信号处理设备和信号处理方法

专利名称：信号处理设备和信号处理方法
技术领域：
本发明涉及用于根据给定目的对音频信号执行信号处理的信号处理设 备和其方法。
背景技术：
所谓的噪声抵消系统是己知的，其实现在耳机设备上，并且被用于主动抵消当经由耳机设备再现诸如曲调(time)之类的声音内容时出现的外 部噪声。这种噪声抵消系统已投入实用。这种噪声抵消系统被广泛地分类 为反馈系统和前馈系统。例如，日本专利早期公开No. Hei 3-214892描述了一种反馈噪声抵消 系统结构，其中佩戴在用户耳朵上的声音管内部的噪声被设在声音管内的 耳机单元附近的麦克风单元拾取，生成与噪声相位相反的音频信号，并且 该音频信号经由耳机单元作为声音输出，从而减少了外部噪声。同时，日本专利早期公开No. Hei 3-96199描述了一种前馈噪声系统结 构，其中实质上，噪声被附接到耳机设备外部的麦克风拾取，基于期望的 传输函数的特性被赋予噪声的音频信号，并且所得到的音频信号被从耳机 设备输出。发明内容当今实际使用的消费类耳机设备中的噪声抵消系统由模拟电路构成， 无论它们是根据前馈系统还是根据反馈系统的。为了能够有效地实现噪声抵消系统的噪声抵消效果，例如由麦克风拾 取的不想要的外部声音和从用于抵消该不想要的声音的驱动器输出的声音 之间的相位差应当被限制在某一范围内。换句话说，在噪声抵消系统中， 不想要的外部声音的输入和相应的抵消用声音的输出之间的时间应当被限制在某一范围内。即，响应速度应当足够快。但是，当噪声抵消系统是利用数字电路构造的时，在噪声抵消系统的输入和输出需要提供A/D转换器和D/A转换器。当今广泛使用的A/D转 换器和D/A转换器的处理时间太长，并且在噪声抵消系统中引起了太长的 延迟，并且很难利用其实现有效的噪声抵消效果。例如，在军事和工业领 域，使用了具有很高的采样频率并且引起微小延迟的A/D转换器和D/A转 换器，但是这些A/D转换器和D/A转换器非常昂贵，并且在消费类设备中 并不实用。这就是为什么当今的噪声抵消系统是利用模拟电路而不是数字 电路构造的原因。例如，用数字电路替代模拟电路使得很容易改变或切换特性或操作模 式，而不需要物理地改变组件中的常数或替代组件。另外，在诸如噪声抵 消系统之类的与音频有关的系统的情况下，用数字电路替代模拟电路具有 许多优点，例如可与其进一步改善声音质量。这样，本发明试图利用数字电路来构造一种例如在消费类耳机设备中 的噪声抵消系统，并且实现实际上充分的噪声抵消效果。根据本发明的一个实施例，提供了一种信号处理设备，包括用于执 行第一AS调制处理的模数转换装置，用于基于输入的模拟信号生成具有预 定采样频率和一个或多个比特的预定量化比特率的数字信号；包括具有预 定特性的数字滤波器的信号处理装置，用于基于由模数转换装置生成的数 字信号输出具有nXFs的采样频率和a比特的预定量化比特率的数字信 号，其中n是自然数，Fs是预定参考采样频率，a是大于1的自然数；以 及包括用于执行第二AS调制处理的部分的模数转换装置，用于基于从信号 处理装置输出的数字信号输出具有nXFs的采样频率和b比特的预定量化 比特率的数字信号，其中b是大于O并且小于a的自然数。在以上实施例中，首先，获得(第一)A2调制处理的输出，作为模数 转换(A/D转换)处理的结果输出。然后，作为信号处理，使得这样获得 的数字信号经过数字滤波器，在数字滤波器中，至少根据预定目的设置滤 波器特性。作为该信号处理的结果输出的信号是具有nXFs的采样频率和 a比特的量化比特率的数字信号，其中a是大于1的自然数。用于接受至少从数字滤波器输出的信号并且将该信号转换为模拟信号的D/A转换部分 包括用于执行(第二) A2调制处理的部分，并且作为上述信号处理的结果 获得的数字信号被输入到该用于执行(第二) A2调制处理的部分。作为(第二) AS调制处理的结果，获得了具有nXFs的采样频率和b比特的预 定量化比特率的数字信号，其中b是大于0并且小于a的自然数。例如，在用于执行包括AS调制处理在内的A/D转换处理的已知设备 中，允许在Ai:调制处理之后获得的信号经过抽取滤波器，并且例如具有参 考采样频率Fs和两个或更多个比特的量化比特率的数字信号被从该设备输 出。同时，在用于执行包括AS调制处理在内的D/A转换处理的已知设备 中，首先，具有参考采样频率Fs (=1 Fs)和两个或更多个比特的量化比 特率的信号受到过采样，从而具有与AS调制处理一致的采样频率。与具有上述己知的用于在其输入和输出执行A/D转换处理和D/A转换 处理的设备的数字信号处理装置相比，根据本发明的信号处理设备具有以 下特征。即，在A/D转换处理中，不会使得信号经过抽取滤波器，并且作 为AS调制处理的结果获得的信号被输入到用于根据预定目的执行信号处理 的后续部分(即，信号处理装置)。另外，当从信号处理装置输出的数字 信号被转换为模拟信号时，数字信号被输入到用于执行A5:调制处理的部 分，而不受到过采样处理。换句话说，在根据本发明的信号处理设备中， 用于将模拟信号转换为数字信号、根据预定目的对该数字信号进行信号处 理、并将所得到的数字信号转换为模拟信号的部分省略了 A/D转换处理中 的抽取和D/A转换处理中的过采样处理。由于至少省略了这些处理，因此在根据本发明的信号处理设备中减少了信号传播时间，根据本发明的信号 处理设备包括用于[A/D转换一数字信号处理一D/A转换]的信号处理系统。根据本发明的另一个实施例，提供了一种信号处理方法，包括执行 第一AS调制处理的模数转换步骤，基于输入的模拟信号生成具有预定采样频率和一个或多个比特的预定量化比特率的数字信号；由具有预定特性的 数字滤波器执行的信号处理步骤，基于在模数转换步骤中生成的数字信号 输出具有nXFs的采样频率和a比特的预定量化比特率的数字信号，其中n是自然数，Fs是预定参考采样频率，a是大于1的自然数；以及由用于 执行第二Ai:调制处理的部分执行的模数转换步骤，基于在信号处理步骤中 获得的数字信号输出具有nXFs的采样频率和b比特的预定量化比特率的 数字信号，其中b是大于O并且小于a的自然数。利用在根据本发明的信号处理设备中的信号传播时间，满足了耳机设 备的噪声抵消系统中的信号处理系统的响应速度的条件。即，可以容易地 利用数字电路实现噪声抵消系统。利用数字电路实现噪声抵消系统使得可 以实现在利用模拟电路的噪声抵消系统中很难实现的特征，并且还例如实 现了声音质量的改善，导致对用户的使用性增强。


图1是图示耳机设备中的数字噪声抵消系统的示例性基本结构的框图；图2是图示根据本发明第一实施例的噪声抵消系统的示例性结构的框图；图3A和3B图示了根据本发明一个实施例的噪声抵消用数字滤波器的 示例性结构；图4是图示根据本发明第二实施例的噪声抵消系统的示例性结构的框图；图5是图示根据本发明第三实施例的噪声抵消系统的示例性结构的框图；图6是图示根据本发明第四实施例的噪声抵消系统的示例性结构的框图；图7是图示根据本发明第五实施例的噪声抵消系统的示例性结构的框 图；以及图8是图示根据本发明第六实施例的噪声抵消系统的示例性结构的框图。
具体实施方式
图1图示了在利用当前已知的数字设备构造的耳机设备中的噪声抵消 系统的示例性结构。该图中所示的噪声抵消系统的结构是基于前馈系统的。在前馈系统 中，通过拾取外部声音获得音频信号，并且该音频信号受到适当的滤波处 理以生成抵消用音频信号。然后，该抵消用音频信号被与必要声音的音频 信号相组合，并且所得到的音频信号作为一种声音被从驱动器输出，其意 图是抵消外部声音以实现噪声抵消。该图中所示的耳机设备(下文中简称为"耳机")17假定是支持双声道(L (左)和R (右))立体声的。该图中所示的系统结构对应于L声 道和R声道之一。注意，在下面的描述中表示为Fs (1 Fs)的参考采样频率假定对应于 数字音频源的采样频率，其声音是要利用耳机设备17监听的声音。数字 音频源的特定示例包括记录在致密盘(CD)上的数字音频信号，其Fs = 44.1kHz并且量化比特率为16比特。在图1中，麦克风11被用于拾取外部声音，包括围绕耳机17产生并 且要被抵消的外部声音(外部噪声)。尽管未在该图中示出，但是在前馈 系统的情况下，该麦克风ll通常设在与两个(L和R)声道中的每一个相 对应的耳机17的外壳的外部。在该图中，示出了用于两个(L和R)声道 之一的麦克风ll。由麦克风11通过拾取外部声音获得的信号被放大器12放大，并且以 模拟音频信号的形式被输入到A/D转换器部件13。A/D转换器部件13例如形成为单个部分(设备)，并且通过以1 Fs 的采样频率和16比特的量化比特率([l Fs, 16比特]，对应于下面描述的 那些数字音频源)对输入模拟音频信号进行量化来将输入模拟音频信号转 换为数字信号(PCM信号)。然后，A/D转换器部件13输出所获得的数字信号。出于这一目的，如图1中所示，A/D转换器部件13包括AS调制器 13a、抽取滤波器13b和输出缓冲器13c。输入到A/D转换器部件13的模拟音频信号首先被Ai:调制器13a转换为[64 Fs (= 2.8224MHz) , 1比特]数字信号。该[64 Fs， 1比特]数字信号经 过抽取滤波器13b，例如有限冲击响应(FIR)滤波器，从而被转换为[lFs, 16比特]数字信号，然后被输出缓冲器13c放大。从输出缓冲器13c输出的 所得信号被从A/D转换器部件13输出。从A/D转换器部件13输出的[l Fs， 16比特]数字信号被输入到数字信 号处理器(DSP) 14。DSP 14例如形成为单芯片部分，并且执行用于至少生成要从耳机设备 17的驱动器17a输出的声音的音频信号的必要的数字信号处理。正如从下 面的描述中可以理解的，要从耳机设备17的驱动器17a输出的音频信号由 数字音频源的音频信号和用于抵消由麦克风11拾取的外部声音的音频信 号(即，抵消用音频信号)构成。在图1中，作为包含在DSP 14中的信号处理功能块，示出了噪声抵 消用数字滤波器14a。从A/D转换器部件13输出的数字信号，即由麦克风11拾取的外部声 音的数字音频信号被输入到噪声抵消用数字滤波器14a。然后，该输入的 信号被用于生成将对抵消外部声音作出贡献的声音的音频信号(即，抵消 用音频信号)，作为要从驱动器17a输出的声音的音频信号，外部声音将 到达佩戴耳机的用户与驱动器17a相对应的耳朵。最简单形式的抵消用音 频信号例如是在特性和相位方面与输入到噪声抵消用数字滤波器14a的音 频信号(即，通过拾取外部声音获得的音频信号)有相反关系的音频信 号。事实上，考虑到噪声抵消系统中的电路、空间等的转移特性，附加的 特性被赋予抵消用音频信号。噪声抵消用数字滤波器14a例如形成为FIR滤波器，并且被配置为接 受量化比特率为16比特的信号的输入并将信号乘以16比特系数。因而， 从噪声抵消用数字滤波器14a输出的信号与输入的信号一样，呈[l Fs， 16 比特]形式。数字音频源的信号也被输入到DSP 14。该数字音频源的信号是[l Fs, 16比特]形式的数字音频信号，并且在DSP 14内的组合器14b中，与从噪 声抵消用数字滤波器14a输出的也呈[1 Fs, 16比特]形式的抵消用音频信号相组合(相加)。以这种方式，组合器14b获得了由数字音频源的信号和抵消用音频信号的组合构成的数字音频信号。该数字音频信号也从DSP 14输出并被输 入到后级的D/A转换器部件15。D/A转换器部件15也例如形成为单芯片部分，并且被用于将由上述 A/D转换器部件13通过转换得到的数字信号转换为模拟信号。例如，如图 l所示，D/A转换器部件15包括过采样滤波器15a、 AS调制器15b和模拟 低通滤波器(LPF) 15c。输入到D/A转换器部件15的[l Fs, 16比特]数字信号受到过采样滤波 器15a的过采样处理，从而转换为[64 Fs， 16比特]形式的数字信号。所得 到的信号被输出到Ai:调制器15b。A5:调制器15b将输入的数字信号转换为1比特信号。换句话说，AS调 制器15b将输入的数字信号转换为[64 Fs， 1比特]形式的数字信号，并输出 所得到的信号。然后，从AS调制器15b输出的[64Fs, 1比特]数字信号经过 模拟LPF 15c,从而获得模拟音频信号作为模拟LPF 15c的输出。艮卩，输 入到D/A转换器部件15的[l Fs， 16比特]数字音频信号被转换为模拟音频 信号，并且该模拟音频信号被从D/A转换器部件15输出。从D/A转换器部件15输出的模拟音频信号被输入到功率放大器16。 功率放大器16放大输入的音频信号，并输出放大后的音频信号以驱动耳 机17的与一只耳朵相对应的驱动器17a。从以这种方式驱动的驱动器17a输出的声音由与数字音频源相对应的 声音分量和与噪声抵消用音频信号相对应的声音分量的组合构成。在该声 音中，与噪声抵消用音频信号相对应的声音分量用来抵消从外部到达与驱 动器17a相对应的耳朵的外部声音。结果，在佩戴耳机的用户的与驱动器 17a相对应的耳朵听到的声音中，在理想情况下外部声音被抵消，从而相 对强化了数字音频源的声音。在如图1所示的结构中，使用了日常(例如消费类)使用很容易得到 的A/D转换器、DSP、 D/A转换器等。因此，该结构是如今例如当实际构 造用于诸如CD之类的音频源的数字噪声抵消系统时自然的选择。但是，已知的是，实际上很难利用以上结构获得充分的噪声抵消效果。这是因为用作A/D转换器部件13和D/A转换器部件15的实际设备具 有很长的信号处理时间，即很长的输入-输出延迟。最初，这些设备被设计 为仅仅处理诸如曲调之类的音频源的音频信号，因此由信号处理引起的延 迟不会产生问题。但是，当在噪声抵消系统中采用这些设备时，延迟就大 到不可忽略。艮P，关于利用这些设备构造的整个噪声抵消系统，麦克风11拾取外 部声音和声音从驱动器输出之间的时间(即，响应速度)引起了明显的延 迟。由于该延迟，很难利用例如从驱动器输出的用于噪声抵消的声音分量 抵消外部声音。如果采样频率是44.1kHz并且延迟对应于40个采样的时 间，则对于频率例如大于约550Hz的信号，即使是A/D转换器部件13自 身也会引起大于180。的相位延迟。当延迟如此之大时，很难获得噪声抵消 效果，并且还可能出现外部声音被强化的现象。如上所述，根据如图1所示的数字噪声抵消系统的结构，在约550Hz 或更低的有限频率范围内获得了充分的噪声抵消效果。在例如20Hz到 20kHz的标准范围被设为可听范围的情况下，在非常窄的频率范围内获得 了噪声抵消效果。即，实际上并没有获得充分的噪声抵消效果。这就是为 什么如今实际使用的耳机设备中的噪声抵消系统是模拟形式的原因。但是，如前所述，当期望提供诸如改变或切换噪声抵消系统的特性或 操作模式之类的各种特征或者期望改善声音质量时，数字形式相对于模拟 形式是优选的，因为通过数字形式更容易满足以上期望。因而，数字噪声 抵消系统具有很大的优势。下文中，将描述根据本发明一个实施例的耳机设备中的数字噪声抵消 系统的结构。除了其数字形式以外，该数字噪声抵消系统并没有上述延迟 问题并且可以投入实用。图2图示了根据本发明第一实施例的耳机设备中的噪声抵消系统的示 例性结构。注意，在图2中，在图1中有对应部分的组件被分配以与图1 中的对应部分相同的标号，并且将会省略其描述或者提供其简单描述。在如图2所示的结构中，取代如图l所示的A/D转换器部件13，提供了 A/D转换器部件20，作为用于将由麦克风11和放大器12获得的外部声 音(即，外部噪声)的模拟音频信号转换为数字信号的部分。A/D转换器部件20例如形成为单芯片部分，并且如图2所示，包括 AS调制器21。输入的模拟信号被AS调制器21转换为[64 Fs (= 2.8224MHz) ， 1比特]形式的数字信号。然后，从A2调制器21输出的数字 信号被从A/D转换器部件20输出，并被输入到后级的噪声抵消用数字滤 波器30。与如图1所示的噪声抵消用数字滤波器Ma—样，噪声抵消用数字滤 波器30具有生成噪声抵消用音频信号的功能。g卩，利用从A/D转换器部 件20提供的外部声音的数字音频信号，噪声抵消用数字滤波器30生成与 具有用于抵消外部声音的特性的声音相对应的音频信号，外部声音将到达 佩戴耳机的用户的与驱动器17a相对应的耳朵。注意，输入到如图1所示的噪声抵消用数字滤波器14a的数字音频信 号和从噪声抵消用数字滤波器14a输出的数字音频信号都是[1 Fs， 16比特] 形式的。另一方面，输入到如图2所示的噪声抵消用数字滤波器30的信 号是[64 Fs, 1比特]形式的，而从噪声抵消用数字滤波器30输出的信号是 [64 Fs, 16比特]形式的。噪声抵消用数字滤波器30可以例如由FIR数字滤 波器形成，并且因此，从其输出的信号呈多比特形式。在该实施例中，量 化比特率被设为16比特。正如从下面的描述中可以理解的，从噪声抵消 用数字滤波器30输出的信号形式被确定为[64 Fs， 16比特]，以使得该信号 的形式可以与该信号将与之相组合的数字音频源的信号形式[64 Fs， 16比特] 一致。在该实施例中，噪声抵消用数字滤波器30并没有包含在DSP等中， 而是一个独立部分并且例如形成为单个部件。从噪声抵消用数字滤波器30 输出的抵消用音频信号被输入到D/A转换器部件40。如图2所示的D/A转换器部件40也例如形成为单个部分。与如图1 所示的D/A转换器部件15类似，D/A转换器部件40包括过采样滤波器 41、 AS调制器43和模拟LPF44。但是，与如图1所示的D/A转换器部件 15不同的是，在过采样滤波器41和AZ调制器43之间额外提供了组合器42。在该实施例中，如图2所示，数字音频源的信号被输入到过采样滤波 器41。因此，过采样滤波器41将与数字音频源相对应的音频信号分量从 [1 Fs, 16比特]形式转换为[64 Fs, 16比特]形式。然后，组合器42将数字音频源的音频信号与从噪声抵消用数字滤波 器30输出的噪声抵消用音频信号(这两个信号都是[64 Fs, 16比特]形式 的)相组合，并将所得到的[64Fs, 16比特]数字信号输出到A2调制器43。AS调制器43接受从组合器42输出的[64 Fs, 16比特]数字信号的输 入，将该信号转换为[64Fs, 1比特]数字信号，并输出所得到的信号。从AS调制器43输出的数字信号经过模拟LPF 44，从而被转换为模拟 音频信号，并且所得到的模拟音频信号被从D/A转换器部件40输出。这样获得的模拟音频信号被功率放大器16放大，并且驱动器17a被所 得到的信号驱动。根据这一结构，从组合器42输出的信号由数字音频源的音频信号和 噪声抵消用音频信号的组合构成，并且因此，最终从驱动器17a输出的声 音由用于抵消外部声音的声音分量和数字音频源的再现声音的组合构成， 这与图l的情况一样。即，适当地构造了根据前馈系统的噪声抵消系统。关于图2的结构，现在将关注噪声处理系统，其中外部声音被麦克风 11拾取并且用于抵消噪声的声音分量被从驱动器输出。然后，可以认为来 自形成A/D转换部分(即，A/D转换器部件20)的AS调制器21的输出被 输入到噪声抵消用数字滤波器30，而来自噪声抵消用数字滤波器30的输 出被输入到形成D/A转换部分(即，D/A转换器部件40)的AS调制器43。因而，与图1的结构相比，图2的结构中的噪声处理系统不包括在 A/D转换一侧的抽取滤波器或在D/A转换一侧的过采样滤波器。如前所述，在图1的结构中，A/D转换器部件13和D/A转换器部件 15中的延迟很大。关于这些延迟的起因，由抽取滤波器13b引起的延迟在 A/D转换器部件13中占据主导地位，而由过采样滤波器15a引起的延迟在 D/A转换器部件15中占据主导地位。本实施例是在考虑到这一事实的情况下设计的。即，为了在噪声处理系统中排除由A/D转换一侧的抽取滤波器引起的延迟和由D/A转换一侧的 过采样滤波器引起的延迟的影响，噪声抵消用数字滤波器30的输入直接 连接到AS调制器21 (即，A/D转换器部件20)，并且噪声抵消用数字滤 波器30的输出直接连接到Ai:调制器43 (在D/A转换器部件40内)。以这种方式，在噪声处理系统中，在D/A转换一侧和A/D转换一侧上 的延迟的主导起因都被消除，从而明显地减少了噪声处理系统中的延迟。 因此，噪声抵消有效工作的声音频率范围得以明显增大，其结果是，获得 了实际上充分的噪声抵消效果。即，实现了可以投入实用的耳机设备中的 数字噪声抵消系统。而且，在本实施例中，噪声抵消用数字滤波器30被构造为减少延迟 以实现更加优异的噪声抵消效果。下面将描述引起延迟减小的噪声抵消用数字滤波器30的示例性结构。首先，在正常采用FIR数字滤波器(即，FIR滤波器)作为噪声抵消 用数字滤波器30的情况下，采用了如图3A所示的结构。具体而言，参考图3A，在噪声抵消用数字滤波器30被形成为8抽头 FIR滤波器的情况下，七个延迟器件Dl至D7串联连接以形成移位寄存 器。另外，提供了系数乘法器h0至h7和加法器P。系数乘法器h0至h7 接收来自移位寄存器的输出，即输入到延迟器件Dl的数据和分别从延迟 器件D1至D7输出的数据，并将接收到的数据乘以预定系数。加法器P将 来自这些系数乘法器h0至h7的输出相加在一起。由于输入到噪声抵消用 数字滤波器30的数字信号是[64 Fs, 1比特]形式的，因此延迟器件Dl至 D7和系数乘法器h0至h7被配置为接受1比特信号的输入。由于从噪声抵 消用数字滤波器30输出的数字信号应当是[64 Fs, 16比特]形式的，因此在 系数乘法器h0至h7中设置16比特系数，以使得来自系数乘法器h0至h7 的输出将是16比特数据，并且这些输出被加法器P加在一起。可以认为，根据如图3A所示的结构，8比特数据，即输入到延迟器件 Dl的数据和从延迟器件Dl至D7输出的数据的排列，被转换为与8比特数据的比特模式线性关联的16比特比特模式，并且该16比特比特模式被输出。基于这一事实，噪声抵消用数字滤波器30也可以由延迟器件D1至 D7和ROM60构造而成，如图3B所示。在图3B中，8比特数据由输入到延迟器件Dl的1比特数据和分别从 延迟器件D1至D7输出的7条1比特数据(这些数据可以被认为是同时从 移位寄存器输出)构造而成，并且该8比特数据被用于指定ROM 60中的 地址。由于8比特可以表示256种比特模式，因此在ROM60中设置了地 址0至255。在ROM 60中，存储了适当的16比特比特模式以便与地址0 至255相关联。根据以上结构，对于每个采样，针对ROM 60指定地址0至255之 一，并且从ROM 60读取与指定的地址相对应的16比特比特模式的数 据。这样读取的16比特数据被从本实施例中的噪声抵消用数字滤波器30 输出。根据以上结构，省略了如图3A所示的系数乘法器h0至h7和加法器 P，并且通过从ROM60中的指定地址读取16比特比特模式的数据，实现 了由系数乘法器hO至h7和加法器P执行的处理。因而，简化了电路。引起延迟减小的噪声抵消用数字滤波器30也可以通过形成为例如最 小相移滤波器来实现。例如，对于如图3A所示的结构，这可以通过在系 数乘法器h0至h7中设置一种系数集模式以便形成最小相移滤波器来实 现。或者，噪声抵消用数字滤波器30可以由无限冲击响应(IIR)数字滤 波器形成。IIR滤波器的一种特性是延迟量很小。在本实施例中，从噪声抵消用数字滤波器30输出的信号的采样频率 设置如下。首先，D/A转换器部件40被配置为将作为[1 Fs, 16比特]形式的PCM 信号的数字音频信号转换为模拟信号，并且过采样滤波器将该信号转换为 [64 Fs, 16比特]形式。即，在过采样之后获得的信号的采样频率被设为64 Fs。因此，跟在过采样滤波器之后的AS调制器43被配置为将[64 Fs, 16比 特]形式的信号转换为1比特信号。因而，来自AS调制器43的输出呈[64 Fs， 1比特]形式。而且，在本实施例中，从噪声抵消用数字滤波器30输出的噪声抵消用音频信号被直接输入到D/A转换器部件40中的AS调制器43，而不经过 过采样滤波器。这就是为什么噪声抵消用音频信号应当是与输入到AS调制 器43 (并且从过采样滤波器输出)的信号形式相对应的[采样频率，量化比 特率]形式的原因。因而，从如图2所示的噪声抵消用数字滤波器30输出 的抵消用音频信号呈[64 Fs, 16比特]形式。关于采样频率，从噪声抵消用 数字滤波器30输出的噪声抵消用音频信号应当具有与从Ai:调制器43输出 的信号相同的采样频率。在本实施例中，在过采样之后的采样频率，即从噪声抵消用数字滤波 器30输出的信号(即，噪声抵消用音频信号)的采样频率，假定是64 Fs。但是，本发明并不限于此。该采样频率应当大于数字音频源的PCM 信号的采样频率1 Fs，但是只要它是允许再现声音具有足够质量的任何频 率值即可，例如可以被设置为上述采样频率。更具体而言，在数字音频源 的PCM信号的采样频率是1 Fs的假定下，噪声抵消用音频信号的采样频 率(即，在过采样之后的采样频率)被设置为2n Fs，其中n例如是大于0 的自然数。事实上，优选的是该采样频率被设置为4Fs或更高。接下来，将参考图4描述根据本发明第二实施例的噪声抵消系统的示 例性结构。注意，在图4中，在图2中有对应部分的组件被分配以与图2 中的对应部分相同的标号，并且将会省略其描述。首先，下面将描述第二实施例的基本结构。在图4中，广泛地说，D/A转换器部件40A包括过釆样滤波器41、组 合器42、 AS调制器43、脉宽调制(PWM)调制器45和模拟LPF 44。 即，与如图2所示的D/A转换器部件40相比，在AS调制器43和模拟LPF 44之间额外插入了 PWM调制器45。而且，D/A转换器部件40A中的过采样滤波器41被配置为接受数字 音频源的[l Fs, 16比特]信号的输入并将该信号转换为[16 Fs, 16比特]形 式。因而，D/A转换器部件40A中的组合器42将[16 Fs, 16比特]数字信号 与另一个[16Fs， 16比特]数字信号相组合。即，从噪声抵消用数字滤波器30输出的噪声抵消用音频信号不应当是图2中的[64 Fs， 16比特]形式，而 应当是[16Fs, 16比特]形式。因而，在该实施例中，噪声抵消用数字滤波器30被配置为赋予输入 信号与噪声抵消用音频信号一样的特性，并且执行抽取处理以使得具有64 Fs采样频率的输入信号将以16Fs的采样频率输出。换句话说，噪声抵消 用数字滤波器30被配置为具有作为噪声抵消用滤波器的功能和作为抽取 滤波器30a的额外功能。尽管可以想到用于满足这两种功能的某些结构， 但是最有效的结构之一是使得噪声抵消用数字滤波器也工作为抽取滤波 器，这样利用了噪声抵消用数字滤波器具有LPF的特性这一事实。抽取滤 波器也具有LPF的特性。组合器42将已受到过采样滤波器41的过采样从而具有[16 Fs， 16比特] 形式的数字音频源的信号与从噪声抵消用数字滤波器30输出的[16 Fs, 16 比特]噪声抵消用音频信号相组合，并且所得到的信号被输入到Ai:调制器 43。在该实施例中，Ai:调制器43将输入信号转换为量化比特率为5比特 而不是1比特的[16 Fs， 5比特]信号。该[16 Fs, 5比特]信号被输入到PWM 调制器45，并且在其中受到PWM调制，并且被允许经过模拟LPF 44以 被转换为模拟音频信号，模拟音频信号被从D/A转换器部件40A输出。 即，第二实施例的D/A转换部分具有根据D类放大器的结构的结构。可以想到的第二实施例的变体如下。例如，参考图4，过采样滤波器41可以被配置为包括串联连接的多个 升频采样电路46a至46d。在该示例中，升频采样电路46a至46d中的每 一个被配置为对采样频率加倍，并且由于四个这样的升频采样电路串联连 接，因此[l Fs, 16比特]形式的输入信号被转换为<formula>formula see original document page 20</formula>, 16比特]形式，并因而从过采样滤波器41输出。而且，噪声抵消用数字滤波器30被配置为利用抽取滤波器30a将采样 频率为64 Fs的输入信号转换为采样频率低于16 Fs (例如8 Fs、 4 Fs或2 Fs)的16比特信号，并且所得到的信号被从噪声抵消用数字滤波器30输 出。该信号根据该信号的采样频率被输入到过采样滤波器41中的升频采样电路中的适当一个升频采样电路。例如，在从噪声抵消用数字滤波器30输出的信号是[8 Fs, 16比特]形 式的情况下，在过采样滤波器41中的升频采样电路46d的前部提供了组 合器47c，并且组合器47c将从噪声抵消用数字滤波器30输出的信号与从 升频采样电路46c输出的信号相组合，以将所得到的信号输出到升频采样 电路46d。根据这一结构，组合器47c将被升频采样到[8 Fs, 16比特]的数 字音频源的信号与从噪声抵消用数字滤波器30输出的也呈[8 Fs， 16比特] 形式的信号相组合。然后，所得到的信号经过升频采样电路46d从而最终 变为[16Fs, 16比特]音频信号，该信号被输入到A2调制器43 (在这种情况 下，组合器42可以省略)。类似地，在从噪声抵消用数字滤波器30输出的信号是[4 Fs， 16比特] 形式的情况下，在过采样滤波器41中的升频采样电路46c的前部提供了组 合器47b，并且组合器47b将从噪声抵消用数字滤波器30输出的信号与从 升频采样电路46b输出的信号相组合，以将所得到的信号输出到升频采样 电路46c。在从噪声抵消用数字滤波器30输出的信号是[2 Fs, 16比特]形式的情 况下，在过采样滤波器41中的升频采样电路46b的前部提供了组合器 47a，并且组合器47a将从噪声抵消用数字滤波器30输出的信号与从升频 采样电路46a输出的信号相组合，以将所得到的信号输出到升频采样电路 46b。在以上变体中，例如每采样时段的操作步骤的数目增加，并且因此， 在噪声抵消用数字滤波器30中的一个采样时段内的必要的操作量增大的 情况下，可以在不需要增大系统的时钟频率的情况下实现期望的滤波器特 性。注意，己经说到，关于第一实施例，从噪声抵消用数字滤波器30输 出的噪声抵消用音频信号的采样频率应当与由D/A转换器部件40中的AS 调制器43处理的信号的采样频率相同。但是，在上述变体中，噪声抵消 用音频信号的采样频率低于由Ai:调制器43处理的信号的采样频率。但 是，如果噪声抵消用音频信号经过的过采样滤波器41内的升频采样电路被视为噪声抵消用数字滤波器的一个组件，则可以认为噪声抵消用音频信号的采样频率与由D/A转换器部件40A中的AS调制器43处理的信号的采 样频率相同。在以上变体的结构中，噪声抵消用音频信号经过过采样滤波器41的 一部分，从而与当噪声抵消用音频信号例如完全不经过过采样滤波器41 时相比导致额外的延迟。但是，与图1的结构(其中噪声抵消用音频信号 穿过过采样滤波器15a)相比，实现了减少D/A转换器部件中的延迟的效 果。接下来，将参考图5描述本发明第三实施例的结构。注意，在图5 中，在图2和4中有对应部分的组件被分配以与它们的对应部分相同的标 号，并且将会省略其描述。与如图2所示的第一实施例的结构相比，如图5所示的噪声抵消系统 额外包括电平调节器51、噪声分析器52和电平检测器53。利用这一结 构，根据外部声音和数字音频源的信号的内容等等(如下所述)来执行噪 声抵消操作。电平调节器51插入在噪声抵消用数字滤波器30的输出和组合器42的 输入之间。即，电平调节器51接受从噪声抵消用数字滤波器30输出的音 频信号的输入，调节音频信号的电平，并将经电平调节的音频信号输出到 组合器42。从A/D转换器部件20输出的外部声音的数字音频信号被输入到噪声 抵消用数字滤波器30和噪声分析器52两者。噪声分析器52对数字音频信 号执行关于作为噪声的外部声音的音色、音调质量、电平等的分析处理。 基于这一分析结果，噪声分析器52确定噪声抵消用数字滤波器30中的最 优系数和噪声抵消用音频信号的最优电平，并且基于这一确定结果，将系 数控制信号Scl输出到噪声抵消用数字滤波器30以指示噪声抵消用数字 滤波器30设置所确定的系数，并将用于指定噪声抵消用音频信号的确定 电平的信号电平控制信号Sc2输出到电平调节器51。同时，数字音频源的信号被输入到D/A转换器部件40和电平检测器 53两者，并且电平检测器53检测输入信号的电平。关于用于检测电平的技术，电平检测器53例如可以检测音频信号的绝对值，并将由检测到的 电平的绝对值获得的包络确定为检测到的电平。然后，基于这一检测结果，电平检测器53确定噪声抵消用音频信号的最优电平从而使得数字音频源的信号声音听起来很好听，并将用于指定确定的电平的信号电平控制信号Sc3输出到电平调节器51。注意，这样确定的噪声抵消用音频信号的 电平具有当噪声抵消用音频信号与数字音频源的信号相组合时不会引起数 据上溢的值。根据这样输出的控制信号，噪声抵消用数字滤波器30改变系数，并 且电平调节器51调节从噪声抵消用数字滤波器30输出的噪声抵消用音频 信号的电平。结果，根据外部声音的状况变化和数字音频源的信号电平的 变化，设置噪声抵消用数字滤波器30的最优系数和噪声抵消用音频信号 的最优电平，从而使得任何时候都可获得几乎最优的噪声抵消效果。注意，电平检测器53也可以接受从过采样滤波器41输出的信号的输 入并检测该信号的电平。图6图示了本发明第四实施例的示例性结构。注意，在图6中，在图 2、 4和5中有对应部分的组件被分配以与它们的对应部分相同的标号，并 且将会省略其描述。在第四实施例中，采用数字麦克风70作为用于拾取外部声音并且将 外部声音转换为数字音频信号的部分。数字麦克风70例如形成为单个部分。如图6所示，数字麦克风70包 括麦克风71、放大器72和AS调制器73。在功能方面，麦克风71和放大 器72例如等同于如图2所示的麦克风11和放大器12，并且被用于获得外 部声音的模拟音频信号。这样获得的模拟音频信号被输入到A:E调制器 73，并在其中被转换为[64 Fs, 1比特]数字信号，并且该信号被从数字麦克 风70输出。从数字麦克风70输出的该信号被输入到噪声抵消用数字滤波 器30。在物理上，上述的数字麦克风70被提供在耳机设备17的外壳上， 以使得麦克风71能够拾取外部声音。图7图示了本发明第五实施例的示例性结构。注意，在图7中，在图 2、 4、 5和6中有对应部分的组件被分配以与它们的对应部分相同的标号，并且将会省略其描述。在上述实施例中已经假定，数字音频源是提供[l FS, 16比特]形式的PCM数字音频信号的CD等。[1 Fs, 16比特]形式的数字音频信号是当今一 种占主导的形式，但是除此之外，所谓的直接流信号(DSD)格式的信 号，例如与A2调制之后的信号相对应的记录在超级音频CD (SACD)等 上的[64 Fs, 1比特]形式的数字音频信号，已经成为音频内容的载体。根据 第五实施例的结构对应于数字音频源提供这种DSD格式的信号的情况。如图7所示的数字音频源提供[64 Fs， 1比特]DSD格式的信号。提供了 比特延展器81以使得该信号可以由组合器82与从噪声抵消用数字滤波器 30输出的[64 Fs, 16比特]噪声抵消用音频信号相组合。比特延展器81接受 来自数字音频源的[64 Fs， 1比特]信号的输入，执行比特延展处理以将量化 比特率延展至16比特从而将该信号转换为[64 Fs, 16比特]信号，并将所得 到的信号输出到组合器82。注意，以上由比特延展器81执行的比特延展处理指例如将DSD格式 的1比特信号(即，可以取两个值1和0的信号)转换为16比特信号 (0x0400 (0.5)或OxCOOO (-0.5))的处理。因此，比特延展器81可以 由具有LPF的特性的数字滤波器形成，另外，比特延展器81可以具有如 图3B所示的使用ROM的结构。由组合器82通过组合上述两个信号而得到的信号被输入到D/A转换 器部件40B。例如，与如图2所示的D/A转换器部件40相比，D/A转换 器部件40B不包括过采样滤波器。如图7所示的组合器82对应于图2中 D/A转换器部件40内的组合器42，但是在该实施例中，组合器82是独立 部分，并且不包含在D/A转换器部件40B中。由数字音频源的信号和抵消用音频信号的组合构成并且从组合器82 输出的音频信号经过D/A转换器部件40B内的Ai:调制器43和LPF以转换 为模拟信号，并且该模拟信号被输出到功率放大器16。图8图示了本发明第六实施例的示例性结构。注意，在图8中，在图 2、 4、 5、 6和7中有对应部分的组件被分配以与它们的对应部分相同的标 号，并且将会省略其描述。耳机设备中的噪声抵消系统被广泛地分类为前馈系统和反馈系统。上 述第一至第五实施例是基于前馈系统的。但是，除了前馈系统之外，本发 明也可以适用于反馈系统。这样，根据第六实施例的示例性结构是基于反 馈系统的。如图8示意性地所示，在反馈系统的情况下，麦克风11被提供为拾取从靠近佩戴耳机的用户耳朵的驱动器17a输出的声音。在这种情况下拾 取的声音包含从驱动器输出的声音和已进入耳机设备的外壳并且例如到达 佩戴耳机设备的用户耳朵的外部声音分量。这样拾取的声音信号被放大器 12放大从而变为模拟音频信号，并且该模拟音频信号被A/D转换器部件 20内的Ai:调制器21转换为[64 Fs， 1比特]数字音频信号，并且所得到的数 字音频信号被输入到噪声抵消用数字滤波器30。噪声抵消用数字滤波器30例如赋予输入信号必要的特性，以生成具 有用于抵消外部声音的特性的声音的音频信号，作为噪声抵消用音频信 号，外部声音将到达佩戴耳机的用户的与驱动器17a相对应的耳朵。这一 处理一般是向拾取的声音信号赋予用于噪声抵消的传输函数-p的处理。然 后，所生成的噪声抵消用音频信号被输入到设在D/A转换器部件40C内的 过采样滤波器41后部的组合器42。与如图2所示的D/A转换器部件40相比，D/A转换器部件40C额外 包括均衡器48，均衡器48设在过采样滤波器41的前部。均衡器48向数 字音频源的信号赋予基于传输函数l+(3的特性。在反馈系统的情况下，从 噪声抵消用数字滤波器30输出的噪声抵消用音频信号包含与外部声音相 对应的分量和与从17a输出并且由麦克风11拾取的数字音频源的声音相对 应的分量。即，与传输函数1/(l+P)相对应的特性被赋予数字音频源的声音 分量。因此，均衡器48被配置为预先向数字音频源的信号赋予基于传输 函数1+(3 (它是1/(l+P)的倒数)的特性。因而，当从过采样滤波器41输 出的信号被组合器42与噪声抵消用音频信号相组合时，上述传输函数 1/(l+P)被抵消。因而，从组合器42输出的信号由具有用于抵消外部声音 的特性的信号分量和与数字音频源的原始信号相对应的信号分量的组合构 成。然后，从组合器42输出的信号经过AS调制器43和模拟LPF 44以转换为模拟音频信号，并且该模拟音频信号被功率放大器16放大，并且驱动器17a被所得到的信号驱动以输出相应声音。如上所述，在反馈系统的情况下，从驱动器输出的声音和已进入耳机 外壳的外部声音分量在佩戴耳机的用户耳朵附近被拾取，以生成用于噪声 抵消的信号。然后，该用于噪声抵消的信号被从驱动器输出以便引起负反 馈。结果，对抵消外部声音有贡献以便相对强化数字音频源的声音的声音将会到达佩戴耳机设备的用户的与驱动器17a相对应的耳朵。注意，在上述实施例中，A/D转换器部件、噪声抵消用数字滤波器、 D/A转换器部件等都是独立部分，并且这些部分的组合形成了噪声抵消系 统。但是，这些部分的全部或某些例如可以集成为单个部分。在上述实施例中假定，原本要听到的声音是数字音频源的声音，艮P， 某种形式的数字化音频信号。具体而言，如前所述，在上述实施例中假 定，原本要听到的声音例如是记录在CD、 SACD等上的数字音频信号的 声音。但是，很显然，原本要听到的声音最初可以是模拟音频信号的形 式。在这种情况下，该模拟音频信号经由A/D转换被转换为数字信号，并 且该数字信号被输入到D/A转换器部件40 (40B、 40C)，例如作为上述 实施例中的数字音频源的信号。注意，由噪声抵消系统中的每个数字信号处理块处理的采样频率和量 化比特率在上述实施例之间不一定是相同的。正如从这一事实可以理解 的，只要可以适当地形成噪声抵消系统，就可以根据需要改变由噪声抵消 系统中的每个数字信号处理块处理的采样频率和量化比特率。还要注意，在上述实施例中，噪声抵消系统是基于反馈系统或前馈系 统的。但是，根据上述实施例的结构也可以应用于根据反馈系统和前馈系 统的组合的噪声抵消系统。这种噪声抵消系统例如可以通过以下方式来实 现向如图8所示的结构添加根据前馈系统的噪声抵消用信号处理系统， 这种根据前馈系统的噪声抵消用信号处理系统例如由如图2所示的麦克风 11、放大器12、 A/D转换器部件20和噪声抵消用数字滤波器30构成。在 这种情况下，从与前馈系统相对应的噪声抵消用数字滤波器30输出的信 号被如图8所示的组合器42额外地与数字音频源的信号相组合。本发明并没有特别地提到如何实现形成根据上述实施例的噪声抵消系 统的用于信号处理的部分。实现方式可以取决于根据本发明的噪声抵消系 统被应用于的装置或系统的结构、用途等任意地确定。例如，在构造其自身实现噪声抵消系统的耳机设备的情况下，形成噪 声抵消系统的大多数部分都可以包含在耳机设备的外壳内。在噪声抵消系 统由耳机设备和诸如适配器之类的外部设备的组合形成的情况下，除了麦 克风和驱动器以外的至少一个部分可以提供在诸如适配器之类的外部设备 中。另外，在噪声抵消系统被实现在被配置为例如再现音频内容并将再现 的内容输出到耳机终端的移动电话设备、网络音频通信设备、音频播放器 等的情况下，除了麦克风和驱动器以外的至少一个部分可以提供在这种设 备中。还要注意，在上述实施例中假定具有用于抵消噪声的信号特性的音频 信号是在噪声抵消用数字滤波器中生成的。但是，反转放大器可以用作放 大器12，并且噪声抵消用数字滤波器可以形成为具有期望频率特性的数字 滤波器，例如LPF。同样，在这种情况下，可以获得等同的噪声抵消用信号本领域技术人员应当理解，取决于设计和其他因素可以有各种修改、 组合、子组合和变更，只要这些修改、组合、子组合和变更在权利要求或 其等同物的范围内即可。本发明包含与2007年2月5日向日本专利局提交的日本专利申请JP 2007-025920有关的主题，该申请的全部内容通过引用结合于此。
权利要求
1.一种信号处理设备，包括用于执行第一Δ∑调制处理的模数转换装置，用于基于输入的模拟信号生成具有预定采样频率和一个或多个比特的预定量化比特率的数字信号；包括具有预定特性的数字滤波器的信号处理装置，用于基于由所述模数转换装置生成的数字信号输出具有n×Fs的采样频率和a比特的预定量化比特率的数字信号，其中n是自然数，Fs是预定参考采样频率，a是大于1的自然数；以及包括用于执行第二Δ∑调制处理的部分的模数转换装置，用于基于从所述信号处理装置输出的数字信号输出具有n×Fs的采样频率和b比特的预定量化比特率的数字信号，其中b是大于0并且小于a的自然数。
2. 如权利要求1所述的信号处理设备，其中包括在所述信号处理装置 中的数字滤波器的特性是用于基于所述输入的模拟信号来衰减噪声信号的 特性，所述输入的模拟信号是从用于拾取噪声的设在前馈噪声抵消耳机设 备上的声音拾取装置输出的信号。
3. 如权利要求1所述的信号处理设备，其中包括在所述信号处理装置 中的数字滤波器的特性是用于基于所述输入的模拟信号来衰减噪声信号的 特性，所述输入的模拟信号是从用于拾取噪声的设在反馈噪声抵消耳机设 备上的声音拾取装置输出的信号。
4. 如权利要求1所述的信号处理设备，其中包括在所述信号处理装置 中的数字滤波器被配置为允许输入和输出之间的延迟时间限制在预定范围 内。
5. 如权利要求1所述的信号处理设备，其中包括在所述信号处理装置 中的数字滤波器包括移位寄存器，该移位寄存器具有预定数目的抽头，用于接受要被输入 到所述数字滤波器的数字信号的采样数据的输入；以及数据处理装置，用于在预定存储区域中保存多条输出数据，所述输出 数据由在数目上与从所述数字滤波器输出的数字信号的量化比特率相对应的比特构成，以使得每条输出数据被保存在独立地址处，并且该数据处理 装置还用于从所述存储区域读取所述多条输出数据中保存在由来自所述移 位寄存器的输出指定的地址中的一条输出数据，并允许这条输出数据被从 所述数字滤波器输出。
6. 如权利要求1所述的信号处理设备，其中包括在所述信号处理装置中的数字滤波器具有作为抽取滤波器的功 能，并且所述信号处理装置还包括用于将从所述数字滤波器输出的数字信号的 采样频率提升到下述采样频率的升频采样装置，所述采样频率是应当被输入到所述用于执行第二A2调制处理的部分的信号的采样频率。
7. 如权利要求6所述的信号处理设备，其中所述数模转换装置还包括过采样滤波器，该过采样滤波器用于利用串 联连接的预定数目的升频采样电路执行基于除了从所述信号处理装置输出 的数字信号以外的数字信号的过采样，并将结果输出到所述用于执行第二 Ai:调制处理的部分，并且所述升频采样装置是根据应当被输入到所述用于执行第二Ai:调制处理的部分的信号的采样频率，利用所述升频采样电路中的至少一个形成的。
8. 如权利要求1所述的信号处理设备，还包括滤波器系数调节装置， 用于当已检测到要被输入到包括在所述信号处理装置中的数字滤波器的数 字信号的预定状态时调节所述数字滤波器的系数。
9. 如权利要求1所述的信号处理设备，还包括第一滤波器输出电平调 节装置，用于当已检测到要被输入到包括在所述信号处理装置中的数字滤 波器的数字信号的预定状态时调节从所述数字滤波器输出的数字信号的电 平。
10. 如权利要求1所述的信号处理设备，还包括第二滤波器输出电平 调节装置，用于当已检测到要与从所述信号处理装置输出的数字信号相组 合的另一个数字信号的电平时调节从所述数字滤波器输出的数字信号的电 平。
11. 一种信号处理方法，包括执行第一A2调制处理的模数转换步骤，基于输入的模拟信号生成具有 预定采样频率和一个或多个比特的预定量化比特率的数字信号；由具有预定特性的数字滤波器执行的信号处理步骤，基于在所述模数转换步骤中生成的数字信号输出具有nXFs的采样频率和a比特的预定量 化比特率的数字信号，其中n是自然数，Fs是预定参考采样频率，a是大 于l的自然数；以及由用于执行第二A2调制处理的部分执行的模数转换步骤，用于基于在 所述信号处理步骤中获得的数字信号输出具有nXFs的采样频率和b比特 的预定量化比特率的数字信号，其中b是大于0并且小于a的自然数。
12. —种信号处理设备，包括被配置为执行第一Ai:调制处理的模数转换部件，用于基于输入的模拟信号生成具有预定采样频率和一个或多个比特的预定量化比特率的数字信 号；包括具有预定特性的数字滤波器的信号处理部件，用于基于由所述模 数转换部件生成的数字信号输出具有nXFs的采样频率和a比特的预定量 化比特率的数字信号，其中n是自然数，Fs是预定参考采样频率，a是大 于l的自然数；以及包括用于执行第二AS调制处理的部分的模数转换部件，用于基于从所 述信号处理部件输出的数字信号输出具有nXFs的采样频率和b比特的预 定量化比特率的数字信号，其中b是大于0并且小于a的自然数。
13. 如权利要求12所述的信号处理设备，其中包括在所述信号处理部 件中的数字滤波器的特性是用于基于所述输入的模拟信号来衰减噪声信号 的特性，所述输入的模拟信号是从用于拾取噪声的设在前馈噪声抵消耳机 设备上的声音拾取部件输出的信号。
14. 如权利要求12所述的信号处理设备，其中包括在所述信号处理部 件中的数字滤波器的特性是用于基于所述输入的模拟信号来衰减噪声信号 的特性，所述输入的模拟信号是从用于拾取噪声的设在反馈噪声抵消耳机 设备上的声音拾取部件输出的信号。
15. 如权利要求12所述的信号处理设备，其中包括在所述信号处理装置中的数字滤波器被配置为允许输入和输出之间的延迟时间限制在预定范 围内。
16. 如权利要求12所述的信号处理设备，其中包括在所述信号处理部件中的数字滤波器包括移位寄存器，该移位寄存器具有预定数目的抽头，被配置为接受要被 输入到所述数字滤波器的数字信号的采样数据的输入；以及数据处理部件，被配置为在预定存储区域中保存多条输出数据，所述 输出数据由在数目上与从所述数字滤波器输出的数字信号的量化比特率相 对应的比特构成，以使得每条输出数据被保存在独立地址处，并且该数据 处理部件还被配置为从所述存储区域读取所述多条输出数据中保存在由来 自所述移位寄存器的输出指定的地址中的一条输出数据，并允许这条输出 数据被从所述数字滤波器输出。
17. 如权利要求12所述的信号处理设备，其中包括在所述信号处理部件中的数字滤波器具有作为抽取滤波器的功 能，并且所述信号处理部件还包括被配置为将从所述数字滤波器输出的数字信 号的采样频率提升到下述采样频率的升频采样部件，所述采样频率是应当被输入到所述用于执行第二Ai:调制处理的部分的信号的采样频率。
18. 如权利要求17所述的信号处理设备，其中所述数模转换部件还包括过采样滤波器，该过采样滤波器被配置为利 用串联连接的预定数目的升频采样电路执行基于除了从所述信号处理部件 输出的数字信号以外的数字信号的过采样，并将结果输出到所述用于执行 第二AS调制处理的部分，并且所述升频采样部件是根据应当被输入到所述用于执行第二AS调制处理的部分的信号的采样频率，利用所述升频采样电路中的至少一个形成的。
19. 如权利要求12所述的信号处理设备，还包括滤波器系数调节部 件，被配置为当己检测到要被输入到包括在所述信号处理部件中的数字滤 波器的数字信号的预定状态时调节所述数字滤波器的系数。
20. 如权利要求12所述的信号处理设备，还包括第一滤波器输出电平调节部件，被配置为当已检测到要被输入到包括在所述信号处理部件中的 数字滤波器的数字信号的预定状态时调节从所述数字滤波器输出的数字信 号的电平。
21.如权利要求12所述的信号处理设备，还包括第二滤波器输出电平 调节部件，被配置为当已检测到要与从所述信号处理部件输出的数字信号 相组合的另一个数字信号的电平时调节从所述数字滤波器输出的数字信号 的电平。
全文摘要
公开了一种信号处理设备和信号处理方法，包括用于执行第一Δ∑调制的模数转换装置，基于输入的模拟信号生成具有预定采样频率和一个或多个比特的预定量化比特率的数字信号；包括具有预定特性的数字滤波器的信号处理装置，用于基于以上数字信号输出具有n×Fs(Fs是参考采样频率)的采样频率和a比特(a是大于1的自然数)的量化比特率的数字信号；以及包括用于执行第二Δ∑调制的部分的模数转换装置，用于基于从信号处理装置输出的数字信号输出具有n×Fs的采样频率和b比特(b是大于0并且小于a的自然数)的量化比特率的数字信号。
文档编号H04R3/00GK101242678SQ20081000623
公开日2008年8月13日 申请日期2008年2月4日 优先权日2007年2月5日
发明者大栗一敦, 浅田宏平, 西尾文孝 申请人:索尼株式会社