(57)【要約】単一チャネルまたはマルチチャネルオーディオ信号における音声アクティビティ検出のための、システム、方法、装置、および機械読み取り可能媒体を開示する。【選択図】図１６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーディオ信号を処理する方法において、
前記方法は、
前記オーディオ信号の第１の複数のフレームからの情報に基づいて、第１の音声アクティビティ測度の一連の値を計算することと、
前記オーディオ信号の第２の複数のフレームからの情報に基づいて、前記第１の音声アクティビティ測度とは異なる第２の音声アクティビティ測度の一連の値を計算することと
前記第１の音声アクティビティ測度の前記一連の値に基づいて、前記第１の音声アクティビティ測度の境界値を計算することと、
前記第１の音声アクティビティ測度の前記一連の値と、前記第２の音声アクティビティ測度の前記一連の値と、前記第１の音声アクティビティ測度の前記計算された境界値とに基づいて、一連の組み合わされた音声アクティビティの決定を生成させることとを含む方法。
【請求項２】
前記第１の音声アクティビティ測度の前記一連の値の各値は、前記オーディオ信号のチャネル間の関連に基づいている請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１の音声アクティビティ測度の前記一連の値の各値は、前記第１の複数のフレームのうちの異なるフレームに対応している請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記第１の音声アクティビティ測度の一連の値を計算することは、
前記一連の値のそれぞれに対して、および、前記対応するフレームの複数の異なる周波数成分のそれぞれに対して、（Ａ）前記フレームの第１のチャネル中の前記周波数成分の位相と、（Ｂ）前記フレームの第２のチャネル中の前記周波数成分の位相と、の間の差を計算することを含む請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記第２の音声アクティビティ測度の前記一連の値の各値は、前記第２の複数のフレームの異なるフレームに対応しており、
前記第２の音声アクティビティ測度の一連の値を計算することは、前記一連の値のそれぞれに対して、前記対応するフレームの複数の異なる周波数成分のそれぞれに対するエネルギーの時間導関数を計算することを含み、
前記第２の音声アクティビティ測度の前記一連の値のそれぞれは、前記対応するフレームのエネルギーの前記複数の計算された時間導関数に基づいている請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記第２の音声アクティビティ測度の前記一連の値のそれぞれは、前記オーディオ信号の第１のチャネルのレベルと前記オーディオ信号の第２のチャネルのレベルとの間の関連に基づいている請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記第２の音声アクティビティ測度の前記一連の値の各値は、前記第２の複数のフレームの異なるフレームに対応しており、
前記第２の音声アクティビティ測度の一連の値を計算することは、（Ａ）１キロヘルツを下回る周波数範囲における、前記対応するフレームの第１のチャネルのレベルと、（Ｂ）前記１キロヘルツを下回る周波数範囲における、前記対応するフレームの第２のチャネルのレベルとを、前記一連の値のそれぞれに対して計算することを含み、
前記第２の音声アクティビティ測度の前記一連の値のそれぞれは、（Ａ）前記対応するフレームの前記第１のチャネルの前記計算されたレベルと、（Ｂ）前記対応するフレームの前記第２のチャネルの前記計算されたレベルと、の間の関連に基づいている請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記第１の音声アクティビティ測度の境界値を計算することは、前記第１の音声アクティビティ測度の最小値の値を計算することを含む請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記最小値の値を計算することは、
前記第１の音声アクティビティ測度の前記一連の値をスムージングすることと、
前記スムージングされた値の間の最小値を決定することとを含む請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の音声アクティビティ測度の境界値を計算することは、前記第１の音声アクティビティ測度の最大値の値を計算することを含む請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記一連の組み合わされた音声アクティビティ決定を生成させることは、値の第１のセットのそれぞれを、第１のしきい値と比較して、一連の第１の音声アクティビティ決定を取得することを含み、
前記値の第１のセットは、前記第１のアクティビティ測度の前記一連の値に基づいており、
（Ａ）前記値の第１のセットと、（Ｂ）前記第１のしきい値とのうちの少なくとも１つは、前記第１の音声アクティビティ測度の前記計算された境界値に基づいている請求項１記載の方法。
【請求項１２】
前記一連の組み合わされた音声アクティビティ決定を生成させることは、前記第１の音声アクティビティ測度の前記計算された境界値に基づいて、前記第１の音声アクティビティ測度の前記一連の値を正規化して、前記値の第１のセットを生成させることを含む請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記一連の組み合わされた音声アクティビティ決定を生成させることは、前記第１の音声アクティビティ測度の前記一連の値を、前記第１の音声アクティビティ測度の前記計算された境界値に基づいている範囲に再マッピングして、前記値の第１のセットを生成させることを含む請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
前記第１のしきい値は、前記第１の音声アクティビティ測度の前記計算された境界値に基づいている請求項１１記載の方法。
【請求項１５】
前記第１のしきい値は、前記第２の音声アクティビティ測度の前記一連の値からの情報に基づいている請求項１１記載の方法。
【請求項１６】
前記方法は、前記第２の音声アクティビティ測度の前記一連の値に基づいて、前記第２の音声アクティビティ測度の境界値を計算することを含み、
前記一連の組み合わされた音声アクティビティ決定を生成させることは、前記第２の音声アクティビティ測度の前記計算された境界値に基づいている請求項１記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の音声アクティビティ測度の前記一連の値の各値は、前記第１の複数のフレームのうちの異なるフレームに対応しており、かつ前記対応するフレームのチャネル間の第１の関連に基づいており、
前記第２の音声アクティビティ測度の前記一連の値の各値は、前記第２の複数のフレームのうちの異なるフレームに対応しており、かつ前記第１の関連とは異なる前記対応するフレームのチャネル間の第２の関連に基づいている請求項１記載の方法。
【請求項１８】
オーディオ信号を処理する装置において、
前記装置は、
前記オーディオ信号の第１の複数のフレームからの情報に基づいて、第１の音声アクティビティ測度の一連の値を計算する手段と、
前記オーディオ信号の第２の複数のフレームからの情報に基づいて、前記第１の音声アクティビティ測度とは異なる第２の音声アクティビティ測度の一連の値を計算する手段と、
前記第１の音声アクティビティ測度の前記一連の値に基づいて、前記第１の音声アクティビティ測度の境界値を計算する手段と、
前記第１の音声アクティビティ測度の前記一連の値と、前記第２の音声アクティビティ測度の前記一連の値と、前記第１の音声アクティビティ測度の前記計算された境界値とに基づいて、一連の組み合わされた音声アクティビティの決定を生成させる手段とを具備する装置。
【請求項１９】
前記第１の音声アクティビティ測度の前記一連の値の各値は、前記オーディオ信号のチャネル間の関連に基づいている請求項１８記載の装置。
【請求項２０】
前記第１の音声アクティビティ測度の前記一連の値の各値は、前記第１の複数のフレームのうちの異なるフレームに対応している請求項１８記載の装置。
【請求項２１】
前記第１の音声アクティビティ測度の一連の値を計算する手段は、
前記一連の値のそれぞれに対して、および、前記対応するフレームの複数の異なる周波数成分のそれぞれに対して、（Ａ）前記フレームの第１のチャネル中の前記周波数成分の位相と、（Ｂ）前記フレームの第２のチャネル中の前記周波数成分の位相と、の間の差を計算する手段を備える請求項２０記載の装置。
【請求項２２】
前記第２の音声アクティビティ測度の前記一連の値の各値は、前記第２の複数のフレームのうちの異なるフレームに対応しており、
前記第２の音声アクティビティ測度の一連の値を計算する手段は、前記一連の値のそれぞれに対して、前記対応するフレームの複数の異なる周波数成分のそれぞれに対するエネルギーの時間導関数を計算する手段を備え、
前記第２の音声アクティビティ測度の前記一連の値のそれぞれは、前記対応するフレームのエネルギーの前記複数の計算された時間導関数に基づいている請求項１８記載の装置。
【請求項２３】
前記第２の音声アクティビティ測度の前記一連の値のそれぞれは、前記オーディオ信号の第１のチャネルのレベルと前記オーディオ信号の第２のチャネルのレベルと、の間の関連に基づいている請求項１８記載の装置。
【請求項２４】
前記第２の音声アクティビティ測度の前記一連の値の各値は、前記第２の複数のフレームのうちの異なるフレームに対応しており、
前記第２の音声アクティビティ測度の一連の値を計算する手段は、（Ａ）１キロヘルツを下回る周波数範囲における、前記対応するフレームの第１のチャネルのレベルと、（Ｂ）前記１キロヘルツを下回る周波数範囲における、前記対応するフレームの第２のチャネルのレベルとを、前記一連の値のそれぞれに対して計算する手段を備え、
前記第２の音声アクティビティ測度の前記一連の値のそれぞれは、（Ａ）前記対応するフレームの前記第１のチャネルの前記計算されたレベルと、（Ｂ）前記対応するフレームの前記第２のチャネルの前記計算されたレベルと、の間の関連に基づいている請求項１８記載の装置。
【請求項２５】
前記第１の音声アクティビティ測度の境界値を計算する手段は、前記第１の音声アクティビティ測度の最小値の値を計算する手段を備える請求項１８記載の装置。
【請求項２６】
前記最小値の値を計算する手段は、
前記第１の音声アクティビティ測度の前記一連の値をスムージングする手段と、
前記スムージングされた値の間の最小値を決定する手段とを備える請求項２５記載の装置。
【請求項２７】
前記第１の音声アクティビティ測度の境界値を計算する手段は、前記第１の音声アクティビティ測度の最大値の値を計算する手段を備える請求項１８記載の装置。
【請求項２８】
前記一連の組み合わされた音声アクティビティ決定を生成させる手段は、値の第１のセットのそれぞれを、第１のしきい値と比較して、一連の第１の音声アクティビティ決定を取得する手段を備え、
前記値の第１のセットは、前記第１のアクティビティ測度の前記一連の値に基づいており、
（Ａ）前記値の第１のセットと、（Ｂ）前記第１のしきい値とのうちの少なくとも１つは、前記第１の音声アクティビティ測度の前記計算された境界値に基づいている請求項１８記載の装置。
【請求項２９】
前記一連の組み合わされた音声アクティビティ決定を生成させる手段は、前記第１の音声アクティビティ測度の前記計算された境界値に基づいて、前記第１の音声アクティビティ測度の前記一連の値を正規化して、前記値の第１のセットを生成させる手段を備える請求項２８記載の装置。
【請求項３０】
前記一連の組み合わされた音声アクティビティ決定を生成させる手段は、前記第１の音声アクティビティ測度の前記一連の値を、前記第１の音声アクティビティ測度の前記計算された境界値に基づいている範囲に再マッピングして、前記値の第１のセットを生成させる手段を備える請求項２８記載の装置。
【請求項３１】
前記第１のしきい値は、前記第１の音声アクティビティ測度の前記計算された境界値に基づいている請求項２８記載の装置。
【請求項３２】
前記第１のしきい値は、前記第２の音声アクティビティ測度の前記一連の値からの情報に基づいている請求項２８記載の方法。
【請求項３３】
前記装置は、前記第２の音声アクティビティ測度の前記一連の値に基づいて、前記第２の音声アクティビティ測度の境界値を計算する手段を備え、
前記一連の組み合わされた音声アクティビティ決定は、前記第２の音声アクティビティ測度の前記計算された境界値に基づいている請求項１８記載の装置。
【請求項３４】
前記第１の音声アクティビティ測度の前記一連の値の各値は、前記第１の複数のフレームのうちの異なるフレームに対応しており、かつ前記対応するフレームのチャネル間の第１の関連に基づいており、
前記第２の音声アクティビティ測度の前記一連の値の各値は、前記第２の複数のフレームのうちの異なるフレームに対応しており、かつ前記第１の関連とは異なる前記対応するフレームのチャネル間の第２の関連に基づいている請求項１８記載の装置。
【請求項３５】
オーディオ信号を処理する装置において、
前記装置は、
前記オーディオ信号の第１の複数のフレームからの情報に基づいて、第１の音声アクティビティ測度の一連の値を計算するように構成されている第１の計算機と、
前記オーディオ信号の第２の複数のフレームからの情報に基づいて、前記第１の音声アクティビティ測度とは異なる第２の音声アクティビティ測度の一連の値を計算するように構成されている第２の計算機と、
前記第１の音声アクティビティ測度の前記一連の値に基づいて、前記第１の音声アクティビティ測度の境界値を計算するように構成されている境界値計算機と、
前記第１の音声アクティビティ測度の前記一連の値と、前記第２の音声アクティビティ測度の前記一連の値と、前記第１の音声アクティビティ測度の前記計算された境界値とに基づいて、一連の組み合わされた音声アクティビティの決定を生成させるように構成されている決定モジュールとを具備する装置。
【請求項３６】
前記第１の音声アクティビティ測度の前記一連の値の各値は、前記オーディオ信号のチャネル間の関連に基づいている請求項３５記載の装置。
【請求項３７】
前記第１の音声アクティビティ測度の前記一連の値の各値は、前記第１の複数のフレームのうちの異なるフレームに対応している請求項３５記載の装置。
【請求項３８】
前記第１の計算機は、
前記一連の値のそれぞれに対して、および、前記対応するフレームの複数の異なる周波数成分のそれぞれに対して、（Ａ）前記フレームの第１のチャネル中の前記周波数成分の位相と、（Ｂ）前記フレームの第２のチャネル中の前記周波数成分の位相と、の間の差を計算するように構成されている請求項３７記載の装置。
【請求項３９】
前記第２の音声アクティビティ測度の前記一連の値の各値は、前記第２の複数のフレームのうちの異なるフレームに対応しており、
前記第２の計算機は、前記一連の値のそれぞれに対して、前記対応するフレームの複数の異なる周波数成分のそれぞれに対するエネルギーの時間導関数を計算するように構成されており、
前記第２の音声アクティビティ測度の前記一連の値のそれぞれは、前記対応するフレームのエネルギーの前記複数の計算された時間導関数に基づいている請求項３５記載の装置。
【請求項４０】
前記第２の音声アクティビティ測度の前記一連の値のそれぞれは、前記オーディオ信号の第１のチャネルのレベルと前記オーディオ信号の第２のチャネルのレベルとの間の関連に基づいている請求項３５記載の装置。
【請求項４１】
前記第２の音声アクティビティ測度の前記一連の値の各値は、前記第２の複数のフレームのうちの異なるフレームに対応しており、
前記第２の計算機は、（Ａ）１キロヘルツを下回る周波数範囲における、前記対応するフレームの第１のチャネルのレベルと、（Ｂ）前記１キロヘルツを下回る周波数範囲における、前記対応するフレームの第２のチャネルのレベルとを、前記一連の値のそれぞれに対して計算するように構成されており、
前記第２の音声アクティビティ測度の前記一連の値のそれぞれは、（Ａ）前記対応するフレームの前記第１のチャネルの前記計算されたレベルと、（Ｂ）前記対応するフレームの前記第２のチャネルの前記計算されたレベルと、の間の関連に基づいている請求項３５記載の装置。
【請求項４２】
前記境界値計算機は、前記第１の音声アクティビティ測度の最小値の値を計算するように構成されている請求項３５記載の装置。
【請求項４３】
前記境界値計算機は、
前記第１の音声アクティビティ測度の前記一連の値をスムージングし、
前記スムージングされた値の間の最小値を決定するように構成されている請求項４２記載の装置。
【請求項４４】
前記境界値計算機は、前記第１の音声アクティビティ測度の最大値の値を計算するように構成されている請求項３５記載の装置。
【請求項４５】
前記決定モジュールは、値の第１のセットのそれぞれを、第１のしきい値と比較して、一連の第１の音声アクティビティ決定を取得するように構成されており、
前記値の第１のセットは、前記第１のアクティビティ測度の前記一連の値に基づいており、
（Ａ）前記値の第１のセットと、（Ｂ）前記第１のしきい値とのうちの少なくとも１つは、前記第１の音声アクティビティ測度の前記計算された境界値に基づいている請求項３５記載の装置。
【請求項４６】
前記決定モジュールは、前記第１の音声アクティビティ測度の前記計算された境界値に基づいて、前記第１の音声アクティビティ測度の前記一連の値を正規化して、前記値の第１のセットを生成させるように構成されている請求項４５記載の装置。
【請求項４７】
前記決定モジュールは、前記第１の音声アクティビティ測度の前記一連の値を、前記第１の音声アクティビティ測度の前記計算された境界値に基づいている範囲に再マッピングして、前記値の第１のセットを生成させるように構成されている請求項４５記載の装置。
【請求項４８】
前記第１のしきい値は、前記第１の音声アクティビティ測度の前記計算された境界値に基づいている請求項４５記載の装置。
【請求項４９】
前記第１のしきい値は、前記第２の音声アクティビティ測度の前記一連の値からの情報に基づいている請求項４５記載の装置。
【請求項５０】
機械によって読み取られるときに、請求項１ないし１７のうちのいずれか一項記載の方法にしたがった方法を前記機械に実行させる有体的特徴を具備する機械読み取り可能記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【米国特許法第１１９条の下での優先権の主張】
【０００１】
本特許出願は、“ノイズ低減のための、デュアルマイクロフォンの計算の聴覚情景解析”と題し、２０１０年１０月２５日に提出された仮出願番号第６１／４０６，３８２号に対して優先権を主張し、この仮出願は、本特許出願の譲受人に譲渡されている。本特許出願は、“スピーチ特徴検出のための、システム、方法、および装置”と題し、２０１１年４月２２日に出願された、代理人ドケット番号第１００８３９である米国特許出願番号第１３／０９２，５０２号に対しても優先権を主張し、この出願は、本特許出願の譲受人に譲渡されている。
【背景】
【０００２】
分野
本開示は、オーディオ信号処理に関する。
【０００３】
背景
以前は、静かなオフィスまたは家庭環境において実行された多くのアクティビティが、今日では、車、道路、またはカフェのような、音響上変わりやすいシチュエーションで実行されている。例えば、人は、音声通信チャネルを使用して、別の人と通信することを望むかもしれない。チャネルは、例えば、移動体ワイヤレスハンドセットまたはヘッドセット、ウォーキートーキー、二方向無線、カーキット、または別の通信デバイスによって提供されてもよい。結果として、ユーザが他の人々に囲まれており、典型的には人々が集まる場所で生じる多数のノイズ成分を有する環境において、かなりの量の音声通信が、ポータブルオーディオ感知デバイス（例えば、スマートフォン、ハンドセット、および／またはヘッドセット）を使用して行われている。このようなノイズは、電話の会話の向こう側で、ユーザを紛わらす、または、悩ます傾向にある。さらに、多くの標準的な自動化された商取引（例えば、勘定残高または株価のチェック）は、音声認識ベースのデータ問い合わせを用いており、これらのシステムの正確さは、干渉ノイズによってかなり妨げられるかもしれない。
【０００４】
ノイズがある環境で通信が行われる適用のためには、所望のスピーチ信号を背景のノイズから分離させることが望ましいかもしれない。ノイズは、所望の信号と干渉している、またはそうでなければ所望の信号を劣化させる、すべての信号を合わせたものであると定義されるかもしれない。バックグラウンドノイズは、他の人々の背景の会話とともに、所望の信号および／または他の信号のうちの何らかのものから発生される、反射および反響のような、音響環境内で発生される多数のノイズ信号を含んでいてもよい。所望のスピーチ信号が、バックグラウンドノイズから分離されない限り、そのスピーチ信号の使用を、信頼性があり効率的にすることは難しいかもしれない。１つの特定の例では、ノイズがある環境においてスピーチ信号が発生されると、環境ノイズからスピーチ信号を分離させるために、スピーチ処理方法を使用する。
【０００５】
移動体環境で生じるノイズは、競合話者、音楽、バブル、道路のノイズ、および／または空港のノイズのような、様々な異なる要素を含んでいるかもしれない。このようなノイズの特徴としては、典型的に、非定常であり、かつユーザ自身の周波数の特徴に近いので、ノイズは、従来の単一のマイクロフォンまたは固定したビームフォーミングタイプの方法を使用してモデリングするのは難しいかもしれない。単一のマイクロフォンのノイズ低減技術は、典型的には、最適な性能を達成するためには、大幅なパラメータ調整が必要である。例えば、適したノイズ基準は、このようなケースでは直接的に利用可能でないかもしれないが、ノイズ基準を間接的に導出するのに必要であるかもしれない。したがって、複数のマイクロフォンベースのアドバンスド信号処理は、ノイズがある環境における音声通信のために、移動デバイスの使用をサポートすることが望ましいかもしれない。
【概要】
【０００６】
一般的な構成にしたがってオーディオ信号を処理する方法は、オーディオ信号の第１の複数のフレームからの情報に基づいて、第１の音声アクティビティ測度の一連の値を計算することを含む。この方法は、オーディオ信号の第２の複数のフレームからの情報に基づいて、第１の音声アクティビティ測度とは異なる第２の音声アクティビティ測度の一連の値を計算することも含む。この方法は、第１の音声アクティビティ測度の一連の値に基づいて、第１の音声アクティビティ測度の境界値を計算することも含む。この方法は、第１の音声アクティビティ測度の一連の値と、第２の音声アクティビティ測度の一連の値と、第１の音声アクティビティ測度の計算された境界値とに基づいて、一連の組み合わされた音声アクティビティの決定を生成させることも含む。特徴を読み取る機械に、このような方法を実行させる有体的な特徴を持つコンピュータ読み取り可能記憶媒体（例えば、一時的でない媒体）も開示している。
【０００７】
一般的な構成にしたがったオーディオ信号を処理する装置は、オーディオ信号の第１の複数のフレームからの情報に基づいて、第１の音声アクティビティ測度の一連の値を計算する手段と、オーディオ信号の第２の複数のフレームからの情報に基づいて、第１の音声アクティビティ測度とは異なる第２の音声アクティビティ測度の一連の値を計算する手段とを備える。この装置はまた、第１の音声アクティビティ測度の一連の値に基づいて、第１の音声アクティビティ測度の境界値を計算する手段と、第１の音声アクティビティ測度の一連の値と、第２の音声アクティビティ測度の一連の値と、第１の音声アクティビティ測度の計算された境界値とに基づいて、一連の組み合わされた音声アクティビティの決定を生成させる手段とを備える。
【０００８】
別の一般的な構成にしたがってオーディオ信号を処理する装置は、オーディオ信号の第１の複数のフレームからの情報に基づいて、第１の音声アクティビティ測度の一連の値を計算するように構成されている第１の計算機と、オーディオ信号の第２の複数のフレームからの情報に基づいて、第１の音声アクティビティ測度とは異なる第２の音声アクティビティ測度の一連の値を計算するように構成されている第２の計算機とを備える。この装置はまた、第１の音声アクティビティ測度の一連の値に基づいて、第１の音声アクティビティ測度の境界値を計算するように構成されている境界値計算機と、第１の音声アクティビティ測度の一連の値と、第２の音声アクティビティ測度の一連の値と、第１の音声アクティビティ測度の計算された境界値とに基づいて、一連の組み合わされた音声アクティビティの決定を生成させるように構成されている決定モジュールとを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、デュアルマイクロフォンのノイズ抑制システムのブロックダイヤグラムを示している。
【図２】図２は、デュアルマイクロフォンのノイズ抑制システムのブロックダイヤグラムを示している。
【図３】図３(Ａ)〜（Ｃ）は、図１および図２のシステムのサブセットの例を示している。
【図４】図４は、図１および図２のシステムのサブセットの例を示している。
【図５】図５は、車のノイズの、ステレオスピーチ記録の例を示している。
【図６】図６は、車のノイズの、ステレオスピーチ記録の例を示している。
【図７Ａ】図７Ａは、マイクロフォン間の減算方法Ｔ５０の例を要約している。
【図７Ｂ】図７Ｂは、マイクロフォン間の減算方法Ｔ５０の例を要約している。
【図８Ａ】図８Ａは、正規化スキームの概念ダイヤグラムを示している。
【図８Ｂ】図８Ｂは、一般的な構成にしたがった、オーディオ信号を処理する方法Ｍ１００のフローチャートを示している。
【図９Ａ】図９Ａは、タスクＴ４００の実現Ｔ４０２のフローチャートを示している。
【図９Ｂ】図９Ｂは、タスクＴ４１０ａの実現Ｔ４１２のフローチャートを示している。
【図９Ｃ】図９Ｃは、タスクＴ４１０ａの代替的な実現Ｔ４１４ａのフローチャートを示している。
【図１０Ａ】図１０Ａは、マッピングを示している。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、マッピングを示している。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、マッピングを示している。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、一般的な構成にしたがった、装置Ａ１００のブロックダイヤグラムを示している。
【図１１Ａ】図１１Ａは、別の一般的な構成にしたがった、装置ＭＦ１００のブロックダイヤグラムを示している。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、分離している、図１５のしきい値線を示している。
【図１２】図１２は、近接度ベースのＶＡＤテスト統計値対位相差ベースのＶＡＤテスト統計値の散布図を示している。
【図１３】図１３は、近接度ベースのＶＡＤテスト統計値に対する、追跡された最小テスト統計値と最大テスト統計値とを示している。
【図１４】図１４は、位相ベースのＶＡＤテスト統計値に対する、追跡された最小テスト統計値と最大テスト統計値とを示している。
【図１５】図１５は、正規化されたテスト統計値に対する散布図を示している。
【図１６】図１６は、散布図のセットを示している。
【図１７】図１７は、散布図のセットを示している。
【図１８】図１８は、確率の表を示している。
【図１９】図１９は、タスクＴ８０のブロックダイヤグラムを示している。
【図２０Ａ】図２０Ａは、利得計算Ｔ１１０−１のブロックダイヤグラムを示している。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、抑制スキームＴ１１０−２の全体的なブロックダイヤグラムを示している。
【図２１Ａ】図２１Ａは、抑制スキームＴ１１０−３のブロックダイヤグラムを示している。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、モジュールＴ１２０のブロックダイヤグラムを示している。
【図２２】図２２は、タスクＴ９５に対するブロックダイヤグラムを示している。
【図２３Ａ】図２３Ａは、アレイＲ１００の実現Ｒ２００のブロックダイヤグラムを示している。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、アレイＲ２００の実現Ｒ２１０のブロックダイヤグラムを示している。
【図２４Ａ】図２４Ａは、一般的な構成にしたがった、マルチマイクロフォンのオーディオ感知デバイスＤ１０のブロックダイヤグラムを示している。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、デバイスＤ１０の実現である通信デバイスＤ２０のブロックダイヤグラムを示している。
【図２５】図２５は、ハンドセットＨ１００の、前面図、後面図、側面図を示している。
【図２６】図２６は、ヘッドセットＤ１００が実装している可変性を図示している。
【詳細な説明】
【００１０】
ボイスコーディングのような、スピーチ処理を増強させるために、音声アクティビティ検出（ＶＡＤ）を改善させるための、ここで開示した技術を使用してもよい。音声検出の正確性かつ信頼性を改善させるために、したがって、ノイズ低減、エコー消去、レートコーディングおよびこれらに類するもののような、ＶＡＤに依存する機能を改善させるために、開示したＶＡＤ技術を使用してもよい。このような改善は、例えば、１つ以上の別個のデバイスから提供されてもよいＶＡＤ情報を使用することによって達成できる。ＶＡＤ情報は、複数のマイクロフォンを、または、より正確な音声アクティビティ検出器を提供する他のセンサ様式を使用して発生されてもよい。
【００１１】
ここで記述したようなＶＡＤの使用は、従来のＶＡＤ、特に、低信号対ノイズ比（ＳＮＲ）シナリオにおいて、一時的でないノイズおよび競合音声のケースにおいて、および音声が存在するかもしれない他のケースにおいて経験されることが多いスピーチ処理エラーを減少させることが予期されるかもしれない。加えて、ターゲット音声が識別されてもよく、このような検出器は、ターゲット音声アクティビティ検出の信頼性のある推定を提供するために使用されてもよい。ノイズ推定更新、エコー消去（ＥＣ）、レート制御、およびこれらに類するもののような、ボコーダ機能を制御するためにＶＡＤ情報を使用することが望ましいかもしれない。以下：ノイズ低減（ＮＲ）（すなわち、ＶＡＤの信頼性がより高ければ、非音声セグメント中でより高いＮＲが実行され得る＊＊＊直訳っぽくしました）；音声および非音声セグメント推定；エコー消去（ＥＣ）；改善された二重検出スキーム；および、より攻撃的なレートコーディングスキーム（例えば、非音声セグメントに対するより低いレート）を可能にするレートコーディングの改善のような、スピーチ処理機能を改善させるために、より信頼性のある、かつ正確なＶＡＤを使用できる。
【００１２】
その文脈によって明示的に限定されない限り、“信号”という用語は、ここでは、ワイヤ、バス、または、他の送信媒体上で表現されているような、メモリ位置の状態（または、メモリ位置のセット）を含む、その一般的な意味のいずれかを示すために使用される。その文脈によって明示的に限定されない限り、“発生させる”という用語は、ここでは、例えば、算出する、または、そうでなければ生成させるといった、その一般的な意味のうちのいずれかを示すために使用される。その文脈によって明示的に限定されない限り、“計算する”という用語は、ここでは、例えば、算出する、評価する、スムージングする、および／または、複数の値から選択するといった、その一般的な意味のうちのいずれかを示すために使用される。その文脈によって明示的に限定されない限り、“取得する”という用語は、例えば、計算する、導出する、（例えば、外部デバイスから）受信する、および／または、（例えば、記憶エレメントのアレイから）取り出すといった、その一般的な意味のうちのいずれかを示すために使用される。その文脈によって明示的に限定されない限り、“選択する”という用語は、例えば、識別する、示す、適用する、ならびに／あるいは、２つ以上の組のうちの少なくとも１つ、および、２つ以上のセットのうちのすべてより少ないものを使用するといった、その一般的な意味のうちのいずれかを示すために使用される。本記述および特許請求の範囲中で、“含む”という用語が使用されている場合、他のエレメントまたは動作を除かない。（“ＡはＢに基づく”のような）“に基づいて”という用語は、ケース（ｉ）“から導出される”（例えば、“Ｂは、Ａの先行モデルである”）、（ｉｉ）“に少なくとも基づいて”（例えば、“Ａは少なくともＢに基づく”）、および、特定の文脈で適切な場合には、（ｉｉｉ）“に等しい”（例えば、“ＡはＢに等しい”）を含む、その一般的な意味のうちのいずれかを示すために使用される。同様に、“に応答して”という用語は、“に少なくとも応答して”を含む、その一般的な意味のうちのいずれかを示すために使用される。
【００１３】
マルチマイクロフォンのオーディオ感知デバイスのマイクロフォンの“位置”に対する参照は、文脈によって示されていない限り、マイクロフォンの音響的に感度のある面の中心の位置を示している。特定の文脈にしたがって、信号パスを示すときに、および、このようなパスによって運ばれる信号を示す他のときに、「チャネル」という用語を使用する。そうではないと示されていない限り、“一連の”という用語は、２つ以上のアイテムのシーケンスを示すために使用される。“対数”という用語は、底が１０の対数を示すために使用されるが、他の底への、そのような演算の拡張は、本開示の範囲内にある。“周波数成分”という用語は、例えば、（例えば、高速フーリエ変換によって生成されるような、）信号の周波数領域表現のサンプル、または、信号のサブバンド（例えば、バーク尺度またはメル尺度のサブバンド）といった、信号の周波数または周波数帯域のセットの中の１つを示すために使用される。文脈がそうではないと示されていない限り、“オフセット”という用語は、“オンセット”の用語の反意語としてここでは使用される。
【００１４】
そうではないと示されていない限り、特定の特徴を持つ装置の動作の何らかの開示は、類似する特徴を持つ方法を開示する（およびその逆もまた同じである）ことも明示的に意図しており、特定の構成にしたがった装置の動作の何らかの開示は、類似する構成にしたがった方法を開示する（およびその逆もまた同じである）ことも明示的に意図している。その特定の文脈によって示されているような、方法、装置、および／または、システムを参照して、“構成”という用語を使用してもよい。“方法”、“プロセス”、“手順”、および“技術”という用語は、特定の文脈によってそうではないと示されていない限り、総称的におよび交換可能に使用されてもよい。“装置”および“デバイス”という用語もまた、特定の文脈によってそうではないと示されていない限り、総称的におよび交換可能に使用される。典型的に、“エレメント”および“モジュール”という用語は、より大きな構成の一部を示すために使用される。その文脈によって明示的に限定されない限り、“システム”という用語は、ここでは、“共通の目的に適うように相互作用するエレメントのグループ”を含む、その一般的な意味のうちのいずれかを示すために使用される。
【００１５】
文書の一部を参照することによる何らかの組み込みもまた、その一部の内で参照される用語の定義または変数を組み込むことが理解されるだろう。ここで、このような定義は、文書中とともに、組み込まれている一部において参照されている何らかの図面中のどこかに表れる。定冠詞によって最初に紹介されない限り、請求項の要素を修正するために使用される除数の用語（例えば、“第１の”、“第２の”、“第３の”等）は、別のものに関する請求項の要素の何らかの優先順位または順序を単独で示さないが、むしろ、（除数の用語の使用がなければ）請求項の要素を、同じ名前を持つ別の請求項の要素と区別するに過ぎない。その文脈によって明示的に限定されない限り、１よりも大きい整数の数を示すために、ここでは、“複数”および“セット”という用語のそれぞれを使用する。
【００１６】
ここで記述するような方法は、一連のセグメントとして、キャプチャされた信号を処理するように構成されていてもよい。典型的なセグメントの長さは、約５または１０ミリ秒から、約４０または５０ミリ秒に及んでもよく、セグメントは、オーバーラップしているかもしれない（例えば、隣り合ったセグメントは、２５％または５０％分だけオーバーラップしている）、または、オーバーラップしていないかもしれない。１つの特定の例では、信号は、一連のオーバーラップしていないセグメントすなわち“フレーム”に分割される。それぞれは、１０ミリ秒の長さを持っている。このような方法によって処理されたようなセグメントは、異なる動作、またはその逆によって処理されたような、より大きいセグメントのセグメント（すなわち、“サブフレーム”）であってもよい。
【００１７】
既存のデュアルマイクロフォンのノイズ抑制の解決策は、保持角度の変動および/またはマイクロフォン利得較正の不整合に対してロバストが不十分であることかもしれない。本開示は、この問題を解決するための方法を提供する。より良好な音声アクティビティ検出および／またはノイズ抑制性能を導くことができるいくつかの新規な考えをここで記述する。図１および図２は、これらの技術のうちのいくつかの例を含むデュアルマイクロフォンのノイズ抑制システムのブロックダイヤグラムを示しており、ラベルＡ−Ｆは、図１の右側に存在している信号と、図２の左側に入力する同じ信号との間の対応を示している。
【００１８】
ここで記述したような構成の特徴は、以下：（例えば、マイクロフォン間の減算および／または空間処理を含む）低周波数ノイズ抑制；様々な保持角度とマイクロフォンの利得との不整合に対する識別力を最大にするための、ＶＡＤテスト統計値の正規化；ノイズ基準の結合論理；各時間周波数セルにおける位相および近接度情報とともに、フレームごとの音声アクティビティ情報に基づく、残余ノイズ抑制；１つ以上のノイズ特性に基づく残余ノイズ抑制制御（例えば、推定されたノイズのスペクトル平坦性測度）、のうちの１つ以上（場合によっては、すべて）を含んでいてもよい。以下のセクションで、これらの項目のそれぞれを説明する。
【００１９】
図１および図２中で示されているこれらのタスクのうちの何らかの１つ以上は、（例えば、別のオーディオ信号処理システムの一部として）残りのシステムと独立して実現されてもよいことも明示的に述べられている。図３の（Ａ）〜（Ｃ）および図４は、独立して使用されてもよいシステムのサブセットの例を示している。
【００２０】
空間選択的なフィルタリング動作のクラスは、ビームフォーミングおよび／またはブラインド音源分離のような、方向選択的なフィルタリング動作、ならびに、ソースの近接度に基づく動作のような、間隔選択的なフィルタリング動作を含む。このような動作は、ごくわずかな音声の損傷で、かなりのノイズ低減を達成できる。
【００２１】
空間選択的なフィルタリング動作の典型的な例は、空間ノイズ基準および一次マイクロフォン信号の減算を実行することによって、ノイズチャネルを発生させる所望のスピーチを除去するために、および／または、望まれていないノイズを除去するために、（例えば、１つ以上の適した音声アクティビティ検出信号に基づいて）適応フィルタを算出することを含む。図７Ｂが、このようなスキームの例のブロックダイヤグラムを示しており、このようなスキームでは、
【数１】
2013545136.tif 000003
【００２２】
である。
【００２３】
低周波数ノイズ（例えば、０−５００Ｈｚの周波数範囲におけるノイズ）の除去は、一意的な課題をもたらす。ハーモニックボイスドスピーチ構造に関連する、谷間およびピークの識別をサポートするのに十分である周波数分解能を取得するために、（例えば、約０−４ｋＨｚの範囲を持つ狭帯域信号に対して）少なくとも２５６の長さを持つ高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を使用することが望ましいかもしれない。フーリエ領域巡回畳み込み問題は、このような信号の有効的な事後処理を妨げるかもしれないショートフィルタの使用を余儀なくさせるかもしれない。空間選択的なフィルタリング動作の有効性はまた、マイクロフォン間隔による低周波数範囲に、そして、空間エイリアシングによる高周波数に限定されてもよい。例えば、空間フィルタリングは、典型的に、０−５００Ｈｚの範囲においては、ほとんど無効である。
【００２４】
ハンドヘルドデバイスの典型的な使用の間、デバイスは、ユーザの口に対して、様々な向きで保持されているかもしれない。大体のハンドセットの保持角度に対する、ＳＮＲは、マイクロフォン毎に異なることが予期されるかもしれない。しかしながら、分布ノイズレベルは、マイクロフォンによっては大体等しいままであることが予期されるかもしれない。結果として、マイクロフォンのチャネル間の減算は、一次マイクロフォンチャネルにおけるＳＮＲを改善させることが予期されるかもしれない。
【００２５】
図５および図６は、車のノイズにおける、ステレオスピーチ記録の例を示しており、ここで図５は、時間領域信号のグラフを示しており、図６は、周波数スペクトルのグラフを示している。各ケースでは、上部掃引線は、一次マイクロフォン（すなわち、ユーザの口に向けて向けられている、またはそうでなければ、ユーザの音声を最も直接的に受けるマイクロフォン）からの信号に対応しており、下部掃引線は、二次マイクロフォンからの信号に対応している。周波数スペクトルグラフは、ＳＮＲが、一次マイクロフォン信号において、より良好であることを示している。例えば、ボイスドスピーチのピークが、一次マイクロフォン信号中で、より高い一方、バックグラウンドノイズの谷間は、チャネル間でほぼ等しく騒々しいことが見られるかもしれない。マイクロフォン間のチャネル減算は、典型的には、結果として、［０−５００Ｈｚ］帯域では音声の歪みがほとんどない、８−１２ｄＢのノイズ低減となることが予期されるかもしれず、これは、多くのエレメントを持つ大きなマイクロフォンアレイを使用する空間処理によって取得され得るノイズ低減結果に類似している。
【００２６】
低周波数ノイズ抑制は、マイクロフォン間の減算および／または空間処理を含んでいてもよい。マルチチャネルのオーディオ信号中のノイズを低減させる方法の１つの例は、５００Ｈｚよりも小さい周波数に対するマイクロフォン間の差を使用し、５００Ｈｚよりも大きい周波数に対する空間選択的なフィルタリング動作（例えば、ビームフォーマーのような方向選択的な動作）を使用することを含む。
【００２７】
適応利得較正フィルタを使用して、２つのマイクロフォンチャネル間の利得の不整合を回避することが望ましいかもしれない。このようなフィルタは、一次マイクロフォンおよび二次マイクロフォンからの信号間の低周波数利得の差にしたがって計算されてもよい。例えば、利得較正フィルタＭは、
【数２】
2013545136.tif 000004
【００２８】
のような式にしたがって、スピーチが非アクティブな間隔にわたって取得されてもよい。ここで、ωは、周波数を示しており、Ｙ1は、一次マイクロフォンチャネルを示しており、Ｙ2は、二次マイクロフォンチャネルを示しており、
【数３】
2013545136.tif 000005
【００２９】
は、ベクトルノルム演算（例えば、Ｌ２−ノルム）を示している。
【００３０】
大部分の適用では、音声チャネル全体が単純な減算プロセスによって減衰されるように、二次マイクロフォンチャネルが、何らかの音声エネルギーを含むことが予期されてもよい。結果として、音声利得をそのオリジナルのレベルに戻すようにスケーリングするために構成利得を生じさせることが望ましいかもしれない。このようなプロセスの１つの例は、
【数４】
2013545136.tif 000006
【００３１】
のような式によって要約してもよい。ここで、Ｙnは、結果的に生じる出力チャネルを示しており、Ｇは、適応音声構成利得ファクタを示している。位相は、オリジナルの一次マイクロフォン信号から取得されてもよい。
【００３２】
適応音声の構成利得ファクタＧは、反響を生じさせるのを回避するために、［０−５００Ｈｚ］を超える低周波数の音声較正によって決定されてもよい。音声構成利得Ｇは、
【数５】
2013545136.tif 000007
【００３３】
のような式にしたがって、スピーチがアクティブな間隔にわたって取得できる。
【００３４】
［０−５００Ｈｚ］帯域では、このようなマイクロフォン間の減算が、適応フィルタリングスキームよりも好ましいかもしれない。ハンドセットフォームファクタ上で用いられている典型的なマイクロフォンのスペーシングでは、（例えば、［０−５００Ｈｚ］範囲における）低周波数成分は、大抵、チャネル間で高度に相関され、これは、実際に低周波数成分の増幅または反射につながるかもしれない。提案するスキームでは、適応ビームフォーミング出力Ｙnが、５００Ｈｚを下回るマイクロフォン間の減算モジュールにより上書きされる。しかしながら、適応ヌルビームフォーミングスキームは、事後処理ステージで使用されるノイズ基準も生成させる。
【００３５】
図７Ａおよび図７Ｂは、このようなマイクロフォン間の減算方法Ｔ５０の例を要約している。（例えば、［０−５００Ｈｚ］範囲に対する）低周波数の場合、マイクロフォン間の減算は、図３中で示されているような、“空間”出力Ｙnを提供する一方で、適応ヌルビームフォーマーは、依然としてノイズ基準ＳＰＮＲを供給する。（例えば、＞５００Ｈｚである）高周波数範囲の場合、適応ビームフォーマーが、図７Ｂ中で示されているように、出力Ｙnとともに、ノイズ基準ＳＰＮＲを提供する。
【００３６】
音楽、ノイズ、または他のサウンドも含んでいるかもしれないオーディオ信号のセグメント中での、人間のスピーチの有無を示すために、音声アクティビティ検出（ＶＡＤ）を使用する。スピーチがアクティブなフレームとスピーチが非アクティブなフレームとのこのような区別は、スピーチ増強およびスピーチコーディングの重要な一部であり、音声アクティビティ検出は、様々なスピーチベースの適用のための、重要な実現技術である。例えば、音声コーディングおよびスピーチ認識のような適用をサポートするために、音声アクティビティ検出を使用してもよい。また、非スピーチセグメントの間に、いくつかの処理を非アクティブ化するために、音声アクティビティ検出も使用してもよい。オーディオ信号のサイレントフレームの不必要なコーディングおよび／または送信を回避するために、このような非アクティブ化を用いると、算出およびネットワーク帯域幅を節約できる。（例えば、ここで記述したような）音声アクティビティ検出の方法は、典型的には、スピーチがセグメント中に存在するか否かを示すための、オーディオ信号の一連のセグメントのそれぞれを通して反復するように構成されている。
【００３７】
音声通信システム内での音声アクティビティ検出動作が、大変多様性があるタイプの音響バックグラウンドノイズの存在の下、音声アクティビティを検出できることが望ましいかもしれない。ノイズがある環境における音声検出の際の１つの問題は、大変低い信号対ノイズ比（ＳＮＲ）であり、これは、時に生じることがある。これらのシチューションでは、音声およびノイズや、音楽や、または既知のＶＡＤ技術を使用している他のサウンドを区別することが難しいことが多い。
【００３８】
オーディオ信号から計算され得る、（“テスト統計値”とも呼ばれる）音声アクティビティ測度の１つの例は、信号エネルギーレベルである。音声アクティビティ測度の別の例は、フレームあたりのゼロ交差の数（すなわち、入力オーディオ信号の値のサインが１つのサンプル毎に変わる回数）である。音声アクティビティ測度とともに、音声の存在を示すための、共鳴周波数および／またはケプストラム係数を算出するアルゴリズムの結果として、ピッチ推定アルゴリズムおよび検出アルゴリズムの結果も使用してもよい。さらなる例は、ＳＮＲに基づく音声アクティビティ測度と、尤度比に基づく音声アクティビティ測度とを含む。２つ以上の音声アクティビティ測度の何らかの適した組み合わせも用いてもよい。
【００３９】
音声アクティビティ測度は、スピーチのオンセットおよび／またはオフセットに基づいていてもよい。コヒーレントおよび検出可能なエネルギーの変化が、スピーチのオンセットおよびオフセットで多重周波数を通して起こる原理に基づいて、スピーチのオンセットおよび／またはオフセットの検出を実行することが望ましいかもしれない。このようなエネルギーの変化は、例えば、異なる周波数成分（例えば、サブ帯域またはビン）の数ごとに、すべての周波数帯域にわたって、エネルギーの一次時間導関数（すなわち、経時的なエネルギーの変化のレート）を算出することによって検出されてもよい。このようなケースでは、非常に多くの周波数帯域が、エネルギーの激増を示しているときに、スピーチのオンセットが示されてもよく、非常に多くの周波数帯域が、エネルギーの激減を示しているときに、スピーチのオフセットが示されてもよい。スピーチのオンセットおよび／またはオフセットに基づく音声アクティビティ測度のさらなる記述は、“スピーチの特徴検出のための、システム、方法、および装置”と題する、２０１１年４月２０日に提出された、代理人ドケット番号第１００８３９である、米国特許出願番号第１３／ＸＸＸ，ＸＸＸ中で見つけることができる。
【００４０】
１つよりも多いチャネルを持つオーディオ信号では、音声アクティビティ測度は、チャネル間の差に基づいていてもよい。マルチチャネル信号（例えば、デュアルチャネル信号）から計算されてもよい音声アクティビティ測度の例は、（利得差ベース、レベル差ベース、または近接度ベースの測度とも呼ばれる）チャネル間の大きさの差に基づく測度と、チャネル間の位相差に基づく測度とを含む。位相差ベースの音声アクティビティ測度では、この例において使用されるテスト統計値は、（位相コヒーレンスまたは方向コヒーレンス測度とも呼ばれる）見る方向の範囲における推定されたＤｏＡとの、周波数ビンの平均数である。ここでＤｏＡは、位相差対周波数の比として計算されてもよい。大きさの差ベースの音声アクティビティ測度では、この例で使用されるテスト統計値は、一次マイクロフォンと二次マイクロフォンとの間のｌｏｇＲＭＳレベル差である。チャネル間の大きさおよび位相差に基づく音声アクティビティ測度の追加記述は、“マルチチャネル信号の位相ベースの処理のための、システム、方法、装置、およびコンピュータ読み取り可能媒体”と題する、米国公開特許出願番号２０１０／００３２３６５２中で見つけることができる。
【００４１】
大きさの差ベースの音声アクティビティ測度の別の例は、低周波数の近接度ベースの測度である。このような統計値は、１ｋＨｚを下回る、９００Ｈｚを下回る、または、５００Ｈｚを下回るような低周波数領域におけるチャネル間の、利得差（例えば、ｌｏｇＲＭＳレベル差）として計算されてもよい。
【００４２】
バイナリ音声アクティビティの決定は、しきい値の値を、（スコアとも呼ばれる）音声アクティビティ測度値に適用することによって取得されてもよい。音声アクティビティを決定するために、このような測度を、しきい値の値と比較してもよい。例えば、音声アクティビティは、しきい値を上回るエネルギーレベル、またはしきい値を上回るゼロ交差数によって示されてもよい。音声アクティビティは、一次マイクロフォンチャネルのフレームエネルギーを平均フレームエネルギーと比較することによっても決定されてもよい。
【００４３】
複数の音声アクティビティ測度を組み合わせて、ＶＡＤ決定を取得することが望ましいかもしれない。例えば、ＡＮＤおよび／またはＯＲ論理を使用して、複数の音声アクティビティの決定を組み合わせることが望ましいかもしれない。組み合わされるべき測度は、時間的に異なる解（例えば、フレームごと対他のフレームごとの値）を持っていてもよい。
【００４４】
図１５−１７中に示されているように、ＡＮＤ演算を使用して、近接度ベースの測度に基づく音声アクティビティの決定を、位相ベースの測度に基づいている音声アクティビティの決定と組み合わせることが望ましいかもしれない。１つの測度に対するしきい値の値は、別の測度の対応値の関数であってもよい。
【００４５】
ＯＲ演算を使用して、オンセットおよびオフセットのＶＡＤ動作の決定を他のＶＡＤ決定と組み合わせることが望ましいかもしれない。ＯＲ演算を使用して、低周波数の近接度ベースのＶＡＤ動作の決定を、他のＶＡＤ決定と組み合わせることが望ましいかもしれない。
【００４６】
別の音声アクティビティ測度の値に基づいて、音声アクティビティ測度または対応しきい値を変えることが望ましいかもしれない。大きさの差ベースの測度および／または位相差ベースの測度のような、別のＶＡＤ信号の利得を変えるために、オンセットおよび／またはオフセット検出も使用してもよい。例えば、ＶＡＤ統計値は、オンセットおよび／またはオフセット指示に応答して、（しきい値化の前に）１よりも大きいファクタによって乗算されてもよく、または、ゼロよりも大きいバイアス値分だけ増加してもよい。１つのこのような例では、セグメントに対してオンセット検出またはオフセット検出が示されている場合に、位相ベースのＶＡＤ統計値（例えば、コヒーレンス測度）は、ファクタｐｈ＿ｍｕｌｔ＞１によって乗算され、利得ベースのＶＡＤ統計値（例えば、チャネルレベル間の差）は、ファクタｐｄ＿ｍｕｌｔ＞１によって乗算される。ｐｈ＿ｍｕｌｔに対する値の例は、２、３、３．５、３．８、４、および、４．５を含んでいる。ｐｈ＿ｍｕｌｔに対する値の例は、１．２、１．５、１．７、および２．０を含んでいる。代替的に、１つ以上のこのような統計値は、セグメント中での、オンセットおよび／またはオフセット検出の欠如に応答して、減衰（例えば、１よりも小さいファクタによって乗算）されてもよい。一般的には、オンセットおよび／またはオフセット検出状態に応答して統計値をバイアスする任意の方法（例えば、検出に応答して正のバイアス値を、または、検出の欠如を応答して負のバイアス値を加算すること、オンセットおよび／またはオフセット検出にしたがって、テスト統計値に対するしきい値の値を上昇するまたは低下すること、および／または、そうでなければ、テスト統計値と対応しきい値との間の関連を修正すること）を使用してもよい。
【００４７】
最終のＶＡＤ決定が、単一チャネルＶＡＤ動作（例えば、一次マイクロフォンチャネルのフレームエネルギーと、平均フレームエネルギーとの比較）からの結果を含むことが望ましいかもしれない。このようなケースでは、ＯＲ演算を使用して、単一チャネルＶＡＤ動作の決定を他のＶＡＤ決定と組み合わせることが望ましいかもしれない。別の例では、ＡＮＤ演算を使用して、チャネル間の差に基づいているＶＩＤ決定を、値
【数６】
2013545136.tif 000008
【００４８】
と組み合わせる。
【００４９】
信号の異なる特徴（例えば、近接度、到着方向、オンセット／オフセット、ＳＮＲ）に基づいている音声アクティビティ測度を組み合わせることによって、平等に良好なフレームごとのＶＡＤを取得できる。ＶＡＤごとにフォールスアラームおよび失敗があるので、スピーチが存在しないことを、最後に組み合わされたＶＡＤが示している場合に信号を抑制することはリスクを伴うかもしれない。しかし、スピーチが存在しないことを、単一チャネルＶＡＤ、近接度ＶＡＤ、位相ベースのＶＡＤ、およびオンセット／オフセットＶＡＤを含むすべてのＶＡＤが示している場合のみ抑制が実行された場合には、適度に安全であることが予期されるかもしれない。図２１Ｂのブロックダイヤグラム中で示されているような、提案されているモジュールＴ１２０は、スピーチが存在しないことを、すべてのＶＡＤが示しているときには、適切なスムージングＴ１２０Ｂ（例えば、利得ファクタの一時的なスムージング）により最後の出力信号Ｔ１２０Ａを抑制する。
【００５０】
図１２は、水平から−３０、−５０、−７０、および−９０度の保持角度で、６ｄＢのＳＮＲの場合の、近接度ベースのＶＡＤテスト統計値対位相差ベースのＶＡＤテスト統計値の散布図を示している。位相差ベースのＶＡＤでは、この例で使用されているテスト統計値は、（例えば、＋／−１０度以内の、）見る方向の範囲における推定されたＤｏＡとの、周波数ビンの平均数である。大きさの差ベースのＶＡＤでは、この例で使用されるテスト統計値は、一次マイクロフォンと二次マイクロフォンとの間のｌｏｇＲＭＳレベル差である。灰色のドットが、スピーチがアクティブなフレームに対応している一方で、黒色のドットは、スピーチが非アクティブなフレームに対応している。
【００５１】
デュアルチャネルＶＡＤは、一般的には、単一チャネル技術よりもより正確であるが、典型的には、マイクロフォン利得の不整合および／またはユーザが電話機を保持している角度に大きく依存している。図１２から、固定しきい値が、異なる保持角度に適していないかもしれないことが理解されるかもしれない。可変の保持角度を扱う１つのアプローチは、（例えば、到着方向（ＤｏＡ）推定値を使用している）保持角度推定値を検出することである。これは、位相差または到着の時間差（ＴＤＯＡ）、および／またはマイクロフォン間の利得差）に基づいていてもよい。しかしながら、利得差に基づいているアプローチは、マイクロフォンの利得応答間の差に影響されやすいかもしれない。
【００５２】
可変の保持角度を扱う別のアプローチは、音声アクティビティ測度を正規化することである。このようなアプローチは、保持角度を明示的に推定せずに、ＶＡＤしきい値を、保持角度に関連する統計値の関数にする効果があるように実現されてもよい。
【００５３】
オフライン処理では、ヒストグラムを使用することによって、適したしきい値を取得することが望ましいかもしれない。特に、音声アクティビティ測度の分布を２つのガウス部分としてモデリングすることによって、しきい値の値を算出できる。しかし、リアルタイムのオンライン処理では、ヒストグラムは、典型的には、アクセス不可能であり、ヒストグラムの推定値は、信頼できないことが多い。
【００５４】
オンライン処理では、最小統計値ベースのアプローチを利用してもよい。保持角度が変わり、マイクロフォンの利得応答が良く整合していないシチュエーションでも、識別力を最大にするために、最大および最小統計値追跡に基づく音声アクティビティ測度の正規化を使用してもよい。図８Ａは、このような正規化スキームの概念ダイヤグラムを示している。
【００５５】
図８Ｂは、タスクＴ１００、Ｔ２００、Ｔ３００、およびＴ４００を含む一般的な構成にしたがった、オーディオ信号を処理する方法Ｍ１００のフローチャートを示している。オーディオ信号の第１の複数のフレームからの情報に基づいて、タスクＴ１００が、第１の音声アクティビティ測度の一連の値を計算する。オーディオ信号の第２の複数のフレームからの情報に基づいて、タスクＴ２００が、第１の音声アクティビティ測度とは異なる第２の音声アクティビティ測度の一連の値を計算する。第１の音声アクティビティ測度の一連の値に基づいて、タスクＴ３００が、第１の音声アクティビティ測度の境界値を計算する。第１の音声アクティビティ測度の一連の値と、第２の音声アクティビティ測度の一連の値と、第１の音声アクティビティ測度の計算された境界値とに基づいて、タスクＴ４００が、一連の組み合わされた音声アクティビティの決定を生成させる。
【００５６】
タスクＴ１００は、オーディオ信号のチャネル間の関連に基づいて、第１の音声アクティビティ測度の一連の値を計算するように構成されていてもよい。例えば、第１の音声アクティビティ測度は、ここで記述したような、位相差ベースの測度であってもよい。
【００５７】
同様に、タスクＴ２００は、オーディオ信号のチャネル間の関連に基づいて、第２の音声アクティビティ測度の一連の値を計算するように構成されていてもよい。例えば、第２の音声アクティビティ測度は、ここで記述したような、大きさの差ベースの測度または低周波数近接度ベースの測度であってもよい。代替的に、タスクＴ２００は、ここで記述したような、スピーチのオンセットおよび／またはオフセットの検出に基づいて、第２の音声アクティビティ測度の一連の値を計算するように構成されていてもよい。
【００５８】
タスクＴ３００は、最大値の値として、および／または、最小値の値として境界値を計算するように構成されていてもよい。最小統計値アルゴリズムにおけるような最小値追跡を実行するために、タスクＴ３００を実現することが望ましいかもしれない。このような実現は、一次ＩＩＲスムージングのような音声アクティビティ測度をスムージングすることを含んでいてもよい。スムージングされた測度の最小値は、長さＤのローリングバッファから選択されてもよい。例えば、Ｄの過去の音声アクティビティ測度値のバッファを維持することと、このバッファにおける最小値を追跡することが望ましいかもしれない。サーチウィンドウＤの長さＤは、非スピーチ領域を含む（すなわち、アクティブ領域をブリッジする）には十分大きいものの、一時的でない動きに検出器が応答することを可能にするくらい小さいことが望ましいかもしれない。別の実現では、最小値の値は、長さＶのＵサブウィンドウの最小値（ここでは、ＵｘＶ＝Ｄ）から計算されてもよい。最小統計値アルゴリズムにしたがって、バイアス補償ファクタを使用して境界値を重み付けすることが望ましいかもしれない。
【００５９】
先に述べたように、最小および最大にスムージングされたテスト統計値追跡のために、良く知られている最小統計ノイズ電力スペクトル推定アルゴリズムの実現を使用することが望ましいかもしれない。最大テスト統計値追跡のために、同じ最小追跡アルゴリズムを使用することが望ましいかもしれない。このケースでは、アルゴリズムに対して適している入力は、音声アクティビティ測度の値を任意の固定した大数から減算することによって取得されてもよい。動作は、最大追跡された値を取得するアルゴリズムの出力において逆にされてもよい。
【００６０】
タスクＴ４００は、一連の第１および第２の音声アクティビティ測度を、対応するしきい値と比較して、および、結果的に生じる音声アクティビティの決定を組み合わせて、一連の組み合わせた音声アクティビティの決定を生成させるように構成されていてもよい。タスクＴ４００は、以下：
【数７】
2013545136.tif 000009
【００６１】
のような式にしたがって、最小のスムージングされた、ゼロの統計値と、最大のスムージングされた、１の統計値の値とを作るために、テスト統計値をワープさせるように構成されていてもよい。ここで、Ｓtは入力テスト統計値を示しており、
【数８】
2013545136.tif 000010
【００６２】
は正規化されたテスト統計値を示しており、Ｓminは、追跡された最小のスムージングされたテスト統計値を示しており、ＳMAXは、追跡された最大のスムージングされたテスト統計値を示しており、
【数９】
2013545136.tif 000011
【００６３】
は、オリジナル（固定）しきい値を示している。正規化されたテスト統計値
【数１０】
2013545136.tif 000012
【００６４】
は、スムージングに起因する、［０，１］の範囲外の値を持っていてもよいことに留意されたい。
【００６５】
タスクＴ４００は、以下：
【数１１】
2013545136.tif 000013
【００６６】
のような適応しきい値を持つ正規化されていないテスト統計値Ｓtを同等に使用することによって、式（５）中で示されている決定ルールを実現するようにも構成されていてもよいことが明示的に企図され、それにより開示されている。
【００６７】
ここで、
【数１２】
2013545136.tif 000014
【００６８】
は、適応しきい値
【数１３】
2013545136.tif 000015
【００６９】
を示しており、この適応しきい値は、固定しきい値
【数１４】
2013545136.tif 000016
【００７０】
を、正規化されたテスト統計値
【数１５】
2013545136.tif 000017
【００７１】
とともに使用することに相当する。
【００７２】
図９Ａは、タスクＴ４１０ａ、Ｔ４１０ｂ、およびＴ４２０を含むタスクＴ４００の実現Ｔ４０２のフローチャートを示している。タスクＴ４１０ａは、値の第１のセットのそれぞれを第１のしきい値と比較して、第１の一連の音声アクティビティの決定を取得し、タスクＴ４１０ｂは、値の第２のセットのそれぞれを第２のしきい値と比較し、第２の一連の音声アクティビティの決定を取得して、タスクＴ４２０は、第１の一連の音声アクティビティの決定と第２の一連の音声アクティビティの決定とを組み合わせて、（例えば、ここで記述した論理の組み合わせスキームのうちのいずれかにしたがって）一連の組み合わされた音声アクティビティの決定を生成させる。
【００７３】
図９Ｂは、タスクＴＡ１０およびＴＡ２０を含むタスクＴ４１０ａの実現Ｔ４１２のフローチャートを示している。タスクＴＡ１０は、（例えば、先の式（５）にしたがって）タスクＴ３００によって計算された境界値にしたがって、第１の音声アクティビティ測度の一連の値を正規化することによって、値の第１のセットを取得する。タスクＴＡ２０は、値の第１のセットのそれぞれをしきい値の値と比較することによって第１の一連の音声アクティビティの決定を取得する。タスクＴ４１０ｂは、同様に実現されてもよい。
【００７４】
図９Ｃは、タスクＴＡ３０およびＴＡ４０を含むタスクＴ４１０ａの代替的な実現Ｔ４１４ａのフローチャートを示している。タスクＴＡ３０は、（例えば、先の式（６）にしたがって）タスクＴ３００によって計算された境界値に基づいている適応しきい値の値を計算する。タスクＴＡ４０は、第１の音声アクティビティ測度の一連の値のそれぞれを、適応しきい値の値と比較することによって第１の一連の音声アクティビティの決定を取得する。タスクＴ４１０ｂは、同様に実現されてもよい。
【００７５】
位相差ベースのＶＡＤは、典型的には、マイクロフォンの利得応答の差に影響されないが、大きさの差ベースのＶＡＤは、典型的には、このような不整合に極めて影響されやすい。このスキームの潜在的な付加的な利益は、正規化されたテスト統計値
【数１６】
2013545136.tif 000018
【００７６】
が、マイクロフォン利得較正から独立していることである。このようなアプローチは、利得ベースの測度の感度を、マイクロフォン利得応答の不整合の状態にするかもしれない。例えば、二次マイクロフォンの利得応答が通常よりも１ｄＢ高い場合、現在のテスト統計値Ｓtとともに、最大統計値ＳMAXおよび最小統計値Ｓminは、１ｄＢより低くなるだろう。したがって、正規化されたテスト統計値
【数１７】
2013545136.tif 000019
【００７７】
は、同じになるだろう。
【００７８】
図１３は、水平から−３０、−５０、−７０、および−９０度の保持角度で、６ｄＢのＳＮＲの場合の、近接度ベースのＶＡＤテスト統計値に対する追跡された最小（黒色の下部掃引線）および最大（灰色の上部掃引線）テスト統計値を示している。図１４は、水平から−３０、−５０、−７０、および−９０度の保持角度で、６ｄＢのＳＮＲの場合の、位相ベースのＶＡＤテスト統計値に対する追跡された最小（黒色の下部掃引線）および最大（灰色の上部掃引線）テスト統計値を示している。図１５は、数式（５）にしたがって正規化されたテスト統計値に対する散布図を示している。各グラフ中の、２本の灰色の線と、３本の黒色の線は、２つの異なるＶＡＤしきい値に対する可能性ある（１色のすべての線右上側は、スピーチがアクティブなフレームであると考えられる）示唆を示しており、これらは、すべての４つの保持角度と同じになるように設定されている。便宜性のために、これらの線は、図１１Ｂ中で分離で示されている。
【００７９】
数式（５）での正規化に関する１つの問題は、全体的な分布はかなり正規化されるものの、限られた正規化されていないテスト統計範囲のケースの場合には、ノイズだけの間隔（黒色のドット）に対する正規化されたスコア偏差が比較的増加することである。例えば、図１５は、黒色のドットのクラスタが、−３０度から−９０度までの保持角度の変化として広がることを示している。この広がりは、以下：
【数１８】
2013545136.tif 000020
【００８０】
または、同等に、
【数１９】
2013545136.tif 000021
【００８１】
のような修正を使用することによってタスクＴ４００において制御されてもよい。
【００８２】
ここで、０≦α≦１は、スコアを正規化することと、ノイズ統計値の偏差の増加を抑止することとの間のトレードオフを制御するパラメータである。ＳMAX−Ｓminは、マイクロフォンの利得とは無関係になるであろうことから、式（７）における正規化された統計値も、マイクロフォンの利得変動と無関係であることに留意されたい。
【００８３】
α＝０の値の場合には、式（７）および（８）は、式（５）および（６）にそれぞれ相当する。このような分布は、図１５中で示されている。図１６は、両方の音声アクティビティ測度に対してα＝０．５の値を適用することから結果的に生じる散布図のセットを示している。図１７は、位相ＶＡＤ統計値に対してα＝０．５の値を、そして近接度ＶＡＤ統計値に対してはα＝０．２５の値を適用することから結果的に生じる散布図のセットを示している。これらの図面は、このようなスキームとともに固定したしきい値を使用することは、結果として、様々な保持角度に対して、かなりのロバストな性能になることができることを示している。
【００８４】
図１８中の表は、４つの異なる保持角度に対して、ピンク、バブル、車、および競合話者ノイズを伴う、６ｄＢおよび１２ｄＢＳＮＲケースの場合に、平均フォールスアラーム確率（Ｐ＿ｆａ）と、位相および近接度ＶＡＤの組み合わせの失敗の確率（Ｐ＿ｍｉｓｓ）とを示しており、それぞれ、近接度ベースの測度に対してα＝０．２５で、位相−ベース測度に対してα＝０．５である。それぞれ、もう一度、保持角度の変動に対するロバストネスを確認する。
【００８５】
上述したように、（スムージングに対する許可により）音声アクティビティ測度の一連の値を範囲［０，１］にマッピングするために、追跡された最小値の値および追跡された最大値の値を使用してもよい。図１０Ａは、このようなマッピングを図示している。しかしながら、いくつかのケースでは、境界値を１つだけ追跡し、他の境界を固定することが望ましいかもしれない。図１０Ｂは、最大値の値を追跡し、最小値の値をゼロに固定した例を示している。（例えば、最小値の値が高くなり過ぎる原因となる持続されている音声アクティビティからの問題を防ぐために、）例えば、位相ベースの音声アクティビティ測度の一連の値に、このようなマッピングを適用するようにタスクＴ４００を構成することが望ましいかもしれない。例えば、図１０Ｃは、最小値の値を追跡して最大値の値を１に固定した代替的な例を示している。
【００８６】
タスクＴ４００は、（例えば、上記の式（５）または（７）におけるような）スピーチのオンセットおよび／またはオフセットに基づいて音声アクティビティ測度を正規化するようにも構成されていてもよい。代替的に、タスクＴ４００は、上記の式（６）または（８）にしたがったような、アクティブ化される（すなわち、エネルギーの激増または激減を示している）周波数帯域の数に対応するしきい値の値を適合するように構成されていてもよい。
【００８７】
オンセット／オフセット検出のために、（例えば、正の値だけを追跡するために）ΔＥ（ｋ，ｎ）の２乗の最大値および最小値を追跡することが望ましいかもしれない。ここで、ΔＥ（ｋ，ｎ）は、周波数ｋおよびフレームｎに対するエネルギーの時間導関数を示している。ΔＥ（ｋ，ｎ）のクリップ化された値の２乗として（例えば、オンセットに対するｍａｘ［０，ΔＥ（ｋ，ｎ）］の２乗およびオフセットに対するｍｉｎ［０，ΔＥ（ｋ，ｎ）］の２乗として）最大値を追跡することも望ましいかもしれない。オンセットに対するΔＥ（ｋ，ｎ）の負の値と、オフセットに対するΔＥ（ｋ，ｎ）の正の値は、最小統計値追跡の際のノイズの変動を追跡するには有用であるかもしれないが、最大統計値追跡には有用性は低いかもしれない。オンセット／オフセット統計値の最大値は、ゆっくり下がり迅速に上昇するだろうことが予期されるかもしれない。
【００８８】
図１０Ｄは、第１の計算機１００と、第２の計算機２００と、境界値計算機３００と、決定モジュール４００とを備えている、一般的な構成にしたがった装置Ａ１００のブロックダイヤグラムを示している。第１の計算機１００は、（例えば、タスクＴ１００を参照してここで記述したように、）オーディオ信号の第１の複数のフレームからの情報に基づいて、第１の音声アクティビティ測度の一連の値を計算するように構成されている。第１の計算機１００は、（例えば、タスクＴ２００を参照してここで記述したように、）オーディオ信号の第２の複数のフレームからの情報に基づいて、第１の音声アクティビティ測度とは異なる第２の音声アクティビティ測度の一連の値を計算するように構成されている。境界値計算機３００は、（例えば、タスクＴ３００を参照してここで記述したように、）第１の音声アクティビティ測度の一連の値に基づいて、第１の音声アクティビティ測度の境界値を計算するように構成されている。決定モジュール４００は、（例えば、タスクＴ４００を参照してここで記述したように、）第１の音声アクティビティ測度の一連の値と、第２のアクティビティ測度の一連の値と、第１の音声アクティビティ測度の計算された境界値とに基づいて、一連の組み合わされた音声アクティビティの決定を生成させるように構成されている。
【００８９】
図１１Ａは、別の一般的な構成にしたがった、装置ＭＦ１００のブロックダイヤグラムを示している。装置ＭＦ１００は、（例えば、タスクＴ１００を参照してここで記述したような、）オーディオ信号の第１の複数のフレームからの情報に基づいて、第１の音声アクティビティ測度の一連の値を計算する手段Ｆ１００を備えている。装置ＭＦ１００はまた、（例えば、タスクＴ２００を参照してここで記述したような、）オーディオ信号の第２の複数のフレームからの情報に基づいて、第１の音声アクティビティ測度とは異なる第２の音声アクティビティ測度の一連の値を計算する手段Ｆ２００を備えている。装置ＭＦ１００は、（例えば、タスクＴ３００を参照してここで記述したような、）第１の音声アクティビティ測度の一連の値に基づいて、第１の音声アクティビティ測度の境界値を計算する手段Ｆ３００も備えている。装置ＭＦ１００は、（例えば、タスクＴ４００を参照してここで記述したような、）第１の音声アクティビティ測度の一連の値と、第２の音声アクティビティ測度の一連の値と、第１の音声アクティビティ測度の計算された境界値とに基づいて、一連の組み合わされた音声アクティビティの決定を生成させる手段Ｆ４００を備えている。
【００９０】
スピーチ処理システムが、非定常ノイズの推定値と定常ノイズの推定値とをインテリジェントに組み合わせることが望ましいかもしれない。このような特徴は、音声減衰および／または音楽のノイズのようなアーティファクトを生じさせるのをシステムが回避するのに役立つかもしれない。ノイズ基準を組み合わせるための（例えば、定常および非定常ノイズの推定値を組み合わせるための、）論理的なスキームの例を以下で記述する。
【００９１】
マルチチャネルのオーディオ信号中のノイズを低減させる方法は、マルチチャネル信号内の定常ノイズの少なくとも１つの推定値と、マルチチャネル信号内の非定常ノイズの少なくも１つの推定値との線形結合として組み合わされたノイズの推定値を生成させることを含んでいてもよい。我々が、各ノイズ推定値に対する重みＮi［ｎ］をＷi［ｎ］と示す場合、例えば、組み合わされたノイズ基準は、重み付けされたノイズ推定値の
【数２０】
2013545136.tif 000022
【００９２】
の線形結合として表すことができる。ここで、
【数２１】
2013545136.tif 000023
【００９３】
である。この重みは、入力信号上の、ＤｏＡ推定値および統計値（例えば、正規化された位相コヒーレンス測度）に基づいて、単一のマイクロフォンモードとデュアルマイクロフォンモードとの間の決定に依存していてもよい。例えば、空間処理に基づいている非定常ノイズ基準に対する重みを、単一マイクロフォンモードに対してゼロに設定することが望ましいかもしれない。別の例に関しては、正規化された位相コヒーレンス測度が低い場合には、ＶＡＤベースの長期間にわたるノイズ推定値および／または非定常ノイズ推定値に対する重みが、スピーチが非アクティブなフレームに対してより高いことが望ましいかもしれない。それは、このような推定値は、スピーチが非アクティブなフレームに対してより信頼できる傾向があるからである。
【００９４】
このような方法では、前記重みのうちの少なくとも１つは、マルチチャネル信号の推定された到着方向に基づいているのが望ましいかもしれない。付加的に、または、代替的に、このような方法では、線形結合は、重み付けされたノイズ推定値の線形結合となることが、そして、前記重みのうちの少なくとも１つは、マルチチャネル信号の位相コヒーレンス測度に基づいていることが望ましいかもしれない。付加的に、または、代替的に、このような方法では、組み合わされたノイズ推定値を、マルチチャネル信号のうちの少なくとも１つのチャネルのマスクされたバージョンとマルチチャネル信号と非線形に組み合わせることが望ましいかもしれない。
【００９５】
その後、最大値演算Ｔ８０Ｃを通して、１つ以上の他のノイズ推定値を、以前に取得したノイズ基準と組み合わせてもよい。例えば、時間周波数（ＴＦ）マスクベースのノイズ基準ＮＲTFは、
【数２２】
2013545136.tif 000024
【００９６】
のような式にしたがって、ＴＦ ＶＡＤの逆を入力信号と乗算することによって計算されてもよい。ここで、ｓは、入力信号を示しており、ｎは、時間（例えば、フレーム）インデックスを示しており、ｋは、周波数（例えば、ビンまたはサブ帯域）インデックスを示している。すなわち、その時間周波数ｃｅｌｌ［ｎ，ｋ］に対して時間周波数ＶＡＤが１である場合には、セルに対するＴＦマスクノイズ基準は、０である；そうでなければ、それは、入力セル自体であるセルに対するＴＦマスクノイズ基準である。線形結合よりむしろ、最大値演算Ｔ８０Ｃを通して、このようなＴＦマスクノイズ基準を他のノイズ基準と組み合わせることが望ましいかもしれない。図１９は、このようなタスクＴ８０の例示的なブロックダイヤグラムを示している。
【００９７】
従来のデュアルマイクロフォンノイズ基準システムは、典型的には、事後処理ステージが続く空間フィルタリングステージを含む。このような事後処理は、スピーチ信号を生成させるために、周波数領域におけるノイズがあるスピーチフレームから、ここで記述したようなノイズ推定値（例えば、組み合わされたノイズ推定値）を減算するスペクトル減算演算を含んでいてもよい。別の例では、このような事後処理は、スピーチ信号を生成させるために、ここで記述したようなノイズ推定値（例えば、組み合わされたノイズ推定値）に基づいて、ノイズがあるスピーチフレーム中のノイズを低減させるＷｉｅｎｅｒフィルタリング演算を含む。
【００９８】
より攻撃激なノイズ抑制が必要とされる場合に、人は、時間周波数解析および／または正確なＶＡＤ情報に基づいて、付加的な残余ノイズ抑制を考えることができる。例えば、残余ノイズ抑制方法は、各時間周波数セルに対する近接度情報（例えば、マイクロフォンの大きさの差）に基づいていてもよく、各周波数セルに対する位相差に基づいていてもよく、および／または、フレームごとのＶＡＤ情報に基づいていてもよい。
【００９９】
２つのマイクロフォン間の大きさの差に基づく残余ノイズ抑制は、しきい値とＴＦ利得差とに基づく利得関数を含んでいてもよい。このような方法は、ハード決定よりむしろソフト決定を利用するとはいえ、時間周波数（ＴＦ）利得差ベースのＶＡＤに関連している。図２０Ａは、この利得計算Ｔ１１０−１のブロックダイヤグラムを示している。
【０１００】
それぞれが、対応する周波数成分中のマルチチャネル信号の２つのチャネル間差に基づいている、複数の利得ファクタを計算することと；計算した利得ファクタのそれぞれを、マルチチャネル信号の少なくとも１つのチャネルの対応する周波数成分に適用することとを含むマルチチャネルのオーディオ信号中のノイズを低減させる方法を実行することが望ましいかもしれない。このような方法は、経時的な利得ファクタの最小値の値に基づいて、利得ファクタのうちの少なくとも１つを正規化することも含んでいてもよい。このような正規化は、経時的な利得ファクタの最大値の値に基づいていてもよい。
【０１０１】
それぞれが、クリーンなスピーチの間に、対応する周波数成分中のマルチチャネル信号のうちの２つのチャネル間の電力比に基づいている、複数の利得ファクタを計算することと；計算した利得ファクタのそれぞれを、マルチチャネル信号の少なくとも１つのチャネルの対応する周波数成分に適用することとを含むマルチチャネルのオーディオ信号中のノイズを低減させる方法を実行することが望ましいかもしれない。このような方法では、利得ファクタのそれぞれは、ノイズがあるスピーチの間、対応する周波数成分中のマルチチャネル信号のうちの２つのチャネル間の電力比に基づいていてもよい。
【０１０２】
それぞれが、対応する周波数成分中のマルチチャネル信号のうちの２つのチャネル間の位相差と、所望の見る方向との間の関連に基づいている、複数の利得ファクタを計算することと；計算した利得ファクタのそれぞれを、マルチチャネル信号の少なくとも１つのチャネルの対応する周波数成分に適用することを含む、マルチチャネルのオーディオ信号中のノイズを低減させる方法を実行することが望ましいかもしれない。このような方法は、音声アクティビティ検出信号にしたがって、見る方向を変えることを含んでいてもよい。
【０１０３】
従来のフレームごとの近接度ＶＡＤに類似して、この例におけるＴＦ近接度ＶＡＤに対するテスト統計値は、そのＴＦセルにおける２つのマイクロフォン信号間の大きさの比である。この統計値は、その後、（例えば、数式（５）または（７）中で示されているような）最大比の追跡された最大値の値および最小値の値を使用して正規化されてもよい。
【０１０４】
計算のバジェットが十分にない場合には、各帯域に対する最大値および最小値を算出する代わりに、２つのマイクロフォン信号間のｌｏｇＲＭＳレベル差の全体の最大値および最小値を、オフセットパラメータとともに使用できる。このオフセットパラメータの値は、周波数数、フレームごとのＶＡＤ決定、および／または保持角度に依存している。フレームごとのＶＡＤ決定に関しては、さらなるロバストな決定のために、スピーチがアクティブなフレームに対して、オフセットパラメータのより高い値を使用することが望ましいかもしれない。この方法では、他の周波数中の情報を利用できる。
【０１０５】
保持角度の表現として、数式（７）中の近接度ＶＡＤのＳMAX−Ｓminを使用することが望ましいかもしれない。低周波数成分と比較して、スピーチの高周波数成分は、最適な保持角度（例えば、水平から−３０度）に対して、より減衰する可能性があるので、保持角度にしたがって、オフセットパラメータまたはしきい値のスペクトル傾斜を変更することが望ましいかもしれない。
【０１０６】
正規化およびオフセット追加の後の、この最後のテスト統計値
【数２３】
2013545136.tif 000025
【０１０７】
では、ＴＦ近接度ＶＡＤを
【数２４】
2013545136.tif 000026
【０１０８】
と比較することによって、ＴＦ近接度ＶＡＤを決定できる。残余ノイズ抑制では、ソフト決定アプローチを採用することが望ましいかもしれない。例えば、１つの可能性ある利得ルールは、最大（１．０）および最小利得制限を持つ、
【数２５】
2013545136.tif 000027
【０１０９】
であり、ここで、
【数２６】
2013545136.tif 000028
【０１１０】
は、典型的には、ハード決定ＶＡＤしきい値
【数２７】
2013545136.tif 000029
【０１１１】
よりも高くなるように設定される。同調パラメータβは、テスト統計値およびしきい値に採用されるスケーリングに依存しているかもしれない値とともに、利得関数ロールオフを制御するために使用されてもよい。
【０１１２】
付加的に、または、代替的に、２つのマイクロフォン間の大きさの差に基づく残余ノイズ抑制は、入力信号に対するＴＦ利得差と、クリーンなスピーチの利得差とに基づいている利得関数を含んでいてもよい。前のセクションで記述したように、しきい値とＴＦ利得差とに基づいている利得関数がその有理数を持つ一方で、結果的に生じる利得は、いかなる意味でも最適でないかもしれない。我々は、各帯域における、一次マクロフォンおよび二次マイクロフォンにおけるクリーンなスピーチの電力の比は同じになるであろうという前提と、ノイズは拡散されるという前提とに基づいている代替的な利得関数を提案する。この方法は、ノイズ電力を直接的に推定しないが、入力信号の２つのマイクロフォンと、クリーンなスピーチの２つのマイクロフォンとの間の電力比のみを扱う。
【０１１３】
我々は、一次マイクロフォン信号における、および、二次マイクロフォン信号におけるクリーンなスピーチ信号ＤＦＴ係数を、それぞれ、Ｘ１［ｋ］およびＸ２［ｋ］として示している。ここで、ｋは、周波数ビンインデックスである。クリーンなスピーチ信号では、ＴＦ近接度ＶＡＤに対するテスト統計値は、
【数２８】
2013545136.tif 000030
【０１１４】
である。所定のフォームファクタでは、このテスト統計値は、各周波数ビンに対して大体一定である。我々は、この統計値を１０ ｌｏｇ ｆ［ｋ］と表す。ここでｆ［ｋ］は、クリーンなスピーチデータから算出されてもよい。
【０１１５】
我々は、到着の時間差は無視してもよいことを前提としている。それは、この差は、典型的には、フレームサイズよりもはるかに小さいからである。ノイズがあるスピーチ信号Ｙに対して、ノイズは拡散されることを前提として、我々は、一次および二次マイクロフォン信号を、それぞれ、Ｙ１［ｋ］＝Ｘ１［ｋ］＋Ｎ［ｋ］およびＹ２［ｋ］＝Ｘ２［ｋ］＋Ｎ［ｋ］と表してもよい。このケースでは、ＴＦ近接度ＶＡＤに対するテスト統計値は、
【数２９】
2013545136.tif 000031
【０１１６】
または、１０ ｌｏｇ ｇ［ｋ］であり、これは測定できる。ノイズは信号と相関がなく、２つの相関がない信号の合計の電力は、一般的に、電力の合計に等しいという原理を使用することを、我々は前提とし、以下：
【数３０】
2013545136.tif 000032
【０１１７】
として、これらの関連を要約する。
【０１１８】
上記の式を使用して、我々は、以下：
【数３１】
2013545136.tif 000033
【０１１９】
のような、Ｘ１およびＸ２およびＮ、ｆおよびｇの電力間の関連を取得してもよい。ここで、実際には、ｇ［ｋ］の値は１．０以上に、および、ｆ［ｋ］以下に制限される。その後、利得は、
【数３２】
2013545136.tif 000034
【０１２０】
になる一次マイクロフォン信号に適用される。
【０１２１】
実現のために、パラメータの値ｆ［ｋ］は、保持角度に依存している可能性が高い。また、近接度ＶＡＤテスト統計値の最小値の値を使用して、ｇ［ｋ］（例えば、マイクロフォンの利得較正の不整合に対処するために）を調整することが望ましいかもしれない。また、帯域のＳＮＲ、周波数、および／またはノイズ統計値に依存していてもよい、ある最小値の値よりも高くなるように利得Ｇ［ｋ］を制限することが望ましいかもしれない。この利得Ｇ［ｋ］は、空間フィルタリングおよび事後処理のような他の処理利得と、賢く組み合わせるべきであることに留意されたい。図２０Ｂは、このような抑制スキームＴ１１０−２の全体的なブロックダイヤグラムを示している。
【０１２２】
付加的に、または、代替的に、残余ノイズ抑制スキームは、時間周波数位相ベースのＶＡＤに基づいていてもよい。時間周波数位相ＶＡＤは、フレームごとのＶＡＤ情報および保持角度とともに、ＴＦセルごとに到着方向（ＤｏＡ）推定値から計算される。ＤｏＡは、その帯域中の２つのマイクロフォン信号間の位相差から推定される。観測された位相差が、ｃｏｓ（ＤｏＡ）値が［−１、１］範囲外であることを示している場合、欠落した観測であると考えられる。このケースでは、そのＴＦセルにおける決定は、フレームごとのＶＡＤに続くことが望ましいかもしれない。そうでなれば、推定されたＤｏＡは、見る方向範囲中にある場合に調べられ、適切な利得が、見る方向範囲と推定されたＤｏＡとの間の関連（例えば、比較）にしたがって適用される。
【０１２３】
フレームごとのＶＡＤ情報および／または推定された保持角度にしたがって、見る方向を調整することが望ましいかもしれない。例えば、ＶＡＤがアクティブなスピーチを示しているとき、より広い見る方向範囲を使用することも望ましいかもしれない。また、最大位相ＶＡＤテスト統計値が小さいときには、（例えば、保持角度は最適でないので、さらなる信号を可能にするために）より広い見る方向範囲を使用することが望ましいかもしれない。
【０１２４】
ＴＦ位相ベースのＶＡＤが、そのＴＦセル中でスピーチアクティビティの欠如を示している場合、位相ベースのＶＡＤテスト統計値に対する比、すなわち、ＳMAX−Ｓminに依存しているある量分だけ信号を抑制することが望ましいかもしれない。ある最大値よりも高い値を持つ利得を制限することが望ましいかもしれず、この値は、先に述べたような、帯域ＳＮＲおよび／またはノイズ統計値に依存していてもよい。図２１Ａは、このような抑制スキームＴ１１０−３のブロックダイヤグラムを示している。
【０１２５】
近接度、到着方向、オンセット／オフセット、およびＳＮＲについてのすべての情報を使用して、平等に良好なフレームごとのＶＡＤを取得できる。ＶＡＤごとに、フォールルアラームおよび失敗があるので、最後に組み合わされたＶＡＤが、スピーチがないことを示している場合、信号を抑制することはリスクが高いかもしれない。しかし、単一チャネルＶＡＤ、近接度ＶＡＤ、位相ベースのＶＡＤ、およびオンセット／オフセットＶＡＤを含むすべてのＶＡＤが、スピーチがないことを示している場合のみ、抑制が実行される場合には、適度に安全であることが予期されるかもしれない。図２１Ｂのブロックダイヤグラム中で示されているような提案したモジュールＴ１２０は、スピーチがないことを、すべてのＶＡＤが示しているときに、適切なスムージング（例えば、利得ファクタの一時的なスムージング）により最後の出力信号を抑制する。
【０１２６】
異なるノイズ抑制技術は、異なるタイプのノイズに対して利点があるかもしれないことが知られている。例えば、空間フィルタリングは、競合話者のノイズに対して平等に良好である一方で、典型的な単一チャネルノイズ抑制は、定常ノイズに対して、特にホワイトまたはピンクノイズに対して強い。しかしながら、１つのサイズは、すべてに合っていない。例えば、ノイズが、平坦スペクトルを持つとき、競合話者のノイズに対する同調は、結果的として、変調された残余ノイズとなる可能性がある。
【０１２７】
制御がノイズ特性に基づくように残余ノイズ抑制動作を制御することが望ましいかもしれない。例えば、ノイズ統計値に基づく残余ノイズ抑制のために、異なる同調パラメータを使用することが望ましいかもしれない。このようなノイズ特性の１つの例は、推定されたノイズのスペクトル平坦性の測度である。各周波数成分（すなわち、サブバンドまたはビン）における、各ノイズ抑制モジュールの攻撃性のような１つ以上の同調パラメータを制御するために、このような測度を使用してもよい。
【０１２８】
マルチチャネルのオーディオ信号中のノイズを低減させる方法を実行することが望ましいかもしれない。ここで、方法は、マルチチャネル信号のノイズ成分のスペクトル平坦性の測度を計算することと；スペクトル平坦性の計算された測度に基づいて、マルチチャネル信号の少なくとも１つのチャネルの利得を制御することとを含む。
【０１２９】
スペクトル平坦性測度に対して多くの定義がある。Ｇｒａｙ ａｎｄ Ｍａｒｋｅｌ（スピーチ信号の線形予測の自己相関方法を検討するためのスペクトル平坦性測度、ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ＡＳＳＰ，１９７４，ｖｏｌ．ＡＳＳＰ−２２，ｎｏ．３，ｐｐ．２０７−２１７）によって提案されている１つの一般的な測度は、以下
【数３３】
2013545136.tif 000035
【０１３０】
として表してもよく、ここで、
【数３４】
2013545136.tif 000036
【０１３１】
であり、
Ｖ（θ）は、正規化されたｌｏｇスペクトルである。Ｖ（θ）は、正規化されたｌｏｇスペクトルであるので、この式は、
【数３５】
2013545136.tif 000037
【０１３２】
に等しい。
【０１３３】
これは、ＤＦＴ領域中の、正規化されたｌｏｇスペクトルの平均に過ぎず、そのようなものと計算されてもよい。経時的にスペクトル平坦性測度をスムージングすることも望ましいかもしれない。
【０１３４】
残余ノイズ抑制のＳＮＲ依存攻撃性関数およびｃｏｍｂフィルタリングを制御するために、スムージングされたスペクトル平坦性測度を使用してもよい。ノイズ抑制の動きを制御するために、他のタイプのノイズスペクトル特性も使用できる。図２２は、スペクトル平坦性測度をしきい値化することによってスペクトル平坦性を示すように構成されているタスクＴ９５に対するブロックダイヤグラムを示している。
【０１３５】
一般的に、（例えば、方法Ｍ１００の様々な実現におけるような）ここで記述したＶＡＤストラテジーは、それぞれが、音響信号を受信するように構成されている２つ以上のマイクロフォンのアレイＲ１００を持つ１つ以上のポータブルオーディオ感知デバイスを使用して実現されてもよい。このようなアレイ含むように、そして、オーディオ記録および／または音声通信アプリケーショ向けのこのようなＶＡＤストラテジーで使用されるように構成されていてもよいポータブルオーディオ感知デバイスの例は、電話機ハンドセット（例えば、セルラ電話機ヘッドセット）；ワイヤードまたはワイヤレスヘッドセット（例えば、ブルートゥース（登録商標）ヘッドセット）；ハンドヘルドオーディオおよび／またはビデオレコーダ；オーディオおよび／またはビデオコンテンツを記録するように構成されているパーソナルメディアプレイヤー；パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）または他のハンドヘルドコンピューティングデバイス；および、ノートブックコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ノートブックコンピュータ、タブレットコンピュータ、または他のポータブルコンピューティングデバイスを含む。アレイＲ１００のインスタンスを備えるように、そして、このようなＶＡＤストラテジーで使用されるように構成されていてもよいオーディオ感知デバイスの他の例は、セットトップボックスおよびオーディオおよび／またはビデオ会議デバイスを含む。
【０１３６】
アレイＲ１００の各マイクロフォンは、全指向性、双方向性、または一方向性（例えば、カージオイド）である応答を持っていてもよい。アレイＲ１００中で使用される様々なタイプのマイクロフォンは、圧電マイクロフォン、動的マイクロフォン、およびエレクレットマイクロフォンを含む（限定されない）。ハンドセットまたはスマートフォンのようなデバイスでは、（例えば、１０または１５ｃｍまでの）より広いスペーシングも可能であり、そして、タブレットコンピュータのようなデバイスでは、（例えば、２０、２５または３０ｃｍまで、または、それ以上）より広いスペーシングでさえも可能であるとはいえ、ハンドセットまたはヘッドセットのようなポータブル音声通信用のデバイスでは、アレイＲ１００の隣り合ったマイクロフォン間の中心間のスペーシングは、典型的に、約１．５ｃｍから約４．５ｃｍの範囲にある。補聴器では、アレイＲ１００の隣り合ったマイクロフォン間の中心間スペーシングは、約４ｍｍまたは５ｍｍと同じくらい小さくてもよい。アレイ１００のマイクロフォンは、線に沿って、または代替的に、それらの中心が、二次元（例えば、三角の）または三次元の形状の頂角に位置するように配置されてもよい。しかしながら、一般的には、アレイＲ１００のマイクロフォンは、特定のアプリケーションに適していると考えられる何らかの構成で配置されてもよい。
【０１３７】
マルチマイクロフォンのオーディオ感知デバイスの動作の間、アレイＲ１００が、マルチチャネル信号を生成させる。マルチチャネル信号では、各チャネルは、音響環境への、マイクロフォンのうちの対応する１つの応答に基づいている。対応チャネルが、単一のマイクロフォンを使用して捕捉できるよりも、音響環境の、より完全な表記を集合的に提供するために互いに異なるように、１つのマイクロフォンは、別のマイクロフォンよりも、より直接的に特定のサウンドを受け取ってもよい。
【０１３８】
アレイＲ１００が、マイクロフォンによって生成される信号上で１つ以上の処理動作を実行して、装置Ａ１００によって処理されるマルチチャネル信号ＭＣＳを生成させることが望ましいかもしれない。図２３Ａは、１つ以上のこのような動作を実行するように構成されているオーディオ処理ステージＡＰ１０を備えている、アレイＲ１００の実現Ｒ２００のブロックダイヤグラムを示している。動作は、インピーダンス整合、アナログデジタル変換、利得制御、ならびに／あるいはアナログおよび／またはデジタル領域におけるフィルタリングを含んでいてもよい（限定されない）。
【０１３９】
図２３Ｂは、アレイＲ２００の実現Ｒ２１０のブロックダイヤグラムを示している。アレイＲ２１０は、アナログ事前処理ステージＰ１０ａおよびｐ１０ｂを備えているオーディオ事前処理ステージＡＰ１０の実現ＡＰ２０を備えている。１つの例では、ステージＰ１０ａおよびＰ１０ｂそれぞれは、対応するマイクロフォン信号上での、（例えば、５０、１００、または２００Ｈｚのカットオフ周波数による）ハイパスフィルタリング動作を実行するように構成されている。
【０１４０】
アレイＲ１００は、デジタル信号として、すなわち、サンプルのシーケンスとして、マルチチャネル信号を生成させることが望ましいかもしれない。アレイＲ２１０は、例えば、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）Ｃ１０ａおよびＣ１０ｂを備えており、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）Ｃ１０ａおよびＣ１０ｂそれぞれは、対応するアナログチャネルをサンプリングするように構成されている。約４４．１、４８、および１９２ｋＨｚと同じくらい高いサンプリングレートも使用してもよいが、音響アプリケーションに対する典型的なサンプリングレートは、８ｋＨｚ、１２ｋＨｚ、１６ｋＨｚを含み、約８ｋＨｚから約１６ｋＨｚまでの範囲では他の周波数を含む。特定の例では、アレイＲ２１０は、デジタル事前処理ステージＰ２０ａおよびＰ２０ｂも備えており、これらそれぞれは、マルチチャネル信号のＭＣＳの対応するチャネルＭＣＳ−１、ＭＣＳ−２を生成させるために、対応するデジタル化されたチャネル上で１つ以上の事前処理動作（例えば、エコー消去、ノイズ低減、および／またはスペクトル形成）を実行するように構成されている。付加的に、または、代替実施形態では、デジタル事前処理ステージＰ２０ａおよびＰ２０ｂは、対応する周波数領域中で、マルチチャネル信号ＭＣＳ１０の対応チャネルＭＣＳ１０−１、ＭＣＳ１０−２を生成させるために、対応するデジタル化されたチャネル上で周波数変換（例えば、ＦＦＴまたはＭＤＣＴ動作）を実行するように実現されてもよい。図２３Ａおよび図２３Ｂは、２つのチャネル実現を示しているが、同じ原理を、マルチチャネル信号ＭＣＳ１０の任意の数のマイクロフォンおよび対応するチャネル（例えば、ここで記述したような、アレイＲ１００の、３つの、４つの、または５つのチャネル実現）に拡張してもよいことが理解されるだろう。
【０１４１】
マイクロフォンは、さらに一般的には、サウンド以外の放射または放出に影響されやすい振動子として実現されてもよいことを明確に述べる。１つのこのような例では、マイクロフォン対が、超音波振動子（例えば、１５、２０、２５、３０、４０、または５０キロヘルツ、またはそれ以上よりも大きい音響周波数に影響されやすい振動子）の対として実現される。
【０１４２】
図２４Ａは、一般的な構成にしたがった、マルチマイクロフォンのオーディオ感知デバイスＤ１０のブロックダイヤグラムを示している。デバイスＤ１０は、ここで開示した、マイクロフォンアレイＲ１００のインスタンスと、装置Ａ１００（またはＭＦ１００）の実現のうちの任意のもののインスタンスとを備え、ここで開示したオーディオ感知デバイスの任意のものは、デバイスＤ１０のインスタンスとして実現されてもよい。デバイスＤ１０は、ここで開示した方法の実現を実行することによってマルチチャネルオーディオ信号ＭＣＳを処理するように構成されている装置Ａ１００も備えている。装置Ａ１００は、ハードウェア（例えば、プロセッサ）を、ソフトウェアと、および／または、ファームウェアと組み合わせたものとして実現されてもよい。
【０１４３】
図２４Ｂは、デバイスＤ１０の実現である通信デバイスＤ２０のブロックダイヤグラムを示している。デバイスＤ２０は、ここで記述したような、装置Ａ１００（またはＭＦ１００）の実現を含む、チップまたはチップセットＣＳ１０（例えば、移動局モデム（ＭＳＭ）チップセット）を含む。チップ／チップセットＣＳ１０は、（例えば、命令のような、）装置Ａ１００あるいはＭＦ１００の動作のすべてまたは一部分を実行するように構成されていてもよい、１つ以上のプロセッサを備えてもよい。チップ／チップセットＣＳ１０は、アレイＲ１００の処理エレメント（例えば、以下で記述したような、オーディオ事前処理ステージＡＰ１０のエレメント）も備えてもよい。
【０１４４】
チップ／チップセットＣＳ１０は、受信機を備えており、受信機は、無線周波数（ＲＦ）通信信号を（例えば、アンテナＣ４０を通して）受信し、ＲＦ信号内でエンコードされたオーディオ信号をデコードおよび（例えば、ラウドスピーカーＳＰ１０を通して）再生するように構成されている。チップ／チップセットＣＳ１０は、送信機を備えており、送信機は、装置Ａ１００によって生成される出力信号に基づいているオーディオ信号をエンコードし、エンコードしたオーディオ信号を記述するＲＦ通信信号を（例えば、アンテナＣ４０を介して）送信するように構成されている。例えば、チップ／チップセットＣＳ１０の１つ以上のプロセッサは、エンコードされたオーディオ信号がノイズ低減信号に基づくように、マルチチャネル信号の１つ以上のチャネル上で、上述したようなノイズ低減動作を実行するように構成されていてもよい。この例では、デバイスＤ２０は、ユーザ制御および対話をサポートするための、キーパッドＣ１０およびディスプレイＣ２０も備えている。
【０１４５】
図２５は、デバイスＤ２０のインスタンスとして実現されてもよい、ハンドセットＨ１００（例えば、スマートフォン）の、前面図、背面図、側面図を示している。ハンドセットＨ１００は、前面に配置されている、３つのマイクロフォンＭＦ１０、ＭＦ２０、およびＭＦ３０と；後面に配置されている、２つのマイクロフォンＭＲ１０およびＭＲ２０およびカメラレンズＬ１０とを備えている。ラウドスピーカーＬＳ１０は、マイクロフォンＭＦ１０近くの前面の中央上部に配置されており、（例えば、スピーカーフォーンの適用のために）２つの他のラウドスピーカーＬＳ２０Ｌ、ＬＳ２０Ｒも、提供されている。典型的に、このようなハンドセットのマイクロフォン間の最大距離は、およそ１０センチメートルまたは１２センチメートルである。ここで開示した、システム、方法、および装置の適用性が、ここで述べた特定の例に限定されないことは明確に開示されている。例えば、図２６中で示されているような、実装している可変性に対してロバストであるヘッドセットＤ１００においてＶＡＤ性能を取得するために、このような技術も使用してもよい。
【０１４６】
ここで開示した方法および装置は、一般的に、このような適用の移動型またはそうでなければ携帯型の事例を含む、何らかのトランシービングならびに／あるいはオーディオ感知アプリケーションにおいて、ならびに／あるいは、遠距離にあるソースからの信号成分の感知の際に適用されてもよい。例えば、ここで開示した構成の範囲は、コード分割多元接続（ＣＤＭＡ）無線インターフェースを用いるように構成されているワイヤレス電話通信システムに存在する通信デバイスを含む。それにもかかわらず、ここで記述したような特徴を有する方法ならびに装置が、ワイヤードならびに／あるいはワイヤレス（例えば、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、および／または、ＴＤ−ＳＣＤＭＡ）の送信チャネルによってボイスオーバーＩＰ（ＶｏＩＰ）を用いるシステムのような、当業者に知られている幅広い範囲の技術を用いる様々な通信システムのうちのいずれかに存在してもよいことを当業者によって理解されるだろう。
【０１４７】
ここで開示した通信デバイスは、パケット交換（例えば、ＶｏＩＰのようなプロトコルにしたがってオーディオ送信を伝えるように構成されている、ワイヤードおよび／またはワイヤレスネットワーク）ならびに／あるいは回線交換であるネットワークにおける使用に対して適合されていてもよいことは、明確に企図され、それにより開示されている。ここで開示した通信デバイスは、狭帯域コーディングシステム（例えば、および４または５キロヘルツのオーディオ周波数範囲をエンコードするシステム）中での使用に、ならびに／あるいは、全帯域広帯域コーディングシステムと、分割帯域広帯域コーディングシステムとを含む、広帯域コーディングシステム（例えば、５キロヘルツよりも大きいオーディオ周波数をエンコードするシステム）中での使用に対して適合されていてもよいことも、明確に企図され、それにより開示されている。
【０１４８】
記述した構成のこれまでの提示は、当業者が、ここで開示した方法および他の構造を製作または使用できるように提供した。ここで記述した、フローチャート、ブロックダイヤグラム、および他の構成は、例に過ぎず、これらの構成の他の変形も、本開示の範囲内のものである。これらの構成に対する様々な修正が可能であり、ここで提示した一般的原理も同様に、他の構成に適用されていてもよい。したがって、本開示は、先に示した構成に限定されることを意図しているものではなく、むしろ、元々の開示の一部を形成する、提出されたような添付した特許請求の範囲を含む、何らかの形でここで開示した原理および新規な特徴と一致した最も広い範囲に一致させるべきである。
【０１４９】
様々な異なるテクノロジーおよび技術のうちのいずれかを使用して、情報および信号を表現してもよいことを、当業者は理解するだろう。例えば、先の説明全体を通して参照された、データ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、およびシンボルは、電圧、電流、電磁波、磁界または磁気の粒子、光学界または光の粒子、ならびに、これらの任意の組み合わせたものにより表されてもよい。
【０１５０】
ここで開示したような構成の実現のための重要な設計要件は、特に、圧縮されたオーディオまたはオーディオビジュアル情報（例えば、ここで識別した例のうちの１つのような、圧縮フォーマットにしたがってエンコードされたファイルまたはストリーム）の再生のような、計算集約型のアプリケーションに対して、あるいは、広帯域通信（例えば、１２、１６、４４．１、４８、または１９２ｋＨｚのような、８キロヘルツよりも高いサンプリングレートにおける音声通信）のための適用に対して、（典型的には、１秒当たり数百万の命令、すなわちＭＩＰＳにおいて測定される）処理遅延および／または計算の複雑さを最小化することを含んでいてもよい。
【０１５１】
マルチマイクロフォン処理システムの目的は、全体的なノイズ低減において１０ないし１２ｄＢを達成すること、所望のスピーカーの動きの間の、音声レベルおよび色を保存すること、積極的なノイズ除去、スピーチの残響除去の代わりにノイズがバックグラウンドに移ったとの知覚を取得すること、および／または、より積極的なノイズ減少のために事後処理のオプションを可能にすることを含んでいてもよい。
【０１５２】
ここで開示したような装置（例えば、装置Ａ１００およびＭＦ１００）は、意図した適用に適していると思われる、ソフトウェアを有するおよび／またはファームウェアを有するハードウェアの任意の組み合わせにおいて実現されてもよい。例えば、このような装置のエレメントは、例えば、同じチップ上またはチップセット中の２つ以上のチップの間に存在する、電子デバイスおよび／または光デバイスとして組み立てられてもよい。このようなデバイスの１つの例は、トランジスタまたは論理ゲートのような、論理エレメントの固定アレイまたはプログラム可能アレイであり、これらのエレメントのうちのいずれかが、１つ以上のこのようなアレイとして実現されてもよい。装置のエレメントのうちの任意の２つ以上またはすべてでさえが、同じアレイまたは複数のアレイ内で実現されてもよい。このようなアレイは、１つ以上のチップ内で（例えば、２つ以上のチップを含むチップセット内で）実現されてもよい。
【０１５３】
ここで開示した装置の様々な実現のうちの１つ以上のエレメントは、マイクロプロセッサと、組み込まれたプロセッサと、ＩＰコアと、デジタル信号プロセッサと、ＦＰＧＡ（フィールドプログラム可能ゲートアレイ）と、ＡＳＳＰ（特定用途向け規格品）と、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）とのような、論理エレメントの１つ以上の固定型またはプログラム可能アレイ上で実行するように構成されている命令の１つ以上のセットとしても、全体的に、または、部分的に実現されてもよい。ここで開示したような装置の実現の様々なエレメントのうちのいずれも、１つ以上のコンピュータ（例えば、”プロセッサ”とも呼ばれる、命令の、１つ以上のセットまたはシーケンスを実行するようにプログラムされている１つ以上のアレイを含む機械）として具現化されてもよく、これらのエレメントのうちの、任意の２つ以上またはすべてでさえも、このような同じコンピュータまたは複数のコンピュータ内で実現されてもよい。
【０１５４】
ここで開示したような処理のためのプロセッサまたは他の手段は、例えば、同じチップ上またはチップセット中の２つ以上のチップの間に存在する、１つ以上の電子デバイスおよび／または光デバイスとして組み立てられてもよい。このようなデバイスの１つの例は、トランジスタまたは論理ゲートのような、論理エレメントの固定アレイまたはプログラム可能アレイであり、これらのエレメントのうちのいずれかが、１つ以上のこのようなアレイとして実現されてもよい。このようなアレイは、１つ以上のチップ内で（例えば、２つ以上のチップを含むチップセット内で）実現されてもよい。このようなアレイの例は、マイクロプロセッサと、組み込まれたプロセッサと、ＩＰコアと、ＤＳＰと、ＦＰＧＡと、ＡＳＳＰと、ＡＳＩＣとのような、論理エレメントの固定型アレイまたはプログラム可能アレイを含む。ここで開示したような処理のためのプロセッサまたは他の手段はまた、１つ以上のコンピュータ（例えば、命令の、１つ以上のセットまたはシーケンスを実行するようにプログラムされている１つ以上のアレイを含む機械）あるいは他のプロセッサとして具現化されてもよい。ここで記述したようなプロセッサを使用して、タスクを実行するか、あるいは、プロセッサがその中に組み込まれているデバイスまたはシステム（例えば、オーディオ感知デバイス）の別の動作に関連するタスクのような、ここで記述したような音声アクティビティ検出手順に直接的に関連しない命令の他のセットを実行することが可能である。ここで開示したような方法の一部を、オーディオ感知デバイスのプロセッサによって実行し、方法の別の部分を、１つ以上の他のプロセッサの制御下で実行することも可能である。
【０１５５】
ここで開示した構成に関連して記述した、様々な例示的なモジュール、論理ブロック、回路、およびテストおよび他の動作は、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または双方を組み合わせたものとして実現してもよいことを、熟練者は正しく認識するだろう。このようなモジュール、論理ブロック、回路、および動作は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ＡＳＩＣまたはＡＳＳＰ、ＦＰＧＡまたは他のプログラム可能論理デバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタ論理、ディスクリートハードウェアコンポーネント、あるいは、ここで開示したような構成を生成させるように設計されているこれらの任意の組み合わせによって、実現または実行されてもよい。例えば、このような構成は、ハードワイヤード回路として、特定用途向け集積回路中に組み立てられている回路構成として、あるいは、不揮発性記憶装置中にロードされたファームウェアプログラムとして、または、機械読み取り可能コードとしてデータ記憶媒体からロードされたソフトウェアプログラムまたは機械読み取り可能コードとしてデータ記憶媒体中にロードされたソフトウェアプログラムとして、少なくとも部分的に実現されてもよい。このようなコードは、汎用プロセッサまたは他のデジタル信号処理ユニットのような、論理エレメントのアレイによって実行可能な命令である。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってもよいが、代替実施形態では、プロセッサは、何らかの従来のプロセッサ、制御装置、マイクロ制御装置、または状態機械であってもよい。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組み合わせとして、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組み合わせとして、複数のマイクロプロセッサとして、ＤＳＰコアに関連した１つ以上のマイクロプロセッサとして、あるいは、このような他の何らかの構成として実現してもよい。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）、フラッシュＲＡＭのような不揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）、消去可能なプログラム可能なＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能なプログラム可能なＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または、技術的に知られている他の何らかの形態の記憶媒体の中に存在してもよい。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合されていてもよい。代替実施形態では、記憶媒体はプロセッサと一体化してもよい。プロセッサおよび記憶媒体は、ＡＳＩＣ中に存在していてもよい。ＡＳＩＣは、ユーザ端末中に存在していてもよい。代替実施形態では、プロセッサおよび記憶媒体は、ユーザ端末中にディスクリートコンポーネントとして存在していてもよい。
【０１５６】
ここで開示した様々な方法（例えば、方法Ｍ１００、および、ここで記述した様々な装置の動作の記述によって開示した他の方法）は、プロセッサのような論理エレメントのアレイによって実行されてもよいことに、ならびに、ここで記述したような装置の様々なエレメントが、このようなアレイ上で実行するように設計されているモジュールとして部分的に実現してもよいことに留意されたい。ここで使用したような、用語“モジュール”または“サブモジュール”は、ソフトウェアの形態で、ハードウェアの形態で、または、ファームウェアの形態で、コンピュータ命令（例えば、論理的表現）を含む、何らかの方法、装置、デバイス、ユニットまたはコンピュータ読み取り可能データ記憶媒体のことを指すことができる。複数のモジュールまたはシステムを組み合わせて、１つのモジュールまたはシステムにすることができ、ならびに、同じ機能を実行するために、１つのモジュールまたはシステムを、複数のモジュールまたはシステムに分離できることを理解すべきである。ソフトウェアまたは他のコンピュータ実行可能な命令で実現されたときに、プロセスのエレメントは、例えば、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造、および、これらに類するものによって、関連するタスクを実行するための、実質的なコードセグメントである。“ソフトウェア”という用語は、ソースコード、アセンブリ言語コード、機械コード、バイナリコード、ファームウェア、マクロコード、マイクロコード、論理エレメントのアレイによって実行可能な命令の任意の１つ以上のセットまたはシーケンス、ならびに、このような任意の組み合わせを含むことを理解すべきである。プログラムまたはコードセグメントは、プロセッサ読み取り可能記憶媒体中に記憶することができ、あるいは、送信媒体または通信リンクを通して、搬送波で具現化されるコンピュータデータ信号によって送信することができる。
【０１５７】
ここで開示した、方法、スキーム、および、技術の実現はまた、論理エレメントのアレイ（例えば、プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロ制御装置、または、他の有体状態機械）を含む機械によって読み取り可能および／または実行可能な命令の１つ以上の組として、有体的に（例えば、ここでリストアップしたような１つ以上のコンピュータ読み取り可能媒体で）具現化されてもよい。“コンピュータ読み取り可能媒体”という用語は、揮発性、不揮発性、取り外し可能、および取り外し不可能記憶媒体を含む、情報を記憶または転送できる何らかの媒体を含んでいてもよい。コンピュータ読み取り可能媒体の例は、電子回路、半導体メモリデバイス、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、消去可能なＲＯＭ（ＥＲＯＭ）、フロッピー（登録商標）ディスケットまたは他の磁気記憶装置、ＣＤ−ＲＯＭ／ＤＶＤまたは他の光記憶装置、ハードディスク、光ファイバ媒体、無線周波数（ＲＦ）リンク、あるいは、所望の情報を記憶するために使用でき、アクセスすることができる他の何らかの媒体を含んでいる。コンピュータデータ信号は、電子ネットワークチャネル、光ファイバ、無線、電磁気、ＲＦリンク等のような、送信媒体を通して伝搬できる何らかの信号を含んでいてもよい。コードセグメントは、インターネットまたはイントラネットのようなコンピュータネットワークを介してダウンロードされてもよい。任意のケースでは、本開示の範囲は、このような実施形態によって限定されるものとして解釈すべきではない。
【０１５８】
ここで記述した方法のタスクのそれぞれは、直接的に、ハードウェアで、プロセッサにより実行されるソフトウェアモジュールで、あるいは、２つの組み合わせで具現化されてもよい。ここで開示したような方法の実現の典型的な適用において、論理エレメント（例えば、論理ゲート）のアレイは、方法の様々なタスクのうちの、１つ、１つより多いもの、または、すべてでさえ実行するように構成されている。タスクのうちの１つ以上（場合によってはすべて）は、コード（例えば、命令の１つ以上のセット）としても実現されてもよく、論理エレメントのアレイ（例えば、プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロ制御装置、または、他の有限状態機械）を含む機械（例えば、コンピュータ）によって読み取り可能なおよび／また実行可能な、コンピュータプログラムプロダクト（例えば、ディスク、フラッシュまたは他の不揮発性メモリカード、半導体メモリチップ等のような、１つ以上のデータ記憶媒体）で具現化されてもよい。ここで開示したような、方法の実現のタスクは、このような１つのアレイまたは機械よりも、より多いものによって実行されてもよい。これらの、または、他の実現では、タスクは、このような通信能力を持つセルラ電話機または他のデバイスのような、ワイヤレス通信向けのデバイス内で実行されてもよい。このようなデバイスは、（例えば、ＶｏＩＰのような１つ以上のプロトコルを使用する）回線交換ネットワークおよび／またはパケット交換ネットワークと通信するように構成されていてもよい。例えば、このようなデバイスは、エンコードされたフレームを受信および／または送信するように構成されているＲＦ回路を含んでいてもよい。
【０１５９】
ここで開示した様々な方法が、ハンドセット、ヘッドセット、またはポータブルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）のような、ポータブル通信デバイスによって実行されてもよいこと、ならびに、ここで記述する様々な装置がこのようなデバイス内に含まれてもよいことが明確に開示される。典型的なリアルタイム（例えば、オンライン）の適用は、このような移動体デバイスを使用して実施される電話会議である。
【０１６０】
１つ以上の例示的な実施形態では、ここで記述した動作は、ハードウェアで、ソフトウェアで、ファームウェアで、または、これらのものを組み合わせた任意のもので実現されてもよい。ソフトウェアで実現される場合に、このような機能は、１つ以上の命令またはコードとして、コンピュータ読み取り可能媒体上に記憶されてもよく、あるいは、１つ以上の命令またはコードとして、コンピュータ読み取り可能媒体上に送信されてもよい。“コンピュータ読み取り可能媒体”という用語は、コンピュータ読み取り可能記憶媒体および通信（例えば、送信）媒体の双方を含む。一例として、これらに限定されないが、コンピュータ読み取り可能記憶媒体は、（これらに限定されないが、動的または静的な、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、および／またはフラッシュＲＡＭを含んでいてもよい）半導体メモリ、あるいは、強誘電体、磁気抵抗、オボニック（ｏｖｏｎｉｃ）、高分子、または相転移メモリのような、記憶エレメントのアレイ；ＣＤ−ＲＯＭまたは他の光ディスク記憶装置；および／または、磁気ディスク記憶装置または他の磁気記憶デバイスを含むことができる。このような記憶媒体は、コンピュータによってアクセスできる命令またはデータ構造の形態で、情報を記憶してもよい。通信媒体は、命令またはデータ構造の形態で、所望のプログラムコードを搬送するために使用できる、あるいは、１つの場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を促進する任意の媒体を含む、コンピュータによってアクセスできる任意の媒体を含むことができる。また、あらゆる接続は、コンピュータ読み取り可能媒体と適切に呼ばれる。例えば、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、撚り対、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、あるいは、赤外線、無線、および／またはマイクロ波のようなワイヤレス技術を使用して、ウェブサイト、サーバ、または、他の遠隔ソースから、ソフトウェアが送信される場合には、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、撚り対、ＤＳＬ、あるいは、赤外線、無線、および／またはマイクロ波のようなワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。ここで使用したようなディスク（ｄｉｓｋおよびｄｉｓｃ）は、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザディスク（登録商標）、光ディスク、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、フロッピーディスクおよびブルーレイ（登録商標）ディスク（ブルーレイディスク協会、ＵｎｉｖｅｒｓａｌＣｉｔｙ、ＣＡ）を含むが、一般的に、ディスク（ｄｉｓｋ）は、データを磁気的に再生する一方で、ディスク（ｄｉｓｃ）はデータをレーザによって光学的に再生する。上記の組み合わせもまた、コンピュータ読み取り可能媒体の範囲内に含まれるべきである。
【０１６１】
ここで記述したような音響信号処理装置（例えば、装置Ａ１００またはＭＦ１００）は、通信デバイスのような、ある動作を制御するためにスピーチ入力を受け入れる電子デバイス中に組み込まれてもよく、または、そうでなければ、バックグラウンドノイズからの所望のノイズの分離から恩恵を受けてもよい。多くの適用は、複数の方向から始まるバックグラウンドサウンドからの、所望のクリアーなサウンドをエンハンスさせること、または、分離することから、恩恵を受けてもよい。このような適用は、音声認識および検出と、スピーチエンハンスメントおよび分離と、音声によりアクティブ化される制御と、これらに類似するもののような能力を組み込んでいる電子デバイス中あるいはコンピューティングデバイス中に、ヒューマン−マシンインターフェース含めてもよい。限定された処理能力のみを提供するデバイスにおいて適切であるように、このような音響信号処理装置を実現することが望ましいことがある。
【０１６２】
ここで記述した、モジュール、エレメント、および、デバイスの様々な実現のエレメントは、例えば、同じチップ上またはチップセット中の２つ以上のチップの間に存在する、電子デバイスおよび／または光デバイスとして組み立てられてもよい。このようなデバイスの１つの例は、このようなトランジスタまたはゲートのような、論理エレメントの固定型あるいはプログラム可能アレイである。ここで記述した装置の様々な実現のうちの１つ以上のエレメントもまた、マイクロプロセッサと、組み込まれたプロセッサと、ＩＰコアと、デジタル信号プロセッサと、ＦＰＧＡと、ＡＳＳＰと、ＡＳＩＣとのような、論理エレメントの１つ以上の固定型またはプログラム可能アレイ上で実行するように構成されている命令の１つ以上のセットとして、全体的または部分的に実現されてもよい。
【０１６３】
ここで記述したような装置の実現の１つ以上のエレメントを使用して、タスクを実行することが、あるいは、装置がその中に組み込まれているデバイスまたはシステムの別の動作に関連するタスクのような、装置の動作に直接関連しない他の命令のセットを実行することが可能である。このような装置の実現のうちの１つ以上のエレメントが、共通の構造（例えば、異なる時間において、異なるエレメントに対応するコードの一部を実行するために使用されるプロセッサ、異なる時間において、異なるエレメントに対応するタスクを実行するように実行される命令のセット、あるいは、異なる時間において、異なるエレメントに対する動作を実行する、電子デバイスおよび／または光デバイスの構成）を有することも可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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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１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２５】
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【図２６】
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【国際調査報告】
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