JP2017530413A - Sound processing apparatus having low latency - Google Patents

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Abstract

低レイテンシを有するオーディオシステムは、デジタルオーディオプロセッサと、該プロセッサに連結されたセンサ入力部とを含む。センサ入力部は、マイクロホン入力部である。オーディオプロセッサは、センサ入力部と同じ周波数で動作する。それは、オーディオプロセッサに供給されるオーディオ信号よりも一般的にはるかに高い。いくつかの態様では、オーディオプロセッサはノイズキャンセレーション処理装置として動作し、オーディオ入力部を含まない。【選択図】図４An audio system having low latency includes a digital audio processor and a sensor input coupled to the processor. The sensor input unit is a microphone input unit. The audio processor operates at the same frequency as the sensor input. It is generally much higher than the audio signal supplied to the audio processor. In some aspects, the audio processor operates as a noise cancellation processor and does not include an audio input. [Selection] Figure 4

Description

本開示は、音響処理装置に関する。より具体的には、リアルタイムまたはほぼリアルタイムで動作することができる再構成可能な音響処理装置に関する。   The present disclosure relates to a sound processing apparatus. More specifically, the present invention relates to a reconfigurable sound processing apparatus that can operate in real time or near real time.

一般に、リスニング環境に存在するノイズは、ヘッドホンを介して音声を聞く経験にほとんど常に悪影響を与える。例えば、飛行機のキャビンでは、飛行機からのノイズは、望ましくない音波、すなわち、オーディオプログラムに加えて、リスナーの耳に伝わるノイズを生成する。他の例として、オフィスまたは家のコンピュータおよび空調のノイズ、公的または私的輸送における車両および乗客のノイズ、または他の騒々しい環境が挙げられる。   In general, noise present in the listening environment almost always adversely affects the experience of listening to sound through headphones. For example, in an airplane cabin, noise from the airplane generates unwanted sound waves, ie, noise transmitted to the listener's ear in addition to the audio program. Other examples include office or home computer and air conditioning noise, vehicle and passenger noise in public or private transportation, or other noisy environments.

リスナーが受けるノイズの量を低減する努力において、ノイズ低減の２つの主要なスタイルが開発されており、それは、パッシブノイズリダクションとアクティブノイズキャンセレーションである。パッシブノイズリダクションとは、一般的にヘッドホンやイヤープラグなどの物理的な障壁を耳腔とノイズの多い外部環境との間に置くことによってもたらされるノイズの低減である。低減されるノイズの量は、障壁の品質に依存する。一般に、より多くの質量を有するノイズリダクションヘッドホンは、より高いパッシブノイズリダクションを提供する。しかし、大型で重いヘッドホンを長時間着用するのは不快である。所定のヘッドホンでは、パッシブノイズリダクションは、より高周波数のノイズを低減するためにはより効果的に作用するが、低周波数はパッシブノイズリダクションシステムを通過する可能性がある。   In an effort to reduce the amount of noise experienced by listeners, two major styles of noise reduction have been developed: passive noise reduction and active noise cancellation. Passive noise reduction is the reduction of noise typically caused by placing a physical barrier such as headphones or ear plugs between the ear cavity and the noisy external environment. The amount of noise that is reduced depends on the quality of the barrier. In general, noise reduction headphones with more mass provide higher passive noise reduction. However, wearing large, heavy headphones for a long time is uncomfortable. For a given headphone, passive noise reduction works more effectively to reduce higher frequency noise, but low frequencies can pass through the passive noise reduction system.

アクティブノイズキャンセレーション（ＡＮＣ）とも呼ばれるアクティブノイズリダクションシステムとは、ヘッドホンスピーカを介してアンチノイズ信号を再生することによって達成されるノイズの低減である。アンチノイズ信号は、ＡＮＣがない場合に耳腔内に存在するノイズ信号の負の近似値として生成される。ノイズ信号は、アンチノイズ信号と組み合わせたときに相殺される。   An active noise reduction system, also called active noise cancellation (ANC), is the reduction of noise achieved by playing an anti-noise signal through a headphone speaker. The anti-noise signal is generated as a negative approximation of the noise signal present in the ear cavity when there is no ANC. The noise signal is canceled when combined with the anti-noise signal.

一般的なノイズキャンセレーションプロセスでは、１つまたは複数のセンサ（例えば、マイクロホン）が、周囲ノイズまたはヘッドホンのイヤーカップ内のノイズをリアルタイムでモニターし、その後、そのシステムは、周囲ノイズまたは残留ノイズからアンチノイズ信号を生成する。アンチノイズ信号は、例えば、ＡＮＣシステム（例えば、ヘッドホンなど）の物理的形状およびサイズ、センサおよびトランスデューサ（例えばスピーカなど）の周波数応答、様々な周波数でのトランスデューサのレイテンシ、センサの感度、トランスデューサおよびセンサの配置などの要因に応じて異なるように生成される。異なるセンサおよびトランスデューサ（例えば、ヘッドホン）間、さらには、同じヘッドホンシステムの２つのイヤーカップ間の上記要因のバリエーションは、アンチノイズを生成するための最適なフィルタ設計もまた異なることを意味する。   In a typical noise cancellation process, one or more sensors (e.g., microphones) monitor ambient noise or noise in the headphone ear cup in real time, after which the system detects ambient noise or residual noise. Generate an anti-noise signal. An anti-noise signal can be, for example, the physical shape and size of an ANC system (eg, headphones), the frequency response of sensors and transducers (eg, speakers), the latency of transducers at various frequencies, the sensitivity of the sensors, the transducers and sensors It is generated differently depending on factors such as the arrangement of the. Variations of the above factors between different sensors and transducers (eg, headphones), as well as between two ear cups of the same headphone system, mean that the optimal filter design for generating anti-noise is also different.

アンチノイズ信号を処理する際のレイテンシは、アクティブノイズキャンセレーションシステムが効率的に動作することを妨げる。例えば、センサ信号をデジタル化し、４４．１ＫＨｚまたは４８ＫＨｚのようなオーディオ処理において共通のレートで、その信号を処理すると、高レイテンシが生じる。ＡＮＣのような音響処理装置の性能は、ノイズを検出し、そのノイズをキャンセルするのに十分早くアンチノイズ信号を生成する能力に依存するので、高レイテンシは、音響ノイズキャンセレーション処理に有害である。   Latency in processing anti-noise signals prevents the active noise cancellation system from operating efficiently. For example, digitizing a sensor signal and processing the signal at a common rate in audio processing such as 44.1 KHz or 48 KHz results in high latency. High latency is detrimental to the acoustic noise cancellation process because the performance of an acoustic processing device such as ANC depends on the ability to detect noise and generate an anti-noise signal fast enough to cancel the noise. .

本発明の実施形態は、従来技術のこのような課題および他の課題に対処するものである。   Embodiments of the present invention address these and other problems of the prior art.

図１は、フィードフォワードアクティブノイズキャンセレーションの従来の形態を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a conventional form of feedforward active noise cancellation.

図２は、フィードバックアクティブノイズキャンセレーションの従来の形態を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional form of feedback active noise cancellation.

図３は、フィードフォワードおよびフィードバックを組み合わせたアクティブノイズキャンセレーションの従来の形態を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a conventional form of active noise cancellation combining feedforward and feedback.

図４は、本発明の実施形態にかかる再構成可能な音響処理装置を含むオーディオシステムのブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of an audio system including a reconfigurable sound processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

図５は、図４の再構成可能な音響処理装置の一例の機能ブロック図である。FIG. 5 is a functional block diagram of an example of the reconfigurable sound processing apparatus of FIG.

図６は、フィードフォワードおよびフィードバックを組み合わせたアクティブノイズキャンセレーション動作を実行するように構成された、図４の再構成可能な音響処理装置を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating the reconfigurable sound processing apparatus of FIG. 4 configured to perform an active noise cancellation operation that combines feedforward and feedback.

図７は、本発明の実施形態にかかる図４の再構成可能な音響処理装置の一例のコンポーネントの機能ブロック図である。FIG. 7 is a functional block diagram of components of an example of the reconfigurable sound processing apparatus of FIG. 4 according to an embodiment of the present invention.

本発明の実施形態は、デジタル化されたセンサ入力を使用するオーディオシステムで使用する再構成可能な音響処理装置（Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ：ＲＡＰ）などのデジタル音響処理装置に関する。   Embodiments of the present invention relate to a digital sound processing device such as a reconfigurable acoustic processor (RAP) for use in an audio system using digitized sensor inputs.

アクティブノイズキャンセレーション（ＡＮＣ）には、センサ、またはシステム内のマイクロホンの配置に基づいて区別される３つの主要なタイプがある。フィードフォワードＡＮＣでは、センサが周囲のノイズを感知するが、スピーカなどのトランスデューサによって生成された信号をほとんど感知しない。このようなシステムが図１に示される。図１を参照すると、フィードフォワードＡＮＣシステム１０は、周囲ノイズを感知するがトランスデューサ１４からの信号を直接的にモニター（ｍｏｎｉｔｏｒ）しないセンサ１２を含む。センサ１２からの出力は、フィードフォワードフィルタ１６でフィルタリングされ、そのフィルタ出力は、フィルタリングされた信号が入力オーディオ信号と混合されるフィードフォワードミキサ１８に連結される。フィルタ１６からフィルタリングされた信号は、センサ１２の出力から生成されたアンチノイズ信号である。ミキサ１８内でアンチノイズ信号が所望の信号と混合されると、フィルタリングされたアンチノイズ信号と混合された入力信号の組合せであるトランスデューサ１４の出力は、アンチノイズ信号が生成されなかった場合よりもノイズが少ない。   There are three main types of active noise cancellation (ANC) that are distinguished based on the placement of sensors or microphones in the system. In feedforward ANC, the sensor senses ambient noise, but hardly senses the signal generated by a transducer such as a speaker. Such a system is shown in FIG. Referring to FIG. 1, the feedforward ANC system 10 includes a sensor 12 that senses ambient noise but does not directly monitor the signal from the transducer 14. The output from the sensor 12 is filtered by a feed forward filter 16 and the filter output is coupled to a feed forward mixer 18 where the filtered signal is mixed with the input audio signal. The signal filtered from the filter 16 is an anti-noise signal generated from the output of the sensor 12. When the anti-noise signal is mixed with the desired signal in the mixer 18, the output of the transducer 14, which is a combination of the filtered anti-noise signal and the input signal, is greater than if no anti-noise signal was generated. There is little noise.

フィードバックＡＮＣにおいて、センサは、耳腔内に存在するすべてのオーディオ信号を感知する位置に配置される。換言すれば、センサは、トランスデューサによって再生されるオーディオと周囲ノイズの両方の合計を感知する。このようなシステムが図２に示される。図２を参照すると、フィードバックＡＮＣシステム２０において、センサ３２は、トランスデューサ２４からの出力を直接的にモニターする。センサ３２からの出力は、フィードバックミキサ３０においてオーディオ入力信号と混合され、その後、組み合わせられた信号は、フィードバックフィルタ３４に送信される。フィードバックフィルタ３４では、アンチノイズ信号を生成するために、組み合わせられた信号がフィルタリングされる。フィルタ３４からのこのアンチノイズ信号は、ミキサ２８でオリジナルオーディオ信号と混合され、その組み合わせられた出力がトランスデューサ２４に供給される。フィードバックＡＮＣシステム２０も、スピーカ２４のリスナーによって聞かれるノイズを低減する。   In the feedback ANC, the sensor is placed in a position that senses all audio signals present in the ear cavity. In other words, the sensor senses the sum of both audio and ambient noise played by the transducer. Such a system is shown in FIG. Referring to FIG. 2, in the feedback ANC system 20, the sensor 32 directly monitors the output from the transducer 24. The output from sensor 32 is mixed with the audio input signal in feedback mixer 30, and the combined signal is then sent to feedback filter 34. In feedback filter 34, the combined signal is filtered to produce an anti-noise signal. This anti-noise signal from filter 34 is mixed with the original audio signal in mixer 28 and the combined output is provided to transducer 24. The feedback ANC system 20 also reduces noise heard by the listener of the speaker 24.

フィードフォワードおよびフィードバックを組み合わせたＡＮＣシステムは、２つ以上のセンサを使用する。センサの第１の位置は、図１に示すようにフィードフォワード経路にあり、センサの第２の位置は、図２に示すようにフィードバック経路にある。フィードフォワードおよびフィードバックを組み合わせたＡＮＣシステム４０は、図３に示され、センサ位置４２、５２、および図示される位置４４で１つまたは複数のトランスデューサを含む。位置５２のフィードバックセンサから感知された信号は、フィードバックミキサ５０で混合され、組み合わせられた信号は、フィードバックフィルタ５４によってフィルタリングされる。同様に、位置４２のフィードフォワードセンサから感知された信号は、フィードフォワードフィルタ４６でフィルタリングされ、フィルタリングされた信号はフィードフォワードミキサ４８で入力オーディオ信号と組み合わせられる。フィルタリングおよびミキシング動作によって、位置４４でのトランスデューサの出力は低減されたノイズを有する。   ANC systems that combine feedforward and feedback use more than one sensor. The first position of the sensor is in the feedforward path as shown in FIG. 1, and the second position of the sensor is in the feedback path as shown in FIG. A combined feedforward and feedback ANC system 40 is shown in FIG. 3 and includes one or more transducers at sensor positions 42, 52 and illustrated position 44. The signal sensed from the feedback sensor at position 52 is mixed by the feedback mixer 50 and the combined signal is filtered by the feedback filter 54. Similarly, the signal sensed from the feedforward sensor at position 42 is filtered by a feedforward filter 46 and the filtered signal is combined with the input audio signal by a feedforward mixer 48. Due to the filtering and mixing operation, the output of the transducer at position 44 has reduced noise.

既存のシステムが、固定された形態およびフィルタを使用するのに対して、本発明の実施形態は、以下で詳細に説明するように、多くの異なるアプリケーションをカバーするように選択可能なシステムを使用する。   Whereas existing systems use fixed forms and filters, embodiments of the present invention use systems that can be selected to cover many different applications, as described in detail below. To do.

典型的なオーディオ処理レートは、４４．１ｋＨｚまたは４８ｋＨｚである。これは、典型的な人間の聴覚の周波数範囲に基づく。これらのサンプルレートでは、サンプリングタイムは約２０μｓである。ＡＮＣシステムにおけるデジタル化とフィルタリングは、常に複数のサンプルを取る。これらのレートでは、生じる遅延は数百マイクロ秒オーダーである。処理の遅延がアンチノイズ信号の生成を低下させるので、これはＡＮＣの性能を著しく低下させる。これは通常、キャンセルされる最大ノイズ周波数を制限するものとして現れる。   Typical audio processing rates are 44.1 kHz or 48 kHz. This is based on the typical human auditory frequency range. At these sample rates, the sampling time is about 20 μs. Digitization and filtering in the ANC system always takes multiple samples. At these rates, the resulting delay is on the order of hundreds of microseconds. This significantly degrades the performance of the ANC because processing delays reduce the generation of anti-noise signals. This usually appears as limiting the maximum noise frequency that can be canceled.

図４は、低レイテンシまたは超低レイテンシ音響処理装置を含むオーディオシステム１００のブロック図である。いくつかの実施形態では、音響処理装置は再構成可能であり、再構成可能なオーディオプロセッサ（ＲＡＰ）１５０という。図４のオーディオシステムは、３つの一般的な部分に分割される。それは、アナログ部１０２と、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）のレートで動作するデジタル部１０４と、４４．１または４８ＫＨｚなどの標準オーディオサンプルレートで動作するデジタル部１０６とである。これらの部分は、ドメインということもある。   FIG. 4 is a block diagram of an audio system 100 that includes a low-latency or ultra-low latency acoustic processing device. In some embodiments, the sound processing device is reconfigurable, referred to as a reconfigurable audio processor (RAP) 150. The audio system of FIG. 4 is divided into three general parts. It is an analog unit 102, a digital unit 104 that operates at an analog-to-digital converter (ADC) rate, and a digital unit 106 that operates at a standard audio sample rate such as 44.1 or 48 KHz. These parts are sometimes called domains.

アナログ部１０２は、クロック（ｃｌｏｃｋ）を必要とせず、典型的には、この部分の信号は、一般的な連続するアナログ信号である。例えば、トランスデューサまたはスピーカ１１０は、ヘッドホンまたは他のスピーカからのようなアナログオーディオ信号を生成する。デジタルマイクロホン１１２などのセンサは、アナログ入力信号からデジタル出力を自動的に生成する。一方、マイクロホン１１４などの標準アナログセンサは、アナログセンサ１１４からデジタル信号を生成するためにＡＤＣ１２４と組み合わせることができる。また、マイクロホンなどのセンサ１１６は、フィードバック位置に配置され、ＡＤＣ１２６に連結される。ＡＤＣ１２４、１２６は、例えば、シグマ‐デルタ処理を使用することができる。他の実施形態では、ＡＤＣ１２４、１２６は、パルス符号変調（ＰＣＭ）または逐次比較レジスタ（ＳＡＲ）タイプであってもよい。単一のセンサ１１２、１１４、１１６は、例えば、電話機の入力マイクロホンとして機能しつつ、周囲雑音をサンプリングするなど、多目的に使用することができる。ＡＤＣ１２４、１２６からの出力をフィルタリングするために、１つまたは複数のフィルタ１２８があるが、すべての実施形態において必要ではない。   The analog portion 102 does not require a clock, and typically this portion of the signal is a general continuous analog signal. For example, the transducer or speaker 110 generates an analog audio signal, such as from headphones or other speakers. A sensor such as digital microphone 112 automatically generates a digital output from the analog input signal. On the other hand, a standard analog sensor such as the microphone 114 can be combined with the ADC 124 to generate a digital signal from the analog sensor 114. A sensor 116 such as a microphone is disposed at the feedback position and is connected to the ADC 126. The ADCs 124, 126 can use, for example, sigma-delta processing. In other embodiments, the ADCs 124, 126 may be pulse code modulation (PCM) or successive approximation register (SAR) types. The single sensor 112, 114, 116 can be used for multiple purposes, for example, sampling ambient noise while functioning as a telephone input microphone. There is one or more filters 128 to filter the output from the ADCs 124, 126, but this is not necessary in all embodiments.

デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１３０または他のオーディオソースは、デジタル部１０６において標準オーディオサンプルレートの周波数で動作する。典型的には、オーディオシステム１００のデジタル部１０６の動作周波数は、４４．１または４８ＫＨｚである。   A digital signal processor (DSP) 130 or other audio source operates at a frequency of standard audio sample rate in the digital section 106. Typically, the operating frequency of the digital portion 106 of the audio system 100 is 44.1 or 48 KHz.

これに対して、デジタル部１０４の動作周波数は、約５０ＫＨｚの低周波数から約１００ＭＨｚのレートで（好ましくは２−１００ＭＨｚのような範囲内で）動作する。いくつかの実施形態では、デジタル部１０４は、５０ＫＨｚ、９６ＫＨｚ、数百ＫＨｚの範囲内、１‐６などの低ＭＨｚ範囲の周波数、１０‐２０ＭＨｚのような十数ＭＨｚの範囲、最大約１００ＭＨｚまでで動作してもよい。本発明の実施形態では、特定のドメインの各コンポーネントは、そのドメインの周波数で動作する。例えば、図４を参照すると、ＡＤＣ１２４、１２６は、オーディオプロセッサまたはＲＡＰ１５０と同じ周波数で動作する。これは、オーディオプロセッサで処理する前にデシメーションフィルタを典型的に使用してセンサ信号をダウンサンプリングする従来のシステムとは全く異なる。   On the other hand, the operating frequency of the digital unit 104 operates at a low frequency of about 50 KHz to a rate of about 100 MHz (preferably within a range such as 2-100 MHz). In some embodiments, the digital section 104 is in a range of 50 KHz, 96 KHz, hundreds of KHz, a frequency in a low MHz range such as 1-6, a range of dozens of MHz such as 10-20 MHz, up to about 100 MHz. It may work with. In an embodiment of the invention, each component of a particular domain operates at the frequency of that domain. For example, referring to FIG. 4, the ADCs 124, 126 operate at the same frequency as the audio processor or RAP 150. This is quite different from conventional systems that typically use a decimation filter to downsample the sensor signal prior to processing by the audio processor.

インターポレータ１４０は、例えば、４８ＫＨｚで動作するＤＳＰ１３０からのオーディオ信号を、ＲＡＰ１５０への入力信号として３ＭＨｚまたは６ＭＨｚで動作するオーディオ信号に変換する。これに対して、デシメータ１４４は、全てのオーディオシステム１００に存在する必要はないが、例えば３または６ＭＨｚで動作するＲＡＰ１５０からの信号をデジタル部１０６の動作周波数に変換する。その結果、ＲＡＰ１５０のレイテンシは、例えば２．５μｓ未満、好ましくは０．５μｓ未満と非常に低くなる。なぜなら、ＲＡＰ１５０は、センサがデジタルマイクロホンであろうがなかろうが、またはセンサ信号がＡＤＣ１２４、１２６によってデジタル信号に変換されようが、センサまたはマイクロホン１１２、１１４、１１６によって信号が生成されるのと同じ速度で信号を処理するからである。   For example, the interpolator 140 converts an audio signal from the DSP 130 operating at 48 KHz into an audio signal operating at 3 MHz or 6 MHz as an input signal to the RAP 150. On the other hand, the decimator 144 does not need to be present in all the audio systems 100, but converts a signal from the RAP 150 operating at, for example, 3 or 6 MHz into the operating frequency of the digital unit 106. As a result, the latency of RAP 150 is very low, for example, less than 2.5 μs, and preferably less than 0.5 μs. Because the RAP 150 is the same as the signal generated by the sensor or microphone 112, 114, 116, whether the sensor is a digital microphone or whether the sensor signal is converted to a digital signal by the ADC 124, 126. This is because the signal is processed at a speed.

以下でより詳細に説明するように、ＲＡＰ１５０は、例えばトランスデューサ１１０から送信される音響信号をリアルタイムで制御する。上述したように、ＲＡＰ１５０は、デシメーションフィルタまたは他のサンプルレート変換器のような中間処理を行うことなく、マイクロホン１１２、１１４、および／または１１６からの生のセンササンプルで動作するように構成される。これは、ＲＡＰ１５０における計算遅延が無いまたはほぼ無い状態でマイクロホン信号に応答することを可能にし、リアルタイム音響処理アルゴリズムの実行を可能にする。リアルタイムセンササンプリングを使用することの効果は、従来システムのデシメーションフィルタからの遅延が除去され、制御ループの応答性が劇的に向上することである。   As described in more detail below, the RAP 150 controls, for example, an acoustic signal transmitted from the transducer 110 in real time. As described above, RAP 150 is configured to operate on raw sensor samples from microphones 112, 114, and / or 116 without any intermediate processing such as a decimation filter or other sample rate converter. . This allows to respond to the microphone signal with no or nearly no computational delay in the RAP 150 and allows the execution of real-time acoustic processing algorithms. The effect of using real-time sensor sampling is that the delay from the decimation filter of conventional systems is eliminated and the control loop response is dramatically improved.

デジタル部１０４のサンプルレートは、デジタルセンサ１１２またはアナログセンサ１１４に連結されたＡＤＣ１２４のサンプルレートに従って変更されてもよい。サンプルレートとサンプルごとに処理される処理量との間には、直線的なトレードオフがある。   The sample rate of the digital unit 104 may be changed according to the sample rate of the ADC 124 connected to the digital sensor 112 or the analog sensor 114. There is a linear trade-off between the sample rate and the throughput processed for each sample.

図５は、図４のＲＡＰ１５０の一実施形態である再構成可能な音響処理装置（ＲＡＰ）２５０の一例の機能ブロック図である。図５のＲＡＰ２５０は、６つのバイクワッドチェーン（バイクワッドフィルタ）ＢＱ０‐ＢＱ６を含み、それらの機能は以下で説明される。バイクワッドフィルタは、電気処理、特にオーディオ処理において周知である。バイクワッドフィルタは、通常、２つのゼロと２つの極を含む。バイクワッドチェーンＢＱ０‐ＢＱ６は、それぞれ、バイクワッドフィルタのカスケード（ｃａｓｃａｄｅ）を含む。いくつかの実施形態では、チェーンＢＱ０‐ＢＱ６は、４、６、８、１２、または１６のカスケードされたバイクワッドフィルタを含み、８が好ましい。バイクワッドフィルタチェーンＢＱ０‐ＢＱ６はプログラム可能であり、それらのフィルタリング値は、所望の実行に従って変更される。バイクワッドフィルタチェーンＢＱ０‐ＢＱ６は、パススルーまたは単一に設定することもできる。これは、バイクワッドフィルタチェーンＢＱ０‐ＢＱ６が、それらを通過する信号にほとんど影響を及ぼさないことを意味する。   FIG. 5 is a functional block diagram of an example of a reconfigurable sound processing apparatus (RAP) 250 that is one embodiment of the RAP 150 of FIG. The RAP 250 of FIG. 5 includes six biquad chains (biquad filters) BQ0-BQ6, the functions of which are described below. Biquad filters are well known in electrical processing, particularly audio processing. A biquad filter typically includes two zeros and two poles. Each of the biquad chains BQ0-BQ6 includes a cascade of biquad filters. In some embodiments, chain BQ0-BQ6 includes 4, 6, 8, 12, or 16 cascaded biquad filters, with 8 being preferred. The biquad filter chains BQ0-BQ6 are programmable and their filtering values are changed according to the desired implementation. The biquad filter chains BQ0-BQ6 can also be set to pass-through or single. This means that the biquad filter chains BQ0-BQ6 have little effect on the signals passing through them.

各バイクワッドフィルタチェーンＢＱ０‐ＢＱ６には、ゲインユニットＭ０‐Ｍ６がそれぞれ接続され、ゲインユニットＭ７が追加されている。その目的は以下に記載される。ゲインユニットＭ０‐Ｍ７は、それらの入力と出力との間で生成されるゲイン量が制御可能であるという点で、プログラム可能である。特定のバイクワッドフィルタチェーンＢＱ０‐ＢＱ６の出力は、それに連結されたゲインユニットＭ０‐Ｍ６によって制御される。ゲインユニットＭ０‐Ｍ６のいずれかのゲインをゼロに設定することは、その特定の回路分岐を効果的にオフにする。バイクワッドフィルタチェーンとゲインユニットの間に１対１の関係を維持することは厳密には必要ないが、その関係を維持することでＲＡＰを柔軟に設定できる。図５のＲＡＰ２５０は、単一のオーディオチャネルを示す。ステレオ処理などの２つ以上のチャンネルに対しては、追加のハードウェアが用いられる。   To each biquad filter chain BQ0-BQ6, gain units M0-M6 are respectively connected, and a gain unit M7 is added. Its purpose is described below. The gain units M0-M7 are programmable in that the amount of gain generated between their inputs and outputs can be controlled. The output of a particular biquad filter chain BQ0-BQ6 is controlled by gain units M0-M6 connected to it. Setting the gain of any of the gain units M0-M6 to zero effectively turns off that particular circuit branch. Although it is not strictly necessary to maintain a one-to-one relationship between the biquad filter chain and the gain unit, RAP can be set flexibly by maintaining this relationship. RAP 250 in FIG. 5 shows a single audio channel. Additional hardware is used for two or more channels such as stereo processing.

以下に説明するように、バイクワッドフィルタチェーンＢＱ０‐ＢＱ６の特定のフィルタ係数およびゲインユニットＭ０‐Ｍ６の特定のゲイン値をプログラムすることによって、オーディオノイズキャンセレーションなどの異なるオーディオアプリケーションをＲＡＰ２５０において実行することができる。   As described below, different audio applications, such as audio noise cancellation, are performed in RAP 250 by programming specific filter coefficients of biquad filter chains BQ0-BQ6 and specific gain values of gain units M0-M6. be able to.

また、ＲＡＰ２５０に連結されるものは、マイクロホンとされ得るデジタルセンサ２１２、２１４からの入力、デシメータ２１８およびインターポレータ２２０を含む。センサ入力部２１２、２１４のいずれかまたは両方は、ＡＤＣに連結されたアナログマイクロホンを有することにより形成されてもよい。デシメータ２１８およびインターポレータ２２０は、図４を参照して説明したように動作する。   Also coupled to the RAP 250 includes inputs from digital sensors 212, 214, which can be microphones, a decimator 218, and an interpolator 220. Either or both of the sensor inputs 212, 214 may be formed by having an analog microphone coupled to the ADC. Decimator 218 and interpolator 220 operate as described with reference to FIG.

動作中、ＲＡＰ２５０は、バイクワッドフィルタチェーンＢＱ０およびＢＱ３でセンサ２１２からの入力を受信し、バイクワッドフィルタチェーンＢＱ１およびＢＱ５でセンサ２１４からの入力を受信する。オーディオ信号は、バイクワッドフィルタチェーンＢＱ２およびＢＱ６で受信される。いくつかの実施形態では、オーディオ信号は厳密には必要ない。例えば、ハンター用や産業用のノイズキャンセレーションヘッドホンでは、オーディオ信号が存在しなくてよい。   In operation, RAP 250 receives input from sensor 212 on biquad filter chains BQ0 and BQ3 and receives input from sensor 214 on biquad filter chains BQ1 and BQ5. Audio signals are received by biquad filter chains BQ2 and BQ6. In some embodiments, an audio signal is not strictly necessary. For example, in a noise cancellation headphones for hunters and industrial use, there is no need for an audio signal.

ゲインユニットＭ７は、コンバイナＡ２においてインターポレータ２２０からの未処理のオーディオ信号との最終的な組合せ前の処理されたオーディオ信号に対して、制御可能なゲインとして使用される。ゲインユニットＭ７は、そのゲインを徐々に増加するように制御される。その結果、ノイズキャンセレーションや他の処理が未処理のオーディオ信号に徐々に加えられ、リスナーにとっては不快な出力オーディオ信号におけるポップや他の急激な変化を排除することができる。   The gain unit M7 is used as a controllable gain for the processed audio signal before final combination with the unprocessed audio signal from the interpolator 220 in the combiner A2. The gain unit M7 is controlled so as to gradually increase its gain. As a result, noise cancellation and other processing are gradually added to the unprocessed audio signal, eliminating pops and other sudden changes in the output audio signal that are unpleasant for the listener.

図５に示すように、加算器またはコンバイナＡ０、Ａ１およびＡ２は、バイクワッドフィルタチェーンからの中間信号出力を組み合わせる。   As shown in FIG. 5, adders or combiners A0, A1 and A2 combine the intermediate signal outputs from the biquad filter chain.

一実施形態では、ＲＡＰ３５０は、オーディオ処理の標準レートである４９．１５２ＭＨｚで動作する。入力サンプルレートは、典型的には３．０７２Ｍｓｐｓであり、フィルタ部も同じレートで動作する。   In one embodiment, the RAP 350 operates at 49.152 MHz, a standard rate for audio processing. The input sample rate is typically 3.072 Msps, and the filter unit operates at the same rate.

ＲＡＰ２５０の動作の簡単な例は、センサ２１２、２１４のいずれかからの入力を使用しない単純なオーディオプロセッサである。そのような例では、ゲインユニットＭ７はゼロに設定、すなわちオフにされる。一方、インターポレータからのオーディオ信号は、バイクワッドフィルタチェーンＢＱ６によってフィルタリングされる。ゲインユニットＭ６の制御は、トランスデューサ２１０に送信されるフィルタリングされたオーディオ信号の出力信号レベルを制御する。トランスデューサ２１０は、スピーカまたは他のトランスデューサ出力部であってもよい。   A simple example of the operation of RAP 250 is a simple audio processor that does not use input from either of sensors 212, 214. In such an example, gain unit M7 is set to zero, i.e. turned off. On the other hand, the audio signal from the interpolator is filtered by the biquad filter chain BQ6. Control of the gain unit M6 controls the output signal level of the filtered audio signal transmitted to the transducer 210. The transducer 210 may be a speaker or other transducer output.

より複雑な例では、ＲＡＰ２５０は、図３に示すフィードフォワードおよびフィードバックＡＮＣ回路と同じ機能を有するフィードフォワード／フィードバックＡＮＣとして構成される。図６は、そのような構成のためにＲＡＰ２５０がどのように設定されるかを示す。この構成では、ゲインユニットＭ０およびＭ５はゼロに設定される。これは、ゲインユニットＭ０およびＭ５が処理に何も寄与しないことを示す「ｘ」を有するものとして図６に示される。ゲインユニットＭ２、Ｍ４、Ｍ６およびＭ７は１に設定される。ゲインユニットＭ１およびＭ３は、その出力が減算されることを意味する−１に設定される。バイクワッドフィルタチェーンＢＱ１、ＢＱ２およびＢＱ６は、パススルー設定にされる。図３および図６を参照すると、バイクワッドフィルタチェーンＢＱ３はフィードフォワードフィルタ４６の役割を有し、バイクワッドフィルタチェーンＢＱ４はフィードバックフィルタ５４の役割を有する。   In a more complex example, RAP 250 is configured as a feedforward / feedback ANC having the same functionality as the feedforward and feedback ANC circuit shown in FIG. FIG. 6 shows how the RAP 250 is configured for such a configuration. In this configuration, gain units M0 and M5 are set to zero. This is shown in FIG. 6 as having an “x” indicating that gain units M0 and M5 contribute nothing to the process. Gain units M2, M4, M6 and M7 are set to 1. Gain units M1 and M3 are set to -1 which means that their outputs are subtracted. Biquad filter chains BQ1, BQ2 and BQ6 are set to pass-through. Referring to FIGS. 3 and 6, the biquad filter chain BQ <b> 3 has a role of a feed forward filter 46, and the biquad filter chain BQ <b> 4 has a role of a feedback filter 54.

ＲＡＰ２５０、特にゲインユニットＭ０‐Ｍ７およびバイクワッドフィルタチェーンＢＱ１‐ＢＱ６を構成することによって、ＲＡＰは、ほとんどのタイプのオーディオ処理を実行するように構成される。例えば、ＲＡＰ２５０は、フィードバック構成、フィードフォワード構成、またはフィードフォワードおよびフィードバックを組み合わせた構成のいずれかで、アクティブノイズキャンセレーションヘッドホン用のＡＮＣ処理装置として構成される。ＲＡＰ２５０は、ハンドセットマイクロホンからの入力を用いることにより、また、ハンドセット内の１つ以上のスピーカのためのオーディオ出力を生成することにより、電話ハンドセットにおいてアクティブノイズキャンセレーションのために使用される。また、ＲＡＰ２５０は、ノイズキャンセレーションを実行するとともに、入力オーディオ信号をさらに増幅することができる。また、ＲＡＰ２５０は、マイクロホン入力の１つで周囲音を受信し、それを１つ以上のバイクワッドフィルタチェーンを通して修正し、適切なゲインレベルを設定して、次いで修正された周囲信号を出力することによって、周囲音の増幅のために使用される。   By configuring RAP 250, in particular gain units M0-M7 and biquad filter chains BQ1-BQ6, RAP is configured to perform most types of audio processing. For example, the RAP 250 is configured as an ANC processing device for active noise cancellation headphones in either a feedback configuration, a feed forward configuration, or a combination of feed forward and feedback. The RAP 250 is used for active noise cancellation in a telephone handset by using input from a handset microphone and by generating audio output for one or more speakers in the handset. The RAP 250 can perform noise cancellation and further amplify the input audio signal. The RAP 250 also receives ambient sound at one of the microphone inputs, modifies it through one or more biquad filter chains, sets an appropriate gain level, and then outputs a modified ambient signal. Are used for amplification of ambient sounds.

実際には、図６のＲＡＰ２５０または図５のＲＡＰ１５０は、オーディオ信号入力を修正するための機能、処理、または動作を含む。また、実際には、これらの機能は、デジタル信号処理装置（ＤＳＰ）のような汎用または専用処理装置で動作するプログラムされた機能として特別に形成されたハードウェア回路によって提供されてもよく、またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡｓ）またはプログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤｓ）において実行されてもよい。他のバリエーションも可能である。   In practice, the RAP 250 of FIG. 6 or the RAP 150 of FIG. 5 includes functions, processing, or operations for modifying the audio signal input. Also, in practice, these functions may be provided by a hardware circuit specially formed as a programmed function operating on a general purpose or dedicated processing device such as a digital signal processing device (DSP), or It may be implemented in field programmable gate arrays (FPGAs) or programmable logic devices (PLDs). Other variations are possible.

図７は、本発明の実施形態にかかる図４の再構成可能な音響処理装置の一例のコンポーネントの機能ブロック図である。図７において、ＲＡＰ３５０は、バイクワッドエンジン３１０と乗算アキュムレータ（ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ）３２０とを含む。乗算アキュムレータ３２０は、図５よび図６の機能ブロック図において、乗算および加算のすべてを実行する。一実施形態では、サンプル当たり７回の積和演算がある。バイクワッドエンジン３１０は、マイクロホンなどの１つ以上のセンサからの入力と、処理されるオーディオ信号の入力とを含む。バイクワッドエンジンは、乗算アキュムレータ出力部からの入力を受信することもできる。センサからの入力は、バイクワッドエンジンと同じレートで記録される。換言すると、センサ入力は、デシメーションまたはレートリダクションなしに処理される。バイクワッドエンジン３１０は、１６のバイクワッドフィルタで動作するように作製される。バイクワッドディスクリプタ部３３０は、バイクワッドフィルタチェーンを実行するためのフィルタ値を含む。一方、バイクワッドステイトメモリ３３２は、バイクワッド処理中の中間値を記憶するためのメモリである。ゲインテーブル３２２はゲインユニットのための値を記憶する。一方、図５のゲインユニットＭ７によって提供されるようなフェザリング制御は、フェザリング制御部３３４によって別個に提供される。図７に示すように、ＲＡＰ３５０は、バイクワッドディスクリプタ３３０およびゲインテーブル３２２に特定の値を書き込むことによって、プログラムおよび構成される。   FIG. 7 is a functional block diagram of components of an example of the reconfigurable sound processing apparatus of FIG. 4 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 7, the RAP 350 includes a biquad engine 310 and a multiplication accumulator 320. Multiplication accumulator 320 performs all multiplications and additions in the functional block diagrams of FIGS. In one embodiment, there are 7 product-sum operations per sample. The biquad engine 310 includes an input from one or more sensors, such as a microphone, and an input of an audio signal to be processed. The biquad engine can also receive input from a multiplication accumulator output. Input from the sensor is recorded at the same rate as the biquad engine. In other words, the sensor input is processed without decimation or rate reduction. The biquad engine 310 is made to operate with 16 biquad filters. The biquad descriptor unit 330 includes a filter value for executing the biquad filter chain. On the other hand, the biquad state memory 332 is a memory for storing intermediate values during biquad processing. The gain table 322 stores values for gain units. On the other hand, the feathering control as provided by the gain unit M7 of FIG. 5 is separately provided by the feathering control unit 334. As shown in FIG. 7, the RAP 350 is programmed and configured by writing specific values into the biquad descriptor 330 and the gain table 322.

このようなプログラム可能な技術を使用することによって、フィルタは、ある特定の音またはノイズを低減するよりむしろ、増幅するために選択される。例えば、上述したように、特定のマイクロホンによって感知された音を低減する能力のために選択されたバイクワッドチェーンフィルタパラメータの代替として、特定の音を増幅するパラメータが選択されてもよい。例えば、ある者は、さまざまな騒音を伴う機械が設けられた騒々しい作業環境において、ノイズキャンセレーションヘッドホンを使用しているかもしれないが、依然としてノイズリデューシングキャンセレーションヘッドホンを取り外すことなく同僚と話すことができるようにしたいと考えている。適応のフィルタ係数を使用して、マイクロホンが声帯のノイズを検出したとき、異なるパラメータが、ＲＡＰシステムに自動的にロードされる。ＲＡＰは、同僚の声を増幅した。したがって、リスナーは、特定の音を最適に増幅するノイズキャンセレーションヘッドホンを有することになる。たとえば、音声、オーディオテレビジョン信号、およびトラフィックなどのサウンドが増幅される。このようなサウンドが無くなった時（例えば同僚が話しを止めた時）、標準のフィルタリング係数がＲＡＰシステムのフィルタに再び動的にロードされる。   By using such a programmable technique, the filter is selected to amplify rather than reduce a particular sound or noise. For example, as described above, a parameter that amplifies a specific sound may be selected as an alternative to a biquad chain filter parameter selected for its ability to reduce the sound sensed by a specific microphone. For example, one person may be using noise-cancelling headphones in a noisy work environment with a variety of noisy machines, but still with colleagues without removing the noise-reducing cancellation headphones. I want to be able to speak. Different parameters are automatically loaded into the RAP system when the microphone detects vocal cord noise using adaptive filter coefficients. RAP amplifies the voice of colleagues. Therefore, the listener has noise cancellation headphones that optimally amplify a specific sound. For example, sounds such as voice, audio television signals, and traffic are amplified. When such a sound disappears (eg when a colleague stops talking), the standard filtering coefficients are dynamically loaded again into the filter of the RAP system.

本発明の実施形態は、サウンド処理回路または他のオーディオ回路などの集積回路に組み込まれてもよい。さらに、集積回路は、ヘッドホン、携帯電話、ポータブルコンピューティングデバイス、サウンドバー、オーディオドック、増幅器、スピーカなどのオーディオデバイスで使用されてもよい。   Embodiments of the present invention may be incorporated into an integrated circuit such as a sound processing circuit or other audio circuit. Furthermore, integrated circuits may be used in audio devices such as headphones, mobile phones, portable computing devices, sound bars, audio docks, amplifiers, speakers, and the like.

図示の実施形態を参照して本発明の原理を記述および図示したが、図示の実施形態は、本発明の原理から逸脱することなく、配置や詳細に関し変更可能であり、さらに、任意の所望の方法によって組合せ可能であることが理解される。さらに、上述の議論は、特定の実施形態にフォーカスしたものであるが、他の構成も考えられる。   Although the principles of the invention have been described and illustrated with reference to the illustrated embodiments, the illustrated embodiments can be modified with respect to arrangement and detail without departing from the principles of the invention, and any desired It is understood that combinations are possible depending on the method. Furthermore, while the discussion above focuses on specific embodiments, other configurations are possible.

特に、「本発明の実施形態にかかる」などの表現が本明細書で使用される場合でも、これらの文言は、実施形態の可能性を一般的に参照するものであり、本発明を特定の実施形態の構成に限定するものではない。本明細書で使用されるように、これらの文言は、他の実施形態に組合せ可能な同じまたは異なる実施形態を参照ことができる。   In particular, even when expressions such as “according to an embodiment of the present invention” are used in this specification, these terms generally refer to the possibility of the embodiment, and It is not limited to the configuration of the embodiment. As used herein, these terms can refer to the same or different embodiments that can be combined with other embodiments.

したがって、本明細書に記載された実施形態の広範な置換の観点から、この詳細な説明および添付資料は、例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。   Accordingly, in light of a broad permutation of the embodiments described herein, this detailed description and the accompanying materials are merely examples and should not be construed as limiting the scope of the invention.

Claims (38)

５０ＫＨｚより高い第１のレートでデジタルセンサ信号を生成するセンサと、
前記第１のレートで動作し、前記第１のレートで入力オーディオ信号を受信するための第１の入力と、前記第１のレートで前記デジタルセンサ信号を受信する第２の入力と、出力とを有するデジタルオーディオプロセッサと、を含むことを特徴とするオーディオシステム。 A sensor that generates a digital sensor signal at a first rate higher than 50 KHz;
A first input that operates at the first rate and receives an input audio signal at the first rate; a second input that receives the digital sensor signal at the first rate; and an output; An audio system comprising: a digital audio processor; 前記センサは、マイクロホンである請求項１に記載のオーディオシステム。   The audio system according to claim 1, wherein the sensor is a microphone. 前記マイクロホンは、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）へ連結された前記マイクロホンを含むシステムの一部であり、
前記アナログデジタル変換器の出力は、前記デジタルセンサ信号である請求項２に記載のオーディオシステム。 The microphone is part of a system including the microphone coupled to an analog-to-digital converter (ADC);
The audio system according to claim 2, wherein an output of the analog-digital converter is the digital sensor signal. 前記アナログデジタル変換器は、シグマ‐デルタ処理を実行するように構成される請求項３に記載のオーディオシステム。   The audio system of claim 3, wherein the analog to digital converter is configured to perform sigma-delta processing. 前記アナログデジタル変換器は、ＳＡＲ処理を実行するように構成される請求項３に記載のオーディオシステム。   The audio system of claim 3, wherein the analog to digital converter is configured to perform SAR processing. 前記出力は、トランスデューサに連結される請求項１に記載のオーディオシステム。   The audio system of claim 1, wherein the output is coupled to a transducer. 前記トランスデューサは、スピーカである請求項６に記載のオーディオシステム。   The audio system according to claim 6, wherein the transducer is a speaker. 前記第１のレートは、５０ＫＨｚまたはそれより速いレートである請求項１に記載のオーディオシステム。   The audio system of claim 1, wherein the first rate is a rate of 50 KHz or faster. 前記第１のレートは、９６ＫＨｚまたはそれより速いレートである請求項１に記載のオーディオシステム。   The audio system of claim 1, wherein the first rate is 96 KHz or faster. 前記第１のレートは、２００ＫＨｚまたはそれより速いレートである請求項１に記載のオーディオシステム。   The audio system of claim 1, wherein the first rate is a rate of 200 KHz or faster. 前記第１のレートは、３５０ＫＨｚまたはそれより速いレートである請求項１に記載のオーディオシステム。   The audio system of claim 1, wherein the first rate is a rate of 350 KHz or faster. 前記第１のレートは、７５０ＫＨｚまたはそれより速いレートである請求項１に記載のオーディオシステム。   The audio system of claim 1, wherein the first rate is a rate of 750 KHz or faster. 前記第１のレートは、１ＭＨｚまたはそれより速いレートである請求項１に記載のオーディオシステム。   The audio system of claim 1, wherein the first rate is a rate of 1 MHz or faster. 前記第１のレートは、３ＭＨｚまたはそれより速いレートである請求項１に記載のオーディオシステム。   The audio system of claim 1, wherein the first rate is a rate of 3 MHz or faster. 前記第１のレートは、６ＭＨｚまたはそれより速いレートである請求項１に記載のオーディオシステム。   The audio system of claim 1, wherein the first rate is a rate of 6 MHz or faster. 第２のレートでデジタルオーディオ信号を受信するための入力を有し、前記第２のレートを有する前記デジタルオーディオ信号を、前記第１のレートを有する前記デジタルオーディオ信号に変換するインターポレータをさらに含む請求項１に記載のオーディオシステム。   An interpolator having an input for receiving a digital audio signal at a second rate and converting the digital audio signal having the second rate into the digital audio signal having the first rate; The audio system according to claim 1, comprising: 前記第２のレートは、前記第１のレートより低い請求項１６に記載のオーディオシステム。   The audio system of claim 16, wherein the second rate is lower than the first rate. 前記第２のレートは、１００ＫＨｚまたはそれより遅い請求項１６に記載のオーディオシステム。   The audio system of claim 16, wherein the second rate is 100 KHz or slower. 前記デジタルオーディオプロセッサは、複数のプログラム可能なフィルタと、複数の制御可能なゲインステージと、を含み、
前記複数の制御可能なゲインステージの少なくとも一部は、それぞれ、前記複数のプログラム可能なフィルタの少なくとも一部に連結される請求項１に記載のオーディオシステム。 The digital audio processor includes a plurality of programmable filters and a plurality of controllable gain stages,
The audio system of claim 1, wherein at least some of the plurality of controllable gain stages are each coupled to at least some of the plurality of programmable filters. 第１のレートでデジタルオーディオ信号を受信するための入力部と、
前記デジタルオーディオ信号のサンプルレートを、前記第１のレートから前記第１のレートより高い第２のレートへ変更するインターポレータと、
前記第２のレートでセンサ信号を生成する少なくとも１つのセンサと、
前記インターポレータおよび前記センサに連結されるデジタルオーディオプロセッサと、を含み、
前記デジタルオーディオプロセッサは、再構成可能であり、前記第２のレートで動作し、
複数のプログラム可能なフィルタと、
複数の制御可能なゲインステージと、
前記１または複数のゲインステージの出力を組み合わせるように構成された加算器と、
少なくとも１つの加算器に連結され、前記入力されたオーディオ信号から修正された出力オーディオ信号を伝達するためのオーディオ出力部と、を備え、
前記複数の制御可能なゲインステージの少なくとも一部は、それぞれ、前記複数のプログラム可能なフィルタの少なくとも一部に連結されていることを特徴とする再構成可能なノイズキャンセレーションシステム。 An input for receiving a digital audio signal at a first rate;
An interpolator for changing a sample rate of the digital audio signal from the first rate to a second rate higher than the first rate;
At least one sensor generating a sensor signal at the second rate;
A digital audio processor coupled to the interpolator and the sensor;
The digital audio processor is reconfigurable and operates at the second rate;
Multiple programmable filters,
Multiple controllable gain stages;
An adder configured to combine the outputs of the one or more gain stages;
An audio output unit coupled to at least one adder for transmitting a modified output audio signal from the input audio signal;
A reconfigurable noise cancellation system, wherein at least some of the plurality of controllable gain stages are each coupled to at least some of the plurality of programmable filters. 前記少なくとも１つのセンサは、前記第２のレートで動作するデジタルサンプリングマイクロホンである請求項２０に記載の再構成可能なノイズキャンセレーションシステム。   21. The reconfigurable noise cancellation system of claim 20, wherein the at least one sensor is a digital sampling microphone that operates at the second rate. 前記少なくとも１つのセンサは、前記第２の処理レートで動作するアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）へ連結されたアナログマイクロホンである請求項２０に記載の再構成可能なノイズキャンセレーションシステム。   The reconfigurable noise cancellation system of claim 20, wherein the at least one sensor is an analog microphone coupled to an analog-to-digital converter (ADC) operating at the second processing rate. 前記アナログデジタル変換器は、シグマ‐デルタ処理を実行するように構成される請求項２２に記載の再構成可能なノイズキャンセレーションシステム。   The reconfigurable noise cancellation system of claim 22, wherein the analog to digital converter is configured to perform sigma-delta processing. 前記アナログデジタル変換器は、ＳＡＲ処理を実行するように構成される請求項２２に記載の再構成可能なノイズキャンセレーションシステム。   The reconfigurable noise cancellation system of claim 22, wherein the analog to digital converter is configured to perform SAR processing. 前記プログラム可能なフィルタは、前記ノイズキャンセレーションシステムの動作中に、プログラムされるように構成される請求項２０に記載の再構成可能なノイズキャンセレーションシステム。   The reconfigurable noise cancellation system of claim 20, wherein the programmable filter is configured to be programmed during operation of the noise cancellation system. 前記複数の制御可能なゲインステージの少なくとも一部は、前記ノイズキャンセレーションシステムの動作中に、アップデートされるように構成される請求項２０に記載の再構成可能なノイズキャンセレーションシステム。   The reconfigurable noise cancellation system of claim 20, wherein at least some of the plurality of controllable gain stages are configured to be updated during operation of the noise cancellation system. ５０ＫＨｚ以上の第１のレートで、デジタルオーディオプロセッサを動作させる工程と、
前記デジタルオーディオプロセッサで、前記第１のレートを有するデジタル入力オーディオ信号を受信する工程と、
前記デジタルオーディオプロセッサで、前記第１のレートを有するデジタルセンサ信号を受信する工程と、
前記第１のレートで動作する前記デジタルオーディオプロセッサにおいて、前記デジタル入力オーディオ信号と、前記デジタルセンサ信号から得られた信号とを組み合わせることにより、前記デジタル入力オーディオ信号を処理する工程と、
前記処理されたデジタル入力オーディオ信号を出力部で出力する工程とを含むことを特徴とするオーディオシステムを動作させる方法。 Operating the digital audio processor at a first rate of 50 KHz or higher;
Receiving at the digital audio processor a digital input audio signal having the first rate;
Receiving at the digital audio processor a digital sensor signal having the first rate;
Processing the digital input audio signal by combining the digital input audio signal and a signal obtained from the digital sensor signal in the digital audio processor operating at the first rate;
And outputting the processed digital input audio signal at an output unit. 前記第１のレートを有するデジタルセンサ信号を受信する工程は、前記第１のレートでマイクロホン信号を受信する工程を含む請求項２７に記載のオーディオシステムを動作させる方法。   28. The method of operating an audio system according to claim 27, wherein receiving a digital sensor signal having the first rate includes receiving a microphone signal at the first rate. 前記処理されたデジタル入力オーディオ信号を出力部で出力する工程は、前記デジタル入力オーディオ信号をトランスデューサへ出力する工程を含む請求項２７に記載のオーディオシステムを動作させる方法。   28. The method of operating an audio system according to claim 27, wherein outputting the processed digital input audio signal at an output unit includes outputting the digital input audio signal to a transducer. 前記第１のレートは、９６ＫＨｚまたはそれより速いレートである請求項２７に記載のオーディオシステムを動作させる方法。   28. The method of operating an audio system according to claim 27, wherein the first rate is a rate of 96 KHz or faster. 前記第１のレートは、１ＭＨｚまたはそれより速いレートである請求項２７に記載のオーディオシステムを動作させる方法。   28. The method of operating an audio system of claim 27, wherein the first rate is a rate of 1 MHz or faster. 前記第１のレートは、３ＭＨｚまたはそれより速いレートである請求項２７に記載のオーディオシステムを動作させる方法。   28. A method of operating an audio system according to claim 27, wherein the first rate is a rate of 3 MHz or faster. 前記第１のレートは、６ＭＨｚまたはそれより速いレートである請求項２７に記載のオーディオシステムを動作させる方法。   28. A method of operating an audio system according to claim 27, wherein the first rate is a rate of 6 MHz or faster. 第２のレートでデジタルオーディオ信号を受信する工程と、
前記デジタルオーディオ信号を、前記第２のレートから前記第１のレートに変換する工程と、
前記第１のレートで、前記デジタルオーディオ信号を前記デジタルオーディオプロセッサに送信する工程とを含む請求項２７に記載のオーディオシステムを動作させる方法。 Receiving a digital audio signal at a second rate;
Converting the digital audio signal from the second rate to the first rate;
28. A method of operating an audio system according to claim 27, comprising: transmitting the digital audio signal to the digital audio processor at the first rate. 前記第２のレートは、前記第１のレートより低い請求項３４に記載のオーディオシステムを動作させる方法。   35. The method of operating an audio system of claim 34, wherein the second rate is lower than the first rate. 前記第２のレートは、１００ＫＨｚまたはそれより遅い請求項３４に記載のオーディオシステムを動作させる方法。   35. The method of operating an audio system of claim 34, wherein the second rate is 100 KHz or slower. 再構成可能なノイズキャンセレーション処理装置を動作させる方法であって、
第１の周波数で、オーディオ入力部を介してオーディオ信号を受信する工程と、
１つ以上のセンサ入力部を介して、前記第１の周波数で、モニターされた環境の１つ以上のセンサ信号を受信する工程と、
前記再構成可能なノイズキャンセレーション処理装置において、複数のプログラム可能なフィルタのフィルタパラメータ部を構成する工程と、
前記再構成可能なノイズキャンセレーション処理装置において、複数の制御可能なゲインステージを構成する工程と、
修正されたオーディオ信号出力を生成するように、前記第１の周波数で、前記複数の制御可能なゲインステージの出力のうちの選択されたものを前記オーディオ信号と混合する工程とを含み、
前記複数の制御可能なゲインステージの少なくとも一部は、それぞれ、前記複数のプログラム可能なフィルタの少なくとも一部に連結されていることを特徴とする再構成可能なノイズキャンセレーション処理装置を動作させる方法。 A method of operating a reconfigurable noise cancellation processor,
Receiving an audio signal at a first frequency via an audio input;
Receiving one or more sensor signals of the monitored environment at the first frequency via one or more sensor inputs;
In the reconfigurable noise cancellation processing apparatus, configuring a filter parameter portion of a plurality of programmable filters;
In the reconfigurable noise cancellation processing apparatus, configuring a plurality of controllable gain stages;
Mixing a selected one of the outputs of the plurality of controllable gain stages with the audio signal at the first frequency so as to produce a modified audio signal output;
A method of operating a reconfigurable noise cancellation processing apparatus, wherein at least some of the plurality of controllable gain stages are each coupled to at least some of the plurality of programmable filters . 前記再構成可能なノイズキャンセレーション処理装置の動作中に、前記複数のプログラム可能なフィルタの前記フィルタパラメータ部を修正する工程をさらに含む請求項３７に記載の再構成可能なノイズキャンセレーション処理装置を動作させる方法。   38. The reconfigurable noise cancellation processing device of claim 37, further comprising modifying the filter parameter portion of the plurality of programmable filters during operation of the reconfigurable noise cancellation processing device. How to make it work.
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