(57)【要約】  周囲ノイズの影響を緩和するため必要信号に加算されるべきノイズキャンセル信号を生成するノイズキャンセル・システムが提供される。システムは、周囲ノイズを表す入力信号を受信する入力と、上記入力信号の大きさを検出する検出器と、上記入力信号が音声を表す信号を含まない無音声区間を判定する音声アクティビティ検出器とを備える。検出器は上記無音声区間中に上記入力信号の大きさを検出するため適合し、システムは上記入力信号が閾値を上回るときに第１のモードで動作し、上記入力信号が閾値を下回るときに第２のモードで動作するため適合している。第１のモードは、周囲ノイズを少なくとも部分的に打ち消す第１の大きさをもつノイズキャンセル信号を生成することを含む。第２のモードは第１の大きさより小さい第２の大きさをもつノイズキャンセル信号を生成することを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲ノイズの影響を緩和するため必要信号に加算されるべきノイズキャンセル信号を生成するノイズキャンセル・システムであって、
周囲ノイズを表す入力信号を受信する入力と、
前記入力信号の大きさを検出する検出器と、
前記入力信号が音声を表す信号を含まない無音声区間を検出する音声アクティビティ検出器と、
を備え、
前記検出器が前記無音声区間中に前記入力信号の大きさを検出するため適合し、
システムが、前記入力信号の前記検出された大きさが閾値を上回るときに第１のモードで動作し、前記入力信号の前記検出された大きさが閾値を下回るときに第２のモードで動作するため適合し、
第１のモードが周囲ノイズを少なくとも部分的に打ち消す第１の大きさをもつノイズキャンセル信号を生成することを含み、
第２のモードが第１の大きさより小さい第２の大きさをもつノイズキャンセル信号を生成することを含む、ノイズキャンセル・システム。
【請求項２】
音声アクティビティ検出器が前記入力信号の複数のサンプルを生成するため適合している、請求項１に記載のノイズキャンセル・システム。
【請求項３】
前記複数のサンプルが、各フレームが前記複数のサンプルのうちの１個以上を含む複数のフレームに分割される、請求項２に記載のノイズキャンセル・システム。
【請求項４】
周囲ノイズが複数のフレームのうち最小の大きさ平均を有するフレーム中の入力信号の大きさであると解釈される、請求項３に記載のノイズキャンセル・システム。
【請求項５】
入力信号の大きさが第１の閾値以下に下がるときに第１のモードから第２のモードへ遷移するため適合し、入力信号の大きさが第１の閾値より大きい第２の閾値以上に上がるときに第２のモードから第１のモードへ遷移するため適合している、請求項１から４のいずれか一項に記載のノイズキャンセル・システム。
【請求項６】
前記第１の大きさをもつ前記ノイズキャンセル信号を生成するため第１の利得値を適用し、前記第２の大きさをもつ前記ノイズキャンセル信号を生成するため第２の利得値を適用する適応型利得要素をさらに備える、請求項１から５のいずれか一項に記載のノイズキャンセル・システム。
【請求項７】
前記第２の利得値が入力信号の大きさと共に直線的に減少する、請求項６に記載のノイズキャンセル・システム。
【請求項８】
前記第２の大きさが零である、請求項１から６のいずれか一項に記載のノイズキャンセル・システム。
【請求項９】
周囲ノイズの影響を緩和するため必要信号に加算されるべきノイズキャンセル信号を生成するノイズキャンセル・システムであって、
周囲ノイズを表す信号を受信する入力と、
前記周囲ノイズ信号の大きさを検出する検出器と、
前記入力信号が音声を表す信号を含まない無音声区間を検出する音声アクティビティ検出器と、
を備え、
前記検出器が前記無音声区間中に前記入力信号の大きさを検出するため適合し、
システムが、前記周囲ノイズ信号の前記検出された大きさが閾値を上回るときに通常モードで動作するため適合し、前記周囲ノイズ信号の前記検出された大きさが閾値を下回るときにスイッチを切るため適合し、
通常モードが周囲ノイズを少なくとも部分的に打ち消すノイズキャンセル信号を生成することを含む、ノイズキャンセル・システム。
【請求項１０】
音声アクティビティ検出器が前記入力信号の複数のサンプルを生成するため適合している、請求項９に記載のノイズキャンセル・システム。
【請求項１１】
前記複数のサンプルが、各フレームが前記複数のサンプルのうちの１個以上を含む複数のフレームに分割される、請求項１０に記載のノイズキャンセル・システム。
【請求項１２】
周囲ノイズが複数のフレームのうち最小の大きさ平均を有するフレーム中の入力信号の大きさであると解釈される、請求項１１に記載のノイズキャンセル・システム。
【請求項１３】
入力信号の大きさが第１の閾値以下に下がるときに通常モードからスイッチを切られている状態へ遷移するため適合し、入力信号の大きさが前記第１の閾値より大きい第２の閾値以上に上がるときにスイッチを切られている状態から通常モードへ遷移するため適合している、請求項９から１２のいずれか一項に記載のノイズキャンセル・システム。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載のノイズキャンセル・システムを備える集積回路。
【請求項１５】
請求項１４に記載の集積回路を備える携帯電話機。
【請求項１６】
請求項１４に記載の集積回路を備えるヘッドホン一式。
【請求項１７】
請求項１４に記載の集積回路を備えるイヤホン一式。
【請求項１８】
請求項１４に記載の集積回路を備えるヘッドセット。
【請求項１９】
周囲ノイズを表す入力信号を受信する入力と、
前記入力信号の大きさを検出する検出器と、
前記入力信号が音声を表す信号を含まない無音声区間を検出する音声アクティビティ検出器と、
を備え、
前記検出器が前記無音声区間中に前記入力信号の大きさを検出するため適合している、周囲ノイズの影響を緩和するため必要信号に加算されるべきノイズキャンセル信号を生成するノイズキャンセル・システムを制御する方法であって、
通常モードにおいて、前記入力信号の前記検出された大きさが閾値を上回るときに、周囲ノイズを少なくとも部分的に打ち消すノイズキャンセル信号を生成することと、
前記入力信号の前記検出された大きさが閾値を下回るときに、第１の大きさより小さい第２の大きさをもつノイズキャンセル信号を生成することと、
を含む方法。
【請求項２０】
音声アクティビティ検出器が前記入力信号の複数のサンプルを生成する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記複数のサンプルが、各フレームが前記複数のサンプルのうちの１個以上を含む複数のフレームに分割される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
周囲ノイズが複数のフレームのうち最小の大きさ平均を有するフレーム中の入力信号の大きさであると解釈される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
入力信号の大きさが第１の閾値以下に下がるときに第１のモードから第２のモードへ遷移することと、
入力信号の大きさが前記第１の閾値より大きい第２の閾値以上に上がるときに第２のモードから第１のモードへ遷移することと、
をさらに含む、請求項１９から２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
周囲ノイズを表す入力信号を受信する入力と、
前記入力信号の大きさを検出する検出器と、
前記入力信号が音声を表す信号を含まない無音声区間を検出する音声アクティビティ検出器と、
を備え、
前記検出器が前記無音声区間中に前記入力信号の大きさを検出するため適合している、周囲ノイズの影響を緩和するため必要信号に加算されるべきノイズキャンセル信号を生成するノイズキャンセル・システムを制御する方法であって、
通常モードにおいて、前記入力信号の前記検出された大きさが閾値を上回るときに、周囲ノイズを少なくとも部分的に打ち消すノイズキャンセル信号を生成することと、
前記入力信号の前記検出された大きさが閾値を下回るときに、ノイズキャンセル・システムのスイッチを切ることと、
を含む方法。
【請求項２５】
音声アクティビティ検出器が前記入力信号の複数のサンプルを生成する、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記複数のサンプルが、各フレームが前記複数のサンプルのうちの１個以上を含む複数のフレームに分割される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
周囲ノイズが複数のフレームのうち最小の大きさ平均を有するフレーム中の入力信号の大きさであると解釈される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
入力信号の大きさが第１の閾値以下に下がるときに通常モードからスイッチが切られている状態へ遷移することと、
入力信号の大きさが前記第１の閾値より大きい第２の閾値以上に上がるときにスイッチが切られている状態から通常モードへ遷移することと、
をさらに含む、請求項２４から２７のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はノイズキャンセル・システムに関し、特に、検出された周囲ノイズに基づいてノイズキャンセルを制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周囲ノイズを表す電子ノイズ信号が信号処理回路に印加され、結果として得られる処理済みのノイズ信号が次にサウンド信号を生成するためスピーカに印加されるノイズキャンセル・システムは公知である。ノイズキャンセルを実現するため、生成されるサウンドは周囲ノイズの振幅および位相に関して周囲ノイズの逆にできる限り厳密に近似すべきである。
【０００３】
特に、ヘッドホンまたはイヤホンと共に用いられ、ヘッドホンまたはイヤホンに搭載された１個以上のマイクロホンがヘッドホン装着者の耳の辺りで周囲ノイズ信号を検出するフィードフォワード・ノイズキャンセル・システムは公知である。ノイズキャンセルを実現するため、生成されるサウンドは次に周囲ノイズの逆にできる限り厳密に近似する必要があり、その後、周囲ノイズ自体がヘッドホンまたはイヤホンによって修正されている。ヘッドホンまたはイヤホンによる修正の一例は、ノイズが、ヘッドホンまたはイヤホンのエッジの周りを進みながら、装着者の耳に到達するために通る必要がある異なる音響経路によってもたらされる。
【０００４】
しかし、ノイズキャンセル・システムは一般には電力消費を削減することが非常に望ましい用途において用いられる。たとえば、携帯型音楽プレーヤまたは携帯型電話機はバッテリ資源が制限されているので、これらのバッテリ資源の無駄遣いを削減するために努力されるべきである。ノイズキャンセルは１つのこのような無駄遣いであり、したがって、できる限り効率的なノイズキャンセル・システムを設計することが望ましい。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の第１の態様によれば、周囲ノイズの影響を緩和するため必要信号に加算されるべきノイズキャンセル信号を生成するノイズキャンセル・システムが提供される。ノイズキャンセル・システムは、周囲ノイズを表す入力信号を受信する入力と、上記入力信号の大きさを検出する検出器と、上記入力信号が音声を表す信号を含まない無音声区間を判定する音声アクティビティ検出器とを備える。検出器は上記無音声区間中に上記入力信号の大きさを検出するため適合している。システムは上記入力信号が閾値を上回るときに第１のモードで動作し、上記入力信号が閾値を下回るときに第２のモードで動作するため適合している。第１のモードは、周囲ノイズを少なくとも部分的に打ち消す第１の大きさをもつノイズキャンセル信号を生成することを含む。第２のモードは第１の大きさより小さい第２の大きさをもつノイズキャンセル信号を生成することを含む。
【０００６】
本発明の第２の態様によれば、周囲ノイズの影響を緩和するため必要信号に加算されるべきノイズキャンセル信号を生成するノイズキャンセル・システムが提供される。システムは、周囲ノイズを表す信号を受信する入力と、上記周囲ノイズ信号の大きさを検出する検出器と、上記入力信号が音声を表す信号を含まない無音声区間を判定する音声アクティビティ検出器とを備える。検出器は上記無音声区間中に上記入力信号の大きさを検出するため適合している。システムは上記周囲ノイズ信号が閾値を上回るときに通常モードで動作するため適合し、上記周囲ノイズ信号が閾値を下回るときにスイッチを切るため適合している。通常モードは、周囲ノイズを少なくとも部分的に打ち消すノイズキャンセル信号を生成することを含む。
【０００７】
本発明は、上述されたノイズキャンセル・システムのそれぞれに対応する方法をさらに提供する。
【０００８】
本発明の代替的な態様によれば、周囲ノイズの影響を緩和するため必要信号に加算されるべきノイズキャンセル信号を生成するノイズキャンセル・システムが提供される。システムは、周囲ノイズを表す入力信号を受信する入力と、上記入力信号の大きさを検出する検出器とを備える。システムは上記入力信号が閾値を上回るときに第１のモードで動作し、上記入力信号が閾値を下回るときに第２のモードで動作するため適合している。第１のモードは、周囲ノイズを少なくとも部分的に打ち消す第１の大きさをもつノイズキャンセル信号を生成することを含む。第２のモードは第１の大きさより小さい第２の大きさをもつノイズキャンセル信号を生成することを含む。システムは、入力信号の大きさが第１の閾値以下に下がるときに第１のモードから第２のモードへ遷移するため適合し、システムは、入力信号の大きさが第１の閾値より大きい第２の閾値以上に上がるときに第２のモードから第１のモードへ遷移するため適合している。
【０００９】
周囲ノイズの影響を緩和するため必要信号に加算されるべきノイズキャンセル信号を生成するノイズキャンセル・システムがさらに提供される。システムは、周囲ノイズを表す信号を受信する入力と、上記周囲ノイズ信号の大きさを検出する検出器とを備える。システムは上記周囲ノイズ信号が閾値を上回るときに通常モードで動作するため適合し、上記周囲ノイズ信号が閾値を下回るときにスイッチを切るため適合している。通常モードは、周囲ノイズを少なくとも部分的に打ち消すノイズキャンセル信号を生成することを含む。システムは、入力信号の大きさが第１の閾値以下に下がるときに通常モードからスイッチを切られる状態へ遷移するため適合し、システムは、入力信号の大きさが第１の閾値より大きい第２の閾値以上に上がるときにスイッチを切られている状態から通常モードへ遷移するため適合している。
【００１０】
本発明をより良く理解し、かつ、本発明がどのように実施されるかをより明確に示すために、今度は一例として添付図面が参照される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の態様によるノイズキャンセル・システムを示す図である。
【図２】図１のノイズキャンセル・システムにおける本発明の態様による信号処理回路を示す図である。
【図３】検出されたノイズエンベロープと共に印加された利得の変動の一実施形態を示す概略的なグラフである。
【図４】検出されたノイズエンベロープと共に印加された利得の変動の別の実施形態を示す概略的なグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、一般的に、本発明によるノイズキャンセル・システムの形および使い方を示している。
【００１３】
特に、図１はユーザ１４の外耳１２に装着されたイヤホン１０を示している。よって、図１は耳に装着される耳載せ型イヤホンを示しているが、全く同じ原理が耳の周りに装着される耳覆い型ヘッドホンと、いわゆる耳掛け型ホンのような耳の中に装着されるイヤホンとに当てはまることが認められるであろう。発明は、ユーザの耳に装着されること、または、携帯電話機および他の通信装置のようなユーザの耳に近接して保持されることが意図されている他の装置にも同様に当てはまる。
【００１４】
周囲ノイズはマイクロホン２０、２２によって検出され、これらのうちの２個が図１に示されているが、２個を超えるか、または、２個に満たない何個でも設けられることがある。マイクロホン２０、２２によって生成された周囲ノイズ信号は結合され、より詳しく後述される信号処理回路２４に印加される。マイクロホン２０、２２がアナログマイクロホンである一実施形態では、周囲ノイズ信号はこれらの周囲ノイズ信号を一つにまとめて加算することによって結合されることがある。マイクロホン２０、２２がデジタルマイクロホンである場合、すなわち、マイクロホンが周囲ノイズを表すデジタル信号を生成する場合、周囲ノイズ信号は、当業者によく知られているように、代替的に結合されることがある。さらに、マイクロホンは、たとえば、製造公差に起因した感度差を補償するため、結合される前に、異なる利得が印加されることもあり得る。
【００１５】
本発明のこの図示された実施形態は必要信号の発生源２６をさらに含む。たとえば、ノイズキャンセル・システムが比較的高品質で音楽を再生可能であることが意図されているイヤホン１０のようなイヤホンの中で使用される場合、発生源２６は、サウンド再生装置のような外部源からの必要信号の入口接続部でもよい。たとえば、ノイズキャンセル・システムが携帯電話機または他の通信装置で使用される他の用途では、発生源２６は無線周波数信号を受信し復号化するワイヤレス受信機回路を含むことがある。
【００１６】
発生源２６からの必要信号は、信号処理回路２４を介して、ユーザの耳１２の近くにサウンド信号を生成するラウドスピーカ２８に印加される。その上、信号処理回路２４は、同様にラウドスピーカ２８に印加されるノイズキャンセル信号を生成する。
【００１７】
信号処理回路２４の１つの目的は、ラウドスピーカ２８に印加されたときにラウドスピーカにユーザの耳１２の中で耳１２に到達する周囲ノイズ信号の逆であるサウンド信号を生成させるノイズキャンセル信号を生成することである。
【００１８】
これを実現するため、信号処理回路２４は、マイクロホン２０、２２によって生成された周囲ノイズ信号から、マイクロホン２０、２２およびラウドスピーカ２８の特性を考慮し、さらにイヤホン１０の存在が原因で現れる周囲ノイズの変化を考慮したノイズキャンセル信号生成することが必要である。
【００１９】
本発明によれば、信号プロセッサ２４は、周囲ノイズのレベルを測定し、周囲ノイズのレベルに基づいて発生源信号へのノイズキャンセル信号の加算を制御する手段を含む。たとえば、周囲ノイズが低いか、または、無視できる環境では、ノイズキャンセルはユーザによって聴かれるサウンド品質を改善しないことがある。すなわち、ノイズキャンセルは、存在しない周囲ノイズを修正するためサウンドストリームにアーティファクトを加えることさえある。さらに、このような区間中のノイズキャンセル・システムの働きは浪費される電力を消費する。したがって、ノイズ信号が低いとき、ノイズキャンセル信号は低減され、または、完全に止められることさえある。これは電力を節約し、ノイズ信号が不要なノイズを音声信号に加えることを防止する。
【００２０】
しかし、ノイズキャンセル・システムが、たとえば、携帯電話機またはヘッドセットの中に存在するとき、周囲ノイズはユーザ自身の音声から分離して検出されることがある。すなわち、ユーザが、ユーザを除けば無人である部屋において携帯電話機またはヘッドホンで話をしていても、ノイズキャンセル・システムはユーザの音声が原因で低いノイズを依然として検出しないことがある。
【００２１】
図２は、信号処理回路２４の一実施形態をより詳細に示している。入力４０は、たとえば、マイクロホン２０、２２から直接的に、周囲ノイズを表すノイズ信号を受信するため接続されている。ノイズ信号は、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）４２に入力され、デジタルノイズ信号に変換される。デジタルノイズ信号は、ノイズキャンセル信号を出力するノイズキャンセル・ブロック４４に入力される。ノイズキャンセル・ブロック４４は、たとえば、検出された周囲ノイズ信号からノイズキャンセル信号を生成するフィルタを備えることがあり、すなわち、ノイズキャンセル・ブロック４４は、検出された周囲ノイズの逆信号を実質的に生成する。フィルタは、当業者に明白であるように、適応型でも非適応型でも構わない。
【００２２】
ノイズキャンセル信号は可変利得ブロック４６へ出力される。可変利得ブロック４６の制御は後述される。従来、利得ブロックは、検出された周囲ノイズをより正確に打ち消すノイズキャンセル信号を生成するため、利得をノイズキャンセル信号に印加する。よって、ノイズキャンセル・ブロック４４は、典型的に、このように動作するため設計された利得ブロック（図示せず）を備えることになる。しかし、本発明の一実施形態によれば、印加された利得は、周囲ノイズの検出された振幅、すなわち、エンベロープに従って変えられる。可変利得ブロック４６は、したがって、ノイズキャンセル・ブロック４４に存在する従来の利得ブロックに加算されることがあり、または、本発明を実施するため適合した、ノイズキャンセル・ブロック４４自体の利得ブロックを表すことがある。
【００２３】
信号プロセッサ２４は、上述されているように音声または他の必要信号を受信する入力４８をさらに備える。よって、携帯電話機の場合、必要信号は携帯電話機へ送信され、スピーカ２８を用いて可聴音に変換されるべき信号である。一般に、必要信号はデジタル（たとえば、音楽、受信音声など）であり、この場合、必要信号は、加算要素５２において、可変利得ブロック４６から出力されたノイズキャンセル信号に加算される。しかし、必要信号がアナログである場合、必要信号は、デジタル信号に変換されるＡＤＣ（図示せず）に入力され、そして、加算要素５２において加算される。結合信号は、その後に、信号プロセッサ２４からラウドスピーカ２８へ出力される。
【００２４】
さらに、本発明によれば、デジタルノイズ信号は、周囲ノイズのエンベロープを検出し、制御信号を可変利得ブロック４６へ出力するエンベロープ検出器５４に入力される。図３は、エンベロープ検出器５４がノイズ信号のエンベロープを閾値Ｎ１と比較し、比較に基づいて制御信号を出力する一実施形態を示している。たとえば、ノイズ信号のエンベロープが閾値Ｎ１を下回る場合、エンベロープ検出器５４は、システム１０のノイズキャンセル機能を実質的に止める零利得が印加されるような制御信号を出力することがある。同様に、エンベロープ検出器５４は、システム１０のノイズキャンセル機能を実際に止めるために制御信号を出力することがある。図示された実施形態では、ノイズ信号のエンベロープが第１の閾値Ｎ１を下回る場合、エンベロープ検出器５４は、利得がノイズの減少と共に徐々に低減され、第２のより低い閾値Ｎ２に達したとき、零利得が印加されるような制御信号を出力する。閾値Ｎ１とＮ２との間で利得は直線的に変化するが、当業者は、利得が、たとえば段階的に、または指数関数的に変化してもよいことを認めるであろう。
【００２５】
図４は、エンベロープ検出器５４が、ヒステリシスがシステムの中に構築されるように第１の閾値Ｎ１および第２の閾値Ｎ２を利用するさらなる実施形態の概略的なグラフを示している。グラフの実線は、システムが「完全」ノイズキャンセル信号から零ノイズキャンセル信号へ遷移するときの印加利得を表し、鎖線は、システムが零ノイズキャンセル信号から完全ノイズキャンセル信号へ遷移するときの印加利得を表している。図示された実施形態では、システムが最初に完全ノイズキャンセル信号を生成しているが、周囲ノイズがその後に第１の閾値Ｎ１以下に下がるとき、印加利得は、零利得が周囲ノイズの値Ｎ１’で印加されるまで減少させられる。システムが最初にスイッチを切られているか、または、「零」ノイズキャンセル信号を生成し、周囲ノイズのエンベロープが第２の閾値Ｎ２以上に上がるとき、印加利得は、完全ノイズキャンセル信号が周囲ノイズの値Ｎ２’で生成されるまで増加させられる。第２の閾値は、ヒステリシスがシステムの中に構築されるように、ノイズキャンセルが前にスイッチを切られた値Ｎ１’より高くセットされることがある。ヒステリシスは、ノイズ信号のエンベロープが第１の閾値に接近しているとき、ノイズキャンセルの「オン」状態と「オフ」状態との間の急速な変動を防止する。
【００２６】
当業者は、周囲ノイズが第１の閾値および第２の閾値と交差するとき、それぞれ、印加利得を徐々に減少または増加させるのではなく、ノイズキャンセルがスイッチを切られるか、または、スイッチを入れられることがあることを認めるであろう。しかし、本実施形態では、信号プロセッサ２４のエンベロープ検出器５４は、利得の異なるレベルの間で遷移を平滑化するためにＲａｍｐフィルタを備えることがある。激しい遷移はユーザにとって奇妙に聞こえることがあるが、Ｒａｍｐフィルタの適切な時定数を選択することにより、激しい遷移は回避され得る。
【００２７】
上記の説明では、エンベロープ検出器は周囲ノイズのレベルを判定するため使用されるが、代替的に、ノイズ信号の振幅がその代わりに使用されることがある。明細書中で使用されている「ノイズレベル」という用語は、ノイズ信号の振幅もしくはエンベロープ、または、何らかの他の大きさに適用されることがある。
【００２８】
当然ながら、本書中で明示的に記載されていないが、検出された周囲ノイズに応じて必要信号へのノイズキャンセル信号の加算を変更する多数の代替的な方法が考えられることは当業者に明らかであろう。本発明は、特許請求の範囲に定められているような方法を除いて、上述の方法のいずれか１つに限定されるものではない。
【００２９】
発明のさらなる実施形態によれば、ＡＤＣ４２から出力されるデジタルノイズ信号は、ゲート５６を介してエンベロープ検出器５２に入力される。ゲート５６は、ＡＤＣ４２から出力されたデジタルノイズ信号を同様に受信する音声アクティビティ検出器（ＶＡＤ）５８によって制御される。ＶＡＤ５８は、その後、ノイズ信号が無音声区間中に限りエンベロープ検出器５２まで達することが許可されるように、ゲート５６を作動する。ゲート５６およびＶＡＤ５８の動作はより詳しく後述される。ＶＡＤ５８およびゲート５６は、ノイズキャンセル・システム１０が携帯電話機またはヘッドセット、すなわち、ユーザがシステムを使用している間に会話をしている傾向があるシステムの中で実現されているとき、特に有利である。
【００３０】
音声アクティビティ検出器の使用は、システムが、周囲ノイズを検出するが、しかし、同時に、ユーザ自身の会話を検出できる程度に十分に近接している１台以上のマイクロホン２０、２２を含むので有利である。ノイズキャンセル・システムの利得が周囲ノイズに基づいて制御されるべきであると判定されたとき、ユーザが会話していない区間中に周囲ノイズレベルを検出できることが有利である。
【００３１】
発明の図示された実施形態では、周囲ノイズレベルはより長い区間の範囲内で最も静かな区間中のノイズレベルであると解釈される。よって、マイクロホン２０、２２からの信号がサンプルレート８ｋＨｚでデジタル信号に変換される一実施形態では、デジタルサンプルは、１つずつが２５６サンプルを含むフレームに分割され、信号の大きさ平均がフレーム毎に判定される。その後、いかなる時点でも周囲ノイズレベルは、最近の３２フレームのうち、最小の信号の大きさ平均を有するフレームであると判定される。
【００３２】
よって、３２×２５６個のサンプル（＝約１秒）の各区間に、ユーザが音を出さない１個のフレームが存在すること、および、このフレーム中に検出された信号レベルが周囲ノイズを正確に表すことを仮定する。
【００３３】
ノイズキャンセル信号に印加された利得は、その後に、このようにして判定された周囲ノイズレベルに基づいて制御される。しかし、当然ながら、音声アクティビティを検出する多数の方法が公知であり、発明は、特許請求の範囲に定められているような方法を除いて、いずれかの特定の方法に限定されるものではない。
【００３４】
様々な変形が請求項の範囲から逸脱することなく上記の実施形態になされることがある。たとえば、デジタルノイズ信号は信号プロセッサ２８に直接入力されることがあり、この場合、信号プロセッサ２８はＡＤＣ４２を備えないことがある。さらに、ＶＡＤ５８は、デジタル信号ではなく、ノイズ信号のアナログ版を受信することがある。
【００３５】
本発明は、上述されているようにフィードフォワード・ノイズキャンセル・システムで、または、いわゆるフィードバック・ノイズキャンセル・システムで利用されることがある。検出された周囲ノイズレベルに従う必要信号へのノイズキャンセル信号の加算の適応の一般的な原理は両方のシステムに適用される。
【００３６】
本発明によるノイズキャンセル・システムは、当業者によって認められることになるように多数の装置で利用されることがある。たとえば、ノイズキャンセル・システムは、携帯電話機、ヘッドホン、イヤホン、ヘッドセットなどで利用されるであろう。
【００３７】
当業者は、上記の装置および方法が、たとえば、ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、もしくは、ＤＶＤ−ＲＯＭ、または、リード・オンリ・メモリ（ファームウェア）のようなプログラムされたメモリのような搬送媒体上、または、光学的または電気的信号担体のようなデータ担体上でプロセッサ制御コードとして具現化されることがあることを認めるであろう。多数の用途に対し、発明の実施形態は、ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、または、ＦＰＧＡ（フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ）上で実施されることになる。よって、コードは、従来のプログラムコード、マイクロコード、または、たとえば、ＡＳＩＣもしくはＦＰＧＡをセットアップまたは制御するコードを含むことがある。コードは、再プログラム可能な論理ゲートアレイのような再構成可能な機器を動的に構成するコードを含むことがある。同様に、コードは、Ｖｅｒｉｌｏｇ  ＴＭまたはＶＨＤＬ（超高速集積回路ハードウェア記述言語）のようなハードウェア記述言語のためのコードを含むことがある。当業者が認めるように、コードは互いに通信する複数の連結されたコンポーネントの間に分散されることがある。適切な場合には、実施形態は、アナログ／デジタルハードウェアを構成するため、フィールド（再）プログラマブル・アナログ・アレイまたは類似した装置の上で動くコードを使用して実施されることもある。
【００３８】
上記実施形態は発明を限定するのではなく発明を例示し、当業者は、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、多数の代替的な実施形態を設計できることに注意を要する。「備える（含む）」という語は、請求項に列挙されていない要素またはステップの存在を除外することがなく、不定冠詞単数形は複数を除外することがなく、単独のプロセッサまたは他のユニットは請求項に記載された数個のユニットの機能を満たすことがある。請求項中の参照符号は特許請求の範囲を限定するように解釈されるべきではない。
【図１】
2011508494.tif 000003
【図２】
2011508494.tif 000004
【図３】
2011508494.tif 000005
【図４】
2011508494.tif 000006
【国際調査報告】
2011508494.tif 000007
2011508494.tif 000008