JP2016510915A - パーソナルオーディオデバイスのための短待ち時間マルチドライバ適応雑音消去(anc)システム - Google Patents
パーソナルオーディオデバイスのための短待ち時間マルチドライバ適応雑音消去(anc)システム Download PDFInfo
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Abstract
Description
本発明は、概して、異なる周波数帯のための、適応雑音消去(ANC)と複数のドライバとを含む、パーソナルオーディオデバイスに関する。
モバイル/携帯電話、コードレス電話等の無線電話、およびMP3プレーヤ等の他の消費者オーディオデバイスが、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基準マイクロホンを使用して、ANC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。
ANCを有するパーソナルオーディオデバイスを提供し、異なる周波数帯を取り扱うための複数の出力変換器を採用する上記に述べられた目的は、パーソナルオーディオシステム、動作方法、および集積回路において達成される。
本発明は、無線電話および接続されたイヤホン等のパーソナルオーディオシステム内に実装され得る、雑音消去技法および回路を包含する。パーソナルオーディオシステムは、ソースオーディオ信号を受信し、またはそれを発生させるパーソナルオーディオデバイスの筐体上等のイヤホンまたは他の出力変換器場所において、周囲音響環境を測定し、消去しようとする、適応雑音消去(ANC)回路を含む。高品質オーディオ出力を提供するために、対応するソースオーディオの周波数帯を再現する低周波数および高周波数変換器を含む、複数の変換器が、使用される。ANC回路は、変換器において周囲音響事象を消去するために、複数の変換器のうちのそれぞれのものに提供される、別個の反雑音信号を発生させる。基準マイクロホンが、周囲音響環境を測定するために提供され、これは、短待ち時間が、発生された反雑音をフィルタ処理するクロスオーバの必要性を排除することによって維持されるように、反雑音信号を発生させる別個の適応フィルタへの入力を提供する。ソースオーディオクロスオーバは、次いで、ソースオーディオ周波数帯特有の成分とその対応する反雑音信号との加算器に先行して設置されることができ、適応フィルタは、その対応する変換器のために適切な周波数範囲内のみにおいて、反雑音を発生させるように制御されることができる。
Claims (30)
- パーソナルオーディオシステムであって、前記パーソナルオーディオシステムは、
再現のためのオーディオのソースであって、前記オーディオのソースは、ソースオーディオ信号を提供する、オーディオのソースと、
第1の変換器であって、前記第1の変換器は、聴取者への再生のための前記ソースオーディオ信号と、前記第1の変換器の音響出力内の周囲オーディオ音の影響を打ち消すための第1の反雑音信号との高周波数コンテンツを再現する、第1の変換器と、
第2の変換器であって、前記第2の変換器は、聴取者への再生のための前記ソースオーディオ信号と、前記第2の変換器の音響出力内の周囲オーディオ音の影響を打ち消すための第2の反雑音信号との低周波数コンテンツを再現する、第2の変換器と、
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提供するための少なくとも1つのマイクロホンと、
第1の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一致するように、前記第1の反雑音信号および前記第2の反雑音信号を前記少なくとも1つのマイクロホン信号から発生させ、前記第1の変換器および前記第2の変換器における前記周囲オーディオ音の存在を低減させる、処理回路であって、前記処理回路は、第2の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一致するように、前記第2の反雑音信号を前記少なくとも1つのマイクロホン信号から発生させ、前記第1の変換器および前記第2の変換器における前記周囲オーディオ音の存在を低減させる、処理回路と
を備える、パーソナルオーディオシステム。 - 前記第1のフィルタは、前記周囲オーディオ音の存在を低減させるように適応する第1の応答を有する第1の適応フィルタであり、前記第2のフィルタは、前記周囲オーディオ音の存在を低減させるように適応する第2の適応フィルタである、請求項1に記載のパーソナルオーディオシステム。
- 前記処理回路は、前記第1の適応フィルタの第1の周波数応答を第1の既定周波数範囲に限定することによって、前記第1の反雑音信号のコンテンツを前記第1の既定周波数範囲に制限し、前記処理回路は、前記第2の適応フィルタの第2の応答を第2の既定周波数範囲に限定することによって、前記第2の反雑音信号のコンテンツを前記第2の既定周波数範囲に制限し、前記第1の既定周波数範囲および前記第2の既定周波数範囲は、実質的に異なる、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1の変換器および前記第2の変換器の周囲オーディオ音および音響出力を示すエラーマイクロホン信号を提供するためのエラーマイクロホンをさらに備え、前記第1の適応フィルタは、前記エラーマイクロホン信号内に存在する基準マイクロホン信号の成分を最小限にするように適応する第1の係数発生器を有し、前記処理回路は、前記第1の係数発生器に入力された第1の信号の周波数コンテンツを改変することによって、前記第1の周波数応答の適応を制限し、前記第2の適応フィルタは、前記エラーマイクロホン信号内に存在する基準マイクロホン信号の成分を最小限にするように適応する第2の係数発生器を有し、前記処理回路は、前記第2の係数発生器に入力された第2の信号の周波数コンテンツを改変することによって、前記第1の周波数応答の適応を制限する、請求項3に記載のパーソナルオーディオデバイス。
- 前記処理回路は、前記第1の既定周波数範囲内における第1の既定周波数コンテンツを有する第1の付加的信号を、前記第1の係数発生器に入力された前記第1の信号に投入することによって、前記第1の係数発生器に入力された前記第1の信号の周波数コンテンツを改変し、前記処理回路は、前記第2の既定周波数範囲内における第2の既定周波数コンテンツを有する第2の付加的信号を前記第2の係数発生器に入力された前記第2の信号に投入することによって、前記第2の係数発生器に入力された前記第2の信号の周波数コンテンツを改変する、請求項4に記載のパーソナルオーディオデバイス。
- 前記第1の付加的信号および前記第2の付加的信号は、雑音信号である、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、より高い周波数コンテンツソースオーディオ信号と、より低い周波数コンテンツソースオーディオ信号とを発生させるクロスオーバを提供するために、前記ソースオーディオ信号を受信し、前記ソースオーディオ信号をフィルタ処理し、前記処理回路はさらに、前記より高い周波数コンテンツソースオーディオ信号を前記第1の反雑音信号と組み合わせ、前記より低い周波数コンテンツソースオーディオ信号を前記第2の反雑音信号と組み合わせる、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1の変換器は、イヤースピーカの高周波数変換器であり、前記第2の変換器は、前記イヤースピーカの低周波数変換器である、請求項1に記載のパーソナルオーディオデバイス。
- 第3の変換器であって、前記第3の変換器は、第2のソースオーディオ信号と、前記第3の変換器の音響出力内における周囲オーディオ音の影響を打ち消すための第3の反雑音信号との高周波数コンテンツを再現する、第3の変換器と、
第4の変換器であって、前記第4の変換器は、前記第2のソースオーディオ信号と、前記第4の変換器の音響出力内における周囲オーディオ音の影響を打ち消すための第4の反雑音信号との低周波数コンテンツを再現する、第4の変換器と
をさらに備え、
前記処理回路はさらに、第3の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一致するように、前記第3の反雑音信号および前記第4の反雑音信号を前記少なくとも1つのマイクロホン信号から発生させ、前記第3の変換器における前記周囲オーディオ音の存在を低減させ、前記処理回路は、第4の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一致するように、前記第4の反雑音信号を前記少なくとも1つのマイクロホン信号から発生させ、前記第4の変換器における前記周囲オーディオ音の存在を低減させる、請求項8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システムによる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、
少なくとも1つのマイクロホン信号を生成するために、少なくとも1つのマイクロホンを用いて、周囲オーディオ音を測定することと、
第1に、第1の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一致するように、第1の反雑音信号を前記少なくとも1つのマイクロホン信号から発生させ、第1の変換器における前記周囲オーディオ音の存在を低減させることと、
第2に、第2の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一致するように、第2の反雑音信号を前記少なくとも1つのマイクロホン信号から発生させ、第2の変換器における前記周囲オーディオ音の存在を低減させることと、
再現のためのオーディオのソースを提供することであって、前記オーディオのソースは、ソースオーディオ信号を提供する、ことと、
前記第1の変換器を用いて、前記ソースオーディオ信号と前記第1の反雑音信号との高周波数コンテンツを再現することと、
前記第2の変換器を用いて、前記ソースオーディオ信号と前記第2の反雑音信号との低周波数コンテンツを再現することと
を含む、方法。 - 前記第1のフィルタは、前記周囲オーディオ音の存在を低減させるように適応する第1の応答を有する第1の適応フィルタであり、前記第2のフィルタは、前記周囲オーディオ音の存在を低減させるように適応する第2の適応フィルタである、請求項10に記載の方法。
- 前記第1の発生させることは、前記第1の適応フィルタの第1の周波数応答を第1の既定周波数範囲に限定することによって、前記第1の反雑音信号のコンテンツを前記第1の既定周波数範囲に制限することを含み、前記第2の発生させることはさらに、前記第2の適応フィルタの第2の応答を第2の既定周波数範囲に限定することによって、前記第2の反雑音信号のコンテンツを前記第2の既定周波数範囲に制限することを含み、前記第1の既定周波数範囲および前記第2の既定周波数範囲は、実質的に異なる、請求項10に記載の方法。
- エラーマイクロホン信号を発生させるために、エラーマイクロホンを用いて、前記第1の変換器および前記第2の変換器の周囲オーディオ音および音響出力を測定することをさらに含み、前記第1の発生させることは、前記エラーマイクロホン信号内に存在する基準マイクロホン信号の成分を最小限にするために、前記第1の周波数応答を制御する第1の係数発生器の係数を適応させることを含み、前記第2の発生させることは、前記エラーマイクロホン信号内に存在する基準マイクロホン信号の成分を最小限にするために、第2の周波数応答を制御する第2の係数発生器の係数を適応させることを含み、前記第1の発生させることは、前記第1の係数発生器に入力された第1の信号の周波数コンテンツを改変することによって、前記第1の周波数応答の適応を制限し、前記第2の発生させることは、前記第2の係数発生器に入力された第2の信号の周波数コンテンツを改変することによって、前記第2の周波数応答の適応を制限する、請求項12に記載の方法。
- 前記第1の発生させることは、前記第1の既定周波数範囲内における第1の既定周波数コンテンツを有する第1の付加的信号を前記第1の係数発生器への少なくとも1つの第1の信号入力に投入することによって、前記第1の周波数応答の適応を制限し、前記第2の発生させることは、前記第2の既定周波数範囲内における第2の既定周波数コンテンツを有する第2の付加的信号を前記第2の係数発生器への少なくとも1つの第2の信号入力に投入することによって、前記第2の周波数応答の適応を制限する、請求項13に記載の方法。
- 前記第1の付加的信号および前記第2の付加的信号は、雑音信号である、請求項14に記載の方法。
- より高い周波数コンテンツソースオーディオ信号と、より低い周波数コンテンツソースオーディオ信号とを発生させるクロスオーバを実装するために、前記ソースオーディオ信号を受信し、前記ソースオーディオ信号をフィルタ処理することと、
前記より高い周波数コンテンツソースオーディオ信号を前記第1の反雑音信号と組み合わせることと、
前記より低い周波数コンテンツソースオーディオ信号を前記第2の反雑音信号と組み合わせることと
をさらに含む、請求項10に記載の方法。 - 前記第1の変換器は、イヤースピーカの高周波数変換器であり、前記第2の変換器は、前記イヤースピーカの低周波数変換器である、請求項10に記載の方法。
- 第3の変換器の音響出力内における周囲オーディオ音の影響を打ち消すために、前記第3の変換器を用いて、第2のソースオーディオ信号と第3の反雑音信号との高周波数コンテンツを再現することと、
第4の変換器の音響出力内における周囲オーディオ音の影響を打ち消すために、前記第4の変換器を用いて、前記第2のソースオーディオ信号と第4の反雑音信号との低周波数コンテンツを再現することと、
第3の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一致するように、前記第3の反雑音信号および前記第4の反雑音信号を前記少なくとも1つのマイクロホン信号から発生させ、前記第3の変換器および前記第4の変換器における前記周囲オーディオ音の存在を低減させる、ことと、
第4の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一致するように、前記第4の反雑音信号を前記少なくとも1つのマイクロホン信号から発生させ、前記第3の変換器および前記第4の変換器における前記周囲オーディオ音の存在を低減させる、ことと
をさらに含む、請求項17に記載の方法。 - パーソナルオーディオシステム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、
再現のためのオーディオのソースであって、前記オーディオのソースは、ソースオーディオ信号を提供する、オーディオのソースと、
第1の出力信号を第1の変換器に提供するための第1の出力であって、前記第1の変換器は、前記ソースオーディオ信号と、前記第1の変換器の音響出力内の周囲オーディオ音の影響を打ち消すための第1の反雑音信号との高周波数コンテンツを再現する、第1の出力と、
第2の出力信号を第2の変換器に提供するための第2の出力であって、前記第2の変換器は、聴取者への再生のための第2のソースオーディオと、第2のイヤースピーカの音響出力内の周囲オーディオ音の影響を打ち消すための第2の反雑音信号との両方を含む第2のオーディオ信号を再現する、第2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提供するための少なくとも1つのマイクロホン入力と、
第1の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一致するように、前記第1の反雑音信号および前記第2の反雑音信号を前記少なくとも1つのマイクロホン信号から発生させ、前記第1の変換器および前記第2の変換器における前記周囲オーディオ音の存在を低減させる、処理回路であって、前記処理回路は、第2の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一致するように、前記第2の反雑音信号を前記少なくとも1つのマイクロホン信号から発生させ、前記第1の変換器および前記第2の変換器における前記周囲オーディオ音の存在を低減させる、処理回路と
を備える、集積回路。 - 前記第1のフィルタは、前記周囲オーディオ音の存在を低減させるように適応する第1の応答を有する第1の適応フィルタであり、前記第2のフィルタは、前記周囲オーディオ音の存在を低減させるように適応する第2の適応フィルタである、請求項19に記載の集積回路。
- 前記処理回路は、前記第1の適応フィルタの第1の周波数応答を第1の既定周波数範囲に限定することによって、前記第1の反雑音信号のコンテンツを前記第1の既定周波数範囲に制限し、前記処理回路は、前記第2の適応フィルタの第2の応答を第2の既定周波数範囲に限定することによって、前記第2の反雑音信号のコンテンツを前記第2の既定周波数範囲に制限し、前記第1の既定周波数範囲および前記第2の既定周波数範囲は、実質的に異なる、請求項19に記載の集積回路。
- 前記第1の変換器および前記第2の変換器の周囲オーディオ音および音響出力を示すエラーマイクロホン信号を提供するためのエラーマイクロホンをさらに備え、前記第1の適応フィルタは、前記エラーマイクロホン信号内に存在する基準マイクロホン信号の成分を最小限にするように適応する第1の係数発生器を有し、前記処理回路は、前記第1の係数発生器に入力された第1の信号の周波数コンテンツを改変することによって、前記第1の周波数応答の適応を制限し、前記第2の適応フィルタは、前記エラーマイクロホン信号内に存在する基準マイクロホン信号の成分を最小限にするように適応する第2の係数発生器を有し、前記処理回路は、前記第2の係数発生器に入力された第2の信号の周波数コンテンツを改変することによって、前記第1の周波数応答の適応を制限する、請求項21に記載の集積回路。
- 前記処理回路は、前記第1の既定周波数範囲内における第1の既定周波数コンテンツを有する第1の付加的信号を、前記第1の係数発生器に入力された前記第1の信号に投入することによって、前記第1の係数発生器に入力された前記第1の信号の周波数コンテンツを改変し、前記処理回路は、前記第2の既定周波数範囲内における第2の既定周波数コンテンツを有する第2の付加的信号を、第2の第1の係数発生器に入力された前記第2の信号に投入することによって、前記第2の係数発生器に入力された前記第2の信号の周波数コンテンツを改変する、請求項22に記載の集積回路。
- 前記第1の付加的信号および前記第2の付加的信号は、雑音信号である、請求項23に記載の集積回路。
- 前記処理回路は、より高い周波数コンテンツソースオーディオ信号と、より低い周波数コンテンツソースオーディオ信号とを発生させるクロスオーバを提供するために、前記ソースオーディオ信号を受信し、前記ソースオーディオ信号をフィルタ処理し、前記処理回路はさらに、前記より高い周波数コンテンツソースオーディオ信号を前記第1の反雑音信号と組み合わせ、前記より低い周波数コンテンツソースオーディオ信号を前記第2の反雑音信号と組み合わせる、請求項19に記載の集積回路。
- 前記第1の変換器は、イヤースピーカの高周波数変換器であり、前記第2の変換器は、前記イヤースピーカの低周波数変換器である、請求項19に記載の集積回路。
- 第3の出力信号を第3の変換器に提供するための第3の出力であって、前記第3の変換器は、第2のソースオーディオ信号と、前記第3の変換器の音響出力内における周囲オーディオ音の影響を打ち消すための第3の反雑音信号との高周波数コンテンツを再現する、第3の出力と、
第4の出力信号を第4の変換器に提供するための第4の出力であって、前記第4の変換器は、前記第2のソースオーディオ信号と、第4の変換器の音響出力内における周囲オーディオ音の影響を打ち消すための第4の反雑音信号との低周波数コンテンツを再現する、第4の出力と
をさらに備え、
前記処理回路はさらに、第3の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一致するように、前記第3の反雑音信号および前記第4の反雑音信号を前記少なくとも1つのマイクロホン信号から発生させ、前記第3の変換器および前記第4の変換器における前記周囲オーディオ音の存在を低減させ、前記処理回路は、第4の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一致するように、前記第4の反雑音信号を前記少なくとも1つのマイクロホン信号から発生させ、前記第3の変換器および前記第4の変換器における前記周囲オーディオ音の存在を低減させる、請求項26に記載の集積回路。 - パーソナルオーディオシステムであって、前記パーソナルオーディオシステムは、
複数の出力変換器と、
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、
適応雑音消去を実装する処理回路と
を備え、
複数の適応フィルタは、前記複数の出力変換器のうちの対応する出力変換器のための複数の反雑音信号を発生させ、複数の周波数帯のうちの対応する周波数帯内の前記複数の反雑音信号を発生させることによって、前記少なくとも1つのマイクロホン信号を前記複数の出力変換器に対応する前記複数の周波数帯に分離するためのクロスオーバとして動作する、パーソナルオーディオシステム。 - パーソナルオーディオシステムによって、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、
少なくとも1つのマイクロホン信号を発生させるために、少なくとも1つのマイクロホンを用いて周囲オーディオ音を測定することと、
複数の適応フィルタのうちの対応する適応フィルタを使用して、複数の出力変換器のうちの対応する出力変換器に提供するための複数の反雑音信号を発生させることと
を含み、
前記対応する適応フィルタは、複数の周波数帯のうちの対応する周波数帯内の前記複数の反雑音信号を発生させることによって、前記少なくとも1つのマイクロホン信号を前記複数の出力変換器に対応する前記複数の周波数帯に分離するためのクロスオーバとして動作する、方法。 - パーソナルオーディオシステム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、
複数の出力信号を複数の出力変換器のうちの対応する出力変換器に提供するための複数の出力と、
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、
適応雑音消去を実装する、処理回路と
を備え、
複数の適応フィルタは、前記複数の出力のうちの対応する出力において複数の反雑音信号を発生させ、複数の周波数帯のうちの対応する周波数帯内の前記複数の反雑音信号を発生させることによって、前記少なくとも1つのマイクロホン信号を前記複数の出力変換器に対応する前記複数の周波数帯に分離するためクロスオーバとして動作する、集積回路。
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