JP7119210B2 - 能動ノイズ制御システムの自動較正 - Google Patents
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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 (11)
- スピーカドライバと内部マイクロフォンを有する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、前記内部マイクロフォンは、前記スピーカドライバと前記耳装置を装着する人の耳との間の電気-音響パスにおける音圧を検知し、
前記ノイズキャンセルシステムは、
フィードバックループと、
前記耳装置の入力音響信号と前記フィードバックループへの入力である前記内部マイクロフォンからのフィードバック信号とをスペクトル成形する制御フィルタと、
前記耳装置の前記入力音響信号をスペクトル成形するメディアフィルタと、
前記制御フィルタ及び前記メディアフィルタの出力を加算し、加算信号を前記スピーカドライバへ提供する加算ブロックと、
を含み、
前記方法は、
前記耳装置の測定された機械応答Pを取得するステップであって、前記測定された機械応答Pは、前記スピーカドライバから前記内部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Pは、前記スピーカドライバ及び前記内部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P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、
前記機械応答変異及び前記カプラ応答変異に少なくとも部分的に基づき、マイクロフォン信号利得相関係数gを決定するステップと、
前記マイクロフォン信号利得相関係数gを、前記フィードバックループに入力される前記内部マイクロフォンからの信号に適用される利得として設定するステップと、
前記測定された機械応答P及び前記マイクロフォン信号利得相関係数g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tを決定するステップと、
前記制御フィルタ利得値tを、前記制御フィルタへの音響信号入力に適用される利得として設定するステップと、
を含む方法。 - 前記制御フィルタ利得値を決定するステップは、前記測定された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1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2に記載の方法。
- 前記測定された機械応答P、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、
前記方法は、
前記ノイズキャンセルシステムの第2周波数範囲について、測定された機械応答PHFを取得するステップと、
前記第2周波数範囲の参照機械応答値を取得するステップと、
前記第2周波数範囲について、前記第2周波数範囲の前記参照機械応答値と前記第2周波数範囲の前記測定された機械応答PHF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、
前記第2周波数範囲の前記機械応答に基づき、メディアパス利得値mを決定するステップと、
前記メディアパス利得値mを、前記メディアフィルタに入力される音響信号に適用されるべき利得として設定するステップと、
を更に含み、前記第2周波数範囲は前記第1周波数範囲より高い、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。 - 前記第1周波数範囲の上限は、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4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む、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記測定された機械応答Pに対応する前記値は、時間領域で測定されたインパルス応答の周波数変換として決定され、前記測定されたカプラ応答に対応する前記値は、時間領域で測定されたインパルス応答の周波数変換として決定される、請求項1~6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1~7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記スピーカドライバに関連する回路は、前記スピーカドライバのためのデジタル-アナログ変換器を含み、前記マイクロフォンに関連する回路は、前記マイクロフォンのためのアナログ-デジタル変換器を含む、請求項1~8のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1~9のいずれか一項に記載の方法を実行するよう構成される、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。
- ソフトウェアを記憶している1つ以上の非一時的媒体であって、前記ソフトウェアは、請求項1~9のいずれか一項に記載の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む、非一時的媒体。
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