特許 6163201 適応ノイズキャンセルシステムにおけるアンチノイズ発生器応答および二次経路応答の順序付けられた適応

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6163201

(24)【登録日】2017年6月23日

(45)【発行日】2017年7月12日

(54)【発明の名称】適応ノイズキャンセルシステムにおけるアンチノイズ発生器応答および二次経路応答の順序付けられた適応

(51)【国際特許分類】

   H04R 3/00 20060101AFI20170703BHJP

   G10K 11/178 20060101ALI20170703BHJP

   H04M 1/00 20060101ALI20170703BHJP

【ＦＩ】

   H04R3/00 310

   G10K11/178 120

   H04M1/00 H

   H04R3/00 320

【請求項の数】42

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2015-511485(P2015-511485)

(86)(22)【出願日】2013年4月15日

(65)【公表番号】特表2015-524183(P2015-524183A)

(43)【公表日】2015年8月20日

(86)【国際出願番号】US2013036532

(87)【国際公開番号】WO2013169437

(87)【国際公開日】20131114

【審査請求日】2016年2月26日

(31)【優先権主張番号】61/645,333

(32)【優先日】2012年5月10日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】13/727,718

(32)【優先日】2012年12月27日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】504371240

【氏名又は名称】シラス ロジック、インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100107489

【弁理士】

【氏名又は名称】大塩 竹志

(72)【発明者】

【氏名】アルダーソン， ジェフリー

(72)【発明者】

【氏名】ヘンドリックス， ジョン ディー．

(72)【発明者】

【氏名】ジョー， ダヨン

(72)【発明者】

【氏名】ミラー， アントニオ ジョン

(72)【発明者】

【氏名】ヨン， チン

(72)【発明者】

【氏名】カマス， ガウサム デベンドラ

【審査官】 下林 義明

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１３−５２８８３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１７５４８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ１０Ｋ １１／００ − １３／００

Ｈ０４Ｒ ３／００ − ３／１４

Ｈ０４Ｒ １／１０

Ｈ０４Ｍ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

パーソナルオーディオデバイスであって、前記パーソナルオーディオデバイスは、
パーソナルオーディオデバイス筐体と、
オーディオ信号を再生するために、前記筐体に取り付けられた変換器であって、前記オーディオ信号は、リスナーへのプレイバックのためのソースオーディオと、前記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アンチノイズ信号との両方を含む、変換器と、
前記周囲オーディオ音を示す基準マイクロホン信号を提供するために、前記筐体に取り付けられた基準マイクロホンと、
前記変換器の前記音響出力および前記変換器における前記周囲オーディオ音を示すエラーマイクロホン信号を提供するために、前記変換器に近接して前記筐体に取り付けられたエラーマイクロホンと、
エラー信号および前記基準マイクロホン信号に従って、前記リスナーによって聞かれている前記周囲オーディオ音の存在を低減させるために、第１の適応フィルタを適応させることによって、アンチノイズ信号を基準信号から適応的に生成する処理回路であって、前記処理回路は、前記ソースオーディオを成形する二次経路応答を有する二次経路適応フィルタと、前記ソースオーディオを前記エラーマイクロホン信号から除去することにより、前記エラー信号を提供する結合器とを実施し、前記処理回路は、前記第１の適応フィルタまたは前記二次経路適応フィルタのうちの第１のフィルタの適応が、前記第１の適応フィルタまたは前記二次経路適応フィルタのうちの別のフィルタの適応が実質的に完了または停止された後にのみ開始されるように、前記二次経路適応フィルタおよび前記第１の適応フィルタの適応を順序付ける、処理回路と
を備える、パーソナルオーディオデバイス。

【請求項2】

前記処理回路は、前記二次経路適応フィルタの適応が、前記第１の適応フィルタの適応の前に、かつ、前記第１の適応フィルタの適応が停止されている間に、行なわれるように、前記二次経路適応フィルタおよび前記第１の適応フィルタの適応を順序付ける、請求項１に記載のパーソナルオーディオデバイス。

【請求項3】

前記処理回路は、前記ソースオーディオが前記二次経路適応フィルタの適応のために好適なトレーニング信号を提供する特性を有することを決定することに応答して、前記二次経路適応フィルタ、次いで、前記第１の適応フィルタの適応のシーケンスを開始する、請求項２に記載のパーソナルオーディオデバイス。

【請求項4】

前記処理回路は、前記ソースオーディオが主にダウンリンク発話を含み、したがって、前記二次経路適応フィルタの適応のために好適なトレーニング信号を提供する特性を有することを決定する、請求項３に記載のパーソナルオーディオデバイス。

【請求項5】

前記処理回路は、前記二次経路適応フィルタ、次いで、前記第１の適応フィルタの適応のシーケンスを開始し、前記二次経路適応フィルタの適応中に、前記二次経路適応フィルタの適応のために好適なトレーニング信号を提供する特性を有するトレーニング信号を前記ソースオーディオに注入する、請求項２に記載のパーソナルオーディオデバイス。

【請求項6】

前記トレーニング信号は、広帯域信号である、請求項５に記載のパーソナルオーディオデバイス。

【請求項7】

前記処理回路は、前記第１の適応フィルタの１つ以上の係数が許容される閾値を超える変化率を有することを決定することに応答して、前記二次経路適応フィルタ、次いで、前記第１の適応フィルタの適応のシーケンスを開始する、請求項２に記載のパーソナルオーディオデバイス。

【請求項8】

前記処理回路は、前の適応のシーケンスから所定の期間が経過したことを決定することに応答して、前記二次経路適応フィルタ、次いで、前記第１の適応フィルタの適応のシーケンスを開始する、請求項２に記載のパーソナルオーディオデバイス。

【請求項9】

パーソナルオーディオデバイス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、
エラー信号および基準マイクロホン信号に従って、リスナーによって聞かれている周囲オーディオ音の存在を低減させるために、第１の適応フィルタを適応させることによって、アンチノイズ信号を基準信号から適応的に生成することと、
前記アンチノイズ信号とソースオーディオとを組み合わせることと、
前記組み合わせの結果を変換器に提供することと、
基準マイクロホンを用いて前記周囲オーディオ音を測定することと、
エラーマイクロホンを用いて前記変換器の音響出力および前記周囲オーディオ音を測定することと、
前記ソースオーディオを成形する二次経路応答を有する二次経路適応フィルタと、前記ソースオーディオを前記エラーマイクロホン信号から除去することにより、前記エラー信号を提供する結合器とを実施することと、
前記第１の適応フィルタまたは前記二次経路適応フィルタのうちの第１のフィルタの適応が、前記第１の適応フィルタまたは前記二次経路適応フィルタのうちの別のフィルタの適応が実質的に完了または停止された後にのみ開始されるように、前記二次経路適応フィルタおよび前記第１の適応フィルタの適応を順序付けることと
を含む、方法。

【請求項10】

前記順序付けることは、前記二次経路適応フィルタの適応が、前記第１の適応フィルタの適応の前に、かつ、前記第１の適応フィルタの適応が停止されている間に、行なわれるように、前記二次経路適応フィルタおよび前記第１の適応フィルタの適応を順序付ける、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記ソースオーディオが、前記二次経路適応フィルタの適応のために好適なトレーニング信号を提供する特性を有するかどうかを決定することと、
前記ソースオーディオが前記二次経路適応フィルタの適応のために好適なトレーニング信号を提供する特性を有すること決定を決定することに応答して、前記二次経路適応フィルタ、次いで、前記第１の適応フィルタの適応のシーケンスを開始することと
をさらに含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記決定することは、前記ソースオーディオが主にダウンリンク発話を含み、したがって、前記二次経路適応フィルタの適応のために好適なトレーニング信号を提供する特性を有することを決定する、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記二次経路適応フィルタ、次いで、前記第１の適応フィルタの適応のシーケンスを開始することと、
前記二次経路適応フィルタの適応中に、前記二次経路適応フィルタの適応のために好適なトレーニング信号を提供する特性を有するトレーニング信号を前記ソースオーディオに注入することと
をさらに含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項14】

前記トレーニング信号は、広帯域信号である、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記第１の適応フィルタの１つ以上の係数が許容される閾値を超える変化率を有するかどうかを決定することと、
前記第１の適応フィルタの１つ以上の係数が前記許容される閾値を超える変化率を有することを決定することに応答して、前記二次経路適応フィルタ、次いで、前記第１の適応フィルタの適応のシーケンスを開始することと
をさらに含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項16】

前の適応のシーケンスから所定の期間が経過したかどうかを決定することと、
前記所定の期間が経過したことを決定することに応答して、前記二次経路適応フィルタ、次いで、前記第１の適応フィルタの適応のシーケンスを開始することと
をさらに含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項17】

パーソナルオーディオデバイスの少なくとも一部を実施するための集積回路であって、前記集積回路は、
出力信号を出力変換器に提供するための出力部であって、前記出力信号は、リスナーへのプレイバックのためのソースオーディオと、前記出力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アンチノイズ信号との両方を含む、出力部と、
前記周囲オーディオ音を示す基準マイクロホン信号を受信するための基準マイクロホン入力部と、
前記出力変換器の前記音響出力および前記出力変換器における前記周囲オーディオ音を示すエラーマイクロホン信号を受信するためのエラーマイクロホン入力部と、
エラー信号および前記基準マイクロホン信号に従って、前記リスナーによって聞かれている前記周囲オーディオ音の存在を低減させるために、第１の適応フィルタを適応させることによって、アンチノイズ信号を基準信号から適応的に生成する処理回路であって、前記処理回路は、前記ソースオーディオを成形する二次経路応答を有する二次経路適応フィルタと、前記ソースオーディオを前記エラーマイクロホン信号から除去することにより、前記エラー信号を提供する結合器とを実施し、前記処理回路は、前記第１の適応フィルタまたは前記二次経路適応フィルタのうちの第１のフィルタの適応が、前記第１の適応フィルタまたは前記二次経路適応フィルタのうちの別のフィルタの適応が実質的に、了または停止された後にのみ開始されるように、前記二次経路適応フィルタおよび前記第１の適応フィルタの適応を順序付ける、処理回路と
を備える、集積回路。

【請求項18】

前記処理回路は、前記二次経路適応フィルタの適応が、前記第１の適応フィルタの適応の前に、かつ、前記第１の適応フィルタの適応が停止されている間に、行なわれるように、前記二次経路適応フィルタおよび前記第１の適応フィルタの適応を順序付ける、請求項１７に記載の集積回路。

【請求項19】

前記処理回路は、前記ソースオーディオが前記二次経路適応フィルタの適応のために好適なトレーニング信号を提供する特性を有することを決定することに応答して、前記二次経路適応フィルタ、次いで、前記第１の適応フィルタの適応のシーケンスを開始する、請求項１８に記載の集積回路。

【請求項20】

前記処理回路は、前記ソースオーディオが主にダウンリンク発話を含み、したがって、前記二次経路適応フィルタの適応のために好適なトレーニング信号を提供する特性を有することを決定する、請求項１９に記載の集積回路。

【請求項21】

前記処理回路は、前記二次経路適応フィルタ、次いで、前記第１の適応フィルタの適応のシーケンスを開始し、前記二次経路適応フィルタの適応中に、前記二次経路適応フィルタの適応のために好適なトレーニング信号を提供する特性を有するトレーニング信号を前記ソースオーディオに注入する、請求項１８に記載の集積回路。

【請求項22】

前記トレーニング信号は、広帯域信号である、請求項２１に記載の集積回路。

【請求項23】

前記処理回路は、前記第１の適応フィルタの１つ以上の係数が許容される閾値を超える変化率を有することを決定することに応答して、前記二次経路適応フィルタ、次いで、前記第１の適応フィルタの適応のシーケンスを開始する、請求項１８に記載の集積回路。

【請求項24】

前記処理回路は、前の適応のシーケンスから所定の期間が経過したことを決定することに応答して、前記二次経路適応フィルタ、次いで、前記第１の適応フィルタの適応のシーケンスを開始する、請求項１８に記載の集積回路。

【請求項25】

パーソナルオーディオデバイスであって、前記パーソナルオーディオデバイスは、
パーソナルオーディオデバイス筐体と、
オーディオ信号を再生するために、前記筐体に取り付けられた出力変換器であって、前記オーディオ信号は、リスナーへのプレイバックのためのソースオーディオと、前記出力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アンチノイズ信号との両方を含む、出力変換器と、
前記周囲オーディオ音を示す基準マイクロホン信号を提供するために、前記筐体に取り付けられた基準マイクロホンと、
前記筐体内の処理回路であって、前記処理回路は、前記アンチノイズ信号が前記周囲オーディオ音の実質的なキャンセルを生じさせるように、第１の適応フィルタを用いて、前記アンチノイズ信号を前記基準マイクロホン信号から適応的に生成し、前記処理回路は、前記基準マイクロホン内への前記ソースオーディオの音響漏出の振幅が前記周囲オーディオ音の振幅に対して十分であることを決定することに応答して、前記アンチノイズ信号の不適切な発生を防止するための措置を講じる、処理回路と
を備える、パーソナルオーディオデバイス。

【請求項26】

前記出力変換器の前記音響出力および前記出力変換器における前記周囲オーディオ音を示すエラーマイクロホン信号を生成する、前記筐体に取り付けられたエラーマイクロホンをさらに備え、前記処理回路はさらに、エラー信号に従って、前記アンチノイズ信号を生成し、前記処理回路は、前記ソースオーディオを成形する二次経路応答を有する二次経路適応フィルタと、前記ソースオーディオを前記エラーマイクロホン信号から除去することにより、前記エラー信号を提供する結合器とを実施し、前記措置を講じることは、前記第１の適応フィルタまたは前記二次経路適応フィルタのうちの第１のフィルタの適応が、前記第１の適応フィルタまたは前記二次経路適応フィルタのうちの別のフィルタの適応が実質的に完了または停止された後にのみ開始されるように、前記二次経路適応フィルタおよび前記第１の適応フィルタの適応を順序付けることを含む、請求項２５に記載のパーソナルオーディオデバイス。

【請求項27】

前記処理回路は、前記二次経路適応フィルタの適応が、前記第１の適応フィルタの適応の前に、かつ、前記第１の適応フィルタの適応が停止されている間に、行なわれるように、前記二次経路適応フィルタおよび前記第１の適応フィルタの適応を順序付け、前記適応を順序付けることは、前記基準マイクロホン内への前記ソースオーディオの音響漏出の振幅が前記周囲オーディオ音の振幅に対して十分であることを前記処理回路が決定することに応答して、行なわれる、請求項２６に記載のパーソナルオーディオデバイス。

【請求項28】

前記処理回路は、前記ソースオーディオの振幅と閾値とを比較することによって、前記基準マイクロホン内への前記ソースオーディオの音響漏出の振幅が、前記周囲オーディオ音の振幅に対して十分であると決定する、請求項２６に記載のパーソナルオーディオデバイス。

【請求項29】

前記処理回路はさらに、前記周囲オーディオ音の大きさの測定から前記閾値を決定する、請求項２８に記載のパーソナルオーディオデバイス。

【請求項30】

前記処理回路はさらに、前記パーソナルオーディオデバイスの音量設定から前記ソースオーディオの振幅を決定する、請求項２８に記載のパーソナルオーディオデバイス。

【請求項31】

パーソナルオーディオデバイス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、
アンチノイズ信号が周囲オーディオ音の実質的なキャンセルを生じさせるように、第１の適応フィルタを用いて、前記アンチノイズ信号を基準マイクロホン信号から適応的に生成することと、
前記アンチノイズ信号とソースオーディオとを組み合わせることと、
前記組み合わせの結果を出力変換器に提供することと、
基準マイクロホンを用いて前記周囲オーディオ音を測定することと、
前記基準マイクロホン内への前記ソースオーディオの音響漏出の振幅が前記周囲オーディオ音の振幅に対して十分であるかどうかを決定することと、
前記基準マイクロホン内への前記ソースオーディオの音響漏出の振幅が前記周囲オーディオ音の振幅に対して十分であることを決定することに応答して、前記アンチノイズ信号の不適切な発生を防止するための措置を講じることと
を含む、方法。

【請求項32】

前記出力変換器の音響出力および前記出力変換器における前記周囲オーディオ音を示すエラーマイクロホン信号を生成することと、
エラー信号に従って、前記アンチノイズ信号を生成することと、
前記ソースオーディオを成形する二次経路応答を有する二次経路適応フィルタと、前記ソースオーディオを前記エラーマイクロホン信号から除去することにより、前記エラー信号を提供する結合器とを実施することと、
前記第１の適応フィルタまたは前記二次経路適応フィルタのうちの第１のフィルタの適応が、前記第１の適応フィルタまたは前記二次経路適応フィルタのうちの別のフィルタの適応が実質的に完了または停止された後にのみ開始されるように、前記二次経路適応フィルタおよび前記第１の適応フィルタの適応を順序付けることと
をさらに含む、請求項３１に記載の方法。

【請求項33】

記基準マイクロホン内への前記ソースオーディオの音響漏出の振幅が前記周囲オーディオ音の振幅に対して十分であることを決定することに応答して、前記二次経路適応フィルタの適応が、前記第１の適応フィルタの適応の前に、かつ、前記第１の適応フィルタの適応が停止されている間に、行なわれるように、前記二次経路適応フィルタおよび前記第１の適応フィルタの適応を順序付けることをさらに含む、請求項３２に記載の方法。

【請求項34】

前記決定することは、前記ソースオーディオの振幅と閾値とを比較することによって、前記基準マイクロホン内への前記ソースオーディオの音響漏出の振幅が前記周囲オーディオ音の振幅に対して十分であることを決定する、請求項３３に記載の方法。

【請求項35】

前記周囲オーディオ音の大きさの測定から前記閾値を決定することをさらに含む、請求項３４に記載の方法。

【請求項36】

前記決定することは、前記パーソナルオーディオデバイスの音量設定から前記ソースオーディオの振幅を決定する、請求項３４に記載の方法。

【請求項37】

パーソナルオーディオデバイスの少なくとも一部を実施するための集積回路であって、前記集積回路は、
出力信号を出力変換器に提供するための出力部であって、前記出力信号は、リスナーへのプレイバックのためのソースオーディオと、前記出力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アンチノイズ信号との両方を含む、出力部と、
前記周囲オーディオ音を示す基準マイクロホン信号を受信するための基準マイクロホン入力部と、
筐体内の処理回路であって、前記処理回路は、前記アンチノイズ信号が前記周囲オーディオ音の実質的なキャンセルを生じさせるように、第１の適応フィルタを用いて、前記アンチノイズ信号を前記基準マイクロホン信号から適応的に生成し、前記処理回路は、基準マイクロホン内への前記ソースオーディオの音響漏出の振幅が前記周囲オーディオ音の振幅に対して十分であることを決定することに応答して、前記アンチノイズ信号の不適切な発生を防止するための措置を講じる、処理回路と
を備える、集積回路。

【請求項38】

前記出力変換器の前記音響出力および前記出力変換器における前記周囲オーディオ音を示すエラーマイクロホン信号を受信するためのエラーマイクロホン入力部をさらに備え、前記処理回路はさらに、エラー信号に従って、前記アンチノイズ信号を生成し、前記処理回路は、前記ソースオーディオを成形する二次経路応答を有する二次経路適応フィルタと、前記ソースオーディオを前記エラーマイクロホン信号から除去することにより、前記エラー信号を提供する結合器とを実施し、前記措置を講じることは、前記第１の適応フィルタまたは前記二次経路適応フィルタのうちの第１のフィルタの適応が、前記第１の適応フィルタまたは前記二次経路適応フィルタのうちの別のフィルタの適応が実質的に完了または停止された後にのみ開始されるように、前記二次経路適応フィルタおよび前記第１の適応フィルタの適応を順序付けることを含む、請求項３７に記載の集積回路。

【請求項39】

前記処理回路は、前記二次経路適応フィルタの適応が、前記第１の適応フィルタの適応の前に、かつ、前記第１の適応フィルタの適応が停止されている間に、行なわれるように、前記二次経路適応フィルタおよび前記第１の適応フィルタの適応を順序付け、前記適応を順序付けることは、前記基準マイクロホン内への前記ソースオーディオの音響漏出の振幅が前記周囲オーディオ音の振幅に対して十分であることを前記処理回路が決定することに応答して、行なわれる、請求項３８に記載の集積回路。

【請求項40】

前記処理回路は、前記ソースオーディオの振幅と閾値とを比較することによって、前記基準マイクロホン内への前記ソースオーディオの音響漏出の振幅が前記周囲オーディオ音の振幅に対して十分であると決定する、請求項３８に記載の集積回路。

【請求項41】

前記処理回路はさらに、前記周囲オーディオ音の大きさの測定から前記閾値を決定する、請求項４０に記載の集積回路。

【請求項42】

前記処理回路はさらに、前記パーソナルオーディオデバイスの音量設定から前記ソースオーディオの振幅を決定する、請求項４０に記載の集積回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（発明の分野）
本発明は、概して、適応ノイズキャンセル（ＡＮＣ）を含む無線電話のようなパーソナルオーディオデバイスに関し、より具体的には、適応アンチノイズフィルタリングに加えて二次経路推定値を使用するパーソナルオーディオデバイス内のＡＮＣ適応応答の順序付けられた適応に関する。

【背景技術】

【0002】

（発明の背景）
無線電話（たとえば、モバイル／携帯電話）、コードレス電話、および他の消費者オーディオデバイス（たとえば、ＭＰ３プレーヤ）は、幅広く使用されている。そのようなデバイスの明瞭さに関する性能は、ノイズキャンセルを提供することにより向上させられ、そのノイズキャンセルは、周囲の音響事象を測定するマイクロホンを使用し、それからアンチノイズ信号をデバイスの出力内へ挿入する信号処理を使用することで、周囲の音響事象をキャンセルし得る。

【0003】

ノイズキャンセル動作は、変換器において、デバイスの変換器出力を測定し、エラーマイクロホンを使用して、ノイズキャンセルの有効性を決定することによって、改良されることができる。変換器の測定された出力は、理想的には、専用オーディオプレーヤまたは電話のいずれかにおける電話および／またはプレイバックオーディオ内のソースオーディオ（例えば、ダウンリンクオーディオ）である。なぜなら、ノイズキャンセル信号（単数または複数）が、理想的には、変換器の位置で周囲ノイズによって消去されるからである。ソースオーディオをエラーマイクロホン信号から除去するために、変換器からエラーマイクロホンを通る二次経路が、推定され得、ソースオーディオをエラーマイクロホン信号から減算するための適切な位相および振幅にフィルタリングするために使用され得る。しかしながら、ソースオーディオが非常に大きい振幅を有するとき、変換器から基準マイクロホンへの音響漏出が、不適切に適応するノイズキャンセル（アンチノイズ）信号を生成する適応フィルタを生じさせ得る。

【0004】

したがって、変換器の出力を測定する二次経路推定値とアンチノイズ信号を生成する適応フィルタとを使用して、ノイズキャンセルを提供するパーソナルオーディオデバイス（無線電話を含む）を提供することが望ましくあり、そのようなパーソナルオーディオデバイスにおいて、基準マイクロホンへのソースオーディオ信号の漏出への適応に起因して生じる不正確な応答のような不正確なＡＮＣ応答からの回復が、達成され得る。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0005】

（発明の開示）
適応応答を生成するアンチノイズの望ましくない状態からの回復を提供する二次経路推定値を含むノイズキャンセルを提供するパーソナルオーディオデバイスを提供するための前述の目的は、パーソナルオーディオデバイス、動作方法、および集積回路において達成される。

【0006】

パーソナルオーディオデバイスは、筐体を含み、オーディオ信号を再生するために変換器が筐体上に取り付けられ、オーディオ信号は、リスナーに提供するためのソースオーディオと、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アンチノイズ信号との両方を含む。基準マイクロホンは、筐体上に取り付けられ、周囲オーディオ音を示す基準マイクロホン信号を提供する。パーソナルオーディオデバイスはさらに、アンチノイズ信号が周囲オーディオ音の実質的なキャンセルを生じさせるように、アンチノイズ信号を基準マイクロホン信号から適応的に生成する、筐体内の適応ノイズキャンセル（ＡＮＣ）処理回路を含む。エラーマイクロホンは、周囲オーディオ音をキャンセルするためにアンチノイズ信号の適応を制御するため、および、処理回路の出力から変換器を通した電気音響経路を補償するために含まれる。ＡＮＣ処理回路は、二次経路の応答を推定する二次経路適応フィルタおよびアンチノイズ信号を生成する別の適応フィルタの適応を順序付け、それによって、二次経路応答が変化して二次経路推定値が更新されるときにＡＮＣ動作全体が安定したままである。

【0007】

別の特徴では、ＡＮＣ処理回路は、出力変換器から基準マイクロホンへのソースオーディオ漏出が、適切な動作のために大き過ぎるか、またはこれから大きくなり過ぎることを検出し、アンチノイズ信号を生成する適応フィルタの適応に対して措置を講じ、不適切な動作を防止または改善する。

【0008】

本発明の前述ならびに他の目的、特徴、および利点は、付随の図面に図示されるような、本発明の好ましい実施形態の以下のより具体的な説明から明白となる。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
パーソナルオーディオデバイスであって、前記パーソナルオーディオデバイスは、
パーソナルオーディオデバイス筐体と、
オーディオ信号を再生するために、前記筐体に取り付けられた変換器であって、前記オーディオ信号は、リスナーへのプレイバックのためのソースオーディオと、前記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アンチノイズ信号との両方を含む、変換器と、
前記周囲オーディオ音を示す基準マイクロホン信号を提供するために、前記筐体に取り付けられた基準マイクロホンと、
前記変換器の前記音響出力および前記変換器における前記周囲オーディオ音を示すエラーマイクロホン信号を提供するために、前記変換器に近接して前記筐体に取り付けられたエラーマイクロホンと、
エラー信号および前記基準マイクロホン信号に従って、前記リスナーによって聞かれている前記周囲オーディオ音の存在を低減させるために、第１の適応フィルタを適応させることによって、アンチノイズ信号を基準信号から適応的に生成する処理回路であって、前記処理回路は、前記ソースオーディオを成形する二次経路応答を有する二次経路適応フィルタと、前記ソースオーディオを前記エラーマイクロホン信号から除去することにより、前記エラー信号を提供する結合器とを実施し、前記処理回路は、前記第１の適応フィルタまたは前記二次経路適応フィルタのうちの第１のフィルタの適応が、前記第１の適応フィルタまたは前記二次経路適応フィルタのうちの別のフィルタの適応が実質的に完了または停止された後にのみ開始されるように、前記二次経路適応フィルタおよび前記第１の適応フィルタの適応を順序付ける、処理回路と
を備える、パーソナルオーディオデバイス。
（項目２）
前記処理回路は、前記二次経路適応フィルタの適応が、前記第１の適応フィルタの適応の前に、かつ、前記第１の適応フィルタの適応が停止されている間に、行なわれるように、前記二次経路適応フィルタおよび前記第１の適応フィルタの適応を順序付ける、項目１に記載のパーソナルオーディオデバイス。
（項目３）
前記処理回路は、前記ソースオーディオが前記二次経路適応フィルタの適応のために好適なトレーニング信号を提供する特性を有することを決定することに応答して、前記二次経路適応フィルタ、次いで、前記第１の適応フィルタの適応のシーケンスを開始する、項目２に記載のパーソナルオーディオデバイス。
（項目４）
前記処理回路は、前記ソースオーディオが主にダウンリンク発話を含み、したがって、前記二次経路適応フィルタの適応のために好適なトレーニング信号を提供する特性を有することを決定する、項目３に記載のパーソナルオーディオデバイス。
（項目５）
前記処理回路は、前記二次経路適応フィルタ、次いで、前記第１の適応フィルタの適応のシーケンスを開始し、前記二次経路適応フィルタの適応中に、前記二次経路適応フィルタの適応のために好適なトレーニング信号を提供する特性を有するトレーニング信号を前記ソースオーディオに注入する、項目２に記載のパーソナルオーディオデバイス。
（項目６）
前記トレーニング信号は、広帯域信号である、項目５に記載のパーソナルオーディオデバイス。
（項目７）
前記処理回路は、前記第１の適応フィルタの１つ以上の係数が許容される閾値を超える変化率を有することを決定することに応答して、前記二次経路適応フィルタ、次いで、前記第１の適応フィルタの適応のシーケンスを開始する、項目２に記載のパーソナルオーディオデバイス。
（項目８）
前記処理回路は、前の適応のシーケンスから所定の期間が経過したことを決定することに応答して、前記二次経路適応フィルタ、次いで、前記第１の適応フィルタの適応のシーケンスを開始する、項目２に記載のパーソナルオーディオデバイス。
（項目９）
パーソナルオーディオデバイス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、
エラー信号および基準マイクロホン信号に従って、リスナーによって聞かれている周囲オーディオ音の存在を低減させるために、第１の適応フィルタを適応させることによって、アンチノイズ信号を基準信号から適応的に生成することと、
前記アンチノイズ信号とソースオーディオとを組み合わせることと、
前記組み合わせの結果を変換器に提供することと、
基準マイクロホンを用いて前記周囲オーディオ音を測定することと、
エラーマイクロホンを用いて前記変換器の音響出力および前記周囲オーディオ音を測定することと、
前記ソースオーディオを成形する二次経路応答を有する二次経路適応フィルタと、前記ソースオーディオを前記エラーマイクロホン信号から除去することにより、前記エラー信号を提供する結合器とを実施することと、
前記第１の適応フィルタまたは前記二次経路適応フィルタのうちの第１のフィルタの適応が、前記第１の適応フィルタまたは前記二次経路適応フィルタのうちの別のフィルタの適応が実質的に完了または停止された後にのみ開始されるように、前記二次経路適応フィルタおよび前記第１の適応フィルタの適応を順序付けることと
を含む、方法。
（項目１０）
前記順序付けることは、前記二次経路適応フィルタの適応が、前記第１の適応フィルタの適応の前に、かつ、前記第１の適応フィルタの適応が停止されている間に、行なわれるように、前記二次経路適応フィルタおよび前記第１の適応フィルタの適応を順序付ける、項目９に記載の方法。
（項目１１）
前記ソースオーディオが、前記二次経路適応フィルタの適応のために好適なトレーニング信号を提供する特性を有するかどうかを決定することと、
前記ソースオーディオが前記二次経路適応フィルタの適応のために好適なトレーニング信号を提供する特性を有すること決定を決定することに応答して、前記二次経路適応フィルタ、次いで、前記第１の適応フィルタの適応のシーケンスを開始することと
をさらに含む、項目１０に記載の方法。
（項目１２）
前記決定することは、前記ソースオーディオが主にダウンリンク発話を含み、したがって、前記二次経路適応フィルタの適応のために好適なトレーニング信号を提供する特性を有することを決定する、項目１１に記載の方法。
（項目１３）
前記二次経路適応フィルタ、次いで、前記第１の適応フィルタの適応のシーケンスを開始することと、
前記二次経路適応フィルタの適応中に、前記二次経路適応フィルタの適応のために好適なトレーニング信号を提供する特性を有するトレーニング信号を前記ソースオーディオに注入することと
をさらに含む、項目１０に記載の方法。
（項目１４）
前記トレーニング信号は、広帯域信号である、項目１３に記載の方法。
（項目１５）
前記第１の適応フィルタの１つ以上の係数が許容される閾値を超える変化率を有するかどうかを決定することと、
前記第１の適応フィルタの１つ以上の係数が前記許容される閾値を超える変化率を有することを決定することに応答して、前記二次経路適応フィルタ、次いで、前記第１の適応フィルタの適応のシーケンスを開始することと
をさらに含む、項目１０に記載の方法。
（項目１６）
前の適応のシーケンスから所定の期間が経過したかどうかを決定することと、
前記所定の期間が経過したことを決定することに応答して、前記二次経路適応フィルタ、次いで、前記第１の適応フィルタの適応のシーケンスを開始することと
をさらに含む、項目１０に記載の方法。
（項目１７）
パーソナルオーディオデバイスの少なくとも一部を実施するための集積回路であって、前記集積回路は、
出力信号を出力変換器に提供するための出力部であって、前記出力信号は、リスナーへのプレイバックのためのソースオーディオと、前記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アンチノイズ信号との両方を含む、出力部と、
前記周囲オーディオ音を示す基準マイクロホン信号を受信するための基準マイクロホン入力部と、
前記変換器の前記音響出力および前記変換器における前記周囲オーディオ音を示すエラーマイクロホン信号を受信するためのエラーマイクロホン入力部と、
エラー信号および前記基準マイクロホン信号に従って、前記リスナーによって聞かれている前記周囲オーディオ音の存在を低減させるために、第１の適応フィルタを適応させることによって、アンチノイズ信号を基準信号から適応的に生成する処理回路であって、前記処理回路は、前記ソースオーディオを成形する二次経路応答を有する二次経路適応フィルタと、前記ソースオーディオを前記エラーマイクロホン信号から除去することにより、前記エラー信号を提供する結合器とを実施し、前記処理回路は、前記第１の適応フィルタまたは前記二次経路適応フィルタのうちの第１のフィルタの適応が、前記第１の適応フィルタまたは前記二次経路適応フィルタのうちの別のフィルタの適応が実質的に、了または停止された後にのみ開始されるように、前記二次経路適応フィルタおよび前記第１の適応フィルタの適応を順序付ける、処理回路と
を備える、集積回路。
（項目１８）
前記処理回路は、前記二次経路適応フィルタの適応が、前記第１の適応フィルタの適応の前に、かつ、前記第１の適応フィルタの適応が停止されている間に、行なわれるように、前記二次経路適応フィルタおよび前記第１の適応フィルタの適応を順序付ける、項目１７に記載の集積回路。
（項目１９）
前記処理回路は、前記ソースオーディオが前記二次経路適応フィルタの適応のために好適なトレーニング信号を提供する特性を有することを決定することに応答して、前記二次経路適応フィルタ、次いで、前記第１の適応フィルタの適応のシーケンスを開始する、項目１８に記載の集積回路。
（項目２０）
前記処理回路は、前記ソースオーディオが主にダウンリンク発話を含み、したがって、前記二次経路適応フィルタの適応のために好適なトレーニング信号を提供する特性を有することを決定する、項目１９に記載の集積回路。
（項目２１）
前記処理回路は、前記二次経路適応フィルタ、次いで、前記第１の適応フィルタの適応のシーケンスを開始し、前記二次経路適応フィルタの適応中に、前記二次経路適応フィルタの適応のために好適なトレーニング信号を提供する特性を有するトレーニング信号を前記ソースオーディオに注入する、項目１８に記載の集積回路。
（項目２２）
前記トレーニング信号は、広帯域信号である、項目２１に記載の集積回路。
（項目２３）
前記処理回路は、前記第１の適応フィルタの１つ以上の係数が許容される閾値を超える変化率を有することを決定することに応答して、前記二次経路適応フィルタ、次いで、前記第１の適応フィルタの適応のシーケンスを開始する、項目１８に記載の集積回路。
（項目２４）
前記処理回路は、前の適応のシーケンスから所定の期間が経過したことを決定することに応答して、前記二次経路適応フィルタ、次いで、前記第１の適応フィルタの適応のシーケンスを開始する、項目１８に記載の集積回路。
（項目２５）
パーソナルオーディオデバイスであって、前記パーソナルオーディオデバイスは、
パーソナルオーディオデバイス筐体と、
オーディオ信号を再生するために、前記筐体に取り付けられた変換器であって、前記オーディオ信号は、出力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アンチノイズ信号を含む、変換器と、
前記周囲オーディオ音を示す基準マイクロホン信号を提供するために、前記筐体に取り付けられた基準マイクロホンと、
前記筐体内の処理回路であって、前記処理回路は、前記アンチノイズ信号が前記周囲オーディオ音の実質的なキャンセルを生じさせるように、前記アンチノイズ信号を前記基準マイクロホン信号から適応的に生成し、前記処理回路は、前記基準マイクロホン内への前記ソースオーディオの音響漏出の振幅が前記周囲オーディオ音の振幅に対して十分であることを決定することに応答して、前記アンチノイズ信号の不適切な発生を防止するための措置を講じる、処理回路と
を備える、パーソナルオーディオデバイス。
（項目２６）
前記出力変換器の前記音響出力および前記出力変換器における前記周囲オーディオ音を示すエラーマイクロホン信号を生成する、前記筐体に取り付けられたエラーマイクロホンをさらに備え、前記処理回路はさらに、エラー信号に従って、前記アンチノイズ信号を生成し、前記処理回路は、前記ソースオーディオを成形する二次経路応答を有する二次経路適応フィルタと、前記ソースオーディオを前記エラーマイクロホン信号から除去することにより、前記エラー信号を提供する結合器とを実施し、前記措置を講じることは、前記第１の適応フィルタまたは前記二次経路適応フィルタのうちの第１のフィルタの適応が、前記第１の適応フィルタまたは前記二次経路適応フィルタのうちの別のフィルタの適応が実質的に完了または停止された後にのみ開始されるように、前記二次経路適応フィルタおよび前記第１の適応フィルタの適応を順序付けることを含む、項目２５に記載のパーソナルオーディオデバイス。
（項目２７）
前記処理回路は、前記二次経路適応フィルタの適応が、前記第１の適応フィルタの適応の前に、かつ、前記第１の適応フィルタの適応が停止されている間に、行なわれるように、前記二次経路適応フィルタおよび前記第１の適応フィルタの適応を順序付け、前記適応を順序付けることは、前記基準マイクロホン内への前記ソースオーディオの音響漏出の振幅が前記周囲オーディオ音の振幅に対して十分であることを前記処理回路が決定することに応答して、行なわれる、項目２６に記載のパーソナルオーディオデバイス。
（項目２８）
前記処理回路は、前記ソースオーディオの振幅と閾値とを比較することによって、前記基準マイクロホン内への前記ソースオーディオの音響漏出の振幅が、前記周囲オーディオ音の振幅に対して十分であると決定する、項目２６に記載のパーソナルオーディオデバイス。
（項目２９）
前記処理回路はさらに、前記周囲オーディオ音の大きさの測定から前記閾値を決定する、項目２８に記載のパーソナルオーディオデバイス。
（項目３０）
前記処理回路はさらに、前記パーソナルオーディオデバイスの音量設定から前記ソースオーディオの振幅を決定する、項目２８に記載のパーソナルオーディオデバイス。
（項目３１）
パーソナルオーディオデバイス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、
アンチノイズ信号が周囲オーディオ音の実質的なキャンセルを生じさせるように、第１の適応フィルタを用いて、前記アンチノイズ信号を基準マイクロホン信号から適応的に生成することと、
前記アンチノイズ信号とソースオーディオとを組み合わせることと、
前記組み合わせの結果を変換器に提供することと、
基準マイクロホンを用いて前記周囲オーディオ音を測定することと、
前記基準マイクロホン内への前記ソースオーディオの音響漏出の振幅が前記周囲オーディオ音の振幅に対して十分であるかどうかを決定することと、
前記基準マイクロホン内への前記ソースオーディオの音響漏出の振幅が前記周囲オーディオ音の振幅に対して十分であることを決定することに応答して、前記アンチノイズ信号の不適切な発生を防止するための措置を講じることと
を含む、方法。
（項目３２）
前記出力変換器の音響出力および前記出力変換器における前記周囲オーディオ音を示すエラーマイクロホン信号を生成することと、
エラー信号に従って、前記アンチノイズ信号を生成することと、
前記ソースオーディオを成形する二次経路応答を有する二次経路適応フィルタと、前記ソースオーディオを前記エラーマイクロホン信号から除去することにより、前記エラー信号を提供する結合器とを実施することと、
前記第１の適応フィルタまたは前記二次経路適応フィルタのうちの第１のフィルタの適応が、前記第１の適応フィルタまたは前記二次経路適応フィルタのうちの別のフィルタの適応が実質的に完了または停止された後にのみ開始されるように、前記二次経路適応フィルタおよび前記第１の適応フィルタの適応を順序付けることと
をさらに含む、項目３１に記載の方法。
（項目３３）
記基準マイクロホン内への前記ソースオーディオの音響漏出の振幅が前記周囲オーディオ音の振幅に対して十分であることを決定することに応答して、前記二次経路適応フィルタの適応が、前記第１の適応フィルタの適応の前に、かつ、前記第１の適応フィルタの適応が停止されている間に、行なわれるように、前記二次経路適応フィルタおよび前記第１の適応フィルタの適応を順序付けることをさらに含む、項目３２に記載の方法。
（項目３４）
前記決定することは、前記ソースオーディオの振幅と閾値とを比較することによって、前記基準マイクロホン内への前記ソースオーディオの音響漏出の振幅が前記周囲オーディオ音の振幅に対して十分であることを決定する、項目３３に記載の方法。
（項目３５）
前記周囲オーディオ音の大きさの測定から前記閾値を決定することをさらに含む、項目３４に記載の方法。
（項目３６）
前記決定することは、前記パーソナルオーディオデバイスの音量設定から前記ソースオーディオの振幅を決定する、項目３４に記載の方法。
（項目３７）
パーソナルオーディオデバイスの少なくとも一部を実施するための集積回路であって、前記集積回路は、
出力信号を出力変換器に提供するための出力部であって、前記出力信号は、リスナーへのプレイバックのためのソースオーディオと、前記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アンチノイズ信号との両方を含む、出力部と、
前記周囲オーディオ音を示す基準マイクロホン信号を受信するための基準マイクロホン入力部と、
筐体内の処理回路であって、前記処理回路は、前記アンチノイズ信号が前記周囲オーディオ音の実質的なキャンセル消去を生じさせるように、前記アンチノイズ信号を前記基準マイクロホン信号から適応的に生成し、前記処理回路は、基準マイクロホン内への前記ソースオーディオの音響漏出の振幅が前記周囲オーディオ音の振幅に対して十分であることを決定することに応答して、前記アンチノイズ信号の不適切な発生を防止するための措置を講じる、処理回路と
を備える、集積回路。
（項目３８）
前記出力変換器の前記音響出力および前記出力変換器における前記周囲オーディオ音を示すエラーマイクロホン信号を受信するためのエラーマイクロホン入力部をさらに備え、前記処理回路はさらに、エラー信号に従って、前記アンチノイズ信号を生成し、前記処理回路は、前記ソースオーディオを成形する二次経路応答を有する二次経路適応フィルタと、前記ソースオーディオを前記エラーマイクロホン信号から除去することにより、前記エラー信号を提供する結合器とを実施し、前記措置を講じることは、前記第１の適応フィルタまたは前記二次経路適応フィルタのうちの第１のフィルタの適応が、前記第１の適応フィルタまたは前記二次経路適応フィルタのうちの別のフィルタの適応が実質的に完了または停止された後にのみ開始されるように、前記二次経路適応フィルタおよび前記第１の適応フィルタの適応を順序付けることを含む、項目３７に記載の集積回路。
（項目３９）
前記処理回路は、前記二次経路適応フィルタの適応が、前記第１の適応フィルタの適応の前に、かつ、前記第１の適応フィルタの適応が停止されている間に、行なわれるように、前記二次経路適応フィルタおよび前記第１の適応フィルタの適応を順序付け、前記適応を順序付けることは、前記基準マイクロホン内への前記ソースオーディオの音響漏出の振幅が前記周囲オーディオ音の振幅に対して十分であることを前記処理回路が決定することに応答して、行なわれる、項目３８に記載の集積回路。
（項目４０）
前記処理回路は、前記ソースオーディオの振幅と閾値とを比較することによって、前記基準マイクロホン内への前記ソースオーディオの音響漏出の振幅が前記周囲オーディオ音の振幅に対して十分であると決定する、項目３８に記載の集積回路。
（項目４１）
前記処理回路はさらに、前記周囲オーディオ音の大きさの測定から前記閾値を決定する、項目４０に記載の集積回路。
（項目４２）
前記処理回路はさらに、前記パーソナルオーディオデバイスの音量設定から前記ソースオーディオの振幅を決定する、項目４０に記載の集積回路。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、例示的無線電話１０の例証である。

【図2】図２は、無線電話１０内の回路のブロック図である。

【図3】図３は、図２のＣＯＤＥＣ集積回路２０のＡＮＣ回路３０内に含まれ得る信号処理回路および機能ブロックの例を描写するブロック図である。

【図4】図４〜図５は、種々の実施による、図２のＣＯＤＥＣ集積回路２０のＡＮＣ回路３０の動作を図示する信号波形図である。

【図5】図４〜図５は、種々の実施による、図２のＣＯＤＥＣ集積回路２０のＡＮＣ回路３０の動作を図示する信号波形図である。

【図6】図６は、ＣＯＤＥＣ集積回路２０によって実施される信号処理アルゴリズムを描写するフローチャートである。

【図7】図７は、ＣＯＤＥＣ集積回路２０内の信号処理回路および機能ブロックを描写するブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（発明を実施するための最良の形態）
無線電話等のパーソナルオーディオデバイスにおいて実施され得るノイズキャンセル技法および回路が、開示される。パーソナルオーディオデバイスは、適応ノイズキャンセル（ＡＮＣ）回路を含み、適応ノイズキャンセル（ＡＮＣ）回路は、周囲音響環境を測定し、スピーカ（または、他の変換器）出力に注入される信号を生成することにより周囲音響事象を消去する。基準マイクロホンは、周囲音響環境を測定するために提供され、エラーマイクロホンは、変換器における周囲オーディオおよび変換器出力を測定するために含まれ、したがって、ノイズキャンセルの有効性の指標を与える。二次経路推定適応フィルタは、エラー信号を生成するために、プレイバックオーディオをエラーマイクロホン信号から除去するために使用される。しかしながら、パーソナルオーディオデバイスによって再生されるソースオーディオ（例えば、電話会話中のダウンリンクオーディオ）のレベルに応じて、変換器から基準マイクロホンへの漏出が、ＡＮＣ回路の不安定な動作および／または不適切な適応を生じさせ得る。さらに、不適切に適応させられた状態からの回復の際、またはＡＮＣ回路の初期化中、二次経路推定適応フィルタが適切に応答しなければ、ＡＮＣシステムの残りは、適切に適応しないか、または不安定となり得る。以下に示される例示的パーソナルオーディオデバイス、方法、および回路は、二次経路推定適応フィルタおよびＡＮＣシステムの残りの適応を順序付けることにより、不安定性を回避し、ＡＮＣシステムを適切な応答に適応させる。さらに、基準マイクロホンへのソースオーディオの漏出の大きさが、測定または推定され、安定動作が予期され得るように、ソースオーディオが終了または音量が減少した後、ＡＮＣシステムの適応およびそのような状態からの回復に対して、措置を講じることができる。

【0011】

図１は、ヒトの耳５に近接する例示的無線電話１０を示す。図示される無線電話１０は、本明細書で例証される技法が採用され得るデバイスの例であるが、図示される無線電話１０内または後の例証に描写される回路内で具現化される要素または構成の全てが要求されるわけではないことを理解されたい。無線電話１０は、スピーカＳＰＫＲ等の変換器を含み、変換器は、他のローカルオーディオ事象（例えば、呼出音、記憶されたオーディオ番組素材、近端発話、無線電話１０によって受信されるウェブページまたは他のネットワーク通信からのソース）ならびにオーディオ指標（例えば、バッテリ低下および他のシステム事象通知）とともに、無線電話１０によって受信される遠隔発話を再生する。近発話マイクロホンＮＳは、近端発話を捕捉するために提供され、近端発話は、無線電話１０から他の会話参加者（単数または複数）に伝送される。

【0012】

無線電話１０は、スピーカＳＰＫＲにより再生される遠隔発話および他のオーディオの明瞭さを向上させるために、適応ノイズキャンセル（ＡＮＣ）回路、およびアンチノイズ信号をスピーカＳＰＫＲ内に注入するという特徴を含む。基準マイクロホンＲは、周囲音響環境を測定するために提供され、ユーザ／話者の口の典型的位置から離れて配置され、それによって、近端発話が、基準マイクロホンＲによって生成される信号内で最小にされる。第３のマイクロホンであるエラーマイクロホンＥは、無線電話１０が耳５にきわめて近接している場合、耳５に近接するスピーカＳＰＫＲによって再生されるオーディオ信号と組み合わせられた周囲オーディオの測定値を提供することによって、ＡＮＣ動作をさらに向上させるために提供される。無線電話１０内の例示的回路１４は、基準マイクロホンＲ、近発話マイクロホンＮＳ、およびエラーマイクロホンＥから信号を受信するオーディオＣＯＤＥＣ集積回路２０を含み、無線電話トランシーバを含むＲＦ集積回路１２等の他の集積回路とインターフェース接続する。本発明の他の実施形態では、本明細書に開示される回路および技法は、単一の集積回路（たとえば、チップ上ＭＰ３プレーヤー集積回路）に組み込まれ、その集積回路は、制御回路およびパーソナルオーディオデバイスの全体を実行する他の機能性を含み得る。

【0013】

一般に、本明細書に開示されるＡＮＣ技法は、基準マイクロホンＲに影響を与える（スピーカＳＰＫＲの出力および／または近端発話と対立するものとしての）周囲音響事象を測定し、また、エラーマイクロホンＥに影響を与える同一の周囲音響事象を測定することによって、図示される無線電話１０のＡＮＣ処理回路は、エラーマイクロホンＥに存在する周囲音響事象の振幅を最小限にする特性を有するように、基準マイクロホンＲの出力から生成されるアンチノイズ信号を適応させる。音響経路Ｐ（ｚ）は、基準マイクロホンＲからエラーマイクロホンＥに延在するため、ＡＮＣ回路は、本質的に、電気−音響経路Ｓ（ｚ）の影響を除去した状態で組み合わせられた推定音響経路Ｐ（ｚ）である。電気−音響経路Ｓ（ｚ）は、ＣＯＤＥＣ ＩＣ２０のオーディオ出力回路の応答と、特定の音響環境内におけるスピーカＳＰＫＲとエラーマイクロホンＥとの間の結合を含むスピーカＳＰＫＲの音響／電気伝達関数とを表す。無線電話１０が耳５にしっかりと押しつけられていないとき、電気−音響経路Ｓ（ｚ）は、耳５の近接性および構造と、無線電話１０に近接し得る他の物理的物体およびヒト頭部構造とによって影響される。図示される無線電話１０は、第３の近発話マイクロホンＮＳを有する２つのマイクロホンＡＮＣシステムを含むが、別個のエラーマイクロホンおよび基準マイクロホンを含まない他のシステムが、前述の技法を実施することができる。代替として、発話マイクロホンＮＳが、前述のシステム内において、基準マイクロホンＲの機能を果たすために使用されることができる。最後に、オーディオプレイバックのためだけに設計されたパーソナルオーディオデバイスでは、近発話マイクロホンＮＳは、概して、含まれず、以下にさらに詳細に説明される、回路内の近発話信号経路は、省略されることができる。

【0014】

次に、図２を参照すると、無線電話１０内の回路が、ブロック図に示される。ＣＯＤＥＣ集積回路２０は、基準マイクロホン信号を受信して基準マイクロホン信号のデジタル表現ｒｅｆを生成するアナログ−デジタルコンバータ（ＡＤＣ）２１Ａと、エラーマイクロホン信号を受信してエラーマイクロホン信号のデジタル表現ｅｒｒを生成するＡＤＣ２１Ｂと、近発話マイクロホン信号を受信して近発話マイクロホン信号のデジタル表現ｎｓを生成するためのＡＤＣ２１Ｃとを含む。ＣＯＤＥＣ ＩＣ２０は、増幅器Ａ１からスピーカＳＰＫＲを駆動させるための出力を生成し、増幅器Ａ１は、結合器２６の出力を受信するデジタル−アナログコンバータ（ＤＡＣ）２３の出力を増幅する。結合器２６は、内部オーディオソース２４からのオーディオ信号ｉａと、ＡＮＣ回路３０によって生成されるアンチノイズ信号ａｎｔｉ−ｎｏｉｓｅ（通例、基準マイクロホン信号ｒｅｆ内のノイズと同一の極性を有し、したがって、結合器２６によって減算される）と、無線電話１０のユーザが、無線周波数（ＲＦ）集積回路２２から受信されるダウンリンク発話ｄｓに適切に関連した自身の音声を聞き取れるように近発話信号ｎｓの一部とを組み合わせる。本発明の実施形態によると、ダウンリンク発話ｄｓは、ＡＮＣ回路３０に提供される。ダウンリンク発話ｄｓ、内部オーディオｉａ、およびノイズ（または、代替信号として適用される場合、ソースオーディオ／ノイズ）は、結合器２６に提供され、それによって、信号ｄｓ＋ｉａが、常時、ＡＮＣ回路３０内の二次経路適応フィルタを有する推定音響経路Ｓ（ｚ）に提示される。近発話信号ｎｓはまた、ＲＦ集積回路２２に提供され、アンテナＡＮＴを介して、アップリンク発話としてサービスプロバイダに伝送される。

【0015】

図３は、図２のＡＮＣ回路３０の詳細の一例を示す。適応フィルタ３２は、基準マイクロホン信号ｒｅｆを受信し、理想的状況下で、その伝達関数Ｗ（ｚ）をＰ（ｚ）／Ｓ（ｚ）となるように適応させることにより、アンチノイズ信号ａｎｔｉ−ｎｏｉｓｅを生成し、アンチノイズ信号は、図２の結合器２６によって例示されるように、アンチノイズ信号と変換器によって再生されるオーディオ信号とを組み合わせる出力結合器に提供される。適応フィルタ３２の係数は、２つの信号の相関を使用して適応フィルタ３２の応答を決定するＷ係数制御ブロック３１によって制御され、Ｗ係数制御ブロック３１は、概して、最小二乗平均の意味において、エラーマイクロホン信号ｅｒｒ内に存在する基準マイクロホン信号ｒｅｆのそれらの成分間のエラーを最小にする。Ｗ係数制御ブロック３１によって処理される信号は、フィルタ３４Ｂによって提供される経路Ｓ（ｚ）の応答の推定値のコピーによって成形されるような基準マイクロホン信号ｒｅｆ、および、エラーマイクロホン信号ｅｒｒを含む別の信号である。基準マイクロホン信号ｒｅｆを経路Ｓ（ｚ）の応答の推定値のコピー、応答ＳＥ_ＣＯＰＹ（ｚ）で変換し、エラーマイクロホン信号ｅｒｒを最小にすることによって、ソースオーディオのプレイバックに起因するエラーマイクロホン信号ｅｒｒの成分を除去後、適応フィルタ３２は、Ｐ（ｚ）／Ｓ（ｚ）の所望の応答に適応させられる。エラーマイクロホン信号ｅｒｒに加え、Ｗ係数制御ブロック３１によってフィルタ３４Ｂの出力とともに処理される他の信号は、フィルタ応答ＳＥ（ｚ）（応答ＳＥ_ＣＯＰＹ（ｚ）は、そのコピーである）によって処理されるダウンリンクオーディオ信号ｄｓおよび内部オーディオｉａを含むソースオーディオの反転した量を含む。ソースオーディオの反転した量を注入することによって、適応フィルタ３２は、エラーマイクロホン信号ｅｒｒ内に存在する比較的に大量のソースオーディオに適応することを防止される。経路Ｓ（ｚ）の応答の推定値でダウンリンクオーディオ信号ｄｓおよび内部オーディオｉａの反転したコピーを変換することによって、処理前にエラーマイクロホン信号ｅｒｒから除去されるソースオーディオは、エラーマイクロホン信号ｅｒｒにおいて再生されるダウンリンクオーディオ信号ｄｓおよび内部オーディオｉａの予期されるバージョンに整合するはずである。エラーマイクロホン信号ｅｒｒから除去されるソースオーディオは、エラーマイクロホン信号ｅｒｒにおいて再生される組み合わせられたダウンリンクオーディオ信号ｄｓおよび内部オーディオｉａに整合する。なぜなら、Ｓ（ｚ）の電気および音響経路は、エラーマイクロホンＥに到達するためにダウンリンクオーディオ信号ｄｓおよび内部オーディオｉａによって辿られる経路であるからである。フィルタ３４Ｂは、それ自体は、適応フィルタではないが、適応フィルタ３４Ａの応答に整合するように調整される調節可能応答を有し、それによって、フィルタ３４Ｂの応答は、適応フィルタ３４Ａの適応を追跡する。

【0016】

前述を実施するために、適応フィルタ３４Ａは、ＳＥ係数制御ブロック３３によって制御される係数を有し、ＳＥ係数制御ブロック３３は、ソースオーディオ（ｄｓ＋ｉａ）と、上記に説明されたフィルタリングされたダウンリンクオーディオ信号ｄｓおよび内部オーディオｉａ（適応フィルタ３４Ａによってフィルタリングされ、エラーマイクロホンＥに送達される予期されるソースオーディオを表す）の結合器３６による除去後のエラーマイクロホン信号ｅｒｒとを処理する。それに関して、適応フィルタ３４Ａは、ダウンリンクオーディオ信号ｄｓおよび内部オーディオｉａからエラー信号ｅを生成するように適応させられ、ダウンリンクオーディオ信号ｄｓおよび内部オーディオｉａがエラーマイクロホン信号ｅｒｒから減算されると、ソースオーディオ（ｄｓ＋ｉａ）に起因しないエラーマイクロホン信号ｅｒｒの内容を含む。しかしながら、ダウンリンクオーディオ信号ｄｓおよび内部オーディオｉａが両方とも存在しない場合、例えば、電話呼の開始の際、または、非常に小さい振幅を有する場合、ＳＥ係数制御ブロック３３は、推定音響経路Ｓ（ｚ）への十分な入力を有しない。したがって、ＡＮＣ回路３０では、ソースオーディオ検出器３５Ａが、十分なソースオーディオ（ｄｓ＋ｉａ）が存在するかどうか検出し、十分なソースオーディオ（ｄｓ＋ｉａ）が存在する場合、二次経路推定値を更新する。ソースオーディオ検出器３５Ａは、発話存在信号がダウンリンクオーディオ信号ｄｓのデジタルソースから利用可能である場合に発話存在信号によって置換されてもよく、またはメディアプレイバック制御回路から提供されるプレイバックアクティブ信号によって置換されてもよい。セレクタ３８は、制御回路３９から提供される制御信号ｉｎｊｅｃｔに従って、二次経路適応フィルタ３４ＡおよびＳＥ係数制御ブロック３３への入力において、ソースオーディオ（ｄｓ＋ｉａ）とトレーニング信号発生器３７の出力との間を選択するために提供され、制御回路３９は、アサートされると、トレーニング信号発生器３７の出力を選択する。制御信号ｉｎｊｅｃｔのアサートは、好適なソースオーディオ信号が存在しないときでも、ＡＮＣ回路３０が音響経路Ｓ（ｚ）の推定値を更新することを可能にする。それによって、制御回路３９がトレーニング信号発生器３７の出力を一時的に選択すると、ノイズバーストまたは他のトレーニング信号が、二次経路適応フィルタ３４Ａに注入される。代替として、セレクタ３８は、トレーニング信号をソースオーディオ（ｄｓ＋ｉａ）に追加する結合器と置換されることができる。

【0017】

制御回路３９は、ソースオーディオ検出器３５Ａから入力を受信し、その入力は、遠隔呼出信号がダウンリンクオーディオ信号ｄｓ内に存在するときを示すＲｉｎｇインジケータと、ソースオーディオ（ｄｓ＋ｉａ）全体の検出されたレベルを反映するＳｏｕｒｃｅ Ｌｅｖｅｌ指標とを含む。制御回路はまた、基準マイクロホン信号ｒｅｆの検出されたレベルの指標を提供する周囲オーディオ検出器３５Ｂから入力を受信する。制御回路３９は、パーソナルオーディオデバイスの音量設定の指標ｖｏｌを受信してもよい。制御回路３９は、安定性指標ＷｓｔａｂｌｅをＷ係数制御部３１から受信し、このＷ係数制御部３１はまた、概して、応答Ｗ（ｚ）の係数の和の変化率である安定性測定値Δ（Σ｜Ｗ_ｋ（ｚ））｜／Δｔが閾値を上回ると、アサート解除されるが、代替として、安定性指標Ｗｓｔａｂｌｅは、適応フィルタ３２の応答を決定する、Ｗ（ｚ）係数のすべてよりも少数のものに基づいてもよい。さらに、制御回路３９は、Ｗ係数制御部３１の適応を制御するための制御信号ｈａｌｔＷを生成し、ＳＥ係数制御部３３の適応を制御するための制御信号ｈａｌｔＳＥを生成する。同様に、ＳＥ係数制御部３３は、安定性測定値Δ（Σ｜ＳＥ_ｋ（ｚ））｜／Δｔが閾値未満であるときを示す安定性指標ＳＥｓｔａｂｌｅを提供するが、これはまた、ＳＥ（ｚ）の係数のすべてよりも少数のものに基づいてもよい。Ｗ（ｚ）および二次経路推定値ＳＥ（ｚ）の適応の順序付けのための例示的アルゴリズムは、図４〜図６を参照して、以下にさらに詳細に論じられる。

【0018】

本明細書で図示される例示的回路および方法は、ＳＥ係数制御部３３が、適切な値を含み、したがって、応答ＳＥ_ＣＯＰＹ（ｚ）および応答ＳＥ（ｚ）が、応答Ｗ（ｚ）を適応させる前に、好適な特性を有するように、ＳＥ係数制御部３３、次いで、Ｗ係数制御部３１のトレーニングの順序付けを提供する。前述は、ＳＥ係数制御部３３が適応させられ、次いで、ＳＥ係数制御部３３の適応が停止された後にのみＷ係数制御部３１を適応させることによって、達成される。図４に示される例では、二次経路適応フィルタ適応は、推定された応答ＳＥ（ｚ）が安定した後、制御信号ｈａｌｔＳＥをアサートすることによって停止され、Ｗ（ｚ）は、制御信号ｈａｌｔＷをアサート解除することによって適応することを可能にされる。図４に示される特定の動作では、応答ＳＥ（ｚ）は、応答Ｗ（ｚ）が適応させられていないときのみ適応することを可能にされ、その逆もまた然りであるが、他の状況下または他の動作モードでは、応答ＳＥ（ｚ）およびＷ（ｚ）は、同時に、適応することが可能にされることができる。特定の例では、応答ＳＥ（ｚ）は、応答ＳＥ（ｚ）が適応させられていた時間量、指標ＳＥｓｔａｂｌｅのアサート、または他の基準のいずれかが、応答ＳＥ（ｚ）が二次経路Ｓ（ｚ）を推定するために十分に適応させられたことを示す時間ｔ_０まで適応させられ、次いで、Ｗ（ｚ）が、適応させられることができる。

【0019】

時間ｔ_０では、制御信号ｈａｌｔＳＥが、アサートされ、制御信号ｈａｌｔＷが、アサート解除され、ＳＥ（ｚ）の適応からＷ（ｚ）の適応に遷移する。時間ｔ_１では、ソースオーディオ検出器３５Ａから制御回路３９に提供されるＳｏｕｒｃｅ ｌｅｖｅｌ指標が、ダウンリンクオーディオが閾値よりも大きいことを示し、これは、基準マイクロホンｒへの漏出が、ＡＮＣシステムの適切な動作のために大き過ぎる可能性が高いことを示す。閾値は、指標Ａｍｂｉｅｎｔ ｌｅｖｅｌとして周囲オーディオ検出器３５Ｂから提供される参照チャネルの振幅から決定されてもよい。代替として、指標Ｓｏｕｒｃｅ ｌｅｖｅｌの値は、基準マイクロホン信号ｒｅｆへのソースオーディオ漏出の影響を推定するために、指標Ａｍｂｉｅｎｔ ｌｅｖｅｌの値によって増減されてもよい。応答において、制御信号ｈａｌｔＷは、アサートされ、応答Ｗ（ｚ）の適応を停止する。次いで、強い（非トーン）ダウンリンクオーディオ信号が、概して、応答ＳＥ（ｚ）のための良好なトレーニング信号であるため、制御信号ｈａｌｔＳＥは、アサート解除されるが、上方閾値がまた、Ｓｏｕｒｃｅ Ｌｅｖｅｌ指標に適用されてもよく、ダウンリンクオーディオが、ＡＮＣシステムの非線形挙動を生じさせるほど強い場合、応答ＳＥ（ｚ）の適応を同様に防止する。時間ｔ_２では、ｌｅｖｅｌ指標が、閾値より下に減少し、応答Ｗ（ｚ）が、再び、制御信号ｈａｌｔＷをアサート解除することによって、短い期間の間、適応することを可能にされ、応答ＳＥ（ｚ）の適応が、制御信号ｈａｌｔＳＥをアサートすることによって、停止される。時間ｔ_３では、応答ＳＥ（ｚ）が閾値を超えて累積的に適応させられた時間量により、または、応答ＳＥ（ｚ）が、応答Ｗ（ｚ）が最大時間周期Ｔ_ｍａｘｗの間適応するように適用され得る十分な品質であることを示す応答ＳＥ（ｚ）の係数に適用される安定性基準または別のルールにより、応答Ｗ（ｚ）は、最大期間の間、適応することが可能にされる。

【0020】

ＳＥ（ｚ）およびＷ（ｚ）の適応のシーケンスは、遠隔呼出音または他のトーン信号が、ダウンリンクオーディオｄ内で検出される時間ｔ_６まで継続する。最初に、制御回路３９は、指標Ｓｏｕｒｃｅ ｌｅｖｅｌが閾値を超えることを決定し、制御信号ｈａｌｔＷをアサートし、応答Ｗ（ｚ）の適応を停止する。応答ＳＥ（ｚ）は、制御信号ｈａｌｔＳＥをアサート解除することによって適応することを可能にされるが、時間ｔ_７では、ソースオーディオが主にトーンであることを決定するソースオーディオ検出器３５Ａにより、指標Ｒｉｎｇが、アサートされる。時間ｔ_８では、ソースオーディオ内のトーンが終了するが、応答Ｗ（ｚ）は、適応することを可能にされない。なぜなら、時間ｔ_６から時間ｔ_７の間隔の間、呼出音が応答ＳＥ（ｚ）を妨害しないことと、時間ｔ_８において、応答ＳＥ（ｚ）を適応させるためにソースオーディオが存在しないこととを確実にするために、応答ＳＥ（ｚ）の適応は、より適切なトレーニング信号で行なわれなければならないからである。通常動作は、時間ｔ_９において、十分な振幅のダウンリンク発話ｄの復帰に伴って再開し、制御信号ｈａｌｔＳＥおよびｈａｌｔＷによって命令されるように、応答ＳＥ（ｚ）の適応後、応答Ｗ（ｚ）の適応が続く。

【0021】

図５に示される例では、いくつかのトーンが検出された後、二次経路適応フィルタ適応が、リセットされ、これは、例えば、時間ｔ_１０から制御信号ｈａｌｔＳＥがアサートされるまで、各遠隔トーンのはじまりに図示される短い適応期間の影響を低減させる。次いで、図４の例におけるように、呼出音シーケンスが完了した後、ダウンリンク発話が存在する間、制御信号ｈａｌｔＳＥが、再び、アサート解除されることにより、応答ＳＥ（ｚ）を適応させ、次いで、制御信号ｈａｌｔＳＥがアサートされる間、制御信号ｈａｌｔＷが、アサート解除されることにより、応答Ｗ（ｚ）が、周囲音響環境に適応することを可能にする。

【0022】

図６は、図３の制御回路３９によって実施され得る方法を図示する。基準マイクロホン信号ｒｅｆに対するソースオーディオ（例えば、ダウンリンクオーディオｄ）の大きさの推定値が閾値を上回る（決定６０か）、または応答Ｗ（ｚ）が不安定であると決定される（決定６１）間、例えば、応答Ｗ（ｚ）の係数が急速に変化するか、またはダウンリンクオーディオｄがトーンである場合（決定６２）、応答Ｗ（ｚ）および応答ＳＥ（ｚ）の適応は、停止される（ステップ６３）。そうでなければ、基準マイクロホン信号ｒｅｆに対するソースオーディオ（例えば、ダウンリンクオーディオｄ）の大きさの推定値が、閾値より小さいかまたは閾値に等しく（決定６０）、応答Ｗ（ｚ）が安定していると決定され（決定６１）、かつ、ダウンリンクオーディオｄがトーンではなくなった後（決定６２）、応答ＳＥ（ｚ）およびＷ（ｚ）の適応が、順序付けられる。最初に、応答ＳＥ（ｚ）の適応が、有効にされる（ステップ６４）一方、応答Ｗ（ｚ）の適応は、依然として、無効である（ステップ６３）。次いで、応答ＳＥ（ｚ）の適応が、停止され（ステップ６５）、応答Ｗ（ｚ）の適応が、有効にされる（ステップ６６）。次いで、応答Ｗ（ｚ）の適応が、再び、停止される（ステップ６７）。ＡＮＣ発生が終了されるまで（決定６８）、ステップ６０〜６７は、繰り返される。図６のフローチャートは、図４〜図５の波形図および図３の回路に図示される特定のメカニズムの作用を示すにすぎない簡略化されたフローチャートであり、応答Ｗ（ｚ）およびＳＥ（ｚ）の適応を制御する種々の他のメカニズムの全てを含むわけではない。例えば、ステップ６４〜ステップ６７の適応のシーケンスは、適切な適応が維持されることを確実にするために、ソースオーディオの大きさが大き過ぎず、応答Ｗ（ｚ）が、安定したままである場合でも、周期的に繰り返されてもよい。

【0023】

次に、図７を参照すると、図３に描写されるようなＡＮＣ技法を実施し、図２のＣＯＤＥＣ集積回路２０内に実施され得るような処理回路４０を有するためのＡＮＣシステムのブロック図が、示される。処理回路４０は、メモリ４４に結合されたプロセッサコア４２を含み、メモリ４４内に、前述のＡＮＣ技法の一部または全部ならびに他の信号処理を実施し得るコンピュータプログラム製品を含むプログラム命令が記憶される。必要に応じて、専用デジタル信号処理（ＤＳＰ）論理４６が、処理回路４０によって提供されるＡＮＣ信号処理の一部、または代替として、その全部を実施するために提供されてもよい。処理回路４０はまた、ＡＤＣ２１Ａ〜２１Ｃを含み、ＡＤＣ２１Ａは、基準マイクロホンＲから入力を受信し、ＡＤＣ２１Ｂは、エラーマイクロホンＥから入力を受信し、ＡＤＣ２１Ｃは、近発話マイクロホンＮＳから入力を受信する。ＤＡＣ２３および増幅器Ａ１もまた、上記に説明されたようなアンチノイズを含む変換器出力信号を提供するために、処理回路４０によって提供される。

【0024】

本発明は、特に、その好ましい実施形態を参照して図示および説明されたが、前述ならびに形態および詳細における他の変更が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本明細書に行なわれてもよいことは、当業者によって理解される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】