(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パーソナル・オーディオ機器ハウジングと、
リスナーへの再生のためのソース・オーディオ信号と、トランスデューサの音響出力における周囲のオーディオ音の影響を打ち消すためのアンチノイズ信号との両方を含むオーディオ信号を再現するために前記ハウジングに結合された当該トランスデューサと、
前記周囲のオーディオ音を示すリファレンス・マイクロホン信号を提供するために前記ハウジングに結合されたリファレンス・マイクロホンと、
前記トランスデューサの前記音響出力と、前記トランスデューサにおける前記周囲のオーディオ音とを示すエラー・マイクロホン信号を提供するために前記トランスデューサの近傍で前記ハウジングに結合されたエラー・マイクロホンと、
処理回路であって、
前記リファレンス・マイクロホン信号からアンチノイズ信号を生成する応答を有する適応フィルタであって、前記応答が前記リファレンス・マイクロホン信号と再生補正エラーとに合わせて成形され、前記再生補正エラーが前記エラー・マイクロホン信号と二次経路推定との差に基づく、適応フィルタと、
前記ソース・オーディオ信号の電気的及び音響的経路をモデル化し、前記ソース・オーディオ信号から前記二次経路推定を生成する応答を有するように構成された二次経路推定フィルタと、
前記再生補正エラーを最小化するように、前記二次経路推定フィルタの前記応答を適応させることによって、前記ソース・オーディオ信号と前記再生補正エラーとに合わせて前記二次経路推定フィルタの前記応答を成形する二次係数制御ブロックと、
前記ソース・オーディオ信号にノイズ信号を注入するためのノイズ注入部分であって、前記ノイズ信号が前記再生補正エラーに基づいて成形される、ノイズ注入部分と
を備える処理回路と、
を備えるパーソナル・オーディオ機器であって、
前記ノイズ注入部分が、
ノイズ源と、
前記ノイズ源から前記ノイズ信号を生成し、前記再生補正エラーに合わせて前記ノイズ信号を成形する応答を有する周波数成形フィルタと、
前記トランスデューサによって再現される前記オーディオ信号における前記ノイズ信号の可聴性を低減するために前記二次経路推定フィルタの少なくとも１つのパラメータに合わせて前記ノイズ信号を成形するフィルタと、
を備え、
前記ノイズ注入部分の応答が、前記二次経路推定フィルタの前記応答の少なくとも一部の逆である応答を含むパーソナル・オーディオ機器。
【請求項２】
前記ノイズ注入部分が、前記ノイズ信号が前記リスナーに実質的に感知できないように、前記エラー・マイクロホン信号の振幅を実質的に下回る振幅まで前記ノイズ信号を減衰させるように構成された利得要素を備える、請求項１に記載のパーソナル・オーディオ機器。
【請求項３】
前記ノイズ注入部分が、前記二次経路推定フィルタの前記応答に対して逆の応答を有する逆二次経路推定フィルタを備え、前記逆二次経路推定フィルタが、前記ソース・オーディオ信号への前記ノイズ信号の注入の前に前記ノイズ信号に対してその応答を適用する、請求項１に記載のパーソナル・オーディオ機器。
【請求項４】
前記ノイズ注入部分が、前記ノイズ信号が前記リスナーに実質的に感知できないように、前記エラー・マイクロホン信号の振幅を実質的に下回る振幅まで前記ノイズ信号を減衰させるように構成された利得要素と、
前記二次経路推定フィルタの前記応答に対して逆の応答を有する逆二次経路推定フィルタであって、前記ソース・オーディオ信号への前記ノイズ信号の注入の前に前記ノイズ信号に対してその応答を適用する、逆二次経路推定フィルタと、
を備える、請求項１に記載のパーソナル・オーディオ機器。
【請求項５】
パーソナル・オーディオ機器のトランスデューサの近傍の周囲のオーディオ音を消去するための方法であって、
前記周囲のオーディオ音を示すリファレンス・マイクロホン信号を受信するステップと、
前記トランスデューサの出力と、前記トランスデューサにおける前記周囲のオーディオ音とを示すエラー・マイクロホン信号を受信するステップと、
リスナーへの再生のためのソース・オーディオ信号を生成するステップと、
前記エラー・マイクロホン信号中の前記周囲のオーディオ音を最小化するように、前記リファレンス・マイクロホン信号をフィルタする適応フィルタの応答を適応させることによって、前記トランスデューサの音響出力での周囲のオーディオ音の影響を打ち消すアンチノイズ信号を、前記リファレンス・マイクロホン信号から生成するステップと、
前記ソース・オーディオ信号の電気的及び音響的経路をモデル化するように構成された二次経路推定適応フィルタで前記ソース・オーディオ信号をフィルタし、再生補正エラーを最小化するように前記二次経路推定適応フィルタの前記応答を適応させることによって、前記ソース・オーディオ信号から二次経路推定を適応的に生成するステップであって、前記再生補正エラーが前記エラー・マイクロホン信号と前記二次経路推定との差に基づくステップと、
ノイズ注入部分によって前記ソース・オーディオ信号にノイズ信号を注入するステップであって、前記ノイズ信号が、前記再生補正エラーに合わせてノイズ源の出力を周波数成形フィルタでフィルタし、さらに、前記トランスデューサによって再現されるオーディオ信号における当該ノイズ信号の可聴性を低減するために、前記二次経路推定適応フィルタの少なくとも一部の逆である応答によってフィルタすることで前記二次経路推定適応フィルタの少なくとも１つのパラメータに合わせて当該ノイズ信号をフィルタすることによって生成されるステップと、
前記トランスデューサに提供されるオーディオ信号を生成するように、前記アンチノイズ信号を前記ソース・オーディオ信号と組み合わせるステップと、
を含む方法。
【請求項６】
前記ノイズ信号が前記リスナーに実質的に感知できないように、前記エラー・マイクロホン信号の振幅を実質的に下回る振幅まで前記ノイズ信号を減衰させるステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ソース・オーディオ信号への前記ノイズ信号の注入の前に前記ノイズ信号に対して逆二次経路推定フィルタ応答の応答を適用するステップであって、前記逆二次経路推定フィルタ応答が前記二次経路推定適応フィルタの前記応答に対して逆であるステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記ノイズ信号が前記リスナーに実質的に感知できないように、前記エラー・マイクロホン信号の振幅を実質的に下回る振幅まで前記ノイズ信号を減衰させるステップと、
前記ソース・オーディオ信号への前記ノイズ信号の注入の前に前記ノイズ信号に対して逆二次経路推定フィルタ応答の応答を適用するステップであって、前記逆二次経路推定フィルタ応答が前記二次経路推定適応フィルタの前記応答に対して逆であるステップと、
をさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
パーソナル・オーディオ機器の少なくとも一部を実装するための集積回路であって、
リスナーへの再生のためのソース・オーディオ信号と、トランスデューサの音響出力における周囲のオーディオ音の影響を打ち消すためのアンチノイズ信号との両方を含む信号を当該トランスデューサに提供するための出力部と、
前記周囲のオーディオ音を示すリファレンス・マイクロホン信号を受信するためのリファレンス・マイクロホン入力部と、
前記トランスデューサの出力と、前記トランスデューサにおける前記周囲のオーディオ音とを示すエラー・マイクロホン信号を受信するためのエラー・マイクロホン入力部と、
処理回路であって、
前記リファレンス・マイクロホン信号からアンチノイズ信号を生成する応答を有する適応フィルタであって、前記応答が前記リファレンス・マイクロホン信号と再生補正エラーとに合わせて成形され、前記再生補正エラーが前記エラー・マイクロホン信号と二次経路推定との差に基づく、適応フィルタと、
前記ソース・オーディオ信号の電気的及び音響的経路をモデル化し、前記ソース・オーディオ信号から前記二次経路推定を生成する応答を有するように構成された二次経路推定フィルタと、
前記再生補正エラーを最小化するように、前記二次経路推定フィルタの前記応答を適応させることによって、前記ソース・オーディオ信号と前記再生補正エラーとに合わせて前記二次経路推定フィルタの前記応答を成形する二次係数制御ブロックと、
前記ソース・オーディオ信号にノイズ信号を注入するためのノイズ注入部分であって、前記ノイズ信号が前記再生補正エラーに基づいて成形される、ノイズ注入部分と
を備える処理回路と、
を備える集積回路であって、
前記ノイズ注入部分が、
ノイズ源と、
前記ノイズ源から前記ノイズ信号を生成し、前記再生補正エラーに合わせて前記ノイズ信号を成形する応答を有する周波数成形フィルタと、
前記トランスデューサによって再現されるオーディオ信号における前記ノイズ信号の可聴性を低減するために前記二次経路推定フィルタの少なくとも１つのパラメータに合わせて前記ノイズ信号を成形するフィルタと、
を備え、
前記ノイズ注入部分の応答が、前記二次経路推定フィルタの前記応答の少なくとも一部の逆である応答を含む集積回路。
【請求項１０】
前記ノイズ注入部分が、前記ノイズ信号が前記リスナーに実質的に感知できないように、前記エラー・マイクロホン信号の振幅を実質的に下回る振幅まで前記ノイズ信号を減衰させるように構成された利得要素を備える、請求項９に記載の集積回路。
【請求項１１】
前記ノイズ注入部分が、前記二次経路推定フィルタの前記応答に対して逆の応答を有する逆二次経路推定フィルタを備え、前記逆二次経路推定フィルタが、前記ソース・オーディオ信号への前記ノイズ信号の注入の前に前記ノイズ信号に対してその応答を適用する、請求項９に記載の集積回路。
【請求項１２】
前記ノイズ注入部分が、前記ノイズ信号が前記リスナーに実質的に感知できないように、前記エラー・マイクロホン信号の振幅を実質的に下回る振幅まで前記ノイズ信号を減衰させるように構成された利得要素と、
前記二次経路推定フィルタの前記応答に対して逆の応答を有する逆二次経路推定フィルタであって、前記ソース・オーディオ信号への前記ノイズ信号の注入の前に前記ノイズ信号に対してその応答を適用する、逆二次経路推定フィルタと、
を備える、請求項９に記載の集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、音響トランスデューサに関連する適応雑音消去、より詳細には、適応雑音消去によって生成されたアンチノイズに対してアンチノイズ・レベルをバイアスすることを含む、音響トランスデューサの近傍に存在する周囲雑音の検出と消去に関する。
【背景技術】
【０００２】
モバイル／携帯電話などの無線電話、コードレス電話、ｍｐ３プレーヤーなどの他の民生用オーディオ機器が、幅広く使用されている。明瞭度に関してのそのような機器の性能は、周囲の音響事象を計測するためにマイクロホンを使用し、次いで、周囲の音響事象を消去するように機器の出力にアンチノイズ信号を挿入するよう信号処理を使用して雑音消去を行うことによって改善することができる。無線電話などのパーソナル・オーディオ機器の周囲の音響環境は、存在する雑音源及び装置自体の位置に応じて劇的に変わる場合があるため、そのような環境の変化を考慮に入れた雑音消去を適応させることが望ましい。
【０００３】
典型的な適応雑音消去（ＡＮＣ：adaptive noise cancellation）システムは、パーソナル・オーディオ機器の近傍の周囲のオーディオ音を示すリファレンス・マイクロホン信号を提供するためのリファレンス・マイクロホンと、トランスデューサの音響出力とトランスデューサにおける周囲のオーディオ音とを示すエラー・マイクロホン信号を提供するための、トランスデューサの近傍のエラー・マイクロホンと、を含むことができる。典型的なＡＮＣシステムは、再生補正エラーに基づいてエラー・マイクロホン信号中の周囲のオーディオ音を最小化するようにリファレンス・マイクロホンの出力をフィルタする適応フィルタの応答を適応させることによって、トランスデューサの音響出力での周囲のオーディオ音の影響を打ち消すために、リファレンス・マイクロホン信号からアンチノイズ信号を生成する適応フィードフォワード・フィルタをさらに含むことができ、再生補正エラーはエラー・マイクロホン信号と二次経路推定との差に基づいている。加えて、典型的なＡＮＣシステムは、再生補正エラーを最小化するように二次経路推定適応フィルタの応答を適応させることによってソース・オーディオ信号から二次経路推定を生成する、ソース・オーディオ信号の電気的及び音響的経路をモデル化するための適応二次経路推定フィルタを含むことができ、再生補正エラーはエラー・マイクロホン信号と二次経路推定との差に基づいている。典型的なＡＮＣシステムは、アンチノイズ信号をソース・オーディオ信号と組み合わせて、トランスデューサに提供されるオーディオ信号を生成することができる。
【０００４】
そのようなＡＮＣシステムは、二次経路推定フィルタの応答を適切に適応させる、又は「養成する」ためにソース・オーディオ信号を必要とする。しかしながら、ソース・オーディオ信号で養成することの欠点は、ソース・オーディオ信号が無音区間を有することがあり、又は特定の周波数範囲のコンテンツを欠いていることがあるという点で、そのような信号が二次経路推定フィルタの応答を効果的に養成するために必要な持続性又はスペクトル密度を有しないことがあるということであり得る。そのような欠点は、ステレオ信号の各チャネルがソース・オーディオ信号の一部のみを伝達する場合があることから、ステレオ再生モードで特に存在する場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示の教示によると、適応雑音消去に対する既存の解決に関連付けられる欠点及び問題を低減し又はなくすことができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の実施例によると、パーソナル・オーディオ機器は、パーソナル・オーディオ機器ハウジングと、トランスデューサと、リファレンス・マイクロホンと、エラー・マイクロホンと、処理回路とを含むことができる。トランスデューサは、リスナーへの再生のためのソース・オーディオ信号と、トランスデューサの音響出力における周囲のオーディオ音の影響を打ち消すためのアンチノイズ信号との両方を含むオーディオ信号を再現するためにハウジングに結合されることができる。リファレンス・マイクロホンは、周囲のオーディオ音を示すリファレンス・マイクロホン信号を提供するためにハウジングに結合されることができる。エラー・マイクロホンは、トランスデューサの音響出力と、トランスデューサにおける周囲のオーディオ音とを示すエラー・マイクロホン信号を提供するためにトランスデューサの近傍でハウジングに結合されることができる。処理回路は、リファレンス・マイクロホン信号からアンチノイズ信号を生成する応答を有する適応フィルタであって、応答がリファレンス・マイクロホン信号と再生補正エラーとに合わせて成形され、再生補正エラーがエラー・マイクロホン信号と二次経路推定との差に基づく、適応フィルタを含むことができる。処理回路はまた、ソース・オーディオ信号の電気的及び音響的経路をモデル化し、ソース・オーディオ信号から二次経路推定を生成する応答を有するように構成された二次経路推定フィルタと、再生補正エラーを最小化するように、二次経路推定フィルタの応答を適応させることによって、ソース・オーディオ信号と再生補正エラーとに合わせて二次経路推定フィルタの応答を成形する二次係数制御ブロックと、ソース・オーディオ信号にノイズ信号を注入するためのノイズ注入部分であって、ノイズ信号が再生補正エラーに基づいて成形される、ノイズ注入部分とを含むことができる。
【０００７】
本開示のこれら及び他の実施例によると、パーソナル・オーディオ機器のトランスデューサの近傍の周囲のオーディオ音を消去するための方法は、周囲のオーディオ音を示すリファレンス・マイクロホン信号を受信するステップを含むことができる。また本方法は、トランスデューサの出力と、トランスデューサにおける周囲のオーディオ音とを示すエラー・マイクロホン信号を受信するステップを含むことができる。本方法はさらに、リスナーへの再生のためのソース・オーディオ信号を生成するステップを含むことができる。本方法は加えて、エラー・マイクロホン信号中の周囲のオーディオ音を最小化するように、リファレンス・マイクロホンの出力をフィルタする適応フィルタの応答を適応させることによって、トランスデューサの音響出力での周囲のオーディオ音の影響を打ち消すアンチノイズ信号を、リファレンス・マイクロホン信号による測定の結果から生成するステップを含むことができる。本方法はまた、ソース・オーディオ信号の電気的及び音響的経路をモデル化するように構成された二次経路推定適応フィルタでソース・オーディオ信号をフィルタし、再生補正エラーを最小化するように二次経路推定適応フィルタの応答を適応させることによって、ソース・オーディオ信号から二次経路推定を適応的に生成するステップであって、再生補正エラーがエラー・マイクロホン信号と二次経路推定との差に基づくステップを含むことができる。本方法はさらに、ソース・オーディオ信号にノイズ信号を注入するステップであって、ノイズ信号が再生補正エラーに基づいて成形されるステップを含むことができる。本方法は加えて、トランスデューサに提供されるオーディオ信号を生成するように、アンチノイズ信号をソース・オーディオ信号と組み合わせるステップを含むことができる。
【０００８】
本開示のこれら及び他の実施例によると、パーソナル・オーディオ機器の少なくとも一部を実装するための集積回路は、出力部と、リファレンス・マイクロホン入力部と、エラー・マイクロホン入力部と、処理回路とを含むことができる。出力部は、リスナーへの再生のためのソース・オーディオ信号と、トランスデューサの音響出力における周囲のオーディオ音の影響を打ち消すためのアンチノイズ信号との両方を含む信号をトランスデューサに提供するためであり得る。リファレンス・マイクロホン入力部は、周囲のオーディオ音を示すリファレンス・マイクロホン信号を受信するためであり得る。エラー・マイクロホン入力部は、トランスデューサの出力と、トランスデューサにおける周囲のオーディオ音とを示すエラー・マイクロホン信号を受信するためであり得る。処理回路は、リファレンス・マイクロホン信号からアンチノイズ信号を生成する応答を有する適応フィルタであって、応答がリファレンス・マイクロホン信号と再生補正エラーとに合わせて成形され、再生補正エラーがエラー・マイクロホン信号と二次経路推定との差に基づく、適応フィルタを含むことができる。処理回路はまた、ソース・オーディオ信号の電気的及び音響的経路をモデル化し、ソース・オーディオ信号から二次経路推定を生成する応答を有するように構成された二次経路推定フィルタと、再生補正エラーを最小化するように、二次経路推定フィルタの応答を適応させることによって、ソース・オーディオ信号と再生補正エラーとに合わせて二次経路推定フィルタの応答を成形する二次係数制御ブロックと、ソース・オーディオ信号にノイズ信号を注入するためのノイズ注入部分であって、ノイズ信号が再生補正エラーに基づいて成形される、ノイズ注入部分とを含むことができる。
【０００９】
本開示の技術的な利点は、本明細書に含まれる図、説明、及び特許請求の範囲から当業者には容易に明らかになる可能性がある。実施例の目的及び利点は、特許請求の範囲において特に指摘される要素、特徴、及び組合せによって少なくとも実現され、達成されるであろう。
【００１０】
前述の一般的な説明及び以下の詳細な説明は両方とも、実例であって説明のためのものであり、本開示で述べられた特許請求の範囲を限定しないことを理解されたい。
【００１１】
本実施例及びその利点についてのより完全な理解は、同様の参照番号が同様の特徴を指す添付図面と併せて以下の説明を参照することによって得られる可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の実施例による、例示的な無線携帯型電話の図である。
【図２】本開示の実施例による、図１に描かれた無線電話内部の選択された回路のブロック図である。
【図３】本開示の実施例による、図２のコーダ・デコーダ（コーデック）集積回路の例示的な適応雑音消去（ＡＮＣ：adaptive noise canceling）回路内部の選択された信号処理回路及び機能ブロックを描くブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本開示は、無線電話などのパーソナル・オーディオ機器において実装することができる雑音消去技法及び回路を包含する。パーソナル・オーディオ機器は、周囲の音響環境を計測し、周囲の音響事象を消去するためにスピーカ（又は他のトランスデューサ）出力部において注入される信号を生成することができるＡＮＣ回路を含む。周囲の音響環境を計測するためにリファレンス・マイクロホンが設けられてもよく、並びに、周囲のオーディオ音を消去するアンチノイズ信号の適応を制御するために、及び処理回路の出力部からトランスデューサまでの電気的及び音響的経路を補正するためにエラー・マイクロホンが含まれてもよい。
【００１４】
ここで図１を参照すると、本開示の実施例により示されるような無線電話１０が人間の耳５に近接して示されている。無線電話１０は、本発明の実施例による技法が用いられてもよい機器の実例であるが、図示された無線電話１０において又は後の図に描かれる回路において具現化される要素若しくは構成のすべてが、特許請求の範囲に規定された本発明を実施するために必要なわけではないことを理解されたい。無線電話１０は、無線電話１０によって受信された遠方の音声を再現するスピーカＳＰＫＲなどのトランスデューサを、例えば、リングトーン、保存されたオーディオ・プログラム素材、バランスのとれた会話理解を行うための近端音声（すなわち、無線電話１０のユーザの音声）の注入、並びに無線電話１０による再現を必要とする他のオーディオなどの他のローカルなオーディオ事象、例えば、無線電話１０よって受信されたウェブ・ページ又は他のネットワーク通信からのソース、並びにバッテリ低下の指示や他のシステム事象の通知などのオーディオ指示などと共に、含むことができる。無線電話１０から他の会話参加者（複数可）に送信される近端音声を捕らえるために近接音声マイクロホンＮＳが設けられてもよい。
【００１５】
無線電話１０は、スピーカＳＰＫＲによって再現される遠方の音声及び他のオーディオの明瞭度を改善するために、スピーカＳＰＫＲにアンチノイズ信号を注入するＡＮＣ回路及び機能を含むことができる。リファレンス・マイクロホンＲは、周囲の音響環境を計測するために設けられてもよく、近端音声がリファレンス・マイクロホンＲによって生成される信号において最小化され得るように、ユーザの口の典型的な位置から離れて置かれてもよい。別のマイクロホンであるエラー・マイクロホンＥは、無線電話１０が耳５のすぐそばにあるときに、耳５に近いスピーカＳＰＫＲによって再現されるオーディオと組み合わされる周囲オーディオの尺度を提供することによって、ＡＮＣの動作をさらに改善するために設けられることがある。無線電話１０内部の回路１４は、リファレンス・マイクロホンＲ、近接音声マイクロホンＮＳ、及びエラー・マイクロホンＥからの信号を受信し、無線電話トランシーバを有する無線周波数（ＲＦ）集積回路１２などの他の集積回路とインターフェースするオーディオコーデック集積回路（ＩＣ）２０を含むことができる。本開示の一部の実施例では、本明細書に開示される回路及び技法は、例えばチップ上ＭＰ３プレーヤー集積回路のような、パーソナル・オーディオ機器全体を実現するための制御回路及び他の機能性を含む単一の集積回路に組み込まれてもよい。これら及び他の実施例では、本明細書に開示される回路及び技法は、コンピュータ可読媒体において具現化され、コントローラ又は他の処理機器によって実行可能なソフトウェア及び／又はファームウェアにおいて部分的に又は完全に実施されてもよい。
【００１６】
一般に、本開示のＡＮＣ技法は、リファレンス・マイクロホンＲに飛び込んでくる（スピーカＳＰＫＲの出力及び／又は近端音声とは対照的に）周囲の音響事象を計測し、また、エラー・マイクロホンＥに飛び込んでくる同じ周囲の音響事象を計測することによって、無線電話１０のＡＮＣ処理回路が、エラー・マイクロホンＥでの周囲の音響事象の大きさを最小化する特性を有するようにリファレンス・マイクロホンＲの出力からスピーカＳＰＫＲの出力において生成されるアンチノイズ信号を適応させる。音響経路Ｐ（ｚ）がリファレンス・マイクロホンＲからエラー・マイクロホンＥまで延在しているため、ＡＮＣ回路は、コーデックＩＣ２０の音声出力回路の応答と、特定の音響環境におけるスピーカＳＰＫＲとエラー・マイクロホンＥとの間の結合を含むスピーカＳＰＫＲの音響／電気伝達関数とを表わす電気的及び音響的経路Ｓ（ｚ）の影響を除去しながら、音響経路Ｐ（ｚ）を効果的に推定しており、この特定の音響環境は、無線電話１０が耳５にしっかりと押し当てられていないときには、耳５及び他の物理的物体の近さ及び構造、並びに無線電話１０に近接しているかもしれない人間の頭の構造によって影響を受け得る。図示する無線電話１０は、第３の近接音声マイクロホンＮＳを有する２マイクロホンＡＮＣシステムを含んでいるが、本発明の一部の態様は、別個のエラー及びリファレンス・マイクロホンを含まないシステム、又はリファレンス・マイクロホンＲの機能を行うために近接音声マイクロホンＮＳを使用する無線電話において実施されてもよい。また、オーディオ再生のためにのみ設計されたパーソナル・オーディオ機器では、近接音声マイクロホンＮＳは一般に含まれず、以下でさらに詳細に説明する回路の近接音声信号経路は、検出スキームを扱うマイクロホンへの入力のために提供される選択肢を限定するため以外は、本開示の範囲を変更することなく省略されてもよい。加えて、１つのリファレンス・マイクロホンＲ及び１つのエラー・マイクロホンＥのみが図１に描かれているが、本明細書に開示される回路及び技法は、本開示の範囲を変更せずに、複数のリファレンス・マイクロホン及び／又はエラー・マイクロホンを含むパーソナル・オーディオ機器に適応させることができる。
【００１７】
ここで図２を参照すると、無線電話１０の内部の選択された回路がブロック図で示されている。コーデックＩＣ２０は、リファレンス・マイクロホン信号を受信し、リファレンス・マイクロホン信号のディジタル表現ｒｅｆを生成するためのアナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）２１Ａと、エラー・マイクロホン信号を受信し、エラー・マイクロホン信号のディジタル表現ｅｒｒを生成するためのＡＤＣ２１Ｂと、近接音声マイクロホン信号を受信し、近接音声マイクロホン信号のディジタル表現ｎｓを生成するためのＡＤＣ２１Ｃとを含むことができる。コーデックＩＣ２０は、増幅器ＡｌからスピーカＳＰＫＲを駆動するための出力を生成することができ、この増幅器Ａｌが結合器２６の出力を受信するディジタル・アナログコンバータ（ＤＡＣ）２３の出力を増幅することができる。結合器２６は、内部オーディオ・ソース２４からのオーディオ信号ｉａと、慣例によりリファレンス・マイクロホン信号ｒｅｆの雑音と同一極性を有し、したがって結合器２６によって減算される、ＡＮＣ回路３０によって生成されたアンチノイズ信号と、ＡＮＣ回路３０から注入されるノイズと、近接音声マイクロホン信号ｎｓの一部とを組み合わせることができ、それによって、無線電話１０のユーザは、無線周波数（ＲＦ）集積回路２２から受信され得て、やはり結合器２６によって組み合わされてもよいダウンリンク音声ｄｓとの適切な関係において彼又は彼女自身の声を聞くことができる。また、近接音声マイクロホン信号ｎｓは、ＲＦ集積回路２２に提供されてもよく、アンテナＡＮＴを介してサービス・プロバイダーにアップリンク音声として送信されてもよい。
【００１８】
ここで図３を参照すると、本開示の実施例にＡＮＣ回路３０の詳細が示されている。適応フィルタ３２は、リファレンス・マイクロホン信号ｒｅｆを受信し、理想的な状況下では、その伝達関数Ｗ（ｚ）をＰ（ｚ）／Ｓ（ｚ）となるように適応させてアンチノイズ信号を生成することができ、これを、図２の結合器２６によって例示されるように、アンチノイズ信号をトランスデューサによって再現されるオーディオと組み合わせる出力結合器に提供することができる。適応フィルタ３２の係数は、信号の相関関係を用いて適応フィルタ３２の応答を決定するＷ係数制御ブロック３１によって制御されてもよく、この適応フィルタ３２が、エラー・マイクロホン信号ｅｒｒ中に存在するリファレンス・マイクロホン信号ｒｅｆのそれらの成分間の、最小２乗平均の意味での誤差を全体的に最小化する。Ｗ係数制御ブロック３１によって比較される信号は、フィルタ３４Ｂによって提供される経路Ｓ（ｚ）の応答の推定のコピーによって成形されるようなリファレンス・マイクロホン信号ｒｅｆと、少なくとも一部においてエラー・マイクロホン信号ｅｒｒに基づく、図３で「ＰＢＣＥ」とラベル付けされた再生補正エラーとであってもよい。再生補正エラーは、以下でより詳細に説明されるように生成されてもよい。
【００１９】
経路Ｓ（ｚ）の応答の推定のコピーであるフィルタ３４Ｂの応答ＳＥＣＯＰＹ（Ｚ）によってリファレンス・マイクロホン信号ｒｅｆを変換し、結果として生ずる信号とエラー・マイクロホン信号ｅｒｒとの差を最小化することによって、適応フィルタ３２は、Ｐ（ｚ）／Ｓ（ｚ）の所望の応答に適応することができる。エラー・マイクロホン信号ｅｒｒに加えて、Ｗ係数制御ブロック３１によってフィルタ３４Ｂの出力と比較される信号には、応答ＳＥＣＯＰＹ（Ｚ）がそのコピーであるフィルタ応答ＳＥ（ｚ）によって処理された、修正されたソース・オーディオ信号（例えば、ノイズ注入部分４０によって生成されたノイズ信号と組み合わせることができるダウンリンク・オーディオ信号ｄｓ及び／又は内部オーディオ信号ｉａ）の反転量が含まれてもよい。ソース・オーディオ信号の反転量を注入することによって、適応フィルタ３２が、エラー・マイクロホン信号ｅｒｒ内に存在する比較的大きな量のソース・オーディオ信号に適応するのを防止することができる。しかしながら、ソース・オーディオ信号のその反転コピー（inverted copy）を経路Ｓ（ｚ）の応答の推定で変換することによって、Ｓ（ｚ）の電気的及び音響的経路が、ソース・オーディオ信号がエラー・マイクロホンＥに到達するために辿る経路であるため、エラー・マイクロホン信号ｅｒｒから除去されるソース・オーディオは、エラー・マイクロホン信号ｅｒｒで再現されるソース・オーディオ信号の予期されるバージョンと一致するはずである。フィルタ３４Ｂは、それ自体適応フィルタでなくてもよいが、フィルタ３４Ｂの応答が適応フィルタ３４Ａの適応に追従するように、適応フィルタ３４Ａの応答と一致するように調整される調節可能な応答を有することができる。
【００２０】
上記を実装するために、適応フィルタ３４Ａは、修正されたソース・オーディオ信号と再生補正エラーとを比較することができるＳＥ係数制御ブロック３３によって制御される係数を有することができる。修正されたソース・オーディオ信号は、ノイズ注入部分４０によって生成され、結合器４２によってソース・オーディオ信号全体と組み合わされる注入ノイズを有するソース・オーディオ信号（例えば、ダウンリンク・オーディオ信号ｄｓ及び／又は内部オーディオ信号ｉａ）を含んでもよい。再生補正エラーは、結合器３６によって（エラー・マイクロホンＥに送出される予期される再生オーディオを表わすために適応フィルタ３４Ａによってフィルタされるような）ソース・オーディオ信号を除去した後のエラー・マイクロホン信号ｅｒｒと等しくてもよい。ＳＥ係数制御ブロック３３は、実際の修正されたソース・オーディオ信号をエラー・マイクロホン信号ｅｒｒ内に存在する修正されたソース・オーディオ信号の成分と相関させることができる。それによって、適応フィルタ３４Ａは、再生補正エラーを生成するためにエラー・マイクロホン信号ｅｒｒから減算されたときには修正されたソース・オーディオ信号に起因しないエラー・マイクロホン信号ｅｒｒのコンテンツを含むことになる修正されたソース・オーディオ信号から二次推定信号を生成するように、適応させることができる。
【００２１】
図２に示されるように、ＡＮＣ回路３０は、近接音声信号ｎｓ、ソース・オーディオ信号、及びアンチノイズと（例えば、結合器２６によって）組み合わされることができる注入ノイズ信号を生成することもできる。そのような注入ノイズ信号の生成について、以下、図３に関してより詳細に論じる。
【００２２】
図３に示されるように、ソース・オーディオ信号と組み合わされるノイズ信号は、ノイズ注入部分４０によって生成され得る。ノイズ注入部分４０は、ホワイト・ノイズ（例えば、対象とするすべての周波数、例えば、人間の聴覚範囲内のそれらの周波数にわたって一定振幅を有するオーディオ信号）を生成するためのホワイト・ノイズ源４４を含むことができる。周波数成形フィルタ４６は、ホワイト・ノイズ信号をフィルタすることによってノイズ信号を生成することができ、周波数成形フィルタの応答は再生補正エラーに合わせて周波数成形フィルタ係数制御ブロック４８によって成形される。一部の実施例では、係数制御ブロック４８は、再生補正エラーの周波数スペクトルを推定する適応線形予測係数システムを実装する。したがって、周波数成形フィルタ４６によって生成されるノイズ信号は、ホワイト・ノイズ信号が、再生補正エラーの周波数スペクトル内のそれらの周波数において減衰する又はなくなるようにフィルタされたホワイト・ノイズ信号を含むことができる。
【００２３】
一部の実施例では、ノイズ注入部分４０は、ノイズ信号がリスナーに実質的に感知できないように、エラー・マイクロホン信号ｅｒｒの振幅を実質的に下回る振幅までノイズ信号を減衰させるように構成された利得要素５０を含んでもよい。これら及び他の実施例では、ノイズ注入部分４０は、二次経路推定フィルタの応答に対して逆の応答を有する逆二次経路推定フィルタ５２を含んでもよく、逆二次経路推定フィルタ５２は、二次経路Ｓ（ｚ）及びフィルタ３４Ａの二次経路推定ＳＥ（ｚ）のノイズ信号への影響を元に戻すために、ソース・オーディオ信号へのノイズ信号の注入の前にノイズ信号に対してその応答を適用する。
【００２４】
結果として、ノイズ信号を含む修正されたソース・オーディオ信号は、注入ノイズ信号に起因して対象とするすべての周波数範囲にスペクトル・コンテンツを有することができるが、注入ノイズ信号は、リスナーに感知できないような十分に低い強度であり得、したがって、リスナーの体験に最小限の影響を与えつつ、応答ＳＥ（ｚ）を適応させるためにＳＥ係数制御ブロック３３が使用することができる広帯域信号を提供することができる。
【００２５】
図２及び図３に示される実施例は、ソース・オーディオ信号と、注入ノイズ信号と、アンチノイズ信号とが結合器２６において組み合わされることを企図しているが、一部の実施例では、（ソース・オーディオ信号と注入ノイズとの組合せを含む）修正されたソース・オーディオ信号が、代りに、結合器２６においてアンチノイズ信号と組み合わされてもよい。
【００２６】
本開示は、当業者が理解する本明細書の典型的な実施例に対するすべての変更形態、置換形態、変形形態、代替形態及び修正形態を包含する。同様に、適切な場合は、添付された特許請求の範囲は、当業者が理解する本明細書の典型的な実施例に対するすべての変更形態、置換形態、変形形態、代替形態及び修正形態を包含する。さらに、特定の機能を行うように適合され、配置され、能力を有し、構成され、可能にされ、動作可能であり、又は作用効果がある、添付された特許請求の範囲における装置若しくはシステム又は装置若しくはシステムの構成要素への言及は、その装置、システム、若しくは構成要素、又はその特定の機能が、活性化され、電源投入され、若しくは解除されるか否かにかかわらず、その装置、システム、若しくは構成要素が、そのように適合され、配置され、能力を有し、構成され、可能にされ、動作可能であり又は作用効果がある限り、その装置、システム、若しくは構成要素を包含する。
【００２７】
本明細書に列挙された実例及び条件付き文言はすべて、本発明及び発明者が技術の推進に貢献した概念を読者が理解する手助けとなる教育的な目的が意図されており、そのような特別に列挙された実例及び条件に限定しないものとして解釈される。本発明の実施例について詳細に記載したが、本開示の趣旨及び範囲から逸脱せずに、本発明に対する様々な変更、置換え、及び代替を行うことができることを理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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