JP7422219B2 - 風ノイズの検出 - Google Patents

Description

本開示の態様は、概括的に、風ノイズの検出に関し、さらに詳細には、複数のマイクロホンを使用するヘッドセットなどのデバイスにおける風ノイズの検出に関する。

風の強い条件で、戸外でヘッドセット又は任意のモバイルデバイスを使用すると、風ノイズがマイクロホン信号を破損する可能性がある。また、ユーザが速く動いている場合に、例えば、走る、歩く、又は自転車で走る場合に、風ノイズを誘発する可能性がある。風ノイズは、これらのタイプのデバイスの電話通話、聴覚、又は増強された聴覚の機能に負の影響を及ぼす可能性がある。

複数のマイクロホンを有するデバイスでは、信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を高めるために、ビーム形成が使用されてよい。しかし、ビーム形成信号では、風ノイズは一層大きくなる。異なるマイクロホン信号の間には、それらがマイクロホンアレイに到達する方向に依存して、特定の位相差と振幅差とがある。風ノイズの最中に、マイクロホン信号の位相差と振幅差とは、想定された関係を持たない。最悪の場合のシナリオでは、マイクロホン信号は、風ノイズの最中に加算され、その結果、マイクロホン信号と比較してビーム形成信号に２倍の風ノイズが生じる可能性がある。また、ユーザがマイクロホン又はマイクロホンの孔に触れたときのようなハンドリングノイズは、風ノイズと同様の方法で加算される可能性がある。

風ノイズを検出する方法はいくつかある。例えば、低周波数での高出力は、風ノイズを示すことができる。マイクロホン信号を互いに減算することができ、大きな差であれば風ノイズを示すことができる。さらに、マイクロホン信号の差と和との比を計算し、その結果を閾値と比較することにより、風ノイズが検出できる。しかし、これらの対策は誤りを起こしやすく、誤検出につながりやすい。

従って、上記で特定された問題の少なくとも一部に対処する方式で、風ノイズが検出できることが望ましい。

開示される実施形態の目的は、ヘッドセット又はモバイル通信デバイスのような装置における風検出を提供することである。この目的は、独立請求項の主題事項によって解決される。それ以上の有利な変形は、従属請求項に見出すことができる。

第１の態様によれば、上記及び追加の目的及び利点は、プロセッサを含む装置によって達成される。一実施形態では、プロセッサは、装置の少なくとも１つのマイクロホンのマイクロホン信号の電力を決定し；装置の少なくとも２つのマイクロホンのビーム形成信号の電力をモニタし；マイクロホン信号電力をビーム形成信号電力と比較し；比較に基づいて、装置のマイクロホン信号の中に風ノイズを検出するように構成されている。開示される実施形態の態様は、風ノイズを確実に検出し、誤検出を低減する。この方法は、計算上効率的であり、モバイル通信デバイス又はヘッドセットのような装置内の他の処理と組み合わせることが容易である。

装置の可能な実施の形態では、プロセッサは、ビーム形成信号電力に対するマイクロホン信号電力の比を計算することによって、マイクロホン信号電力をビーム形成信号の電力と比較し；計算された比に基づいて、風ノイズを検出するように、さらに構成されている。開示される実施形態の態様は、マイクロホン信号電力とビーム形成信号電力との間の電力比から風ノイズを確実に検出する。このプロセスは計算上効率的である。

装置の可能な実施の形態では、プロセッサは、計算された比が所定の閾値よりも小さい場合に、風ノイズを検出するように、さらに構成されている。開示される実施形態の態様は、マイクロホン信号電力とビーム形成信号電力との間の電力比から風ノイズを確実に検出する。この比は、目標方向から来る音に対して１であってよく、周囲ノイズに対して１よりも大きくてよく、風ノイズに対して１よりも小さくてよい。

装置の可能な実施の形態では、プロセッサは、風ノイズが検出された場合に、少なくとも２つのマイクロホンのビーム形成をオフに切り替え；一層のオーディオ信号処理のために、少なくとも２つのマイクロホンのうち、最小の量の風ノイズが検出されたマイクロホンを選択するように、さらに構成されている。一旦風ノイズが検出されると、ビーム形成をオフに切り替え、単一のマイクロホン処理のみを使用して、風ノイズが低減できる。風ノイズが最小の量であるマイクロホンが選択される。

装置の可能な実施の形態では、プロセッサは、風ノイズが検出された場合に、少なくとも２つのマイクロホンのビーム形成をオフに切り替え；一層のオーディオ信号処理のために、少なくとも２つのマイクロホンのうちマイクロホンを選択するように、さらに構成されている。一旦風ノイズが検出されると、ビーム形成をオフに切り替え、単一のマイクロホン処理のみを使用して、風ノイズ干渉が低減できる。１つのマイクロホン、例えば、他のマイクロホンよりも口に近いマイクロホンを選択してよい。

装置の可能な実施の形態では、プロセッサは、少なくとも２つのマイクロホンのうちの少なくとも１つの他のマイクロホン信号電力をビーム形成信号電力と比較し、比較に基づいて風ノイズを検出するように、さらに構成されている。装置の１つよりも多いマイクロホンをモニタすることにより、検出が強化される。２つよりも多いマイクロホンがあってよく、マイクロホン数の上限はない。

装置の可能な実施の形態では、プロセッサは、周波数帯域にわたり、マイクロホン信号電力とビーム形成信号電力との比を計算するように、さらに構成されている。風検出は、周波数帯域にわたり、マイクロホン信号電力対ビーム電力比を計算することで強化される。

装置の可能な実施の形態では、プロセッサは、複数の周波数帯域にわたり、ビーム形成信号電力に対するマイクロホン信号電力の比を計算し、所定の閾値と比較するために、複数の周波数帯域にわたり、計算された電力の比の最小値を選択するように、さらに構成されている。風ノイズの検出は、周波数帯域にわたり、信号対ビーム電力比を計算し、これらの帯域にわたり、最小値を選択することによって強化される。

装置の可能な実施の形態では、プロセッサは、計算された電力比を経時的に平均化するように、さらに構成されている。また、風ノイズの検出は、周波数帯域にわたり、電力比又は電力比の最小値を経時的に平均化することによって強化できる。

装置の可能な実施の形態では、プロセッサは、周囲ノイズレベルＮを決定するように、さらに構成されている。周囲ノイズレベルが所定の閾値よりも小さい場合に、プロセッサは、風ノイズの検出をバイパスするように構成されている。

装置の可能な実施の形態では、装置は、少なくとも２つのマイクロホンを備えている。

装置の可能な実施の形態では、装置はモバイル通信デバイスである。

装置の可能な実施の形態では、装置はオーディオ信号処理デバイスである。

装置の可能な実施の形態では、装置は、少なくとも２つのマイクロホンを含むヘッドセットである。

装置の可能な実施の形態では、装置は少なくとも２つのマイクロホンを含むスマートウォッチである。

装置の可能な実施の形態では、装置は少なくとも２つのマイクロホンを含むウェアラブルである。

第２の態様によれば、上記及び追加の目的及び利点は、装置のマイクロホン信号の中に風ノイズを検出する方法によって達成される。一実施形態では、装置の少なくとも１つのマイクロホンのマイクロホン信号の電力を決定するステップと；装置の少なくとも２つのマイクロホンのビーム形成信号の電力を決定するステップと；マイクロホン信号電力をビーム形成信号電力と比較するステップと；比較に基づいて、装置のマイクロホン信号の中に風ノイズを検出するステップとを備えている。開示される実施形態の態様は、風ノイズを確実に検出し、誤検出を低減する。この方法は、計算上効率的であり、モバイル通信デバイス又はヘッドセットのような装置内の他の処理と組み合わせることが容易である。

方法の可能な実施の形態では、方法は、ビーム形成信号電力に対するマイクロホン信号電力の比を計算することによって、マイクロホン信号の電力をビーム形成信号電力と比較するステップと；計算された比に基づいて、マイクロホン信号の中に風ノイズを検出するステップとを、さらに備えている。開示される実施形態の態様は、マイクロホン信号電力とビーム形成信号電力との間の電力比から風ノイズを確実に検出する。このプロセスは計算上効率的である。

方法の可能な実施の形態では、方法は、計算された比が所定の閾値よりも小さい場合に、風ノイズを検出するステップを、さらに備えている。風ノイズは、信号対ビーム電力比が一層低い閾値よりも小さい場合に、検出され、検出は、信号対ビーム電力比が一層高い閾値よりも大きい場合にのみ、解除される。閾値の設定は、製品に依存して、また、マイクロホン位置、ビーム設計、及び他のパラメータ値などの特徴に依存して、異なってよい。

方法の可能な実施の形態では、方法は、風ノイズが検出された場合に、少なくとも２つのマイクロホンのビーム形成をオフに切り替えるステップと；一層のオーディオ信号処理のために、少なくとも２つのマイクロホンのうち、最小の量の風ノイズが検出されたマイクロホンを選択するステップとを、さらに備えている。一旦風ノイズが検出されると、ビーム形成をオフに切り替え、単一のマイクロホン処理のみを使用して、風ノイズが低減できる。風ノイズが最小の量であるマイクロホンが選択される。

方法の可能な実施の形態では、方法は、風ノイズが検出された場合に、少なくとも２つのマイクロホンのビーム形成をオフに切り替えるステップと；一層のオーディオ信号処理のために、少なくとも２つのマイクロホンのうちマイクロホンを選択するステップとを、備えている。一旦風ノイズが検出されると、ビーム形成をオフに切り替え、単一のマイクロホン処理のみを使用して、風ノイズが低減できる。１つのマイクロホン、例えば、他のマイクロホンよりも口に近いマイクロホンを選択してよい。

方法の可能な実施の形態では、方法は、装置の少なくとも１つのマイクロホンのうちの他の１つのマイクロホン信号電力とビーム形成信号電力とを比較するステップと、比較に基づいて風ノイズを検出するステップとをさらに含む。装置の１つよりも多いマイクロホンをモニタすることにより、検出が強化される。２つよりも多いマイクロホンがあってよく、マイクロホン数の上限はない。

方法の可能な実施の形態では、比較するステップは、周波数帯域にわたり、マイクロホン信号電力とビーム形成信号電力との比を計算することをさらに含む。風検出は、周波数帯域にわたり、マイクロホン信号電力対ビーム電力比を計算することで強化される。

方法の可能な実施の形態では、比較するステップは、複数の周波数帯域にわたり、ビーム形成信号電力に対するマイクロホン信号電力の比を計算することと；複数の周波数帯域にわたり、計算された電力の比の最小値を選択することと；風ノイズを決定するために、選択された最小値を所定の閾値と比較することとをさらに含む。風ノイズの検出は、周波数帯域にわたり、信号対ビーム電力比を計算し、これらの帯域にわたり、最小値を選択することによって強化される。

方法の可能な実施の形態では、計算された電力比は経時的に平均化される。また、風ノイズの検出は、周波数帯域にわたり、電力比又は電力比の最小値を経時的に平均化することによって強化できる。

方法の可能な実施の形態では、方法は、周囲ノイズレベルＮを決定するステップを含む。周囲ノイズレベルが所定の閾値よりも小さい場合に、風ノイズの検出はバイパスされる。

方法の可能な実施の形態では、装置は、少なくとも２つのマイクロホンを備えている。

方法の可能な実施の形態では、装置はモバイル通信デバイスである。

方法の可能な実施の形態では、装置はオーディオ信号処理デバイスである。

方法の可能な実施の形態では、装置は、少なくとも２つのマイクロホンを含むヘッドセットである。

方法の可能な実施の形態では、装置は少なくとも２つのマイクロホンを含むスマートウォッチである。

方法の可能な実施の形態では、装置は少なくとも２つのマイクロホンを含むウェアラブルである。

例示的な実施形態のこれら及び他の態様、実施の形態、及び利点は、添付の図面とともに解釈されれば本明細書に記載の実施形態から明らかになる。しかしながら、明細書及び図面は、例示の目的のためだけに構成され、開示された発明の限定の定義として設計されていないことが理解されるものとする。開示された発明については、添付の請求項を参照するものとする。本発明の追加の態様及び利点は、以下の記載に述べられ、部分的には、記載から明らかであり、又は本発明の実施により知ることができる。さらに、本発明の態様及び利点は、添付の請求項において特に明記されている手段及び組み合わせによって、実現及び取得ができる。

本開示の下記の詳細な部分において、本発明は、以下の図面に示された例示的な実施形態を参照して、さらに詳細に説明される。

開示される実施形態の態様を組み込んだ例示的な装置の概略斜視図を示す。 開示される実施形態の態様を組み込んだ例示的な方法を示す。 開示される実施形態の態様を組み込んだ例示的な方法の態様を示す。 開示される実施形態の態様を組み込んだ例示的な方法の態様を示す。 開示される実施形態の風検出方法の結果を示すグラフである。 開示される実施形態の態様を組み込んだ任意の例示的な方法の態様を示す。 開示される実施形態の態様を実施するために使用可能な例示的な装置の概略ブロック図である。

図１を参照すると、開示される実施形態の態様を組み込んだ例示的な装置１００の概略ブロック図が示されている。開示される実施形態の態様は、少なくとも２つのマイクロホン又はオーディオ信号処理デバイスを備えた、ヘッドセット、モバイル通信デバイス、スマートウォッチなどのウェアラブルのような装置又はデバイスの１つ又は複数のマイクロホン内の風ノイズを検出することを目的とする。開示される実施形態の態様は、概括的に、ヘッドセット又はモバイル通信デバイスに関して本明細書に述べるが、開示される実施形態の態様は、それに限定されない。また、開示される実施形態の態様は、デバイスのマイクロホンがユーザによって触れられる場合などに、ハンドリングノイズの検出に適用してよい。代替の実施形態では、風又はハンドリングノイズがマイクロホン信号の品質に影響を及ぼす可能性がある、任意の発話又はオーディオ信号処理デバイスに、風の検出を適用してよい。

図１に示すように、例示的な装置１００は、少なくとも１つのプロセッサ１０２と、少なくとも２つのオーディオ信号入力デバイス１０４ａ，１０４ｂとを含んでよい。他の実施形態では、装置１００は、２つを含む以外に、任意の適切な数のオーディオ信号入力デバイス１０４ａないし１０４ｂを含んでよい。開示される実施形態の態様は、２つを超えるオーディオ信号入力デバイス１０４ａないし１０４ｎの数によって制限されない。本明細書の説明の目的のために、オーディオ信号入力デバイス１０４ａないし１０４ｎは、マイクロホンと称される。

図１を参照すると、Ｐ_ｍは、マイクロホン信号Ｓ_ｍの電力を示し、Ｐ_ｂは、マイクロホン１０４ａないし１０４ｎのうちの２つ以上でのビーム形成信号の電力を示す。いくつかの場合において、ビーム形成信号は、マイクロホン１０４ａないし１０４ｎの全部ではないが、いくつかから、計算されてよいことが理解される。

概括的に、マイクロホン１０４ａないし１０４ｎは、オーディオ又はノイズのような受信信号に応答して、それぞれのマイクロホン信号Ｓ_ｍ１ないしＳ_ｍｎを生成するように構成されている。一実施形態では、プロセッサ１０２は、それぞれのマイクロホン信号Ｓ_ｍ１ないしＳ_ｍｎのうちの１つ以上の電力Ｐ_ｍ１ないしＰ_ｍｎを決定及び／又は計算するように構成されてよい。この説明の目的のために、マイクロホン信号Ｓ_ｍの電力Ｐ_ｍはマイクロホン信号電力Ｐ_ｍと称され、ビーム形成信号の電力Ｐ_ｂはビーム形成信号電力Ｐ_ｂと称される。

装置１００が外部で使用される場合のように、風ノイズは、１つ又は複数のマイクロホン信号Ｓ_ｍ１ないしＳ_ｍｎに有害な影響を及ぼす可能性がある。この風ノイズ干渉は、モバイル通信デバイスと通信する能力を阻害するか、さもなければ低下させる可能性がある。

一実施形態では、マイクロホン１０４ａのマイクロホン信号Ｓ_ｍ１の電力Ｐ_ｍ１などのマイクロホン信号Ｓ_ｍの電力Ｐ_ｍが計算される。次に、マイクロホン１０４ａのマイクロホン信号Ｓ_ｍ１の電力Ｐ_ｍ１が、少なくとも２つのマイクロホン信号から計算されたビーム形成電力信号Ｐ_ｂと比較される。また、比較に基づいて、装置１００のマイクロホン信号のうち１つ以上の中に風ノイズが検出できる。

一実施形態では、比Ｐ_ｍ／Ｐ_ｂの高い値は、周囲ノイズ又は指向性ノイズ（風ノイズがない）を示してよい。比Ｐ_ｍ／Ｐ_ｂが１の値である場合に、目標方向からの発話（風ノイズがない）を示してよい。比Ｐ_ｍ／Ｐ_ｂが小さい値である場合に、風ノイズや、さらにハンドリングノイズを示してよい。

開示される実施形態の態様は、ビーム形成信号電力Ｐ_ｂに対するマイクロホン信号電力Ｐ_ｍ の比を計算し、その結果を閾値と比較することによって、風ノイズを検出する。図１の例に示されるように、１つよりも多いマイクロホン信号Ｓ_ｍ１ないしＳ_ｍｎが存在する場合に、対応するマイクロホン信号電力Ｐ_ｍ１ないしＰ_ｍｎの決定及び使用は、風ノイズの検出を強化する。ビーム形成信号電力Ｐ_ｂは、目標方向での発話のようなオーディオ信号を変化させずに維持し、他の方向から来る音を減衰させる。

一実施形態では、フィルタアンドサム・ビーム形成を利用して、ビーム形成信号電力Ｐ_ｂを生成してよい。ここで、ビーム形成信号電力Ｐ_ｂを計算するために使用される２つ以上のマイクロホン信号Ｓ_ｍ１ないしＳ_ｍｎ（概括的に本明細書では、マイクロホン信号Ｓ_ｍ１ないしＳ_ｍｎと称される）は、フィルタリングされ、次いで、追加される。風ノイズがある場合に、マイクロホン信号Ｓ_ｍ１ないしＳ_ｍｎ間の振幅と位相差とは、予想されたものでない可能性がある。マイクロホン信号Ｓ_ｍ１ないしＳ_ｍｎ間の位相と振幅との関係は、ここではマイクロホンアレイとも称されるマイクロホン１０４ａないし１０４ｎに音が到達する方向に依存する。風ノイズがある場合に、振幅と位相との関係は急速に変化する可能性があり、非常にランダムである可能性がある。場合によっては、マイクロホン信号Ｓ_ｍ１ないしＳ_ｍｎが加算される可能性があり、適切なオーディオ信号処理に悪影響を及ぼす可能性がある。

図２を参照すると、開示される実施形態の態様によれば、風ノイズは、マイクロホン信号電力対ビーム電力の比（Ｐ_ｍ／Ｐ_ｂ）から検出できる。一実施形態では、マイクロホン信号Ｓ_ｍの電力Ｐ_ｍが２０２決定される。ビーム形成信号の電力Ｐ_ｂも決定される。Ｐ_ｍ／Ｐ_ｂの比が２０６計算される。この比から、風ノイズがあるか否かが２０８決定される。例えば、比Ｐ_ｍ／Ｐ_ｂの結果が１である場合に、風ノイズなしで目標方向から到来する音を示す。比が１よりも大きい場合に、これは風ノイズがない周囲ノイズを示す。比が１よりも小さい場合に、風ノイズを示す。

風ノイズがないと２０９決定された場合２０８に、ビームフォーマ処理は、マイクロホン信号Ｓ_ｍ１ないしＳ_ｍｎに対して使用されてよい。場合によっては、ビーム形成は、マイクロホン信号Ｓ_ｍ１ないしＳ_ｍｎのうちの、全てではなく、少なくとも２つに関して行ってよい。決定２０８が風ノイズ２１１の存在を示す場合に、ビーム形成は、オフに２１２切り替えられてよい。一実施形態では、最良のマイクロホン、又は最小の量の風ノイズにさらされるマイクロホンを選択してよい。他の実施形態では、ユーザの口に最も近いマイクロホンを選択してよい。選択されたマイクロホンは、一層のオーディオ信号処理のために２１４使用してよい。

一実施形態では、ビーム形成信号電力Ｐ_ｂが、２つ以上のマイクロホン信号電力Ｐ_ｍ１ないしＰ_ｍｎと比較される場合に、風ノイズの検出が一層正確になる。一層多くのマイクロホン信号電力Ｐ_ｍ１ないしＰ_ｍｎを比較に使用すると、風ノイズの検出が一層正確になる。

例えば、マイクロホン信号電力Ｐ_ｍ１ないしＰ_ｍｎのそれぞれが、別々にビーム形成信号電力Ｐ_ｂと比較されてよい。決定された最低電力比は、閾値と比較されてよい。他の実施形態では、全電力比の平均値は、例えば機械学習モデルへの入力などの入力として、採用又は使用してよい。

代替の実施形態では、ビーム形成電力信号Ｐ_ｂは、フィルタリングされた信号及びフィルタリングされていない信号の両方と、又はフィルタリングされた信号のみと比較してよい。フィルタリングされた信号は、例えば、フィルタアンドサム・ビーム形成におけるビームフォーマフィルタであってよい。開示される実施形態の態様による風の検出は、さらに、マイクロホン信号電力Ｐ_ｍが数秒間の期間にわたって平均化される場合に、強化できる。

図３を参照すると、比Ｐ_ｍ／Ｐ_ｂの結果が、閾値ｔｈｒと３０２比較される。この例では、Ｐ_ｍ／Ｐ_ｂの値がｔｈｒよりも大きい３０４場合に、これは、マイクロホン信号Ｓ_ｍの中の風ノイズの存在しないこと３０６、又は干渉する風ノイズの存在しないことを示している。Ｐ_ｍ／Ｐ_ｂの値がｔｈｒよりも大きくない３０８場合に、これは、マイクロホン信号Ｓ_ｍの中に風ノイズ３１０があることを示す。

図４を参照すると、一実施形態では、周波数帯域におけるマイクロホン信号電力対ビーム電力比（Ｐ_ｍ／Ｐ_ｂ）を計算し、次いで、これらの帯域にわたって最小値を選択することによって、風ノイズの検出が強化される。図４の例では、Ｐ_ｍはマイクロホン信号電力であり、Ｐ_ｂはビームフォーマ電力であり、ｔｈｒは閾値であり、ｆは周波数帯域であり、Ｆは周波数帯域のセットである。

図４の例に示されるように、Ｐ_ｍ（ｆ），Ｐ_ｂ（ｆ）の値は、周波数帯域のセットＦ内の全てのｆについて４０２計算される。Ｐ_ｍ（ｆ）／Ｐ_ｂ（ｆ）の値は、周波数帯域のセットＦ内の全ての周波数帯域ｆについて４０４計算される。Ｒ_ｍｉｎ＝ｍｉｎ（Ｐ_ｍ（ｆ）／Ｐ_ｂ（ｆ））の値は、周波数帯域のセットＦ内の全ての周波数帯域ｆについて４０６計算される。Ｒ_ｍｉｎの値がｔｈｒよりも大きいか否かが４０８決定される。Ｒ_ｍｉｎ＞ｔｈｒである場合に、これは、いかなる風又はいかなる干渉する風も存在しないこと４１０を示す。Ｒ_ｍｉｎ＜ｔｈｒである場合に、これは、風の存在４１２、又は干渉する風の存在を示す。

図５を参照すると、一実施形態では、風ノイズの検出はまた、２つの閾値を使用して行える。この例では、風ノイズは、マイクロホン信号電力対ビーム電力比Ｐ_ｍ／Ｐ_ｂが一層低い閾値ｔｈｒ２よりも小さい場合に、検出され、検出は、信号対ビーム電力比Ｐ_ｍ／Ｐ_ｂが一層高い閾値ｔｈｒ１よりも大きい場合にのみ、解除される。閾値ｔｈｒ１及びｔｈｒ２の設定は、装置１００の特徴及び態様に依存してよい。これらの特徴及び態様のいくつかは、マイクロホン位置、ビーム設計、及び他のパラメータ値を含んでよいが、それらに限定されない。概括的に、閾値ｔｈｒ１及びｔｈｒ２は、０及び－１５ｄＢの範囲の間でほぼ変化するように設計されてよい。

図５の例は、約１．２ｃｍ離れた２つのマイクロホン１０４ａ，１０４ｂで測定されたデータから計算されたマイクロホン信号電力対ビーム電力比を示す。周波数帯Ｒ_ｍｉｎの最小値は、実線の曲線５０２としてプロットされる。これはまた、時間の経過に伴って平均化される。平均化は、Ｘａｖｅ（ｉ＋１）＝Ｘｆｒａｍｅ＋ａ＊（Ｘａｖｅ（ｉ）－Ｘｆｒａｍｅ）である。ここで、Ｘａｖｅは平均値、Ｘｆｒａｍｅは１フレームに対して計算された値、ａは平均化がいかに遅いかの程度を決定する定数（たとえば、ａ＝０．９９）である。ｔｈｒ１及びｔｈｒ２の２つの閾値は、破線５０４，５０６でプロットされる。約３１秒後まで風があり、その後は風がない。

一実施形態では、例えば、マイクロホン信号電力対ビーム電力比Ｐ_ｍ／Ｐ_ｂ又はＲ_ｍｉｎのような上記の例で計算された値は、機械学習アルゴリズムにおける特徴として、単独で、又は他の特徴と組み合わせて使用してよい。

ビーム形成は、通常、低周波数においてマイクロホンノイズを増加させる。無音、又は非干渉の風の条件下では、ビーム電力Ｐ_ｂはマイクロホン信号電力Ｐ_ｍよりも高くなる可能性がある。この例では、周囲ノイズレベルＮを６１０評価し、ノイズレベルＮがある閾値（ｔｈｒｎ）よりも小さい場合には、風ノイズの検出をバイパスする。

図６は、ノイズレベル推定を使用する風ノイズの検出アルゴリズムを示す。図６の例に示されているように、Ｐ_ｍ（ｆ），Ｐ_ｂ（ｆ）の値は、周波数帯域のセットＦ内の全てのｆについて６０２計算される。Ｐ_ｍ（ｆ），Ｐ_ｂ（ｆ）の値は、周波数帯域のセットＦ内の全ての周波数帯域ｆについて６０４計算される。Ｒ_ｍｉｎ＝ｍｉｎ（Ｐ_ｍ（ｆ）／Ｐ_ｂ（ｆ））の値は、周波数帯域のセットＦ内の全ての周波数帯域ｆについて６０６計算される。Ｒ_ｍｉｎの値がｔｈｒよりも大きいか否かが６０８決定される。Ｒ_ｍｉｎがｔｈｒよりも大きい場合に、これは、いかなる風又はいかなる干渉する風も存在しないこと６２０を示している。

Ｒ_ｍｉｎがｔｈｒよりも大きくない場合に、ノイズレベルＮが閾値ｔｈｒｎよりも大きいか否かが６１２決定される。風ノイズの最中は、周囲ノイズレベルＮが増加する。従って、風があるときはいつでも、風ノイズが検知される。このタスクには、一般的に使用される任意のノイズ推定６１０方法を使用してよい。

周囲ノイズレベルＮの値が閾値ｔｈｒｎよりも大きくない場合には、周囲ノイズ又は風ノイズが存在しないこと６２０を示している。周囲ノイズレベルＮの値が閾値ｔｈｒｎよりも大きい場合には、周囲ノイズ又は風ノイズの存在６２２を示している。

一実施形態では、風ノイズが検出されると、例えば、装置１００のビーム形成をオフに切り替えることによって風ノイズの影響が低減できる。マイクロホン１０４ａないし１０４ｎのうちのどれが、最小の量の風ノイズにさらされるかを、決定してよい。一実施形態では、マイクロホン１０４ａないし１０４ｎのうちのどれが最小の量のノイズにさらされるかを決定することは、例えば３５００Ｈｚ未満のような特定の周波数帯域におけるマイクロホン信号電力Ｐ_ｍレベルを比較することを含む。風ノイズの最中の電力レベルＰ_ｍが最も低いマイクロホン１０４ａないし１０４ｎは、風の量が最小である。次に、最小の量の風ノイズにさらされるマイクロホンを、一層の動作及びオーディオ信号処理のために選択してよい。風ノイズがないと決定された場合に、ビーム形成をオーディオ信号処理に使用する。代替の実施形態では、開示される実施形態の態様に従って風ノイズが検出された場合に、任意の方式の適切な風ノイズ低減が実施されてよい。

図７は、開示される実施形態の態様を実施するために適切な例示的な装置１０００のブロック図を示す。装置１０００は、例えば、無線通信ネットワークにおける使用に適している。

装置１０００は、プロセッサ又は計算機ハードウェア１００２と、メモリ１００４と、無線周波数（ＲＦ）ユニット１００６と、ユーザインターフェース（ＵＩ）１００８とを含むか、又はこれらに結合されている。ある実施形態では、装置１０００は、ＵＩ１００８を含まない。また、装置１０００は、マイクロホンとも称される２つ以上の音響処理デバイス１０１４を含んでよい。一実施形態では、２つ以上の音響処理デバイス１０１４は、図１に関して説明したような少なくとも２つのマイクロホンのアレイを備えている。マイクロホン１０１４は、ＵＩ１００８に結合されて示されているが、任意の適切な方法で装置に接続されてよく、又は装置の中に接続されてよい。一実施形態では、装置１０００は、図１で参照した装置１００を含む。

プロセッサ１００２は、単一の処理デバイスであってよく、又は、例えば、デジタル信号処理（ＤＳＰ）デバイス、マイクロプロセッサ、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、特殊処理デバイス、又は汎用コンピュータ処理デバイス（ＣＰＵ）などの特殊目的のデバイスを含む複数の処理デバイスを含んでよい。プロセッサ１００２は、図１に関して説明したプロセッサ１０２として実施してよく、ここで述べた方法及びプロセスのいずれか１つ以上を実施するように構成してよい。

図７の例では、様々なタイプの揮発性及び不揮発性コンピュータメモリ、例えば、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク又は光ディスク、又は他のタイプのコンピュータメモリなどの、組み合わせであってよいメモリ１００４に結合されるように、プロセッサ１００２は構成されている。メモリ１００４は、プロセッサ１００２がアクセス及び実行してよいコンピュータプログラム命令を記憶するように構成され、プロセッサ１００２は、本明細書に記載される方法のような種々の望ましいコンピュータ実施プロセス又は方法を実行させる。メモリ１００４は、図１に関して説明した装置１００の一部として、又はそれと組み合わせて実施してよい。

メモリ１００４に記憶されたプログラム命令は、プログラム、ソフトウェアコンポーネント、ソフトウェアモジュール、ユニットなどの種々の用語を使用して、産業上参照されているプログラム命令のセット又はグループとして構成されている。各モジュールは、単独又は組み合わせで、本明細書に記載される開示される実施形態の態様の１つ以上の態様を実行する特定の目的をサポートするように設計された機能性のセットを含んでよい。また、コンピュータプログラム命令のセットを実行する間に、プロセッサ１００２によって記憶及び処理されてよいプログラムデータとデータファイルとが、メモリ１００４に含まれる。

さらに装置１０００は、トランシーバのようなＲＦユニット１００６を含んでよく、又はこれに結合されてよい。ＲＦユニット１００６は、プロセッサ１００２に結合され、プロセッサ１００２と交換されたデジタルデータ１０１２に基づいてＲＦ信号を送受信するように構成される。無線ネットワーク内の他のノードとともに無線信号を送受信するように構成されてよい。ＲＦ信号の送受信を容易にするために、ＲＦユニット１００６はアンテナユニット１０１０を含み、これは、特定の実施形態では複数のアンテナ素子を含んでよい。ビーム形成に使用されてよいものとしてのＭＩＭＯ信号の送受信をサポートするように、複数のアンテナ１０１０は構成されてよい。

ＵＩ１００８は、タッチスクリーン、キーパッド、ボタン、音声コマンドプロセッサなどの１つ以上のユーザインターフェース要素、及びユーザと情報を交換することに適合された他の要素を含んでよい。また、ＵＩ１００８は、コンピュータデバイス、又はモバイルユーザ機器に適した種々の情報を表示するように構成された表示ユニットを含んでよく、例えば、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、及びＬＥＤ又はインジケータランプのようなそれほど複雑でない素子のような任意の適切なディスプレイタイプを使用して、実現されてよい。

開示される実施形態の態様は、風ノイズを検出するための新しい方法を提供する。風ノイズの存在は、マイクロホン信号電力とビーム形成信号電力との間の比を計算し、比を閾値と比較することによって決定される。外部で使用される任意のモバイルデバイスは、風ノイズに困らされ、最悪の場合に、風ノイズがマイクロホン信号を完全に破壊し、例えば、電話をかけることを不可能にする。開示される実施形態の態様は、風ノイズを確実に検出することができる。一旦風ノイズが検出されると、ビーム形成をオフに切り替える、及び単一のマイクロホン処理を使用するなど、多数の既知の方法の任意の１つを使用して、風ノイズ干渉が低減できる。また、ＶＡＣＣ（音声加速度計）、ＶＰＵ（音声ピックアップセンサ）又は内部マイクロホンのような、風ノイズの最中のヘッドセットの内部センサを利用してよい。また、電話や他のオーディオ機能の品質を低下させる可能性のある誤検出が避けられる。開示される実施形態の方法はまた、計算上効率的であり、モバイル通信デバイスのようなデバイス内の他の処理と組み合わせることが容易である。

従って、例示的な実施形態に適用される本発明の基本的な新規な特徴が、図示、記載及び指摘されてきたが、例示されたデバイス及び方法の形態及び詳細、またそれらの動作においての様々な省略、置換及び変更を、現在開示されている本発明の精神及び範囲から逸脱することなく当業者が行ってよいことが理解される。さらに、実質的に同一の機能を実質的に同一の方式で実行して同一の結果を達成するこれらの要素の全ての組み合わせは、本発明の範囲内であることが明確に意図される。さらに、本発明の任意の開示された形態又は実施形態に関連して図示、及び／又は説明される構造及び／又は要素は、設計選択の一般的事項として、任意の他の開示、又は記載、又は提案された形態又は実施形態に、組み込まれてよいことが認識されるものとする。従って、ここに添付された請求項によって示されるようにのみ限定されることが意図される。

Claims (9)

1. プロセッサ（１０２）を備えている装置（１００）であって、前記プロセッサ（１０２）は、
   装置の少なくとも１つのマイクロホン（１０４ａ）のマイクロホン信号（Ｓ_ｍ１）のマイクロホン信号電力（Ｐ_ｍ１）を決定し、
   装置の少なくとも２つのマイクロホン（１０４ａ，１０４ｎ）のビーム形成信号のビーム形成信号電力（Ｐ_ｂ）を決定し、
   前記マイクロホン信号電力（Ｐ_ｍ１）を前記ビーム形成信号電力（Ｐ_ｂ）と比較し、
   比較に基づいて、装置（１００）のマイクロホン信号の中に風ノイズを検出するように構成され、
   前記プロセッサ（１０２）は、複数の周波数帯域にわたり、前記ビーム形成信号電力（Ｐ _ｂ ）に対する前記マイクロホン信号電力（Ｐ _ｍ１ ）の比を計算し、所定の閾値と比較するために、複数の周波数帯域にわたり、計算された電力の前記比の最小値（Ｒ _ｍｉｎ ）を選択するように、さらに構成されている、装置。
2. 前記プロセッサ（１０２）は、計算された前記比が所定の閾値よりも小さい場合に、前記風ノイズを検出するように、さらに構成されている、請求項１記載の装置（１００）。
3. 前記プロセッサ（１０２）は、
   風ノイズが検出された場合に、前記少なくとも２つのマイクロホン（１０４ａ，１０４ｂ）のビーム形成をオフに切り替え、
   一層のオーディオ信号処理のために、前記少なくとも２つのマイクロホン（１０４ａ，１０４ｂ）のうち、最小の量の風ノイズが検出されたマイクロホンを選択するように、さらに構成されている、請求項１又は２のいずれか１項に記載の装置（１００）。
4. 前記プロセッサ（１０２）は、
   前記少なくとも２つのマイクロホン（１０４ａ，１０４ｂ）のうちの少なくとも１つの他のマイクロホン（１０４ｂ）の少なくとも第２マイクロホン信号（Ｓ_ｍ２）の電力（Ｐ_ｍ２）を、前記ビーム形成信号電力（Ｐ_ｂ）と比較し、
   前記マイクロホン信号電力（Ｐ_ｍ１）と前記第２マイクロホン信号の前記電力（Ｐ_ｍ２）とを前記ビーム形成信号電力（Ｐ_ｂ）と比較することに基づいて、前記風ノイズを検出するように、さらに構成されている、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の装置（１００）。
5. 装置（１００）はモバイル通信デバイスである、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の装置（１００）。
6. 装置のマイクロホン信号の中に風ノイズを検出する方法（２００）であって、
   前記装置の少なくとも１つのマイクロホンのマイクロホン信号（Ｓ_ｍ１）のマイクロホン信号電力（Ｐ_ｍ１）を決定するステップ（２０２）と、
   前記装置の少なくとも２つのマイクロホンのビーム形成信号のビーム形成信号電力（Ｐ_ｂ）を決定するステップ（２０４）と、
   前記マイクロホン信号電力（Ｐ_ｍ１）を前記ビーム形成信号電力（Ｐ_ｂ）と比較するステップ（２０６）と、
   比較に基づいて、前記装置のマイクロホン信号の中に風ノイズを検出するステップ（２０８）とを備え、
   前記比較するステップ（２０６）は、
   複数の周波数帯域にわたり、前記ビーム形成信号電力（Ｐ _ｂ ）に対する前記マイクロホン信号電力（Ｐ _ｍ１ ）の比を計算すること（４０２）と、
   複数の周波数帯域にわたり、計算された電力の比の最小値を選択すること（４０６）と、
   前記風ノイズを決定する（２０８）ために、選択された前記最小値を所定の閾値と比較すること（４０８）とをさらに含む、方法。
7. 計算された前記比が所定の閾値よりも小さい（３０８）場合に、前記風ノイズを検出するステップ（２０８）を、さらに備えている、請求項６記載の方法（２００）。
8. 風ノイズが検出された（２０８）場合に、前記少なくとも２つのマイクロホンのビーム形成をオフに切り替えるステップ（２１２）と、
   一層のオーディオ信号処理のために、前記少なくとも２つのマイクロホンのうち、最小の量の風ノイズが検出されたマイクロホンを選択するステップ（２１４）とを、さらに備えている、請求項６又は７のいずれか１項に記載の方法（２００）。
9. 前記装置の前記少なくとも１つのマイクロホンの少なくとも１つの他のマイクロホン信号（Ｓ_ｍ２）の電力（Ｐ_ｍ２）と、前記ビーム形成信号電力（Ｐ_ｂ）とを比較するステップ（２０６）と、
   前記マイクロホン信号電力（Ｐ_ｍ１）と前記他のマイクロホン信号の前記電力（Ｐ_ｍ２）とを前記ビーム形成信号電力（Ｐ_ｂ）と比較することに基づいて、前記風ノイズを検出するステップ（２０８）とを、さらに備えている、請求項６ないし８のいずれか１項に記載の方法（２００）。
   

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