(57)【要約】  ノイズ相殺モジュール（１０２）を有するコンピュータシステム（１００）及びコンピュータシステム（１００）内のノイズ相殺モジュール（１０２）を使用してノイズを相殺する方法が記載される。コンピュータシステム（１００）は、当該コンピュータシステム（１００）の動作を制御するプロセッサ（１０８）と、当該プロセッサ（１０８）に結合されたノイズ相殺モジュール（１０２）と、プロセッサ（１０８）に結合され、動作命令及び少なくとも１つのノイズ相殺命令シーケンスを記憶するメモリ（１１２）とを備える。ノイズ相殺命令は、プロセッサ（１０８）に、ノイズ相殺モジュール（１０２）からのオーディオ信号の受信に応答して相殺オーディオ信号を生成させ、生成された相殺オーディオ信号をノイズ相殺モジュール（１０２）に送信させる。方法は、ノイズ相殺モジュール（１０２）により、ノイズ発生源が発生するオーディオ信号を感知すること、及びそれに応答してプロセッサ（１０８）にノイズ相殺信号を生成させることを含む。ノイズ相殺モジュール（１０２）は、プロセッサ（１０８）から生成されたノイズ相殺信号に基づいてオーディオ信号を発生させる。【選択図】図１
2008538143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノイズ相殺モジュール（１０２）を有するコンピュータシステム（１００）であって、
前記コンピュータシステム（１００）の動作を制御するプロセッサ（１０８）と、
前記プロセッサ（１０８）に結合されたノイズ相殺モジュール（１０２）と、
前記プロセッサ（１０８）に結合され、動作命令及び少なくとも１つのノイズ相殺命令シーケンスを記憶するメモリ（１１２）であって、該少なくとも１つのノイズ相殺命令シーケンスは、前記プロセッサ（１０８）により実行されると、該プロセッサ（１０８）に、前記ノイズ相殺モジュール（１０２）からのオーディオ信号の受信に応答して相殺オーディオ信号を生成させ、該生成された相殺オーディオ信号を前記ノイズ相殺モジュール（１０２）に送信させる、メモリ（１１２）と、
を備えている、コンピュータシステム。
【請求項２】
前記ノイズ相殺モジュール（１０２）が、
オーディオ信号を受信するオーディオセンサ（１０４）と、
オーディオ信号を発生するオーディオ発生器（１０６）と、
をさらに備えている、請求項１に記載のコンピュータシステム。
【請求項３】
前記オーディオ発生器（１０６）が、ノイズ発生源から前記オーディオセンサ（１０４）よりも離れて配置される、請求項２に記載のコンピュータシステム。
【請求項４】
前記ノイズ相殺モジュール（１０２）が、少なくとも１つの入出力ポート（２２０）を介して前記プロセッサ（１０８）に結合される、請求項１に記載のコンピュータシステム。
【請求項５】
１つ又は複数のノイズ相殺モジュール（１０２）を有するコンピュータシステム（１００）であって、
前記コンピュータシステム（１００）の動作を制御するプロセッサ（１０８）と、
前記コンピュータシステム（１００）に動作可能に結合された１つ又は複数のノイズ発生源と、該１つ又は複数のノイズ発生源のうちの１つにそれぞれ隣接して配置され、該コンピュータシステム（１００）のプロセッサ（１０８）に動作可能に結合された１つ又は複数のノイズ相殺モジュール（１０２）であって、それぞれ感知されたオーディオ信号を前記プロセッサ（１０８）に伝達し、該プロセッサ（１０８）から相殺オーディオ信号が伝達される、１つ又は複数のノイズ相殺モジュール（１０２）と、前記プロセッサ（１０８）に結合され、動作命令を記憶するメモリ（１１２）と、
を備えている、コンピュータシステム。
【請求項６】
前記ノイズ相殺モジュール（１０２）が、オーディオセンサ（１０４）及びオーディオ発生器（１０６）のうちの少なくとも一方をさらに備えている、請求項５に記載のコンピュータシステム。
【請求項７】
前記メモリ（１１２）が少なくとも１つのノイズ相殺命令シーケンスをさらに含み、該少なくとも１つのノイズ相殺命令シーケンスは、前記プロセッサ（１０８）により実行されると、該プロセッサ（１０８）に、前記ノイズ相殺モジュール（１０２）からのオーディオ信号の受信に応答して相殺オーディオ信号を生成させ（３０６）、該生成された相殺オーディオ信号を前記ノイズ相殺モジュール（１０２）に送信させる、請求項５に記載のコンピュータシステム。
【請求項８】
前記１つ又は複数のノイズ相殺モジュール（１０２）が、マザーボードベースの入出力ポート（２２０）を介して前記プロセッサ（１０８）に結合される、請求項５に記載のコンピュータシステム。
【請求項９】
プロセッサ（１０８）に動作可能に結合されたノイズ相殺モジュール（１０２）を有するコンピュータシステム（１００）のノイズ発生源が発生するノイズを相殺する方法であって、前記プロセッサ（１０８）は、前記コンピュータシステムの動作を制御する少なくとも１つの命令シーケンスを実行し、該方法が、
前記ノイズ相殺モジュール（１０２）により、前記ノイズ発生源が発生するオーディオ信号を感知するステップと、
前記プロセッサ（１０８）により命令シーケンスを実行するステップであって、それによって、該プロセッサ（１０８）に、前記ノイズ相殺モジュール（１０２）からの前記感知されたオーディオ信号の受信に応答してノイズ相殺信号を生成させる、ステップと、
前記ノイズ相殺モジュール（１０２）により、前記プロセッサ（１０８）からの前記生成された前記ノイズ相殺信号に基づいてオーディオ信号を発生させるステップと、
を含む方法。
【請求項１０】
前記ノイズ相殺モジュール（１０２）が、オーディオセンサ（１０４）及びオーディオ発生器（１０６）をさらに備えている、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はノイズ相殺（noise cancellation）モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在のコンピュータシステムは多くの装置を有し、装置の多くはコンピュータシステムのユーザに聞こえるレベルのノイズを発生している。たとえば、多くのシステムは、冷却用の1つ又は複数のファン及び媒体を回転させるためのモータを有している。これらの各装置は、人間の耳に聞こえるノイズを発生する。
【０００３】
発生するコンピュータシステムノイズに打ち勝つために、多くのユーザはコンピュータシステム又は音楽、たとえばコンピュータシステムで生成されている音楽の出力音量を上げる。人間の耳の機能により、大きな音量は、発生するコンピュータシステムノイズを目立たなくする。不都合なことに、発生するノイズはバックグラウンドに残り、音楽又は他の出力オーディオのソフトな部分、又は音量の低い部分で聞こえることがある。
【発明の開示】
【０００４】
本発明は、ノイズ相殺モジュールを提供する。
【０００５】
装置の一態様は、ノイズ相殺モジュールを有するコンピュータシステムを含む。コンピュータシステムは、当該コンピュータシステムの動作を制御するプロセッサと、当該プロセッサに結合されたノイズ相殺モジュールと、プロセッサに結合され、動作命令及び少なくとも１つのノイズ相殺命令シーケンスを記憶するメモリとを備える。ノイズ相殺命令シーケンスは、プロセッサにより実行されると、プロセッサに、ノイズ相殺モジュールからのオーディオ信号を受信させ、相殺オーディオ信号を生成させ、生成された相殺オーディオ信号をノイズ相殺モジュールへ送信させる。
【０００６】
プロセッサに動作可能に結合されたノイズ相殺モジュールを有するコンピュータシステムのノイズ発生源が発生するノイズを相殺する方法の一態様は、ノイズ相殺モジュールにより、ノイズ発生源が発生するオーディオ信号を感知することを含む。プロセッサにより実行される命令シーケンスが、プロセッサに、感知されたオーディオ信号をノイズ相殺モジュールから受信したことに応答して、ノイズ相殺信号を生成させる。オーディオ信号が、ノイズ相殺モジュールにより、プロセッサから生成されたノイズ相殺信号に基づいて生成される。
【０００７】
実施の形態のさらに他の利点が、単に本発明の実施に最良と考えられる形態を例示するために、好ましい実施の形態が図示及び説明される以下の詳細な説明から当業者には容易に明白になろう。認められるように、本発明では他の実施の形態及び異なる実施の形態が可能であり、そのいくつかの詳細は明白な各観点で変更が可能であり、これらはすべて本発明から逸脱しない。
【０００８】
本発明を、限定ではなく例として添付図面の図に示す。図中、同じ参照符号表示を有する要素は、全体を通じて同様の要素を表す。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
上記手法とは対照的に、本発明のメカニズムは、オーディオ信号の感知に応答して相殺オーディオ信号を生成する命令及びノイズ相殺モジュールを含む。
【００１０】
本発明の一実施形態によれば、図１は、ノイズ相殺モジュール１０２が内部に設置されているコンピュータシステム１００を示す。図１に破線で示すように２つ以上のノイズ相殺モジュール１０２1〜１０２Nがあってよいが、簡単にするため、１つのノイズ相殺モジュール１０２のみを図１に関連して説明することにする。ノイズ相殺モジュール１０２は、オーディオ信号を感知するオーディオセンサ１０４、たとえばマイクロホン、及びオーディオ信号を発生するオーディオ発生器１０６、たとえばスピーカを備える。一実施形態では、オーディオ発生器１０６は低コストのブザースピーカである。動作に際して、ノイズ相殺モジュール１０２は、オーディオセンサ１０４を介して感知されたオーディオ信号を受信し、当該信号をプロセッサ１０８に提供して処理、すなわち相殺オーディオ信号を生成する。ノイズ相殺モジュール１０２は、生成された相殺オーディオ信号をプロセッサ１０８から受信し、オーディオ発生器１０６を駆動してオーディオ信号を発生させる。すなわち、オーディオセンサ１０４がオーディオ信号を感知する一方で、オーディオ発生器１０６は、感知されたオーディオ信号を相殺するための相殺オーディオ信号を発生する。
【００１１】
コンピュータシステム１００は、バス１１０又は情報を伝達する他の通信機構を備え、プロセッサ１０８は情報処理のためにバス１１０を介して結合される。プロセッサ１０８は、コンピュータシステムの動作を制御するコンピュータシステムプロセッサであり、すなわち、プロセッサは、特にオペレーティングシステム命令を実行するコンピュータシステム１００の中央演算処理装置である。たとえば、図１の実施形態では、プロセッサ１０８は、感知されたオーディオ信号をノイズ相殺モジュール１０２（具体的にはオーディオセンサ１０４）から受信し、オーディオ信号を処理して相殺オーディオ信号を生成し、生成された相殺オーディオ信号をノイズ相殺モジュール（具体的にはオーディオ発生器１０６）に送信する。
【００１２】
コンピュータシステム１００は、バス１１０に結合されてオーディオ信号データ、相殺オーディオ信号データ、及びプロセッサ１０８が実行する命令を記憶する、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）又は他の動的記憶装置等のメモリ１１２も備える。メモリ１１２はまた、プロセッサ１０８が命令を実行している間に、一時変数又は他の中間情報を記憶するために使用することもできる。コンピュータシステム１００は、バス１１０に結合されてオーディオ信号データ、相殺オーディオ信号データ、及び命令を記憶する、磁気ディスク又は光ディスク等の記憶装置１１４をさらに備える。
【００１３】
コンピュータシステム１００は、バス１１０を介して、ディスプレイ、キーボード、マウス等の1つ又は複数の入出力装置１１６に結合することができる。実施形態は、図１に示すシステム等のコンピュータシステム１００を使用して、オーディオ信号を感知し、感知されたオーディオ信号に応答して相殺オーディオ信号を生成することに関する。一実施形態によれば、相殺オーディオ信号は、ノイズ相殺モジュール１０２を介して入力オーディオ信号を受信したことに応答してメモリ１１２に含まれている命令シーケンスをプロセッサ１０８が実行することに応答して、コンピュータシステム１００により生成される。このような命令は、記憶装置１１４等の別のコンピュータ可読媒体からメモリ１１２に読み込むことができる。
【００１４】
しかし、コンピュータ可読媒体は記憶装置１１４等の装置に限定されない。たとえば、コンピュータ可読媒体は、フロッピー（登録商標）ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ又は他の任意の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、他の任意の光学媒体、パンチカード、紙テープ、パターンになっている穴を有する他の任意の物理媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＰＲＯＭ、他の任意のメモリチップ又はカートリッジ、コンピュータ可読の電気信号、電磁信号、赤外線信号、光信号、又は他の任意の媒体に具現される搬送波を含むことができる。メモリ１１２に含まれる命令シーケンスが実行されると、プロセッサ１０８が以下に述べるプロセスステップを実行する。代替の実施形態では、本発明の実施に、コンピュータソフトウェア命令に代えて、又はこれと組み合わせてハードワイヤード回路を使用することができる。したがって、本発明の実施形態はハードウェア回路及びソフトウェアのいずれの特定の組み合わせにも限定されない。
【００１５】
コンピュータシステム１００は、バス１１０に結合される通信インタフェース１１８も備える。通信インタフェース１１８は、双方向データ通信を既知のように提供する。たとえば、通信インタフェース１１８は、統合サービスデジタル通信網（ＩＳＤＮ）カード、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）カード、又はデータ通信接続を対応するタイプの電話回線に提供するモデムであることができる。別の例として、通信インタフェース１１８は、データ通信接続を対応ＬＡＮに提供するローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）カードであってもよい。無線リンクを実施することも可能である。このような任意の実施態様では、通信インタフェース１１８は、各種情報を表すデジタルデータストリームを搬送する電気信号、電磁信号、又は光信号を感知して受信する。特に、インタフェース１１８を通じての通信によって、オーディオ信号及び相殺オーディオ信号の送信又は受信が可能となり得る。たとえば、２つ以上のコンピュータシステム１００を、通信インタフェース１１８をそれぞれ使用して従来の様式で共にネットワーク接続することができる。
【００１６】
ネットワークリンク１２０が通常、1つ又は複数のネットワークを通じての他のデータ装置へのデータ通信を提供する。たとえば、ネットワークリンク１２０は、ローカルネットワーク１２２を通じてサーバ１２４に接続を提供することができる。ネットワーク１２２は、現在では一般にインターネットと呼ばれている世界規模パケットデータ通信ネットワークを通じて提供されるデータ通信サービスを含む。ネットワーク１２２、ネットワークリンク１２０、及び通信インタフェース１１８を通り、コンピュータシステム１００へ／からデジタルデータを搬送した信号は、情報を伝達する搬送波の例示的な形態である。
【００１７】
コンピュータシステム１００は、ネットワーク１２２、ネットワークリンク１２０、及び通信インタフェース１１８を通じて、メッセージを送信し、プログラムコードを含むデータを受信することができる。インターネットの例では、サーバ１２４は、ネットワーク１２２及び通信インタフェース１１８を通じて、要求されているアプリケーションプログラムのコードを送信することができる。本実施形態によれば、ダウンロードされるこのような１つのアプリケーションが、プロセッサ１０８によるオーディオ信号の受信に応答して相殺オーディオ信号を生成することを可能にする。
【００１８】
受信されたコードは、プロセッサ１０８により受信時に実行するこができ、且つ／又は記憶装置１１４又は他の記憶装置に記憶して、後で実行することができる。このようにして、コンピュータシステム１００は、アプリケーションコードを搬送波の形態で得ることができる。
【００１９】
図２は、コンピュータシステム２０２に設置されている複数のノイズ相殺モジュール２００1〜２００6の高レベルブロック図を示す。コンピュータシステム２０２はコンピュータシステム１００（図１）と同様の機能を含む。コンピュータシステム２０２は、バス１１０（図１）の機能を含むマザーボード２０４、コンピュータシステム２０２の構成要素に給電する電源２０６、記憶装置１１４（図１）と同様の機能を提供するフロッピー（登録商標）ドライブ２０８、ハードドライブ２１０、及び光学ドライブ２１２を備える。マザーボード２０４は、オーディオ信号を生成及び／又は感知するためのサウンドカード２１４、ビデオ信号を生成及び／又は受信するためのビデオカード２１６、及びプロセッサ１０８（図１）と同様の機能を提供するプロセッサ２１８を含む。さらに、マザーボード２０４は、プロセッサ２１８への／からの信号を送受信するための入出力ポート２２０を備える。
【００２０】
図２に示していないが、電源２０６、フロッピー（登録商標）ドライブ２０８、ハードドライブ２１０、及び光学ドライブ２１２はすべてマザーボード２０４に接続されている。異なる実施形態では、各構成要素は互いに、又は選択されたサブセットに異なる方法で相互接続することができる。
【００２１】
図２の構成要素の多くは、コンピュータシステム２０２のユーザが検知可能なノイズを発生する。図２に示す構成要素のいくつかは、冷却及び／又は放熱を提供するための、ノイズを発生するファンを有し、たとえば、ビデオカード２１６はファン２２２を有し、プロセッサ２１８はファン２２４を有し、電源２０６はファン２２６を有する。さらに、図２の構成要素のいくつかはノイズを発生するモータを有し、たとえば、フロッピー（登録商標）ドライブ２０８はモータ２２８を有し、ハードドライブ２１０はモータ２３０を有し、光学ドライブ２１２はモータ２３２を有する。
【００２２】
代替の実施形態では、コンピュータシステム２０２の異なる構成要素（図示せず）が、システムのユーザが検知可能なノイズを発生する。
【００２３】
一実施形態によれば、ノイズ相殺モジュール２００1〜２００6がノイズ発生源、たとえば、ファン２２２、２２４、及び２２６並びにモータ２２８、２３０、及び２３２に隣接して配置される。各ノイズ相殺モジュール２００1〜２００6は、ハブ２３４を介して入出力ポート２２０に接続される。代替の一実施形態では、各ノイズ相殺モジュール２００1〜２００6は、ハブ２３４を必要とせずに入出力ポート２２０に直接接続される。ハブ２３４は、ノイズ相殺モジュール２００1〜２００6の数が入出力ポート２２０の入出力能力を超える場合に必要であり得る。
【００２４】
さらなる代替の一実施形態では、第１のハブ２３４の能力を超える場合にさらなるハブ２３４をコンピュータシステム２０２に追加することができる。ハブ２３４は、コンピュータシステム２０２の別個の構成要素として含めてもよく、又はマザーボード２０４の一部として集積して、たとえば入出力ポート２２０の一部又はマザーボードの別個の構成要素として集積してもよい。ハブ２３４は、シリアル、パラレル、ＵＳＢ、又は他の同様の装置であることができる。
【００２５】
ノイズ発生源の数に応じて、より多数又はより少数のノイズ相殺モジュールをコンピュータシステムと併せて使用できることが理解されよう。
【００２６】
各ノイズ相殺モジュール２００1〜２００6の各オーディオセンサ１０４は、センサが隣接して配置されている対応するノイズ発生源が発生するノイズを表すオーディオ信号を受信する。ノイズ相殺モジュール２００1〜２００6は、入出力ポート２２０及びハブ２３４を介して、感知されたオーディオ信号をプロセッサ２１８に送信する。上述したように、プロセッサ２１８は、感知されたオーディオ信号を受信すると、オーディオ発生器１０６により発生されて感知されたオーディオ信号を相殺する相殺オーディオ信号を計算する。プロセッサ２１８は、入出力ポート２２０及びハブ２３４を介して、生成された相殺オーディオ信号をオーディオ発生器１０６に送信する。生成された相殺オーディオ信号の受信に応答して、オーディオ発生器１０６は、受信した、生成された相殺オーディオ信号に基づいて音波を発生させる。
【００２７】
一実施形態ではこのようにして、コンピュータシステムの既存のプロセッサを使用して、ノイズ相殺信号を生成する。本実施形態の動作に、プロセッサ及び／又はデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を追加する必要はない。コンピュータシステム２０２のプロセッサ２１８は、オペレーティングシステム命令及びアプリケーションソフトウェア命令を実行し、コンピュータシステムの動作を制御するプロセッサと同じプロセッサである。
【００２８】
図３は、一実施形態によりプロセッサ２１８が実行する命令シーケンスの機能プロセスフロー図を示す。図３に示すように、プロセスフロー３００は、通常動作の過程でプロセッサ２１８により実行される命令シーケンスの一部を表す。プロセッサ２１８は、オペレーティングシステム命令及びアプリケーション命令と併せて、プロセスフロー３００をコンピュータシステム２０２のバックグラウンドタスクとして実行する。制御フローは、プロセッサ２１８が入出力ポート２２０を介してノイズ相殺モジュール２００からオーディオ信号を受信することに応答して、ステップ３０２で開始される。ステップ３０２中、受信されたオーディオ信号はプロセッサ２１８の一部又はメモリ（図２に示していないが、図１のメモリ１１２と同様のメモリ）に記憶することができる。
【００２９】
プロセッサ２１８がオーディオ信号を受信した後、フローはステップ３０４に進み、プロセッサ２１８が、ステップ３０２からの受信したオーディオ信号に基づいてノイズ相殺信号を計算する。ステップ３０４中、プロセッサ２１８は、ノイズ相殺モジュール２００のオーディオ発生器１０６によって発生された場合に、受信したオーディオ信号を相殺することができるノイズ相殺信号を計算する。一実施形態では、プロセッサ２１８は、受信した、感知されたオーディオ信号の位相を反転させることでノイズ相殺信号を計算する。
【００３０】
一実施形態では、プロセッサ２１８は、入力オーディオ信号、たとえばノイズ相殺モジュール２００が検出した、デジタル化されたノイズ信号をサンプリングし、振幅は等しいが位相が逆の波形を生成する。さらなる具体的な一実施形態では、生成される波形は入力オーディオ信号を１００％反転させたものである。生成された波形が増幅され、オーディオ発生器１０６、たとえばスピーカを介して出力されると、その波形が既存のノイズを相殺して打ち消す。さらなる一実施形態では、生成される波形は、波形の生成、及び、ノイズ相殺モジュール２００とプロセッサ２１８との間の送信時間の間のわずかな時間シフトに起因して、既存のノイズを低減する。
【００３１】
ノイズ相殺信号がプロセッサ２１８により求められた後、フローはステップ３０６に進み、プロセッサは、入出力ポート２２０及びハブ２３４を介してノイズ相殺信号をノイズ相殺モジュール２００に送信する。ノイズ相殺モジュール２００のオーディオ発生器１０６が、ノイズ相殺信号の受信に応答し、ノイズ相殺信号に基づいて音波を発生させる。
【００３２】
一実施形態では、オーディオ発生器１０６は、ノイズ発生源、たとえばファン２２２、２２４、及び２２６並びにモータ２２８、２３０、及び２３２から、オーディオセンサ１０４よりも離れて配置される。
【００３３】
これらの実施形態が上記利点のうちの１つ又は複数を実現することが当業者は容易に理解されよう。上記明細書の読後、当業者は、本明細書において広く開示した実施形態に対して各種変更、均等物での置換、及び他の各種態様を実施することができる。したがって、本明細書において認められる保護は添付の特許請求の範囲に含まれる定義及びその均等物によってのみ限定されることが意図される。
【００３４】
たとえば、図２に関連する上記の各構成要素は、コンピュータシステム２０２内にあるものとして説明及び図示されているが、外部ノイズ発生源も同様にして補償できることが理解されよう。さらに、オーディオセンサ１０４及びオーディオ発生器１０６はノイズ相殺モジュール１０２の一部として説明されているが、オーディオセンサ及びオーディオ発生器を別個の構成要素として配置して、別個にプロセッサ１０８に接続してもよいことが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】一実施形態により使用可能なコンピュータシステムの高レベル機能ブロック図である。
【図２】コンピュータシステムに設置されている一実施形態の高レベルブロック図である。
【図３】一実施形態の機能フロー図である。
【符号の説明】
【００３６】
１００：コンピュータシステム
１０２：ノイズ相殺モジュール
１０４：オーディオセンサ
１０６：オーディオ発生器
１０８：プロセッサ
１１０：バス
１１２：メモリ
１１４：記憶装置
１１６：入出力装置
１１８：通信インタフェース
１２２：ネットワーク
１２４：サーバ
【図１】
2008538143.tif 000003
【図２】
2008538143.tif 000004
【図３】
2008538143.tif 000005
【国際調査報告】
2008538143.tif 000006
2008538143.tif 000007
2008538143.tif 000008