(57)【要約】音響ノイズの存在の下で所望の信号を検出し処理する通信システムおよび方法を提供する。開示する通信システムは、携帯ハンドセットおよびヘッドセット・デバイス双方を含み、多数のマイクロフォン構成を用いて環境の音響信号を受信する。マイクロフォン構成は、例えば、２つの単一指向性マイクロフォンを含む二マイクロフォン・アレイ、および１つの単一指向性マイクロフォンと１つの無指向性マイクロフォンとを含む二マイクロフォン・アレイを含む。また、通信システムは、人の発声活動の情報を提供する発声活動検出（ＶＡＤ）デバイスも含む。通信システムのコンポーネントは、音響信号および発声活動信号を受信し、これらに応答して、発声活動信号のデータから制御信号を自動的に発生する。通信システムのコンポーネントは、制御信号を用いて、音響信号の周波数サブバンドのデータに適した脱ノイズ方法を自動的に選択する。選択した脱ノイズ方法を音響信号に適用し、音響信号が音声（１０１）およびノイズ（１０２）を含むときに、脱ノイズ音響信号を発生する。
2005522078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システムであって、
人の発声活動の情報を含む発声活動信号を受信し、前記発声活動信号の情報を用いて自動的に制御信号を発生する発声検出サブシステムと、
前記発声検出サブシステムに結合されている脱ノイズ・サブシステムであって、当該脱ノイズ・サブシステムのコンポーネントに環境の音響信号を供給するように結合されているマイクロフォンを含み、該マイクロフォンの構成が、ある距離だけ分離され、各マイクロフォンの空間応答曲線の最大値間にある角度を有する２つの単一指向性マイクロフォンを含み、前記脱ノイズ・サブシステムのコンポーネントは、前記制御信号を用いて、前記音響信号の少なくとも１つの周波数サブバンドのデータに適した少なくとも１つの脱ノイズ方法を自動的に選択し、前記選択した脱ノイズ方法を用いて前記音響信号を処理して、脱ノイズ音響信号を発生し、前記脱ノイズ方法が、前記音響信号のノイズに関連するノイズ波形推定値を発生し、前記音響信号が音声およびノイズを含むときに、前記音響信号から前記ノイズ波形推定値を減算することを含む、脱ノイズ・サブシステムと、
を備えている、通信システム。
【請求項２】
請求項１記載のシステムにおいて、前記距離は、約０から１５センチメートルの範囲である、システム。
【請求項３】
請求項１記載のシステムにおいて、前記角度は、約０から１８０度の範囲である、システム。
【請求項４】
請求項１記載のシステムにおいて、前記発声検出サブシステムは、更に、
前記発生活動信号を受信する少なくとも１つのアンテナを含む少なくとも１つの言語電磁マイクロパワー・センサ（ＧＥＭＳ）と、
前記ＧＥＭＳ発声活動信号を処理し、前記制御信号を発生する少なくとも１つの発声活動検出（ＶＡＤ）アルゴリズムと、
を備えている、システム。
【請求項５】
請求項１記載のシステムにおいて、前記発声検出サブシステムは、更に、
ユーザの皮膚に接触し、前記発声活動信号を受ける少なくとも１つの加速度計センサと、
前記加速度計センサの発声活動信号を処理し、前記制御信号を発生する少なくとも１つの発声活動検出（ＶＡＤ）アルゴリズムと、
を備えている、システム。
【請求項６】
請求項１記載のシステムにおいて、前記発声検出サブシステムは、更に、
ユーザの皮膚と接触し、前記発声活動信号を受ける少なくとも１つの皮膚表面マイクロフォン・センサと、
前記皮膚表面マイクロフォン・センサの発声活動信号を処理し、前記制御信号を発生する少なくとも１つの発生活動検出（ＶＡＤ）アルゴリズムと、
を備えている、システム。
【請求項７】
請求項１記載のシステムにおいて、前記発声検出サブシステムは、前記マイクロフォンとの結合により発声活動信号を受信する、システム。
【請求項８】
請求項１記載のシステムにおいて、前記発声活動検出サブシステムは、更に、
ある距離だけ分離され、各々の空間応答曲線の最大値間にある角度を有する２つの単一指向性マイクロフォンであって、前記距離が約０から１５センチメートルの範囲であり、前記角度が約０から１８０度の範囲である、２つの単一指向性マイクロフォンと、
前記発声活動信号を処理し、前記制御信号を発生する少なくとも１つの発声活動検出（ＶＡＤ）アルゴリズムと、
を備えている、システム。
【請求項９】
請求項１記載のシステムにおいて、前記発声検出サブシステムは、更に、前記発声活動信号を発生する少なくとも１つの手動活性化発声活動検出器（ＶＡＤ）を備えている、システム。
【請求項１０】
請求項１記載のシステムであって、更に、前記マイクロフォンを含む携帯ハンドセットを含み、該携帯ハンドセットが、セルラ電話機、衛星電話機、携帯電話機、ワイヤライン電話機、インターネット電話機、ワイヤレス・トランシーバ、ワイヤレス通信無線機、パーソナル・ディジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、およびパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）の内少なくとも１つを含む、システム。
【請求項１１】
請求項１０記載のシステムにおいて、前記携帯ハンドセットは、前記発声検出サブシステムおよび前記脱ノイズ・サブシステムの内少なくとも１つを含む、システム。
【請求項１２】
請求項１記載のシステムであって、更に、少なくとも１つのスピーカ・デバイスと共に前記マイクロフォンを含む携帯ヘッドセットを含む、システム。
【請求項１３】
請求項１２記載のシステムにおいて、前記携帯ヘッドセットは、セルラ電話機、衛星電話機、携帯電話機、ワイヤライン電話機、インターネット電話機、ワイヤレス・トランシーバ、ワイヤレス通信無線機、パーソナル・ディジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、およびパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）の中から選択した少なくとも１つの通信デバイスに結合する、システム。
【請求項１４】
請求項１３記載のシステムにおいて、前記携帯ヘッドセットは、ワイヤレス結合、ワイヤード結合、ならびにワイヤレスおよびワイヤード結合の組み合わせの内少なくとも１つを用いて、前記通信デバイスに結合する、システム。
【請求項１５】
請求項１３記載のシステムにおいて、前記通信デバイスは、前記発声検出サブシステムおよび前記脱ノイズ・サブシステムの内少なくとも１つを含む、システム。
【請求項１６】
請求項１２記載のシステムにおいて、前記携帯ヘッドセットは、前記発声検出サブシステムおよび前記脱ノイズ・サブシステムの内少なくとも１つを含む、システム。
【請求項１７】
請求項１２記載のシステムにおいて、前記携帯ヘッドセットは、セルラ電話機、衛星電話機、携帯電話機、ワイヤライン電話機、インターネット電話機、ワイヤレス・トランシーバ、ワイヤレス通信無線機、パーソナル・ディジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、およびパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）の中から選択した携帯通信デバイスである、システム。
【請求項１８】
通信システムであって、
人の発声活動の情報を含む発声活動信号を受信し、該発声活動信号の情報を用いて制御信号を自動的に発生する発声検出サブシステムと、
前記発声検出サブシステムに結合されている脱ノイズ・サブシステムであって、該脱ノイズ・サブシステムは、環境の音響信号を前記脱ノイズ・サブシステムのコンポーネントに供給するように結合されているマイクロフォンを含み、該マイクロフォンの構成が、ある距離だけ分離された無指向性マイクロフォンおよび単一指向性マイクロフォンを含み、前記脱ノイズ・サブシステムのコンポーネントは、前記制御信号を用いて、前記音響信号の少なくとも１つの周波数サブバンドのデータに適した少なくとも１つの脱ノイズ方法を自動的に選択し、該選択した脱ノイズ方法を用いて前記音響信号を処理して脱ノイズ音響信号を発生し、前記脱ノイズ方法が、前記音響信号のノイズに関連するノイズ波形推定値を発生し、前記音響信号が音声とノイズとを含むときに、前記ノイズ波形推定値を前記音響信号から減算することを含む、脱ノイズ・サブシステムと、
を備えている通信システム。
【請求項１９】
請求項１８記載のシステムにおいて、前記距離は、約０から１５センチメートルの範囲である、システム。
【請求項２０】
請求項１８記載のシステムにおいて、前記無指向性マイクロフォンは、少なくとも１つの音声信号源からの信号を取り込むように配向され、前記単一指向性マイクロフォンは、少なくとも１つのノイズ信号源からの信号を取り込むように配向されており、前記音声信号源と前記単一指向性マイクロフォンの空間応答曲線の最大値との間の角度が、約４５から１８０度の範囲である、システム。
【請求項２１】
請求項１８記載のシステムにおいて、前記発声検出サブシステムは、更に、
前記発生活動信号を受信する少なくとも１つのアンテナを含む少なくとも１つの言語電磁マイクロパワー・センサ（ＧＥＭＳ）と、
前記ＧＥＭＳ発声活動信号を処理し、前記制御信号を発生する少なくとも１つの発声活動検出（ＶＡＤ）アルゴリズムと、
を備えている、システム。
【請求項２２】
請求項１８記載のシステムにおいて、前記発声検出サブシステムは、更に、
ユーザの皮膚に接触し、前記発声活動信号を受ける少なくとも１つの加速度計センサと、
前記加速度計センサの発声活動信号を処理し、前記制御信号を発生する少なくとも１つの発声活動検出（ＶＡＤ）アルゴリズムと、
を備えている、システム。
【請求項２３】
請求項１８記載のシステムにおいて、前記発声検出サブシステムは、更に、
ユーザの皮膚と接触し、前記発声活動信号を受ける少なくとも１つの皮膚表面マイクロフォン・センサと、
前記皮膚表面マイクロフォン・センサの発声活動信号を処理し、前記制御信号を発生する少なくとも１つの発生活動検出（ＶＡＤ）アルゴリズムと、
を備えている、システム。
【請求項２４】
請求項１８記載のシステムにおいて、前記発声検出サブシステムは、更に、
ある距離だけ分離され、各々の空間応答曲線の最大値間にある角度を有する２つの単一指向性マイクロフォンであって、前記距離が約０から１５センチメートルの範囲であり、前記角度が約０から１８０度の範囲である、２つの単一指向性マイクロフォンと、
前記発声活動信号を処理し、前記制御信号を発生する少なくとも１つの発声活動検出（ＶＡＤ）アルゴリズムと、
を備えている、システム。
【請求項２５】
請求項１８記載のシステムにおいて、前記発声検出サブシステムは、更に、前記発声活動信号を発生する少なくとも１つの手動活性化発声活動検出器（ＶＡＤ）を備えている、システム。
【請求項２６】
請求項１８記載のシステムであって、更に、マイクロフォンを含む携帯ハンドセットを含み、該携帯ハンドセットが、セルラ電話機、衛星電話機、携帯電話機、ワイヤライン電話機、インターネット電話機、ワイヤレス・トランシーバ、ワイヤレス通信無線機、パーソナル・ディジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、およびパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）の内少なくとも１つを含む、システム。
【請求項２７】
請求項２６記載のシステムにおいて、前記携帯ハンドセットは、発声検出サブシステムおよび脱ノイズ・サブシステムの内少なくとも１つを含む、システム。
【請求項２８】
請求項１８記載のシステムであって、更に、少なくとも１つのスピーカ・デバイスと共に前記マイクロフォンを含む携帯ヘッドセットを含む、システム。
【請求項２９】
請求項２８記載のシステムにおいて、前記携帯ヘッドセットは、セルラ電話機、衛星電話機、携帯電話機、ワイヤライン電話機、インターネット電話機、ワイヤレス・トランシーバ、ワイヤレス通信無線機、パーソナル・ディジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、およびパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）の中から選択した少なくとも１つの通信デバイスに結合する、システム。
【請求項３０】
請求項２９記載のシステムにおいて、前記携帯ヘッドセットは、ワイヤレス結合、ワイヤード結合、ならびにワイヤレスおよびワイヤード結合の組み合わせの内少なくとも１つを用いて、前記通信デバイスに結合する、システム。
【請求項３１】
請求項２９記載のシステムにおいて、前記通信デバイスは、前記発声検出サブシステムおよび前記脱ノイズ・サブシステムの内少なくとも１つを含む、システム。
【請求項３２】
請求項２８記載のシステムにおいて、前記携帯ヘッドセットは、前記発声検出サブシステムおよび前記脱ノイズ・サブシステムの内少なくとも１つを含む、システム。
【請求項３３】
請求項２８記載のシステムにおいて、前記携帯ヘッドセットは、セルラ電話機、衛星電話機、携帯電話機、ワイヤライン電話機、インターネット電話機、ワイヤレス・トランシーバ、ワイヤレス通信無線機、パーソナル・ディジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、およびパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）の中から選択した携帯通信デバイスである、システム。
【請求項３４】
通信システムであって、
ネットワーク通信に用いるための少なくとも１つのトランシーバと、
人の発声活動の情報を含む発声活動信号を受信し、前記発声活動信号の情報を用いて自動的に制御信号を発生する発声検出サブシステムと、
前記発声検出サブシステムに結合されている脱ノイズ・サブシステムであって、当該脱ノイズ・サブシステムのコンポーネントに環境の音響信号を供給するように結合されているマイクロフォンを含み、該マイクロフォンの構成が、ある距離だけ分離され、各マイクロフォンの空間応答曲線の最大値間にある角度を有する第１マイクロフォンと第２マイクロフォンとを含み、前記脱ノイズ・サブシステムのコンポーネントは、前記制御信号を用いて、前記音響信号の少なくとも１つの周波数サブバンドのデータに適した少なくとも１つの脱ノイズ方法を自動的に選択し、前記選択した脱ノイズ方法を用いて前記音響信号を処理して脱ノイズ音響信号を発生し、前記脱ノイズ方法が、前記音響信号のノイズに関連するノイズ波形推定値を発生し、前記音響信号が音声およびノイズを含むときに、前記音響信号から前記ノイズ波形推定値を減算することを含む、脱ノイズ・サブシステムと、
を備えている、通信システム。
【請求項３５】
請求項３４記載のシステムにおいて、前記第１および第２マイクロフォンの各々は、単一指向性マイクロフォンであり、前記距離は約０から１５センチメートルの範囲であり、前記角度は、約０から１８０度の範囲である、システム。
【請求項３６】
請求項３４記載の方法において、前記第１マイクロフォンは無指向性マイクロフォンであり、前記第２マイクロフォンは単一指向性マイクロフォンであり、前記第１マイクロフォンを、少なくとも１つの音声信号源からの信号を取り込むように配向し、前記第２マイクロフォンを、少なくとも１つのノイズ信号源からの信号を取り込むように配向し、前記音声信号源と前記第２マイクロフォンの空間応答曲線の最大値との間の角度が約４５から１８０度の範囲である、システム。
【請求項３７】
請求項３４記載のシステムにおいて、前記トランシーバは、前記第１および第２マイクロフォンを含む、システム。
【請求項３８】
請求項３４記載のシステムにおいて、前記トランシーバは、前記通信ネットワークとユーザとの間でハンドセットを介して情報を結合する、システム。
【請求項３９】
請求項３８記載のシステムにおいて、前記ヘッドセットは、前記第１および第２マイクロフォンを含む、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示する実施形態は、音響ノイズの存在の下で所望の信号を検出し処理するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願は、２００２年３月２７日出願のMICROPHONE AND VOICE ACTIVITY DETECTION (PVAD) CONFIGURATION FOR USE WITH PORTABLE COMMUNICATION SYSTEMS（携帯通信システムと共に用いるためのマイクロフォンおよび発声活動検出（ＶＡＤ）構成）と題する米国特許出願第６０／３６８，２０９号の優先権を主張する。これは、現在係属中である。
【０００３】
更に、本願は、以下の米国特許出願に関連がある。
２００１年７月１２日出願のMETHOD AND APPARATUS FOR REMOVING NOISE FROM ELECTRONIC SIGNALS（電子信号からノイズを除去する方法および装置）と題する米国特許出願第０９／９０５，３６１号、
２００２年５月３０日出願のDETECTING VOICED AND UNVOICED SPEECH USING BOTH ACOUSTIC AND NONACOUSTIC SENSORS（音響および非音響センサを用いた有声および無声音声の検出）と題する米国特許出願第１０／１５９，７７０号、
２００２年１１月２１日出願のMETHOD AND APPARATUS FOR REMOVING NOISE FROM ELECTRONIC SIGNALS（電子信号からノイズを除去する方法および装置）と題する米国特許出願第１０／３１０，２３７号、および
２００３年３月５日出願のVOICE ACTIVITY DETECTION (VAD) DEVICES AND METHODS FOR USE WITH NOISE SUPPRESSION SYSTEMS（ノイズ抑制システムと共に用いる発声活動検出（ＶＡＤ）デバイスおよび方法）と題する米国特許出願第１０／３８３，１６２号。
【０００４】
長年の間に多くのノイズ抑制アルゴリズムおよび技法が開発されてきている。今日音声通信システムに用いられているノイズ抑制システムの殆どは、単一マイクロフォン・スペクトル減算技法を基礎としている。これは、１９７０年台に最初に開発され、例えば、S.F.Bollの"Suppression of Acoustic Noise in Speech using Spectral Subtraction" （スペクトル減法を用いた音声における音響ノイズの抑制）、IEEE Trans. on ASSP, pp. 113-120, 1979に記載されている。これらの技法は、年を経るにしたがって洗練されていったが、動作の基本的な原理は同じままである。例えば、McLaughlin, et al.の米国特許第５，６８７，２４３号、およびVilmur , et al.の米国特許第４，８１１，４０４号を参照のこと。概して言えば、これらの技法は、単一マイクロフォンの発声活動検出器（ＶＡＤ）を利用して、背景ノイズ特性を判定する。ここで、「発声」とは、一般に、人の有声音声(voiced speech)、無声音声(unvoiced speech)、または有声および無声音声の組み合わせを含むものと理解されている。
【０００５】
ＶＡＤは、ディジタル・セルラ・システムにおいても用いられている。このような使用の一例として、Ashleyの米国特許第６，４５３，２９１号を参照のこと。この特許には、ディジタル・セルラ・システムのフロント・エンドに適したＶＡＤの構成が記載されている。更に、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システムの中には、ＶＡＤを利用して、用いる有効無線スペクトルを極力減らすことによって、システム容量を増大を図ったものもある。また、汎ヨーロッパ・ディジタル移動通信システム（ＧＳＭ）システムは、同一チャネル干渉を低減し、更にクライアント即ち加入者デバイスにおけるバッテリ消費を低減するために、ＶＡＤを含むことができる。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５，６８７，２４３号
【特許文献２】米国特許第４，８１１，４０４号
【特許文献３】米国特許第６，４５３，２９１号
【非特許文献１】S.F.Bollの"Suppression of Acoustic Noise in Speech using Spectral Subtraction" （スペクトル減法を用いた音声における音響ノイズの抑制）、IEEE Trans. on ASSP, pp. 113-120, 1979
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これら典型的な単一マイクロフォンＶＡＤシステムでは、分析を行う際に典型的な信号処理技法が用いられており、単一のマイクロフォンが受信する音響情報の分析の結果として、能力が著しく制限されている。即ち、これら単一マイクロフォンＶＡＤの性能の限界は、信号対ノイズ比（ＳＮＲ）が低い信号を処理するとき、および背景ノイズが素早く変化する場合の設定において、顕在化する。このため、これら単一マイクロフォンＶＡＤを用いたノイズ抑制システムにおいても、同様の限界が見られる。
【０００８】
これら典型的な単一マイクロフォンＶＡＤシステムの多くの限界は、カリフォルニア州カリフォルニア州、サンフランシスコのＡｌｉｐｈａ社(http://www.aliph.com)によるパスファインダ・ノイズ抑制システムの導入により克服された。これについては、関連出願に詳しく記載されている。パスファインダ・ノイズ抑制システムは、様々な重要な面で典型的なノイズ・キャンセレーション・システムとは異なっている。例えば、これは精度の高い有声活動検出（ＶＡＤ）信号を２つ以上のマイクロフォンと共に用い、マイクロフォンは、ノイズ信号および音声信号双方の混合を検出する。一方、パスファインダ・ノイズ抑制システムは、多数の通信システムおよび信号処理システムと共に用いることができ、更にこれらと統合することができるので、種々のデバイスおよび／または方法を用いてＶＡＤ信号を供給することができる。更に、多数の種類のマイクロフォンおよび構成も、音響信号情報をパスファインダ・システムに供給するために用いることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
図面において、同じ参照番号は、同一または実質的に同様のエレメントまたは動作を特定する。いずれの特定のエレメントまたは動作の論述でも容易に識別するために、参照番号における１つまたは複数の最上位桁は、当該エレメントを最初に紹介した図面の番号を示す（例えば、エレメント１０５は、最初に図１において紹介し、これに関して論じている）。
【００１０】
この中で用いている見出しは、便宜上に過ぎず、特許請求する発明の範囲や意味に必ずしも関与する訳ではない。以下の記載では、本発明の実施形態の完全な理解および実施可能な説明のために具体的な詳細を規定する。しかしながら、本発明はこれらの詳細がなくとも実施可能であることを当業者は理解するであろう。他の場合では、周知の構造および機能は、本発明の実施形態の説明を不必要に曖昧にするのを避けるために、詳細に示すことも記載することもしていない。
【００１１】
以下に、環境の音響信号を受信する種々のマイクロフォン構成を用いた、ハンドセットおよびヘッドセットを含む、多数の通信システムについて記載する。マイクロフォンの構成は、例えば、２つの単一指向性マイクロフォンを含む二マイクロフォン・アレイ、および１つの単一指向性マイクロフォンと１つの無指向性マイクロフォンとを含む二マイクロフォン・アレイを含むが、そのように限定される訳ではない。通信システムは、人の発声活動の情報を含む発声活動信号を供給する発声活動検出（ＶＡＤ）デバイスも含むことができる。通信システムのコンポーネントは、音響信号および発声活動信号を受信し、それに応答して自動的に発声活動信号から制御信号を発生する。通信システムのコンポーネントは、制御信号を用いて、音響信号の周波数サブバンドのデータに適した脱ノイズ方法を選択する。選択した脱ノイズ方法を音響信号に適用し、音響信号が音声およびノイズを含む場合に、脱ノイズ音響信号を発生する。
【００１２】
パスファインダ・ノイズ抑制システムと共に用いるためのマイクロフォン構成が多数以下に記載されている。したがって、各構成は、パスファインダ・システムとの関連において、通信デバイスにおけるノイズ送信を低減するための使用方法と共に、詳細に説明する。パスファインダ・ノイズ抑制システムについて言及する場合、ノイズ波形を推定しそれを信号から除去するノイズ抑制システムや、信頼性高い動作のために開示するマイクロフォン構成やＶＡＤ情報を用いるまたは用いることができるノイズ抑制システムもその言及に含まれることを、忘れてはならない。パスファインダは、単に、所望の音声信号をノイズと共に有する信号に対して動作するシステムの一実現例であり、便宜的に引用したに過ぎない。したがって、これら物理的マイクロフォン構成の使用は、通信、音声認識、ならびに用途および／またはデバイスの発声特徴制御というような用途も含むが、これらに限定される訳ではない。
【００１３】
「音声」(speech)または「発声」(voice)という用語は、ここで用いる場合、一般に、有声音声、無声音声、および／または有声と無声音声の混合を意味する。無声音声および有声音声は、必要なときには区別する。しかしながら、「音声信号」または「音声」は、ノイズの逆として用いる場合、単に信号の所望な部分を意味し、必ずしも人の音声である必要はない。例えば、これは、音楽や、他の何らかの種類の所望の音響情報とすることができる。図面において用いる場合、「音声」は、人の音声、音楽に関係なく、あらゆる対象信号、または聞きたいと思われているその他のあらゆる信号を意味する意図がある。
【００１４】
同様に、「ノイズ」は、所望の音声信号を歪ませるまたは理解を一層困難にする、不要の音響情報のことを言う。「ノイズ抑制」という用語は、一般に、電子信号におけるノイズを低減または除去するためのあらゆる方法を記述する。
【００１５】
更に、「ＶＡＤ」という用語は、一般に、ベクトルまたはアレイ信号、データ、あるいはディジタルまたはアナログ・ドメインにおける音声の発生を何らかの態様で表す情報として定義する。ＶＡＤ情報の一般的な表現は、対応する音響信号と同じレートでサンプルした１ビット・ディジタル信号であり、０の値が、対応する時間サンプル中に音声が発生しなかったことを表し、１の値は、対応する時間サンプル中に音声が発生したことを示す。ここに記載する実施形態は一般にディジタル・ドメインにおいて説明するが、その説明はアナログ・ドメインでも有効である。
【００１６】
「パスファインダ」という用語は、特に指定しない限り、２つ以上のマイクロフォン、ＶＡＤデバイスおよびアルゴリズムを用い、信号内においてノイズを推定し、その信号からノイズを減算する、あらゆる脱ノイズ・システムを示す。Ａｌｉｐｈ社のパスファインダ・システムは、単にこの種の脱ノイズ・システムの便利な引用に過ぎないが、前述の定義を超える能力を有する。場合によっては（図８および図９に記載するマイクロフォン・アレイ等）、Ａｌｉｐｈ社のパスファインダ・システムの「最大能力」即ち「完全バージョン」を用いることもあり（ノイズ・マイクロフォンに大量の音声エネルギがある場合等）、これらの事例は文書の中で挙げることにする。「最大能力」とは、信号からノイズを消去する際におけるパスファインダ・システムによるＨ１（ｚ）およびＨ２（ｚ）双方の使用を示す。特に指定しない限り、Ｈ１（ｚ）を用いて信号のノイズを消去すると仮定する。
【００１７】
パスファインダ・システムは、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）に基づく音響ノイズ抑制およびエコー・キャンセレーション・システムである。パスファインダ・システムは、音声処理システムのフロント・エンドに結合することができ、ＶＡＤ情報および受信した音響情報を用いて、所望の音響信号におけるノイズを低減または排除する。その際、ノイズ波形を推定し、音声およびノイズ双方を含む信号からそれを減算する。パスファインダ・システムについては、以下で更に詳しく、そして関連する用途において説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、一実施形態の下における、パスファインダ・ノイズ抑制システム１０５およびＶＡＤシステム１０６を含む、信号処理システム１００のブロック図である。信号処理システム１００は、２つのマイクロフォンＭＩＣ１  １０３およびＭＩＣ２  １０４を含み、これらは、少なくとも１つの音声信号源１０１および少なくとも１つのノイズ源１０２からの信号または情報を受信する。音声信号源１０１からＭＩＣ１までのパスｓ（ｎ）、およびノイズ源１０２からＭＩＣ２までのパスｎ（ｎ）は１つとみなす。更に、Ｈ１（ｚ）は、ノイズ源１０２２からＭＩＣ１までのパスを表し、Ｈ２（ｚ）は、音声信号源１０１からＭＩＣ２までのパスを表す。
【００１９】
信号処理システム１００のコンポーネント、例えば、ノイズ除去システム１０５は、マイクロフォンＭＩＣ１およびＭＩＣ２に、ワイヤレス結合、ワイヤード結合、および／またはワイヤレスとワイヤード結合の組み合わせを介して結合する。同様に、ＶＡＤシステム１０６は、ノイズ除去システム１０５のような信号処理システム１００のコンポーネントに、ワイヤレス結合、ワイヤード結合、および／またはワイヤレスとワイヤード結合の組み合わせを介して結合する。一例として、以下にＶＡＤシステム１０６のコンポーネントとして記載するＶＡＤデバイスおよびマイクロフォンは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈワイヤレス仕様に準拠し、信号処理システムの他のコンポーネントとワイヤレス通信を行うことができるが、そのように限定される訳ではない。
【００２０】
図１Ａは、一実施形態において、ＶＡＤに関連する信号を受信し処理する際に用いるハードウェアを含み、具体的なマイクロフォン構成を利用する、ノイズ抑制／通信システムのブロック図である。図１Ａを参照すると、以下に記載する実施形態の各々は、特定の構成１１０とした少なくとも２つのマイクロフォンと、発声活動検出（ＶＡＤ）システム１３０とを含む。発声活動検出（ＶＡＤ）システム１３０は、関連する用途で述べるように、ＶＡＤデバイス１４０およびＶＡＤアルゴリズム１５０双方を含む。尚、実施形態の中には、マイクロフォン構成１１０およびＶＡＤデバイス１４０が同じ物理ハードウェアを組み込む場合もあるが、これらはそのように限定される訳ではない。マイクロフォン１１０およびＶＡＤ１３０双方は、パスファインダ・ノイズ抑制システム１２０に情報を入力し、パスファインダ・ノイズ抑制システム１２０は、受けた情報を用いて、マイクロフォンにおける情報からノイズを消去し、通信デバイス１７０に脱ノイズ音声１６０を出力する。
【００２１】
通信デバイス１７０は、ハンドセットおよびヘッドセット通信デバイス双方を含むが、そのように限定される訳ではない。ハンドセットまたはハンドセット通信デバイスは、限定ではないが、携帯通信デバイスを含む。携帯通信デバイスは、マイクロフォン、スピーカ、通信電子回路および電子トランシーバを含み、セルラ電話機、携帯即ち移動電話機、衛星電話機、ワイヤライン電話機(wireline telephone)、インターネット電話機、ワイヤレス・トランシーバ、ワイヤレス通信無線機、パーソナル・ディジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、およびパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）等がある。
【００２２】
ヘッドセットまたはヘッドセット通信デバイスは、マイクロフォンおよびスピーカを含み、一般に身体に取付および／または装着する、自立デバイスを含むが、これらに限定される訳ではない。ヘッドセットは、多くの場合、ハンドセットとの結合を介して、ハンドセットと共に機能し、この場合、結合は、ワイヤード、ワイヤレス、またはワイヤードおよびワイヤレス結合の組み合わせとすることができる。しかしながら、ヘッドセットは、通信ネットワークのコンポーネントとは独立して通信することもできる。
【００２３】
ＶＡＤデバイス１４０は、加速度計、皮膚表面マイクロフォン（ＳＳＭ：skin surface microphone）、および電磁デバイスを、関連するソフトウェア即ちアルゴリズムと共に含むが、これらに限定される訳ではない。更に、ＶＡＤデバイス１４０は、音響マイクロフォンを、関連するソフトウェアとともに含む。ＶＡＤデバイスおよび関連するソフトウェアについては、２００３年３月５日出願のVOICE ACTIVITY DETECTION (VAD) DEVICES AND METHODS FOR USE WITH NOISE SUPPRESSION SYSTEMS（ノイズ抑制システムと共に用いるための発声活動検出（ＶＡＤ）デバイスおよび方法）と題する米国特許出願第１０／３８３，１６２号に記載されている。
【００２４】
各ハンドセット／ヘッドセットの設計について以下に説明する構成は、マイクロフォンの位置および配向、ならびに信頼性のあるＶＡＤ信号を得るために用いる方法を含む。他の全てのコンポーネント（ヘッドセットおよびスピーカ用のスピーカおよびハンドセット用の取付ハードウェア、ボタン、プラグ、物理的ハードウェア等）は、パスファインダ・ノイズ抑制アルゴリズムの動作にとっては重要でなく、単一指向性マイクロフォンのハンドセットまたはヘッドセット内への取付を除いて、詳細には論じない。取付について記載するのは、指向性マイクロフォンの適正な通気(ventilation)についての情報を提供するためである。技術的現状に精通している者は、本願における配置および配向の情報が与えられれば、単一指向性マイクロフォンを正しく取り付けることは難しくはないであろう。
【００２５】
更に、以下に記載するヘッドセットの結合方法（物理的または電磁的またはそれ以外のいずれか）も重要でない。ここに記載するヘッドセットは、あらゆる種類の結合でも動作するので、これらについては本開示では特定しない。最後に、マイクロフォン構成１１０およびＶＡＤ１３０は独立しているので、ＶＡＤおよびマイクロフォン構成に同じマイクロフォンを用いることを望まなければ、いずれのマイクロフォン構成でも、いずれのＶＡＤデバイス／方法とでも動作することができる。この場合、ＶＡＤは、マイクロフォン構成に対して何らかの要件を求める可能性がある。これらの例外については、文中において注記する。
【００２６】
マイクロフォン構成
パスファインダ・システムは、特定のマイクロフォン形式（単一指向性の量を含む、無指向性または単一指向性）およびマイクロフォン配向を用いるが、所与の形式の個々のマイクロフォンの応答の典型的な分布には敏感でない。したがって、マイクロフォンは、周波数応答に関して一致する必要はなく、特に高感度であったり高価である必要もない。実際、ここに記載する構成は、安価な市販のマイクロフォンを用いて構築したのであるが、非常に有効であることが証明されている。検討の一助として、パスファインダの設定を図１に示し、以下および関連する用途において詳細に説明する。パスファインダ・システムにおけるマイクロフォンの相対的な配置および配向についてここで説明する。ノイズ・マイクロフォン内には音声信号があり得ないことを指定する伝統的な適応ノイズ・キャンセレーション（ＡＮＣ）とは異なり、パスファインダ・システムは、音声信号が双方のマイクロフォンに存在してもよく、これは、以下の章における構成を用いる限り、マイクロフォンを互いに非常に近づけて配置できることを意味する。以下に、パスファインダ・ノイズ抑制システムを実施するために用いるマイクロフォン構成を説明する。
【００２７】
今日多数の異なる種類のマイクロフォンが用いられているが、概して言えば、２つの主な分類、即ち、無指向性（ここでは「ＯＭＮＩマイクロフォン」または「ＯＭＮＩ」と呼ぶ）および単一指向性（ここでは「ＵＮＩマイクロフォン」または「ＵＮＩ」と呼ぶ）がある。ＯＭＮＩマイクロフォンは、相対的音響信号定位に関して空間応答が比較的一定であるという特徴があり、ＵＮＩマイクロフォンは、応答が音響源およびマイクロフォンの相対的な配向に関して変動するという特徴がある。即ち、ＵＮＩマイクロフォンは、通常、マイクロフォンの背後および両側では応答性が低くなるように設計されているので、マイクロフォンの前方からの信号が、両側および後方からの信号と比較して強調される。
【００２８】
ＵＮＩマイクロフォンには数種類あり（一方ＯＭＮＩには事実上１種類しかない）、これらの種類は、マイクロフォンの空間応答によって区別されている。図２は、異なる種類のマイクロフォン、および関連する空間応答を記述した表である（Shure microphone companyのウェブ・サイト、http://www.shure.comより）。カルディオイドおよびスーパーカルディオイド単一指向性マイクロフォンは双方とも、ここに記載する実施形態では正しく動作するが、ハイパーカルディオイドおよび双方向マイクロフォンも用いることができる。また、「クロス・トーク」（勾配）マイクロフォン（マイクロフォンから数センチメートルを超えて離れた音響源を強調しない）は音声マイクロフォンとして用いることができ、この理由のため、クロストーク・マイクロフォンは、本開示ではＵＮＩマイクロフォンと見なされている。
【００２９】
ＯＭＮＩおよびＵＮＩマイクロフォンの混合を含むマイクロフォン・アレイ
一実施形態では、ＯＭＮＩおよびＵＮＩマイクロフォンを混合して、二マイクロフォン・アレイを形成し、パスファインダ・システムと共に用いる。二マイクロフォン・アレイは、ＵＮＩマイクロフォンを音声マイクロフォンとする組み合わせ、およびＯＭＮＩマイクロフォンを音声マイクロフォンとする組み合わせを含むが、そのように限定される訳ではない。
【００３０】
音声マイクロフォンとしてもＵＮＩマイクロフォン
図１を参照すると、この構成では、ＵＮＩマイクロフォンは音声マイクロフォン１０３として用いられ、ＯＭＮＩはノイズ・マイクロフォン１０４として用いられている。これらは、通常、互いに数センチメートル以内で用いられるが、１５センチメートル以上離しても用いることができ、それでもなおしかるべく機能する。図３Ａは、一実施形態の下において、単一指向性音声マイクロフォンおよび無指向性ノイズ・マイクロフォンを用いた、概略構成３００を示す。マイクロフォンの面に対して垂直なベクトル間の相対角度ｆは、約６０から１３５度の範囲である。距離ｄ１およびｄ２は、各々、約０から１５センチメートルの範囲である。図３Ｂは、図３Ａの実施形態の下において、単一指向性音声マイクロフォンおよび無指向性ノイズ・マイクロフォンを用いたハンドセットにおける概略構成３１０を示す。図３Ｃは、図３Ａの実施形態の下において、単一指向性音声マイクロフォンおよび無指向性ノイズ・マイクロフォンを用いたヘッドセット内における概略構成３２０を示す。
【００３１】
概略構成３１０および３２０は、マイクロフォンを概略的にどのように配向することができるか、そしてハンドセットおよびヘッドセットそれぞれに対して可能なこの設定の実現例を示す。音声マイクロフォンとしてのＵＮＩマイクロフォンは、ユーザの口に向かっている。ＯＭＮＩは特定の配向を有さないが、この実施形態におけるその位置は、物理的に、音声信号からそれをできるだけ遮蔽する。この設定は、パスファインダ・システムにはとても適している。何故なら、音声マイクロフォンが音声の殆どを収録し、ノイズ・マイクロフォンは主にノイズを収録するからである。したがって、音声マイクロフォンは高い信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を有し、ノイズ・マイクロフォンは低いＳＮＲを有する。これによって、パスファインダ・アルゴリズムは効果的となることができる。
【００３２】
音声マイクロフォンとしてのＯＭＮＩマイクロフォン
この実施形態では、そして図１を参照すると、ＯＭＮＩマイクロフォンが音声マイクロフォン１０３であり、ＵＮＩマイクロフォンがノイズ・マイクロフォンとして位置付けられている。この理由は、ノイズ・マイクロフォンにおける音声の量を少なく維持し、パスファインダ・アルゴリズムを簡略化し、脱信号（望ましくない音声の除去）を最少に維持できるようにするためである。この構成は、既にＯＭＮＩマイクロフォンを用いて音声を取り込むようにしている既存のハンドセットに対して、単純な追加(add-on)で済ませることが最大の目的である。この場合も、２つのマイクロフォンは、互いに非常に接近して（数センチメートル以内）配置することができ、あるいは１５センチメートル以上離して配置することもできる。最良の性能が得られるのは、２つのマイクロフォンが非常に接近しており（約５ｃｍ未満）、ＵＮＩがユーザの口から十分遠ざかっており（約１０から１５センチメートルの範囲）、ＵＮＩの指向性が効果的に機能するようにした場合である。
【００３３】
この構成では、音声マイクロフォンがＯＭＮＩであり、ＵＮＩは、ＯＭＮＩにおける音声量と比較して、ＵＮＩマイクロフォンにおける音声量を少なく抑えるように配向されている。これが意味するのは、ＵＮＩが話者の口から離れるように配向され、話者から離して配向される量をｆとすると、０ないし１８０度の間で変化することができる。ｆは、いずれの面においても、一方のマイクロフォンの方向と他方のマイクロフォンの方向との間の角度を記述する。
【００３４】
図４Ａは、一実施形態の下において、無指向性音声マイクロフォンと単一指向性ノイズ・マイクロフォンとを用いた構成４００を示す。マイクロフォンの面に対して垂直なベクトル間の相対角度ｆは、約１８０度である。距離ｄは、約０から１５センチメートルの範囲である。図４Ｂは、図４Ａの実施形態の下において、無指向性音声マイクロフォンと無指向性ノイズ・マイクロフォンとを用いたハンドセットにおける概略構成４１０を示す。図４Ｃは、図４Ａの実施形態の下において、無指向性音声マイクロフォンと単一指向性ノイズ・マイクロフォンとを用いたヘッドセットにおける概略構成４２０を示す。
【００３５】
図５Ａは、代替実施形態の下において、無指向性音声マイクロフォンと単一指向性ノイズ・マイクロフォンとを用いた構成５００を示す。マイクロフォンの面に対して垂直なベクトル間の相対角度ｆは、約６０度および１３５度の範囲にある。距離ｄ１およびｄ２は、各々、約０から１５センチメートルの範囲である。図５Ｂは、図５Ａの実施形態の下において、無指向性音声マイクロフォンと単一指向性ノイズ・マイクロフォンとを用いたハンドセットにおける概略構成５１０を示す。図５Ｃは、図５Ａの実施形態の下において、無指向性音声マイクロフォンと単一指向性ノイズ・マイクロフォンとを用いたヘッドセットにおける概略構成５２０を示す。
【００３６】
図４および図５の実施形態は、ＭＩＣ１のＳＮＲがＭＩＣ２のＳＮＲよりも総じて大きくなるようにしている。ｆの値が大きいと（約１８０度）、話者の前で発したノイズを十分に取り込めず、脱ノイズ性能が多少低下する可能性がある。加えて、ｆが小さすぎると、ノイズ・マイクロフォンが大量の音声を取り込む可能性があり、脱ノイズ信号の歪みおよび／または計算の費用が増大する。したがって、性能を最大にするには、この構成におけるＵＮＩマイクロフォンの配向角度を、図５に示すように、約６０ないし１３５度にすることを推奨する。これによって、ユーザの前から発するノイズを一層容易に取り込むことができ、脱ノイズ性能が向上する。また、これによって、ノイズ・マイクロフォンが取り込む音声信号の量を少なく抑えることができるので、パスファインダの最大能力が不要となる。当業者であれば、単純な実験によって、他の多数のＵＮＩ／ＯＭＮＩの組み合わせについて、効率的な角度を素早く決めることができよう。
【００３７】
２つのＵＮＩマイクロフォンを含むマイクロフォン・アレイ
一実施形態のマイクロフォン・アレイは、２つのＵＮＩマイクロフォンを含み、第１ＵＮＩマイクロフォンが音声マイクロフォンであり、第２ＵＮＩマイクロフォンがノイズ・マイクロフォンである。以下の説明では、音声ＵＮＩの空間応答の最大値は、ユーザの口に向けて配向したときと仮定する。
【００３８】
話者から遠ざけるように配向したノイズＵＮＩマイクロフォン
図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃならびに図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃを参照しながら先に説明した構成と同様、ノイズＵＮＩを話者から遠ざけるように配向しても、ノイズ・マイクロフォンが取り込む音声量を減少することができ、Ｈ１（ｚ）（以下で説明する）のみを用いる、パスファインダの簡略化バージョンを用いることが可能となる。この場合でも再び、話者の口に対する配向角度は、約０および１８０度の間で変化させることができる。１８０度またはその付近では、ユーザの前方から発生するノイズは、最適なノイズ抑制を可能とする程にノイズ・マイクロフォンが十分に取り込むことはできない場合がある。したがって、この構成を用いる場合、カルディオイドを音声マイクロフォンとして用い、スーパーカルディオイドをノイズ・マイクロフォンとして用いれば、最も良く動作する。これによって、ユーザの前方のノイズの取り込みを制限し、ノイズ抑制を高めることができる。しかしながら、取り込まれる音声も同様に増大し、パスファインダの最大能力を信号処理において用いなければ脱信号を生ずる可能性がある。ノイズ抑制、脱信号、およびこの構成に伴う計算上の複雑さの間で妥協案を模索することになる。
【００３９】
図６Ａは、一実施形態の下において、単一指向性音声マイクロフォンと単一指向性ノイズ・マイクロフォンとを用いた構成６００を示す。両マイクロフォンの面に垂直なベクトル間の相対角度ｆは、約１８０度である。距離ｄは、約０から１５センチメートルの範囲である。図６Ｂは、図６Ａの実施形態の下において、単一指向性音声マイクロフォンと単一指向性ノイズ・マイクロフォンとを用いたハンドセットにおける概略構成６１０を示す。図６Ｃは、図６Ａの実施形態の下において、単一指向性音声マイクロフォンと単一指向性ノイズ・マイクロフォンとを用いたヘッドセットにおける概略構成６２０を示す。
【００４０】
図７Ａは、代替実施形態の下において、単一指向性音声マイクロフォンと単一指向性ノイズ・マイクロフォンを用いた構成７００を示す。両マイクロフォンの面に対して垂直なベクトル間の相対角度ｆは約６０から１３５度の範囲である。距離ｄ１およびｄ２は、各々、約０から１５センチメートルの範囲である。図７Ｂは、図７Ａの実施形態において、単一指向性音声マイクロフォンと単一指向性ノイズ・マイクロフォンとを用いたハンドセットにおける概略構成７１０を示す。図７Ｃは、図７Ａの実施形態において、単一指向性音声マイクロフォンと単一指向性ノイズ・マイクロフォンとを用いたヘッドセットにおける概略構成７２０を示す。当業者であれば、この説明を用いて、種々のＵＮＩ／ＵＮＩ構成について効率的な角度を決めることができよう。
【００４１】
ＵＮＩ／ＵＮＩマイクロフォン・アレイ
図８Ａは、一実施形態の下において、単一指向性音声マイクロフォンと単一指向性ノイズ・マイクロフォンとを用いた構成８００を示す。両マイクロフォンの面に対して垂直なベクトル間の相対角度ｆは、約１８０度である。一端（音声側）においてユーザの口、他端においてノイズ・マイクロフォン８０４を含む軸８０２上に、マイクロフォンを配置する。最適な性能のためには、マイクロフォン間の間隔ｄは、サンプル間の時間の倍数（ｄ＝１，２，３．．．）とするとよいが、そのように限定される訳ではない。２つのＵＮＩマイクロフォンは、話者の口と正確に同じ軸上にある必要はなく、これらを３０度までずらしても、脱ノイズに重大な影響を及ぼすことはない。しかしながら、これらを互いにそして話者の口とほぼ直接一直線上にしたときに、最良の性能が観察された。当業者には、他の配向も用いることができるが、最良の性能のためには、２つの間の差分伝達関数は比較的簡素でなければならない。このアレイの２つのＵＮＩマイクロフォンは、ＶＡＤ信号を計算する際に用いる単純なアレイとしても作用することができる。これについては、関連用途において論ずる。
【００４２】
図８Ｂは、図８Ａの実施形態の下において、単一指向性音声マイクロフォンと単一指向性ノイズ・マイクロフォンとを用いたハンドセットにおける概略構成８１０を示す。図８Ｃは、図８Ａの実施形態の下において、単一指向性音声マイクロフォンと単一指向性ノイズ・マイクロフォンとを用いたヘッドセットにおける概略構成８１０を示す。
【００４３】
ＵＮＩ／ＵＮＩマイクロフォン・アレイを用いる場合、同じ種類のＵＮＩマイクロフォン（カルディオイド、スーパーカルディオイド等）を用いなければならない。そうしないと、一方のマイクロフォンが検出できた信号を他方のマイクロフォンが検出せず、ノイズ抑制の有効性が低下する可能性がある。２つのＵＮＩマイクロフォンは、同じ方向、即ち、話者に向けて配向するとよい。ノイズ・マイクロフォンは多くの音声を拾い上げるので、パスファインダ・システムの最大バージョンを用いて脱信号を回避しなければいけないのは明らかである。
【００４４】
一端にユーザの口を含み、他端にノイズ・マイクロフォンを含む軸上に２つのＵＮＩマイクロフォンを配置し、マイクロフォンの間隔ｄをサンプル間の時間の倍数として用いることにより、２つのマイクロフォン間における差分伝達関数を簡略化することができ、したがってパスファインダ・システムは最大効率で動作することが可能となる。一例として、音響データを８ｋＨｚでサンプリングすると、サンプル間の時間は１／８０００秒、即ち、０．１２５ミリ秒の倍数となる。空中における音速は、圧力および温度に依存するが、海抜０メートルおよび室温では、毎秒約３４５メートルである。したがって、０．１２５ミリ秒の間に音は３４５（０．０００１２５）＝４．３センチメートル伝達するので、マイクロフォンは、約４．３センチメートル、または８．６ｃｍ、または１２．９ｃｍ等離間させるとよい。
【００４５】
例えば、図８を参照すると、８ｋＨｚでサンプリングするシステムでは、距離ｄを１サンプル長、即ち、約４．３センチメートルに選択すると、ＭＩＣ１およびＭＩＣ２を繋ぐ軸上でＭＩＣ１の前方に配置した音響源では、差分伝達関数Ｈ２（ｚ）は次のようになる。
【００４６】
【数１】
2005522078.tif 000003
【００４７】
ここで、Ｍｎ（ｚ）は、マイクロフォンｎからの離散ディジタル出力、ＣはＭＩＣ１から音響源までの距離およびマイクロフォンの応答に依存する定数、ならびにｚ−１は離散ディジタル・ドメインにおける単なる遅延である。本質的に、ユーザの口から発する音響エネルギについては、ＭＩＣ２が取り込む情報は、ＭＩＣ１が取り込む情報と同一であり、１サンプルだけ遅れ（４．３ｃｍ離れているため）、振幅が異なるだけである。この単純なＨ２（ｚ）は、このアレイ構成のためにハードコード化(hardcoded)し、パスファインダと共に用いて、最少の歪みで、ノイズのある音声のノイズを消去することができる。
【００４８】
２つのＯＭＮＩマイクロフォンを含むマイクロフォン・アレイ
一実施形態のマイクロフォン・アレイは、２つのＯＭＮＩマイクロフォンを含み、第１ＯＭＮＩマイクロフォンは音声マイクロフォンであり、第２ＯＭＮＩマイクロフォンはノイズ・マイクロフォンである。
【００４９】
図９Ａは、一実施形態の下において、無指向性音声マイクロフォンと無指向性ノイズ・マイクロフォンとを用いた構成９００を示す。ユーザの口を一端に（音声側）、そしてノイズ・マイクロフォン９０４を他端に含む軸９０２上に、両マイクロフォンを配置する。最適な性能のためには、両マイクロフォン間の間隔ｄは、サンプル間の時間の倍数（ｄ＝１、２、３．．．）とするとよいが、そのように限定される訳ではない。２つのＯＭＮＩマイクロフォンは、話者の口と正確に同じ軸上にある必要はなく、３０度以上までこれらをずらしても、脱ノイズに重大な影響を及ぼすことはない。しかしながら、最良のこれらを互いにそして話者の口とほぼ直接一直線上にしたときに、最良の性能が観察された。当業者には、他の配向も用いることができるが、最良の性能のためには、２つのＵＮＩマイクロフォンを用いて説明した直前の章におけるように、２つの間の差分伝達関数は比較的簡素でなければならない。このアレイの２つのＯＭＮＩマイクロフォンは、ＶＡＤ信号を計算する際に用いる単純なアレイとしても作用することができる。これについては、関連用途において論ずる。
【００５０】
図９Ｂは、図９Ａの実施形態の下において、無指向性音声マイクロフォンと無指向性ノイズ・マイクロフォンとを用いたハンドセットにおける概略構成９１０を示す。図９Ｃは、図９Ａの実施形態の下において、無指向性音声マイクロフォンと無指向性ノイズ・マイクロフォンとを用いたヘッドセットにおける概略構成９１０を示す。
【００５１】
前述のＵＮＩ／ＵＮＩマイクロフォン・アレイの場合と同様、２つのＯＭＮＩマイクロフォンと話者の口との間の完全な整合は絶対に必要ではないが、その整合によって最良の性能が得られる。この構成は、ハンドセットのため、そして価格の理由（ＯＭＮＩの方がＵＮＩよりも安価である）および封止(packaging)の理由（適正に発散(vent)させるのはＯＭＮＩの方がＵＮＩよりも簡単である）のために可能な一実現例である。
【００５２】
発声活動検出（ＶＡＤ）デバイス
図１Ａを参照すると、ＶＡＤデバイスは、一実施形態のノイズ抑制システムのコンポーネントである。以下に、ノイズ抑制システムにおいて用いる多数のＶＡＤデバイス、およびその各々をどのように実施すればハンドセットおよびヘッドセットに応用することができるかについて説明する。ＶＡＤは、２００３年３月５日に出願した、VOICE ACTIVITY DETECTION (VAD) DEVICES AND METHOD FOR USE WITH NOISE SUPPRESSION SYSTEMS（ノイズ抑制システムと共に用いる発声活動検出（ＶＡＤ）デバイスよび方法）と題する米国特許出願第１０／３８３，１６２号に記載されているように、パスファインダ脱ノイズ・システムのコンポーネントである。
【００５３】
汎用電磁センサ（ＧＥＭＳ）ＶＡＤ
ＧＥＭＳは、非常に低い電力で１ないし５ＧＨｚの周波数範囲において動作する無線周波数（ＲＦ）干渉計であり、非常に小さな振幅の振動を検出するために用いることができる。ＧＥＭＳは、音声の生成に伴う気管、首、頬、および頭部の振動を検出する際に用いられる。これらの振動は、音声生成に伴う声帯襞の開閉によって生じ、これらを検出すると、非常に精度高くノイズに強いＶＡＤが可能となる。これについては、関連用途において説明する。
【００５４】
図１０Ａは、一実施形態の下における、ＧＥＭＳセンサを受けるのに適した、人の頭部上における感度エリア１００２を示す。感度エリア１００２は、更に、最適感度エリア１００４も含み、この付近にＧＥＭＳセンサを配置すると、発声に伴う振動信号を検出することができる。感度エリア１００２は、最適感度エリア１００４も同様に、人の頭部の両側で同一である。更に、感度エリア１００２は、首および胸部（図示せず）上にもエリアを含む。
【００５５】
ＧＥＭＳセンサはＲＦセンサであるので、これはアンテナを用いる。非常に小さい（約４ｍｍ×７ｍｍから約２０ｍｍ×２０ｍｍ）マイクロパッチ・アンテナを製作し用いて、ＧＥＭＳが振動を検出できるようにする。これらのアンテナは、皮膚に接近すると最大の効率が得られるように設計されている。他のアンテナを用いても良い。アンテナは、いずれかの方法でハンドセットまたはイヤホンの中に取り付ける。唯一の制約は、振動を検出するための十分なエネルギが振動物体に到達しなければならないことである。場合によっては、このために皮膚への接触が必要になることもあり、別の場合には、皮膚への接触は不要なこともなる。
【００５６】
図１０Ｂは、一実施形態の下における汎用ヘッドセットまたはヘッドセット・デバイス１０２０上へのＧＥＭＳアンテナの配置１０１０を示す。一般に、ＧＥＭＳアンテナの配置１０１０は、デバイス１０２０を用いているときの人の頭部上の感度エリア１００２（図１０Ａ）に対応する、デバイス１０２０のいずれの部分とすることもできる。
【００５７】
表面皮膚振動に基づくＶＡＤ
関連用途において述べるように、加速度計および皮膚表面マイクロフォン（ＳＳＭ）と呼ばれるデバイスを用いると、音声の生成によって生ずる皮膚の振動を検出することができる。しかしながら、これらのセンサは、外部音響ノイズによって汚染される可能性があるので、これらの配置および使用には注意しなければならない。加速度計は周知でありしかも理解されており、ＳＳＭも、振動を検出するために用いることができるデバイスであるが、加速度計と同じ忠実度は得られない。幸い、ＶＡＤの製作には、基礎となる振動の非常に忠実な再現は不要であり、振動が発生しているか否か判定することができればよい。このため、ＳＳＭも非常に適している。
【００５８】
ＳＳＭは、空中音響情報がマイクロフォンの検出エレメントと結合するのを防止するように修正した従来のマイクロフォンである。シリコーン・ゲル層またはその他の被覆物が、マイクロフォンのインピーダンスを変化させ、空中音響情報が有意な程度に検出されるのを防止する。このように、マイクロフォンは、空中音響エネルギからは遮蔽されているが、媒体と物理的に接触している限り、空気以外の媒体内を伝搬する音響波を検出することができる。
【００５９】
発話の間、加速度計／ＳＳＭを頬または首に配置すると、音声生成に伴う振動が容易に検出される。しかしながら、空中音響データは、加速度計／ＳＳＭによってさほど検出されない。組織内音響信号(tissue-borne acoustic signal)が加速度計／ＳＳＭによって検出されると、これを用いて、対象信号を処理しノイズを消去する際に用いるＶＡＤ信号を発生する。
【００６０】
耳内における皮膚の振動
加速度計／ＳＳＭが検出する外部ノイズの量を削減し、正しい装着を確保できる配置は、耳道内に加速度／ＳＳＭを配置することである。これは、Temco社のVoiceducerのような、一部の商品にて行われており、振動を直接通信システムへの入力として用いる。しかしながら、ここに記載するノイズ抑制システムでは、加速度計の信号は、ＶＡＤ信号を計算するためにのみ用いられる。したがって、耳の中の加速度計／ＳＳＭは、感度を低くすることができ、必要な帯域幅が狭て済み、したがって一層安価にすることができる。
【００６１】
耳の外側における皮膚の振動
耳の外側には、加速度計／ＳＳＭが、音声の生成に伴う皮膚の振動を検出することができる場所が数多くある。加速度計／ＳＳＭは、いずれかの方法でハンドセットまたはイヤホン内に取り付けることができ、唯一の制限は、音声の生成に伴う皮膚内振動を検出するには、信頼性の高い皮膚との接触が必要となることである。図１１Ａは、一実施形態の下における、加速度計／ＳＳＭの配置に適した人の頭部における感度エリア１１０２、１１０４、１１０６、１１０８を示す。感度エリアは、顎１１０２のエリア、頭部１１０４のエリア、耳１１０６の後ろのエリア、ならびに首１１０８の脇および前のエリアを含む。更に、感度エリアは、首および胸部（図示せず）上のエリアも含む。感度エリア１１０２〜１１０８は、人の頭部の両側で同一である。
【００６２】
一実施形態の下では、感度エリア１１０２〜１１０８は、最適感度エリアＡ〜Ｆを含み、ここでは、音声をＳＳＭによって信頼性高く検出することができる。最適感度エリアＡ〜Ｆは、耳の後ろのエリアＡ、耳の上のエリアＢ、顎の頬中央エリアＣ、耳道の前方のエリアＤ、乳突骨(mastoid bone)またはその他の振動組織に接触する耳道内部エリアＥ、および鼻Ｆを含むが、これらに限定される訳ではない。これらの感度領域１１０２〜１１０８のいずれかの近傍に加速度計／ＳＳＭを配置すると、ヘッドセットと共に正しく動作するが、ハンドセットは、頬、顎、頭部、または首と接触する必要がある。前述のエリアは、見本を示すことを意図するだけに過ぎず、指定していないが、有用な振動を検出できるエリアは他にもあり得る。
【００６３】
図１１Ｂは、一実施形態の下における、汎用ハンドセットまたはヘッドセット・デバイス上の加速度計／ＳＳＭの配置１１１０を示す。一般に、加速度計／ＳＳＭの配置１１１０は、デバイス１１２０が用いられているときに、人の頭部上の感度エリア１１０２〜１１０８（図１１Ａ）に対応するデバイス１１２０のいずれの部分の上でも可能である。
【００６４】
二マイクロフォン音響ＶＡＤ
これらのＶＡＤは、アレイＶＡＤ、パスファインダＶＡＤ、およびステレオＶＡＤを含み、２つのマイクロロフォンと共に動作し、外部ハードウェアを全く用いない。アレイＶＡＤ、パスファインダＶＡＤ、およびステレオＶＡＤの各々は、以下に説明するように、二マイクロフォン構成を異なる方法で利用する。
【００６５】
アレイＶＡＤ
アレイＶＡＤは、関連用途において更に説明するが、マイクロフォンを単純な直線状アレイに配列し、アレイの特性を用いて音声を検出する。これは、マイクロフォンおよびユーザの口が同じ直線上に位置し、両マイクロフォンをサンプル距離の倍数だけ離して配置したときに、最も良く機能する。即ち、システムのサンプリング周波数が８ｋＨｚであるとすると、音速は約３４５ｍ／ｓであり、したがって１サンプルの間に音は、
ｄ＝３４５ｍ／ｓ・（１／８０００ｓ）＝４．３ｃｍ
だけ伝搬し、マイクロフォンは、４．３、８．６、１２．９．．．ｃｍだけ分離させるとよい。ハンドセットおよびヘッドセット双方におけるアレイＶＡＤの実施形態は、図８および図９の前述のマイクロフォン構成と同一である。ＯＭＮＩまたはＵＮＩいずれかのマイクロフォン、または２つの組み合わせを用いることでができる。マイクロフォンをＶＡＤのために用い、脱ノイズ化のために用いる音響情報を取り込む場合、この構成は、前述のＵＮＩ／ＵＮＩマイクロフォン・アレイおよびＯＭＮＩ／ＯＭＮＩマイクロフォン・アレイにおけるように配置したマイクロフォンを用いる。
【００６６】
パスファインダＶＡＤ
パスファインダＶＡＤは、関連用途においても更に説明するが、パスファインダ技法の差分伝達関数Ｈ１（ｚ）の利得を用いて、発声が行われるときを判定する。したがって、事実上前述のマイクロフォン構成のいずれでも、僅かな修正のみで用いることができる。図７を参照して先に説明したＵＮＩ／ＵＮＩマイクロフォン構成では、非常に優れた性能が認められた。
【００６７】
ステレオＶＡＤ
ステレオＶＡＤも、関連用途においても更に説明するが、ノイズおよび音声からの周波数振幅の差を用いて、発話が行われているときを判定する。これが用いるマイクロフォン構成では、音声マイクロフォンの方がノイズ・マイクロフォンよりもＳＮＲが大きい。この場合も、事実上前述のマイクロフォン構成のいずれでも、このＶＡＤ技法と共に作動することができるが、非常に高い性能が認められたのは、図７を参照して先に説明したＵＮＩ／ＵＮＩマイクロフォン構成を用いたときであった。
【００６８】
手動活性化ＶＡＤ
この実施形態では、ユーザまたは外部観察者が、押しボタンまたは切換デバイスを用いて、ＶＡＤを手動で活性化する。これは、上記の構成の１つを用いて記録したデータの記録に関しては、オフラインでも行うことができる。手動ＶＡＤデバイスの活性化の結果、または前述のような自動ＶＡＤデバイスを手動によって無視する結果、ＶＡＤ信号が発生する。このＶＡＤはマイクロフォンを拠り所としないので、前述のマイクロフォン構成のいずれでも、等しい利用度で用いることができる。
【００６９】
単一マイクロフォン／従来のＶＡＤ
いずれの従来の音響方法でも、音声およびノイズ・マイクロフォンのいずれかまたは双方と共に用いれば、パスファインダがノイズ抑制のために用いるＶＡＤ信号を構築することができる。例えば、従来の移動電話ＶＡＤ（Ashleyの米国特許第６，４５３，２９１号参照。ここでは、ディジタル・セルラ・システムのフロント・エンドに適したＶＡＤ構成が記載されている）を音声マイクロフォンと共に用いれば、パスファインダ・ノイズ抑制システムと共に用いるためのＶＡＤ信号を構築することができる。別の実施形態では、「クロス・トーク」または勾配マイクロフォンを用いて、口の近くで高ＳＮＲ信号を記録することができ、これを通じてＶＡＤ信号を容易に計算することができる。このマイクロフォンは、システムの音声マイクロフォンとして用いることができ、あるいは完全に別個とすることもできる。勾配マイクロフォンをシステムの音声マイクロフォンとしても用いる場合、勾配マイクロフォンは、ＯＭＮＩおよびＵＮＩマイクロフォンの混合を含み、ＵＮＩマイクロフォンが音声マイクロフォンであるマイクロフォン・アレイ（図３を参照して先に説明した）、または２つのＵＮＩマイクロフォンを含み、ノイズＵＮＩマイクロフォンを話者から遠ざかるように配向したマイクロフォン・アレイ（図６および図７を参照して先に説明した）のいずれにおいても、ＵＮＩマイクロフォンの地位を占める。
【００７０】
パスファインダ・ノイズ抑制システム
前述のように、図１は、一実施形態の下において、パスファインダ・ノイズ抑制システム１０５およびＶＡＤシステム１０６を含む、信号処理システム１００のブロック図である。信号処理システム１０５は、２つのマイクロフォンＭＩＣ１  １０３およびＭＩＣ２  １０４を含み、これらが少なくとも１つの音声源１０１および少なくとも１つのノイズ源１０２から信号または情報を受信する。音声源１２０からＭＩＣ１までのパスｓ（ｎ）、およびノイズ源１２２からＭＩＣ２までのパスｎ（ｎ）は、１つと見なす。更に、Ｈ１（ｚ）は、ノイズ源１２２からＭＩＣ１までのパスを表し、Ｈ２（ｚ）は信号源１２０からＭＩＣ２までのパスを表す。
【００７１】
いずれかの態様で得られたＶＡＤ信号１０６を用いて、ノイズ除去方法を制御する。ＭＩＣ１に入力する音響情報をｍ１（ｎ）で示す。ＭＩＣ２に入力する情報を、同様に、ｍ２（ｎ）で示す。ｚ（ディジタル周波数）ドメインでは、これらをＭ１（ｚ）およびＭ２（ｚ）と表すことができる。すると、
【００７２】
【数２】
2005522078.tif 000004
【００７３】
となる。
これは、全ての実際的な二マイクロフォン・システムについての一般的な場合である。実際のシステムでは、常に多少のノイズ漏れがあってＭＩＣ１に混入し、更に多少の信号漏れがＭＩＣ２に混入する。式１は、４つの未知数と２つのみの既知数の関係であり、したがって明示的に解くことはできない。
【００７４】
しかしながら、恐らくは式１における未知数の一部について解く何らかの方法がある。信号が発生していない場合、即ち、ＶＡＤが、発声が行われていないことを示す場合を検討する。この場合、ｓ（ｎ）＝Ｓ（ｚ）＝０であり、式１は次のように変形する。
【００７５】
【数３】
2005522078.tif 000005
【００７６】
ここで、変数Ｍの下付き文字ｎは、ノイズのみを受けていることを示す。これから、次の式が導かれる。
【００７７】
【数４】
2005522078.tif 000006
【００７８】
ここで、Ｈ１（ｚ）は、利用可能なシステム識別アルゴリズムのいずれか、およびシステムがノイズのみを受けていることが確実なときのマイクロフォン出力を用いて計算することができる。この計算は適応的に行い、システムはノイズ変化に反応することができるようにしなければならない。
【００７９】
式１における未知数の１つについて解いた後、発声が行われており殆どノイズがないときをＶＡＤを用いて判定することによって、Ｈ２（ｚ）を解くことができる。ＶＡＤが発声を示すが、マイクロフォンの最新（１秒程度）履歴は低いノイズのレベルを示す場合、ｎ（ｓ）＝Ｎ（ｚ）〜０と仮定する。すると、式１は、次のように変形する。
【００８０】
【数５】
2005522078.tif 000007
【００８１】
一方、これから次の式が導かれる。
【００８２】
【数６】
2005522078.tif 000008
【００８３】
このＨ２（ｚ）の計算は、Ｈ１（ｚ）の計算の丁度逆のように見えるが、異なる入力を用いていることを忘れてはならない。尚、常に単一の音源（ユーザ）しかなく、ユーザと両マイクロフォン間の相対的な位置は比較的一定でなければならないので、Ｈ２（ｚ）は比較的一定であるはずであることを注記しておく。Ｈ２（ｚ）計算の小さな適応利得を用いると、うまく行き、ノイズがあっても計算を一層ロバストにする。
【００８４】
Ｈ１（ｚ）およびＨ２（ｚ）を計算した後、これらを用いて信号からノイズを除去する。式１を次のように書き換えると、
【００８５】
【数７】
2005522078.tif 000009
【００８６】
Ｓ（ｚ）について解くことができる。
【００８７】
【数８】
2005522078.tif 000010
【００８８】
一般に、Ｈ２（ｚ）は非常に小さく、Ｈ１（ｚ）は１よりも小さいので、殆どの周波数における殆どの状況では、
【００８９】
【数９】
2005522078.tif 000011
【００９０】
となり、信号は、次の式を用いて計算することができる。
【００９１】
【数１０】
2005522078.tif 000012
【００９２】
したがって、Ｈ２（ｚ）は不要であり、Ｈ１（ｚ）が計算すべき唯一の伝達関数であると仮定する。望ましければＨ２（ｚ）を計算することができるが、マイクロフォンの設置および配向を正しく行えば、Ｈ２（ｚ）を計算する必要性を未然になくすことができる。
【００９３】
大幅なノイズ抑制が達成できるのは、音響ノイズの処理において、多数のサブバンドを用いる場合のみである。その理由は、伝達関数を計算する際に用いる適応フィルタの殆どが、ＦＩＲ型であり、これはゼロおよび極双方を含むシステムを計算するにも、ゼロだけを用い、極を用いないからである。つまり、
【００９４】
【数１１】
2005522078.tif 000013
【００９５】
このようなモデルは、十分なタップが与えられれば、十分な精度が得られるが、このために計算コストおよび集束時間が著しく増大する可能性がある。最少二乗（ＬＭＳ）システムのようなエネルギに基づく適応フィルタ・システムにおいて一般に起こるのは、他の周波数よりも多くのエネルギを含む小さな範囲の周波数において、振幅(magnitude)および位相がぴったりと一致するということである。これによって、ＬＭＳはその要求を遂行し、誤差のエネルギをその能力の最大まで極少化することができるが、この当てはめ(fit)によって、一致する周波数の外側のエリアでノイズが増大し、ノイズ抑制の有効性が低下する虞れがある。
【００９６】
サブバンドの使用によって、この問題が軽減する。主および副マイクロフォン双方からの信号を濾波して多数のサブバンドに分け、各サブバンドから得られるデータ（望ましければ、周波数シフトし、デシメートすることができるが、必ずしも必要ではない）をそれ自体の適応フィルタに送る。これによって、適応フィルタにデータを、信号内でエネルギが最高のところではなく、それ自体のサブバンドに当てはめさせる。各サブバンドからのノイズを抑制した結果を共に合算して、最後に最終的な脱ノイズ信号を形成することができる。全てを時間整合した状態に保持し、フィルタのシフトを補償することは容易ではないが、その結果は、費用および処理要件の増大があっても、システムにとって遥かに優れたモデルとなる。
【００９７】
一見すると、パスファインダ・アルゴリズムは、図１Bに示した伝統的なＡＮＣ（適応ノイズ・キャンセレーション）のような他のアルゴリズムに非常に似通っているかに思えるかもしれない。しかしながら、詳しく調べると、ノイズ抑制性能に関して全く異なるエリアがいくつかあることが判明する。これに含まれるのは、ＶＡＤ情報を用いてノイズ抑制システムの受信信号に対する適応性を制御すること、多数のサブバンドを用いて対象のスペクトル全域において適当な集束を補償すること、そしてシステムの基準マイクロフォンにおいて対象の音響信号を用いた動作に対応することであり、以下に順に説明する。
【００９８】
ＶＡＤを用いてノイズ抑制システムの受信信号に対する適応性を制御することに関して、伝統的なＡＮＣはＶＡＤ情報を用いない。音声生成の間、基準マイクロフォンには信号があり、音声の時間中にＨ１（ｚ）（ノイズから主マイクロフォンまでのパス）の係数を適応させると、対象信号から音声エネルギの大部分が除去される結果となる。その結果、信号の歪みや減少（脱信号(de-signaling)が生ずる。したがって、前述の種々の方法は、ＶＡＤ情報を用いて十分な精度のＶＡＤを構築し、いつＨ１（ノイズのみ）およびＨ２（必要であれば、音声を生成しているとき）を適応させるべきか、パスファインダ・システムに命令する。
【００９９】
伝統的なＡＮＣとパスファインダ・システムとの間の重要な相違には、前述のように、音響データをサブバンドに分割することが含まれる。パスファインダ・システムは、多くのサブバンドを用いて、サブバンドの情報に個々にＬＭＳアルゴリズムを適用する支援を行うことにより、対象のスペクトル全域にわたって適当な集束を保証し、パスファインダ・システムがこのスペクトル全域にわたって有効となれるようにする。
【０１００】
ＡＮＣアルゴリズムは、一般に、ＬＭＳ適応フィルタを用いてＨ１をモデル化し、このモデルは全てのゼロを用いてフィルタを構築するので、「本当に」機能するシステムをこのようにして精度高くモデル化できることはあり得ない。機能するシステムは、殆ど常に極およびゼロの双方を有し、したがってＬＭＳフィルタとは全く異なる周波数応答を有する。多くの場合、ＬＭＳに可能な最良のことは、実システムの位相および振幅を単一の周波数（または非常に狭い範囲）において一致させることであるので、この周波数以外では、モデルの適合性は非常に貧弱であり、その結果これらのエリアではノイズ・エネルギが増大する可能性がある。したがって、対象の音響データのスペクトル全域にＬＭＳアルゴリズムを適用すると、振幅／位相の一致度が低い周波数において、対象信号の劣化が生ずることが多い。
【０１０１】
最後に、パスファインダ・アルゴリズムは、システムの基準マイクロフォンにおいて、対象の音響信号を用いた動作に対応する。音響信号を基準マイクロフォンに受信させることは、マイクロフォンを、従来のＡＮＣ構成よりも互いに大きく近づけて配置できることを意味する。このように間隔を狭めることにより、適応フィルタの計算が簡単になり、マイクロフォンの構成／ソリューション(solution)を一層コンパクトにすることができる。また、信号の歪みおよび脱信号を極力抑え、対象の信号源と基準マイクロフォンとの間の信号経路のモデリングに対応する特殊なマイクロフォン構成も開発されている。
【０１０２】
一実施形態では、指向性マイクロフォンの使用により、伝達関数が１に近づかないことを確保する。指向性マイクロフォンを用いても、ある信号はノイズ・マイクロフォンが受信する。これを無視し、Ｈ２（ｚ）＝０と仮定すると、完全なＶＡＤを想定するならば、ある程度の歪みはある。これは、式２を参照し、Ｈ２（ｚ）が含まれないときの結果について解くことによって、確認することができる。
【０１０３】
【数１２】
2005522078.tif 000014
【０１０４】
これは、信号が［１−Ｈ２（ｚ）Ｈ１（ｚ）］倍歪むことを示す。したがって、歪みの種類および量はノイズ環境に応じて変化する。ノイズが殆どない場合、Ｈ１（ｚ）はほぼ０となり、歪みは殆どない。ノイズがある場合、歪みの量は、ノイズ源（複数のノイズ源）の種類、位置、および強度によって変化する可能性がある。マイクロフォン構成を正しく設計すれば、これらの歪みは最少に抑えられる。
【０１０５】
各サブバンドにおけるＨ１の計算を実施するのは、発声が行われていることをＶＡＤが示すとき、または発声が行われているがサブバンドのＳＮＲが十分低いときである。逆に、Ｈ２を各サブバンドにおいて計算できるのは、発話が行われており、サブバンドのＳＮＲが十分に高いことをＶＡＤが示すときである。しかしながら、マイクロフォンの配置および処理を適正に行えば、信号歪みを極力抑えることができ、Ｈ１だけを計算すれば済む。これによって、必要な処理が大幅に減少し、パスファインダ・アルゴリズムの実施が簡略化する。伝統的なＡＮＣが、信号がＭＩＣに入力するのを全く許さない場合、パスファインダ・アルゴリズムは、適切なマイクロフォン構成を用いたときのＭＩＣ２内の信号を許容する。先に図１１を参照して説明したように、適切なマイクロフォン構成の一実施形態は、２つのカルディオイド単一指向性マイクロフォン、ＭＩＣ１およびＭＩＣ２を用いたものである。この構成では、ＭＩＣ１をユーザの口に向けて配向する。更に、この構成では、ＭＩＣ２をＭＩＣ１にできるだけ近づけて配置し、ＭＩＣ２をＭＩＣ１に対して９０度に配向する。
【０１０６】
恐らくノイズ抑制のＶＡＤに対する依存性を実証する最も良い方法は、ＶＡＤが異常という状況で脱ノイズに対するＶＡＤの誤りの影響を調べることである。起こる可能性がある誤りには２種類ある。擬陽性（ＦＰ：false positive）となるのは、ＶＡＤが、発声が行われていないときに、それが行われたことを示す場合であり、擬陰性（ＦＮ：false negative）となるのは、発話が行われたことをＶＡＤが検出しないときである。擬陽性が厄介なのは、余りに頻繁に発声する場合のみである。何故なら、ときどきＦＰが発生しても、Ｈ１の係数の更新が短時間止まるに過ぎないからでありこれはノイズ抑制性能には認めら得る程の影響を及ぼさないことが、経験から示されている。一方、擬陰性は、特に失った音声のＳＮＲが高い場合には、問題の原因となる。
【０１０７】
システムの双方のマイクロフォンに音声およびノイズがあり、ＶＡＤが異常となって擬陰性を戻したために、システムがノイズのみを検出するようになったと仮定すると、ＭＩＣ２における信号は、
【０１０８】
【数１３】
2005522078.tif 000015
【０１０９】
となる。ここで、ｚは明確化のために除外した。ＶＡＤはノイズの存在のみを示すので、システムは、次の式にしたがって、単一ノイズおよび単一信号伝達関数として、前述のシステムをモデル化しようとする。
【０１１０】
【数１４】
2005522078.tif 000016
【０１１１】
パスファインダ・システムは、ＬＭＳアルゴリズムを用いてＨ１〜を計算するが、ＬＭＳアルゴリズムは、一般に、時間変動全零系(time-variant, all-zero system)をモデル化するのが最良である。ノイズおよび音声信号を相関付けることはあり得ないので、システムは、一般に、ＭＩＣ１におけるデータのＳＮＲ、Ｈ１およびＨ２をモデル化する能力、ならびにＨ１およびＨ２の時間不変性に応じて、音声およびそれに伴う伝達関数、またはノイズおよびそれに伴う伝達関数のいずれかをモデル化する。以下、これについて説明する。
【０１１２】
ＭＩＣ１におけるデータのＳＮＲに関して、ＳＮＲが非常に低いと（０未満）、パスファインダ・システムをノイズの伝達関数に集束させる傾向がある。対照的に、ＳＮＲが高いと（０よりも大きい）、パスファインダ・システムを音声の伝達関数に集束させる傾向がある。Ｈ１をモデル化する能力については、Ｈ１またはＨ２のいずれかが、ＬＭＳ（全零モデル）を用いてモデル化し易い場合、パスファインダ・システムは、その伝達関数に集束する傾向がある。
【０１１３】
システム・モデリングのＨ１およびＨ２の時間不変性に対する依存性について説明すると、ＬＭＳは時間不変系をモデル化するのが最良であると仮定する。つまり、Ｈ２はＨ１が変化し得るよりも遥かにゆっくりと変化するので、パスファインダ・システムは、総じてＨ２に集束する傾向がある。
【０１１４】
ＬＭＳがノイズの伝達関数にも跨って音声の伝達関数をモデル化すると、ＬＭＳフィルタの係数が同一のまままたは同様である限り、音声は、ノイズと分類され、除去される。したがって、パスファインダ・システムが音声の伝達関数Ｈ２のモデルに集束した後（数ミリ秒程度で起こり得る）、後続のあらゆる音声（ＶＡＤが異常でないときの音声でさえ）のエネルギが除去され、しかもシステムは、この音声をノイズであると「想定する」。何故なら、その伝達関数は、ＶＡＤが異常となったときにモデル化した伝達関数に類似しているからである。この場合、Ｈ２を主にモデル化しており、ノイズには影響が及ばないか、あるいは部分的に除去されるだけである。
【０１１５】
このプロセスの最終的な結果は、浄化した音声の音量および歪みの減少であり、その度合いは、前述の変数によって決定される。システムがＨ１に集束する傾向がある場合、後に起こる音声の利得低下および歪みはたいしたことはない。しかしながら、システムがＨ２に集束する傾向がある場合、音声が著しく歪む可能性がある。
【０１１６】
このＶＡＤの異常分析は、サブバンドの使用や、マイクロフォンの配置、種類、および配向に伴う微妙さを記述しようとしているのではなく、ＶＡＤの重要性を脱ノイズに向けることを意味する。前述の結果は、単一サブバンド、または任意の数のサブバンドにも適用可能である。何故なら、各サブバンドにおける相互作用は同一であるからである。
【０１１７】
加えて、ＶＡＤに対する依存性、および先のＶＡＤの異常分析において記載したＶＡＤの誤りから生ずる問題は、パスファインダ・ノイズ抑制システムだけに限られることではない。ＶＡＤを用いてどのように脱ノイズするか決定するあらゆる適応フィルタ・ノイズ抑制システムも、同様に影響を受ける。この開示では、パスファインダ・ノイズ抑制システムに言及する場合、多数のマイクロフォンを用いてノイズ波形を推定し、信号およびノイズの双方を含む信号からこれを減算するノイズ抑制システムの全て、および信頼性の高い動作がＶＡＤに依存するノイズ抑制システムの全てがその言及には含まれることを念頭においておくべきである。パスファインダは、単に引用に便利な実現例に過ぎない。
【０１１８】
前述のマイクロフォンおよびＶＡＤの構成は、通信システムと共に用いるためのものであり、この通信システムは、人の発声活動の情報を含む発声活動信号を受信し、発声活動信号の情報を用いて自動的に制御信号を発生する発声検出サブシステムと、発声検出サブシステムに結合されている脱ノイズ・サブシステムであって、当該脱ノイズ・サブシステムのコンポーネントに環境の音響信号を供給するように結合されているマイクロフォンを含み、このマイクロフォンの構成が、ある距離だけ分離され、各マイクロフォンの空間応答曲線の最大値間にある角度を有する２つの単一指向性マイクロフォンを含み、脱ノイズ・サブシステムのコンポーネントは、制御信号を用いて、音響信号の少なくとも１つの周波数サブバンドのデータに適した少なくとも１つの脱ノイズ方法を自動的に選択し、選択した脱ノイズ方法を用いて音響信号を処理して、脱ノイズ音響信号を発生し、脱ノイズ方法が、音響信号のノイズに関連するノイズ波形推定値を発生し、音響信号が音声およびノイズを含むときに、音響信号からノイズ波形推定値を減算することを含む、脱ノイズ・サブシステムとを備えている。
【０１１９】
２つの単一指向性マイクロフォンは、は、約０から１５センチメートルの範囲だけ分離されている。
２つの単一指向性マイクロフォンは、各マイクロフォンの空間応答曲線の最大値間に、約０から１８０度の範囲の角度を有する。
【０１２０】
発声検出サブシステムは、更に、発生活動信号を受信する少なくとも１つのアンテナを含む少なくとも１つの言語電磁マイクロパワー・センサ（ＧＥＭＳ）と、ＧＥＭＳ発声活動信号を処理し、制御信号を発生する少なくとも１つの発声活動検出（ＶＡＤ）アルゴリズムとを備えている。
【０１２１】
別の実施形態の発声検出サブシステムは、更に、ユーザの皮膚に接触し、発声活動信号を受ける少なくとも１つの加速度計センサと、加速度計センサの発声活動信号を処理し、制御信号を発生する少なくとも１つの発声活動検出（ＶＡＤ）アルゴリズムとを備えている。
【０１２２】
更に別の実施形態の音声検出サブシステムは、ユーザの皮膚と接触し、発声活動信号を受ける少なくとも１つの皮膚表面マイクロフォン・センサと、皮膚表面マイクロフォン・センサの発声活動信号を処理し、制御信号を発生する少なくとも１つの発生活動検出（ＶＡＤ）アルゴリズムとを備えている。
【０１２３】
発声検出サブシステムは、マイクロフォンとの結合により、発声活動信号も受信することができる。
更に別の実施形態の発声検出サブシステムは、更に、ある距離だけ分離され、各々の空間応答曲線の最大値間にある角度を有する２つの単一指向性マイクロフォンであって、前述の距離が約０から１５センチメートルの範囲であり、前述の角度が約０から１８０度の範囲である、２つの単一指向性マイクロフォンと、発声活動信号を処理し、制御信号を発生する少なくとも１つの発声活動検出（ＶＡＤ）アルゴリズムとを備えている。
【０１２４】
別の代替実施形態の発声検出サブシステムは、更に、発声活動信号を発生する少なくとも１つの手動活性化発声活動検出器（ＶＡＤ）を備えている。
一実施形態の通信システムは、更に、マイクロフォンを含む携帯ハンドセットを含み、携帯ハンドセットが、セルラ電話機、衛星電話機、携帯電話機、ワイヤライン電話機、インターネット電話機、ワイヤレス・トランシーバ、ワイヤレス通信無線機、パーソナル・ディジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、およびパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）の内少なくとも１つを含む。
【０１２５】
一実施形態の通信システムは、更に、少なくとも１つのスピーカ・デバイスと共にマイクロフォンを含む携帯ヘッドセットを含む。携帯ヘッドセットは、セルラ電話機、衛星電話機、携帯電話機、ワイヤライン電話機、インターネット電話機、ワイヤレス・トランシーバ、ワイヤレス通信無線機、パーソナル・ディジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、およびパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）の中から選択した少なくとも１つの通信デバイスに結合する。携帯ヘッドセットは、ワイヤレス結合、ワイヤード結合、ならびにワイヤレスおよびワイヤード結合の組み合わせの内少なくとも１つを用いて、通信デバイスに結合する。
【０１２６】
通信デバイスは、発声検出サブシステムおよび脱ノイズ・サブシステムの内少なくとも１つを含むことができる。あるいは、携帯ヘッドセットは、発声検出サブシステムおよび脱ノイズ・サブシステムの内少なくとも１つを含むことができる。
【０１２７】
前述の携帯ヘッドセットは、セルラ電話機、衛星電話機、携帯電話機、ワイヤライン電話機、インターネット電話機、ワイヤレス・トランシーバ、ワイヤレス通信無線機、パーソナル・ディジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、およびパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）の中から選択した携帯通信デバイスである。
【０１２８】
前述のマイクロフォンおよびＶＡＤ構成は、代替実施形態の通信システムとともに用いるものであり、この通信システムは、人の発声活動の情報を含む発声活動信号を受信し、発声活動信号の情報を用いて制御信号を自動的に発生する発声検出サブシステムと、発声検出サブシステムに結合されている脱ノイズ・サブシステムであって、脱ノイズ・サブシステムは、環境の音響信号を脱ノイズ・サブシステムのコンポーネントに供給するように結合されているマイクロフォンを含み、マイクロフォンの構成が、ある距離だけ分離された無指向性マイクロフォンおよび単一指向性マイクロフォンを含み、脱ノイズ・サブシステムのコンポーネントは、制御信号を用いて、音響信号の少なくとも１つの周波数サブバンドのデータに適した少なくとも１つの脱ノイズ方法を自動的に選択し、選択した脱ノイズ方法を用いて音響信号を処理して、脱ノイズ音響信号を発生し、脱ノイズ方法が、音響信号のノイズに関連するノイズ波形推定値を発生し、音響信号が音声とノイズとを含む場合に、ノイズ波形推定値を音響信号から減算することを含む、脱ノイズ・サブシステムとを備えている。
【０１２９】
無指向性および単一指向性マイクロフォンは、約０から１５センチメートルの範囲の距離だけ分離されている。
無指向性マイクロフォンは、少なくとも１つの音声信号源からの信号を取り込むように配向され、単一指向性マイクロフォンは、少なくとも１つのノイズ信号源からの信号を取り込むように配向されており、音声信号源と単一指向性マイクロフォンの空間応答曲線の最大値との間の角度が、約４５から１８０度の範囲である、システム。
【０１３０】
一実施形態の発声検出サブシステムは、更に、発生活動信号を受信する少なくとも１つのアンテナを含む少なくとも１つの言語電磁マイクロパワー・センサ（ＧＥＭＳ）と、ＧＥＭＳ発声活動信号を処理し、制御信号を発生する少なくとも１つの発声活動検出（ＶＡＤ）アルゴリズムとを備えている。
【０１３１】
発声検出サブシステムは、更に、ユーザの皮膚に接触し、発声活動信号を受ける少なくとも１つの加速度計センサと、加速度計センサの発声活動信号を処理し、制御信号を発生する少なくとも１つの発声活動検出（ＶＡＤ）アルゴリズムとを備えている。
【０１３２】
更に別の実施形態の発声検出サブシステムは、更に、ユーザの皮膚と接触し、発声活動信号を受ける少なくとも１つの皮膚表面マイクロフォン・センサと、皮膚表面マイクロフォン・センサの発声活動信号を処理し、制御信号を発生する少なくとも１つの発生活動検出（ＶＡＤ）アルゴリズムとを備えている。
【０１３３】
発声検出サブシステムは、更に、ある距離だけ分離され、各々の空間応答曲線の最大値間にある角度を有する２つの単一指向性マイクロフォンであって、距離が約０から１５センチメートルの範囲であり、角度が約０から１８０度の範囲である、２つの単一指向性マイクロフォンと、発声活動信号を処理し、制御信号を発生する少なくとも１つの発声活動検出（ＶＡＤ）アルゴリズムとを備えている。
【０１３４】
発声検出サブシステムは、更に、発声活動信号を発生する少なくとも１つの手動活性化発声活動検出器（ＶＡＤ）を含むこともできる。
一実施形態の通信システムは、更に、マイクロフォンを含む携帯ハンドセットを含み、携帯ハンドセットが、セルラ電話機、衛星電話機、携帯電話機、ワイヤライン電話機、インターネット電話機、ワイヤレス・トランシーバ、ワイヤレス通信無線機、パーソナル・ディジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、およびパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）の内少なくとも１つを含む。携帯ハンドセットは、発声検出サブシステムおよび脱ノイズ・サブシステムの内少なくとも１つを含むことができる。
【０１３５】
一実施形態の通信システムは、更に、少なくとも１つのスピーカ・デバイスと共にマイクロフォンを含む携帯ヘッドセットを含む。携帯ヘッドセットは、セルラ電話機、衛星電話機、携帯電話機、ワイヤライン電話機、インターネット電話機、ワイヤレス・トランシーバ、ワイヤレス通信無線機、パーソナル・ディジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、およびパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）の中から選択した少なくとも１つの通信デバイスに結合する。携帯ヘッドセットは、ワイヤレス結合、ワイヤード結合、ならびにワイヤレスおよびワイヤード結合の組み合わせの内少なくとも１つを用いて、通信デバイスに結合する。一実施形態では、通信デバイスは、発声検出サブシステムおよび脱ノイズ・サブシステムの内少なくとも１つを含む。代替実施形態では、携帯ヘッドセットは、発声検出サブシステムおよび脱ノイズ・サブシステムの内少なくとも１つを含む。
【０１３６】
前述の携帯ヘッドセットは、セルラ電話機、衛星電話機、携帯電話機、ワイヤライン電話機、インターネット電話機、ワイヤレス・トランシーバ、ワイヤレス通信無線機、パーソナル・ディジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、およびパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）の中から選択した携帯通信デバイスである。
【０１３７】
前述のマイクロフォンおよびＶＡＤ構成は、通信システムと共に用いるものであり、この通信システムは、ネットワーク通信に用いるための少なくとも１つのトランシーバと、人の発声活動の情報を含む発声活動信号を受信し、発声活動信号の情報を用いて自動的に制御信号を発生する発声検出サブシステムと、発声検出サブシステムに結合されている脱ノイズ・サブシステムであって、当該脱ノイズ・サブシステムのコンポーネントに環境の音響信号を供給するように結合されているマイクロフォンを含み、マイクロフォンの構成が、ある距離だけ分離され、各マイクロフォンの空間応答曲線の最大値間にある角度を有する第１マイクロフォンと第２マイクロフォンとを含み、脱ノイズ・サブシステムのコンポーネントは、制御信号を用いて、音響信号の少なくとも１つの周波数サブバンドのデータに適した少なくとも１つの脱ノイズ方法を自動的に選択し、選択した脱ノイズ方法を用いて音響信号を処理して、脱ノイズ音響信号を発生し、脱ノイズ方法が、音響信号のノイズに関連するノイズ波形推定値を発生し、音響信号が音声およびノイズを含むときに、音響信号からノイズ波形推定値を減算することを含む、脱ノイズ・サブシステムとを備えている。
【０１３８】
一実施形態では、第１および第２マイクロフォンの各々は、単一指向性マイクロフォンであり、前述の距離は約０から１５センチメートルの範囲であり、前述の角度は、約０から１８０度の範囲である。
【０１３９】
一実施形態では、第１マイクロフォンは無指向性マイクロフォンであり、第２マイクロフォンは単一指向性マイクロフォンであり、第１マイクロフォンを、少なくとも１つの音声信号源からの信号を取り込むように配向し、第２マイクロフォンを、少なくとも１つのノイズ信号源からの信号を取り込むように配向し、音声信号源と第２マイクロフォンの空間応答曲線の最大値との間の角度が約４５から１８０度の範囲である。
【０１４０】
一実施形態のトランシーバは、第１および第２マイクロフォンを含むが、そのように限定される訳ではない。
トランシーバは、通信ネットワークとユーザとの間でハンドセットを介して情報を結合することができる。トランシーバと共に用いるヘッドセットは、第１および第２マイクロフォンを含むことができる。
【０１４１】
本発明の種々の形態は、種々の回路のアレイにプログラムする機能性として実施することができ、種々の回路は、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブル・アレイ・ロジック（ＰＡＬ）デバイス、電気的プログラム可能ロジックおよびメモリ・デバイスおよび標準的なセルを用いたデバイス、特定用と集積回路（ＡＳＩＣ）等のプログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）を含む。本発明の形態を実施する他の多数の可能性には、メモリ（電子的消去可能プログラマブル・リード・オンリ・メモリ（ＥＥＰＲＯＭ））、埋め込み型マイクロプロセッサ、ファームウェア、ソフトウェアなどが含まれる。本発明の形態をソフトウェアとして具体化する場合、製造中における少なくとも１つの段階において（例えば、ファームウェアまたはＰＬＤに埋め込む前）、磁気的または光学的に読み取り可能なディスク（固定またはフロッピ）のような、いずれかのコンピュータ読み取り可能媒体によって担持し、キャリア信号上に変調するか、あるいは送信する等としてもよい。
【０１４２】
更に、本発明の形態は、ソフトウェアに基づく回路エミュレーションを有するマイクロプロセッサ、ディスクリート・ロジック（連続または組み合わせ）、カスタム・デバイス、ファジイ（ニューラル）ロジック、量子デバイス、および上述のデバイス品種のいずれもの混成において具体化することもできる。勿論、基礎となるデバイス技術は、種々のコンポーネント品種、例えば、相補金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）のような金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）技術、エミッタ結合ロジック（ＥＣＬ）のようなバイポーラ技術、ポリマ技術（例えば、シリコン共役ポリマおよび金属共役ポリマ金属構造）、アナログおよびディジタルの混合等において提供することができる。
【０１４３】
特に文脈上明らかに必要でない限り、本記載および特許請求の範囲を通じて、「備える」(comprise)、「備えている」(comprising)等の単語は、排他的または網羅的な意味ではなく、包含的意味で解釈するものとする。即ち、「含むが、限定されない」という意味である。単数または複数を用いる単語も、それぞれ、複数または単数も含むものとする。加えて、「ここでは」(herein)、「これ以降」(hereunder)、「以上」(above)、「以下」(below)および同様の趣旨の単語は、本願において用いる場合、本願全体を指し、本願のいずれの特定部分を指すのではないこととする。「または」(or)という用語が２つ以上の品目のリストに関して用いられる場合、この用語は、リスト内の品目のいずれか、リスト内の品目の全て、およびリスト内の品目のあらゆる組み合わせといった、当該用語の解釈全てに及ぶものとする。
【０１４４】
例示した本発明の実施形態についての以上の説明は、それで全てであることも、開示された正確な形態に本発明を限定することも意図してはいない。例示の目的で本発明の具体的な実施形態や例についてここでは説明したが、本発明の範囲内で種々の等価な変更が可能なことは、当業者であれば認識するところである。ここに提示した本発明の教示は、前述の処理システムだけでなく、その他の処理システムおよび通信システムにも適用することができる。前述の種々の実施形態の要素および動作(act)を組み合わせて、更に別の実施形態を得ることができる。これらおよびその他の変更は、先の詳細な説明に鑑みれば行うことができる。
【０１４５】
この中で引用したあらゆる引例または米国特許出願は、その引用により、本願にも含まれることとする。必要であれば、本発明の形態を変更し、前述した種々の特許および出願のシステム、機能および概念を採用し、本発明の更に別の実施形態を得ることも可能である。
【０１４６】
一般に、特許請求の範囲では、用いられる用語は、明細書に開示されている具体的な実施形態や特許請求の範囲に限定するように解釈してはならず、特許請求の範囲の下で動作して、データ・ファイルまたはストリームを圧縮および伸張する方法を提供する、あらゆる処理システムを含むように解釈してしかるべきである。したがって、本発明は、本開示によって限定されるのではなく、代わりに、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって全面的に決定されるものとする。
【０１４７】
本発明のある一定の形態を明白な請求項の形式で提示するが、本発明は、本発明の種々の形態をいかなる数の請求項の形態でも想定している。例えば、本発明の一形態のみを、コンピュータ読み取り可能媒体に具体化したものとして説明しているが、他の形態も同様にコンピュータ読み取り可能媒体に具体化することができる。したがって、本発明者は、本願を出願した後も追加の請求項を付加し、本発明の他の形態のためにこのような追加の請求項を追求する権利を保有することとする。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】図１は、一実施形態の下における、パスファインダ・ノイズ抑制システムおよびＶＡＤシステムを含む信号処理システムのブロック図である。
【図１Ａ】図１Ａは、図１の実施形態の下において、ＶＡＤに関する信号を受信し処理し、特定のマイクロフォン構成を利用する際に用いるハードウェアを含むノイズ抑制／通信システムのブロック図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、従来技術の従来の適応ノイズ・キャンセレーション・システムのブロック図である。
【図２】図２は、従来技術における異なる種類のマイクロフォンと関連する空間応答を記述する表である。
【図３Ａ】図３Ａは、一実施形態の下において、単一指向性音声マイクロフォンおよび無指向性ノイズ・マイクロフォンを用いたマイクロフォン構成を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａの実施形態の下において、単一指向性音声マイクロフォンおよび無指向性ノイズ・マイクロフォンを用いたハンドセットにおけるマイクロフォンの構成を示す。
【図３Ｃ】図３Ｃは、図３Ａの実施形態の下において、単一指向性音声マイクロフォンおよび無指向性ノイズ・マイクロフォンを用いたヘッドセットにおけるマイクロフォンの構成を示す。
【図４Ａ】図４Ａは、一実施形態の下において、無指向性音声マイクロフォンおよび単一指向性ノイズ・マイクロフォンを用いたマイクロフォン構成を示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａの実施形態の下において、無指向性音声マイクロフォンおよび単一指向性ノイズ・マイクロフォンを用いたハンドセットにおけるマイクロフォンの構成を示す。
【図４Ｃ】図４Ｃは、図４Ａの実施形態の下において、無指向性音声マイクロフォンおよび単一指向性ノイズ・マイクロフォンを用いたヘッドセットにおけるマイクロフォンの構成を示す。
【図５Ａ】図５Ａは、代替実施形態の下において、無指向性音声マイクロフォンおよび単一指向性ノイズ・マイクロフォンを用いたマイクロフォン構成を示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａの実施形態の下において、無指向性音声マイクロフォンおよび単一指向性ノイズ・マイクロフォンを用いたハンドセットにおけるマイクロフォンの構成を示す。
【図５Ｃ】図５Ｃは、図５Ａの実施形態の下において、無指向性音声マイクロフォンおよび単一指向性ノイズ・マイクロフォンを用いたヘッドセットにおけるマイクロフォンの構成を示す。
【図６Ａ】図６Ａは、一実施形態の下において、単一指向性音声マイクロフォンおよび単一指向性ノイズ・マイクロフォンを用いたマイクロフォンの構成を示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａの実施形態の下において、単一指向性音声マイクロフォンおよび単一指向性ノイズ・マイクロフォンを用いたハンドセットにおけるマイクロフォンの構成を示す。
【図６Ｃ】図６Ｃは、図６Ａの実施形態の下において、単一指向性音声マイクロフォンおよび単一指向性ノイズ・マイクロフォンを用いたヘッドセットにおけるマイクロフォンの構成を示す。
【図７Ａ】図７Ａは、代替実施形態の下において、単一指向性音声マイクロフォンおよび単一指向性ノイズ・マイクロフォンを用いたマイクロフォンの構成を示す。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａの実施形態の下において、単一指向性音声マイクロフォンおよび単一指向性ノイズ・マイクロフォンを用いたハンドセットにおけるマイクロフォンの構成を示す。
【図７Ｃ】図７Ｃは、図７Ａの実施形態の下において、単一指向性音声マイクロフォンおよび単一指向性ノイズ・マイクロフォンを用いたヘッドセットにおけるマイクロフォンの構成を示す。
【図８Ａ】図８Ａは、一実施形態の下において、単一指向性音声マイクロフォンおよび単一指向性ノイズ・マイクロフォンを用いたマイクロフォンの構成を示す。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａの実施形態の下において、単一指向性音声マイクロフォンおよび単一指向性ノイズ・マイクロフォンを用いたハンドセットにおけるマイクロフォンの構成を示す。
【図８Ｃ】図８Ｃは、図８Ａの実施形態の下において、単一指向性音声マイクロフォンおよび単一指向性ノイズ・マイクロフォンを用いたヘッドセットにおけるマイクロフォンの構成を示す。
【図９Ａ】図９Ａは、一実施形態の下において、無指向性音声マイクロフォンおよび無指向性ノイズ・マイクロフォンを用いたマイクロフォンの構成を示す。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９Ａの実施形態の下において、単一指向性音声マイクロフォンおよび単一指向性ノイズ・マイクロフォンを用いたハンドセットにおけるマイクロフォンの構成を示す。
【図９Ｃ】図９Ｃは、図９Ａの実施形態の下において、単一指向性音声マイクロフォンおよび単一指向性ノイズ・マイクロフォンを用いたヘッドセットにおけるマイクロフォンの構成を示す。
【図１０Ａ】図１０Ａは、一実施形態の下における、ＧＥＭＳセンサを受け入れるのに適した人の頭部上の感度エリアを示す。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、一実施形態の下における、汎用ハンドセットまたはヘッドセット・デバイス上のＧＥＭＳアンテナの配置を示す。
【図１１Ａ】図１１Ａは、一実施形態の下において、加速度計／ＳＳＭの配置に適した人の頭部上の感度エリアを示す。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、一実施形態の下における汎用ハンドセットまたはヘッドセット・デバイス上の加速度計／ＳＳＭの配置を示す。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【国際調査報告】
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