(57)【要約】  本開示のシステムおよび方法によれば、ハイブリッドフィードフォワード／フィードバック適応ノイズ消去システムは、再生補正エラー信号からミスアライメント修正信号を生成することによって参照マイクロフォン信号と誤差マイクロフォン信号とのミスアライメントを修正するように構成されたアライメントフィルタを含み得る。
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【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の少なくとも一部分を実装するための集積回路であって、
聞き手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内の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、前記トランスデューサに提供するための出力と、
前記周囲のオーディオ音を示す参照マイクロフォン信号を受信するための参照マイクロフォン入力と、
前記トランスデューサの前記出力と、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誤差マイクロフォン信号を受信するための誤差マイクロフォン入力と、
処理回路であって、
前記参照マイクロフォン信号から前記アンチノイズ信号の少なくとも一部を生成する応答を有するフィードフォワードフィルタと、
前記ソースオーディオ信号の電気音響経路をモデル化し、前記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、
前記誤差マイクロフォン信号に基づいて前記アンチノイズ信号の少なくとも一部を生成する応答を有するフィードバックフィルタと、
ミスアライメント修正信号を生成することによって、前記参照マイクロフォン信号と誤差マイクロフォン信号とのミスアライメントを修正するように構成されたアライメントフィルタと、
前記誤差マイクロフォン信号内の前記周囲のオーディオ音を最小化するように前記フィードフォワードフィルタの前記応答を適応させることによって、前記フィードフォワードフィルタの前記応答を形作るフィードフォワード係数制御ブロックと、
前記ミスアライメント修正信号を最小化するために、前記ソースオーディオ信号と前記ミスアライメント修正信号とに合わせて前記二次経路推定フィルタの前記応答を形作る二次経路係数制御ブロックと、
を実装する処理回路と、
を備える、集積回路。
【請求項２】
前記フィードバックフィルタの前記応答が、前記誤差マイクロフォン信号と前記二次経路推定との差異に基づく再生補正エラーから、前記アンチノイズ信号の少なくとも一部を生成する、請求項１に記載の集積回路。
【請求項３】
前記ミスアライメント修正信号が、前記再生補正エラーから生成された、フィルタ処理された再生補正エラーを含む、請求項２に記載の集積回路。
【請求項４】
前記フィードフォワード制御ブロックが、前記フィルタ処理された再生補正エラーと前記参照マイクロフォン信号と前記とに合わせて前記フィードフォワードフィルタの前記応答を形作る、請求項３に記載の集積回路。
【請求項５】
前記アライメントフィルタが、ＳＥ（ｚ）が前記二次経路推定フィルタの前記応答であり、Ｈ（ｚ）が前記フィードバックフィルタの前記応答であるときに、１＋ＳＥ（ｚ）Ｈ（ｚ）で得られる応答を有する、請求項１に記載の集積回路。
【請求項６】
前記処理回路が、前記フィードバックフィルタに関連したゲインをさらに実装する、請求項１に記載の集積回路。
【請求項７】
前記処理回路が、前記電気音響経路をモデル化する際の前記二次経路推定フィルタの性能をモニタするための二次経路推定性能モニタをさらに実装する、請求項６に記載の集積回路。
【請求項８】
前記処理回路が、前記二次経路推定性能モニタに応答して前記ゲインを制御する、請求項７に記載の集積回路。
【請求項９】
前記アライメントフィルタが、ＳＥ（ｚ）が前記二次経路推定フィルタの前記応答であり、Ｈ（ｚ）が前記フィードバックフィルタの前記応答であり、Ｇが前記ゲインであるときに、１＋ＳＥ（ｚ）Ｈ（ｚ）Ｇによって得られる応答を有する、請求項８に記載の集積回路。
【請求項１０】
前記アライメントフィルタが、ＳＥＧ（ｚ）が、前記二次経路推定性能モニタによって決定されるように、前記二次経路推定フィルタが前記ソースオーディオ信号の前記電気音響経路を十分にモデル化していた時点で存在する前記二次経路推定適応フィルタの前もって記憶された応答であり、Ｈ（ｚ）が前記フィードバックフィルタの前記応答であり、Ｇが前記ゲインであるときに、１＋ＳＥＧ（ｚ）Ｈ（ｚ）Ｇで得られる応答を有する、請求項８に記載の集積回路。
【請求項１１】
前記二次経路推定性能モニタが、前記二次経路推定フィルタが前記ソースオーディオ信号の前記電気音響経路を、その度合いに依存して十分にモデル化している更新頻度で前記記憶された応答ＳＥＧ（ｚ）を更新する、請求項１０に記載の集積回路。
【請求項１２】
前記フィードフォワード係数制御ブロックに伝達されるフィルタ処理された参照マイクロフォン信号を生成するために、ＳＥＧ（ｚ）に実質的に等価な応答を有するフィルタが前記参照マイクロフォン信号に適用される、請求項１０に記載の集積回路。
【請求項１３】
前記二次係数制御ブロックが、前記ミスアライメント修正信号を最小化するために前記ミスアライメント修正信号と修正されたソースオーディオ信号とを相関させることによって前記二次経路推定フィルタの前記応答を形作り、前記修正されたソースオーディオ信号が、前記ソースオーディオ信号と前記フィードバックフィルタによって生成された前記アンチノイズ信号の一部との前記合計を含む、請求項１に記載の集積回路。
【請求項１４】
パーソナルオーディオデバイスのトランスデューサ付近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参照マイクロフォン信号を受信することと、
前記トランスデューサの前記出力と、前記トランデューサにおける前記周囲のオーディオ音とを示す誤差マイクロフォン信号を受信することと、
聞き手への再生のためのソースオーディオ信号を生成することと、
前記誤差マイクロフォン信号内の前記周囲のオーディオ音を最小化するために前記参照マイクロフォン信号をフィルタ処理する適応フィルタの応答を適応させることによって、前記参照マイクロフォン信号からフィードフォワードアンチノイズ信号成分を生成することと、
前記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前記影響を打ち消すために前記誤差マイクロフォン信号に基づいてフィードバックアンチノイズ信号を生成することと、
前記参照マイクロフォン信号と誤差マイクロフォン信号とのミスアライメントを修正するためにミスアライメント修正信号を生成することと、
前記フィルタ処理された再生補正エラーを最小化するために、前記ソースオーディオ信号の電気音響経路をモデル化し、前記ソースオーディオ信号をフィルタ処理する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、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ことと、
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ために、前記フィードフォワードアンチノイズ信号成分と前記フィードバックアンチノイズ信号成分とをソースオーディオ信号と組み合わせることと、
を含む、方法。
【請求項１５】
前記フィードバックアンチノイズ信号成分を生成することが、前記誤差マイクロフォン信号と二次経路推定との差異に基づく再生補正エラーをフィードバックフィルタでフィルタ処理することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ミスアライメント修正信号を生成することが、前記再生補正エラーからフィルタ処理された再生補正エラーを生成することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記参照マイクロフォン信号をフィルタ処理する適応フィルタの前記応答を適応させることが、前記フィルタ処理された再生補正エラーと前記参照マイクロフォン信号とに合わせて前記適応フィルタの前記応答を形作ることを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記アライメントフィルタが、ＳＥ（ｚ）が前記二次経路推定フィルタの前記応答であり、Ｈ（ｚ）が前記フィードバックフィルタの前記応答であるときに、１＋ＳＥ（ｚ）Ｈ（ｚ）によって得られる応答を有する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記フィードバックフィルタに関連するゲインを適用することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記電気音響経路をモデル化する際の前記二次経路推定フィルタの性能をモニタするための二次経路推定性能によりモニタすることをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記二次経路推定性能モニタに応答して前記ゲイン要素のゲインを制御することをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記アライメントフィルタが、ＳＥ（ｚ）が前記二次経路推定フィルタの前記応答であり、Ｈ（ｚ）が前記フィードバックフィルタの前記応答であり、Ｇがゲインであるときに、１＋ＳＥ（ｚ）Ｈ（ｚ）Ｇによって得られる応答を有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記アライメントフィルタが、ＳＥＧ（ｚ）が、前記二次経路推定性能モニタによって決定されるように、前記二次経路推定フィルタが前記ソースオーディオ信号の前記電気音響経路を十分にモデル化していた時点で存在する前記二次経路推定適応フィルタの前もって記憶された応答であり、Ｈ（ｚ）が前記フィードバックフィルタの前記応答であり、Ｇが前記ゲインであるときに、１＋ＳＥＧ（ｚ）Ｈ（ｚ）Ｇで得られる応答を有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記二次経路推定フィルタが前記ソースオーディオ信号の前記電気音響経路を、その度合いに依存して十分にモデル化している更新頻度で前記記憶された応答ＳＥＧ（ｚ）を更新することをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記フィードフォワード係数制御ブロックに伝達されるフィルタ処理された参照マイクロフォン信号を生成するために、ＳＥＧ（ｚ）に実質的に等価な応答を有するフィルタを前記参照マイクロフォン信号に適用することをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記二次係数制御ブロックが、前記ミスアライメント修正信号を最小化するために前記ミスアライメント修正信号と修正されたソースオーディオ信号とを相関させることによって前記二次経路推定フィルタの前記応答を形作り、前記修正されたソースオーディオ信号が、前記ソースオーディオ信号と前記フィードバックフィルタによって生成されたアンチノイズ信号の一部との前記合計を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２７】
パーソナルオーディオデバイスの少なくとも一部分を実装するための集積回路であって、
聞き手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内の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、前記トランスデューサに提供するための出力と、
前記周囲のオーディオ音を示す参照マイクロフォン信号を受信するための参照マイクロフォン入力と、
前記トランスデューサの前記出力と、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誤差マイクロフォン信号を受信するための誤差マイクロフォン入力と、
注入された実質的に不可聴のノイズ信号を受信するためのノイズ入力と、
処理回路であって、
前記参照マイクロフォン信号から前記アンチノイズ信号の少なくとも一部を生成する応答を有するフィードフォワードフィルタと、
前記ソースオーディオ信号の電気音響経路をモデル化し、前記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、
前記誤差マイクロフォン信号に基づいて前記アンチノイズ信号の少なくとも一部を生成する応答を有するフィードバックフィルタと、
前記アンチノイズ信号の電気音響経路をモデル化し、前記ノイズ信号からフィルタ処理されたノイズ信号を生成する応答を有する、ように構成された有効二次推定フィルタと、
前記誤差マイクロフォン信号内の前記周囲のオーディオ音を最小化するように前記フィードフォワードフィルタの前記応答を適応させることによって、前記誤差マイクロフォン信号と前記参照マイクロフォン信号とに合わせて前記フィードフォワードフィルタの前記応答を形作るフィードフォワード係数制御ブロックと、
前記誤差信号を最小化するために前記ノイズ信号と前記誤差マイクロフォン信号とに合わせて前記有効二次経路推定フィルタの前記応答を形作る二次経路係数制御ブロックと、
前記有効二次推定フィルタの前記応答から前記二次推定フィルタの前記応答を生成する二次推定構築ブロックと、
を実装する処理回路と、
を備える、集積回路。
【請求項２８】
前記二次推定構築ブロックが、式
【数１】
2018530008.tif 000006
に従って前記有効二次推定フィルタの前記応答から前記二次推定フィルタの前記応答を生成し、ただし、ＳＥ（ｚ）が前記二次推定フィルタの前記応答であり、ＳＥｅｆｆ（ｚ）が前記有効二次推定フィルタの前記応答であり、Ｈ（ｚ）が前記フィードバックフィルタの前記応答である、請求項２７に記載の集積回路。
【請求項２９】
前記フィードバックフィルタの前記応答が、前記誤差マイクロフォン信号と、前記二次経路推定とフィルタ処理されたノイズ信号との合計との差に基づく再生補正エラーから前記アンチノイズ信号の少なくとも前記一部を生成する、請求項２７に記載の集積回路。
【請求項３０】
パーソナルオーディオデバイスのトランスデューサの前記付近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参照マイクロフォン信号を受信することと、
前記トランスデューサの出力と、前記トランデューサにおける前記周囲のオーディオ音とを示す誤差マイクロフォン信号を受信することと、
聞き手への再生のためのソースオーディオ信号を生成することと、
前記誤差マイクロフォン信号内の前記周囲のオーディオ音を最小化するために前記参照マイクロフォン信号をフィルタ処理する適応フィルタの応答を適応させることによって、前記参照マイクロフォン信号からフィードフォワードアンチノイズ信号成分を生成することと、
前記誤差マイクロフォン信号に基づいてフィードバックアンチノイズ信号を生成することと、
前記誤差マイクロフォン信号を最小化するために、前記アンチノイズ信号の電気音響経路をモデル化し、ノイズ信号をフィルタ処理する有効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、前記ノイズ信号から前記フィルタ処理されたノイズ信号を生成することと、
前記有効二次推定フィルタの前記応答から生成される二次経路推定フィルタの応答を適用することによって、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ことと、
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ために、前記フィードフォワードアンチノイズ信号成分と前記フィードバックアンチノイズ信号成分とをソースオーディオ信号と組み合わせることと、
を含む、方法。
【請求項３１】
二次推定構築ブロックが、式
【数２】
2018530008.tif 000007
に従って前記有効二次推定フィルタの前記応答から前記二次推定フィルタの前記応答を生成し、ただし、ＳＥ（ｚ）が前記二次推定フィルタの前記応答であり、ＳＥｅｆｆ（ｚ）が前記有効二次推定フィルタの前記応答であり、Ｈ（ｚ）が前記フィードバックフィルタの前記応答である、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記フィードバックアンチノイズ信号成分を生成することは、前記誤差マイクロフォン信号と、二次経路推定とフィルタ処理されたノイズ信号との合計との差に基づく再生補正エラーをフィードバックフィルタでフィルタ処置することを含む、請求項３０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、音響トランスデューサに関連する適応ノイズ消去に関し、より詳細には、ハイブリッド適応ノイズ消去システムのフィードバックフィルタに起因する、参照マイクロフォン信号と誤差マイクロフォン信号とのミスアライメントを修正するためのフィルタ処理された誤差マイクロフォン信号を有するハイブリッド適応ノイズ消去システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
移動／セルラー電話機などの無線電話機、コードレス電話機、およびｍｐ３プレーヤなどの他の消費者向けオーディオデバイスが、広く使用されている。このようなデバイスの明瞭度に関する性能は、周囲の音響事象を測定するためにマイクロフォンを使用し、次に、周囲の音響事象を打ち消すようにデバイス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ノイズ消去を提供することによって改善され得る。
【０００３】
多くのノイズ消去システムでは、周囲の音を測定するように構成された参照マイクロフォン信号からフィードフォワードアンチノイズ信号を生成するためにフィードフォワード適応フィルタを使用することによるフィードフォワードノイズ消去と、フィードフォワードアンチノイズ信号と組み合わされるフィードバックノイズ消去信号を生成するために固定応答フィードバックフィルタを使用することによるフィードバックノイズ消去と、の両方を含めることが望ましい。しかしながら、従来の手法を使用すると、フィードバック経路のゲインが強い場合に、フィードフォワード適応フィルタの応答が発散し、ひいては適応システムが不安定になることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示の教示によれば、ハイブリッド適応ノイズ消去を実施するための既存の手法の不安定性に関連した欠点および問題が、低減または排除され得る。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の実施形態によれば、パーソナルオーディオデバイスの少なくとも一部分を実装するための集積回路は、聞き手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内の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の出力と、周囲のオーディオ音を示す参照マイクロフォン信号を受信するための参照マイクロフォン入力と、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誤差マイクロフォン信号を受信するための誤差マイクロフォン入力と、処理回路とを含み得る。処理回路は、参照マイクロフォン信号からアンチノイズ信号の少なくとも一部を生成する応答を有するフィードフォワードフィルタと、ソースオーディオ信号の電気音響経路をモデル化し、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、誤差マイクロフォン信号に基づいてアンチノイズ信号の少なくとも一部を生成する応答を有するフィードバックフィルタと、ミスアライメント修正信号を生成することによって、参照マイクロフォン信号と誤差マイクロフォン信号とのミスアライメントを修正するように構成されたアライメントフィルタと、誤差マイクロフォン信号内の周囲のオーディオ音を最小化するようにフィードフォワードフィルタの応答を適応させることによって、フィードフォワードフィルタの応答を形作るフィードフォワード係数制御ブロックと、ミスアライメント修正信号を最小化するために、ソースオーディオ信号とミスアライメント修正信号とに合わせて二次経路推定フィルタの応答を形作る二次経路係数制御ブロックと、を実装し得る。
【０００６】
本開示のこれらおよび他の実施形態によれば、パーソナルオーディオデバイスのトランスデューサ付近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参照マイクロフォン信号を受信することと、トランスデューサの出力と、トランデューサにおける周囲のオーディオ音とを示す誤差マイクロフォン信号を受信することと、聞き手への再生のためのソースオーディオ信号を生成することと、誤差マイクロフォン信号内の周囲のオーディオ音を最小化するために参照マイクロフォン信号をフィルタ処理する適応フィルタの応答を適応させることによって、参照マイクロフォン信号からフィードフォワードアンチノイズ信号成分を生成することと、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に誤差マイクロフォン信号に基づいてフィードバックアンチノイズ信号を生成することと、参照マイクロフォン信号と誤差マイクロフォン信号とのミスアライメントを修正するためにミスアライメント修正信号を生成することと、フィルタ処理された再生補正エラーを最小化するために、ソースオーディオ信号の電気音響経路をモデル化し、ソースオーディオ信号をフィルタ処理する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から二次経路推定を生成することと、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ために、フィードフォワードアンチノイズ信号成分とフィードバックアンチノイズ信号成分とをソースオーディオ信号と組み合わせることと、を含み得る。
【０００７】
本開示のこれらおよび他の実施形態によれば、パーソナルオーディオデバイスの少なくとも一部分を実装するための集積回路は、聞き手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内の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の出力と、周囲のオーディオ音を示す参照マイクロフォン信号を受信するための参照マイクロフォン入力と、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誤差マイクロフォン信号を受信するための誤差マイクロフォン入力と、注入された実質的に不可聴のノイズ信号を受信するためのノイズ入力と、処理回路を含み得る。処理回路は、参照マイクロフォン信号からアンチノイズ信号の少なくとも一部を生成する応答を有するフィードフォワードフィルタと、ソースオーディオ信号の電気音響経路をモデル化し、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、誤差マイクロフォン信号に基づいてアンチノイズ信号の少なくとも一部を生成する応答を有するフィードバックフィルタと、アンチノイズ信号の電気音響経路をモデル化し、ノイズ信号からフィルタ処理されたノイズ信号を生成する応答を有する、ように構成された有効二次推定フィルタと、誤差マイクロフォン信号内の周囲のオーディオ音を最小化するようにフィードフォワードフィルタの応答を適応させることによって、誤差マイクロフォン信号と参照マイクロフォン信号とに合わせてフィードフォワードフィルタの応答を形作るフィードフォワード係数制御ブロックと、誤差信号を最小化するためにノイズ信号と誤差マイクロフォン信号とに合わせて有効二次経路推定フィルタの応答を形作る二次経路係数制御ブロックと、有効二次推定フィルタの応答から二次推定フィルタの応答を生成する二次推定構築ブロックと、を実装し得る。
【０００８】
本開示のこれらおよび他の実施形態によれば、パーソナルオーディオデバイスのトランスデューサの付近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参照マイクロフォン信号を受信することと、トランスデューサの出力と、トランデューサにおける周囲のオーディオ音とを示す誤差マイクロフォン信号を受信することと、聞き手への再生のためのソースオーディオ信号を生成することと、誤差マイクロフォン信号内の周囲のオーディオ音を最小化するために参照マイクロフォン信号をフィルタ処理する適応フィルタの応答を適応させることによって、参照マイクロフォン信号からフィードフォワードアンチノイズ信号成分を生成することと、誤差マイクロフォン信号に基づいてフィードバックアンチノイズ信号を生成することと、誤差マイクロフォン信号を最小化するために、アンチノイズ信号の電気音響経路をモデル化し、ノイズ信号をフィルタ処理する有効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、ノイズ信号からフィルタ処理されたノイズ信号を生成することと、有効二次推定フィルタの応答から生成される二次経路推定フィルタの応答を適用することによって、ソースオーディオ信号から二次経路推定を生成することと、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ために、フィードフォワードアンチノイズ信号成分とフィードバックアンチノイズ信号成分とをソースオーディオ信号と組み合わせることと、を含み得る。
【０００９】
本開示の技術上の利点は、本明細書に含まれる図、説明、および特許請求の範囲から、当業者にはすぐに明らかになるであろう。実施形態の目的および利点は、少なくとも、特許請求の範囲に特に挙げられた要素、特徴、および組み合せによって、理解され、達成されるであろう。
【００１０】
上記の概要も以下の詳細な説明も、例でありかつ説明的なものであり、本開示に明記された特許請求の範囲を限定するものではないことが理解されるべきである。
【００１１】
同様の参照番号が同様の特徴を示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、これらの実施形態とその利点のより完全な理解が得られるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】本開示の実施形態による、例示的な無線移動電話機の図である。
【図１Ｂ】本開示の実施形態による、それに結合されたヘッドホンアセンブリを有する、例示的な無線移動電話機の図である。
【図２】本開示の実施形態による、図１Ａに描写された無線電話機内の選択された回路のブロック図である。
【図３Ａ】本開示の実施形態による、図２のコーダ・デコーダ（コーデック）集積回路の例示的なアクティブノイズ消去（ＡＮＣ）回路内の選択された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】本開示の実施形態による、図２のコーダ・デコーダ（コーデック）集積回路の例示的なアクティブノイズ消去（ＡＮＣ）回路内の選択された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】本開示の実施形態による、図２のコーダ・デコーダ（コーデック）集積回路の例示的なアクティブノイズ消去（ＡＮＣ）回路内の選択された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３Ｄ】本開示の実施形態による、図２のコーダ・デコーダ（コーデック）集積回路の例示的なアクティブノイズ消去（ＡＮＣ）回路内の選択された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４】本開示の実施形態による、図２のコーダ・デコーダ（コーデック）集積回路の例示的なアクティブノイズ消去（ＡＮＣ）回路内の選択された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】
【００１３】
本開示は、無線電話機などのパーソナルオーディオデバイスにおいて実装され得る、ノイズ消去技法および回路を包含する。パーソナルオーディオデバイスは、周囲の音響環境を測定し、周囲の音響事象を消去するためにスピーカ（または他のトランスデューサ）出力に注入される信号を生成し得るＡＮＣ回路を含む。周囲の音響環境を測定するのに参照マイクロフォンが提供され得、周囲のオーディオ音を消去するようにアンチノイズ信号の適応を制御し、処理回路の出力からトランスデューサまでの電気音響経路を修正するために誤差マイクロフォンが含まれ得る。
【００１４】
ここで図１Ａを参照すると、本開示の実施形態により図示されたような無線電話機１０が、人間の耳５に近接して示されている。無線電話機１０は、本発明の実施形態による技法が採用され得るデバイスの一例であるが、特許請求の範囲に規定された本発明を実施するために、図示された無線電話機１０において、または続く図に描写される回路において具体化された要素または構成の全てが必要とされるわけではないことを理解されたい。無線電話機１０は、着信音、保存されたオーディオプログラム素材、釣り合いのとれた会話認識をもたらすための近端発話音声（すなわち、無線電話機１０のユーザの発話音声）の注入、また、無線電話機１０によって受信されたウェブページまたは他のネットワーク通信からの音源、ならびに低バッテリ表示および他のシステム事象通知などのオーディオ表示など、無線電話機１０による再現を要求する他のオーディオなどの他のローカルオーディオ事象とともに、無線電話機１０によって受信された遠隔発話音声を再現するスピーカＳＰＫＲなどのトランスデューサを含み得る。無線電話機１０から他の会話参加者に送信される近端発話音声を取り込むのに、近発話音声マイクロフォンＮＳが提供され得る。
【００１５】
無線電話機１０は、スピーカＳＰＫＲによって再現される遠隔発話音声および他のオーディオの明瞭度を向上させるためにアンチノイズ信号をスピーカＳＰＫＲに注入する、ＡＮＣ回路および機能を含み得る。参照マイクロフォンＲは、周囲の音響環境を測定するために提供され得、参照マイクロフォンＲによって生み出される信号において近端発話音声が最小化され得るように、ユーザの口の通常の位置から離れて位置付けられ得る。無線電話機１０が耳５に極めて接近している場合、耳５の近くのスピーカＳＰＫＲによって再現されるオーディオと組み合わせられる周囲オーディオの指標を提供することによってＡＮＣの動作をさらに向上させるために、もう１つのマイクロフォンである誤差マイクロフォンＥが提供され得る。異なる実施形態において、追加の参照および／または誤差マイクロフォンが採用され得る。無線電話機１０内の回路１４は、参照マイクロフォンＲ、近発話音声マイクロフォンＮＳ、および誤差マイクロフォンＥからの信号を受信し、無線電話機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を含み得る。本開示のいくつかの実施形態において、本明細書に開示された回路および技法は、ＭＰ３プレーヤオンチップ集積回路など、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を含む、単一の集積回路に組み込まれ得る。これらおよび他の実施形態において、本明細書に開示された回路および技法は、コンピュータ可読媒体において具体化され、コントローラまたは他の処理デバイスによって実行可能なソフトウェアおよび／またはファームウェアにおいて、部分的または完全に実装され得る。
【００１６】
一般に、本開示のＡＮＣ技法は、参照マイクロフォンＲに飛び込んでくる周囲の音響事象（スピーカＳＰＫＲの出力および／または近端発話音声に対立するものとして）を測定し、また、誤差マイクロフォンＥに飛び込んでくる同じ周囲の音響事象も測定することによって、無線電話機１０のＡＮＣ処理回路が、参照マイクロフォンＲの出力から生成されたアンチノイズ信号を、誤差マイクロフォンＥにおける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適応させる。音響経路Ｐ（ｚ）が参照マイクロフォンＲから誤差マイクロフォンＥに延びていることから、ＡＮＣ回路は、コーデックＩＣ２０のオーディオ出力回路の応答と、耳５の近接性および構造や、無線電話機１０が耳５にしっかり押し当てられていないときに無線電話機１０に近接している可能性のある他の物理的対象および人間の頭の構造によって影響を受ける可能性のある特定の音響環境における、スピーカＳＰＫＲと誤差マイクロフォン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）の影響を取り除きながら、音響経路Ｐ（ｚ）を、事実上、推定している。図示された無線電話機１０は、第３の近発話音声マイクロフォンＮＳを有する２マイクロフォンＡＮＣシステムを含む一方、本発明のいくつかの態様は、別々の誤差および参照マイクロフォンを含まないシステム、または参照マイクロフォンＲの機能を行うために近発話音声マイクロフォンＮＳを使用する無線電話機において実施され得る。また、オーディオ再生用のみに設計されたパーソナルオーディオデバイスでは、近発話音声マイクロフォンＮＳは、一般に含まれないことになり、さらに詳細に以下に説明される回路内の近発話音声信号経路は、マイクロフォン遮蔽検出方式への入力用に提供されるオプションを限定する以外、本開示の範囲を変更することなく、省略され得る。
【００１７】
ここで図１Ｂを参照すると、無線電話機１０が、オーディオポート１５を介してそれに結合されたヘッドホンアセンブリ１３を有して描写されている。オーディオポート１５は、ＲＦ集積回路１２および／またはコーデックＩＣ２０に通信可能に結合され得、それにより、ヘッドホンアセンブリ１３の構成要素と、ＲＦ集積回路１２および／またはコーデックＩＣ２０のうちの１つまたは複数との間の通信を可能にしている。図１Ｂに示されるように、ヘッドホンアセンブリ１３は、コムボックス（combox）１６、左ヘッドホン１８Ａ、および右ヘッドホン１８Ｂを含み得る。本開示において使用される際、「ヘッドホン（headphone）」という用語には、聞き手の外耳道に近接する場所に機械的に保持されるように意図された、いずれの拡声器およびそれに関連した構造も広く含まれ、また、イヤホン、イヤバッド、および他の同様のデバイスが含まれるがそれらに限定されない。より具体的な例として、「ヘッドホン（headphone）」は、イントラコンカ型（intra-concha）イヤホン、スープラコンカ型（supra-concha）イヤホン、およびスープラオーラル型（supra-aural）イヤホンを指し得る。
【００１８】
ヘッドホンアセンブリ１３のコムボックス１６または別の部分は、無線電話機１０の近発話音声マイクロフォンＮＳに加えて、またはその代わりに近端発話音声を取り込む得る近発話音声マイクロフォンＮＳを有し得る。さらに、それぞれのヘッドホン１８Ａ、１８Ｂは、着信音、保存されたオーディオプログラム素材、釣り合いのとれた会話認識をもたらすための近端発話音声（すなわち、無線電話機１０のユーザの発話音声）の注入、また、無線電話機１０によって受信されたウェブページまたは他のネットワーク通信からの音源、ならびに低バッテリ表示および他のシステム事象通知などのオーディオ表示など、無線電話機１０による再現を要求する他のオーディオなどの他のローカルオーディオ事象とともに、無線電話機１０によって受信された遠隔発話音声を再現するスピーカＳＰＫＲなどのトランスデューサを含み得る。それぞれのヘッドホン１８Ａ、１８Ｂは、周囲の音響環境を測定するための参照マイクロフォンＲと、このようなヘッドホン１８Ａ、１８Ｂが聞き手の耳と係合されているときに聞き手の耳に近いスピーカ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測定用の誤差マイクロフォンＥと、を含み得る。いくつかの実施形態において、コーデックＩＣ２０は、それぞれのヘッドホンの参照マイクロフォンＲ、近発話音声マイクロフォンＮＳ、および誤差マイクロフォンＥからの信号を受信し、本明細書において説明されるように、それぞれのヘッドホンに対して適応ノイズ消去を行い得る。他の実施形態において、コーデックＩＣまたは別の回路が、ヘッドホンアセンブリ１３内にあり、参照マイクロフォンＲ、近発話音声マイクロフォンＮＳ、および誤差マイクロフォンＥに通信可能に結合され、また本明細書において説明されるような適応ノイズ消去を行うように構成され得る。
【００１９】
ここで、図２を参照すると、無線電話機１０内の選択された回路が、ブロック図に示されている。コーデックＩＣ２０は、参照マイクロフォン信号を受信し、参照マイクロフォ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変換器（ＡＤＣ）２１Ａと、誤差マイクロフォン信号を受信し、誤差マイクロフォン信号のデジタル表現ｅｒｒを生成するためのＡＤＣ２１Ｂと、近発話音声マイクロフォン信号を受信し、近発話音声マイクロフォン信号のデジタル表現ｎｓを生成するためのＡＤＣ２１Ｃとを含み得る。コーデックＩＣ２０は、コンバイナ２６の出力を受信するデジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）２３の出力を増幅し得る増幅器Ａ１から、スピーカＳＰＫＲを作動させるための出力を生成し得る。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と、通例では参照マイクロフォン信号ｒｅｆにおけるノイズと同じ極性を有し、したがってコンバイナ２６によって差し引かれる、ＡＮＣ回路３０によって生成されたアンチノイズ信号と、近発話音声マイクロフォン信号ｎｓの一部とを組み合わせることが可能で、それによって、無線電話機１０のユーザは、無線周波数（ＲＦ）集積回路２２から受信され得、またコンバイナ２６によって組み合わせられ得る、ダウンリンク発話音声ｄｓとの正しい関係において、彼または彼女自身の声を聞くことができる。また、近発話音声マイクロフォン信号ｎｓは、ＲＦ集積回路２２にも提供され得、アンテナＡＮＴを介して、サービスプロバイダに、アップリンク発話音声として送信され得る。いくつかの実施形態では、コンバイナ２６は、ノイズ源２８から生成された実質的に不可聴のノイズ信号ｎｓｐ（例えば、低振幅の、および／または、可聴帯域外の周波数範囲内のノイズ信号）をも組み合わせ得る。
【００２０】
ここで図３Ａを参照すると、ＡＮＣ回路３０Ａの詳細が、本開示の実施形態により示されている。ＡＮＣ回路３０Ａは、図２に描写されるＡＮＣ回路３０を実装するために、いくつかの実施形態で使用され得る。図３Ａに示されるように、適応フィルタ３２は、参照マイクロフォン信号ｒｅｆを受信し得、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のフィードフォワードアンチノイズ成分を生成することができ、これは、アンチノイズ信号のフィードバックアンチノイズ成分（より詳細に以下に説明される）とコンバイナ３８によって組み合わされてアンチノイズ信号を生成し得、今度はその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ソースオーディオ信号と組み合わせる、図２のコンバイナ２６によって例示されるような出力コンバイナに提供され得る。適応フィルタ３２の係数は、誤差マイクロフォン信号ｅｒｒにある参照マイクロフォン信号ｒｅｆのそれらの成分間で最小二乗平均の意味での誤差を全体的に最小化する適応フィルタ３２の応答を決定するように信号の相関関係を使用するＷ係数制御ブロック３１によって、制御され得る。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によって提供された経路Ｓ（ｚ）の応答の推定のコピーによって形作られるような参照マイクロフォン信号ｒｅｆと、以下により詳細に説明されるように、アライメントフィルタ４２によって形作られるような誤差マイクロフォン信号ｅｒｒを含む別の信号とであり得る。経路Ｓ（ｚ）の応答の推定のコピーである応答ＳＥＣＯＰＹ（ｚ）によって参照マイクロフォン信号ｒｅｆを変換し、誤差マイクロフォン信号における周囲オーディオ音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し得る。誤差マイクロフォン信号ｅｒｒに加えて、Ｗ係数制御ブロック３１によってフィルタ３４Ｂの出力と比較された信号は、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、ダウンリンクオーディオ信号ｄｓおよび／または内部オーディオ信号ｉａの反転量を含み得る。ダウンリンクオーディオ信号ｄｓおよび／または内部オーディオ信号ｉａの反転量を注入することによって、適応フィルタ３２は、誤差マイクロフォン信号ｅｒｒにある、比較的大きな量のダウンリンクオーディオおよび／または内部オーディオ信号に適応することが妨げられる可能性がある。しかしながら、経路Ｓ（ｚ）の応答の推定により、ダウンリンクオーディオ信号ｄｓおよび／または内部オーディオ信号ｉａのその反転コピー（inverted copy）を変換することによって、誤差マイクロフォン信号ｅｒｒから取り除かれるダウンリンクオーディオおよび／または内部オーディオは、Ｓ（ｚ）の電気音響経路が、誤差マイクロフォン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／または内部オーディオ信号ｉａによって辿られる経路であることから、誤差マイクロフォン信号ｅｒｒにおいて再現されるダウンリンクオーディオ信号ｄｓおよび／または内部オーディオ信号ｉａの予想されるバージョンに一致するはずである。フィルタ３４Ｂは、本質的に適応フィルタでは��い可能性があるが、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の応答に一致するように調整される調整可能な応答を有し得る。
【００２１】
上記を実装するために、適応フィルタ３４Ａは、ダウンリングオーディオ信号ｄｓおよび／または内部オーディオ信号ｉａと、誤差マイクロフォンＥに伝達される予想ダウンリンクオーディオを表すように適応フィルタ３４Ａによってフィルタ処理され、以下により詳細に記載されるように、フィルタ処理された再生補正エラーを含み得るミスアライメント修正信号を生成するために、アライメントフィルタ４２によってフィルタ処理され得る（図３ＡにおいてＰＢＣＥとして示される）再生補正エラーを生成するようにコンバイナ３６によって適応フィルタ３４Ａの出力から取り除かれる、上述のフィルタ処理済みダウンリンクオーディオ信号ｄｓおよび／または内部オーディオ信号ｉａの取り除き後の誤差マイクロフォン信号ｅｒｒとを比較するＳＥ係数制御ブロック３３によって制御される係数を有し得る。ＳＥ係数制御ブロック３３は、実際のダウンリンク発話音声信号ｄｓおよび／または内部オーディオ信号ｉａを、誤差マイクロフォン信号ｅｒｒにあるダウンリンクオーディオ信号ｄｓおよび／または内部オーディオ信号ｉａの成分と相関させ得る。適応フィルタ３４Ａは、それによって、誤差マイクロフォン信号ｅｒｒから差し引かれると、ダウンリンクオーディオ信号ｄｓおよび／または内部オーディオ信号ｉａによるものではない誤差マイクロフォン信号ｅｒｒの内容を含む信号を、ダウンリンクオーディオ信号ｄｓおよび／または内部オーディオ信号ｉａから生成するように適応され得る。
【００２２】
図３Ａに描写されるように、ＡＮＣ回路３０Ａは、フィードバックフィルタ４４も備え得る。フィードバックフィルタ４４は、再生補正エラー信号ＰＢＣＥを受信し、再生補正エラーに基づきアンチノイズ信号のフィードバックアンチノイズ成分を生成するのに、応答Ｈ（ｚ）を適用し得、これはコンバイナ３８によってアンチノイズ信号のフィードフォワードアンチノイズ成分と組み合わされて、アンチノイズ信号を生成し得、これは次に、図２のコンバイナ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ソースオーディオ信号と組み合わせる出力コンバイナに提供され得る。
【００２３】
上述のように、ＡＮＣ回路３０Ａは、アライメントフィルタ４２をも含み得る。フィードバックフィルタ４４が存在する状態で適用フィルタ３２のための有効二次経路Ｓｅｆｆ（ｚ）はＳｅｆｆ（ｚ）＝Ｓ（ｚ）／［１＋Ｈ（ｚ）Ｓ（ｚ）］によって与えられ、フィードバックフィルタ４４が存在する（例えば、Ｈ（ｚ）≠０）再生補正エラーＰＢＣＥＦＢ（ｚ）は、ＥｒｒＦＢ＝Ｅｒｒ（ｚ）／［１＋Ｈ（ｚ）Ｓ（ｚ）］によって与えられるように、フィードバックフィルタ４４が存在しない（例えば、Ｈ（ｚ）＝０）再生補正エラー信号ＰＢＣＥ（ｚ）とは異なり得る。したがって、アライメントフィルタ４２が存在しない状態では（例えば、再生補正エラーＰＢＣＥがアライメントフィルタ４２によってフィルタ処理されず、Ｗ係数制御３１およびＳＥ係数制御３３に直接送られる場合）、参照マイクロフォン信号ｒｅｆおよび再生補正エラーＰＢＣＥは同調（align）され得ず、１／［１＋Ｈ（ｚ）Ｓ（ｚ）］の位相角だけ異なり得る。したがって、アライメントフィルタ４２は、再生補正エラーＰＢＣＥから（図３Ａに「フィルタ処理されたＰＢＣＥ」として示される）フィルタ処理された再生補正エラーを生成することによって、参照マイクロフォン信号ｒｅｆ、誤差マイクロフォン信号ｅｒｒ、ソースオーディオ信号、および再生補正エラーのそのようなミスアライメント（misalignment）を修正するように構成され得る。図３Ａに示されるように、アライメントフィルタ４２は、１＋ＳＥ（ｚ）Ｈ（ｚ）によって与えられる応答を有し得る。
【００２４】
ここで図３Ｂを参照すると、ＡＮＣ回路３０Ｂの詳細が、本開示の実施形態により示されている。ＡＮＣ回路３０Ｂは、図２に描写されたＡＮＣ回路３０を実装するために、いくつかの実施形態において使用され得る。ＡＮＣ回路３０Ｂは、多くの点でＡＮＣ回路３０Ａと類似していてもよく、したがって、ＡＮＣ回路３０ＢとＡＮＣ回路３０Ａとの相違点だけを論じる。
【００２５】
図３Ｂに描写されるように、フィードバックアンチノイズ成分の経路は、ゲインＧが大きくなるとフィードバックアンチノイズ成分のノイズ消去が増大し、ゲインＧが小さくなるとフィードバックアンチノイズ成分のノイズ消去が低減するように、プログラム可能なゲインＧを有するプログラマブルゲイン要素４６を有し得る。フィードバックフィルタ４４とゲイン要素４６とは、ＡＮＣ回路３０Ｂの別個の構成要素として示されているが、いくつかの実施形態では、フィードバックフィルタ４４とゲイン要素４６のいくつかの構造および／または機能は組み合わされ得る。例えば、このような実施形態のいくつかでは、フィードバックフィルタ４４の１つまたは複数のフィルタ係数の制御を介してフィードバックフィルタ４４の有効ゲインが変更され得る。
【００２６】
加えて、ＡＮＣ回路３０Ｂにおいては、アライメントフィルタ４２Ｂは、アライメントフィルタ４２Ｂが、アライメントフィルタ４２Ｂが存在しなかった（例えば、再生補正エラーＰＢＣＥがアライメント誤差４２によってフィルタ処理されず、Ｗ係数制御３１およびＳＥ係数制御３３に直接送られた）ならばＡＮＣ回路３０Ｂに導入されたはずの、フィードバックフィルタ４４およびプログラマブルゲイン要素４６に起因する参照マイクロフォン信号ｒｅｆと誤差マイクロフォン信号ｅｒｒとの間のいかなるミスアライメントにも対応する応答１＋ＳＥ（ｚ）Ｈ（ｚ）Ｇを有し得るように、ＡＮＣ回路３０Ａのアライメントフィルタ４２の代わりに実装されてもよい。
【００２７】
図３Ｂに示されるように、ＡＮＣ回路３０は、二次経路推定性能モニタ４８をも備え得る。二次経路推定性能モニタ４８は、様々な周波数にわたって再生補正エラーを生成する際に二次経路推定適用フィルタ３４Ａがコンバイナ３６に誤差マイクロフォン信号からソースオーディオ信号を除去させる効率によって決定されるような、二次経路推定適応フィルタ３４Ａが様々な周波数にわたってソースオーディオ信号の電気音響経路をいかに効率的にモデル化しているかの指示を与えるように構成された任意のシステム、デバイス、または装置を備え得る。
【００２８】
二次経路推定適応フィルタ３４Ａがソースオーディオ信号の電気音響経路を十分にはモデル化していないことの二次経路推定性能モニタ４８による決定に応答して、二次経路推定性能モニタ４８は、ゲイン要素４６とアライメントをフィルタ４２Ｂとを制御してゲインＧを低減させ、次いで、二次経路推定適応フィルタ３４Ａが電気音響経路を十分にモデル化している場合には、ゲインを増大させ得る。このようにして、二次経路推定適応フィルタ３４Ａがよく訓練されていない場合は、二次経路推定性能モニタ４８はゲインＧを低減させ、二次経路推定適応フィルタ３４Ａを訓練し得る。一旦、二次経路推定適応フィルタ３４Ａがよく訓練されると、二次経路推定性能モニタ４８はゲインＧを増大させ、次いで二次経路推定適応フィルタ３４Ａおよび／または適応フィルタ３２を更新し得る。
【００２９】
二次経路推定適応フィルタ３４Ａがソースオーディオ信号の電気音響経路を十分にモデル化していないかどうかを決定するために、二次経路推定性能モニタ４８は、
【数１】
2018530008.tif 000003
と定義される二次指数性能指数（ＳＥＰＩ）を計算することができ、ここで、ｋは二次経路推定適応フィルタ３４Ａの第１の係数のタップを表し、ｎは二次経路推定適応フィルタ３４Ａの第２の係数のタップを表す。いくつかの実施形態では、係数のタップは、二次経路推定適応フィルタ３４Ａを実装する有限インパルス応答フィルタの最長の遅延要素を表す係数タップを含むであろう。例えば、２５６係数のフィルタでは、ｋは１２８に等しくてもよく、ｎは２５６に等しくてもよい。一旦、計算されると、二次経路推定適応フィルタ３４Ａがソースオーディオ信号の電気音響経路を十分にモデル化しているかどうかを決定するために、ＳＥＰＩの値は１つまたは複数の閾値と比較され得る。ＳＥＰＩの値がこのような閾値より小さい場合は、二次経路推定適応フィルタ３４Ａはソースオーディオ信号の電気音響経路を十分にモデル化しているものと決定され得る。
【００３０】
ここで図３Ｃを参照すると、ＡＮＣ回路３０Ｃの詳細が、本開示の実施形態により示されている。ＡＮＣ回路３０Ｃは、図２に描写されたＡＮＣ回路３０を実装するために、いくつかの実施形態において使用され得る。ＡＮＣ回路３０Ｃは、多くの点でＡＮＣ回路３０Ｂに類似していてもよく、したがって、ＡＮＣ回路３０ＣとＡＮＣ回路３０Ｂとの相違点だけを論じる。
【００３１】
図３Ｃに示されるように、アライメントフィルタ４２Ｃは、図３Ｂに示されるアライメントフィルタ４２Ｂの代わりに使用されることができ、相違点は、アライメントフィルタ４２Ｃは、二次経路推定性能モニタ４８によって決定されるように、二次経路推定フィルタ３４Ａがソースオーディオ信号の電気音響経路を十分にモデル化していた時点で存在する二次経路推定適応フィルタ３４Ａの前もって記憶された既知の良好な応答を表す応答１＋ＳＥＧ（ｚ）Ｈ（ｚ）Ｇを適用し得るということである。加えて、フィルタ３４Ｂは、応答ＳＥＧ（ｚ）を有するフィルタ５２に置き換えられ得る。
【００３２】
動作時、二次経路推定フィルタ３４Ａがソースオーディオ信号の電気音響経路を十分にモデル化していると二次経路推定性能モニタ４８が決定すると、二次経路推定性能モニタ４８は、応答ＳＥＧ（ｚ）を周期的に応答ＳＥ（ｚ）に更新させることができる。これに対して、二次経路推定フィルタ３４Ａがソースオーディオ信号の電気音響経路を十分にはモデル化していないと二次経路推定性能モニタ４８が決定すると、二次経路推定性能モニタ４８は、ＳＥＧ（ｚ）の更新を凍結し得る。いくつかの実施形態では、応答ＳＥＧ（ｚ）が更新されるべき場合はいつでも、応答ＳＥＧ（ｚ）がその現在の応答からその更新された応答へ移行するように、平滑化またはクロスフェードが適用され得る。
【００３３】
加えて、いくつかの実施形態では、二次経路推定性能モニタ４８は、ＳＥＰＩの値に依存する更新頻度で応答ＳＥＧ（ｚ）を更新し得る。例えば、ＳＥＰＩが第１の閾値未満である場合は、二次経路推定性能モニタ４８は、第１の更新頻度で応答ＳＥＧ（ｚ）を更新させ得る。ＳＥＰＩが第１の閾値を超え、第２の閾値未満である場合は、二次経路推定性能モニタ４８は、第１の更新頻度よりも少ない第２の頻度で応答ＳＥＧ（ｚ）を更新させ得る。ＳＥＰＩが第２の閾値を超える場合は、二次経路推定性能モニタ４８は、応答ＳＥＧ（ｚ）に更新することを止めさせ得る。
【００３４】
ここで図３Ｄを参照すると、ＡＮＣ回路３０Ｄの詳細が、本開示の実施形態により示されている。ＡＮＣ回路３０Ｄは、図２に描写されたＡＮＣ回路３０を実装するために、いくつかの実施形態において使用され得る。ＡＮＣ回路３０Ｄは、多くの点でＡＮＣ回路３０Ａに類似していてもよく、したがって、ＡＮＣ回路３０ＤとＡＮＣ回路３０Ａとの相違点だけを論じる。
【００３５】
図３Ｄに描写されるように、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および／または内部オーディオ信号ｉａ）と、図３Ａに示されるようにフィルタ処理された再生補正エラーとの相関に基づいて、応答ＳＥ（ｚ）を適応的に更新するＳＥ係数制御ブロック３３の代わりに、ＳＥ係数制御ブロック３３が修正されたソースオーディオ信号とフィルタ処理された再生補正エラーとの相関に基づいて応答ＳＥ（ｚ）を適応的に更新するよう、ＳＥ係数制御ブロック３３に伝達される修正されたソースオーディオ信号を生成するために、コンバイナ３９がソースオーディオ信号ｄｓ／ｉａをフィードバックアンチノイズと組み合わせ得る。修正されたソースオーディオ信号（ｄｓ／ｉａ）ｍｏｄは、
【数２】
2018530008.tif 000004
の式で得ることができる。したがって、二次応答ＳＥ（ｚ）が実際の二次応答Ｓ（ｚ）をぴったりと追従するのであれば、修正されたソースオーディオ信号は修正されないソースオーディオ信号にほぼ等しくなる。
【００３６】
図３Ｄに記載された手法は、図３Ｂおよび３Ｃに示されるようにゲインＧを調整することの代わりに使用され得る。図３Ｄに記載された手法は、二次推定フィルタ３４Ａに対して参照マイクロフォン信号ｒｅｆと誤差マイクロフォン信号との間の位相アライメントを保証し、今度は、小さいステップサイズに対して応答ＳＥ（ｚ）の収束を確実にし得る。しかしながら、応答ＳＥ（ｚ）は、ＡＮＣ回路３０Ｄの信号対ノイズ比が低い場合は、応答Ｓ（ｚ）のバイアスされた推定となり得る。したがって、図３Ｄに記載された手法は、信号対ノイズ比が高い場合に最適なものとなり得る。
【００３７】
ここで図４を参照すると、ＡＮＣ回路３０Ｅの詳細が、本開示の実施形態により示されている。ＡＮＣ回路３０Ｅは、図２に描写されたＡＮＣ回路３０を実装するために、いくつかの実施形態において使用され得る。図４に示されるように、適応フィルタ３２は、参照マイクロフォン信号ｒｅｆを受信し、アンチノイズ信号のフィードフォワードアンチノイズ成分を生成するのに、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ることができ、これはコンバイナ３８によって（より詳細に以下に説明されるように）アンチノイズ信号のフィードバックアンチノイズ成分と組み合わされて、アンチノイズ信号を生成し得、これは次に、図２のコンバイナ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ソースオーディオ信号と組み合わせる出力コンバイナに提供され得る。したがって、応答Ｗ（ｚ）は、フィードバックフィルタ４４が存在することによりＰ（ｚ）／Ｓｅｆｆ（ｚ）に適応され得る。適応フィルタ３２の係数は、誤差マイクロフォン信号ｅｒｒにある参照マイクロフォン信号ｒｅｆのそれらの成分間で最小二乗平均の意味での誤差を全体的に最小化する適応フィルタ３２の応答を決定するように信号の相関関係を使用するＷ係数制御ブロック３１によって、制御され得る。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５４Ｂによって提供された経路Ｓ（ｚ）の応答の推定のコピーによって形作られるような参照マイクロフォン信号ｒｅｆと、誤差マイクロフォン信号ｅｒｒから生成される再生補正エラー信号ＰＢＣＥを含む別の信号とであり得る。前述したように、適用フィルタ３２のための有効二次経路Ｓｅｆｆ（ｚ）はＳｅｆｆ（ｚ）＝Ｓ（ｚ）／［１＋Ｈ（ｚ）Ｓ（ｚ）］によって与えられ、フィルタ５４Ｂの応答は、以下により詳細に記述される適応有効二次推定フィルタ５４Ａの応答Ｓｅｆｆ（ｚ）のコピーであるＳＥｅｆｆ＿ＣＯＰＹ（ｚ）であり得る。
【００３８】
経路Ｓ（ｚ）の有効応答の推定のコピーである応答ＳＥｅｆｆ_ＣＯＰＹ（ｚ）によって参照マイクロフォン信号ｒｅｆを変換し、誤差マイクロフォン信号ｅｒｒにおける周囲オーディオ音を最小化することによって、適応フィルタ３２は、Ｐ（ｚ）／Ｓｅｆｆ（ｚ）の所望の応答に適応し得る。誤差マイクロフォン信号ｅｒｒに加えて、Ｗ係数制御ブロック３１によってフィルタ３４Ｂの出力と比較された信号は、フィルタ応答ＳＥ（ｚ）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／または内部オーディオ信号ｉａの反転量を含み得る。フィルタ５４Ｂは、本質的に適応フィルタでなくてもよいが、フィルタ５４Ｂの応答が適応フィルタ５４Ａの適応に追従するように、適応フィルタ５４Ａの応答に一致するように調整される調整可能な応答を有し得る。
【００３９】
上記を実装するため、適応フィルタ５４Ａは、注入された実質的に不可聴のノイズ信号ｎｓｐと、誤差マイクロフォンＥに伝達される予想ノイズ信号ｎｓｐを表すように、応答ＳＥ（ｚ）を有する適応フィルタ５４Ａによってフィルタ処理されたノイズ信号ｎｓｐのコンバイナ３７による取り除き後の誤差マイクロフォン信号ｅｒｒとを比較し得る、ＳＥ係数制御ブロック３３Ｂによって制御される係数を有し得る。このようにして、ＳＥ係数制御ブロック３３Ｂは、誤差マイクロフォン信号を最小化するよう適応フィルタ５４Ａの応答ＳＥｅｆｆ（ｚ）を生成するために、ノイズ信号ｎｓｐを誤差マイクロフォン信号ｅｒｒにあるノイズ信号ｎｓｐの成分と相関させ得る。
【００４０】
ダウンリンクオーディオ信号ｄｓおよび／または内部オーディオ信号は、応答ＳＥ（ｚ）を有する二次推定フィルタ３４Ａによってフィルタ処理され得る。フィルタ処理されたダウンリンクオーディオ信号ｄｓおよび／または内部オーディオ信号は、（図４にＰＢＣＥとして示される）再生補正エラーを生成するために、コンバイナ３６によって誤差信号ｅｒｒから差し引かれ得る。
【００４１】
さらに、適応フィルタ３４Ａの応答ＳＥ（ｚ）を生成するために、ＳＥ構築ブロック５８は、応答ＳＥｅｆｆ（ｚ）から応答ＳＥ（ｚ）を決定し得る。例えば、ＳＥ構築ブロック５８は、以下の式に従って応答ＳＥ（ｚ）を計算し得る。
【数３】
2018530008.tif 000005
例えば、前述の式のような応答を有するフィルタを実装するため、式の右側の項の周波数応答を直接用いて有限インパルス応答フィルタを構築してもよい。別の例として、いくつかの有限インパルス応答および／または無限インパルス応答ブロックを使用してこのような応答を有するフィルタを構築してもよい。
【００４２】
本開示は、当業者であれば理解するであろう、本明細書の例示的な実施形態に対する全ての変更、代替、変形、改変、および修正を包含する。同様に、適切な場合、添付の特許請求の範囲は、当業者であれば理解するであろう、本明細書の例示的な実施形態に対する全ての変更、代替、変形、改変、および修正を包含する。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、または作用効果がある、装置もしくはシステムまたは装置もしくはシステムの構成要素への添付の特許請求の範囲における言及は、それまたはその特定の機能が作動しているか、オンにされているか、またはロック解除されているかに関わらず、その装置、システム、また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、有効にされ、動作可能であり、または作用効果がある限り、その装置、システム、または構成要素を包含する。
【００４３】
本明細書に挙げられた全ての例および条件付き文言は、当技術分野を前進させるのに本発明者によって寄与された本発明および概念を理解する上で、読み手を手助けする教育的目的に向けたものであり、このような具体的に挙げられた例および条件に限定されないものとして解釈される。本発明の実施形態が詳細に説明されたが、様々な変更、代替、および改変が、本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、それに対して行われ得ることを理解されたい。
【図１Ａ】
2018530008.tif 000008
【図１Ｂ】
2018530008.tif 000009
【図２】
2018530008.tif 000010
【図３Ａ】
2018530008.tif 000011
【図３Ｂ】
2018530008.tif 000012
【図３Ｃ】
2018530008.tif 000013
【図３Ｄ】
2018530008.tif 000014
【図４】
2018530008.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成29年2月2日(2017.2.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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の少なくとも一部分を実装するための集積回路であって、
聞き手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内の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、前記トランスデューサに提供するための出力と、
前記周囲のオーディオ音を示す参照マイクロフォン信号を受信するための参照マイクロフォン入力と、
前記トランスデューサの前記出力と、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誤差マイクロフォン信号を受信するための誤差マイクロフォン入力と、
処理回路であって、
前記参照マイクロフォン信号から前記アンチノイズ信号の少なくとも一部を生成する応答を有するフィードフォワードフィルタと、
前記ソースオーディオ信号の電気音響経路をモデル化し、前記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、
前記誤差マイクロフォン信号に基づいて前記アンチノイズ信号の少なくとも一部を生成する応答を有するフィードバックフィルタと、
ミスアライメント修正信号を生成することによって、前記参照マイクロフォン信号と誤差マイクロフォン信号とのミスアライメントを修正するように構成されたアライメントフィルタと、
前記誤差マイクロフォン信号内の前記周囲のオーディオ音を最小化するように前記フィードフォワードフィルタの前記応答を適応させることによって、前記フィードフォワードフィルタの前記応答を形作るフィードフォワード係数制御ブロックと、
前記ミスアライメント修正信号を最小化するために、前記ソースオーディオ信号と前記ミスアライメント修正信号とに合わせて前記二次経路推定フィルタの前記応答を形作る二次経路係数制御ブロックと、
を実装する処理回路と、
を備える、集積回路。
【請求項２】
前記フィードバックフィルタの前記応答が、前記誤差マイクロフォン信号と前記二次経路推定との差異に基づく再生補正エラーから、前記アンチノイズ信号の少なくとも一部を生成する、請求項１に記載の集積回路。
【請求項３】
前記ミスアライメント修正信号が、前記再生補正エラーから生成された、フィルタ処理された再生補正エラーを含む、請求項２に記載の集積回路。
【請求項４】
前記フィードフォワード制御ブロックが、前記フィルタ処理された再生補正エラーと前記参照マイクロフォン信号と前記とに合わせて前記フィードフォワードフィルタの前記応答を形作る、請求項３に記載の集積回路。
【請求項５】
前記アライメントフィルタが、ＳＥ（ｚ）が前記二次経路推定フィルタの前記応答であり、Ｈ（ｚ）が前記フィードバックフィルタの前記応答であるときに、１＋ＳＥ（ｚ）Ｈ（ｚ）で得られる応答を有する、請求項１に記載の集積回路。
【請求項６】
前記処理回路が、前記フィードバックフィルタに関連したゲインをさらに実装する、請求項１に記載の集積回路。
【請求項７】
前記処理回路が、前記電気音響経路をモデル化する際の前記二次経路推定フィルタの性能をモニタするための二次経路推定性能モニタをさらに実装する、請求項６に記載の集積回路。
【請求項８】
前記処理回路が、前記二次経路推定性能モニタに応答して前記ゲインを制御する、請求項７に記載の集積回路。
【請求項９】
前記アライメントフィルタが、ＳＥ（ｚ）が前記二次経路推定フィルタの前記応答であり、Ｈ（ｚ）が前記フィードバックフィルタの前記応答であり、Ｇが前記ゲインであるときに、１＋ＳＥ（ｚ）Ｈ（ｚ）Ｇによって得られる応答を有する、請求項８に記載の集積回路。
【請求項１０】
前記アライメントフィルタが、ＳＥＧ（ｚ）が、前記二次経路推定性能モニタによって決定されるように、前記二次経路推定フィルタが前記ソースオーディオ信号の前記電気音響経路を十分にモデル化していた時点で存在する前記二次経路推定適応フィルタの前もって記憶された応答であり、Ｈ（ｚ）が前記フィードバックフィルタの前記応答であり、Ｇが前記ゲインであるときに、１＋ＳＥＧ（ｚ）Ｈ（ｚ）Ｇで得られる応答を有する、請求項８に記載の集積回路。
【請求項１１】
前記二次経路推定性能モニタが、前記二次経路推定フィルタが前記ソースオーディオ信号の前記電気音響経路を、その度合いに依存して十分にモデル化している更新頻度で前記記憶された応答ＳＥＧ（ｚ）を更新する、請求項１０に記載の集積回路。
【請求項１２】
前記フィードフォワード係数制御ブロックに伝達されるフィルタ処理された参照マイクロフォン信号を生成するために、ＳＥＧ（ｚ）に実質的に等価な応答を有するフィルタが前記参照マイクロフォン信号に適用される、請求項１０に記載の集積回路。
【請求項１３】
前記二次係数制御ブロックが、前記ミスアライメント修正信号を最小化するために前記ミスアライメント修正信号と修正されたソースオーディオ信号とを相関させることによって前記二次経路推定フィルタの前記応答を形作り、前記修正されたソースオーディオ信号が、前記ソースオーディオ信号と前記フィードバックフィルタによって生成された前記アンチノイズ信号の一部との前記合計を含む、請求項１に記載の集積回路。
【請求項１４】
パーソナルオーディオデバイスのトランスデューサ付近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参照マイクロフォン信号を受信することと、
前記トランスデューサの前記出力と、前記トランデューサにおける前記周囲のオーディオ音とを示す誤差マイクロフォン信号を受信することと、
聞き手への再生のためのソースオーディオ信号を生成することと、
前記誤差マイクロフォン信号内の前記周囲のオーディオ音を最小化するために前記参照マイクロフォン信号をフィルタ処理する適応フィルタの応答を適応させることによって、前記参照マイクロフォン信号からフィードフォワードアンチノイズ信号成分を生成することと、
前記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前記影響を打ち消すために前記誤差マイクロフォン信号に基づいてフィードバックアンチノイズ信号を生成することと、
前記参照マイクロフォン信号と誤差マイクロフォン信号とのミスアライメントを修正するためにミスアライメント修正信号を生成することと、
前記フィルタ処理された再生補正エラーを最小化するために、前記ソースオーディオ信号の電気音響経路をモデル化し、前記ソースオーディオ信号をフィルタ処理する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、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ことと、
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ために、前記フィードフォワードアンチノイズ信号成分と前記フィードバックアンチノイズ信号成分とをソースオーディオ信号と組み合わせることと、
を含む、方法。
【請求項１５】
前記フィードバックアンチノイズ信号成分を生成することが、前記誤差マイクロフォン信号と二次経路推定との差異に基づく再生補正エラーをフィードバックフィルタでフィルタ処理することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ミスアライメント修正信号を生成することが、前記再生補正エラーからフィルタ処理された再生補正エラーを生成することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記参照マイクロフォン信号をフィルタ処理する適応フィルタの前記応答を適応させることが、前記フィルタ処理された再生補正エラーと前記参照マイクロフォン信号とに合わせて前記適応フィルタの前記応答を形作ることを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記アライメントフィルタが、ＳＥ（ｚ）が前記二次経路推定フィルタの前記応答であり、Ｈ（ｚ）が前記フィードバックフィルタの前記応答であるときに、１＋ＳＥ（ｚ）Ｈ（ｚ）によって得られる応答を有する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記フィードバックフィルタに関連するゲインを適用することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記電気音響経路をモデル化する際の前記二次経路推定フィルタの性能をモニタするための二次経路推定性能によりモニタすることをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記二次経路推定性能モニタに応答して前記ゲイン要素のゲインを制御することをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記アライメントフィルタが、ＳＥ（ｚ）が前記二次経路推定フィルタの前記応答であり、Ｈ（ｚ）が前記フィードバックフィルタの前記応答であり、Ｇがゲインであるときに、１＋ＳＥ（ｚ）Ｈ（ｚ）Ｇによって得られる応答を有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記アライメントフィルタが、ＳＥＧ（ｚ）が、前記二次経路推定性能モニタによって決定されるように、前記二次経路推定フィルタが前記ソースオーディオ信号の前記電気音響経路を十分にモデル化していた時点で存在する前記二次経路推定適応フィルタの前もって記憶された応答であり、Ｈ（ｚ）が前記フィードバックフィルタの前記応答であり、Ｇが前記ゲインであるときに、１＋ＳＥＧ（ｚ）Ｈ（ｚ）Ｇで得られる応答を有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記二次経路推定フィルタが前記ソースオーディオ信号の前記電気音響経路を、その度合いに依存して十分にモデル化している更新頻度で前記記憶された応答ＳＥＧ（ｚ）を更新することをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記フィードフォワード係数制御ブロックに伝達されるフィルタ処理された参照マイクロフォン信号を生成するために、ＳＥＧ（ｚ）に実質的に等価な応答を有するフィルタを前記参照マイクロフォン信号に適用することをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記二次係数制御ブロックが、前記ミスアライメント修正信号を最小化するために前記ミスアライメント修正信号と修正されたソースオーディオ信号とを相関させることによって前記二次経路推定フィルタの前記応答を形作り、前記修正されたソースオーディオ信号が、前記ソースオーディオ信号と前記フィードバックフィルタによって生成されたアンチノイズ信号の一部との前記合計を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２７】
パーソナルオーディオデバイスの少なくとも一部分を実装するための集積回路であって、
聞き手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内の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、前記トランスデューサに提供するための出力と、
前記周囲のオーディオ音を示す参照マイクロフォン信号を受信するための参照マイクロフォン入力と、
前記トランスデューサの前記出力と、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誤差マイクロフォン信号を受信するための誤差マイクロフォン入力と、
注入された実質的に不可聴のノイズ信号を受信するためのノイズ入力と、
処理回路であって、
前記参照マイクロフォン信号から前記アンチノイズ信号の少なくとも一部を生成する応答を有するフィードフォワードフィルタと、
前記ソースオーディオ信号の電気音響経路をモデル化し、前記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、
前記誤差マイクロフォン信号に基づいて前記アンチノイズ信号の少なくとも一部を生成する応答を有するフィードバックフィルタと、
前記アンチノイズ信号の電気音響経路をモデル化し、前記ノイズ信号からフィルタ処理されたノイズ信号を生成する応答を有する、ように構成された有効二次推定フィルタと、
前記誤差マイクロフォン信号内の前記周囲のオーディオ音を最小化するように前記フィードフォワードフィルタの前記応答を適応させることによって、前記誤差マイクロフォン信号と前記参照マイクロフォン信号とに合わせて前記フィードフォワードフィルタの前記応答を形作るフィードフォワード係数制御ブロックと、
前記誤差マイクロフォン信号を最小化するために前記ノイズ信号と前記誤差マイクロフォン信号とに合わせて前記有効二次経路推定フィルタの前記応答を形作る二次経路係数制御ブロックと、
前記有効二次推定フィルタの前記応答から前記二次推定フィルタの前記応答を生成する二次推定構築ブロックと、
を実装する処理回路と、
を備える、集積回路。
【請求項２８】
前記二次推定構築ブロックが、式
【数１】
2018530008.tif 000016
に従って前記有効二次推定フィルタの前記応答から前記二次推定フィルタの前記応答を生成し、ただし、ＳＥ（ｚ）が前記二次推定フィルタの前記応答であり、ＳＥｅｆｆ（ｚ）が前記有効二次推定フィルタの前記応答であり、Ｈ（ｚ）が前記フィードバックフィルタの前記応答である、請求項２７に記載の集積回路。
【請求項２９】
前記フィードバックフィルタの前記応答が、前記誤差マイクロフォン信号と、前記二次経路推定とフィルタ処理されたノイズ信号との合計との差に基づく再生補正エラーから前記アンチノイズ信号の少なくとも前記一部を生成する、請求項２７に記載の集積回路。
【請求項３０】
パーソナルオーディオデバイスのトランスデューサの前記付近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参照マイクロフォン信号を受信することと、
前記トランスデューサの出力と、前記トランデューサにおける前記周囲のオーディオ音とを示す誤差マイクロフォン信号を受信することと、
聞き手への再生のためのソースオーディオ信号を生成することと、
前記誤差マイクロフォン信号内の前記周囲のオーディオ音を最小化するために前記参照マイクロフォン信号をフィルタ処理する適応フィルタの応答を適応させることによって、前記参照マイクロフォン信号からフィードフォワードアンチノイズ信号成分を生成することと、
前記誤差マイクロフォン信号に基づいてフィードバックアンチノイズ信号を生成することと、
前記誤差マイクロフォン信号を最小化するために、前記アンチノイズ信号の電気音響経路をモデル化し、ノイズ信号をフィルタ処理する有効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、前記ノイズ信号から前記フィルタ処理されたノイズ信号を生成することと、
前記有効二次推定フィルタの前記応答から生成される二次経路推定フィルタの応答を適用することによって、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ことと、
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ために、前記フィードフォワードアンチノイズ信号成分と前記フィードバックアンチノイズ信号成分とをソースオーディオ信号と組み合わせることと、
を含む、方法。
【請求項３１】
二次推定構築ブロックが、式
【数２】
2018530008.tif 000017
に従って前記有効二次推定フィルタの前記応答から前記二次推定フィルタの前記応答を生成し、ただし、ＳＥ（ｚ）が前記二次推定フィルタの前記応答であり、ＳＥｅｆｆ（ｚ）が前記有効二次推定フィルタの前記応答であり、Ｈ（ｚ）が前記フィードバックフィルタの前記応答である、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記フィードバックアンチノイズ信号成分を生成することは、前記誤差マイクロフォン信号と、二次経路推定とフィルタ処理されたノイズ信号との合計との差に基づく再生補正エラーをフィードバックフィルタでフィルタ処置することを含む、請求項３０に記載の方法。
【手続補正書】
【提出日】平成30年8月14日(2018.8.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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の少なくとも一部分を実装するための集積回路であって、
聞き手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内の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、前記トランスデューサに提供するための出力と、
前記周囲のオーディオ音を示す参照マイクロフォン信号を受信するための参照マイクロフォン入力と、
前記トランスデューサの前記出力と、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誤差マイクロフォン信号を受信するための誤差マイクロフォン入力と、
処理回路であって、
前記参照マイクロフォン信号から前記アンチノイズ信号の少なくとも一部を生成する応答を有するフィードフォワードフィルタと、
前記ソースオーディオ信号の電気音響経路をモデル化し、前記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、
前記誤差マイクロフォン信号に基づいて前記アンチノイズ信号の少なくとも一部を生成する応答を有するフィードバックフィルタと、
ミスアライメント修正信号を生成することによって、前記参照マイクロフォン信号と誤差マイクロフォン信号とのミスアライメントを修正するように構成されたアライメントフィルタと、
前記誤差マイクロフォン信号内の前記周囲のオーディオ音を最小化するように前記フィードフォワードフィルタの前記応答を適応させることによって、前記フィードフォワードフィルタの前記応答を形作るフィードフォワード係数制御ブロックと、
前記ミスアライメント修正信号を最小化するために、前記ソースオーディオ信号と前記ミスアライメント修正信号とに合わせて前記二次経路推定フィルタの前記応答を形作る二次経路係数制御ブロックと、
を実装する処理回路と、
を備える、集積回路。
【請求項２】
前記フィードバックフィルタの前記応答が、前記誤差マイクロフォン信号と前記二次経路推定との差異に基づく再生補正エラーから、前記アンチノイズ信号の少なくとも一部を生成する、請求項１に記載の集積回路。
【請求項３】
前記ミスアライメント修正信号が、前記再生補正エラーから生成された、フィルタ処理された再生補正エラーを含む、請求項２に記載の集積回路。
【請求項４】
前記フィードフォワード制御ブロックが、前記フィルタ処理された再生補正エラーと前記参照マイクロフォン信号と前記とに合わせて前記フィードフォワードフィルタの前記応答を形作る、請求項３に記載の集積回路。
【請求項５】
前記アライメントフィルタが、ＳＥ（ｚ）が前記二次経路推定フィルタの前記応答であり、Ｈ（ｚ）が前記フィードバックフィルタの前記応答であるときに、１＋ＳＥ（ｚ）Ｈ（ｚ）で得られる応答を有する、請求項１に記載の集積回路。
【請求項６】
前記処理回路が、前記フィードバックフィルタに関連したゲインをさらに実装する、請求項１に記載の集積回路。
【請求項７】
前記処理回路が、前記電気音響経路をモデル化する際の前記二次経路推定フィルタの性能をモニタするための二次経路推定性能モニタをさらに実装する、請求項６に記載の集積回路。
【請求項８】
前記処理回路が、前記二次経路推定性能モニタに応答して前記ゲインを制御する、請求項７に記載の集積回路。
【請求項９】
前記アライメントフィルタが、ＳＥ（ｚ）が前記二次経路推定フィルタの前記応答であり、Ｈ（ｚ）が前記フィードバックフィルタの前記応答であり、Ｇが前記ゲインであるときに、１＋ＳＥ（ｚ）Ｈ（ｚ）Ｇによって得られる応答を有する、請求項８に記載の集積回路。
【請求項１０】
前記アライメントフィルタが、ＳＥＧ（ｚ）が、前記二次経路推定性能モニタによって決定されるように、前記二次経路推定フィルタが前記ソースオーディオ信号の前記電気音響経路を十分にモデル化していた時点で存在する前記二次経路推定適応フィルタの前もって記憶された応答であり、Ｈ（ｚ）が前記フィードバックフィルタの前記応答であり、Ｇが前記ゲインであるときに、１＋ＳＥＧ（ｚ）Ｈ（ｚ）Ｇで得られる応答を有する、請求項８に記載の集積回路。
【請求項１１】
前記二次経路推定性能モニタが、前記二次経路推定フィルタが前記ソースオーディオ信号の前記電気音響経路を、その度合いに依存して十分にモデル化している更新頻度で前記記憶された応答ＳＥＧ（ｚ）を更新する、請求項１０に記載の集積回路。
【請求項１２】
前記フィードフォワード係数制御ブロックに伝達されるフィルタ処理された参照マイクロフォン信号を生成するために、ＳＥＧ（ｚ）に実質的に等価な応答を有するフィルタが前記参照マイクロフォン信号に適用される、請求項１０に記載の集積回路。
【請求項１３】
前記二次係数制御ブロックが、前記ミスアライメント修正信号を最小化するために前記ミスアライメント修正信号と修正されたソースオーディオ信号とを相関させることによって前記二次経路推定フィルタの前記応答を形作り、前記修正されたソースオーディオ信号が、前記ソースオーディオ信号と前記フィードバックフィルタによって生成された前記アンチノイズ信号の一部との前記合計を含む、請求項１に記載の集積回路。
【請求項１４】
パーソナルオーディオデバイスのトランスデューサ付近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参照マイクロフォン信号を受信することと、
前記トランスデューサの前記出力と、前記トランデューサにおける前記周囲のオーディオ音とを示す誤差マイクロフォン信号を受信することと、
聞き手への再生のためのソースオーディオ信号を生成することと、
前記誤差マイクロフォン信号内の前記周囲のオーディオ音を最小化するために前記参照マイクロフォン信号をフィルタ処理する適応フィルタの応答を適応させることによって、前記参照マイクロフォン信号からフィードフォワードアンチノイズ信号成分を生成することと、
前記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前記影響を打ち消すために前記誤差マイクロフォン信号に基づいてフィードバックアンチノイズ信号を生成することと、
前記参照マイクロフォン信号と誤差マイクロフォン信号とのミスアライメントを修正するためにミスアライメント修正信号を生成することと、
前記フィルタ処理された再生補正エラーを最小化するために、前記ソースオーディオ信号の電気音響経路をモデル化し、前記ソースオーディオ信号をフィルタ処理する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、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ことと、
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ために、前記フィードフォワードアンチノイズ信号成分と前記フィードバックアンチノイズ信号成分とをソースオーディオ信号と組み合わせることと、
を含む、方法。
【請求項１５】
前記フィードバックアンチノイズ信号成分を生成することが、前記誤差マイクロフォン信号と二次経路推定との差異に基づく再生補正エラーをフィードバックフィルタでフィルタ処理することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ミスアライメント修正信号を生成することが、前記再生補正エラーからフィルタ処理された再生補正エラーを生成することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記参照マイクロフォン信号をフィルタ処理する適応フィルタの前記応答を適応させることが、前記フィルタ処理された再生補正エラーと前記参照マイクロフォン信号とに合わせて前記適応フィルタの前記応答を形作ることを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記アライメントフィルタが、ＳＥ（ｚ）が前記二次経路推定フィルタの前記応答であり、Ｈ（ｚ）が前記フィードバックフィルタの前記応答であるときに、１＋ＳＥ（ｚ）Ｈ（ｚ）によって得られる応答を有する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記フィードバックフィルタに関連するゲインを適用することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記電気音響経路をモデル化する際の前記二次経路推定フィルタの性能をモニタするための二次経路推定性能モニタによりモニタすることをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記二次経路推定性能モニタに応答して前記ゲイン要素のゲインを制御することをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記アライメントフィルタが、ＳＥ（ｚ）が前記二次経路推定フィルタの前記応答であり、Ｈ（ｚ）が前記フィードバックフィルタの前記応答であり、Ｇがゲインであるときに、１＋ＳＥ（ｚ）Ｈ（ｚ）Ｇによって得られる応答を有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記アライメントフィルタが、ＳＥＧ（ｚ）が、前記二次経路推定性能モニタによって決定されるように、前記二次経路推定フィルタが前記ソースオーディオ信号の前記電気音響経路を十分にモデル化していた時点で存在する前記二次経路推定適応フィルタの前もって記憶された応答であり、Ｈ（ｚ）が前記フィードバックフィルタの前記応答であり、Ｇが前記ゲインであるときに、１＋ＳＥＧ（ｚ）Ｈ（ｚ）Ｇで得られる応答を有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記二次経路推定フィルタが前記ソースオーディオ信号の前記電気音響経路を、その度合いに依存して十分にモデル化している更新頻度で前記記憶された応答ＳＥＧ（ｚ）を更新することをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記フィードフォワード係数制御ブロックに伝達されるフィルタ処理された参照マイクロフォン信号を生成するために、ＳＥＧ（ｚ）に実質的に等価な応答を有するフィルタを前記参照マイクロフォン信号に適用することをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記二次係数制御ブロックが、前記ミスアライメント修正信号を最小化するために前記ミスアライメント修正信号と修正されたソースオーディオ信号とを相関させることによって前記二次経路推定フィルタの前記応答を形作り、前記修正されたソースオーディオ信号が、前記ソースオーディオ信号と前記フィードバックフィルタによって生成されたアンチノイズ信号の一部との前記合計を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２７】
パーソナルオーディオデバイスの少なくとも一部分を実装するための集積回路であって、
聞き手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内の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、前記トランスデューサに提供するための出力と、
前記周囲のオーディオ音を示す参照マイクロフォン信号を受信するための参照マイクロフォン入力と、
前記トランスデューサの前記出力と、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誤差マイクロフォン信号を受信するための誤差マイクロフォン入力と、
注入された実質的に不可聴のノイズ信号を受信するためのノイズ入力と、
処理回路であって、
前記参照マイクロフォン信号から前記アンチノイズ信号の少なくとも一部を生成する応答を有するフィードフォワードフィルタと、
前記ソースオーディオ信号の電気音響経路をモデル化し、前記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、
前記誤差マイクロフォン信号に基づいて前記アンチノイズ信号の少なくとも一部を生成する応答を有するフィードバックフィルタと、
前記アンチノイズ信号の電気音響経路をモデル化し、前記ノイズ信号からフィルタ処理されたノイズ信号を生成する応答を有する、ように構成された有効二次推定フィルタと、
前記誤差マイクロフォン信号内の前記周囲のオーディオ音を最小化するように前記フィードフォワードフィルタの前記応答を適応させることによって、前記誤差マイクロフォン信号と前記参照マイクロフォン信号とに合わせて前記フィードフォワードフィルタの前記応答を形作るフィードフォワード係数制御ブロックと、
前記誤差信号を最小化するために前記ノイズ信号と前記誤差マイクロフォン信号とに合わせて前記有効二次経路推定フィルタの前記応答を形作る二次経路係数制御ブロックと、
前記有効二次推定フィルタの前記応答から前記二次推定フィルタの前記応答を生成する二次推定構築ブロックと、
を実装する処理回路と、
を備える、集積回路。
【請求項２８】
前記二次推定構築ブロックが、式
【数１】
2018530008.tif 000018
に従って前記有効二次推定フィルタの前記応答から前記二次推定フィルタの前記応答を生成し、ただし、ＳＥ（ｚ）が前記二次推定フィルタの前記応答であり、ＳＥｅｆｆ（ｚ）が前記有効二次推定フィルタの前記応答であり、Ｈ（ｚ）が前記フィードバックフィルタの前記応答である、請求項２７に記載の集積回路。
【請求項２９】
前記フィードバックフィルタの前記応答が、前記誤差マイクロフォン信号と、前記二次経路推定とフィルタ処理されたノイズ信号との合計との差に基づく再生補正エラーから前記アンチノイズ信号の少なくとも前記一部を生成する、請求項２７に記載の集積回路。
【請求項３０】
パーソナルオーディオデバイスのトランスデューサの前記付近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参照マイクロフォン信号を受信することと、
前記トランスデューサの出力と、前記トランデューサにおける前記周囲のオーディオ音とを示す誤差マイクロフォン信号を受信することと、
聞き手への再生のためのソースオーディオ信号を生成することと、
前記誤差マイクロフォン信号内の前記周囲のオーディオ音を最小化するために前記参照マイクロフォン信号をフィルタ処理する適応フィルタの応答を適応させることによって、前記参照マイクロフォン信号からフィードフォワードアンチノイズ信号成分を生成することと、
前記誤差マイクロフォン信号に基づいてフィードバックアンチノイズ信号を生成することと、
前記誤差マイクロフォン信号を最小化するために、前記アンチノイズ信号の電気音響経路をモデル化し、ノイズ信号をフィルタ処理する有効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、前記ノイズ信号から前記フィルタ処理されたノイズ信号を生成することと、
前記有効二次推定フィルタの前記応答から生成される二次経路推定フィルタの応答を適用することによって、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ことと、
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ために、前記フィードフォワードアンチノイズ信号成分と前記フィードバックアンチノイズ信号成分とをソースオーディオ信号と組み合わせることと、
を含む、方法。
【請求項３１】
二次推定構築ブロックが、式
【数２】
2018530008.tif 000019
に従って前記有効二次推定フィルタの前記応答から前記二次推定フィルタの前記応答を生成し、ただし、ＳＥ（ｚ）が前記二次推定フィルタの前記応答であり、ＳＥｅｆｆ（ｚ）が前記有効二次推定フィルタの前記応答であり、Ｈ（ｚ）が前記フィードバックフィルタの前記応答である、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記フィードバックアンチノイズ信号成分を生成することは、前記誤差マイクロフォン信号と、二次経路推定とフィルタ処理されたノイズ信号との合計との差に基づく再生補正エラーをフィードバックフィルタでフィルタ処置することを含む、請求項３０に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３Ｃ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３Ｃ】
2018530008.tif 000020
【国際調査報告】
2018530008.tif 000021
2018530008.tif 000022
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