JP2022502687A - 能動ノイズ制御システムの自動較正 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、米国仮特許出願番号第62/713,643号、2018年8月2日出願、及び米国仮特許出願番号第62/857,751号、2019年6月5日出願の優先権を主張する。両出願は、参照によりその全体がここに組み込まれる。
本開示は、音響データの処理に関する。特に、本開示は、フィードバックに基づく能動ノイズ制御(Active Noise Control (ANC))システムの較正に関する。
W’=tW 式2
式2で、tは、(図1に示されるような)制御フィルタ115に適用される利得を表す。利得tは、スピーカドライバ125の変異を補償するための制御フィルタ利得値であると考えられてよい。Wは、制御フィルタ115の伝達関数を表す。
C=FFT{c} 式4
式4で、Cは図1及び4に示したカプラ応答を表す。同様に、上述の測定された機械応答に対応する値は、測定された機械応答pのフーリエ変換であってよく、例えば以下である:
P=FFT{p} 式5
式5で、Pは図1及び4に示した機械応答を表す。本例では、p及びcの両方は、最小位相特性を有する時間領域のインパルス応答波形である。
C(i)v=Crange(i)−Cmean 式8
P(i)v=Prange(i)−Pmean 式9
式8及び9で、Cmean及びPmeanは式6及び7に従い決定されてよく、インデックスiは、現在較正中のヘッドホン(又は他の耳装置)のユニットインデックスを表す。従って、式8で、C(i)は、試験用治具で測定されたレベルの、現在較正中のヘッドホン(又は他の耳装置)の平均(Cmean)からの変異を表す。同様に、式9で、P(i)は、マイクロフォンにおけるレベルの、現在較正中のヘッドホン(又は他の耳装置)の平均(Pmean)からの変異を表す。
g(i)=C(i)v−P(i)v 式12
幾つかのこのような実装では、利得補正係数g(i)を決定した後に、較正中の耳装置のドライバの変異の結果として適用されるべき利得補正係数t(i)は、複数の耳装置についての機械応答及びフィードバックループ利得値に対応する複数のデータ点の適合する曲線(curve fit)に従い決定されてよい。1つのこのような例では、利得補正係数t(i)は、このようなデータ点の線形曲線適合に従い決定されてよく、例えば以下の通りである:
t(i)=Bias+Scale・P(i)−g(i)v 式13
式13は、y=b+mxの形式であり、勾配m及び切片bを有する直線の式である。従って、式13で、Biasは、直線のy切片に対応するバイアス値を表し、Scaleは直線の勾配を表す。従って、本例では、Bias及びScaleは、耳装置の個体群に基づき計算され、結果として、全ユニットに渡る目標の所望のループ利得を生じた。式13は、全ての製造されたユニットに渡る全体的な、キャンセル性能と安定性との間のトレードオフを制御する得手段を表す。
P(i)HF_v=PHF(i)−PHF_mean 式16
幾つかのこのような例によると、メディアパスフィルタBの所望の利得m(i)は、以下のように決定されてよい:
m(i)=P(i)HF_v 式17
本例では、mHiFreq及びmLowFreqがfBWより遙かに上であると想定されるので、カプラ応答はm(i)の計算には影響しないことに留意する。上述の方法に従いg、t、及びmを設定することは、ANCシステムがその指定された動作許容範囲内で動作すること、及びこれらの許容範囲が最小化され又は縮小され得ることを保証し得る。
Claims (30)
- 耳装置のフィードバックに基づくノイズキャンセルシステムを較正する方法であって、前記方法は、
前記耳装置の測定された機械応答を取得するステップであって、前記測定された機械応答は、スピーカドライバから耳装置マイクロフォンまでの応答を含み、前記測定された機械応答は、前記スピーカドライバ及び前記耳装置マイクロフォンを含む前記耳装置の回路及び音響応答を含む、ステップと、
参照機械応答値を取得するステップと、
前記参照機械応答値と前記測定された機械応答に対応する値との間の機械応答変異を決定するステップと、
前記耳装置の測定されたカプラ応答を取得するステップであって、前記測定されたカプラ応答は、前記スピーカドライバから試験用治具マイクロフォンまでの応答を含み、前記測定されたカプラ応答は、前記スピーカドライバに関連する回路及び音響応答を含む、ステップと、
参照カプラ応答値を取得するステップと、
前記参照カプラ応答値と前記測定されたカプラ応答に対応する値との間のカプラ応答変異を決定するステップと、
前記機械応答変異と前記カプラ応答変異とに少なくとも部分的に基づき、前記耳装置の前記マイクロフォンの変異を補償するために、マイクロフォン信号利得補正係数を決定するステップと、
前記フィードバックに基づくノイズキャンセルシステムのフィードバックループに入力される耳装置マイクロフォン信号に、前記マイクロフォン信号利得補正係数を適用するステップと、
を含む方法。 - 前記機械応答に対応する前記値と前記マイクロフォン信号利得補正係数とに少なくとも部分的に基づき、前記スピーカドライバの変異を補償するために、制御フィルタ利得値を決定するステップと、
前記フィードバックに基づくノイズキャンセルシステムの制御フィルタに入力される音響信号に前記制御フィルタ利得値を適用するステップと、
を更に含む請求項1に記載の方法。 - 前記制御フィルタ利得値を決定するステップは、前記機械応答に対応する前記値をスケーリング係数により乗算し、バイアス値を加算するステップを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記スケーリング係数は、複数の耳装置についての機械応答及びフィードバックループ利得値に対応する複数のデータ点に適合する線形曲線の勾配に対応する、請求項3に記載の方法。
- 前記測定された機械応答、前記参照機械応答値、前記測定されたカプラ応答、及び前記参照カプラ応答値は、全て、前記フィードバックに基づくノイズキャンセルシステムの第1周波数範囲について決定され、
前記第1周波数範囲より高い第2周波数範囲の高周波数機械応答を決定するステップ、を更に含む請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。 - 参照高周波数機械応答値を取得するステップと、
前記参照高周波数機械応答値と前記高周波数機械応答に対応する値との間の高周波数機械応答変異を決定するステップと、
前記高周波数機械応答変異に基づき、前記フィードバックに基づくノイズキャンセルシステムのメディアパスのメディアパス利得値を決定するステップと、
を更に含む請求項5に記載の方法。 - 前記第1周波数範囲は、前記フィードバックに基づくノイズキャンセルシステムのキャンセル帯域幅に対応する、請求項5又は6に記載の方法。
- 前記参照機械応答値は、複数の耳装置の測定された機械応答に基づく平均機械応答値を含み、前記参照カプラ応答値は、複数の耳装置の測定されたカプラ応答に基づく平均カプラ応答値を含み、前記平均機械応答値及び前記平均カプラ応答値は、請求項1に記載の処理の前に計算される、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記機械応答に対応する前記値は、測定された機械インパルス応答の周波数変換を有し、前記カプラ応答に対応する前記値は、測定されたカプラインパルス応答の周波数変換を有する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記耳装置は、イヤホン又はヘッドホンである、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記測定された機械応答は、アナログ−デジタル処理、又はデジタル−アナログ処理、のうちの少なくとも1つに対応する応答を含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 耳装置のフィードバックに基づくノイズキャンセルシステムを較正するシステムであって、前記システムは、
インタフェースシステムと、
制御システムと、を含み、前記制御システムは、
前記インタフェースシステムを介して、前記耳装置の測定された機械応答を取得し、前記測定された機械応答は、スピーカドライバから耳装置マイクロフォンまでの応答を含み、前記測定された機械応答は、前記スピーカドライバ及び前記耳装置マイクロフォンを含む前記耳装置の回路及び音響応答を含み、
前記インタフェースシステムを介して、参照機械応答値を取得し、
前記参照機械応答値と前記測定された機械応答に対応する値との間の機械応答変異を決定し、
前記インタフェースシステムを介して、前記耳装置の測定されたカプラ応答を取得し、前記測定されたカプラ応答は、前記スピーカドライバから試験用治具マイクロフォンまでの応答を含み、前記測定されたカプラ応答は、前記スピーカドライバに関連する回路及び音響応答を含み、
前記インタフェースシステムを介して、参照カプラ応答値を取得し、
前記参照カプラ応答値と前記測定されたカプラ応答に対応する値との間のカプラ応答変異を決定し、
前記機械応答変異と前記カプラ応答変異とに少なくとも部分的に基づき、前記耳装置の前記マイクロフォンの変異を補償するために、マイクロフォン信号利得補正係数を決定し、
前記フィードバックに基づくノイズキャンセルシステムのフィードバックループに入力される耳装置マイクロフォン信号に、前記マイクロフォン信号利得補正係数を適用する、
よう構成される、システム。 - 前記制御システムは、
前記機械応答に対応する前記値と前記マイクロフォン信号利得補正係数とに少なくとも部分的に基づき、前記スピーカドライバの変異を補償するために、制御フィルタ利得値を決定し、
前記フィードバックに基づくノイズキャンセルシステムの制御フィルタに入力される音響信号に前記制御フィルタ利得値を適用する、
よう更に構成される、請求項12に記載のシステム。 - 前記制御フィルタ利得値を決定することは、前記機械応答に対応する前記値をスケーリング係数により乗算し、バイアス値を加算することを含む、請求項13に記載のシステム。
- 前記スケーリング係数は、複数の耳装置についての機械応答及びフィードバックループ利得値に対応する複数のデータ点に適合する線形曲線の勾配に対応する、請求項14に記載のシステム。
- 前記測定された機械応答、前記参照機械応答値、前記測定されたカプラ応答、及び前記参照カプラ応答値は、全て、前記フィードバックに基づくノイズキャンセルシステムの第1周波数範囲について決定され、
前記第1周波数範囲より高い第2周波数範囲の高周波数機械応答を決定することを更に含む請求項12〜15のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記制御システムは、
参照高周波数機械応答値を取得し、
前記参照高周波数機械応答値と前記高周波数機械応答に対応する値との間の高周波数機械応答変異を決定し、
前記高周波数機械応答変異に基づき、前記フィードバックに基づくノイズキャンセルシステムのメディアパスのメディアパス利得値を決定する、
よう更に構成される、請求項16に記載のシステム。 - 前記第1周波数範囲は、前記フィードバックに基づくノイズキャンセルシステムのキャンセル帯域幅に対応する、請求項16又は17に記載のシステム。
- 前記参照機械応答値は、複数の耳装置の測定された機械応答に基づく平均機械応答値を含み、前記参照カプラ応答値は、複数の耳装置の測定されたカプラ応答に基づく平均カプラ応答値を含み、前記平均機械応答値及び前記平均カプラ応答値は、請求項1に記載の処理の前に計算される、請求項12〜18のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記システムは、前記測定された機械インパルス応答及び前記測定されたカプラインパルス応答を取得する機器を更に含む、請求項12〜19のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記耳装置は、イヤホン又はヘッドホンである、請求項12〜20のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記測定された機械応答は、アナログ−デジタル処理、又はデジタル−アナログ処理、のうちの少なくとも1つに対応する応答を含む、請求項12〜21のいずれか一項に記載のシステム。
- 耳装置のフィードバックに基づくノイズキャンセルシステムを較正するシステムであって、前記システムは、
インタフェースシステムと、
制御手段と、を含み、前記制御手段は、
前記インタフェースシステムを介して、前記耳装置の測定された機械応答を取得し、前記測定された機械応答は、スピーカドライバから耳装置マイクロフォンまでの応答を含み、前記測定された機械応答は、前記スピーカドライバ及び前記耳装置マイクロフォンを含む前記耳装置の回路及び音響応答を含み、
前記インタフェースシステムを介して、参照機械応答値を取得し、
前記参照機械応答値と前記測定された機械応答に対応する値との間の機械応答変異を決定し、
前記インタフェースシステムを介して、前記耳装置の測定されたカプラ応答を取得し、前記測定されたカプラ応答は、前記スピーカドライバから試験用治具マイクロフォンまでの応答を含み、前記測定されたカプラ応答は、前記スピーカドライバに関連する回路及び音響応答を含み、
前記インタフェースシステムを介して、参照カプラ応答値を取得し、
前記参照カプラ応答値と前記測定されたカプラ応答に対応する値との間のカプラ応答変異を決定し、
前記機械応答変異と前記カプラ応答変異とに少なくとも部分的に基づき、前記耳装置の前記マイクロフォンの変異を補償するために、マイクロフォン信号利得補正係数を決定し、
前記フィードバックに基づくノイズキャンセルシステムのフィードバックループに入力される耳装置マイクロフォン信号に、前記マイクロフォン信号利得補正係数を適用する、
よう構成される、システム。 - 前記制御手段は、
前記機械応答に対応する前記値と前記マイクロフォン信号利得補正係数とに少なくとも部分的に基づき、前記スピーカドライバの変異を補償するために、制御フィルタ利得値を決定し、
前記フィードバックに基づくノイズキャンセルシステムの制御フィルタに入力される音響信号に前記制御フィルタ利得値を適用する、
手段を含む、請求項23に記載のシステム。 - 格納されたソフトウェアを有する1つ以上の非一時的媒体であって、前記ソフトウェアは、耳装置のフィードバックに基づくノイズキャンセルシステムを較正する方法を実行するよう1つ以上の装置を制御するための命令を含み、前記方法は、
前記耳装置の測定された機械応答を取得するステップであって、前記測定された機械応答は、スピーカドライバから耳装置マイクロフォンまでの応答を含み、前記測定された機械応答は、前記スピーカドライバ及び前記耳装置マイクロフォンを含む前記耳装置の回路及び音響応答を含む、ステップと、
参照機械応答値を取得するステップと、
前記参照機械応答値と前記測定された機械応答に対応する値との間の機械応答変異を決定するステップと、
前記耳装置の測定されたカプラ応答を取得するステップであって、前記測定されたカプラ応答は、前記スピーカドライバから試験用治具マイクロフォンまでの応答を含み、前記測定されたカプラ応答は、前記スピーカドライバに関連する回路及び音響応答を含む、ステップと、
参照カプラ応答値を取得するステップと、
前記参照カプラ応答値と前記測定されたカプラ応答に対応する値との間のカプラ応答変異を決定するステップと、
前記機械応答変異と前記カプラ応答変異とに少なくとも部分的に基づき、前記耳装置の前記マイクロフォンの変異を補償するために、マイクロフォン信号利得補正係数を決定するステップと、
前記フィードバックに基づくノイズキャンセルシステムのフィードバックループに入力される耳装置マイクロフォン信号に、前記マイクロフォン信号利得補正係数を適用するステップと、
を含む、1つ以上の非一時的媒体。 - 前記方法は、
前記機械応答に対応する前記値と前記マイクロフォン信号利得補正係数とに少なくとも部分的に基づき、前記スピーカドライバの変異を補償するために、制御フィルタ利得値を決定するステップと、
前記フィードバックに基づくノイズキャンセルシステムの制御フィルタに入力される音響信号に前記制御フィルタ利得値を適用するステップと、
を更に含む、請求項25に記載の1つ以上の非一時的媒体。 - 前記制御フィルタ利得値を決定するステップは、前記機械応答に対応する前記値をスケーリング係数により乗算し、バイアス値を加算するステップを含む、請求項26に記載の1つ以上の非一時的媒体。
- 前記スケーリング係数は、複数の耳装置についての機械応答及びフィードバックループ利得値に対応する複数のデータ点に適合する線形曲線の勾配に対応する、請求項27に記載の1つ以上の非一時的媒体。
- 前記測定された機械応答、前記参照機械応答値、前記測定されたカプラ応答、及び前記参照カプラ応答値は、全て、前記フィードバックに基づくノイズキャンセルシステムの第1周波数範囲について決定され、
前記第1周波数範囲より高い第2周波数範囲の高周波数機械応答を決定することを更に含む請求項25〜28のいずれか一項に記載の1つ以上の非一時的媒体。 - 前記方法は、
参照高周波数機械応答値を取得するステップと、
前記参照高周波数機械応答値と前記高周波数機械応答に対応する値との間の高周波数機械応答変異を決定するステップと、
前記高周波数機械応答変異に基づき、前記フィードバックに基づくノイズキャンセルシステムのメディアパスのメディアパス利得値を決定するステップと、
を更に含む、請求項29に記載の1つ以上の非一時的媒体。
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