JP7282761B2 - 低遅延デシメータ及びインターポレータフィルタ - Google Patents
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Description
Y0 = X0 z-N
X1 = X0 + X2z-2N = X0 + (X1-X3) z-2N = X0 + X1z-2N - X3z-2N
X1 = (X0-X3z-2N)/(1-z-2N)
X3 = X2 z-2N +γX1 = (X1-X3) z-2N+γX1
X3(1+z-2N) = (z-2N+γ)X1 = (z-2N+γ)(X0-X3z-2N)/(1-z-2N)
X3(1+z-2N)(1-z-2N) + X3(z-2N+γ) z-2N = (z-2N+γ)X0
X3 = (z-2N+γ)X0/(1+γz-2N)
Out = Y0 + X3 = X0 z-N + X3 = X0(γ+z-N+z-2N+γz-3N)/(1+γz-2N)
図5に図示されたN=8のフィルタについては、
Out = Y0 + X3 = X0 z-8 + X3 = X0(γ+z-8+z-16+γz-24)/(1+γz-16).
Out = Y0 + X3 = X0 z-4 + X3 = X0(γ+z-4+z-8+γz-12)/(1+γz-8)
このフィルタは、元のサンプル周波数の4倍で動作する単位遅延を有するフィルタのように振る舞い、4倍でオーバーサンプリングされた信号の処理を可能にする。図7のインターポレータの周波数応答と群遅延とが、それぞれ、図8A、図8Bに図示されている。
Out = Y0 + X3 = X0 z-2 + X3 = X0(γ+z-2+z-4+γz-6)/(1+γz-4)
図9の2倍オーバーサンプルドインターポレータの周波数応答と群遅延とが、それぞれ、図10A、図10Bに図示されている。
Out = Y0 + X3 = X0 z-1 + X3 = X0(γ+z-1+z-2+γz-3)/(1+γz-2)
図11の直接インターポレータの周波数応答と群遅延とが、それぞれ、図12A、図12Bに図示されている。
Claims (21)
- 環境ノイズを検出し、ノイズ信号を生成するように動作可能な音声センサと、
音声信号を受け取り、インターポレーションフィルタによって前記音声信号を処理し、第1サンプル周波数を有する主音声信号を生成するように動作可能な音声処理パスと、
前記ノイズ信号を受け取り、対応するアンチノイズ信号を生成するように動作可能な動的ノイズキャンセレーションプロセッサと、
前記アンチノイズ信号を受け取り、偽イメージをフィルタリングせずに、前記第1サンプル周波数を有するアップサンプリング後アンチノイズ信号を生成するように動作可能な直接インターポレータと、
前記主音声信号と前記アップサンプリング後アンチノイズ信号とを受け取り、結合出力信号を生成するように動作可能な加算器と、
前記結合出力信号を処理して、前記偽イメージを除去するように動作可能な低遅延フィルタと、
を備える
システム。 - 前記低遅延フィルタが、それぞれが異なるサンプル周波数でフィルタリングを行う複数のフィルタを備えている
請求項1に記載のシステム。 - 前記低遅延フィルタは、直列配置で設けられた複数の格子波フィルタを備えており、
前記複数の格子波フィルタのそれぞれは、異なる周波数帯域を処理する
請求項2に記載のシステム。 - 前記サンプル周波数は、各連続するフィルタで、整数倍で増加される
請求項3に記載のシステム。 - 前記格子波フィルタが、複数の遅延要素を備えており、
特定の出力サンプル周波数での直接サンプリングが、複数のフィルタをインターレースすることで行われる
請求項3または4に記載のシステム。 - N個の遅延要素がリフレクター部(2ポートアダプタ)に設けられ、1つのパスがN/2個の遅延要素で遅延され、他の1つのパスが入力信号に直接接続され、
Nは、1連の2の累乗数である
請求項5に記載のシステム。 - 各格子波フィルタは、Nを1より大きい整数として、それぞれがN単位遅延で遅延される複数のリフレクター要素(2ポートアダプタ)を備える1つのパスと、Mを1より大きい整数として、M個の遅延要素を含む1つのパスとを含む2つのパスを備えている
請求項3~6のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記動的ノイズキャンセレーションプロセッサが、更に、filtered-X最小二乗法処理を用いてフィルタ係数を計算することで前記アンチノイズ信号を得るように動作可能な
請求項1~7のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記直接インターポレータが、オーバーフローを回避するように前記アンチノイズ信号の最上位ビットを拡張するように動作可能な符号拡張段と、前記アップサンプリング後アンチノイズ信号におけるビット数を低減するようにクリッピングを行うように動作可能なリミッターとを備えている。
請求項1~8のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記主音声信号を第2サンプル周波数にダウンサンプリングするように動作可能なデシメータを備え、前記アップサンプリングされたアンチノイズ信号は、前記第2サンプル周波数からアップサンプリングされる、請求項1に記載のシステム。
- 第1サンプル周波数を有する主音声信号を受け取って処理する音声処理パスと、
前記主音声信号を第2サンプル周波数にダウンサンプリングするように動作可能なデシメータと、前記第2サンプル周波数で前記主音声信号とノイズ信号とを受け取り前記第2サンプル周波数を有するアンチノイズ信号を生成するように動作可能な動的ノイズキャンセレーションプロセッサと、前記アンチノイズ信号を偽イメージをフィルタリングせずに、前記第1サンプル周波数にアップサンプリングするように動作可能なインターポレータとを備える動的ノイズキャンセレーションパスと、
前記アンチノイズ信号と前記主音声信号とを前記第1サンプル周波数で結合するように動作可能な加算器と、
前記結合された前記アンチノイズ信号と前記主音声信号とを処理して、前記偽イメージを除去するように動作可能な低遅延フィルタと、
を備える動的ノイズキャンセレーションシステムを更に備え、
前記デシメータが、第1格子波フィルタを備え、前記インターポレータが、N個の遅延要素とM個の遅延要素をそれぞれ備える2つのパスを有する第2格子波フィルタを備えている、システム。 - 前記第1格子波フィルタは、
複数のリフレクター要素(2ポートアダプタ)を備え、各リフレクター要素がN個(Nは、2より大きい整数)の遅延要素によって遅延される第1パスと、
M個(Mは、1より大きい整数)の遅延要素によって遅延される第2パスとを備える、請求項11記載のシステム。 - 環境ノイズを検出して対応する電気信号を生成するように構成されたマイクロホンと前記第2サンプル周波数で前記ノイズ信号を生成する低遅延デシメータと
を更に備える
請求項12に記載のシステム。 - 前記第1サンプル周波数に整合する入出力サンプル周波数を有するオーバーサンプルドインターポレーションフィルタを更に備え
前記オーバーサンプルドインターポレーションフィルタが、前記動的ノイズキャンセレーションパスの前記インターポレータによって生成された偽イメージを除去するように動作可能である
請求項12または13に記載のシステム。 - 前記第1格子波フィルタと前記第2格子波フィルタとのそれぞれは、各段が2倍で動作サンプルレートを変化させる多段ステージ格子波フィルタ構成を備えている
請求項12~14のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記デシメータ及びインターポレータのそれぞれは、オーバーフローを避けるように受信信号の最上位ビットを拡張するように動作可能である符号拡張段と、出力ビットの数を低減するようにクリッピングを行うように動作可能なリミッターとを備える
請求項15に記載のシステム。 - 環境ノイズを検出してノイズ信号を生成することと、
インターポレーションフィルタで音声信号を処理して第1サンプル周波数を有する主音声信号を生成することと、
前記ノイズ信号から第2サンプル周波数を有するアンチノイズ信号を生成することと、
前記アンチノイズ信号を直接内挿することで、偽イメージをフィルタリングせずに、前記第1サンプル周波数を有するアップサンプリング後アンチノイズ信号を生成することと、
前記主音声信号と前記アップサンプリング後アンチノイズ信号とを結合して結合出力信号を生成することと、
低遅延フィルタで前記結合出力信号を処理して、前記偽イメージを除去することと
を含む
方法。 - フィルタリングが、直列配置に設けられた複数の格子波フィルタを適用することを含み、
前記格子波フィルタのそれぞれが、各連続するフィルタで逐次に変化する異なるサンプル周波数を処理する
請求項17に記載の方法。 - 直接内挿することは、オーバーフローを回避するように前記アンチノイズ信号の最上位ビットを拡張することと、前記アップサンプリング後アンチノイズ信号の出力ビット数を低減するようにクリッピングを行うこととを含む
請求項17または18に記載の方法。 - 前記主音声信号を間引いて前記主音声信号を前記第2サンプル周波数にダウンサンプリングすることを更に含み、
前記ノイズ信号から前記第2サンプル周波数を有する前記アンチノイズ信号を生成することは、更に、ダウンサンプリングされた前記主音声信号を分析することを含む
請求項17~19のいずれか1項に記載の方法。 - 前記ノイズ信号から前記第2サンプル周波数を有する前記アンチノイズ信号を生成することは、filtered-X最小二乗法処理を用いてフィルタ係数を計算することを含む
請求項17~20のいずれか1項に記載の方法。
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