CN102685637A - 信号处理装置和信号处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了信号处理装置和信号处理方法。该信号处理装置包括：检测单元，该检测单元生成与扬声器的振动膜的运动相对应的数字检测信号以输出数字检测信号；增益调节单元，该增益调节单元通过将所输出的数字检测信号乘以增益系数来生成数字反馈信号以输出所生成的数字反馈信号；合成单元，该合成单元将所输出的数字反馈信号与数字音频信号进行合成；存储单元，该存储单元存储多个增益系数；以及控制单元，该控制单元执行控制以使得从多个增益系数中选择给定的增益系数并且所选择的增益系数被用于该乘法。

Description

信号处理装置和信号处理方法

技术领域

本公开涉及可适用于例如再现音频信号的装置的信号处理装置和信号处理方法。

背景技术

在声学领域中，MFB(运动反馈，Motional Feed Back)的处理在过去就是已知的。在MFB的处理中，从扬声器振动膜(diaphragm)的运动获得的电信号被检测。所检测的电信号被正反馈或负反馈给音频信号，从而控制扬声器单元的振动膜的运动。正反馈的MFB处理能够再现带有混响(reverberation)感觉的音频信号。负反馈的MFB处理抑制了低频中令人不快的声音。在JP-A-10-164685(专利文献1)、JP-A-10-070788(专利文献2)和JP-A-2004-200934(专利文献3)中公开了通过模拟器件实现MFB的音频***。

发明内容

在正反馈的MFB处理中，扬声器振动膜的运动增大。当振动膜的运动增大时，音频信号的混响时间将较长。另一方面，在负反馈的MFB处理中，低频中的扬声器振动膜的运动受到抑制。当振动膜的运动被抑制时，音频信号的混响时间会很短并且不需要的较低频率的声音被去除。执行正反馈和负反馈的MFB处理中的哪一种取决于收听者的品味、收听环境、音频信号的特性等而不同。因此，希望有一种***，其中可以执行正反馈和负反馈的MFB处理两者并且可以自由地改变MFB处理的设置。

在上述专利文献1至3所公开的模拟MFB中，由于电路器件的特性的偏差等，难以快速地在正反馈的MFB处理和负反馈的MFB处理之间切换。还难以快速地改变MFB处理中针对反馈信号的增益。而且，难以详细地设置针对反馈信号的增益。因此，存在难以根据收听者的品味、收听环境和音频信号的特性执行声音再现的问题。

因此，希望提供一种能够例如快速地执行MFB处理中的设置的信号处理装置和信号处理方法。

本公开的一个实施例涉及一种信号处理装置，包括：检测单元，该检测单元生成与扬声器的振动膜的运动相对应的数字检测信号并输出数字检测信号；增益调节单元，该增益调节单元通过将所输出的数字检测信号乘以增益系数来生成数字反馈信号并输出所生成的数字反馈信号；合成单元，该合成单元合成所输出的数字反馈信号与数字音频信号；存储单元，该存储单元存储多个增益系数；以及控制单元，该控制单元执行控制以使得从多个增益系数中选择给定的增益系数并且使所选择的增益系数被用于该乘法。

本公开的另一个实施例涉及一种信号处理方法，包括：生成与扬声器的振动膜的运动相对应的数字检测信号并输出数字检测信号；通过将所输出的数字检测信号乘以增益系数来生成数字反馈信号并输出所生成的数字反馈信号；合成所输出的数字反馈信号与数字音频信号；存储多个增益系数；以及执行控制以使得从多个增益系数中选择给定的增益系数并且使所选择的增益系数被用于该乘法。

例如，根据至少一个实施例，可以快速地改变MFB处理中的设置。

附图说明

图1是示出再现装置的配置示例的框图；

图2是用于说明当MFB处理处于非工作状态(off state)时获得的扬声器单元的输出特性的示意性曲线图；

图3是用于说明当负反馈的MFB处理被执行时获得的扬声器单元的输出特性的示意性曲线图；

图4是用于说明当正反馈的MFB处理被执行时获得的扬声器单元的输出特性的示意性曲线图；

图5A至5D是用于说明扬声器单元针对猝发音信号(tone burstsignal)的时间响应的示意性曲线图；

图6是示出增益系数的示例的表格；

图7是示出低频校正均衡器的配置示例的框图；

图8是示出在各个模式中低频校正均衡器的特性示例的示意性曲线图；

图9是示出均衡器系数的示例的表格；以及

图10是示出变形例中再现装置的配置示例的框图。

具体实施方式

下文中将参考附图说明本公开的实施例。将按照以下顺序进行说明。

1.实施例

2.变形例

下面描述的实施例和变形例是本公开的优选具体示例，并且在技术术语上添加了各种优选限定，但是，只要在下面的说明中没有用于限制本公开的特别描述，那么本公开的范围并不限于该实施例和变形例。

<1.实施例>

[再现装置的配置]

图1是根据本公开的实施例的再现装置1的配置示例。再现装置1具有对执行了MFB处理的音频信号进行再现的功能。当然，也能够对未执行MFB处理的音频信号进行再现。

再现装置1可以应用于例如电视装置、个人计算机、游戏机或者便携式电子装置。再现装置1包括作为信号处理装置的示例的数字信号处理单元2。数字信号处理单元2例如由DSP(数字信号处理器)构成。从功能的角度，数字信号处理单元2例如包括控制单元3、存储单元4、低频校正均衡器5、合成单元6、增益调节单元7、LPF(低通滤波器)8。数字信号处理单元2的处理可以由程序实现。

数字音频信号和模拟音频信号被提供给再现装置1作为源信号。数字音频信号经由输入端子9被提供给再现装置1。数字音频信号例如是48kHz的信号。

模拟音频信号经由输入端子10被提供给再现装置1。所提供的模拟音频信号被ADC(模数转换器)11转换为数字音频信号。ADC 11中的采样频率“fs”例如是48kHz。

开关12取决于提供给再现装置1的音频信号是数字音频信号还是模拟音频信号而被切换。当提供数字音频信号时，开关12连接到触点12a。当提供模拟音频信号时，开关12连接到触点12b。开关12的切换例如由控制单元3、未示出的CPU(中央处理单元)等控制。

当仅有数字音频信号和模拟音频信号之一被提供给再现装置1时，开关12不是必需的。而且，当声音源针对多声道并且输入各个声道的音频信号时，可以提供与各个声道相对应的配置。

经由输入端子9输入的数字音频信号或者从ADC 11提供来的数字音频信号被从开关12选择性地输出。从开关12输出的数字音频信号被提供给低频校正均衡器5。低频校正均衡器5对所提供的数字音频信号的频率特性进行校正。

低频校正均衡器5例如由二阶IIR(无限冲击响应)滤波器构成。当低频校正均衡器5由数字滤波器构成时，低频校正均衡器5的特性可以容易且快速地改变。而且，不需要考虑滤波器中包括的器件特性的偏差。低频校正均衡器5的特性可以由后面描述的均衡器系数规定。均衡器系数例如由控制单元3选择。所选的均衡器系数由控制单元3控制为被用于低频校正均衡器5的校正。

在没有由低频校正均衡器5校正频率特性而执行MFB处理的情况下，扬声器单元15的低频共振频率“f0”附近的功率将在频率特性中被减小。低频校正均衡器5预先校正数字音频信号的频率特性以防止低频共振频率“f0”附近的功率的减小。即，低频校正均衡器5执行校正，该校正预先增大将由MFB处理衰减的低频共振频率“f0”附近的功率。

通过利用低频校正均衡器5预先执行处理，可以从扬声器单元15再现目标频率特性的声音。由低频校正均衡器5实现的目标频率特性例如是平坦的频率特性。当然，可以设置低音被放大或者减少到固定级别(level)或任意特性的特性。从低频校正均衡器5输出的数字音频信号可以被提供给合成单元6。

合成单元6将从低频校正均衡器5提供来的数字音频信号添加到从增益调节单元7输出的反馈信号。从合成单元6输出的数字音频信号被提供给DAC(数模转换器)13。数字音频信号被DAC 13转换为模拟音频信号。从DAC 13输出的模拟音频信号被提供给功率放大器14。

功率放大器14以给定的放大系数放大模拟音频信号。经放大的模拟信号被提供给扬声器单元15。扬声器单元15的音圈被所提供的模拟音频信号振动。音圈的振动被传送到振动膜并且振动膜被振动。通过振动膜的振动，与模拟音频信号相对应的声音被从扬声器单元15再现。扬声器单元15例如是阻抗不变的扬声器单元，例如动态扬声器。

在MFB处理中，某些检测扬声器单元15的振动膜的运动的方法是已知的。在实施例中，使用了一种利用桥式电路的方法。在该方法中，扬声器单元15被视为电阻器，并且在功率放大器14和扬声器单元15之间的信号线设置包括扬声器单元15、电阻器R1、电阻器R2和电阻器R3的桥式电路。扬声器单元15的电阻值例如是由制造商指定的标称阻抗，例如，4Ω、8Ω、16Ω、32Ω等。扬声器单元15和电阻R3之间的接触点被设置为例如A点，并且电阻器R1和电阻器R2之间的接触点被设置为例如B点。

检测/放大电路16检测A点和B点之间的电位差。A点和B点之间的电位差是在桥式电路中的均衡状况被驱动扬声器单元15打破时生成的。即，检测/放大电路16可以通过检测A点和B点之间的电位差来检测扬声器单元15的振动膜的运动。由桥式电路获得的检测信号(电位差)指示作为扬声器单元15的振动膜的运动的速度。即，图1中所示的MFB方法对应于被称为速度反馈方法的方法。

由桥式电路检测出的检测信号在被检测/放大电路16放大之后被提供给ADC 17。ADC 17在将所提供的检测信号转换为数字信号之后输出该信号。从ADC 17输出的数字检测信号被提供给数字信号处理单元2中的LPF 8。例如，桥式电路、检测/放大电路16和ADC 17构成检测单元。

LPF 8例如由IIR滤波器构成。LPF 8仅传输低于给定频率的带域信号分量。MFB处理所不需要的频率分量通过LPF 8的处理被从数字检测信号的频率分量中去除。通过LPF 8传输的数字检测信号被提供给增益调节单元7。

增益调节单元7将从LPF 8提供来的数字检测信号乘以给定增益系数。通过将数字检测信号乘以给定增益系数可以获得反馈信号(数字反馈信号)。增益系数可以是例如正的增益系数或者负的增益系数。增益系数还可以是“0(零)”。增益系数例如由控制单元3选择。控制单元3执行控制以使得所选增益系数被用于增益调节单元7的乘法。从增益调节单元7输出的反馈信号被提供给合成单元6。合成单元6将数字音频信号与数字格式的反馈信号进行合成。

例如，在增益调节单元7中数字检测信号被乘以正增益系数从而获得反馈信号。该反馈信号在合成单元6中被与数字音频信号合成。这种情况导致正反馈操作。例如，在增益调节单元7中数字检测信号被乘以负增益系数从而获得反馈信号。该反馈信号在合成单元6中被与数字音频信号合成。这种情况导致负反馈操作。例如，当增益系数为“0(零)”时不生成反馈信号。即，MFB处理处于非工作状态。还可以提供增益调节单元7和合成单元6之间的切换。当开关被关断时，MFB处理可以被调到非工作状态。

控制单元3连接到存储单元4。存储单元4例如是可重写非易失性存储器。存储单元4存储多个增益系数。存储单元4例如存储分别对应于多种模式的增益系数，这些增益系数是一个以上的正增益系数和一个以上的负增益系数。另外优选地，存储单元4存储规定低频校正均衡器5的特性的参数。例如，存储单元4可以存储与多种模式相对应的均衡器系数。增益系数和均衡器系数的细节将在后面描述。

还可以例如通过用户的操作改变存储在存储单元4中的增益系数。增益系数可以通过网络获取并且可以通过存储所获取的增益系数来更新。增益系数可以是固定的。

针对再现装置1可以设置多种模式。多种模式例如是执行正反馈的MFB处理的模式、执行负反馈的MFB处理的模式以及关闭MFB处理的模式。另外优选地，设置这样一种模式，其中MFB的应用方式在执行正反馈和负反馈的MFB处理的模式中是不同的。

这多种模式可以例如通过未示出的用户界面设置。当通过用户界面指定模式时，模式切换信号被生成。所生成的模式切换信号被提供给控制单元3。控制单元3识别由模式切换信号指定的模式。然后，控制单元3选择与识别出的模式相对应的增益系数。所选的增益系数在控制单元3的控制下被设置到增益调节单元7。控制单元3可以选择与识别出的模式相对应的均衡器系数。然后，所选的均衡器系数可以在控制单元3的控制下被设置到低频校正均衡器5。

另外优选地，根据通过输入端子9或输入端子10输入到再现装置1中的音频信号的特性而自动设置该模式。例如，从开关12输出的数字音频信号被提供给控制单元3。控制单元3例如分析所提供的数字音频信号的频率特性。控制单元3根据分析结果识别最优模式并选择与最优模式相对应的增益系数。所选的增益系数在控制单元3的控制下被设置到增益调节单元7。控制单元3可以根据所分析的频率特性选择最优均衡器系数。所选的均衡器系数可以在控制单元3的控制下被设置到低频校正均衡器5。

另外优选地，通过控制单元3对数字音频信号的频率的分析确定类别，并且根据所确定的类别选择增益系数。电影中的声音等为了获得强有力的声音优选为具有某种程度的混响的感觉。另一方面，诸如经典音乐之类的音频内容被优选为忠实于原始声音地再现。因此，例如，当作为分析数字音频信号的结果、数字音频信号的特性对应于诸如经典音乐之类的音频内容时，由控制单元3选择负增益系数。而且，例如，当作为分析数字音频信号的结果、数字音频信号的特性对应于电影主题或者游戏音乐时，由控制单元3选择正增益系数。

分析数字音频信号的特性的方法并不限于分析频率特性的方法。例如，可以向输入到再现装置1的音频信号添加元信息并且利用该元信息确定类别。另外优选地，最优增益系数和均衡器系数被包括在元信息中。

如上所述，例如，用户从多种模式中选择一种模式，从而选择具有期望特性的再现声音。而且，处理是以数字方式执行的，因此，针对增益调节单元7等的设置可以快速地执行。例如，可以通过在两种音频信号之间切换来收听声音，一种音频信号是对其施加了正反馈的MFB并且包括有力的低音，另一种音频信号是对其施加了负反馈的MFB并且去除了不必要的低音。此外，MFB处理的应用方式可以详细地设置。

[扬声器的幅度特性]

将对通过MFB处理的扬声器单元15的幅度特性的变化进行说明。图2示出了当MFB处理处于非工作状态时获得的扬声器单元15的幅度特性的示例。在图2中，波形“a”表示声压。波形“b”和“c”分别表示二阶失真和三阶失真。示例中扬声器单元15的低频共振频率“f0”例如是80Hz。

图3示出了当执行负反馈的MFB处理时获得的扬声器单元15的幅度特性的示例。如图3所示，与MFB处理处于非工作状态的情况相比，低频共振频率“f0”附近的声压级别受到抑制。即，通过执行负反馈的MFB处理，对于低频共振频率“f0”的振荡施加了有效的阻尼。

例如，当期望平坦的频率特性时，需要在图3所示的频率特性中校正较低频率上的衰减功率。因此，通过如上所述通过低频校正均衡器5的负反馈的MFB处理，校正了较低频率上的衰减功率。

图4示出了当执行正反馈的MFB处理时获得的扬声器单元15的幅度特性的示例。如图4所示，与MFB处理处于非工作状态的情况相比，声压级别在低频共振频率“f0”的附近增大。当执行正反馈的MFB处理时，可以执行低频校正均衡器5的校正。当执行低频校正均衡器5的校正时，所再现的音频信号的频率特性可以成为期望的频率特性。

[扬声器的时间响应]

将参考图5A至图5D说明扬声器单元15的时间响应的示例。图5A示出了猝发音信号的波形，其中正弦波被叠加在方波上。猝发音信号具有在低频共振频率“f0”(例如80Hz)附近的频率。图5A中所示的猝发音信号被输入到再现装置1。

图5B示出了当MFB处理处于非工作状态时获得的扬声器的时间响应。当输入猝发音信号时获得的输出波形呈现出幅度逐渐衰减的特性。图5C示出了当执行负反馈的MFB处理时获得的扬声器单元15的时间响应。当输入猝发音信号时获得的输出波形呈现出幅度在短时间内衰减的特性。图5D示出了当执行正反馈的MFB处理时获得的扬声器单元15的时间响应。当输入猝发音信号时获得的输出波形呈现出幅度在长时间段上衰减的特性。

如图5C所示，通过执行负反馈的MFB处理，去除了由音频信号的再现引起的混响的感觉。例如在经典音乐或爵士乐中优选减弱混响的感觉。另一方面，如图5D所示，通过执行正反馈的MFB处理，增强了由音频信号的再现引起的混响的感觉。例如在用于电影、游戏等的音乐中优选强化混响的感觉并且实现逼真感。如上所述，再现装置1可以根据音频信号的特性在正反馈和负反馈的MFB处理之间切换。

[增益系数]

接下来，将说明增益系数(反馈增益)。如上所述，增益系数被存储在存储单元4中。例如，分别对应于多种模式的增益系数被存储在表中，并且该表被存储在存储单元4中。在存储单元4中，存储了一个以上负增益系数和一个以上正增益系数。存储在存储单元4中的增益系数中的给定增益系数在控制单元3的控制下被选择。例如，与每种模式相对应的增益系数被选择。所选的增益系数在控制单元3的控制下被设置到增益调节单元7。

图6示出了与各个模式相对应的增益系数K(反馈增益K)的示例。在图6所示的示例中，作为多种模式，规定了6种模式，它们是模式A、模式B、模式C、模式D、模式E和模式F。与各个模式相对应的增益系数被设置。增益系数是根据预先测量的反馈***中的峰值级别(低频共振频率“f0”)和目标峰值级别之间的差分适当地设置的。增益系数的绝对值越高，对数字音频信号的反馈量就变得越大。

模式A是强烈地施加负反馈的MFB的模式。在模式A中，增益系数K例如是-0.5。通过将增益系数K转换为分贝(dB)而获得的值(反馈增益|K|)是-6dB。增益系数K被呈现为16位的“0xc000”。注意，“0x”表示十六进制的符号。

模式A是增益系数K的绝对值高于其他模式的模式。即，反馈信号的级别增大。由于反馈系数K是负的，因此反馈将是负的。即，模式A是强烈地施加负反馈的MFB的模式。

模式B是施加比模式A弱的负反馈的MFB的模式。在模式B中，增益系数K例如是-0.355。通过将增益系数K转换为分贝(dB)而获得的值(反馈增益|K|)是-9dB。增益系数K被呈现为16位的“0xd290”。

模式C是施加比模式B弱的负反馈的MFB的模式。在模式C中，增益系数K例如是-0.25。通过将增益系数K转换为分贝(dB)而获得的值(反馈增益|K|)是-12dB。增益系数K被呈现为16位的“0xe000”。

模式D是反馈信号将为“0(零)”的模式。即，模式D是MFB被关闭的模式。在模式D中，增益系数K为“0(零)”。通过将增益系数K转换为分贝(dB)而获得的值(反馈增益|K|)是-∞。增益系数K被呈现为16位的“0x0000”。

模式E是较弱地施加正反馈的MFB的模式。在模式E中，增益系数K例如是0.125。通过将增益系数K转换为分贝(dB)而获得的值(反馈增益|K|)是18dB。增益系数K被呈现为16位的“0x1000”。在模式E中，增益系数K低于其他模式，因此，反馈量减小。由于增益系数K是正的，因此反馈将是正的。即，模式E是较弱地施加正反馈的MFB的模式。

模式F是施加比模式E强的正反馈的MFB。在模式F中，增益系数K例如是0.25。通过将增益系数K转换为分贝(dB)而获得的值(反馈增益|K|)是12dB。增益系数K被呈现为16位的“0x2000”。

在存储单元4中，例如存储了一个以上的正增益系数和一个以上的负增益系数。增益系数在正值和负值之间切换，结果，可以切换包括正反馈和负反馈的MFB。而且，设置多个增益系数的值，从而实现了具有不同应用方式的MFB处理。因此，可以执行适合于收听者的品味、收听环境和音频信号的特性的MFB处理。

[低频校正均衡器]

图7示出了低频校正均衡器5的配置示例。低频校正均衡器5例如由二阶IIR滤波器构成。低频校正均衡器5可以由FIR滤波器构成。通过由数字电路构成低频校正均衡器5，可以容易且快速地改变低频校正均衡器5的特性。

如图7所示，低频校正均衡器5包括位于加法器AD的前级的延迟器件D0和延迟器件D1。低频校正均衡器5还包括在加法器AD的前级用于乘以各个均衡器系数“a0”、“a1”和“a2”的乘法器51、乘法器52和乘法器53。在该示例中，均衡器系数表示滤波器系数。

低频校正均衡器5包括位于加法器AD的后级的延迟器件D2和延迟器件D3。低频校正均衡器5还包括在加法器AD的后级用于乘以各个均衡器系数“b1”和“b2”的乘法器54和乘法器55。乘法器51、52、53、54和55的各自的输出被加法器AD相加。

可以针对低频校正均衡器5设置与例如上述六种模式A至F相对应的特性。图8示意性地示出了当设置各个模式时获得的低频校正均衡器5的特性的示例。图8所示的低频校正均衡器5的特性的示例仅仅是一共示例，并且特性并不限于该示例。

例如，在执行了模式A的MFB处理的音频信号中，低频共振频率“f0”附近的级别衰减。在模式A中，增益系数的绝对值高并且强烈地施加了负反馈的MFB，因此，低频共振频率“f0”附近的级别的衰减将很高。因此，低频校正均衡器5的特性被设置为增大校正级别(correction level)。

校正级别按照模式A、模式B、模式C、模式D、模式E和模式F的顺序减小。即，低频校正均衡器5的特性被设置为使得例如当对数字音频信号的负反馈量大时校正级别增大，而当对数字音频信号的正反馈量大时校正级别减小。

图9示出了各个模式中的均衡器系数的示例。在这种情况下，输入到低频校正均衡器5的数字音频信号的频率fs是48kHz。低频校正均衡器5的补偿例如是在低频共振频率“f0”附近的频带中进行的。低频共振频率“f0”例如是80Hz。Q值例如是2。各个均衡器系数被设置到相应的乘法器以对应于各个模式。均衡器系数例如是24位的。

模式A是强烈地施加负反馈的MFB的模式。低频共振频率“f0”附近的功率被极大地减小。因此，当执行模式A的MFB处理时，低频校正均衡器5的补偿级别增大。例如，当执行模式A的MFB处理时，低频校正均衡器5作出了21dB的增益补偿。

在模式A中，分别地，“0x4082c4”被设置为乘法器51的均衡器系数“a0”，“0x801b63”被设置为乘法器52的均衡器系数“a1”，“0x3f63a4”被设置为乘法器53的均衡器系数“a2”，“0x7fe49d”被设置为乘法器54的均衡器系数“b1”，“0xc01997”被设置为乘法器55的均衡器系数“b2”。

例如，当执行模式B的MFB时，低频校正均衡器5作出了18dB的增益补偿。例如，在模式B中，分别地，“0x406992”被设置为乘法器51的均衡器系数“a0”，“0x802034”被设置为乘法器52的均衡器系数“a1”，“0x3f7805”被设置为乘法器53的均衡器系数“a2”，“0x7fdfcc”被设置为乘法器54的均衡器系数“b1”，“0xc01e69”被设置为乘法器55的均衡器系数“b2”。

例如，当执行模式C的MFB时，低频校正均衡器5作出了15dB的增益补偿。例如，在模式C中，分别地，“0x405489”被设置为乘法器51的均衡器系数“a0”，“0x8025ee”被设置为乘法器52的均衡器系数“a1”，“0x3f8855”被设置为乘法器53的均衡器系数“a2”，“0x7fda12”被设置为乘法器54的均衡器系数“b1”，“0xc02423”被设置为乘法器55的均衡器系数“b2”。

在MFB处于非工作状态的模式D中，低频校正均衡器5的增益补偿可以进行。例如，当执行模式D的MFB时，低频校正均衡器5作出了9dB的增益补偿。例如，在模式D中，分别地，“0x402e63”被设置为乘法器51的均衡器系数“a0”，“0x8034d0”被设置为乘法器52的均衡器系数“a1”，“0x3f9e98”被设置为乘法器53的均衡器系数“a2”，“0x7fcd30”被设置为乘法器54的均衡器系数“b1”，“0xc03305”被设置为乘法器55的均衡器系数“b2”。

低频校正均衡器5的增益补偿可以在执行正反馈的MFB的模式E和模式F中进行。例如，当执行模式E的MFB时，低频校正均衡器5作出了6dB的增益补偿。例如，在模式E中，分别地，“0x401e2a”被设置为乘法器51的均衡器系数“a0”，“0x803e69”被设置为乘法器52的均衡器系数“a1”，“0x3fa537”被设置为乘法器53的均衡器系数“a2”，“0x7fc197”被设置为乘法器54的均衡器系数“b1”，“0xc03c9e”被设置为乘法器55的均衡器系数“b2”。

例如，当执行模式F的MFB时，低频校正均衡器5作出了3dB的增益补偿。例如，在模式F中，分别地，“0x400edb”被设置为乘法器51的均衡器系数“a0”，“0x8049d0”被设置为乘法器52的均衡器系数“a1”，“0x3fa920”被设置为乘法器53的均衡器系数“a2”，“0x7fe630”被设置为乘法器54的均衡器系数“b1”，“0xc04805”被设置为乘法器55的均衡器系数“b2”。

如上所述，在存储单元4中，存储量多个均衡器系数以对应于多种模式。在低频校正均衡器5例如由二阶IIR滤波器构成的情况下，在各种模式中存储了六个均衡器系数。均衡器系数由控制单元3根据各种模式选择。所选的均衡器系数由控制单元3控制以用于进行低频校正均衡器5的校正。由于控制单元3的处理是在数字处理中执行的，因此可以快速地执行均衡器系数的设置。而且，可以快速地执行根据模式改变的均衡器系数的改变。增益系数和均衡器系数被设置在满足增益容限或相位容限的范围中。另外优选地，当增益容限足够时，设置正增益系数并且执行正反馈的MFB。

<2.变形例>

上面已经具体说明了实施例，并且显然，可以对实施例进行各种变形。下文中将说明变形例。

图10示出了根据变形例的再现装置21的配置示例。在图10中，与再现装置1相同的标号被赋予与再现装置1相同的组件，并且省略这些组件的部分。

模拟音频信号从再现装置21的输入端子10输入。模拟音频信号被ADC 11转换为数字音频信号。采样频率fs例如是48kHz。ADC 11的处理中的采样频率“fs”被适当地称为“1fs”以作为基准频率。转换后的数字音频信号被提供给DSP 22。

DSP 22对所提供的数字音频信号执行上述低频校正均衡器5的功能。即，执行补偿被MFB减小的低频共振频率“f0”附近的增益的处理。DSP 22中的均衡器系数例如根据多种模式被合适地设置。从DSP22输出的数字音频信号被提供给作为频率转换器的示例的过采样单元23。

过采样单元23对所提供的数字音频信号执行过采样处理。过采样单元23执行将数字音频信号的频率转换为“1fs”的N倍的过采样处理。“N”例如是2的幂，例如，N是8(8fs)。执行了过采样处理的数字音频信号被提供给DSP 24。

DSP 24具有上述再现装置1中的合成单元6、增益调节单元7和LPF 8的功能。DSP 24中的增益系数例如根据多种模式被合适地设置。从DSP 24输出的数字音频信号被DAC 13转换为模拟音频信号。然后，从DAC 13输出的模拟音频信号被提供给扬声器单元15(未示出)。

从检测/放大电路16(未示出)输出的检测信号被提供给ADC 17。在ADC 17中，检测信号被转换为数字检测信号。转换后的数字检测信号被提供给DSP 24。在DSP 24中，执行合成单元6、增益调节单元7和LPF 8的处理。

通过执行过采样处理，可以提高要再现的音频信号的音质。在过采样处理之后使用的频率被设置为8fs，从而提高了音质并将由过采样处理引起的延迟时间抑制到最小。在过采样处理之后使用的频率并不限于8fs。然而，考虑到由该处理引起的延迟时间，该频率优选地是4fs到8fs。

根据实施例，例如通过乘以正反馈系数或负反馈系数来执行正反馈和负反馈的MFB处理。例如，另外优选地，通过将所有增益系数都设为正值并且在加法/减法之间切换合成单元6来执行正反馈和负反馈的MFB处理。另外优选地，在再现装置1中提供用于抑制音频信号的级别的限幅器电路等以防止由于正反馈的MFB处理的执行而导致的振荡。

在上述再现装置1中，通过桥式电路检测扬声器单元15的振动膜的运动。另外优选地，通过电容或激光位移计来代替桥式电路以检测振动膜的位移。另外优选地，提供与扬声器单元15的音圈不同的线圈作为用于检测速度的传感器，以通过该线圈检测电流。另外优选地，利用加速度传感器或麦克风来检测振动膜的运动。另外优选地，通过数字传感器来检测扬声器单元15的振动膜的运动。在这种情况下，数字传感器的输出被直接提供给数字信号处理单元2。

上面已经描述了所谓的速度反馈MFB，然而，MFB并不限于该实施例。例如，可以使用加速度反馈MFB。例如，在加速度反馈MFB中，在ADC 17和LPF 8之间设置了差分处理单元。差分处理单元对检测信号执行差分处理。差分处理的执行相对于作为振动膜的运动的加速度的计算。另外优选地，执行了差分处理的信号被提供给LPF 8。

再现装置1可以具有对应于速度反馈类型和加速度反馈类型的配置。可以允许速度反馈类型和加速度反馈类型两者都是可用的。例如，可以合成速度反馈类型的反馈信号、加速度反馈类型的反馈信号和数字音频信号。

再现装置1可以应用于例如耳机。在应用于耳机的情况下，再现装置1可以通过分开地包括耳机和音频播放器来构成。例如，优选地，桥式电路被设在耳机一侧，而数字信号处理单元2、DAC 13、检测/放大电路16、ADC 17等的其他组件被设在音频播放器一侧。在耳机和音频播放器之间，通过无线或有线方式执行信号发送和接收。

根据实施例的处理序列可以被构成为方法、程序和记录有程序的存储介质。此外，实施例和变形例中的处理可以在不发生技术矛盾的范围内被合适地组合。

本公开包含与在2011年3月7日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2011-048596中公开的内容有关的主题，该申请的全部内容通过引用结合于此。

本领域技术人员应当理解，根据设计需求和其他因素可以发生各种变形、组合、子组合和变更，只要它们在权利要求或其等同物的范围内即可。

Claims (8)

1.一种信号处理装置，包括：

检测单元，该检测单元生成与扬声器的振动膜的运动相对应的数字检测信号并输出所述数字检测信号；

增益调节单元，该增益调节单元通过将所输出的数字检测信号乘以增益系数来生成数字反馈信号并输出所生成的数字反馈信号；

合成单元，该合成单元合成所输出的数字反馈信号与数字音频信号；

存储单元，该存储单元存储多个增益系数；以及

控制单元，该控制单元执行控制以使得从所述多个增益系数中选择给定的增益系数并且使所选择的增益系数被用于该乘法。

2.如权利要求1所述的信号处理装置，还包括：

均衡器，该均衡器校正所述数字音频信号的频率特性，

其中所述合成单元合成所述数字反馈信号与所述频率特性被校正的数字音频信号，

所述存储单元存储多个均衡器系数，并且

所述控制单元执行控制以使得从所述多个均衡器系数中选择给定的均衡器系数并且使所选择的均衡器系数被用于所述均衡器的校正。

3.如权利要求1所述的信号处理装置，

其中一个以上的正增益系数和一个以上的负增益系数被存储在所述存储单元中。

4.如权利要求3所述的信号处理装置，

其中当选择正增益系数时执行正反馈的处理，并且当选择负增益系数时执行负反馈的处理，以及

所述均衡器系数被选择以使得当执行正反馈的处理时所使用的均衡器的校正级别低于当执行负反馈的处理时所使用的均衡器的校正级别。

5.如权利要求1所述的信号处理装置，还包括：

频率转换器，该频率转换器将合成后的数字音频信号的频率转换为N倍。

6.如权利要求1所述的信号处理装置，

其中所述控制单元分析所述数字音频信号的特性并且根据分析结果选择所述增益系数。

7.如权利要求2所述的信号处理装置，

其中所述控制单元分析所述数字音频信号的特性并且根据分析结果选择所述均衡器系数。

8.一种信号处理方法，包括：

生成与扬声器的振动膜的运动相对应的数字检测信号并输出所述数字检测信号；

通过将所输出的数字检测信号乘以增益系数来生成数字反馈信号并输出所生成的数字反馈信号；

合成所输出的数字反馈信号与数字音频信号；

存储多个增益系数；以及

执行控制以使得从所述多个增益系数中选择给定的增益系数并且使所选择的增益系数被用于该乘法。

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