专利名称：手机和音频处理方法
技术领域：
本发明涉及一部手机和一种音频处理方法，适用于带放音乐功能、并能通过双耳戴型耳机收听立体声音乐的手机。
背景技术：
近些年来，一种包含多种功能，如信息搜索功能或免提功能以及电话功能的手机广为使用。例如，将单耳戴式耳麦连接到手机，使用户无需手持电话主机通过耳机就可以同对方通话。
图1的视图表明根据现有技术，带有耳麦的手机10的示意性组成。在图1中所示的手机10中，在其正面的上方装有一个液晶显示屏23，用来显示对方电话号码、消息或信息的各种内容等。耳机终端(插孔)20位于液晶显示屏23安装位置的右侧，用来插入耳机线96一端的插头97。
耳机线96的另一端为一个普通的单耳戴式耳机94，在通往耳机94的耳机线中间位置是送话器95。有时，将耳机94和送话器95合称为耳麦。耳机94在接听电话过程中用做电话受话器，以输出一个单声道音频信号。送话器95在接听电话的过程中采集背景声音或用做扬声器。在液晶显示屏23的上方装有一个用做电话受话器的小型扬声器。如果未装耳机，对方音频信号在接听电话时输出。
此外，在手机主机的左上方装有天线26，在无线电基站(未示出)之间收发电波。控制液晶显示屏23显示的按键组合27装在手机主体上。该按键组合包括数字键0到9，以及符号键#和*，供用户操作手机时使用。
用做扬声器的小型送话器28装在按键组合27的下方。如果未插入耳机，则在接听电话时检测用户的音频。操作按钮25装在液晶显示屏23和按键组合27之间，用来在用户操作过程中输入操作信息。例如，通过对操作按钮25进行所谓的音量控制，音量会升高或降低。
图2为一个框图，说明了手机10中具有侧音叠加功能的音频处理单元1的示意性内部结构。图2中所示的音频处理单元1具有一个放大器7，能用操作按钮25进行音量控制。在手机10中，通过无线电基站发射和接收的音频信息DIN/DOUT是低频带(300Hz到3400Hz)单声道音频。
也就是说，由接收信号处理单元5解码的数字音频信息DOUT通过一个混合器9输出到一个数字/模拟(D/A)转换器6。在该D/A转换器6中，数字音频信息DOUT转换成模拟音频信号SOUT后，所转换的信号再用放大器7转换成一个适当的音频电平。之后，有一个模拟音频信号(以下称为下行音频信号)SOUT通过一个耦合电容C输出到耳机94。
另一方面，送话器95通过一个耳机终端20连接到放大器2。然后，有一个包括背景声音的音频信号(以下称为上行音频信号)被放大，然后再输出到一个模拟/数字(A/D)转换器3。在A/D转换器3中，模拟音频信号SIN转换成数字音频信号DIN，然后输出到发射信号处理单元4。
如果A/D转换器3和发射信号处理单元4之间的连接点被定义为“p”，侧音放大器8在连接点“p”和混合器9之间连接，则包含背景声音的上行音频信息DOUT被放大，以传送到混合器9。在混合器9中，部分包括背景声音的音频信息SIN与下行音频信息DOUT混合在一起。在侧音放大器8中，来自控制设备51的侧音控制信号S1’固定一个增益，以固定背景声音的信号电平(以下称为侧音电平)。这是因为连接到耳机终端20的耳机类型为单耳戴式耳机94，而背景声音可以容易地由另一只耳朵分辨出来(以下称为背景声音叠加功能)。
与此同时，近来，一些高附加值产品，如其中带有放音乐功能的手机受到人们的欢迎，特别是使用双耳戴式耳机(即立体声耳麦)的需要日渐增加。在这种高附加值产品中，优选情况是，在使用电话功能时，可以放出单声道音频，而在使用放音乐功能时，则可以放出立体声音频。
但是，在使用手机10时，对比插入处理单声道音频的单耳戴式耳麦的情形，当插入能处理立体声或单声道音频的双耳戴式耳麦时，双耳的耳孔都被耳机罩住，使得用户对背景声音的敏感度降低了。
因此，对于双耳戴式耳麦，当使用双耳戴式耳麦的背景声音叠加功能时，与单耳戴式耳机相比，对背景声音的敏感度降低了。因此，存在安全性降低的问题。特别是，在手机10上使用几乎完全罩住双耳的立体声头戴式耳机时，这个问题更为突出。
发明内容
本发明的目的是解决上述这些问题。
本发明的目的是提供一种手机和一种音频处理方法，无论插入手机主机的是双耳戴式耳机还是单耳戴式耳机，都能针对所用的耳机类型自动设置最佳的背景声音信号电平；并且，即使所用的立体声头戴式耳机几乎罩住两耳的耳孔，也能将背景声音设置到正确的电平。
上述问题可以由使用时至少连接一个耳机的手机得以解决，所述手机的特征有一部手机主机；用于检测安装到所述手机主机上的是双耳戴式耳机还是单耳戴式耳机的检测装置；用于放大背景声音并将该声音发送到所述耳机的放大器；以及用于根据所述检测装置的输出信号，调整从所述放大器输出的背景声音的信号电平的控制装置。
根据本发明的手机，如果使用手机时连有耳机，检测装置检测连接到手机主机的是双耳戴式耳机还是单耳戴式耳机。放大器放大将要传送到耳机的背景声音。控制装置根据检测装置的输出结果控制从放大器输出的背景声音的信号电平。
例如，如果所述双耳戴式耳机安装在手机主机上，所述放大器的增益提高，从而背景声音的信号电平提高，当所述单耳戴式耳机插入手机主机时，所述放大器的增益减少，从而背景声音的信号电平降低。
因此，根据耳机类型，可以自动设置背景声音的最佳信号电平。此外，最佳背景声音的信号电平在输出时总是与耳机音量无关。这样，即使手机所使用的立体声耳机几乎罩住双耳，也能检查背景声音。
根据本发明的一种音频处理方法，将背景声音叠加到使用时在手机主机上连接耳机的手机中，其特征在于，首先检测插入手机主机的是双耳戴式耳机还是单耳戴式耳机，然后将背景声音叠加到耳机，根据耳机类型来控制背景声音的信号电平。
根据本发明的音频处理方法，如果插入手机的是双耳戴式耳机，可以提高背景声音的信号电平，如果插入手机的是单耳戴式耳机，则可以降低背景声音的信号电平。
因此，根据耳机类型可以自动设置背景声音的最佳信号电平。这样，即使手机使用的立体声耳机几乎罩住双耳，用户也能分辨背景声音。
图1所示为根据现有技术，带有耳麦的手机10的示意性结构。
图2所示为一个框图，说明了手机10中音频处理单元1的示意性内部结构。
图3所示为一个框图，说明了根据本发明的实施例，手机100的示意性结构。
图4所示为一个流程图，说明了手机100中背景声音叠加的示例。
图5所示的视图，说明了根据本发明的第一个实施例，带有立体声耳麦的手机101的示意性结构。
图6所示为一个框图，说明了手机101的示意性内部结构。
图7所示为一个框图，说明了手机101中音频处理单元70的示意性内部结构。
图8A到8C所示的视图说明了安装耳机终端22和耳机插头时的示意性电路结构。
图9所示的视图，说明了ROM34的表内容。
图10A和10B所示的视图说明了安装另一个耳机插头时的示意性电路结构。
图11所示为一个框图，说明了根据第二实施例，手机102中音频处理单元70’的示意性内部结构。
图12所示的视图，说明根据第三实施例带有立体声耳机的手机的示意性结构。
具体实施例方式
下面将结合附图详细说明根据本发明的一部手机和一种音频处理方法的一个实施例。
(1)实施例1图3所示为一个框图，说明了根据本发明的实施例，手机100的示意性结构。
本实施例带有一个控制装置，根据所用的耳机是双耳戴式耳机还是单耳戴式耳机来控制背景声音的信号电平。无论手机主机上安装的是哪种耳机，都会根据耳机类型自动设置背景声音的最佳信号电平。此外，即使手机所用的立体声耳机几乎罩住了双耳，也能辨别背景声音。
图3中所示的手机100在使用时连接双耳戴式耳机17或单耳戴式耳机18。手机100带有手机主机11。手机主机11上带有检测装置12，用来检测安装在手机主机上的是双耳戴式耳机17还是单耳戴式耳机18。控制装置13连接到检测装置12，而且放大器14也连接到此控制装置13，用来放大传送到耳机17和18的背景声音。放大器14连接到手机主机11中信号处理单元15输入步骤和输出步骤之间的电桥。
此处的背景声音(以下称为侧音)代表用户使用手机100时所在环境中的自然声音。这种自然声音还包括用户自己的声音。由用做扬声器的送话器16来采集背景声音。此送话器16位于耳机线的中间，以便既接近耳机17和18，又靠近用户的嘴部。当然，在送话器16的内部可以带有一个遥控器，用于不受手机限制对其进行遥控。送话器16与常规手机主机11中用做扬声器的送话器不同。在控制装置13中，根据检测装置12的输出结果控制从放大器14输出的背景声音的信号电平。
例如，在控制装置13中，如果双耳戴式耳机17安装到手机主机11，放大器14的增益会提高，从而背景声音的信号电平提高。对于手机100所用的立体声耳机几乎罩住双耳的情况，有可能根本感觉不到背景声音。因此，如果遇到了什么危险，便存在安全性下降的问题。
此外，如果在手机主机11上安装了双耳戴式耳机17，则根据发送到耳机17的模拟音频信号，控制放大器14的增益给出反馈。假设用户随意提高了音量，或对方讲话的音量提高了，这时，最好同时提高背景声音的信号电平。
此外，如果手机主机11上安装的是单耳戴式耳机18，则放大器14的增益与安装耳麦17相比相对较低，以降低背景声音的信号电平。这时，根据检测装置12的输出结果，控制装置13固定放大器14的增益。这是因为无须提高放大器14增益，那只没戴耳机18的耳朵就可以听到背景声音。根据数字处理阶段数字音频信号上的背景声音，放大器叠加数字信号。当然，根据背景声音的数字音频信号也可以在模拟处理阶段叠加到模拟音频信号上。
现在说明手机100中音频处理的示例。图4所示为在手机100叠加背景声音的示例的流程图。
在本实施例中，通过将双耳戴式耳机17或单耳戴式耳机18连接到手机主机11而使用手机，在叠加背景声音时，先检测安装到手机主机11上的耳机类型是耳机17还是耳机18。当将背景声音叠加到耳机17和耳机18上时，假定控制装置13根据耳机类型来控制背景声音的信号电平。
以此为前提，在图4所示的流程图的步骤A1中，检测装置12检测出安装到手机主机11的耳机是双耳戴式耳机17还是单耳戴式耳机18。当用户将双耳戴式耳机17装在手机主机11上时，放大器14放大背景声音并将放大的声音传送到耳机17。然后进入步骤A2，控制装置13根据检测装置12的输出结果控制从放大器14输出的背景声音的信号电平。
此处安装的是双耳戴式耳机17，放大器增益提高，背景声音的信号电平提高。然后，进入步骤A3，根据传送到双耳戴式耳机17的模拟音频信号，对放大器14的增益进行控制以给出反馈。例如，在从信号处理单元15输出到耳机17的模拟音频信号大于参考值时，放大器14的增益提高，以便按比例提高背景声音的信号电平。
此外，在上述步骤A1，如果安装在手机主机11上的是单耳戴式耳机18，则进入步骤A4，放大器14的增益下降，背景声音的信号电平降低。然后，进入步骤A5，控制装置13根据检测装置12的输出结果固定放大器14的增益。
因此，根据耳机类型可以自动设置背景声音的最佳信号电平。而且，背景声音的最佳信号电平总是和耳机的音量一同产生。这样，即使在手机100使用的立体声耳机几乎罩住双耳的情况下，也可以根据从信号处理单元15输出到耳机17的模拟音频信号叠加背景声音的信号电平，这样，用户总是能分辨背景声音。
(2)第一个实施例图5所示的视图，说明了根据本发明的一个实施例带有立体声耳麦的手机101的示意性结构。
在本实施例中，如果检测到耳机类型为立体声耳机，则对送话器所采集的背景声音的信号电平(侧音电平)进行控制(改变)以给出反馈。对于将此背景声音叠加到音频信号上的放大器(以下称为侧音放大器)，将用包含数字电路的放大器为例进行说明。数字侧音放大器集成在安装音频处理单元的IC芯片上。
图5中所示的手机101带有一部手机主机11。在手机主机11上方装有一个25mmX30mm(高X宽)的液晶显示屏23，用来显示对方电话号码、消息和信息的各种内容等。在安装位置(例如，液晶显示屏23右侧面)有一个耳机终端(插孔)22，，以插入耳机线82一端所带有的插头83。耳机终端22使用的插孔有单柱型和单柱/平面结合型等，还包括一种通过安装耳麦来切换内部扬声器电路与外部扬声器电路的交换机制。
例如，在耳机线82的另一端提供了一个立体声耳机80，在送达左耳耳机的耳机线中间位置带有一个送话器81。下文中将立体声耳机80和送话器81合称为立体声耳麦800。立体声耳机80在收听立体声音乐时使用，或在接听电话时作为电话受话器使用。送话器81在接听电话过程中用来采集背景声音，或用做扬声器。电话受话器的小型扬声器24安装在液晶显示屏23的上方，如果通话时未插立体声耳麦800，对方音频从这里输出。
在电话主机11的左上方还装有天线26，从无线电基站(未示出)发射和接收电波。在电话主机11上还装有控制液晶显示屏23显示内容的按键组合27。该按键组合27包括要由用户使用的数字键0到9和符号键#和*。用做扬声器的小型送话器28安装在按键组合27的下方。如果未安装耳机，在接听电话时由它来采集用户自己的声音。
操作按钮25安装在液晶显示屏23和按键组合27之间，在用户操作期间用来输入操作信息D0。操作按钮25使用，例如，推送式开关或轻推式按键类型。使用轻推式按键时，可以轻松地搜索对方电话号码等。后置扬声器32(未示出)装在手机主机11的背面，用来输出通知来电的响铃旋律。
下面说明手机101中内部结构的示例。图6是一个框图，说明了在处理单元70中，手机主机11中安装的控制装置(例如，示例的CPU33)的内部结构示例。
图6中所示的手机带有CPU33，有一条内部总线38连接到此CPU33。在内部总线38上连接有配置电话功能的无线电接收单元41；接收信号处理单元42；发射信号处理单元43；以及一个无线电发射单元44或类似装置。双工器45连接到无线电接收单元41和无线电发射单元44，并连接到天线26。
在无线电接收单元41中，通过天线接收的无线电电波由双工器45与发射信号分离，只选择具有预定载波频率的接收信号。接收信号由高频波放大。接收信号在放大后与具有本地发生频率的信号混合，具有中间频率的接收信号与此混合信号分离。接收信号在由中间放大器放大后进入正交解调处理过程。接收信号经正交解调处理后进行模拟/数字转换，由此获得数字接收信息。
在从此接收信息解调出一条控制消息和一条音频压缩信息之后，执行纠错过程。控制消息输出到CPU33。此音频压缩信息从无线电接收单元41输出到接收信号处理单元42。音频信息在接收信号处理单元42进行解码和解压缩。音频处理单元70连接到接收信号处理单元42，经解压缩的音频信息进行数字/模拟转换，经转换的模拟音频信号被放大，放大的信号从扬声器24或耳机输出。在音频处理单元70，数字背景声音叠加到数字音频信息上。在本示例中，后置的扬声器32连接到音频处理单元70，以便在有电话打进来时输出响铃旋律。
另外，立体声耳麦800的送话器28或送话器81(未示出)通过一个耳机终端22连接到音频处理单元70，自身音频信号得以放大，然后放大的信号进行模拟/数字转换。在耳机终端22上带有一种电路交换机制29。安装了立体声耳麦时，内部扬声器电路转换为外部耳机电路。
通过送话器28或送话器81捕获背景声音。传输信号处理单元43连接到音频处理单元70，音频信息在转换后进行编码和压缩。经编码的音频压缩信息从传输信号处理单元43输出到无线电传输单元44。在无线电传输单元44，来自CPU33的控制消息和音频压缩消息彼此合并，并进一步加入纠错码。加过编码后的传输信息进行调制。调制后的传输信息进行数字/模拟转换。经转换的传输信号在转换为具有中间频率的传输信号后被放大。具有载波频率的信号通过放大后的传输信号进行调制和功率放大，并从天线26向无线电基站辐射。
另外，在CPU33中，例如，事先至少是由电话功能捕获的立体声音乐信息，根据对操作按钮25的操作，被控制输出到音频处理单元70。这种立体声音乐信息在音频处理单元70播放后从立体声耳麦800输出。
一种非易失性存储设备(例如，EEPROM 36)连接到内部总线38，以便存储事先下载的立体声音乐信息或类似信息。这种存储设备不必限定于内部固定形式，可以采用外部可分离的形式，例如，存储卡。在EEPROM36中，还可以记录快捷拨号这样的电话号码。
此外，ROM34这样的只读存储器连接到内部总线38，并根据增益控制在此存储了交叉校验表，用于对背景声音的信号电平进行反馈控制。在ROM34中还有液晶显示屏23的显示控制；在使用通信调制解调器进行传输处理过程中的控制程序，如，传输信号处理43或无线电传输单元44；以及使用通信调制解调器进行接收处理过程中的控制程序，如，无线电接收单元41或接收信号处理42。控制程序除可以存储在ROM34中，还可以存储在EEPROM36中。这是因为控制程序可以在版本升级时重写。
另外，液晶显示屏23、RAM35和外部I/O接口37均连接到内部总线38。液晶显示屏23根据控制程序显示对方或本地站电话号码、从对方发出的消息、要传输到对方的字符信息，或各种事件信息项目的内容和类似信息。RAM35用做工作内存，其中临时记录字符信息，如，无线电接收单元41引发的控制消息，或表明某内容不存在的消息。
还有一个I/O接口单元39连接到CPU33，并且，操作按钮25和按键组合27连接到I/O接口单元39。CPU33根据这种控制程序和操作按钮25所引发的操作信息D0，从ROM34读取控制程序，并执行信息处理过程。
尽管未在图中示出，但可以在电话主机11上安装一个震动器，以便在来电时通知用户。当有电话号码和字符信息要输入到CPU33时，使用按键组合27。按键组合27不只用来输入电话号码，还会引起向CPU33发出命令。外部I/O接口37连接到内部总线38，而内部总线38又能连接外部设备的USB终端等(未示出)，以便扩展到使用外部个人计算机、IC卡或通信调制解调器进行信息处理。
可以对外部I/O接口进行配置，以便通过将遥控器连接到一个遥控终端(不限于连接到USB终端)，用遥控器对手机101进行遥控。当然，电源单元40要连接到这些功能处理电路。将电源开关SW打开时，将执行到对方电话线的连接操作。
现在说明手机101中的音频处理单元70。图7为说明音频处理单元70的示意性内部结构的框图。
在该示例中，将举例说明针对侧音放大器，通过数字处理过程将背景声音叠加到音频信息上的情况。图7中所示的音频处理单元70在连接到耳机终端22后使用。输入放大器71连接到耳机终端(插孔连接器)22，包括由立体声耳麦800采集的模拟背景声音的上行音频信号(送话器音频信号)SIN经放大后输出。A/D转换器22连接到放大器71，以便将包括背景声音的上行音频信号SIN数字化。图6中所示的传输信号处理单元(编码器)43连接到A/D转换器72，编码后的音频信息DIN输出到无线电传输单元44。
此外，来自对方的编码音频信息，通过无线电接收单元41接收的信息在由接收信号处理单元(解码器)42解码后输出到混合器74。如果将A/D转换器72和传输信号处理单元43之间的连接点定义为“p”，且在此连接点“p”和混合器74之间连接数字侧音放大器73时，包括数字背景声音的上行音频信息DIN被放大，以便叠加到下行音频信息DOUT上。这是因为部分上行音频信息DIN不经过空气界面直接返回到下行音频信息DOUT。将侧音放大器73的输出梯度等级K设为K≤N，假定A/D转换器78中检测和平滑单元77的后续步骤数为N。混合器74混合包括背景声音的上行音频信息DIN与下行音频信息DOUT。D/A转换器75连接到混合器74，以便使数字背景声音+下行音频信息DOUT成为模拟信号。立体声输出放大器76连接到D/A转换器75，模拟背景声音+下行音频信号SOUT被放大，以便为左声道(L)和右声道(R)输出立体声音频信号SL和SR。
耦合电容C1和C2连接到放大器76，以便通过耳机终端22将其直流部分已被截取的背景声音+下行立体声音频信号SL和SR输出到立体声耳麦800。在接听电话时，从双耳输出单声道音频信号，即相同的音频。
在本示例中，检测和平滑单元77连接到耳机终端22的R声道输出，以便检测插孔并检测R声道音频信号SR的电平。如果耳机终端22上安装立体声耳麦800，则启动检测和平滑单元77，并检测R声道音频信号SR的电平。另一方面，如果安装了单声道耳机，则是低电平输入到检测和平滑单元77，检测信号S0被固定。
A/D转换器78连接到检测和平滑单元77以便对输出自检测和平滑单元77的检测信号S0进行数字化和采样。此A/D转换器的78的分辨数(N)取决于模拟/数字转换的位数。也就是说，N设置的最大值可能是可变侧音控制信号S1，用来以可变方式控制放大器73的侧音。如果通过集中提供一些最小的分辨单位LSB来设置阈值电平，则侧音可变控制敏感度下降，使得平滑侧音电平成为可能。
因此，侧音放大器73的可变阶段可以随意设置。这时，如果侧音变量步骤数设置为M，则关系式M≤N成立。CPU33连接到A/D转换器78，将读取来自输出值N的基准表和从A/D转换器78采样的ROM34，以便控制侧音放大器73给出反馈。
现在通过耳机终端22来说明立体声输出单元的结构。图8A到图8C说明了安装耳机终端22和耳机插头时的示意性电路结构。
一个环形单元56通过手机主机11安装到图8A中所示的耳机终端22上，以插入一个具有四极管结构的耳机插头。环形单元56连接到接地端GND。对于耳机终端22，安装了两个与环形单元56绝缘的接合器59和60，各自具有一个V形尖头，且彼此间距为预定长度β，一个接合器58具有倒V字型尖头，间距为预定长度α。靠近环形的接合器60可以作为R声道输出电极，接合器59可以作为L声道输出电极，接合器58可以作为送话器输入电极。
如图8B所示，具有四极管结构的插头83通过立体声耳麦安装在此耳机终端22上。插头83具有接地同轴电子管元件46；R声道电子管元件19；L声道同轴二极管元件49；以及一个送话器输入二极管尖头元件48。绝缘环89A到89C卡在这些同轴电子管元件19与46，和49与电子管尖头元件48之间。接地同轴电子管元件46通过插头83连接到环形单元56；同轴电子管元件19连接到R声道接合器60；同轴电子管元件49连接到L声道接合器59，电子管尖头元件48以电子方式连接到送话器输入接合器58。这样，由送话器81捕捉背景声音，用来将立体声音频信号SL和SR从放大器76传送到L声道和R声道信号线。
在本例中，如果在耳机终端22上安装了立体声耳麦800，则在进行无线通信时，立体声音频信号SL和SR从图8C所示的放大器76通过耦合电容C1和C2输出到L声道和R声道信号线。R声道输出与L声道相位相同的信号，因为电话通信使用的音频信号是单声道信号。
如果在耳机终端22上安装了立体声耳麦800，则信号输出到R声道。这样，检测和平滑单元77检测到此信号SR，CPU33根据该检测信号S0判定安装了双耳戴式耳机。尽管此检测信号S0输出到A/D转换器78，根据此A/D转换器78的输出值N，还生成一个侧音可变控制信号S1，用于控制背景声音的信号电平(以下称为侧音电平)，其中，侧音电平可以随意进行可变控制。
图9为一个ROM34表内容示例的示意性视图。在图9所示的表中记录了侧音交换和设置的ROM数据表。在本例中，在一个8位A/D转换器78中，通过将0-255的范围划分为相等的间隔(一个间隔32)可以设置出8个阈值。这时，当A/D转换器78的阈值设置定义为N时，存在N＝8的关系式。其中侧音电平根据此8位阈值设置控制(CPU注册信息)，侧音可变步骤的数量规定为M时，M＝8的关系式成立。
图10A和10B所示为插入另一个耳机插头时的示意性电路结构。当在如图10A所示的耳机终端22中插入单声道耳机时，耳机94插头97的接地同轴电子管元件46’连接到环形单元56和R声道接合器60；L声道同轴电子管元件49’连接到接合器59；电子管尖头元件48’以电子方式连接到送话器输入接合器58。这样，图10B中所示的R声道输出单元连接到接地端GND。
因此，音频信号SL通过耦合电容C1从放大器76只输出到L声道，而从R声道则不输出信号。同时，检测和平滑单元77接地，其输入逻辑则固定到低电平。因此，在检测和平滑单元77，CPU33可以判断出是否插入了单耳戴式耳机94(参见图1)。尽管此检测信号S0输出到A/D转换器78，阈值设置“00000000”从A/D转换器78输出到CPU33。这是因为，如果插入了单耳戴式耳机，另一只耳朵足以听清背景声音。
现在说明手机101中的音频处理示例。讲述该示例时将再次用到图4中所示的流程图。在本实施例中，通过将双耳戴式耳机80或单耳戴式耳机94连接到手机主机11中，使得背景声音叠加到手机101中，先检测安装在手机主机11上的耳机类型是80还是94，然后将背景声音叠加到这些耳机80和94上，假定背景声音的信号电平根据耳机类型来控制。
在此前提下，在图4中所示流程图的步骤A1，检测和平滑单元77检测插入手主机11上的是双耳戴式耳机80还是单耳戴式耳机94。当用户将双耳戴式耳机80插入到耳机主机11时，侧音放大器73放大背景声音，并将放大的声音传送到耳机80。
这里，通过检测和平滑单元77检测R声道上的音频信号SR，以便将交流电流波转换为直流电压。R声道上的音频信号SR的电平根据对所接收音频的音量控制升高或降低。也就是说，从检测和平滑单元77获得的检测信号S0的直流电压输出电平根据音频信号SR的电平而变化。
接着，流程进入步骤A2，根据检测和平滑单元77产生的检测信号S0来控制从侧音放大器73输出的背景声音的信号电平。这里，安装了双耳戴式耳机。因此，R声道的音频信号SR的电平由检测和平滑单元77检测，其检测信号S0通过A/D转换器78进行量化和数字化。此A/D转换器78的输出值N输出到CPU33。在CPU33，判断R声道音频信号SR的电平，并相应将侧音信号S1从CPU33输出到侧音放大器73。侧音放大器73可以根据可变侧音控制信号S1改变侧音电平。
再接着，流程进入步骤S3，对侧音放大器73的增益进行控制，以根据传送到双耳戴式耳机80的模拟音频信号SR给出反馈。这是因为可以对接收的音频进行音量控制。例如，通过音频处理单元70从接收信号处理单元输出到立体声耳麦的音频信息DOUT如果大于阈值电平，则控制侧音放大器73的增益，以便按比例提高侧音电平。
设置可变侧音控制信号S1为最大值N以确保此增益控制。通过CPU33就可对阈值电平进行设置。因此，侧音放大器73的增益可以随意设置。这时，假定改变侧音的步骤数是M，则关系式M≤N成立。根据通过侧音放大器73所适当控制的侧音背景声音的电平，数字信息由混合器74与下行音频信息DOUT合并。就是说，在CPU33中，根据R声道上所输出的音频信号SR的电平，侧音电平可以随意从上行音频信息DIN改变为下行音频信息DOUT。
另外，如果在上述步骤A1中，插入手机主机11的是单耳戴式耳机84，流程进入步骤A4，侧音放大器73的增益减少，背景声音的信号电平降低。接着，流程进入步骤A5，CPU33根据检测和平滑单元77的输出结果固定侧音放大器73的增益。如果阈值电平通过集中提供一些最小分辨单元LSB进行设置，则侧音控制敏感度降低，侧音电平变得平滑。如果插入的是单声道单耳戴式耳机，则侧音电平由另一个装置改变。例如，按音量的侧音电平由软件预制为默认值。
这样，根据本发明的第一个实施例，出现在R声道立体声信号线路上的音频信号SR的电平用于检测耳机类型。抓取该信号电平可以判断耳机类型，侧音电平可以改变。此外，侧音电平识别程度可以随立体声耳麦800或普通耳机94听到的音频电平大幅度改变。
因此，检测和平滑单元77检测到信号电平，其中CPU33可以根据检测信号S0自动设置/更改侧音电平。结果，不论耳机是双耳戴式耳机80还是单耳戴式耳机94，都可以产生最佳的侧音电平，使得背景声音的识别程度得以保证。
这样，即使手机100使用了几乎罩住双耳的立体声耳机，根据通过音频处理单元70从接收信号处理单元42输出到耳机80的模拟音频信号SR，也可以将背景声音的信号电平进行叠加。因此，用户始终可以识别背景声音。
(3)第二实施例图11为一个框图，说明了根据第二个实施例手机102中的自动处理单元70’的示意性内部结构。在此实施例中，背景声音在音频信号模拟处理阶段叠加到下行音频信号。与第一实施例中相同的引用编号和元素具有类似的功能。此处不再对这些元素进行说明。
在图11中所示的音频处理单元70’中，模拟侧音放大器73’连接到放大器71和A/D转换器72的连接点“q”，包括模拟背景声音的上行音频信号SIN被放大，以便叠加到上行音频信号SOUT上。在数字电路图框中，如同第一个实施例那样，提供了数字侧音放大器73。混合器74连接到侧音放大器73’，以便将包括背景声音的上行音频信号DIN与下行音频信号DOUT混合。
在这一电路配置中，两个侧音放大器73和73’为控制对象，控制范围增大。当然，这种数字侧音放大器73可以取消。检测和平滑单元77检测R声道上的音频信号SR，将交流电流波转换为直流电压以得到检测信号S0。根据对手机101的接收音频的音量控制提高或降低R声道上的信号电平。就是说，根据音频信号SR的电平，由检测和平滑单元77产生的检测信号(直流电压的输出电平)发生改变。尽管这样检测到的检测信号S0在A/D转换器78中量化和数字化，但A/D转换器78的分辨数(N)取决于位数。
就是说，在数字步骤和模拟步骤提供了两种类型的侧音变量控制信号S11和S12，有可能互相设置N设置的最大值。通过集中提供一些最小分辨单位LSB设置阈值电平时，侧音控制敏感度可以降低并变得平滑，各阶段可以随意设置。当侧音可变步骤的数量设置为M时，存在M≤N的关系。
在本实施例中，A/D转换器78的输出值是CPU33所判断的电平，侧音可变控制信号S11在数字步骤相应地从CPU33输出到侧音放大器73。接着，第一个侧音电平改变以通过混合器74叠加到下行音频信息DOUT。此外，侧音可变控制信号S12从CPU33输出到侧音放大器73’，第二个侧音电平改变以通过混合器74’叠加到下行音频信号SOUT。这样，侧音可变控制信号S11和S12可以彼此独立地从CPU33发送到两个侧音放大器73和73’。
因此，和第一个实施例相比，可以精确地执行侧音叠加过程，并且在模拟处理和数字处理阶段，可以根据耳机类型是双耳戴式耳机80还是单耳戴式耳机94来自动设置背景声音的可选信号电平。这样，即使手机102使用几乎罩住双耳的立体声耳机，根据通过音频处理单元70’从接收信号处理单元42输出到耳机80的模拟音频信号，也可以将背景声音的信号电平进行叠加，从而使用户始终能识别背景声音。
(4)第三实施例图12为根据第三实施例，带有立体声耳机的手机103的示意性结构。
在本实施例中，带有一个与送话器单元兼容的遥控器90，连入立体声耳机84后可以使用。与第一实施例中相同的引用编号具有类似的功能。有关这些元素的说明，此处不再赘述。
在图12所示的手机103中，带一个遥控器90，在此遥控器90的一端带一个插孔连接器87。插孔连接器87装有一个通用立体声头戴式耳机84或立体声耳机(不带送话器81的立体声耳麦800)。立体声耳机84在收听立体声音乐时使用，或在接听电话时用做电话受话器。
耳机线85连接到立体声耳机84，并且在耳机线85上没有安装送话器。送话器91安装在遥控器90上，在接听电话时捕获背景声音，并用做扬声器。遥控线92连接到遥控器90的一端，在遥控器的另一端带有一个插头93。该插头93可以处理送话器信号和立体声音频信号(L和R声道)。
此外，在电话主机11上带有一个遥控器接头(插孔)22’，用来安装遥控器线92一端所带有插头93。单柱型插头用于遥控器接头22’，也可使用单柱/扁平结合型，还包括了一种机制，通过安装插头93切换内部扬声器电路和遥控器90。
这样，根据本发明的第三个实施例，在将遥控器90连接到手机主机11的遥控器接头22’的手机103中，叠加背景声音，先检测插入遥控器90的耳机类型是立体声耳机84还是单耳戴式耳机94，接着，在立体声耳机84或耳机94上叠加背景声音，根据这些类型可以控制背景声音的信号电平。
因此，根据耳机类型是双耳戴式立体声耳机84还是单耳戴式耳机94，可以自动设置背景声音的最佳信号电平。此外，不论耳机音量如何，始终可以生成背景声音的最佳信号电平。这样，即使手机103使用几乎罩住双耳的立体声耳机84，根据通过音频处理单元70从接收信号处理单元42输出到立体声耳机84的模拟音频信号，也可以叠加背景声音的信号电平，从而使用户总是能检查背景声音。
根据第一到第三实施例，如果手机101到手机103都带有音乐播放功能，并且用来收听立体声音乐的立体声耳机84与电话系统的耳机84兼容，则可以独立于用户音量操作进行有效的音频处理。此外，在收听立体声音乐时，即使有对方来电，也能戴着该立体声头戴式耳机来接听这一电话，而无需切换到普通耳机94。
如上所述，根据本发明的手机，根据手机主机上使用的是双耳戴式耳机还是单耳戴式耳机，提供了一种控制装置，用来控制要传送到这些耳机的背景声音的信号电平。
利用这种配置，如果安装了双耳戴式耳机，放大器增益提高，背景声音的信号电平可以升高。如果安装了单耳戴式耳机，则放大器增益下降，背景声音的信号电平降低。因此，根据耳机类型可以自动设置背景声音的最佳信号电平。而且，背景声音可选信号电平的产生始终与耳机音量无关。这样，既使手机使用的立体声头戴式耳机几乎罩住双耳，用户也能识别背景声音。
根据本发明的音频处理方法，如果要叠加手机中的背景声音，则事先检测安装在手机上的是双耳戴式耳机还是单耳戴式耳机，从而根据耳机类型来控制背景声音的信号电平。
利用这种配置，如果安装了双耳戴式耳机，则背景声音的信号电平升高。如果安装了单耳戴式耳机，则背景声音的信号电平降低。因此，根据耳机类型，可以自动设置背景声音的最佳信号电平。这样，即使手机使用的立体声耳机几乎罩住双耳，用户也能辨别背景声音。
本发明非常适用于具有音乐播放功能的手机，以及能用双耳戴式耳机收听立体声音乐的耳机。
权利要求
1.一种使用时至少连接一个耳机的手机，所述手机的特征包括一个手机主机；检测安装在所述手机主机上的是双耳戴式耳机还是单耳戴式耳机的检测装置；放大背景声音并将该声音传送到所述耳机的放大器；以及一个根据所述检测装置的输出结果调整从所述放大器输出的背景声音电平的控制装置。
2.根据权利要求1中的手机，其特征在于，如果所述双耳戴式耳机安装在手机主机上，所述放大器的增益提高，从而背景声音的信号电平升高，如果所述单耳戴式耳机安装在手机主机上，所述放大器的增益减少，从而背景声音的信号电平降低。
3.根据权利要求1的手机，其特征在于，如果所述双耳戴式耳机安装在电话主机上，所述控制装置根据传送到所述耳机的模拟音频信号控制所述放大器给出反馈。
4.根据权利要求1的手机，其特征在于，如果所述单耳戴式耳机安装在手机主机上，所述控制装置根据所述检测装置的输出结果固定所述放大器的增益。
5.根据权利要求1的手机，其特征在于，所述放大器根据所述背景声音在数字音频信号上叠加一个数字信号。
6.根据权利要求1的手机，其特征在于，所述放大器根据所述背景声音将一个模拟信号叠加到模拟音频信号上。
7.根据权利要求1的手机，其特征在于，所述背景声音由用做扬声器的送话器采集。
8.一种手机中的音频处理方法，使用该手机时在其主机上连接一个耳机，所述音频处理方法的特征在于，事先检测安装在所述手机上的是单耳戴式耳机还是双耳戴式耳机，将背景声音叠加到所述耳机时，根据所述耳机的类型调整背景声音的信号电平。
9.根据权利要求8的音频处理方法，其特征在于，如果所述双耳戴式耳机安装到手机主机上，所述背景声音的信号电平升高，如果所述单耳戴式耳机安装到电话主机，所述背景声音的信号电平降低。
10.根据权利要求8中的音频处理方法，其特征在于，如果所述双耳戴式耳机安装到电话主机上，则根据传送到所述耳机的模拟音频信号对所述背景声音的信号电平进行控制给出反馈。
11.根据权利要求8的音频处理方法，其特征在于，如果所述单耳戴式耳机安装到电话主机，则固定所述背景声音的信号电平。
全文摘要
无论安装在手机主机上的是双耳戴式耳机还是单耳戴式耳机,都能根据耳机类型自动设置背景声音的最佳信号电平,并且,即使立体声头戴式耳机几乎罩住双耳,也能辨别背景声音。使用时连接双耳戴式耳机或单耳戴式耳机的手机带有:手机主机;用于检测手机主机上安装的手机类型的检测装置;放大要传送到这些耳机的背景声音的放大器;以及用来根据检测装置输出结果控制从此放大器输出的背景声音信号电平的控制装置。无论安装哪种耳机,控制装置都能根据检测装置的输出结果控制从放大器输出的背景声音的信号电平给出反馈。
文档编号H04B1/40GK1347259SQ0114081
公开日2002年5月1日 申请日期2001年9月21日 优先权日2000年9月22日
发明者小佐野圭司 申请人:索尼株式会社