(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】
(24)【登録日】2023-07-18
(45)【発行日】2023-07-26
(54)【発明の名称】動的ヘッドルーム管理
(51)【国際特許分類】
H04R 3/00 20060101AFI20230719BHJP
G10K 11/178 20060101ALI20230719BHJP
【ＦＩ】
H04R3/00 310
G10K11/178
【請求項の数】
17
(21)【出願番号】P 2021558807
(86)(22)【出願日】2020-03-27
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-06-01
(86)【国際出願番号】 US2020025362
(87)【国際公開番号】W WO2020205571
(87)【国際公開日】2020-10-08
【審査請求日】2021-11-29
(31)【優先権主張番号】62/827,529
(32)【優先日】2019-04-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】591009509
【氏名又は名称】ボーズ・コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】ＢＯＳＥ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】エリー・ブー・ダヘル
(72)【発明者】
【氏名】クリスティアン・マリウス・ヘラ
【審査官】大石 剛
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１５／０３５０７８３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特表２０１４－５２１９８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／１７５３１７（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｒ ３／００
Ｇ１０Ｋ １１／１７８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
オーディオヘッドルームを管理する方法であって、第１の入力信号を受信することと、
第２の入力信号を受信することと、
前記第１の入力信号と前記第２の入力信号を合わせて、合わせた信号を提供することと、
合わせた前記信号を閾値と比較することと、
合わせた前記信号が前記閾値未満である場合、合わせた前記信号を出力信号として提供することと、
合わせた前記信号が前記閾値よりも大きい場合、調整信号を前記出力信号として提供することであって、前記調整信号が、合わせた前記信号に基づく、提供することと、
合わせた前記信号が前記閾値よりも大きいことに基づいて、前記第１の入力信号に適用されるゲインを調整することと、
適用される前記ゲインがゲイン閾値を下回るとき、減衰フラグを提供することと、を含む、方法。
【請求項2】
合わせた前記信号が前記閾値を上回るインスタンスの数をカウントすることと、前記インスタンスの数に基づいて、適用される前記ゲインを調整することと、を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
合わせた前記信号が前記閾値を上回るインスタンスのレートを決定することと、前記インスタンスのレートに基づいて、適用される前記ゲインを調整することと、を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記減衰フラグを受信することと、前記減衰フラグを受信したことに応答して、適応フィルタの適応をフリーズすることと、を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
前記第１の入力信号が、ノイズキャンセレーションシステムによって提供される抗ノイズ信号であり、前記適応フィルタが、前記ノイズキャンセレーションシステムの構成要素である、請求項４に記載の方法。
【請求項6】
合わせた前記信号が前記閾値よりも大きいとき、制限フラグを提供することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
動的ヘッドルーム管理システムであって、入力信号を受信するための２つ以上の入力と、
前記入力信号を受信し、前記入力信号を合わせ、合わせた信号を提供する、前記２つ以上の入力に結合された合わせ装置と、
合わせた前記信号を受信し、合わせた前記信号を閾値と比較し、合わせた前記信号が前記閾値を超えるとき、インジケータを提供し、合わせた前記信号に基づいて出力信号を提供する、前記合わせ装置に結合されたリミッタと、
前記インジケータを受信し、前記インジケータに基づいて前記入力信号のうちの少なくとも１つにゲインを適用し、適用される前記ゲインがゲイン閾値を下回るとき、減衰フラグを提供する、前記リミッタに結合されたコントローラと、を備える、動的ヘッドルーム管理システム。
【請求項8】
前記コントローラが、前記インジケータに基づいて、合わせた前記信号が前記閾値を上回るインスタンスの数をカウントし、前記インスタンスの数に基づいて、適用される前記ゲインを調整する、請求項７に記載のシステム。
【請求項9】
前記コントローラは、合わせた前記信号が前記閾値を上回るインスタンスのレートを決定し、前記インスタンスのレートに基づいて、適用される前記ゲインを調整する、請求項７に記載のシステム。
【請求項10】
前記減衰フラグを受信し、前記減衰フラグを受信したことに応答して、適応フィルタの適応をフリーズする適応システムを更に備える、請求項７に記載のシステム。
【請求項11】
前記適応システムが、ノイズキャンセレーションシステムであり、第１の入力信号が、前記ノイズキャンセレーションシステムによって提供される抗ノイズ信号である、請求項１０に記載のシステム。
【請求項12】
プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、第１の入力信号を受信することと、
第２の入力信号を受信することと、
前記第１の入力信号と前記第２の入力信号を合わせて、合わせた信号を提供することと、
合わせた前記信号を閾値と比較することと、
合わせた前記信号が前記閾値未満である場合、合わせた前記信号を出力信号として提供することと、
合わせた前記信号が前記閾値よりも大きい場合、調整信号を前記出力信号として提供することであって、前記調整信号が、合わせた前記信号に基づく、提供することと、
合わせた前記信号が前記閾値よりも大きいことに基づいて、前記第１の入力信号に適用されるゲインを調整し、適用される前記ゲインがゲイン閾値を下回るとき、減衰フラグを提供することと、を含む方法を実行させる符号化された命令を有する、非一時的プロセッサ可読記憶媒体。
【請求項13】
前記プロセッサに、合わせた前記信号が前記閾値を上回るインスタンスの数をカウントすることと、前記インスタンスの数に基づいて、適用される前記ゲインを調整することと、を更に行わせる符号化された命令を有する、請求項１２に記載の記憶媒体。
【請求項14】
前記プロセッサに、合わせた前記信号が前記閾値を上回るインスタンスのレートを決定することと、前記インスタンスのレートに基づいて、適用される前記ゲインを調整することと、を更に行わせる符号化された命令を有する、請求項１２に記載の記憶媒体。
【請求項15】
前記プロセッサに、前記減衰フラグに応答して適応フィルタの適応をフリーズすることを更に行わせる符号化された命令を有する、請求項１２に記載の記憶媒体。
【請求項16】
前記第１の入力信号が、ノイズキャンセレーションシステムによって提供される抗ノイズ信号であり、前記適応フィルタが、前記ノイズキャンセレーションシステムの構成要素である、請求項１５に記載の記憶媒体。
【請求項17】
前記プロセッサに、合わせた前記信号が前記閾値よりも大きいとき、制限フラグを提供することを更に行わせる符号化された命令を有する、請求項１２に記載の記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１９年４月１日に出願され、ＤＹＮＡＭＩＣ ＨＥＡＤＲＯＯＭ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴという名称の米国特許仮出願第６２／８２７，５２９号の利益を主張し、全ての目的のためにその全体が本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１９年４月１日に出願され、ＤＹＮＡＭＩＣ ＨＥＡＤＲＯＯＭ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴという名称の米国特許仮出願第６２／８２７，５２９号の利益を主張し、全ての目的のためにその全体が本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【0002】
車両及び自動車のオーディオシステムなどのオーディオシステムは、様々な特徴を実装する複数のサブシステム間で様々な出力トランスデューサ（例えば、ラウドスピーカ）を共有することができる。例えば、オーディオシステムは、娯楽オーディオ（例えば、ラジオ局、ストリーミングミュージックなど乗員が選択したオーディオなど）、ナビゲーションプロンプト、警報音（ブラインドスポット又はレーンドリフト警告など）、着信通話などを再生することができる。いくつかの例示的な車両システムはまた、ロードノイズ及び／若しくはエンジンノイズなどの望ましくない音響エネルギーを低減することを目的とするキャンセレーション信号を生成し、かつ／又はエンジン高調波増強若しくは他の音響効果などの強化音を生成することができる。共通の出力トランスデューサ（例えば、ラウドスピーカ）を介してこのようなオーディオ要求の全てを適応させることは、１つ以上のラウドスピーカをオーバーロードする可能性があり、これは、例えば、限られた信号電圧又は総電力のみに適応し得る。したがって、複数のオーディオ信号間の利用可能な電力制限（例えば、ヘッドルーム）をバランスさせる必要がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0003】
態様及び実施例は、以下、ラウドスピーカと称される（しかし、各種の形態をとり得る）１つ以上の共通出力トランスデューサを介した複数のオーディオ信号又は機能の必要性のバランスを取るための動的ヘッドルーム管理を提供するシステム及び方法を目的とする。本明細書に開示される実施例は、ヘッドルームが使い果たされているときを検出し、例えば、より低い優先度信号の減衰（振幅を減少させる）によって、１つのオーディオ信号を優先することができる。様々な実施例は、利用可能なヘッドルームを任意の数の信号の間でバランスさせるために、複数の信号の調整を提供することができる。例えば、娯楽オーディオ需要が高い（例えば、音量を上げた）とき、ＲＮＣシステムによって提供される抗ノイズ信号（anti-noise signal）は、ラウドスピーカのオーバードライブを回避するために低減（減衰）され得る。
【0004】
一態様によれば、オーディオヘッドルームを管理する方法が提供され、この方法は、第１の入力信号を受信することと、第２の入力信号を受信することと、第１の入力信号と第２の入力信号を合わせて、合わせた信号を提供することと、合わせた信号を閾値と比較することと、合わせた信号が閾値未満である場合、合わせた信号を出力信号として提供することと、合わせた信号が閾値よりも大きい場合、調整信号を出力信号として提供することであって、調整信号は、合わせた信号に基づく、提供することと、合わせた信号が閾値よりも大きいことに基づいて、第１の入力信号に適用されるゲインを調整することと、を含む。
【0005】
いくつかの実施例は、合わせた信号が閾値を上回るインスタンスの数をカウントし、インスタンスの数に基づいて、適用されるゲインを調整することを含む。
【0006】
様々な実施例は、合わせた信号が閾値を上回るインスタンスのレートを決定し、インスタンスのレートに基づいて、適用されるゲインを調整することを含む。
【0007】
様々な実施例は、適用されるゲインがゲイン閾値を下回るとき、減衰フラグを提供することを含む。いくつかの実施例はまた、減衰フラグを受信し、減衰フラグを受信したことに応答して、適応フィルタの適応をフリーズすることも含む。特定の実施例では、第１の入力信号は、ノイズキャンセレーションシステムによって提供される抗ノイズ信号であってもよく、適応フィルタは、ノイズキャンセレーションシステムの構成要素であってもよい。
【0008】
特定の実施例は、合わせた信号が閾値よりも大きいとき、制限フラグを提供することを含む。
【0009】
別の態様によれば、入力信号を受信するための２つ以上の入力と、入力信号を受信し、入力信号を合わせ、合わせた信号を提供する、２つ以上の入力に結合された合わせ装置（combiner）と、合わせた信号を受信し、合わせた信号を閾値と比較し、合わせた信号が閾値を超えるとき、インジケータを提供し、合わせた信号に基づいて出力信号を提供する合わせ装置に結合されたリミッタと、インジケータを受信し、インジケータに基づいて入力信号のうちの少なくとも１つにゲインを適用する、リミッタに結合されたコントローラと、を含む、動的ヘッドルーム管理システムが提供される。
【0010】
いくつかの実施例によれば、コントローラは、インジケータに基づいて、合わせた信号が閾値を上回るインスタンスの数をカウントし、インスタンスの数に基づいて、適用されるゲインを調整する。
【0011】
特定の実施例では、コントローラは、合わせた信号が閾値を上回るインスタンスのレートを決定し、インスタンスのレートに基づいて、適用されるゲインを調整し得る。
【0012】
様々な実施例において、コントローラは、適用されるゲインがゲイン閾値を下回るとき、減衰フラグを提供してもよい。更に、適応システムは、いくつかの実施例では、減衰フラグを受信し、減衰フラグを受信したことに応答して、適応フィルタの適応をフリーズすることができる。特定の実施例では、適応システムは、ノイズキャンセレーションシステムであってもよく、第１の入力信号は、ノイズキャンセレーションシステムによって提供される抗ノイズ信号である。
【0013】
別の態様によれば、プロセッサによって実行されると、プロセッサに、第１の入力信号を受信することと、第２の入力信号を受信することと、第１の入力信号と第２の入力信号を合わせて、合わせた信号を提供することと、合わせた信号を閾値と比較することと、合わせた信号が閾値未満である場合、合わせた信号を出力信号として提供することと、合わせた信号が閾値よりも大きい場合、調整信号を出力信号として提供することであって、調整信号は、合わせた信号に基づく、提供することと、合わせた信号が閾値よりも大きいことに基づいて、第１の入力信号に適用されるゲインを調整することと、を行わせる符号化された命令を有する非一時的プロセッサ可読記憶媒体が提供される。
【0014】
いくつかの実施例では、プロセッサは、合わせた信号が閾値を上回るインスタンスの数をカウントし、インスタンスの数に基づいて、適用されるゲインを調整することができる。
【0015】
特定の実施例では、プロセッサは、合わせた信号が閾値を上回るインスタンスのレートを決定し、インスタンスのレートに基づいて、適用されるゲインを調整し得る。
【0016】
様々な実施例では、プロセッサは、適用されるゲインがゲイン閾値を下回るとき、減衰フラグを提供する。いくつかの実施例によれば、プロセッサは、減衰フラグに応答して適応フィルタの適応をフリーズし得る。特定の実施例では、第１の入力信号は、ノイズキャンセレーションシステムによって提供される抗ノイズ信号であってもよく、適応フィルタは、ノイズキャンセレーションシステムの構成要素であってもよい。
【0017】
特定の実施例では、プロセッサは、合わせた信号が閾値よりも大きいとき、制限フラグを提供してもよい。
【0018】
これらの例示的態様及び例に関する更なる他の態様、実施例、及び利点を、以下で詳細に考察する。本明細書で開示する実施例は、本明細書に開示される原理の少なくとも１つと整合する任意の様式で、他の実施例と組み合わせることができ、更に、「一実施例（an example）」、「いくつかの実施例（some examples）」、「代替例（an alternate example）」、「様々な実施例（various examples）」、「一実施例（one example）」等への言及は、必ずしも互いに独占的ではなく、説明される特定の特徴、構造、又は特性は、少なくとも一実施例に含まれ得ることを示すよう意図する。本明細書におけるこうした用語の出現は、必ずしも全てが同じ例を示すわけではない。
【図面の簡単な説明】
【0019】
少なくとも１つの例に関する様々な態様を、添付図面を参照して、以下で考察するが、これらの図面は、縮尺とおりに描かれることを意図しない。これらの図は、様々な態様と例の図示、及び更なる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成するが、本発明の制約の定義であることを意図していない。図において、様々な図で図示される同一の、又は略同一の構成要素は、同様の文字又は数字で表記され得る。明瞭にするために、全ての図において、構成要素全てが、必ずしも符号付けされていない場合がある。
【図1】例示的なヘッドルーム管理システムの概略図である。
【図3】別の例示的なヘッドルーム管理システムの概略図である。
【図4】別の例示的なヘッドルーム管理システムの概略図である。
【図5】別の例示的なヘッドルーム管理システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
本開示の態様は、車両の乗員区画などの環境において、複数のオーディオ信号を音響エネルギーに変換するために、１つ以上のラウドスピーカに信号を提供するオーディオシステム及び方法に関する。本明細書のオーディオシステム及び方法は、オーディオ信号を動的に調整して個々のオーディオ信号に割り当てられた電力の配分を制御しながら、オーディオ信号を合わせたものをラウドスピーカの利用可能な電力処理能力に制限する。様々な実施例には、総出力電圧がラウドスピーカの電圧制限を超えることを防止するために、場合によってはサンプルごとに出力信号を調整することができるリミッタが挙げられる。リミッタは、出力信号が調整される（又は「制限される」）たびに、例えば、出力フラグを介して示してもよい。様々な実施例には、出力フラグを監視して、一定期間にわたって、出力信号が制限される頻度、又は出力信号が制限されるレート、又は出力信号が制限されるデューティサイクル若しくは時間の割合を決定して、オーディオ信号のうちの１つ以上を調整すべきかどうかを決定するコントローラが挙げられる。コントローラは、調整されるオーディオ信号のうちの１つ以上、及びその量を選択し、選択されたオーディオ信号を調整するためにゲイン成分を制御することができる。
【0021】
本明細書で考察される方法と機器の実施例は、以下の説明に記載されるか、又は添付の図面で図示される構成の詳細、並びに、構成要素の配置に適用することに限定されない。本発明の方法及び機器は、他の実施例で実装可能であり、様々な方式で実施又は遂行可能である。具体的な実施例は、例示目的のみのために本明細書で提供され、限定を意図するものではない。具体的には、任意の１つ以上の実施例に関連して考察される機能、構成要素、要素、及び特徴は、任意の他の実施例において同様の役割から除外されることを意図するものではない。
【0022】
本明細書で開示する例は、本明細書に開示される原理の少なくとも１つと整合する任意の様式で、他の例と組み合わせることができ、更に、「一実施例（an example）」、「いくつかの実施例（some examples）」、「代替例（an alternate example）」、「様々な実施例（various examples）」、「一実施例（one example）」等への言及は、必ずしも互いに独占的ではなく、説明される特定の特徴、構造、又は特性は、少なくとも一実施例に含まれ得ることを示すよう意図する。本明細書におけるこうした用語の出現は、必ずしも全てが同じ実施例を示すわけではない。
【0023】
また、本明細書で使用される表現及び用語は、説明目的のみを目的としており、限定的であるとみなされるべきではない。本明細書において単数で言及されるシステム及び方法の実施例、構成要素、要素、行為、又は機能に対する任意の言及はまた、複数を含む実施形態を包含してもよく、本明細書における任意の例、構成要素、要素、動作、又は機能に対する複数での任意の言及もまた、単数形のみを含む実施例を包含してもよい。したがって、単数形又は複数形の参照は、本開示のシステム又は方法、それらの構成要素、行為、又は要素を制限することを意図するものではない。本明細書における「含む（including）」、「含む（comprising）」、「有する（having）」、「含有する（containing）」、「伴う（involving）」、並びに、それらの変形形態の使用は、以下で列挙する項目とその等価物、並びに、他の項目を包含することを意味する。「又は（or）」への言及は、「又は（or）」で記載された全ての用語が、記載された用語の単一、複数、及び、全ての用語のいずれかを示せるよう、包括的であると解釈され得る。前後、左右、上下、上下、及び縦横への言及は、説明の便宜のためであり、本システムと方法、あるいは、それらの構成要素を、何らかの１つの位置的か、又は空間的方向に限定するものではない。
【0024】
１つのスピーカの例示的な動的ヘッドルーム管理システム又はアルゴリズムのブロック図を図１に示し、以下でより詳細に説明する。合わせ装置は、第１の入力オーディオ信号Ａを第２の入力オーディオ信号Ｂと合計して、リミッタブロックへの入力である合わせた信号Ｓｉｎを生成する。リミッタは、所定の閾値を下回る合わせた信号を制限して、スピーカに制限された出力信号Ｓｏｕｔを提供する。リミッタは、リミッタが合わせた信号を制限（又は調整）するたびに、動的ヘッドルーム管理制御ブロックにリミッタフラグを送信することができる。動的ヘッドルーム管理制御ブロックは、この実施例では、第２のオーディオ信号Ｂに適用されるゲインによって示される入力オーディオ信号のうちの１つ（この実施例ではオーディオ信号Ｂ）を調整することができる。それに応じて、リミッタブロックが合わせた信号に制限を適用する必要を停止するように、第２のオーディオ信号Ｂが低減（減衰）されてもよい。様々な実施例において、動的ヘッドルーム管理制御ブロックは、リミッタヒット率を監視又は計算することができ、それに応じて、ゲインを調整、決定、又は選択することができる。
【0025】
様々な実施例では、動的ヘッドルーム管理制御ブロックは、第２の入力オーディオ信号Ｂに減衰を適用したことを示すフラグを提供してもよい。例えば、オーディオ信号Ｂは、ＲＮＣシステムなどの適応システムの出力であってもよく、また、ＲＮＣシステムの出力信号に減衰が適用される限り、適応を一時停止又はフリーズすることが望ましい場合がある。そうでなければ、ＲＮＣシステムは、例えば、動的ヘッドルーム管理制御ブロックによって適用されるゲイン（減衰）と競合して、ＲＮＣ出力信号の振幅を増加させることによって、ヘッドルームの共有の増加を試みるように適応してもよい。したがって、いくつかの実施例では、外部システム（図示せず）は、動的ヘッドルーム管理制御ブロックからフラグを受信してもよく、減衰が適用される入力オーディオ信号に影響を及ぼす適応（又は他の機能）を制御することができる。
【0026】
上で考察されたように、図１は、このような例示的なシステム１００を示し、入力オーディオ信号を受信する入力１１０と、オーディオ信号を追加するなどしてオーディオ信号を合わせて、合わせたオーディオ信号１２２を提供する合わせ装置１２０と、合わせたオーディオ信号１２２を受信し、出力信号１３２をラウドスピーカ１４０に提供するリミッタ１３０とを含む。リミッタ１３０はまた、コントローラ１５０に提供されるフラグ１３４（例えば、リミッタフラグ）を介して出力信号１３２を制限しているときを示す。コントローラ１５０は、１６０で、ゲインを適用することなどによって、入力オーディオ信号のうちの１つを調整することができ、このゲインは、減衰ゲインであってもよく、すなわち、１未満のゲイン係数を有する。最後に、コントローラ１５０はまた、例えば、ユニティゲイン以外の任意の適用によって、オーディオ信号が調整されているときを示すフラグ１５２を提供してもよい。いくつかの実施例では、オーディオ信号は減衰されてもよく、フラグ１５２は減衰フラグとみなされてもよい。特定の実施例では、減衰フラグは、ゲインが、１．０未満又は０．９９未満などの何らかのゲイン閾値を下回るたびに示すことができる。
【0027】
様々な実施例において、リミッタ１３０は、ラウドスピーカ１４０に提供される電圧が特定の限界を超えないようにするために、サンプルごとにデジタル信号において動作するサンプルごとのリミッタであってもよい。
【0028】
図２は、例示的なリミッタ１３０によって実行され得る例示的なフロー図２００を示す。上記のように、リミッタ１３０の主要な役割は、出力信号が特定の電圧を超えることを防止し、例えば、ラウドスピーカ１４０などの下流の電気構成要素を保護することである。一般に、リミッタ１３０は、入力信号が閾値を超えない限り、入力信号と一致する出力信号を提供し、この場合、リミッタは、出力信号を調整して、それが何らかの上限を超えないようにする。例示的なフロー図２００は、サンプルごとに機能し、所定の上限未満の出力信号を制限する。引き続き図２を参照すると、合わせたオーディオ信号１２２のサンプルであってもよい入力信号のサンプル（図１を参照）が受信され（ブロック２１０）、閾値と比較される（ブロック２２０）。入力サンプルが閾値を超える場合、出力サンプルの値は、制限関数Ｓｏｕｔ＝ｌｉｍｉｔ（Ｓｉｎ）によって決定される（ブロック２３０）。制限関数は任意の関数であってもよく、その多くは当該技術分野において周知であるが、一般に、入力サンプル値よりも低い出力サンプル値を提供し、特定の最大上限までのみ提供する。いくつかの実施例では、制限関数は、入力サンプルが閾値以上であるときはいつでも、出力サンプルを閾値に設定することによって、ハードクリッピングを提供することができる。他の実施例では、制限関数は、上限まで、入力サンプルに基づいて、漸進的に先細りの出力サンプルを提供することができ、例えば、絶えず増加する入力信号に関して、出力信号は指数関数的に上限に接近し得る。任意の特定の制限関数の詳細は、そのような多くの例が先行技術に存在するため、本明細書では提示されない。
【0029】
引き続き図２の例示的なフロー図２００を参照すると、ブロック２３０の制限関数をトリガすることは、合わせたオーディオ信号１２２がヘッドルームを使い果たしたことを示し、これは、合わせたオーディオ信号１２２の入力１１０におけるオーディオ信号のうちの少なくとも１つが、オーディオシステム全体のヘッドルームを消費しすぎていると解釈され得る。それに応じて、フラグ１３４（例えば、フラグ＝１）が、ブロック２４０において、動的ヘッドルーム管理（ＤＨＭ）制御ブロック、例えば、図１のコントローラ１５０に送信される。加えて、ブロック２３０の制限関数は、リミッタ１３０の入力信号と出力信号との間の非線形関係を引き起こし、したがって、入力１１０におけるオーディオ信号の外部ソースによって実行される任意の適応が停止されるべきであり（ブロック２５０）、これは、外部システムにフラグを送ることによって達成され得る。例えば、適応フィルタは、ロードノイズ及び／又はエンジン高調波キャンセレーションシステムなどの様々なシステムにおける線形関係を決定するためにフィードバックマイクロフォンと共に動作することができるが、ブロック２３０の制限関数は、そうでなければ、そのようなキャンセレーションシステムを不適切に適応させるであろう非線形処理を表す。例示的なフロー図２００は、次のサンプルに進むことによって継続する（ブロック２６０）。
【0030】
入力サンプルが閾値を超えない場合にブロック２２０に戻ると、出力サンプルの値は入力サンプルに等しく設定され（ブロック２７０）、例えば、変更又は調整なしにリミッタ１３０を通過する。あるいは、入力サンプルが閾値を超えないとき、制限関数はトリガされない。したがって、フラグ１３４がＤＨＭ制御（例えば、図１のコントローラ１５０）に示されず（例えば、フラグ＝０）（ブロック２８０）、任意の適応システムの適応が継続してもよい（ブロック２９０）。
【0031】
いくつかの実施例では、図１のリミッタ１３０などのリミッタは、個々のオーディオ信号入力１１０の知識なしに、合わせたオーディオ信号１２２に作用し得る。他の実施例では、オーディオ信号入力１１０のうちの１つにリミッタを適用して、他のオーディオ信号入力１１０のうちの１つ以上と組み合わされる前に、制限された入力オーディオ信号を、例えば、より低い上限で、より低い優先度に効果的に強制してもよい。そのような実施例では、最終出力信号が制限を超えないことを確実にするために、システム１００の外部に適用され得る更なるリミッタが含まれてもよい。
【0032】
様々な実施例では、本明細書で動的ヘッドルーム管理制御ブロックとも称されるコントローラ１５０は、全てのサンプルにおいてリミッタフラグ１３４を受信してもよく、既定の持続時間にわたってリミッタヒット率（又は単に「ヒット率」）を計算して、オーディオ信号入力１１０のうちの１つ以上に調整を行うべきかどうかを決定することができる。例えば、リミッタフラグ１３４が、リミッタ１３０が出力信号１３２を調整したことを時々しか示さない場合、合わせたオーディオ信号１２２の高い値は一時的であり得、又はほんの少数のサンプルしかない可能性があり、入力１１０でのオーディオ信号のいずれかを調整する必要がない場合がある。しかしながら、リミッタフラグ１３４が出力信号１３２に対する経時的な一連の調整を示す場合、合わせたオーディオ信号１２２の高い値は、入力１１０における１つ以上のオーディオ信号の調整（減衰）を正当化することができる。様々な実施例では、入力１１０における選択された１つ以上のオーディオ信号は、計算されたリミッタヒット率に基づき得るゲイン１６０を適用することによって調整されてもよい。一般に、高リミッタヒット率による調整は減衰であり、これは、ゲイン１６０の値が１未満であることを意味する。
【0033】
様々な実施例において、リミッタヒット率は、既定の持続時間にわたって計算される。低メモリ要件を維持しながらヒット率の迅速な更新を確実にするために、ヒット率持続時間は、Ｎｓｕｂサブブロック及びリミッタヒットの数に分割されてもよく、例えば、フラグ１３４のインスタンス（例えば、フラグ＝１）が、以下の図に示されるように各サブブロックについて計算される。
【0034】
【数1】
【0035】
いくつかの実施例では、２つのカウンタを使用して、最後のサブブロック内のヒットの数を計算することができる。第１のカウンタは、１からヒット率持続時間／Ｎｓｕｂになり、第２のカウンタは、サブブロック持続時間にわたるヒットの数をカウントする。次いで、ヒットの数を使用してバッファを更新し、２つのカウンタがリセットされる。
【0036】
次に、リミットヒット率は、以下のように計算され得る。
【0037】
【数2】
【0038】
リミッタヒット率計算の効率的な実装は、サブブロック当たりのヒットの数を記憶するためのサーキュラバッファ、及び次のような持続時間にわたるヒットの総数を計算するための２つの追加と、を含むことができる。
Ｎｈｉｔｓ（ｎＤＨＭ）＝Ｎｈｉｔｓ（ｎＤＨＭ－１）－Ｎ０＋Ｎｃｕｒｒｅｎｔ、
式中、Ｎｈｉｔｓ（ｎＤＨＭ－１）は、前の更新におけるヒットの総数であり、Ｎ０は、バッファ内の第１の挿入値であり、Ｎｃｕｒｒｅｎｔは、バッファ内のＮ０を置き換える最後の計算値である。
Ｎｈｉｔｓ（ｎＤＨＭ）＝Ｎｈｉｔｓ（ｎＤＨＭ－１）－Ｎ０＋Ｎｃｕｒｒｅｎｔ、
式中、Ｎｈｉｔｓ（ｎＤＨＭ－１）は、前の更新におけるヒットの総数であり、Ｎ０は、バッファ内の第１の挿入値であり、Ｎｃｕｒｒｅｎｔは、バッファ内のＮ０を置き換える最後の計算値である。
【0039】
様々な実施例において、調整ゲイン１６０は、リミッタヒット率に基づいてコントローラ１５０によって決定され得る。上記と同様に、リミットヒット率は、０～１の間で境界された分数値である。いくつかの実施例では、この範囲は、３つの領域に分割されてもよい。０～ｒ１の第１の領域（低ヒット率）、ｒ１～ｒ２の第２の領域（中間範囲ヒット率）、及びｒ２～１の第３の領域（高ヒット率）である。リミッタヒット率が低いとき、例えば、第１の領域内では、コントローラ１５０は、調整ゲイン１６０を１に達するまで増加させることができる。リミッタヒット率が中間範囲又は高であるとき、例えば、第２の領域又は第３の領域内にあるとき、コントローラ１５０は、調整ゲイン１６０を、潜在的に０に達するまで低下させることができる。したがって、コントローラ１５０は、リミッタヒット率が低いときはいつでも調整ゲイン１６０を１に戻すように試みることができ、リミッタヒット率が中間範囲又は高であるときはいつでも、入力１１０におけるオーディオ信号の選択された１つ（又はそれ超）の調整ゲイン１６０を低減する（例えば、減衰を増加させる）ことができる。
【0040】
いくつかの実施例では、コントローラ１５０は、リミッタヒット率が中間範囲領域のときよりも高い領域にあるとき、調整ゲイン１６０をより迅速に低下させることができる。いくつかの実施例では、コントローラ１５０は、以下により詳細に記載されるように、リミッタヒット率の値に基づいて調整ゲイン１６０の調整のレートを決定してもよい。
【0041】
特定の実施例では、調整ゲイン１６０は、以下の式に従って更新されてもよい。
【0042】
【数3】
【0043】
【数4】
【0044】
様々な実施例では、Ｌａｄｊｕｓｔを計算するために他の機能を使用することができる。
【0045】
加えて、コントローラ１５０は、コントローラ１５０が１以外の調整ゲイン１６０を適用するときはいつでも、又は場合によっては、調整ゲイン１６０が１未満のいくつかの閾値レベルであるときはいつでも、入力１１０における１つ以上のオーディオ信号のソースなど、他のシステムに対するインジケータとしてフラグ１５２を提供してもよい。例えば、フラグ１５２は、例えば、適応ノイズキャンセレーションシステムなど別のシステムによって使用されてもよく、例えば、１を下回る調整ゲイン１６０が適用されているなど、その抗ノイズ信号が減衰されている持続時間にわたって適応をフリーズすることができる。
【0046】
上記のシステム及び方法は、娯楽オーディオ及びロードノイズキャンセレーションなどの２つの信号について説明した。しかしながら、これらは、娯楽オーディオ、電話、アナウスメント、ロードノイズキャンセレーション、エンジン高調波拡張、及びエンジン高調波キャンセレーションなど多数の信号を網羅するように修正及び拡張されてもよい。様々な実施例では、追加の入力オーディオ信号は、図３に示されるように、複数の例示的なシステム１００（例えば、図１）をカスケードすることによって（リミッタ及びゲイン制御を有する任意の数の「シリアル」システムに拡張され得る）、又は、図４の一実施例に示されるように、複数の例示的なシステム１００を、例えば、「平行」に積み重ねることによって、追加の入力オーディオ信号を収容することができ、これは、様々な出力を合わせるために追加のシステム１００を含んでもよい。
【0047】
加えて、様々な実施例は、図５に例示される例示的な多入力システム１００ａなどの、より統合されたシステムを実装することができる。例示的なシステム１００ａは、いくつかのオーディオ信号入力１１０を有する、図１の例示的なシステム１００と同様である。例示的なシステム１００ａは、それぞれの調整ゲイン１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃをオーディオ信号入力１１０の個々のものに適用することができるコントローラ１５０ａを含む。上記の説明と同様に、コントローラ１５０ａは、リミッタ１３０が合わせた入力信号１２２を制限するときを示すリミッタフラグ１３４に基づいて調整ゲイン１６０を選択及び適用することができる。コントローラ１５０ａは、（ａ）オーディオ信号を入力１１０に提供するシステム、及び／又は（ｂ）システム全体の様々なニーズ及び／又はシステムの実装に応じて、様々な方式で様々な調整ゲイン１６０を選択し、適用するように構成されてもよい。
【0048】
更に、上述のシステム及び方法は、単一のスピーカチャネルのために例示されており、複数のスピーカに容易に拡張することができる。各スピーカチャネルについてリミッタ閾値を定義することができ、ゲイン調整をラウドスピーカチャネルごとに適用することができる。いくつかの実施例では、例えば、特定のアプリケーション（ノイズキャンセレーション及び／又はラウドスピーカのアレイなど）は、リスナの耳で適切に組み合わせる様々なラウドスピーカからの音響信号に依存し得るため、全てのラウドスピーカチャネル間に単一のゲイン調整を有することが望ましい場合がある。そのような場合、別のラウドスピーカとは無関係の１つのラウドスピーカにおけるゲイン調整は、音響信号の適切な組み合わせを劣化させる場合がある。したがって、マルチラウドスピーカシステムは、全てのシステム１００を結び付け、一定のゲインを適用することができ、これは、ラウドスピーカチャネル間のバランスを維持するために、システム１００のいずれかによって選択される最大減衰ゲインであり得る。
【0049】
様々な態様及び実施例に従って本明細書に開示される方法及びシステムの機能、方法、及び／又は構成要素は、本明細書に開示される態様及び実施例に従って、信号処理及び他の機能を実行するのに好適なデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）及び／又は他の回路、アナログ若しくはデジタルで実装又は実行されてもよい。追加的に又は代替的に、マイクロプロセッサ、論理コントローラ、論理回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、汎用コンピューティングプロセッサ、マイクロコントローラなど、又はこれらの任意の組み合わせが好適であり得、任意の特定の実装に関して、アナログ若しくはデジタル回路構成要素及び／又は他の構成要素を含んでもよい。
【0050】
本明細書に開示される機能及び構成要素は、デジタルドメイン、アナログドメイン、又は２つの組み合わせで動作することができ、特定の実施例は、様々な図におけるＡＤＣ又はＤＡＣの説明の欠如にもかかわらず、適切な場合、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）及び／又はデジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）を含む。更に、本明細書に開示される機能及び構成要素は、時間領域、周波数領域、又は２つの組み合わせで動作することができ、特定の実施例は、様々なドメインにおける処理に適応するために、様々な形態のフーリエ又は類似の分析、合わせ、及び／又は変換を含む。
【0051】
ファームウェアなどを含む任意の好適なハードウェア及び／又はソフトウェアは、本明細書に開示される態様及び実施例の構成要素を実行又は実装するように構成されてもよく、態様及び実施例の様々な実装は、開示されるものに加えて構成要素及び／又は機能を含んでもよい。様々な実装は、回路が、少なくとも部分的に、本明細書に記載される機能を実行することを可能にするためのデジタル信号プロセッサ及び／又は他の回路の記憶された命令を含んでもよい。
【0052】
少なくとも１つの実施例に関するいくつかの態様について述べてきたが、当業者であれば、様々な変更、修正、並びに、改良が容易に思い付くことが、理解されるであろう。こうした変更、修正、及び改善は、本開示の一部であり、本発明の範囲内であることが意図される。したがって、前述の説明及び図面は、例に過ぎず、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲の適切な構成、並びに、それらの等価物から判定されるはずである。
【符号の説明】
【0053】
１００ システム
１１０ 入力オーディオ信号を受信する入力
１３０ リミッタ
１４０ ラウドスピーカ
１５０ コントローラ
１１０ 入力オーディオ信号を受信する入力
１３０ リミッタ
１４０ ラウドスピーカ
１５０ コントローラ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】