(57)【要約】  本開示のシステム及び方法によると、方法は、リファレンス・マイクロホンの出力をフィルタす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フィードフォワード・アンチノイズ信号成分を、リファレンス・マイクロホンによる測定の結果から生成するステップと、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、合成されたリファレンス・フィードバックをフィルタするフィードバック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、フィードバック・アンチノイズ信号成分を、エラー・マイクロホンによる測定の結果から適応的に生成するステップであって、合成されたリファレンス・フィードバックが、エラー・マイクロホン信号とフィードバック・アンチノイズ信号成分との差に基づく、ステップとを含むことができる。
2016519337.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パーソナル・オーディオ機器のハウジングと、
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前記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の、前記ハウジングに結合された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の、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の、前記トランスデューサの近傍において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フィードフォワード・アンチノイズ信号成分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、
合成されたリファレンス・フィードバックからフィードバック・アンチノイズ信号成分を生成する応答を有するフィードバック適応フィルタであって、前記合成されたリファレンス・フィードバックが前記エラー・マイクロホン信号と前記フィードバック・アンチノイズ信号成分との差に基づいており、前記アンチノイズ信号が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含む、フィードバック適応フィルタと、
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、前記フィードバック適応フィルタの前記応答を適応させることによって、前記エラー・マイクロホン信号と前記合成されたリファレンス・フィードバックとに合わせて前記フィードバック適応フィルタの前記応答を成形するフィードバック係数制御ブロックと、
を実装する処理回路と、
を備えるパーソナル・オーディオ機器。
【請求項２】
前記フィードフォワード・フィルタが適応フィルタであり、前記処理回路が、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、前記エラー・マイクロホン信号と前記リファレンス・マイクロホ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成形するフィードフォワード係数制御ブロックをさらに実装する、請求項１に記載のパーソナル・オーディオ機器。
【請求項３】
前記処理回路が、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をさらに実装する、請求項１に記載のパーソナル・オーディオ機器。
【請求項４】
前記合成されたリファレンス・フィードバックが、前記エラー・マイクロホン信号と、前記二次経路推定フィルタの前記応答を前記フィードバック・アンチノイズ信号成分に適用することによって生成される信号との差に基づく、請求項３に記載のパーソナル・オーディオ機器。
【請求項５】
前記二次経路推定フィルタが適応的であり、前記処理回路が、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経路推定係数制御ブロックであって、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、二次経路推定係数制御ブロックをさらに実装する、請求項３に記載のパーソナル・オーディオ機器。
【請求項６】
パーソナル・オーディオ機器のトランスデューサの前記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、
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エラー・マイクロホン信号を受信するステップと、
前記リファレンス・マイクロホンの出力をフィルタす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前記影響を打ち消すフィードフォワード・アンチノイズ信号成分を、前記リファレンス・マイクロホンによる測定の結果から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、合成されたリファレンス・フィードバックをフィルタするフィードバック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前記音響出力での周囲のオーディオ音の前記影響を打ち消すために、フィードバック・アンチノイズ信号成分を、前記エラー・マイクロホンによる測定の結果から適応的に生成するステップであって、前記合成されたリファレンス・フィードバックが、前記エラー・マイクロホン信号と前記フィードバック・アンチノイズ信号成分との差に基づく、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７】
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、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前記影響を打ち消す前記フィードフォワード・アンチノイズ信号成分を、前記リファレンス・マイクロホンによる前記測定の結果から生成するステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記トランスデューサを通る、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ための二次経路推定フィルタで前記ソース・オーディオ信号をフィルタすることによって、前記ソース・オーディオ信号から二次経路推定を生成するステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記二次経路推定フィルタの応答を前記フィードバック・アンチノイズ信号成分に適用するステップであって、前記合成されたリファレンス・フィードバックが、前記エラー・マイクロホン信号と、前記フィードバック・アンチ雑音信号成分への前記二次経路推定フィルタの前記応答によってフィルタされるような前記フィードバック・アンチノイズ信号成分との差に基づく、ステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
再生補正エラーを最小化するように、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ために、前記合成されたリファレンス・フィードバック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、前記二次経路推定を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、ステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
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前記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フィードフォワード・アンチノイズ信号成分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、
合成されたリファレンス・フィードバックからフィードバック・アンチノイズ信号成分を生成する応答を有するフィードバック適応フィルタであって、前記合成されたリファレンス・フィードバックが前記エラー・マイクロホン信号と前記フィードバック・アンチノイズ信号成分との差に基づいており、前記アンチノイズ信号が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含む、フィードバック適応フィルタと、
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、前記フィードバック適応フィルタの前記応答を適応させることによって、前記エラー・マイクロホン信号と前記合成されたリファレンス・フィードバックとに合わせて前記フィードバック適応フィルタの前記応答を成形するフィードバック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１２】
前記フィードフォワード・フィルタが適応フィルタであり、前記処理回路が、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、前記エラー・マイクロホン信号と前記リファレンス・マイクロホ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成形するフィードフォワード係数制御ブロックをさらに実装する、請求項１１に記載の集積回路。
【請求項１３】
前記処理回路が、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をさらに実装する、請求項１１に記載の集積回路。
【請求項１４】
前記合成されたリファレンス・フィードバックが、前記エラー・マイクロホン信号と、前記二次経路推定フィルタの前記応答を前記フィードバック・アンチノイズ信号成分に適用することによって生成される信号との差に基づく、請求項１３に記載の集積回路。
【請求項１５】
前記二次経路推定フィルタが適応的であり、前記処理回路が、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経路推定係数制御ブロックであって、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、二次経路推定係数制御ブロックをさらに実装する、請求項１３に記載の集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている、２０１３年４月１７日に出願された米国仮特許出願第６１／８１２，８２３号に対する優先権を主張するものである。
【０００２】
本開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている、２０１３年６月２４日に出願された米国特許出願第１３／９２４，９３５号に対する優先権を主張するものである。
【０００３】
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、フィードフォワードとフィードバックの適応雑音消去技法の両方を使用する、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及び消去に関する。
【背景技術】
【０００４】
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。
【０００５】
存在する雑音源、及び機器自体の位置に応じて、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劇的に変わり得るため、そのような環境の変化を考慮に入れることが、雑音消去を適応させるためには、望ましい。しかしながら、適応雑音消去回路は、複雑で、さらなる電力を消費することがあり、ある環境下では望ましくない結果を生じることがある。例えば、図１に描かれるように、一部の雑音消去回路は、（ｉ）リファレンス・マイクロホンＲによって提供される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ｒｅｆ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ための適応フィードフォワード・システム１０２と、（ｉｉ）適応フィルタ１１０、及び適応フィルタ１１０に対する係数を生成するための係数制御ブロック１１２を含む適応フィードバック・システム１０４と、の両方を含むハイブリッド適応雑音消去を用いており、そこでは、適応フィードバック・システム１０４が、合成されたリファレンス・フィードバック信号ｓｙｎｒｅｆからフィードバック・アンチノイズ信号成分を生成し、合成されたリファレンス・フィードバック信号がエラー・マイクロホン信号ｅｒｒとアンチノイズ信号との差に基づいており、アンチノイズ信号が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の和に等しく、エラー・マイクロホン信号ｅｒｒがエラー・マイクロホンＥによって提供され、トランスデューサ１０６（例えば、スピーカ）の音響出力とトランスデューサ１０６における周囲のオーディオ音とを示している。合成されたリファレンス・フィードバック信号ｓｙｎｒｅｆを生成するためにエラー・マイクロホン信号ｅｒｒから減算される前に、アンチノイズ信号は、トランスデューサ１０６を通るソース・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二次経路推定フィルタ１０８によってフィルタされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そのような手法では、合成されたリファレンス・フィードバック信号ｓｙｎｒｅｆは、エラー・マイクロホンＥによって認識される周囲雑音を合成し、したがって適応フィードフォワード・システム１０２の影響に無関係である。結果として、適応フィードバック・システム１０４は、フィードフォワード・システム１０２が消去した周波数領域を判定することができず、同一の領域で雑音を低減するように適応し、それによって適応雑音消去システムの性能が損なわれることになる。
【０００７】
本開示の教示によると、音響トランスデューサに関連付けられる周囲挟帯域雑音の検出及び低減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】
【０００８】
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・オーディオ機器のハウジングと、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の、ハウジングに取り付けられたトランスデューサと、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、ハウジングに取り付けられたリファレンス・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においてハウジングに取り付けられたエラー・マイクロホンと、処理回路と、を含むことができる。処理回路は、リファレンス・マイクロホン信号からフィードフォワード・アンチノイズ信号成分を生成する応答を有するフィードフォワード・フィルタを実装することができる。また、処理回路は、合成されたリファレンス・フィードバックからフィードバック・アンチノイズ信号成分を生成する応答を有するフィードバック適応フィルタであって、合成されたリファレンス・フィードバックがエラー・マイクロホン信号とフィードバック・アンチノイズ信号成分との差に基づいており、アンチノイズ信号が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含む、フィードバック適応フィルタを実装することができる。また、処理回路は、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、フィードバック適応フィルタの応答を適応させることによって、エラー・マイクロホン信号と合成されたリファレンス・フィードバックとに合わせてフィードバック適応フィルタの応答を成形するフィードバック係数制御ブロックを実装することができる。
【０００９】
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方法は、リファレンス・マイクロホン信号を生成ためにリファレンス・マイクロホンによって周囲のオーディオ音を測定するステップと、エラー・マイクロホンによって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測定するステップと、リファレンス・マイクロホンの出力をフィルタす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フィードフォワード・アンチノイズ信号成分を、リファレンス・マイクロホンによる測定の結果から生成するステップと、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、合成されたリファレンス・フィードバックをフィルタするフィードバック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、フィードバック・アンチノイズ信号成分を、エラー・マイクロホンによる測定の結果から適応的に生成するステップであって、合成されたリファレンス・フィードバックが、エラー・マイクロホン信号とフィードバック・アンチノイズ信号成分との差に基づく、ステップと、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と、を含むことができる。
【００１０】
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、リスナーへの再生のためのソース・オーディオと、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の出力部と、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、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のエラー・マイクロホン入力部と、処理回路と、含むことができる。処理回路は、リファレンス・マイクロホン信号からフィードフォワード・アンチノイズ信号成分を生成する応答を有するフィードフォワード・フィルタを実装することができる。また、処理回路は、合成されたリファレンス・フィードバックからフィードバック・アンチノイズ信号成分を生成する応答を有するフィードバック適応フィルタであって、合成されたリファレンス・フィードバックがエラー・マイクロホン信号とフィードバック・アンチノイズ信号成分との差に基づいており、アンチノイズ信号が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含む、フィードバック適応フィルタを実装することができる。また、処理回路は、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、フィードバック適応フィルタの応答を適応させることによって、エラー・マイクロホン信号と合成されたリファレンス・フィードバックとに合わせてフィードバック適応フィルタの応答を成形するフィードバック係数制御ブロックを実装することができる。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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】
【００１４】
【図１】当分野で知られている、フィードフォワードとフィードバックの両方を含むハイブリッド能動雑音消去（ＡＮＣ：active 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。
【図２】本開示の実施例による、無線携帯型電話の図である。
【図３】本開示の実施例による、図２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４】本開示の実施例による、図４のコーダ・デコーダ（コーデック）集積回路のＡＮＣ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】
【００１５】
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。
【００１６】
ここで図２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。
【００１７】
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。
【００１８】
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に与えられる選択肢を限定する以外は、本開示の範囲を変更することなく省略されてもよい。
【００１９】
ここで図３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、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。
【００２０】
ここで図４を参照すると、本開示の実施例によるＡＮＣ回路３０の詳細が示されている。フィードフォワード適応フィルタ３２は、リファレンス・マイクロホン信号ｒｅｆを受信することができ、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ができ、これを、図３の結合器２６によって例示されるように、フィードフォワード・アンチノイズ信号成分と、以下に記載されるフィードバック・アンチノイズ信号成分と、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。フィードフォワード適応フィルタ３２の係数は、信号の相関関係を用いてフィードフォワード適応フィルタ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、このフィードフォワード適応フィルタ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、エラー・マイクロホン信号ｅｒｒを含む別の信号（例えば、エラー・マイクロホン信号ｅｒｒから、経路Ｓ（ｚ）の応答の推定である応答ＳＥ（ｚ）によって変換されるような、ダウンリンク・スピーチ信号ｄｓ及び／又は内部オーディオ信号ｉａを減算したものに等しい、再生補正エラー）とであってもよい。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、結果として生じる信号とエラー・マイクロホン信号ｅｒｒとの差を最小化することによって、フィードフォワード適応フィルタ３２は、Ｐ（ｚ）／Ｓ（ｚ）の所望の応答に適応することができる。さらに、以下により詳細に説明されるような応答Ｃｘ（ｚ）を有するフィルタ３７Ａは、フィルタ３４Ｂの出力を処理し、Ｗ係数制御ブロック３１に第１の入力を提供することができる。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によって処理され得る。フィルタ３７Ａ、３７Ｂの両方とも、ＤＣオフセットや非常に低周波数の変動がＷ（ｚ）の係数に影響しないように、高域通過の応答を含むことができる。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。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の反転量を注入することによって、フィードフォワード適応フィルタ３２が、エラー・マイクロホン信号ｅｒｒ中に存在する比較的大きな量のダウンリンク・オーディオ信号及び／又は内部オーディオ信号に適応するのを防止することができ、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のこの反転コピー（inverted copy）を��路Ｓ（ｚ）の応答の推定で変換することによって、比較前にエラー・マイクロホン信号ｅｒｒから除去されたダウンリンク・オーディオ信号及び／又は内部オーディオ信号は、電気的及び音響的経路Ｓ（ｚ）が、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で再現されるダウンリンク・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。
【００２１】
フィードバック適応フィルタ３２Ａは、合成されたリファレンス・フィードバック信号ｓｙｎｒｅｆを受信し、理想的な状況下では、その伝達関数ＷＳＲ（ｚ）をＰ（ｚ）／Ｓ（ｚ）となるように適応させてフィードバック・アンチノイズ信号成分を生成することができ、これを、図３の結合器２６によって例示されるように、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。このようにして、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が組み合わさって、全体的なＡＮＣシステムに対するアンチノイズを生成することができる。合成されたリファレンス・フィードバック信号ｓｙｎｒｅｆは、エラー・マイクロホン信号（例えば、再生補正エラー）を含む信号と、フィルタ３４Ｃによって提供される経路Ｓ（ｚ）の応答の推定のコピーＳＥＣＯＰＹ（Ｚ）によって成形されるようなフィードバック・アンチノイズ信号成分との差に基づいて、結合器３９によって生成されてもよい。フィードバック適応フィルタ３２Ａの係数は、信号の相関関係を使用してフィードバック適応フィルタ３２Ａの応答を決定するＷＳＲ係数制御ブロック３１Ａによって制御されてもよく、これが、エラー・マイクロホン信号ｅｒｒ中に存在する合成されたリファレンス・フィードバック信号ｓｙｎｒｅｆのそれらの成分間の、最小２乗平均の意味における誤差を全体的に最小化する。ＷＳＲ係数制御ブロック３１Ａによって比較される信号は、合成されたリファレンス・フィードバック信号ｓｙｎｒｅｆと、エラー・マイクロホン信号ｅｒｒを含む別の信号とであってもよい。合成されたリファレンス・フィードバック信号ｓｙｎｒｅｆ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、フィードバック適応フィルタ３２Ａは、Ｐ（ｚ）／Ｓ（ｚ）の所望の応答に適応することができる。
【００２２】
上記を実現するために、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することができ、これがダウンリンク・オーディオ信号ｄｓ及び／又は内部オーディオ信号ｉａと、上記のフィルタされたダウンリンク・オーディオ信号ｄｓ及び／又は内部オーディオ信号ｉａを除去した後のエラー・マイクロホン信号ｅｒｒとを比較することができ、これは、エラー・マイクロホンＥに送達される予期されるダウンリンク・オーディオを表わすように適応フィルタ３４Ａによってフィルタされており、結合器３６によって適応フィルタ３４Ａの出力から除去され再生補正エラーを生成する。ＳＥ係数制御ブロック３３は、実際のダウンリンク・オーディオ信号ｄｓ及び／又は内部オーディオ信号ｉａを、再生補正エラー中に存在するダウンリンク・オーディオ信号ｄｓ及び／又は内部オーディオ信号ｉａの成分と関連付ける。それによって、エラー・マイクロホン信号ｅｒｒから減算されると、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信号をダウンリンク・オーディオ信号ｄｓ及び／又は内部オーディオ信号ｉａから生成するように、適応フィルタ３４Ａを適応させることができる。
【００２３】
本開示は、当業者が理解する本明細書の例示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例示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。
【００２４】
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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【図４】
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【国際調査報告】
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