声学设备和检测异常声音的方法技术

本发明专利技术公开了声学设备和检测异常声音的方法。耳塞单元包括信号处理单元。耳塞单元被插入到外耳道中并随后被使用。在耳塞单元中，扬声器被布置在耳膜侧，并且麦克风被布置在耳膜侧的相对侧。麦克风收集反映了用户头部形状或耳廓特性的声音。麦克风的输出信号被音量调节单元进行放大处理，并且随后被提供到扬声器。经放大的声音从扬声器被输出。频率特性在从麦克风到扬声器的系统中在至少比可听频带更大的频带中被平滑。

【技术实现步骤摘要】
声学设备和检测异常声音的方法
本技术涉及声学设备和检测异常声音的方法。具体地，本技术涉及允许用户在需要考虑泄露到用户房间周围区域的声音的环境中以令人满意的音量欣赏音乐，而不损害由用户所构造的音乐欣赏环境的特征的声学设备。
技术介绍
在与声音相关联的爱好(诸如，音乐欣赏、电影欣赏或视频游戏)中，关注声音质量的用户希望构造其所喜欢的音乐欣赏环境并以大音量享受音乐。使用执行了隔音处理等的音频房间是好的，但是，当音频房间等不可用时，在考虑到附近的情况下很难将音量提高到令人满意的水平。尤其地，必须在晚上等进一步减小音量。例如，可以通过利用日本专利申请早期公开No.2009-141880中所公开的环绕声耳机(surroundheadphone)来以令人满意的音量享受音乐。但是，在该情形中，存在如下问题：其不同于优选的重放环境，并且当两个或更多个人正利用耳机欣赏音乐时，他们不能彼此交谈。
技术实现思路
鉴于上述，做出了本技术，并且希望使用户在需要考虑泄露到用户房间周围区域的声音的环境中以令人满意的音量欣赏音乐，而不损害由用户所构造的音乐欣赏环境的特征。本技术的一方面是声学设备，包括：耳塞单元，该耳塞单元被插入到外耳道中并且包括布置在耳膜侧的扬声器和布置在与耳膜侧相对的一侧的麦克风；以及信号处理单元，该信号处理单元处理麦克风的输出信号并且将经处理的信号提供给扬声器。信号处理单元包括音量调节单元，该音量调节单元对麦克风的输出信号执行放大处理，并且频率特性在从麦克风到扬声器的系统中在至少比可听频带大的频带中被平滑。本技术的声学设备被配置为包括耳塞单元和信号处理单元。耳塞单元被插入到外耳道中并随后被使用。在耳塞单元中，扬声器被布置在耳膜侧，并且麦克风被布置在耳膜侧的相对侧。麦克风收集声音。麦克风的输出信号被音量调节单元进行放大处理并且随后被提供到扬声器。被放大到所希望水平的声音从扬声器被输出。在本技术中，频率特性在从麦克风到扬声器的系统中在至少比可听频带大的频带中被平滑。在本技术中，由于麦克风被布置在插入到外耳道中的耳塞单元中，因此麦克风可收集反映了用户的头部形状或耳廓特性的声音。另外，在本技术中，由于频率特性在从麦克风到扬声器的系统中在至少比可听频带更大的频带中被平滑，因此由麦克风所收集的声音可从扬声器被输出，而不改变声音质量。另外，由于耳塞单元被插入到外耳道中并随后被使用，因此，防止声音不经过从麦克风到扬声器的系统而直接到达耳膜。当该声音被直接听到时，该声音稍微不同于经过从麦克风到扬声器的系统之后所输出的声音，并且因此会出现不舒服的感觉。但是，在本技术中，避免了该情形。因此，在本技术中，用户可在需要考虑泄露到用户房间周围区域的声音的环境中以令人满意的音量欣赏音乐，而不损害由用户所构造的音乐欣赏环境的特征(声音质量，扬声器布置等)。根据本技术，例如，信号处理单元还可包括频率特性校正单元，该频率特性校正单元对麦克风的输出信号执行与从麦克风到扬声器的系统中的频率特性相反的特性的频率特性校正。在该情形中，频率特性校正单元执行频率特性校正，并且因此频率特性在从麦克风到扬声器的系统中在至少比可听频带大的频带中被平滑。因此，从麦克风到扬声器的系统无需配置有具有优良频率特性的非常昂贵的硬件，并且因此可以以低成本被配置。另外，根据本技术，例如，信号处理单元还可包括对麦克风的输出信号执行静音处理的静音处理单元。通过以这种方式布置静音处理单元，防止了大的声音从扬声器输出，并且因此可保护听觉。另外，耳塞单元例如可包括具有内置触摸传感器的附接/分离辅助工具，并且静音处理单元基于触摸传感器的输出来执行静音操作。在该情形中，当用户利用附接/分离辅助工具插入或移出耳塞单元时，来自扬声器的声音可被静音。因此，当耳塞单元被插入或移出时，可防止当耳塞单元摩擦外耳道时所生成的大声从扬声器输出。信号处理单元例如还可包括基于麦克风的输出信号来检测异常声音的异常声音检测单元，并且静音处理单元基于异常声音检测单元的检测输出来执行静音操作。在该情形中，当具有显著变化的增益的异常声音被麦克风收集时，来自扬声器的声音可被静音。因此，可防止异常声音从扬声器输出。异常声音检测单元例如包括：异常声音检测工作缓冲器，其顺序地存储麦克风的输出信号，增益异常检测单元，其通过在时间方向上扫描存储在异常声音检测工作缓冲器中的信号并检查信号增益是否异常来检测增益异常，时间-频率变换单元，其对存储在异常声音检测工作缓冲器中的信号执行时间-频率变换，频率功率谱计算单元，其基于时间-频率变换单元的输出来计算每个谱的功率并且计算频率功率谱，异常声音频率特性检测单元，其将由频率功率谱计算单元所计算出的频率功率谱与预定义异常声音的频率功率谱的特性相比较并且检测异常声音，以及异常声音检测判定单元，其基于增益异常检测单元和异常声音频率特性检测单元的检测结果来获得异常声音检测单元的检测输出。根据本技术，例如，耳塞单元包括与外耳道相接触的外侧构件以及其外圆周被外侧构件覆盖的内侧构件，并且扬声器和麦克风被布置在内侧构件中。如上所述，耳塞单元具有双重结构。由于耳塞单元被多次插入到外耳道中或从中移出，因此，耳塞单元的外部侧会变脏或被损坏。但是，由于耳塞单元具有双重结构，因此，可通过替换来容易地将外侧构件恢复到其原始状况。根据本技术的实施例，用户可在需要考虑泄露到用户房间周围区域的声音的环境中以令人满意的音量欣赏音乐，而不损害由用户所构造的音乐欣赏环境的特征。附图说明图1是示出了根据本技术的第一实施例的声学设备的耳塞单元的配置的示图；图2是示出了根据本技术的第一实施例的声学设备的电路配置示例的框图；图3是示出了从麦克风到扬声器的系统的频率特性示例的示图；图4是示出了根据本技术的第二实施例的声学设备的电路配置示例的框图；图5是用于说明校正被执行以使得从麦克风到扬声器的系统的频率特性在至少比可听频带更大的频带中被平滑的示图；图6是用于说明频率特性校正电路的频率特性校正方法的示图；图7是示出了根据本技术的第三实施例的声学设备的电路配置示例的框图；图8是示出了从麦克风的输出信号检测异常声音的异常声音检测电路的配置示例的框图；以及图9是示出了声学设备的另一配置示例的框图。具体实施方式以下，将参照附图来详细描述本公开的优选实施例。注意，在本说明书和附图中，用相同的参考标号来表示具有本质上相同的功能和结构的结构元件，并且省去了对这些结构元件的重复说明。以下，将参照附图来描述体现本技术的实施例(以下，称为“实施例”)。将以以下的次序来做出描述。1.第一实施例2.第二实施例3.第三实施例4.修改实施例<1.第一实施例>[声学设备的配置]图1的(a)和(b)示出了根据本技术的第一实施例的声学设备10的配置示例。声学设备100包括耳塞单元100L和100R以及信号处理单元200。耳塞单元100L用于左耳，耳塞单元100R用于右耳，并且耳塞单元100L和100R具有相同的配置。为了简化示图，图1的(a)和(b)仅示出了用于左耳的耳塞单元100L。图1的(a)中的左耳部分示意性地示出了当从前方看时的耳廓(auricle)310和外耳道(externalauditorycanal)320。图1的(b本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种声学设备，包括：耳塞单元，该耳塞单元被插入到外耳道中并且包括布置在耳膜侧的扬声器和布置在与所述耳膜侧相对的一侧的麦克风；以及信号处理单元，该信号处理单元处理所述麦克风的输出信号并且将经处理的信号提供给所述扬声器，其中，所述信号处理单元包括音量调节单元，该音量调节单元对所述麦克风的输出信号执行放大处理，并且频率特性在从所述麦克风到所述扬声器的系统中在至少比可听频带大的频带中被平滑。

【技术特征摘要】
2011.05.09 JP 2011-1040341.一种声学设备，包括：耳塞单元，该耳塞单元被插入到外耳道中并且包括布置在耳膜侧的扬声器和布置在与所述耳膜侧相对的一侧的麦克风；以及信号处理单元，该信号处理单元处理所述麦克风的输出信号并且将经处理的信号提供给所述扬声器，其中，所述信号处理单元包括音量调节单元，该音量调节单元对所述麦克风的输出信号执行放大处理，并且频率特性在从所述麦克风到所述扬声器的系统中在至少比可听频带大的频带中被平滑，其中，所述信号处理单元还包括静音处理单元，该静音处理单元对所述麦克风的输出信号执行静音处理，其中，所述信号处理单元还包括异常声音检测单元，该异常声音检测单元基于所述麦克风的输出信号来检测异常声音，并且所述静音处理单元基于所述异常声音检测单元的检测输出来执行静音操作。2.根据权利要求1所述的声学设备，其中，所述信号处理单元还包括频率特性校正单元，该频率特性校正单元对所述麦克风的输出信号执行与从所述麦克风到所述扬声器的系统中的频率特性相反的特性的频率特性校正。3.根据权利要求1所述的声学设备，其中，所述耳塞单元包括具有内置触摸传感器的附接/分离辅助工具，并且所述静音处理单元基于所述触摸传感器的输出来执行静音操作。4.根据权利要求1所述的声学设备，其中，所述异常声音检测单元包括异常声音检测工作缓冲器，该异常声音检测工作缓冲器顺序地存储所述麦克风的输出信号，增益异常检测单元，该增益异常检测单元通过在时间方向上扫描存储在所述异常声音检测工作缓冲器中的信号并检查信号增益是否异常来检测增益异...

【专利技术属性】
技术研发人员：剑持千智，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：