(57)【要約】本発明は、マイクシステムに関し、該システムは、第一のマイク信号を得るために、第一の指向性を有する少なくとも一つの指向性マイクと、第二のマイク信号を得るために、該第一の指向性より悪い第二の指向性を有する少なくとも一つの指向性マイク、特に、全指向性マイクと、該第一のマイク信号および該第二のマイク信号を受信して、該第一のマイク信号および／または該第二のマイク信号における非音響摂動、特に、風ノイズが、所定のレベルを超えるかどうかを示す検出信号を出力するように、構成された検出手段と、該検出信号に基づいて、該第一のマイク信号および／または該第二のマイク信号から生成された出力信号を出力するように構成された信号処理手段とを備える。本発明はまた、マイク信号の非音響摂動を低減する方法に関し、その方法も提供する。
2008538882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一のマイク信号を得るために、第一の指向性を有する少なくとも一つの指向性マイク（１）と、
第二のマイク信号を得るために、該第一の指向性より悪い第二の指向性を有する少なくとも一つの指向性マイク（２）、特に、全指向性マイクと、
該第一のマイク信号および該第二のマイク信号を受信して、該第一のマイク信号および／または該第二のマイク信号における非音響摂動、特に、風ノイズが、所定のレベルを超えるかどうかを示す検出信号を出力するように構成された検出手段と、
該検出信号に基づいて、該第一のマイク信号および／または該第二のマイク信号から生成された出力信号を出力するように構成された信号処理手段（４）と
を備える、マイクシステム。
【請求項２】
前記非音響摂動が前記所定のレベルを超えないことを前記検出信号が示す場合、前記出力信号は、前記第一のマイク信号から排他的に生成される、請求項１に記載のマイクシステム。
【請求項３】
前記非音響摂動が前記所定のレベルを超えることを前記検出信号が示す場合、前記出力信号は、前記第二のマイク信号から排他的に生成される、請求項１または請求項２に記載のマイクシステム。
【請求項４】
前記非音響摂動が前記所定のレベルを超えることを前記検出信号が示す場合、あるいは該検出信号が出力されない場合、前記出力信号は、所定の周波数より高い周波数範囲の前記第一のマイク信号の一部分と、該所定の周波数より低い周波数範囲の前記第二のマイク信号の一部分とから生成される、請求項１に記載のマイクシステム。
【請求項５】
周波数決定手段をさらに備え、該周波数決定手段は、閾値周波数を時間に依存して決定するように構成されており、該閾値周波数の上では、前記所定のレベルを超えない非音響摂動のみが検出され、
前記出力信号は、該閾値周波数より高い周波数範囲の前記第一のマイク信号の一部分と、該閾値周波数より低い周波数範囲の前記第二のマイク信号の一部分とから生成される、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のマイクシステム。
【請求項６】
前記信号処理手段（４）は、前記第二のマイク信号の位相値、および／または各周波数に対して前記第一のマイク信号の個々のスペクトル値および該第二のマイク信号の個々のスペクトル値のうちの最小値を表わす振幅値に基づいて、前記閾値周波数より低い周波数に対する前記出力信号を生成するように構成されている、請求項５に記載のマイクシステム。
【請求項７】
前記第二の指向性よりも良好な指向性を有する２つ以上の指向性マイクを有し、
該第二の指向性よりも良好な指向性を有する該指向性マイクのそれぞれからのマイク信号を受信し、前記第一のマイク信号として、ビーム形成されたマイク信号を出力するように構成されたビーム形成手段（６）をさらに備える、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のマイクシステム。
【請求項８】
所定の期間にわたって、前記検出信号を一定に保つように構成された検出遅延手段をさらに備える、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のマイクシステム。
【請求項９】
所定の期間にわたって、前記閾値周波数を一定に保つように構成された閾値周波数遅延手段をさらに備える、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のマイクシステム。
【請求項１０】
前記検出手段は、前記第一のマイク信号のパワーレベルを、前記第二のマイク信号のパワーレベルと比較するように構成された比較器を備え、前記検出信号は、該比較結果に基づく、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載のマイクシステム。
【請求項１１】
前記マイクのそれぞれを含む筐体（３）をさらに備える、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載のマイクシステム。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載のマイクシステムを備える、ハンズフリーセット。
【請求項１３】
マイク信号の非音響摂動を低減する方法であって、
第一のマイク信号を得るために、第一の指向性を有する少なくとも一つの指向性マイクによって、オーディオ信号を検出するステップ（１０）と、
第二のマイク信号を得るために、該第一の指向性より悪い第二の指向性を有する少なくとも一つの指向性マイク、特に、全指向性マイクによって、該オーディオ信号を検出するステップ（１０）と、
所定のレベルを超える非音響摂動、特に、風ノイズが、該第一のマイク信号および／または該第二のマイク信号に存在するかどうか決定するステップ（１２）と、
所定のレベルを超える非音響摂動が、該第一のマイク信号および／または該第二のマイク信号に存在するかどうかの前記決定の結果に基づいて、該第一のマイク信号および／または該第二のマイク信号から生成された出力信号を出力するステップ（１３、１４；１７）と
を包含する、方法。
【請求項１４】
前記所定のレベルを超える非音響摂動が存在しない場合、前記出力信号は、前記第一のマイク信号から排他的に生成される、請求項１３に記載の方法
【請求項１５】
前記所定のレベルを超える非音響摂動が存在する場合、前記出力信号は、前記第二のマイク信号から排他的に生成される、請求項１３または請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記非音響摂動が前記所定のレベルを超えることを前記検出信号が示す場合、あるいは該検出信号が出力されない場合、前記出力信号は、所定の周波数より高い周波数範囲の前記第一のマイク信号の一部分と、該所定の周波数より低い周波数範囲の前記第二のマイク信号の一部分とから生成される（１６）、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
閾値周波数を時間に依存して決定するステップ（１５）
をさらに包含し、該閾値周波数の上では、前記所定のレベルを超えない非音響摂動のみが検出され、前記出力信号は、該閾値周波数より高い周波数範囲の前記第一のマイク信号の一部分と、該閾値周波数より低い周波数範囲の前記第二のマイク信号の一部分とから生成される（１６）、請求項１３〜請求項１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記第二のマイク信号の位相値、および／または各周波数に対して前記第一のマイク信号の個々のスペクトル値および該第二のマイク信号の個々のスペクトル値のうちの最小値を表わす振幅値が、前記閾値周波数より低い周波数に対する前記出力信号を生成するために使用される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第二の指向性よりも良好な指向性を有する２つ以上の指向性マイクが、前記オーディオ信号を検出し、該第二の指向性よりも良好な指向性を有する該指向性マイクのそれぞれからのマイク信号は、前記第一のマイク信号としてビーム形成され、ビーム形成されたマイク信号を出力する、請求項１３〜請求項１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
所定のレベルを超える非音響摂動が、前記第一のマイク信号および／または前記第二のマイク信号に存在するかどうかの前記決定の結果が、所定の期間にわたって一定に保たれる、請求項１３〜請求項１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記閾値周波数が、所定の期間にわたって一定に保たれる、請求項１３〜請求項２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
所定のレベルを超える非音響摂動、特に、風ノイズが、前記第一のマイク信号および／または前記第二のマイク信号に存在するかどうか決定するステップ（１２）は、該第一のマイク信号のパワーレベルを該第二のマイク信号のパワーレベルと比較するステップを包含する、請求項１３〜請求項２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
請求項１１〜請求項１７のいずれか１項に記載の方法の前記ステップを実行するためのコンピュータ実行可能な命令を有する一つ以上のコンピュータ読み取り可能な媒体を備える、コンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、音声通信におけるノイズ低減に関し、特に、ハンズフリーセットにおける風ノイズの低減に関する。
【背景技術】
【０００２】
（従来技術）
マイクは、環境ノイズの影響、特に、風ノイズのような非音響摂動の影響を受けやすい。風ノイズは、例えば、風によるマイクのダイアフラムの振動によって生じる。マイク近傍の乱気流によって、ポップ音（ｐｏｐｐｓ）の形式のような低周波数ノイズが生じ、マイク信号を劣化させる。その結果、マイクによって検出され、受信機に送信される音声信号は、不明朗になり得る。
【０００３】
風および振動ノイズは、マイクの戸外での使用と、電話または音声認識手段のために使用される自動車通信システムとにおいて、特に、ハンズフリーセットが使用される場合、厄介な問題となる。車室内に設置されたマイクにおける振動ノイズは、例えば、エンジン振動に起因する。
【０００４】
車両において、指向性マイクは、ノイズ源の方向に依存して、ノイズを低減するために使用される。一方、指向性マイクは、風ノイズに幾分敏感である。風ノイズは、送風機によって生じ得る。一部の車両において、マイクは、送風機ジェットから排出されるエアがマイクに直接当たり得るように置かれる。開いた窓、開いたサンルーフ、および開いた幌は、その他の風ノイズ源となる。
【０００５】
風ノイズを低減する技術で公知の一つの方法は、フォーム（ｆｏａｍ）の層によって、マイクを覆うことである。他の機械的な種類の風防手段も利用可能である。しかしながら、十分に効果的であるために、機械的な風防手段は、比較的かさばるように作成されなくてはならない。このことは、特に、車室の中に設置されるマイクに関して、不利である。なぜなら、車室の設計と利用可能なスペースは、マイクの周囲にかさばる風防手段を許容しないからである。さらに、防風設備は、マイク、特に、指向性マイクの全体性能を劣化させる傾向がある。機械的な風防手段が適用されるとき、指向性マイクの指向性は、通常低下する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の目的は、非音響摂動の低減を改善するマイクシステムと、マイク信号における非音響摂動を低減するための方法とを提供すること、特に、ハンズフリーセットの一部として車室内に設置され得、風ノイズの低減を改善するマイクシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（発明の説明）
上述の目的は、マイクシステムによって達成される。該マイクシステムは、
第一のマイク信号を得るために、第一の指向性を有する少なくとも一つの指向性マイクと、
第二のマイク信号を得るために、該第一の指向性より悪い（低い）第二の指向性を有する少なくとも一つの指向性マイク、特に、全指向性マイクと、
該第一のマイク信号および該第二のマイク信号を受信して、該第一のマイク信号および／または該第二のマイク信号における非音響摂動、特に、風ノイズが、所定のレベルを超えるかどうかを示す検出信号を出力するように構成された検出手段と、
該検出信号に基づいて、該第一のマイク信号および／または該第二のマイク信号から生成された出力信号を出力するように構成された信号処理手段と
を備える。
【０００８】
異なる指向性を有する少なくとも２つのマイクが使用される。上記第二の指向性を有する上記少なくとも一つのマイクは、サウンドが入るための単一の入口ポートを有する全指向性マイクであり得る。このようなマイクは、音源がどこに位置するかに関わらず、該サウンドポートで、瞬間音響圧を感知する。理想的な全指向性マイクは、真円である極性感知（ｐｏｌａｒ  ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）パターンを示す。全指向性マイクは、比較的風に対してロバスト（ｒｏｂｕｓｔ）である、すなわち、風ノイズに敏感でないものとして、考慮され得る。
【０００９】
上記第一の指向性を有する上記少なくとも一つのマイクは、ゼロとは有意に異なる指向性指数を示す。指向性指数は、拡散音場において、全指向性マイクによって届けられるパワーの、主方向に等しい感度を有する指向性マイクによって届けられるパワーに対する対数比によって定義される。
【００１０】
上記第一の指向性を有する上記少なくとも一つのマイクは、例えば、カージオイド極パターンまたはダイポール極パターンと、約４．８ｄＢの指向性指数とを有する指向性マイクであり得る。
【００１１】
非音響摂動は、風ノイズ、振動ノイズ、共鳴などを含む。特に、全指向性マイクは、風ロバストネスに対して最適化され得て、また、追加の機械的な風防手段、例えば、フォーム層も提供され得る。上記検出手段は、物理的および／または論理的に、上記信号処理手段の一部であり得る。
【００１２】
所定のレベルを超える、あるいは所定のレベル未満の非音響摂動、特に、風ノイズの検出は、非音響摂動を含むマイク信号の（短時間）パワーに基づいて実行され得る。例えば、上記第一の指向性を有するマイクからの信号のパワーは、上記第二の指向性を有するマイクの信号のパワーと比較される。第二の（より悪い）指向性を有する（風ロバストな）マイクからの信号は、第一の（より良い、より高い）指向性を有するマイクからの信号よりも、ある所定の値だけ低いパワーレベルを示す場合、非音響摂動、特に、風ノイズが存在することが、決定され得る。
【００１３】
したがって、検出手段は、第一のマイク信号のパワーレベルと、第二のマイク信号のパワーレベルとを比較するように構成された比較器を備え得、この比較結果に基づいて、検出信号は、生成され得、出力され得る。
【００１４】
風ノイズがマイク信号を有意に劣化させる所定のレベルは、実験的に、および／または理論的な計算に基づき、決定され得る。アプリケーションの仕様に依存して、このレベルは、ゼロに近いように選択され得る。ユーザが幾つかのレベルから選択し得るような選択手段を提供して、これによって、風ノイズの抑制に対して該マイクシステムの感度を制御することもまた、好ましいことであり得る。
【００１５】
上記信号処理手段は、任意のさらなる処理の前に、上記マイク信号を最初にＡ／Ｄ変換し得る。一般的に、該処理は、時間ドメイン、（フーリエ変換後の）周波数ドメイン、またはサブバンドドメインで実行され得る。該信号処理はまた、Ａ／Ｄ変換器もＤ／Ａ変換器のそれぞれを使用せずに、アナログ信号を用いて行われ得る。
【００１６】
本発明に従うと、非音響摂動が、ある所与のレベルで存在するかどうかが決定される。上記出力信号は、この決定処理の結果に従って生成される。より良好な指向性を有するマイクによって得られる信号は、通常は、より悪い指向性を有するマイクによって得られる信号よりも、例えば、風ノイズによってより劣化するので、風ノイズが検出される場合、該出力信号の生成は、主として、上記第二のマイク信号を考慮に入れて実行され得る。
【００１７】
本明細書で開示されるマイクシステムは、従来技術に比べて、改善された非音響摂動の低減を示す。非音響摂動のレベルに依存して異なる指向性を有するマイクによって得られたマイク信号からの出力信号の生成によって、信頼性ある動作が保証される。該マイクシステムは、特に、車室内に設置するのに適している。この場合、使用されるマイクの数は、ある程度限られることもあり得る。
【００１８】
比較的シンプルであるが、ロバストな実施形態に従うと、上記非音響摂動が上記所定のレベルを超えないことを上記検出信号が示す場合、上記出力信号は、上記第一のマイク信号から排他的に、すなわち、上記第二のマイク信号からの寄与は一切なしに、生成され得る。より高い指向性を有するマイクのより高い品質は、例えば、妨害をしない風ノイズの場合、十分に使用され得る。
【００１９】
それに対して、上記非音響摂動が上記所定のレベルを超えることを上記検出信号が示す場合、上記出力信号は、上記第二のマイク信号から排他的に、すなわち、上記第一のマイク信号からの寄与は一切なしに、生成され得る。
【００２０】
本発明のマイクシステムのさらなる実施形態に従うと、上記非音響摂動が上記所定のレベルを超えることを上記検出信号が示す場合、あるいは該検出信号が出力されない場合、上記出力信号は、所定の周波数より高い周波数範囲の上記第一のマイク信号の一部分と、該所定の周波数より低い周波数範囲の上記第二のマイク信号の一部分とから生成され得る。検出信号が全く出力されないときでさえ、マイク信号は、より高い品質を得るために、組み合わされ得る。該所定の周波数は、例えば、５００Ｈｚとして選択され得る。
【００２１】
本発明のマイクシステムのより精緻な実施形態は、閾値周波数（これよりも上では、上記所定のレベルを超えない非音響摂動のみが検出される）を時間に依存して決定するように構成された周波数決定手段をさらに備え、上記出力信号は、該閾値周波数より高い周波数範囲の上記第一のマイク信号の一部分と、該閾値周波数より低い周波数範囲の上記第二のマイク信号の一部分とから生成される。
【００２２】
したがって、上記出力信号を生成するために使用される上記第一の指向性を有するマイクと上記第二の指向性を有するマイクとを単に切り換える代わりに、双方の種類のマイクが使用され得る。上記周波数決定手段は、物理的および／または論理的に上記信号処理手段の一部であり得る。
【００２３】
風ノイズは、例えば、主として、低周波数範囲に影響を与えるので、所与の閾値周波数より高い上記出力信号の高周波数範囲は、風ノイズのレベルに関わらず、上記第一のマイク信号から生成され得る。それに対して、該閾値周波数より低い周波数範囲、すなわち、低周波数範囲を有する上記出力信号の上記一部分は、風にロバストなマイクによって得られた上記第二のマイク信号から生成され得る。しかしながら、摂動を受けた周波数範囲の幅は、風ノイズのレベルに依存する。一般に、風の摂動レベルに応じて、閾値周波数は、約５００Ｈｚから約１０００Ｈｚであり得る。
【００２４】
一部の詳細において、周波数依存処理は、例えば、以下のように実行される。マイク信号が、（短時間）フーリエ変換されるか、あるいは代替として、（一部のアンダーサンプリングを用いて）サブバンドで処理され得る。結果として得られる複合スペクトログラムは、振幅と位相との双方に対して、さらに処理され得る。上記閾値周波数より低いとき、上記第二のマイク信号の位相値のみが使用され得る。各スペクトル値に対する上記出力信号の振幅については、上記第一の指向性を有する上記少なくとも一つのマイクからのマイク信号の個々のスペクトル値および該第二の指向性を有する上記少なくとも一つのマイクからのマイク信号の個々のスペクトル値のうちの最小値が、使用され得る。このことによって、各周波数に対して、出力信号を生成するために、より低い摂動を有する振幅を自動的に選択することが可能になる。風ノイズを示さないより低い周波数部分に対して、該第一の指向性を有する該少なくとも一つのマイクの信号振幅が使用され得る。なぜなら、このマイクは、該第二の指向性を有するマイクよりも、バックグラウンドノイズのより良好な全体的な低減を示すからである。
【００２５】
したがって、本発明のマイクシステムの実施形態に従うと、上記信号処理手段は、上記第二のマイク信号の位相値、および／または各周波数に対して上記第一のマイク信号の個々のスペクトル値および該第二のマイク信号の個々のスペクトル値のうちの最小値を表わす振幅値に基づいて、上記閾値周波数より低い周波数に対する上記出力信号を生成するように構成される。特に、該信号処理手段は、出力信号（閾値周波数未満の周波数に対し、第二のマイク信号と同じ位相値と、第一のマイク信号のそれぞれのスペクトル値と第二のマイク信号のそれぞれのスペクトル値との最小値と同じ、周波数ごとの振動値とを示す）を生成するように構成され得る。
【００２６】
本発明のマイクシステムは、異なる種類のマイクを備えるので、一般に、マイクの周波数応答は、互いに調整されなくてはならない。この調整は、非音響摂動が存在しないときに、適応するように、好ましくは実行され得る。
【００２７】
上記閾値周波数での急変によって生じる出力信号および／または有意な非音響摂動が存在するか否かの決定におけるアーチファクトを避けるために、所定の期間にわたって、上記検出信号を一定に保つように構成された検出遅延手段と、また所定の期間にわたって、該閾値周波数を一定に保つように構成された閾値周波数遅延手段とが、マイクシステムの実施形態に組み込まれ得る。
【００２８】
上記出力信号の所望の品質に依存して、上記第二の指向性よりも良好な指向性を有する２つ以上の指向性マイクと、該第二の指向性よりも良好な指向性を有する該指向性マイクのそれぞれからのマイク信号を受信し、該第二の指向性よりも良好な指向性を有する該指向性マイクのそれぞれからのマイク信号から生成された上記第一のマイク信号を表すビーム形成されたマイク信号を出力するように構成されたビーム形成手段とが、使用され得る。
【００２９】
上記ビーム形成手段は、上記第二の指向性よりも良好な指向性を有する上記指向性マイクのそれぞれからのマイク信号を組み合わせて、当分野で公知のように、増加した信号対ノイズ比を有するビーム形成された信号を得る。該マイクが、例えば、ボイスを検出するために使用される場合、音声信号は、音響バックグラウンドノイズによって劣化する。音声信号およびノイズ信号は、時間および周波数のドメインで重なり合う。複数のマイクを使用することによって、音声およびノイズの異なる空間特性が引き出され得、こうして、バックグラウンドノイズが抑制され得る。開示されるマイクシステムにおいて、例えば、遅延および総和ビームフォーマ、あるいは当分野で公知のような適応フィルタを組み合わせたより精緻なビームフォーマ（Ｇｒｉｆｆｉｔｈｓ−Ｊｉｍビーム形成）が使用され得る。
【００３０】
さらに、上述の実施形態のうちの一つに従う上記マイクシステムは、上記マイクのそれぞれを含む単一の筐体を備え得る。
【００３１】
本発明はまた、上述の実施形態のうちの一つに従うマイクシステムを備えるハンズフリーセットを提供する。特に、車室内に設置されるハンズフリーセットにおいて、音声信号の明瞭度は、本発明のマイクシステムの実施形態を使用することによって改善され得る。
【００３２】
上述の目的はまた、マイク信号の非音響摂動を低減する方法によって達成される。該方法は、
第一のマイク信号を得るために、第一の指向性を有する少なくとも一つの指向性マイクによって、オーディオ信号を検出するステップと、
第二のマイク信号を得るために、該第一の指向性より悪い（低い）第二の指向性を有する少なくとも一つの指向性マイク、特に、全指向性マイクによって、該オーディオ信号を検出するステップと、
所定のレベルを超える非音響摂動、特に、風ノイズが、該第一のマイク信号および／または該第二のマイク信号に存在するかどうか決定するステップと、
所定のレベルを超える非音響摂動が、該第一のマイク信号および／または該第二のマイク信号に存在するかどうかの上記決定の結果に基づいて、該第一のマイク信号および／または該第二のマイク信号から生成された出力信号を出力するステップと
を包含する。
【００３３】
上記所定のレベルを超える非音響摂動が存在しない場合、上記出力信号は、上記第一のマイク信号から排他的に、すなわち、上記第二のマイク信号からの寄与は一切なしに、生成され得て、および／または該所定のレベルを超える非音響摂動が存在する場合、該出力信号は、該第二のマイク信号から排他的に、すなわち、該第一のマイク信号からの寄与は一切なしに、生成され得る。
【００３４】
本発明の方法の別の例に従うと、上記非音響摂動が上記所定のレベルを超えることを上記検出信号が示す場合、あるいは該検出信号が出力されない場合、上記出力信号は、所定の周波数より高い周波数範囲の上記第一のマイク信号の一部分と、該所定の周波数より低い周波数範囲の上記第二のマイク信号の一部分とから生成され得る。
【００３５】
さらに、閾値周波数（これより上では、上記所定のレベルを超えない非音響摂動のみが検出される）が、時間に依存して決定され得、上記出力信号は、該閾値周波数より高い周波数範囲の上記第一のマイク信号の一部分と、該閾値周波数より低い周波数範囲の上記第二のマイク信号の一部分とから生成され得る。
【００３６】
時間と周波数とに依存する処理の結果、非音響摂動の特に効率的な低減が得られる。
【００３７】
上記マイク信号のフーリエ変換またはサブバンド分解の後に、上記第二のマイク信号の位相値、および／または各周波数に対して上記第一のマイク信号の個々のスペクトル値および該第二のマイク信号の個々のスペクトル値のうちの最小値を表わす振幅値が、上記閾値周波数より低い周波数に対する上記出力信号を生成するために使用され得る。特に、該出力信号は、該閾値周波数より低い周波数に対して、該第二のマイク信号と同じ位相値と、該第一のマイク信号の個々のスペクトル値と該第二のマイク信号の個々のスペクトルとの最小値と同じ周波数ごとの振幅とを示し得る。
【００３８】
上記第二の指向性よりも良好な指向性を有する２つ以上の指向性マイクが、上記オーディオ信号を検出することと、該第二の指向性よりも良好な指向性を有する該指向性マイクのそれぞれからのマイク信号が、ビーム形成され、上記第一のマイク信号として、ビーム形成されたマイク信号を出力することとは、該出力信号の品質をさらに強化するために、好ましいことであり得る。
【００３９】
所定のレベルを超える非音響摂動が上記第一のマイク信号および／または上記第二のマイク信号に存在するかどうかを決定する上記ステップの結果は、所定の期間にわたって一定に保たれ得て、および／または上記閾値周波数は、上述の第一の期間とは通常異なる別の所定の期間にわたって一定に保たれ得る。
【００４０】
出力信号の生成の急変を避けるために、例えば、それまで風ノイズが検出されなかったのに、風ノイズが検出される場合、あるいはそれまで風ノイズが検出されたのに、風ノイズが検出されなくなる場合、出力信号の生成のベースとして、第一のマイク信号から第二のマイク信号への変化は、即座には実行され得ない。特に、今まで存在しなかった風ノイズが、突然検出される場合、しばらく、例えば、数秒間にわたって、依然として風ノイズが（あるいは所定のレベル未満の風ノイズのみしか）存在しなかったかのように、その処理が実行される。同様に、所定の閾値周波数が、突然変化する場合、出力信号を得るための第一のマイク信号の一部分と第二のマイク信号の一部分とからの組み合わせは、しばらくの期間の後にのみ修正され得る。
【００４１】
本明細書で開示される方法の上述の実施形態において、所定のレベルを超える非音響摂動、特に、風ノイズが、上記第一のマイク信号および／または上記第二のマイク信号に存在するかどうか決定するステップは、該第一のマイク信号のパワーレベルを該第二のマイク信号のパワーレベルと比較するステップを包含し得る（詳細については、上記参照）。
【００４２】
本発明はまた、上述のマイク信号の非音響摂動を低減する方法の実施形態の上記ステップを実行するためのコンピュータ実行可能な命令を有する一つ以上のコンピュータ読み取り可能な媒体を備えるコンピュータプログラム製品も提供する。
【００４３】
本発明の追加の特徴および利点は、図面を参照して記載される。異なる図面において同様のエレメントは、一貫性と簡略化の目的で、同じ参照番号を与えられている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
本明細書で開示されるマイクシステムの比較的シンプルなバージョンが、図１に示される。指向性マイク１および全指向性マイク２は、単一のマイク筺体３の中に含まれる。全指向性マイク２には、フォーム層（図１において、これはシェーディングによって示される）のような何らかの機械的な風防手段が提供され得る。双方のマイクは、オーディオ信号を検出し、その対応するマイク信号が、信号処理手段４に入力される。信号処理手段４は、所定のレベルを超える風ノイズが存在するか否かを決定する検出手段を備える。
【００４５】
有意な風ノイズに対するチェックは、指向性マイク１と全指向性マイク２とが、互いにマイクの周波数応答を調整した後に、双方のマイクからのマイク信号の短時間パワーを互いに比較することによって実行される。全指向性マイク２によって得られるマイク信号のパワーがより低いことは、風ノイズの存在を示す。風ノイズのレベルは、双方のマイク信号（指向性マイク１からのマイク信号と全指向性マイク２からのマイク信号と）のパワーの差から推測され得る。
【００４６】
マイク信号の中に、風ノイズが検出されない場合、あるいは所定のレベル未満の風ノイズのみが検出される場合、信号処理手段４は、指向性マイクによって得られたマイク信号を出力する。それに対して、所定のレベルを超える風ノイズが検出される場合、全指向性マイクによって得られたマイク信号が、信号処理手段４によって出力される。
【００４７】
風ノイズが、所定のレベルを超える場合、あるいは下回る場合、風ノイズに依存して、指向性マイクによって得られたマイク信号の出力から全指向性マイクによって得られたマイク信号の出力への切り換えは、突然に行われない。むしろ、カウンタが用いられ、上記カウンタは、風ノイズが一度所定のレベルを超えると、カウントを開始し、所定のレベル未満で所定数のカウントの風ノイズが検出された後のみに、指向性マイクによって得られたマイク信号が出力される。
【００４８】
この例に従うと、出力信号は、音声認識手段５に送信される。音声認識手段５によって得られた認識結果は、風ノイズに悩まされている従来のマイクシステムが使用される場合よりも、信頼性が高い。マイクシステムの図示された例は、マイク１および２と、マイク筺体３と、信号処理手段４とを備え、音声会話を容易にするために、車室内に有利なように設置される。
【００４９】
図２は、本発明のマイクシステムのより精緻な例を示す。ここでは、幾つかの指向性マイク１、例えば、３つの指向性マイクと、１つの全指向性マイク２とが、使用される。筺体３はまた、２つ以上の全指向性マイク２を含み得る。全指向性マイク２は、指向性マイク１に比べると、風ノイズの感度が低い。指向性マイク１は、異なる指向性を有し得る。
【００５０】
指向性マイクのマイク信号は、ビームフォーマ６に入力され、ビームフォーマ６は、当分野で公知の固定ビームフォーマまたは適応ビームフォーマのいずれかであり得る。
【００５１】
ビームフォーマ６は、増加した信号対ノイズ比を有するビーム形成されたマイク信号を出力する。ビーム形成されたマイク信号と、全指向性マイクによって得られたマイク信号とは、上述された方法で動作する信号処理手段４に入力される。本例に従うと、信号処理手段４は、出力信号を無線送信機７に出力し、無線送信機７は、変換された信号をリモートな加入者に送信する。本例は、ハンズフリー電話、例えば、車両内のハンズフリー電話に、特に適している。
【００５２】
図３は、マイク信号における非音響摂動、特に、風ノイズを低減するために、本明細書に開示される方法の実施形態のステップを示す。オーディオ信号は、例えば、車室の中で、１つ以上の指向性マイクおよび１つ以上の全指向性マイクによって検出される１０。例えば、説明の便宜上のためにのみ、１つの指向性マイクと１つの全指向性マイクが使用されるものと仮定する。
【００５３】
使用されたマイクの周波数応答が、互いに調整された後、風ノイズは、これらのマイク信号の信号パワーを比較する手段によって検出され得る１１。全指向性マイクの信号パワーが、指向性マイクの信号パワーよりも、所定の値だけ有意に低い場合、指向性マイクからのマイク信号を劣化させる有意な風ノイズが存在していると、決定される。比較は、低周波数範囲のみに限定される。なぜなら、風ノイズは、低周波数摂動を示すからである。
【００５４】
有意な風ノイズ、すなわち、所定のレベルを超える風ノイズが、検出される場合１２、全指向性マイクからのマイク信号が使用され、出力信号を生成する１３。有意な風ノイズが、検出されない場合１２、指向性マイクからのマイク信号が使用され、出力信号を生成する１４。この例に従うと、所定のレベルを超える風ノイズが存在しない場合、全指向性マイクからのマイク信号は、出力信号の生成に使用されず、所定のレベルを超える風ノイズが存在する場合、指向性マイクからのマイク信号は、出力信号の生成に使用されない。
【００５５】
本発明の方法の有利な実施形態に従うと、デジタル化され、フーリエ変換された信号の処理は、周波数ドメインで、時間依存性と周波数依存性とを有して、実行される。図４に示されるように、オーディオ信号は、全指向性マイクと指向性マイクとの双方によって検出される１０。ここでも、複数の指向性マイクおよび全指向性マイクが、使用され得る。風ノイズのレベルに依存して、閾値周波数ｆｃ（ｎ）が、ディスクリートな時間インデックスｎに対して決定される１５。この閾値周波数未満で、風ノイズのような非音響摂動が生じる。閾値周波数ｆｃは、マイク信号のスペクトル短時間パワーから時間に依存して決定される。出力信号の急変によって生じるアーチファクトを避けるために、ｆｃは、ある期間、例えば、１秒にわたって一定に保たれる。
【００５６】
ｆｃより高い周波数範囲に対して、指向性マイクからの信号の個々の部分が使用され、出力信号を生成する。なぜなら、この周波数範囲は、風ノイズによって影響を受けないからである。風ノイズは、例えば、５００Ｈｚ〜１０００Ｈｚ未満の低周波数範囲のみに影響を及ぼし得る。したがって、ｆｃ未満の周波数に対する全指向性マイクからのマイク信号の一部分と、ｆｃを超える周波数に対する指向性マイクからのマイク信号の一部分とを備える組み合わさった信号が、生成される１６。次いで、有意に強調された品質を示す組み合わさった信号が、利用可能な周波数範囲全体に出力される１７。
【００５７】
以上で議論された実施形態の全ては、限定するものとして意図されず、本発明の特徴および利点を説明する例として機能している。上述された特徴の一部または全部は、種々の方法で組み合わされ得ることもまた、理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は、１つの指向性マイクおよび１つの全指向性マイクを備える本発明のマイクシステムの一例を示す。
【図２】図２は、３つの指向性マイク、１つの全指向性マイク、およびビームフォーマを備える本発明のマイクシステムの一例を示す。
【図３】図３は、マイク信号の風ノイズを低減するための本発明の方法の一例におけるステップを示し、この方法は、マイク信号の信号パワーを比較するステップと、風ノイズが検出されない場合、指向性マイクの信号を出力するステップとを包含する。
【図４】図４は、マイク信号の風ノイズを低減するための本発明の方法の一例におけるステップを示し、この方法は、閾値周波数を決定するステップと、指向性マイクからのマイク信号と全指向性マイクのマイク信号とから組み合わせた信号を出力するステップとを包含する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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