JP2015510320A - 高ダイナミックマイクロフォンシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、音を受信し、当該音を表す出力信号を生成するためのマイクロフォンシステムに関するシステム、方法及びコンピュータプログラム製品を対象とする。マイクロフォンシステムは、第１のダイナミックレンジを有し、音を受信し受信された音に基づく第１の音声信号を生成する第１のマイクロフォンを有する。それはまた、第２のダイナミックレンジを有し、音を受信し受信された音に基づく第２の音声信号を生成する第２のマイクロフォンを有し、第１のダイナミックレンジと第２のダイナミックレンジとは重複し、これにより遷移ダイナミックレンジを形成し、処理ロジックは、第１のマイクロフォン及び第２のマイクロフォンに動作可能に結合される。処理ロジックは、第１のマイクロフォンから第１の音声信号を受信し、第２のマイクロフォンから第２の音声信号を受信し、第１の音声信号と第２の音声信号とを組み合わせることにより出力信号を発生させるように構成される。【選択図】図１Ａ

Description

音響圧力（acoustic pressure）としても知られる音圧（sound pressure）は、音波により起こる環境大気圧からの局所圧力偏差である。音圧は、大気中のマイクロフォンを使用して測定されることができ、音圧についてのＳＩ単位は、パスカル（Ｐａ）である。音圧レベルは、基準値に関する音の実効音圧の対数尺度である。音圧レベルは、デシベル（ｄＢ）で測定され、典型的には、２０μＰａ ＲＭＳの大気中の標準参照レベル以上が、通常人間の聴覚の閾値と考えられている。したがって、標準参照レベルを超えて測定された場合の音圧レベルの単位は、“ｄＢ（ＳＰＬ）”である。

複数のマイクロフォンが併用されている。例えば、周波数分割による２つのマイクロフォンカプセルの組み合わせが使用されている。そのような実装は、低周波数のための大きなメンブレンカプセル及び高周波数のためのより小さなメンブレンを使用することにより、非常に広い周波数応答を実現することの動機づけとなり得る。組み合わせの結果、典型的には、２つのマイクロフォンカプセル個々のいずれかが達成しうるよりもスムーズかつ広域なレスポンスを達成する。周波数分割によるそのようなマイクロフォンカプセルを組み合わせることの他の動機づけとしては、指向性マイクロフォンカプセルが使用される場合、一次マイクロフォンの極性パターンが、生来、フルオーディオ帯域幅を達成することが困難であるということである。低周波数において良好な極性パターンを有するマイクロフォンカプセルを、高周波数において良好な極性パターンを有する他のマイクロフォンカプセルと組み合わせることにより、広域な帯域幅の極性パターンを達成しうる。

本発明の実施形態は、音を受信し、当該音を表す出力信号を生成するためのマイクロフォンシステムに関するシステム、方法及びコンピュータプログラム製品を対象とする。マイクロフォンシステムは、第１のダイナミックレンジを有し、音を受信し受信された音に基づく第１の音声信号を生成する第１のマイクロフォンを含む。第２のマイクロフォンは、第２のダイナミックレンジを有し、音を受信し受信された音に基づく第２の音声信号を生成し、第１のダイナミックレンジと第２のダイナミックレンジとは重複し、これにより遷移ダイナミックレンジを形成する。マイクロフォンシステムは、また、第１のマイクロフォン及び第２のマイクロフォンに動作可能に結合される処理ロジックを有する。処理ロジックは、第１のマイクロフォンから第１の音声信号を受信し、第２のマイクロフォンから第２の音声信号を受信し、第１の音声信号と第２の音声信号とを組み合わせることにより出力信号を発生させるように構成される。

いくつかの実施形態では、第１のダイナミックレンジは、第１の最小音圧レベル及び第１の最大音圧レベルを有し、第２のダイナミックレンジは、第２の最小音圧レベル及び第２の最大音圧レベルを有する。第１の最小音圧レベルは、第２の最小音圧レベルより低く、第１の最大音圧レベルは、第２の最大音圧レベルより低い。

いくつかの実施形態では、処理ロジックは、第１の最大音圧レベルより上に上昇する第１の音声信号の音圧レベルに少なくとも部分的に基づいて第１の音声信号から第２の音声信号に切り替えることに少なくとも部分的によって、第１の音声信号及び第２の音声信号を組み合わせることにより出力信号を発生させるように構成される。そのような他の実施形態では、処理ロジックは、第２の最小音圧レベルより上に上昇する第１の音声信号の音圧レベルに少なくとも部分的に基づいて、第１の音声信号から第２の音声信号に切り替えることに少なくとも部分的によって、第１の音声信号及び第２の音声信号を組み合わせることにより出力信号を発生させるように構成される。さらに、そのような他の実施形態では、処理ロジックは、第１の最大音圧レベルより下に低下する第２の音声信号の音圧レベルに少なくとも部分的に基づいて第２の音声信号から第１の音声信号に切り替えることに少なくとも部分的によって、第１の音声信号及び第２の音声信号を組み合わせることにより出力信号を発生させるように構成される。さらに、そのような他の実施形態では、処理ロジックは、第２の最小音圧レベルより下に低下する第２の音声信号の音圧レベルに少なくとも部分的に基づいて第２の音声信号から第１の音声信号に切り替えることに少なくとも部分的によって、第１の音声信号及び第２の音声信号を組み合わせることにより出力信号を発生させるように構成される。

いくつかの実施形態では、マイクロフォンシステムはまた、第１の音声信号を受信し、処理ロジックが第１の音声信号を受信する前に第１の音声信号をアナログからデジタルに変換するように構成される、第１のアナログ・デジタル変換器と、第２の音声信号を受信し、処理ロジックが第２の音声信号を受信する前に第２の音声信号をアナログからデジタルに変換するように構成される、第２のアナログ・デジタル変換器と、をさらに備える。いくつかの実施形態では、処理ロジックは、第１のマイクロフォンが飽和状態になりつつあることに少なくとも部分的に基づいて第１の音声信号から第２の音声信号に切り替えることに少なくとも部分的によって、第１の音声信号及び第２の音声信号を組み合わせることにより出力信号を発生させるように構成される。他の実施形態で、処理ロジックは、第２のマイクロフォンがノイズレベルに到達しつつあることに少なくとも部分的に基づいて第２の音声信号から第１の音声信号に切り替えることに少なくとも部分的によって、第１の音声信号及び第２の音声信号を組み合わせることにより出力信号を発生させるように構成される。

いくつかの実施形態では、処理ロジックは、第１の音声信号又は第２の音声信号が遷移ダイナミックレンジを通過することに応答してほぼ即時に第１の音声信号と第２の音声信号との間の切り替えを行うことに少なくとも部分的によって、第１の音声信号及び第２の音声信号を組み合わせることにより出力信号を発生させるように構成される。他の実施形態では、処理ロジックは、第１のマイクロフォンが所定時間の間飽和状態になっていることに少なくとも部分的に基づいて第１の音声信号から第２の音声信号に切り替えることに少なくとも部分的によって、第１の音声信号及び第２の音声信号を組み合わせることにより出力信号を発生させるように構成される。いくつかの実施形態では、処理ロジックは、第２のマイクロフォンが所定時間の間ノイズレベルに到達していることに少なくとも部分的に基づいて第２の音声信号から第１の音声信号に切り替えることに少なくとも部分的によって、第１の音声信号及び第２の音声信号を組み合わせることにより出力信号を発生させるように構成される。

いくつかの実施形態では、第１のマイクロフォン及び第２のマイクロフォンは、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ：microelectromechanical system）マイクロフォンである。そのようないくつかの実施形態では、第１のマイクロフォン及び第２のマイクロフォンは、携帯装置のハウジングにおいて単一の入力孔を共有する。そのようないくつかの実施形態では、第１のマイクロフォン及び第２のマイクロフォンは、単一のチップ上に配置される。

第１のダイナミックレンジが、第１の最小音圧レベル及び第１の最大音圧レベルを有し、第２のダイナミックレンジが、第２の最小音圧レベル及び第２の最大音圧レベルを有し、第１の最小音圧レベルが第２の最小音圧レベルより低く、第１の最大音圧レベルが第２の最大音圧レベルより低い、いくつかの実施形態では、マイクロフォンシステムは、また、第３のマイクロフォンを含む。第３のマイクロフォンは、第３のダイナミックレンジを有し、音を受信し受信された音に基づく第３の音声信号を生成するものとされる。第３のダイナミックレンジは、第２の最小音圧レベルより高い最小音圧レベルと、第２の最大音圧レベルより高い最大音圧レベルとを有し、処理ロジックは、第３のマイクロフォンに動作可能に結合される。処理ロジックは、第３のマイクロフォンから第３の音声信号を受信し、第２の最大音圧レベルより上に上昇する第２の信号の音圧レベルに少なくとも部分的に基づいて、又は第３の最小音圧レベルより上に上昇する第２の信号の音圧レベルに少なくとも部分的に基づいて、第２の音声信号から第３の音声信号に切り替えることに少なくとも部分的によって、第１の音声信号、第２の音声信号及び第３の音声信号を組み合わせることによって出力信号を発生させるようにさらに構成される。

本発明の実施形態によれば、音を受信し、当該音を表す出力信号を生成するための方法は、第１のダイナミックレンジを有する第１のマイクロフォンを含むマイクロフォンシステムを提供することを含む。第１のマイクロフォンは、音を受信し、受信された音に基づく第１の音声信号を生成する。マイクロフォンシステムは、また、第２のダイナミックレンジを有する第２のマイクロフォンを有し、第２のマイクロフォンは、音を受信し、受信された音に基づく第２の音声信号を生成する。第１のダイナミックレンジ及び第２のダイナミックレンジは重複し、これにより遷移ダイナミックレンジを形成する。第１のダイナミックレンジは、最小音圧レベル及び最大音圧レベルを有し、第２のダイナミックレンジは、最小音圧レベル及び最大音圧レベルを有する。第１の最小音圧レベルは、第２の最小音圧レベルより低く、第１の最大音圧レベルは、第２の最大音圧レベルより低い。当該方法は、また、第１のマイクロフォンから第１の音声信号を受信することと、第２のマイクロフォンから第２の音声信号を受信することと、第１のマイクロフォンが飽和状態になりつつあることに少なくとも部分的に基づいて第１の音声信号から第２の音声信号に切り替え、第２のマイクロフォンがノイズレベルに到達しつつあることに少なくとも部分的に基づいて第２の音声信号から第１の音声信号に切り替えることに少なくとも部分的によって、第１の音声信号及び第２の音声信号を組み合わせることにより出力信号を発生させることと、を含む。

いくつかの実施形態では、出力信号を発生させることは、第１のマイクロフォンが所定時間の間飽和状態になっていることに少なくとも部分的に基づいて、第１の音声信号から第２の音声信号に切り替えることと、第２のマイクロフォンが所定時間の間ノイズレベルに到達していることに少なくとも部分的に基づいて、第２の音声信号から第１の音声信号に切り替えることと、を含む。

本発明の実施形態によれば、音を受信し、当該音を表す出力信号を生成するためのコンピュータプログラム製品は、第１のマイクロフォンから第１の音声信号を受信し、第２のマイクロフォンから第２の音声信号を受信し、第１のマイクロフォンが飽和状態になりつつあることに少なくとも部分的に基づいて第１の音声信号から第２の音声信号に切り替え、第２のマイクロフォンがノイズレベルに到達しつつあることに少なくとも部分的に基づいて第２の音声信号から第１の音声信号に切り替えることに少なくとも部分的によって、第１の音声信号及び第２の音声信号を組み合わせることにより出力信号を発生させるための、コンピュータ実行可能な命令を含む非一時的コンピュータ可読媒体を含む。

いくつかの実施形態では、出力信号を発生させるための命令は、第１のマイクロフォンが所定時間の間飽和状態になっていることに少なくとも部分的に基づいて、第１の音声信号から第２の音声信号に切り替え、第２のマイクロフォンが所定時間の間ノイズレベルに到達していることに少なくとも部分的に基づいて、第２の音声信号から第１の音声信号に切り替えるための命令を含む。

一般的な用語で発明の実施形態をこのように説明し、添付図面が参照されるであろう。
発明の実施形態に係るマイクロフォンシステムの２つのマイクロフォンのダイナミックレンジを示すグラフである。 発明の実施形態に係るマイクロフォンシステムの２つのマイクロフォンの遷移範囲（transition range）を示すグラフである。 発明の実施形態に係るマイクロフォンシステムにより発生されるもののような出力信号を示すグラフ２００である。 発明の実施形態に係るマクロフォンシステムにより発生される出力信号の例を示すグラム３００である。 発明の実施形態に係る音をキャプチャするための例としての装置の外部コンポーネントの正面図を示す図である。 発明の実施形態に係る例としての装置の外部コンポーネントの背面図を示す図である。 発明の実施形態に係る例としての装置の内部コンポーネントを示す図である。 発明の実施形態に基づく、マイクロフォンシステムと関連付けられる例としての処理フローである。

本発明の実施形態について、ここで、発明の全てではなくいくつかの実施形態が示されている添付の図面を参照して、より完全に以下で説明することができる。実際に、発明は、多くの異なる形態で具現化されることができ、ここで説明する実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではない。むしろ、本開示が適用される法的要件を満たすことができるように、これらの実施形態が提供される。全体を通して、同様の数字は同様のエレメントを参照する。

マイクロフォンは、システム、例えばコンピューティングシステム又は非コンピューティングシステムへの音声（audio）入力を受信するために使用される。時には、音声は、（例えば、ユーザがシステムを介して音声電話に参加する場合）ユーザの声であってもよい。あるいは、音声は、音声録音又はビデオ録画に関連する周囲の音声であってもよい。ここで用いられる場合、マイクロフォンは、マイクロフォンシステムとも呼ばれ得る。マイクロフォンシステムは、マイクロフォンを含む任意のコンピューティング又は非コンピューティングシステムであり得る。例としてのマイクロフォンシステムは、スタンドアロンマイクロフォン、モバイルコンピューティング装置（例えば、モバイルフォン）、イメージキャプチャ装置（例えば、カメラ）、ゲーム装置、ラップトップコンピュータ、ポータブルメディアプレイヤ、タブレットコンピュータ、電子書籍リーダ（e-readers）、スキャナ、他の携帯又は非携帯コンピューティング又は非コンピューティング装置、同様に、いくつかの実施形態では、１つ以上のそのコンポーネント及び／又は１つ以上のそれに関連する周辺装置を含むが、これに限定されない。

時には、マイクロフォンは、ここで説明されるシステムに組み込まれている。この組み込みマイクロフォンは、システムから所定の距離内で放送される音声をキャプチャすることができる。あるいは、配線されたマイクロフォンが、システムに関連付けられる適当なマイクロフォンジャックに差し込まれている。そのようなとき、マイクロフォンのユーザは、マイクロフォンを介してシステムに音声（例えば、ユーザの声）を入力するために、音源（例えば、ユーザの唇）の近くにマイクロフォンを持っていかなければならない可能性がある。さらには、ワイヤレスマイクロフォンは、音源の近くに運ばれることができ、ワイヤレスマイクロフォンにより受信される任意の音声信号は、ここで述べるコンピューティング又は非コンピューティングシステムに関連付けられる受信機に、（例えば、１以上の、ＮＦＣ（near-field communication）等の短距離メカニズム又は長距離無線メカニズム（例えば、ＲＦ（radio frequency）通信）を介して）無線で送信される。

マイクロフォンは、その機能性において様々な制限を有する。マイクロフォンの機能性における制限の１つは、マイクロフォンのダイナミックレンジ、即ち、特定のマイクロフォンがそれについて最適な機能性を提供する音圧レベルの範囲である。例えば、マイクロフォンチップマイクロフォン又はシリコンマイクロフォンとも呼ばれる、ＭＥＭＳ（microelectromechanical systems）マイクロフォンは、セルラ電話等のモバイル装置に使用されることができ、典型的には、約６０ｄＢのダイナミックレンジを有する。そのような限定されたダイナミックレンジを有し、それが動作する典型的なマイクロフォン及びマイクロフォンシステムは、高い音圧レベルにおいて欠陥を示す恐れがある。例えば、そのような高い音圧レベルは、電話に向かって叫んでいる人、コンサートの音声録音、自動車事故等により起因し得る。高い音圧レベルの状況では、典型的なマイクロフォンは、飽和状態となり、音の大きくひずんだ表現をキャプチャする恐れがある。同様に、典型的なマイクロフォン及びマイクロフォンシステムは、低い音圧レベルにおいて欠陥を示す恐れがある。例えば、低い音圧レベルは、静かな部屋での電話から遠くの声、静かな音の音声録音等により起因し得る。低い音圧レベルの状況では、典型的なマイクロフォンのノイズフロアは、そのような音をかき消す恐れがある。

概して、発明の実施形態は、音圧レベルが提示する、マイクロフォン個々の飽和レベル、ノイズレベルに依存して２以上のマイクロフォンから単一の出力信号が抽出され得るよう、重複するダイナミックレンジを有するように構成される２以上のマイクロフォンを有するマイクロフォンシステムを提供するためのシステム、方法及びコンピュータプログラム製品を対象とする。いくつかの実施形態では、マイクロフォンシステムは、音を受信し、音を表す出力信号を生成するためのものである。マイクロフォンシステムは、第１のダイナミックレンジを有する第１のマイクロフォンを有し、第１のマイクロフォンは、音を受信し、受信された音に基づいて第１の音声信号を生成する。マイクロフォンシステムは、また、第２のダイナミックレンジを有する第２のマイクロフォンを有し、第２のマイクロフォンは、音を受信し、受信された音に基づいて第２の音声信号を生成する。第１のダイナミックレンジ及び第２のダイナミックレンジは重複し、それによって遷移ダイナミックレンジを形成し、処理ロジックは、第１のマイクロフォン及び第２のマイクロフォンに動作可能なように結合される。処理ロジックは、第１のマイクロフォンから第１の音声信号を受信し、第２のマイクロフォンから第２の音声信号を受信し、第１の音声信号及び第２の音声信号を組み合わせることにより出力信号を発生させるように構成される。多様な実施形態では、音声信号の単一サイクル内で出力信号の一部分が複数の音声信号から取られるというようにして、及び／又は、出力信号を発生させるために使用されている音声信号が切り替えられるべきであるように１つ以上のトリガが示されるまで、出力の一部が１つの音声信号から取られるというようにして、複数のマイクロフォンからの複数の音声信号が組み合わされ得る。

多様な実施形態では、より広いダイナミックレンジをカバーするために、２つ以上のマイクロフォンがマイクロフォンシステムにおいて使用され得る。例えば、より狭いダイナミックレンジをカバーする３つ以上の高品質マイクロフォンが、上質の出力信号を発生させるために併用され得る。

ここで図１Ａを参照して、グラフは、発明の実施形態に係るマイクロフォンシステムの２つのマイクロフォンのダイナミックレンジを示す。グラフ１００は、ｄＢ（ＳＰＬ）の単位を有する単一の変数を有し、当該変数は、標準参照レベルを超える音圧レベルを表す。図１Ａに示されるように、“マイクロフォン１”と呼ばれる第１のマイクロフォンは、１０ｄＢ（ＳＰＬ）から９０ｄＢ（ＳＰＬ）のダイナミックレンジ又は音圧レベルを有する。また、図１Ａに示されるように、“マイクロフォン２”と呼ばれる第２のマイクロフォンは、６０ｄＢ（ＳＰＬ）から１４０ｄＢ（ＳＰＬ）のダイナミックレンジ又は音圧レベルを有する。したがって、マイクロフォン１及びマイクロフォン２のダイナミックレンジには、６０ｄＢ（ＳＰＬ）から９０ｄＢ（ＳＰＬ）まで重複が存在する。それは、図１Ｂに示されるように、遷移範囲（transition range）とも呼ばれる。

図１Ａ及び１Ｂに示すように、マイクロフォンのダイナミックレンジの下端は、特定のマイクロフォンのノイズレベルと呼ばれ得る。それにより、音の音圧レベルは、マイクロフォンのノイズレベルに接近し、及び／又は通過するため、マイクロフォンは、ノイズが問題になることなく音を正確に表現することができなくなることを示している。このマイクロフォンのダイナミックレンジの下端は、マイクロフォンについての最小音圧レベルとも呼ばれ得る。同様に、図１Ａ及び１Ｂに示すように、マイクロフォンのダイナミックレンジの上端は、マイクロフォンについての高ディストーションレベル（high distortion level）、マイクロフォンについての最大音圧レベル、及び／又はマイクロフォンが飽和状態となる音圧レベルと呼ばれ得る。

ここで図２を参照すると、発明の実施形態のマイクロフォンシステムにより発生されるような出力信号のグラフ２００が示される。グラフ２００は、異なるマイクロフォンの音声信号から取られた信号部分で構成される出力信号の一部分を示す。示される例において、マイクロフォン１と呼ばれる第１のマイクロフォンは、マクロフォンシステムの、マイクロフォン２と呼ばれる第２のマイクロフォンよりも低いダイナミックレンジを有する。いくつかの実施形態では、マイクロフォンシステムは、マイクロフォン１及びマイクロフォン２により生成される信号のうち１つ又は両方を解析するように構成される処理ロジックを有することができる。プロセッサは、マイクロフォン１により生成される第１の音声信号を解析しながら、プロセッサは、第１の音声信号が、“低ＳＰＬ閾値”及び／又は“高ＳＰＬ閾値”などの所定の閾値を超えるかを判定する。低ＳＰＬ閾値は、例えば、マイクロフォン２の最小音圧レベルに対応することができ、高ＳＰＬ閾値は、例えば、マイクロフォン１の最大音圧レベルに対応することができる。この例では、低ＳＰＬ閾値及び高ＳＰＬ閾値は、マイクロフォン１及びマイクロフォン２の間の遷移範囲を定義する。

マイクロフォンシステムのいくつかの実施形態では、出力信号は、特定のトリガが発生した場合の判定に基づいて、複数のマイクロフォン間を切り替えることにより発生される。いくつかの実施形態では、例えば、プロセッサは、第１の音声信号からマイクロフォン２により生成される第２の信号へ切り替えるためのトリガを判定することができる。第１のマイクロフォンにより生成される第１の音声信号が遷移範囲に入る場合（例えば、第１の音声信号が低ＳＰＬ閾値を超える場合）、又は、第１の音声信号が遷移範囲を通過する場合（例えば、第１の音声信号が低ＳＰＬ閾値を超えるのに続いて、高ＳＰＬ閾値を超える場合）に、トリガが発生しうる。同様に、プロセッサは、第２の音声信号から第１の音声信号に切り替えるために、トリガを判定することができる。第２の音声信号が遷移範囲に入る場合（例えば、第２の音声信号が高ＳＰＬ閾値を超える場合）、又は、第２の音声信号が遷移範囲を通過する場合（例えば、第２の音声信号が高ＳＰＬ閾値を超えるのに続いて、低ＳＰＬ閾値を超える場合）に、トリガが発生しうる。

いくつかの実施形態では、プロセッサは、マイクロフォン間の切り替えについてトリガを判定するために、音声信号のうちの１つだけを監視する。例えば、一実施形態では、プロセッサは、マイクロフォン１により生成される第１の音声信号を監視する。第１の音声信号の音圧レベルが、低ＳＰＬ閾値を超える場合、それによってトリガを生成し、その後、プロセッサは出力信号を発生させるために第２の音声信号に切り替える。しかしながらこの例では、プロセッサは、次のトリガを判定するために第１の音声信号を監視し続ける。例えば、一旦第１の音声信号の音圧レベルが低ＳＰＬ閾値を超えて戻る場合、プロセッサは、出力信号を発生させるために第１の音声信号に戻って切り替える。他の例では、プロセッサは、全てのトリガを判定するために第２の音声信号を監視し続ける。プロセッサは、第２の音声信号が高ＳＰＬ閾値及び低ＳＰＬ閾値を通り越すまで、第２の音声信号を使用して出力信号を発生させることができ、それにより、遷移範囲を完全に通り抜ける。一旦第２の音声信号が低ＳＰＬ閾値を超えると、プロセッサはその後、出力信号を発生させるために第１の音声信号に切り替えることができるが、しかしながら、プロセッサは、次のトリガを判定するために第２の音声信号を監視し続ける可能性がある。例えば、低ＳＰＬ閾値を超える場合、高ＳＰＬ閾値を超える場合、又は低ＳＰＬ閾値及び高ＳＰＬ閾値を連続して超える場合のいずれかの場合に、プロセッサは、出力信号を発生させるために第２の音声信号に戻って切り替えることができる。

多様な実施形態では、トリガが発生したことをプロセッサが判定する場合、プロセッサは、出力信号を発生させるために、音声信号間の切り替えを即時又はほぼ即時に行う。例えば、一実施形態では、プロセッサは、第１の音声信号を監視し、第１の音声信号の音圧レベルが、低ＳＰＬ閾値及び高ＳＰＬ閾値の両方を超えることを判定し、それにより、出力信号を発生させるために第１の音声信号から第２の音声信号に切り替えるためのトリガを示す。この例では、トリガが検出されるとすぐに、プロセッサが、出力信号を発生させるための音声信号を切り替える。

その一方、他の多様な実施形態では、トリガが発生したことをプロセッサが判定する場合、プロセッサは、出力信号を発生させるための音声信号の切り替えを即時又はほぼ即時に行わず、むしろ、音声信号間の切り替え前に所定時間待機する。例えば、一実施形態では、プロセッサは第１の音声信号を監視しており、音圧レベルが低ＳＰＬ閾値を超えることを判定する。このトリガを検知すると、プロセッサは、出力信号を発生させるために第２の音声信号に切り替える前に所定時間待機する。その際、時間の間待機することにより、システムは、早いペースで前後に切り替えを行うことを回避することができる。例えば、プロセッサがトリガを検知し、すぐに他の音声信号に切り替える場合、音圧レベルは、すぐに低ＳＰＬ閾値より下に下がることができ、したがって第１の音声信号に戻って切り替えることを必要とする。所定時間待機することにより、システムはそのような二重の切り替えを回避し得るが、むしろ、第１の音声信号に基づく出力信号の発生を維持することができる。

言い換えると、所定時間が満了する前に切り替えのための他のトリガが検知されない限り、切り替えのためのトリガが検知された後、プロセッサは予め定めされた時間待機することができる。本記載は、第１の音声信号が低ＳＰＬ閾値を超え、それに応じてプロセッサは所定時間をカウントするクロックを開始するという上述した状況に言及することができる。所定時間の間に他のトリガが示される場合、プロセッサは、アクションをとる必要がないか、又は即時若しくはほぼ即時に切り替えが行われるべきであるかのいずれかを判定することができる。例えば、他のトリガが、低ＳＰＬ閾値より下に下がった音圧レベルである場合、プロセッサは、切り替えを行わないことが適当であることを判定するかもしれない。他方、他のトリガが、高ＳＰＬ閾値に近づいて又は超えて上昇する音圧レベルである場合、プロセッサは、出力信号を発生させるために第２の音声信号にすぐに切り替える必要があることを判定するかもしれない。高ＳＰＬ閾値が第１のマイクロフォンの飽和レベルであるか又はそれに近い状況では、そのような実施形態は、音圧が第１のマイクロフォンの飽和レベルに近づいている、又は実際に超えているという事実にもかかわらず、全所定時間の間待機することによって信号劣化が起こらないことを保証することが必要であるかもしれない。

図２を参照すると、グラフ２００は、マイクロフォンシステムにより発生される出力信号の例を示しており、破線の信号はより低いダイナミックレンジを有する第１のマイクロフォンから取られ、実線の信号は、より高いダイナミックレンジを有する第２のマイクロフォンから取られたものである。図示するように、出力信号は、信号の単一サイクル内で第１及び第２の信号の組み合わせにより発生されている。したがって、本実施形態では、一旦プロセッサがトリガを判定すると、切り替えは、典型的には即時又は即時に近く行われる。

一方、ここで図３を参照すると、グラフ３００は、マイクロフォンシステムにより発生される出力信号の例を示しており、破線の信号は、より低いダイナミックレンジを有する第１のマイクロフォンから取られ、実線の信号は、より高いダイナミックレンジを有する第２のマイクロフォンから取られたものである。図示するように、出力信号は、第１及び第２の音声信号の組み合わせにより発生されているが、出力信号の１サイクル内での組み合わせとしては示されていない。この例は、プロセッサが音圧レベルのＲＭＳを判定し、ＲＭＳ音圧レベルに基づいてそのトリガを判定する状況を示し得る。この例では、出力信号のＲＭＳだけでなく出力信号の振幅も両方が、例えば低ＳＰＬ閾値より高い間は、第２の音声信号、即ち、第２のマイクロフォンにより発生された音声信号が、出力信号のために使用される。この点において、出力信号は、特に信号のＳＰＬがより高い部分について高品質を維持する。音の音圧レベルが低下したこと、例えば、第１又は第２の音声信号のＲＭＳが低ＳＰＬ閾値等の閾値より低下したことを一旦プロセッサが判定すると、図３の実線の信号から破線の信号への変化により示されるように、プロセッサは、出力信号を発生させるために第２の音声信号から第１の音声信号に切り替える。

いくつかの実施形態では、音声信号が遷移領域（transition region）内、即ち、マイクロフォンシステムのマイクロフォンのうち２つのダイナミック領域（dynamic regions）の重複の内側にある場合、出力信号の振幅がより低い部分は第１の音声信号から発生され、出力信号の振幅がより高い部分は第２の信号から発生され、それによって出力信号が作り出されるように、第１の音声信号及び第２の音声信号は、図２に示すように組み合わされることができる。いくつかのそのような実施形態では、音声信号は、例えば、（より低いダイナミックレンジのマイクロフォンからの）第１の音声信号に対して（より高いダイナミックレンジのマイクロフォンからの）第２の音声信号に重み付けをすることにより、組み合わされてもよい。さらに、多様な実施形態では、第１及び／又は第２の音声信号のいくつか又は全てが遷移範囲内で抑制されるように、遷移範囲内で第１及び／又は第２の音声信号のうち１つ又は両方にフィルタを詰まらせることが適用されてもよい。

ここで図４を参照すると、音をキャプチャするための例としての装置の外部コンポーネントの正面図を示す図が示されている。図示するように、装置１１２は、ハウジング３０５、マイクロフォン３１０、スピーカ３２０、キーパッド３３０、ファンクションキー３４０、ディスプレイ３５０及びカメラボタン３６０を含むことができる。

ハウジング３０５は、装置１１２のコンポーネントを含むか又は少なくとも部分的に含むように構成される構造を含むことができる。例えば、ハウジング３０５は、プラスチック、金属若しくは他の天然若しくは人工の材料、又は材料の組み合わせから形成されることができ、マイクロフォン３１０、スピーカ３２０、キーパッド３３０、ファンクションキー３４０、ディスプレイ３５０及びカメラボタン３６０を支持するように構成され得る。

マイクロフォン３１０は、空気圧の波動を対応する電気信号に変換することが可能な任意のコンポーネントを含むことができる。例えば、ユーザは、通話中にマイクロフォン３１０に向かって話すことができる。マイクロフォン３１０は、ユーザ又は装置１１２の周囲の環境からの音声を受信するために使用され得る。ここで述べるいくつかの実施形態では、マイクロフォン３１０は、１以上のマイクロフォン、例えば、２、３以上のマイクロフォンを表す。いくつかの実施形態では、マイクロフォン３１０は、例えば、ハウジング３０５の同一の穴を共有する複数のマイクロフォンを含む。いくつかの実施形態では、複数のマイクロフォンは、全てＭＥＭＳマイクロフォンであり、また、いくつかの実施形態では、複数のマイクロフォンは、１つのチップ上の空間を共有する。

スピーカ３２０は、電気信号を対応する音波に変換することが可能な任意のコンポーネントを含むことができる。例えば、ユーザは、スピーカ３２０を通じて音楽を聴くことができる。

キーパッド３３０は、装置１１２に入力を提供することが可能な任意のコンポーネントを含むことができる。キーパッド３３０は、標準の電話キーパッドを含んでもよい。キーパッド３３０は、１以上の特殊目的のキーを含んでもよい。ある実装においては、キーパッド３３０の各キーは、例えば、プッシュボタンであってもよい。キーパッド３３０は、タッチスクリーンを含むものであってもよい。ユーザは、文字若しくは電話番号等の情報を入力するため、又は特別な機能を起動するためにキーパッド３３０を利用してもよい。

ファンクションキー３４０は、装置１１２に入力を提供することが可能な任意のコンポーネントを含むことができる。ファンクションキー３４０は、ユーザが装置１１２に１以上の動作を実行させるようにすることができるキーを含んでもよい。ファンクションキー３４０のキーに関連付けられる機能性は、装置１１２のモードに依存して変更してもよい。例えば、ファンクションキー３４０は、音声を録音する、電話をかける、様々なメディアを再生する、様々なカメラ機能（例えば、フォーカス、ズーム等）を設定する、又はアプリケーションにアクセスする等、様々な動作を実行してもよい。ファンクションキー３４０は、カーソル機能及び選択機能を提供するキーを含んでもよい。ある実装では、ファンクションキー３４０の各キーは、例えば、プッシュボタンであってもよい。

ディスプレイ３５０は、視覚情報を提供することが可能な任意のコンポーネントを含むことができる。例えば、ある実装では、ディスプレイ３５０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：liquid crystal display）であってもよい。別の実装では、ディスプレイ３５０は、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）ディスプレイ等の、他のディスプレイ技術のうちいずれか１つであってもよい。ディスプレイ３５０は、例えば、文字、画像、及び／又は映像情報を表示するために利用されてもよい。ディスプレイ３５０は、後述するようにファインダー（view finder）として動作してもよい。ディスプレイ３５０は、ユーザが音声録音及び／又は音声録音の調整処理を構成することを可能にするためのユーザインタフェースとして使用されてもよい。カメラボタン３６０は、ユーザが画像を撮ることを可能にするプッシュボタンであってもよい。

図４に示される装置１１２は、実際上は例示であるから、装置１１２は、ここで述べられるマイクロフォンシステムのような音をキャプチャするコンポーネントを含む、任意の種類の電子機器を広義に含むものと解釈されることを意図するものである。例えば、装置１１２は、ワイヤレス電話、ＰＤＡ（personal digital assistant）、ポータブルコンピュータ、カメラ、又は腕時計を含むものであってもよい。他の例では、装置１１２は、例えば、セキュリティ装置又は軍事装置を含むものであってもよい。したがって、図４及び５は、例としての装置１１２の外部コンポーネントを図示しているが、他の実装においては、装置１１２は、図４及び５に示す外部コンポーネントよりも少ない、異なる又は追加的な外部コンポーネントを含んでもよい。追加的又は代替的には、装置１１２の１以上の外部コンポーネントは、装置１１２の１以上の外部コンポーネントのケイパビリティを含むものであってもよい。例えば、ディスプレイ３５０は、入力コンポーネント（例えば、タッチスクリーン）であってもよい。追加的又は代替的には、外部コンポーネントは、図４及び５に示す外部コンポーネントとは異なる配置であってもよい。

ここで図５を参照すると、図は、例としての装置の外部コンポーネントの背面図を示す。図示されるように、前述したコンポーネントに加えて、装置１１２は、カメラ４７０、レンズアセンブリ４７２、近接センサ４７６、フラッシュ４７４を含むことができる。

カメラ４７０は、画像又は画像のストリーム（ビデオ）をキャプチャすることが可能な任意のコンポーネントを含むことができる。カメラ４７０は、デジタルカメラ又はデジタルビデオカメラであってもよい。装置１１２のユーザがカメラ４７０を操作するとき、ディスプレイ３５０は、ファインダーとして動作してもよい。カメラ４７０は、カメラ設定の自動及び／又は手動調整を提供してもよい。一の実装では、装置１１２は、ユーザがカメラ設定を調整することができるようにするためにディスプレイ３５０上に表示可能なカメラソフトウェアを含んでもよい。例えば、ユーザは、ファンクションキー３４０を操作することにより、カメラ設定を調整することが可能であってもよい。

レンズアセンブリ４７２は、画像がキャプチャされ得るように光を操作することが可能な任意のコンポーネントを含んでもよい。レンズアセンブリ４７２は、いくつかの光学レンズ素子を含んでもよい。光学レンズ素子は、様々な形状（例えば、凸面、両凸面、平凸面、凹面等）及び様々な分離距離のものであってもよい。光学レンズ素子は、ガラス、プラスチック（例えば、アクリル）、又はプレキシガラスで作られていてもよい。光学レンズ素子は、レンズフレア及び不正確な色等の好ましくない効果を最小限にするために、マルチコーティング（例えば、反射防止コーティング又はＵＶ（ultraviolet）コーティング）されていてもよい。一の実装では、レンズアセンブリ４７２は、カメラ４７０に恒久的に固定されてもよい。他の実装では、レンズアセンブリ４７２は、異なる光学特性を有する他のレンズと交換可能であってもよい。レンズアセンブリ４７２は、可変口径サイズ（例えば、調整可能なＦ値）を提供してもよい。

近接センサ４７６（図３に図示せず）は、カメラ４７０が画像を正確にキャプチャできるようにするために使用され得る距離情報を収集し、提供することが可能な任意のコンポーネントを含むことができる。例えば、近接センサ４７６は、赤外線（ＩＲ：infrared）近接センサを含んでもよい。赤外線近接センサは、例えば赤外線の反射強度、変調された赤外線又は三角測量に基づいて、カメラ４７０が人の顔等の物体への距離を計算することを可能にする。他の実装では、近接センサ４７６は、音響近接センサ（acoustic proximity sensor）であってもよい。音響近接センサは、超音波のエコーリターンを測定するためのタイミング回路を含むことができる。近接センサ４７６を含む実施形態では、近接センサは、シーンの画像フレームをキャプチャする前、キャプチャする間、又はキャプチャした後のいずれかに、焦点が合っている可能性がある又は可能性がない、１以上の動く物体への距離を判定するために使用され得る。

フラッシュ４７４は、カメラ４７０が画像をキャプチャするときに照明を提供するための任意の種類の発光コンポーネントを含むことができる。例えば、フラッシュ４７４は、ＬＥＤ（light-emitting diode）フラッシュ（例えば、白色ＬＥＤ）又はキセノンフラッシュであってもよい。他の実装では、フラッシュ４７４は、フラッシュモジュールを含んでもよい。

図５は、例としての外部コンポーネントを示しているが、他の実装では、装置１１２は、図５に示される例としての外部コンポーネントよりも少ない、追加の、及び／又は異なるコンポーネントを含んでもよい。例えば、他の実装では、カメラ４７０は、フィルムカメラを含むものであってもよい。追加的又は代替的には、装置１１２に依存して、フラッシュ４７４は、ポータブルフラッシュガンであってもよい。追加的又は代替的には、装置１１２は、一眼レフカメラであってもよい。さらに他の実装では、装置１１２の１以上の外部コンポーネントは、異なる配置であってもよい。

ここで図６を参照して、図は、音をキャプチャするための例としてのシステムの内部コンポーネントを示す。図示されたように、装置１１２は、マイクロフォン３１０、スピーカ３２０、キーパッド３３０、ファンクションキー３４０、ディスプレイ３５０、メモリ５００、送受信機５２０及び制御ユニット５３０を含むことができる。

メモリ５００は、装置１１２の動作及び使用に関連するデータ及び命令を格納するための任意の種類の格納コンポーネント（storing component）を含むことができる。例えば、メモリ５００は、ＲＡＭ（random access memory）、ＲＯＭ（read only memory）及び／又はＰＲＯＭ（programmable read only memory）等の記憶コンポーネント（memory component）を含んでもよい。さらに、メモリ５００は、磁気記憶コンポーネント（例えば、ハードドライブなど）又は他の種類のコンピュータ可読又はコンピュータ実行可能媒体等の記憶コンポーネント（storage component）を含んでもよい。メモリ５００は、また、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリスティック、デジタルカメラメモリカード及び／又はＳＩＭ（Subscriber Identity Module）カード等の外部格納コンポーネントを含んでもよい。

メモリ５００は、１以上の機能を実行するためのコンピュータ可読又はコンピュータ実行可能な命令を含むコードコンポーネント５１０を含むことができる。これらの機能は、ここで述べられた１以上のステップ及び／又は処理を起動し、及び／又は実行することを含む。しかしながら、機能は、図７に示されるものに限定されない。コードコンポーネント５１０は、図７に示される処理又はここで述べられた他のステップ若しくは処理を起動及び／又は実行するために、装置１１２に関連付けられる１以上の他のハードウェア又はソフトウェアコンポーネントと連携して動作してもよい。さらに、コードコンポーネント５１０は、ここに記載される以外の他の機能を提供するための、コンピュータ可読又はコンピュータ実行可能な命令を含むものであってもよい。

送受信機５２０は、無線で又は有線接続を介して、情報を送信及び受信することが可能な任意のコンポーネントを含むことができる。例えば、送受信機５２０は、ネットワーク又は他の装置との無線通信を提供する無線回路を含んでもよい。

制御ユニット５３０は、命令を解釈及び実行し、装置１１２の全体の動作を制御し得る任意の論理回路を含むことができる。ここで用いられる論理回路は、ハードウェア、ソフトウェア及び／又はハードウェアとソフトウェアとの組み合わせを含むものであってもよい。制御ユニット５３０は、例えば、汎用プロセッサ、マイクロプロセッサ、データプロセッサ、コプロセッサ、及び／又はネットワークプロセッサを含んでもよい。制御ユニット５３０は、メモリ５００、装置１１２の他のコンポーネント、及び／又は装置１１２の外部ソース（例えば、ネットワーク又は他の装置）から命令にアクセスしてもよい。

制御ユニット５３０は、装置１１２に関連付けられる異なる動作モードを提供することができる。例えば、第１のモードは、図２に示されるような、複数のマイクロフォンが音をキャプチャするために使用されるモードであるのに対し、第２のモードは、図３に示されるような、複数のマイクロフォンが音をキャプチャするために使用されるモードである。さらに、制御ユニット５３０は、同時に複数のモードで動作することができる。例えば、制御ユニット５２０は、カメラモード、ウォークマンモード、及び／又は電話モードで動作することができる。例えば、カメラモードのとき、論理回路は、装置１１２が映像及び／又は音声をキャプチャすることを可能にすることができる。

図６は、例としての内部コンポーネントを示しているが、他の実装では、装置１１２は、図６に示される例としての内部コンポーネントよりも少ない、追加的な、及び／又は異なるコンポーネントを含んでもよい。例えば、一の実装においては、装置１１２は、送受信機５２０を含まないかもしれない。さらに他の実装では、装置１１２の１以上の内部コンポーネントは、装置１１２の１以上の他のコンポーネントのケイパビリティを含んでもよい。例えば、送受信機５２０及び／又は制御ユニット５３０は、それら自身のオンボードメモリを含んでもよい。

いくつかの実施形態では、ここで述べたように、マイクロフォンシステムは、図６に示す１以上のコンポーネントを含む。例えば、一実施形態では、マイクロフォンシステムは、メモリ５００、制御ユニット５３０及びマイクロフォン３１０を含む。いくつかの実施形態では、制御ユニット５３０は、マイクロフォン３１０により表される２以上のマイクロフォンと通信関係にある１以上のプロセッサを含む。いくつかの実施形態では、マイクロフォンシステムは、また、１以上のアナログ・デジタル変換器、及び／又は１以上のバッファ、及び／又は１以上の他のコンポーネントを含む。いくつかの実施形態では、第１のアナログ・デジタル変換器は、第１の音声信号をアナログからデジタルの信号に変換するために、第１のマクロフォンに動作可能に接続される。さらに、第２のアナログ・デジタル変換器は、第２の音声信号をアナログからデジタルの信号に変換するために第２のマイクロフォンに動作可能に接続され得る。いくつかの実施形態では、アナログ・デジタル変換器の出力は、制御ユニット５３０のプロセッサのような、制御ユニット５３０に動作可能に接続され得る。いくつかの実施形態では、マイクロフォンシステムは、また、信号が制御ユニット５３０によって受信される前に信号をバッファリングするための１以上のバッファを含む。例えば、一実施形態では、バッファは、第１のマイクロフォンに動作可能に接続されるアナログ・デジタル変換器の出力に動作可能に接続され、他のバッファは、第２のマイクロフォンに動作可能に接続される他のアナログ・デジタル変換器の出力に動作可能に接続される。

ここで図７を参照すると、本発明の実施形態に係る例としてのマイクロフォンシステムについての処理フロー７００が示されている。ブロック７１０で、マイクロフォンシステムに関連付けられる第１のマイクロフォンが音を受信し得る。ブロック７２０で、マイクロフォンシステムに関連付けられる第２のマイクロフォンが音を受信し得る。ブロック７３０で、第１のマイクロフォンにより生成され、受信された音に対応する第１の音声信号が調整される。ブロック７４０で、第２のマイクロフォンにより生成され、受信された音に対応する第２の音声信号も調整される。調整は、様々な前処理のステップを参照し得る。例えば、いくつかの実施形態では、調整は、各音声信号に対して別々のアナログ・デジタル変換器を使用することなどによって、アナログからデジタルへの変換を含んでもよい。

いくつかの実施形態では、他の例のように、１又は両方の第１及び第２の音声信号が、プロセッサに送信される前に１又は２つのバッファを通って渡される。いくつかの実施形態では、各マイクロフォンに対して異なるバッファが使用され、それによって、即時及び／又は過去に使われた値に基づいて第１及び第２の音声信号に関してシフト及び／又は重み付けパラメータを計算する機会を提供する。さらに、現在のシフト及び／又は重み付けパラメータが、バッファの出力においてシフト及び／重み付けを制御するプロセッサのための入力として使用され得る。したがって、そのような技術は、シフト及び／または重み付けについての“将来の（future）”値を使用すると呼ばれ得る。

図７に戻って参照すると、ブロック７５０で、プロセッサは、調整された第１の音声信号を第１のマイクロフォンから受信する。同様にブロック７６０で、プロセッサは、調整された第２の音声信号を第２のマイクロフォンから受信する。ブロック７７０で表される最後のステップは、出力信号を発生させる。出力信号は、第１の音声信号と第２の音声信号とを組み合わせることにより発生され得る。第１及び第２の音声信号を組み合わせることは、出力信号の単一サイクル内で音声信号を組み合わせることにより行われてもよく、又は、出力信号を発生させる音声信号が切り替えられるべきであるようにトリガを示す音声信号のＲＭＳ音圧値として行われてもよい。例えば、音圧値は、第１のマイクロフォンの飽和レベルを超え、それによって、第２のマイクロフォンにより生成される第２の音声信号は、以前に使用された第１のマイクロフォンの第１の音声信号の代わりに出力信号を発生させるために使用されるべきであることを示す。

いくつかの実施形態では、処理フローは、図７に示される順序で実行されてもよく、一方他の実施形態では、処理フローは、図７に提示されたのと異なる順序で実行されてもよく、それが示したより少ないステップを含むものであってもよく、ここでの他の部分で述べた他のステップ又はここで述べていない他のステップを含んでもよい。

様々な実施形態では、ここで述べたようにより大きな音圧レベル範囲を達成するために複数のマイクロフォンを使用することは、より大きな周波数帯域を達成するために複数のマイクロフォンを使用する従来技術の構成と組み合わされることができる。いくつかの実施形態において。例えば、一実施形態では、広い周波数帯域及び広い音圧レベル範囲の両方が達成されるように、第１のマイクロフォンは、低い音圧レベル範囲だけでなく低い周波数帯域を有しており、第２のマイクロフォンは、第１のマイクロフォンの低い周波数帯域と重複する高い周波数帯域と、第１のマイクロフォンの低い音圧レベル範囲と重複する高い音圧レベル範囲とを有している。

ここで述べた様々な実施形態では、第１の音声信号から第２の音声信号へ、及び第２の音声信号から第１の音声信号への切り替え、又はより大きい音圧レベル範囲を達成するために複数のマイクロフォンが使用されている場合の複数の音声信号間での切り替えの前、間又は後に、フィルタリングが適用され得る。例えば、一実施形態では、タイムアライメントフィルタリング（time alignment filtering）が使用されてもよく、他の実施形態では、スムーシングフィルタリング（smoothing filtering）が使用されてもよい。

様々な実施形態を参照して説明したように、複数のマイクロフォンからの音声信号間の切り替えは、リアルタイムで、又は実質的にリアルタイムで行われ得る。しかしながら、いくつかのアプリケーションでは、ここで説明したシステムの様々な実施形態に含まれる１以上のマイクロフォンから１以上の音声信号を記録することは有益であり得る。したがって、いくつかの実施形態では、切り替えが後処理として行われ得る。すなわち、いくつかの実施形態では、１以上の音声信号が記録された後、後処理は、信号にフィルタをかけ、又はそうでなければ信号を調整する。他の実施形態では、出力信号を発生させるために切り替えポイントを判定すること等により、後処理は、信号を組み合わせるために１以上の信号に行われ得る。例えば、いくつかの実施形態では、時間の様々なポイントについて出力信号を発生させるために使用されている音声信号を変更する切り替えを実行する前に、１以上の音声信号に関して様々な基準が検証され得る。いくつかの実施形態では、レコーディングスタジオエンジニア若しくはプロデューサ、又は他の管理者が、出力信号を発生させるために使用されている音声信号間の切り替えを承認する前に１以上の基準を検証してもよい。

要約すると、発明の実施形態は、音圧レベルが提示する個々の飽和レベル、ノイズレベルに依存する２以上のマイクロフォンから、１つの出力信号が抽出され得るように、重複するダイナミックレンジを有するように構成される２以上のマイクロフォンを有するマイクロフォンシステムを提供するためのシステム、方法及びコンピュータプログラム製品を対象とする。いくつかの実施形態では、マイクロフォンシステムは、音を受信し、音を表す出力信号を生成するためのものである。マイクロフォンシステムは、第１のダイナミックレンジを有する第１のマイクロフォンを有し、第１のマイクロフォンは、音を受信し、受信された音に基づく第１の音声信号を生成するためのものである。マイクロフォンシステムはまた、第２のダイナミックレンジを有する第２のマイクロフォンを有し、第２のマイクロフォンは、音を受信し、受信された音に基づく第２の音声信号を生成するためのものである。第１のダイナミックレンジ及び第２のダイナミックレンジは、重複し、それにより、遷移ダイナミックレンジを形成し、処理ロジックは、第１のマイクロフォン及び第２のマイクロフォンに動作可能に結合される。処理ロジックは、第１のマイクロフォンから第１の音声信号を受信し、第２のマイクロフォンから第２の音声信号を受信し、第１の音声信号及び第２の音声信号を組み合わせることにより出力信号を発生させるように構成される。

発明の実施形態によれば、システム（又は装置）に関する“モジュール（module）”という用語は、システムのハードウェアコンポーネント、システムのソフトウェアコンポーネント、又はハードウェア及びソフトウェア両方を含むシステムのコンポーネントをいうものであってもよい。ここで用いられるものとして、モジュールは、１以上のモジュールを含んでもよく、各モジュールは、ハードウェア又はソフトウェアの別々の部分に存在してもよい。

ここで用いられるものとして、“自動（automatic）”は、ユーザによる介入なしにイベント又は条件が発生したときにコンピュータソフトウェアにより実行される、機能、処理、方法、又はそれらのうちいずれかの部分をいう。

本発明の多くの実施形態について上述してきたが、本発明は、多くの異なる形態で具現化されてもよく、ここで説明した実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が適用可能な法的要件を満たすように提供される。また、可能であれば、ここに記載され及び／又は検討された本発明の実施形態のうちいずれかの利点、特徴、機能、装置、及び／又は動作の態様のうちいずれかは、ここに記載され及び／又は検討された本発明の他の実施形態のうちのいずれかに含まれてもよく、及び／又はその逆であってもよい。さらに、可能であれば、特に明示しない限り、ここで単数形で表現される任意の用語は複数形も含むことを意味し、及び／又はその逆の場合も同様である。ここで用いられるように、“少なくとも１つの（at least one）”は、“１以上の（one or more）”を意味するものとし、これらの語句は互いに置き換え可能であるよう意図されている。したがって、“少なくとも１つの（at least one）”又は“１以上の（one or more）”という語句がここで用いられているとしても、“１つの（“a”及び／又は“an”）”という用語は、“少なくとも１つの（at least one）”又は“１以上の（one or more）”を意味するものとする。全体を通して、同様の数字は同様のエレメントを参照する。

本開示に鑑みて当業者によって理解されるように、本発明は、（例えば、システム、機械、装置、コンピュータプログラム製品、及び／又は同様のものを含む）装置、（例えば、ビジネス方法、コンピュータ実装されたプロセス、及び／又は同様のものを含む）方法、又はこれらの任意の組み合わせを含み、具現化されることができる。したがって、本発明の実施形態は、完全にビジネス方法の実施形態、（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード、データベース内のストアドプロシージャ等を含む）完全にソフトウェアの実施形態、完全にハードウェアの実施形態、又は、ここで「システム」と一般に呼ばれ得るビジネス方法、ソフトウェア、及びハードウェアの態様を組み合わせた実施形態の形式をとることができる。さらに、本発明の実施形態は、その中に格納される１以上のコンピュータ実行可能なプログラムコード部分を有する、コンピュータ可読記憶媒体を含むコンピュータプログラム製品の形式をとることができる。ここで用いられるように、１以上のプロセッサを含むことができるプロセッサは、例えば、コンピュータ可読媒体に具現化される１以上のコンピュータ実行可能なプログラムコード部分を実行することにより機能を実行する１以上の汎用回路を有すること、及び／又は、機能を実行する１以上の特定用途向け回路を有することを含む、様々な方法で特定の機能を実行する“ように構成され”てもよい。

任意の適切なコンピュータ可読媒体が利用され得ることが理解されるであろう。コンピュータ可読媒体は、有形電子、磁気、光学、電磁気、赤外線、及び／又は半導体システム、装置、及び／又は他の装置等の、非一時的コンピュータ可読媒体を含むものであってもよいが、これに限定されない。例えば、いくつかの実施形態では、非一時的コンピュータ可読媒体は、ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ＲＡＭ、ＲＯＭ、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、コンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、及び／又はいくつかの他の有形の光学及び／又は磁気記憶装置等の有形媒体を含む。しかしながら、本発明の他の実施形態では、例えばその中に具現化されたコンピュータ実行可能なプログラムコードを含む信号伝搬のように、コンピュータ可読媒体は一時的なものであってもよい。

本発明の動作を実現するための１以上のコンピュータ実行可能なプログラムコード部分は、例えば、Java、Perl、Smalltalk、C++、SAS、SQL、Python、オブジェクティブＣ、JavaScript、及び／又は同様の、オブジェクト指向、スクリプト、及び／又は非スクリプトプログラミング言語を含むものであってもよい。いくつかの実施形態では、本発明の実施形態の動作を実現するための１以上のコンピュータ実行可能なプログラムコード部分は、Ｃプログラミング言語及び／又は類似のプログラミング言語のような、従来の手続型プログラミング言語で書かれている。コンピュータプログラムコードは、代替的又は追加的に、例えばＦ＃のような、１以上のマルチパラダイムプログラミング言語で書かれてもよい。

本発明のいくつかの実施形態は、装置及び／又は方法のフローチャート図及び／又はブロック図を参照してここに記載される。フローチャート図及び／若しくはブロック図に含まれる各ブロック、並びに／又はフローチャート図及び／若しくはブロック図に含まれるブロックの組み合わせは、１以上のコンピュータ実行可能なプログラムコード部分によって実装され得ることが理解されるであろう。これらの１以上のコンピュータ実行可能なプログラムコード部分は、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、及び／又はいくつかの他のプログラム可能なデータ処理装置に提供され得る。これは、コンピュータ及び又は他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサを介して実行する１以上のコンピュータ実行可能なプログラムコード部分が、フローチャート及び／又はブロック図のブロックによって表されるステップ及び／又は機能を実装するためのメカニズムを作り出すように、特定の機械を生産するためである。

コンピュータ可読媒体に格納されたコンピュータ実行可能なプログラムコード部分が、フローチャート及び／又はブロック図のブロックで指定されたステップ及び／又は機能を実装する命令メカニズムを含む製造品を生産するように、１以上のコンピュータ実行可能なプログラムコード部分は、一時的及び／又は非一時的なコンピュータ可読媒体（例えば、メモリ等）に格納され得る。当該コード部分は、コンピュータ及び／又は他のプログラム可能なデータ処理装置が、特定の方法で機能するように指示し、命令し、及び／又は機能させる。

１以上のコンピュータ実行可能なプログラムコード部分は、また、一連の動作ステップをコンピュータ及び／又は他のプログラム可能な装置上で実行させるために、コンピュータ及び／又は他のプログラム可能なデータ処理装置上にロードされ得る。いくつかの実施形態では、これは、コンピュータ及び／又は他のプログラム可能な装置上で実行する１以上のコンピュータ実行可能なプログラムコード部分が、フローチャートで指定されたステップ及び／又はブロック図のブロックで指定された機能を実装するための動作ステップを提供するように、コンピュータ実装されたプロセスを生成する。あるいは、本発明の実施形態を実現するため、コンピュータ実装されたステップは、オペレータ及び／又は人間により実装されたステップと組み合わされ、及び／又は置換され得る。

ある例としての実施形態が説明され、添付図面に示されているが、このような実施形態は、広範な発明の単なる例示であり、広範な発明を限定するものではなく、本発明は、上記の段落で説明されたものに加えて様々な他の変更、組み合わせ、省略、修正及び置換が可能であるから、図示され説明された特定の構造及び配置に限定されるものではないことを理解されたい。当業者は、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、今説明した実施形態の様々な適応、変更及び組み合わせが構成され得ることを理解するであろう。したがって、添付の請求項の範囲内で、本発明は、ここに具体的に記載されたものとして以外に実施されてもよいことを理解されたい。

Claims (20)

1. 音を受信し、前記音を表す出力信号を生成するためのマイクロフォンシステムであって、
   第１のダイナミックレンジを有し、前記音を受信し前記受信された音に基づく第１の音声信号を生成する第１のマイクロフォンと、
   第２のダイナミックレンジを有し、前記音を受信し前記受信された音に基づく第２の音声信号を生成する第２のマイクロフォンと、
   前記第１のマイクロフォン及び前記第２のマイクロフォンに動作可能に結合される処理ロジックと、
   を含み、
   前記第１のダイナミックレンジ及び前記第２のダイナミックレンジは重複し、これにより遷移ダイナミックレンジを形成し、
   前記処理ロジックは、前記第１のマイクロフォンから前記第１の音声信号を受信し、前記第２のマイクロフォンから前記第２の音声信号を受信し、前記第１の音声信号及び前記第２の音声信号を組み合わせることにより前記出力信号を発生させるように構成される、
   マイクロフォンシステム。
2. 前記第１のダイナミックレンジは、第１の最小音圧レベル及び第１の最大音圧レベルを有し、前記第２のダイナミックレンジは、第２の最小音圧レベル及び第２の最大音圧レベルを有し、
   前記第１の最小音圧レベルは、前記第２の最小音圧レベルより低く、
   前記第１の最大音圧レベルは、前記第２の最大音圧レベルより低い、
   請求項１のマイクロフォンシステム。
3. 前記処理ロジックは、
   前記第１の最大音圧レベルより上に上昇する前記第１の音声信号の音圧レベルに少なくとも部分的に基づいて前記第１の音声信号から前記第２の音声信号に切り替えることに少なくとも部分的によって、前記第１の音声信号及び前記第２の音声信号を組み合わせることにより前記出力信号を発生させるように構成される、
   請求項２のマイクロフォンシステム。
4. 前記処理ロジックは、
   前記第２の最小音圧レベルより上に上昇する前記第１の音声信号の音圧レベルに少なくとも部分的に基づいて前記第１の音声信号から前記第２の音声信号に切り替えることに少なくとも部分的によって、前記第１の音声信号及び前記第２の音声信号を組み合わせることにより前記出力信号を発生させるように構成される、
   請求項２のマイクロフォンシステム。
5. 前記処理ロジックは、
   前記第１の最大音圧レベルより下に低下する前記第２の音声信号の音圧レベルに少なくとも部分的に基づいて前記第２の音声信号から前記第１の音声信号に切り替えることに少なくとも部分的によって、前記第１の音声信号及び前記第２の音声信号を組み合わせることにより前記出力信号を発生させるように構成される、
   請求項２のマイクロフォンシステム。
6. 前記処理ロジックは、
   前記第２の最小音圧レベルより下に低下する前記第２の音声信号の音圧レベルに少なくとも部分的に基づいて前記第２の音声信号から前記第１の音声信号に切り替えることに少なくとも部分的によって、前記第１の音声信号及び前記第２の音声信号を組み合わせることにより前記出力信号を発生させるように構成される、
   請求項２のマイクロフォンシステム。
7. 前記第１の音声信号を受信し、前記処理ロジックが前記第１の音声信号を受信する前に前記第１の音声信号をアナログからデジタルに変換するように構成される、第１のアナログ・デジタル変換器と、
   前記第２の音声信号を受信し、前記処理ロジックが前記第２の音声信号を受信する前に前記第２の音声信号をアナログからデジタルに変換するように構成される、第２のアナログ・デジタル変換器と、
   をさらに備える、請求項１のマイクロフォンシステム。
8. 前記処理ロジックは、
   前記第１のマイクロフォンが飽和状態になりつつあることに少なくとも部分的に基づいて前記第１の音声信号から前記第２の音声信号に切り替えることに少なくとも部分的によって、前記第１の音声信号及び前記第２の音声信号を組み合わせることにより前記出力信号を発生させるように構成される、
   請求項１のマイクロフォンシステム。
9. 前記処理ロジックは、
   前記第２のマイクロフォンがノイズレベルに到達しつつあることに少なくとも部分的に基づいて前記第２の音声信号から前記第１の音声信号に切り替えることに少なくとも部分的によって、前記第１の音声信号及び前記第２の音声信号を組み合わせることにより前記出力信号を発生させるように構成される、
   請求項１のマイクロフォンシステム。
10. 前記処理ロジックは、
    前記第１の音声信号又は前記第２の音声信号が前記遷移ダイナミックレンジを通過することに応答してほぼ即時に前記第１の音声信号と前記第２の音声信号との間の切り替えを行うことに少なくとも部分的によって、前記第１の音声信号及び前記第２の音声信号を組み合わせることにより前記出力信号を発生させるように構成される、
    請求項１のマイクロフォンシステム。
11. 前記処理ロジックは、
    前記第１のマイクロフォンが所定時間の間飽和状態になっていることに少なくとも部分的に基づいて前記第１の音声信号から前記第２の音声信号に切り替えることに少なくとも部分的によって、前記第１の音声信号及び前記第２の音声信号を組み合わせることにより前記出力信号を発生させるように構成される、
    請求項１のマイクロフォンシステム。
12. 前記処理ロジックは、
    前記第２のマイクロフォンが所定時間の間ノイズレベルに到達していることに少なくとも部分的に基づいて前記第２の音声信号から前記第１の音声信号に切り替えることに少なくとも部分的によって、前記第１の音声信号及び前記第２の音声信号を組み合わせることにより前記出力信号を発生させるように構成される、
    請求項１のマイクロフォンシステム。
13. 前記第１のマイクロフォン及び前記第２のマイクロフォンは、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ：microelectromechanical system）マイクロフォンである、請求項１のマイクロフォンシステム。
14. 前記第１のマイクロフォン及び前記第２のマイクロフォンは、携帯装置のハウジングにおいて、単一の入力孔を共有する、請求項１３のマイクロフォンシステム。
15. 前記第１のマイクロフォン及び前記第２のマイクロフォンは、単一のチップ上に配置される、請求項１３のマイクロフォンシステム。
16. 第３のダイナミックレンジを有し、前記音を受信し前記受信された音に基づく第３の音声信号を生成する第３のマイクロフォンをさらに含み、
    前記第３のダイナミックレンジは、前記第２の最小音圧レベルより高い最小音圧レベルと、前記第２の最大音圧レベルより高い最大音圧レベルとを有し、
    前記処理ロジックは、前記第３のマイクロフォンに動作可能に結合され、
    前記処理ロジックは、
    前記第３のマイクロフォンから前記第３の音声信号を受信し、
    前記第２の最大音圧レベルより上に上昇する前記第２の信号の前記音圧レベルに少なくとも部分的に基づいて、又は前記第３の最小音圧レベルより上に上昇する前記第２の信号の前記音圧レベルに少なくとも部分的に基づいて、前記第２の音声信号から前記第３の音声信号に切り替えることに少なくとも部分的によって、前記第１の音声信号、前記第２の音声信号及び前記第３の音声信号を組み合わせることにより前記出力信号を発生させるようにさらに構成される、
    請求項２のマイクロフォンシステム。
17. 音を受信し、前記音を表す出力信号を生成するための方法であって、
    第１のダイナミックレンジを有し、前記音を受信し前記受信された音に基づく第１の音声信号を生成する第１のマイクロフォン、及び第２のダイナミックレンジを有し、前記音を受信し前記受信された音に基づく第２の音声信号を生成する第２のマイクロフォンを含み、
    前記第１のダイナミックレンジ及び前記第２のダイナミックレンジは重複し、これにより遷移ダイナミックレンジを形成し、
    前記第１のダイナミックレンジは、最小音圧レベル及び最大音圧レベルを有し、前記第２のダイナミックレンジは、最小音圧レベル及び最大音圧レベルを有し、
    前記第１の最小音圧レベルは、前記第２の最小音圧レベルより低く、
    前記第１の最大音圧レベルは、前記第２の最大音圧レベルより低い、
    マイクロフォンシステムを提供することと、
    前記第１のマイクロフォンから前記第１の音声信号を受信することと、
    前記第２のマイクロフォンから前記第２の音声信号を受信することと、
    前記第１のマイクロフォンが飽和状態になりつつあることに少なくとも部分的に基づいて前記第１の音声信号から前記第２の音声信号に切り替え、前記第２のマイクロフォンがノイズレベルに到達しつつあることに少なくとも部分的に基づいて前記第２の音声信号から前記第１の音声信号に切り替えることに少なくとも部分的によって、前記第１の音声信号及び前記第２の音声信号を組み合わせることにより前記出力信号を発生させることと、
    を含む、方法。
18. 前記出力信号を発生させることは、
    前記第１のマイクロフォンが所定時間の間飽和状態になっていることに少なくとも部分的に基づいて、前記第１の音声信号から前記第２の音声信号に切り替えることと、
    前記第２のマイクロフォンが所定時間の間ノイズレベルに到達していることに少なくとも部分的に基づいて、前記第２の音声信号から前記第１の音声信号に切り替えることと、
    を含む、請求項１７の方法。
19. 音を受信し、前記音を表す出力信号を生成するためのコンピュータプログラム製品であって、
    第１のマイクロフォンから第１の音声信号を受信し、
    第２のマイクロフォンから第２の音声信号を受信し、
    前記第１のマイクロフォンが飽和状態になりつつあることに少なくとも部分的に基づいて前記第１の音声信号から前記第２の音声信号に切り替え、前記第２のマイクロフォンがノイズレベルに到達しつつあることに少なくとも部分的に基づいて前記第２の音声信号から前記第１の音声信号に切り替えることに少なくとも部分的によって、前記第１の音声信号及び前記第２の音声信号を組み合わせることにより前記出力信号を発生させるための、
    コンピュータ実行可能な命令を含む非一時的コンピュータ可読媒体を含む、コンピュータプログラム製品。
20. 前記出力信号を発生させるための前記命令は、
    前記第１のマイクロフォンが所定時間の間飽和状態になっていることに少なくとも部分的に基づいて、前記第１の音声信号から前記第２の音声信号に切り替え、
    前記第２のマイクロフォンが所定時間の間ノイズレベルに到達していることに少なくとも部分的に基づいて、前記第２の音声信号から前記第１の音声信号に切り替えるための命令を含む、請求項１９のコンピュータプログラム製品。
    

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