KR20150143684A - 적응적 잡음 소거 시스템의 계수들의 동적 바이어스를 포함하는 적응적 잡음 소거를 위한 시스템들 및 방법들 - Google Patents

적응적 잡음 소거 시스템의 계수들의 동적 바이어스를 포함하는 적응적 잡음 소거를 위한 시스템들 및 방법들 Download PDF

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닝 리
제프리 디. 앨더슨
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Abstract

본 개시의 방법 및 시스템들에 따라, 프로세싱 회로는 청취자에게 들린 주변 오디오 사운드들의 존재를 감소시키기 위해 기준 마이크로폰 신호로부터 잡음-방지 신호를 발생시키는 응답을 갖는 적응형 필터, 에러 마이크로폰 신호에서 주변 오디오 사운드들을 최소화하도록 적응형 필터의 응답을 적응시킴으로써 에러 마이크로폰 신호 및 기준 마이크로폰 신호에 따라 적응형 필터의 상기 응답을 성형하는 계수 제어 블록, 및 소스 오디오 신호의 주파수 응답 밖의 주파수들의 범위에서 계수 제어 블록의 계수들을 0으로 바이어싱하는 계수 바이어스 제어 블록을 구현할 수 있다.

Description

적응적 잡음 소거 시스템의 계수들의 동적 바이어스를 포함하는 적응적 잡음 소거를 위한 시스템들 및 방법들{SYSTEMS AND METHODS FOR ADAPTIVE NOISE CANCELLATION INCLUDING DYNAMIC BIAS OF COEFFICIENTS OF AN ADAPTIVE NOISE CANCELLATION SYSTEM}
관련 출원
본 개시는 결과적으로 2013년 4월 15일에 출원된, 미국 가 특허 출원 일련 번호 제61/811,915호에 대한 우선권을 주장하는, 2013년 7월 25일에 출원된, 미국 특허 출원 일련 번호 제13/950,854호에 대한 우선권을 주장하며, 그 각각은 여기에서 전체적으로 참조로서 통합된다.
본 개시의 분야
본 개시는 일반적으로 음향 트랜듀서와 관련되어 적응적 잡음 소거에 관한 것이며, 보다 특히 적응적 잡음 소거 시스템의 계수들을 동적으로 바이어싱함으로써 음향 트랜듀서의 근처에 존재하는 주변 잡음의 검출 및 소거에 관한 것이다.
이동/셀룰러 전화들, 코드리스 전화들, 및 mp3 플레이어들과 같은 다른 소비자 오디오 디바이스들과 같은 무선 전화들이 널리 사용되고 있다. 명료도에 대하여 이러한 디바이스들의 성능은 주변 음향 이벤트들을 측정하기 위해 마이크로폰을 사용하여 및 그 후 주변 음향 이벤트들을 소거하기 위해 잡음-방지 신호를 디바이스의 출력에 삽입하기 위해 신호 프로세싱을 사용하여 잡음 소거를 제공함으로써 개선될 수 있다. 무선 전화들과 같은, 개인용 오디오 디바이스들 주위에서의 음향 환경은 존재하는 잡음의 소스들 및 디바이스 자체의 위치에 의존하여 극적으로 변할 수 있기 때문에, 이러한 환경적 변화들을 고려하도록 잡음 소거를 적응시키는 것이 바람직하다.
적응적 잡음 소거는 헤드폰들을 포함하여 개인용 오디오 디바이스들의 많은 요소들에서 사용될 수 있다. 청취자들에게 적응적 잡음 소거를 제공하는 헤드폰들은 또한 다양한 경우들에서 헤드폰들에 대해 오디오 콘텐트를 재생하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 전화 통화시, 오디오 콘텐트는 300 ㎐와 3.4 ㎑ 사이의 모든 전화 스피치 대역을 점유할 수 있거나, 또는 고충실도 오디오 재생 상황에서, 오디오 콘텐트는, 몇몇 오디오 트랙들에 대해 20 ㎐ 내지 20 ㎑, 또는 몇몇 압축된 오디오 콘텐트에 대해 100 ㎐ 내지 8 ㎑의 모든 주파수 범위를 점유할 수 있다. 적응적 잡음 소거 시스템은 주변 잡음의 대역폭 또는 소스 오디오 신호의 대역폭에 관계없이 모든 상황들 하에서 안정적이어야 한다. 트랜듀서를 통해 소스 오디오 신호의 전자 음향 경로의 모델에 의존하는 임의의 적응적 시스템, 예를 들면, 필터링된-X 최소 평균 제곱 피드포워드 적응식 시스템은 적응시 불안정이 회피되는 이러한 방식으로 포함된 다수의 신호들의 주파수 스펙트럼들을 인식해야 한다.
본 발명의 목적은 적응적 잡음 소거 시스템의 계수들의 동적 바이어스를 포함하는 적응적 잡음 소거를 위한 시스템들 및 방법들을 제공하는 것이다.
본 개시의 교시들에 따르면, 음향 트랜듀서와 연관된 주변 잡음의 검출 및 감소와 연관된 단점들 및 문제점들이 감소되거나 또는 제거될 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 개인용 오디오 디바이스는 트랜듀서, 기준 마이크로폰, 에러 마이크로폰, 및 프로세싱 회로를 포함할 수 있다. 트랜듀서는 청취자로의 재생을 위한 소스 오디오 및 트랜듀서의 음향 출력에서 주변 오디오 사운드들의 효과들에 대응하기 위한 잡음 방지 신호 양쪽 모두를 포함하는 오디오 신호를 재생할 수 있다. 기준 마이크로폰은 주변 오디오 사운드들을 표시하는 기준 마이크로폰 신호를 제공할 수 있다. 에러 마이크로폰은 트랜듀서의 부근에 위치될 수 있고, 트랜듀서의 음향 출력 및 트랜듀서에서 주변 오디오 사운드들을 표시하는 에러 마이크로폰 신호를 제공할 수 있다. 상기 프로세싱 회로는 청취자에 의해 들리는 주변 오디오 사운드들의 존재를 감소시키기 위해 기준 마이크로폰 신호로부터 잡음 방지 신호를 발생시키는 응답을 갖는 적응형 필터, 에러 마이크로폰 신호에서 주변 오디오 사운드들을 최소화하도록 적응형 필터의 응답을 적응시킴으로써 에러 마이크로폰 신호 및 기준 마이크로폰 신호에 따라 적응형 필터의 응답을 성형하는 계수 제어 블록; 및 소스 오디오 신호의 주파수 응답 밖의 주파수들의 범위에서 계수 제어 블록의 계수들을 0으로 바이어싱하는 계수 바이어스 제어 블록을 구현할 수 있다.
본 개시의 이들 및 다른 실시예들에 따르면, 개인용 오디오 디바이스의 트랜듀서의 부근에서 주변 오디오 사운드들을 소거하기 위한 방법은 주변 오디오 사운드들을 표시하는 기준 마이크로폰 신호를 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 또한 트랜듀서의 출력 및 트랜듀서에서 주변 오디오 사운드들을 표시하는 에러 마이크로폰 신호를 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 에러 마이크로폰 신호에서 주변 오디오 사운드들을 최소화하도록 기준 마이크로폰의 출력을 필터링하는 적응형 필터의 응답을 적응시킴으로써 트랜듀서의 음향 출력에서 주변 오디오 사운듣들의 효과들에 대응하는 기준 마이크로폰에 의해 측정하는 결과로부터 잡음 방지 신호를 적응적으로 발생시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 방법은 추가로 소스 오디오 신호의 주파수 응답 밖의 주파수들의 범위에서 적응형 필터의 응답을 제어하기 위한 계수들을 0으로 바이어싱하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 방법은 트랜듀서에 제공된 오디오 신호를 발생시키기 위해 잡음 방지 신호를 소스 오디오 신호와 결합하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 이들 및 다른 실시예들에 따르면, 개인용 오디오 디바이스의 적어도 일 부분을 구현하기 위한 집적 회로는 출력, 기준 마이크로폰 입력, 에러 마이크로폰 입력, 및 프로세싱 회로를 포함할 수 있다. 출력은 청취자로의 재생을 위한 소스 오디오 신호 및 트랜듀서의 음향 출력에서 주변 오디오 사운드들의 효과에 대응하기 위한 잡음 방지 신호 양쪽 모두를 포함하는 신호를 트랜듀서에 제공할 수 있다. 기준 마이크로폰 입력은 주변 오디오 사운드들을 표시하는 기준 마이크로폰 신호를 수신할 수 있다. 에러 마이크로폰 입력은 트랜듀서의 출력 및 트랜듀서의 주변 오디오 사운드들을 표시하는 에러 마이크로폰 신호를 수신할 수 있다. 프로세싱 회로는 청취자에 의해 들리는 주변 오디오 사운드들의 존재를 감소시키기 위해 기준 마이크로폰 신호로부터 잡음 방지 신호를 발생시키는 응답을 갖는 적응형 필터, 에러 마이크로폰 신호에서 주변 오디오 사운드들을 최소화하도록 적응형 필터의 응답을 적응시킴으로써 에러 마이크로폰 신호 및 기준 마이크로폰 신호에 따라 적응형 필터의 응답을 성형하는 계수 제어 블록, 및 소스 오디오 신호의 주파수 응답 밖의 주파수들의 범위에서 계수 제어 블록의 계수들을 0으로 바이어싱하는 계수 바이어스 제어 블록을 구현할 수 있다.
본 개시의 이들 및 다른 실시예들에 따르면, 개인용 오디오 디바이스는 트랜듀서, 기준 마이크로폰, 에러 마이크로폰, 및 프로세싱 회로를 포함할 수 있다. 트랜듀서는 청취자로의 재생을 위한 소스 오디오 및 트랜듀서의 음향 출력에서 주변 오디오 사운드들의 효과들에 대응하기 위한 잡음 방지 신호 양쪽 모두를 포함하는 오디오 신호를 재생할 수 있다. 기준 마이크로폰은 주변 오디오 사운드들을 표시하는 기준 마이크로폰 신호를 제공할 수 있다. 에러 마이크로폰은 트랜듀서의 부근에 위치될 수 있고, 트랜듀서의 음향 출력 및 트랜듀서에서 주변 오디오 사운드들을 표시하는 에러 마이크로폰 신호를 제공할 수 있다. 프로세싱 회로는 청취자에 의해 들리는 주변 오디오 사운드들의 존재를 감소시키기 위해 기준 마이크로폰 신호로부터 잡음 방지 신호를 발생시키는 응답을 갖는 피드포워드 필터, 소스 오디오 신호의 전기 음향 경로를 모델링하고 소스 오디오로부터 2차 경로 추정을 발생시키는 응답을 갖도록 구성된 2차 경로 추정 적응형 필터, 재생 정정 에러를 최소화하도록 2차 경로 추정 필터의 응답을 적응시킴으로써 소스 오디오 신호 및 재생 정정 에러에 따라 2차 경로 추정 적응형 필터의 응답을 성형하는 계수 제어 블록으로서, 재생 정정 에러는 에러 마이크로폰 신호 및 2차 경로 추정 사이의 차이에 기초하는, 상기 계수 제어 블록, 및 소스 오디오 신호의 주파수 응답 밖의 주파수들의 범위에서 계수 제어 블록의 계수들을 0으로 바이어싱하는 계수 바이어스 제어 블록을 구현할 수 있다.
본 개시의 이들 및 다른 실시예들에 따르면, 개인용 오디오 디바이스의 트랜듀서의 부근에서 주변 오디오 사운드들을 소거하기 위한 방법은 주변 오디오 사운드들을 표시하는 기준 마이크로폰 신호를 수신하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 트랜듀서의 출력 및 트랜듀서에서 주변 오디오 사운드들을 표시하는 에러 마이크로폰 신호를 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 기준 마이크로폰의 출력을 필터링함으로써 트랜듀서의 음향 출력에서 주변 오디오 사운드들의 효과들에 대응하는 기준 마이크로폰에 의한 측정으로부터 잡음 방지 신호 구성 요소를 발생시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 방법은 소스 오디오 신호의 전기 음향 경로를 모델링하는 2차 경로 추정 적응형 필터에 의해 소스 오디오 신호를 필터링함으로써 소스 오디오 신호로부터 2차 경로 추정을 적응적으로 발생시키는 단계 및 에러 신호와 2차 경로 추정 사이의 차이에 기초하는 재생 정정 에러를 최소화하도록 2차 경로 추정 적응형 필터의 응답을 적응시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 방법은 소스 오디오 신호의 주파수 응답의 밖의 주파수들의 범위에서 2차 경로 추정 적응형 필터의 응답을 제어하기 위한 계수들을 0으로 바이어싱하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 트랜듀서에 제공된 오디오 신호를 발생시키기 위해 잡음 방지 신호를 소스 오디오 신호와 결합하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 개시의 이들 및 다른 실시예들에 따르면, 개인용 오디오 디바이스의 적어도 일 부분을 구현하기 위한 집적 회로는 출력, 기준 마이크로폰 입력, 에러 마이크로폰 입력, 및 프로세싱 회로를 포함할 수 있다. 출력은 청취자로의 재생을 위한 소스 오디오 신호 및 트랜듀서의 음향 출력에서 주변 오디오 사운드들의 효과에 대응하기 위한 잡음 방지 신호 양쪽 모두를 포함하는 신호를 트랜듀서에 제공할 수 있다. 기준 마이크로폰 입력은 주변 오디오 사운드들을 표시하는 기준 마이크로폰 신호를 수신할 수 있다. 에러 마이크로폰 입력은 트랜듀서의 출력 및 트랜듀서의 주변 오디오 사운드들을 표시하는 에러 마이크로폰 신호를 수신할 수 있다. 프로세싱 회로는 청취자에 의해 들리는 주변 오디오 사운드들의 존재를 감소시키기 위해 기준 마이크로폰 신호로부터 잡음 방지 신호를 발생시키는 응답을 갖는 피드포워드 필터, 소스 오디오로부터 2차 경로 추정을 발생시키는 응답을 갖는 소스 오디오 신호의 전기 음향 경로를 모델링하기 위한 2차 경로 추정 적응형 필터, 재생 정정 에러를 최소화하도록 2차 경로 추정 필터의 응답을 적응시킴으로써 소스 오디오 신호 및 재생 정정 에러에 따라 2차 경로 추정 적응형 필터의 응답을 성형하는 계수 제어 블록으로서, 재생 정정 에러는 에러 마이크로폰 신호와 2차 경로 추정 사이의 차이에 기초하는, 상기 계수 제어 블록, 및 소스 오디오 신호의 주파수 응답 밖의 주파수들의 범위에서 계수 제어 블록의 계수들을 0으로 바이어싱하는 계수 바이어스 제어 블록을 구현할 수 있다.
본 개시의 기술적 이점들은 여기에 포함된 도면들, 설명 및 청구항들로부터 본 기술분야의 숙련자에게 쉽게 명백할 수 있다. 실시예들의 목표들 및 이점들은 적어도 특히 청구항들에 언급된 요소들, 특징들, 및 조합들에 의해 실현되며 달성될 것이다.
앞서 말한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명 양쪽 모두는 예들이며 설명적이고 본 개시에 제시된 청구항들을 제한하지 않는다는 것이 이해될 것이다.
본 발명은 적응적 잡음 소거 시스템의 계수들의 동적 바이어스를 포함하는 적응적 잡음 소거를 위한 시스템들 및 방법들을 제공한다.
도 1a는 본 개시의 실시예들에 따른, 예시적인 무선 이동 전화의 예시를 도시한 도면.
도 1b는 본 개시의 실시예들에 따른, 그것에 결합된 헤드폰 어셈블리를 가진 예시적인 무선 이동 전화의 예시를 도시하는 도면.
도 2는 본 개시의 실시예들에 따른, 도 1에 묘사된 무선 전화 내에서의 선택 회로들의 블록도.
도 3은 본 개시의 실시예들에 따른, 도 2의 코더-디코더(CODEC) 집적 회로의 예시적인 적응적 잡음 소거(ANC) 회로 내에서의 기능 블록들 및 선택 신호 프로세싱 회로들을 묘사한 블록도.
본 실시예들 및 그것이 이점들의 보다 완전한 이해는 첨부한 도면들과 함께 취해진 다음의 설명을 참조함으로써 획득될 수 있으며, 여기에서 유사한 참조 부호들은 유사한 특징들을 나타낸다.
본 개시는 무선 전화와 같은, 개인용 오디오 디바이스에서 구현될 수 있는 잡음 소거 기술들 및 회로들을 포함한다. 개인용 오디오 디바이스는 주변 음향 이벤트들을 소거하기 위해 주변 음향 환경을 측정하며 스피커(또는 다른 트랜듀서) 출력에 주입되는 신호를 발생시킬 수 있는 ANC 회로를 포함한다. 기준 마이크로폰은 주변 음향 환경을 측정하기 위해 제공될 수 있으며 에러 마이크로폰은 주변 오디오 사운드들을 소거하도록 잡음-방지 신호의 적응화를 제어하기 위해 및 트랜듀서를 통해 프로세싱 회로의 출력으로부터 전기-음향 경로에 대해 정정하기 위해 포함될 수 있다.
이제 도 1a를 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따라 예시된 바와 같이 무선 전화(10)는 인간 귀(5)에 근접하여 도시된다. 무선 전화(10)는 본 개시의 실시예들에 따른 기술들이 이용될 수 있는 디바이스의 예이지만, 예시된 무선 전화(10)에, 또는 후속 예시들에 묘사된 회로들에 구체화된 요소들 또는 구성들 모두가 청구항들에 나열된 본 발명들을 실시하기 위해 요구되는 것은 아니라는 것이 이해된다. 무선 전화(10)는 신호음들과 같은 다른 로컬 오디오 이벤트들, 저장된 오디오 프로그램 자료, 균형 잡힌 대화 지각을 제공하기 위한 근단 스피치(즉, 무선 전화(10)의 사용자의 스피치)의 주입, 및 무선 전화(10)에 의해 수신된 웹페이지들 또는 다른 네트워크 통신들로부터의 소스들 및 낮은 배터리 표시 및 다른 시스템 이벤트 통지들과 같은 오디오 표시들과 같은, 무선 전화(10)에 의한 재생을 요구하는 다른 오디오와 함께, 무선 전화(10)에 의해 수신된 원거리 스피치를 재생하는 스피커 (SPKR)와 같은 트랜듀서를 포함할 수 있다. 근거리-스피치 마이크로폰(NS)은 무선 전화(10)로부터 다른 대화 참여자(들)로 송신되는, 근단 스피치를 캡처하기 위해 제공될 수 있다.
무선 전화(10)는 스피커(SPKR)에 의해 재생된 원거리 스피치 및 다른 오디오의 명료도를 개선하기 위해 스피커(SPKR)로 잡음-방지 신호를 주입하는 ANC 회로들 및 피처들을 포함할 수 있다. 기준 마이크로폰(R)은 주변 음향 환경을 측정하기 위해 제공될 수 있으며, 사용자의 입의 통상적인 위치로부터 떨어져 위치될 수 있고, 따라서 근단 스피치는 기준 마이크로폰(R)에 의해 생성된 신호에서 최소화될 수 있다. 또 다른 마이크로폰인, 에러 마이크로폰(E)은, 무선 전화(10)가 귀(5)에 매우 근접할 때, 귀(5)에 가까운 스피커(SPKR)에 의해 재생된 오디오와 조합된 주변 오디오의 측정치를 제공함으로써 ANC 동작을 추가로 개선하기 위해 제공될 수 있다. 이들 및 다른 실시예들에서, 부가적인 기준 마이크로폰들 및/또는 에러 마이크로폰들이 이용될 수 있다. 무선 전화(10) 내에서의 회로(14)는 기준 마이크로폰(R), 근거리-스피치 마이크로폰(NS), 및 에러 마이크로폰(E)으로부터 신호들을 수신하며 무선 전화 트랜시버를 가진 라디오-주파수(RF) 집적 회로(12)와 같은 다른 집적 회로들과 인터페이스하는 오디오 CODEC 집적 회로(IC)(20)를 포함할 수 있다. 개시의 몇몇 실시예들에서, 여기에 개시된 회로들 및 기술들은 MP3 플레이어-온-칩 집적 회로와 같은, 개인용 오디오 디바이스의 전체를 구현하기 위해 제어 회로들 및 다른 기능을 포함하는 단일 집적 회로에 통합될 수 있다. 개시의 몇몇 실시예들에서, 여기에 개시된 회로들 및 기술들은 MP3 플레이어-온-칩 집적 회로와 같은 개인용 오디오 디바이스의 전체를 구현하기 위해 다른 기능 및 제어 회로들을 포함하는 단일 집적 회로에 통합될 수 있다. 이들 및 다른 실시예들에서, 여기에 개시된 회로들 및 기술들은 컴퓨터-판독 가능한 미디어에 구체화되며 제어기 또는 다른 프로세싱 디바이스에 의해 실행 가능한 소프트웨어 및/또는 펌웨어에 부분적으로 또는 전체적으로 구현될 수 있다.
일반적으로, 본 개시의 ANC 기술들은 기준 마이크로폰(R)에 충돌하는 주변 음향 이벤트들(스피커(SPKR)의 출력 및/또는 근단 스피치와 대조적으로)을 측정하며, 또한 에러 마이크로폰(E)에 충돌하는 동일한 주변 음향 이벤트들을 측정함으로써, 무선 전화(10)의 ANC 프로세싱 회로들은 에러 마이크로폰(E)에서 주변 음향 이벤트들의 진폭을 최소화하는 특성을 갖도록 기준 마이크로폰(R)의 출력으로부터 발생된 잡음-방지 신호를 적응시킨다. 음향 경로(P(z))가 기준 마이크로폰(R)으로부터 에러 마이크로폰(E)으로 확장되기 때문에, ANC 회로들은 무선 전화(10)가 귀(5)에 단단히 눌려지지 않을 때, 무선 전화(10)에 근접할 수 있는 귀(5) 및 다른 물리적 오브젝트들 및 사람 머리 구조들의 근접성 및 구조에 의해 영향을 받을 수 있는, 특정한 음향 환경에서 스피커(SPKR) 및 에러 마이크로폰(E) 사이에서의 결합을 포함한 스피커(SPKR)의 음향/전기 전송 기능 및 CODEC IC(20)의 오디오 출력 회로들의 응답을 표현하는 전기-음향 경로(S(z))의 효과들을 제거하면서 음향 경로(P(z))를 효과적으로 추정한다. 예시된 무선 전화(10)는 제 3 근거리-스피치 마이크로폰(NS)을 가진 2-마이크로폰 ANC 시스템을 포함하지만, 본 발명의 몇몇 양상들은 별개의 에러 및 기준 마이크로폰들을 포함하지 않는 시스템, 또는 기준 마이크로폰(R)의 기능을 수행하기 위해 근거리-스피치 마이크로폰(NS)을 사용하는 무선 전화에서 실시될 수 있다. 또한, 단지 오디오 재생을 위해 설계된 개인용 오디오 디바이스들에서, 근거리-스피치 마이크로폰(NS)은 일반적으로 포함되지 않을 것이며, 이하에서 추가로 상세히 설명된 회로들에서의 근거리-스피치 신호 경로들은 본 개시의 범위를 변경하지 않고 생략될 수 있다.
이제 도 1b를 참조하면, 오디오 포트(15)를 통해 무선 전화(10)에 결합된 헤드폰 어셈블리(13)를 가진 무선 전화(10)가 묘사된다. 오디오 포트(15)는 RF 집적 회로(12) 및/또는 CODEC IC(20)에 통신가능하게 결합되며, 따라서 헤드폰 어셈블리(13)의 구성요소들 및 RF 집적 회로(12) 및/또는 CODEC IC(20) 중 하나 이상 사이에서의 통신을 허용한다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 헤드폰 어셈블리(13)는 콤박스(combox)(16), 좌측 헤드폰(18A), 및 우측 헤드폰(18B)을 포함할 수 있다. 본 개시에서 사용된 바와 같이, 용어 "헤드폰"은 광범위하게 청취자의 외이도에 근접한 곳에서 기계적으로 유지되도록 의도되는 그것과 연관된 임의의 라우드스피커 및 구조를 포함하며, 제한 없이 이어폰들, 이어버드들, 및 다른 유사한 디바이스들을 포함한다. 보다 특정한 비제한적인 예들로서, "헤드폰"은 인트라-커낼(intra-canal) 이어폰들, 인트라-콘차(intra-concha) 이어폰들, 수프라-콘차(supra-concha) 이어폰들 및 수프라-오럴(supra-aural) 이어폰들을 나타낼 수 있다.
콤박스(16) 또는 헤드폰 어셈블리(13)의 또 다른 부분은 무선 전화(10)의 근거리-스피치 마이크로폰(NS) 외에 또는 그 대신에 근단 스피치를 캡처하기 위해 근거리-스피치 마이크로폰(NS)을 가질 수 있다. 또한, 각각의 헤드폰(18A, 18B)은 신호음들, 저장된 오디오 프로그램 자료, 균형 잡힌 대화 지각을 제공하기 위한 근단 스피치(즉, 무선 전화(10)의 사용자의 스피치)의 주입, 및 무선 전화(10)에 의해 수신된 웹페이지들 또는 다른 네트워크 통신들로부터의 소스들 및 낮은 배터리 표시 및 다른 시스템 이벤트 통지들과 같은 오디오 표시들과 같은, 무선 전화(10)에 의한 재생을 요구하는 다른 오디오와 함께, 무선 전화(10)에 의해 수신된 원거리 스피치를 재생하는 스피커(SPKR)와 같은 트랜듀서를 포함할 수 있다. 각각의 헤드폰(18A, 18B)은 주변 음향 환경을 측정하기 위한 기준 마이크로폰(R) 및 이러한 헤드폰(18A, 18B)이 청취자의 귀와 맞물릴 때 청취자의 귀에 가까운 스피커(SPKR)에 의해 재생된 오디오와 조합된 주변 오디오의 측정을 위한 에러 마이크로폰(E)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, CODEC IC(20)은 각각의 헤드폰의 기준 마이크로폰(R), 근거리-스피치 마이크로폰(NS), 및 에러 마이크로폰(E)으로부터 신호들을 수신하며 여기에 설명된 바와 같이 각각의 헤드폰에 대한 적응적 잡음 소거를 수행할 수 있다. 다른 실시예들에서, CODEC IC 또는 또 다른 회로는 기준 마이크로폰(R), 근거리-스피치 마이크로폰(NS), 및 에러 마이크로폰(E)에 통신가능하게 결합되며, 여기에 설명된 바와 같이 적응적 잡음 소거를 수행하도록 구성된 헤드폰 어셈블리(13) 내에 존재할 수 있다.
이제 도 2를 참조하면, 다른 실시예들에서 하나 이상의 헤드폰 어셈블리들(13)과 같은 다른 위치들에 전체적으로 또는 부분적으로 위치될 수 있는 무선 전화(10) 내에서의 선택 회로들이 블록도에 도시된다. CODEC IC(20)는 기준 마이크로폰 신호를 수신하며 기준 마이크로폰 신호의 디지털 표현(ref)을 발생시키기 위한 아날로그-대-디지털 변환기(ADC)(21A), 에러 마이크로폰 신호를 수신하며 에러 마이크로폰 신호의 디지털 표현(err)을 발생시키기 위한 ADC(21B), 및 근거리 스피치 마이크로폰 신호를 수신하며 근거리 스피치 마이크로폰 신호의 디지털 표현(ns)을 발생시키기 위한 ADC(21C)를 포함할 수 있다. CODEC IC(20)는, 결합기(26)의 출력을 수신하는 디지털-대-아나로그 변환기(DAC)(23)의 출력을 증폭시킬 수 있는, 증폭기(A1)로부터 스피커(SPKR)를 구동하기 위한 출력을 발생시킬 수 있다. 결합기(26)는 내부 오디오 소스들(24)로부터의 오디오 신호들(ia), 관례상 기준 마이크로 신호(ref)에서의 잡음과 동일한 극성을 가지며 그러므로 결합기(26)에 의해 감해지는 ANC 회로(30)에 의해 발생된 잡음-방지 신호, 및 무선 전화(10)의 사용자가 라디오 주파수(RF) 집적 회로(22)로부터 수신될 수 있으며 또한 결합기(26)에 의해 결합될 수 있는, 다운링크 스피치(ds)와 적절한 관계에 있는 그 또는 그녀 자신의 음성을 들을 수 있도록 하는 근거리 스피치 마이크로폰 신호(ns)의 부분을 결합할 수 있다. 근거리 스피치 마이크로폰 신호(ns)는 또한 RF 집적 회로(22)에 제공될 수 있으며 안테나(ANT)를 통해 서비스 제공자에게 업링크 스피치로서 송신될 수 있다.
이제 도 3을 참조하면, ANC 회로(30)의 세부사항들이 본 개시의 실시예들에 따라 도시된다. 적응형 필터(32)는 기준 마이크로폰 신호(ref)를 수신할 수 있으며, 이상적인 상황들에서, 도 2의 결합기(26)에 의해 예시된 바와 같이, 트랜듀서에 의해 재생될 오디오와 잡음-방지 신호를 결합하는 출력 결합기에 제공될 수 있는, 잡음-방지 신호를 발생시키기 위해 P(z)/S(z)가 되도록 그것의 전달 함수(W(z))를 적응시킬 수 있다. 적응형 필터(32)의 계수들은 에러 마이크로폰 신호(err)에 존재하는 기준 마이크로폰 신호(ref)의 이들 구성요소들 사이에서, 최소-평균 제곱들의 의미로, 일반적으로 에러를 최소화시키는, 적응형 필터(32)의 응답을 결정하기 위해 신호들의 상관을 사용하는 W 계수 제어 블록(31)에 의해 제어될 수 있다. W 계수 제어 블록(31)에 의해 비교된 신호들은 필터(34B)에 의해 제공된 경로(S(z))의 응답의 추정의 사본에 의해 성형된 바와 같은 기준 마이크로폰 신호(ref)(이하에 더 상세히 기술되는 결합기(35A)에 의해 잡음 주입 신호에 의해 수정되는) 및 에러 마이크로폰 신호(err)를 포함하는 또 다른 신호(이하에 더 상세히 기술되는 결합기(37A)에 의해 잡음 주입 신호에 의해 수정되는)일 수 있다. 응답(SECOPY(z))인, 경로(S(z))의 응답의 추정의 사본을 갖고 기준 마이크로폰 신호(ref)를 변환하며, 결과 신호 및 에러 마이크로폰 신호(err) 사이에서의 차이를 최소화함으로써, 적응형 필터(32)는 P(z)/S(z)의 원하는 응답에 적응할 수 있다. 에러 마이크로폰 신호(err) 외에, W 계수 제어 블록(31)에 의해 필터(34B)의 출력에 비교된 신호는 응답(SECOPY(z))이 사본인, 필터 응답(SE(z))에 의해 프로세싱되는 다운링크 오디오 신호(ds) 및/또는 내부 오디오 신호(ia)의 반전된 양을 포함할 수 있다. 다운링크 오디오 신호(ds) 및/또는 내부 오디오 신호(ia)의 반전된 양을 주입함으로써, 적응형 필터(32)는 에러 마이크로폰 신호(err)에 존재하는 비교적 많은 양의 다운링크 오디오 및/또는 내부 오디오 신호에 적응하는 것으로부터 방지될 수 있고, 경로(S(z))의 응답의 추정을 갖고 다운링크 오디오 신호(ds) 및/또는 내부 오디오 신호(ia)의 반전된 사본을 변환함으로써, 에러 마이크로폰 신호(err)로부터 제거되는 다운링크 오디오 및/또는 내부 오디오는, 전기 및 음향 경로(S(z))가 에러 마이크로폰(E)에 도달하기 위해 다운링크 오디오 신호(ds) 및/또는 내부 오디오 신호(ia)에 의해 취해진 경로이기 때문에, 에러 마이크로폰 신호(err)에서 재생된 다운링크 오디오 신호(ds) 및/또는 내부 오디오 신호(ia)의 예상된 버전과 일치해야 한다. 필터(34B)는 그 자체로, 적응형 필터가 아닐 수 있지만, 적응형 필터(34A)의 응답과 일치하도록 튜닝되는 조정 가능한 응답을 가질 수 있으며, 따라서, 필터(34B)의 응답은 적응형 필터(34A)의 적응을 추적한다.
상기를 구현하기 위해, 적응형 필터(34A)는 SE 계수 제어 블록(33)에 의해 제어된 계수들을 가질 수 있으며, 이것은 에러 마이크로폰(E)에 전달된 예상된 다운링크 오디오를 표현하기 위해 적응형 필터(34A)에 의해 필터링된, 상기-설명된 필터링된 다운링크 오디오 신호(ds) 및/또는 내부 오디오 신호(ia)의 제거 후 다운링크 오디오 신호(ds) 및/또는 내부 오디오 신호(ia)(이하에 더 상세히 기술되는 결합기(35B)에 의해 잡음 주입 신호에 의해 수정되는)를 에러 마이크로폰 신호(err)와 동일한 재생 정정 에러와 비교할 수 있으며, 결합기(36)에 의해 적응형 필터(34A)의 출력으로부터 제거되는 (및 이하에 더 상세히 기술되는 결합기(37B)에의해 잡음 주입 신호에 의해 수정될 수 있는), SE 계수 제어 블록(33)에 의해 제어된 계수들을 가질 수 있다. SE 계수 제어 블록(33)은 실제 다운링크 스피치 신호(ds) 및/또는 내부 오디오 신호(ia)를 에러 마이크로폰 신호(err)에 존재하는 다운링크 오디오 신호(ds) 및/또는 내부 오디오 신호(ia)의 구성요소들과 상관시킬 수 있다. 적응형 필터(34A)는 그에 의해 에러 마이크로폰 신호(err)로부터 감산될 때, 다운링크 오디오 신호(ds) 및/또는 내부 오디오 신호(ia)에 기인하지 않는 에러 마이크로폰 신호(err)의 콘텐트를 포함하는, 다운링크 오디오 신호(ds) 및/또는 내부 오디오 신호(ia)로부터 신호를 발생시키도록 적응될 수 있다.
도 3에 묘사된 바와 같이, ANC 회로(30)는 이하에 더 상세히 기술된 바와 같이, 하나 이상의 특정한 범위들의 주파수들에서 W 계수 제어 블록(31) 및 SE 계수 제어 블록(33) 중 하나 이상의 계수들을 0으로 바이어싱하는 계수 바이어스 제어 블록(40)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 계수 바이어스 제어 블록(40)은, 여기에 참조로서 통합된, 2011년 12월 21일에 출원되고 발명의 명칭이 "Methods for Bandlimiting Antinoise in Earpiece Active Noise Cancel Headset"인 미국 특허 출원 번호 제13/333,484호에 개시된 것과 동일하거나 유사한 구조 및/또는 기능을 가질 수 있다. 본 개시의 명료성 및 설명의 목적들을 위해, 계수 바이어스 제어 블록(40)의 특정 기능에 관하여 미국 특허 출원 번호 제 13/333,484호에 개시된 상세의 정도는 여기에 반복되지 않고, 오히려 본 개시에 속하는 구현 상세들을 기술하기 위해 요약된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 계수 바이어스 제어 블록(40)은 잡음 소스(42), 대역 통과 필터(44), 주파수 바이어스 선택기(46), 적응형 필터(32)의 응답의 사본인 응답을 적용하도록 구성된 필터(32A), 및 적응형 필터(34A)의 응답의 사본인 응답에 적용하도록 구성된 필터(34C)를 포함할 수 있다. 동작시, 잡음 소스(42)는 주입된 잡음 신호를 발생시키기 위해 대역 통과 필터(44)에 의해 필터링되는 백색 잡음(예를 들면, 인간의 청취 범위 내의 이들 주파수들과 같은 관심 있는 모든 주파수들에 걸친 일정한 진폭을 갖는 오디오 신호)를 발생시킬 수 있다. 주입된 잡음 신호를 발생시키기 위해 대역 통과 필터(44)에 의해 통과된 백색 잡음의 주파수들의 대역 통과 범위는, 이하에 더 상세히 기술되는, 기준 신호(ref), 소스 오디오 신호(예를 들면, 다운링크 스피치 신호(ds) 및/또는 내부 오디오 신호(ia)), 및/또는 소스 오디오 신호를 재생하기 위해 트랜듀서(예를 들면, 스피커(SPKR))의 주파수 제한들에 기초하여 대역 통과 범위의 상한 및 하한을 선택할 수 있는 주파수 바이어스 선택기(46)에 의해 제어될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 주입된 잡음 신호는 필터(34B)에 의해 필터링되는 기준 마이크로폰 신호(ref)와 조합되고(예를 들면, 결합기(35A)에 의해) W 계수 제어 블록(31)에 전달될 수 있다. 이들 및 다른 실시예들에서, 주입된 잡음 신호는 소스 오디오 신호(다운링크 스피치 신호(ds) 및/또는 내부 오디오 신호(ia))와 (예를 들면, 결합기(35B)에 의해) 조합되고 SE 계수 제어 블록(33)에 전달될 수 있다.
또한, 필터(32A)는 W-필터링된 잡음 주입 신호를 발생시키기 위해 적응형 필터(32)의 응답(W(z))의 사본인 응답(WCOPY(z))으로 주입된 잡음 신호를 필터링할 수 있다. 필터(32A)는 그 자체가 적응형 필터가 아닐 수 있고, 적응형 필터(32)의 응답에 매칭하도록 동조되는 조정 가능한 응답을 가질 수 있고, 그래서 필터(32A)의 응답은 적응형 필터(32)의 적응을 추적한다. 몇몇 실시예들에서, W-필터링된 잡음 주입 신호 및 주입된 잡음 신호는 (예를 들면, 결합기(37A)에 의해) 재생 정정 에러 신호와 조합되고 W 계수 제어 블록(31)에 전달될 수 있다.
이들 및 다른 실시예들에서, 필터(34C)는 SE-필터링된 잡음 주입 신호를 발생시키기 위해, 적응형 필터(34A)의 응답(SE(z))의 사본인 응답(SCOPY(z))으로 주입된 잡음 신호를 필터링할 수 있다. 필터(34C)는 적응형 필터 자체가 아닐 수 있지만, 적응형 필터(34A)의 응답과 일치하도록 튜닝되는 조정 가능한 응답을 가질 수 있어서, 필터(34C)의 응답은 적응형 필터(34A)의 적응을 추적한다. 몇몇 실시예들에서, SE-필터링된 잡음 주입 신호 및 주입된 잡음 신호는 재생 정정 에러 신호와 (예를 들면, 결합기(37B)에 의해) 조합되고 SE 계수 제어 블록(33)에 전달될 수 있다.
상기에 언급된 바와 같이, 주파수 바이어스 선택기(46)는 기준 신호(ref), 소스 오디오 신호(예를 들면, 다운링크 스피치 신호(ds) 및/또는 내부 오디오 신호(ia)), 및/또는 소스 오디오 신호를 재생하기 위한 트랜듀서(예를 들면, 스피커(SPKR))의 주파수 제한들에 기초하여 대역 통과 필터(44)의 대역 통과 범위의 상한 및 하한을 선택할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 주파수 바이어스 선택기(46)는 소스 오디오 신호의 주파수 콘텐트의 대략의 상한과 동일한 대역 통과 범위의 하한을 선택할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 주파수 바이어스 선택기(46)는 소스 오디오 신호의 주파수 콘텐트의 상한의 최근 경향(예를 들면, 주파수 콘텐트의 상한의 트레일링 평균)에 기초하여 대역 통과 범위의 하한을 결정하기 위해 소스 오디오 신호의 주파수 콘텐트를 동적으로 추적할 수 있다. 이들 및 다른 실시예들에서, 주파수 바이어스 선택기(46)는, 대역 통과 범위가 소스 오디오 신호를 재생하기 위한 트랜듀서(예를 들면, 스피커(SPKR))의 주파수 응답 내 및 기준 마이크로폰 신호(ref)로 나타낸 주변 오디오 사운드들의 주파수 응답 내에 있는, 대역 통과 범위에 대해 상한 및 하한을 선택할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 주파수 바이어스 선택기(46)는 트랜듀서의 주파수 응답의 대략적인 상한과 동일하거나 또는 주변 오디오 사운드들의 주파수 응답의 대략적인 상한과 동일한 대역 통과 범위에 대한 상한을 선택할 수 있다.
따라서, 소스 오디오 신호의 주파수 콘텐트, 주변 오디오 사운드들의 주파수 콘텐트, 및 트랜듀서의 주파수 응답이 "교차"하지 않는 주파수 범위들- 다시 말해서, 소스 오디오 신호, 주변 오디오 사운드들, 및 트랜듀서 중 적어도 하나가 콘텐트/응답을 갖지만, 소스 오디오 신호, 주변 오디오 사운드들, 및 트랜듀서 중 적어도 하나가 콘텐트/응답을 갖지 않는 주파수 범위들에 대해, 주파수 바이어스 선택기(46)는 대역 통과 필터(44)가 이러한 주파수 범위 내에서 잡음 소스(42)에 의해 발생된 백색 잡음을 대역 통과 필터링하게 할 수 있어서, 이러한 주파수 범위 내에 콘텐트만을 갖는 주입된 잡음 신호를 발생시킨다. 따라서, W 계수 제어 블록(31)이 기준 마이크로폰 신호(ref)를 재생 정정 에러에 비교할 때, 기준 마이크로폰 신호(ref) 및 재생 정정 에러의 주파수 콘텐트가 교차하지 않는 주파수 범위가 존재할 때까지, 계수 바이어스 제어 블록(40)은 백색 잡음을 이러한 주파수 범위 내 기준 마이크로폰 신호(ref) 또는 재생 정정 에러(예를 들면, 결합기들(35A, 37A) 각각에 의해)로 주입해서, 비교된 신호들은 동일한 교차 주파수 스펙트럼에 걸쳐 콘텐트를 갖고, 따라서 주파수 범위의 적응 계수들을 0으로 바이어싱한다. 유사하게, SE 계수 제어 블록(33)이 소스 오디오 신호를 재생 정정 에러에 비교할 때, 소스 오디오 신호 및 재생 정정 에러의 주파수 콘텐트가 교차하지 않는 주파수 범위가 존재할 때까지, 계수 바이어스 제어 블록(40)은 이러한 주파수 범위 내에서 소스 오디오 신호 또는 재생 정정 에러(예를 들면, 결합기들(35A, 37A) 각각에 의해)로 백색 잡음을 주입해서, 비교된 신호들은 동일한 교차 주파수 스펙트럼에 걸쳐 콘텐트를 갖고, 따라서 주파수 범위에서 적응 계수들을 0으로 바이어싱한다. 여기에 기술되는 잡음의 주입 없이, W 계수 제어 블록(31) 및/또는 S 계수 제어 블록(33)은, 비교 신호들의 주파수 콘텐트가 교차하지 않는 주파수 범위에서, 그럼에도 불구하고 적응 불안정을 초래할 수 있는 이러한 주파수 범위에서 필터 응답들을 적응시키기를 시도할 수 있다.
도 3 및 그의 전술한 기술은 W 계수 제어 블록(31) 및 SE 계수 제어 블록(33)의 양쪽 모두로 잡음 신호의 주입을 고려한다. 그러나, 몇몇 실시예들에서, ANC 회로(30)는 계수 바이어스 제어 블록(40)이 잡음을 W 계수 제어 블록(31) 및 SE 계수 제어 블록(33) 둘 모두가 아닌, 그들 중 하나로 주입할 수 있도록 구성될 수 있다. W(z) 응답이 적응될 때, 잡음 주입이 W 계수 제어 블록(31)에 적용되는 경우, W(z) 응답 적응 계수들이 이러한 주파수 범위에서 0으로 바이어스될 때, SE(z) 응답이 잡음이 주입되는 주파수 범위에서 2차 경로의 양호한 모델인 것이 중요하지 않을 수 있다. 유사하게, 잡음 주입이 SE 계수 제어 블록(33)에 적용되는 경우, SE(z) 응답은 잡음이 주입되는 주파수 범위에서 2차 경로를 모델링할 것을 시도하지 않을 것이고, 이러한 주파수 범위에서 SE(z) 응답이 작을 것이기 때문에, 최소 평균 제곱 적응 시스템에서 W(z) 응답의 적응의 안전성에 해를 끼치지 않는다.
몇몇 실시예들에서, SE 계수 제어 블록(33)의 계수들은 SE(z) 응답에 대한 대역 제한된 주파수 응답을 초기화할 수 있어서, SE(z) 응답이 임의의 가능한 초기 재생 대역폭을 넘는 실제 2차 경로를 모델링하기를 시도하지 않도록 SE(z) 응답을 훈련하기 위한 임의의 소스 오디오 신호가 나타나기 전에 SE(z) 응답의 적응을 시작 포인트에 대해 허용한다. 따라서, 소스 오디오 신호가 좁은 대역(예를 들면, 전화 음성 대역에서 다운링크 스피치)에 있는 경우, 불안정을 초래하는 W 계수 제어 블록(31)에 대한 입력으로서 필터(34B)를 통과한 상위 주파수들에서 상당한 주변 콘텐트가 존재하지 않을 것이다.
본 개시는 여기서 본 기술분야의 숙련자가 이해할 예시적인 실시예들에 대한 모든 변화들, 대체들, 변형들, 변경들, 및 수정들을 포함한다. 유사하게, 적절한 경우에, 첨부된 청구항들은 이 기술분야의 숙련자가 이해할 여기에서의 예시적인 실시예들에 대한 모든 변화들, 대체들, 변형들, 변경들, 및 수정들을 포함한다. 게다가, 특정한 기능을 수행하도록 적응되고, 배열되고, 가능하고, 구성되고, 활성화되고, 동작 가능하거나 또는 동작적인 장치, 시스템, 또는 장치 또는 시스템의 구성요소에 대한 첨부된 청구항들에서의 참조는, 상기 장치, 시스템, 또는 구성요소가 그렇게 적응되고, 배열되고, 가능하고, 구성되고, 활성화되고, 동작 가능하거나, 또는 동작적인 한, 그렇든 아니든 상기 특정한 기능이 활성화되고, 턴 온되거나, 또는 언록되는 상기 장치, 시스템, 또는 구성요소를 포함한다.
여기에 나열된 모든 예들 및 조건부 언어는 교육적인 목표들로, 이 기술분야를 발전시키기 위해 본 발명자에 의해 기여된 개념들 및 본 발명을 이해하도록 판독자를 돕기 위해 의도되며, 이러한 구체적으로 나열된 예들 및 조건들에 대한 제한이 없는 것으로서 해석된다. 본 발명의 실시예들이 상세히 설명되었지만, 다양한 변화들, 대체들, 및 변경들이 본 개시의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 그것에 대해 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
30 : ANC 회로 31 : W 계수 제어 블록
32 : 적응형 필터 33 : SE 계수 제어 블록
35A : 결합기 37A : 결합기
40 : 계수 바이어스 제어 블록 42 : 잡음 소스
44 : 대역 통과 필터 46 : 주파수 바이어스 선택기

Claims (39)

  1. 개인용 오디오 디바이스에 있어서,
    청취자로의 재생을 위한 소스 오디오 신호 및 트랜듀서의 음향 출력에서 주변 오디오 사운드들의 효과들에 대응하기 위한 잡음-방지 신호 양쪽 모두를 포함한 오디오 신호를 재생하기 위한 트랜듀서;
    상기 주변 오디오 사운드들을 표시하는 기준 마이크로폰 신호를 제공하기 위한 기준 마이크로폰;
    상기 트랜듀서의 상기 음향 출력 및 상기 트랜듀서에서 상기 주변 오디오 사운드들을 표시하는 에러 마이크로폰 신호를 제공하기 위해 상기 트랜듀서에 인접하게 위치된 에러 마이크로폰; 및
    프로세싱 회로로서:
    상기 청취자에게 들린 상기 주변 오디오 사운드들의 존재를 감소시키기 위해 상기 기준 마이크로폰 신호로부터 잡음-방지 신호를 발생시키는 응답을 갖는 적응형 필터;
    상기 에러 마이크로폰 신호에서 상기 주변 오디오 사운드들을 최소화하도록 상기 적응형 필터의 응답을 적응시킴으로써 상기 에러 마이크로폰 신호 및 상기 기준 마이크로폰 신호에 따라 상기 적응형 필터의 상기 응답을 성형하는 계수 제어 블록; 및
    상기 소스 오디오 신호의 주파수 응답 밖의 주파수들의 범위에서 상기 계수 제어 블록의 계수들을 0으로 바이어싱하는 계수 바이어스 제어 블록을 구현하는, 상기 프로세싱 회로를 포함하는, 개인용 오디오 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 주파수들의 범위는 상기 트랜듀서의 주파수 응답 내 및 상기 주변 오디오 사운드들의 주파수 응답 내에 있는, 개인용 오디오 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 트랜듀서는 스테레오 오디오 헤드셋에 통합되는, 개인용 오디오 디바이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 계수 바이어스 제어 블록은 상기 소스 오디오 신호의 주파수 콘텐트의 상한에 기초하여 상기 주파수들의 범위의 하한을 결정하기 위해 상기 소스 오디오 신호의 주파수 콘텐트를 동적으로 추적하는, 개인용 오디오 디바이스.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 주파수들의 범위의 상한은 상기 트랜듀서의 주파수 응답의 상한인, 개인용 오디오 디바이스.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 계수 바이어스 제어 블록은 상기 계수 제어 블록이 상기 잡음 신호와 결합된 상기 에러 마이크로폰 신호 및 상기 잡음 신호와 결합된 상기 기준 마이크로폰 신호에 따라 상기 적응형 필터의 상기 응답을 성형하게 함으로써 상기 계수 제어 블록의 계수들을 바이어싱하기 위해 상기 주파수들의 범위 내 잡음 신호를 상기 계수 제어 블록으로 주입하는, 개인용 오디오 디바이스.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 계수 제어 블록의 계수들은 최소 평균 제곱 알고리즘에 따라 갱신하는, 개인용 오디오 디바이스.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 계수 바이어스 제어 블록은:
    백색 잡음 신호를 발생시키기 위한 잡음 소스; 및
    상기 잡음 신호를 발생시키기 위해 상기 주파수들의 범위 내 상기 백색 잡음 신호를 필터링하기 위한 대역 통과 필터를 포함하는, 개인용 오디오 디바이스.
  9. 개인용 오디오 디바이스의 트랜듀서의 부근에서 주변 오디오 사운드들을 소거하기 위한 방법에 있어서,
    상기 주변 오디오 사운드를 표시하는 기준 마이크로폰 신호를 수신하는 단계;
    상기 트랜듀서의 출력 및 상기 트랜듀서에서 상기 주변 오디오 사운드들을 표시하는 에러 마이크로폰 신호를 수신하는 단계;
    상기 에러 마이크로폰 신호에서 상기 주변 오디오 사운드들을 최소화하도록 상기 기준 마이크로폰의 출력을 필터링하는 적응형 필터의 응답을 적응시킴으로써 상기 기준 마이크로폰 신호로부터 상기 트랜듀서의 음향 출력에서 주변 오디오 사운드들의 효과들에 대응하는 잡음-방지 신호를 적응적으로 발생시키는 단계;
    소스 오디오 신호의 주파수 응답 밖의 주파수들의 범위에서 상기 적응형 필터의 상기 응답을 0으로 제어하기 위해 계수들을 바이어싱하는 단계; 및
    상기 트랜듀서에 제공된 오디오 신호를 발생시키기 위해 상기 잡음-방지 신호를 상기 소스 오디오 신호와 결합하는 단계를 포함하는, 주변 오디오 사운드들을 소거하기 위한 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 주파수들의 범위는 상기 트랜듀서의 주파수 응답 내 및 상기 주변 오디오 사운드들의 주파수 응답 내에 있는, 주변 오디오 사운드들을 소거하기 위한 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 트랜듀서는 스테레오 오디오 헤드셋에 통합되는, 주변 오디오 사운드들을 소거하기 위한 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 소스 오디오 신호의 주파수 콘텐트의 상한에 기초하여 상기 주파수들의 범위의 하한을 결정하기 위해 상기 소스 오디오 신호의 주파수 콘텐트를 동적으로 추적하는 단계를 추가로 포함하는, 주변 오디오 사운드들을 소거하기 위한 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 주파수들의 범위의 상기 상한은 상기 트랜듀서의 주파수 응답의 상한인, 주변 오디오 사운드들을 소거하기 위한 방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 잡음 신호와 결합된 상기 에러 마이크로폰 신호 및 상기 잡음 신호와 결합된 상기 기준 마이크로폰 신호에 따라 상기 적응형 필터의 상기 응답을 성형함으로써 계수들을 바이어싱하기 위해 상기 주파수 범위 내 잡음 신호를 주입하는 단계를 추가로 포함하는, 주변 오디오 사운드들을 소거하기 위한 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    계수들이 최소 평균 제곱 알고리즘에 따라 갱신되는, 주변 오디오 사운드들을 소거하기 위한 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    백색 잡음 신호를 발생시키는 단계; 및
    상기 잡음 신호를 발생시키기 위해 상기 주파수들의 범위 내에서 상기 백색 잡음 신호를 대역 통과 필터링하는 단계를 추가로 포함하는, 주변 오디오 사운드들을 소거하기 위한 방법.
  17. 개인용 오디오 디바이스의 적어도 일 부분을 구현하기 위한 집적 회로에 있어서,
    청취자로의 재생을 위한 소스 오디오 신호 및 트랜듀서의 음향 출력에서 주변 오디오 사운드들의 효과에 대응하기 위한 잡음-방지 신호 양쪽 모두를 포함하는 신호를 상기 트랜듀서에 제공하기 위한 출력;
    상기 주변 오디오 사운드들을 표시하는 기준 마이크로폰 신호를 수신하기 위한 기준 마이크로폰 입력;
    상기 트랜듀서의 상기 출력 및 상기 트랜듀서에서 상기 주변 오디오 사운드들을 표시하는 에러 마이크로폰 신호를 수신하기 위한 에러 마이크로폰 입력; 및
    프로세싱 회로로서:
    상기 청취자에게 들리는 상기 주변 오디오 사운드들의 존재를 감소시키기 위해 상기 기준 마이크로폰 신호로부터 상기 잡음-방지 신호를 발생시키는 응답을 갖는 적응형 필터;
    상기 에러 마이크로폰 신호에서 상기 주변 오디오 사운드들을 최소화하도록 상기 적응형 필터의 응답을 적응시킴으로써 상기 에러 마이크로폰 신호 및 상기 기준 마이크로폰 신호에 따라 상기 적응형 필터의 상기 응답을 성형하는 계수 제어 블록; 및
    상기 소스 오디오 신호의 주파수 응답 밖의 주파수들의 범위에서 상기 계수 제어 블록의 계수들을 0으로 바이어싱하는 계수 바이어스 제어 블록을 구현하는, 상기 프로세싱 회로를 포함하는, 집적 회로.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 주파수들의 범위는 상기 트랜듀서의 주파수 응답 내 및 상기 주변 오디오 사운드들의 주파수 응답 내에 있는, 집적 회로.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 트랜듀서는 스테레오 오디오 헤드셋에 통합되는, 집적 회로.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 계수 바이어스 제어 블록은 상기 소스 오디오 신호의 주파수 콘텐트의 상한에 기초하여 상기 주파수들의 범위의 하한을 결정하기 위해 상기 소스 오디오 신호의 주파수 콘텐트를 동적으로 추적하는, 집적 회로.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 주파수들의 범위의 상기 상한은 상기 트랜듀서의 주파수 콘텐트의 상한인, 집적 회로.
  22. 제 17 항에 있어서,
    상기 계수 바이어스 제어 블록은 상기 계수 제어 블록이 상기 잡음 신호와 결합된 상기 에러 마이크로폰 신호 및 상기 잡음 신호와 결합된 상기 기준 마이크로폰 신호에 따라 상기 적응형 필터의 응답을 성형하게 함으로써 상기 계수 제어 블록의 계수들을 바이어싱하기 위해 상기 주파수들의 범위 내의 잡음 신호를 상기 계수 제어 블록에 주입하는, 집적 회로.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 계수 제어 블록의 계수들은 필터링된 X 최소 평균 제곱 알고리즘에 따라 갱신하는, 집적 회로.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 계수 바이어스 제어 블록은:
    백색 잡음 신호를 발생시키기 위한 잡음 소스; 및
    상기 잡음 신호를 발생시키기 위해 상기 주파수들의 범위 내 상기 백색 잡음 신호를 필터링하기 위한 대역 통과 필터를 포함하는, 집적 회로.
  25. 개인용 오디오 디바이스에 있어서,
    청취자로의 재생을 위한 소스 오디오 신호 및 트랜듀서의 음향 출력에서 주변 오디오 사운드들의 효과들에 대응하기 위한 잡음-방지 신호 양쪽 모두를 포함하는 오디오 신호를 재생하기 위한 트랜듀서;
    상기 주변 오디오 사운드들을 표시하는 기준 마이크로폰 신호를 제공하기 위한 기준 마이크로폰;
    상기 트랜듀서의 상기 음향 출력 및 상기 트랜듀서에서 상기 주변 오디오 사운드들을 표시하는 에러 마이크로폰 신호를 제공하기 위해 상기 트랜듀서의 부근에 위치된 에러 마이크로폰; 및
    프로세싱 회로로서:
    상기 청취자에 의해 들리는 상기 주변 오디오 사운드들의 존재를 감소시키기 위해 상기 기준 마이크로폰 신호로부터 상기 잡음-방지 신호를 발생시키는 응답을 갖는 피드포워드 필터;
    상기 소스 오디오 신호의 전자 음향 경로를 모델링하고 상기 소스 오디오로부터 2차 경로 추정을 발생시키는 응답을 갖도록 구성되는 2차 경로 추정 적응형 필터;
    상기 재생 정정 에러를 최소화하기 위해 2차 경로 추정 필터의 응답을 적응시킴으로써 소스 오디오 신호 및 재생 정정 에러에 따라 상기 2차 경로 추정 적응형 필터의 상기 응답을 성형하는 계수 제어 블록으로서, 상기 재생 정정 에러는 상기 에러 마이크로폰 신호와 상기 2차 경로 추정 사이의 차이에 기초하는, 상기 계수 제어 블록; 및
    상기 소스 오디오 신호의 주파수 응답 밖의 주파수들의 범위에서 상기 계수 제어 블록의 계수들을 0으로 바이어싱하는 계수 바이어스 제어 블록을 구현하는, 상기 프로세싱 회로를 포함하는, 개인용 오디오 디바이스.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 주파수들의 범위는 상기 트랜듀서의 주파수 응답 내 및 상기 주변 오디오 사운드들의 주파수 응답 내에 있는, 개인용 오디오 디바이스.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 트랜듀서는 스테레오 오디오 헤드셋에 통합되는, 개인용 오디오 디바이스.
  28. 제 25 항에 있어서,
    상기 계수 바이어스 제어 블록은 일 세트의 시작 계수들이 계수 제어 블록에 의해 적용되게 하고, 이러한 세트의 시작 계수들은 상기 계수 제어 블록이 상기 2차 경로 추정 적응형 필터의 상기 응답을 성형하기 전에 상기 소스 오디오 신호의 가능한 주파수 응답에 대응하는 최대 주파수로 대역 제한되는, 개인용 오디오 디바이스.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 세트의 시작 계수들은 상기 소스 오디오 신호 대신에 적용된 대역 제한된 트레이닝 신호에 기초하여 결정되는, 개인용 오디오 디바이스.
  30. 개인용 오디오 디바이스의 트랜듀서의 부근에서 주변 오디오 사운드들을 소거하기 위한 방법에 있어서,
    상기 주변 오디오 사운드들을 표시하는 기준 마이크로폰 신호를 수신하는 단계;
    상기 트랜듀서의 출력 및 상기 트랜듀서에서 상기 주변 오디오 사운드들을 표시하는 에러 마이크로폰 신호를 수신하는 단계;
    상기 기준 마이크로폰의 출력을 필터링함으로써 상기 트랜듀서의 음향 출력에서 주변 오디오 사운드들의 효과들에 대응하는 잡음-방지 신호 성분을 상기 기준 마이크로폰 신호로부터 발생시키는 단계;
    상기 소스 오디오 신호의 전자 음향 경로를 모델링하도록 구성된 2차 경로 추정 적응형 필터로 상기 소스 오디오 신호를 필터링하고 재생 정정 에러를 최소화하도록 상기 2차 경로 추정 적응형 필터의 상기 응답을 적응시킴으로써 소스 오디오 신호로부터 2차 경로 추정을 적응적으로 발생시키는 단계로서, 상기 재생 정정 에러는 상기 에러 마이크로폰 신호와 상기 2차 경로 추정 사이의 차이에 기초하는, 상기 2차 경로 추정을 적응적으로 발생시키는 단계;
    상기 소스 오디오 신호의 주파수 응답 밖의 주파수들의 범위에서 상기 2차 경로 추정 적응형 필터의 응답을 0으로 제어하기 위해 계수들을 바이어싱하는 단계; 및
    상기 트랜듀서에 제공된 오디오 신호를 발생시키기 위해 상기 잡음-방지 신호를 상기 소스 오디오 신호와 결합하는 단계를 포함하는, 주변 오디오 사운드들을 소거하기 위한 방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 주파수들의 범위는 상기 트랜듀서의 주파수 응답 내 및 상기 주변 오디오 사운드들의 주파수 응답 내에 있는, 주변 오디오 사운드들을 소거하기 위한 방법.
  32. 제 30 항에 있어서,
    상기 트랜듀서는 스테레오 오디오 헤드셋에 통합되는, 주변 오디오 사운드들을 소거하기 위한 방법.
  33. 제 30 항에 있어서,
    일 세트의 시작 계수들을 상기 계수들로서 적용하는 단계를 추가로 포함하고, 이러한 세트의 시작 계수들은 상기 2차 경로 추정 적응형 필터의 상기 응답을 성형하기 전에 상기 소스 오디오 신호의 가능한 주파수 응답에 대응하는 최대 주파수로 대역 제한되는, 주변 오디오 사운드들을 소거하기 위한 방법.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 세트의 시작 계수들은 상기 소스 오디오 신호 대신에 적용된 대역 제한된 트레이닝 신호에 기초하여 결정되는, 주변 오디오 사운드들을 소거하기 위한 방법.
  35. 개인용 오디오 디바이스의 적어도 일 부분을 구현하기 위한 집적 회로에 있어서,
    청취자로의 재생을 위한 소스 오디오 신호 및 상기 트랜듀서의 음향 출력에서 주변 오디오 사운드들의 효과에 대응하기 위한 잡음-방지 신호 양쪽 모두를 포함하는 신호를 트랜듀서에 제공하기 위한 출력;
    상기 주변 오디오 사운드들을 표시하는 기준 마이크로폰 신호를 수신하기 위한 기준 마이크로폰 입력;
    상기 트랜듀서의 상기 출력 및 상기 트랜듀서에서 상기 주변 오디오 신호들을 표시하는 에러 마이크로폰 신호를 수신하기 위한 에러 마이크로폰 입력; 및
    프로세싱 회로로서:
    상기 청취자에게 들리는 상기 주변 오디오 사운드들의 존재를 감소시키기 위해 상기 기준 마이크로폰 신호로부터 상기 잡음-방지 신호를 발생시키는 응답을 갖는 피드포워드 필터;
    상기 소스 오디오 신호의 전자 음향 경로를 모델링하고 상기 소스 오디오로부터 2차 경로 추정을 발생시키는 응답을 갖도록 구성되는 2차 경로 추정 적응형 필터;
    재생 정정 에러를 최소화하기 위해 상기 2차 경로 추정 필터의 응답을 적응시킴으로써 상기 소스 오디오 신호 및 상기 재생 정정 에러에 따라 상기 2차 경로 추정 적응형 필터의 상기 응답을 성형하는 계수 제어 블록으로서, 상기 재생 정정 에러는 상기 에러 마이크로폰 신호와 상기 2차 경로 추정 사이의 차이에 기초하는, 상기 계수 제어 블록; 및
    상기 소스 오디오 신호의 주파수 응답 밖의 주파수들의 범위에서 상기 계수 제어 블록의 계수들을 0으로 바이어싱하는 계수 바이어스 제어 블록을 구현하는, 상기 프로세싱 회로를 포함하는, 집적 회로.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 주파수들의 범위는 상기 트랜듀서의 주파수 응답 내 및 상기 주변 오디오 사운드들의 주파수 응답 내에 있는, 집적 회로.
  37. 제 35 항에 있어서,
    상기 트랜듀서는 스테레오 오디오 헤드셋에 통합되는, 집적 회로.
  38. 제 35 항에 있어서,
    상기 계수 바이어스 제어 블록은 일 세트의 시작 계수들이 계수 제어 블록에 의해 적용되게 하고, 이러한 세트의 시작 계수들은 상기 계수 제어 블록이 상기 2차 경로 추정 적응형 필터의 상기 응답을 성형하기 전에 상기 소스 오디오 신호의 가능한 주파수 응답에 대응하는 최대 주파수로 대역 제한되는, 집적 회로.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 세트의 시작 계수들은 상기 소스 오디오 신호 대신에 적용된 대역 제한된 트레이닝 신호에 기초하여 결정되는, 집적 회로.
KR1020157032443A 2013-04-15 2014-02-20 적응적 잡음 소거 시스템의 계수들의 동적 바이어스를 포함하는 적응적 잡음 소거를 위한 시스템들 및 방법들 KR102129717B1 (ko)

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