專利名稱：音量調(diào)節(jié)設備和音量調(diào)節(jié)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及防止聲音泄露的音量調(diào)節(jié)設備和音量調(diào)節(jié)方法。
背景技術：
近年來，能夠在外出時或室外回放樂曲的便攜式回放設備已被廣泛普
及。如圖16所示，頭戴式耳機102連接到根據(jù)現(xiàn)有技術的回放設備101。 用戶通過頭戴式耳機102收聽回放設備101中所記錄的樂曲。回放設備 101具有用于開始和停止樂曲回放以及用于音量調(diào)節(jié)的操作單元。用戶操 作該操作單元，從而能夠調(diào)節(jié)樂曲的回放音量。
例如，當用戶使用這樣的回放設備在"奔跑的"火車中回放樂曲時， 由于環(huán)境噪聲很大，所以用戶操作該操作單元來調(diào)大音量，以使得用戶能 夠適當?shù)厥章牁非?。當火?停車"時，由于環(huán)境噪聲變得比火車"奔 跑"時所產(chǎn)生的環(huán)境噪聲小，所以用戶調(diào)小音量。
將參考圖17中所示的流程圖來描述根據(jù)現(xiàn)有技術的回放設備101的 回放方法。在步驟SIOI，打開回放設備IOI。在步驟S102，回放被記錄在 回放設備101中的樂曲。
在步驟S103，判定是否調(diào)節(jié)音量。例如，當由于環(huán)境噪聲幾乎聽不到 樂曲而判定要調(diào)節(jié)音量時，該過程進行到步驟S104。在步驟S104，用戶 操作操作單元來設置音量。如果判定不要調(diào)節(jié)音量，則過程進行到步驟 S105。
在步驟S105，判定用戶是否繼續(xù)收聽樂曲。如果判定用戶繼續(xù)收聽樂 曲，則過程返回步驟S102。在步驟S102繼續(xù)樂曲的回放。如果判定用戶 不再繼續(xù)收聽樂曲，則過程進行到步驟S106。在步驟S106，關閉回放設 備IOI。然后，過程終止。
如上所述，在根據(jù)現(xiàn)有技術的回放設備中，用戶認識到周圍的環(huán)境噪聲并且基于該認識手動調(diào)節(jié)音量，以使得用戶能夠適當?shù)厥章牁非?br> 然而，當以這種方式手動調(diào)節(jié)音量時，來自頭戴式耳機的聲音泄漏可 能依賴于所設置的音量而干擾用戶周圍的人，這是因為用戶可以設置音量 以使得用戶不再受環(huán)境噪聲干擾或者用戶很難認識到聲音泄露給了周圍環(huán)
境o
特別是在火車或汽車之類的環(huán)境噪聲電平顯著變化的場所，聲音泄露 就是個問題。例如，當火車或汽車"奔跑"時，由于環(huán)境噪聲很大，所以 用戶根據(jù)環(huán)境噪聲調(diào)大音量。此時，用戶周圍的人幾乎不會認識到聲音泄 露。然而，當火車或汽車"停車"而音量保持在同樣的電平時，由于環(huán)境 噪聲變得比當火車或汽車"奔跑"時所產(chǎn)生的環(huán)境噪聲更小，所以聲音泄 露更可能被認識到。
當火車或汽車"不在奔跑"時，由于環(huán)境噪聲變得比當火車或汽車 "奔跑"時所產(chǎn)生的環(huán)境噪聲更小，所以用戶根據(jù)環(huán)境噪聲調(diào)小音量。因 此，幾乎認識不到聲音泄漏到了周圍環(huán)境。然而，當火車或汽車開始"奔 跑"時，由于環(huán)境噪聲變大，所以很難收聽到樂曲。
此外，當用戶從諸如擁擠的地方之類的喧鬧場所(此處用戶周圍的人 幾乎認識不到聲音泄露)移動到諸如咖啡店之類的安靜場所時，用戶周圍 的人更可能認識到聲音泄露。
此外，即使環(huán)境噪聲電平不變，當用戶正在收聽的所記錄的聲音電平 或音樂流派響應于樂曲的改變而改變時，也可能發(fā)生聲音泄露。例如，將
描述這樣的情況在火車或汽車"奔跑"時用戶收聽的樂曲從可以歸類為 "古典音樂"的安靜樂曲變成可以歸類為"搖滾音樂"的樂曲。在這樣的 情況中，用戶根據(jù)環(huán)境噪聲以高音量電平收聽"古典音樂"。由于所記錄 的聲音電平和音樂流派響應于樂曲到"搖滾音樂"的改變而顯著改變，所 以用戶可能傷害到他們的耳朵或者用戶周圍的人更可能認識到聲音泄露。
如上所述，當環(huán)境噪聲改變或當前被回放的樂曲的回放音量或流派改 變時，用戶響應于環(huán)境噪聲或樂曲中的改變而調(diào)節(jié)音量以防止聲音泄露。
因此，近年來， 一種用于監(jiān)視再現(xiàn)音頻信號的狀態(tài)并且調(diào)節(jié)音量以使 得音頻信號電平不超過預定上限的技術，例如自動音量限制系統(tǒng)(Automatic Volume Limiter System, AVLS)，已經(jīng)投入實際使用以防止 聲音泄漏到周圍環(huán)境。例如，日本未審查專利申請公開No. 5-49091公開 了一種檢測音頻信號的中音頻信號電平和高音頻信號電平并且通過基于檢 測結(jié)果抑制信號電平來調(diào)節(jié)音量以防止聲音泄露的技術。

發(fā)明內(nèi)容
然而，日本未審査專利申請公開No. 5-49091中公開的方法可以在環(huán) 境噪聲電平基本上不變的環(huán)境中防止聲音泄露。然而，當環(huán)境噪聲不是基 本不變而是改變的時或者當環(huán)境由于用戶移動而改變時，利用日本未審查 專利申請公開No. 5-49091中公開的方法很難跟隨所述改變。
例如，當環(huán)境噪聲電平改變時，依賴于環(huán)境噪聲的狀態(tài)，即使用戶將 信號電平設置成超過上限的音量，也可能檢測不到聲音泄露，或者即使用 戶將信號電平設置成不超過上限的音量，也可能檢測到聲音泄露。
如在包含噪聲消除頭戴式耳機的回放設備中所見， 一種用于收集諸如 環(huán)境噪聲之類的外部聲音，并且將用于消除外部聲音的成分添加到再現(xiàn)的 聲音以降低環(huán)境噪聲的方法也己經(jīng)投入實際使用。通過降低環(huán)境噪聲，用 戶可以以較低的音量電平適當?shù)厥章牁非?br> 然而，在這樣的情況中，通過降低可以被用戶聽到的環(huán)境噪聲，可以 從某種程度上使用戶不再難以收聽到再現(xiàn)的聲音。然而，依賴于各種環(huán)境 噪聲，可能沒有獲得降低環(huán)境噪聲的充分效果。
例如，當用戶手動調(diào)節(jié)回放音量時，用戶必須操作回放設備的操作單 元。因此，每次環(huán)境噪聲電平改變時，用戶都必須操作操作單元。此外， 隨著回放設備的小型化，回放設備的操作單元也小型化。因此，用于調(diào)節(jié) 回放音量的操作不希望地非常麻煩。
希望提供一種能夠自動將回放音量調(diào)節(jié)到適于環(huán)境噪聲的電平并且防 止聲音泄露的音量調(diào)節(jié)設備和音量調(diào)節(jié)方法。
根據(jù)本發(fā)明一個實施例， 一種音量調(diào)節(jié)設備包括聲音收集單元，該 聲音收集單元被配置為收集周圍環(huán)境的噪聲數(shù)據(jù)；分析單元，該分析單元
被配置為提取指示由聲音收集單元所收集的噪聲數(shù)據(jù)的特征的特征值和指示所提供的樂曲數(shù)據(jù)的特征的特征值；以及控制單元，該控制單元被配置 為基于噪聲數(shù)據(jù)的特征值和樂曲數(shù)據(jù)的特征值來產(chǎn)生用于調(diào)節(jié)樂曲數(shù)據(jù)的 回放音量的音量調(diào)節(jié)信息，并且基于音量調(diào)節(jié)信息來調(diào)節(jié)樂曲數(shù)據(jù)的回放
音量
根據(jù)本發(fā)明另一實施例， 一種音量調(diào)節(jié)方法包括以下步驟收集周圍 環(huán)境的噪聲數(shù)據(jù)；提取指示所收集的噪聲數(shù)據(jù)的特征的特征值和指示所提 供的樂曲數(shù)據(jù)的特征的特征值；并且基于噪聲數(shù)據(jù)的特征值和樂曲數(shù)據(jù)的 特征值來產(chǎn)生用于調(diào)節(jié)樂曲數(shù)據(jù)的回放音量的音量調(diào)節(jié)信息，并且基于音 量調(diào)節(jié)信息來調(diào)節(jié)樂曲數(shù)據(jù)的回放音量。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例，環(huán)境噪聲數(shù)據(jù)被收集。指示所收集的 噪聲數(shù)據(jù)的特征的特征值和指示所提供的樂曲數(shù)據(jù)的特征的特征值被提 取。用于調(diào)節(jié)樂曲數(shù)據(jù)的回放音量的音量調(diào)節(jié)信息是基于噪聲數(shù)據(jù)的特征 值和樂曲數(shù)據(jù)的特征值而產(chǎn)生的。樂曲數(shù)據(jù)的回放音量是基于音量調(diào)節(jié)信 息而被調(diào)節(jié)的。因此，樂曲數(shù)據(jù)的回放音量是相對于環(huán)境噪聲而被適當調(diào) 節(jié)的。
根據(jù)本發(fā)明實施例，特征值是從由聲音收集單元所收集的環(huán)境噪聲數(shù) 據(jù)和記錄介質(zhì)上所記錄的樂曲數(shù)據(jù)中提取的。樂曲數(shù)據(jù)的回放音量是基于 所提取的環(huán)境噪聲的特征值和樂曲數(shù)據(jù)的特征值而被調(diào)節(jié)的。因此，用戶 可以不調(diào)節(jié)音量而適當?shù)厥章牁非?，并且到周圍環(huán)境的聲音泄露可以被有 利地防止。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的回放設備的使用示例的示意圖； 圖2A至圖2D是示出環(huán)境噪聲和通過頭戴式耳機泄漏到外部的樂曲的 示例頻率特性的示圖3A至圖3C是示出環(huán)境噪聲的示例頻率特性的示圖； 圖4A至圖4C是示出環(huán)境噪聲的特征值的示圖； 圖5是示出環(huán)境噪聲和樂曲信號的示意圖6是示出當麥克風3設置在頭戴式耳機2的外部時所采用的、根據(jù)環(huán)境噪聲來調(diào)節(jié)回放音量的示例方法的框圖7是示出當麥克風3設置在頭戴式耳機2的內(nèi)部時所采用的、根據(jù) 環(huán)境噪聲來調(diào)節(jié)再現(xiàn)音量的示例方法的框圖8是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的回放設備的構(gòu)成示例的框圖9是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的回放音量調(diào)節(jié)處理的流程的流程
圖10是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的第一修改例的用于調(diào)節(jié)回放音 量的示例方法的框圖11是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的第二修改例的用于調(diào)節(jié)回放音 量的示例方法的框圖12是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的用于調(diào)節(jié)回放音量的示例方法 的框圖13是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的回放音量調(diào)節(jié)處理的流程的流 程圖14是示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的用于調(diào)節(jié)回放音量的示例方法 的框圖15是示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的回放音量調(diào)節(jié)處理的流程的流 程圖16是示出根據(jù)現(xiàn)有技術的回放設備的使用示例的示意圖；以及 圖17是示出根據(jù)現(xiàn)有技術的回放設備的回放方法的流程圖。
具體實施例方式
以下將參考附圖描述本發(fā)明實施例。在本發(fā)明實施例中，利用連接到 回放設備的麥克風來收集環(huán)境噪聲。對所收集的環(huán)境噪聲進行分析來提取 特征值。還對回放設備中所記錄的樂曲進行分析來提取特征值?；谒?取的環(huán)境噪聲和樂曲的特征值，將回放音量自動調(diào)節(jié)到對于環(huán)境噪聲適當 的電平。
將描述本發(fā)明第一實施例。圖1示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的回放設 備1的使用示例。在圖1中所示的示例中，頭戴式耳機2和麥克風3 (以
10下，簡稱為MIC 3)連接到回放設備1，回放設備1例如是便攜式音樂回
放設備。圖1示出用戶通過頭戴式耳機2收聽回放設備1中所記錄的樂曲 的情形。MIC 3設置在頭戴式耳機2的外部。MIC 3收集當用戶戴上頭戴 式耳機2時在用戶耳朵的位置處能夠聽到的環(huán)境噪聲。MIC 3可以設置在 頭戴式耳機2的內(nèi)部或者可以包含在回放設備1中。
如果用戶命令回放設備1自動調(diào)節(jié)回放音量，則回放設備1對由MIC 3收集的環(huán)境噪聲數(shù)據(jù)進行分析來提取特征值?；胤旁O備1還對用戶命令 了從以前記錄在回放設備1中的樂曲中播放的樂曲數(shù)據(jù)進行分析來提取特 征值。通過將環(huán)境噪聲的特征值與樂曲的特征值進行比較，回放設備l將 回放音量設置到聲音泄露不被認識到的電平。
為了易于理解本發(fā)明第一實施例，現(xiàn)在將示意性地描述聲音泄露的發(fā) 生。從頭戴式耳機2輸出的樂曲的音頻信號經(jīng)過頭戴式耳機2并且泄漏到 外部。聲音泄露以這種方式發(fā)生。此時，從頭戴式耳機2輸出的樂曲的音 頻信號泄漏到外部，該音頻信號的電平被頭戴式耳機2衰減。
圖2A至圖2D示出環(huán)境噪聲和通過頭戴式耳機2泄漏到外部的樂曲 的示例頻率特性。參考圖2A至圖2D，水平軸表示頻率，而垂直軸表示每 個頻率處的功率。環(huán)境噪聲的包絡所包圍的區(qū)域與掩蔽區(qū)域(mask area) X相對應。由于掩蔽區(qū)域X中所包含的樂曲數(shù)據(jù)被環(huán)境噪聲掩蔽，所以周 圍的人不將樂曲數(shù)據(jù)認作聲音泄露。
一般地，當樂曲的預定頻率成分處的功率比環(huán)境噪聲的功率大時，聲 音泄露被認識到。例如，在圖2A中所示的示例中，樂曲的包絡所包圍的 區(qū)域中存在位于掩蔽區(qū)域X外部的區(qū)域Y (以下，稱為聲音泄露區(qū)域 Y)。在這種情況中，聲音泄露區(qū)域Y的成分未被環(huán)境噪聲掩蔽。因此， 樂曲數(shù)據(jù)中聲音泄露區(qū)域Y的成分被周圍的人認作聲音泄露。
因此，如圖2B中所示，可以通過調(diào)節(jié)樂曲的音量以使得泄漏到頭戴 式耳機2的外部的樂曲的每個頻率成分被包含在環(huán)境噪聲的掩蔽區(qū)域X以 內(nèi)，來防止聲音泄露。
例如，將描述環(huán)境噪聲從圖2C中所示的狀態(tài)變?yōu)閳D2D中所示的狀 態(tài)的情況。在圖2C中所示的示例中，樂曲的每個頻率成分存在于環(huán)境噪聲的掩蔽區(qū)域X內(nèi)，而在圖2D中所示的示例中，樂曲的某些頻率成分存 在于掩蔽區(qū)域X的外部。在這樣的情況中，通過根據(jù)環(huán)境噪聲中的變化 調(diào)小樂曲的回放音量可以防止聲音泄露。由于當環(huán)境噪聲變得安靜時環(huán)境 噪聲電平通常降低，所以即使回放音量被調(diào)小了，用戶也不太可能難以收 聽到樂曲。
現(xiàn)在將描述從環(huán)境噪聲和樂曲中提取的特征值。環(huán)境噪聲依賴于環(huán)境 而不同，所述環(huán)境例如是在火車或汽車上或者在咖啡店。環(huán)境噪聲依賴于 環(huán)境而具有不同的特性，例如，音量在低的音頻頻率處或者在高的音頻頻 率處為高的情況。
圖3A、 3B和3C分別示出在"咖啡店"中、在"火車"中和在"汽 車"中收集的環(huán)境噪聲的示例頻率特性。這些示例示出通過使用快速傅里 葉變換(FFT)對所收集的環(huán)境噪聲的適當?shù)?.5秒的時間數(shù)據(jù)執(zhí)行分析 而獲得的頻率特性。參考圖3A至圖3C，水平軸代表頻率[Hz]，而垂直 軸代表功率[dB]。圖3A至圖3C示出每個頻率處的功率值在各種環(huán)境 中明顯不同。
當在使用FFT的頻率分析中使用x個分析目標時間數(shù)據(jù)樣本時，獲得 作為功率值的x/2個頻率數(shù)據(jù)。將頻率分辨率設置為高以增大對環(huán)境噪聲 的分析的精確度。因此，將樣本數(shù)設置為某一較大值。例如，當時間數(shù)據(jù) 樣本數(shù)等于32768時，獲得16384個頻率數(shù)據(jù)。
例如，基于以這種方式獲得的環(huán)境噪聲的頻率特性，每個頻率處的數(shù) 據(jù)可以用作特征值。然而，當16384個頻率數(shù)據(jù)被用作環(huán)境噪聲的特征值 時，由于數(shù)據(jù)個數(shù)非常大，所以處理要花費很長時間。此外，由于各個頻 率數(shù)據(jù)隨時間過去而大大改變，所以使用16384個頻率數(shù)據(jù)是不實際的。
一般地，被認作聲音泄露的聲音成分是音頻頻帶中特定頻帶的成分， 所述特定頻帶例如是中頻帶。因此，例如，如圖4A、 4B和4C所示，在 本發(fā)明第一實施例中，提取特定頻帶的信號成分。然后，提取該特定頻帶 的最大功率值作為環(huán)境噪聲的特征值。
對于樂曲，從樂曲的頻帶中提取與從中提取了環(huán)境噪聲的信號成分的 那個頻帶相同的頻帶的信號成分。提取特定頻帶的最大功率值作為樂曲的特征值。
基于以這種方式提取的環(huán)境噪聲和樂斷的最大功率值來調(diào)節(jié)樂曲的回 放音量，以使得樂曲的最大功率值不超過環(huán)境噪聲的最大功率值，從而可 以防止聲音泄露。
從環(huán)境噪聲和樂曲中提取的特征值不限于上述示例。從分析中可以獲 得的各種信息可以用作特征值。例如，平均音量、頻譜、自相關系數(shù)、過
零率(zero crossing rate)、功率、過渡特性、銳度(sharpness)、響度、 譜重心、Mel頻率倒譜系數(shù) (Mel frequency ceps加m coefficient ， MFCC)、響度宋值(sone)以及倒譜(cepstrum)可以用作特征值。
此外，可以針對每預定數(shù)目個樣本(例如被稱為幀的每N個樣本) 來劃分時間軸數(shù)據(jù)來以幀為單位提取特征值。 一幀與前一幀之比或者這些 幀之間的差可以用作特征值。從幾個幀的特征值獲得的均值或方差可以用 作特征值。
將描述根據(jù)環(huán)境噪聲來調(diào)節(jié)回放音量的方法。在本發(fā)明第一實施例 中，當樂曲的回放音量被調(diào)節(jié)時，基于駐留在頭戴式耳機2的外部的環(huán)境 噪聲的特征值和泄露到頭戴式耳機2的外部的樂曲的成分，來判定聲音泄 露的發(fā)生。
如圖5中所示，從頭戴式耳機2輸出的樂曲信號成分MS在經(jīng)過頭戴 式耳機2時被頭戴式耳機2衰減。樂曲信號成分MS的一部分作為聲音泄 露信號成分MS'泄漏到外部。駐留在外部的環(huán)境噪聲信號成分NS在經(jīng)過 頭戴式耳機2時被頭戴式耳機2衰減。環(huán)境噪聲信號成分NS的一部分作 為信號成分NS'到達用戶耳朵的內(nèi)部。
此時，通過基于頭戴式耳機2的傳輸特性使用傳遞函數(shù)H，可以估計 信號成分MS'和NS'，信號成分MS'和NS'分別是被衰減了的信號成分MS 和NS。更具體而言，通過將傳遞函數(shù)H與樂曲信號成分MS巻積，可以 計算出泄露到外部的樂曲的聲音泄露信號成分MS'。通過將傳遞函數(shù)H與 環(huán)境噪聲信號成分NS巻積，可以計算出到達用戶耳朵內(nèi)部的信號成分 NS'。即，通過將逆?zhèn)鬟f函數(shù)H—1與到達用戶耳朵內(nèi)部的信號成分NS'巻 積，可以計算出環(huán)境噪聲信號成分NS。當利用麥克風3收集環(huán)境噪聲時，所收集的各種環(huán)境噪聲依賴于麥克
風3的位置而不同。例如，當麥克風3設置在頭戴式耳機2的外部時，所 收集的環(huán)境噪聲信號成分是駐留在外部的環(huán)境噪聲信號成分NS。另一方 面，當麥克風3設置在頭戴式耳機2的內(nèi)部時，所收集的環(huán)境噪聲信號成 分是信號成分NS'，信號成分NS'是在其通過頭戴式耳機2時被頭戴式耳 機2衰減了的外部環(huán)境噪聲。
因此，當麥克風3設置在頭戴式耳機2的外部時，由于所收集的環(huán)境 噪聲信號成分NS如其原樣地被處理，所以可以精確地提取駐留在頭戴式 耳機2的外部的環(huán)境噪聲的特征值。然而，當麥克風3設置在頭戴式耳機 2的內(nèi)部時，如果所收集的環(huán)境噪聲信號成分NS'如其原樣地被處理，那 么駐留在頭戴式耳機2的外部的環(huán)境噪聲的特征值將不被精確地提取。
在本發(fā)明第一實施例中，當麥克風3設置在頭戴式耳機2的內(nèi)部時， 從所收集的環(huán)境噪聲信號成分NS'估計環(huán)境噪聲信號成分NS?；谒?計的環(huán)境噪聲信號成分NS來提取特征值。
參考圖6，將描述當麥克風3設置在頭戴式耳機2的外部時所采用的 用于調(diào)節(jié)回放音量的方法。由麥克風3收集的環(huán)境噪聲的噪聲數(shù)據(jù)NT被 提供給帶通濾波器21。帶通濾波器21從噪聲數(shù)據(jù)NT提取預定的頻率成 分(例如，中頻成分)并且將所提取的頻率成分提供給頻率分析單元 22。
頻率分析單元22利用所提供的具有預定持續(xù)時間(例如約0.5秒的短 持續(xù)時間)的噪聲數(shù)據(jù)NT的噪聲數(shù)據(jù)，來對噪聲數(shù)據(jù)NT執(zhí)行諸如FFT 分析或倍頻程分析(Octave analysis)之類的頻率分析，以獲得頻率信息 NS。所獲得的頻率信息NS被提供給功率分析單元23。
功率分析單元23基于所提供的頻率信息NS，在噪聲數(shù)據(jù)NT的預定 頻帶處執(zhí)行功率分析。在本發(fā)明第一實施例中，功率分析單元23例如計 算功率信息NPp，功率信息NPp是預定頻帶處的功率的預定數(shù)值。例 如，在該示例中，預定頻帶處的最大功率值Nppmax被用作功率信息 NPp。所計算出的功率信息NPp被提供給判定單元28。
另一方面，回放設備1中所記錄的樂曲的樂曲數(shù)據(jù)MT被提供給帶通濾波器24。帶通濾波器24從樂曲數(shù)據(jù)MT中提取諸如中頻成分之類的預 定頻率成分，并且將所提取出的頻率成分提供給頻率分析單元25。頻率分析單元25利用所提供的具有預定持續(xù)時間(例如約0.5秒的短 持續(xù)時間)的樂曲數(shù)據(jù)MT的樂曲數(shù)據(jù)，對樂曲數(shù)據(jù)MT執(zhí)行諸如FFT分 析或倍頻程分析之類的頻率分析，以獲得頻率信息MS。所獲得的頻率信 息MS被提供給傳遞函數(shù)計算單元26。傳遞函數(shù)計算單元26執(zhí)行預定傳遞函數(shù)H與從頻率分析單元25提供 的頻率信息MS的巻積，并且輸出與泄露到頭戴式耳機2的外部的樂曲數(shù) 據(jù)MT'相對應的頻率信息MS'。功率分析單元27基于所提供的頻率信息MS'，在樂曲數(shù)據(jù)MT的預 定頻帶處執(zhí)行功率分析來例如計算出功率信息MPp'，功率信息MPp'是預 定頻帶處的功率的預定數(shù)值。例如，在該示例中，預定頻帶處的最大功率 值MPpmax'被用作功率信息MPp'。所計算出的功率信息MPp'被提供給判 定單元28。判定單元28基于從功率分析單元23提供的噪聲數(shù)據(jù)功率信息NPp和 從功率分析單元27提供的樂曲數(shù)據(jù)功率信息MPp'來判定回放音量，以產(chǎn) 生用于對樂曲數(shù)據(jù)的回放音量進行調(diào)節(jié)的音量調(diào)節(jié)信息。例如，如果作為功率信息MPp'提供的樂曲數(shù)據(jù)最大功率值MPpmax' 超過作為功率信息NPp提供的噪聲數(shù)據(jù)最大功率值NPpmax，則判定單元 28判定引起了聲音泄露。如果樂曲數(shù)據(jù)最大功率值MPpmax'沒有超過 噪聲數(shù)據(jù)最大功率值NPpmax，則判定單元28判定未引起聲音泄露。音量選擇單元29基于從判定單元28提供的音量調(diào)節(jié)信息來調(diào)節(jié)樂曲 數(shù)據(jù)的音量。例如，如果音量調(diào)節(jié)信息指示要調(diào)節(jié)樂曲的回放音量，則音 量選擇單元29調(diào)節(jié)樂曲的音量。如果音量調(diào)節(jié)信息指示不要調(diào)節(jié)樂曲的 回放音量，則音量選擇單元29不調(diào)節(jié)樂曲的音量。參考圖7，將描述當麥克風3設置在頭戴式耳機2的內(nèi)部時所采用的 用于調(diào)節(jié)回放音量的方法。對與在圖6中所示的麥克風3設置在頭戴式耳 機2的外部的情況中共同的單元被加上相同的或相似的標號，并且省略詳 細描述。經(jīng)過頭戴式耳機2并且被麥克風3收集的環(huán)境噪聲的噪聲數(shù)據(jù)NT'被提供給帶通濾波器21。帶通濾波器21從噪聲數(shù)據(jù)NT'提取諸如中頻成分 之類的預定頻率成分，并且將所提取的頻率成分提供給頻率分析單元 22。頻率分析單元22對所提供的噪聲數(shù)據(jù)NT'執(zhí)行頻率分析以獲得頻率 信息NS'。所獲得的頻率信息NS'被提供給逆?zhèn)鬟f函數(shù)計算單元30。逆?zhèn)鬟f函數(shù)計算單元30執(zhí)行預定逆?zhèn)鬟f函數(shù)H'1與從頻率分析單元 22提供的頻率信息NS'的巻積，并且輸出與駐留在頭戴式耳機2的外部的 噪聲數(shù)據(jù)NT相對應的頻率信息NS。功率分析單元23基于從逆?zhèn)鬟f函數(shù)計算單元30提供的頻率信息 NS，在噪聲數(shù)據(jù)NT的預定頻帶處執(zhí)行功率分析以計算出功率信息NPp。 所計算出的功率信息NPp被提供給判定單元28。另一方面，回放設備1中所記錄的樂曲的樂曲數(shù)據(jù)MT被提供給帶通 濾波器24。帶通濾波器24從樂曲數(shù)據(jù)MT提取諸如中頻成分之類的預定 頻率成分，并且將所提取的頻率成分提供給頻率分析單元25。頻率分析 單元25對所提供的樂曲數(shù)據(jù)MT執(zhí)行頻率分析以獲得頻率信息MS。所獲 得的頻率信息MS被提供給傳遞函數(shù)計算單元26。傳遞函數(shù)計算單元26執(zhí)行預定傳遞函數(shù)H與從頻率分析單元25提供 的頻率信息MS的巻積，并且輸出與泄漏到頭戴式耳機2的外部的樂曲數(shù) 據(jù)MT'相對應的頻率信息MS'。功率分析單元27基于從傳遞函數(shù)計算單元26提供的頻率信息MS'， 在樂曲數(shù)據(jù)MT的預定頻帶處執(zhí)行功率分析以計算出功率信息MPp'。所 計算出的功率信息MPp'被提供給判定單元28。判定單元28基于從功率分析單元23提供的噪聲數(shù)據(jù)功率信息NPp和 從功率分析單元27提供的樂曲數(shù)據(jù)功率信息MPp'判定回放音量以產(chǎn)生音 量調(diào)節(jié)信息。音量選擇單元29基于從判定單元28提供的音量調(diào)節(jié)信息來 調(diào)節(jié)樂曲數(shù)據(jù)的音量。將參考圖8描述根據(jù)本發(fā)明第一實施例的回放設備1的構(gòu)成示例。在 圖8中示出與本發(fā)明第一實施例緊密相關的部分并且省略對其它部分的描 述?；胤旁O備1包括中央處理單元(CPU) 11、只讀存儲器(ROM)1612、隨機存取存儲器(RAM) 13、音頻信號處理單元14、記錄/回放控制 單元15、輸入處理單元16和操作單元17，它們通過總線IO彼此連接。CPU 11使用RAM 13作為工作存儲器并且根據(jù)以前存儲在ROM 12 中的程序來控制回放設備1的操作。例如，CPU 11通過總線IO與每個單 元交換命令和數(shù)據(jù)來控制單元。CPU 11還根據(jù)稍后將描述的、在操作單 元17上執(zhí)行的操作，來對被記錄在記錄介質(zhì)18上的樂曲數(shù)據(jù)的回放進行 控制。CPU 11執(zhí)行使用圖6和圖7描述的回放音量調(diào)節(jié)處理。CPU 11通過 輸入處理單元16接收被麥克風3收集的環(huán)境噪聲數(shù)據(jù)，并且分析噪聲數(shù) 據(jù)。CPU 11還從稍后將描述的音頻信號處理單元14接收數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的 樂曲數(shù)據(jù)，并且分析樂曲數(shù)據(jù)。然后，CPU 11根據(jù)噪聲數(shù)據(jù)和樂曲數(shù)據(jù) 的分析結(jié)果控制樂曲的回放音量。音頻信號處理單元14連接到音頻輸出單元19。音頻信號處理單元14 通過記錄/回放控制單元15從稍后將描述的記錄介質(zhì)18接收回放目標樂 曲數(shù)據(jù)，并且對樂曲數(shù)據(jù)執(zhí)行諸如數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換之類的各種處理來將 樂曲數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬音頻信號。當樂曲數(shù)據(jù)被壓縮時，音頻信號處理單元 14使用預定的解壓縮方法對樂曲數(shù)據(jù)進行解壓縮。然后，音頻信號處理 單元14將作為數(shù)字音頻信號的樂曲數(shù)據(jù)提供給CPU 11。音頻信號處理單 元14還通過音頻輸出單元19輸出模擬音頻信號樂曲數(shù)據(jù)。例如，頭戴式 耳機2或揚聲器可以用作音頻輸出單元19。記錄/回放控制單元15連接到記錄介質(zhì)18。記錄/回放控制單元15對 將數(shù)據(jù)記錄在記錄介質(zhì)18上和回放記錄介質(zhì)18上所記錄的數(shù)據(jù)進行控 制。記錄介質(zhì)18存儲樂曲數(shù)據(jù)。例如，回放設備1中所包括的可移除非 易失性存儲器、可移除硬盤或硬盤可以用作記錄介質(zhì)18。輸入處理單元16連接到麥克風3。麥克風3收集周圍噪聲，將所收集 的噪聲轉(zhuǎn)換成模擬音頻信號，并且將模擬音頻信號提供給輸入處理單元 16。輸入處理單元16對從麥克風3提供的模擬音頻信號執(zhí)行諸如模數(shù) (A/D)轉(zhuǎn)換之類的各種處理，來將模擬音頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字噪聲數(shù)據(jù)。 所轉(zhuǎn)換的噪聲數(shù)據(jù)被提供給CPU 11 。操作單元17包括用于在回放設備1的操作中使用的各種操作鍵，并 且輸出與每個操作鍵相對應的控制信號。例如，操作單元17包括用于開 始/停止樂曲數(shù)據(jù)的回放的播放/停止鍵、用于調(diào)節(jié)回放音量的音量調(diào)節(jié)鍵 和用于命令自動調(diào)節(jié)回放音量的鍵。將參考圖9中所示的流程圖描述根據(jù)本發(fā)明第一實施例的回放音量調(diào) 節(jié)處理的流程。若非另外說明，以下所述的處理在CPU 11的控制下被執(zhí) 行。此外，假定以下所述的處理每預定的時間被循環(huán)重復。例如，對麥克風3設置在頭戴式耳機2的外部的情況進行描述。在步驟Sl，打開回放設備1。在步驟S2，用戶操作被設置在操作單 元17中的用于命令回放音量的自動調(diào)節(jié)的鍵。在步驟S3，用戶選擇預定 的樂曲。所選擇的樂曲的樂曲數(shù)據(jù)從記錄介質(zhì)18被讀出并且被再現(xiàn)。在步驟S4，對泄漏到頭戴式耳機2的外部的再現(xiàn)的樂曲數(shù)據(jù)的成分 執(zhí)行頻率分析，來計算出用作駐留在頭戴式耳機2的外部的樂曲的特征值 的功率信息MPp'。在步驟S5，利用麥克風3收集環(huán)境噪聲。在步驟S6， 對收集的環(huán)境噪聲的噪聲數(shù)據(jù)NT執(zhí)行頻率分析，來計算出用作環(huán)境噪聲 的特征值的功率信息NPp。在步驟S7，基于計算出的樂曲功率信息MPp'和環(huán)境噪聲功率信息 NPp來產(chǎn)生音量調(diào)節(jié)信息。然后，基于音量調(diào)節(jié)信息來調(diào)節(jié)樂曲的回放音在步驟S8，判定用戶是否繼續(xù)收聽音樂。如果判定用戶繼續(xù)收聽音 樂，則該過程返回步驟S3，并且繼續(xù)樂曲的回放。如果判定用戶不繼續(xù)收聽音樂，則過程進行到步驟S9。在步驟S9， 用戶關閉回放設備l。然后，過程終止。如上所述，在本發(fā)明第一實施例中，每預定的時間收集環(huán)境噪聲，并 且提取環(huán)境噪聲的特征值。還提取樂曲的特征值。基于所提取的特征值來 調(diào)節(jié)樂曲的回放音量。因此，可以根據(jù)環(huán)境噪聲中的變化將樂曲的回放音 量調(diào)節(jié)到適當?shù)碾娖讲⑶曳乐孤曇粜孤兜酵獠俊，F(xiàn)在將描述本發(fā)明第一實施例的第一修改例。在上述第一實施例中可 采用的回放音量調(diào)節(jié)方法中，在計算用作環(huán)境噪聲的特征值的功率信息18NPp時，使用例如具有約0.5秒的短持續(xù)時間的噪聲數(shù)據(jù)來調(diào)節(jié)樂曲的回 放音量。因此，對回放音量的調(diào)節(jié)量受獲取了所述噪聲數(shù)據(jù)的短時間的控 制。例如，在用戶在火車中的情況中，環(huán)境噪聲的特征值依賴于用戶周圍 的人是否正在談話而顯著改變。在這樣的情況中，如果音量根據(jù)環(huán)境噪聲 中的改變而被精細調(diào)節(jié)，則用戶可能會感到不舒服。因此，在本發(fā)明第一實施例的第一修改例中，基于每預定的時間段收 集的樂曲和環(huán)境噪聲的特征值來判定是否調(diào)節(jié)音量，并且將預定數(shù)目的判 定結(jié)果存儲在存儲器中?；陬A定數(shù)目的判定結(jié)果，使用隨著數(shù)據(jù)變舊而 降低數(shù)據(jù)權(quán)重的加權(quán)因子來調(diào)節(jié)回放音量。圖10是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的第一修改例的用于調(diào)節(jié)回放音量的示例方法的框圖。圖10中所示的處理與以上在參考圖6的第一實施 例中描述的判定單元28的處理相對應。向第一判定器31提供功率信息NPp和功率信息MPp'，功率信息NPp 是從對周圍噪聲的噪聲數(shù)據(jù)NT執(zhí)行的頻率分析中得到的，功率信息 MPp'是從對泄漏到外部的樂曲的樂曲數(shù)據(jù)MT的成分執(zhí)行的頻率分析中得 到的。第一判定器31基于所提供的環(huán)境噪聲功率信息NPp和樂曲功率信 息MPp'來判定回放音量，以產(chǎn)生對樂曲數(shù)據(jù)的回放音量的判定結(jié)果進行 指示的音量判定信息。所產(chǎn)生的音量判定信息提供給轉(zhuǎn)換器32。轉(zhuǎn)換器32基于所提供的音量判定信息將判定結(jié)果轉(zhuǎn)換成預定的數(shù) 值。例如，當回放音量被調(diào)小時，轉(zhuǎn)換器32將判定結(jié)果轉(zhuǎn)換成。 當回放音量不變時，轉(zhuǎn)換器32將判定結(jié)果轉(zhuǎn)換成"0"。當回放音量被調(diào) 大時，轉(zhuǎn)換器32將判定結(jié)果轉(zhuǎn)換成"1"?；谂卸ńY(jié)果的數(shù)字數(shù)據(jù)被提 供給存儲器33。存儲器33具有能夠存儲預定次數(shù)的判定結(jié)果(例如，n個數(shù)據(jù))的區(qū) 域。 一接收到新數(shù)據(jù)，存儲器33就將所存儲的數(shù)據(jù)移位一個位置以丟棄 最舊的數(shù)據(jù)并且存儲被提供的新數(shù)據(jù)。更具體而言，例如，當向存儲器33提供新數(shù)據(jù)時，存儲器33中所存 儲的各個數(shù)據(jù)中最舊的數(shù)據(jù)d。被丟棄。數(shù)據(jù)被移位一個位置并且被存儲為數(shù)據(jù)dn。類似地，各個數(shù)據(jù)d3、 d2和&被移位一個位置并且被分別 存儲在存儲器33中作為d4、 (13和d2。然后，新提供的數(shù)據(jù)被存儲在存儲 器33中作為數(shù)據(jù)^。存儲器33中所存儲的各個數(shù)據(jù)d,、 d2...、 4分別被提供給乘法器34、 34、…。乘法器34、 34、...分別執(zhí)行加權(quán)因子Wl、 w2...、 Wn與從存儲器33提供的各個數(shù)據(jù)山、d2...、 dn的巻積。加權(quán)因子Wl、 W2...、 Wn是用于判定存儲器33中所存儲數(shù)據(jù)的權(quán)重的系數(shù)。如等式(1)所表示的，設置加權(quán)因子以使得權(quán)重隨著數(shù)據(jù)變舊而減小。1》w2 w2 2…2 wn—i > wn2 0 (1)從加權(quán)因子Wl、 W2…W。與各個數(shù)據(jù)山、d2…d。的巻積產(chǎn)生的各個數(shù)據(jù)被提供給相加器35。相加器35將自乘法器34、 34、...提供的巻積得到的各個數(shù)據(jù)相加并且將結(jié)果提供給第二判定器36。第二判定器36根據(jù)計算結(jié)果來計算從相加器35提供的數(shù)據(jù)的平均值 以確定環(huán)境噪聲。在該示例中，由于值、 "0"和"1"分別是在回 放音量被調(diào)小、不變以及被調(diào)大時判定的，所以，如果使用"0"作為標 準而數(shù)據(jù)的平均值超過"0"，則第二判定器36判定調(diào)大回放音量。如果 數(shù)據(jù)的平均值小于"0"，則第二判定器36判定調(diào)小回放音量。如果數(shù)據(jù) 的平均值等于"0"，則第二判定器36判定不調(diào)節(jié)回放音量。然后，第二 判定器36產(chǎn)生用于調(diào)節(jié)樂曲數(shù)據(jù)的回放音量的音量調(diào)節(jié)信息并且將該音 量調(diào)節(jié)信息提供給音量選擇單元29。如上所述，在本發(fā)明第一實施例的第一修改例中，基于每預定時間收 集的樂曲和環(huán)境噪聲的特征值來判定是否調(diào)節(jié)音量，并且調(diào)節(jié)回放音量。 此外，執(zhí)行計算以使得較舊的環(huán)境噪聲數(shù)據(jù)的權(quán)重減小。因此，與根據(jù)所 述第一實施例的音量調(diào)節(jié)方法相比較，通過對判定結(jié)果進行平均可以穩(wěn)定 音量調(diào)節(jié)判定結(jié)果。現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明第一實施例的第二修改例。在本發(fā)明第一實施 例的第二修改例中，將音量調(diào)節(jié)處理應用于具有噪聲消除功能的回放設 備。如"背景技術"中所述，噪聲消除功能用于通過基于所收集的環(huán)境噪聲將環(huán)境噪聲消除成分添加到再現(xiàn)的聲音來降低用戶聽到的環(huán)境噪聲。
然而，在這種情況中，沒有降低實際收集的環(huán)境噪聲的音量。因此，
當基于實際收集的環(huán)境噪聲的特征值來調(diào)節(jié)樂曲的回放音量時，樂曲的回
放音量相對于用戶聽到的被減小了的環(huán)境噪聲音量變大。
因此，在第一實施例的第二修改例中，在收集的環(huán)境噪聲的輸入側(cè)設
置具有與噪聲消除功能所提供的環(huán)境噪聲降低效果等價的效果的等價濾波
器?；诒坏葍r濾波器降低了的環(huán)境噪聲的特征值來調(diào)節(jié)樂曲的回放音
圖11是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的第二修改例的用于調(diào)節(jié)回放音量的示例方法的框圖。這里，例如將給出對麥克風3設置在頭戴式耳機2的外部的情況的描述。對與圖6中所示的第一實施例共同的單元加以相同的或相似的標號，并且省略詳細描述。
由麥克風3收集的并且由帶通濾波器21提取其預定頻率成分的噪聲數(shù)據(jù)NT被提供給頻率分析單元22。頻率分析單元22執(zhí)行預定的頻率分析。從頻率分析得到的頻率信息NS被提供給開關41 。
開關41具有輸入端子41a和輸出端子41b和41c。開關41根據(jù)基于用戶在操作單元17上所執(zhí)行的操作的噪聲消除功能的開/關(ON/OFF)，來選擇性地從輸出端子41b和41c之一輸出被提供給輸入端子41a的頻率信息NS。
當噪聲消除功能被打開時，選擇輸出端子41b。被提供給輸入端子41a的頻率信息NS從輸出端子41b輸出并且被提供給等價濾波器42。另一方面，當噪聲消除功能被關閉時，選擇輸出端子41c。被提供給輸入端子41a的頻率信息NS從輸出端子41c輸出并且被提供給功率分析單元23。
等價濾波器42對所收集的環(huán)境噪聲的噪聲數(shù)據(jù)NT的頻率信息NS執(zhí)行處理以產(chǎn)生被減小了的噪聲數(shù)據(jù)的頻率信息TNS，該處理提供與當使用噪聲消除功能時所獲得的噪聲降低效果等價的效果。所產(chǎn)生的頻率信息TNS被提供給功率分析單元23。
功率分析單元23在從開關41提供的噪聲數(shù)據(jù)NT的頻率信息NS或說明書第17/23頁
從等價濾波器42提供的被減小了的噪聲數(shù)據(jù)的頻率信息TNS的預定頻帶處執(zhí)行功率分析，來計算出功率信息NPp或TNPp。所計算出的功率信息NPp或TNPp被提供給判定單元28。
另一方面，回放設備1中所記錄的樂曲的樂曲數(shù)據(jù)MT被提供給帶通濾波器24。帶通濾波器24提取預定的頻率成分并且將所提取出的頻率成分提供給頻率分析單元25。頻率分析單元25對樂曲數(shù)據(jù)MT的預定頻率成分執(zhí)行預定的頻率分析并且將從頻率分析得到的頻率信息MS提供給傳遞函數(shù)計算單元26。
傳遞函數(shù)計算單元26執(zhí)行預定傳遞函數(shù)H與被提供的頻率信息MS的巻積并且輸出與泄漏到頭戴式耳機2的外部的樂曲數(shù)據(jù)MT'相對應的頻率信息MS'。
功率分析單元27基于從傳遞函數(shù)計算單元26提供的頻率信息MS'在樂曲數(shù)據(jù)MT的預定頻帶處執(zhí)行功率分析來計算出功率信息MPp'。所計算出的功率信息MPp'被提供給判定單元28。
判定單元28基于噪聲數(shù)據(jù)功率信息NPp或TNPp和樂曲數(shù)據(jù)功率信息MPp'來判定回放音量以產(chǎn)生音量調(diào)節(jié)信息。音量選擇單元29基于從判定單元28提供的音量調(diào)節(jié)信息來調(diào)節(jié)樂曲數(shù)據(jù)的音量。
如上所述，由于使用具有與噪聲消除功能的噪聲降低效果等價的效果的等價濾波器，根據(jù)用戶聽到的被降低了的環(huán)境噪聲來調(diào)節(jié)樂曲的回放音量，所以可以以適于用戶耳朵的音量回放樂曲。
此外，由于噪聲消除功能，所以用戶所聽到的環(huán)境噪聲的音量比實際環(huán)境噪聲的音量低。因此，由于基于被降低了的環(huán)境噪聲的特征值而設置的樂曲的回放音量是這樣的電平其可以被實際的環(huán)境噪聲掩蔽但不被用戶聽到的被降低了的環(huán)境噪聲掩蔽，所以用戶可以適當?shù)厥章牁非?br> 盡管在本示例中已經(jīng)描述了麥克風3設置在頭戴式耳機2的外部的情
況，但是根據(jù)第二修改例的方法不限于應用于該特定示例。例如，類似地，可以將該方法應用于麥克風3設置在頭戴式耳機2的內(nèi)部的情況。
現(xiàn)在將描述本發(fā)明第二實施例。在上述第一實施例中，利用麥克風3收集外部環(huán)境噪聲。然而，在樂曲回放期間所收集的環(huán)境噪聲包含經(jīng)過頭戴式耳機2并且泄漏到外部的樂曲信號成分。因此，沒有精確地提取環(huán)境噪聲的特征值。
因此，在本發(fā)明第二實施例中，提取在來自頭戴式耳機2的聲音泄露較少時(例如是這樣的情況樂曲的音量低，或者當沒有聲音從頭戴式耳機2泄露時)所收集的環(huán)境噪聲的特征值，并且調(diào)節(jié)樂曲的回放音量。
圖12是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的用于調(diào)節(jié)回放音量的示例方法
的框圖。在該示例中，將給出對麥克風3設置在頭戴式耳機2的外部的情況的描述。對與圖6中所示的第一實施例共同的單元加上相同或相似的標
號，并且省略詳細描述。
向測量控制單元53提供回放設備1中所記錄的樂曲的樂曲數(shù)據(jù)MT，并且測量控制單元53測量樂曲數(shù)據(jù)MT的音量。測量控制單元53基于測量結(jié)果控制開關51的接通/斷開(ON/OFF)。在測量控制單元53中預先設置針對樂曲數(shù)據(jù)MT的音量的閾值。如果樂曲數(shù)據(jù)MT的音量沒有超過閾值，則測量控制單元53接通開關51。如果樂曲數(shù)據(jù)MT的音量超過閾值，則測量控制單元53斷開開關51。除了測量控制單元53使用定時器執(zhí)行控制操作時以外開關52都被接通，這將在稍后進行描述。
由麥克風3收集的環(huán)境噪聲的噪聲數(shù)據(jù)NT被提供給開關51。如果開關51在測量控制單元53的控制下被接通，則噪聲數(shù)據(jù)NT被提供給帶通濾波器21。帶通濾波器21提取從開關51輸出的噪聲數(shù)據(jù)NT的預定頻率成分。頻率分析單元22執(zhí)行預定頻率分析。從頻率分析得到的頻率信息NS被提供給功率分析單元23。功率分析單元23在從開關51提供的噪聲數(shù)據(jù)NT的頻率信息NS的預定頻帶處執(zhí)行功率分析來計算出功率信息NPp。所計算出的功率信息NPp被提供給判定單元28。
另一方面，回放設備1中所記錄的樂曲的樂曲數(shù)據(jù)MT通過開關52被提供給帶通濾波器24。帶通濾波器24提取預定頻率成分并且將所提取出的頻率成分提供給頻率分析單元25。頻率分析單元25對樂曲數(shù)據(jù)MT的預定頻率成分執(zhí)行預定頻率分析并且將從該頻率分析得到的頻率信息MS提供給傳遞函數(shù)計算單元26。
傳遞函數(shù)計算單元26執(zhí)行預定傳遞函數(shù)H與被提供的頻率信息MS的巻積并且輸出與泄漏到頭戴式耳機2的外部的樂曲數(shù)據(jù)MT'相對應的頻
率信息MS'。
功率分析單元27基于從傳遞函數(shù)計算單元26提供的頻率信息MS'在樂曲數(shù)據(jù)MT的預定頻帶處執(zhí)行功率分析來計算出功率信息MPp'。所計算出的功率信息MPp'被提供給判定單元28。
判定單元28基于噪聲數(shù)據(jù)功率信息NPp和樂曲數(shù)據(jù)功率信息MPp'判定回放音量以產(chǎn)生音量調(diào)節(jié)信息。音量選擇單元29基于從判定單元28提供的音量調(diào)節(jié)信息調(diào)節(jié)樂曲數(shù)據(jù)的音量。
當測量控制單元53測量依賴于樂曲的樂曲數(shù)據(jù)MT的音量時，樂曲的音量沒有變得小于或等于閾值。在這樣的情況中，測量控制單元53例如使用定時器。如果樂曲數(shù)據(jù)MT的音量在定時器中所設置的預定時間段期間沒有變得小于或等于閾值，則測量控制單元53接通開關51來收集環(huán)境噪聲。此時，測量控制單元53可以斷開開關52。例如，當樂曲數(shù)據(jù)MT的音量在預定時間段沒有變得等于或小于閾值，則指示環(huán)境噪聲未被收集的信息被表示給用戶。如果用戶命令收集環(huán)境噪聲，則測量控制單元53可以斷開開關52以避免再現(xiàn)的樂曲的聲音泄露成分的效果。
將參考圖13中所示的流程圖描述根據(jù)本發(fā)明第二實施例的回放音量調(diào)節(jié)處理的流程。若非另外說明，以下所述的處理是在CPU 11的控制下被執(zhí)行的。此外，假定以下所述的處理每預定時間循環(huán)重復。
在步驟Sll，打開回放設備1。在步驟S12,用戶操作被設置在操作單元17中的用于命令回放音量的自動調(diào)節(jié)的鍵。在步驟S13，用戶選擇預定的樂曲。所選擇的樂曲的樂曲數(shù)據(jù)從記錄介質(zhì)18被讀出并且被再現(xiàn)。
在步驟S14，將再現(xiàn)的樂曲數(shù)據(jù)MT的音量與預先被設置在測量控制單元53中的針對樂曲數(shù)據(jù)MT的音量的閾值進行比較，來判定樂曲數(shù)據(jù)MT的音量是否足夠低。如果樂曲數(shù)據(jù)MT的音量沒有超過閾值，則判定樂曲數(shù)據(jù)MT的音量足夠低。然后，該過程進行到步驟S15。
在步驟S15，利用麥克風3收集環(huán)境噪聲。在步驟S16，對所收集的環(huán)境噪聲的噪聲數(shù)據(jù)NT執(zhí)行頻率分析來計算出用作環(huán)境噪聲的特征值的
24功率信息NPp。
另一方面，在步驟S14，如果樂曲數(shù)據(jù)MT的音量超過閾值，則判定樂曲數(shù)據(jù)MT的音量高。然后，該過程進行到步驟S17。在步驟S17，對泄露到頭戴式耳機2的外部的被再現(xiàn)的樂曲數(shù)據(jù)的成分執(zhí)行頻率分析來計算用作駐留在頭戴式耳機2的外部的樂曲的特征值的功率信息MPp'。
在步驟S18，基于所計算出的樂曲功率信息MPp'和環(huán)境噪聲功率信息NPp產(chǎn)生音量調(diào)節(jié)信息。基于該音量調(diào)節(jié)信息調(diào)節(jié)樂曲的回放音量。
在步驟S19，判定用戶是否繼續(xù)收聽音樂。如果判定用戶繼續(xù)收聽音樂，則過程返回步驟S13并且繼續(xù)樂曲的回放。如果判定用戶不繼續(xù)收聽音樂，則該過程進行到步驟S20。在步驟S20，用戶關閉回放設備1。然后，該過程終止。
如上所述，在本發(fā)明第二實施例中，當樂曲數(shù)據(jù)MT的音量足夠低時收集環(huán)境噪聲，并且基于所收集的環(huán)境噪聲調(diào)節(jié)樂曲的回放音量。因此，可以在不接收被再現(xiàn)的樂曲的聲音泄露成分的效果的情況下收集環(huán)境噪聲，并且可以精確地提取環(huán)境噪聲的特征值。
盡管已經(jīng)給出了對麥克風3設置在頭戴式耳機2的外部的情況的描述，但是根據(jù)第二實施例的方法不限于應用于該特定示例。例如，可以類似地將根據(jù)第二實施例的方法應用于麥克風3設置在頭戴式耳機2的內(nèi)部的情況。
將描述本發(fā)明第三實施例。在本發(fā)明第三實施例中，從所收集的環(huán)境噪聲中消除樂曲的聲音泄露成分。對消除了聲音泄露成分的環(huán)境噪聲進行分析來提取環(huán)境噪聲的特征值并且調(diào)節(jié)樂曲的回放音量。
圖14是示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的用于調(diào)節(jié)回放音量的示例方法的框圖。本示例中，將給出對麥克風3設置在頭戴式耳機2的外部的情況的描述。對與圖6中所示的第一實施例共同的單元加上相同或相似的標號并且省略詳細描述。
帶通濾波器21提取由麥克風3收集的環(huán)境噪聲的噪聲數(shù)據(jù)NT的預定頻率成分。頻率分析單元22執(zhí)行預定的頻率分析。從該頻率分析得到的頻率信息NS被提供給相加器61的一個輸入端子。另一方面，回放設備1中所記錄的樂曲的樂曲數(shù)據(jù)MT被提供給帶通
濾波器24。帶通濾波器24提取預定的頻率成分并且將所提取出的頻率成 分提供給頻率分析單元25。頻率分析單元25對樂曲數(shù)據(jù)MT的預定頻率 成分執(zhí)行預定的頻率分析，并且將從該頻率分析得到的頻率信息MS提供 給傳遞函數(shù)計算單元26。
傳遞函數(shù)計算單元26執(zhí)行預定傳遞函數(shù)H與被提供的頻率信息MS 的巻積并且輸出與泄漏到頭戴式耳機2的外部的樂曲數(shù)據(jù)MT'相對應的頻 率信息MS'。從傳遞函數(shù)計算單元26輸出的頻率信息MS'被提供給相加 器61的另一個輸入端子。
相加器61從輸入到一個端子的噪聲數(shù)據(jù)NT的頻率信息NS中減去輸 入到另一端子的樂曲數(shù)據(jù)MT的頻率信息MS'，并且將結(jié)果提供給功率分 析單元23。
功率分析單元23在從相加器61提供的噪聲數(shù)據(jù)NT的頻率信息NS 的預定頻帶處執(zhí)行功率分析來計算出功率信息NPp。所計算出的功率信息 NPp被提供給判定單元28。
從傳遞函數(shù)計算單元26輸出的頻率信息MS'也被提供給功率分析單 元27。功率分析單元27基于從傳遞函數(shù)計算單元26提供的頻率信息MS' 在樂曲數(shù)據(jù)MT的預定頻帶處執(zhí)行功率分析來計算出功率信息MPp'。所 計算出的功率信息MPp'被提供給判定單元28。
判定單元28基于噪聲數(shù)據(jù)功率信息NPp和樂曲數(shù)據(jù)功率信息MPp'判 定回放音量以產(chǎn)生用于調(diào)節(jié)樂曲數(shù)據(jù)的回放音量的音量調(diào)節(jié)信息。音量選 擇單元29基于從判定單元28提供的音量調(diào)節(jié)信息來調(diào)節(jié)樂曲數(shù)據(jù)的音
將參考圖15中所示的流程圖描述根據(jù)本發(fā)明第三實施例的回放音量 調(diào)節(jié)處理的流程。若非另外說明，以下所述處理在CPU 11的控制下被執(zhí) 行。還假定以下所述的處理每預定時間循環(huán)重復。
在步驟S21，打開回放設備1。在步驟S22，用戶操作被設置在操作 單元17中的用于命令回放音量的自動調(diào)節(jié)的鍵。在步驟S23，用戶選擇 預定的樂曲。所選擇的樂曲的樂曲數(shù)據(jù)從記錄介質(zhì)18被讀出并且被再現(xiàn)。
在步驟S24，對泄漏到頭戴式耳機2的外部的被再現(xiàn)的樂曲數(shù)據(jù)的成 分執(zhí)行頻率分析來計算出用作駐留在頭戴式耳機2的外部的樂曲的特征值
的功率信息MPp'。在步驟S25，利用麥克風3收集環(huán)境噪聲。
在步驟S26，對所收集的環(huán)境噪聲的噪聲數(shù)據(jù)NT執(zhí)行頻率分析。從 所收集的環(huán)境噪聲的頻率信息NS中減去樂曲的聲音泄露成分的頻率信息 MS'，來從環(huán)境噪聲中消除樂曲的聲音泄露成分。在步驟S27，基于消除 了樂曲聲音泄露成分的環(huán)境噪聲來計算出用作特征值的功率信息NPp。
在步驟S28，基于所計算出的樂曲功率信息MPp'和環(huán)境噪聲功率信 息NPp產(chǎn)生音量調(diào)節(jié)信息。基于該音量調(diào)節(jié)信息調(diào)節(jié)樂曲的再現(xiàn)音量。
在步驟S29，判定用戶是否繼續(xù)收聽音樂。如果判定用戶繼續(xù)收聽音 樂，則過程進行到步驟S23并且繼續(xù)樂曲的回放。
如果判定用戶不繼續(xù)收聽音樂，則該過程進行到步驟S30。在步驟 S30，用戶關閉回放設備l。然后，該過程終止。
如上所述，在本發(fā)明第三實施例中，從所收集的環(huán)境噪聲的頻率信息 NS中減去樂曲的聲音泄露成分的頻率信息MS'。因此，可以在不接收被 再現(xiàn)的樂曲的聲音泄露成分的效果的情況下收集環(huán)境噪聲，并且可以精確 地提取環(huán)境噪聲的特征值。
盡管在本示例中已經(jīng)描述了麥克風3設置在頭戴式耳機2的外部的情 況，但是根據(jù)第三實施例的方法并不限于應用于該特定示例。例如，可以 類似地將根據(jù)第三實施例的方法應用于麥克風3設置在頭戴式耳機2的內(nèi) 部的情況。
盡管以上己經(jīng)描述了本發(fā)明第一實施例、第一實施例的第一和第二修 改例、本發(fā)明的第二和第三實施例，但是本發(fā)明不限于以上所述的本發(fā)明 第一實施例、第一實施例的第一和第二修改例、本發(fā)明的第二和第三實施 例，并且在不偏離本發(fā)明的精神的范圍內(nèi)可以以各種方式被修改和應用。 例如，根據(jù)本發(fā)明實施例的音量調(diào)節(jié)方法不限于應用于回放設備，而是可 以應用于能夠調(diào)節(jié)回放音量的頭戴式耳機。
此外，盡管在以上給出的示例中，利用對環(huán)境噪聲和樂曲的頻率分析來提取特征值，但是，特征值提取方法不限于該特定示例。例如，可以執(zhí) 行時間波形分析來分析過渡特性并且提取特征值。作為關于過渡(過渡響 應)計算特征值的示例，針對每預定個樣本(例如，針對被稱為幀的每N 個樣本)劃分時間軸數(shù)據(jù)，并且以幀為單位計算功率。可以判定一幀的功 率與前一幀的功率之比或這些幀的功率值之間的差。這些值可以用作關于 過渡的特征值。例如，可以使用相加樣本的平方和的方法作為功率計算方 法。然而，功率計算方法不限于該特定方法并且可以使用適當?shù)姆椒ā?此外，可以通過執(zhí)行頻率分析和時間波形分析兩者來提取特征值。
本申請包含與2008年7月8日遞交到日本專利局的日本優(yōu)先權(quán)專利 申請JP 2008-177934中所公開主題相關的主題，通過引用將該申請的全部 內(nèi)容結(jié)合于此。
本技術領域技術人員應當理解，根據(jù)設計需要和其它因素，可以進行 各種修改、組合、子組合和更改，只要它們在所附權(quán)利要求或其等價物的 范圍以內(nèi)即可。
權(quán)利要求
1.一種音量調(diào)節(jié)設備，包括聲音收集單元，所述聲音收集單元被配置為收集周圍環(huán)境的噪聲數(shù)據(jù)；分析單元，所述分析單元被配置為提取指示由所述聲音收集單元所收集的噪聲數(shù)據(jù)的特征的特征值和指示所提供的樂曲數(shù)據(jù)的特征的特征值；以及控制單元，所述控制單元被配置為基于所述噪聲數(shù)據(jù)的特征值和所述樂曲數(shù)據(jù)的特征值來產(chǎn)生用于調(diào)節(jié)所述樂曲數(shù)據(jù)的回放音量的音量調(diào)節(jié)信息，并且基于所述音量調(diào)節(jié)信息來調(diào)節(jié)所述樂曲數(shù)據(jù)的回放音量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的音量調(diào)節(jié)設備，還包括第一濾波器，所述第一濾波器被配置為從由所述聲音收集單元所收集 的噪聲數(shù)據(jù)提取預定頻帶的成分；以及第二濾波器，所述第二濾波器被配置為從所提供的樂曲數(shù)據(jù)提取所述 預定頻帶的成分，其中，所述分析單元從所述噪聲數(shù)據(jù)的所述預定頻帶的成分和所述樂 曲數(shù)據(jù)的所述預定頻帶的成分提取所述特征值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的音量調(diào)節(jié)設備，其中，所述分析單元對所述 噪聲數(shù)據(jù)和所述樂曲數(shù)據(jù)執(zhí)行相同的頻率分析，并且基于所述頻率分析的 結(jié)果來分別提取所述特征值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的音量調(diào)節(jié)設備，其中，所述分析單元提取所 述噪聲數(shù)據(jù)的最大功率值和所述樂曲數(shù)據(jù)的最大功率值作為所述特征值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的音量調(diào)節(jié)設備，其中，當所述樂曲數(shù)據(jù)的特 征值大于所述噪聲數(shù)據(jù)的特征值時，所述控制單元判定所述樂曲數(shù)據(jù)的聲 音泄漏到所述周圍環(huán)境并且調(diào)小所述樂曲數(shù)據(jù)的回放音量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的音量調(diào)節(jié)設備，其中，所述分析單元對所述 噪聲數(shù)據(jù)和所述樂曲數(shù)據(jù)執(zhí)行相同的時間波形分析，并且基于所述時間波 形分析的結(jié)果來分別提取所述特征值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的音量調(diào)節(jié)設備，其中，所述分析單元對所述 噪聲數(shù)據(jù)和所述樂曲數(shù)據(jù)執(zhí)行相同的頻率分析和相同的時間波形分析，并 且基于所述頻率分析的結(jié)果和所述時間波形分析的結(jié)果來提取所述噪聲數(shù) 據(jù)的特征值和所述樂曲數(shù)據(jù)的特征值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的音量調(diào)節(jié)設備，還包括音頻輸出單元，所述音頻輸出單元被配置為輸出由回放單元所再現(xiàn)的 樂曲數(shù)據(jù)，其中，所述聲音收集單元設置在所述音頻輸出單元的外部，并且 其中，所述分析單元基于所述音頻輸出單元的傳遞特性來估計從所述 音頻輸出單元輸出并且泄漏到所述音頻輸出單元的外部的所述樂曲數(shù)據(jù)的 聲音泄露成分，并且提取所估計出的所述樂曲數(shù)據(jù)的聲音泄露成分的特征 值，并且其中，所述控制單元基于由所述聲音收集單元所收集的噪聲數(shù)據(jù)的特 征值和所估計出的所述樂曲數(shù)據(jù)的聲音泄露成分的特征值，來調(diào)節(jié)所述樂 曲數(shù)據(jù)的回放音量。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的音量調(diào)節(jié)設備，還包括音頻輸出單元，所述音頻輸出單元被配置為輸出由回放單元所再現(xiàn)的 樂曲數(shù)據(jù)，其中，所述聲音收集單元設置在所述音頻輸出單元的內(nèi)部，并且 其中，所述分析單元基于所述音頻輸出單元的傳遞特性來從由所述聲 音收集單元所收集的噪聲數(shù)據(jù)估計所述周圍環(huán)境的噪聲數(shù)據(jù)，并且提取所估計出的所述周圍環(huán)境的噪聲數(shù)據(jù)的特征值，并且，所述分析單元基于所 述音頻輸出單元的傳遞特性來估計從所述音頻輸出單元輸出并且泄漏到所 述音頻輸出單元的外部的所述樂曲數(shù)據(jù)的聲音泄露成分，并且提取所估計 出的所述樂曲數(shù)據(jù)的聲音泄露成分的特征值，并且其中，所述控制單元基于所估計出的所述周圍環(huán)境的噪聲數(shù)據(jù)的信號 成分的特征值和所估計出的所述樂曲數(shù)據(jù)的聲音泄露成分的特征值，來調(diào) 節(jié)所述樂曲數(shù)據(jù)的回放音量。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的音量調(diào)節(jié)設備，其中，所述控制單元包括存儲器，所述存儲器被配置為存儲預定條數(shù)的音量調(diào)節(jié)信息，并且所述控 制單元每預定時間基于所述噪聲數(shù)據(jù)的特征值和所述樂曲數(shù)據(jù)的特征值來 產(chǎn)生所述音量調(diào)節(jié)信息，并且基于所述存儲器中所存儲的所述預定條數(shù)的 音量調(diào)節(jié)信息的平均值來調(diào)節(jié)所述樂曲數(shù)據(jù)的回放音量。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的音量調(diào)節(jié)設備，其中，所述控制單元分別 執(zhí)行加權(quán)因子與所述存儲器中所存儲的所述預定條數(shù)的音量調(diào)節(jié)信息的巻 積，并且基于預定條數(shù)的與加權(quán)因子進行了巻積的音量調(diào)節(jié)信息的平均值 來調(diào)節(jié)所述樂曲數(shù)據(jù)的回放音量，并且其中，所述加權(quán)因子被設置以使得 所述音量調(diào)節(jié)信息的權(quán)重隨著所述音量調(diào)節(jié)信息變舊而減小。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的音量調(diào)節(jié)設備，還包括噪聲降低單元，所述噪聲降低單元被配置為降低由所述聲音收集單元所收集的噪聲數(shù)據(jù)的噪聲電平；以及等價濾波器，所述等價濾波器具有與由所述噪聲降低單元所提供的噪 聲降低效果等價的效果，其中，所述分析單元提取通過將所述等價濾波器應用于由所述聲音收 集單元所收集的噪聲數(shù)據(jù)而被降低了噪聲電平的噪聲數(shù)據(jù)的特征值，并且其中，所述控制單元基于所述被降低了噪聲電平的噪聲數(shù)據(jù)的特征值 和所述樂曲數(shù)據(jù)的特征值，來調(diào)節(jié)所述樂曲數(shù)據(jù)的回放音量。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的音量調(diào)節(jié)設備，還包括測量控制單元，所述測量控制單元被配置為測量所提供的樂曲數(shù)據(jù)的 音量，并且基于所測量出的所述樂曲數(shù)據(jù)的音量和預先設置的關于所述樂 曲數(shù)據(jù)的音量的閾值來判定所述樂曲數(shù)據(jù)的適當音量，其中，當所測量出的所述樂曲數(shù)據(jù)的音量沒有超過所述閾值時，所述 測量控制單元控制所述分析單元來提取所述噪聲數(shù)據(jù)的特征值和所述樂曲 數(shù)據(jù)的特征值。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的音量調(diào)節(jié)設備，還包括合成單元，所述合成單元被配置為從由所述聲音收集單元所收集的噪 聲數(shù)據(jù)中減去所提供的樂曲數(shù)據(jù)，其中，所述分析單元基于來自所述合成單元的輸出來提取所述噪聲數(shù)據(jù)的特征值。
15.—種音量調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟-收集周圍環(huán)境的噪聲數(shù)據(jù)；提取指示所收集的噪聲數(shù)據(jù)的特征的特征值和指示所提供的樂曲數(shù)據(jù) 的特征的特征值；以及基于所述噪聲數(shù)據(jù)的特征值和所述樂曲數(shù)據(jù)的特征值來產(chǎn)生用于調(diào)節(jié) 所述樂曲數(shù)據(jù)的回放音量的音量調(diào)節(jié)信息，并且基于所述音量調(diào)節(jié)信息來 調(diào)節(jié)所述樂曲數(shù)據(jù)的回放音量。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種音量調(diào)節(jié)設備和音量調(diào)節(jié)方法。音量調(diào)節(jié)設備包括被配置為收集周圍環(huán)境的噪聲數(shù)據(jù)的聲音收集單元；被配置為提取指示由聲音收集單元所收集的噪聲數(shù)據(jù)的特征的特征值和指示所提供的樂曲數(shù)據(jù)的特征的特征值的分析單元；和控制單元，控制單元被配置為基于噪聲數(shù)據(jù)的特征值和樂曲數(shù)據(jù)的特征值來產(chǎn)生用于調(diào)節(jié)樂曲數(shù)據(jù)的回放音量的音量調(diào)節(jié)信息，并且基于音量調(diào)節(jié)信息來調(diào)節(jié)樂曲數(shù)據(jù)的回放音量。
文檔編號G10L21/00GK101625868SQ20091015124
公開日2010年1月13日 申請日期2009年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月8日
發(fā)明者劍持千智, 鈴木志朗, 高橋秀介 申請人:索尼株式會社