[發(fā)明專利]頭戴式耳機(jī)設(shè)備、信號(hào)處理設(shè)備和信號(hào)處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910132630.3
• 申請(qǐng)日: 2009-03-30
• 公開（公告）號(hào): CN101547389A
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 淺田宏平;板橋徹德;小澤范之
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 索尼株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H04R1/10
• 分類號(hào): H04R1/10;H04R3/00
• 代理公司: 北京東方億思知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 宋 鶴;南 霆

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有噪聲消除功能的頭戴式耳機(jī)(headphone)設(shè)備和具有 噪聲消除功能的信號(hào)處理設(shè)備。另外，本發(fā)明涉及適合應(yīng)用于噪聲消除系 統(tǒng)的信號(hào)處理方法。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有技術(shù)中，所謂的噪聲消除系統(tǒng)存在并且已經(jīng)投入實(shí)際使用，這 些噪聲消除系統(tǒng)適用于頭戴式耳機(jī)設(shè)備并且配置為主動(dòng)消除在經(jīng)由頭戴式 耳機(jī)設(shè)備再現(xiàn)諸如歌曲之類的內(nèi)容的聲音時(shí)聽到的外部噪聲。一般而言， 存在用于這種噪聲消除系統(tǒng)的兩種方案：反饋方案和前饋方案。

例如，公開號(hào)為平3-214892的日本未審查專利申請(qǐng)描述了作為基于反 饋方案的噪聲消除系統(tǒng)的配置的以下配置。根據(jù)該配置，通過反轉(zhuǎn)由如下 麥克風(fēng)單元拾取的聲管(sound?tube)內(nèi)的噪聲的相位來生成聲音信號(hào)，并 且該聲音信號(hào)作為聲音從耳機(jī)單元輸出，從而減小外部噪聲，所述麥克風(fēng) 單元設(shè)在用戶耳朵上佩戴的聲管內(nèi)的耳機(jī)(頭戴式耳機(jī))單元附近。

另外，公開號(hào)為平3-96199的日本未審查專利申請(qǐng)描述了作為基于前 饋方案的噪聲消除系統(tǒng)的配置的配置，在該配置中，基本上向由附接到頭 戴式耳機(jī)設(shè)備的外殼的麥克風(fēng)通過拾取聲音而獲得的聲音信號(hào)給予基于預(yù) 定傳遞函數(shù)(transfer?function)的特性，并且由此得到的聲音信號(hào)被從頭 戴式耳機(jī)設(shè)備輸出。

當(dāng)采用前饋方案和反饋方案中的任一種時(shí)，基于從外部噪聲源到用戶 耳朵位置(噪聲消除點(diǎn))的聲音的空間傳遞函數(shù)和諸如麥克風(fēng)放大器/頭戴 式耳機(jī)放大器特性之類的各種傳遞函數(shù)，以在用戶耳朵位置處消除噪聲的 方式來設(shè)置將為噪聲消除而設(shè)置的濾波特性。

在當(dāng)前情況下，通過模擬電路來配置用于噪聲消除的濾波器(NC濾 波器)。在將通過模擬電路來配置NC濾波器的情況下，例如為了適應(yīng)不 同噪聲環(huán)境而可變地設(shè)置其濾波特性，提供具有不同濾波特性的多個(gè)濾波 電路，并且在這些濾波電路之間進(jìn)行切換以實(shí)現(xiàn)濾波特性的改變。但是， 從電路安裝區(qū)域等的觀點(diǎn)出發(fā)，這種配置是不實(shí)際的。結(jié)果，在當(dāng)前情況 下，不可能改變?yōu)V波特性。

鑒于上述當(dāng)前情況，本申請(qǐng)人先前已經(jīng)提出一種作為用于可變地設(shè)置 濾波特性的配置的配置，其中噪聲消除濾波器由數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)。就是說， 使用例如FIR(有限脈沖響應(yīng))濾波器，通過數(shù)字濾波器來實(shí)現(xiàn)噪聲消除 濾波器。通過采用使用這種數(shù)字濾波器的噪聲消除系統(tǒng)，可以通過改變?yōu)V 波器配置或?yàn)V波系數(shù)來實(shí)現(xiàn)濾波特性的改變，并且與通過模擬電路來配置 濾波器的情況相比可以簡(jiǎn)化配置。就是說，可以用實(shí)際的方式來達(dá)到用于 實(shí)現(xiàn)濾波特性改變的配置。

發(fā)明內(nèi)容

如上面已經(jīng)描述的，應(yīng)當(dāng)基于構(gòu)成系統(tǒng)的各單元的傳遞函數(shù)來適當(dāng)?shù)? 設(shè)置噪聲消除系統(tǒng)中的NC濾波器的特性。就這點(diǎn)而言，在構(gòu)成頭戴式耳 機(jī)設(shè)備的各單元當(dāng)中，諸如驅(qū)動(dòng)器單元(膜片(diaphragm)單元)和麥克 風(fēng)(用于噪聲拾取)之類的聲學(xué)部件對(duì)用戶所聽到的聲音質(zhì)量有極大影 響。換言之，在設(shè)置NC濾波器的特性時(shí)應(yīng)該著重于這些聲學(xué)部件的特 性。

然而，這些聲學(xué)部件容易由于時(shí)間變化(惡化)或由于在特殊環(huán)境下 (例如，在非通常假定的高壓/低壓環(huán)境或高溫/低溫環(huán)境下)使用而改變 (變形)，這導(dǎo)致聲學(xué)特性的改變。就是說，由于聲學(xué)部件特性的這種改 變，使得NC濾波器的初始適當(dāng)設(shè)置的濾波特性變得不適當(dāng)。

另外，在其中NC濾波器不是內(nèi)建于頭戴式耳機(jī)設(shè)備本身而是設(shè)在頭 戴式耳機(jī)設(shè)備可以附接于/與之分離的信號(hào)處理設(shè)備(例如，具有NC功能 的音頻播放機(jī))一側(cè)的噪聲消除系統(tǒng)的情況下，如果用戶錯(cuò)誤地連接不兼 容的頭戴式耳機(jī)設(shè)備，那么構(gòu)成該頭戴式耳機(jī)設(shè)備的聲學(xué)部件的特性變得 與所假定的特性不同，這類似地使NC濾波器的特性變得不適當(dāng)。

自然地，當(dāng)NC濾波器的特性不適當(dāng)時(shí)，不可能獲得期望的噪聲消除 效果。

另外，除了無法獲得噪聲消除效果之外，還存在其他問題的風(fēng)險(xiǎn)。特 別是在采用上述反饋方案作為噪聲消除方案的情況下，因?yàn)镹C濾波器的 特性被這樣變得不適當(dāng)，因此反常聲音的發(fā)生被加重，或者取決于情況， 甚至不能排除引起振蕩的可能。