信號處理設備和信號處理方法

2023-10-11 18:41:14 1

專利名稱：信號處理設備和信號處理方法
技術領域：
本發明涉及根據預定目的為音頻信號執行信號處理的信號處理設備及其方法。
背景技術：
在聲學領域中，MFB(運動反饋)是已知的。MFB是用於通過檢測揚聲器單元的振 動膜的運動並向輸入的音頻信號施加負反饋，來控制例如揚聲器單元的振動膜和輸入的音 頻信號具有相同的運動。因此，例如在低頻帶諧振頻率f0附近的振動被衰減，從而諸如所 謂「嗡嗡聲」(boomy base)的對低頻帶的不希望有的影響在聽覺上得以抑制。相關技術已經在JP-A-9-289699中公開。

發明內容
迄今，MFB技術僅僅用於增強從揚聲器單元再現的聲音的質量。需要通過MFB技 術給予新的增值功能來為例如作為聽者的用戶提供更有用的音頻收聽環境。根據本發明的一個實施例，提供一種信號處理設備，包括一個或多個檢測裝置， 布置用於根據作為不同反饋方法的第一至第η反饋方法檢測揚聲器的振動膜的運動；模數 轉換裝置，用於將檢測裝置獲取的模擬形式的一個或多個檢測信號轉換為數字形式；反饋 信號生成裝置，用於通過利用模數轉換裝置獲取的數字形式的檢測信號生成對應於第一至 第η反饋方法的反饋信號；合成裝置，用於將要被輸出作為揚聲器的驅動信號的數字形式 的音頻信號與反饋信號組合；校正均衡器裝置，用於設置均衡特性以通過改變數字形式的 音頻信號的頻率特性，使得由揚聲器再現的聲音具有目標頻率特性；反饋操作設置裝置，用 於從第一至第η反饋方法中設置其中執行到由合成裝置執行的將音頻信號與反饋信號組 合的反饋操作的反饋方法，和其中不執行反饋操作的反饋方法；以及均衡特性改變和設置 裝置，用於根據其中由反饋操作設置裝置所設置的執行反饋操作的反饋方法和其中不執行 反饋操作的反饋方法的組合來改變將由校正均衡器裝置設置的均衡特性。在上述配置之下，基於數位訊號處理(數字電路)配置至少一個用於基於檢測信 號生成反饋信號並向輸入的音頻信號施加反饋信號作為反饋的系統，作為MFB (動反饋)信 號處理系統。另外，作為本發明的一個實施例，集中於基於數位訊號處理容易實現改變內部 設置、改變參數等等，將從多個反饋方法中被打開(turn on)的反饋方法的組合被配置為能 夠被改變。此外，根據將被打開的反饋方法的組合的改變，用於校正揚聲器中再現的聲音的 頻率特性的均衡特性也被改變。因此，根據本發明的實施例，例如通過改變將被打開的反饋方法的組合，可以基於 是否應用了 MFB來選擇具有不同收聽模式的再現聲音。另外，由此，再現聲音的頻率特性根 據將被打開的反饋方法的組合而被適當地糾正。換言之，通過組合將被打開的反饋方法，可 以獲取最佳的頻率特性，從而再現聲音的聲音質量能夠被保持得極好。如上所述，根據本發明的實施例，可以提出一種新的聲音收聽方法，其中可以選擇 根據反饋方法的組合聽起來不同的再現聲音上的區別，同時保持再現聲音的極佳聲音質量。


圖1示出了由數字電路配置的MFB信號處理系統的基本配置的一個實例；圖2示出了根據本實施例，由數字電路配置的MFB信號處理系統的一個配置實 例；圖3表示在MFB-關模式中，由揚聲器單元再現的聲音的頻率特性；圖4表示在第一 MFB-開模式中，由揚聲器單元再現的聲音的頻率特性；圖5表示在第二 MFB-開模式中由揚聲器單元再現的聲音的頻率特性；圖6表示在MFB-開模式中執行均衡器校正的情形下，由揚聲器單元再現的聲音的 頻率特性；圖7A-7C示意了基於瞬態現象，對應於每一 MFB操作模式的聲音的區別；圖8表示模式設置表的內容的實例；圖9表示增益-校正特性表的內容的實例；圖10示出了根據本實施例的一個修正實例的MFB信號處理系統的配置實例；圖11示出了根據一個實施例，用於設置反饋增益的數位訊號處理單元的配置實 例；圖12示出了根據一個實施例，用於設置均衡器校正特性的數位訊號處理單元的 配置實例；圖13是流程圖，表示基於圖12所示的配置設置均衡器校正特性的處理序列的實 例；圖14示出了根據一個實施例，用於設置出廠裝運時的初始均衡器校正特性的配 置實例；圖15示出了模擬MFB信號處理系統的配置實例；圖16示出了在關閉圖15所示的MFB信號處理系統的情形下，由揚聲器單元再現 的聲音的頻率特性；圖17示出了在打開圖15所示的MFB信號處理系統的情形下，由揚聲器單元再現 的聲音的頻率特性；圖18示出了通過校正圖17所示的特性所獲取的頻率特性；圖19示出了其中可以調整反饋增益的模擬MFB信號處理系統的配置實例；圖20示出了在圖19所示的MFB信號處理系統中，根據反饋增益的調整形成的電 路形式的實例；以及圖21是用於示意圖20所示的電路形式的反饋增益的調整的實例的頻率特性圖。
具體實施例方式下面以以下順序描述用於實現本發明的模式(下文中稱為實施例)。1.模擬MFB的配置實例2.數字MFB 基本配置3.數字MFB:實施例
3-1.配置實例3-2.設置均衡器的校正特性3-3.應用實例(第一實例)3-4.應用實例(第二實例)4.數字MFB:修正實例5.反饋增益的調整；5-1.模擬電路中的調整；5-2.數字電路中的調整；6.均衡器的校正特性的調整；6-1.模擬電路中的調整；6-2.數字電路中的調整；1.模擬MFB的配置實例MFB(運動反饋)是用於檢測揚聲器單元的振動並向要被提供給揚聲器單元的音 頻信號施加負反饋的技術。迄今，已經努力通過使用MFB控制揚聲器單元更精確地根據輸 入的音頻信號振動來實現聽到的聲音質量的提高。具體而言，揚聲器單元的振動膜的不必 要的振動，例如在低頻帶諧振頻率f0附近的振動被抑制。因此，可以獲取對低頻帶的不希 望有的影響(所謂的「嗡嗡聲」)被抑制的聲音。圖15示出了對應於MFB的信號處理系統(MFB信號處理系統)由模擬電路來配置 的情形下的實例。如圖所示，首先由低頻帶校正均衡器101為模擬音頻信號執行下文中將 要描述的低頻帶補償，並且將補償後的音頻信號輸出到合成器102。合成器102接收從低頻帶校正均衡器101發送的音頻信號以及從增益調整量單元 108傳送的信號作為輸入。下文中將要描述的從增益調整量單元108傳送的信號是基於揚 聲器單元104的運動的檢測而獲取的MFB的反饋信號。合成器102將從低頻帶校正均衡器 101傳送的音頻信號與反向反饋信號組合。換言之，通過利用反饋信號向音頻信號施加負反 饋來輸出音頻信號。從均衡器102輸出的音頻信號被功率放大器103放大並被輸出到揚聲器單元104。 因此，在揚聲器單元104中根據音頻信號再現聲音。由電阻器Rl、R2和R3配置的橋接電路105根據MFB被布置在從功率放大器103 延伸到揚聲器單元104的驅動信號線上，而且橋接電路105的輸出被配置為輸入到檢測器 /放大器電路106。檢測器/放大器電路106放大通過檢測在揚聲器單元104的語音線圈中生成的 反電動勢所獲取的信號並將放大後的信號輸出到低通濾波器(LPF) 107。在此，由橋接電路 105檢測的反電動勢對應於根據揚聲器單元104的振動膜的運動檢測振動膜的速度。LPF107從輸入信號中除去對於MFB控制來說不必要的頻帶並將輸入信號輸出到 增益調整量單元108。增益調整量單元108例如根據預先為輸入信號設置的增益值施加增益(反饋增 益)並將結果信號輸出到合成器102作為反饋信號。在此，圖16至18示出了在圖15中所示的模擬MFB的配置下測量的揚聲器單元 107的頻率特性。另外，在此情形下假定揚聲器單元107的低頻帶諧振頻率fO為80Hz。
圖16示出了在MFB被關閉以便不被操作的情形下的頻率特性。換言之，在音頻信 號被直接輸入到功率放大器103並被放大，以便不利用低頻帶校正均衡器101執行校正以 及不利用合成器102施加負反饋來驅動揚聲器單元104的情形下，獲取該特性。接下來，圖17示出了使用(打開)MFB的情形下揚聲器單元107的特性。然而，所 示出的特性是沒有通過低頻帶校正均衡器101對低頻帶進行補償的狀態下的特性。通過對圖16和17相互比較，顯然，當打開MFB時靠近低帶諧振頻率f0的功率相 比MFB被關閉時受到抑制。這就表明通過應用MFB低帶諧振頻率f0處的振動被有效抑制 了。然而，圖17中所示的上述頻率特性可以被理解為，例如在期望平坦的頻率特性的 情形下，低頻帶的功率被衰減了的狀態。因此，在圖15所示的MFB配置中，低頻帶校正均衡 器101被布置在合成器102的前一級。換言之，被MFB衰減的輸入的音頻信號的低頻帶通 過低頻帶校正均衡器101被預先校正(頻帶補償)。圖18示出了在MFB被打開且在圖15所示的配置下由低頻帶校正均衡器101執行 頻帶補償的情形下所獲取的頻率特性。在圖18所示的頻率特性中，低頻帶一側的功率相比圖17中所示的增大了。因此， 大體上能夠獲取比圖17中所示的更加平坦(平滑)的特性。換言之，通過由低頻帶校正均 衡器101執行的頻帶補償而使頻率特性得以增強。例如，圖15所示的低頻帶校正均衡器101的均衡特性(校正特性)設置如下首先，在輸入的音頻信號通過低頻帶校正均衡器101之後MFB被打開的狀態下測 量揚聲器單元107的頻率特性。接著，計算出允許所測量的頻率特性成為目標頻率特性，例 如平坦頻率特性，的校正量。換言之，獲取將被改變的頻帶以及該頻帶可能需要的增益。然 後，例如手動設置低頻帶校正均衡器101的均衡特性以便獲取上述的校正量。另外，在模擬配置下，例如手動執行對於增益調整量單元108的增益值的設置。2.數字MFB 基本配置圖15所示的MFB信號處理系統的上述配置是由模擬電路配置的。另一方面，在本 實施例中，由數字電路配置Mra信號處理系統。首先，圖1示出了可以被認為是數字MFB信號處理系統的基本配置的一個實例。另 外，該圖中所示的配置對應於作為音頻信號的源的音頻聲源具有多通道配置的情形下，形 成多通道的多個通道中的一個通道。如圖1所示，首先，通過將模擬音頻信號(輸入的音頻信號)輸入到ADC (A/D轉換 器)11，模擬音頻信號被轉換為數字音頻信號並被輸入到數位訊號處理單元10。此情形下的數位訊號處理單元10例如由低頻帶校正均衡器12、合成器13、LPF20 以及增益控制部分21配置而成。例如，數位訊號處理單元10可以由DSP(數位訊號處理 器)配製。因此，數位訊號處理單元10的低頻帶校正均衡器12、合成器13、LPF20以及增 益控制部分21中每一個的信號處理都可以由諸如由DSP執行的指令等的程序來實現。輸入到數位訊號處理單元10的數字音頻信號通過低頻帶校正均衡器12被輸出到 合成器13。合成器13反轉從增益控制部分21輸出的反饋信號並將該反轉的反饋信號與從 低頻帶校正均衡器12輸出的音頻信號組合。因此，可以對音頻信號施加與在語音線圈中生 成的反電動勢的檢測一致的負反饋。
從合成器13輸出的數字音頻信號被輸入到DAC (D/A轉換器)14作為數位訊號處 理單元10的輸出。DAC14將輸入的數字音頻信號轉換為模擬信號的形式並將該模擬音頻信號輸出到 功率放大器15。功率放大器15放大該模擬音頻信號並將該放大後的模擬音頻信號提供給揚聲器 單元(揚聲器)16作為揚聲器驅動信號。根據揚聲器驅動信號被驅動的揚聲器單元16再 現與輸入的音頻信號一致的聲音。已知有幾種檢測MFB中揚聲器單元16的振動膜的運動的方法。在此使用一種橋 接檢測方法。根據橋接檢測方法，如圖所示的橋接電路17針對布置在功率放大器15和揚 聲器單元16之間的揚聲器驅動信號的線來設置。如圖所示，該橋接電路17例如包括電阻 器Rl、R2和R3，並通過為如圖所示的電阻器執行橋連而形成。檢測器/放大器電路18通過檢測橋接電路17的電阻器Rl和R2的連接點與揚聲 器單元16和電阻器R3的連接點之間的電勢，來檢測揚聲器驅動信號流經的揚聲器單元16 的語音線圈中生成的反電動勢。在此檢測到的反電動勢的大小對應于振動，即揚聲器單元 16的振動膜的運動。特別地，檢測到的反電動勢的大小對應於靠近低頻帶諧振頻率fO的振 動膜的運動。此情形下的檢測器/放大器電路18放大檢測信號然後將放大後的檢測信號輸出 到ADC(A/D轉換器)19。ADC19將自檢測器/放大器電路18輸出的模擬檢測信號轉換為數位訊號並輸出該 數位訊號到數位訊號處理單元10。自ADC19輸出的數字檢測信號被輸入給數位訊號處理單元10的LPF (低通濾波 器)20。LPF20例如由FIR濾波器等構成。LPF20允許對應於等於或小於預定頻率的頻率的 頻帶信號分量通過，從而消除對於MFB控制不需要的高頻分量。通過LPF20的信號被輸入 到增益控制部分21。例如增益控制部分21設置例如對應於反饋量的輸入信號的增益(反饋增益)，並 將結果信號輸出到合成器13作為反饋信號。通過由橋接電路17依據橋接檢測方法檢測而獲取的信號直接代表了振動膜的運 動速度。然後，根據速度的檢測生成通過經LPF20限制檢測信號的頻帶獲取的反饋信號。換 言之，圖1所示的MFB方法(反饋方法反饋控制方法)對應於速度反饋型。合成器13反轉反饋信號的相位並將反饋信號與自低頻帶校正均衡器12輸出的音 頻信號組合。因此，可以獲取負反饋操作作為速度反饋型。此情形下的合成器13的輸出被輸入到DAC(D/A轉換器)14作為數位訊號處理單 元10的輸出音頻信號並被轉換為模擬音頻信號。功率放大器15放大自DAC14輸出的模擬音頻信號並將放大後的音頻信號提供給 揚聲器單元16的語音線圈作為揚聲器驅動信號。
0083]通過如上所述提供揚聲器驅動信號，對應於輸入的音頻信號的聲音由揚聲器單元 16再現。通過對基於揚聲器驅動信號的音頻信號施加速度反饋，對應於例如接近低帶諧振 頻率fO的頻率的揚聲器單元16的振動膜的運動被抑制。換言之，可以應用MFB。因此，例 如，揚聲器單元16再現的聲音得以增強。
另外，如上所述，其中接近低帶諧振頻率f0的功率趨向於降低的頻率特性是通過 僅應用MFB獲取的。通過數位訊號處理單元10的低頻帶校正均衡器12執行對頻率特性的 校正或補償。換言之，用於校正在當僅應用MFB以成為目標頻率特性(例如，平坦的特性) 時獲取的頻率特性的均衡特性(校正特性)被給予低頻帶校正均衡器12。因此，通過低頻 帶校正均衡器12的音頻信號被均衡，使得由於應用MFB所衰減的頻帶的功率被預先提高。 結果，不管是否應用了 MFB，都可以獲取具有所期望的頻率特性的由揚聲器單元16再現的 聲音。3.數字MFB:實施例3-1.配置實例如圖1所示，通過利用數字電路配置MFB信號處理系統，可以不改變物理組件的常 量、替換物理組件等而對特性或操作模式進行改變或在它們之間切換。這可以通過描述例 如在數位訊號處理系統由DSP配置的情形下，要在將被給予DSP等的程序中設置的要被改 變的必要參數和常量，而以簡單的方式實現。例如，在如圖15所示的MFB信號處理系統由 模擬電路配置的情形下，很難根據特性或操作模式之間的切換來適當地自動改變此類參數 和常量的設置。MFB的最初目的是通過控制揚聲器單元的振動膜的振動或運動以便儘可能地維持 輸入音頻信號的保真度來增強聲音再現的保真度和聲音質量。就本實施例而言，提出了一種配置，在該配置中，除了實現作為MFB的最初目的的 保真度和聲音質量的增強之外，通過使用數字電路配置MFB可以獲取的上述優點被更有效 利用。圖2示出了根據本實施例的MFB信號處理系統的配置實例。作為該圖所示的實施 例的MFB信號處理系統還包括其中使用數字電路的配置。因此，給每個與圖1中所示部分 相同的部分賦予相同的附圖標記，並省略其描述。在圖2所示的數位訊號處理單元10中，向圖1中所示的配置添加差分處理部分 22、LPF23、以及增益控制部分24。對於差分處理部分22，從ADC19輸入到LPF20的數字形 式的音頻信號被分支以便作為輸入。差分處理部分22對輸入的音頻信號執行差分計算處理並將結果信號輸出給 LPF23。如上所述，由橋接電路17通過檢測反電動勢獲取的信號可以被視作指示振動膜的 運動速度的信號。差分處理部分22計算對應於上述速度的檢測信號的差分。換言之，由差 分處理部分22獲取的信號(差分值)對應於計算振動膜的運動的加速度並且是對應於該 加速度的檢測信號。LPF23除去了對於來自輸入的差分信號的加速度反饋控制不需要的高 頻帶分量，即，加速度的檢測信號，並輸出結果信號給增益控制部分24。增益控制部分24對 輸入信號施加必要的反饋增益並輸出結果信號到合成器13作為對應於加速度反饋型的反 饋信號。這種情形下的合成器13能夠使得從低頻帶校正均衡器12輸出的音頻信號與從增 益控制部分21輸出的對應於速度反饋型的反饋信號相結合，以及與通過應用負反饋從增 益控制部分24輸出的對應於加速度型的反饋信號相結合。換言之，在圖2所示的配置中， 組合了速度反饋型和加速度反饋型的控制被配置作為MFB來執行。速度反饋型的MFB信號處理系統可以視作是通過在閉環系統中包含布置在LPF20和增益控制部分21 —側的信號處理系統來構成，該閉環系統是從來自合成器13的音頻信 號輸出到將反饋信號反饋到合成器13構成的。另一方面，加速度反饋型的MFB信號處理系統也可以視作是通過在上述的閉環系 統中包含布置在差分處理部分22、LPF23和增益控制部分24 —側的信號處理系統來構成。在圖2所示的配置中，如上所述，作為數位訊號處理系統的數位訊號處理單元10 包括對應於速度反饋型的LPF20和增益控制部分21的系統，以及對應於加速度反饋型的差 分處理部分22、LPF23和增益控制部分24的系統。這就表明可以在僅依賴於速度反饋型的 操作模式、僅依賴於加速度反饋型的操作模式、以及速度反饋型和加速度反饋型均有效的 操作模式之間執行切換，例如作為這些操作模式之間的一種類型的切換。如上所述，對於數 字電路可以以簡單的方式實現操作模式之間的這種切換。特別地，在執行僅依賴於速度反饋型的操作的情形下，執行對應於LPF20和增益 控制部分21的信號處理，而無需執行對應於差分處理部分22、LPF23和增益控制部分24的 信號處理。另外，在這種情形下，合成器13可能反轉自增益控制部分21輸出的反饋信號的 相位並將自低頻帶校正均衡器12輸出的音頻信號僅與相位被反轉的反饋信號組合。另一方面，在執行僅依賴於加速度反饋型的操作的情形下，執行對應於差分處理 部分22、LPF23和增益控制部分24的信號處理，不執行對應於LPF20和增益控制部分21的 信號處理。在此情形下，合成器13反轉自增益控制部分24輸出的反饋信號的相位並將自 低頻帶校正均衡器12輸出的音頻信號僅與相位被反轉的反饋信號組合。此外，在速度反饋型和加速度反饋型都被運行的情形下，對應於LPF20和增益控 制部分21的信號處理以及對應於差分處理部分22、LPF23和增益控制部分24的信號處理 均執行。在此情形下，合成器13反轉自增益控制部分21以及自增益控制部分24輸出的兩 個反饋信號的相位，並將自低頻帶校正均衡器12輸出的音頻信號與該兩個相位被反轉的 反饋信號組合。在此，如同上述的MFB操作模式的切換，首先MFB被配置成是打開還是關閉。另外， 在圖2中MFB被關閉的操作模式(MFB-關模式)的情形下，輸入的音頻信號可由ADCll轉 換為數字形式，輸入到數位訊號處理單元10，並輸出給DAC14而無需執行與MFB相關的數字 信號處理(可以適當執行其它必要的數位訊號處理)。另外，在MFB被打開的情形下，假定執行了僅速度反饋型被運行的操作模式(第一 MFB-開模式)和速度反饋型和加速度反類型均被運行的操作模式(第二 MFB-開模式)之 間的切換。然而，在這裡的描述中，為描述方便起見，假定在增益控制部分21和24中設置 的每個增益值被設置為被選定為最優值的一個值。有源揚聲器或類似裝置是作為具有圖2中所示配置的一個有代表性的實際裝置。3-2.設置均衡器的校正特性在圖2所示的配置之下，低頻帶校正均衡器12由諸如FIR(有限衝激響應)濾波器 或IIR(無限衝激響應)濾波器的數字電路配置。因此，可以很容易改變校正特性的設置。 由此，在執行上述的MFB操作模式的切換的前提下，描述低頻帶校正均衡器12的校正特性 的設置的實例。首先，圖3表示在圖2中所示的MFB信號處理系統中速度反饋型MFB和加速度反 饋型MFB中任意一個被關閉的MFB-關模式的情形下，揚聲器單元16的頻率特性。
另外，圖4表示在圖2中所示的MFB信號處理系統中速度反饋型MFB被打開而加 速度反饋型MFB被關閉的第一 MFB-開模式的情形下，揚聲器單元16的頻率特性。然而，並 未通過低頻帶校正均衡器12對輸入的音頻信號施加頻帶校正。圖5表示在圖2中所示的MFB信號處理系統中速度反饋型MFB和加速度反饋型MFB 均被打開的第二 MFB-開模式的情形下，揚聲器單元16的頻率特性。在圖5所示的情況下， 類似於圖4所示的情形，並未通過低頻帶校正均衡器12對輸入的音頻信號施加頻帶校正。從這些圖中可以觀察到，無論是在圖4所示的第一 MFB-開模式還是在圖5所示的 第二 MFB-開模式中，相比圖3所示的MFB-關模式，低帶諧振頻率f0附近的功率降低。換 言之，無論是在第一 MFB-開模式還是在第二 MFB-開模式中，揚聲器單元的振動膜看來被作 為MFB的反饋控制有效阻滯，而這就成為再現聲音的增強的基礎。然而，通過比較圖4所示的第一 MFB-開模式的特性與圖5所示的第二 MFB-開模 式的特性可以觀察到，儘管第一和第二MFB-開模式都是MFB-開模式之一，它們的特性卻互 不相同。例如，在圖5所示的第二 MFB-開模式中低帶諧振頻率f0附近的功率要比圖4所 示的第一 MFB-開模式中的趨於更強。這種區別取決於第一 MFB-開模式和第二 MFB-開模 式中對於反饋控制的條件的差異。接著，作為此情形下的低頻帶校正均衡器12的特性，根據對應於第一 MFB-開模式 的圖4所示的特性以及對應於第二 MFB-開模式的圖5所示的特性確定均衡器的兩個校正 特性，使得這兩個特性成為目標頻率特性。在此，目標頻率特性被假定為是平坦的(平滑的)特性。換言之，無論是在第一 MFB-開模式還是在第二 MFB-開模式的操作模式中，配置平坦的特性以被最終獲取作為揚 聲器單元16再現的聲音的頻率特性。在此情況下，第一 MFB-開模式和第二 MFB-開模式的頻率特性如圖4和5所示互 不相同。因此，為了既要在第一 MFB-開模式下又要在第二 MFB-開模式下獲取揚聲器單元 16的平坦的頻率特性，為第一 MFB-開模式和第二 MFB-開模式設置不同的校正特性。換言 之，對應於第一 MFB-開模式，獲取其特性將被改變的目標頻率以允許如圖4所示的測量的 頻率特性變平坦，以及獲取要為特性將被改變的目標頻率施加的參數(如，增益)，並且校 正特性根據所述參數來確定。類似地，對應於第二 MFB-開模式，獲取其特性將被改變的目 標頻率以允許如圖5所示的測量的頻率特性變平坦，以及獲取要為特性將被改變的目標頻 率施加的參數(如，增益)，並且校正特性根據所述參數來確定。然後，在實際的MFB信號處理系統的操作中，首先，當第一 MFB-開模式設置為操 作模式時，設置低頻帶校正均衡器12的參數使得對應於第一 MFB-開模式的校正特性被設 置。類似地，當設置第二 MFB-開模式時，設置低頻帶校正均衡器12的參數使得對應於第二 MFB-開模式的校正特性被設置。因此，即使是設置了第一MFB-開模式和第二MFB-開模式的任何一個時，例如如圖 6所示，可以獲取通過校正低頻帶的功率使其升高而獲取的平坦特性，作為揚聲器單元16 的頻率特性。另一方面，當操作模式為MFB-關模式時，設置輸入音頻信號以便通過低頻帶校正 均衡器12。3-3.應用實例(第一實例)
然而，即使是在第一 MFB-開模式和第二 MFB-開模式的頻率特性均被校正為上述 的平坦頻率特性時，揚聲器單元16再現的實際的聲圖案在第一 MFB-開模式和第二 MFB-開 模式中也都明顯不同。本發明人實際地檢查了這一現象。舉例來說，這樣的結果是由於第一 MFB-開模式和第二 MFB-開模式的不同反饋 控制條件造成的。因此，儘管測量的頻率特性被校正為一樣，在第一 MFB-開模式和第二 MFB-開模式中實際的揚聲器單元16的振動膜的阻滯狀態之間有所差異。例如，圖7A至7C示出了揚聲器單元16的振動膜的阻滯狀態中的差異被視作瞬態 現象的情形下的差異。圖7A至7C為原理圖，僅用於易於理解對於每種操作模式的瞬態現 象中的差異。圖7A示出了對應於圖3的MFB-關模式情形的特性，圖7B示出了對應於圖4的第 一 MFB-開模式情形的特性，而圖7C示出了對應於圖5的第二 MFB-開模式情形的特性。這 些圖可以視作，緊接時刻0停止給揚聲器單元16提供驅動信號之後，振動膜的運動(低帶 諧振頻率f0附近)的測量。在MFB-關模式的情形下，因MFB產生的阻尼無效。因此，如圖7A所示，在時刻0 過去之後形成振幅緩慢衰減的特性。另一方面，在圖7B所示的第一 MFB-開模式中，基於速度反饋型的MFB施加衰減。 因此，振幅從時刻0開始在相比圖7A所示的更短的時間內衰減。這表示例如所謂「嗡嗡聲」 的聲音的振動模式被抑制以便被增強。另外，在圖7C所示的第二 MFB-開模式中，振幅在從時刻0開始的短時間內衰減。 然而，相比圖7B的情形，形成了一幅其中振幅衰減的時間稍微變長的圖像。作為一種解釋， 這表示「嗡嗡聲」受到與圖7B所示情形同樣的抑制，而且與圖7B所示的情形相比形成一個 有些許混響殘留的收聽模式。儘管如上所述頻率特性被校正為在第一 MFB-開模式和第二 MFB-開模式中相同， 在揚聲器單元16中再現的聲音的聽覺印象和收聽模式之間仍有差異。第一 MFB-開模式和第二 MFB-開模式的收聽模式之間的差異並不表示一種模式就 絕對優於另一種模式。由此，該差異可以認為是表明根據聽眾的口味任何一種模式都合乎 需要。另外，對於相同的聽眾，可以根據將要被再現的聲音源的類型，如風格，來改變認為是 合乎需要的模式。在這種觀點中，在MFB信號處理系統由數字電路配置的情形下，可以考慮用於根 據用戶的操作在第一 MFB-開模式和第二 MFB-開模式之間切換的應用。換言之，除了 MFB的開/關狀態的改變之外，根據與打開MFB—致的聲音的口味可 以執行任意選擇將要切換至第一 MFB-開模式還是第二 MFB-開模式的操作。根據MFB的操作模式之間的切換操作，例如由數位訊號處理單元10存儲圖8中所 示的模式設置表的數據。在圖8所示的模式設置表中，首先，定義MFB-關模式、第一 MFB-開模式和第二 MFB-開模式中的操作模式項。可以選擇這些操作模式中的任何一個作為MFB的操作。然 後，使速度反饋型MFB的開/關設置的內容、加速度反饋型MFB的開/關設置的內容、以及 將在低頻帶校正均衡器12中設置的均衡器校正特性與每個操作模式相關聯。圖8中，對應於MFB-關模式，表示速度反饋型MFB要被關閉和加速度反饋型MFB要被關閉。另外，關於均衡器校正特性，低頻帶校正均衡器12被表示為將被通過。另一方面，對應於第一 MFB-開模式，表示速度反饋型MFB將被打開和加速度反饋 型MFB將被關閉。此外，在圖中寫入「特性1」作為均衡器校正特性。然而，實際上，特性將 被改變的目標頻率，以及特性將被改變的目標頻率處的參數(如增益)被指定為例如用於 使頻率特性變平的校正特性(均衡特性)。另一方面，表示速度反饋型MFB將被打開和加速度反饋型MFB將被打開。關於寫 入「特性2」的均衡器校正特性，指定了用於使對應於第二 MFB-開模式的頻率特性變平的校 正特性的參數。在此，假定根據用戶的操作選擇了 MFB-關模式。因此，例如作為DSP的數位訊號 處理單元10參考圖8所示的模式設置表識別與MFB-關模式關聯的速度反饋型MFB的設置 開/關的內容、加速度反饋型MFB的設置開/關的內容、以及均衡器校正特性。然後，設置 信號處理系統使得速度反饋型MFB被關閉、加速度反饋型MFB被關閉、低頻帶校正均衡器12 將被通過。結果，構成了 MFB-關模式的數位訊號處理系統。另一方面，對應於第一 MFB-開模式的選擇，數位訊號處理單元10根據模式設置表 中與第一 MFB-開模式關聯的速度反饋型MFB的設置開/關的內容、加速度反饋型MFB的設 置開/關的內容、以及均衡器校正特性形成信號處理系統。換言之，在數位訊號處理單元10 中形成一個閉環，使得速度反饋型MFB被打開、加速度反饋型MFB被關閉，且在低頻帶校正 均衡器12中設置由「特性1」表示的參數。另一方面，對應於第二 MFB-開模式的選擇，數位訊號處理單元10根據模式設置表 中與第二 MFB-開模式關聯的速度反饋型MFB的設置開/關的內容、加速度反饋型MFB的設 置開/關的內容、以及均衡器校正特性形成信號處理系統。換言之，在數位訊號處理單元10 中形成一個閉環，使得速度反饋型MFB和加速度反饋型MFB均被打開，且在低頻帶校正均衡 器12中設置由「特性2」表示的參數。3-4.應用實例(第二實例)在對應於圖8所示的模式設置表的第一實例的應用中，假定為第一 MFB-開模式和 第二 MFB-開模式在增益控制部分21和24中設置的增益值(反饋增益值)被固定成唯一 的。然而，在作為數字電路的數位訊號處理單元10中包含的增益控制部分21和24的 增益值的參數可以改變成以容易的方式設置。例如，通過為速度反饋型MFB和加速度反饋 型MFB均被打開的操作模式設置增益控制部分21和24的每一個的增益，可以適當地改變 速度反饋型MFB的反饋量以及加速度反饋型MFB的反饋量用於設置。因此，隨著速度反饋 型MFB或加速度反饋型MFB的每個反饋量被改變，揚聲器單元16中再現的聲音的收聽模式 根據速度反饋型MFB和加速度反饋型MFB的反饋量的組合而改變。另外，例如，與使用速度 反饋型MFB的開/關和加速度反饋型MFB的開/關的組合的情形相比，可以根據速度反饋 型MFB和加速度反饋型MFB的反饋量的組合更為精細地設置聲音的收聽模式，這與第一實 例中的應用相同。例如，即使在使用相同的音頻源的情況下，適當的聲音音調對於諸如電影的視頻 內容的聲音和諸如CD的音頻內容的聲音也是不同的。例如，為了營造氣氛，在電影等的聲 音中有一定程度的混響。另一方面，由於音頻內容的聲音需要更高保真度的再現，最好是不要保留與電影的聲音相同級別的混響。另外，認為所期望的音頻內容的聲音音調是不同的， 例如依據音樂的風格等等。考慮上述情形，如下配置本申請的第二實例。首先，預先確定速度反饋型MFB和加速度反饋型MFB的反饋量的組合，即在增益控 制部分21和24中設置的增益值，針對其獲取適合於將要再現的諸如電影或音樂的音頻源 的內容類型的聲音音調或者適合於音頻內容的風格的聲音音調。然後，根據所確定的內容，生成例如如圖9所示的增益-校正特性表，並在數字信 號處理單元10中存儲增益-校正特性表。如圖9所示，首先，各表項基本上被分類為電影和音樂的內容類型。另外，音樂的 內容類型又根據如搖滾、爵士和古典的風格分類。另外，電影、搖滾、爵士和古典的每一項與 速度反饋型MFB的增益、加速度反饋型MFB的增益和均衡器校正特性相關聯。作為速度反饋型MFB的增益，表示在增益控制部分21中將設置的對應於速度反饋 型MFB的增益值。在此，將在增益控制部分21中設置的對應於電影、搖滾、爵士和古典的每 一項的增益值由al、bl、cl和dl表示。類似地，作為加速度反饋型MFB的增益，表示在增益控制部分24中將設置的對應 於加速度反饋型MFB的增益值。在此，將在增益控制部分24中設置的對應於電影、搖滾、爵 士和古典的每一項的增益值由a2、b2、c2和d2表示。因此，當速度反饋型MFB的反饋量和加速度反饋型MFB的反饋量的組合，即增益值 (反饋增益值)被改變時，基於該組合獲取的從揚聲器單元16中再現的聲音的頻率特性改 變。因此，為了通過利用低頻帶校正均衡器12校正頻率特性使其平坦，例如如上所述，可能 需要根據基於增益值的組合獲取的頻率特性來設置均衡器校正特性。圖9所示的增益-校 正特性表中排列的均衡器校正特性代表了根據對應於各項的增益值的每一組合的頻率特 性設置的低頻帶校正均衡器12的均衡特性。用戶被允許執行內容類型和風格的選擇操作。當對應於圖9所示的表數據的內容 時，可以從音樂的內容類型的「電影」和「搖滾」、「爵士」以及「古典」四個選項中選擇一個作 為該操作。然後，根據用戶的操作所做出的內容類型和風格的選擇，數位訊號處理單元10從 增益_校正特性表中獲取與所選擇的內容類型或風格關聯的速度反饋型MFB的增益、加速 度反饋型MFB的增益、以及均衡器校正特性。然後，數位訊號處理單元10改變增益控制部 分21和24的增益值以及將根據所獲取的內容設置的低頻帶校正均衡器12的均衡特性。如上所述，在第二實例的應用中，根據用戶對將用於指定的被再現的音頻源的內 容類型和風格的選擇來自動設置適於所選擇的內容類型和風格的MFB的有效狀態。換言 之，改變MFB的有效狀態，以獲取適於用戶所指定的音頻源的內容類型和風格的再現聲音 的聲音音調。圖9所示的內容類型和風格僅僅是一個例子。另外，在第二實例的應用中，已經描 述了速度反饋型MFB和加速度反饋型MFB均被打開，而且在第二實例的應用的描述中每一 內容類型和風格的增益值(反饋量)被改變用於設置。然而，在第二實例中還組合使用了 速度反饋型MFB和加速度反饋型MFB的開/關的組合。例如，可以使用僅速度反饋型MFB 被打開的設置，且該情形下的增益值被改變。
另外，在上述的第一實例的應用中，例如還可以考慮對例如MFB-關模式、第一 MFB-開模式和第二 MFB-開模式的選擇操作使用根據第二實例的用戶接口。換言之，例如， 為MFB-關模式、第一 MFB-開模式和第二 MFB-開模式的每一個選項賦予代表聲音音調或風 格名稱、內容類型等的表達式。另外，在迄今為止的描述中，假定低頻帶校正均衡器12的均衡器校正特性是平坦 特性作為目標頻率特性。然而，這僅僅是一個例子。只要能夠在聽覺上獲得好的結果，可以 設置諸如低頻帶被提升到特定級別或被切削的特性的任意特性，作為除平坦特性以外的目 標頻率特性。另外，目標頻率特性可能無需是對MFB的操作模式或對反饋量的組合通用的。例 如，為了獲取更加合乎需要的聲音音調，可以有意地為MFB的操作模式或反饋量的組合設 置不同的頻率特性。4.數字MFB:修正實例迄今為止，已經描述了根據其中基本上使用橋接檢測方法並且組合使用了速度反 饋型MFB和加速度反饋型MFB的實施例的配置。根據該橋接檢測方法，由橋接電路17檢測反電動勢。因此，已經了解到了橋接檢 測方法的優勢例如在揚聲器單元16等的振動膜中不需要布置物理傳感器，以及其物理結 構不複雜。然而，作為用於MFB的檢測方法，已知除橋接檢測方法以外的例如通過利用靜態 電容器，雷射位移系統等檢測揚聲器單元16的振動膜的位移的方法。因此，作為本實施例的MFB信號處理系統的修正實例，在圖10中示出了向圖2所 示的配置添加位移檢測的配置實例。在圖10中，對與圖2的部分相同的部分賦予相同的附 圖標記，並且其描述被省略。如圖10所示，首先，布置用於檢測揚聲器單元16的振動膜的位移的位移傳感器 29。位移傳感器29，例如由靜態電容器，雷射位移系統等配置。通過檢測位移傳感器29中 的振動膜的位移所獲取的模擬檢測信號被放大器電路25放大並通過ADC26轉換為數字信 號，以便輸出到數位訊號處理單元10。本情形中的數位訊號處理單元10還包括LPF27和增益控制部分28。通過允許從 ADC輸入的數字位移檢測信號通過LPF27，消除了不必要的高頻帶分量，而且通過增益控制 部分28施加增益。然後向合成器13輸出結果信號作為反饋信號。本情形中的合成器13可以反轉從增益控制部分21輸出的對應於速度反饋型的反 饋信號，從增益控制部分24輸出的對應於加速度反饋型的反饋信號，和從增益控制部分28 輸出的對應於位移檢測方法(可以被認為是作為反饋方法的位移反饋方法)的反饋信號， 並且將通過低頻帶校正均衡器12的音頻信號與經反轉的反饋信號組合。在這種配置之下，在第一實例的應用中，速度反饋型MFB，加速度反饋型MFB，和基 於位移的檢測執行的MFB的開/關的組合被改變，而且低頻帶校正均衡器12的校正特性也 被改變成根據該組合而設置。另外，對應於第二實例的應用，根據預先定義的內容類型和風格確定增益控制部 分21，24和28的增益值的組合，而且基於增益值和根據每個組合確定的均衡器校正特性的 組合形成增益_校正特性表。
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如上所述，就本實施例而言，組合使用的MFB檢測方法的數目以及檢測方法的組 合模式並不特別限制。另外，即使在使用相同的檢測方法和相同的反饋方法時，也可以適當地改變用於 檢測的配置，用於信號處理的配置等等。舉例來說，就對應於速度反饋型MFB的速度檢測而 言，例如，也已知用於在揚聲器單元16中布置檢測線圈的技術。另外，通過檢測加速度和計 算信號的積分可以獲取速度檢測的信號。此外，對於加速度檢測，可以使用加速度傳感器， 或者可以應用通過使用麥克風的聲壓檢測。5.反饋增益的調整5-1.模擬電路中的調整設置MFB信號處理系統的反饋增益的增益值，例如使得能獲取期望的反饋量。然 而，儘管設置相同的增益值，實際獲取的反饋量因揚聲器單元的特性的變化，諸如用於檢測 振動膜的運動的模擬組件的變化等而異。因此，為了吸收上述的變化以及實際上獲取適當 的反饋量，優選例如在從工廠運送產品到用戶之前的至少一個階段，調整反饋增益。因此，首先，在圖19中示出了使用模擬電路、可以調整反饋增益的MFB信號處理系 統的配置實例。圖19所示的配置具有圖15所示的配置作為其基礎。因此，給與圖15所示 的部分相同的每個部分賦予相同的附圖標記，並且省略其描述。如圖19所示，在增益調整量單元108的輸出和合成器102的輸入之間插入開關 Sffl0另外，在低頻帶校正均衡器101的輸出和合成器102的輸入之間插入開關SW2。開關 Sffl是導通/截止開關，而開關SW2是改變端子tml到端子tm2和tm3任一個的連接的轉換 開關。開關SW2的端子tml被連接到合成器102的輸入端，而開關SW2的端子tm2被連接 到低頻帶校正均衡器101的輸出端。另外，端子tm3打開對應於正常操作。在正常操作中，如圖19所示，開關SWl被打開，而端子tml被連接到開關SW2中的 端子tm2。因此，作為MFB信號處理系統，形成圖1所示的閉環電路，並且輸入的音頻信號通 過低頻帶校正均衡器12被輸出到合成器102。換言之，形成了可以執行MFB的正常信號處 理的電路。另一方面，為了調整反饋增益，如圖20所示，開關SWl被關閉。因此，增益調整量 單元108的輸出未輸入到合成器102，從而形成一個開環。開關SW2被移位以連接端子tml 到端子tm3，用於反饋增益調整的測量信號被輸入到端子tm3。因此，測量信號而非音頻源 的音頻信號被輸入到開環的MFB信號處理系統。另外，作為對應於由模擬電路配置的MFB信號處理系統的測量信號，例如，可以使 用對應於待測量的頻帶，白噪聲等的正弦掃描信號。另外，增益調整量單元108的輸出被輸入到測量監視裝置，例如作為監視信號。在圖20所示的配置中，輸入到開關SW2的端子tm3的測量信號通過功率放大器 103，揚聲器單元104，橋接電路105，檢測器/放大器電路106，低通濾波器107以及增益調 整量單元108被獲取作為監視信號。假設監視信號的頻率特性如圖21所示作為測量的結果。因此，監視信號具有特 性在低頻帶諧振頻率fO = 80Hz處獲取峰值。舉例來說，這裡，MFB信號處理系統假設在 閉環狀態施加12dB的反饋。當閉環的反饋量(放大率)由α表示時，開環增益為α-1。因此，在此情況下，例如，調整操作人員手動調整作為增益調整量單元108的可變電阻裝置，同時觀察監視信號，使得在低頻帶諧振頻率f0 = 80Hz處的峰值功率為測量信號 的功率(電平)的3倍。如上所述，對於由模擬電路配置的MFB信號處理系統的情形，反饋增益可能需要 通過手動調整。因此，對於具有MFB信號處理系統的每個設備很難執行反饋增益的精確調
iF. ο另外，對於模擬電路的情形，例如，在運送前的階段調整了反饋增益之後，開關SWl 和SW2從圖20所示的狀態被移位到圖19所示的狀態，而且，例如，該裝置被組裝等，然後被 運送。因此，通常在該裝置被傳遞到普通用戶的階段中很難調整反饋增益。換言之，一般而 言，反饋增益的調整局限於製造階段。即使在該設備被配置使得開關SWl和SW2以及增益 調整量單元的可變電阻裝置能夠被普通用戶簡單地操作時，也可能需要測量設備等用於調 整，而且也可能需要相應的技術。換言之，不優選允許普通用戶能夠調整該裝置。5-2.數字電路中的調整因此，就本實施例而言，提出如下的能夠自動調整反饋增益的配置。圖11示出了由數字電路配置的用於調整反饋增益的MFB信號處理系統的配置實 例作為一個實施例。在該圖中，給與圖1和2中所示的部分相同的每一部分賦予相同的附 圖標記，且省略其描述。就本實施例而言，如圖2等所示，在數位訊號處理階段包含有多個 具有不同反饋方法的反饋控制系統的配置被用作其基本配置。然而，為了容易理解說明書， 圖11示出了基於只包含有一個圖1所示的速度反饋型的反饋控制系統的配置的配置實例。在由數字電路配置的本實施例的MFB信號處理系統下，在調整反饋增益時，如圖 11所示形成數位訊號處理單元10，例如，DSP,的信號處理操作。換言之，數位訊號處理單 元10被配置成包括測量信號生成部分31，再現緩衝器32，LPF20，緩衝器33，FFT部分34， 逆-TSP處理/特性提取部分35，和增益設置部分36。本情形中的測量信號生成部分31是數字電路並且由此，例如，生成TSP(時間擴展 脈衝)信號作為測量信號。換言之，衝激響應測量在這裡被用於為調整反饋增益而執行的 測量。由測量信號生成部分31生成的TSP信號被存儲在再現緩衝器32中。首先，從再現 緩衝器32讀出的數據被設置作為數字TSP信號並被從數位訊號處理單元10中輸出。這個 TSP信號由DAC14轉換為模擬信號並被功率放大器15放大，以便被提供給揚聲器單元16的 話音線圈。根據此刻的TSP信號的揚聲器單元16的振動膜的運動被橋接電路17檢測並被 輸出到ADC19作為來自檢測器/放大器電路18的放大檢測信號。ADC19將輸入的模擬檢測 信號轉換為數字檢測信號並輸出該數字檢測信號。在數位訊號處理單元10中，通過將從ADC19輸出的數字檢測信號通過LPF20，消除 了不必要的高頻帶分量。緩衝器33加載已經通過LPF20多個預定次數的TSP響應信號，並 例如，計算平均值，以及將該平均值傳送到FFT部分34。在FFT部分34，為平均後的TSP響應信號執行例如使用FFT(快速傅立葉變換) 的頻率分析處理。另外，逆-TSP處理/特性提取部分35為從TTF部分34傳送的數據執行 逆-TSP處理。因此，在此情形下，就開環的MFB信號處理系統而言，獲取了通過速度反饋型 的系統傳送的測量信號的特性。因此，增益設置部分36基於出現在由逆-TSP處理/特性提取部分35測量的頻率 特性中的峰值電平(低頻帶諧振頻率f0)的值與目標峰值電平的值之間的差值設置反饋增益。例如，在由逆-TSP處理/特性提取部分35測量的頻率特性所表示的峰值電平為_5dB， 目標峰值電平為9dB的情形下，反饋增益為9-(_5) = 14dB。圖11所示的MFB信號處理系統為開環。難以執行用於設置反饋增益的測量，除非 MFB信號處理系統為開環。因此，一直到這一階段所獲取的反饋增益具有對應於開環的值。 在MFB實際上通過MFB信號處理系統來施加的情況下，形成圖1所示的閉環。然而，此刻具 有目標峰值電平的反饋增益，即，閉環時的反饋增益，相對於開環時的反饋增益有誤差。因此，增益設置部分36基於上述獲取的開環時的反饋增益值獲取閉環時的反饋 增益值。計算表達式的具體例子省略了。然而，在閉環時的反饋增益值可以通過利用上述 獲取的開環時的反饋增益值的計算來唯一獲取。數位訊號處理單元10存儲上述的由增益設置部分36獲取的閉環時的反饋增益值 作為在增益控制部分21中設置的參數。接著，當實際上允許MFB信號處理系統時，例如，在 對應於圖11的情形下，數位訊號處理單元10形成圖1所示的信號處理系統。在那時，存儲 的反饋增益值在增益控制部分21中設置。如上所述，在本實施例的反饋增益調整中，自動獲取最優值。另外，在執行對於開 環的測量時，可以最終獲取對應於閉環時的增益值。另外，上述可自動調整的反饋增益可以重新描述為，即使在反饋增益值被配置為 例如根據用戶的操作等可調整時，如同模擬電路的情形中的煩惱也不會出現。因此，具有本實施例的MFB信號處理系統的設備被配置使得，可以按照用戶的操 作執行用於指導反饋增益值的調整的操作。接著，根據用於指導反饋增益值的調整的操作， 數位訊號處理單元10首先形成圖11所示的開環的信號處理系統，開始測量，最終獲取閉環 時的反饋增益值，以及存儲所獲取的反饋增益值。接著，當之後運行MFB信號處理系統時， 最新存儲的反饋增益值在增益控制部分中被設置。例如，隨著時間的改變等，揚聲器單元16的再現特性或模擬組件的特性可能改 變。當這種特性的改變發生時，例如在迄今為止設置的增益值與隨著該改變實際上最優的 增益值之間出現誤差。當如上所述反饋增益值可以根據用戶的操作在任意時間被重新調整 時，通常可以通過隨著上述的時間改變將反饋增益值設置為最優來操作MFB。另外，實際上，如圖2和10所示，在應用組合了多個反饋控制系統的MFB信號處理 系統的配置的情形下，可以獲取每個系統的閉環時的反饋增益值。舉例來說，在對應於圖2的配置的情形下，通過進一步向圖11所示的配置添加加 速度反饋型的開環形成MFB信號處理系統。換言之，首先，在數位訊號處理單元10中布置圖 2所示的差分處理部分22和LPF23。即使在這種情況下，從ADC19輸出的數字檢測信號可 以被分支並輸入到差分處理部分22。另外，在LPF23的後一級，由緩衝器33，FFT部分34， 逆-TSP處理/特性提取部分35和增益設置部分36形成的對應於加速度反饋型的系統與 圖11所示的速度反饋型的系統並行設置。因此，要在增益控制部分24中對應於加速度反 饋型設置的增益值與要在增益控制部分21中對應於速度反饋型設置的增益值一起獲取。另外，在增益值根據內容類型或風格的每一項改變的配置的情形下，使用類似對 應於圖9所示的表數據的MFB控制，根據每一項獲取反饋增益值。在此情況下，對於具有要 被打開的反饋方法的相同組合的信號處理系統，通過被測量獲取對應於一個信號處理系統 的反饋增益值，這成為它們中的基礎。接下來，考慮如下方法例如，為其他信號處理系統設置相對於基本反饋增益值的偏移量，偏移率等等，並通過計算獲取每個反饋增益值。6.均衡器的校正特性的調整6-1.模擬電路中的調整在上述的可以調整反饋增益值的情形下，即使在反饋增益值被改變時，不用改變 均衡特性也能改變揚聲器單元16的再現聲音的頻率特性。因此，低頻帶校正均衡器12的 校正特性(均衡特性)也需要根據調整後的反饋增益值再次設置。因此，例如，對於圖1所示的由模擬電路配置的MFB信號處理系統來說，均衡特性 可以如下設置。首先，布置用於接收在揚聲器單元16中再現的聲音的麥克風，並在低頻帶校正均 衡器101的特性被設置為平坦特性的狀態下根據閉環操作圖1所示的MFB信號處理系統。 換言之，MFB被打開。接著，在MFB被打開的狀態下，測量通過接收來自麥克風的聲音而獲 取的音頻信號的頻帶。操作者，例如，手動改變低頻帶校正均衡器101的均衡特性，同時監 視所測量的頻率特性，使得所測量的頻率特性為目標頻率特性。如上所述，在MFB被打開的狀態下，在由模擬電路配置的MFB信號處理系統中，均 衡特性的調整可能需要手動執行，由此需要測量裝置。因此，在考慮通常情形的情形下，均 衡特性的調整在製造階段或從工廠運送的前一階段執行，而且不適合允許用戶調整均衡特 性。6-2.數字電路中的調整圖12示出了對應於本實施例的均衡特性(均衡器校正特性)的調整的配置實例。 即使在此情況下，為方便描述，示出了使用僅由一個速度反饋型的系統配置的MFB信號處 理系統的前提下的配置。在圖12中，給與圖11所示的部分相同的每一部分賦予相同的附 圖標記，且省略其描述。圖12所示的配置是通過向圖11所示的配置添加均衡器校正特性 設置部分37和參數存儲部分38形成的。本情形中的參數存儲部分38存儲將在增益控制 部分21中設置的閉環時的反饋增益值β以及將在其中的低頻帶校正均衡器12中設置的 均衡器校正特性Y，作為參數。均衡器校正特性設置部分37基於由增益設置部分36新獲取的反饋增益值β new 以及存儲在參數存儲部分38中的反饋增益值β和均衡器校正特性Y，獲取對應於新獲取 的反饋增益值β new的新均衡器校正特性γ new。圖13表示設置由圖12所示的數位訊號處理單元10執行的均衡器校正特性的過 程，作為流程圖。另外，該圖中表示的步驟，例如，可以被認為是由增益設置部分36或均衡 器校正特性設置部分37適當地執行的。首先，增益設置部分36在步驟SlOl測量對應於開環時的反饋增益值α，並在步驟 S102通過使用反饋增益值α的計算來計算在新閉環時的新反饋增益值β new。步驟SlOl 和S102的過程可以按上面參考圖11描述的順序執行。接下來，在步驟S103，均衡器校正特性設置部分37讀出存儲在參數存儲部分38中 的反饋增益值β和均衡器校正特性Y。接著，在步驟S104，均衡器校正特性設置部分37基於使用在步驟S103讀出的反饋 增益值β和均衡器校正特性Y以及在步驟S102預先計算的新反饋增益
計算均衡器校正特性Ynew的計算表達式的具體例子的描述被省略。然而，作為 一種計算算法，例如，首先，獲取新反饋增益值i3new和迄今為止使用的反饋增益值β之間 的差值。接著，獲取例如根據所獲取的差值假定生成的頻率特性的誤差。當獲取到該誤差 時，唯一獲取用於補償該誤差的均衡器特性的校正量。接著，通過執行計算以根據校正量改 變迄今為止使用的均衡器校正特性Y，獲取新均衡器校正特性Ynew。接著，均衡器校正特性設置部分37設置上述的新獲取的均衡器校正特性Y new作 為之後在步驟S105要存儲在參數存儲部分38中的均衡器校正特性Y。類似地，均衡器校 正特性設置部分37設置在步驟S102已經獲取的對應於上述的均衡器校正特性Y new的反 饋增益值β new，作為之後要存儲在參數存儲部分38中的反饋增益值β。因此，在本實施例中，反饋增益值是新近設置的，而且可以另外設置對應於新近設 置的反饋增益值的均衡器校正特性。換言之，除了反饋增益值，可以自動調整均衡器校正特 性。與圖2和10類似的是，在應用組合了多個反饋控制系統1至η的MFB信號處理 系統的配置的情形下，首先，如上所述，為每個系統獲取閉環時的反饋增益值Pnew(I)至 β new (η)。另外，均衡器校正特性設置部分37通過使用為多個系統的每一個獲取的新反饋 增益值Pnew(I)至i3neW(n)以及在參數存儲部分38中存儲的反饋增益值β (1)至β (η) 執行計算。作為計算的結果，獲取頻率特性的誤差和均衡器特性的校正量，以及最終獲取均 衡器校正特性Y new。另外，關於如何將均衡器校正特性設置為在從工廠運送的前一階段初始存儲的特 性，例如，以便精確地根據每個裝置的變化來設置，可執行以下過程。圖14示出了對應於初始均衡器校正特性的調整的MFB信號處理系統的配置實例。 在該圖中，形成例如根據與圖2所示相同的閉環的MFB信號處理系統。另外，在數位訊號處 理單元10的外部，添加麥克風41，麥克風放大器42和ADC43。此外，數位訊號處理單元10 另外包括緩衝器44，FFT部分45，逆-TSP處理/特性提取部分46和均衡器校正特性設置 部分47。接著，為了設置均衡器校正特性，首先將測量信號輸入到ADC11，並運行MFB信號 處理系統。此時，低頻帶校正均衡器12的校正特性被設置為平坦特性。換言之，該配置與 通過低頻帶校正均衡器12的配置相同。另外，預先調整增益控制部分21的反饋增益值。布置麥克風41以接收從揚聲器單元16再現的聲音。因此，通過麥克風41可獲取 符合通過使用揚聲器單元16再現測量信號而獲取的聲音的音頻信號。該音頻信號通過例 如麥克風放大器42被放大，並通過ADC 43被轉換為數位訊號，以便輸入到數位訊號處理單 元10。在數位訊號處理單元10，通過將其聲音被接收的數字音頻信號通過緩衝器44， FFT處理部分45和逆-TSP處理/特性提取部分46，執行等同於圖12所示的緩衝器33，FFT 處理部分34和逆-TSP處理/特性提取部分35執行的處理。換言之，可以獲取由麥克風接 收的測量聲音的頻率特性。均衡器校正特性設置部分47獲取一個用於將逆-TSP處理/特性提取部分35獲 取的頻率特性校正為目標頻率特性的校正量。換言之，均衡器校正特性設置部分47獲取均 衡器校正特性Y。接著，如上所述獲取的均衡器校正特性Y被存儲在例如圖12所示的參
21數存儲部分38中。 本實施例並不局限於迄今為止描述的配置。例如，在上述的MFB信號處理系統的配置中，數位訊號通過DAC14被轉換為模擬信 號並被布置在模擬級的功率放大器15放大以便驅動揚聲器單元16。然而，該部分可以由D 類放大器配置，該放大器接收數字音頻信號作為輸入並驅動揚聲器單元等。另外，如上所述，為MFB組合的反饋方法，檢測揚聲器振動膜的運動的傳感器、電 路等的類型，要組合的反饋方法的數目等等並不局限於上述的配置，而是可以適當改變。本申請包括與2009年6月12日在日本專利局申請的日本優先權專利申請 JP2009-140968公開的主題相關的主題，其全部內容在此併入作為參考。本領域的技術人員應當理解的是，各種修正，組合，子組合和變化可能因設計需求 和其他因素而出現，只要它們在所附權利要求書及其等同物的範圍之內。
權利要求
一種信號處理設備，包括一個或多個檢測裝置，布置用於根據作為不同反饋方法的第一至第n反饋方法檢測揚聲器的振動膜的運動；模數轉換裝置，用於將檢測裝置獲取的模擬形式的一個或多個檢測信號轉換為數字形式；反饋信號生成裝置，用於通過利用模數轉換裝置獲取的數字形式的檢測信號生成對應於第一至第n反饋方法的反饋信號；合成裝置，用於將要被輸出作為揚聲器的驅動信號的數字形式的音頻信號與反饋信號組合；校正均衡器裝置，用於設置均衡特性，以通過改變數字形式的音頻信號的頻率特性，使得由揚聲器再現的聲音具有目標頻率特性；反饋操作設置裝置，用於從第一至第n反饋方法中設置執行到由合成裝置執行的將音頻信號與反饋信號組合的反饋操作的反饋方法，和不執行反饋操作的反饋方法；以及均衡特性改變和設置裝置，用於根據由反饋操作設置裝置所設置的執行反饋操作的反饋方法和不執行反饋操作的反饋方法的組合來改變將由校正均衡器裝置設置的均衡特性。
2.根據權利要求1的信號處理設備，還包括測量信號生成裝置，用於生成數字形式的測量信號以作為揚聲器的驅動信號輸出；頻 率特性獲取裝置，用於通過接收每個反饋方法的檢測信號來獲取頻率特性，所述檢測信號 是在測量信號被提供給揚聲器作為驅動信號時由檢測裝置檢測而獲取的、並且由模數轉換 裝置轉換為數字形式；以及增益調整裝置，用於基於由頻率特性獲取裝置所獲取的每個反饋方法的檢測信號的頻 率特性，為每個反饋方法獲取將由增益控制裝置設置的增益，其中反饋信號生成裝置包括增益控制裝置，用於為對應於第一至第η反饋方法的每個 反饋信號向對應的反饋信號施加所述增益。
3.根據權利要求2的信號處理設備，還包括均衡特性調整裝置，用於至少基於由增益調整裝置獲取的每個新反饋方法的增益，以 及直到為每個新反饋方法獲取了增益時為每個反饋方法設置的增益，為對應於由增益控制 裝置設置新增益的時間的每個新反饋方法獲取均衡特性。
4.根據權利要求2的信號處理設備，其中增益調整裝置首先基於由頻率特性獲取裝置 獲取的檢測信號的頻率特性獲取反饋信號未被合成裝置組合的開環時的增益，以及由通過 利用開環時的增益的計算而獲取反饋信號被合成裝置組合的閉環時的增益，作為由增益控 制裝置設置的每個反饋方法的增益。
5.根據權利要求3的信號處理設備，其中增益調整裝置首先基於由頻率特性獲取裝置 獲取的檢測信號的頻率特性獲取反饋信號未被合成裝置組合的開環時的增益，以及由通過 利用開環時的增益的計算而獲取反饋信號被合成裝置組合的閉環時的增益，作為由增益控 制裝置設置的每個反饋方法的增益。
6.根據權利要求2的信號處理設備，還包括增益改變和設置裝置，用於通過增益控制裝置改變和設置施加給每個反饋信號的增其中均衡特性改變和設置裝置根據對與執行反饋操作的反饋方法對應的反饋信號所 施加的增益的改變和設置，改變將由校正均衡器裝置設置的均衡特性。
7.根據權利要求3的信號處理設備，還包括增益改變和設置裝置，用於通過增益控制裝置改變和設置施加給每個反饋信號的增■、Λfrff.，其中均衡特性改變和設置裝置根據對與執行反饋操作的反饋方法對應的反饋信號所 施加的增益的改變和設置，改變將由校正均衡器裝置設置的均衡特性。
8.根據權利要求4的信號處理設備，還包括增益改變和設置裝置，用於通過增益控制裝置改變和設置施加給每個反饋信號的增■、Λfrff.，其中均衡特性改變和設置裝置根據對與執行反饋操作的反饋方法對應的反饋信號所 施加的增益的改變和設置，改變將由校正均衡器裝置設置的均衡特性。
9.根據權利要求5的信號處理設備，還包括增益改變和設置裝置，用於通過增益控制裝置改變和設置施加給每個反饋信號的增■、Λfrff.，其中均衡特性改變和設置裝置根據對與執行反饋操作的反饋方法對應的反饋信號所 施加的增益的改變和設置，改變將由校正均衡器裝置設置的均衡特性。
10. 一種信號處理方法，包括以下步驟將布置用於根據作為不同反饋方法的第一至第η反饋方法檢測揚聲器的振動膜的運 動的一個或多個檢測裝置獲取的模擬形式的一個或多個檢測信號轉換為數字形式；通過利用在將一個或多個檢測信號轉換為數字形式的步驟中獲取的數字形式的檢測 信號生成對應於第一至第η反饋方法的反饋信號；將要被輸出作為揚聲器的驅動信號的數字形式的音頻信號與反饋信號組合； 設置均衡特性，以通過改變數字形式的音頻信號的頻率特性，允許由揚聲器再現的聲 音具有目標頻率特性；從第一至第η反饋方法中設置執行到在將音頻信號與反饋信號組合的步驟中執行的 將音頻信號與反饋信號組合的反饋操作的反饋方法，和不執行反饋操作的反饋方法；以及根據在設置反饋方法的步驟中所設置的執行反饋操作的反饋方法和不執行反饋操作 的反饋方法的組合來改變將在設置均衡特性的步驟中設置的均衡特性。
11. 一種信號處理設備，包括一個或多個檢測單元，布置用於根據作為不同反饋方法的第一至第η反饋方法檢測揚 聲器的振動膜的運動；模數轉換單元，配置用於將由檢測單元獲取的模擬形式的一個或多個檢測信號轉換為 數字形式；反饋信號生成單元，配置用於通過利用由模數轉換單元獲取的數字形式的檢測信號生 成對應於第一至第η反饋方法的反饋信號；合成單元，配置用於將要被輸出作為揚聲器的驅動信號的數字形式的音頻信號與反饋 信號組合；校正均衡器單元，配置用於設置均衡特性，以通過改變數字形式的音頻信號的頻率特性，允許由揚聲器再現的聲音具有目標頻率特性；反饋操作設置單元，用於從第一至第η反饋方法中設置執行到由合成單元執行的將音 頻信號與反饋信號組合的反饋操作的反饋方法，和不執行反饋操作的反饋方法；以及均衡特性改變和設置單元，用於根據由反饋操作設置單元所設置的執行反饋操作的反 饋方法和不執行反饋操作的反饋方法的組合來改變將由校正均衡器單元設置的均衡特性。
全文摘要
本發明提供信號處理設備/方法。信號處理設備包括一個或多個檢測裝置，根據作為不同反饋方法的反饋方法檢測揚聲器振動膜的運動；模數轉換裝置，將檢測裝置獲取的一個或多個檢測信號轉換為數字形式；反饋信號生成裝置，利用數字檢測信號生成對應於所述反饋方法的反饋信號；合成裝置，將要被輸出作為揚聲器的驅動信號的音頻信號與反饋信號組合；校正均衡器裝置，設置均衡特性，以通過改變數字音頻信號允許揚聲器再現的聲音具有目標頻率特性；反饋操作設置裝置，設置執行到將音頻信號與反饋信號組合的反饋操作的反饋方法，和不執行反饋操作的反饋方法；以及均衡特性改變和設置裝置，根據反饋方法的組合來改變將由校正均衡器裝置設置的均衡特性。
文檔編號H04R3/04GK101924972SQ20101019820
公開日2010年12月22日 申請日期2010年6月4日 優先權日2009年6月12日
發明者仲上太郎, 米田道昭 申請人:索尼公司