JP6903153B2 - ノイズ低減のためのオーディオ信号処理 - Google Patents
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Description
本出願は、2017年3月20日に出願され、「AUDIO SIGNAL PROCESSING FOR NOISE REDUCTION」と題された、同時係属中の米国特許出願第15/463,368号のPCT第8条下の優先権の利益を主張し、その全体が全ての目的のために参照により本明細書に組み込まれる。
102 右イヤカップ
104 左イヤカップ
106 ヘッドバンド
108 右ヨークアセンブリ
110 左ヨークアセンブリ
112 右円形クッション
114 左円形クッション
202 マイクロフォン
204 前縁
206 マイクロフォン
208 後縁
300 信号処理システム
302 マイクロフォン
304 信号
306 アレイプロセッサ
308 アレイプロセッサ
312 基準信号
314 適応フィルタ
316 音声推定信号
400 信号処理システム
402 ノイズ推定信号
404 スペクトル増強器
406 出力信号
500 信号処理システム
510 右マイクロフォンアレイ
512 右ビームプロセッサ
514 右ヌルプロセッサ
516 右一次信号
518 右基準信号
520 左マイクロフォンアレイ
522 左ビームプロセッサ
524 左ヌルプロセッサ
526 左一次信号
528 左基準信号
530 若しくはサブ帯域フィルタ
530 サブ帯域フィルタ
540 適応フィルタ
542 結合器
544 結合器
546 結合された一次信号
548 結合された基準信号
550 スペクトル増強器
556 音声推定信号
558 ノイズ推定信号
560 サブ帯域合成器
562 音声出力信号
570 重み付け計算機
600 システム
602 ビームプロセッサ
604 ヌルプロセッサ
606 混合器
700 システム
702 等化ブロック
710 フィルタ
720 フィルタ
730 結合器
732 ノイズ推定信号
800 システム
816 二次信号
826 二次信号
836 セレクタ
840 比較ブロック
844 結合器
846 更なる処理のために出力信号
846 出力信号
848 風フラグ
900 システム
1000 システム
1010 混合器
1020 処理ブロック
Claims (25)
- ヘッドフォンユーザの発話を増強する方法であって、前記方法が、
前記ヘッドフォンに連結された第1の複数のマイクロフォンから導出された第1の複数の信号を受信することと、
前記第1の複数の信号をアレイ処理して、前記ユーザの口の方向において生じる音響信号に対する応答を増強して、第1の一次信号を生成することと、
前記第1の複数のマイクロフォンとは異なる位置で前記ヘッドフォンに連結された第2の複数のマイクロフォンから導出された第2の複数の信号を受信することと、
前記第2の複数の信号をアレイ処理して、前記ユーザの口の方向において生じる音響信号に対する応答を増強して、第2の一次信号を生成することと、
1つ以上のマイクロフォンから導出された基準信号を受信することであって、前記基準信号が、背景音響ノイズに相関している、受信することと、
前記第1の一次信号及び前記第2の一次信号を結合して、結合された一次信号を提供することと、
前記結合された一次信号をフィルタリングして、前記基準信号に相関している成分を前記結合された一次信号から除去することによって音声推定信号を提供することと、を含み、
前記第1の一次信号及び前記第2の一次信号を結合することが、前記第1の一次信号を前記第2の一次信号と比較することと、前記比較に基づいて、前記第1の一次信号及び前記第2の一次信号のうちの1つに重み付けすることと、を含む、
方法。 - 前記第1の複数の信号をアレイ処理して、前記ユーザの口の方向において生じる音響信号に対する応答を低減することによって、前記第1の複数の信号から前記基準信号を導出することを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記結合された一次信号をフィルタリングすることが、前記基準信号をフィルタリングして、ノイズ推定信号を生成することと、前記結合された一次信号から前記ノイズ推定信号を減算することと、を含む、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記ノイズ推定信号に基づいて、前記音声推定信号のスペクトル振幅を増強して、出力信号を提供することを更に含む、請求項3に記載の方法。
- 前記基準信号をフィルタリングすることが、フィルタ係数を適応的に調整することを含む、請求項3に記載の方法。
- フィルタ係数を適応的に調整することが、背景プロセス、及び前記ユーザが発話していないときの監視のうちの少なくとも1つを含む、請求項5に記載の方法。
- 前記基準信号が、第1の基準信号と、第2の基準信号と、を含み、かつ前記第1の複数の信号を処理して、前記ユーザの口の方向において生じる音響信号に対する応答を低減して、前記第1の基準信号を生成することと、前記第2の複数の信号を処理して、前記ユーザの口の方向において生じる音響信号に対する応答を低減して、前記第2の基準信号を生成することと、を更に含む、請求項6に記載の方法。
- 前記第1の複数の信号をアレイ処理して、前記ユーザの口の方向において生じる音響信号に対する応答を増強することが、超指向性近距離ビーム形成器を使用することを含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 遅延和技法によって、前記1つ以上のマイクロフォンから前記基準信号を導出することを更に含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- ヘッドフォンシステムであって、
左イヤピースに連結された複数の左マイクロフォンと、
右イヤピースに連結された複数の右マイクロフォンと、
1つ以上のアレイプロセッサであって、
前記複数の左マイクロフォンから導出された複数の左信号を受信することと、
前記複数の左信号に作用するアレイ処理技法によって、左一次信号を提供するようにビームをステアリングすることと、
前記複数の左信号に作用するアレイ処理技法によって、左基準信号を提供するようにヌルをステアリングすることと、
前記複数の右マイクロフォンから導出された複数の右信号を受信することと、
前記複数の右信号に作用するアレイ処理技法によって、右一次信号を提供するようにビームをステアリングすることと、
前記複数の右信号に作用するアレイ処理技法によって、右基準信号を提供するようにヌルをステアリングすることと、を行うように構成された1つ以上のアレイプロセッサと、
前記左一次信号及び前記右一次信号の結合として、結合された一次信号を提供するための第1の結合器であって、前記左一次信号と前記右一次信号とを結合することは、前記左一次信号を前記右一次信号と比較することと、前記比較に基づいて、前記左一次信号及び前記右一次信号のうちの1つに重みづけすることとを含む、第1の結合器と、
前記左基準信号及び前記右基準信号の結合として、結合された基準信号を提供するための第2の結合器と、
前記結合された一次信号及び前記結合された基準信号を受信し、かつ音声推定信号を提供するように構成された適応フィルタと、を備える、ヘッドフォンシステム。 - 前記適応フィルタが、前記結合された基準信号をフィルタリングしてノイズ推定信号を生成すること、及び前記結合された一次信号から前記ノイズ推定信号を減算することによって、前記結合された一次信号をフィルタリングするように構成されている、請求項10に記載のヘッドフォンシステム。
- 前記ノイズ推定信号に基づいて、前記音声推定信号のスペクトル振幅を増強して、出力信号を提供するように構成されたスペクトル増強器を更に備える、請求項11に記載のヘッドフォンシステム。
- 前記結合された基準信号をフィルタリングすることが、ユーザが発話していないときに、フィルタ係数を適応的に調整することを含む、請求項10〜12のいずれか一項に記載のヘッドフォンシステム。
- 前記複数の左信号及び前記複数の右信号を1つ以上のサブ帯域に分離するように構成された1つ以上のサブ帯域フィルタを更に備え、前記1つ以上のアレイプロセッサ、前記第1の結合器、前記第2の結合器、及び前記適応フィルタが、各々、1つ以上のサブ帯域で動作して、複数の音声推定信号を提供し、前記複数の音声推定信号の各々が、前記1つ以上のサブ帯域のうちの1つの成分を有する、請求項10〜13のいずれか一項に記載のヘッドフォンシステム。
- 前記複数の音声推定信号の各々を受信し、かつ前記音声推定信号の各々をスペクトル的に増強して、複数の出力信号を提供するように構成されたスペクトル増強器を更に備え、前記出力信号の各々が、前記1つ以上のサブ帯域のうちの1つの成分を有する、請求項14に記載のヘッドフォンシステム。
- 前記複数の出力信号を単一の出力信号に結合するように構成された合成器を更に備える、請求項15に記載のヘッドフォンシステム。
- 前記第2の結合器が、前記左基準信号と前記右基準信号との間の差として、前記結合された基準信号を提供するように構成されている、請求項10〜16のいずれか一項に記載のヘッドフォンシステム。
- 前記左及び右一次信号を提供するための前記アレイ処理技法が、超指向性近距離ビーム処理技法である、請求項10〜17のいずれか一項に記載のヘッドフォンシステム。
- 前記左及び右基準信号を提供するための前記アレイ処理技法が、遅延和技法である、請求項10〜18のいずれか一項に記載のヘッドフォンシステム。
- ヘッドフォンであって、
1つ以上のイヤピースに連結された複数のマイクロフォンと、
1つ以上のアレイプロセッサであって、
前記複数のマイクロフォンから導出された複数の信号を受信することと、
前記複数の信号に作用するアレイ処理技法によって、一次信号を提供するようにビームをステアリングすることであって、前記一次信号が第1の一次信号と第2の一次信号とを含み、
前記複数の信号に作用するアレイ処理技法によって、基準信号を提供するようにヌルをステアリングすることと、を行うように構成された1つ以上のアレイプロセッサと、
前記第1の一次信号及び前記第2の一次信号の結合として、結合された一次信号を提供するための結合器であって、前記第1の一次信号と前記第2の一次信号とを結合することは、前記第1の一次信号を前記第2の一次信号と比較することと、前記比較に基づいて、前記第1の一次信号及び前記第2の一次信号のうちの1つに重みづけすることとを含む、結合器と、
前記結合された一次信号及び前記基準信号を受信し、かつ音声推定信号を提供するように構成された適応フィルタと、を備える、ヘッドフォン。 - 前記適応フィルタが、前記基準信号をフィルタリングして、ノイズ推定信号を生成し、かつ前記結合された一次信号から前記ノイズ推定信号を減算して、前記音声推定信号を提供するように構成されている、請求項20に記載のヘッドフォン。
- 前記ノイズ推定信号に基づいて、前記音声推定信号のスペクトル振幅を増強して出力信号を提供するように構成されたスペクトル増強器を更に備える、請求項21に記載のヘッドフォン。
- 前記基準信号をフィルタリングすることが、ユーザが発話していないときに、フィルタ係数を適応的に調整することを含む、請求項20〜22のいずれか一項に記載のヘッドフォン。
- 前記一次信号を提供するための前記アレイ処理技法が、超指向性近距離ビーム処理技法である、請求項20〜23のいずれか一項に記載のヘッドフォン。
- 前記基準信号を提供するための前記アレイ処理技法が、遅延和技法である、請求項20〜24のいずれか一項に記載のヘッドフォン。
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