JP2019532355A - ヘッドホンのためのアクティブノイズ消去システム - Google Patents
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Abstract
Description
感知された環境ノイズをデジタル環境ノイズ信号に変換するように配置されたアナログ−デジタル変換器(ADC)と、
複数のD個の反転デジタル環境ノイズサンプルを予測し、デジタル反転環境ノイズ信号を生成するように構成された予測フィルタと、
環境ノイズを消去するために、デジタル反転環境ノイズ信号をアナログ反転環境ノイズ信号に変換するデジタル−アナログ変換器(DAC)と、
を含む。
マイクロホンを通じて環境音声ノイズ信号を感知するステップと、
アナログ−デジタル変換器(ADC)を用いて、感知された環境音声ノイズ信号をデジタル環境音声ノイズ信号に変換するステップと、
予測フィルタ係数を抽出するためにデジタル音声ノイズ信号に対して予測フィルタ訓練アルゴリズムを実行するステップと、
環境ノイズ信号の複数のD個の将来のサンプルを予測するように構成された、前記クロック周波数fsの複数のN倍で動作する予測フィルタへと、予測フィルタ係数を更新するステップと、
反転予測環境ノイズサンプルを生成するために、デジタル音声ノイズ信号およびその予測された複数のD個の将来のサンプルを処理するステップと、
デジタル−アナログ変換器(DAC)によって反転予測環境ノイズサンプルをアナログアクティブノイズ消去信号に変換するステップと、
を含む。
ユーザが意図する音声信号サンプルを反転予測環境ノイズサンプルに加算し、デジタル−アナログ変換器(DAC)によって前記サンプルをアクティブノイズ消去信号を含むアナログ音声信号に変換するステップをさらに含む。
マイクロホンの場所を調節するために、デジタル音声ノイズ信号およびその予測された複数のD個の将来のサンプルをケーシング周波数応答フィルタにおいて処理することをさらに含む。
マイクロホンを通じて音響環境ノイズ信号を感知するステップと、
1μs未満の総レイテンシを有する、fsのクロック周波数で動作する低レイテンシの高速アナログ−デジタル変換器(ADC)を用いて、感知された環境ノイズ信号をデジタル環境ノイズ信号に変換するステップと、
TPT秒の別個の間隔で予測フィルタ係数を抽出するためにデジタル環境ノイズ信号に対して予測フィルタ訓練アルゴリズムを実行するステップであって、例えばTPTは50ms〜1sの範囲、例えば約100msである、ステップと、
環境ノイズ信号の複数のD個の将来のサンプルを予測することができる、クロック周波数fSの複数のN倍(Nxfs)で動作する予測フィルタへと、予測フィルタ係数を更新するステップと、
反転サイン(inverted sign)でノイズ信号の複数のD個の将来のデジタルサンプルを予測するために予測フィルタにおいてデジタル音声ノイズ信号を処理するステップと、
反転予測環境ノイズサンプルを生成するために、デジタル音声ノイズ信号およびその予測された複数のD個の将来のサンプルを処理するステップと、
最終的なデジタル音声サンプルを生成するために、ユーザが意図する音声信号サンプルを反転予測環境ノイズサンプルに加算するステップと、
1μs未満の総レイテンシを有する、fsのクロック周波数で動作するデジタル−アナログ変換器(DAC)によって、最終的なデジタル音声サンプルをアナログ音声信号に変換するステップと、
を含み得る。
ヘッドホン2
ケーシング4
外側(環境ノイズ受信側)4a
内側部分4b
耳(音生成)側4c
アクティブノイズ消去システム6
マイクロホン10
アクティブノイズ消去回路12
アナログ−デジタル変換器(ADC)14
予測フィルタ16
予測フィルタ係数訓練アルゴリズム18
デジタル予測フィルタ回路20
ケーシング周波数応答フィルタ回路22
デジタル−アナログ変換器(DAC)24
増幅器26
加算回路36
クロック28
クロック30
スピーカーシステム8
音声信号源34
D:環境ノイズ信号の予測された将来のサンプルの数
TPD:予測深さ時間
fs:クロック周波数
N:予測フィルタおよびケーシング周波数応答フィルタが動作する複数のクロック周波数fsの倍数
TPT:予測フィルタ係数を抽出するためにデジタル環境ノイズ信号に対して予測フィルタ訓練アルゴリズムを実行する時間間隔
TU:予測フィルタの係数を更新する時間間隔
(1) 環境ノイズを感知するように配置されたマイクロホン(10)に接続されたアクティブノイズ消去回路を含むアクティブノイズ消去システム(2)において、前記アクティブノイズ消去回路は、
感知された前記環境ノイズをデジタル環境ノイズ信号に変換するように配置されたアナログ−デジタル変換器(ADC)(14)と、
複数のD個の反転デジタル環境ノイズサンプルを予測し、デジタル反転環境ノイズ信号を生成するように構成された予測フィルタ(16)と、
前記環境ノイズを消去するために、前記デジタル反転環境ノイズ信号をアナログ反転環境ノイズ信号に変換するデジタル−アナログ変換器(DAC)(24)と、
を含む、アクティブノイズ消去システム。
(2) 実施態様1に記載のアクティブノイズ消去システムにおいて、
前記アクティブノイズ消去回路は、前記感知された環境ノイズに対する前記マイクロホン(10)の場所の影響を補償するため、前記予測フィルタの前または後ろでデジタル信号経路に配置されたケーシング周波数応答フィルタ(22)を含む、アクティブノイズ消去システム。
(3) 実施態様1または2に記載のアクティブノイズ消去システムにおいて、
前記アクティブノイズ消去回路は、ユーザに対して再生されることが意図された音声信号を、前記デジタルまたはアナログ反転環境ノイズ信号に加算するように配置された、加算回路(36)を含む、アクティブノイズ消去システム。
(4) 実施態様1〜3のいずれかに記載のアクティブノイズ消去システムにおいて、
前記アクティブノイズ消去回路は、加算された前記音声信号および前記反転環境ノイズ信号の利得を調節する増幅器(26)を含む、アクティブノイズ消去システム。
(5) 実施態様1〜4のいずれかに記載のアクティブノイズ消去システムにおいて、
前記ADCおよびDACは、1μs未満の総レイテンシを有するクロック周波数(fs)で動作する、アクティブノイズ消去システム。
実施態様1〜5のいずれかに記載のアクティブノイズ消去システムと、
ケーシング(4)と、
前記アクティブノイズ消去回路に接続された、環境ノイズを感知するように配置されたマイクロホン(10)と、
前記アクティブノイズ消去回路に接続され、前記ケーシング内に搭載された、スピーカーシステム(8)と、
を含む、ヘッドホン。
(7) 実施態様6に記載のヘッドホンにおいて、
前記マイクロホンおよび前記アクティブノイズ消去回路は、前記ケーシング内に搭載されている、ヘッドホン。
(8) ヘッドホン音声信号を生成する方法において、
マイクロホンを通じて環境音声ノイズ信号を感知するステップと、
アナログ−デジタル変換器(ADC)を用いて、感知された前記環境音声ノイズ信号をデジタル環境音声ノイズ信号に変換するステップと、
予測フィルタ係数を抽出するために前記デジタル音声ノイズ信号に対して予測フィルタ訓練アルゴリズムを実行するステップと、
環境ノイズ信号の複数個(D)の将来のサンプルを予測するように構成された、前記クロック周波数(fs)の複数のN倍で動作する予測フィルタへと、前記予測フィルタ係数を更新するステップと、
反転予測環境ノイズサンプルを生成するために、前記デジタル音声ノイズ信号およびその予測された前記複数個(D)の将来のサンプルを処理するステップと、
デジタル−アナログ変換器(DAC)によって前記反転予測環境ノイズサンプルをアナログアクティブノイズ消去信号に変換するステップと、
を含む、方法。
(9) 実施態様8に記載の方法において、
前記ADCは、1μs未満の総レイテンシを有するクロック周波数(fs)で動作する、方法。
(10) 実施態様8または9に記載の方法において、
ユーザが意図する音声信号サンプルを前記反転予測環境ノイズサンプルに加算し、前記デジタル−アナログ変換器(DAC)によって、前記サンプルを、前記アクティブノイズ消去信号を含むアナログ音声信号に変換するステップをさらに含む、方法。
前記アクティブノイズ消去信号を含む前記アナログ音声信号は、スピーカーシステムに供給されて、前記意図する音声信号を前記ユーザに対して再生すると同時に、環境ノイズを消去する、方法。
(12) 実施態様8〜11のいずれかに記載の方法において、
マイクロホンの場所を調節するために、前記デジタル音声ノイズ信号およびその予測された複数個(D)の将来のサンプルをケーシング周波数応答フィルタ(22)において処理するステップをさらに含む、方法。
(13) 実施態様8〜12のいずれかに記載の方法において、
前記予測された複数個(D)の将来のサンプルは、前記ADCおよび前記DACを含むアクティブノイズ消去回路の総レイテンシに対応する、予測深さ時間TPDを有する、方法。
(14) 実施態様13に記載の方法において、
前記予測フィルタは、環境ノイズ信号の前記複数個(D)の将来のサンプルを予測するように構成され、前記複数個を前記クロック周波数で割ったもの(D/fs)は、予測時間深さ(TPD)に実質的に等しい、方法。
(15) 実施態様8〜14のいずれかに記載の方法において、
前記予測フィルタは、前記ADC(14)の前記クロック周波数(fs)より複数のN倍高いクロック周波数(Nxfs)で動作し、前記複数のNは、10〜1000の範囲である、方法。
予期される将来のノイズ信号における前記予測ノイズサンプルの数は、TPD*fsに等しく、TPDは、前記アクティブノイズ消去システムの総レイテンシであり、fsは、前記ADCのクロック周波数である、方法。
(17) 実施態様8〜16のいずれかに記載の方法において、
前記アクティブノイズ消去システムの前記総レイテンシTPDは、100μs〜200μsの範囲である、方法。
(18) 実施態様8〜17のいずれかに記載の方法において、
前記ADCの前記クロック周波数(fS)は、200KHzより高く、例えば200kHz〜1MHzの範囲である、方法。
Claims (18)
- 環境ノイズを感知するように配置されたマイクロホン(10)に接続されたアクティブノイズ消去回路を含むアクティブノイズ消去システム(2)において、前記アクティブノイズ消去回路は、
感知された前記環境ノイズをデジタル環境ノイズ信号に変換するように配置されたアナログ−デジタル変換器(ADC)(14)と、
複数のD個の反転デジタル環境ノイズサンプルを予測し、デジタル反転環境ノイズ信号を生成するように構成された予測フィルタ(16)と、
前記環境ノイズを消去するために、前記デジタル反転環境ノイズ信号をアナログ反転環境ノイズ信号に変換するデジタル−アナログ変換器(DAC)(24)と、
を含む、アクティブノイズ消去システム。 - 請求項1に記載のアクティブノイズ消去システムにおいて、
前記アクティブノイズ消去回路は、前記感知された環境ノイズに対する前記マイクロホン(10)の場所の影響を補償するため、前記予測フィルタの前または後ろでデジタル信号経路に配置されたケーシング周波数応答フィルタ(22)を含む、アクティブノイズ消去システム。 - 請求項1または2に記載のアクティブノイズ消去システムにおいて、
前記アクティブノイズ消去回路は、ユーザに対して再生されることが意図された音声信号を、前記デジタルまたはアナログ反転環境ノイズ信号に加算するように配置された、加算回路(36)を含む、アクティブノイズ消去システム。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載のアクティブノイズ消去システムにおいて、
前記アクティブノイズ消去回路は、加算された前記音声信号および前記反転環境ノイズ信号の利得を調節する増幅器(26)を含む、アクティブノイズ消去システム。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載のアクティブノイズ消去システムにおいて、
前記ADCおよびDACは、1μs未満の総レイテンシを有するクロック周波数(fs)で動作する、アクティブノイズ消去システム。 - ヘッドホンにおいて、
請求項1〜5のいずれか一項に記載のアクティブノイズ消去システムと、
ケーシング(4)と、
前記アクティブノイズ消去回路に接続された、環境ノイズを感知するように配置されたマイクロホン(10)と、
前記アクティブノイズ消去回路に接続され、前記ケーシング内に搭載された、スピーカーシステム(8)と、
を含む、ヘッドホン。 - 請求項6に記載のヘッドホンにおいて、
前記マイクロホンおよび前記アクティブノイズ消去回路は、前記ケーシング内に搭載されている、ヘッドホン。 - ヘッドホン音声信号を生成する方法において、
マイクロホンを通じて環境音声ノイズ信号を感知するステップと、
アナログ−デジタル変換器(ADC)を用いて、感知された前記環境音声ノイズ信号をデジタル環境音声ノイズ信号に変換するステップと、
予測フィルタ係数を抽出するために前記デジタル音声ノイズ信号に対して予測フィルタ訓練アルゴリズムを実行するステップと、
環境ノイズ信号の複数個(D)の将来のサンプルを予測するように構成された、前記クロック周波数(fs)の複数のN倍で動作する予測フィルタへと、前記予測フィルタ係数を更新するステップと、
反転予測環境ノイズサンプルを生成するために、前記デジタル音声ノイズ信号およびその予測された前記複数個(D)の将来のサンプルを処理するステップと、
デジタル−アナログ変換器(DAC)によって前記反転予測環境ノイズサンプルをアナログアクティブノイズ消去信号に変換するステップと、
を含む、方法。 - 請求項8に記載の方法において、
前記ADCは、1μs未満の総レイテンシを有するクロック周波数(fs)で動作する、方法。 - 請求項8または9に記載の方法において、
ユーザが意図する音声信号サンプルを前記反転予測環境ノイズサンプルに加算し、前記デジタル−アナログ変換器(DAC)によって、前記サンプルを、前記アクティブノイズ消去信号を含むアナログ音声信号に変換するステップをさらに含む、方法。 - 請求項10に記載の方法において、
前記アクティブノイズ消去信号を含む前記アナログ音声信号は、スピーカーシステムに供給されて、前記意図する音声信号を前記ユーザに対して再生すると同時に、環境ノイズを消去する、方法。 - 請求項8〜11のいずれか一項に記載の方法において、
マイクロホンの場所を調節するために、前記デジタル音声ノイズ信号およびその予測された複数個(D)の将来のサンプルをケーシング周波数応答フィルタ(22)において処理するステップをさらに含む、方法。 - 請求項8〜12のいずれか一項に記載の方法において、
前記予測された複数個(D)の将来のサンプルは、前記ADCおよび前記DACを含むアクティブノイズ消去回路の総レイテンシに対応する、予測深さ時間TPDを有する、方法。 - 請求項13に記載の方法において、
前記予測フィルタは、環境ノイズ信号の前記複数個(D)の将来のサンプルを予測するように構成され、前記複数個を前記クロック周波数で割ったもの(D/fs)は、予測時間深さ(TPD)に実質的に等しい、方法。 - 請求項8〜14のいずれか一項に記載の方法において、
前記予測フィルタは、前記ADC(14)の前記クロック周波数(fs)より複数のN倍高いクロック周波数(Nxfs)で動作し、前記複数のNは、10〜1000の範囲である、方法。 - 請求項8〜15のいずれか一項に記載の方法において、
予期される将来のノイズ信号における前記予測ノイズサンプルの数は、TPD*fsに等しく、TPDは、前記アクティブノイズ消去システムの総レイテンシであり、fsは、前記ADCのクロック周波数である、方法。 - 請求項8〜16のいずれか一項に記載の方法において、
前記アクティブノイズ消去システムの前記総レイテンシTPDは、100μs〜200μsの範囲である、方法。 - 請求項8〜17のいずれか一項に記載の方法において、
前記ADCの前記クロック周波数(fS)は、200KHzより高く、例えば200kHz〜1MHzの範囲である、方法。
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