(57)【要約】  ウェアラブル装置のためのデータ処理装置であって、入力データを受け付けるよう構成される入力ユニットと、センサ情報に基づき、装着状態と呼ばれる前記ウェアラブル装置が装着されている状態を示す装着情報と呼ばれる情報を生成する手段と、前記装着情報に基づき前記入力データを処理し、出力データを生成するよう構成される処理ユニットとを有するデータ処理装置。
2009530950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェアラブル装置のためのデータ処理装置であって、
入力データを受け付けるよう構成される入力ユニットと、
センサ情報に基づき、装着状態と呼ばれる前記ウェアラブル装置が装着されている状態を示す装着情報と呼ばれる情報を生成する手段と、
前記装着情報に基づき前記入力データを処理し、出力データを生成するよう構成される処理ユニットと、
を有するデータ処理装置。
【請求項２】
前記入力ユニットは、オーディオデータ、音響データ、発話データ、音楽データ、ビデオデータ、画像データ、触覚データ及び振動データからなる群の少なくとも１つを前記入力データとして受け付けるよう構成される、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記生成された出力データを提供するよう構成される出力ユニットを有する、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記出力ユニットは、前記生成された出力データを再生する再生ユニットとして構成される、請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記装着情報を生成する手段は、前記ウェアラブル装置によりユーザが使用する耳の数、前記ウェアラブル装置によりユーザが使用する体の部位、及び前記ウェアラブル装置のイヤカップが前記ユーザの頭から取り外されているか否かからなる群の装着情報の少なくとも１つのコンポーネントを生成するよう構成される、請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記装着情報を生成する手段は、前記ウェアラブル装置の装着状態を自動的に検出するよう構成される検出ユニットからセンサ情報を受け付けるよう構成される、請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記装着情報を生成する手段は、前記ウェアラブル装置のユーザにより制御された装着状態を示す前記装着情報を検出するよう構成される検出ユニットからセンサ情報を受け付けるよう構成される、請求項１記載の装置。
【請求項８】
前記処理ユニットは、ユーザが前記ウェアラブル装置により両耳を用いていると検出すると、前記出力データをステレオデータとして生成し、ユーザが前記ウェアラブル装置により片耳しか用いていないと検出すると、前記出力データをモノデータとして生成し、ユーザが前記ウェアラブル装置により何れの耳も用いていないと検出すると、出力データを生成しないよう構成される、請求項１記載の装置。
【請求項９】
前記処理ユニットは、ユーザが前記ウェアラブル装置により少なくとも所定数の耳を用いていると検出すると、前記出力データを少なくとも３つのチャネルを含むマルチチャネルデータとして生成するよう構成される、請求項１記載の装置。
【請求項１０】
前記処理ユニットは、前記ユーザが前記ウェアラブル装置により用いている耳の数の検出に基づき、前記出力データを前記入力データのオーディオミックスとして生成するよう構成される、請求項１記載の装置。
【請求項１１】
前記入力ユニットは、オーディオ信号、特に発話信号を受け付けるよう構成され、
前記オーディオ信号の間の相関は、前記装着情報を生成する基礎として用いられる、請求項１記載の装置。
【請求項１２】
オーディオソースに関して対称的に配置され、前記オーディオソースにより発信されたオーディオ信号を供給するよう構成される２以上のマイクロフォンを有する、請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記装着情報を生成する手段は、前記受け付けたオーディオ信号のインパルスレスポンス解析に基づき前記装着情報を生成するよう構成される、請求項１１又は１２記載の装置。
【請求項１４】
前記受け付けたオーディオ信号のインパルスレスポンス解析は、前記オーディオ信号に適用される少なくとも１つの適応的フィルタユニットの出力信号に基づく、請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
前記処理ユニットは、前記受け付けたオーディオ信号に基づくビーム形成データを提供するよう構成されるビーム形成ユニットを有する、請求項１１乃至１４何れか一項記載の装置。
【請求項１６】
前記ビーム形成データの供給は、前記装着情報に依存する、請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
請求項１記載のデータ処理装置を有するウェアラブル装置。
【請求項１８】
ポータブル装置として実現される、請求項１７記載のウェアラブル装置。
【請求項１９】
ＧＳＭ装置、ヘッドフォン、ＤＪヘッドフォン、イヤフォン、ヘッドセット、イヤピース、イヤセット、携帯アクチュエータ、ゲーム装置、ポータブルオーディオプレーヤー、ＤＶＤプレーヤー、ＣＤプレーヤー、ハードディスクベースメディアプレーヤー、インターネットラジオ装置、公衆エンターテイメント装置、ＭＰ３プレーヤー、ハイファイシステム、車両エンターテイメント装置、自動車エンターテイメント装置、ポータブルビデオプレーヤー、携帯電話、医療通信システム、携帯装置、健康機器、マッサージ機器、音声通信装置及び補聴器からなる群の少なくとも１つとして実現される、請求項１７記載のウェアラブル装置。
【請求項２０】
ウェアラブル装置のためのデータ処理方法であって、
入力データを受け付けるステップと、
センサ情報に基づき、前記ウェアラブル装置が装着されている装着状態と呼ばれる状態を示す装着情報と呼ばれる情報を生成するステップと、
前記装着情報に基づき前記入力データを処理し、出力データを生成するステップと、
を有する方法。
【請求項２１】
プロセッサによる実行時、ウェアラブル装置のためのデータ処理方法を制御又は実行するよう構成されるプログラムであって、
前記方法は、
入力データを受け付けるステップと、
センサ情報に基づき、前記ウェアラブル装置が装着されている装着状態と呼ばれる状態を示す装着情報と呼ばれる情報を生成するステップと、
前記装着情報に基づき前記入力データを処理し、出力データを生成するステップと、
を有するプログラム。
【請求項２２】
プロセッサによる実行時、ウェアラブル装置のためのデータ処理方法を制御又は実行するよう構成されるコンピュータプログラムが格納されるコンピュータ可読媒体であって、
前記方法は、
入力データを受け付けるステップと、
センサ情報に基づき、前記ウェアラブル装置が装着されている装着状態と呼ばれる状態を示す装着情報と呼ばれる情報を生成するステップと、
前記装着情報に基づき前記入力データを処理し、出力データを生成するステップと、
を有するコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェアラブル装置のためのデータ処理装置に関する。
【０００２】
本発明はまた、ウェアラブル装置に関する。
【０００３】
本発明はさらに、ウェアラブル装置のためのデータ処理方法に関する。
【０００４】
さらに、本発明は、プログラム要素及びコンピュータ可読媒体に関する。
【背景技術】
【０００５】
オーディオ再生装置が、ますます重要になってきている。特に、より多くのユーザが携帯及び／又はハードディスクベースオーディオプレーヤー及び他の同様のエンターテイメント装置を購入している。
【０００６】
ＧＢ２，３６０，１８２は、携帯電話の一部であるかもしれず、ヘッドセットなどのモノ又はステレオ出力装置が出力ジャックに接続され、それに応じて受信信号の復調を制御するか検出する回路を有するステレオ無線受信機を開示する。ステレオヘッドセットが検出された場合、左右の信号が左右のアンプを介しヘッドセットの各スピーカーに送信される。モノヘッドセットが検出された場合、左右の信号は右側のアンプのみを介し送信される。
【０００７】
ＵＳ２００５／００６３５４９は、モノラルヘッドフォンとステレオヘッドフォンとをスイッチするシステム及び方法を開示する。このようなシステム及び方法は、モノラル及びステレオオーディオを用いたマルチファンクション電子装置におけるオーディオ、ビデオ、電話及び／又は他の機能を利用するのに有用である。
【０００８】
しかしながら、ヒューマンユーザは、これらオーディオシステムを不便であると考えているかもしれない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、効率的なデータ処理が実現可能なユーザフレンドリな装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を達成するため、独立形式の請求項に記載されるようなウェアラブル装置のためのデータ処理装置、ウェアラブル装置、ウェアラブル装置のためのデータ処理方法、プログラム要素及びコンピュータ可読媒体が提供される。
【００１１】
本発明の一実施例では、ウェアラブル装置のためのデータ処理装置であって、入力データを受け付けるよう構成される入力ユニットと、センサ情報に基づき、装着状態と呼ばれる前記ウェアラブル装置が装着されている状態を示す装着情報と呼ばれる情報を生成する手段と、前記装着情報に基づき前記入力データを処理し、出力データを生成するよう構成される処理ユニットとを有するデータ処理装置が提供される。
【００１２】
本発明の他の実施例では、上述した特徴を有するデータ処理装置を有するウェアラブル装置が提供される。
【００１３】
本発明のさらなる他の実施例では、ウェアラブル装置のためのデータ処理方法であって、入力データを受け付けるステップと、センサ情報に基づき、前記ウェアラブル装置が装着されている装着状態と呼ばれる状態を示す装着情報と呼ばれる情報を生成するステップと、前記装着情報に基づき前記入力データを処理し、出力データを生成するステップとを有する方法が提供される。
【００１４】
本発明のさらなる実施例では、プロセッサによる実行時、上述した特徴を有するウェアラブル装置のためのデータ処理方法を制御又は実行するよう構成されるプログラムが提供される。
【００１５】
本発明の他の実施例では、プロセッサによる実行時、上述した特徴を有するウェアラブル装置のためのデータ処理方法を制御又は実行するよう構成されるコンピュータプログラムが格納されるコンピュータ可読媒体が提供される。
【００１６】
本発明の各実施例によるデータ処理は、コンピュータプログラムにより、すなわち、ソフトウェアにより、又は１以上の特殊な電子最適化回路、すなわち、ハードウェアにより、又はハイブリッド形式により、すなわち、ソフトウェア及びハードウェアコンポーネントによって実現可能である。
【００１７】
本発明の一実施例では、装着状態が自動的に検出可能であり、ウェアラブル装置及び／又はデータ処理装置の動作モードが装着状態の検出結果に応じて調整可能なユーザにより装着される装置のためのデータプロセッサが提供される。このため、ユーザが対応する装着状態にマッチするようウェアラブル装置の動作モードを手動により調整することを必要とすることなく、システムはウェアラブル装置の適切なパフォーマンスを、特に現在の装着状態において取得するため、データ処理スキームを自動調整する。データ処理スキームの調整は、特にデータ再生モード及び／又はデータ記録モードの調整を含むかもしれない。
【００１８】
例えば、ＤＪがヘッドフォンを使用し、頭からヘッドフォンの１つを取り外すと、これが検出可能であり、ヘッドフォンにより再生されるオーディオの再生モードが、ステレオモードからモノモードに変更される。
【００１９】
他のシナリオでは、ユーザがウェアラブ装置としてマッサージ機器を操作し、システムが、ユーザが膝をマッサージするためマッサージ機器を使用することを所望していると検出すると、対応するクビのマッサージ動作モードが自動調整される。しかしながら、ユーザが頭をマッサージすることを所望する場合、他の頭部マッサージ動作モードが調整される。
【００２０】
“ウェアラブル装置（ｗｅａｒａｂｌｅ  ａｐｐａｒａｔｕｓ）”という用語は、特にユーザの体に従って又は関連して動作するよう構成される何れかの装置を示すかもしれない。特に、ユーザの体又は体の各部位とウェアラブル装置との間の空間的な関係が、適切な動作モードを調整するため検出されるかもしれない。ウェアラブル装置の形状は、人間により装着可能となるように、人間の構造に適合されるかもしれない。
【００２１】
ウェアラブル状態は、具体的なウェアラブル装置に応じて何れか適切な方法により検出されるかもしれない。例えば、ヘッドフォンのイヤカップがユーザの両耳又は片耳に接続されているか、又は何れの耳にも接続されていないか検出するため、温度センサ、光バリアセンサ、タッチセンサ、赤外線センサ、音響センサ、相関センサなどが実現されるかもしれない。また、例えば、実質的に対称に配置された２つのマイクロフォンを設け、マイクロフォンの出力信号を評価することによって、ウェアラブル装置とユーザの体との間の位置関係を電子的に検出可能である。
【００２２】
さらなる実施例では、再生装置の装着状態に適合した信号処理が提供される。これについて、ヒアリングエンハンスメント方法が、装着状態の検出に基づきヘッドセットに設けられる。これは、装着モードの自動検出と（例えば、片耳若しくは両耳が現在ヒアリングに使用されているか、又は使用されていないかなど）、これに応じてオーディオをスイッチすることを含むかもしれない。ダブルイヤフォン装着モードについてステレオ再生モード、シングルイヤフォン装着モードについて処理されたモノ再生モード、及びイヤフォン未装着状態についてカットオフ再生モードを調整することが可能である。この原理はまた、他の体に装着されるアクチュエータ及び／又は２より多くの信号チャネルを備えたシステムに適用されるかもしれない。
【００２３】
さらなる実施例では、入力信号を受け付ける第１入力段階と、入力信号から導出された出力信号をヘッドフォン（又はイヤフォン）に供給するよう構成される出力段階とを有する信号処理装置が提供される。第２入力段階が、ヘッドフォンの装着状態を表す情報を受け付けるため設けられ、構成されるかもしれない。処理ユニットは、装着情報に基づき出力信号を提供するため入力信号を処理するよう構成される。
【００２４】
これにより、再生装置の装着状態に適合する信号処理が、可能となるかもしれない。本発明の実施例は、装置が両耳に装着されているか、片耳に装着されているか、未装着であるか通知可能な装着検出システムを備えるヘッドセット又はイヤセット（ヘッドフォン又はイヤフォン）に適用される。本発明の実施例は特に、装置が片耳でしか使用されていないとき、音声ミキシング性質を自動的に適用する（例えば、ステレオの代わりにモノミキシング、音量の変更、特定にイコライゼーションカーブなど）。本発明の実施例は、例えば、触覚タイプの他の信号や携帯アクチュエータなどの他の装置の処理に関する。
【００２５】
一部のユーザは、イヤフォン／イヤセット／ヘッドフォン／ヘッドセットを用いて、両耳でなく片耳でステレオオーディオコンテンツを聴く。多くのイヤフォン／イヤセットユーザは、片耳のみでステレオオーディオコンテンツを聴き、例えば、会話のため、携帯電話の着信音を聞くことをできるようにするため、他方の耳をオープンにする。
【００２６】
片耳のみによりステレオコンテンツを聴くことは、ＤＪヘッドフォンでは普通の状況であり、しばしばイヤシェル部を回転させるなどによって（ユーザの頭又は耳に使用されていないイヤシェルの背面が置かれる）、片耳しか使用されない可能性を提供する。
【００２７】
本発明の実施例は、ヘッドセットの片耳しか、左チャネルのコンテンツが右チャネルのコンテンツと異なっているステレオ信号を再生するのに使用されていないとき、従来の実現形態で行われるように、コンテンツの一部がユーザにより聴かれないという問題を解消するかもしれない。本発明の実施例では、このような動作モードの変更が（すなわち、ユーザが１つのイヤカップを取り外しているとき）自動的に検出され、このような問題を回避するため、信号処理が調整されるかもしれない。
【００２８】
従って、本発明の実施例によると、ユーザ（ＤＪ）が片耳しか使用していないときにヘッドセットをモノに設定可能となるように、自動的なステレオ／モノスイッチが提供される。
【００２９】
このような実施例は、従来のアプローチ（例えば、手動によるモノ／ステレオスイッチを備えたＡＫＧ  ＤＪヘッドフォンなど）と比較して効果的である。従来のアプローチと対照的に、追加的なアクションを実行するこのようなスイッチは、本発明の実施例によると不要となる。この結果、装着モードの自動検出と装置のパフォーマンスの対応する調整は、ユーザフレンドリを向上させるかもしれない。
【００３０】
さらに、両耳又は片耳が音声励起を受けるとき、異なる周波数の音声に対する人間の聴覚系の影響は変動する。例えば、片耳しか音声を受けていないとき、低周波数に対する感度は低下する。ユーザが両耳動作から片耳又は未装着処理に動作モードを変更すると、再生されるオーディオの周波数分布は、変更された動作モードを考慮するため、調整又は変更される。従って、片耳しか使用されていないとき、音楽再生の忠実性が影響を受けることが回避されるかもしれない（例えば、低音の欠落などにより）。
【００３１】
本発明の実施例では、音声は、すべてのリスニング状態（両耳又は片耳）において音声体験を向上させ、さらに装着検出システムの出力に基づきこれを自動的に実行するよう処理されるかもしれない。
【００３２】
これは、すべての状態でベストな又は向上したリスニング体験が取得可能となる効果を有するかもしれない（例えば、両耳使用時にはステレオ、片耳使用時にはモノダウンミックスなど）。ヘッドフォンは、リスニング体験を向上させるため、ユーザの装着スタイルに適合されるかもしれない。さらに、装着検出システムとの組み合わせによって、ユーザのやりとりは不要となる。音声は、装置の装着スタイル（片耳又は両耳）に自動的に調整される。
【００３３】
本発明のさらなる実施例では、オーディオ信号は、ウェアラブル装置の装着状態に従って調整される。しかしながら、例えば、振動装置を備えたヘッドフォンなどのため、触覚（接触）信号などの他のタイプの信号を構成することが可能である。また、信号又は装置のため、１，２又は２より多くの信号チャネル（オーディオチャネルなど）を有する本発明の実施例を利用することが可能である。例えば、オーディオサラウンドシステムは、ユーザの装着状態に従って調整される。本発明の実施例はまた、ヘッドフォン以外の装置など（例えば、複数のアクチュエータによるマッサージに使用される装置など）に実装可能である。
【００３４】
本発明の実施例の適用分野は、例えば、サウンドアクセサリ（パッシブ若しくはアクティブな実現形態又はアナログ若しくはデジタル実現形態などにおけるヘッドフォン、イヤフォン、ヘッドセット、イヤセット）などである。
【００３５】
さらに、携帯電話、音楽及びＡ／Ｖプレーヤーなどの音声再生装置にこのような実施例が設けられるかもしれない。
【００３６】
また、マッサージ、健康、ゲーム装置などの体に関する装置に関して本発明の実施例を実現することが可能である。
【００３７】
本発明の他の実施例では、イヤカップの取り外しの検出により通信用のステレオヘッドセットが設けられる。このような構成では、例えば、２つのマイクロフォンを用いたステレオヘッドフォンにおいて、適応的ビーム形成が実行される。このような方法は。チャネル間の遅延時間に関してインパルスレスポンスピークのポジションを検出することによって、イヤカップの取り外しを検出することを含むかもしれない。さらに、両方のマイクロフォンがある場合、マイクロフォンからビームフォーマにオーディオをスイッチし、又は１つのイヤカップがシングルチャネル処理のため耳から取り外されている場合、ビームフォーマをバイパスすることが可能である。
【００３８】
オーディオ処理装置の実施例は、第１所望信号と第１ノイズ信号とを有する第１（例えば、左など）マイクロフォン信号を受け付ける第１入力信号を有する。第２信号入力が、第２所望信号と第２ノイズ信号とを有する第２（例えば、右）マイクロフォン信号を受け付けるため設けられるかもしれない。検出ユニットが設けられ、第１マイクロフォン信号と第２マイクロフォン信号との相対的な変化と類似度に基づき検出情報を提供するよう構成される。
【００３９】
検出ユニットの実施例は、インパルスレスポンス解析に基づき検出情報を提供するよう構成される適応的フィルタとして構成されるかもしれない。
【００４０】
本発明の他の実施例では、オーディオ処理装置は、第１及び第２マイクロフォン信号に基づきビーム形成信号を提供するよう構成されるビーム形成ユニットを有する。さらなる信号処理は、検出ユニットにより提供される検出情報に基づくかもしれない。
【００４１】
オーディオ処理装置は、第１マイクロフォン信号を提供する第１マイクロフォンと、第２マイクロフォン信号を提供する第２マイクロフォンとをさらに有する音声通信装置として構成されるかもしれない。
【００４２】
音声通信のためのステレオヘッドフォンアプリケーションのイヤカップの取り外しが検出され、アルゴリズムがシングルチャネル音声エンハンスメントに自動的にスイッチするかもしれない。
【００４３】
このような処理システムの実施例は、音声通信のためのステレオヘッドフォンアプリケーションについて利用されるかもしれない。
【００４４】
従って、実施例によると、イヤカップの取り外しの検出により通信用のステレオヘッドセットが設けられる。これについて、ビームフォーマが、各イヤカップのマイクロフォンに備えられたステレオヘッドセットに対して設けられ、より詳細には、それは、イヤカップの１つが耳から取り外されたときに生じる問題を処理する。予防措置がとられない場合、所望の音声が所望されない干渉としてみなされ、抑制されることとなる。本実施例による手段では、イヤカップの取り外しが検出され、アルゴリズムがシングルチャネル音声エンハンスメントに自動的にスイッチされる。
【００４５】
本発明及びウェアラブル装置のためのデータ処理装置のさらなる実施例が以降において例示的に説明される。しかしながら、これらの実施例はまた、ウェアラブル装置、ウェアラブル装置のためのデータ処理方法、プログラム要素及びコンピュータ可読媒体に適用される。
【００４６】
入力ユニットは、オーディオデータ、音響データ、ビデオデータ、画像データ、触覚データ及び振動データからなる群の少なくとも１つのデータを入力データとして受け付けるよう構成される。すなわち、本発明の実施例により処理される入力データは、音楽データや発話データなどのオーディオデータであるかもしれない。これらは、ＣＤ、ＤＶＤ又はハードディスクなどの記憶媒体に格納されるか、又は音声信号が処理される必要があるときなどにマイクロフォンによりキャプチャされるかもしれない。他のソースのデータもまた、装置の装着状態に応じて本発明の実施例に従って処理される。例えば、呼び出しが行われたときに振動する携帯電話のヘッドセットが、片耳しかヘッドフォンに接続されていないケースと比較して、両耳がヘッドフォンに接続されているときは異なる方法により動作するよう構成されるかもしれない。例えば、信号の強さが、ヘッドフォンが片耳しかカバーしていないときは増大され、ユーザの他方の耳から話されたヘッドフォンは、振動が回避されるかもしれない。マッサージ機器は、触覚データが使用される一例である。
【００４７】
装置は、生成された出力データを提供するよう構成される出力ユニットを有するかもしれない。検出された装着情報に従って入力データを処理することにより取得される出力データは、ヘッドセットのラウドスピーカを介し出力されるオーディオデータであるかもしれない。このような出力データはまた、振動誘導信号又は触覚特性であるかもしれない。また、嗅覚データが出力されるかもしれない。
【００４８】
出力ユニットは、生成された出力データを再生するための再生ユニットとして構成されるかもしれない。オーディオデータが処理される場合、再生ユニットは、ラウドスピーカ又は他のオーディオ再生要素であるかもしれない。
【００４９】
検出ユニットは、ユーザがウェアラブル装置に用いる耳の数、ユーザがウェアラブル装置により使用する体の部位、及びユーザの頭からイヤカップが取り外されているか否かからなる群の装着情報の少なくとも１つのコンポーネントを検出するよう構成されるかもしれない。例えば、ユーザ（ＤＪなど）が耳からヘッドフォンを取り外すと、この装着状態の変更は、温度、圧力、赤外線又は信号相関センサにより検出され、再生モードがこれに応じて変更されるかもしれない。装置がマッサージ機器であるとき、マッサージ動作モードは、マッサージ機器にユーザが接している体の部位に対応するよう調整されるかもしれない。このようなユーザとマッサージ機器との間の接触は、装置がユーザにより装着されているかのようにみなされるかもしれない。
【００５０】
検出ユニットは、ウェアラブル装置の装着状態を示す情報を自動検出するよう構成されるかもしれない。従って、検出はユーザのやりとりなく実行され、これにより、ユーザは他の活動に集中することができ、装着情報を手動により入力するスイッチを使用する必要がない。しかしながら、自動的な検出に加えて、ユーザはまた装着情報を詳細化するため、手動により入力することも可能である。
【００５１】
処理ユニットは、ユーザがウェアラブル装置により両耳を使用していることを検出すると、出力データをステレオデータとして生成するよう構成されるかもしれない。さらに又はあるいは、処理ユニットは、ユーザがウェアラブル装置により片耳しか使用していないことを検出すると、出力データをモノデータとして生成するよう構成されるかもしれない。さらに又はあるいは、処理ユニットは、ユーザがウェアラブル装置により耳を使用していないことを検出すると、出力データを全く生成しないよう構成されるかもしれない。
【００５２】
デフォルトモードでは、装置はステレオを出力し、片耳しか使用されていないことが検出された場合に限って、モノ再生へのスイッチが行われるかもしれない。あるいは、デフォルトモードはモノ再生モードであり、両耳が使用されていることが検出される場合に限って、ステレオへのスイッチが行われるかもしれない。これらの手段を採用することによって、片耳モードにおいては、認識可能な信号はステレオモードにより失われることが確保されるかもしれない。同様に、両耳モードでは、ステレオ情報全体がリスナーに供給されることが確保されるかもしれない。
【００５３】
処理ユニットは、ユーザがウェアラブル装置により少なくとも所定数の耳を使用していることを検出すると、出力データを少なくとも３つのチャネルを有するマルチチャネルデータとして生成するよう構成されるかもしれない。例えば、オーディオチャネルに加えて、このようなマルチチャネルシステムは、画像若しくは光情報又は匂い情報を利用するかもしれない。また、オーディオサラウンドシステム（例えば、６つのチャネルを使用する）が２より多くのチャネルにより実現されるかもしれない。
【００５４】
処理ユニットは、ユーザがウェアラブル装置により使用する耳の数の検出に基づき入力データのオーディオミックスとして出力データを生成するよう構成されるかもしれない。これは、オーディオパフォーマンスを向上させるかもしれない。
【００５５】
装置は、オーディオ信号、特に当該装置を装着するユーザの発話信号を入力データとして受け付けるよう構成される１以上、特に２つのマイクロフォンを有するかもしれない。オーディオ信号の間の相関は、検出される装着情報の基礎として使用されるかもしれない。
【００５６】
より詳細には、装置はオーディオソースに関して実質的に対称的に配置される２つのマイクロフォンを有するかもしれない（例えば、ヘッドフォンの２つのイヤカップに配置され、これにより、発話を発信する音声ソースとして機能するユーザの口に対称的に配置される）。これら２つのマイクロフォンは、オーディオ信号の間の相関が装着情報の基礎として用いられるオーディオソースにより発信されるオーディオ信号を入力データとして受け付けるよう構成されるかもしれない。このようなシナリオでは、２つのマイクロフォンが、それらに等距離に配置された口のユーザの発話などを検出するかもしれない。この発話は、入力オーディオデータとして検出されるかもしれない。さらに、互いに関するこれらのオーディオデータの相関は、両耳又は片耳しか使用されていないかに関する情報として検出及び利用されるかもしれない。
【００５７】
検出ユニットは、２つのマイクロフォンにより受付されるオーディオデータのインパルスレスポンス解析に基づき装着情報を検出するよう構成される適応的フィルタユニットを有するかもしれない。このような検出機構は、装着状態の高い精度の検出を可能にするかもしれない。
【００５８】
処理ユニットは、２つのマイクロフォンにより受付されたオーディオデータに基づきビーム形成データを提供するよう構成されるビーム形成ユニットを有するかもしれない。すなわち、受け付けた発話は、同じデータから導出される装着情報に従って利用及び処理され、これにより、検出された発話と装着状態の両方を考慮した出力ビームの形成を可能にする。
【００５９】
ウェアラブル装置のさらなる実施例が説明される。しかしながら、これらの実施例はまた、ウェアラブル装置のためのデータ処理装置、ウェアラブル装置のためのデータ処理方法、コンピュータ可読媒体及びプログラム要素に適用される。
【００６０】
ウェアラブル装置は、ポータブル装置、より詳細には携帯装置として実現可能である。このため、当該装置は、ユーザの体の位置又は構成に従って利用されるかもしれない。
【００６１】
ウェアラブル装置は、ＧＳＭ装置、ヘッドフォン、ＤＪヘッドフォン、イヤフォン、ヘッドセット、イヤピース、イヤセット、携帯アクチュエータ、ゲーム装置、ポータブルオーディオプレーヤー、ＤＶＤプレーヤー、ＣＤプレーヤー、ハードディスクベースメディアプレーヤー、インターネットラジオ装置、公衆エンターテイメント装置、ＭＰ３プレーヤー、ハイファイシステム、車両エンターテイメント装置、自動車エンターテイメント装置、ポータブルビデオプレーヤー、携帯電話、医療通信システム、携帯装置、健康機器、マッサージ機器、音声通信装置及び補聴器として実現可能である。“自動車エンターテイメント装置”は、自動車のハイファイシステムであるかもしれない。
【００６２】
しかしながら、本発明の実施例によるシステムは主として発話、音声又はオーディオデータの再生若しくは記録を向上させるためのものであるが、本システムをオーディオデータとビデオデータの組み合わせにも適用可能である。例えば、本発明の実施例は、ラウドスピーカが使用されるビデオプレーヤーなどのオーディオビジュアルアプリケーション又はホームシネマシステムに実装可能である。
【００６３】
装置は、ラウドスピーカ、イヤピース又はヘッドセットなどのオーディオ再生ユニットを有するかもしれない。オーディオ装置のオーディオ処理コンポーネントとこのような再生ユニットとの間の通信は、有線（ケーブルなどを用いて）又は無線（ＷＬＡＮ、赤外線通信、ブルートゥースなどを介し）実行されるかもしれない。
【００６４】
本発明の上記及び他の特徴は、後述される実施例を参照して明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６５】
各図面の記載は概略的なものである。異なる図面において、同様の又は同一の要素は同一の参照番号により示される。
【００６６】
本発明によるウェアラブル装置（ｗｅａｒａｂｌｅ  ａｐｐａｒａｔｕｓ）１００の実施例が図１を参照して説明される。
【００６７】
このケースでは、ウェアラブル装置１００は、サポートフレーム１１１、左耳部１１２及び右耳部１１３を有するヘッドフォンとして構成される。左耳部１１２は、左ラウドスピーカ１１４と装着状態検出手段１１６とを有する。右耳部１１３は、右ラウドスピーカ１１５と装着状態検出手段１１７とを有する。ウェアラブル装置１００はさらに、本発明によるデータ処理装置１２０を有する。
【００６８】
データ処理装置１２０は、制御ユニットとしての中央処理ユニット１２１（ＣＰＵ）と、複数のオーディオアイテム（音楽楽曲など）が格納されるハードディスク１２２と、ユーザが装置を操作するためのユーザインタフェースユニットとして示される入出力ユニット１２３と、以降において装着状態と呼ばれるウェアラブル装置１００が装着される状態を示す情報を生成するためのセンサ情報を受信するよう構成される検出インタフェース１２４とを有する。
【００６９】
ＣＰＵ１２１は、各コンポーネントの機能を調整するため、ラウドスピーカ１１４，１１５、検出インタフェース１２４、ハードディスク１２２及びユーザインタフェース１２３に接続される。さらに、検出インタフェース１２４は、装着状態検出手段１１６，１１７に接続される。
【００７０】
ユーザインタフェース１２３は、液晶ディスプレイなどの表示装置と、キーパッド、ジョイスティック、トラックボール、タッチスクリーン、音声認識システムのマイクロフォンなどの入力要素とを有する。
【００７１】
ハードディスク１２２は、入力されたオーディオデータ、すなわち、ヘッドフォンのラウドスピーカ１１４，１１５により再生されるデータを受付又は供給する入力ユニット又はソースとして機能する。さらなる処理のためのハードディスク１２２からＣＰＵ１２１へのオーディオデータの伝送は、ＣＰＵ１２１の制御の下で及び／又はユーザインタフェース１２３を介しユーザにより入力されるコマンドに基づき実現される。
【００７２】
装着状態検出手段１１６，１１７は、ユーザが頭部にヘッドフォンを装着し、片方又は両方の耳が耳部１１２，１１３に隣接しているか示す検出信号を生成する。検出手段１１６，１１７は、ユーザがヘッドフォンを装着しているとき又は装着していないとき、耳部１１２，１１３の温度が変化するため、温度センサに基づきこのような状態を検出するかもしれない。あるいは、検出信号は、各信号間の相関が装着状態を求めるためＣＰＵ１２１により評価可能となるように、発話又は環境から取得される音響検出信号であってもよい。
【００７３】
ＣＰＵ１２１は、現在の装着状態に従ってラウドスピーカ１１４，１１５により再生される再生可能なオーディオ信号を生成するため、検出された装着状態に従って再生されるオーディオデータを処理する。
【００７４】
例えば、ユーザが片方の耳しかないヘッドフォンを使用しているとき、モノ再生モードが調整されるかもしれない。両耳が使用されているとき、ステレオ再生モードが調整されるかもしれない。
【００７５】
図２を参照して、本発明によるデータ処理装置２００の実施例が説明される。
【００７６】
データ処理装置２００は、ウェアラブル装置（図１に示されたものと同様の）と接続されて使用されるかもしれない。
【００７７】
図２の全体システムブロック図から理解できるように、オーディオ信号ソース１２２は、左耳信号２０１と右耳信号２０２とを出力し、これらの信号を処理ブロック１２１に供給する。ヘッドフォン１１０の装着検出機構１１６，１１７は、左耳装着検出信号２０３と右耳装着検出信号２０４とをＣＰＵ１２１に供給する。ＣＰＵ１２１は、左耳再生信号２０５と右耳再生信号２０６とを生成するため、左耳装着検出信号２０３と右耳装着検出信号２０４とに従ってオーディオ信号ソース１２２により発信されるオーディオ信号２０１，２０２を処理する。再生信号２０５，２０６は、可聴的な再生のためヘッドフォン１１０（又はイヤフォン、ヘッドセット若しくはイヤセット）に供給される。
【００７８】
図２のオーディオデータ処理装置２００は、片方若しくは両方の耳がリスニングに使用されているか又は何れも使用されていないか識別することを可能にするため、入力として検出機構１１６，１１７からの装着情報を利用する。さらに、他の入力信号として、オーディオ信号２０１，２０２がヘッドフォン１１０に直接送信される。ヘッドフォン１１０に出力される信号が、再生可能なオーディオ信号２０５，２０６を提供するため供給される（任意的な出力増幅段階により又はなしに）。
【００７９】
図２に与えられる全体的なアーキテクチャを参照して、２つの実施例が後述される。
【００８０】
第１実施例は、携帯電話又はポータブル音楽プレーヤーに関する。再生装置には、アクティブデジタル信号処理が含まれている。処理ブロックは、以下のテーブル１に記載される。
【００８１】
【表１】
2009530950.tif 000003
上記テーブルによる“処理されるモノ”信号は、例えば、
・左信号プラス右信号
・ステレオリスニングレベルと対比した１０ｄＢレベル（ユーザがアラートを維持することを所望し、他人と通信可能な状況に自動的に調整するため）
・ステレオリスニング状態と対比した低音ブースト（片方の耳しか音声を受信していないとき、低音へのセンシティビティの欠落を補償するため）
などである。
【００８２】
未装着のイヤフォンの音声は、近傍の人々へのノイズの迷惑を低減するためスイッチオフされる。
【００８３】
第２実施例は、ＤＪヘッドフォンに関する。
【００８４】
ヘッドフォンに含まれるアナログ電子回路（ワイヤに付属される制御ボックス又はイヤシェル（ｅａｒ  ｓｈｅｌｌ）に含まれる電子機器）は、両耳がリスニングに使用されるときに限って、サウンドをステレオに切り替える。
【００８５】
以下のテーブル２から詳細が抽出可能である。
【００８６】
【表２】
2009530950.tif 000004
このように、モノ音声が常に両方のイヤシェルから出力される（片方のイヤシェルしか取り上げず、それを１秒間耳に緩やかに当てる場合でさえ常に再生を聴く準備ができている）。これらのヘッドフォンは、装着状態がそれを証明するときに限ってステレオにスイッチする。
【００８７】
図３〜７を参照して、イヤカップの除去の検出と通信用のステレオヘッドセットとを関連付けるさらなる実施例が説明される。
【００８８】
ワイヤレスブルートゥースヘッドセットは、ますます小型化し、ブルートゥース接続を搭載した携帯電話を介し音声通信にますます利用されている。マイクロフォンブームは、良好な信号対雑音比（ＳＮＲ）を取得するため、口に接近したマイクロフォンと共に最初に利用可能な製品にほとんど常に使用されている。使用が簡単なため、マイクロフォンブームはまずます小型化されることが想定されるかもしれない。マイクロフォンとユーザの口との距離が大きくなるため、ＳＮＲが低下し、ノイズを低下させ、エコーを除去するためのデジタル信号処理が利用される。さらなるステップは、２つのマイクロフォンを使用し、さらなる処理を実行することである。フィリップスは、Ｌｉｆｅ  Ｖｉｂｅｓ（登録商標）ボイスポートフォリオの一部として、２つのマイクロフォンを使用し、ビーム形成を利用して（非）定常雑音抑制を提供するＮｏｉｓｅ  Ｖｏｉｄアルゴリズムを利用する。Ｎｏｉｓｅ  Ｖｏｉｄアルゴリズムは、以降においてアダプティブビームフォーマの一例として使用されるが、本発明の実施例は、固定的と適応的の両方のタイプの他の何れかのビームフォーマと共に使用可能である。
【００８９】
図３において、Ｎｏｉｓｅ  Ｖｏｉｄアルゴリズムベースシステムのブロック図が示され、耳部に搭載されたブームの２つのマイクロフォンを備えたヘッドセットシナリオについて説明される。
【００９０】
図３は、アダプティブビームフォーマ３０１ａとポストプロセッサ３０２とを有する構成３００を示す。プライマリマイクロフォン３０３（ユーザの口に最も近いもの）が第１マイクロフォン信号ｕ１を供給するよう構成され、セカンダリマイクロフォン３０４が、第２マイクロフォン信号ｕ２をアダプティブビームフォーマ３０１ａに供給するよう構成される。信号ｚ及びｘ１は、アダプティブビームフォーマ３０１ａにより生成され、入力信号ｚ及びｘ１に基づき出力信号を生成するポストプロセッサ３０２の入力に供給される。ビームフォーマ３０１ａは、アダプティブフィルタに基づき、マイクロフォン入力ｕ１，ｕ２毎に１つのアダプティブフィルタを有する。ＥＰ０，９５４，８５０に、使用されるアダプティブビーム形成アルゴリズムが記載される。アダプティブビームフォーマは、最初の収束後、所望されないノイズと一緒にマイクロフォン３０３，３０４により抽出される所望の音声を含む出力信号ｚと、マイクロフォンにより抽出される定常及び非定常バックグラウンドノイズが存在し、所望のニアエンド音声がブロックされる出力信号ｘ１とを提供する。そのとき、信号ｘ１は、ポストプロセッサ３０２におけるスペクトルノイズ抑制のためのノイズリファレンスとして機能する。
【００９１】
アダプティブビームフォーマ係数は、いわゆる“インビーム検出”結果が適用されるときに限って更新される。これは、ニアエンドスピーカがアクティブであり、マイクロフォン３０３，３０４とアダプティブビームフォーマ３０１ａの合成されたシステムにより構成されるビームに話すことを意味する。良好なインビーム検出が次に与えられる。すなわち、それの出力は、以下の２つの条件が充足されるときに適用される。
【００９２】
【数１】
2009530950.tif 000005
ここで、Ｐｕ１及びＰｕ２は各自のマイクロフォン信号の短期間のパワーであり、αは正の定数（典型的には、１．６）であり、βは他の小さな正の定数（典型的には、２．０）であり、Ｐｚ及びＰｘ１はそれぞれ信号ｕ１及びｕ２の短期間のパワーであり、ＣＰｘ１はコヒーレンス項としてＣを備えるｚにおける（非）定常雑音の推定される短期間のパワーである。このコヒーレンス項は、ｘ１における定常雑音コンポーネントの短期間のパワーにより除されるｚにおける定常雑音コンポーネントの短期間のパワーとして推定される。上記２つの条件の最初のものは、２つのマイクロフォン３０３，３０４とユーザの口との間の距離の差から予想できる２つのマイクロフォン３０３，３０４との間の音声レベル差を反映している。上記２つの条件の第２のものは、ｘにおける音声がバックグラウンドノイズを十分な程度まで超えることを要求する。
【００９３】
図３に示されるポストプロセッサ３０２は、Ｓ．Ｆ．Ｂｏｌｌによる“Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｏｆ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｎｏｉｓｅ  ｉｎ  Ｓｐｅｅｃｈ  ｕｓｉｎｇ  Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ”（ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ，Ｓｐｅｅｃｈ  ａｎｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ｖｏｌ．２７，ｐａｇｅｓ  １１３−１２０，Ａｐｒｉｌ  １９７９）と、Ｙ．Ｅｐｈｒａｉｍ及びＤ．Ｍａｌａｈによる“Ｓｐｅｅｃｈ  ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  ｕｓｉｎｇ  ａ  ｍｉｎｉｍｕｍ  ｍｅａｎ−ｓｑｕａｒｅ  ｅｒｒｏｒ  ｓｈｏｒｔ−ｔｉｍｅ  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  ｅｓｔｉｍａｔｏｒ”（ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ，Ｓｐｅｅｃｈ  ａｎｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ｖｏｌ．３２，ｐａｇｅｓ  １１０９  ｔｏ  １１２１，Ｄｅｃｅｍｂｅｒ  １９８４）に説明されるようなスペクトル減算技術に基づくかもしれない。このような技術は、ＵＳ６，５４６，０９９に記載されるような外部のノイズリファレンス入力により拡張されるかもしれない。
【００９４】
それは、（非）定常バックグラウンドノイズｘ１と、加法性の所望されない（非）定常バックグラウンドノイズを伴う所望の音声を含む信号ｚとの入力に対するリファレンス信号を取得する。入力信号サンプルは、フレームベースでＨａｎｎｉｎｇウィンドウ化され、次にＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）により周波数ドメインに変換される。取得される２つの（複素数値）スペクトルはＺ（ｆ）及びＸ１（ｆ）により示され、それらのスペクトルの大きさは｜Ｚ（ｆ）｜及び｜Ｘ１（ｆ）｜により示される。ここで、ｆはＦＦＴの結果の周波数インデックスである。内部的には、ポストプロセッサ３０２は、｜Ｚ（ｆ）｜からスペクトル最小サーチ（Ｒ．Ｍａｒｔｉｎによる“Ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｍｉｎｉｍｕｍ  ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ”（Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ＶＩＩ，Ｐｒｏｃ．ＥＵＳＩＰＣＯ，Ｅｄｉｎｂｕｒｇｈ（Ｓｃｏｔｌａｎｄ，ＵＫ），Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  １９９４，ｐａｇｅｓ  １１８２−１１８５）に説明される）によりバックグラウンドノイズスペクトルの定常部分を計算し、それは｜Ｎ（ｆ）｜として示される。それの出力の大きさスペクトルとして｜Ｙ（ｆ）｜により、ポストプロセッサ３０２は以下のスペクトル減算ルールをｚ１に適用する。
【００９５】
【数２】
2009530950.tif 000006
γは、いわゆるオーバ減算パラメータ（典型的には、１〜３の間の値）であり、γ１は定常雑音に対するオーバ減算パラメータであり、γ２は非定常雑音に対するオーバ減算パラメータである。χ（ｆ）の項は、定常雑音が１回しか減算されないように（すなわち、｜Ｎ（ｆ）｜のみにより）、｜Ｘ１（ｆ）｜から非定常雑音部分のみを選択する周波数に依存する訂正項である。χ（ｆ）を計算するため、追加的なスペクトル最小サーチが、それの定常部分｜Ｎ１（ｆ）｜をもたらす｜Ｘ１（ｆ）｜に対して必要とされ、そのとき、χ（ｆ）は、
【００９６】
【数３】
2009530950.tif 000007
により与えられる。
【００９７】
あるいは、簡単化のため、γ１を０に設定し（｜Ｎ（ｆ）｜の計算を回避できる）、χ（ｆ）を１に設定することができる。このように、さらに定常及び非定常雑音コンポーネントが抑制される。｜Ｙ（ｆ）｜を計算するための式に従う理由は、定常雑音部分と非定常雑音部分とに対して異なるオーバ減算パラメータを有するためである。
【００９８】
単に、出力スペクトルのフェーズに対してｚの変更されないフェーズが取得される。最終的には、向上したＳＮＲによる時間ドメイン出力信号ｙが、周知のオーバラップ再構成アルゴリズム（Ｓ．Ｆ．Ｂｏｌｌによる上述された文献などにおけるものなど）を利用してそれの複素スペクトルから構成される。
【００９９】
しかしながら、マイクロフォン３０３，３０４を極めて近くに配置すると、ビームフォーマ３０１ａのロウバストネスは低下し始める。まず、マイクロフォンパワーＰｕ１及びＰｕ２の音声レベルの差は無視できるものとなり、上記式Ｐｕ１＞α＊Ｐｕ２を使用することはもはやできないかもしれない。また、Ｐｚ＞β＊Ｃ＊Ｐｘ１の式は、コヒーランス関数Ｃが低い中間周波数に対してより大きなものとなるため、信頼できなくなる。ビームフォーマ３０１ａが良好に収束しない場合、ノイズリファレンス信号の音声漏れは上記条件を偽にし、アダプティブビームフォーマ３０１ａの更新はなくなるであろう。
【０１００】
これらの問題を解決するための１つの方法は、マイクロフォンを各イヤカップに設けることである。マイクロフォン３０３，３０４の間の距離は大きくなり（典型的には１７ｃｍ）、コヒーランス関数Ｃは大きな周波数レンジにおいて小さくなる（ほぼ１）であろう。そのとき、Ｐｚ＞βＣＰｘ１の式は、信頼できるインビーム検出手段として利用可能である。
【０１０１】
実験は、両方のイヤカップが耳に配置され続ける場合、このマイクロフォンの配置と図３に示されるビームフォーマ３０１ａが良好でロウバストな結果を生じさせることを示した。イヤカップの１つが取り除かれるとき（所望される発話者が同じ部屋などにいる他人の話を聞くことを所望する際に生じる可能性がある状況）、所望のスピーカの発話は抑制される。その理由は、ビームフォーマ３０１ａが発話に対して適応されないためであり、ビームフォーマ３０１ａのリファレンス信号における音声漏れが更新を中断させ（インビーム検出の条件２が偽となる）、これはポストプロセッサ３０２による音声抑制を生じさせることとなる（｜Ｙ（ｆ）｜を計算するための上記式を参照されたい）。これを解決するため、イヤカップの除去を検出し、この場合にビーム形成をバイパスし、１チャネルモードにより継続することが効果的であるかもしれない。
【０１０２】
イヤカップの除去の上述したタスクに対する解決手段が、以降に与えられる。
【０１０３】
この検出は以下の認識に基づく。ニアエンドスピーカは、所望のスピーカに関して対称的に配置されるマイクロフォン３０３，３０４に相対的に近い。これは、マイクロフォン信号が音声に対して大きなコヒーランスを有し、ほぼ等しいことを意味する。ノイズについて、２つのマイクロフォン信号の間のコヒーランスははるかに小さくなる。
【０１０４】
これは、図４の構成４００に示されるように、２つのマイクロフォン３０３，３０４の間に適応的フィルタを配置することによって利用可能である。
【０１０５】
図４は、イヤカップ除去を検出する単一の適応的フィルタ４０１を示す。
【０１０６】
マイクロフォン３０４の信号ｕ２は、Δサンプルだけ遅延する。ここで、Δは典型的には、適応的フィルタ４０１の係数の個数の１／２であり、インパルスレスポンスｈｕ１ｕ２（ｎ）は０からＮ−１までの範囲内である。遅延ユニットは参照番号４０２により示され、合成ユニットは参照番号４０３により示される。所望のスピーカがアクティブであるとき、ｈｕ１ｕ２（Δ）は大きくなる。典型的には、それはノイズの多い状況でさえ０．３より大きくなる。所望のスピーカがアクティブでないとき（長い時間）、ｈｕ１ｕ２（Δ）は０．３より小さくなる。より一般には、ノイズ信号に対して（極めて近いノイズソースから発生するものを除いて）、ｈｕ１ｕ２（ｎ）は０，．．．，Ｎ−１のレンジのすべてのｎについて０．３より小さくなる。
【０１０７】
イヤカップの１つが外され、外されたイヤカップが依然として相対的に近くにあると仮定されるとき、０．３より大きいインパルスレスポンスｈｕ１ｕ２（ｎ）において、しかしながらΔと異なる位置にピークを確認することができる。ノイズ信号に対して、極めて近いノイズソースから生じるものを再び除いて、すべての係数について０．３より大きなピークは存在しないことが依然として成り立つ。このとき、イヤカップの取り外しの検出のためのアルゴリズムは、以下のステップ（典型的にはピーク検出は０．３である）、すなわち、
・（ピーク＞ピーク検出）かつ（ピーク位置＝Δ）である場合、両方のイヤカップが耳にある、
・（ピーク＞ピーク検出）かつ（ピーク位置≠Δ±１）である場合、イヤカップの１つが外された、
・ピーク検出より大きなピークがない場合、所望のスピーカはアクティブでなく、検出状態を変更する必要はない、
から構成される。
【０１０８】
イヤカップの１つが外され、所望のスピーカの口から外されたイヤカップまでの距離が残りのイヤカップの耳までの距離より大きいと仮定された場合、ピークの位置から左又は右のイヤカップが外されたか効果的に決定される。
【０１０９】
図４を参照するに、左のイヤカップが外されると、ｎ＝Δの左においてインパルスレスポンスｈｕ１ｕ２（ｎ）におけるピークが検出され、右のイヤカップが外されると、ｎ＝Δの右でピークが検出される。なぜなら、適応的フィルタ４０１は、イヤカップの取り外しにより招かれた（追加的な）遅延を補償しようとするためである。
【０１１０】
この設定では、ピークのサイズは、右のイヤカップが取り外される場合と比べて、左のイヤカップが取り外されるときとは、一般に異なる。例えば、図４において、左のイヤカップが取り外され、マイクロフォンの音声レベルが残りのイヤカップの音声レベルより低くなると仮定された場合、ピークは大きくなる。なぜなら、適応的フィルタ４０１の入力は、所望の信号と比べて低いためである。右のイヤカップが取り外され、右のイヤカップの音声レベル（適応的フィルタについて所望される信号）が左のイヤカップ（適応的フィルタ４０１の入力信号）と比較して低いと仮定される反対のケースでは、ピークは小さくなる。この非対称性は、図５に示されるように、異なる減算ポイントによる同じ長さの２つの適応的フィルタを効果的に用いることによって解決することが可能である。
【０１１１】
図５は、第１適応的フィルタ４０１と第２適応的フィルタ５０１とを有する構成５００を示す。
【０１１２】
この設定では、ピークのサイズは、右のイヤカップが取り外されるケースと比較して、左のイヤカップが取り外されるとき、一般に異なるものとなる。例えば、図４において、左のイヤカップが取り外され、マイクロフォンの音声レベルが残りのイヤカップの音声レベルより低いと仮定された場合、ピークは大きくなる。なぜなら、適応的フィルタ４０１の入力は所望の信号と比較して低くなるためである。右のイヤカップが取り外され、右のイヤカップの音声レベル（適応的フィルタ４０１に対する所望される信号）が左のイヤカップ（適応的フィルタの入力信号）と比較して低いと仮定される反対のケースでは、ピークは小さくなる。
【０１１３】
図５に示されるような異なる減算ポイントによる同じ長さの２つの適応的フィルタ４０１，５０１を利用することは、この非対称性を解決することができる。
【０１１４】
１つの合成されたインパルスレスポンスが、
【０１１５】
【数４】
2009530950.tif 000008
として各インパルスレスポンスｈｕ１ｕ２（ｎ）とｈｕ２ｕ１（ｎ）から求められる。
【０１１６】
この式では、Ｎは奇数であり、ｎは０からＮ−１までの範囲内である。イヤカップの取り外しの検出と、左の又は右のイヤカップが取り外されたかの検出は、単一の適応的フィルタのケースと同様であるが、左右のイヤカップの取り外しの状況はここでは同じである。
【０１１７】
図６を参照して、本発明による処理装置６００の実施例が説明される。
【０１１８】
上述された特徴に加えて、検出ユニット６０１ａが設けられる。さらに、異なるイヤカップ状態に関連する番号“１”，“２”及び“３”が使用される。番号“１”は両方のイヤカップが装着されていることを示し、番号“２”は左のイヤカップが取り外されていることを示し、番号“３”は右のイヤカップが取り外されていることを示すかもしれない。
【０１１９】
データ処理装置６００は、単一の適応的フィルタ４０１を用いたアルゴリズムの一例である。
【０１２０】
図７のデータ処理装置７００は、２つの適応的フィルタ４０１，５０１が実装される実施例を示す。
【０１２１】
両方のケースにおいて、すなわち、図６と図７において、両方のイヤカップが耳にあるか（モード１）、左のイヤカップが取り外されたか（モード２）又は右のイヤカップが取り外されたか（モード３）を示すフィルタ係数が検出ユニット６０１ａに送信される。この場合、ビーム形成は装着情報（ＷＩ）に依存する。イヤカップが取り外されなかった場合、スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３及びＳ４はポジション１にあり、ビームフォーマ３０１ａは完全な動作状態である。左の又は右のイヤカップが取り外されたと検出された場合、他方のイヤカップの信号がポストプロセッサ３０２に直接供給され、この場合、定常雑音抑制のみが行われる（すなわち、｜Ｙ（ｆ）｜を計算するための上記式では、γ２χ（ｆ）｜Ｘ１（ｆ）｜の項は０となる）。ユーザが偶然に左と右のイヤカップを交換した場合、パフォーマンスは変わらない。
【０１２２】
図６及び７の実施例の適用分野は、例えば、音声通信に用いられるステレオヘッドフォンアプリケーションである。
【０１２３】
“有する”という動詞とその派生語は他の要素又は特徴を排除するものでなく、“ある”という冠詞は複数を排除するものでないことに留意すべきである。異なる実施例に関して説明された要素は合成されるかもしれない。
【０１２４】
また、請求項における参照符号は請求項の範囲を限定するものとして解釈されるべきでないことに留意すべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】図１は、本発明によるウェアラブル装置の実施例を示す。
【図２】図２は、本発明によるデータ処理装置の実施例を示す。
【図３】図３は、２マイクロフォンノイズ抑制システムのブロック図である。
【図４】図４は、本発明の実施例によるイヤカップの取り外しを検出する単一の適応的フィルタを示す。
【図５】図５は、本発明の実施例によるイヤカップの取り外しを検出する２つの適応的フィルタを有する構成を示す。
【図６】図６は、本発明の実施例によるイヤカップの取り外しを検出する単一の適応的フィルタを有するノイズ抑制手段を示す。
【図７】図７は、本発明の実施例によるイヤカップの取り外しを検出する２つの適応的フィルタを有するノイズ抑制手段を示す。
【図１】
2009530950.tif 000009
【図２】
2009530950.tif 000010
【図３】
2009530950.tif 000011
【図４】
2009530950.tif 000012
【図５】
2009530950.tif 000013
【図６】
2009530950.tif 000014
【図７】
2009530950.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成20年9月25日(2008.9.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェアラブル装置のための入力オーディオ信号の処理装置であって、
前記入力オーディオ信号を受け付けるよう構成される入力ユニットと、
センサ情報に基づき、装着状態と呼ばれる前記ウェアラブル装置が装着されている状態を示す装着情報と呼ばれる情報を生成する手段と、
前記装着情報に基づき前記入力オーディオ信号を処理し、出力オーディオ信号を生成するよう構成される処理ユニットと、
を有し、
前記装着状態は、前記ウェアラブル装置のイヤカップがユーザの耳から取り外されているか示し、
前記入力ユニットは、前記入力オーディオ信号を受け付けるよう構成され、
前記入力オーディオ信号の間の相関が、前記装着情報を生成するための基礎として使用される装置。
【請求項２】
前記入力オーディオ信号は、発話信号を有する、請求項１記載の装置。
【請求項３】
オーディオソースに関して対称的に配置された２以上のマイクロフォンを有し、
前記マイクロフォンは、前記オーディオソースにより発信された前記入力オーディオ信号を供給するよう構成される、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記ウェアラブル装置は、第１イヤカップとさらなるイヤカップとを有し、
前記装着状態は、前記第１イヤカップ及び／又は前記さらなるイヤカップがユーザの各耳から取り外されているか示し、
前記２つのマイクロフォンは、前記２つのイヤカップ内に又は上に配置される、請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記装着情報を生成する手段は、前記受け付けた入力オーディオ信号のインパルスレスポンス解析に基づき前記装着情報を生成するよう構成される、請求項３又は４記載の装置。
【請求項６】
前記受け付けた入力オーディオ信号のインパルスレスポンス解析は、前記入力オーディオ信号に適用される少なくとも１つの適応的フィルタユニットの出力信号に基づく、請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記処理ユニットは、前記受け付けた入力オーディオ信号に基づきビーム形成データを提供し、両方のマイクロフォンが配置されている場合には前記マイクロフォンからの入力オーディオ信号を前記ビーム形成ユニットにスイッチし、前記イヤカップの１つが１つの耳から取り外された場合には前記ビーム形成ユニットをバイパスするよう構成される、請求項１記載の装置。
【請求項８】
前記処理ユニットは、ユーザが前記ウェアラブル装置により両耳を用いていると検出すると、前記出力データをステレオデータとして生成し、ユーザが前記ウェアラブル装置により片耳しか用いていないと検出すると、前記出力データをモノデータとして生成し、ユーザが前記ウェアラブル装置により何れの耳も用いていないと検出すると、出力データを生成しないよう構成される、請求項１記載の装置。
【請求項９】
前記処理ユニットは、ユーザが前記ウェアラブル装置により少なくとも所定数の耳を用いていると検出すると、前記出力データを少なくとも３つのチャネルを含むマルチチャネルデータとして生成するよう構成される、請求項１記載の装置。
【請求項１０】
前記処理ユニットは、前記ユーザが前記ウェアラブル装置により用いている耳の数の検出に基づき、前記出力データを前記入力データのオーディオミックスとして生成するよう構成される、請求項１記載の装置。
【請求項１１】
請求項１記載の装置を有するウェアラブル装置。
【請求項１２】
ＧＳＭ装置、ヘッドフォン、ＤＪヘッドフォン、イヤフォン、ヘッドセット、イヤピース、イヤセット、携帯アクチュエータ、ゲーム装置、ポータブルオーディオプレーヤー、ＤＶＤプレーヤー、ＣＤプレーヤー、ハードディスクベースメディアプレーヤー、インターネットラジオ装置、公衆エンターテイメント装置、ＭＰ３プレーヤー、ハイファイシステム、車両エンターテイメント装置、自動車エンターテイメント装置、ポータブルビデオプレーヤー、携帯電話、医療通信システム、携帯装置、健康機器、マッサージ機器、音声通信装置及び補聴器からなる群の少なくとも１つとして実現される、請求項１１記載のウェアラブル装置。
【請求項１３】
ウェアラブル装置のためのデータ処理方法であって、
入力オーディオ信号を受け付けるステップと、
センサ情報に基づき、前記ウェアラブル装置が装着されている装着状態と呼ばれる状態を示す装着情報と呼ばれる情報を生成するステップと、
前記装着情報に基づき前記入力オーディオ信号を処理し、出力オーディオ信号を生成するステップと、
を有し、
前記装着状態は、前記ウェアラブル装置のイヤカップがユーザの耳から取り外されているか示し、
前記装着情報の生成は、前記入力オーディオ信号の間の相関に基づく方法。
【請求項１４】
プロセッサによる実行時、ウェアラブル装置のためのデータ処理方法を制御又は実行するよう構成されるプログラムであって、
前記方法は、
入力オーディオ信号を受け付けるステップと、
センサ情報に基づき、前記ウェアラブル装置が装着されている装着状態と呼ばれる状態を示す装着情報と呼ばれる情報を生成するステップと、
前記装着情報に基づき前記入力オーディオ信号を処理し、出力オーディオ信号を生成するステップと、
を有し、
前記装着状態は、前記ウェアラブル装置のイヤカップがユーザの耳から取り外されているか示し、
前記装着情報の生成は、前記入力オーディオ信号の間の相関に基づくプログラム。
【請求項１５】
プロセッサによる実行時、ウェアラブル装置のためのデータ処理方法を制御又は実行するよう構成されるコンピュータプログラムが格納されるコンピュータ可読媒体であって、
前記方法は、
入力オーディオ信号を受け付けるステップと、
センサ情報に基づき、前記ウェアラブル装置が装着されている装着状態と呼ばれる状態を示す装着情報と呼ばれる情報を生成するステップと、
前記装着情報に基づき前記入力オーディオ信号を処理し、出力オーディオ信号を生成するステップと、
を有し、
前記装着状態は、前記ウェアラブル装置のイヤカップがユーザの耳から取り外されているか示し、
前記装着情報の生成は、前記入力オーディオ信号の間の相関に基づくコンピュータ可読媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェアラブル装置のためのデータ処理装置に関する。
【０００２】
本発明はまた、ウェアラブル装置に関する。
【０００３】
本発明はさらに、ウェアラブル装置のためのデータ処理方法に関する。
【０００４】
さらに、本発明は、プログラム要素及びコンピュータ可読媒体に関する。
【背景技術】
【０００５】
オーディオ再生装置が、ますます重要になってきている。特に、より多くのユーザが携帯及び／又はハードディスクベースオーディオプレーヤー及び他の同様のエンターテイメント装置を購入している。
【０００６】
ＵＳ２００６／００４５３０４は、ホスト装置と共に使用され、イヤフォント検出要素とを有するスマートイヤフォン装置を開示する。このイヤフォンは、ホスト装置により提供された音声信号を可聴音声に変換可能である。検出要素は、イヤフォンがリスニングポジションにあるか判断可能にする検出出力を提供する。実施例では、ホスト装置は、１つ又は２つのイヤフォンがリスニングポジションにあるかに応じて、モノモードとステレオモードとの間でスイッチする。１つのイヤフォンがリスニングポジションにある場合、ホスト装置はモノモードにスイッチし、２つのイヤフォンがリスニングポジションにある場合、ホスト装置はステレオモードにスイッチする。
【０００７】
ＷＯ２００６／０２７７０７は、近くのマウスマイクロフォンと遠くのマウスマイクロフォンとを有する電話装置を開示する。両方のマイクロフォンがスピーカのボイス信号と所望されないノイズ信号を抽出する。方向センサは、携帯電話のヘッドセットが耳に対して保持されている角度を検知する。電話装置のオーディオ処理ユニットは、マイクロフォンに接続され、所望されないノイズ信号から所望されるボイス信号を分離する適応的ビームフォーマを有する。
【０００８】
ＧＢ２，３６０，１８２は、携帯電話の一部であるかもしれず、ヘッドセットなどのモノ又はステレオ出力装置が出力ジャックに接続され、それに応じて受信信号の復調を制御するか検出する回路を有するステレオ無線受信機を開示する。ステレオヘッドセットが検出された場合、左右の信号が左右のアンプを介しヘッドセットの各スピーカーに送信される。モノヘッドセットが検出された場合、左右の信号は右側のアンプのみを介し送信される。
【０００９】
ＵＳ２００５／００６３５４９は、モノラルヘッドフォンとステレオヘッドフォンとをスイッチするシステム及び方法を開示する。このようなシステム及び方法は、モノラル及びステレオオーディオを用いたマルチファンクション電子装置におけるオーディオ、ビデオ、電話及び／又は他の機能を利用するのに有用である。
【００１０】
しかしながら、ヒューマンユーザは、これらオーディオシステムを不便であると考えているかもしれない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、効率的なデータ処理が実現可能なユーザフレンドリな装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を達成するため、独立形式の請求項に記載されるようなウェアラブル装置のためのデータ処理装置、ウェアラブル装置、ウェアラブル装置のためのデータ処理方法、プログラム要素及びコンピュータ可読媒体が提供される。
【００１３】
本発明の一実施例では、ウェアラブル装置のためのデータ処理装置であって、入力データを受け付けるよう構成される入力ユニットと、センサ情報に基づき、装着状態と呼ばれる前記ウェアラブル装置が装着されている状態を示す装着情報と呼ばれる情報を生成する手段と、前記装着情報に基づき前記入力データを処理し、出力データを生成するよう構成される処理ユニットとを有するデータ処理装置が提供される。
【００１４】
本発明の他の実施例では、上述した特徴を有するデータ処理装置を有するウェアラブル装置が提供される。
【００１５】
本発明のさらなる他の実施例では、ウェアラブル装置のためのデータ処理方法であって、入力データを受け付けるステップと、センサ情報に基づき、前記ウェアラブル装置が装着されている装着状態と呼ばれる状態を示す装着情報と呼ばれる情報を生成するステップと、前記装着情報に基づき前記入力データを処理し、出力データを生成するステップとを有する方法が提供される。
【００１６】
本発明のさらなる実施例では、プロセッサによる実行時、上述した特徴を有するウェアラブル装置のためのデータ処理方法を制御又は実行するよう構成されるプログラムが提供される。
【００１７】
本発明の他の実施例では、プロセッサによる実行時、上述した特徴を有するウェアラブル装置のためのデータ処理方法を制御又は実行するよう構成されるコンピュータプログラムが格納されるコンピュータ可読媒体が提供される。
【００１８】
本発明の各実施例によるデータ処理は、コンピュータプログラムにより、すなわち、ソフトウェアにより、又は１以上の特殊な電子最適化回路、すなわち、ハードウェアにより、又はハイブリッド形式により、すなわち、ソフトウェア及びハードウェアコンポーネントによって実現可能である。
【００１９】
本発明の一実施例では、装着状態が自動的に検出可能であり、ウェアラブル装置及び／又はデータ処理装置の動作モードが装着状態の検出結果に応じて調整可能なユーザにより装着される装置のためのデータプロセッサが提供される。このため、ユーザが対応する装着状態にマッチするようウェアラブル装置の動作モードを手動により調整することを必要とすることなく、システムはウェアラブル装置の適切なパフォーマンスを、特に現在の装着状態において取得するため、データ処理スキームを自動調整する。データ処理スキームの調整は、特にデータ再生モード及び／又はデータ記録モードの調整を含むかもしれない。
【００２０】
例えば、ＤＪがヘッドフォンを使用し、頭からヘッドフォンの１つを取り外すと、これが検出可能であり、ヘッドフォンにより再生されるオーディオの再生モードが、ステレオモードからモノモードに変更される。
【００２１】
他のシナリオでは、ユーザがウェアラブ装置としてマッサージ機器を操作し、システムが、ユーザが膝をマッサージするためマッサージ機器を使用することを所望していると検出すると、対応するクビのマッサージ動作モードが自動調整される。しかしながら、ユーザが頭をマッサージすることを所望する場合、他の頭部マッサージ動作モードが調整される。
【００２２】
“ウェアラブル装置（ｗｅａｒａｂｌｅ  ａｐｐａｒａｔｕｓ）”という用語は、特にユーザの体に従って又は関連して動作するよう構成される何れかの装置を示すかもしれない。特に、ユーザの体又は体の各部位とウェアラブル装置との間の空間的な関係が、適切な動作モードを調整するため検出されるかもしれない。ウェアラブル装置の形状は、人間により装着可能となるように、人間の構造に適合されるかもしれない。
【００２３】
ウェアラブル状態は、具体的なウェアラブル装置に応じて何れか適切な方法により検出されるかもしれない。例えば、ヘッドフォンのイヤカップがユーザの両耳又は片耳に接続されているか、又は何れの耳にも接続されていないか検出するため、温度センサ、光バリアセンサ、タッチセンサ、赤外線センサ、音響センサ、相関センサなどが実現されるかもしれない。また、例えば、実質的に対称に配置された２つのマイクロフォンを設け、マイクロフォンの出力信号を評価することによって、ウェアラブル装置とユーザの体との間の位置関係を電子的に検出可能である。
【００２４】
さらなる実施例では、再生装置の装着状態に適合した信号処理が提供される。これについて、ヒアリングエンハンスメント方法が、装着状態の検出に基づきヘッドセットに設けられる。これは、装着モードの自動検出と（例えば、片耳若しくは両耳が現在ヒアリングに使用されているか、又は使用されていないかなど）、これに応じてオーディオをスイッチすることを含むかもしれない。ダブルイヤフォン装着モードについてステレオ再生モード、シングルイヤフォン装着モードについて処理されたモノ再生モード、及びイヤフォン未装着状態についてカットオフ再生モードを調整することが可能である。この原理はまた、他の体に装着されるアクチュエータ及び／又は２より多くの信号チャネルを備えたシステムに適用されるかもしれない。
【００２５】
さらなる実施例では、入力信号を受け付ける第１入力段階と、入力信号から導出された出力信号をヘッドフォン（又はイヤフォン）に供給するよう構成される出力段階とを有する信号処理装置が提供される。第２入力段階が、ヘッドフォンの装着状態を表す情報を受け付けるため設けられ、構成されるかもしれない。処理ユニットは、装着情報に基づき出力信号を提供するため入力信号を処理するよう構成される。
【００２６】
これにより、再生装置の装着状態に適合する信号処理が、可能となるかもしれない。本発明の実施例は、装置が両耳に装着されているか、片耳に装着されているか、未装着であるか通知可能な装着検出システムを備えるヘッドセット又はイヤセット（ヘッドフォン又はイヤフォン）に適用される。本発明の実施例は特に、装置が片耳でしか使用されていないとき、音声ミキシング性質を自動的に適用する（例えば、ステレオの代わりにモノミキシング、音量の変更、特定にイコライゼーションカーブなど）。本発明の実施例は、例えば、触覚タイプの他の信号や携帯アクチュエータなどの他の装置の処理に関する。
【００２７】
一部のユーザは、イヤフォン／イヤセット／ヘッドフォン／ヘッドセットを用いて、両耳でなく片耳でステレオオーディオコンテンツを聴く。多くのイヤフォン／イヤセットユーザは、片耳のみでステレオオーディオコンテンツを聴き、例えば、会話のため、携帯電話の着信音を聞くことをできるようにするため、他方の耳をオープンにする。
【００２８】
片耳のみによりステレオコンテンツを聴くことは、ＤＪヘッドフォンでは普通の状況であり、しばしばイヤシェル部を回転させるなどによって（ユーザの頭又は耳に使用されていないイヤシェルの背面が置かれる）、片耳しか使用されない可能性を提供する。
【００２９】
本発明の実施例は、ヘッドセットの片耳しか、左チャネルのコンテンツが右チャネルのコンテンツと異なっているステレオ信号を再生するのに使用されていないとき、従来の実現形態で行われるように、コンテンツの一部がユーザにより聴かれないという問題を解消するかもしれない。本発明の実施例では、このような動作モードの変更が（すなわち、ユーザが１つのイヤカップを取り外しているとき）自動的に検出され、このような問題を回避するため、信号処理が調整されるかもしれない。
【００３０】
従って、本発明の実施例によると、ユーザ（ＤＪ）が片耳しか使用していないときにヘッドセットをモノに設定可能となるように、自動的なステレオ／モノスイッチが提供される。
【００３１】
このような実施例は、従来のアプローチ（例えば、手動によるモノ／ステレオスイッチを備えたＡＫＧ  ＤＪヘッドフォンなど）と比較して効果的である。従来のアプローチと対照的に、追加的なアクションを実行するこのようなスイッチは、本発明の実施例によると不要となる。この結果、装着モードの自動検出と装置のパフォーマンスの対応する調整は、ユーザフレンドリを向上させるかもしれない。
【００３２】
さらに、両耳又は片耳が音声励起を受けるとき、異なる周波数の音声に対する人間の聴覚系の影響は変動する。例えば、片耳しか音声を受けていないとき、低周波数に対する感度は低下する。ユーザが両耳動作から片耳又は未装着処理に動作モードを変更すると、再生されるオーディオの周波数分布は、変更された動作モードを考慮するため、調整又は変更される。従って、片耳しか使用されていないとき、音楽再生の忠実性が影響を受けることが回避されるかもしれない（例えば、低音の欠落などにより）。
【００３３】
本発明の実施例では、音声は、すべてのリスニング状態（両耳又は片耳）において音声体験を向上させ、さらに装着検出システムの出力に基づきこれを自動的に実行するよう処理されるかもしれない。
【００３４】
これは、すべての状態でベストな又は向上したリスニング体験が取得可能となる効果を有するかもしれない（例えば、両耳使用時にはステレオ、片耳使用時にはモノダウンミックスなど）。ヘッドフォンは、リスニング体験を向上させるため、ユーザの装着スタイルに適合されるかもしれない。さらに、装着検出システムとの組み合わせによって、ユーザのやりとりは不要となる。音声は、装置の装着スタイル（片耳又は両耳）に自動的に調整される。
【００３５】
本発明のさらなる実施例では、オーディオ信号は、ウェアラブル装置の装着状態に従って調整される。しかしながら、例えば、振動装置を備えたヘッドフォンなどのため、触覚（接触）信号などの他のタイプの信号を構成することが可能である。また、信号又は装置のため、１，２又は２より多くの信号チャネル（オーディオチャネルなど）を有する本発明の実施例を利用することが可能である。例えば、オーディオサラウンドシステムは、ユーザの装着状態に従って調整される。本発明の実施例はまた、ヘッドフォン以外の装置など（例えば、複数のアクチュエータによるマッサージに使用される装置など）に実装可能である。
【００３６】
本発明の実施例の適用分野は、例えば、サウンドアクセサリ（パッシブ若しくはアクティブな実現形態又はアナログ若しくはデジタル実現形態などにおけるヘッドフォン、イヤフォン、ヘッドセット、イヤセット）などである。
【００３７】
さらに、携帯電話、音楽及びＡ／Ｖプレーヤーなどの音声再生装置にこのような実施例が設けられるかもしれない。
【００３８】
また、マッサージ、健康、ゲーム装置などの体に関する装置に関して本発明の実施例を実現することが可能である。
【００３９】
本発明の他の実施例では、イヤカップの取り外しの検出により通信用のステレオヘッドセットが設けられる。このような構成では、例えば、２つのマイクロフォンを用いたステレオヘッドフォンにおいて、適応的ビーム形成が実行される。このような方法は。チャネル間の遅延時間に関してインパルスレスポンスピークのポジションを検出することによって、イヤカップの取り外しを検出することを含むかもしれない。さらに、両方のマイクロフォンがある場合、マイクロフォンからビームフォーマにオーディオをスイッチし、又は１つのイヤカップがシングルチャネル処理のため耳から取り外されている場合、ビームフォーマをバイパスすることが可能である。
【００４０】
オーディオ処理装置の実施例は、第１所望信号と第１ノイズ信号とを有する第１（例えば、左など）マイクロフォン信号を受け付ける第１入力信号を有する。第２信号入力が、第２所望信号と第２ノイズ信号とを有する第２（例えば、右）マイクロフォン信号を受け付けるため設けられるかもしれない。検出ユニットが設けられ、第１マイクロフォン信号と第２マイクロフォン信号との相対的な変化と類似度に基づき検出情報を提供するよう構成される。
【００４１】
検出ユニットの実施例は、インパルスレスポンス解析に基づき検出情報を提供するよう構成される適応的フィルタとして構成されるかもしれない。
【００４２】
本発明の他の実施例では、オーディオ処理装置は、第１及び第２マイクロフォン信号に基づきビーム形成信号を提供するよう構成されるビーム形成ユニットを有する。さらなる信号処理は、検出ユニットにより提供される検出情報に基づくかもしれない。
【００４３】
オーディオ処理装置は、第１マイクロフォン信号を提供する第１マイクロフォンと、第２マイクロフォン信号を提供する第２マイクロフォンとをさらに有する音声通信装置として構成されるかもしれない。
【００４４】
音声通信のためのステレオヘッドフォンアプリケーションのイヤカップの取り外しが検出され、アルゴリズムがシングルチャネル音声エンハンスメントに自動的にスイッチするかもしれない。
【００４５】
このような処理システムの実施例は、音声通信のためのステレオヘッドフォンアプリケーションについて利用されるかもしれない。
【００４６】
従って、実施例によると、イヤカップの取り外しの検出により通信用のステレオヘッドセットが設けられる。これについて、ビームフォーマが、各イヤカップのマイクロフォンに備えられたステレオヘッドセットに対して設けられ、より詳細には、それは、イヤカップの１つが耳から取り外されたときに生じる問題を処理する。予防措置がとられない場合、所望の音声が所望されない干渉としてみなされ、抑制されることとなる。本実施例による手段では、イヤカップの取り外しが検出され、アルゴリズムがシングルチャネル音声エンハンスメントに自動的にスイッチされる。
【００４７】
本発明及びウェアラブル装置のためのデータ処理装置のさらなる実施例が以降において例示的に説明される。しかしながら、これらの実施例はまた、ウェアラブル装置、ウェアラブル装置のためのデータ処理方法、プログラム要素及びコンピュータ可読媒体に適用される。
【００４８】
入力ユニットは、オーディオデータ、音響データ、ビデオデータ、画像データ、触覚データ及び振動データからなる群の少なくとも１つのデータを入力データとして受け付けるよう構成される。すなわち、本発明の実施例により処理される入力データは、音楽データや発話データなどのオーディオデータであるかもしれない。これらは、ＣＤ、ＤＶＤ又はハードディスクなどの記憶媒体に格納されるか、又は音声信号が処理される必要があるときなどにマイクロフォンによりキャプチャされるかもしれない。他のソースのデータもまた、装置の装着状態に応じて本発明の実施例に従って処理される。例えば、呼び出しが行われたときに振動する携帯電話のヘッドセットが、片耳しかヘッドフォンに接続されていないケースと比較して、両耳がヘッドフォンに接続されているときは異なる方法により動作するよう構成されるかもしれない。例えば、信号の強さが、ヘッドフォンが片耳しかカバーしていないときは増大され、ユーザの他方の耳から話されたヘッドフォンは、振動が回避されるかもしれない。マッサージ機器は、触覚データが使用される一例である。
【００４９】
装置は、生成された出力データを提供するよう構成される出力ユニットを有するかもしれない。検出された装着情報に従って入力データを処理することにより取得される出力データは、ヘッドセットのラウドスピーカを介し出力されるオーディオデータであるかもしれない。このような出力データはまた、振動誘導信号又は触覚特性であるかもしれない。また、嗅覚データが出力されるかもしれない。
【００５０】
出力ユニットは、生成された出力データを再生するための再生ユニットとして構成されるかもしれない。オーディオデータが処理される場合、再生ユニットは、ラウドスピーカ又は他のオーディオ再生要素であるかもしれない。
【００５１】
検出ユニットは、ユーザがウェアラブル装置に用いる耳の数、ユーザがウェアラブル装置により使用する体の部位、及びユーザの頭からイヤカップが取り外されているか否かからなる群の装着情報の少なくとも１つのコンポーネントを検出するよう構成されるかもしれない。例えば、ユーザ（ＤＪなど）が耳からヘッドフォンを取り外すと、この装着状態の変更は、温度、圧力、赤外線又は信号相関センサにより検出され、再生モードがこれに応じて変更されるかもしれない。装置がマッサージ機器であるとき、マッサージ動作モードは、マッサージ機器にユーザが接している体の部位に対応するよう調整されるかもしれない。このようなユーザとマッサージ機器との間の接触は、装置がユーザにより装着されているかのようにみなされるかもしれない。
【００５２】
検出ユニットは、ウェアラブル装置の装着状態を示す情報を自動検出するよう構成されるかもしれない。従って、検出はユーザのやりとりなく実行され、これにより、ユーザは他の活動に集中することができ、装着情報を手動により入力するスイッチを使用する必要がない。しかしながら、自動的な検出に加えて、ユーザはまた装着情報を詳細化するため、手動により入力することも可能である。
【００５３】
処理ユニットは、ユーザがウェアラブル装置により両耳を使用していることを検出すると、出力データをステレオデータとして生成するよう構成されるかもしれない。さらに又はあるいは、処理ユニットは、ユーザがウェアラブル装置により片耳しか使用していないことを検出すると、出力データをモノデータとして生成するよう構成されるかもしれない。さらに又はあるいは、処理ユニットは、ユーザがウェアラブル装置により耳を使用していないことを検出すると、出力データを全く生成しないよう構成されるかもしれない。
【００５４】
デフォルトモードでは、装置はステレオを出力し、片耳しか使用されていないことが検出された場合に限って、モノ再生へのスイッチが行われるかもしれない。あるいは、デフォルトモードはモノ再生モードであり、両耳が使用されていることが検出される場合に限って、ステレオへのスイッチが行われるかもしれない。これらの手段を採用することによって、片耳モードにおいては、認識可能な信号はステレオモードにより失われることが確保されるかもしれない。同様に、両耳モードでは、ステレオ情報全体がリスナーに供給されることが確保されるかもしれない。
【００５５】
処理ユニットは、ユーザがウェアラブル装置により少なくとも所定数の耳を使用していることを検出すると、出力データを少なくとも３つのチャネルを有するマルチチャネルデータとして生成するよう構成されるかもしれない。例えば、オーディオチャネルに加えて、このようなマルチチャネルシステムは、画像若しくは光情報又は匂い情報を利用するかもしれない。また、オーディオサラウンドシステム（例えば、６つのチャネルを使用する）が２より多くのチャネルにより実現されるかもしれない。
【００５６】
処理ユニットは、ユーザがウェアラブル装置により使用する耳の数の検出に基づき入力データのオーディオミックスとして出力データを生成するよう構成されるかもしれない。これは、オーディオパフォーマンスを向上させるかもしれない。
【００５７】
装置は、オーディオ信号、特に当該装置を装着するユーザの発話信号を入力データとして受け付けるよう構成される１以上、特に２つのマイクロフォンを有するかもしれない。オーディオ信号の間の相関は、検出される装着情報の基礎として使用されるかもしれない。
【００５８】
より詳細には、装置はオーディオソースに関して実質的に対称的に配置される２つのマイクロフォンを有するかもしれない（例えば、ヘッドフォンの２つのイヤカップに配置され、これにより、発話を発信する音声ソースとして機能するユーザの口に対称的に配置される）。これら２つのマイクロフォンは、オーディオ信号の間の相関が装着情報の基礎として用いられるオーディオソースにより発信されるオーディオ信号を入力データとして受け付けるよう構成されるかもしれない。このようなシナリオでは、２つのマイクロフォンが、それらに等距離に配置された口のユーザの発話などを検出するかもしれない。この発話は、入力オーディオデータとして検出されるかもしれない。さらに、互いに関するこれらのオーディオデータの相関は、両耳又は片耳しか使用されていないかに関する情報として検出及び利用されるかもしれない。
【００５９】
検出ユニットは、２つのマイクロフォンにより受付されるオーディオデータのインパルスレスポンス解析に基づき装着情報を検出するよう構成される適応的フィルタユニットを有するかもしれない。このような検出機構は、装着状態の高い精度の検出を可能にするかもしれない。
【００６０】
処理ユニットは、２つのマイクロフォンにより受付されたオーディオデータに基づきビーム形成データを提供するよう構成されるビーム形成ユニットを有するかもしれない。すなわち、受け付けた発話は、同じデータから導出される装着情報に従って利用及び処理され、これにより、検出された発話と装着状態の両方を考慮した出力ビームの形成を可能にする。
【００６１】
ウェアラブル装置のさらなる実施例が説明される。しかしながら、これらの実施例はまた、ウェアラブル装置のためのデータ処理装置、ウェアラブル装置のためのデータ処理方法、コンピュータ可読媒体及びプログラム要素に適用される。
【００６２】
ウェアラブル装置は、ポータブル装置、より詳細には携帯装置として実現可能である。このため、当該装置は、ユーザの体の位置又は構成に従って利用されるかもしれない。
【００６３】
ウェアラブル装置は、ＧＳＭ装置、ヘッドフォン、ＤＪヘッドフォン、イヤフォン、ヘッドセット、イヤピース、イヤセット、携帯アクチュエータ、ゲーム装置、ポータブルオーディオプレーヤー、ＤＶＤプレーヤー、ＣＤプレーヤー、ハードディスクベースメディアプレーヤー、インターネットラジオ装置、公衆エンターテイメント装置、ＭＰ３プレーヤー、ハイファイシステム、車両エンターテイメント装置、自動車エンターテイメント装置、ポータブルビデオプレーヤー、携帯電話、医療通信システム、携帯装置、健康機器、マッサージ機器、音声通信装置及び補聴器として実現可能である。“自動車エンターテイメント装置”は、自動車のハイファイシステムであるかもしれない。
【００６４】
しかしながら、本発明の実施例によるシステムは主として発話、音声又はオーディオデータの再生若しくは記録を向上させるためのものであるが、本システムをオーディオデータとビデオデータの組み合わせにも適用可能である。例えば、本発明の実施例は、ラウドスピーカが使用されるビデオプレーヤーなどのオーディオビジュアルアプリケーション又はホームシネマシステムに実装可能である。
【００６５】
装置は、ラウドスピーカ、イヤピース又はヘッドセットなどのオーディオ再生ユニットを有するかもしれない。オーディオ装置のオーディオ処理コンポーネントとこのような再生ユニットとの間の通信は、有線（ケーブルなどを用いて）又は無線（ＷＬＡＮ、赤外線通信、ブルートゥースなどを介し）実行されるかもしれない。
【００６６】
本発明の上記及び他の特徴は、後述される実施例を参照して明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６７】
各図面の記載は概略的なものである。異なる図面において、同様の又は同一の要素は同一の参照番号により示される。
【００６８】
本発明によるウェアラブル装置（ｗｅａｒａｂｌｅ  ａｐｐａｒａｔｕｓ）１００の実施例が図１を参照して説明される。
【００６９】
このケースでは、ウェアラブル装置１００は、サポートフレーム１１１、左耳部１１２及び右耳部１１３を有するヘッドフォンとして構成される。左耳部１１２は、左ラウドスピーカ１１４と装着状態検出手段１１６とを有する。右耳部１１３は、右ラウドスピーカ１１５と装着状態検出手段１１７とを有する。ウェアラブル装置１００はさらに、本発明によるデータ処理装置１２０を有する。
【００７０】
データ処理装置１２０は、制御ユニットとしての中央処理ユニット１２１（ＣＰＵ）と、複数のオーディオアイテム（音楽楽曲など）が格納されるハードディスク１２２と、ユーザが装置を操作するためのユーザインタフェースユニットとして示される入出力ユニット１２３と、以降において装着状態と呼ばれるウェアラブル装置１００が装着される状態を示す情報を生成するためのセンサ情報を受信するよう構成される検出インタフェース１２４とを有する。
【００７１】
ＣＰＵ１２１は、各コンポーネントの機能を調整するため、ラウドスピーカ１１４，１１５、検出インタフェース１２４、ハードディスク１２２及びユーザインタフェース１２３に接続される。さらに、検出インタフェース１２４は、装着状態検出手段１１６，１１７に接続される。
【００７２】
ユーザインタフェース１２３は、液晶ディスプレイなどの表示装置と、キーパッド、ジョイスティック、トラックボール、タッチスクリーン、音声認識システムのマイクロフォンなどの入力要素とを有する。
【００７３】
ハードディスク１２２は、入力されたオーディオデータ、すなわち、ヘッドフォンのラウドスピーカ１１４，１１５により再生されるデータを受付又は供給する入力ユニット又はソースとして機能する。さらなる処理のためのハードディスク１２２からＣＰＵ１２１へのオーディオデータの伝送は、ＣＰＵ１２１の制御の下で及び／又はユーザインタフェース１２３を介しユーザにより入力されるコマンドに基づき実現される。
【００７４】
装着状態検出手段１１６，１１７は、ユーザが頭部にヘッドフォンを装着し、片方又は両方の耳が耳部１１２，１１３に隣接しているか示す検出信号を生成する。検出手段１１６，１１７は、ユーザがヘッドフォンを装着しているとき又は装着していないとき、耳部１１２，１１３の温度が変化するため、温度センサに基づきこのような状態を検出するかもしれない。あるいは、検出信号は、各信号間の相関が装着状態を求めるためＣＰＵ１２１により評価可能となるように、発話又は環境から取得される音響検出信号であってもよい。
【００７５】
ＣＰＵ１２１は、現在の装着状態に従ってラウドスピーカ１１４，１１５により再生される再生可能なオーディオ信号を生成するため、検出された装着状態に従って再生されるオーディオデータを処理する。
【００７６】
例えば、ユーザが片方の耳しかないヘッドフォンを使用しているとき、モノ再生モードが調整されるかもしれない。両耳が使用されているとき、ステレオ再生モードが調整されるかもしれない。
【００７７】
図２を参照して、本発明によるデータ処理装置２００の実施例が説明される。
【００７８】
データ処理装置２００は、ウェアラブル装置（図１に示されたものと同様の）と接続されて使用されるかもしれない。
【００７９】
図２の全体システムブロック図から理解できるように、オーディオ信号ソース１２２は、左耳信号２０１と右耳信号２０２とを出力し、これらの信号を処理ブロック１２１に供給する。ヘッドフォン１１０の装着検出機構１１６，１１７は、左耳装着検出信号２０３と右耳装着検出信号２０４とをＣＰＵ１２１に供給する。ＣＰＵ１２１は、左耳再生信号２０５と右耳再生信号２０６とを生成するため、左耳装着検出信号２０３と右耳装着検出信号２０４とに従ってオーディオ信号ソース１２２により発信されるオーディオ信号２０１，２０２を処理する。再生信号２０５，２０６は、可聴的な再生のためヘッドフォン１１０（又はイヤフォン、ヘッドセット若しくはイヤセット）に供給される。
【００８０】
図２のオーディオデータ処理装置２００は、片方若しくは両方の耳がリスニングに使用されているか又は何れも使用されていないか識別することを可能にするため、入力として検出機構１１６，１１７からの装着情報を利用する。さらに、他の入力信号として、オーディオ信号２０１，２０２がヘッドフォン１１０に直接送信される。ヘッドフォン１１０に出力される信号が、再生可能なオーディオ信号２０５，２０６を提供するため供給される（任意的な出力増幅段階により又はなしに）。
【００８１】
図２に与えられる全体的なアーキテクチャを参照して、２つの実施例が後述される。
【００８２】
第１実施例は、携帯電話又はポータブル音楽プレーヤーに関する。再生装置には、アクティブデジタル信号処理が含まれている。処理ブロックは、以下のテーブル１に記載される。
【００８３】
【表１】
2009530950.tif 000016
上記テーブルによる“処理されるモノ”信号は、例えば、
・左信号プラス右信号
・ステレオリスニングレベルと対比した１０ｄＢレベル（ユーザがアラートを維持することを所望し、他人と通信可能な状況に自動的に調整するため）
・ステレオリスニング状態と対比した低音ブースト（片方の耳しか音声を受信していないとき、低音へのセンシティビティの欠落を補償するため）
などである。
【００８４】
未装着のイヤフォンの音声は、近傍の人々へのノイズの迷惑を低減するためスイッチオフされる。
【００８５】
第２実施例は、ＤＪヘッドフォンに関する。
【００８６】
ヘッドフォンに含まれるアナログ電子回路（ワイヤに付属される制御ボックス又はイヤシェル（ｅａｒ  ｓｈｅｌｌ）に含まれる電子機器）は、両耳がリスニングに使用されるときに限って、サウンドをステレオに切り替える。
【００８７】
以下のテーブル２から詳細が抽出可能である。
【００８８】
【表２】
2009530950.tif 000017
このように、モノ音声が常に両方のイヤシェルから出力される（片方のイヤシェルしか取り上げず、それを１秒間耳に緩やかに当てる場合でさえ常に再生を聴く準備ができている）。これらのヘッドフォンは、装着状態がそれを証明するときに限ってステレオにスイッチする。
【００８９】
図３〜７を参照して、イヤカップの除去の検出と通信用のステレオヘッドセットとを関連付けるさらなる実施例が説明される。
【００９０】
ワイヤレスブルートゥースヘッドセットは、ますます小型化し、ブルートゥース接続を搭載した携帯電話を介し音声通信にますます利用されている。マイクロフォンブームは、良好な信号対雑音比（ＳＮＲ）を取得するため、口に接近したマイクロフォンと共に最初に利用可能な製品にほとんど常に使用されている。使用が簡単なため、マイクロフォンブームはまずます小型化されることが想定されるかもしれない。マイクロフォンとユーザの口との距離が大きくなるため、ＳＮＲが低下し、ノイズを低下させ、エコーを除去するためのデジタル信号処理が利用される。さらなるステップは、２つのマイクロフォンを使用し、さらなる処理を実行することである。フィリップスは、Ｌｉｆｅ  Ｖｉｂｅｓ（登録商標）ボイスポートフォリオの一部として、２つのマイクロフォンを使用し、ビーム形成を利用して（非）定常雑音抑制を提供するＮｏｉｓｅ  Ｖｏｉｄアルゴリズムを利用する。Ｎｏｉｓｅ  Ｖｏｉｄアルゴリズムは、以降においてアダプティブビームフォーマの一例として使用されるが、本発明の実施例は、固定的と適応的の両方のタイプの他の何れかのビームフォーマと共に使用可能である。
【００９１】
図３において、Ｎｏｉｓｅ  Ｖｏｉｄアルゴリズムベースシステムのブロック図が示され、耳部に搭載されたブームの２つのマイクロフォンを備えたヘッドセットシナリオについて説明される。
【００９２】
図３は、アダプティブビームフォーマ３０１ａとポストプロセッサ３０２とを有する構成３００を示す。プライマリマイクロフォン３０３（ユーザの口に最も近いもの）が第１マイクロフォン信号ｕ１を供給するよう構成され、セカンダリマイクロフォン３０４が、第２マイクロフォン信号ｕ２をアダプティブビームフォーマ３０１ａに供給するよう構成される。信号ｚ及びｘ１は、アダプティブビームフォーマ３０１ａにより生成され、入力信号ｚ及びｘ１に基づき出力信号を生成するポストプロセッサ３０２の入力に供給される。ビームフォーマ３０１ａは、アダプティブフィルタに基づき、マイクロフォン入力ｕ１，ｕ２毎に１つのアダプティブフィルタを有する。ＥＰ０，９５４，８５０に、使用されるアダプティブビーム形成アルゴリズムが記載される。アダプティブビームフォーマは、最初の収束後、所望されないノイズと一緒にマイクロフォン３０３，３０４により抽出される所望の音声を含む出力信号ｚと、マイクロフォンにより抽出される定常及び非定常バックグラウンドノイズが存在し、所望のニアエンド音声がブロックされる出力信号ｘ１とを提供する。そのとき、信号ｘ１は、ポストプロセッサ３０２におけるスペクトルノイズ抑制のためのノイズリファレンスとして機能する。
【００９３】
アダプティブビームフォーマ係数は、いわゆる“インビーム検出”結果が適用されるときに限って更新される。これは、ニアエンドスピーカがアクティブであり、マイクロフォン３０３，３０４とアダプティブビームフォーマ３０１ａの合成されたシステムにより構成されるビームに話すことを意味する。良好なインビーム検出が次に与えられる。すなわち、それの出力は、以下の２つの条件が充足されるときに適用される。
【００９４】
【数１】
2009530950.tif 000018
ここで、Ｐｕ１及びＰｕ２は各自のマイクロフォン信号の短期間のパワーであり、αは正の定数（典型的には、１．６）であり、βは他の小さな正の定数（典型的には、２．０）であり、Ｐｚ及びＰｘ１はそれぞれ信号ｕ１及びｕ２の短期間のパワーであり、ＣＰｘ１はコヒーレンス項としてＣを備えるｚにおける（非）定常雑音の推定される短期間のパワーである。このコヒーレンス項は、ｘ１における定常雑音コンポーネントの短期間のパワーにより除されるｚにおける定常雑音コンポーネントの短期間のパワーとして推定される。上記２つの条件の最初のものは、２つのマイクロフォン３０３，３０４とユーザの口との間の距離の差から予想できる２つのマイクロフォン３０３，３０４との間の音声レベル差を反映している。上記２つの条件の第２のものは、ｘにおける音声がバックグラウンドノイズを十分な程度まで超えることを要求する。
【００９５】
図３に示されるポストプロセッサ３０２は、Ｓ．Ｆ．Ｂｏｌｌによる“Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｏｆ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｎｏｉｓｅ  ｉｎ  Ｓｐｅｅｃｈ  ｕｓｉｎｇ  Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ”（ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ，Ｓｐｅｅｃｈ  ａｎｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ｖｏｌ．２７，ｐａｇｅｓ  １１３−１２０，Ａｐｒｉｌ  １９７９）と、Ｙ．Ｅｐｈｒａｉｍ及びＤ．Ｍａｌａｈによる“Ｓｐｅｅｃｈ  ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  ｕｓｉｎｇ  ａ  ｍｉｎｉｍｕｍ  ｍｅａｎ−ｓｑｕａｒｅ  ｅｒｒｏｒ  ｓｈｏｒｔ−ｔｉｍｅ  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  ｅｓｔｉｍａｔｏｒ”（ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ａｃｏｕｓｔｉｃｓ，Ｓｐｅｅｃｈ  ａｎｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ｖｏｌ．３２，ｐａｇｅｓ  １１０９  ｔｏ  １１２１，Ｄｅｃｅｍｂｅｒ  １９８４）に説明されるようなスペクトル減算技術に基づくかもしれない。このような技術は、ＵＳ６，５４６，０９９に記載されるような外部のノイズリファレンス入力により拡張されるかもしれない。
【００９６】
それは、（非）定常バックグラウンドノイズｘ１と、加法性の所望されない（非）定常バックグラウンドノイズを伴う所望の音声を含む信号ｚとの入力に対するリファレンス信号を取得する。入力信号サンプルは、フレームベースでＨａｎｎｉｎｇウィンドウ化され、次にＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）により周波数ドメインに変換される。取得される２つの（複素数値）スペクトルはＺ（ｆ）及びＸ１（ｆ）により示され、それらのスペクトルの大きさは｜Ｚ（ｆ）｜及び｜Ｘ１（ｆ）｜により示される。ここで、ｆはＦＦＴの結果の周波数インデックスである。内部的には、ポストプロセッサ３０２は、｜Ｚ（ｆ）｜からスペクトル最小サーチ（Ｒ．Ｍａｒｔｉｎによる“Ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｍｉｎｉｍｕｍ  ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ”（Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ＶＩＩ，Ｐｒｏｃ．ＥＵＳＩＰＣＯ，Ｅｄｉｎｂｕｒｇｈ（Ｓｃｏｔｌａｎｄ，ＵＫ），Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  １９９４，ｐａｇｅｓ  １１８２−１１８５）に説明される）によりバックグラウンドノイズスペクトルの定常部分を計算し、それは｜Ｎ（ｆ）｜として示される。それの出力の大きさスペクトルとして｜Ｙ（ｆ）｜により、ポストプロセッサ３０２は以下のスペクトル減算ルールをｚ１に適用する。
【００９７】
【数２】
2009530950.tif 000019
γは、いわゆるオーバ減算パラメータ（典型的には、１〜３の間の値）であり、γ１は定常雑音に対するオーバ減算パラメータであり、γ２は非定常雑音に対するオーバ減算パラメータである。χ（ｆ）の項は、定常雑音が１回しか減算されないように（すなわち、｜Ｎ（ｆ）｜のみにより）、｜Ｘ１（ｆ）｜から非定常雑音部分のみを選択する周波数に依存する訂正項である。χ（ｆ）を計算するため、追加的なスペクトル最小サーチが、それの定常部分｜Ｎ１（ｆ）｜をもたらす｜Ｘ１（ｆ）｜に対して必要とされ、そのとき、χ（ｆ）は、
【００９８】
【数３】
2009530950.tif 000020
により与えられる。
【００９９】
あるいは、簡単化のため、γ１を０に設定し（｜Ｎ（ｆ）｜の計算を回避できる）、χ（ｆ）を１に設定することができる。このように、さらに定常及び非定常雑音コンポーネントが抑制される。｜Ｙ（ｆ）｜を計算するための式に従う理由は、定常雑音部分と非定常雑音部分とに対して異なるオーバ減算パラメータを有するためである。
【０１００】
単に、出力スペクトルのフェーズに対してｚの変更されないフェーズが取得される。最終的には、向上したＳＮＲによる時間ドメイン出力信号ｙが、周知のオーバラップ再構成アルゴリズム（Ｓ．Ｆ．Ｂｏｌｌによる上述された文献などにおけるものなど）を利用してそれの複素スペクトルから構成される。
【０１０１】
しかしながら、マイクロフォン３０３，３０４を極めて近くに配置すると、ビームフォーマ３０１ａのロウバストネスは低下し始める。まず、マイクロフォンパワーＰｕ１及びＰｕ２の音声レベルの差は無視できるものとなり、上記式Ｐｕ１＞α＊Ｐｕ２を使用することはもはやできないかもしれない。また、Ｐｚ＞β＊Ｃ＊Ｐｘ１の式は、コヒーランス関数Ｃが低い中間周波数に対してより大きなものとなるため、信頼できなくなる。ビームフォーマ３０１ａが良好に収束しない場合、ノイズリファレンス信号の音声漏れは上記条件を偽にし、アダプティブビームフォーマ３０１ａの更新はなくなるであろう。
【０１０２】
これらの問題を解決するための１つの方法は、マイクロフォンを各イヤカップに設けることである。マイクロフォン３０３，３０４の間の距離は大きくなり（典型的には１７ｃｍ）、コヒーランス関数Ｃは大きな周波数レンジにおいて小さくなる（ほぼ１）であろう。そのとき、Ｐｚ＞βＣＰｘ１の式は、信頼できるインビーム検出手段として利用可能である。
【０１０３】
実験は、両方のイヤカップが耳に配置され続ける場合、このマイクロフォンの配置と図３に示されるビームフォーマ３０１ａが良好でロウバストな結果を生じさせることを示した。イヤカップの１つが取り除かれるとき（所望される発話者が同じ部屋などにいる他人の話を聞くことを所望する際に生じる可能性がある状況）、所望のスピーカの発話は抑制される。その理由は、ビームフォーマ３０１ａが発話に対して適応されないためであり、ビームフォーマ３０１ａのリファレンス信号における音声漏れが更新を中断させ（インビーム検出の条件２が偽となる）、これはポストプロセッサ３０２による音声抑制を生じさせることとなる（｜Ｙ（ｆ）｜を計算するための上記式を参照されたい）。これを解決するため、イヤカップの除去を検出し、この場合にビーム形成をバイパスし、１チャネルモードにより継続することが効果的であるかもしれない。
【０１０４】
イヤカップの除去の上述したタスクに対する解決手段が、以降に与えられる。
【０１０５】
この検出は以下の認識に基づく。ニアエンドスピーカは、所望のスピーカに関して対称的に配置されるマイクロフォン３０３，３０４に相対的に近い。これは、マイクロフォン信号が音声に対して大きなコヒーランスを有し、ほぼ等しいことを意味する。ノイズについて、２つのマイクロフォン信号の間のコヒーランスははるかに小さくなる。
【０１０６】
これは、図４の構成４００に示されるように、２つのマイクロフォン３０３，３０４の間に適応的フィルタを配置することによって利用可能である。
【０１０７】
図４は、イヤカップ除去を検出する単一の適応的フィルタ４０１を示す。
【０１０８】
マイクロフォン３０４の信号ｕ２は、Δサンプルだけ遅延する。ここで、Δは典型的には、適応的フィルタ４０１の係数の個数の１／２であり、インパルスレスポンスｈｕ１ｕ２（ｎ）は０からＮ−１までの範囲内である。遅延ユニットは参照番号４０２により示され、合成ユニットは参照番号４０３により示される。所望のスピーカがアクティブであるとき、ｈｕ１ｕ２（Δ）は大きくなる。典型的には、それはノイズの多い状況でさえ０．３より大きくなる。所望のスピーカがアクティブでないとき（長い時間）、ｈｕ１ｕ２（Δ）は０．３より小さくなる。より一般には、ノイズ信号に対して（極めて近いノイズソースから発生するものを除いて）、ｈｕ１ｕ２（ｎ）は０，．．．，Ｎ−１のレンジのすべてのｎについて０．３より小さくなる。
【０１０９】
イヤカップの１つが外され、外されたイヤカップが依然として相対的に近くにあると仮定されるとき、０．３より大きいインパルスレスポンスｈｕ１ｕ２（ｎ）において、しかしながらΔと異なる位置にピークを確認することができる。ノイズ信号に対して、極めて近いノイズソースから生じるものを再び除いて、すべての係数について０．３より大きなピークは存在しないことが依然として成り立つ。このとき、イヤカップの取り外しの検出のためのアルゴリズムは、以下のステップ（典型的にはピーク検出は０．３である）、すなわち、
・（ピーク＞ピーク検出）かつ（ピーク位置＝Δ）である場合、両方のイヤカップが耳にある、
・（ピーク＞ピーク検出）かつ（ピーク位置≠Δ±１）である場合、イヤカップの１つが外された、
・ピーク検出より大きなピークがない場合、所望のスピーカはアクティブでなく、検出状態を変更する必要はない、
から構成される。
【０１１０】
イヤカップの１つが外され、所望のスピーカの口から外されたイヤカップまでの距離が残りのイヤカップの耳までの距離より大きいと仮定された場合、ピークの位置から左又は右のイヤカップが外されたか効果的に決定される。
【０１１１】
図４を参照するに、左のイヤカップが外されると、ｎ＝Δの左においてインパルスレスポンスｈｕ１ｕ２（ｎ）におけるピークが検出され、右のイヤカップが外されると、ｎ＝Δの右でピークが検出される。なぜなら、適応的フィルタ４０１は、イヤカップの取り外しにより招かれた（追加的な）遅延を補償しようとするためである。
【０１１２】
この設定では、ピークのサイズは、右のイヤカップが取り外される場合と比べて、左のイヤカップが取り外されるときとは、一般に異なる。例えば、図４において、左のイヤカップが取り外され、マイクロフォンの音声レベルが残りのイヤカップの音声レベルより低くなると仮定された場合、ピークは大きくなる。なぜなら、適応的フィルタ４０１の入力は、所望の信号と比べて低いためである。右のイヤカップが取り外され、右のイヤカップの音声レベル（適応的フィルタについて所望される信号）が左のイヤカップ（適応的フィルタ４０１の入力信号）と比較して低いと仮定される反対のケースでは、ピークは小さくなる。この非対称性は、図５に示されるように、異なる減算ポイントによる同じ長さの２つの適応的フィルタを効果的に用いることによって解決することが可能である。
【０１１３】
図５は、第１適応的フィルタ４０１と第２適応的フィルタ５０１とを有する構成５００を示す。
【０１１４】
この設定では、ピークのサイズは、右のイヤカップが取り外されるケースと比較して、左のイヤカップが取り外されるとき、一般に異なるものとなる。例えば、図４において、左のイヤカップが取り外され、マイクロフォンの音声レベルが残りのイヤカップの音声レベルより低いと仮定された場合、ピークは大きくなる。なぜなら、適応的フィルタ４０１の入力は所望の信号と比較して低くなるためである。右のイヤカップが取り外され、右のイヤカップの音声レベル（適応的フィルタ４０１に対する所望される信号）が左のイヤカップ（適応的フィルタの入力信号）と比較して低いと仮定される反対のケースでは、ピークは小さくなる。
【０１１５】
図５に示されるような異なる減算ポイントによる同じ長さの２つの適応的フィルタ４０１，５０１を利用することは、この非対称性を解決することができる。
【０１１６】
１つの合成されたインパルスレスポンスが、
【０１１７】
【数４】
2009530950.tif 000021
として各インパルスレスポンスｈｕ１ｕ２（ｎ）とｈｕ２ｕ１（ｎ）から求められる。
【０１１８】
この式では、Ｎは奇数であり、ｎは０からＮ−１までの範囲内である。イヤカップの取り外しの検出と、左の又は右のイヤカップが取り外されたかの検出は、単一の適応的フィルタのケースと同様であるが、左右のイヤカップの取り外しの状況はここでは同じである。
【０１１９】
図６を参照して、本発明による処理装置６００の実施例が説明される。
【０１２０】
上述された特徴に加えて、検出ユニット６０１ａが設けられる。さらに、異なるイヤカップ状態に関連する番号“１”，“２”及び“３”が使用される。番号“１”は両方のイヤカップが装着されていることを示し、番号“２”は左のイヤカップが取り外されていることを示し、番号“３”は右のイヤカップが取り外されていることを示すかもしれない。
【０１２１】
データ処理装置６００は、単一の適応的フィルタ４０１を用いたアルゴリズムの一例である。
【０１２２】
図７のデータ処理装置７００は、２つの適応的フィルタ４０１，５０１が実装される実施例を示す。
【０１２３】
両方のケースにおいて、すなわち、図６と図７において、両方のイヤカップが耳にあるか（モード１）、左のイヤカップが取り外されたか（モード２）又は右のイヤカップが取り外されたか（モード３）を示すフィルタ係数が検出ユニット６０１ａに送信される。この場合、ビーム形成は装着情報（ＷＩ）に依存する。イヤカップが取り外されなかった場合、スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３及びＳ４はポジション１にあり、ビームフォーマ３０１ａは完全な動作状態である。左の又は右のイヤカップが取り外されたと検出された場合、他方のイヤカップの信号がポストプロセッサ３０２に直接供給され、この場合、定常雑音抑制のみが行われる（すなわち、｜Ｙ（ｆ）｜を計算するための上記式では、γ２χ（ｆ）｜Ｘ１（ｆ）｜の項は０となる）。ユーザが偶然に左と右のイヤカップを交換した場合、パフォーマンスは変わらない。
【０１２４】
図６及び７の実施例の適用分野は、例えば、音声通信に用いられるステレオヘッドフォンアプリケーションである。
【０１２５】
“有する”という動詞とその派生語は他の要素又は特徴を排除するものでなく、“ある”という冠詞は複数を排除するものでないことに留意すべきである。異なる実施例に関して説明された要素は合成されるかもしれない。
【０１２６】
また、請求項における参照符号は請求項の範囲を限定するものとして解釈されるべきでないことに留意すべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】図１は、本発明によるウェアラブル装置の実施例を示す。
【図２】図２は、本発明によるデータ処理装置の実施例を示す。
【図３】図３は、２マイクロフォンノイズ抑制システムのブロック図である。
【図４】図４は、本発明の実施例によるイヤカップの取り外しを検出する単一の適応的フィルタを示す。
【図５】図５は、本発明の実施例によるイヤカップの取り外しを検出する２つの適応的フィルタを有する構成を示す。
【図６】図６は、本発明の実施例によるイヤカップの取り外しを検出する単一の適応的フィルタを有するノイズ抑制手段を示す。
【図７】図７は、本発明の実施例によるイヤカップの取り外しを検出する２つの適応的フィルタを有するノイズ抑制手段を示す。
【国際調査報告】
2009530950.tif 000022
2009530950.tif 000023
2009530950.tif 000024