[发明专利]数字滤波电路、数字滤波程序和噪声消除系统

说明书

相关申请的交叉引用

本发明包括与在2006年11月7日在日本专利局申请的日本专利申请JP 2006-301211相关的主题，其整体内容在此以引用的方式并入。

技术领域

本发明涉及供噪声消除系统之用的滤波电路和降噪信号产生方法，所述滤波电路和降噪信号产生方法适用于使用户可以欣赏再现音乐等的头戴受话器，降低噪声的头戴受话器和类似设备，以及使用如上所述的滤波电路和降噪信号产生方法的噪声消除系统。

背景技术

现有技术中存在置于头戴受话器中的主动降噪系统(噪声消除系统(降噪系统))。于是，下面把如上提及的这种降噪系统称为噪声消除系统。目前投入实际使用的噪声消除系统都是以模拟电路的形式实现的，并被分成两种类型：反馈式噪声消除系统和前馈式噪声消除系统。

例如，在日本专利公开No.Hei3-214892(下面称为专利文献1)中公开一种降噪设备。在专利文献1的降噪设备中，麦克风单元被设置在将附到用户的耳朵上的声管中。由麦克风单元收集的声管的内部噪声被反相，并从设置在麦克风单元附近的耳机发出，从而降低外部噪声。

在日本专利公开No.Hei 3-96199(下面称为专利文献2)中公开一种降噪头戴受话器。在专利文献2的降噪头戴受话器中，当它被戴在用户的头上时，第二麦克风被置于头戴受话器和耳道之间。第二麦克风的输出被用于使从第一麦克风(当头戴受话器被戴在用户的头上时，所述第一麦克风被置于耳朵附近，并且收集外部声音)到头戴受话器的传输特性与外部噪声沿其到达耳道的路径的传输特性相同。降噪头戴受话器从而降低外部噪声，而不管头戴受话器以何种方式被戴在用户的头上。

发明内容

在打算由数字滤波器形成现有技术中由模拟电路构成的反馈式和前馈式噪声消除系统的场合下，如果试图使用sigma-delta(∑-Δ)模/数转换器(下面简称为ADC)或者数/模转换器(下面简称为DAC)，那么它们引起这样的问题，即，它们表现出明显的数字延迟，不能实现足够的降噪。尽管即使在目前的情况下也可获得能够进行高速转换的顺序转换型ADC或DAC，不过它们实际上是为军事或商业应用设计的，并且昂贵。于是，难以在包括在消费电器中的噪声消除系统中采用它们。

于是，需要提供一种数字化形式的噪声消除系统，该噪声消除系统能够在不利用能够进行高速转换的顺序转换型ADC或DAC的情况下，实现高质量的降噪。

注意到通过利用头戴受话器外壳的被动隔音特性(passive soundinsulation characteristic)，在一定程度上允许ADC/DAC的混叠滤波器(aliasing filter)的泄漏，能够降低ADC/DAC的延迟量的事实，做出了本发明。

按照本发明，提供一种数字滤波电路，用于根据从收集噪声的麦克风输出的噪声信号，产生用于降噪的降噪信号，所述数字滤波电路包括：模/数转换部分，用于把噪声信号转换成数字噪声信号，第一数字滤波部分，用于进行数字噪声信号的抽选(decimation)处理，算术运算处理部分，用于根据抽选处理获得的数字噪声信号，产生数字降噪信号，第二数字滤波部分，用于进行数字降噪信号的内插处理，和数/模转换部分，用于把内插处理获得的数字降噪信号转换成模拟信号，所述第一数字滤波部分和/或所述第二数字滤波部分被配置成以致在采样频率附近的围绕该采样频率的预定范围内获得预定的衰减量。

在该数字滤波电路中，具有数字滤波器结构、并被配置成进行数字噪声信号的抽选处理的第一数字滤波器部分和/或类似地具有数字滤波器结构、并被配置成进行数字降噪信号的内插处理的第二数字滤波器部分在采样频率附近的预定范围内获得预定或者所需的衰减量。

从而，即使在以数字化形式形成第一和/或第二数字滤波器，同时其中的延迟量被降低的场合下，能够形成在适当的定时用于消除噪声的降噪信号，并适当地进行降噪。因此，噪声消除系统可被这样配置，以致由于其中可以使用数字滤波电路，系统设计被简化，并且使用性能被提高，此外，噪声被适当地降低，从而允许高质量地再现声音。

数字滤波电路可被用作噪声消除系统中用于形成降噪信号的滤波电路，在噪声消除系统中，过去是以模拟电路的形式形成滤波电路的。从而，数字滤波电路能够降低处理延迟，而不必使用具有高处理能力的昂贵的ADC或DAC，从而能够形成在适当的定时降噪的信号。

结合附图，根据下面的说明和附加权利要求，本发明的上述和其它目的、特征和优点将变得明显，附图中，相同的附图标记表示相同的部件或元件。

附图说明