JP2014519625A

JP2014519625A - 適合的ノイズキャンセレーション（ａｎｃ）を有するパーソナルオーディオデバイスにおける帯域制限アンチノイズ

Info

Publication number: JP2014519625A
Application number: JP2014513548A
Authority: JP
Inventors: ジェフリーアルダーソン，; ニティンクワトラ，; ガウサムデベンドラカマス，; ミラーニ，アリアブドラーザデー; ジョンエル．メランソン，
Original assignee: シラスロジック、インコーポレイテッド
Priority date: 2011-06-03
Filing date: 2012-05-18
Publication date: 2014-08-14
Anticipated expiration: 2032-05-18
Also published as: WO2012166388A3; EP2793225A3; WO2012166388A2; EP2793225B1; US9368099B2; US8948407B2; EP2715715A2; KR101918465B1; US20120308024A1; KR20140039003A; EP2793225A2; JP6042420B2; CN103718239A; US20140211953A1; CN103718239B

Abstract

例えば無線電話機のようなパーソナルオーディオデバイスは、ノイズキャンセリング回路を含み、このノイズキャンセリング回路は、基準マイクロフォン信号からアンチノイズ信号を適合的に生成し、アンチノイズ信号をスピーカまたは他のトランスデューサ出力の中に注入し、周囲のオーディオサウンドのキャンセレーションを引き起こす。アンチノイズ信号の適合を制御するため、および、ノイズキャンセリング回路からトランスデューサまで通る電子音響経路を推定するために、エラーマイクロフォンも、スピーカに隣接して提供され、トランスデューサの出力を測定し得る。適合的ノイズキャンセリング（ＡＮＣ）機能を実行する処理回路はまた、基準マイクロフォン信号に対するアンチノイズ信号の周波数応答を調節すること、および／または、基準マイクロフォン信号によって提供される適合から独立して、適合的フィルタの応答を調節することを行う。

Description

（発明の分野）
本発明は、概して、ノイズキャンセレーションを含む、例えば、無線電話機のようなパーソナルオーディオデバイスに関し、より詳細には、アンチノイズ信号が、帯域制限され、ＡＮＣ動作をより効果的にするパーソナルオーディオデバイスに関する。

（発明の背景）
無線電話機（例えば、移動／携帯電話）、コードレス電話、および、他の消費者オーディオデバイス（例えばＭＰ３プレイヤおよびヘッドフォンまたはイアバッド（ｅａｒｂｕｄｓ））が、広く用いられている。了解度に関するそのようなデバイスの性能は、周囲の音響イベントを測定するためにマイクロフォンを用い、次に、周囲の音響イベントをキャンセルするためにデバイスの出力の中にアンチノイズ信号を挿入するために信号処理を用い、ノイズキャンセリングを提供することによって改善されることができる。

存在するノイズのソース（ｓｏｕｒｃｅ）およびデバイス自体の位置に応じて、例えば、無線電話機のようなパーソナルオーディオデバイスの周囲の音響環境は大きく変化し得るので、そのような環境の変化を考慮してノイズキャンセリングを適合させることが望ましい。しかし、適合的ノイズキャンセリング回路は、複雑であり得、さらなる電力を消費し、特定の状況の下で望ましくない結果を生じ得る。

従って、変わりやすい音響環境においてノイズキャンセレーションを提供する、無線電話機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。

変わりやすい音響環境においてノイズキャンセレーション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述の目的は、パーソナルオーディオデバイス、動作の方法、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および集積回路の動作の方法であり、集積回路は、パーソナルオーディオデバイス内に組み込まれることができる。

パーソナルオーディオデバイスは、筐体を含み、トランスデューサが、オーディオ信号を再生するために筐体に設置され、このオーディオ信号は、リスナへの再生のためのソースオーディオ（ｓｏｕｒｃｅａｕｄｉｏ）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サウンド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。基準マイクロフォンが、周囲のオーディオサウンドを示す基準マイクロフォン信号を提供するために、筐体に設置されている。パーソナルオーディオデバイスは、基準マイクロフォン信号からアンチノイズ信号を適合的に生成するための適合的ノイズキャンセリング（ＡＮＣ）処理回路を筐体内にさらに含み、それによって、アンチノイズ信号は、周囲のオーディオサウンドの実質的なキャンセレーションを引き起こす。エラーマイクロフォンが、周囲のオーディオサウンドをキャンセルするためにアンチノイズ信号の適合を制御するため、および、処理回路の出力からトランスデューサまで通る電子音響経路に対して修正するために含まれている。ＡＮＣ処理回路は、基準マイクロフォン信号に対するアンチノイズの周波数応答を成形することによって、および／または、基準マイクロフォン信号に対する適合的制御から独立して適合的フィルタの応答を調節することによって、破壊的で効果のないアンチノイズ、または、特定の周波数範囲において性能を弱めるアンチノイズを生成することを回避する。

添付の図面に例示されているとおり、本発明の前述の目的、特徴、および利点、ならびに、他の目的、特徴、および利点は、本発明の好ましい実施形態の以下のより詳細な説明から明らかとなる。

図１は、本発明の実施形態による無線電話機１０の例示である。図２は、本発明の実施形態による無線電話機１０内の回路のブロック図である。図３Ａ〜図３Ｅは、本発明の様々な実施形態による、図２のＣＯＤＥＣ集積回路２０のＡＮＣ回路３０内の信号処理回路および機能ブロックを描いているブロック図である。図３Ａ〜図３Ｅは、本発明の様々な実施形態による、図２のＣＯＤＥＣ集積回路２０のＡＮＣ回路３０内の信号処理回路および機能ブロックを描いているブロック図である。図３Ａ〜図３Ｅは、本発明の様々な実施形態による、図２のＣＯＤＥＣ集積回路２０のＡＮＣ回路３０内の信号処理回路および機能ブロックを描いているブロック図である。図３Ａ〜図３Ｅは、本発明の様々な実施形態による、図２のＣＯＤＥＣ集積回路２０のＡＮＣ回路３０内の信号処理回路および機能ブロックを描いているブロック図である。図３Ａ〜図３Ｅは、本発明の様々な実施形態による、図２のＣＯＤＥＣ集積回路２０のＡＮＣ回路３０内の信号処理回路および機能ブロックを描いているブロック図である。図４Ａおよび図４Ｂは、本発明の実施形態による、集積回路内の信号処理回路および機能ブロックを描いているブロック図である。図４Ａおよび図４Ｂは、本発明の実施形態による、集積回路内の信号処理回路および機能ブロックを描いているブロック図である。

（本発明を実行するための最良のモード）
本発明は、例えば無線電話機のようなパーソナルオーディオデバイスにおいて実装されることができるノイズキャンセリング技術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、適合的ノイズキャンセリング（ＡＮＣ）回路を含み、適合的ノイズキャンセリング（ＡＮＣ）回路は、周囲の音響環境を測定し、周囲の音響イベントをキャンセルするためにスピーカ（または他のトランスデューサ）出力の中に注入される適合的アンチノイズ信号を生成する。基準マイクロフォンが、周囲の音響環境を測定するために提供され、エラーマイクロフォンが、周囲の音響イベントをキャンセルするためのアンチノイズ信号の適合を制御するために、および、ＡＮＣ回路の出力からスピーカまで通る電子音響経路の推定を提供するために含まれる。ＡＮＣ処理回路は、基準マイクロフォン信号に対するアンチノイズの周波数応答を成形することによって、および／または、エラーマイクロフォン信号に対する適合的制御から独立して適合的フィルタの応答を調節することによって、破壊的で効果のないアンチノイズ、または、特定の周波数範囲において性能を弱めるアンチノイズを生成することを回避する。

ここで図１を参照すると、無線電話機１０が、本発明の実施形態に従って例示され、ヒトの耳５の近くに示されている。例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術が使用され得るデバイスの例であるが、しかし、例示されている無線電話機１０において、またはこれ以降の図に描かれている回路において具現化されている要素もしくは構成のうちの全てが、請求項に記載されている本発明を実行するために必要とされるわけではないことが理解される。無線電話機１０は、例えばスピーカＳＰＫＲのようなトランスデューサを含み、スピーカＳＰＫＲは、バランスの取れた会話認知を提供するための他のローカルオーディオイベント（例えば、呼び出し音、格納されたオーディオプログラム材料、近端音声（すなわち、無線電話機１０のユーザの音声）の注入）と共に、無線電話機１０によって受け取られた遠い音声、ならびに、無線電話機１０による再生を必要とする他のオーディオ（例えば、無線電話機１０によって受け取られた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（ｓｏｕｒｃｅ）、ならびに、例えばバッテリ電力低下および他のシステムイベント通知のようなオーディオ指示）を再生する。近い音声マイクロフォンＮＳが、近端音声を捕捉するために提供され、この近端音声は、無線電話機１０から他の会話参加者（複数可）に伝達される。

無線電話機１０は、適合的ノイズキャンセリング（ＡＮＣ）回路および機能を含み、適合的ノイズキャンセリング（ＡＮＣ）回路および機能は、アンチノイズ信号をスピーカＳＰＫＲの中に注入し、遠い音声およびスピーカＳＰＫＲによって再生される他のオーディオの了解度を向上させる。基準マイクロフォンＲが、周囲の音響環境を測定するために提供され、基準マイクロフォンＲは、ユーザの口の通常の位置から離して位置決めされ、その結果、近端音声は、基準マイクロフォンＲによって生成される信号において最小化される。無線電話機１０が耳５の近くにある場合、エラーマイクロフォン基準位置ＥＲＰにおいて、耳５の近くのスピーカＳＰＫＲによって再生されたオーディオと組み合わされた周囲のオーディオの尺度を提供することによりＡＮＣ動作をさらに向上させるために、第３のマイクロフォン、すなわちエラーマイクロフォンＥが提供されている。無線電話機１０内の例示的回路１４は、オーディオＣＯＤＥＣ集積回路２０を含み、オーディオＣＯＤＥＣ集積回路２０は、基準マイクロフォンＲ、近い音声マイクロフォンＮＳ、およびエラーマイクロフォンＥから信号を受信し、他の集積回路（例えば、無線電話機トランシーバを含むＲＦ集積回路１２）と接続する。本発明の他の実施形態において、本明細書に開示されている回路および技術は、単一の集積回路の中に組み込まれ得、この単一の集積回路は、パーソナルオーディオデバイス（例えば、ＭＰ３プレイヤオンチップ（ｐｌａｙｅｒ−ｏｎ−ａ−ｃｈｉｐ）集積回路）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。

一般的に、本発明のＡＮＣ技術は、基準マイクロフォンＲに衝突する周囲の音響イベント（スピーカＳＰＫＲの出力および／または近端音声と対立するものとしての）を測定し、そして、例示されている無線電話機１０のＡＮＣ処理回路は、エラーマイクロフォンＥに衝突する同じ周囲の音響イベントも測定することにより、基準マイクロフォンＲの出力から生成されるアンチノイズ信号が、エラーマイクロフォンＥにおける（すなわち、エラーマイクロフォン基準位置ＥＲＰにおける）周囲の音響イベントの振幅を最小化する特性を有するように、基準マイクロフォンＲの出力から生成されるアンチノイズ信号を適合させる。音響経路Ｐ（ｚ）は、基準マイクロフォンＲからエラーマイクロフォンＥまで延びているので、ＡＮＣ回路は、電子音響経路Ｓ（ｚ）の除去効果と組み合わされた音響経路Ｐ（ｚ）を本質的に推定しており、電子音響経路Ｓ（ｚ）は、特定の音響環境におけるスピーカＳＰＫＲとエラーマイクロフォンＥとの間の結合を含み、ＣＯＤＥＣＩＣ２０のオーディオ出力回路の応答、および、スピーカＳＰＫＲの音響／電気伝達関数を表しており、スピーカＳＰＫＲとエラーマイクロフォンＥとの間の結合は、耳５の近さおよび構造、ならびに、無線電話機が耳５にしっかりと押圧されていない場合、無線電話機１０の近くにあり得る他の物体およびヒトの頭の構造によって影響される。無線電話機１０のユーザは、実際には、鼓膜基準位置ＤＲＰにおけるスピーカＳＰＫＲの出力を聞くので、エラーマイクロフォンＥによって生成される信号と、ユーザによって実際に聞き取られるものとの間の差は、外耳道の応答、および、エラーマイクロフォン基準位置ＥＲＰと鼓膜基準位置ＤＲＰとの間の空間的距離によって成形される。より高い周波数において、空間的差異は、ＡＮＣシステムの効果を低減するマルチパスヌル（ｍｕｌｔｉ−ｐａｔｈｎｕｌｌ）につながり、幾つかの場合において、空間的差異は、周囲のノイズを増大し得る。例示されている無線電話機１０は、第３の近い音声マイクロフォンＮＳを有する２マイクロフォンのＡＮＣシステムを含むが、本発明の一部の局面は、別個のエラーマイクロフォンおよび基準マイクロフォンを含まないシステムにおいて実行され得るか、または、無線電話機は、基準マイクロフォンＲの機能を実行するために近い音声マイクロフォンＮＳを用いる。さらに、オーディオ再生のためにのみ設計されているパーソナルオーディオデバイスにおいては、近い音声マイクロフォンＮＳは一般的に含まれず、以下にさらに詳細に記述されている回路における近い音声信号経路は、本発明の範囲を変更することなく省略されることができる。

ここで図２を参照すると、無線電話機１０内の回路が、ブロック図において示されている。ＣＯＤＥＣ集積回路２０は、基準マイクロフォン信号を受信し、基準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、エラーマイクロフォン信号を受信し、エラー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、近い音声マイクロフォン信号を受信し、近い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とを含む。ＣＯＤＥＣＩＣ２０は、スピーカＳＰＫＲを駆動するための出力を増幅器Ａ１から生成し、増幅器Ａ１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の出力を増幅する。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、ＡＮＣ回路３０によって生成されるアンチノイズ信号であって、該アンチノイズ信号は、慣例上、基準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、従って、コンバイナ２６によって差し引かれる、アンチノイズ信号と、無線電話機１０のユーザが、ダウンリンク音声ｄｓとの適切な関連で彼ら自身の声を聞くようにするためのものである、近い音声マイクロフォン信号ｎｓの一部分とを組み合わせ、ダウンリンク音声ｄｓは、無線周波数（ＲＦ）集積回路２２から受信され、コンバイナ２６によって同じく組み合わされる。近い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、アップリンク音声としてサービスプロバイダにアンテナＡＮＴを介して送信される。

ここで図３Ａを参照すると、ＡＮＣ回路３０Ａの詳細が、本発明の実施形態に従って示され、ＡＮＣ回路３０Ａは、図２のＡＮＣ回路３０を実装するために用いられ得る。適合的フィルタ３２は、基準マイクロフォン信号ｒｅｆを受信し、適合的フィルタ３２は、理想的な状況の下で、その伝達関数Ｗ（ｚ）をＰ（ｚ）／Ｓ（ｚ）となるように適合してアンチノイズ信号を生成する。適合的フィルタ３２の係数は、Ｗ係数制御ブロック３１によって制御され、Ｗ係数制御ブロック３１は、２つの信号の相関関係を用いて適合的フィルタ３２の応答を決定し、適合的フィルタ３２は、一般的に、最小二乗平均の意味で、エラーマイクロフォン信号ｅｒｒの中に存在する、基準マイクロフォン信号ｒｅｆの成分を最小化する。Ｗ係数制御ブロック３１への入力として提供される信号は、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た基準マイクロフォン信号ｒｅｆと、エラーマイクロフォン信号ｅｒｒを含む、コンバイナ３６の出力から提供される別の信号とである。基準マイクロフォン信号ｒｅｆを経路Ｓ（ｚ）の応答の推定のコピー、ＳＥ_ＣＯＰＹ（ｚ）によって変形し、基準マイクロフォン信号ｒｅｆの成分と相互に関係するエラー信号の部分を最小化することによって、適合的フィルタ３２は、所望の応答のＰ（ｚ）／Ｓ（ｚ）に適合する。以下にさらに詳細に説明されるように、応答Ｃ_ｘ（ｚ）を有するフィルタ３７Ａが、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。Ｗ係数制御ブロック３１への第２の入力は、Ｃ_ｅ（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Ｃ_ｅ（ｚ）は、フィルタ３７Ａの応答Ｃ_ｘ（ｚ）と整合している位相応答を有する。フィルタ３７Ｂへの入力は、エラーマイクロフォン信号ｅｒｒと、フィルタ応答ＳＥ（ｚ）（応答ＳＥ_ＣＯＰＹ（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の反転された量とを含む。コンバイナ３６は、エラーマイクロフォン信号ｅｒｒと、反転されたウンリンクオーディオ信号ｄｓとを組み合わせる。ダウンリンクオーディオ信号ｄｓの反転された量を注入することによって、適合的フィルタ３２が、エラーマイクロフォン信号ｅｒｒに存在するダウンリンクオーディオの比較的大きな量に適合することが防止され、ダウンリンクオーディオ信号ｄｓの反転されたコピーを経路Ｓ（ｚ）の応答の推定を用いて変形することによって、比較の前にエラーマイクロフォン信号ｅｒｒから除去されるダウンリンクオーディオは、エラーマイクロフォン信号ｅｒｒで再生されるダウンリンクオーディオ信号ｄｓの予期されるバージョン（ｖｅｒｓｉｏｎ）と整合するはずである。なぜなら、Ｓ（ｚ）の電気的および音響的経路は、エラーマイクロフォンＥに到達するために、ダウンリンクオーディオ信号ｄｓによって取られる経路であるからである。

上記を実行するために、適合的フィルタ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、ＳＥ係数制御ブロック３３は、ダウンリンクオーディオ信号ｄｓとエラー値との相互関連された成分に基づいて更新する。エラー値は、上述のフィルタリングされたダウンリンクオーディオ信号ｄｓの除去後のエラーマイクロフォン信号ｅｒｒを表し、このフィルタリングされたダウンリンクオーディオ信号ｄｓは、適合的フィルタ３４Ａによって既にフィルタリングされており、エラーマイクロフォン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す。ダウンリンクオーディオ信号ｄｓのフィルタリングされたバージョンは、コンバイナ３６によって適合的フィルタ３４Ａの出力から除去される。ＳＥ係数制御ブロック３３は、実際のダウンリンク音声信号ｄｓをエラーマイクロフォン信号ｅｒｒに存在するダウンリンクオーディオ信号ｄｓの成分と関連づける。それによって、適合的フィルタ３４Ａは、エラーマイクロフォン信号ｅｒｒから差し引かれる場合、ダウンリンクオーディオ信号ｄｓに起因しないエラー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から生成するように適合される。

特定の状況の下で、適合的フィルタ３２から提供されるアンチノイズ信号は、他の周波数における周囲のサウンドに起因して、特定の周波数においてより多くのエネルギーを含み得る。なぜなら、Ｗ係数制御ブロック３１が、適合的フィルタ３２の他の領域の周波数応答のゲインが上昇することを可能にしながら、より高エネルギーの信号を抑制するように適合的フィルタ３２の周波数応答を調節したからであり、他の領域の周波数応答における周囲のノイズのブースト、または「ノイズブースト（ｎｏｉｓｅｂｏｏｓｔ）」につながったからである。特に、ノイズブーストは、係数制御ブロック３１が、経路Ｐ（ｚ）およびＳ（ｚ）におけるマルチパスヌルが一般的に生じ、ユーザの耳５の導管の周波数応答がリスナによって知覚されるＡＮＣシステムの全体的動作に寄与し始める、より高い周波数範囲（例えば、２ｋＨｚと５ｋＨｚとの間）においてより高エネルギーの信号を抑制するように適合的フィルタ３２の周波数応答を調節した場合に問題となる。アンチノイズ信号の位相は、これら上部周波数領域において、鼓膜基準位置ＤＲＰにおける周囲のオーディオサウンドの位相と整合しないことがあるので、アンチノイズ信号は、リスナによって知覚されるノイズを事実として増大させ得、ノイズブーストは、問題を紛糾させ得る。従って、ＡＮＣ回路３０Ａは、アンチノイズ信号が、ダウンリンク音声ｄｓと組み合わされてスピーカＳＰＫＲに送信される前に、アンチノイズ信号をフィルタリングするために、さらなる無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタ３９を含む。フィルタ３９は、代替として、例えば有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタのような別のタイプのフィルタであり得る。フィルタ３９は、特定の周波数（例えば、２ｋＨｚ）を下回って生成されたアンチノイズのみを通過させる低域通過フィルタであり得るか、または、代替として、フィルタ３９は、特定の問題周波数（例えば、マルチパスヌルが、経路Ｐ（ｚ）の音響長さに起因して存在することにより、アンチノイズ信号の位相が不正確であるような既知の周波数）を抑制するノッチフィルタであり得る。本発明の別の実施形態に従い、フィルタ３９は、問題のある低周波アンチノイズ成分を除去する高域通過フィルタであり得るか、または、フィルタ３９は、帯域通過フィルタであり得る。フィルタ３９は、低域通過フィルタ応答が用いられる場合、フィルタ３９のカットオフ周波数を上回るアンチノイズを除去し、高域通過フィルタが用いられる場合、フィルタ３９のカットオフ周波数を下回るアンチノイズを除去し、ノッチフィルタ応答が用いられる場合、問題周波数の領域を除去し、または、帯域通過フィルタが用いられる場合、通過帯域の外側の低い範囲と高い範囲との両方を除去する。ノッチフィルタ応答は、問題スポット周波数を除去するためにアンチノイズ信号に存在する周波数を成形するために、マルチプルヌルも含み得る。図３ＡのＡＮＣ回路３０Ａは、基準マイクロフォン信号ｒｅｆに対するアンチノイズ信号の周波数応答を調節する回路の例である。Ｗ係数制御部３１の出力における安定性を保存するために、フィルタ３７Ａの応答Ｃ_ｘ（ｚ）は、フィルタ３９の応答のコピーを含む。Ｗ係数制御部３１の作用が、適合的フィルタ３２の応答Ｗ（ｚ）を適合させることにより、フィルタ３９によって実行される処理を打ち消そうとしないように、低域通過特性が、フィルタ３７Ａおよび３７Ｂの各々に提供される。

ここで図３Ｂを参照すると、図２のＡＮＣ回路３０を実装するために用いられ得る別のＡＮＣ回路３０Ｂの詳細が、本発明の代替実施形態に従って示されている。ＡＮＣ回路３０Ｂは、図３ＡのＡＮＣ回路３０Ａと同様であるので、それらの間の相違のみが以下に記述される。ＡＮＣ回路３０Ｂにおいて、Ｗ係数制御ブロック３１があたかもアンチノイズ信号がフィルタリングされていないかのように適合することを可能にしながら、適合的フィルタ３２のアンチノイズ出力はフィルタリングされ、第１のノッチフィルタ３９Ａは、アンチノイズ信号から特定の周波数を除去するが、しかし、ノッチフィルタ３９Ａの位相応答と整合する位相応答を有する第２の全通過フィルタ３９Ｂが、同じくアンチノイズ信号をフィルタリングするために提供される。コンバイナ３６Ａは、全通過フィルタ３９Ｂの出力からノッチフィルタ３９Ａの出力を差し引き、ノッチフィルタ３９Ａによってアンチノイズ信号から除去された情報を表す信号を生成する。次に、コンバイナ３６Ａの出力は、ダウンリンク音声ｄｓがフィルタ３４Ａに提供される前に、ダウンリンク音声ｄｓと組み合わされ、ノッチフィルタ３９Ａの応答がコンバイナ３６の出力に現れることを防止する。なぜなら、フィルタ３４Ａによって処理されるコンバイナ３６Ａの出力は、理想的には、ノッチフィルタ３９Ａの存在に起因するエラーマイクロフォン信号ｅｒｒの変化に等しいからである。基準マイクロフォン信号ｒｅｆはまた、フィルタ３４Ｂによる処理の前に、Ｎ’（ｚ）の応答のコピーを有するノッチフィルタ３９Ｃによって処理される。上述の回路は、Ｗ係数制御ブロック３１へのエラーマイクロフォン信号ｅｒｒ入力と基準マイクロフォン信号ｒｅｆ入力との両方からフィルタ３９Ａの振幅応答を効果的に隠し、それによって、Ｗ係数制御回路３１は、フィルタ３９Ａの応答をキャンセルするために適合的フィルタ３２の係数を適合させようとは試みず、フィルタ３９Ａは、上述のようなノッチフィルタ、または、別のフィルタタイプ（例えば、図３Ａを参照して上述された低域通過フィルタもしくは高域通過フィルタ）であり得る。

ここで図３Ｃを参照すると、図２のＡＮＣ回路３０を実装するために用いられ得る別のＡＮＣ回路３０Ｃの詳細が、本発明の別の代替実施形態に従って示されている。ＡＮＣ回路３０Ｃは、図３ＡのＡＮＣ回路３０Ａと同様であるので、それらの間の相違のみが以下に記述される。ＡＮＣ回路３０Ｃにおいては、全応答がＷ係数制御部３１によって制御される、Ｗ（ｚ）に対する適合的フィルタを用いるよりむしろ、ＡＮＣ回路３０Ｃにおいて、Ｗ（ｚ）を実装するフィルタの応答は、単一のゲインタップのみを有する。Ｗ係数制御回路３１は、ゲインブロック３５を介してアンチノイズ信号のゲインを制御し、一方、Ｗ（ｚ）の残りは、応答Ｗ_{ＦＩＸＥＤ}（ｚ）を実装する固定応答フィルタ３２Ａによって提供され、応答Ｗ_{ＦＩＸＥＤ}（ｚ）は、一般的に、通常の音響環境におけるパーソナルオーディオデバイスの特定の設計に適合されている応答である。Ｗ（ｚ）およびＳＥ（ｚ）の低周波ゲインは、音響ノイズのソースに対する位置決め、および、耳に対する電話機の近さ／圧力により最も多く変化する成分であるので、Ｗ（ｚ）に対するゲイン制御のみを有する適合的フィルタを提供することは、ノイズブーストの導入を防止することができる。なぜなら、フィルタ３２Ａの振幅応答は、他の周波数に対して非常に低くあり得るからである。

ここで図３Ｄを参照すると、図２のＡＮＣ回路３０を実装するために用いられ得る別のＡＮＣ回路３０Ｄの詳細が、本発明の別の代替実施形態に従って示されている。ＡＮＣ回路３０Ｄは、図３ＣのＡＮＣ回路３０Ｃと同様であるので、それらの間の相違のみが以下に記述される。ＡＮＣ回路３０Ｄにおいては、Ｗ（ｚ）に対する固定フィルタを用いること、およびアンチノイズ信号に適用されるゲインのみを適合的に調節することよりはむしろ、ＡＮＣ回路３０Ｄにおいて、固定応答Ｗ_{ＦＩＸＥＤ}（ｘ）は、フィルタ３２Ａによって提供され、応答Ｗ_{ＡＤＡＰＴ}（ｚ）の適合的部分は、適合的フィルタ３２Ｂによって提供され、フィルタ３２Ａおよび３２Ｂの出力は、コンバイナ３６Ｂによって組み合わされ、固定部分と適合的部分とを有する総応答を提供する。Ｗ係数制御ブロック３１Ａは、リーキーな応答を有する。すなわち、応答は、時変的であることにより、応答は、フラットな周波数応答または別の所定の最初の周波数応答へ経時的に向かう傾向があり、それによって、任意の適合的変化は、適合的変化を経時的に行わないことにより安定化される。

ここで図３Ｅを参照すると、図２のＡＮＣ回路３０を実装するために用いられ得る別のＡＮＣ回路３０Ｅの詳細が、本発明の別の代替実施形態に従って示されている。ＡＮＣ回路３０Ｅは、図３ＢのＡＮＣ回路３０Ｂと同様であるので、それらの間の相違のみが以下に記述される。図３ＢのＡＮＣ回路３０Ｂにおいて行われているように別個のフィルタを用いてアンチノイズ信号から周波数を除去するよりむしろ、ＡＮＣ回路３０Ｅは、ノイズジェネレータ３７を用いてノイズ信号ノイズ（ｚ）を注入し、ノイズ信号ノイズ（ｚ）は、適合的フィルタ３２Ｃによって提供される、適合的フィルタ３２の応答Ｗ（ｚ）のコピーＷ_ＣＯＰＹ（ｚ）に供給される。コンバイナ３６Ｃは、ノイズ信号ノイズ（ｚ）を適合的フィルタ３４Ｂの出力に加え、ノイズ信号ノイズ（ｚ）は、Ｗ係数制御部３１に提供される。フィルタ３２Ｃによって成形されたノイズ信号ｎ（ｚ）は、コンバイナ３６Ｄによって、コンバイナ３６の出力から差し引かれ、それによって、ノイズ信号ｎ（ｚ）は、Ｗ係数制御部３１への相互関連入力に非対称的に加えられ、その結果、適合的フィルタ３２の応答Ｗ（ｚ）は、Ｗ係数制御部３１への各相互関連入力に対するノイズ信号ｎ（ｚ）の完全に相互関連した注入によってバイアスされる。注入されたノイズは、Ｗ係数制御部３１への基準入力において直接的に現れ、エラーマイクロフォン信号ｅｒｒにおいて現れず、注入されたノイズは、コンバイナ３６Ｄによる、フィルタ３２Ｃの出力においてフィルタリングされたノイズの組み合わせを介して、Ｗ係数制御部３１への他方の入力においてのみ現れるので、Ｗ係数制御部は、ノイズ（ｚ）に存在する周波数を減衰させるようにＷ（ｚ）を適合させる。ノイズ信号ｎ（ｚ）の内容は、アンチノイズ信号には現れず、ノイズ信号ｎ（ｚ）の内容は、ノイズ信号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適合的フィルタ３２の応答Ｗ（ｚ）においてのみ現れる。例えば、１ｋＨｚの付近でＷ（ｚ）の応答を減少させることが望ましい場合、ノイズ（ｚ）は、１ｋＨｚにおいてエネルギーを有するスペクトルを有するように生成されることができ、これは、注入されたノイズ信号ノイズ（ｚ）に起因する見掛けの周囲の音響サウンドのソースをキャンセルしようと試みて、Ｗ係数制御部３１に１ｋＨｚにおいて適合的フィルタ３２のゲインを減少させる。

ここで図４Ａを参照すると、ＣＯＤＥＣ集積回路２０内で実行され得る、図３Ａ〜図３Ｄに例示されている本発明の実施形態によるＡＮＣ技術を例示するために、ＡＮＣシステムのブロック図が示されている。基準マイクロフォン信号ｒｅｆは、デルタ−シグマＡＤＣ４１Ａによって生成され、デルタ−シグマＡＤＣ４１Ａは、６４倍オーバサンプリングで動作し、その出力は、デシメータ４２Ａにより２の因数によってデシメートされ、３２倍オーバサンプリングされた信号を生成する。デルタ−シグマシェーパ４３Ａは、並列の一対のフィルタステージ４４Ａおよび４４Ｂの結果として生じる応答が有意な応答を有する帯域の外へイメージのエネルギーを広げる。フィルタステージ４４Ｂは、固定応答Ｗ_{ＦＩＸＥＤ}（ｚ）を有し、固定応答Ｗ_{ＦＩＸＥＤ}（ｚ）は、一般的に、通常のユーザ用の無線電話機１０の特定の設計のためのＰ（ｚ）／Ｓ（ｚ）の推定における開始点を提供するために予め決定されている。Ｐ（ｚ）／Ｓ（ｚ）の推定の応答の適合的部分Ｗ_{ＡＤＡＰＴ}（ｚ）は、適合的フィルタステージ４４Ａによって提供され、適合的フィルタステージ４４Ａは、リーキー（ｌｅａｋｙ）最小二乗平均（ＬＭＳ）型の係数コントローラ５４Ａによって制御される。エラー入力が提供されない場合、応答は、フラットな応答または所定の応答に経時的に正常化することによりリーキーＬＭＳ係数コントローラ５４Ａを適合させるという点で、リーキーＬＭＳ係数コントローラ５４Ａは、リーキーである。リーキーなコントローラを提供することは、特定の環境条件の下で生じ得る長期にわたる不安定性を防止し、一般的に、ＡＮＣ応答の特定の感知性に対してシステムをよりロバストにする。ＬＭＳ係数コントローラ５４Ａは、リーキーな応答を有するので、図３Ｄに例示されている本発明の実施形態は、図４Ａのシステムに含まれる。さらに、適合的フィルタステージ４４Ａが、単一のゲインタップのみを含む場合、図３Ｃに例示されている本発明の実施形態は、本質的に、図４Ａのシステムに含まれる。図４Ａの固定応答フィルタ４４Ｂは、図３Ｃの固定応答フィルタ３２Ａとは異なる回路配列で配列されているが、しかし、応答の唯一の適合的部分は、増幅器３５のゲインか、または、適合的フィルタステージ４４Ａに提供されている単一のタップであるので、Ｗ（ｚ）の適合は、同等の方法で生じる（そして、束縛される）。代替として、または組み合わせで、図３Ａおよび図３Ｂにおいて例示されている本発明の実施形態のように、ノッチ、低域通過、または高域通過フィルタ３９Ａが、コンバイナ４６Ａの出力においてアンチノイズ信号をフィルタリングするために随意的に含まれることができ、図３Ｂにおいて例示されている本発明の実施形態のように、全通過フィルタ３９Ｂおよびコンバイナ４６Ｆは、異なる信号を提供することができ、この異なる信号は、フィルタ５５Ａ、５５Ｂへのその導入の前に、コンバイナ４６Ｇによってコンバイナ４６Ｄの出力に加えられることができる。フィルタ３９Ａが存在する場合、フィルタ３９Ｃが、デルタ−シグマシェーパ４３Ａの出力とフィルタ５１への入力との間に加えられ、それによって、リーキーＬＭＳ５４Ａは、適合によってアンチノイズ信号からフィルタ３９Ａの応答を除去しようと試みない。

図３Ａ〜図３Ｄのシステムにおいてそうであるように、図４Ａに描かれているシステムにおいて、基準マイクロフォン信号は、経路Ｓ（ｚ）の応答の推定のコピーＳＥ_ＣＯＰＹ（ｚ）によって、すなわち、応答ＳＥ_ＣＯＰＹ（ｚ）を有するフィルタ５１によってフィルタリングされ、その出力はデシメータ５２Ａにより３２の因数によってデシメートされ、ベースバンドオーディオ信号を生成し、このベースバンドオーディオ信号は、無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタ５３Ａを通して、リーキーＬＭＳ５４Ａに提供される。エラーマイクロフォン信号ｅｒｒは、デルタ−シグマＡＤＣ４１Ｃによって生成され、デルタ−シグマＡＤＣ４１Ｃは、６４倍オーバサンプリングで動作し、その出力は、デシメータ４２Ｂにより２の因数によってデシメートされ、３２倍オーバサンプリングされた信号を生成する。図３Ａ〜図３Ｄのシステムにおいてそうであるように、応答Ｓ（ｚ）を適用するために適合的フィルタによってフィルタリングされたある量のダウンリンクオーディオｄｓは、コンバイナ４６Ｃによってエラーマイクロフォン信号ｅｒｒから除去され、コンバイナ４６Ｃの出力は、デシメータ５２Ｃにより３２の因数によってデシメートされ、ベースバンドオーディオ信号を生成し、このベースバンドオーディオ信号は、無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタ５３Ｂを通して、リーキーＬＭＳ５４Ａに提供される。応答Ｓ（ｚ）は、別の並列の一組のフィルタステージ５５Ａおよび５５Ｂによって生成され、そのうちの一方、フィルタステージ５５Ｂは、固定応答ＳＥ_{ＦＩＸＥＤ}（ｚ）を有し、そのうちの他方、フィルタステージ５５Ａは、適合的応答ＳＥ_{ＡＤＡＰＴ}（ｚ）を有し、適合的応答ＳＥ_{ＡＤＡＰＴ}（ｚ）は、リーキーＬＭＳ係数コントローラ５４Ｂによって制御される。フィルタステージ５５Ａおよび５５Ｂの出力は、コンバイナ４６Ｅによって組み合わされる。上述のフィルタ応答Ｗ（ｚ）の実装と同様に、応答ＳＥ_{ＦＩＸＥＤ}（ｚ）は、一般的に、電気的／音響的経路Ｓ（ｚ）に対する様々な動作条件の下での適切な開始点を提供するために既知である所定の応答である。図４Ａのシステムにおいて、別個の制御値が、フィルタ５１を制御するために提供され、フィルタ５１は、単一のフィルタステージとして示されている。しかし、フィルタ５１は、代替として、２つの並列のステージを用いて実装され得、適合的フィルタステージ５５Ａを制御するために用いられる同じ制御値が、フィルタ５１の実装における適合的ステージを制御するために用いられ得る。リーキーＬＭＳ制御ブロック５４Ｂへの入力も、ベースバンドにおけるものであり、該入力は、コンバイナ４６Ｈによって生成されたダウンリンクオーディオ信号ｄｓと内部オーディオｉａとの組み合わせを、３２の因数によってデシメートするデシメータ５２Ｂによりデシメートすることによって提供され、該入力は、コンバイナ４６Ｃが、適合的フィルタステージ５５Ａとフィルタステージ５５Ｂとの組み合わされた出力から生成された信号を除去した後に該提供され、この組み合わされた出力は、別のコンバイナ４６Ｅによって組み合わされている。コンバイナ４６Ｃの出力は、ダウンリンクオーディオ信号ｄｓに起因する成分が除去されたエラーマイクロフォン信号ｅｒｒを表し、コンバイナ４６Ｃの出力は、デシメータ５２Ｃによるデシメーションの後にＬＭＳ制御ブロック５４Ｂに提供される。ＬＭＳ制御ブロック５４Ｂへの他の入力は、デシメータ５２Ｂによって生成されるベースバンド信号である。

ベースバンドおよびオーバサンプリングされた信号伝達の上述の構成は、オーバサンプリングされたレートで適合的フィルタステージ４４Ａ〜４４Ｂ、５５Ａ〜５５Ｂ、および適合的フィルタ５１を実装することにより与えられるタップ柔軟性を提供しながら、単純化された制御、および、適合的制御ブロック（例えば、リーキーＬＭＳコントローラ５４Ａおよび５４Ｂ）において消費される低減された電力を提供する。図４Ａのシステムの残りは、コンバイナ４６Ｈを含み、コンバイナ４６Ｈは、ダウンリンクオーディオｄｓを内部オーディオｉａと組み合わせ、コンバイナ４６Ｈの出力は、コンバイナ４６Ｄの入力部に提供され、コンバイナ４６Ｄは、シグマ−デルタＡＤＣ４１Ｂによって生成され、そして、フィードバック状態を防止するために側音減衰器５６によってフィルタリングされた近端マイクロフォン信号ｎｓの一部分を加える。コンバイナ４６Ｄの出力は、フィルタステージ５５Ａおよび５５Ｂが有意な応答を有する帯域の外へイメージをシフトするように成形されている入力をフィルタステージ５５Ａおよび５５Ｂに提供するシグマ−デルタシェーパ４３Ｂによって成形される。

本発明の実施形態に従って、コンバイナ４６Ｄの出力は、適合的フィルタステージ４４Ａ〜４４Ｂの出力とも組み合わされるが、この適合的フィルタステージ４４Ａ〜４４Ｂの出力は、フィルタステージの各々に対して対応するハードミュートブロック（ｈａｒｄｍｕｔｅｂｌｏｃｋ）４５Ａ、４５Ｂと、ハードミュートブロック４５Ａ、４５Ｂの出力を組み合わせるコンバイナ４６Ａと、ソフトミュート４７と、次のソフトリミッタ４８とを含む制御チェーンによって処理されてアンチノイズ信号を生成し、このアンチノイズ信号は、コンバイナ４６Ｄのソースオーディオ出力を用いてコンバイナ４６Ｂによって差し引かれる。コンバイナ４６Ｂの出力は、補間器４９により２の因数によって挿入が行われ、次に、６４ｘオーバサンプリングレートで操作されるシグマ−デルタＤＡＣ５０によって再生される。ＤＡＣ５０の出力は、増幅器Ａ１に提供され、増幅器Ａ１は、スピーカＳＰＫＲに送達される信号を生成する。

ここで図４Ｂを参照すると、ＣＯＤＥＣ集積回路２０内で実行され得る、図３Ｅに例示されている本発明の実施形態によるＡＮＣ技術を例示するために、別のＡＮＣシステムのブロック図が示されている。図４ＢのＡＮＣシステムは、図４ＡのＡＮＣシステムと同様であるので、それらの間の相違のみが以下に詳細に記述される。図４ＢのＡＮＣシステムは、ノイズジェネレータ３７と、リーキーＬＭＳ５４Ａの相互関連入力の中に対称的にノイズを注入するコンバイナ３６Ｃ、３６Ｄとを含み、特定の特性を有するノイズを注入することによって、適合的フィルタ部分４４Ａの応答は、ノイズ信号ｎ（ｚ）がエネルギーを有する周波数／帯域において振幅増大を有するが、しかし、ノイズ信号ｎ（ｚ）自体は、アンチノイズ信号に現れない。

図４Ａおよび図４Ｂのシステムならびに図２および図３Ａ〜図３Ｅの例示的回路における要素の各々または一部は、論理で直接的に実装されることができるか、または、例えば、演算（例えば、適合的フィルタリングおよびＬＭＳ係数計算）を行うプログラム命令を実行するデジタル信号処理（ＤＳＰ）コアのようなプロセッサによって実装されることができる。ＤＡＣおよびＡＤＣステージは、一般的に、専用の混合性信号回路で実装される一方、本発明のＡＮＣシステムのアーキテクチャは、一般的に、ハイブリッドアプローチに適しており、このハイブリッドアプローチにおいて、論理は、例えば、高度にオーバサンプリングされた設計の区分において用いられ得、一方、プログラムコードまたはマイクロコード駆動処理要素は、より複雑ではあるが、しかし、より低速の演算（例えば、適合的フィルタに対するタップを計算すること、および／または、例えば本明細書において記述されたもののような検出されたイベントに応答すること）のために選択される。

本発明は、特に、その好ましい実施形態を参照して示され、記述されたが、しかし、前記およびその他は、形態において変化すること、および、本発明の精神および範囲から逸脱することなく細部が、前記およびその他において決められ得ることが当業者によって理解される。

Claims

パーソナルオーディオデバイスであって、該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、
オーディオ信号を再生するために該筐体に設置されているトランスデューサであって、該オーディオ信号は、リスナへの再生のためのソースオーディオと、該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サウンド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、トランスデューサと、
該周囲のオーディオサウンドを示す基準マイクロフォン信号を提供するために該筐体に設置されている基準マイクロフォンと、
該トランスデューサの音響出力および該トランスデューサにおける該周囲のオーディオサウンドを示すエラーマイクロフォン信号を提供するために、該トランスデューサの近くにおいて該筐体に設置されている、エラーマイクロフォンと、
応答を有する適合的フィルタを実装する処理回路であって、該応答は、該基準信号から、該リスナによって聞き取られる該周囲のオーディオサウンドの存在を低減するための該アンチノイズ信号を生成する、処理回路と
を備え、該処理回路は、該エラーマイクロフォンにおける該周囲のオーディオサウンドを最小化するために、該適合的フィルタの応答を適合させることによって、該エラーマイクロフォン信号および該基準マイクロフォン信号に従い、該適合的フィルタの応答を成形し、該基準マイクロフォン信号に対する該アンチノイズ信号の応答は、該リスナによって聞き取られる該トランスデューサの音響出力のアンチノイズ信号成分を変更するための該適合から独立した付加的成形周波数応答を有する、
パーソナルオーディオデバイス。
前記処理回路は、前記適合的フィルタとの機能的直列で作用する所定の応答を有する第１の固定フィルタを実装し、該所定の応答は、前記成形周波数応答を提供する、請求項１に記載のパーソナルオーディオデバイス。
前記処理回路は、前記ソースオーディオを成形する二次経路応答を有する二次経路適合的フィルタと、コンバイナとを実装し、該コンバイナは、前記リスナに送達される組み合わされたアンチノイズと周囲のオーディオサウンドとを示すエラー信号を提供するために、前記エラーマイクロフォン信号から該ソースオーディオを除去し、該処理回路は、該二次経路適合的フィルタのコピーをさらに実装し、該コピーは、前記基準マイクロフォン信号をフィルタリングして前記適合的フィルタに相互関連入力を提供し、該相互関連入力は、前記エラー信号と相互に関連して該適合的フィルタの適合を制御し、該処理回路は、該二次経路適合的フィルタの該コピーの出力と相互に関連している該エラー信号の成分を最小化するように該適合的フィルタを適合させ、該処理回路は、前記第１の固定フィルタの所定の応答と同一の応答を有する第２のフィルタをさらに実装し、該第２のフィルタは、該基準マイクロフォン信号を成形し、該適合的フィルタの応答の制御を安定させる、請求項１に記載のパーソナルオーディオデバイス。
前記第２のフィルタは、低域通過応答をさらに含み、該低域通過応答は、前記適合的フィルタの制御が、前記アンチノイズ信号から前記第１の固定信号の前記所定の応答を除去するように適合することを防止し、前記処理回路は、前記エラー信号をフィルタリングする該低域通過応答を有する第３のフィルタを実装する、請求項３に記載のパーソナルオーディオデバイス。
前記所定の応答は、前記アンチノイズ信号から特定の問題周波数を除去するために成形されている応答である、請求項２に記載のパーソナルオーディオデバイス。
前記特定の問題周波数は、前記基準マイクロフォンと前記エラーマイクロフォンとの間の音響経路に存在している２ｋＨｚと５ｋＨｚとの間の周波数範囲におけるマルチパスヌルである、請求項５に記載のパーソナルオーディオデバイス。
前記処理回路は、前記ソースオーディオを成形する二次経路応答を有する二次経路適合的フィルタと、コンバイナとを実装し、該コンバイナは、前記リスナに送達される組み合わされたアンチノイズと周囲のオーディオサウンドとを示すエラー信号を提供するために、前記エラーマイクロフォン信号から該ソースオーディオを除去し、該処理回路は、さらに、前記第１の固定フィルタの出力を差し引き、前記二次経路適合的フィルタに提供されている該ソースオーディオに前記適合的フィルタの出力を加え、該エラー信号から該第１の固定フィルタの効果を除去する、請求項２に記載のパーソナルオーディオデバイス。
前記処理回路は、位相応答を有する第２の固定フィルタをさらに実装し、該位相応答は、前記第１のフィルタの所定の位相応答と整合しているが、しかし、該第１の固定フィルタの該所定の応答が実質的な減衰を有する周波数帯域にわたる周波数を通過させる振幅応答を有し、該処理回路は、該第２の固定フィルタを用いて、前記ソースオーディオに加えられる前記適合的フィルタの出力をフィルタリングし、それによって、該第１の固定フィルタの位相応答は、該適合的フィルタの適合においてエラーを引き起こさず、該処理回路は、該第２の固定フィルタの応答と整合している応答を有する第３の固定フィルタをさらに実装し、該処理回路は、さらに、該第３の固定フィルタを用いて、前記二次経路適合的フィルタのコピーに供給されている基準マイクロフォン信号をフィルタリングする、請求項７に記載のパーソナルオーディオデバイス。
前記パーソナルオーディオデバイスは、ダウンリンクオーディオ信号として前記ソースオーディオを受信するためのトランシーバをさらに備えている無線電話機である、請求項１に記載のパーソナルオーディオデバイス。
前記パーソナルオーディオデバイスは、オーディオ再生デバイスであり、前記ソースオーディオは、プログラムオーディオ信号である、請求項１に記載のパーソナルオーディオデバイス。
パーソナルオーディオデバイスのトランスデューサの近くにおける周囲のオーディオサウンドをキャンセルする方法であって、該方法は、
基準マイクロフォン信号を生成するために、基準マイクロフォンを用いて、該周囲のオーディオサウンドの第１の測定を行うことと、
エラーマイクロフォンを用いて、該トランスデューサの出力および該トランスデューサにおける周囲のオーディオサウンドの第２の測定を行うことと、
該基準マイクロフォンの出力をフィルタリングする適合的フィルタの応答を適合させることにより、該第１の測定および該第２の測定の結果から、該トランスデューサの音響出力における該周囲のオーディオサウンドの影響を打ち消すためのアンチノイズ信号を適合的に生成することと、
該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ことにより、該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と、
該適合的フィルタの応答の適合から独立して、生成されたアンチノイズ信号に適用される周波数応答を成形することにより、リスナによって聞き取られる該トランスデューサの音響出力のアンチノイズ信号成分と、該トランスデューサの音響出力のアンチノイズ信号成分との間のエラーを低減することと
を含む、方法。
前記成形することは、所定の応答を有する第１の固定フィルタを用いて、前記適合的に生成することの結果をフィルタリングすることによって実行される、請求項１１に記載の方法。
二次経路応答を用いて前記ソースオーディオのコピーを成形することと、
前記リスナに送達される組み合わされたアンチノイズと周囲のオーディオサウンドとを示すエラー信号を生成するために、前記エラーマイクロフォン信号から該ソースオーディオのコピーを該成形することの結果を除去することと、
前記適合的フィルタに入力を提供するために、前記第１の固定フィルタの前記所定の応答と同一の応答および前記二次経路適合的フィルタのコピーによる別の応答を用いて、前記基準マイクロフォン信号の第２のフィルタリングを行うことと
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
前記第２のフィルタリングの結果に低域通過応答を適用することにより、前記適合的に生成することが前記成形することをキャンセルするように適合することを防止することをさらに含み、該低域通過応答を有する別のフィルタを用いて、前記エラー信号をフィルタリングすることをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
前記所定の応答は、前記アンチノイズ信号から特定の問題周波数を除去するために成形されている応答である、請求項１３に記載の方法。
前記特定の問題周波数は、前記基準マイクロフォンと前記エラーマイクロフォンとの間の音響経路に存在している２ｋＨｚと５ｋＨｚとの間の周波数範囲におけるマルチパスヌルである、請求項１５に記載の方法。
二次経路応答を用いて前記ソースオーディオのコピーを成形することと、
前記リスナに送達される組み合わされたアンチノイズと周囲のオーディオサウンドとを示すエラー信号を生成するために、前記エラーマイクロフォン信号から該ソースオーディオのコピーを該成形することの結果を除去することと、
前記適合的フィルタに入力を提供するために、前記二次経路適合的フィルタのコピーによる応答を用いて、前記基準マイクロフォン信号の第２のフィルタリングを行うことと、
該エラー信号から前記第１の固定フィルタの効果を除去するために、該第１の固定フィルタの出力を差し引き、前記二次経路適合的フィルタに提供されている該ソースオーディオに前記適合的フィルタの出力を加えることと
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
位相応答を有する第２の固定フィルタを用いて、前記ソースオーディオに加えられている適合的フィルタの出力の一部分をフィルタリングすることであって、該位相応答は、前記第１の固定フィルタの所定の位相応答と整合しているが、しかし、該第１の固定フィルタの該所定の応答が実質的な減衰を有する周波数帯域にわたる周波数を通過させる振幅応答を有し、それによって、該第１の固定フィルタの位相応答は、前記適合的に生成することにおいてエラーを引き起こさない、ことと、
応答を有する第３の固定フィルタを用いて、前記第２のフィルタリングに供給されている前記基準マイクロフォン信号をフィルタリングすることであって、該応答は、該第２の固定フィルタの応答に等しい、ことと
をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
前記パーソナルオーディオデバイスは、無線電話機であり、前記方法は、ダウンリンクオーディオ信号として前記ソースオーディオを受信することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
前記パーソナルオーディオデバイスは、オーディオ再生デバイスであり、前記ソースオーディオは、プログラムオーディオ信号である、請求項１３に記載の方法。
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、該集積回路は、
リスナ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サウンド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該トランスデューサに提供するための出力部と、
該周囲のオーディオサウンドを示す基準マイクロフォン信号を受信するための基準マイクロフォン入力部と、
該トランスデューサの出力および該トランスデューサにおける該周囲のオーディオサウンドを示すエラーマイクロフォン信号を受信するためのエラーマイクロフォン入力部と、
応答を有する適合的フィルタを実装する処理回路であって、該応答は、該基準信号から、該リスナによって聞き取られる該周囲のオーディオサウンドの存在を低減するための該アンチノイズ信号を生成する、処理回路と
を備え、該処理回路は、該エラーマイクロフォン信号における該周囲のオーディオサウンドを最小化するために、該適合的フィルタの応答を適合させることによって、該エラーマイクロフォン信号および該基準マイクロフォン信号に従い、該適合的フィルタの応答を成形し、該基準マイクロフォン信号に対する該アンチノイズ信号の応答は、該リスナによって聞き取られる該トランスデューサの音響出力のアンチノイズ信号成分を変更するための該適合から独立した付加的成形周波数応答を有する、
集積回路。
前記処理回路は、前記適合的フィルタとの機能的直列で作用する所定の応答を有する第１の固定フィルタを実装し、該所定の応答は、前記成形周波数応答を提供する、請求項２１に記載の集積回路。
前記処理回路は、前記ソースオーディオを成形する二次経路応答を有する二次経路適合的フィルタと、コンバイナとを実装し、該コンバイナは、前記リスナに送達される組み合わされたアンチノイズと周囲のオーディオサウンドとを示すエラー信号を提供するために、前記エラーマイクロフォン信号から該ソースオーディオを除去し、該処理回路は、該二次経路適合的フィルタのコピーをさらに実装し、該コピーは、前記基準マイクロフォン信号をフィルタリングして前記適合的フィルタに相互関連入力を提供し、該相互関連入力は、前記エラー信号と相互に関連して該適合的フィルタの適合を制御し、該処理回路は、該二次経路適合的フィルタの該コピーの出力と相互に関連している該エラー信号の成分を最小化するように該適合的フィルタを適合させ、該処理回路は、前記第１の固定フィルタの所定の応答と同一の応答を有する第２のフィルタをさらに実装し、該第２のフィルタは、該基準マイクロフォン信号を成形し、該適合的フィルタの応答の制御を安定させる、請求項２２に記載の集積回路。
前記第２のフィルタは、低域通過応答をさらに含み、該低域通過応答は、前記適合的フィルタの制御が、前記アンチノイズ信号から前記第１の固定信号の前記所定の応答を除去するように適合することを防止し、前記処理回路は、前記エラー信号をフィルタリングする該低域通過応答を有する第３のフィルタを実装する、請求項２３に記載の集積回路。
前記所定の応答は、前記アンチノイズ信号から特定の問題周波数を除去するために成形されている応答である、請求項２２に記載の集積回路。
前記特定の問題周波数は、前記基準マイクロフォンと前記エラーマイクロフォンとの間の音響経路に存在している２ｋＨｚと５ｋＨｚとの間の周波数範囲におけるマルチパスヌルである、請求項２５に記載の集積回路。
前記処理回路は、前記ソースオーディオを成形する二次経路応答を有する二次経路適合的フィルタと、コンバイナとを実装し、該コンバイナは、前記リスナに送達される組み合わされたアンチノイズと周囲のオーディオサウンドとを示すエラー信号を提供するために、前記エラーマイクロフォン信号から該ソースオーディオを除去し、該処理回路は、さらに、前記第１の固定フィルタの出力を差し引き、前記二次経路適合的フィルタに提供されている該ソースオーディオに前記適合的フィルタの出力を加え、該エラー信号から該第１の固定フィルタの効果を除去する、請求項２２に記載の集積回路。
前記処理回路は、位相応答を有する第２の固定フィルタをさらに実装し、該位相応答は、前記第１のフィルタの所定の位相応答と整合しているが、しかし、該第１の固定フィルタの該所定の応答が実質的な減衰を有する周波数帯域にわたる周波数を通過させる振幅応答を有し、該処理回路は、該第２の固定フィルタを用いて、前記ソースオーディオに加えられている前記適合的フィルタの出力をフィルタリングし、それによって、該第１の固定フィルタの位相応答は、該適合的フィルタの適合においてエラーを引き起こさず、該処理回路は、該第２の固定フィルタの応答と整合している応答を有する第３の固定フィルタをさらに実装し、該処理回路は、さらに、該第３の固定フィルタを用いて、前記二次経路適合的フィルタのコピーに供給されている基準マイクロフォン信号をフィルタリングする、請求項２７に記載の集積回路。
パーソナルオーディオデバイスであって、該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、
オーディオ信号を再生するために該筐体に設置されているトランスデューサであって、該オーディオ信号は、リスナへの再生のためのソースオーディオと、該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サウンド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、トランスデューサと、
該周囲のオーディオサウンドを示す基準マイクロフォン信号を提供するために該筐体に設置されている基準マイクロフォンと、
該トランスデューサの音響出力および該トランスデューサにおける該周囲のオーディオサウンドを示すエラーマイクロフォン信号を提供するために、該トランスデューサの近くにおいて該筐体に設置されている、エラーマイクロフォンと、
応答を有する適合的フィルタを実装する処理回路であって、該応答は、該基準マイクロフォン信号から、該リスナによって聞き取られる該周囲のオーディオサウンドの存在を低減するための該アンチノイズ信号を生成する、処理回路と
を備え、該処理回路は、該エラーマイクロフォンにおける該周囲のオーディオサウンドを最小化するために、該適合的フィルタの応答を適合させることによって、該エラーマイクロフォン信号および該基準マイクロフォン信号に従い、該適合的フィルタの応答を成形し、該適合的フィルタの応答は、該適合的フィルタを束縛して該周囲のオーディオサウンドに対する該適合的フィルタの該適合を変更するために、該適合から独立してさらに調節される、
パーソナルオーディオデバイス。
前記適合的フィルタは、
該適合的フィルタの第１の固定部分と、
該適合的フィルタの第２の適合的部分と
を備え、該第１の固定部分と該第２の適合的部分とは共に動作し、前記アンチノイズ信号を成形する前記応答を生成し、該第２の適合的部分は、該第２の適合的部分の応答を該第２の適合的部分の最初の応答に経時的に戻すリーク特性を有する、
請求項２９に記載のパーソナルオーディオデバイス。
前記適合的フィルタの応答は、注入されたノイズを前記基準マイクロフォン信号と組み合わせることにより、該適合的フィルタの応答が、該注入されたノイズをキャンセルするために適合する該適合的フィルタによって制御されることによって調節され、それによって、該適合的フィルタの応答は、該注入されたノイズの周波数範囲における周波数領域において低減される、請求項２９に記載のパーソナルオーディオデバイス。
前記適合的フィルタの応答は、該適合的フィルタのコピーを実装する処理回路であって、該適合的フィルタのコピーが、注入されたノイズを受信することにより、該適合的フィルタのコピーの応答が、前記周囲のオーディオサウンドと該注入されたノイズとの組み合わせをキャンセルするために適合する該適合的フィルタによって制御される、処理回路によって、該適合的フィルタの前記適合から独立して調節され、該処理回路は、さらに、該適合的フィルタのコピーにおいて適合された係数により該適合的フィルタの応答を制御し、それによって、該注入されたノイズは、前記アンチノイズ信号において存在しない、請求項２９に記載のパーソナルオーディオデバイス。
パーソナルオーディオデバイスのトランスデューサの近くにおける周囲のオーディオサウンドをキャンセルする方法であって、該方法は、
基準マイクロフォン信号を生成するために、基準マイクロフォンを用いて、該周囲のオーディオサウンドの第１の測定を行うことと、
エラーマイクロフォンを用いて、該トランスデューサの出力および該トランスデューサにおける周囲のオーディオサウンドの第２の測定を行うことと、
該基準マイクロフォンの出力をフィルタリングする適合的フィルタの応答を適合させることにより、該第１の測定および該第２の測定の結果から、該トランスデューサの音響出力における該周囲のオーディオサウンドの影響を打ち消すためのアンチノイズ信号を適合的に生成することと、
該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ことにより、該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と、
該適合的フィルタを束縛して該周囲のオーディオサウンドに対する該適合的フィルタの適合を変更するために、該適合的に生成することから独立して、該適合的フィルタリングの応答を調節することと、
該音響出力を生成するために、該組み合わせることの結果を該トランスデューサに提供することと
を含む、方法。
前記適合的フィルタは、該適合的フィルタの第１の固定部分と該適合的フィルタの第２の適合的部分とを備え、前記方法は、該第１の固定部分と該第２の適合的部分とを共に作動させ、前記適合的に生成することを実行することをさらに含み、該方法は、該第２の適合的部分の応答を該第２の適合的部分の最初の応答に経時的に戻し、リークを引き起こすことをさらに含む、請求項３３に記載の方法。
注入されたノイズを前記基準マイクロフォン信号と組み合わせることにより、前記適合的フィルタの応答を調節することをさらに含み、前記適合的に生成することは、該注入されたノイズをキャンセルするために適合し、それによって、該適合的フィルタの応答は、該注入されたノイズの周波数範囲における周波数領域において低減される、請求項３３に記載の方法。
前記適合的に生成する適合的フィルタの応答は、
該適合的フィルタの応答と実質的に同一である複製の応答により、前記注入されたノイズをフィルタリングすることであって、それによって、該複製の応答は、前記適合的に生成することが前記周囲のオーディオサウンドと該注入されたノイズとの組み合わせをキャンセルするために適合することによって制御される、ことと、
該複製の応答において適合された係数により該適合的フィルタの応答を制御することであって、それによって、該注入されたノイズは、前記アンチノイズ信号において存在しない、ことと
により、該適合的に生成することから独立して調節される、請求項３３に記載の方法。
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、該集積回路は、
リスナ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サウンド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該トランスデューサに提供するための出力部と、
該周囲のオーディオサウンドを示す基準マイクロフォン信号を受信するための基準マイクロフォン入力部と、
該トランスデューサの出力および該トランスデューサにおける該周囲のオーディオサウンドを示すエラーマイクロフォン信号を受信するためのエラーマイクロフォン入力部と、
応答を有する適合的フィルタを実装する処理回路であって、該応答は、該リスナによって聞き取られる該周囲のオーディオサウンドの存在を低減するための該アンチノイズ信号を成形する、処理回路と
を備え、該適合的フィルタの応答は、該適合的フィルタを束縛して該周囲のオーディオサウンドに対する該適合的フィルタの該適合を変更するために、該周囲のオーディオサウンドに対する該適合的フィルタの該適合から独立して調節される、
集積回路。
前記適合的フィルタは、
該適合的フィルタの第１の固定部分と、
該適合的フィルタの第２の適合的部分と
を備え、該第１の固定部分と該第２の適合的部分とは共に動作し、前記アンチノイズ信号を成形する前記応答を生成し、該第２の適合的部分は、該第２の適合的部分の応答を該第２の適合的部分の最初の応答に経時的に戻すリーク特性を有する、
請求項３７に記載の集積回路。
前記適合的フィルタの応答は、注入されたノイズを前記基準マイクロフォン信号と組み合わせることにより、該適合的フィルタの応答が、該注入されたノイズをキャンセルするために適合する該適合的フィルタによって制御されることによって調節され、それによって、該適合的フィルタの応答は、該注入されたノイズの周波数範囲における周波数領域において低減される、請求項３７に記載の集積回路。
前記適合的フィルタの応答は、該適合的フィルタのコピーを実装する処理回路であって、該適合的フィルタのコピーが、注入されたノイズを受信することにより、該適合的フィルタのコピーの応答が、前記周囲のオーディオサウンドと該注入されたノイズとの組み合わせをキャンセルするために適合する該適合的フィルタによって制御される、処理回路によって、該適合的フィルタの前記適合から独立して調節され、該処理回路は、さらに、該適合的フィルタのコピーにおいて適合された係数により該適合的フィルタの応答を制御し、それによって、該注入されたノイズは、前記アンチノイズ信号において存在しない、請求項３７に記載の集積回路。
パーソナルオーディオデバイスであって、該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、
オーディオ信号を再生するために該筐体に設置されているトランスデューサであって、該オーディオ信号は、リスナへの再生のためのソースオーディオと、該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サウンド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、トランスデューサと、
該周囲のオーディオサウンドを示す基準マイクロフォン信号を提供するために該筐体に設置されている基準マイクロフォンと、
該トランスデューサの音響出力および該トランスデューサにおける該周囲のオーディオサウンドを示すエラーマイクロフォン信号を提供するために、該トランスデューサの近くにおいて該筐体に設置されている、エラーマイクロフォンと、
固定周波数応答と調節可能ゲインとを有するフィルタを実装する処理回路であって、該調節可能ゲインは、該リスナによって聞き取られる該周囲のオーディオサウンドの存在を低減するための該アンチノイズ信号の大きさを調節する、処理回路と、
を備え、該処理回路は、該エラーマイクロフォンにおける該周囲のオーディオサウンドを最小化するために、該フィルタの該ゲインを調節する、
パーソナルオーディオデバイス。
パーソナルオーディオデバイスのトランスデューサの近くにおける周囲のオーディオサウンドをキャンセルする方法であって、該方法は、
基準マイクロフォン信号を生成するために、基準マイクロフォンを用いて、該周囲のオーディオサウンドの第１の測定を行うことと、
エラーマイクロフォンを用いて、該トランスデューサの出力および該トランスデューサにおける周囲のオーディオサウンドの第２の測定を行うことと、
該基準マイクロフォンの出力をフィルタリングするフィルタのゲインを調節することにより、該第１の測定および該第２の測定の結果から、該トランスデューサの音響出力における該周囲のオーディオサウンドの影響を打ち消すためのアンチノイズ信号を適合的に生成することと、
該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ことにより、該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と、
該音響出力を生成するために、該組み合わせることの結果を該トランスデューサに提供することと
を含む、方法。
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、該集積回路は、
リスナ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サウンド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該トランスデューサに提供するための出力部と、
該周囲のオーディオサウンドを示す基準マイクロフォン信号を受信するための基準マイクロフォン入力部と、
該トランスデューサの出力および該トランスデューサにおける該周囲のオーディオサウンドを示すエラーマイクロフォン信号を受信するためのエラーマイクロフォン入力部と、
固定周波数応答と調節可能ゲインとを有するフィルタを実装する処理回路であって、該調節可能ゲインは、該リスナによって聞き取られる該周囲のオーディオサウンドの存在を低減するための該アンチノイズ信号の大きさを調節する、処理回路と、
を備え、該処理回路は、該エラーマイクロフォンにおける該周囲のオーディオサウンドを最小化するために、該フィルタの該ゲインを調節する、
集積回路。