(57)【要約】無線電話等のパーソナルオーディオデバイスは、雑音消去回路Ｗ（ｚ）を含み、その雑音消去回路は、反雑音信号を基準マイクロホン信号（ｒｅｆ）から適応的に発生させ、反雑音信号をスピーカまたは他の変換器出力に投入することにより、周囲オーディオ音の消去を生じさせる。エラーマイクロホン（ｅｒｒ）はまた、反雑音信号の適応を制御するため、および雑音消去回路から変換器を通る電気音響経路（ＳＥ）を推定するために、スピーカに近接して提供されることにより、変換器の出力を測定してもよい。適応雑音消去機能を行なう処理回路もまた、周囲音における、かつ／または周囲音の方向における周波数依存特性（５４）を検出し、検出に応答して、雑音消去回路における適応を改変する。
2015520870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パーソナルオーディオデバイスであって、前記パーソナルオーディオデバイスは、
パーソナルオーディオデバイス筐体と、
前記筐体に搭載された変換器であって、聴取者へのプレイバックのためのソースオーディオと、前記変換器の音響出力における周囲オーディオ音の影響を打ち消すための反雑音信号との両方を含むオーディオ信号を再生するための、変換器と、
前記筐体に搭載された少なくとも１つのマイクロホンであって、前記周囲オーディオ音を示す少なくとも１つのマイクロホン信号を提供するための、少なくとも１つのマイクロホンと、
適応フィルタを使用して、前記少なくとも１つのマイクロホン信号と適合するように、前記反雑音信号を発生させることにより、前記聴取者によって聞き取られる前記周囲オーディオ音の存在を低減する処理回路であって、前記処理回路は、前記少なくとも１つのマイクロホン信号のうちの１つの周波数依存特性を検出し、前記周波数依存特性の検出の結果と適合するように前記適応フィルタの適応を改変する、処理回路と
を備えるデバイス。
【請求項２】
前記少なくとも１つのマイクロホン信号は、基準マイクロホン信号を含み、前記処理回路は、前記基準マイクロホン信号を前記適応フィルタの入力に提供することによって、前記反雑音信号を前記基準マイクロホン信号から発生させ、前記処理回路は、前記基準マイクロホン信号の周波数依存特性を検出する、請求項１に記載のパーソナルオーディオデバイス。
【請求項３】
前記少なくとも１つのマイクロホン信号は、基準マイクロホン信号を含み、前記処理回路は、前記基準マイクロホン信号を前記適応フィルタの入力に提供することによって、前記反雑音信号を前記基準マイクロホン信号から発生させ、前記少なくとも１つのマイクロホンは、前記変換器の音響出力および前記変換器における周囲オーディオ音を示すエラーマイクロホン信号を提供するために、前記変換器に近接して前記筐体に搭載されたエラーマイクロホンを含み、前記処理回路は、前記ソースオーディオを形成する二次経路応答を有する二次経路フィルタと、コンバイナとをさらに実装し、前記コンバイナは、前記ソースオーディオを前記エラーマイクロホン信号から除去することにより、前記聴取者に送達される組み合わせられた反雑音および周囲オーディオ音を示すエラー信号を提供し、前記適応フィルタは、前記エラー信号および前記基準マイクロホン信号と適合するように反雑音信号を発生させる、請求項１に記載のパーソナルオーディオデバイス。
【請求項４】
前記処理回路は、前記基準マイクロホン信号の周波数依存特性を検出する、請求項３に記載のパーソナルオーディオデバイス。
【請求項５】
前記処理回路は、前記エラーマイクロホン信号の周波数依存特性を検出する、請求項３に記載のパーソナルオーディオデバイス。
【請求項６】
前記処理回路は、前記適応フィルタの係数制御ブロックへの入力を形成するための固定応答を有する非適応フィルタをさらに実装し、その結果として、前記適応フィルタの適応の感度は、前記固定応答によって、１つまたはそれよりも多くの周波数において、または１つまたはそれよりも多くの周波数帯域において改変され、前記適応フィルタの適応の改変は、前記非適応フィルタの固定応答を改変することによって行なわれる、請求項３に記載のパーソナルオーディオデバイス。
【請求項７】
前記処理回路は、前記少なくとも１つのマイクロホン信号の周波数依存特性の検出結果と適合するように、複数の所定の周波数応答の中から前記固定応答を選択する、請求項６に記載のパーソナルオーディオデバイス。
【請求項８】
前記処理回路は、前記基準マイクロホン信号および前記エラーマイクロホン信号の一方または両方の周波数依存特性を検出する、請求項１に記載のパーソナルオーディオデバイス。
【請求項９】
前記処理回路は、前記基準マイクロホン信号および前記エラーマイクロホン信号の両方の周波数依存特性を検出し、前記周波数依存特性を生じさせる周囲オーディオ音の方向を決定し、前記処理回路は、前記周囲オーディオ音の方向と適合するように、前記適応フィルタの適応を選択的に改変する、請求項８に記載のパーソナルオーディオデバイス。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのマイクロホン信号は、前記聴取者の発話と前記周囲オーディオ音とを示す近接発話マイクロホン信号を提供するために、前記筐体に搭載された近接発話マイクロホンを含み、前記処理回路は、前記近接発話マイクロホン信号の周波数依存特性を検出する、請求項１に記載のパーソナルオーディオデバイス。
【請求項１１】
前記処理回路は、前記少なくとも１つのマイクロホン信号の１つまたはそれよりも多くの周波数または周波数帯域の振幅を測定することによって、前記少なくとも１つのマイクロホン信号の周波数依存特性を検出する、請求項１に記載のパーソナルオーディオデバイス。
【請求項１２】
前記１つまたはそれよりも多くの周波数または周波数帯域は、選択可能である、請求項１１に記載のパーソナルオーディオデバイス。
【請求項１３】
外部ヘッドセットに接続するためのヘッドセットコネクタと、
前記外部ヘッドセットのタイプを検出するためのヘッドセットタイプ検出回路であって、前記処理回路は、前記外部ヘッドセットの検出されたタイプと適合するように、前記１つまたはそれよりも多くの周波数または周波数帯域を選択する、ヘッドセットタイプ検出回路と、
をさらに備える、請求項１１に記載のパーソナルオーディオデバイス。
【請求項１４】
前記処理回路は、前記少なくとも１つのマイクロホン信号の周波数依存特性の検出に応答して、前記適応フィルタの適応を停止する、請求項１に記載のパーソナルオーディオデバイス。
【請求項１５】
前記検出することは、低周波数成分が存在するかどうか検出する、請求項１に記載のパーソナルオーディオデバイス。
【請求項１６】
前記検出することは、高周波数成分が存在するかどうか検出する、請求項１に記載のパーソナルオーディオデバイス。
【請求項１７】
前記改変することは、前記適応フィルタの係数制御ブロックの更新レートを改変する、請求項１に記載のパーソナルオーディオデバイス。
【請求項１８】
前記処理回路は、漏出特性を有する前記適応フィルタの周波数応答の可変部分を制御し、特定の変化率において前記適応フィルタの応答を所定の応答に復元し、前記処理回路は、前記周波数依存特性の検出の結果と適合するように、前記特定の変化率を改変する、請求項１に記載のパーソナルオーディオデバイス。
【請求項１９】
前記処理回路は、前記適応フィルタの応答を形成するように投入された信号の特性を改変することによって、前記適応フィルタの応答の適応を改変する、請求項１に記載のパーソナルオーディオデバイス。
【請求項２０】
パーソナルオーディオデバイスによって周囲オーディオ音の影響を打ち消す方法であって、前記方法は、
適応フィルタを使用して、少なくとも１つのマイクロホン信号と適合するように、反雑音信号を適応的に発生させることにより、聴取者によって聞き取られる前記周囲オーディオ音の存在を低減することと、
前記反雑音信号をソースオーディオと組み合わせることと、
前記組み合わせの結果を変換器に提供することと、
前記少なくとも１つのマイクロホン信号のうちの１つの周波数依存特性を検出することと、
前記周波数依存特性の検出の結果と適合するように、前記適応フィルタの適応を改変することと
を含む方法。
【請求項２１】
前記少なくとも１つのマイクロホンは、前記周囲オーディオ音を測定するための基準マイクロホンを含み、前記少なくとも１つのマイクロホン信号は、前記基準マイクロホンの出力から発生させられる基準マイクロホン信号を含み、前記方法は、前記基準マイクロホン信号を前記適応フィルタの入力に提供することによって、前記反雑音信号を前記基準マイクロホン信号から発生させることをさらに含み、前記検出することは、前記基準マイクロホン信号の周波数依存特性を検出する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記少なくとも１つのマイクロホンは、前記周囲オーディオ音を測定するための基準マイクロホンと、前記周囲オーディオ音および前記変換器の音響出力を測定するためのエラーマイクロホンとを含み、前記少なくとも１つのマイクロホン信号は、前記基準マイクロホンの出力から発生させられる基準マイクロホン信号と、前記変換器の音響出力および前記変換器における周囲オーディオ音を示す前記エラーマイクロホンの出力から発生させられたエラーマイクロホン信号とを含み、適応的に発生させることは、前記反雑音信号を、前記基準マイクロホン信号と、前記変換器の音響出力および前記周囲音を示すエラー信号とから発生させ、前記方法は、
二次経路適応フィルタによって提供される二次経路応答を用いて、前記ソースオーディオを形成することと、
前記形成されたソースオーディオを前記エラーマイクロホン信号から除去することにより、前記エラー信号を発生させることと
をさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記検出することは、前記基準マイクロホン信号の周波数依存特性を検出する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記検出することは、前記エラーマイクロホン信号の周波数依存特性を検出する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
固定応答を有する非適応フィルタを用いて、前記適応フィルタの係数制御ブロックへの入力を形成することをさらに含み、その結果として、前記適応フィルタの適応の感度は、前記固定応答によって、１つまたはそれよりも多くの周波数において、または１つまたはそれよりも多くの周波数帯域において改変され、前記改変することは、前記非適応フィルタの固定応答を改変することによって、前記適応フィルタの適応を改変する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
前記少なくとも１つのマイクロホン信号の周波数依存特性の検出結果と適合するように、複数の所定の周波数応答の中から前記固定応答を選択することをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記検出することは、前記基準マイクロホン信号および前記エラーマイクロホン信号の一方または両方の周波数依存特性を検出する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２８】
前記検出することは、前記基準マイクロホン信号および前記エラーマイクロホン信号の両方の周波数依存特性を検出し、前記方法は、前記周波数依存特性を生じさせる周囲オーディオ音の方向を決定することをさらに含み、前記改変することは、前記周囲オーディオ音の決定された方向と適合するように、前記適応フィルタの適応を選択的に改変する、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記少なくとも１つのマイクロホンは、前記聴取者の発話と前記周囲オーディオ音とを示す近接発話マイクロホン信号を提供するために、前記筐体に搭載された近接発話マイクロホンを含み、前記検出することは、前記近接発話マイクロホン信号の周波数依存特性を検出する、請求項２０に記載の方法。
【請求項３０】
前記検出することは、前記少なくとも１つのマイクロホン信号の１つまたはそれよりも多くの周波数または周波数帯域の振幅を測定することによって、前記少なくとも１つのマイクロホン信号の周波数依存特性を検出する、請求項２０に記載の方法。
【請求項３１】
複数の所定の周波数または周波数帯域の中から前記１つまたはそれよりも多くの周波数または周波数帯域を選択することをさらに含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
外部ヘッドセットを前記パーソナルオーディオデバイスに接続することと、
前記外部ヘッドセットのタイプを検出することと、
前記検出された前記外部ヘッドセットのタイプと適合するように、前記１つまたはそれよりも多くの周波数または周波数帯域を選択することと
をさらに含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
前記停止することは、前記少なくとも１つのマイクロホン信号の周波数依存特性の検出に応答して、前記適応フィルタの適応を停止する、請求項２０に記載の方法。
【請求項３４】
前記検出することは、低周波数成分が存在するかどうか検出する、請求項２０に記載の方法。
【請求項３５】
前記検出することは、高周波数成分が存在するかどうか検出する、請求項２０に記載の方法。
【請求項３６】
前記改変することは、前記適応フィルタの係数制御ブロックの更新レートを改変する、請求項２０に記載の方法。
【請求項３７】
漏出特性を有する前記適応フィルタの周波数応答の可変部分を制御し、特定の変化率において前記適応フィルタの応答を所定の応答に復元することと、
前記周波数依存特性の検出の結果と適合するように、前記特定の変化率を改変することと
をさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項３８】
前記改変することは、前記適応フィルタの応答を形成するように投入された信号の特性を改変することによって、前記適応フィルタの応答の適応を改変する、請求項２０に記載の方法。
【請求項３９】
パーソナルオーディオデバイスの少なくとも一部を実装するための集積回路であって、前記集積回路は、
出力信号を出力変換器に提供するための出力であって、聴取者へのプレイバックのためのソースオーディオと前記変換器の音響出力における周囲オーディオ音の影響を打ち消すための反雑音信号との両方を含む、出力信号を出力変換器に提供するための出力と、
前記周囲オーディオ音を示す少なくとも１つのマイクロホン信号を受信するための少なくとも１つのマイクロホン入力と、
処理回路であって、前記処理回路は、適応フィルタを使用して、前記少なくとも１つのマイクロホン信号と適合するように、前記反雑音信号を適応的に発生させることにより、前記聴取者によって聞き取られる前記周囲オーディオ音の存在を低減する処理回路であって、前記処理回路は、前記少なくとも１つのマイクロホン信号のうちの１つの周波数依存特性を検出し、前記周波数依存特性の検出の結果と適合するように、前記適応フィルタの適応を改変する、処理回路と
を備える、集積回路。
【請求項４０】
前記少なくとも１つのマイクロホン信号は、前記周囲オーディオ音を示す基準マイクロホン信号を含み、前記処理回路は、前記基準マイクロホン信号を前記適応フィルタの入力に提供することによって、前記反雑音信号を前記基準マイクロホン信号から発生させ、前記処理回路は、前記基準マイクロホン信号の周波数依存特性を検出する、請求項３９に記載の集積回路。
【請求項４１】
前記少なくとも１つのマイクロホン信号は、前記周囲オーディオ音を示す基準マイクロホン信号と、前記周囲オーディオ音および前記変換器の音響出力を示すエラーマイクロホン信号とを含み、前記処理回路は、前記基準マイクロホン信号を前記適応フィルタの入力に提供することによって、前記反雑音信号を前記基準マイクロホン信号から発生させ、前記処理回路は、前記ソースオーディオを形成する二次経路応答を有する二次経路フィルタと、コンバイナとをさらに実装し、前記コンバイナは、前記ソースオーディオを前記エラーマイクロホン信号から除去することにより、前記聴取者に送達される組み合わせられた反雑音および周囲オーディオ音を示すエラー信号を提供し、前記適応フィルタは、前記エラー信号および前記基準マイクロホン信号と適合するように、反雑音信号を発生させる、請求項３９に記載の集積回路。
【請求項４２】
前記処理回路は、前記基準マイクロホン信号の周波数依存特性を検出する、請求項４１に記載の集積回路。
【請求項４３】
前記処理回路は、前記エラーマイクロホン信号の周波数依存特性を検出する、請求項４１に記載の集積回路。
【請求項４４】
前記処理回路は、前記適応フィルタの係数制御ブロックへの入力を形成するための固定応答を有する非適応フィルタをさらに実装し、その結果として、前記適応フィルタの適応の感度は、前記固定応答によって、１つまたはそれよりも多くの周波数において、または１つまたはそれよりも多くの周波数帯域において改変され、前記適応フィルタの適応の改変は、前記非適応フィルタの固定応答を改変することによって行なわれる、請求項４１に記載の集積回路。
【請求項４５】
前記処理回路は、前記少なくとも１つのマイクロホン信号の周波数依存特性の検出結果と適合するように、複数の所定の周波数応答の中から前記固定応答を選択する、請求項４４に記載の集積回路。
【請求項４６】
前記処理回路は、前記基準マイクロホン信号および前記エラーマイクロホン信号の一方または両方の周波数依存特性を検出する、請求項３９に記載の集積回路。
【請求項４７】
前記処理回路は、前記基準マイクロホン信号および前記エラーマイクロホン信号の両方の周波数依存特性を検出し、前記周波数依存特性を生じさせる周囲オーディオ音の方向を決定し、前記処理回路は、前記周囲オーディオ音の方向と適合するように、前記適応フィルタの適応を選択的に改変する、請求項４６に記載の集積回路。
【請求項４８】
前記少なくとも１つのマイクロホン信号は、前記聴取者の発話と前記周囲オーディオ音とを示す近接発話マイクロホン信号を含み、前記処理回路は、前記近接発話マイクロホン信号の周波数依存特性を検出する、請求項３９に記載の集積回路。
【請求項４９】
前記処理回路は、前記少なくとも１つのマイクロホン信号の１つまたはそれよりも多くの周波数または周波数帯域の振幅を測定することによって、前記少なくとも１つのマイクロホン信号の周波数依存特性を検出する、請求項３９に記載の集積回路。
【請求項５０】
前記１つまたはそれよりも多くの周波数または周波数帯域は、選択可能である、請求項４９に記載の集積回路。
【請求項５１】
前記出力に結合された外部ヘッドセットのタイプを検出するためのヘッドセットタイプ検出回路をさらに備え、前記処理回路は、前記外部ヘッドセットの検出されたタイプと適合するように、前記１つまたはそれよりも多くの周波数または周波数帯域を選択する、請求項４９に記載の集積回路。
【請求項５２】
前記処理回路は、前記少なくとも１つのマイクロホン信号の周波数依存特性の検出に応答して、前記適応フィルタの適応を停止する、請求項３９に記載の集積回路。
【請求項５３】
前記検出することは、低周波数成分が存在するかどうか検出する、請求項３９に記載の集積回路。
【請求項５４】
前記検出することは、高周波数成分が存在するかどうか検出する、請求項３９に記載の集積回路。
【請求項５５】
前記改変することは、前記適応フィルタの係数制御ブロックの更新レートを改変する、請求項３９に記載の集積回路。
【請求項５６】
前記処理回路は、漏出特性を有する前記適応フィルタの周波数応答の可変部分を制御し、特定の変化率において、前記適応フィルタの応答を所定の応答に復元し、前記処理回路は、前記周波数依存特性の検出の結果と適合するように、前記特定の変化率を改変する、請求項３９に記載の集積回路。
【請求項５７】
前記処理回路は、前記適応フィルタの応答を形成するように投入された信号の特性を改変することによって、前記適応フィルタの応答の適応を改変する、請求項３９に記載の集積回路。
【請求項５８】
パーソナルオーディオデバイスであって、前記パーソナルオーディオデバイスは、
パーソナルオーディオデバイス筐体と、
前記筐体に搭載された変換器であって、聴取者へのプレイバックのためのソースオーディオと、前記変換器の音響出力における周囲オーディオ音の影響を打ち消すための反雑音信号との両方を含むオーディオ信号を再生するための、前記筐体に搭載された変換器と、
前記周囲オーディオ音を示す少なくとも２つのマイクロホン信号を提供するための、前記筐体に搭載された少なくとも２つのマイクロホンと、
処理回路であって、前記処理回路は、適応フィルタを使用して、前記少なくとも２つのマイクロホン信号のうちの少なくとも１つと適合するように、前記反雑音信号を発生させることにより、前記聴取者によって聞き取られる前記周囲オーディオ音の存在を低減し、前記処理回路は、検出された周囲オーディオ音の方向を前記少なくとも２つのマイクロホン信号から決定し、前記処理回路は、前記検出された周囲オーディオ音の方向と適合するように、前記適応フィルタの適応を選択的に改変する、処理回路と
を備えるデバイス。
【請求項５９】
前記処理回路は、前記適応フィルタの応答を形成するように投入された信号の特性を改変することによって、前記適応フィルタの応答の適応を改変する、請求項５８に記載のパーソナルオーディオデバイス。
【請求項６０】
前記少なくとも２つのマイクロホン信号は、基準マイクロホン信号を発生させる基準マイクロホンと、エラーマイクロホン信号を発生させるエラーマイクロホンとを含み、前記処理回路は、前記基準マイクロホン信号を前記適応フィルタの入力に提供することによって、前記反雑音信号を前記基準マイクロホン信号から発生させ、前記エラーマイクロホンは、前記変換器に近接して前記筐体に搭載され、その結果として、前記エラーマイクロホン信号は、前記変換器の音響出力および前記変換器における周囲オーディオ音を示し、前記処理回路は、前記ソースオーディオを形成する二次経路応答を有する二次経路フィルタと、コンバイナとをさらに実装し、前記コンバイナは、前記ソースオーディオを前記エラーマイクロホン信号から除去することにより、前記聴取者に送達される組み合わせられた反雑音および周囲オーディオ音を示すエラー信号を提供し、前記適応フィルタは、前記エラー信号および前記基準マイクロホン信号と適合するように、反雑音信号を発生させ、前記処理回路は、前記検出された周囲オーディオ音が、前記基準マイクロホンに到達後、所定の時間区間未満で前記エラーマイクロホンに到達したことを決定し、それに応答して、前記適応フィルタの適応を改変することにより、前記適応フィルタの応答におけるより高い周波数への強調を解除する、請求項５９に記載のパーソナルオーディオデバイス。
【請求項６１】
前記処理回路は、前記検出された周囲音の方向と適合するように、前記少なくとも２つのマイクロホンの各々の寄与に加重することによって、前記適応を改変する、請求項５８に記載のパーソナルオーディオデバイス。
【請求項６２】
前記加重することは、前記検出された周囲音の方向の決定への前記少なくとも２つのマイクロホンのうちの少なくとも１つの寄与をディスエーブルにする、請求項６１に記載のパーソナルオーディオデバイス。
【請求項６３】
パーソナルオーディオデバイスによって周囲オーディオ音の影響を打ち消す方法であって、前記方法は、
適応フィルタを使用して、前記少なくとも２つのマイクロホン信号のうちの少なくとも１つと適合するように、反雑音信号を適応的に発生させることにより、前記聴取者によって聞き取られる前記周囲オーディオ音の存在を低減することと、
前記反雑音信号をソースオーディオと組み合わせることと、
前記組み合わせの結果を変換器に提供することと、
対応する少なくとも２つのマイクロホン信号を提供する少なくとも２つのマイクロホンを用いて、前記周囲オーディオ音を測定することと、
検出された周囲オーディオ音の方向を前記少なくとも２つのマイクロホン信号から決定することと、
前記検出された周囲オーディオ音の方向と適合するように、前記適応フィルタの適応を選択的に改変することと
を含む、方法。
【請求項６４】
前記改変することは、前記適応フィルタの応答を形成するように投入された信号の特性を改変することによって、前記適応フィルタの応答の適応を改変する、請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】
前記少なくとも１つのマイクロホンは、前記周囲オーディオ音を測定するための基準マイクロホンと、前記周囲オーディオ音および前記変換器の音響出力を測定するためのエラーマイクロホンとを含み、前記少なくとも１つのマイクロホン信号は、前記基準マイクロホンの出力から発生させられる基準マイクロホン信号と、前記変換器の音響出力および前記変換器における周囲オーディオ音を示す前記エラーマイクロホンの出力から発生させられたエラーマイクロホン信号とを含み、適応的に発生させることは、前記反雑音信号を、前記基準マイクロホン信号と、前記変換器の音響出力および前記周囲音を示すエラー信号とから発生させ、前記方法は、
二次経路適応フィルタによって提供される二次経路応答を用いて、前記ソースオーディオを形成することと、
前記形成されたソースオーディオを前記エラーマイクロホン信号から除去することにより、前記エラー信号を発生させることであって、前記決定することは、前記検出された周囲オーディオ音が、前記基準マイクロホンに到達後、所定の時間区間未満に前記エラーマイクロホンに到達したことを決定し、改変することは、前記適応フィルタの適応を改変することにより、前記適応フィルタの応答におけるより高い周波数への強調を解除することと
をさらに含む、請求項６４に記載の方法。
【請求項６６】
前記改変することは、前記検出された周囲音の方向と適合するように、前記少なくとも２つのマイクロホンの各々の寄与に加重することによって、前記適応を改変する、請求項６３に記載の方法。
【請求項６７】
前記加重することは、前記検出された周囲音の方向の決定への前記少なくとも２つのマイクロホンのうちの少なくとも１つの寄与をディスエーブルにする、請求項６６に記載の方法。
【請求項６８】
パーソナルオーディオデバイスの少なくとも一部を実装するための集積回路であって、前記集積回路は、
出力信号を出力変換器に提供するための出力であって、聴取者へのプレイバックのためのソースオーディオと前記変換器の音響出力における周囲オーディオ音の影響を打ち消すための反雑音信号との両方を含む、出力信号を出力変換器に提供するための出力と、
前記周囲オーディオ音を示す少なくとも２つのマイクロホン信号を受信するための少なくとも２つのマイクロホン入力と、
処理回路であって、前記処理回路は、適応フィルタを使用して、前記少なくとも２つのマイクロホン信号のうちの少なくとも１つと適合するように、前記反雑音信号を適応的に発生させることにより、前記聴取者によって聞き取られる前記周囲オーディオ音の存在を低減し、前記処理回路は、検出された周囲オーディオ音の方向を前記少なくとも２つのマイクロホン信号から決定し、前記処理回路は、前記検出された周囲オーディオ音の方向と適合するように、前記適応フィルタの適応を選択的に改変する、処理回路と
を備える、集積回路。
【請求項６９】
前記処理回路は、前記適応フィルタの応答を形成するように投入された信号の特性を改変することによって、前記適応フィルタの応答の適応を改変する、請求項６８に記載の集積回路。
【請求項７０】
前記少なくとも２つのマイクロホン入力は、前記周囲オーディオ音を示す基準マイクロホン信号を受信するための基準マイクロホン入力と、前記変換器の音響出力および前記変換器における周囲オーディオ音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とを含み、前記処理回路は、前記基準マイクロホン信号を前記適応フィルタの入力に提供することによって、前記反雑音信号を前記基準マイクロホン信号から発生させ、前記処理回路は、前記ソースオーディオを形成する二次経路応答を有する二次経路フィルタと、コンバイナとをさらに実装し、前記コンバイナは、前記ソースオーディオを前記エラーマイクロホン信号から除去することにより、前記聴取者に送達される組み合わせられた反雑音および周囲オーディオ音を示すエラー信号を提供し、前記適応フィルタは、前記エラー信号および前記基準マイクロホン信号と適合するように、反雑音信号を発生させ、前記処理回路は、前記検出された周囲オーディオ音が、前記基準マイクロホンに到達後、所定の時間区間未満で前記エラーマイクロホンに到達したことを決定し、それに応答して、前記適応フィルタの適応を改変することにより、前記適応フィルタの応答におけるより高い周波数への強調を解除する、請求項６９に記載の集積回路。
【請求項７１】
前記処理回路は、前記検出された周囲音の方向と適合するように、前記少なくとも２つのマイクロホンの各々の寄与に加重することによって、前記適応を改変する、請求項６８に記載の集積回路。
【請求項７２】
前記加重することは、前記検出された周囲音の方向の決定への前記少なくとも２つのマイクロホンのうちの少なくとも１つの寄与をディスエーブルにする、請求項７１に記載の集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野
本発明は、概して、雑音消去を含む無線電話等のパーソナルオーディオデバイスに関し、より特定すると、周囲音における周波数または方向依存特性が検出され、それに応答して、反雑音信号についての措置が講じられるパーソナルオーディオデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の背景
無線電話（モバイル／携帯電話、コードレス電話等）、およびＭＰ３プレーヤ等の他の消費者オーディオデバイスおよびヘッドホンまたはイヤホン（ｅａｒｂｕｄ）が、広く使用されている。明瞭度に関するそのようなデバイスの性能は、周囲音響事象を測定するマイクロホンを使用して雑音消去を提供し、次いで、信号処理を使用して反雑音信号をデバイスの出力に挿入し、周囲音響事象を消去することによって、改良されることができる。
【０００３】
無線電話等のパーソナルオーディオデバイスの周囲の音響環境は、劇的に変化し得るので、存在する雑音源およびデバイス自体の位置に応じて、そのような環境変化を加味するように雑音消去を適応させることが、望ましい。しかしながら、適応雑音消去は、ある種の周囲音に対して非効果的であり得るか、またはある種の周囲音に対して予想外の結果を提供し得る。
【０００４】
したがって、ある種の周囲音の存在下で効果的雑音消去を提供する（無線電話を含む）パーソナルオーディオデバイスを提供することが、望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の開示
ある種の周囲音の存在下で雑音消去を提供するパーソナルオーディオデバイスを提供する上記で述べられている目的は、パーソナルオーディオデバイス、動作方法、および集積回路において達成される。方法は、パーソナルオーディオデバイス内に組み込まれ得るパーソナルオーディオデバイスおよび集積回路の動作方法である。
【０００６】
パーソナルオーディオデバイスは、聴取者へのプレイバックのためのソースオーディオと、変換器の音響出力における周囲オーディオ音の影響を打ち消すための反雑音信号との両方を含むオーディオ信号を再生するために、筐体に搭載された変換器を有する筐体を含む。少なくとも１つのマイクロホンが、筐体に搭載され、周囲オーディオ音を示すマイクロホン信号を提供する。パーソナルオーディオデバイスは、反雑音信号が変換器において周囲オーディオ音の実質的消去を生じさせるように、反雑音信号をマイクロホン信号から適応的に発生させるための、適応雑音消去（ＡＮＣ）処理回路を筐体内にさらに含む。エラーマイクロホンは、反雑音信号の適応を制御することにより周囲オーディオ音を消去するため、および処理回路の出力から変換器を通る電気−音響経路を補償するために含まれてもよい。ＡＮＣ処理回路は、周波数依存特性を有する周囲音を検出し、ＡＮＣ回路の適応に措置を講じ、破壊的であるか、非効果的であるか、または別様に性能を損なわせる反雑音の発生を回避する。
【０００７】
別の側面では、ＡＮＣ処理回路は、周波数依存特性の検出ありで、またはそれなしで周囲音の方向を検出し、さらに、ＡＮＣ回路の適応に措置を講じ、破壊的であるか、非効果的であるか、または別様に性能を損なわせる反雑音の発生を回避する。
【０００８】
本発明の前述および他の目的、特徴、および利点は、添付の図面に図示されるように、本発明の好ましい実施形態の下記のより特定されている説明から明白となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、例示的な無線電話１０の図示である。
【００１０】
【図２】図２は、無線電話１０内の回路のブロック図である。
【００１１】
【図３Ａ】図３Ａ〜３Ｃは、図２のＣＯＤＥＣ集積回路２０のＡＮＣ回路３０を実装するために使用され得る種々の例示的なＡＮＣ回路の信号処理回路および機能ブロックを描写するブロック図である。
【図３Ｂ】図３Ａ〜３Ｃは、図２のＣＯＤＥＣ集積回路２０のＡＮＣ回路３０を実装するために使用され得る種々の例示的なＡＮＣ回路の信号処理回路および機能ブロックを描写するブロック図である。
【図３Ｃ】図３Ａ〜３Ｃは、図２のＣＯＤＥＣ集積回路２０のＡＮＣ回路３０を実装するために使用され得る種々の例示的なＡＮＣ回路の信号処理回路および機能ブロックを描写するブロック図である。
【００１２】
【図４】図４は、ＣＯＤＥＣ集積回路２０内に実装され得る方向検出回路を描写するブロック図である。
【００１３】
【図５】図５は、方向決定ブロック５６の動作を図示する信号波形図である。
【００１４】
【図６】図６は、ＣＯＤＥＣ集積回路２０内の信号処理回路および機能ブロックを描写するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
発明を実行するための最良のモード
無線電話等のパーソナルオーディオデバイスに実装され得る雑音消去の技法および回路が、開示される。パーソナルオーディオデバイスは、周囲音響環境を測定してスピーカ（または、他の変換器）出力に投入される信号を発生させて周囲音響事象を消去する適応雑音消去（ＡＮＣ）回路を含む。しかしながら、いくつかの音響事象または方向性に対しては、ＡＮＣ回路の通常動作が、不適切な適応および誤りのある動作につながり得る。下記で示される例示的なパーソナルオーディオデバイス、方法、および回路は、特定の周波数特性または方向を有する周囲オーディオ音（ａｍｂｉｅｎｔ  ａｕｄｉｏ  ｓｏｕｎｄ）を検出し、ＡＮＣ回路の適応に措置を講じ、望ましくない動作を回避する。特に、自動車状況におけるモータヒス音（ｍｏｔｏｒ  ｈｉｓｓ）等の高周波数成分（ｈｉｇｈ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｃｏｎｔｅｎｔ）は、変換器と、変換器出力を測定するエラーマイクロホンと、ユーザの耳との間の結合の高周波数応答における未知要素のため、良好に消去されない場合がある。車の雑音ゴロゴロ音（ｎｏｉｓｅ  ｒｕｍｂｌｅ）等の低周波数成分もまた、反雑音信号を再生する変換器の能力が低下するある周波数と、無線電話のイヤホンまたは内蔵スピーカが使用されているかどうかに応じて低周波数応答が低下する周波数とを下回ると、容易に消去されない。
【００１６】
図１は、ヒトの耳５に近接する例示的な無線電話１０を示す。図示される無線電話１０は、本明細書で図示される技法が用いられ得るデバイスの例であるが、図示される無線電話１０において、または後続図に描写される回路において具現化される要素または構成の全てが要求されるわけではないことが、理解される。無線電話１０は、呼出音、記憶されたオーディオプログラム材料、近端発話、無線電話１０によって受信されるウェブページまたは他のネットワーク通信からのソース、ならびに低バッテリ量および他のシステム事象通知等のオーディオ指標のような、他のローカルオーディオ事象とともに、無線電話１０によって受信される遠隔発話を再生するスピーカＳＰＫＲ等の変換器を含む。近接発話マイクロホンＮＳは、無線電話１０から他の会話参加者(単数または複数)に伝送される近端発話を捕捉するために提供される。
【００１７】
無線電話１０は、反雑音信号をスピーカＳＰＫＲに投入することによりスピーカＳＰＫＲによって再生される遠隔発話および他のオーディオの明瞭度を改善する適応雑音消去（ＡＮＣ）回路および特徴を含む。基準マイクロホンＲは、周囲音響環境を測定するために提供され、近端発話が基準マイクロホンＲによって生成される信号において最小限にされるように、ユーザ／話者の口の典型的な位置から離れて位置付けられる。第３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に近く接近するとき、耳５に近接するスピーカＳＰＫＲによって再生されるオーディオ信号と組み合わせて周囲オーディオの測定値を提供することによって、ＡＮＣ動作をさらに改善するために提供される。無線電話１０内の例示的な回路１４は、基準マイクロホンＲ、近接発話マイクロホンＮＳ、およびエラーマイクロホンＥから信号を受信し、無線電話送受信機を含むＲＦ集積回路１２等の他の集積回路と繋がっているオーディオＣＯＤＥＣ集積回路２０を含む。本発明の他の実施形態では、本明細書に開示される回路および技法は、ＭＰ３プレーヤオンチップ（ｐｌａｙｅｒ−ｏｎ−ａ−ｃｈｉｐ）集積回路等のパーソナルオーディオデバイスの全体を実装するための制御回路および他の機能性を含む単一集積回路に組み込まれてもよい。
【００１８】
概して、本明細書に開示されるＡＮＣ技法は、基準マイクロホンＲに飛び込む周囲音響事象（スピーカＳＰＫＲの出力および／または近端発話と対立するものである）を測定し、さらにエラーマイクロホンＥに飛び込む同一の周囲音響事象を測定することによって、図示される無線電話１０のＡＮＣ処理回路は、基準マイクロホンＲの出力から発生させられる反雑音信号を適応させることにより、エラーマイクロホンＥに存在する周囲音響事象の振幅を最小限にする特性を有する。音響経路Ｐ（ｚ）は、基準マイクロホンＲからエラーマイクロホンＥに延びるので、ＡＮＣ回路は、本質的に、電気−音響経路Ｓ（ｚ）の影響を除去した状態で組み合わせられた推定音響経路Ｐ（ｚ）である。電気−音響経路Ｓ（ｚ）は、ＣＯＤＥＣ  ＩＣ  ２０のオーディオ出力回路の応答と、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す。電気−音響経路Ｓ（ｚ）は、耳５の近接度および構造と、無線電話１０が耳５にしっかりと押し付けられていないときに無線電話１０に近接し得る他の物理的物体およびヒト頭部構造とによって影響される。図示される無線電話１０は、第３の近接発話マイクロホンＮＳを有する２つのマイクロホンＡＮＣシステムを含むが、別個のエラーマイクロホンおよび基準マイクロホンを含まない他のシステムも、上記で説明されている技法を実装することができる。代替として、近接発話マイクロホンＮＳは、上記で説明されているシステムにおける基準マイクロホンＲの機能を果たすために使用されることができる。最後に、オーディオプレイバックのためだけに設計されたパーソナルオーディオデバイスでは、近接発話マイクロホンＮＳは、概して、含まれず、下記でさらに詳細に説明される回路における近接発話信号経路が、省略されることができる。
【００１９】
次に、図２を参照すると、無線電話１０内の回路が、ブロック図に示される。ＣＯＤＥＣ集積回路２０は、基準マイクロホン信号を受信して基準マイクロホン信号のデジタル表現ｒｅｆを生成するためのアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）２１Ａ、エラーマイクロホン信号を受信してエラーマイクロホン信号のデジタル表現ｅｒｒを生成するためのＡＤＣ  ２１Ｂと、近接発話マイクロホン信号を受信して近接発話マイクロホン信号のデジタル表現ｎｓを生成するためのＡＤＣ  ２１Ｃとを含む。ＣＯＤＥＣ  ＩＣ  ２０は、増幅器Ａ１からスピーカＳＰＫＲまたはヘッドホンを駆動するための出力を発生させ、その増幅器は、コンバイナ２６の出力を受信するデジタル／アナログコンバータ（ＤＡＣ）２３の出力を増幅する。ヘッドホンタイプ検出器２７は、制御信号ｈｐｔｙｐｅを介して情報をＡＮＣ回路３０に提供し、その情報は、ヘッドセットが接続されるかどうかに関し、随意に、接続されるヘッドセットのタイプに関する。ヘッドホンタイプ検出器２７を実装するために使用され得るヘッドセットタイプ検出技法の詳細は、米国特許出願第１３／５８８，０２１号「ＨＥＡＤＳＥＴ  ＴＹＰＥ  ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ  ＡＮＤ  ＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ  ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ」に開示されており、それの開示は、参照によって本明細書に組み込まれる。コンバイナ２６は、内部オーディオソース２４からのオーディオ信号ｉａ、ＡＮＣ回路３０によって発生させられる反雑音信号ａｎｔｉ−ｎｏｉｓｅを組み合わせ、その反雑音信号は、通例、基準マイクロホン信号ｒｅｆにおける雑音と同一の極性を有し、したがって、コンバイナ２６によって減じられる。加えて、コンバイナ２６はまた、無線電話１０のユーザが無線周波数（ＲＦ）集積回路２２から受信されるダウンリンク発話ｄｓに適切に関連して自分自身の音声を聞き取れるように、近接発話信号ｎｓの一部を組み合わせる。例示的な回路では、ダウンリンク発話ｄｓが、ＡＮＣ回路３０に提供される。ダウンリンク発話ｄｓおよび内部オーディオｉａは、ソースオーディオ（ｄｓ＋ｉａ）がＡＮＣ回路３０内の二次経路適応フィルタを有する推定音響経路Ｓ（ｚ）に与えられ得るように、ソースオーディオ（ｄｓ＋ｉａ）を提供するためにコンバイナ２６に提供される。近接発話信号ｎｓはまた、ＲＦ集積回路２２に提供され、アンテナＡＮＴを介して、アップリンク発話としてサービスプロバイダに伝送される。
【００２０】
図３Ａは、図２のＡＮＣ回路３０を実装するために使用され得るＡＮＣ回路３０Ａの詳細の一例を示す。適応フィルタ３２は、基準マイクロホン信号ｒｅｆを受信し、理想的状況下で、その伝達関数Ｗ（ｚ）をＰ（ｚ）／Ｓ（ｚ）となるように適応させ、反雑音信号ａｎｔｉ−ｎｏｉｓｅを発生させ、その反雑音信号は、図２のコンバイナ２６によって例示されるように、反雑音信号と変換器によって再生されるオーディオ信号とを組み合わせる出力コンバイナに提供される。適応フィルタ３２の係数は、２つの信号の相関を使用して、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、それは、概して、エラーマイクロホン信号ｅｒｒに存在する基準マイクロホン信号ｒｅｆのそれらの成分の間のエラーを（最小二乗平均的な意味において）最小限にする。Ｗ係数制御ブロック３１によって処理される信号は、フィルタ３４Ｂによって提供される経路Ｓ（ｚ）の応答の推定値のコピーによって形作られるような基準マイクロホン信号ｒｅｆと、エラーマイクロホン信号ｅｒｒとを含む別の信号である。基準マイクロホン信号ｒｅｆを経路Ｓ（ｚ）の応答の推定値のコピーである応答ＳＥＣＯＰＹ（ｚ）を用いて変換することと、エラーマイクロホン信号ｅｒｒを最小限にすることとによって、ソースオーディオのプレイバックに起因するエラーマイクロホン信号ｅｒｒの成分を除去した後、適応フィルタ３２は、Ｐ（ｚ）／Ｓ（ｚ）の所望の応答に適応させられる。下記でさらに詳細に説明されるように、応答Ｃｘ（ｚ）を有するフィルタ３７Ａは、フィルタ３４Ｂの出力を処理し、第１の入力をＷ係数制御ブロック３１に提供する。Ｗ係数制御ブロック３１への第２の入力は、Ｃｅ（ｚ）の応答を有する別のフィルタ３７Ｂによって処理される。応答Ｃｅ（ｚ）は、フィルタ３７Ａの応答Ｃｘ（ｚ）に整合させられる位相応答を有する。フィルタ３７Ｂへの入力は、エラーマイクロホン信号ｅｒｒおよびフィルタ応答ＳＥ（ｚ）（応答ＳＥＣＯＰＹ（ｚ）は、そのコピーである）によって処理されたダウンリンクオーディオ信号ｄｓの反転量（ｉｎｖｅｒｔｅｄ  ａｍｏｕｎｔ）を含む。応答Ｃｅ（ｚ）およびＣｘ（ｚ）は、種々の機能を行なうことによって形作られる。応答Ｃｅ（ｚ）およびＣｘ（ｚ）の機能のうちの１つは、反雑音信号の応答が変換器ＳＰＫＲの応答によって制限されるので、不適切な動作を生じさせてＡＮＣシステムにおいて何の目的も果たさない低周波数成分およびオフセットを除去することである。応答Ｃｅ（ｚ）およびＣｘ（ｚ）の別の機能は、消去が、条件に応じて、効果的であり得る場合とそうではない場合とがあるより高い周波数におけるＡＮＣシステムの適応をバイアスすることである。
【００２１】
エラーマイクロホン信号ｅｒｒに加え、Ｗ係数制御ブロック３１によってフィルタ３４Ｂの出力とともに処理される他の信号は、フィルタ応答ＳＥ（ｚ）（応答ＳＥＣＯＰＹ（ｚ）は、そのコピーである）によって処理されたダウンリンクオーディオ信号ｄｓおよび内部オーディオｉａを含むソースオーディオ（ｄｓ＋ｉａ）の反転量を含む。ソースオーディオの反転量を投入することによって、適応フィルタ３２は、エラーマイクロホン信号ｅｒｒに存在する比較的に大量のソースオーディオに適応することを防止される。経路Ｓ（ｚ）の応答の推定値を用いてダウンリンクオーディオ信号ｄｓおよび内部オーディオｉａの反転コピーを変換することによって、処理前の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に存在するソースオーディオ（ｄｓ＋ｉａ）の予期されるバージョンに整合するはずである。電気および音響経路Ｓ（ｚ）が、エラーマイクロホンＥに到達するために、ダウンリンクオーディオ信号ｄｓおよび内部オーディオｉａによって辿られる経路であるので、除去されるソースオーディオ（ｄｓ＋ｉａ）の部分は、エラーマイクロホン信号ｅｒｒに存在するソースオーディオ（ｄｓ＋ｉａ）に整合する。フィルタ３４Ｂは、それ自体は適応フィルタではないが、適応フィルタ３４Ａの応答に整合するように整調される調節可能応答を有し、その結果として、フィルタ３４Ｂの応答が、適応フィルタ３４Ａの適応を追跡する。上記のものを実装するために、適応フィルタ３４Ａは、ＳＥ係数制御ブロック３３によって制御される係数を有し、それは、コンバイナ３６が、エラー信号ｅからエラーマイクロホンＥに送達される予期されているソースオーディオを表すための、適応フィルタ３４Ａによってフィルタ処理された上記で説明されているフィルタ処理されたソースオーディオ（ｄｓ＋ｉａ）を除去した後、ソースオーディオ（ｄｓ＋ｉａ）およびエラーマイクロホン信号ｅｒｒを処理する。適応フィルタ３４Ａは、それによって、エラー信号ｅをダウンリンクオーディオ信号ｄｓおよび内部オーディオｉａから発生させるように適応させられ、それは、エラーマイクロホン信号ｅｒｒから減じられると、ソースオーディオ（ｄｓ＋ｉａ）に起因しないエラーマイクロホン信号ｅｒｒの成分を含む。
【００２２】
周囲オーディオ音がＡＮＣ回路３０Ａによって効果的に消去されることができない周波数依存特性を含むとき、非効果的かつ概して破壊的なＡＮＣ動作を回避するために、ＡＮＣ回路３０Ａは、フィルタ基準マイクロホン信号ｒｅｆを多数の離散周波数ビン（ｄｉｓｃｒｅｔｅ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｂｉｎ）にフィルタ処理する高速フーリエ変換（ＦＦＴ）ブロック５０と、ビンの各々における基準マイクロホン信号のエネルギーの指標を提供する振幅検出ブロック５２とを含む。振幅検出ブロック５２の出力は、ＡＮＣ動作が非効果的であることまたは誤りのある適応または雑音消去を生じさせることが予期され得る基準マイクロホン信号ｒｅｆの１つまたはそれよりも多くの周波数帯域にエネルギーが存在するかどうかを決定する周波数特性決定論理５４に提供される。どの周波数帯域が着目されるかは、プログラム可能であっても、パーソナルオーディオデバイス１０の種々の構成に応答して選択可能であってもよい。例えば、異なる周波数帯域が、パーソナルオーディオデバイス１０に接続されるヘッドセットのタイプを示す制御信号ｈｐｔｙｐｅに応じて選択されてもよく、または周囲音周波数特性検出は、ヘッドセットが接続される場合、ディスエーブルであり得る。選択または所定周波数特性が基準マイクロホン信号ｒｅｆに存在するかどうかに応じて、周波数特性決定論理５４は、ＡＮＣ回路の不適切な適応／動作を防止するための措置を講じる。特定すると、図３Ａに与えられる例では、周波数特性決定論理５４は、制御信号ｈａｌｔ  Ｗをアサートすることによって、Ｗ係数制御ブロック３１の動作を停止する。代替として、または組み合わせて、周波数特性決定論理５４が、特定の周波数依存特性が周囲音で検出されたことを示す場合、制御信号ｈａｌｔ  Ｗは、Ｗ係数制御ブロック３１の更新レートを低下させるレート制御信号ｒａｔｅを用いて置換または補足されてもよい。別の代替として、周波数特性決定論理５４は、フィルタ３７Ｂの応答Ｃｅ（ｚ）およびフィルタ３７Ａの応答Ｃｘ（ｚ）に対する複数の応答の中から選択することによって、適応フィルタ３２の応答Ｗ（ｚ）の適応を改変し得、その結果として、基準マイクロホンｒｅｆにおいて受信される実際の周囲信号の周波数依存特性に応じて、特定の周波数における係数制御ブロック３１の応答性が、変更されることができ、それゆえに、適応は、ＡＮＣ回路３０Ａによって検出された周囲音の周波数成分に応じて、増減され得る。例証的な例は、基準マイクロホン信号ｒｅｆのみの分析を使用して、周囲音の周波数依存特性を検出するが、近接発話マイクロホンＮＳも、実際の近接発話条件が適切に取り扱われる限り、使用されることができ、代替として、エラーマイクロホンＥは、ユーザの耳が周囲音を遮蔽しないある条件下、またはそのような周波数において使用されることができる。さらに、二重の基準マイクロホンを含む複数のマイクロホンが、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）ブロック５０に入力を提供するために使用されることができ、それは、代替として、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）等の他のフィルタ処理／分析技法または無限インパルス応答（ＩＩＲ）バンドパスフィルタ等の並列セットのフィルタを使用し得る。
【００２３】
次に、図２のＡＮＣ回路３０を実装するために代替として使用され得る別のＡＮＣ回路３０Ｂの詳細である図３Ｂを参照する。ＡＮＣ回路３０Ｂは、図３ＡのＡＮＣ回路３０Ａに類似し、したがって、それらの間の差異のみが、下記で説明される。ＡＮＣ回路３０Ｂでは、ＡＮＣ回路３０Ｂに応答Ｗ（ｚ）を実装するために、適応フィルタを採用するのではなく、固定応答ＷＦＩＸＥＤ（ｘ）が、フィルタ３２Ａによって提供され、応答ＷＡＤＡＰＴ（ｚ）の適応部分が、適応フィルタ３２Ｂによって提供される。フィルタ３２Ａおよび３２Ｂの出力は、コンバイナ３６Ｂによって組み合わせられ、固定部分および適応部分を有する全応答を提供する。Ｗ係数制御ブロック３１Ａは、制御可能漏出応答を有する。すなわち、応答は、応答が経時的に平坦周波数応答または別の所定の初期周波数応答となる傾向があるような時間変数であり、その結果として、いかなる誤りのある適応も、経時的に適応を取り消すことによって補正される。ＡＮＣ回路３０Ｂでは、周波数特性決定論理５４は、制御信号ｌｅａｋａｇｅを用いて漏出のレベルを制御し、それは、２つの状態（すなわち、漏出イネーブルまたはディスエーブル）のみを有し得るか、またはＷＡＤＡＰＴ（ｚ）を初期応答に復元するために適用される漏出の時間定数または更新レートを制御する値を有し得る。
【００２４】
次に、図３Ｃを参照すると、別のＡＮＣ回路３０Ｃの詳細が、図２のＡＮＣ回路３０を実装するために使用され得る別の例示的な回路に従って示される。ＡＮＣ回路３０Ｃは、図３ＡのＡＮＣ回路３０Ａに類似し、したがって、それらの間の差異のみが、下記で説明される。ＡＮＣ回路３０Ｃは、図３ＡのＡＮＣ回路３０Ａおよび図３ＢのＡＮＣ回路３０Ｂにおけるような周波数特性決定要素、すなわち、ＦＦＴブロック５０および振幅検出５２を含むが、さらに、周囲音がやってくる方向を推定する方向決定ブロック５６を含む。組み合わせられた周波数および方向決定論理５９は、適応フィルタ３２の応答Ｗ（ｚ）の適応に措置を講じる制御出力を発生させ、それは、図示されるように、Ｗ係数制御ブロック３１によって発生させられる係数の更新を停止させるか、または更新レートを変化させる制御信号ｈａｌｔ  Ｗまたはｒａｔｅであり得る。他の出力も、追加または代替として、図３ＡのＡＮＣ回路３０ＡおよびＡＮＣ回路３０Ｂにおけるように、適応フィルタ３２の応答Ｗ（ｚ）の適応（例えば、ＡＮＣ回路３０Ａにおけるようなフィルタ３７Ｂの応答Ｃｅ（ｚ）およびフィルタ３７Ａの応答Ｃｘ（ｚ）の選択、またはＡＮＣ回路３０Ｂにおけるような応答Ｗ（ｚ）の漏出の調節）を制御してもよい。やってくる周囲音の方向を測定するために、近接発話マイクロホンＮＳまたはエラーマイクロホンＥ等の別のマイクロホンと組み合わせて、基準マイクロホンＲによって提供され得る２つのマイクロホンが、必要とされる。しかしながら、実際の近接発話を周囲音から区別する問題と、パーソナルオーディオデバイス１０がユーザの耳に対しているときに周囲環境へのエラーマイクロホンＥの異なる応答とを回避するために、図３ＣにおけるＡＮＣ回路３０Ｃへの入力として図示される２つの基準マイクロホン信号ｒｅｆ１およびｒｅｆ２を発生させるために、２つの基準マイクロホンを提供することが、有用である。基準加重ブロック５７が、周波数および方向決定論理５９によって提供される制御信号ｒｅｆ  ｍｉｘ  ｃｔｒｌによって制御され、それは、基準マイクロホン信号ｒｅｆ１とｒｅｆ２とを選択するか、またはそれらを異なる利得と組み合わせ、周囲音の最良測定値を提供することによって、ＡＮＣ回路３０Ｃの性能を改善し得る。
【００２５】
加えて、図３Ｃは、図３ＡのＡＮＣ回路３０Ａ内および図３ＢのＡＮＣ回路３０Ｂ内のいずれかに随意に含まれ得る適応フィルタ３２の応答Ｗ（ｚ）の適応を改変するためのさらに別の技法を図示する。応答Ｗ（ｚ）の漏出の調節またはＷ係数制御ブロック３１への入力の応答の調節ではなく、ＡＮＣ回路３０Ｃは、適応フィルタ３２Ｃによって提供される適応フィルタ３２の応答Ｗ（ｚ）のコピーＷＣＯＰＹ（ｚ）に供給される雑音発生器３７を使用して、雑音信号ｎ（ｚ）を投入する。コンバイナ３６Ｃは、雑音信号ｎｏｉｓｅ（ｚ）をＷ係数制御３１に提供される適応フィルタ３４Ｂの出力に追加する。フィルタ３２Ｃによって形作られるような、雑音信号ｎ（ｚ）は、雑音信号ｎ（ｚ）がＷ係数制御３１への相関入力に非対称的に追加されるように、コンバイナ３６Ｄによってコンバイナ３６の出力から減じられ、その結果として、適応フィルタ３２の応答Ｗ（ｚ）が、雑音信号ｎ（ｚ）の完全に相関させられた投入によって、Ｗ係数制御３１への各相関入力にバイアスされる。投入された雑音は、Ｗ係数制御３１への基準入力に直接的に現れ、エラーマイクロホン信号ｅｒｒには現れず、コンバイナ３６Ｄによるフィルタ３２Ｃの出力におけるフィルタ処理された雑音の組み合わせを介して、Ｗ係数制御３１への他の入力のみに現れるので、Ｗ係数制御３１は、応答Ｗ（ｚ）を適応させ、雑音信号ｎ（ｚ）に存在する周波数を減衰させる。雑音信号ｎ（ｚ）の成分は、反雑音信号には現れないが、適応フィルタ３２の応答Ｗ（ｚ）にのみ現れ、雑音信号ｎ（ｚ）がエネルギーを有する周波数／帯域において振幅減少を有する。パーソナルオーディオデバイス１０に到達する周囲音の周波数成分またはそれの方向に応じて、周波数および方向決定論理ブロック５９は、制御信号ｎｏｉｓｅ  ａｄｊｕｓｔを改変し、雑音発生器３７によって投入されるスペクトルを選択することができる。
【００２６】
次に、図４を参照すると、ＡＮＣ回路３０Ｃの例示的な方向決定ブロック５６の詳細が、示される。方向決定ブロック５６はまた、ＡＮＣ回路３０ＡまたはＡＮＣ回路３０Ｂにおける周波数特性決定回路の代替として、またはそれと組み合わせて、使用されてもよい。方向決定ブロック５６は、一対の基準マイクロホン、または基準マイクロホンＲ、エラーマイクロホンＥ、および近接発話マイクロホンＮＳのうちの任意の２つまたはそれよりも多くの組み合わせであり得る２つのマイクロホンを使用することによって、周囲音の方向についての情報を決定する。相互相関が、上記のマイクロホンの任意の組み合わせの出力であり得るマイクロホン信号、例えば、例示的なマイクロホン信号ｍｉｃ１およびｍｉｃ２に対して行なわれる。相互相関は、マイクロホン信号ｍｉｃ１およびｍｉｃ２の両方に存在する周囲音の間の遅延を示す波形である遅延確信度を算出するために使用される。遅延確信度は、（Ｔ）＊ρｍｉｃ１＊ｍｉｃ２（Ｔ）として定義され、式中、ρｍｉｃ１＊ｍｉｃ２（Ｔ）は、マイクロホン信号ｍｉｃ１とｍｉｃ２との相互相関であり、Ｔ＝ａｒｇ  ｍａｘＴ［ρｍｉｃ１＊ｍｉｃ２（Ｔ）］であり、それは、マイクロホン信号ｍｉｃ１とｍｉｃ２との相互相関ρｍｉｃ１＊ｍｉｃ２（Ｔ）の値が最大値である時間である。遅延推定回路６２は、相互相関関数の結果から実際の遅延を推定し、決定論理ブロック５９は、検出された周囲音の方向に応じて、ＡＮＣ回路の適応に措置を講じるかどうかを決定する。決定論理ブロック５９は、加えて、周波数依存特性および方向性情報（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）の組み合わせが、Ｗ（ｚ）適応の停止、図３Ｂの例における漏出の増加、または図３Ａの例におけるフィルタ３７Ｂの応答Ｃｅ（ｚ）およびフィルタ３７Ａの応答Ｃｘ（ｚ）のための代替応答の選択等の措置を講じるべきかどうか決定するために使用され得るように、図３Ｂの周波数特性決定論理５４から入力を受信してもよい。
【００２７】
次に、図５を参照すると、図４に描写される回路内の信号の信号波形図が、示される。時間ｔ１では、周囲音が、基準マイクロホンＲに到達し、第１のマイクロホン信号ｍｉｃ１の例である基準マイクロホン信号ｒｅｆに現れる。時間ｔ２では、同一の周囲音が、エラーマイクロホンＥに到達し、第２のマイクロホン信号ｍｉｃ２の例であるエラーマイクロホン信号ｅｒｒに現れる。エラーマイクロホン信号ｅｒｒおよび基準マイクロホン信号ｒｅｆの遅延確信度（Ｔ）＊ρｒｅｆ＊ｅｒｒ（Ｔ）が、図示される。時間ｔ３における遅延確信度（Ｔ）＊ρｒｅｆ＊ｅｒｒ（Ｔ）のピーク値は、基準マイクロホンＲにおける到達時間とエラーマイクロホンＥにおける到達時間との間の遅延を示す。したがって、図５の略図に到達する第１の周囲音について、方向は、基準マイクロホンに向かっており、したがって、周波数特性決定論理５４または別の問題検出源からの何らかの逆指標がなければ、ＡＮＣ回路が、周囲音を効果的に消去し得ることが予期され得る。しかしながら、図５に示される第２の周囲音は、時間ｔ４においてエラーマイクロホンＥに、次いで、時間ｔ５において基準マイクロホンに到達しており、これは、周囲音が、エラーマイクロホンＥの方向から来ていて、特に、周囲音の周波数成分がＡＮＣ有効性の上限近傍である場合、ＡＮＣシステムによって効果的に消去されることができない可能性があることを示す。方向は、遅延確信度（Ｔ）＊ρｒｅｆ＊ｅｒｒ（Ｔ）の逆極性に示される。したがって、周囲音が、基準マイクロホンＲではなく、変換器およびエラーマイクロホンＥの方向から来ているという十分な信頼性がある時間ｔ６において、決定論理６４は、制御信号ｈａｌｔ  Ｗをアサートし、応答Ｗ（ｚ）の係数の更新を中止する。代替として、漏出の増加またはフィルタ３７ＢのＣｅ（ｚ）およびフィルタ３７Ａの応答Ｃｘ（ｚ）のための異なる応答の選択等の他の措置も、そのような条件の検出に応答して、行なわれ得る。図４および図５に図示される例は、例証にすぎず、一般に、反復的なまたはより長い周囲音についての観測が、ＡＮＣシステムにおいて問題となって介入を要求し得る周囲音の方向を効果的に識別するために行なわれてもよい。特に、処理および電気音響経路遅延は、入ってくる周囲音に反応してそれを消去するためのＡＮＣ回路の能力に影響を及ぼすので、周囲音が、エラーマイクロホンにおける周囲音の到達前の所定の時間区間未満に、基準マイクロホンに到達する場合、ＡＮＣ回路が、その条件に応答して、ＡＮＣ挙動を改変しないことを決定し得る基準を適用することが、概して必要である。
【００２８】
次に、図６を参照すると、図３に描写されるようなＡＮＣ技法を実装するため、および図２のＣＯＤＥＣ集積回路２０内に実装され得るような処理回路４０を有するためのＡＮＣシステムのブロック図が、示される。処理回路４０は、メモリ４４に結合されるプロセッサコア４２を含み、そのメモリに、上記で説明されているＡＮＣ技法の一部または全部ならびに他の信号処理を実装し得るコンピュータプログラム製品を含むプログラム命令が記憶されている。随意に、専用のデジタル信号処理（ＤＳＰ）論理４６が、処理回路４０によって提供されるＡＮＣ信号処理の一部、または代わりにそれの全部を実装するために提供されてもよい。処理回路４０はまた、基準マイクロホンＲ、エラーマイクロホンＥ、および近接発話マイクロホンＮＳから入力をそれぞれ受信するために、ＡＤＣ  ２１Ａ〜２１Ｃを含む。ＤＡＣ２３および増幅器Ａ１もまた、上記で説明されているような反雑音を含む変換器出力信号を提供するために、処理回路４０によって提供される。
【００２９】
本発明は、特に、その好ましい実施形態を参照して図示および説明されたが、形態および詳細における前述および他の変形例は、本発明の精神および範囲から逸脱することなくそこで行なわれてもよいことが、当業者によって理解される。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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