CN101625868A - 音量调节设备和音量调节方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种音量调节设备和音量调节方法。音量调节设备包括：被配置为收集周围环境的噪声数据的声音收集单元；被配置为提取指示由声音收集单元所收集的噪声数据的特征的特征值和指示所提供的乐曲数据的特征的特征值的分析单元；和控制单元，控制单元被配置为基于噪声数据的特征值和乐曲数据的特征值来产生用于调节乐曲数据的回放音量的音量调节信息，并且基于音量调节信息来调节乐曲数据的回放音量。

Description

音量调节设备和音量调节方法
技术领域
本发明涉及防止声音泄露的音量调节设备和音量调节方法。
背景技术
近年来，能够在外出时或室外回放乐曲的便携式回放设备已被广泛普及。如图16所示，头戴式耳机102连接到根据现有技术的回放设备101。用户通过头戴式耳机102收听回放设备101中所记录的乐曲。回放设备101具有用于开始和停止乐曲回放以及用于音量调节的操作单元。用户操作该操作单元，从而能够调节乐曲的回放音量。
例如，当用户使用这样的回放设备在“奔跑的”火车中回放乐曲时，由于环境噪声很大，所以用户操作该操作单元来调大音量，以使得用户能够适当地收听乐曲。当火车“停车”时，由于环境噪声变得比火车“奔跑”时所产生的环境噪声小，所以用户调小音量。
将参考图17中所示的流程图来描述根据现有技术的回放设备101的回放方法。在步骤S101，打开回放设备101。在步骤S102，回放被记录在回放设备101中的乐曲。
在步骤S103，判定是否调节音量。例如，当由于环境噪声几乎听不到乐曲而判定要调节音量时，该过程进行到步骤S104。在步骤S104，用户操作操作单元来设置音量。如果判定不要调节音量，则过程进行到步骤S105。
在步骤S105，判定用户是否继续收听乐曲。如果判定用户继续收听乐曲，则过程返回步骤S102。在步骤S102继续乐曲的回放。如果判定用户不再继续收听乐曲，则过程进行到步骤S106。在步骤S106，关闭回放设备101。然后，过程终止。
如上所述，在根据现有技术的回放设备中，用户认识到周围的环境噪声并且基于该认识手动调节音量，以使得用户能够适当地收听乐曲。
然而，当以这种方式手动调节音量时，来自头戴式耳机的声音泄漏可能依赖于所设置的音量而干扰用户周围的人，这是因为用户可以设置音量以使得用户不再受环境噪声干扰或者用户很难认识到声音泄露给了周围环境。
特别是在火车或汽车之类的环境噪声电平显著变化的场所，声音泄露就是个问题。例如，当火车或汽车“奔跑”时，由于环境噪声很大，所以用户根据环境噪声调大音量。此时，用户周围的人几乎不会认识到声音泄露。然而，当火车或汽车“停车”而音量保持在同样的电平时，由于环境噪声变得比当火车或汽车“奔跑”时所产生的环境噪声更小，所以声音泄露更可能被认识到。
当火车或汽车“不在奔跑”时，由于环境噪声变得比当火车或汽车“奔跑”时所产生的环境噪声更小，所以用户根据环境噪声调小音量。因此，几乎认识不到声音泄漏到了周围环境。然而，当火车或汽车开始“奔跑”时，由于环境噪声变大，所以很难收听到乐曲。
此外，当用户从诸如拥挤的地方之类的喧闹场所(此处用户周围的人几乎认识不到声音泄露)移动到诸如咖啡店之类的安静场所时，用户周围的人更可能认识到声音泄露。
此外，即使环境噪声电平不变，当用户正在收听的所记录的声音电平或音乐流派响应于乐曲的改变而改变时，也可能发生声音泄露。例如，将描述这样的情况：在火车或汽车“奔跑”时用户收听的乐曲从可以归类为“古典音乐”的安静乐曲变成可以归类为“摇滚音乐”的乐曲。在这样的情况中，用户根据环境噪声以高音量电平收听“古典音乐”。由于所记录的声音电平和音乐流派响应于乐曲到“摇滚音乐”的改变而显著改变，所以用户可能伤害到他们的耳朵或者用户周围的人更可能认识到声音泄露。
如上所述，当环境噪声改变或当前被回放的乐曲的回放音量或流派改变时，用户响应于环境噪声或乐曲中的改变而调节音量以防止声音泄露。
因此，近年来，一种用于监视再现音频信号的状态并且调节音量以使得音频信号电平不超过预定上限的技术，例如自动音量限制***(Automatic Volume Limiter System，AVLS)，已经投入实际使用以防止声音泄漏到周围环境。例如，日本未审查专利申请公开No.5-49091公开了一种检测音频信号的中音频信号电平和高音频信号电平并且通过基于检测结果抑制信号电平来调节音量以防止声音泄露的技术。
发明内容
然而，日本未审查专利申请公开No.5-49091中公开的方法可以在环境噪声电平基本上不变的环境中防止声音泄露。然而，当环境噪声不是基本不变而是改变的时或者当环境由于用户移动而改变时，利用日本未审查专利申请公开No.5-49091中公开的方法很难跟随所述改变。
例如，当环境噪声电平改变时，依赖于环境噪声的状态，即使用户将信号电平设置成超过上限的音量，也可能检测不到声音泄露，或者即使用户将信号电平设置成不超过上限的音量，也可能检测到声音泄露。
如在包含噪声消除头戴式耳机的回放设备中所见，一种用于收集诸如环境噪声之类的外部声音，并且将用于消除外部声音的成分添加到再现的声音以降低环境噪声的方法也已经投入实际使用。通过降低环境噪声，用户可以以较低的音量电平适当地收听乐曲。
然而，在这样的情况中，通过降低可以被用户听到的环境噪声，可以从某种程度上使用户不再难以收听到再现的声音。然而，依赖于各种环境噪声，可能没有获得降低环境噪声的充分效果。
例如，当用户手动调节回放音量时，用户必须操作回放设备的操作单元。因此，每次环境噪声电平改变时，用户都必须操作操作单元。此外，随着回放设备的小型化，回放设备的操作单元也小型化。因此，用于调节回放音量的操作不希望地非常麻烦。
希望提供一种能够自动将回放音量调节到适于环境噪声的电平并且防止声音泄露的音量调节设备和音量调节方法。
根据本发明一个实施例，一种音量调节设备包括：声音收集单元，该声音收集单元被配置为收集周围环境的噪声数据；分析单元，该分析单元被配置为提取指示由声音收集单元所收集的噪声数据的特征的特征值和指示所提供的乐曲数据的特征的特征值；以及控制单元，该控制单元被配置为基于噪声数据的特征值和乐曲数据的特征值来产生用于调节乐曲数据的回放音量的音量调节信息，并且基于音量调节信息来调节乐曲数据的回放音量。
根据本发明另一实施例，一种音量调节方法包括以下步骤：收集周围环境的噪声数据；提取指示所收集的噪声数据的特征的特征值和指示所提供的乐曲数据的特征的特征值；并且基于噪声数据的特征值和乐曲数据的特征值来产生用于调节乐曲数据的回放音量的音量调节信息，并且基于音量调节信息来调节乐曲数据的回放音量。
如上所述，根据本发明实施例，环境噪声数据被收集。指示所收集的噪声数据的特征的特征值和指示所提供的乐曲数据的特征的特征值被提取。用于调节乐曲数据的回放音量的音量调节信息是基于噪声数据的特征值和乐曲数据的特征值而产生的。乐曲数据的回放音量是基于音量调节信息而被调节的。因此，乐曲数据的回放音量是相对于环境噪声而被适当调节的。
根据本发明实施例，特征值是从由声音收集单元所收集的环境噪声数据和记录介质上所记录的乐曲数据中提取的。乐曲数据的回放音量是基于所提取的环境噪声的特征值和乐曲数据的特征值而被调节的。因此，用户可以不调节音量而适当地收听乐曲，并且到周围环境的声音泄露可以被有利地防止。
附图说明
图1是示出根据本发明第一实施例的回放设备的使用示例的示意图；
图2A至图2D是示出环境噪声和通过头戴式耳机泄漏到外部的乐曲的示例频率特性的示图；
图3A至图3C是示出环境噪声的示例频率特性的示图；
图4A至图4C是示出环境噪声的特征值的示图；
图5是示出环境噪声和乐曲信号的示意图；
图6是示出当麦克风3设置在头戴式耳机2的外部时所采用的、根据环境噪声来调节回放音量的示例方法的框图；
图7是示出当麦克风3设置在头戴式耳机2的内部时所采用的、根据环境噪声来调节再现音量的示例方法的框图；
图8是示出根据本发明第一实施例的回放设备的构成示例的框图；
图9是示出根据本发明第一实施例的回放音量调节处理的流程的流程图；
图10是示出根据本发明第一实施例的第一修改例的用于调节回放音量的示例方法的框图；
图11是示出根据本发明第一实施例的第二修改例的用于调节回放音量的示例方法的框图；
图12是示出根据本发明第二实施例的用于调节回放音量的示例方法的框图；
图13是示出根据本发明第二实施例的回放音量调节处理的流程的流程图；
图14是示出根据本发明第三实施例的用于调节回放音量的示例方法的框图；
图15是示出根据本发明第三实施例的回放音量调节处理的流程的流程图；
图16是示出根据现有技术的回放设备的使用示例的示意图；以及
图17是示出根据现有技术的回放设备的回放方法的流程图。
具体实施方式
以下将参考附图描述本发明实施例。在本发明实施例中，利用连接到回放设备的麦克风来收集环境噪声。对所收集的环境噪声进行分析来提取特征值。还对回放设备中所记录的乐曲进行分析来提取特征值。基于所提取的环境噪声和乐曲的特征值，将回放音量自动调节到对于环境噪声适当的电平。
将描述本发明第一实施例。图1示出根据本发明第一实施例的回放设备1的使用示例。在图1中所示的示例中，头戴式耳机2和麦克风3(以下，简称为MIC 3)连接到回放设备1，回放设备1例如是便携式音乐回放设备。图1示出用户通过头戴式耳机2收听回放设备1中所记录的乐曲的情形。MIC 3设置在头戴式耳机2的外部。MIC 3收集当用户戴上头戴式耳机2时在用户耳朵的位置处能够听到的环境噪声。MIC 3可以设置在头戴式耳机2的内部或者可以包含在回放设备1中。
如果用户命令回放设备1自动调节回放音量，则回放设备1对由MIC3收集的环境噪声数据进行分析来提取特征值。回放设备1还对用户命令了从以前记录在回放设备1中的乐曲中播放的乐曲数据进行分析来提取特征值。通过将环境噪声的特征值与乐曲的特征值进行比较，回放设备1将回放音量设置到声音泄露不被认识到的电平。
为了易于理解本发明第一实施例，现在将示意性地描述声音泄露的发生。从头戴式耳机2输出的乐曲的音频信号经过头戴式耳机2并且泄漏到外部。声音泄露以这种方式发生。此时，从头戴式耳机2输出的乐曲的音频信号泄漏到外部，该音频信号的电平被头戴式耳机2衰减。
图2A至图2D示出环境噪声和通过头戴式耳机2泄漏到外部的乐曲的示例频率特性。参考图2A至图2D，水平轴表示频率，而垂直轴表示每个频率处的功率。环境噪声的包络所包围的区域与掩蔽区域(mask area)X相对应。由于掩蔽区域X中所包含的乐曲数据被环境噪声掩蔽，所以周围的人不将乐曲数据认作声音泄露。
一般地，当乐曲的预定频率成分处的功率比环境噪声的功率大时，声音泄露被认识到。例如，在图2A中所示的示例中，乐曲的包络所包围的区域中存在位于掩蔽区域X外部的区域Y(以下，称为声音泄露区域Y)。在这种情况中，声音泄露区域Y的成分未被环境噪声掩蔽。因此，乐曲数据中声音泄露区域Y的成分被周围的人认作声音泄露。
因此，如图2B中所示，可以通过调节乐曲的音量以使得泄漏到头戴式耳机2的外部的乐曲的每个频率成分被包含在环境噪声的掩蔽区域X以内，来防止声音泄露。
例如，将描述环境噪声从图2C中所示的状态变为图2D中所示的状态的情况。在图2C中所示的示例中，乐曲的每个频率成分存在于环境噪声的掩蔽区域X内，而在图2D中所示的示例中，乐曲的某些频率成分存在于掩蔽区域X的外部。在这样的情况中，通过根据环境噪声中的变化调小乐曲的回放音量可以防止声音泄露。由于当环境噪声变得安静时环境噪声电平通常降低，所以即使回放音量被调小了，用户也不太可能难以收听到乐曲。
现在将描述从环境噪声和乐曲中提取的特征值。环境噪声依赖于环境而不同，所述环境例如是在火车或汽车上或者在咖啡店。环境噪声依赖于环境而具有不同的特性，例如，音量在低的音频频率处或者在高的音频频率处为高的情况。
图3A、3B和3C分别示出在“咖啡店”中、在“火车”中和在“汽车”中收集的环境噪声的示例频率特性。这些示例示出通过使用快速傅里叶变换(FFT)对所收集的环境噪声的适当的0.5秒的时间数据执行分析而获得的频率特性。参考图3A至图3C，水平轴代表频率[Hz]，而垂直轴代表功率[dB]。图3A至图3C示出：每个频率处的功率值在各种环境中明显不同。
当在使用FFT的频率分析中使用x个分析目标时间数据样本时，获得作为功率值的x/2个频率数据。将频率分辨率设置为高以增大对环境噪声的分析的精确度。因此，将样本数设置为某一较大值。例如，当时间数据样本数等于32768时，获得16384个频率数据。
例如，基于以这种方式获得的环境噪声的频率特性，每个频率处的数据可以用作特征值。然而，当16384个频率数据被用作环境噪声的特征值时，由于数据个数非常大，所以处理要花费很长时间。此外，由于各个频率数据随时间过去而大大改变，所以使用16384个频率数据是不实际的。
一般地，被认作声音泄露的声音成分是音频频带中特定频带的成分，所述特定频带例如是中频带。因此，例如，如图4A、4B和4C所示，在本发明第一实施例中，提取特定频带的信号成分。然后，提取该特定频带的最大功率值作为环境噪声的特征值。
对于乐曲，从乐曲的频带中提取与从中提取了环境噪声的信号成分的那个频带相同的频带的信号成分。提取特定频带的最大功率值作为乐曲的特征值。
基于以这种方式提取的环境噪声和乐曲的最大功率值来调节乐曲的回放音量，以使得乐曲的最大功率值不超过环境噪声的最大功率值，从而可以防止声音泄露。
从环境噪声和乐曲中提取的特征值不限于上述示例。从分析中可以获得的各种信息可以用作特征值。例如，平均音量、频谱、自相关系数、过零率(zero crossing rate)、功率、过渡特性、锐度(sharpness)、响度、谱重心、Mel频率倒谱系数(Mel frequency cepstrum coefficient，MFCC)、响度宋值(sone)以及倒谱(cepstrum)可以用作特征值。
此外，可以针对每预定数目个样本(例如被称为帧的每N个样本)来划分时间轴数据来以帧为单位提取特征值。一帧与前一帧之比或者这些帧之间的差可以用作特征值。从几个帧的特征值获得的均值或方差可以用作特征值。
将描述根据环境噪声来调节回放音量的方法。在本发明第一实施例中，当乐曲的回放音量被调节时，基于驻留在头戴式耳机2的外部的环境噪声的特征值和泄露到头戴式耳机2的外部的乐曲的成分，来判定声音泄露的发生。
如图5中所示，从头戴式耳机2输出的乐曲信号成分MS在经过头戴式耳机2时被头戴式耳机2衰减。乐曲信号成分MS的一部分作为声音泄露信号成分MS′泄漏到外部。驻留在外部的环境噪声信号成分NS在经过头戴式耳机2时被头戴式耳机2衰减。环境噪声信号成分NS的一部分作为信号成分NS′到达用户耳朵的内部。
此时，通过基于头戴式耳机2的传输特性使用传递函数H，可以估计信号成分MS′和NS′，信号成分MS′和NS′分别是被衰减了的信号成分MS和NS。更具体而言，通过将传递函数H与乐曲信号成分MS卷积，可以计算出泄露到外部的乐曲的声音泄露信号成分MS′。通过将传递函数H与环境噪声信号成分NS卷积，可以计算出到达用户耳朵内部的信号成分NS′。即，通过将逆传递函数H-1与到达用户耳朵内部的信号成分NS′卷积，可以计算出环境噪声信号成分NS。
当利用麦克风3收集环境噪声时，所收集的各种环境噪声依赖于麦克风3的位置而不同。例如，当麦克风3设置在头戴式耳机2的外部时，所收集的环境噪声信号成分是驻留在外部的环境噪声信号成分NS。另一方面，当麦克风3设置在头戴式耳机2的内部时，所收集的环境噪声信号成分是信号成分NS′，信号成分NS′是在其通过头戴式耳机2时被头戴式耳机2衰减了的外部环境噪声。
因此，当麦克风3设置在头戴式耳机2的外部时，由于所收集的环境噪声信号成分NS如其原样地被处理，所以可以精确地提取驻留在头戴式耳机2的外部的环境噪声的特征值。然而，当麦克风3设置在头戴式耳机2的内部时，如果所收集的环境噪声信号成分NS′如其原样地被处理，那么驻留在头戴式耳机2的外部的环境噪声的特征值将不被精确地提取。
在本发明第一实施例中，当麦克风3设置在头戴式耳机2的内部时，从所收集的环境噪声信号成分NS′估计环境噪声信号成分NS。基于所估计的环境噪声信号成分NS来提取特征值。
参考图6，将描述当麦克风3设置在头戴式耳机2的外部时所采用的用于调节回放音量的方法。由麦克风3收集的环境噪声的噪声数据NT被提供给带通滤波器21。带通滤波器21从噪声数据NT提取预定的频率成分(例如，中频成分)并且将所提取的频率成分提供给频率分析单元22。
频率分析单元22利用所提供的具有预定持续时间(例如约0.5秒的短持续时间)的噪声数据NT的噪声数据，来对噪声数据NT执行诸如FFT分析或倍频程分析(Octave analysis)之类的频率分析，以获得频率信息NS。所获得的频率信息NS被提供给功率分析单元23。
功率分析单元23基于所提供的频率信息NS，在噪声数据NT的预定频带处执行功率分析。在本发明第一实施例中，功率分析单元23例如计算功率信息NPp，功率信息NPp是预定频带处的功率的预定数值。例如，在该示例中，预定频带处的最大功率值Nppmax被用作功率信息NPp。所计算出的功率信息NPp被提供给判定单元28。
另一方面，回放设备1中所记录的乐曲的乐曲数据MT被提供给带通滤波器24。带通滤波器24从乐曲数据MT中提取诸如中频成分之类的预定频率成分，并且将所提取出的频率成分提供给频率分析单元25。
频率分析单元25利用所提供的具有预定持续时间(例如约0.5秒的短持续时间)的乐曲数据MT的乐曲数据，对乐曲数据MT执行诸如FFT分析或倍频程分析之类的频率分析，以获得频率信息MS。所获得的频率信息MS被提供给传递函数计算单元26。
传递函数计算单元26执行预定传递函数H与从频率分析单元25提供的频率信息MS的卷积，并且输出与泄露到头戴式耳机2的外部的乐曲数据MT′相对应的频率信息MS′。
功率分析单元27基于所提供的频率信息MS′，在乐曲数据MT的预定频带处执行功率分析来例如计算出功率信息MPp′，功率信息MPp′是预定频带处的功率的预定数值。例如，在该示例中，预定频带处的最大功率值MPpmax′被用作功率信息MPp′。所计算出的功率信息MPp′被提供给判定单元28。
判定单元28基于从功率分析单元23提供的噪声数据功率信息NPp和从功率分析单元27提供的乐曲数据功率信息MPp′来判定回放音量，以产生用于对乐曲数据的回放音量进行调节的音量调节信息。
例如，如果作为功率信息MPp′提供的乐曲数据最大功率值MPpmax′超过作为功率信息NPp提供的噪声数据最大功率值NPpmax，则判定单元28判定：引起了声音泄露。如果乐曲数据最大功率值MPpmax′没有超过噪声数据最大功率值NPpmax，则判定单元28判定：未引起声音泄露。
音量选择单元29基于从判定单元28提供的音量调节信息来调节乐曲数据的音量。例如，如果音量调节信息指示要调节乐曲的回放音量，则音量选择单元29调节乐曲的音量。如果音量调节信息指示不要调节乐曲的回放音量，则音量选择单元29不调节乐曲的音量。
参考图7，将描述当麦克风3设置在头戴式耳机2的内部时所采用的用于调节回放音量的方法。对与在图6中所示的麦克风3设置在头戴式耳机2的外部的情况中共同的单元被加上相同的或相似的标号，并且省略详细描述。
经过头戴式耳机2并且被麦克风3收集的环境噪声的噪声数据NT′被提供给带通滤波器21。带通滤波器21从噪声数据NT′提取诸如中频成分之类的预定频率成分，并且将所提取的频率成分提供给频率分析单元22。频率分析单元22对所提供的噪声数据NT′执行频率分析以获得频率信息NS′。所获得的频率信息NS′被提供给逆传递函数计算单元30。
逆传递函数计算单元30执行预定逆传递函数H-1与从频率分析单元22提供的频率信息NS′的卷积，并且输出与驻留在头戴式耳机2的外部的噪声数据NT相对应的频率信息NS。
功率分析单元23基于从逆传递函数计算单元30提供的频率信息NS，在噪声数据NT的预定频带处执行功率分析以计算出功率信息NPp。所计算出的功率信息NPp被提供给判定单元28。
另一方面，回放设备1中所记录的乐曲的乐曲数据MT被提供给带通滤波器24。带通滤波器24从乐曲数据MT提取诸如中频成分之类的预定频率成分，并且将所提取的频率成分提供给频率分析单元25。频率分析单元25对所提供的乐曲数据MT执行频率分析以获得频率信息MS。所获得的频率信息MS被提供给传递函数计算单元26。
传递函数计算单元26执行预定传递函数H与从频率分析单元25提供的频率信息MS的卷积，并且输出与泄漏到头戴式耳机2的外部的乐曲数据MT′相对应的频率信息MS′。
功率分析单元27基于从传递函数计算单元26提供的频率信息MS′，在乐曲数据MT的预定频带处执行功率分析以计算出功率信息MPp′。所计算出的功率信息MPp′被提供给判定单元28。
判定单元28基于从功率分析单元23提供的噪声数据功率信息NPp和从功率分析单元27提供的乐曲数据功率信息MPp′判定回放音量以产生音量调节信息。音量选择单元29基于从判定单元28提供的音量调节信息来调节乐曲数据的音量。
将参考图8描述根据本发明第一实施例的回放设备1的构成示例。在图8中示出与本发明第一实施例紧密相关的部分并且省略对其它部分的描述。回放设备1包括中央处理单元(CPU)11、只读存储器(ROM)12、随机存取存储器(RAM)13、音频信号处理单元14、记录/回放控制单元15、输入处理单元16和操作单元17，它们通过总线10彼此连接。
CPU 11使用RAM 13作为工作存储器并且根据以前存储在ROM 12中的程序来控制回放设备1的操作。例如，CPU 11通过总线10与每个单元交换命令和数据来控制单元。CPU 11还根据稍后将描述的、在操作单元17上执行的操作，来对被记录在记录介质18上的乐曲数据的回放进行控制。
CPU 11执行使用图6和图7描述的回放音量调节处理。CPU 11通过输入处理单元16接收被麦克风3收集的环境噪声数据，并且分析噪声数据。CPU 11还从稍后将描述的音频信号处理单元14接收数字音频数据的乐曲数据，并且分析乐曲数据。然后，CPU 11根据噪声数据和乐曲数据的分析结果控制乐曲的回放音量。
音频信号处理单元14连接到音频输出单元19。音频信号处理单元14通过记录/回放控制单元15从稍后将描述的记录介质18接收回放目标乐曲数据，并且对乐曲数据执行诸如数模(D/A)转换之类的各种处理来将乐曲数据转换成模拟音频信号。当乐曲数据被压缩时，音频信号处理单元14使用预定的解压缩方法对乐曲数据进行解压缩。然后，音频信号处理单元14将作为数字音频信号的乐曲数据提供给CPU 11。音频信号处理单元14还通过音频输出单元19输出模拟音频信号乐曲数据。例如，头戴式耳机2或扬声器可以用作音频输出单元19。
记录/回放控制单元15连接到记录介质18。记录/回放控制单元15对将数据记录在记录介质18上和回放记录介质18上所记录的数据进行控制。记录介质18存储乐曲数据。例如，回放设备1中所包括的可移除非易失性存储器、可移除硬盘或硬盘可以用作记录介质18。
输入处理单元16连接到麦克风3。麦克风3收集周围噪声，将所收集的噪声转换成模拟音频信号，并且将模拟音频信号提供给输入处理单元16。输入处理单元16对从麦克风3提供的模拟音频信号执行诸如模数(A/D)转换之类的各种处理，来将模拟音频信号转换成数字噪声数据。所转换的噪声数据被提供给CPU 11。
操作单元17包括用于在回放设备1的操作中使用的各种操作键，并且输出与每个操作键相对应的控制信号。例如，操作单元17包括用于开始/停止乐曲数据的回放的播放/停止键、用于调节回放音量的音量调节键和用于命令自动调节回放音量的键。
将参考图9中所示的流程图描述根据本发明第一实施例的回放音量调节处理的流程。若非另外说明，以下所述的处理在CPU 11的控制下被执行。此外，假定以下所述的处理每预定的时间被循环重复。例如，对麦克风3设置在头戴式耳机2的外部的情况进行描述。
在步骤S1，打开回放设备1。在步骤S2，用户操作被设置在操作单元17中的用于命令回放音量的自动调节的键。在步骤S3，用户选择预定的乐曲。所选择的乐曲的乐曲数据从记录介质18被读出并且被再现。
在步骤S4，对泄漏到头戴式耳机2的外部的再现的乐曲数据的成分执行频率分析，来计算出用作驻留在头戴式耳机2的外部的乐曲的特征值的功率信息MPp′。在步骤S5，利用麦克风3收集环境噪声。在步骤S6，对收集的环境噪声的噪声数据NT执行频率分析，来计算出用作环境噪声的特征值的功率信息NPp。
在步骤S7，基于计算出的乐曲功率信息MPp′和环境噪声功率信息NPp来产生音量调节信息。然后，基于音量调节信息来调节乐曲的回放音量。
在步骤S8，判定用户是否继续收听音乐。如果判定用户继续收听音乐，则该过程返回步骤S3，并且继续乐曲的回放。
如果判定用户不继续收听音乐，则过程进行到步骤S9。在步骤S9，用户关闭回放设备1。然后，过程终止。
如上所述，在本发明第一实施例中，每预定的时间收集环境噪声，并且提取环境噪声的特征值。还提取乐曲的特征值。基于所提取的特征值来调节乐曲的回放音量。因此，可以根据环境噪声中的变化将乐曲的回放音量调节到适当的电平并且防止声音泄露到外部。
现在将描述本发明第一实施例的第一修改例。在上述第一实施例中可采用的回放音量调节方法中，在计算用作环境噪声的特征值的功率信息NPp时，使用例如具有约0.5秒的短持续时间的噪声数据来调节乐曲的回放音量。因此，对回放音量的调节量受获取了所述噪声数据的短时间的控制。
例如，在用户在火车中的情况中，环境噪声的特征值依赖于用户周围的人是否正在谈话而显著改变。在这样的情况中，如果音量根据环境噪声中的改变而被精细调节，则用户可能会感到不舒服。
因此，在本发明第一实施例的第一修改例中，基于每预定的时间段收集的乐曲和环境噪声的特征值来判定是否调节音量，并且将预定数目的判定结果存储在存储器中。基于预定数目的判定结果，使用随着数据变旧而降低数据权重的加权因子来调节回放音量。
图10是示出根据本发明第一实施例的第一修改例的用于调节回放音量的示例方法的框图。图10中所示的处理与以上在参考图6的第一实施例中描述的判定单元28的处理相对应。
向第一判定器31提供功率信息NPp和功率信息MPp′，功率信息NPp是从对周围噪声的噪声数据NT执行的频率分析中得到的，功率信息MPp′是从对泄漏到外部的乐曲的乐曲数据MT的成分执行的频率分析中得到的。第一判定器31基于所提供的环境噪声功率信息NPp和乐曲功率信息MPp′来判定回放音量，以产生对乐曲数据的回放音量的判定结果进行指示的音量判定信息。所产生的音量判定信息提供给转换器32。
转换器32基于所提供的音量判定信息将判定结果转换成预定的数值。例如，当回放音量被调小时，转换器32将判定结果转换成“-1”。当回放音量不变时，转换器32将判定结果转换成“0”。当回放音量被调大时，转换器32将判定结果转换成“1”。基于判定结果的数字数据被提供给存储器33。
存储器33具有能够存储预定次数的判定结果(例如，n个数据)的区域。一接收到新数据，存储器33就将所存储的数据移位一个位置以丢弃最旧的数据并且存储被提供的新数据。
更具体而言，例如，当向存储器33提供新数据时，存储器33中所存储的各个数据中最旧的数据dn被丢弃。数据dn-1被移位一个位置并且被存储为数据dn。类似地，各个数据d3、d2和d1被移位一个位置并且被分别存储在存储器33中作为d4、d3和d2。然后，新提供的数据被存储在存储器33中作为数据d1。
存储器33中所存储的各个数据d1、d2...、dn分别被提供给乘法器34、34、...。
乘法器34、34、...分别执行加权因子w1、w2...、wn与从存储器33提供的各个数据d1、d2...、dn的卷积。加权因子w1、w2...、wn是用于判定存储器33中所存储数据的权重的系数。如等式(1)所表示的，设置加权因子以使得权重随着数据变旧而减小。
1≥w1≥w2≥...≥wn-1≥wn≥0  (1)
从加权因子w1、w2...wn与各个数据d1、d2...dn的卷积产生的各个数据被提供给相加器35。相加器35将自乘法器34、34、...提供的卷积得到的各个数据相加并且将结果提供给第二判定器36。
第二判定器36根据计算结果来计算从相加器35提供的数据的平均值以确定环境噪声。在该示例中，由于值“-1”、“0”和“1”分别是在回放音量被调小、不变以及被调大时判定的，所以，如果使用“0”作为标准而数据的平均值超过“0”，则第二判定器36判定调大回放音量。如果数据的平均值小于“0”，则第二判定器36判定调小回放音量。如果数据的平均值等于“0”，则第二判定器36判定不调节回放音量。然后，第二判定器36产生用于调节乐曲数据的回放音量的音量调节信息并且将该音量调节信息提供给音量选择单元29。
如上所述，在本发明第一实施例的第一修改例中，基于每预定时间收集的乐曲和环境噪声的特征值来判定是否调节音量，并且调节回放音量。此外，执行计算以使得较旧的环境噪声数据的权重减小。因此，与根据所述第一实施例的音量调节方法相比较，通过对判定结果进行平均可以稳定音量调节判定结果。
现在将描述根据本发明第一实施例的第二修改例。在本发明第一实施例的第二修改例中，将音量调节处理应用于具有噪声消除功能的回放设备。如“背景技术”中所述，噪声消除功能用于通过基于所收集的环境噪声将环境噪声消除成分添加到再现的声音来降低用户听到的环境噪声。
然而，在这种情况中，没有降低实际收集的环境噪声的音量。因此，当基于实际收集的环境噪声的特征值来调节乐曲的回放音量时，乐曲的回放音量相对于用户听到的被减小了的环境噪声音量变大。
因此，在第一实施例的第二修改例中，在收集的环境噪声的输入侧设置具有与噪声消除功能所提供的环境噪声降低效果等价的效果的等价滤波器。基于被等价滤波器降低了的环境噪声的特征值来调节乐曲的回放音量。
图11是示出根据本发明第一实施例的第二修改例的用于调节回放音量的示例方法的框图。这里，例如将给出对麦克风3设置在头戴式耳机2的外部的情况的描述。对与图6中所示的第一实施例共同的单元加以相同的或相似的标号，并且省略详细描述。
由麦克风3收集的并且由带通滤波器21提取其预定频率成分的噪声数据NT被提供给频率分析单元22。频率分析单元22执行预定的频率分析。从频率分析得到的频率信息NS被提供给开关41。
开关41具有输入端子41a和输出端子41b和41c。开关41根据基于用户在操作单元17上所执行的操作的噪声消除功能的开/关(ON/OFF)，来选择性地从输出端子41b和41c之一输出被提供给输入端子41a的频率信息NS。
当噪声消除功能被打开时，选择输出端子41b。被提供给输入端子41a的频率信息NS从输出端子41b输出并且被提供给等价滤波器42。另一方面，当噪声消除功能被关闭时，选择输出端子41c。被提供给输入端子41a的频率信息NS从输出端子41c输出并且被提供给功率分析单元23。
等价滤波器42对所收集的环境噪声的噪声数据NT的频率信息NS执行处理以产生被减小了的噪声数据的频率信息TNS，该处理提供与当使用噪声消除功能时所获得的噪声降低效果等价的效果。所产生的频率信息TNS被提供给功率分析单元23。
功率分析单元23在从开关41提供的噪声数据NT的频率信息NS或从等价滤波器42提供的被减小了的噪声数据的频率信息TNS的预定频带处执行功率分析，来计算出功率信息NPp或TNPp。所计算出的功率信息NPp或TNPp被提供给判定单元28。
另一方面，回放设备1中所记录的乐曲的乐曲数据MT被提供给带通滤波器24。带通滤波器24提取预定的频率成分并且将所提取出的频率成分提供给频率分析单元25。频率分析单元25对乐曲数据MT的预定频率成分执行预定的频率分析并且将从频率分析得到的频率信息MS提供给传递函数计算单元26。
传递函数计算单元26执行预定传递函数H与被提供的频率信息MS的卷积并且输出与泄漏到头戴式耳机2的外部的乐曲数据MT′相对应的频率信息MS′。
功率分析单元27基于从传递函数计算单元26提供的频率信息MS′在乐曲数据MT的预定频带处执行功率分析来计算出功率信息MPp′。所计算出的功率信息MPp′被提供给判定单元28。
判定单元28基于噪声数据功率信息NPp或TNPp和乐曲数据功率信息MPp′来判定回放音量以产生音量调节信息。音量选择单元29基于从判定单元28提供的音量调节信息来调节乐曲数据的音量。
如上所述，由于使用具有与噪声消除功能的噪声降低效果等价的效果的等价滤波器，根据用户听到的被降低了的环境噪声来调节乐曲的回放音量，所以可以以适于用户耳朵的音量回放乐曲。
此外，由于噪声消除功能，所以用户所听到的环境噪声的音量比实际环境噪声的音量低。因此，由于基于被降低了的环境噪声的特征值而设置的乐曲的回放音量是这样的电平：其可以被实际的环境噪声掩蔽但不被用户听到的被降低了的环境噪声掩蔽，所以用户可以适当地收听乐曲。
尽管在本示例中已经描述了麦克风3设置在头戴式耳机2的外部的情况，但是根据第二修改例的方法不限于应用于该特定示例。例如，类似地，可以将该方法应用于麦克风3设置在头戴式耳机2的内部的情况。
现在将描述本发明第二实施例。在上述第一实施例中，利用麦克风3收集外部环境噪声。然而，在乐曲回放期间所收集的环境噪声包含经过头戴式耳机2并且泄漏到外部的乐曲信号成分。因此，没有精确地提取环境噪声的特征值。
因此，在本发明第二实施例中，提取在来自头戴式耳机2的声音泄露较少时(例如是这样的情况：乐曲的音量低，或者当没有声音从头戴式耳机2泄露时)所收集的环境噪声的特征值，并且调节乐曲的回放音量。
图12是示出根据本发明第二实施例的用于调节回放音量的示例方法的框图。在该示例中，将给出对麦克风3设置在头戴式耳机2的外部的情况的描述。对与图6中所示的第一实施例共同的单元加上相同或相似的标号，并且省略详细描述。
向测量控制单元53提供回放设备1中所记录的乐曲的乐曲数据MT，并且测量控制单元53测量乐曲数据MT的音量。测量控制单元53基于测量结果控制开关51的接通/断开(ON/OFF)。在测量控制单元53中预先设置针对乐曲数据MT的音量的阈值。如果乐曲数据MT的音量没有超过阈值，则测量控制单元53接通开关51。如果乐曲数据MT的音量超过阈值，则测量控制单元53断开开关51。除了测量控制单元53使用定时器执行控制操作时以外开关52都被接通，这将在稍后进行描述。
由麦克风3收集的环境噪声的噪声数据NT被提供给开关51。如果开关51在测量控制单元53的控制下被接通，则噪声数据NT被提供给带通滤波器21。带通滤波器21提取从开关51输出的噪声数据NT的预定频率成分。频率分析单元22执行预定频率分析。从频率分析得到的频率信息NS被提供给功率分析单元23。功率分析单元23在从开关51提供的噪声数据NT的频率信息NS的预定频带处执行功率分析来计算出功率信息NPp。所计算出的功率信息NPp被提供给判定单元28。
另一方面，回放设备1中所记录的乐曲的乐曲数据MT通过开关52被提供给带通滤波器24。带通滤波器24提取预定频率成分并且将所提取出的频率成分提供给频率分析单元25。频率分析单元25对乐曲数据MT的预定频率成分执行预定频率分析并且将从该频率分析得到的频率信息MS提供给传递函数计算单元26。
传递函数计算单元26执行预定传递函数H与被提供的频率信息MS的卷积并且输出与泄漏到头戴式耳机2的外部的乐曲数据MT′相对应的频率信息MS′。
功率分析单元27基于从传递函数计算单元26提供的频率信息MS′在乐曲数据MT的预定频带处执行功率分析来计算出功率信息MPp′。所计算出的功率信息MPp′被提供给判定单元28。
判定单元28基于噪声数据功率信息NPp和乐曲数据功率信息MPp′判定回放音量以产生音量调节信息。音量选择单元29基于从判定单元28提供的音量调节信息调节乐曲数据的音量。
当测量控制单元53测量依赖于乐曲的乐曲数据MT的音量时，乐曲的音量没有变得小于或等于阈值。在这样的情况中，测量控制单元53例如使用定时器。如果乐曲数据MT的音量在定时器中所设置的预定时间段期间没有变得小于或等于阈值，则测量控制单元53接通开关51来收集环境噪声。此时，测量控制单元53可以断开开关52。例如，当乐曲数据MT的音量在预定时间段没有变得等于或小于阈值，则指示环境噪声未被收集的信息被表示给用户。如果用户命令收集环境噪声，则测量控制单元53可以断开开关52以避免再现的乐曲的声音泄露成分的效果。
将参考图13中所示的流程图描述根据本发明第二实施例的回放音量调节处理的流程。若非另外说明，以下所述的处理是在CPU 11的控制下被执行的。此外，假定以下所述的处理每预定时间循环重复。
在步骤S11，打开回放设备1。在步骤S12，用户操作被设置在操作单元17中的用于命令回放音量的自动调节的键。在步骤S13，用户选择预定的乐曲。所选择的乐曲的乐曲数据从记录介质18被读出并且被再现。
在步骤S14，将再现的乐曲数据MT的音量与预先被设置在测量控制单元53中的针对乐曲数据MT的音量的阈值进行比较，来判定乐曲数据MT的音量是否足够低。如果乐曲数据MT的音量没有超过阈值，则判定乐曲数据MT的音量足够低。然后，该过程进行到步骤S15。
在步骤S15，利用麦克风3收集环境噪声。在步骤S16，对所收集的环境噪声的噪声数据NT执行频率分析来计算出用作环境噪声的特征值的功率信息NPp。
另一方面，在步骤S14，如果乐曲数据MT的音量超过阈值，则判定乐曲数据MT的音量高。然后，该过程进行到步骤S17。在步骤S17，对泄露到头戴式耳机2的外部的被再现的乐曲数据的成分执行频率分析来计算用作驻留在头戴式耳机2的外部的乐曲的特征值的功率信息MPp′。
在步骤S18，基于所计算出的乐曲功率信息MPp′和环境噪声功率信息NPp产生音量调节信息。基于该音量调节信息调节乐曲的回放音量。
在步骤S19，判定用户是否继续收听音乐。如果判定用户继续收听音乐，则过程返回步骤S13并且继续乐曲的回放。如果判定用户不继续收听音乐，则该过程进行到步骤S20。在步骤S20，用户关闭回放设备1。然后，该过程终止。
如上所述，在本发明第二实施例中，当乐曲数据MT的音量足够低时收集环境噪声，并且基于所收集的环境噪声调节乐曲的回放音量。因此，可以在不接收被再现的乐曲的声音泄露成分的效果的情况下收集环境噪声，并且可以精确地提取环境噪声的特征值。
尽管已经给出了对麦克风3设置在头戴式耳机2的外部的情况的描述，但是根据第二实施例的方法不限于应用于该特定示例。例如，可以类似地将根据第二实施例的方法应用于麦克风3设置在头戴式耳机2的内部的情况。
将描述本发明第三实施例。在本发明第三实施例中，从所收集的环境噪声中消除乐曲的声音泄露成分。对消除了声音泄露成分的环境噪声进行分析来提取环境噪声的特征值并且调节乐曲的回放音量。
图14是示出根据本发明第三实施例的用于调节回放音量的示例方法的框图。本示例中，将给出对麦克风3设置在头戴式耳机2的外部的情况的描述。对与图6中所示的第一实施例共同的单元加上相同或相似的标号并且省略详细描述。
带通滤波器21提取由麦克风3收集的环境噪声的噪声数据NT的预定频率成分。频率分析单元22执行预定的频率分析。从该频率分析得到的频率信息NS被提供给相加器61的一个输入端子。
另一方面，回放设备1中所记录的乐曲的乐曲数据MT被提供给带通滤波器24。带通滤波器24提取预定的频率成分并且将所提取出的频率成分提供给频率分析单元25。频率分析单元25对乐曲数据MT的预定频率成分执行预定的频率分析，并且将从该频率分析得到的频率信息MS提供给传递函数计算单元26。
传递函数计算单元26执行预定传递函数H与被提供的频率信息MS的卷积并且输出与泄漏到头戴式耳机2的外部的乐曲数据MT′相对应的频率信息MS′。从传递函数计算单元26输出的频率信息MS′被提供给相加器61的另一个输入端子。
相加器61从输入到一个端子的噪声数据NT的频率信息NS中减去输入到另一端子的乐曲数据MT的频率信息MS′，并且将结果提供给功率分析单元23。
功率分析单元23在从相加器61提供的噪声数据NT的频率信息NS的预定频带处执行功率分析来计算出功率信息NPp。所计算出的功率信息NPp被提供给判定单元28。
从传递函数计算单元26输出的频率信息MS′也被提供给功率分析单元27。功率分析单元27基于从传递函数计算单元26提供的频率信息MS′在乐曲数据MT的预定频带处执行功率分析来计算出功率信息MPp′。所计算出的功率信息MPp′被提供给判定单元28。
判定单元28基于噪声数据功率信息NPp和乐曲数据功率信息MPp′判定回放音量以产生用于调节乐曲数据的回放音量的音量调节信息。音量选择单元29基于从判定单元28提供的音量调节信息来调节乐曲数据的音量。
将参考图15中所示的流程图描述根据本发明第三实施例的回放音量调节处理的流程。若非另外说明，以下所述处理在CPU 11的控制下被执行。还假定以下所述的处理每预定时间循环重复。
在步骤S21，打开回放设备1。在步骤S22，用户操作被设置在操作单元17中的用于命令回放音量的自动调节的键。在步骤S23，用户选择预定的乐曲。所选择的乐曲的乐曲数据从记录介质18被读出并且被再现。
在步骤S24，对泄漏到头戴式耳机2的外部的被再现的乐曲数据的成分执行频率分析来计算出用作驻留在头戴式耳机2的外部的乐曲的特征值的功率信息MPp′。在步骤S25，利用麦克风3收集环境噪声。
在步骤S26，对所收集的环境噪声的噪声数据NT执行频率分析。从所收集的环境噪声的频率信息NS中减去乐曲的声音泄露成分的频率信息MS′，来从环境噪声中消除乐曲的声音泄露成分。在步骤S27，基于消除了乐曲声音泄露成分的环境噪声来计算出用作特征值的功率信息NPp。
在步骤S28，基于所计算出的乐曲功率信息MPp′和环境噪声功率信息NPp产生音量调节信息。基于该音量调节信息调节乐曲的再现音量。
在步骤S29，判定用户是否继续收听音乐。如果判定用户继续收听音乐，则过程进行到步骤S23并且继续乐曲的回放。
如果判定用户不继续收听音乐，则该过程进行到步骤S30。在步骤S30，用户关闭回放设备1。然后，该过程终止。
如上所述，在本发明第三实施例中，从所收集的环境噪声的频率信息NS中减去乐曲的声音泄露成分的频率信息MS′。因此，可以在不接收被再现的乐曲的声音泄露成分的效果的情况下收集环境噪声，并且可以精确地提取环境噪声的特征值。
尽管在本示例中已经描述了麦克风3设置在头戴式耳机2的外部的情况，但是根据第三实施例的方法并不限于应用于该特定示例。例如，可以类似地将根据第三实施例的方法应用于麦克风3设置在头戴式耳机2的内部的情况。
尽管以上已经描述了本发明第一实施例、第一实施例的第一和第二修改例、本发明的第二和第三实施例，但是本发明不限于以上所述的本发明第一实施例、第一实施例的第一和第二修改例、本发明的第二和第三实施例，并且在不偏离本发明的精神的范围内可以以各种方式被修改和应用。例如，根据本发明实施例的音量调节方法不限于应用于回放设备，而是可以应用于能够调节回放音量的头戴式耳机。
此外，尽管在以上给出的示例中，利用对环境噪声和乐曲的频率分析来提取特征值，但是，特征值提取方法不限于该特定示例。例如，可以执行时间波形分析来分析过渡特性并且提取特征值。作为关于过渡(过渡响应)计算特征值的示例，针对每预定个样本(例如，针对被称为帧的每N个样本)划分时间轴数据，并且以帧为单位计算功率。可以判定一帧的功率与前一帧的功率之比或这些帧的功率值之间的差。这些值可以用作关于过渡的特征值。例如，可以使用相加样本的平方和的方法作为功率计算方法。然而，功率计算方法不限于该特定方法并且可以使用适当的方法。
此外，可以通过执行频率分析和时间波形分析两者来提取特征值。
本申请包含与2008年7月8日递交到日本专利局的日本优先权专利申请JP 2008-177934中所公开主题相关的主题，通过引用将该申请的全部内容结合于此。
本技术领域技术人员应当理解，根据设计需要和其它因素，可以进行各种修改、组合、子组合和更改，只要它们在所附权利要求或其等价物的范围以内即可。

Claims (15)

1.一种音量调节设备，包括：
声音收集单元，所述声音收集单元被配置为收集周围环境的噪声数据；
分析单元，所述分析单元被配置为提取指示由所述声音收集单元所收集的噪声数据的特征的特征值和指示所提供的乐曲数据的特征的特征值；以及
控制单元，所述控制单元被配置为基于所述噪声数据的特征值和所述乐曲数据的特征值来产生用于调节所述乐曲数据的回放音量的音量调节信息，并且基于所述音量调节信息来调节所述乐曲数据的回放音量。
2.根据权利要求1所述的音量调节设备，还包括：
第一滤波器，所述第一滤波器被配置为从由所述声音收集单元所收集的噪声数据提取预定频带的成分；以及
第二滤波器，所述第二滤波器被配置为从所提供的乐曲数据提取所述预定频带的成分，
其中，所述分析单元从所述噪声数据的所述预定频带的成分和所述乐曲数据的所述预定频带的成分提取所述特征值。
3.根据权利要求1所述的音量调节设备，其中，所述分析单元对所述噪声数据和所述乐曲数据执行相同的频率分析，并且基于所述频率分析的结果来分别提取所述特征值。
4.根据权利要求3所述的音量调节设备，其中，所述分析单元提取所述噪声数据的最大功率值和所述乐曲数据的最大功率值作为所述特征值。
5.根据权利要求4所述的音量调节设备，其中，当所述乐曲数据的特征值大于所述噪声数据的特征值时，所述控制单元判定所述乐曲数据的声音泄漏到所述周围环境并且调小所述乐曲数据的回放音量。
6.根据权利要求1所述的音量调节设备，其中，所述分析单元对所述噪声数据和所述乐曲数据执行相同的时间波形分析，并且基于所述时间波形分析的结果来分别提取所述特征值。
7.根据权利要求1所述的音量调节设备，其中，所述分析单元对所述噪声数据和所述乐曲数据执行相同的频率分析和相同的时间波形分析，并且基于所述频率分析的结果和所述时间波形分析的结果来提取所述噪声数据的特征值和所述乐曲数据的特征值。
8.根据权利要求1所述的音量调节设备，还包括：
音频输出单元，所述音频输出单元被配置为输出由回放单元所再现的乐曲数据，
其中，所述声音收集单元设置在所述音频输出单元的外部，并且
其中，所述分析单元基于所述音频输出单元的传递特性来估计从所述音频输出单元输出并且泄漏到所述音频输出单元的外部的所述乐曲数据的声音泄露成分，并且提取所估计出的所述乐曲数据的声音泄露成分的特征值，并且
其中，所述控制单元基于由所述声音收集单元所收集的噪声数据的特征值和所估计出的所述乐曲数据的声音泄露成分的特征值，来调节所述乐曲数据的回放音量。
9.根据权利要求1所述的音量调节设备，还包括：
音频输出单元，所述音频输出单元被配置为输出由回放单元所再现的乐曲数据，
其中，所述声音收集单元设置在所述音频输出单元的内部，并且
其中，所述分析单元基于所述音频输出单元的传递特性来从由所述声音收集单元所收集的噪声数据估计所述周围环境的噪声数据，并且提取所估计出的所述周围环境的噪声数据的特征值，并且，所述分析单元基于所述音频输出单元的传递特性来估计从所述音频输出单元输出并且泄漏到所述音频输出单元的外部的所述乐曲数据的声音泄露成分，并且提取所估计出的所述乐曲数据的声音泄露成分的特征值，并且
其中，所述控制单元基于所估计出的所述周围环境的噪声数据的信号成分的特征值和所估计出的所述乐曲数据的声音泄露成分的特征值，来调节所述乐曲数据的回放音量。
10.根据权利要求1所述的音量调节设备，其中，所述控制单元包括存储器，所述存储器被配置为存储预定条数的音量调节信息，并且所述控制单元每预定时间基于所述噪声数据的特征值和所述乐曲数据的特征值来产生所述音量调节信息，并且基于所述存储器中所存储的所述预定条数的音量调节信息的平均值来调节所述乐曲数据的回放音量。
11.根据权利要求10所述的音量调节设备，其中，所述控制单元分别执行加权因子与所述存储器中所存储的所述预定条数的音量调节信息的卷积，并且基于预定条数的与加权因子进行了卷积的音量调节信息的平均值来调节所述乐曲数据的回放音量，并且其中，所述加权因子被设置以使得所述音量调节信息的权重随着所述音量调节信息变旧而减小。
12.根据权利要求1所述的音量调节设备，还包括：
噪声降低单元，所述噪声降低单元被配置为降低由所述声音收集单元所收集的噪声数据的噪声电平；以及
等价滤波器，所述等价滤波器具有与由所述噪声降低单元所提供的噪声降低效果等价的效果，
其中，所述分析单元提取通过将所述等价滤波器应用于由所述声音收集单元所收集的噪声数据而被降低了噪声电平的噪声数据的特征值，并且
其中，所述控制单元基于所述被降低了噪声电平的噪声数据的特征值和所述乐曲数据的特征值，来调节所述乐曲数据的回放音量。
13.根据权利要求1所述的音量调节设备，还包括：
测量控制单元，所述测量控制单元被配置为测量所提供的乐曲数据的音量，并且基于所测量出的所述乐曲数据的音量和预先设置的关于所述乐曲数据的音量的阈值来判定所述乐曲数据的适当音量，
其中，当所测量出的所述乐曲数据的音量没有超过所述阈值时，所述测量控制单元控制所述分析单元来提取所述噪声数据的特征值和所述乐曲数据的特征值。
14.根据权利要求1所述的音量调节设备，还包括：
合成单元，所述合成单元被配置为从由所述声音收集单元所收集的噪声数据中减去所提供的乐曲数据，
其中，所述分析单元基于来自所述合成单元的输出来提取所述噪声数据的特征值。
15.一种音量调节方法，包括以下步骤：
收集周围环境的噪声数据；
提取指示所收集的噪声数据的特征的特征值和指示所提供的乐曲数据的特征的特征值；以及
基于所述噪声数据的特征值和所述乐曲数据的特征值来产生用于调节所述乐曲数据的回放音量的音量调节信息，并且基于所述音量调节信息来调节所述乐曲数据的回放音量。
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