処理がステップＳＴ１１３に進む。
　ステップＳＴ１１２では、ハウリングが起きる危険性があり、且つ、現在のモードがターボモードであることから、速やかにモードをセーフモードに切り替える必要がある。従って、ノイズキャンセル処理に使用されるフィルタ回路が、フィルタ回路２２４Ｂからフィルタ回路２２４Ａに切り替えられる。ステップＳＴ１１２の処理の後は、処理のループが最初に戻る。
　ステップＳＴ１１３（その他の場合）は、フィルタを切り替える必要がないため、処理のループが最初に戻る。そして、ハウリングが起きる危険性を予測する処理が繰り替えされる。
　なお、上述した各処理における大小関係や閾値は、ヘッドホン１０の物理的、音響的な構造に応じて適切に設定される。また、左右のチャンネルでフィルタを独立に切り替えることもできるが、片方の耳だけノイズキャンセルのかかり具合が強い又は弱くなることで、左右でノイズや音楽の音色が異なる、ということが発生し得る。そこで、本実施形態では、どちらか片方のチャンネルでハウリングが予測された場合には、両側のチャンネルともフィルタを切り替えようにしている。
（第２の処理例）
　続いて、図２０に示すフローチャートが参照されつつ、ヘッドホン１０で実行可能な第２の処理例で行われる処理が具体的に説明される。なお、第１の処理例と同じ処理については同一の参照符号が付され、処理内容に関する重複した説明が適宜、省略される。
　第２の処理例では、ステップＳＴ１０１の処理とステップＳＴ１０２の処理との間に、ステップＳＴ２０１の処理が追加された点が第１の処理例と異なる。ＦＦマイク２４には、キャンセル対象のノイズＮとは無相関なノイズ（ｄ１）が集音されることがある。ｄ１の具体例としては、風雑音や指でマイクをこすった音などである。これらの音はランダム性をもつため、左右のＦＦマイク間の相関は失われる。一方で、これらの雑音が無いときは、左右の信号は同一騒音源から発せられる信号が集音されるため、集音された信号間には高い相関が検出される。ステップＳＴ１０２でパワーを判定に用いる場合、Ｎに基づく信号とｄ１に基づく信号を区別できず、ｄ１無しを想定して設定された閾値（ステップＳＴ１０２の閾値）ではハウリングが起きる危険性の予測がうまく働かず、誤判定/検出漏れの可能性がある。そこで、第２の処理例では、左右のＦＦマイク２４で集音された信号の相関が一定以上、高い場合（ｄ１が一定以下の場合）に処理がステップＳＴ１０２に進み、そうでない場合は、処理がステップＳＴ１０８に進み、(Howling_Predict==1)を設定し強制的にセーフモードに移行するようにした。これにより、ハウリングが起きる危険性を精度良く予測することができる。
（第３の処理例）
　続いて、図２１に示すフローチャートが参照されつつ、ヘッドホン１０で実行可能な第３の処理例で行われる処理が具体的に説明される。なお、第１の処理例と同じ処理については同一の参照符号が付され、処理内容に関する重複した説明が適宜、省略される。第３の処理例では、センサ１６により検出されたセンシングデータが制御部２０に入力される。そして、当該センシングデータも使用してヘッドホン１０の装着状態が判断される例である。
　第３の処理例では、ステップＳＴ１０１の処理とステップＳＴ１０２の処理との間に、ステップＳＴ３０１の処理が追加された点が第１の処理例と異なる。オープンループにおけるＨＭ項はイヤパッド１５が押された時、中途半端に浮いた装着、完全に外した状態等で変化する。例えば、イヤパッド１５が一定以上の強さで押されるとイヤパッド１５がつぶれて筐体内側と頭部の距離は縮まる。上述したように、係る現象は、距離センサや圧力センサ、若しくは光センサ等で検出することができる。イヤパッド１５が押される現象以外のＨＭが変化し得る他の現象も同様に検出することができる。そこで、ステップＳＴ３０１では、センサ１６に検出結果に基づいて、ヘッドホン１０の装着状態が正常装着状態であれば、処理がステップＳＴ１０２に進むようにし、装着状態が異常装着状態と判断された場合には、処理がステップＳＴ１０８に進み、(Howling_Predict==1)を設定し強制的にセーフモードに移行するようにした。これにより、ハウリングが起きる危険性を精度良く予測することができる。
　なお、センサ１６のセンシングデータのみに基づいてヘッドホン１０の装着状態を検出しても良いが、一般に、センサの信号は、Ｉ2Ｃ等のシステムデータバス経由でのポーリングによる取得になるため、音の信号よりも大まかなデータしか得られないことが多い。従って、本例のように音の信号も利用してヘッドホン１０の装着状態を検出する処理を併用する方が好ましい。
（第４の処理例）
　続いて、図２２及び図２３に示すフローチャートが参照されつつ、ヘッドホン１０で実行可能な第４の処理例で行われる処理が具体的に説明される。なお、第１の処理例と同じ処理については同一の参照符号が付され、処理内容に関する重複した説明が適宜、省略される。第４の処理例は、上述したパターン２とパターン３（図１７参照）とを区別し、区別したパターンに応じて検出用信号を切り替える例である。なお、図２２に示す「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」及び図２３に示す「Ｄ」は、処理の連続性を示す符号であり特定の処理を示すものではない。
　第４の処理例では、ステップＳＴ１０１の処理とステップＳＴ１０２の処理との間に、ステップＳＴ４０１の判断処理及びステップＳＴ４０２の判断処理が追加されている。ステップＳＴ４０１では、ノイズのパワーが閾値より小さく、且つ音楽信号ｍのパワーが閾値より小さいか否かが判断される。換言すれば、ステップＳＴ４０１では、音楽信号ｍのパワー及びノイズのパワーが共に小さいか否か、即ち、パターン４に該当するか否かが判断される。
　ステップＳＴ４０１の判断結果がＹｅｓの場合、即ち、パターン４の場合には、音楽信号ｍ及びノイズの両方のパワーが共に小さいため、ハウリングが起きる危険性を精度良く予測することが困難である。そこで、ステップＳＴ４０１の判断結果がＹｅｓの場合には、処理がステップＳＴ１０８に進み、常に（Howling_Predict==1）が設定される。ステップＳＴ４０１の判断結果がＹｅｓの場合には、モードをセーフモードに固定してハウリングが起きる危険性を予測する処理自体を止めても良いし、センサ１６のセンシングデータのみに基づいて、ヘッドホン１０の装着状態が判断されるようにしても良い。
　ステップＳＴ４０１の判断結果がＮｏの場合、処理がステップＳＴ４０２に進む。ステップＳＴ４０２では、ノイズのパワー／音楽信号ｍのパワーが閾値より十分大きいか否かが判断される。ノイズのパワー計算は、ＦＦマイク２４で集音されたノイズのパワーを用いるが、ＦＢマイク２５で集音されたノイズのパワーでも良い。ステップＳＴ４０２の判断結果がＹｅｓの場合は、音楽信号ｍがない、若しくはそのパワーがノイズのパワーに十分、小さいことからパターン２に該当する。そして、処理がステップＳＴ１０３に進む。ステップＳＴ１０３、ＳＴ１０５、ＳＴ１０６の処理は、上述した第１の処理例と同様であるので重複した説明が省略される。
　ステップＳＴ４０２の判断結果がＮｏの場合、処理がステップＳＴ４０３に進む。ステップＳＴ４０３では、ノイズのパワー／音楽信号ｍのパワーが閾値より十分小さいか否かが判断される。ステップＳＴ４０３の判断結果がＮｏである場合は、パターン１に該当する。本例では、ステップＳＴ４０３の判断結果がＮｏである場合は、（Howling_Predict==1）が設定されるようにしている。
　ステップＳＴ４０３の判断結果がＹｅｓである場合は、音楽信号ｍがノイズに対して十分大きいことからパターン３に該当する。ステップＳＴ４０３の判断結果がＹｅｓの場合には、ステップＳＴ４０４～ＳＴ４０５の処理が行われる。ステップＳＴ４０３～ＳＴ４０６で行われる処理の内容は、ステップＳＴ１０３～ＳＴ１０５で行われる処理の内容と同じであるものの検出用信号が異なる。上述したように、パターン２の場合は、実際のＨＭと、ノイズキャンセル処理の内部でモデル化して保持しているＨＭ’とのズレが大きくなると、ＨＭ’によるＨＭ特性のキャンセルがうまくいかなくことを利用し、Ｐ10、Ｐ0の信号の比を観察することによりＨＭのズレを検出することができる。係る処理がステップＳＴ４０４～ＳＴ４０５で行われることにより、（Howling_Predict）が適宜、設定される。具体的にはＰ10の信号／Ｐ0の信号（Lチャンネル、Rチャンネルの何れでも良い）が閾値より大きい場合には処理がステップＳＴ１０８に進み、閾値より小さい場合には処理がステップＳＴ１０７に進む。
　なお、ステップＳＴ１０７、ＳＴ１０８の処理に続いて、処理「Ｄ」が行われる。処理「Ｄ」は、上述したステップＳＴ１０９～ステップＳＴ１１３に係る処理を意味する。従って、処理「Ｄ」に関する重複した説明は省略される。
（第５の処理例）
　続いて、図２４及び図２５に示すフローチャートが参照されつつ、ヘッドホン１０で実行可能な第５の処理例で行われる処理が具体的に説明される。なお、第４の処理例と同じ処理については同一の参照符号が付され、処理内容に関する重複した説明が適宜、省略される。第５の処理例は、上述した４パターン（図１７参照）を区別し、区別したパターンに応じて検出用信号を切り替える例である。なお、第４の処理例と同様に、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」及び「Ｄ」は、処理の連続性を示す符号であり特定の処理を示すものではない。
　第５の処理例では、ステップＳＴ４０１の判断結果がＹｅｓの場合、即ち、パターン４に該当する場合には、処理がステップＳＴ５０１に進む。パターン４の場合には、ＨＭの変化を検出することが難しいので次の処理単位まで動作しない。
　また、ステップＳＴ４０３の判定結果がＮｏである場合に、処理がステップＳＴ５０２に進む点が第４の処理例と異なる。上述したように、ステップＳＴ４０３の判断結果がＮｏであることは、パターン１に該当する。パターン１は、音楽信号ｍとノイズのエネルギーとの比が小さい領域であり、伝達関数のうちＮとｍにかかる成分がそれぞれ近しく、パワーだけから伝達関数の変化を検出するのが難しくなる領域である。
　本例では、ノイズや音楽信号の時間的な性質の違いを利用した処理が行われる。ノイズが十分にランダム性を持っていれば、基本的にはノイズの自己相関は０に近く、一方で音楽はピッチ性(周期性)を持つことが多く、自己相関は高い。係る性質を仮定すると、ノイズ(ＦＦマイク２４で集音された信号)と音楽信号(再生信号)の相互相関が一定以上あればＨＭの変化を検出することができる。
　そこで、ステップＳＴ５０２では、ノイズ(ＦＦマイク２４で集音された信号)と音楽信号(再生信号)の相互相関が閾値以上あるか否かが判断される。相互相関が一定以上ない場合にはＨＭの変化を検出することが難しいので、処理がステップＳＴ５０１に進む。相互相関が一定以上ある場合は、処理がステップＳＴ５０３に進む。
　ステップＳＴ５０３では、雑音起因の信号の場合、パワーが時々刻々と変化しすぎるので、時間方向に平滑化を行う。平滑化手段は、移動平均やローパスフィルタ等により行われる。そして、処理がステップＳＴ５０４に進む。
　ステップＳＴ５０４では、検出用信号としてＦＢマイク２５で集音された信号（Ｐ0）及びＰ9の信号を使用した処理が行われる。Ｐ0の信号には再生中の音楽信号が含まれるが、内部モデル(ＨＭ’)が実際のＨＭと等しいときは、（Ｐ0－Ｐ11）により音楽成分がキャンセルされ、Ｐ9には音楽信号ｍが出てこない。このため、Ｐ9にはノイズキャンセルで消し残したノイズのみが残る。この時、ある時間窓長でＰ9の信号と音楽信号ｍとの内積が計算される。内積は「両者の類似性」を表す指標であり、信号が似ていれば大きく、似ていなければ小さくなる。ＨＭが内部モデルのＨＭ'と等しいとき、即ち、ヘッドホン１０が通常装着状態の際は、内積は小さくなる。一方、内部モデルのＨＭ'と実際のＨＭとがずれている場合は、内部モデルによるキャンセルがうまくいかず、Ｐ9には消し残りのノイズに加え、音楽成分が多く含まれることになる。よって、Ｐ9の信号と音楽信号ｍの類似性は高くなり、Ｐ9と音楽の内積は通常時より大きくなる。
　即ち、ステップＳＴ５０４の判断結果がＹｅｓの場合、即ち、内積の結果が所定の閾値より大きい場合には、ヘッドホン１０の装着状態が異常装着状態であることを意味する。従って、処理がステップＳＴ１０８に進み、（Howling_Predict）として「１」が設定される。また、ステップＳＴ５０４の判断結果がＮｏの場合、即ち、内積の結果が所定の閾値より小さい場合には、ヘッドホン１０の装着状態が通常装着状態であることを意味する。従って、処理がステップＳＴ１０７に進み、（Howling_Predict）として「０」が設定される。ステップＳＴ１０７、ＳＴ１０８以降の処理は既に説明しているため、重複した説明は省略される。
　なお、本例では、内積を音楽信号のパワーの積分値で割っている。これにより、内積の正規化が行われ、閾値の設定を容易とすることができる。
　上述したステップＳＴ５０４の処理（以下、処理例Ａと適宜、称される）の内容は他の処理（以下、処理例Ｂと適宜、称される）でも良い。処理例Ａでは音楽信号とＰxの相関例を用いたが、処理例Ｂとしてノイズ信号とＰxの相関の増減によっても同じことができる。ＨＭと内部モデルのＨＭ'が等しいときには、ＦＢマイク２５に集音される信号にはノイズの消し残りと音楽信号が入力され、Ｐ10には「フィードバックループが無かった時」のノイズのみが現れる。よって、ＨＭが内部モデルのＨＭ'近いとき、すなわち通常装着状態ではＰ0とＰ10の類似性である内積はあまり高くない。ＨＭとＨＭ'のモデルがずれると、音楽成分とノイズがＰ11に両方現れるため、類似性（内積）は高くなる。このように、Ｐ0の信号とＰ10の信号との内積の結果に応じてヘッドホン１０の装着状態が判断されるようにして良い。なお、内積の結果を正規化するために、内積の結果をＦＢマイク２５で集音された信号のパワーで除算しても良い。また、上述した処理例Ａ及び処理例Ｂは、何れか一方が行われても良いし、両方行われ、それぞれの結果に応じてヘッドホン１０の装着状態が判断されるようにして良い。
（第６の処理例）
　続いて、図２６及び図２７に示すフローチャートが参照されつつ、ヘッドホン１０で実行可能な第６の処理例で行われる処理が具体的に説明される。なお、第５の処理例と同じ処理については同一の参照符号が付され、処理内容に関する重複した説明が適宜、省略される。なお、第５の処理例と同様に、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」及び「Ｄ」は、処理の連続性を示す符号であり特定の処理を示すものではない。
　第６の処理例は、ステップＳＴ５０２に係る処理の内容がステップＳＴ６０１に係る処理となっている点が第５の処理例と異なる。第５の処理例では、ステップＳＴ５０２で、
ノイズや音楽信号の時間的な性質の違いを利用して、ＦＦマイク２４で集音されたノイズと音楽信号との相互相関を用いた処理を行った。しかしながら、常にノイズがランダムであり、音楽がピッチ性を持つとは限らない。ノイズにも、例えば、踏切のようなベル音、ブザー、環境ＢＧＭ(Back Ground Music)等、周期性を有するものが存在する。一方で、音楽の中にも、例えば、映画の効果音やノイズ性の高い音など周期性をもたないものも存在し得る。係る点を考慮して、ステップＳＴ６０１では、ノイズの自己相関を演算し、且つ、音楽信号ｍの自己相関を演算する処理が行われる。演算結果が、ノイズの自己相関が閾値より小さく（ノイズがランダムであり）、且つ、音楽信号ｍの自己相関が閾値より大きい場合（周期性がある場合）、即ち、ステップＳＴ６０１の判断結果がＹｅｓの場合に、処理がステップＳＴ５０３に進むようにした。ステップＳＴ６０１の判断結果がＮｏの場合に、処理がステップＳＴ５０１に進むようにした。他の処理について既に説明しているため、重複した説明は適宜、省略される。
（第７の処理例）
　続いて、図２８～図３０が参照されつつ、ヘッドホン１０で実行可能な第７の処理例で行われる処理が具体的に説明される。なお、第６の処理例と同じ処理については同一の参照符号が付され、処理内容に関する重複した説明が適宜、省略される。なお、第６の処理例と同様に、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」及び「Ｄ」は、処理の連続性を示す符号であり特定の処理を示すものではない。
　本例に係る処理を行うノイズキャンセル処理部（以下、ノイズキャンセル処理部２２Ａと適宜、称する）は、ノイズキャンセル処理部２２と構成上の差異を有している。具体的には、図２８に示すように、ノイズキャンセル処理部２２Ａは、特性付与部２３０を有している。特性付与部２３０は、音楽信号ｍに特性であるＨＭ’２を付与する。特性が付与された信号（Ｐ12の信号）が加算器２３０ＡによってＰ0の信号と加算され、加算後の信号（Ｐ13の信号）が加算器２３０Ａから出力される。
　上述したＨＭ’は、通常装着状態のＨＭをモデル化したものであるが、ＨＭ’２は異常装着状態のＨＭをモデル化したものである。即ち、本例では、通常装着状態をモデル化したＨＭ’に対する実際のＨＭのずれを検出するのではなく、異常装着状態をモデル化したＨＭ’２に実際のＨＭが近いか否かに応じて、ハウリングが起きる危険性が高いか否かが判断される。
　図２９の「Ｂ」から図３０の「Ｂ」に処理が続いて、ステップＳＴ４０３の判断処理が行われる。ステップＳＴ４０３の判断結果がＮｏである場合に、処理がステップＳＴ７０１に進む。ステップＳＴ７０１の処理で異常装着状態をモデル化したＨＭ’２を用いる設定がなされた後、処理がステップＳＴ７０２に進み平滑化処理が行われる。ステップＳＴ７０２の処理に続いて、ステップＳＴ７０３に係る処理が行われる。
　ここで、ヘッドホン１０の装着状態が異常装着状態であるとき、即ち、ＨＭ’２に近い音響状態でノイズキャンセルが動作している場合、ＨＭ’２のモデル化誤差が少ないので、Ｐ13に含まれる音楽成分は少なくなり、ノイズ由来の信号が支配的になる。Ｐ12（あるいは音楽信号ｍ）には音楽成分が含まれるので、Ｐ12（あるいは音楽信号ｍ）とＰ13の内積(類似度)を取ると内積は小さくなる。一方、ＨＭ’２以外のＨＭ、例えば通常装着状態のＨＭでノイズキャンセルが動作している場合には、モデル化誤差が大きいため、Ｐ13には音楽由来成分が多く含まれ、Ｐ12（あるいは音楽信号ｍ）とＰ13の内積(類似度)を取ると、内積は大きくなる。
　即ち、ステップＳＴ７０３で行われた内積の結果が閾値より小さい場合には、ヘッドホン１０が異常装着状態であると判断されて処理がステップＳＴ１０８に進み、（Howling_Predict）として「１」が設定される。また、ステップＳＴ７０３で行われた内積の結果が閾値より大きい場合には、ヘッドホン１０が通常装着状態であると判断されて処理がステップＳＴ１０７に進み、（Howling_Predict）として「０」が設定される。ステップＳＴ１０７及びステップＳＴ１０８以降の処理は既に説明しているため、重複した説明は省略される。
　なお、閾値設定を容易にするため、内積の計算結果をＰ12の信号のパワーで除算することにより正規化を行っても良い。内積結果をＰ12の信号のパワーで正規化すると、現在のＨＭに対するＨＭ’２の遠さを検出することもできる。例えば、現在のＨＭが通常装着状態に対応する値であったとすると、Ｐ0における信号のうち、ノイズ由来の成分は限りなく低く、ほぼ音楽信号ｍの成分となる。そのため、正規化された内積はほぼ１となる。一方、現在のＨＭが異常装着状態に対応する値に近づき、ＨＭ’２に近づくと０に近づく。この内積の変化をフィルタの変化割合に再度マッピングし、２個のフィルタ（フィルタ回路２２４Ａ、２２４Ｂ）の混合率を２者択一ではなく、３０：７０等の中間値に設定することもできる。即ち、２個のフィルタの出力の混合率を内積の変化の割合に対応した値に設定することができる。例えば、通常装着状態のＨＭのモデル（ＨＭ’）だと、ＨＭ’から変化したことは検知できるが、どのくらいのハウリングが起きる危険度か判別することが困難である。一方で、ＨＭ’２を用いることにより、本当にハウリングする状態のＨＭ’２からの距離（差分）が計測されるので、より精度よくハウリングが起きる危険性を検出することができる。
　なお、ＨＭ’２は異常装着状態をモデル化したＨＭに限定されることはなく、検出を所望する状態に対応するＨＭをモデル化したものであっても良い。また、特性付与部２３０の入力を音楽信号ｍとして説明したが、Ｐ6の信号を入力としてもヘッドホン１０の異常装着状態の検出は可能である。
　以上説明した実施形態によれば、不必要にノイズキャンセル性能が抑制されてしまうことを防止することができる。具体的には、ハウリングが起きる危険性があるときはノイズキャンセル性能が所定以下に抑制されることによりハウリングの発生が防止され、ハウリングが起きる危険性がないときはノイズキャンセル性能が発揮され、ノイズが適切に抑圧される。
＜変形例＞
　以上、本開示の実施形態について具体的に説明したが、本開示の内容は上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。以下、変形例について説明する。
　ノイズキャンセル処理の方式は、様々な方式が提案されている。本開示は、上述した実施形態に係るノイズキャンセル処理の方式に限らず、公知の方式やこれから提案される方式に適用することができる。また、ハウリングは、フィードバックループの中で起きることから、ハウリングが起きる危険性に応じて少なくともフィードバックフィルタの特性を変更する必要がある。ノイズキャンセル処理の方式によっては、フィードバックフィルタ以外のフィルタが存在する場合もある。ハウリングが起きる危険性に応じてこれらのフィルタの特性が変更されるようにしても良い。以下、その具体例について説明する。
　図３１に示すように、フィードフォワードフィルタであるフィルタ回路２２１がフィルタ回路２２１Ａ（パラメータゲインα1）、２２１Ｂ（パラメータゲインα2）を有していても良い。そして、フィルタ回路２２４の特性が変更された場合に、フィルタ回路２２１Ａ及びフィルタ回路２２１Ｂが切り替えられることによりフィルタ回路２２１の特性が変更されるようにして良い。例えば、フィルタ回路２２４Ａが用いられる場合にはフィルタ回路２２１Ａが用いられ、フィルタ回路２２４Ｂが用いられる場合にはフィルタ回路２２１Ｂが用いられる。フィードバックフィルタの特性を変更するとクローズドループが変わり、音楽信号やフィードフォワードフィルタにかかる伝達関数が変化する。そこで、フィルタ回路２２４の特性が変更されることに伴いフィードフォワードフィルタの特性が適切に変更されることで、音質を向上させることができ、ノイズキャンセル性能が低下してしまうことを防止することができる。
　図３２に示すように、音楽信号ｍに対してイコライジング処理をイコライザ２８がイコライザ２８Ａ、２８Ｂを有していても良い（但し、イコライザ２８Ａ、２８Ｂのイコライザ係数は異なるものとする。）。そして、フィルタ回路２２４の特性が変更された場合に、イコライザ２８Ａ及びイコライザ２８Ｂが切り替えられることによりイコライザ２８の特性が変更されるようにして良い。例えば、フィルタ回路２２４Ａが用いられる場合にはイコライザ２８Ａが用いられ、フィルタ回路２２４Ｂが用いられる場合にはイコライザ２８Ｂが用いられる。本変形例に係る構成例によれば、図３１に示す構成に比べて更に音質を向上させることができる。
　ノイズキャンセル処理部の構成は、ＢＣＣ方式とＩＭＣ方式を組み合わせた方式（以下、ダブルフィードバック方式と適宜、称される）であっても良い。図３３には、ダブルフィードバック方式が適用されたノイズキャンセル処理部の構成が示されている。ダブルフィードバック方式のノイズキャンセル処理部は、ノイズキャンセル処理部２２の構成に、加算器２４０、フィルタ回路２４１（パラメータゲインβ3）、加算器２２５の出力に対して特性のＨＭ’を付与する特性付与部２２７Ａに係る構成が追加されている。加算器２４０は、減算器２２３の出力と特性付与部２２７Ａの出力とを加算する。加算器２２５は、フィルタ回路２２４の出力とフィルタ回路２４１の出力とを加算する。
　図３３に示す構成において、フィルタ回路２２４の特性が変更されることに伴って、フィルタ回路２２１及びイコライザ２８の特性が変更されるようにしても良い。また、図３４に示すように、ハウリングが起きる危険性に応じてフィルタ回路２４１の特性が変更されるようにしても良い。フィルタ回路２４１の特性が変更されることに伴って、フィルタ回路２２１及びイコライザ２８の特性が変更されるようにしても良い。また、図３５に示すように、ハウリングが起きる危険性に応じてフィルタ回路２２４、２４１の特性が変更されるようにしても良い。フィルタ回路２２４、２４１の特性が変更されることに伴って、フィルタ回路２２１及びイコライザ２８の特性が変更されるようにしても良い。
　本開示の音響処理装置は、ヘッドホンに限定されることはなく、インイヤー型のイヤホンに適用されても良いし、スマートフォン、ＨＵＤ(Head Up Display)等の電子機器に組み込まれていても良い。
　上述の実施形態および変形例において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよく、公知のもので置き換えることも可能である。また、実施形態および変形例における構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、技術的な矛盾が生じない範囲において、互いに組み合わせることが可能である。また、本開示は、制御方法や電子機器の製造装置等、任意の形態により実現することができる。
　なお、本明細書中で例示された効果により本開示の内容が限定して解釈されるものではない。
　本開示は、以下の構成も採ることができる。
（１）
　ユーザの耳部に装着される装着部の変形を検出するセンサと、
　前記装着部の変形の検出結果に応じて、ノイズキャンセルを行うモードを切り替える制御部を有する音響処理装置。
（２）
　前記制御部は、スピーカから放射された音がフィードバック用のマイクロフォンに到達するまでの伝達関数に応じて、前記モードを切り替える
　（１）に記載の音響処理装置。
（３）
　前記制御部は、前記装着部の変形に応じて生じる伝達関数の変化に応じて、使用するフィルタの特性を切り替えることにより前記モードを切り替える
　（１）又は（２）に記載の音響処理装置。
（４）
　前記制御部は、前記伝達関数が所定範囲内である場合にはノイズキャンセルの性能が一定以上となるように前記フィルタの特性を切り替え、前記伝達関数が所定範囲外である場合にはノイズキャンセルの性能が一定以下となるように前記フィルタの特性を切り替える
　（３）に記載の音響処理装置。
（５）
　前記フィルタは、少なくともフィードバックフィルタを含む
　（３）又は（４）に記載の音響処理装置。
（６）
　前記フィルタは、フィードフォワードフィルタを含む
　（５）に記載の音響処理装置。
（７）
　前記装着部の変形に応じて生じる前記伝達関数の変化に応じて、更に、前記装着部を介して再生される音声信号に対してイコライジング処理を行うイコライザの特性を切り替える
　（３）から（６）までの何れかに記載の音響処理装置。
（８）
　前記伝達関数の変化を検出するために使用される検出用信号が切り替えられる
　（３）から（６）までの何れかに記載の音響処理装置。
（９）
　前記装着部を介して再生される音声信号のパワーとノイズの大きさとに応じて、前記検出用信号が切り替えられる
　（８）に記載の音響処理装置。
（１０）
　前記音声信号のパワーと前記ノイズの大きさにより規定される複数のパターンのうち、所定のパターンのみに前記フィルタの特性が切り替えられる
　（９）に記載の音響処理装置。
（１１）
　前記センサを有する
　（１）から（１０）までの何れかに記載の音響処理装置。
（１２）
　前記センサは、距離センサ及び圧力センサの少なくとも一つである
　（１１）に記載の音響処理装置。
（１３）
　ヘッドホンとして構成される
　（１）から（１２）までの何れかに記載の音響処理装置。
（１４）
　装着部の変形に応じて生じる伝達関数の変化に応じて、使用するフィルタの特性を切り替えることによりノイズキャンセルのモードを切り替える制御部を有し、
　前記制御部は、前記装着部を介して再生される音声信号のパワーとノイズの大きさとに応じて、前記伝達関数の変化を検出するための検出用信号を切り替える
　音響処理装置。
（１５）
　センサが、ユーザの耳部に装着される装着部の変形を検出し、
　制御部が、前記装着部の変形の検出結果に応じて、ノイズキャンセルを行うモードを切り替える音響処理方法。
（１６）
　センサが、ユーザの耳部に装着される装着部の変形を検出し、
　制御部が、前記装着部の変形の検出結果に応じて、ノイズキャンセルを行うモードを切り替える音響処理方法をコンピュータに実行させるプログラム。
１０・・・ヘッドホン、１５・・・イヤパッド、１６・・・センサ。制御部・・・２０、２０Ａ・・・ノイズ／音楽解析部、２０Ｂ・・・解析手法切り替え判断部、２０Ｃ・・・音響系変化解析部、２０Ｄ・・・フィルタ切り替え判断部、２２・・・ノイズキャンセル処理部、２３・・・スピーカ、２４・・・ＦＦマイク、２５・・・ＦＢマイク、２８・・・イコライザ、２２１，２２４，２２４Ａ，２２４Ｂ・・・フィルタ回路、

Claims (16)

  1. 　ユーザの耳部に装着される装着部の変形を検出するセンサと、
    　前記装着部の変形の検出結果に応じて、ノイズキャンセルを行うモードを切り替える制御部を有する音響処理装置。
  2. 　前記制御部は、スピーカから放射された音がフィードバック用のマイクロフォンに到達するまでの伝達関数に応じて、前記モードを切り替える
    　請求項１に記載の音響処理装置。
  3. 　前記制御部は、前記装着部の変形に応じて生じる伝達関数の変化に応じて、使用するフィルタの特性を切り替えることにより前記モードを切り替える
    　請求項１に記載の音響処理装置。
  4. 　前記制御部は、前記伝達関数が所定範囲内である場合にはノイズキャンセルの性能が一定以上となるように前記フィルタの特性を切り替え、前記伝達関数が所定範囲外である場合にはノイズキャンセルの性能が一定以下となるように前記フィルタの特性を切り替える
    　請求項３に記載の音響処理装置。
  5. 　前記フィルタは、少なくともフィードバックフィルタを含む
    　請求項３に記載の音響処理装置。
  6. 　前記フィルタは、フィードフォワードフィルタを含む
    　請求項５に記載の音響処理装置。
  7. 　前記装着部の変形に応じて生じる前記伝達関数の変化に応じて、更に、前記装着部を介して再生される音声信号に対してイコライジング処理を行うイコライザの特性を切り替える
    　請求項３に記載の音響処理装置。
  8. 　前記伝達関数の変化を検出するために使用される検出用信号が切り替えられる
    　請求項３に記載の音響処理装置。
  9. 　前記装着部を介して再生される音声信号のパワーとノイズの大きさとに応じて、前記検出用信号が切り替えられる
    　請求項８に記載の音響処理装置。
  10. 　前記音声信号のパワーと前記ノイズの大きさにより規定される複数のパターンのうち、所定のパターンのみに前記フィルタの特性が切り替えられる
    　請求項９に記載の音響処理装置。
  11. 　前記センサを有する
    　請求項１に記載の音響処理装置。
  12. 　前記センサは、距離センサ及び圧力センサの少なくとも一つである
    　請求項１１に記載の音響処理装置。
  13. 　ヘッドホンとして構成される
    　請求項１に記載の音響処理装置。
  14. 　装着部の変形に応じて生じる伝達関数の変化に応じて、使用するフィルタの特性を切り替えることによりノイズキャンセルのモードを切り替える制御部を有し、
    　前記制御部は、前記装着部を介して再生される音声信号のパワーとノイズの大きさとに応じて、前記伝達関数の変化を検出するための検出用信号を切り替える
    　音響処理装置。
  15. 　センサが、ユーザの耳部に装着される装着部の変形を検出し、
    　制御部が、前記装着部の変形の検出結果に応じて、ノイズキャンセルを行うモードを切り替える音響処理方法。
  16. 　センサが、ユーザの耳部に装着される装着部の変形を検出し、
    　制御部が、前記装着部の変形の検出結果に応じて、ノイズキャンセルを行うモードを切り替える音響処理方法をコンピュータに実行させるプログラム。
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