JP6506739B2 - イヤホンのアクティブノイズコントロール方法 - Google Patents
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Description
[本発明1001]
クライアント端末によって電子的に結合されたマイクロホンに対し、非聴覚(nonaural)ノイズ信号を記録するよう命令する工程;
該クライアント端末の回路に対し、少なくとも一つのイヤホンの少なくとも一つの電気音響変換器を使用して聴覚(aural)ノイズ信号を記録するよう命令する工程;
該非聴覚ノイズ信号と該聴覚ノイズ信号とを組み合わせる関数に基づいてノイズ低減信号を計算する工程;
該少なくとも一つの電気音響変換器によって再生されるように準備されたコンテンツ信号と該ノイズ低減信号との組み合わせに基づいてノイズ低減された信号を計算する工程;および
該回路に対し、該ノイズ低減された信号を該少なくとも一つの電気音響変換器を介して再生するよう命令する工程
を含み、
該非聴覚ノイズ信号と該聴覚ノイズ信号とが少なくとも部分的に同時に記録される、
アクティブノイズ低減方法。
[本発明1002]
少なくとも一つの電気音響変換器が、少なくとも一つのイヤホンの、オーディオ信号を再生するために使用される少なくとも一つのラウドスピーカである、本発明1001の方法。
[本発明1003]
マイクロホンが、クライアント端末のハウジング中に位置する内蔵マイクロホンである、本発明1001の方法。
[本発明1004]
聴覚ノイズ信号が、断続的に記録された複数のフラグメントを含む、本発明1001の方法。
[本発明1005]
回路に対して命令する工程が、複数の再生反復が複数の記録反復と時間的に撚り合わされるように、該回路に対し、複数の記録反復中に少なくとも一つの電気音響変換器を介して聴覚ノイズ信号を記録し、複数の再生反復中に該少なくとも一つの電気音響変換器を介してノイズ低減された信号を断続的に再生するよう命令する工程を含む、本発明1004の方法。
[本発明1006]
複数のフラグメントの各フラグメントが3ミリ秒未満継続する、本発明1004の方法。
[本発明1007]
回路が、少なくとも一つの電気音響変換器に対し、複数のフラグメントの各二つの連続フラグメントの間で、ノイズ低減された信号を断続的に再生するよう命令する、本発明1006の方法。
[本発明1008]
ノイズ低減された信号が少なくとも毎秒5回の反復で再生される、本発明1006の方法。
[本発明1009]
ノイズ低減信号を計算する工程が、聴覚ノイズ信号のフラグメントと非聴覚ノイズ信号のそれぞれのフラグメントとの間の位相差にしたがって耳内空間における現在のノイズを推定する工程を含む、本発明1001の方法。
[本発明1010]
ノイズ低減信号を計算する工程が、現在のノイズに基づいてノイズ予測信号を計算し、該ノイズ予測信号と同じ振幅を有し、かつ反転した位相を有する音波を計算する工程を含む、本発明1008の方法。
[本発明1011]
ノイズ低減された信号が、同時に再生されるように設定されている異なるチャネルとしてノイズ低減信号およびコンテンツ信号を含む、本発明1001の方法。
[本発明1012]
ノイズ低減された信号がノイズ低減信号とコンテンツ信号とのミックスである、本発明1001の方法。
[本発明1013]
本発明1001の方法を実行するように適合されたコンピュータ実行可能な命令を含む、コンピュータ読み取り可能な媒体。
[本発明1014]
ハウジングと;
少なくとも一つの電気音響変換器を有する少なくとも一つのイヤホンに接続するイヤホンインタフェースと;
コンピュータ化プロセッサと;
非聴覚ノイズ信号を記録するマイクロホンと;
イヤホンジャックに電子的に接続された回路に対し、該少なくとも一つの電気音響変換器を使用して聴覚ノイズ信号を記録するよう命令する記録モジュールと
を含み、
該コンピュータ化プロセッサが、該少なくとも一つの電気音響変換器によって再生されるように準備されたコンテンツ信号と該ノイズ低減信号との組み合わせに基づいてノイズ低減された信号を計算し、該回路に対し、該ノイズ低減された信号を該少なくとも一つの電気音響変換器を介して再生するよう命令する、
ノイズ低減機能を有するクライアント端末。
[本発明1015]
マイクロホンがハウジング中に位置する、本発明1014のクライアント端末。
[本発明1016]
マイクロホンがイヤホンインタフェースを介して記録モジュールに電子的に接続されている、本発明1014のクライアント端末。
[本発明1017]
マイクロホンが、少なくとも一つのイヤホンを含むヘッドホンの一部である、本発明1016のクライアント端末。
[本発明1018]
イヤホンインタフェースがイヤホンジャックである、本発明1014のクライアント端末。
[本発明1019]
少なくとも一つの電気音響変換器がヘッドホンの少なくとも一つのイヤホン中に配設されている、本発明1014のクライアント端末。
[本発明1020]
非聴覚ノイズ信号と聴覚ノイズ信号とが少なくとも部分的に同時に記録される、本発明1014のクライアント端末。
[本発明1021]
コンピュータ読み取り可能な記憶媒体;
クライアント端末によって電子的に結合されたマイクロホンに対し、非聴覚ノイズ信号を記録するよう命令するための第一のプログラム命令;
該クライアント端末の回路に対し、イヤホンの少なくとも一つの電気音響変換器を使用して聴覚ノイズ信号を記録するよう命令するための第二のプログラム命令;
該非聴覚ノイズ信号と該聴覚ノイズ信号とを組み合わせる関数に基づいてノイズ低減信号を計算するための第三のプログラム命令;
該少なくとも一つの電気音響変換器によって再生されるように準備されたコンテンツ信号と該ノイズ低減信号との組み合わせに基づいてノイズ低減された信号を計算するための第四のプログラム命令;および
該回路に対し、該ノイズ低減された信号を該少なくとも一つの電気音響変換器を介して再生するよう命令するための第五のプログラム命令
を含み、
該非聴覚ノイズ信号と該聴覚ノイズ信号とが少なくとも部分的に同時に記録され;
該第一、第二、第三、第四および第五のプログラム命令が該コンピュータ読み取り可能な記憶媒体上に記憶されている、
アクティブノイズ低減方法のためのコンピュータプログラム製品。
[本発明1022]
ハウジングと;
少なくとも一つの電気音響変換器を有する少なくとも一つのイヤホンに接続するイヤホンインタフェースと;
コンピュータ化プロセッサと;
該イヤホンインタフェースに電子的に接続された回路に対し、該少なくとも一つの電気音響変換器を使用して聴覚ノイズ信号を記録するよう命令する記録モジュールと;
再生装置インタフェースと
を含む、ノイズ低減機能を有するアダプタ装置であって、
該アダプタ装置が、該少なくとも一つのイヤホンの該少なくとも一つの電気音響変換器と再生装置との間に配置され、
該コンピュータ化プロセッサが、該少なくとも一つの電気音響変換器によって再生されるように準備されたコンテンツ信号と該ノイズ低減信号との組み合わせに基づいてノイズ低減された信号を計算し、該回路に対し、該ノイズ低減された信号を該少なくとも一つの電気音響変換器を介して再生するよう命令する、
アダプタ装置。
[本発明1023]
非聴覚ノイズ信号を記録するマイクロホンをさらに含む、本発明1022のアダプタ装置。
[本発明1024]
少なくとも一つの電気音響変換器によって再生されるように準備されたコンテンツ信号とノイズ低減信号との組み合わせに基づいてノイズ低減された信号をさらに計算する、本発明1022のアダプタ装置。
[本発明1025]
少なくとも一つの電気音響変換器を介して再生するためのノイズ低減された信号を提供する、本発明1022のアダプタ装置。
[本発明1026]
イヤホン中に内蔵されてノイズ低減型イヤホンを生じる、本発明1022のアダプタ装置。
[本発明1027]
アダプタ装置によって電子的に結合されたマイクロホンに対し、非聴覚ノイズ信号を記録するよう命令する工程;
該アダプタ装置の回路に対し、少なくとも一つのイヤホンの少なくとも一つの電気音響変換器を使用して聴覚ノイズ信号を記録するよう命令する工程;
該非聴覚ノイズ信号と該聴覚ノイズ信号とを組み合わせる関数に基づいてノイズ低減信号を計算する工程;
該少なくとも一つの電気音響変換器によって再生されるように準備されたコンテンツ信号と該ノイズ低減信号との組み合わせに基づいてノイズ低減された信号を計算する工程;および
該回路に対し、該ノイズ低減された信号を該少なくとも一つの電気音響変換器を介して再生するよう命令する工程
を含み、
該非聴覚ノイズ信号と該聴覚ノイズ信号とが少なくとも部分的に同時に記録される、
アクティブノイズ低減方法。
[本発明1028]
コンピュータ読み取り可能な記憶媒体;
アダプタ装置によって電子的に結合されたマイクロホンに対し、非聴覚ノイズ信号を記録するよう命令するための第一のプログラム命令;
該アダプタ装置の回路に対し、イヤホンの少なくとも一つの電気音響変換器を使用して聴覚ノイズ信号を記録するよう命令するための第二のプログラム命令;
該非聴覚ノイズ信号と該聴覚ノイズ信号とを組み合わせる関数に基づいてノイズ低減信号を計算するための第三のプログラム命令;
該少なくとも一つの電気音響変換器によって再生されるように準備されたコンテンツ信号と該ノイズ低減信号との組み合わせに基づいてノイズ低減された信号を計算するための第四のプログラム命令;および
該回路に対し、該ノイズ低減された信号を該少なくとも一つの電気音響変換器を介して再生するよう命令するための第五のプログラム命令
を含み、
該非聴覚ノイズ信号と該聴覚ノイズ信号とが少なくとも部分的に同時に記録され;
該第一、第二、第三、第四および第五のプログラム命令が該コンピュータ読み取り可能な記憶媒体上に記憶されている、
アクティブノイズ低減方法のためのコンピュータプログラム製品。
本発明は、そのいくつかの態様において、アクティブノイズキャンセル/コントロールに関し、より具体的には、ただし非排他的に、聴覚ノイズ信号と非聴覚ノイズ信号との組み合わせに基づくヘッドホンのためのアクティブノイズキャンセル/コントロールに関する。
iは、マイクロホンを示し;
Siは、マイクロホンiによってサンプリングされる非聴覚ノイズ信号を示し;
Aは、装用者の耳内空間におけるイヤホンヘッドホンの電気音響変換器の位置を示し;
Biは、マイクロホンの位置(位置Aとは異なる)を示し;
Hは、複数のフラグメント中でイヤホンヘッドホンの電気音響変換器によってサンプリングされる聴覚ノイズ信号を示し;
Hは、時間trと時間pr(ここで、rはフラグメントの数を示す)との間で捕捉されたHのフラグメントを示し(フラグメントはH、・・・Hによって指定される);
Outは、位置A、すなわち装用者の耳の位置の付近における推定ノイズを示し;
cmは、Hを記録しているときの電気音響変換器201の定数項ベクトルを示し;
chは、Outを再生しているときの電気音響変換器201の定数項ベクトルを示し;
ciは、マイクロホンiの定数項ベクトルを示し;
eiは、マイクロホンiの非聴覚ノイズ信号のエコーベクトルを示し;
emは、聴覚ノイズ信号のエコーベクトルを示し;
xは、ノイズ源によって発される純粋なノイズ信号の推定値を示し;
vは、エコーベクトルei上のまばら状態を具現化するベクトルの集合を示す。
S1、・・・Sk;および
hによって示されるHのフラグメント(フラグメントH、・・・Hの一つ)。
以下が出力として使用される:
Out。
iごとに、Ti=argmin(||ci*Ti-Si||2)を見いだし(ここで、各Tiはei*xの推定値である);
F=argmin(||cm*F-h||2)を見いだし(ここで、hはHの現在のフラグメントであり、Fはem*xのフラグメントの推定値を示す);
iごとに、オフセットoiである、TiとFとの間の位相差であって、oi=argmax<Ti,F>であるような位相差を見いだし;
iごとに、上記信号が整合されるようなTi=Tを設定し;
以下のようなベクトルQi s.t. F=Qi*Tiを見いだし;
Qi=argmin(||Qi*Ti-F||2+||Qi-Qi old||2+||vQi||2+...+||vQi||2);
装用者の耳の中の聴覚ノイズ信号の推定値を見いだし;
R=argmin(||Q1*Ti-R||2+...+||Q1*Ti-R||2);
以下のようにOutを見いだす:Out=argmin(||ch*Out-R||2);
ここで、x=argmin(||Ax-b||2)(すなわち、Out=argmin(||ch*Out-R||2))は、方程式系ATAx=ATb、すなわちx=(ATA)-1ATbを解くことによって計算され得る。
(i=f,...,100f)の場合のAiは、Ziに対する離散フーリエ変換(DFT)の行列を示し;
Predは、以下のfサンプルにおけるOutの予測値を示す。
Find Pred = argmin(||A1(0-0,Pred)||2+...+||A100(0-0,Pred)||2)
ここで、最小化問題は上記のように解かれる。ノイズ低減信号は、Predに基づいて、たとえば、Predの信号に基づいてアンチノイズ信号(音波)を産生することによって計算される。
Claims (26)
- クライアント端末またはアダプタ装置の回路に対し、該クライアント端末または該アダプタ装置によって電子的に結合されたマイクロホンを使用して非聴覚(nonaural)ノイズ信号を記録するよう命令する工程;
該クライアント端末または該アダプタ装置の該回路に対し、少なくとも一つのイヤホンの少なくとも一つの電気音響変換器を使用して聴覚(aural)ノイズ信号を記録するよう命令する工程;
該非聴覚ノイズ信号と該聴覚ノイズ信号とを組み合わせる関数に基づいてノイズ低減信号を計算する工程であって、聴覚ノイズ信号のフラグメントと非聴覚ノイズ信号のそれぞれのフラグメントとの間の位相差にしたがって耳内空間における現在のノイズを推定する工程を含む、前記ノイズ低減信号を計算する工程;
該少なくとも一つの電気音響変換器によって再生されるように準備されたコンテンツ信号と該ノイズ低減信号との組み合わせに基づいてノイズ低減された信号を計算する工程;および
該回路に対し、該ノイズ低減された信号を該少なくとも一つの電気音響変換器を介して再生するよう命令する工程
を含み、
該非聴覚ノイズ信号と該聴覚ノイズ信号とが少なくとも部分的に同時に記録される、
アクティブノイズ低減方法。 - 少なくとも一つの電気音響変換器が、少なくとも一つのイヤホンの、オーディオ信号を再生するために使用される少なくとも一つのラウドスピーカである、請求項1記載の方法。
- マイクロホンが、クライアント端末によって電子的に結合されており、
回路が該クライアント端末の回路であり、かつ
マイクロホンが、クライアント端末のハウジング中に位置する内蔵マイクロホンである、請求項1記載の方法。 - 聴覚ノイズ信号が、断続的に記録された複数のフラグメントを含む、請求項1記載の方法。
- 前記回路に対して非聴覚(nonaural)ノイズ信号を記録するよう命令する工程が、複数の再生反復が複数の記録反復と時間的に撚り合わされるように、該回路に対し、複数の記録反復中に少なくとも一つの電気音響変換器を介して聴覚ノイズ信号を記録し、複数の再生反復中に該少なくとも一つの電気音響変換器を介してノイズ低減された信号を断続的に再生するよう命令する工程を含む、請求項4記載の方法。
- 複数のフラグメントの各フラグメントが3ミリ秒未満継続する、請求項4記載の方法。
- 回路が、少なくとも一つの電気音響変換器に対し、複数のフラグメントの二つの連続フラグメントのそれぞれの間で、ノイズ低減された信号を断続的に再生するよう命令する、請求項6記載の方法。
- ノイズ低減された信号が少なくとも毎秒5回の反復で再生される、請求項6記載の方法。
- ノイズ低減信号を計算する工程が、現在のノイズに基づいてノイズ予測信号を計算し、該ノイズ予測信号と同じ振幅を有し、かつ反転した位相を有する音波を計算する工程を含む、請求項1記載の方法。
- ノイズ低減された信号が、同時に再生されるように設定されている異なるチャネルとしてノイズ低減信号およびコンテンツ信号を含む、請求項1記載の方法。
- ノイズ低減された信号がノイズ低減信号とコンテンツ信号とのミックスである、請求項1記載の方法。
- 実行された時に、前記クライアント端末または前記アダプタ装置の前記回路に、請求項1記載の方法を実行させるコンピュータ実行可能な命令を含む、コンピュータ読み取り可能な媒体。
- ハウジングと;
少なくとも一つの電気音響変換器を有する少なくとも一つのイヤホンに接続するイヤホンインタフェースと;
コンピュータ化プロセッサと;
非聴覚ノイズ信号を記録するマイクロホンと;
イヤホンジャックに電子的に接続された回路に対し、該少なくとも一つの電気音響変換器を使用して聴覚ノイズ信号を記録するよう命令する記録モジュールと
を含み、
該コンピュータ化プロセッサが、(i)該聴覚ノイズ信号のフラグメントと該非聴覚ノイズ信号のそれぞれのフラグメントとの間の位相差にしたがって耳内空間における現在のノイズを推定することを含み、該聴覚ノイズ信号と該非聴覚ノイズ信号とを組み合わせる関数に基づいてノイズ低減信号を計算し、(ii)該少なくとも一つの電気音響変換器によって再生されるように準備されたコンテンツ信号と該ノイズ低減信号との組み合わせに基づいてノイズ低減された信号を計算し、(iii)該回路に対し、該ノイズ低減された信号を該少なくとも一つの電気音響変換器を介して再生するよう命令する、
ノイズ低減機能を有するクライアント端末。 - マイクロホンがハウジング中に位置する、請求項13記載のクライアント端末。
- マイクロホンがイヤホンインタフェースを介して記録モジュールに電子的に接続されている、請求項13記載のクライアント端末。
- マイクロホンが、少なくとも一つのイヤホンを含むヘッドホンの一部である、請求項15記載のクライアント端末。
- イヤホンインタフェースがイヤホンジャックである、請求項13記載のクライアント端末。
- 少なくとも一つの電気音響変換器がヘッドホンの少なくとも一つのイヤホン中に配設されている、請求項13記載のクライアント端末。
- 非聴覚ノイズ信号と聴覚ノイズ信号とが少なくとも部分的に同時に記録される、請求項13記載のクライアント端末。
- コンピュータ読み取り可能な記憶媒体;
クライアント端末またはアダプタ装置の回路に対し、該クライアント端末または該アダプタ装置によって電子的に結合されたマイクロホンを使用して非聴覚(nonaural)ノイズ信号を記録するよう命令するための第一のプログラム命令;
該クライアント端末または該アダプタ装置の該回路に対し、イヤホンの少なくとも一つの電気音響変換器を使用して聴覚ノイズ信号を記録するよう命令するための第二のプログラム命令;
該非聴覚ノイズ信号と該聴覚ノイズ信号とを組み合わせる関数に基づいてノイズ低減信号を計算するための第三のプログラム命令であって、該ノイズ低減信号を計算することが、聴覚ノイズ信号のフラグメントと非聴覚ノイズ信号のそれぞれのフラグメントとの間の位相差にしたがって耳内空間における現在のノイズを推定することを含む、前記第三のプログラム命令;
該少なくとも一つの電気音響変換器によって再生されるように準備されたコンテンツ信号と該ノイズ低減信号との組み合わせに基づいてノイズ低減された信号を計算するための第四のプログラム命令;および
該回路に対し、該ノイズ低減された信号を該少なくとも一つの電気音響変換器を介して再生するよう命令するための第五のプログラム命令
を含み、
該非聴覚ノイズ信号と該聴覚ノイズ信号とが少なくとも部分的に同時に記録され;
該第一、第二、第三、第四および第五のプログラム命令が該コンピュータ読み取り可能な記憶媒体上に記憶されている、
アクティブノイズ低減方法のためのコンピュータプログラム製品。 - ハウジングと;
少なくとも一つの電気音響変換器を有する少なくとも一つのイヤホンに接続するイヤホンインタフェースと;
コンピュータ化プロセッサと;
該イヤホンインタフェースに電子的に接続された回路に対し、該少なくとも一つの電気音響変換器を使用して聴覚ノイズ信号を記録するよう命令する記録モジュールと;
再生装置インタフェースと
を含む、ノイズ低減機能を有するアダプタ装置であって、
該アダプタ装置が、該少なくとも一つのイヤホンの該少なくとも一つの電気音響変換器と再生装置との間に配置され、
該コンピュータ化プロセッサが、(i)聴覚ノイズ信号のフラグメントと非聴覚ノイズ信号のそれぞれのフラグメントとの間の位相差にしたがって耳内空間における現在のノイズを推定することを含み、該聴覚ノイズ信号とマイクロホンによって記録された非聴覚ノイズ信号とを組み合わせる関数に基づいてノイズ低減信号を計算し、(ii)該少なくとも一つの電気音響変換器によって再生されるように準備されたコンテンツ信号と該ノイズ低減信号との組み合わせに基づいてノイズ低減された信号を計算し、(iii)該回路に対し、該ノイズ低減された信号を該少なくとも一つの電気音響変換器を介して再生するよう命令する、
アダプタ装置。 - 前記非聴覚ノイズ信号を記録するマイクロホンをさらに含む、請求項21記載のアダプタ装置。
- 少なくとも一つの電気音響変換器を介して再生するためのノイズ低減された信号を提供する、請求項21記載のアダプタ装置。
- イヤホン中に内蔵されてノイズ低減型イヤホンを生じる、請求項21記載のアダプタ装置。
- 前記マイクロホンが前記クライアント端末によって電子的に結合されており、かつ
前記回路が該クライアント端末の回路である、
請求項1記載の方法。 - 前記マイクロホンが前記アダプタ装置によって電子的に結合されており、かつ
前記回路が該アダプタ装置の回路である、
請求項1記載の方法。
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