KR102617931B1 - 공간 변화 검출에 따른 음향 반향 제거 - Google Patents

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하만 베커 오토모티브 시스템즈 게엠베하
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Abstract

음향 반향 제거는 공간에서의 제1 위치에서 사운드 방송을 나타내는 소스 신호 및 상기 공간에서의 제2 위치에서 픽업되는 사운드를 나타내는 싱크 신호를 수신하는 단계로서, 상기 제2 위치에서 픽업되는 상기 사운드는 전달 특성에 따라 상기 제1 위치로부터 전달되는, 상기 수신하는 단계; 상기 소스 신호 및 상기 싱크 신호에 기초하여 제1 계수 집합에 기초하여 적응적 방식으로 상기 전달 함수를 모델링하여 무반향 잔류 신호를 나타내는 제1 오류 신호를 제공하는 제1 음향 반향 제거 단계로서, 상기 제1 오류 신호가 상기 제어기의 출력 신호를 형성하는, 상기 제1 음향 반향 제거 단계; 및 상기 소스 신호 및 상기 싱크 신호에 기초하여 제2 계수 집합에 기초하여 비적응적 방식으로 상기 전달 함수를 모델링하여 제2 오류 신호를 제공하기 위한 제2 음향 반향 제거 단계를 포함한다. 음향 반향 제거는 상기 제1 오류 신호 및 상기 제2 오류 신호를 평가하고, 평가된 상기 제1 오류 신호가 평가된 상기 제2 오류 신호 및 제1 임계의 합 또는 곱보다 클 경우 공간 변화를 검출하는 단계; 미리 결정된 시간 기간 동안, 공간 변화가 새롭게 검출될 경우 상기 제1 제2 계수 집합을 상기 제2 제1 계수 집합과 같게 설정하는 단계; 메모리에 저장된 참조 계수 집합들 중 하나를 상기 제2 음향 반향 제거기로 카피하는 단계; 및 공간 변화가 계속해서 검출될 경우 상기 제1 음향 반향 제거기로부터 상기 제1 계수 집합을 상기 제2 음향 반향 제거기 및 상기 메모리 중 적어도 하나로 참조 계수 집합으로서 카피하는 단계를 더 포함한다.

Description

공간 변화 검출에 따른 음향 반향 제거{ACOUSTIC ECHO CANCELLATION WITH ROOM CHANGE DETECTION}
본 발명은 음향 반향 제거 제어기 및 음향 반향 제거를 위한 방법에 관한 것이다.
음향 반향 제거는 사운드가 마이크 부근에 위치되는 라우드 스피커들을 통해 동시에 재생될 때 마이크에 의해 포착되는 반향을 제거한다. 반향 제거시, 음성 반향 모델들을 컴퓨팅하기 위해 복합적인 알고리즘 절차들이 사용될 수 있다. 이는 원래 음성의 반사된 반향들의 합을 생성한 다음 이를 마이크가 픽업하는 임의의 신호에서 감하는 것을 수반한다. 그 결과는 말하는 사람의 정제된 음성이다. 이러한 반향 예측의 포맷은 적응(adaptation)이라고 알려져 있는 프로세서에서의 반향 제거기에 의해 학습되어야 한다. 반향 제거기에 채용되는 적응적 필터링 알고리즘의 성능은 그것의 수렴률 및 미조정(misadjustment)으로 알려진 요소에 기초하여 평가될 수 있다.
수렴 속도는 정지 조건들에서 알고리즘이 최적의 솔루션에 "충분히 근접” 수렴하는 데 필요한 반복 횟수로 정의할 수 있다. 미조정은 알고리즘의 정상 상태 거동을 설명하고, 평균 제곱 오차의 평균 최종 값이 최적의 위너 필터(Wiener filter)에 의해 생성되는 최소 평균 제곱 오차를 초과하는 양의 정량적인 측정이다. 적응적 필터링 알고리즘의 잘 알려진 속성은 적응 시간과 미조정 간의 절충이다. 효과적인 음향 반향 제거기는 반향 경로가 변경될 때 빠른 적응이 필요하고 반향 경로가 정적 상태인 경우 부드러운 적응을 필요로 한다.
예시적인 음향 반향 제거 제어기가 공간에서의 제1 위치에서 사운드 방송을 나타내는 소스 신호(source signal) 및 상기 공간에서의 제2 위치에서 픽업되는 사운드를 나타내는 싱크 신호(sink signal)를 수신하도록 구성되며, 상기 제2 위치에서 픽업되는 상기 사운드는 전달 특성에 따라 상기 제1 위치로부터 전달된다. 상기 제어기는 상기 소스 신호 및 상기 싱크 신호를 수신하도록 그리고 제1 계수 집합에 기초하여 적응적 방식으로 상기 전달 함수를 모델링하도록 구성된 제1 음향 반향 제거기로서, 상기 제1 음향 반향 제거기는 무반향 잔류 신호를 나타내는 제1 오류 신호를 제공하도록 더 구성되고, 상기 제1 오류 신호는 상기 제어기의 출력 신호를 형성하는, 상기 제1 음향 반향 제거기; 및 상기 소스 신호 및 상기 싱크 신호를 수신하도록 그리고 제2 계수 집합에 기초하여 비적응적 방식으로 상기 전달 함수를 모델링하도록 구성된 제2 음향 반향 제거기로서, 제2 오류 신호를 제공하도록 더 구성된, 상기 제2 음향 반향 제거기를 포함한다. 상기 제어기는 상기 제1 음향 반향 제거기 및 상기 제2 음향 반향 제거기와 동작 가능하게 연결되는 메모리로서, 상기 제1 음향 반향 제거기로부터의 계수 집합들을 참조 계수 집합들로서 저장하도록 그리고 저장된 참조 계수 집합들을 상기 제2 음향 반향 제거기에 제공하도록 구성된, 상기 메모리; 및 상기 제1 음향 반향 제거기 및 상기 제2 음향 반향 제거기와 동작 가능하게 연결되는 공간 변화 검출기를 더 포함한다. 상기 공간 변화 검출기는 상기 제1 오류 신호 및 상기 제2 오류 신호를 평가하고, 평가된 상기 제1 오류 신호가 평가된 상기 제2 오류 신호 및 제1 임계의 합 또는 곱보다 클 경우 공간 변화를 검출하도록, 미리 결정된 시간 기간 동안, 공간 변화가 새롭게 검출될 경우 상기 제1 제2 계수 집합을 상기 제2 제1 계수 집합과 같게 설정하도록, 그리고 상기 메모리로부터 상기 참조 계수 집합들 중 하나를 상기 제2 음향 반향 제거기로 카피하고 공간 변화가 계속해서 검출될 경우 상기 제1 음향 반향 제거기로부터 상기 제1 계수 집합을 상기 제2 음향 반향 제거기 및 상기 메모리 중 적어도 하나로 다른 참조 계수 집합으로서 카피하도록 구성된다.
예시적인 음향 반향 제거 방법은 공간에서의 제1 위치에서 사운드 방송을 나타내는 소스 신호 및 상기 공간에서의 제2 위치에서 픽업되는 사운드를 나타내는 싱크 신호를 수신하는 단계로서, 상기 제2 위치에서 픽업되는 상기 사운드는 전달 특성에 따라 상기 제1 위치로부터 전달되는, 상기 수신하는 단계; 상기 소스 신호 및 상기 싱크 신호에 기초하여 제1 계수 집합에 기초하여 적응적 방식으로 상기 전달 함수를 모델링하여 무반향 잔류 신호를 나타내는 제1 오류 신호를 제공하는 제1 음향 반향 제거 단계로서, 상기 제1 오류 신호가 상기 제어기의 출력 신호를 형성하는, 상기 제1 음향 반향 제거 단계; 및 상기 소스 신호 및 상기 싱크 신호에 기초하여 제2 계수 집합에 기초하여 비적응적 방식으로 상기 전달 함수를 모델링하여 제2 오류 신호를 제공하기 위한 제2 음향 반향 제거 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 제1 오류 신호 및 상기 제2 오류 신호를 평가하고, 평가된 상기 제1 오류 신호가 평가된 상기 제2 오류 신호 및 제1 임계의 합 또는 곱보다 클 경우 공간 변화를 검출하는 단계; 미리 결정된 시간 기간 동안, 공간 변화가 새롭게 검출될 경우 상기 제1 제2 계수 집합을 상기 제2 제1 계수 집합과 같게 설정하는 단계; 메모리에 저장된 참조 계수 집합들 중 하나를 상기 제2 음향 반향 제거기로 카피하는 단계; 및 공간 변화가 계속해서 검출될 경우 상기 제1 음향 반향 제거기로부터 상기 제1 계수 집합을 상기 제2 음향 반향 제거기 및 상기 메모리 중 적어도 하나로 참조 계수 집합으로서 카피하는 단계를 더 포함한다.
기타 시스템들, 방법들, 특징들 및 이점들은 이하의 구체적인 내용및 첨부된 도면들을 검토할 때 당업자에게 명백하거나 분명해질 것이다.
시스템은 이하의 도면들 및 설명을 참조하여 더 잘 이해될 수 있다. 도면들에서의 구성요소들은 반드시 일정한 비율인 것은 아니고, 대신 본 발명의 원리들을 설명하기 ?? 강조된다. 또한, 도면들에서, 같은 참조 부호들은 상이한 도면들 전반에 걸쳐 대응하는 부분들을 나타낸다.
도 1은 하나의 라우드 스피커, 하나의 마이크 및 메인 음향 반향 제거기 및 섀도 음향 반향 제거기를 포함하는 단일 채널 음향 반향 제거기를 가지며, 섀도 음향 반향 제거기는 메인 음향 반향 제거기의 단계 크기보다 더 큰 단계 크기를 갖는 대표적인 배열체를 도시한 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 음향 반향 제어기에 적용 가능한 대표적인 단일 채널 음향 반향 제거기를 도시한 개략도이다.
도 3은 도 1에 도시된 음향 반향 제어기로 구현되는 대표적인 공간 변화 검출 절차를 도시한 흐름도이다.
도 4는 도 1에 도시된 음향 반향 제어기로 구현되는, 섀도 필터의 발산을 검출하기 위한 대표적인 절차를 도시한 흐름도이다.
도 5는 다수의 라우드 스피커, 다수의 마이크 및 분할된 메인 및 섀도 음향 제거기들을 포함하는 다중 채널 음향 반향 제어기를 갖는 대표적인 배열체를 도시한 개략도이다.
도6은 도 5에 도시된 음향 반향 제어기에 적용 가능한 대표적인 다중 채널 음향 반향 제거기를 도시한 개략도이다.
도 7은 다수의 라우드 스피커, 다수의 마이크 및 섀도 음향 제거기들 및 분할된 메인 음향 제거기들을 포함하는 다중 채널 음향 반향 제어기를 갖는 대표적인 배열체를 도시한 개략도이다.
도 8은 다수의 라우드 스피커, 다수의 마이크 및 섀도 음향 제거기, 참조 음향 제거기 및 분할된 메인 음향 제거기를 포함하는 다중 채널 음향 반향 제어기를 갖는 대표적인 배열체를 도시한 개략도이다.
도 9는 도 8에 도시된 참조 반향 제어기에 적용 가능한 대표적인 다중 채널 음향 반향 제거기를 도시한 개략도이다.
도 10은 다수의 라우드 스피커, 다수의 마이크 및 각각 단일 분할을 갖는 분할된 섀도 음향 반향 제거기들, 각각 단일 분할을 갖는 참조 음향 반향 제거기들 및 다중 분할된 메인 음향 제거기들을 포함하는 다중 채널 음향 반향 제어기를 갖는 대표적인 배열체를 도시한 개략도이다.
도 11은 도 10에 도시된 음향 반향 제어기로 구현되는 대표적인 하드 공간 변화 검출 절차를 도시한 흐름도이다.
도 12는 다수의 라우드 스피커, 다수의 마이크 및 참조 음향 제거기들 및 분할된 메인 음향 제거기들을 포함하는 다중 채널 음향 반향 제어기를 갖는 대표적인 배열체를 도시한 개략도이다.
도 13은 도 12에 도시된 음향 반향 제어기로 구현되는 대표적인 공간 변화 검출 절차를 도시한 흐름도이다.
본 명세서에 설명된 시스템들에서, 음성 인식 기기들 또는 핸즈 프리 통신 기기들과 같은 마이크 포함 기기에 대한 (필터) 계수들과 같은 참조 음향 반향 제거(AEC) 데이터의 하나 이상의 집합이 메모리 저장되어 있다. 예를 들어, 기기가 공간에 이전되거나 상이한 공간에 배치될 경우 음성 명령들에 대한 긴 불감응성의 기간을 회피하기 위해 상이한 동작 모드들, 스피커 기반 빔 조향각들 등에 대해 저장된 데이터가 기기에 적용될 수 있다. 임의의 공간에서, 차단 객체 및 편향 객체 중 적어도 하나가 기기 부근에 배치되어, 특정 음향 상황을 정의한다. 다음: 기기가 동일한 공간에 이전되고, 기기가 상이한 공간으로 이동되며, 차단 및 반가 객체들의 위치들이 변화는 중 적어도 하나가 발생할 때 음향 상황이 변화된다.
하드, 즉, 영구적인 공간 변화가 검출될 경우, 모든 AEC 참조 데이터 집합이 새로운 음향 상황을 반영하여 새로운 것들로 대체될 수 있다. 이는 예를 들어, 저장된 AEC 필터 계수 집합들은 변화되지 않게 두면서, 업데이트 타이머(예를 들어, 카운터)를 리셋하고/거나 메모리에 저장된 현재 동작 모드에 상응하는 현재 AEC 계수 집합의 저장을 제어함으로써 이루어질 수 있다. 하드 공간 변화가 정도에서 벗어나게 검출될 경우 모든 AEC 필터 계수를 제로로 리셋하는 것과 같은 기타 개념들에 비해, 상술한 본 개념은 AEC 필터 계수들을 보존한다.
일반적으로, 기기는 동일한 공간에서의 동일한 위치에 그대로 있어, 단지 제한된 수의 동작 모드를 이용한다. 그로 인해, AEC 참조 데이터는 크게 변화되지 않고 그것들을 급격하게 그리고 정기적으로 업데이트할 필요가 없다. 그에 따라, 업데이트들 간 시간의 기하급수적 확대는 메모리에 대한 (판독 및/또는 기록) 액세스 수를 감소시키기 위해 순간 동작 모드가 이전에 서비스된 적이 없는 시작시 빠른 업데이트를 보장하기 위해 이용되어, 그 수명 동안 단지 제한된 수의 액세스만 가능하게 할 수 있다. 일례로서, 업데이트들 간 시간의 기하급수적 증가는 1초, 3초, 5초, 10초, 50초, 100초에서 예를 들어, 12시간의 최대 업데이트 시간까지 포함할 수 있으며, 이는 음향 상황이 긴 시간 동안 변화되지 않을 경우, AEC 필터 계수들이 하루에 두 번 업데이트됨을 의미한다. 각 동작 모드, 스피커 기반 빔 조향각 등은 그 자체의 전용 대수의 업데이트 타이머를 가질 수 있다. 하드 공간 변화가 검출될 경우, 모든 업데이트 타이머는 각각의 초기 값으로 리셋되며, 이는 상술한 예에서와 같이 1초일 수 있다. 그러나, 이를 위해, 하드 공간 변화를 명확하게 검출하는 것이 필요하다.
하드, 즉, 영구적인 공간 변화 이외에, 소프트, 즉 일시적인 공간 변화가 고려될 수 있다. 공간에서 이동하는 그리고 종내 기기에 접근하는 사람, 기기를 작동하는(예를 들어, 기기의 볼륨을 수동으로 바꾸는) 사람, 기기에 우연히 가깝게 배치되는 커피 컵 등에 의해 소프트 공간 변화가 발생될 수 있다. 그러한 유형들의 공간 변화는 예를 들어, 후술될 섀도 필터들에 의해 처리될 수 있다.
도 1을 참조하면, 공간(103)에 배치되는 라우드 스피커(101) 및 마이크(102)에 의해 대표적인 단순 음향 상황이 설정될 수 있다. 공간(103)에 의해 유발되고 발생되는 차단 및 전향 효과들을 포함하는 음향 상황(공간 임펄스 반응으로도 지칭됨)이 공간(103)에서 라우드 스피커(101)로부터 마이크(102)로 이동할 때 사운드의 변화를 설명하는 전달 함수(H(z))에 의해 이러한 특정 라우드 스피커-공간-마이크에 대해 설명될 수 있다. 라우드 스피커(101)에 의해 방송되는 사운드를 나타내는 전기 소스 신호(x(n)) 및 마이크(102)에 의해 픽업되는 사운드를 나타내는 싱크 신호(y(n))는 AEC 제어기(104)에 공급된다.
AEC 제어기(104)에서, 소스 신호(x(n)) 및 싱크 신호(y(n)) 양자는 제1 AEC 제어기(본원에서 메인 AEC 필터(105)로도 지칭됨)) 및 제2 AEC 제어기(본원에서 섀도 AEC 필터(106)로도 지칭됨)에 공급된다. 섀도 AEC 필터(106)는 메인 AEC 필터(105)의 적응 단계 크기(μMn(ejΩ,n))보다 (훨신) 더 높은 적응 단계 크기(μSh(ejΩ,n))로 메인 AEC 필터(105)와 병렬로 동작된다. 적응 단계 크기(적응적 단계 크기로도 지칭되고 적응(또는 적응적) 단계 크기 파라미터(μ)로 표현됨)는 적응적 필터에서 필터의 수렴 속도(수렴률로 지칭됨)을 제어한다. 적응 단계 크기 파라미터(μ)는 적응적 필터의 성능에 영향을 미치는 임계 파라미터이다. 적응 단계 크기 파라미터(μ)는 통상적으로 적응적 필터의 동작 이전에 정의되거나 결정론적 방식으로 달라진다. 단계 크기는 최소 평균 제곱(LMS) 또는 그것의 미분들과 같은 어느 지점으로 수렵하려고 하는 반복적 (루프) 알고리즘에서의 각 단계의 크기이다. 큰 적응 단계 크기들은 짧은 시간 기간에 적응적 필터 수렴을 돕지만(가능한 정확한 방식으로), 크기가 더 작을 경우 적응적 필터는 더 정확하게 수렴한다. 그에 따라, 빠른 수렴과 정확한 수렴 간이 상충된다. 수렴 속도 및 정확도 간 이상적인 균형은 알고리즘이 수렴하려고 하는 지점이 얼마나 빨리 변화할지에 따른다. 수렴 시간은 적응 단계 크기 파라미터(μ)와 반비례 관계에 있다. 따라서, 단계 크기가 클수록, 수렴이 더 빠르게 이루어질 수 있다.
메인 AEC 필터(105)는 오류 신호(eMn(n))를 출력하며, 이는 또한 AEC 제어기(104)의 (단일) 출력 신호(out(n))로서도 사용되고, 섀도 AEC 필터(106)는 오류 신호(eSh(n))를 출력한다. 예를 들어, 오류 신호들(eMn(n) 및 eSh(n))의 (에너지들 또는) 수준들(LSh(n) 및 LMn(n))을 평가함으로써, 메인 AEC 필터(105) 및 섀도 AEC 필터(106)가 (소프트) 공간 변화를 검출하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 수준(LMn(n))이 수준(LSh(n))을 예를 들어, 임계 수준(ShTh)으로 표현되는 미리 결정된 값 또는 배수만큼 초과할 경우 공간 변화가 검출될 수 있다. 각각의 오류 신호들(eMn(n) 및 eSh(n))의 수준은 오류 신호(eMn(n))로부터 스무딩 필터(107)에 의해 그리고 오류 신호(eSh(n))로부터 스무딩 필터(108)에 의해 결정될 수 있다. 대안적으로, 오류 신호들(eMn(n) 및 eSh(n))의 전력들이 사용될 수 있다. 오류 신호들(eMn(n) 및 eSh(n))의 수준들(LSh(n) 및 LMn(n))은 검출기(109)에 공급된다. 검출기(109)(이는 또한 미리 결정된 임계 수준(ShTh) 및 미리 결정된 임계 발산(ShDivTh)을 수신한다)는 메인 AEC 필터(105) 및 섀도 AEC 필터(106)를 예를 들어, 섀도 AEC 필터(106)의 필터 계수들을 메인 AEC 필터(105)로 카피하도록 그리고 메인 AEC 필터(105) 및 섀도 AEC 필터(106)에서의 업데이트 타이머들을 리셋하도록 제어한다. 검출기(109)에 의해 공간 변화가 검출될 경우, 보다 빠르게 적응하는 AEC 필터(이는 섀도 AEC 필터(106))의 계수들이 도 3과 관련하여 보다 상세하게 후술될 바와 같이, 특정 조건들이 충족될 경우, 보다 느리나 보다 정확하게 적응하는 AEC 필터(이는 메인 AEC 필터(105))로 카피된다. 그에 따라, 또한 메인 AEC 필터(105)도 바람직하지 않은 동결 상태로 의도치 않게 진입하지 않고 공간 변화에 더 빠르게 적응된다.
검출기(109)는 또한 다양한 음향 상황에 따라 단계 크기들을 조정할 수 있고 단계 크기들을 리셋할 수 있는(추정 시스템 거리에 따라) 단계 크기 제어기(110)를 통해 메인 AEC 필터(105) 및 섀도 AEC 필터(106)의 적응 단계 크기들(μMn(ejΩ,n) 및 μSh(ejΩ,n))을 제어할 수 있다. 메인 AEC 필터(105)는 도시된 바와 같이 AEC 제어기(104)에 일체형이거나 AEC 제어기(104)와 별개의 기기로서 동작 가능하게 연결될 수 있는 메모리(111)에 더 연결될 수 있다. 특정 음향 상황들에 대해, 메인 AEC 필터(105)의 계수들(WMn(n))이 메모리(111)로 참조 음향 반향 제거(AEC) 데이터 집합들로서 카피될 수 있다. 검출기(109)는 상이한 미리 결정된 계수 집합들이 메인 AEC 필터(105) 및 섀도 AEC 필터(106) 중 적어도 하나로 또는 그로부터 카피되는 상이한 동작 모드들 간을 전환할 수 있게 하는 모드 제어 신호(MODE)를 더 수신한다.
도 1에 AEC 제어기(104)에서의 AEC 필터들(105 및 106) 중 어느 하나로서 적용될 수 있는 도 2에 도시된 대표적인 AEC 필터에서, 라우드 스피커(101)와 마이크(102) 간 사운드 전송이 모델링된다(전달 함수(H(z))). 라우드 스피커(101)에 의해 방송되는 사운드의 음향 반향은 마이크(102)에 의해 픽업되고 이러한 전달 함수(공간 임펄스 반응)(H(z))와 소스 신호(x(n))의 컨볼루션으로 보여질 수 있는 전기 싱크 신호(y(n))로 변환될 수 있다. 감산기(203)와 관련되어 업데이트 제어기(201)(상관 부분) 및 제어 가능한 필터(202)(컨볼루션 부분)를 포함하는 적응적 AEC 필터는 라우드 스피커(101)와 마이크(102) 간 실 전달 함수(H(z))를 그것의 전달 함수로 모델링한다. 제어 가능한 필터(202)는 필터 계수들 또는 필터 가중치들(w(n))이 업데이트 제어기(201)에 의해 무반향 잔류 신호, 오류 신호(e(n))를 소스 신호(x(n))와 상관시킴으로써 미리 결정된 단계 크기(μ(n))에 따라 업데이트되는 유한 임펄스 반응(FIR) 필터일 수 있다. 제어 가능한 필터(202)에서 입력 신호(x(n))를 필터 계수들(w(n))과 컨볼루션함으로써, 적응적 필터는 알려지지 않은 음향 반향을 추정하며, 이는 제어 가능한 필터(202)에 의해 출력되는 추정 반향 신호(d(n))로 표기된다. 음향 반향의 이러한 추정(추정 반향 신호(d(n))은 감산기(203)에 의해 실 반향을 나타내는 싱크 신호(y(n))에서 감산되어 무반향 잔류 신호(본원에서 오류 신호(e(n))로 지칭됨)를 제공한다. 오류 신호(e(n))는 또한 추정이 얼마나 정확한지/부정확한지도 나타낸다. 도 2에 점선으로 표시된 바와 같이, 계수들(w(n))은 임의의 메모리(미도시)로부터 업데이트 제어기(201)/제어 가능한 필터(202)로 또는 업데이트 제어기(201)/제어 가능한 필터(202)로부터 임의의 메모리(미도시)로 카피될 수 있다.
적응적 필터들의 효과적인 구현 예들에 대해, 빠른 컨볼루션(필터링)은 고속 푸리에 변환(FFT)과 조합하여 블록 신호 처리로 수행될 수 있으며, 이는 계산적으로 효과적인 방식으로 주파수 도메인에서 필터 파라미터들의 적응을 가능하게 한다. 이를 위해, 입력 샘플들의 블록이 수집되고 적응적 필터링이 주파수 도메인에서 수행된다. 통상적으로, 고속 푸리에 변환(FFT)이 시간 도메인 데이터로부터 주파수 도메인 데이터를 계산하기 위해 사용되지만, 이를 위해 기타 변환들도 사용될 수 있음이 주의된다.
도 3을 참조하면, 도 1과 관련하여 도시되고 설명된 검출기(109)는 오류 신호들(eSh(n) 및 eMn(n))의 수준들(LSh(n) 및 LMn(n)) 및 미리 결정된 임계 수준(ShTh)을 수신하고 검출기(109)에 의해 공간 변화가 검출될 경우 메인 AEC 필터(105) 및 섀도 AEC 필터(106)를 섀도 AEC 필터(106)의 필터 계수들을 메인 AEC 필터(105)로 카피하도록 제어한다. 공간 변화는 수준(LMn(n))을 수준(LSh(n)) 및 임계 수준(ShTh)의 곱과 비교함으로써 검출될 수 있다. 수준(LMn(n))이 수준(LSh(n)) 및 미리 결정된 임계 수준(ShTh)의 곱을 초과할 경우, 메인 AEC 필터(105)의 계수들(WMn(n))이 하나의 샘플 또는 몇몇 샘플에 대해 섀도 AEC 필터(106)의 계수들(WSh(n))과 같게 설정된다. 그렇지 않으면, 그러한 설정이 만들어지지 않는다. 메인 AEC 필터 계수들(WMn(n))을 섀도 AEC 필터 계수들(WSh(n))로 일시적으로 대체하는 것에 더하여, 검출기(109)는 메인 AEC 필터(105)의 바람직하지 않은 동결 상태들을 회피하기 위해 단계 크기 제어(110)에 공급되는 추정 시스템 거리를 리셋할 수 있고/거나(예를 들어, 그것을 1의 값으로 설정함으로써), 메인 AEC 필터(105) 및 섀도 AEC 필터(106)에서의 업데이트 타이머들을 리셋할 수 있다.
선택적으로, 검출기(109)는 도 4에 도시된 바와 같이 미리 결정된 임계 발산(ShDivTh)을 수신하고 수준(LSh(n))을 수준(LMn(n)) 및 임계 발산(ShDivTh)의 곱과 비교할 수 있다. 수준(LSh(n))이 수준(LMn(n)) 및 미리 결정된 임계 발산(ShDivTh)의 곱을 초과할 경우, 섀도 AEC 필터(106)의 계수들(WSh(n))이 하나의 샘플 또는 몇몇 샘플에 대해 메인 AEC 필터(105)의 계수들(WMn(n))로 설정된다. 그렇지 않으면, 그러한 설정이 만들어지지 않는다. 모든 가능한 상황 하에서 최대 안정성으로 설계되는 섀도 필터의 적응 단계 크기가 메인 필터의 적응 단계 크기보다 (훨씬) 더 높다는 사실에 기인하여, 섀도 AEC 필터는 때때로 불안정하게 될 수 있다. 예를 들어, 임계 발산(ShDivTh)에 기초하여 도 4에 도시되고 그것과 관련하여 개시된 방식으로 불안정이 검출될 경우, 섀도 AEC 필터(106)의 필터 계수들(WSh(n))은 메인 AEC 필터(105)의 필터 계수들(WMn(n))로 대체되어 그것의 (매우) 큰 적응 단계 크기에도 불구하고 섀도 AEC 필터(106)의 안정성을 보장한다.
도 1에 도시되고 그것과 관련하여 설명된 바와 같은 단일 채널, 분할되지 않은 구조의 AEC 제어기(104) 대신, 다중 채널 및/또는 분할된 구조가 채용될 수 있다. 도 5는 AEC 제어기(104)의 구조에 기초한 분할된, 다중 채널 AEC(MCAEC, partitioned, multi-channel AEC)를 갖는 대표적인 AEC 제어기(504)를 도시한다. AEC 제어기(504)에 하나의 소스 신호(x(n)) 대신, R ≥ 1개의 소스 신호(x(n)), 그리고 하나의 싱크 신호(y(n)) 대신, M ≥ 1개의 싱크 신호(y(n))가 공급된다. R개의 소스 신호(x(n))는 R개의 라우드 스피커(또는 라우드 스피커 그룹)과 상응할 수 있고 M개의 싱크 신호는 M개의 마이크(또는 마이크 그룹)와 상응할 수 있다. 그 결과, 공간(103)에 R개의 라우드 스피커 및 M개의 마이크 간 R x M개의 전달 함수가 발생할 수 있다. 그러나, 간략함을 위해 단지 하나의 라우드 스피커(101) 및 하나의 마이크(102)가 도 5에 도시되었다.
각각의 R x M개의 전달 함수에 대해, 단일 채널 메인 AEC 필터(105)를 대체하는 메인 MCAEC 필터(505)의 별개의 채널 및 단일 채널 섀도 AEC 필터(105)를 대체하는 섀도 MCAEC 필터(506)의 별개의 채널이 전용된다. 다수의 채널은 또한 도 1에 도시된 단일 채널 스무딩 필터들(107 및 108)을 대체하는 두 개의 스무딩 필터(507 및 508)에도 적용될 수 있다. 공간(103)에 R개의 라우드 스피커와 M개의 마이크 사이에서 발생하는 R x M개의 전달 함수는 메인 MCAEC 필터(505)의 R x M개의 전달 함수(WMn(K, ejΩ, n))로 모델링되며, 이때 K는 채널 수를 표기하고 ejΩ는 복소 주파수를 표기하며, 섀도 MCAEC 필터(506)의 R x M개의 전달 함수에 의해 그 배경이 유사하다. 메인 MCAEC 필터(505) 및 섀도 MCAEC 필터(506)의 각 채널은 각각 그것의 별개의 단계 크기(μMn(K, ejΩ, n) 및 μSh(K, ejΩ, n))를 갖는다.
분할된 AEC 또는 MCAEC 필터(도면들에서 적층된 도해로 표시됨)가 제어 신호(여기서 싱크 신호)에 따라 입력 신호(여기서 소스 신호)를 필터링하기 위해 예를 들어, 분할된 블록 주파수 도메인 적응적 필터로서 설명될 수 있다. 그러한 적응적 필터는 병렬로 동작되는 복수의 필터 분할(채널마다)을 포함하며, 여기서 각 필터 분할은 적응적 필터의 전달 함수(임펄스 반응)의 부분을 모델링하도록 설계된다. 각 필터 분할은 소스 신호를 나타내는 신호 및 싱크 신호를 나타내는 신호를 순환 컨볼루션함으로써 그러한 필터 분할의 필터 계수들을 업데이트하기 위한 업데이트 메커니즘을 가질 수 있다. 업데이트 메커니즘은 순환 컨볼루션의 순환 랜 어라운드 아티팩트를 제거함으로써 필터 계수들을 간헐적으로 제한하기 위한 제한 수단을 포함한다.
도 6은 R x M개의 채널을 갖는 대표적인 MCAEC 필터를 도시하며, 이때 R = 2 그리고 M = 1이고, 그에 따라 도시된 예에서 채널들의 수 = 2이다. 이러한 채널들은 공간(603)에서 두 개의 라우드 스피커(601 및 602)에 또한 공급되는 두 개의 (스테레오) 소스 신호(x1(n) 및 x2(n))를 수신할 수 있다. 마이크(604)는 전달 함수(H1(z))에 따라 라우드 스피커(601)로부터 그리고 전달 함수(H2(z))에 따라 라우드 스피커(602)로부터전달되는 사운드를 픽업한다. 도 5에 도시된 AEC 제어기(504)의 다중 치널 AEC 필터들(505 및 506) 중 어느 하나로서 적용될 수 있는 도 6에 도시된 대표적인 MCAEC 필터에서, 라우드 스피커(601, 602)와 마이크(604) 간 사운드 전송이 모델링된다(즉, 전달 함수(H1(z) 및 H2(z))). 라우드 스피커들(601 및 602)에 의해 방송되는 두 개의 소스 신호(x1(n) 및 x2(n))의 음향 반향은 마이크(604)에 의해 픽업되고 소스 신호들(x1(n), x2(n))의 각각의 전달 함수(H1(z), H2(z))와의 컨볼루션들의 합으로 보여질 수 있는 단일 전기 싱크 신호(y(n))로 변환된다. 두 개의 업데이트 제어기(605, 606) 및 두 개의 상응하는 감산기(609, 610)와 관련하여 두 개의 상응하는 제어 가능한 필터(607, 608)를 포함하는 적응적 MCAEC 필터는 그것의 두 개의 전달 함수(실 전달 함수들(H1(z) 및 H2(z))로 모델링된다. 제어 가능한 필터들(607, 608)은 필터 계수들 또는 필터 가중치들(w1(n), w2(n))이 상응하는 업데이트 제어기들(605, 606)에 의해 상응하는 오류 신호들(e1(n), e2(n))을 각각의 소스 신호들(x1(n), x2(n))과 상관시킴으로써 미리 결정된 단계 크기들(μ1(n), μ2(n))에 따라 업데이트되는 유한 임펄스 반응(FIR) 필터들일 수 있다. 제어 가능한 필터(607, 608)에서 입력 신호(x(n))를 필터 계수들(w1(n), w2(n))과 컨볼루션함으로써, 다중 채널 적응적 필터는 알려지지 않은 음향 반향을 추정하며, 이는 제어 가능한 필터(607, 608)에 의해 출력되는 추정 반향 신호들(d1(n), d2(n))로 표기된다. 음향 반향의 이러한 추정(추정 반향 신호들(d1(n), d2(n))은 각각 감산기들(609, 610)에 의해 실 반향을 나타내는 싱크 신호(y(n))에서 감산되어 각각의 추정이 얼마나 정확한지/부정확한지 나타내는 오류 신호(e1(n), e2(n))를 제공한다. 도 2에 점선으로 표시된 바와 같이, 계수들(w1(n), w2(n))은 임의의 메모리(미도시)로부터 업데이트 제어기들/제어 가능한 필터들로 또는 업데이트 제어기들/제어 가능한 필터들로부터 임의의 메모리(미도시)로 카피될 수 있다.
도 5에 도시된 제어기(504)는 분할된 섀도 MCAEC 필터(506)를 도 7에서의 제어기(702)로서 도시된 바와 같은 비분할된 또는 단지 하나의분할로 분할된(1-분할) 섀도 MCAEC 필터(701)로 대체함으로써 변형될 수 있다. 섀도 AEC 필터(701) 및 그것의 단계 크기(여기서 단일 단계 크기(μSh(n)))를 제외하고는, 제어기(702)의 나머지 부분들은 제어기(504)의 상응하는 부분들과 동일하다. 스펙트럼 도메인에서 구현될 경우, AEC 시스템들은 레이턴시를 감소시키기 위해 분할될 수 있다. 분할된 프레임워크는 예를 들어, 섀도 필터에서, 동작들의 대부분이 모든 분할에 대해 항상 수행되지는 않을 수 있음에 따라, 공간 검출 노력을 감소시키는 것을 가능하게 한다. 감소된 수의 분할 또는 심지어 단지 하나의 분할, 예를 들어, 제1 분할의 처리 시간 대부분이 충분하여, 훨씬 더 효율적인 (소프트) 공간 검출이 된다.
도 5에 도시된 제어기(504)는 분할된, 비적응적 참조 MCAEC 필터(801) 및 스무더(802)를 추가함으로써 도 8에 도시된 제어기(803)를 형성하도록 변형될 수 있다. 검출기(509)는 추가 신호들(AecUpdateTimerInit)을 더 수신하는 검출기(804)를 형성하도록 변형되며, 이는 업데이트 타이머(NumOfExpCount)에 대한 초기화 값을 나타내며, 이는 만료된 카운터들(타이머들)(HardRcTimeInit)의 수를 나타내며, 이는 하드 공간 변화 타이머(ShHardRcTh)에 대한 초기화 값을 나타내며, 이는 하두 공간 변화 검출에 대한 임계를 나타낸다. 제어기(803)의 나머지 부분들은 제어기(504)의 상응하는 부분들과 동일하다. 분할된 참조 MCAEC 필터(801)는 R개의 소스 신호(x(n)) 및 M개의 싱크 신호(y(n))를 수신하고 잔향 신호들(eRef(n))을 스무더(802)에 공급하며 이는 검출기(804)에 수준들(LRef(n))을 출력한다. 하드 공간 변화의 전용 검출은 평가를 위한 추가("제3") 신호를 필요로 한다. 하드 공간 변화의 검출이 주로 모든 가능한 동작 모드에 대한 모든 참조 AEC 업데이트 타이머(타이머 벡터)가 리셋되어야 할지 여부를 결정하는 역할을 하기 때문에, 또한 MCAEC 참조 필터를 사용하여 하드 공간 변화가 발생했는지 여부를 검출하는 것이 바람직할 수도 있다. 이를 이루기 위해, 도 8에 도시된 예에서, 비적응적 구조가 사용되어 그에 상응하여 오류 신호(eRef (n)) 또는 (전력 또는) 수준(LRef (n))으로 표현되는 바람직한 "제3 신호"를 생성하는데, 이는 이러한 신호가 현재 동작 모드와 상응하여 그리고 현재 R개의 소스 신호들(x(n)) 및 M개의 싱크 신호들(y(n))을 조합하여 저장된 AEC 필터 계수들을 사용함으로써 쉽게 생성될 수 있기 때문이다.
도 9는 R = 1 그리고 M = 2, 즉, 하나의 라우드 스피커, 두 개의 마이크 그리고 그에 따라 2개의 채널은 갖는 대표적인 비적응적(비분할된) MCAEC 필터(901)를 보다 상세하게 도시한다. 이러한 두 개의 채널은 공간(903)에서 또한 라우드 스피커(902)에 공급되는 하나의 소스 신호(x(n))를 수신한다. 두 개의 마이크(904 및 905)가 두 개의 전달 함수(H3(z) 및 H4(z))에 따라 라우드 스피커(902)로부터 각각 마이크들(904 및 905)로 전달되는 사운드를 픽업하고, 그것들을 소스 신호(x(n))의 전달 함수들(H3(z), H4(z))과의 컨볼루션들로서 보여질 수 있는 전기 싱크 신호들(y3(n), y4(n))로 변환한다. 비적응적(비분할된) MCAEC 필터(901)에서, 제어 가능한 필터들(906, 907)은 하나 이상의 메모리(908, 909)로부터 필터 계수들 또는 필터 가중치들(w3(n), w4(n))을 수신하고 입력 신호(x(n))를 필터 계수들(w3(n), w4(n))과 컨볼루션함으로써 신호들(d3(n), d4(n))을 제공하여 알려지지 않은 음향 잔향들을 추정하며, 이들은 추정 잔향 신호들(d3(n), d4(n))로 표시된다. 이는 제어 가능한 필터들(906, 908)이 라우드 스피커(901)과 마이크(904 및 905) 간 사운드 전송을 모델링함을 의미한다(즉, 전달 함수들(H3(z) 및 H4(z))). 음향 반향의 추정(추정 반향 신호들(d3(n), d4(n)로 표시됨)은 감산기들(910, 911)에 의해 싱크 신호들(y3(n), y4(n))에서 감산되어 각각의 추정이 얼마나 정확한지/부정확한지 나타내는 오류 신호(e3(n), e4(n))를 제공한다.
다른 예에서, 도 7에 도시된 제어기(707)는 분할된, 비적응적 참조 MCAEC 필터(1001) 및 스무더(1002)를 추가함으로써 도 10에 제어기(1003)로 도시된 바와 같이 변형될 수 있다. 검출기(509)는 추가 신호들(AecUpdateTimerInit, NumOfExpCount, HardRcTimeInit 및 ShHardRcTh)을 더 수신하는 검출기(1004)를 형성하도록 변형된다. 이러한 신호들은 도 8과 관련하여 위에서 지정되었다. 제어기(1003)의 나머지 부분들은 제어기(707)의 상응하는 부분들과 동일하다. 비분할된 비적응적 참조 MCAEC 필터(1001)는 R개의 소스 신호(x(n)) 및 M개의 싱크 신호(y(n))를 수신하고 잔향 신호들(eRef(n))을 스무더(1002)에 공급하며 이는 검출기(1004)에 수준들(LRef(n))을 출력한다.
도 11은 예를 들어, 도 10에 도시된 AEC 제어기(1003)의 검출기(1004)에서 하드 공간 변화가 검출될 수 있는 방법의 절차의 흐름도를 도시한다. M = 2 그리고 R = 1이라 가정하면, m(m = 1,... ,M)개의 마이크의 각각, M개의 섀도 AEC 필터, M개의 메인 AEC 필터 및 M개의 참조 AEC 필터의 각각의 오류 신호들에 대해, 다음 단계들이 취해진다: 제1 단계(1101)에서, 수준(LRef(n))이 수준(LSh(n)) 및 임계(ShHardRcTh)의 곱을 초과하는지 여부에 관한 비교가 이루어진다. 이것이 참이 아니면(아니오), 모든 타이머의 값(HardRcTimer)이 그것들의 초기화 값(HardRcTimerInit)으로 리셋된다(단계 1102). 그렇지 않으면, 즉, 그것이 참이면(예), 그것들은 예를 들어, 1씩 감소된다(단계 1103). 단계 1104에서, 모든 타이머는 그것들이 만료되었는지 여부가 평가된다. 특히, 얼마나 많은 타이머가 제로 이하의 값을 갖는지가 평가되며, 이는 카운트(Num(HardRcTimer ≥ 0))으로 표현된다. 만료된 타이머들의 카운트(Num(Hard RcTimer ≤ 0))가 예를 들어, M/2로 설정될 수 있는 NumOfExpTimer로 주어진 특정 수를 초과할 경우, 하드 공간 변화가 검출된다. 하드 공간 변화의 검출시, 모든 AEC 업데이트 타이머가 그것들의 초기화 값으로 리셋된다(단계 1105).
라우드 스피커가 특정 주파수 범위에서 증가된 총 고조파 왜곡을 보이고 또한 이러한 주파수 범위에서 동작될 경우, 도 12와 관련하여 설명된 바와 같이 변형된 AEC 제어기가 이용될 수 있다. 도 8에 도시된 제어기(803)는 분할된 섀도 MCAEC 필터(506) 및 상응하는 스무더(508)를 생략함으로써 도 12에 제어기(1201)로 도시된 바와 같이 변형될 수 있다. 이제 메인 MCAEC 필터(505)의 단계 크기가 추정 시스템 거리를 리셋하기 위한 신호 그리고 검출기(1202)로부터 신호들(μInit(ejΩ,n), γInit(ejΩ,n))을 수신하는 단계 크기 제어부(110)로부터 두 개의 단계 크기(μ(ejΩ,n) 및 γ(ejΩ,n))로 제어된다. 검출기(1202)는 검출기(509)를 대체하고 제어 신호들(μInitUp(ejΩ,n), γInitUp(ejΩ,n), μInitLow(ejΩ,n), γInitLow(ejΩ,n)), 값(RoomChangeInitTime), 임계 평균 오류 수준 차이(ELDTh) 및 또한 상이한 동작 모드들에서 참조 AEC 필터(801)와 메모리(111) 간 카피를 제어할 수 있게 하는 모드 제어 신호(MODE)를 수신한다. 또한, 검출기(1202)는 공간 변화가 검출될 경우(RCD) 참조 MCAEC 필터(801) 및 메인 MCAEC 필터(505)를 참조 AEC 계수들을 메인 MCAEC 필터(505)로 카피하도록 제어한다. 이전에 설명된 변형들을 제외하고는, 제어기(1201)의 나머지 부분들은 제어기(803)의 상응하는 부분들과 동일할 수 있다. 제어기(803)의 관점으로부터, 예를 들어, 사람이 라우드 스피커(들) 및 마이크(들)를 포함하는 기기에 접근하거나 기기가 다른 위치로 이동될 때 등의 공간 변화는 라우드 스피커(들)과 마이크(들) 간 공간 임펄스 반응(들), 즉, 전달 함수(들)에 필연적으로 영향을 미친다. AEC 제어기가 현재 공간 임펄스 반응들을 끊임없이 추정하기 때문에, 공간 변화는 다른 방식으로 이전에 추정된 공간 임펄스 반응(들)과 현재 공간 임펄스 반응(들) 간 차이(들)를 분석함으로써 명확하게 검출될 수 있다.
모드마다 (완전히 적응된) 참조 AEC 계수 집합이 이용 가능할 수 있음에 따라, 도 8에 도시된 제어기에서와 같이, 메인 AEC 필터로부터의 계수 집합으로 표현되는 공간 임펄스 반응(들)의 현재 추정과 저장된 참조 AEC 계수 집합 간 비교가 가능하다. 양 계수 집합을 비교하기 위한 하나의 쉽고 효과적인 방식은 두 개의 오류 신호 수준(또는 전력), 이미 상기한 예들로 설명되거나 도 12와 관련하여 설명된 바와 같이, 메인 AEC 필터 및 참조 AEC 필터로부터의 오류 신호 수준들을 비교하는 것이다. 도 12에 도시된 AEC 제어기(1201)에서, 비교를 위해 오류 신호들의 수준들(스무딩된 오류 신호들)이 사용된다.
공간 변화 검출은 검출에 단지 하나의 마이크가 이용될 경우 보다 효과적으로 이루어질 수 있다, 즉 공간 변화를 명확하게 검출하기 위해 모든 마이크를 이용 가능하게 그리고 모든 공간 임펄스 반응, 오류 신호 또는 필터링된 소스 신호를 사용할 필요는 없다. 또한, 비교를 위해 단지 제1 분할을 사용하는 것이 충분할 수 있으며, 이는 모든 그러한 사실이 고려될 경우, 매우 단순하고 효율적인 버전이 한 번에 소프트 및 하드 공간 변화 양자를 강력하게 검출하게 한다. 검출기(1202)로 구현될 수 있는 예시적인 검출 절차가 도 13을 참조하여 후술된다.
도 13을 참조하면, 시작시(단계 1300) 공간 변화 검출(RCD) 플래그가 소거될(예를 들어, 제로로 설정됨, 이는 공간 변화가 검출되지 않음을 나타냄) 초기화 루틴(단계1301)이 시작된다. 그 다음 메인 음향 반향 필터가 적응 상태에 있다는 것이 검출될 경우(선택적 단계 1302), 즉 그것이 동결 상태에 있지 않을 경우, 예를 들어, 어떠한 소스 신호도 이용 가능하거나 방송되지 않을 때, RCD 카운터가 감소될 것이다(선택적 단계 1303). 병렬적으로, 메인 AEC 필터와 참조 AEC 필터 간 오차 레벨 차이(ELD)가 LMn - LRef에 따라 계산된다(단계 1304). 그 다음, 단계(1303)로부터의 선택적 현재 카운터 값(C)이 다음 단계(1305)로 제공된다. 단계 1305에서, 카운터가 만료되었는지(C ≤ 0)여부가 결정된다. 이것이 참이 아니면(아니오), 단계 1302 및 단계 1304가 반복된다. 이것이 참일 경우(예), 단계 1306에서 RCD 플래그가 설정되는지(예를 들어, 공간 변화 검출을 나타내는 1로) 또는 설정되지 않는지(즉, RCD 플래그가 공간 변화 비검출을 나타내는 제로) 결정된다.
단계 1307에서, 초기화 이후 RCD 플래그가 설정된 적이 없음(즉, RCD 플래그 = 0)이 밝혀질 경우(아니오로 표시됨), 현재 오차 수준 차이(ELD)가 특정 임계(ELDTH) 미만(ELD < ELDTH)인지 또는 아닌지가 결정된다. 이것이 참이 아니면(아니오), 단계 1302 및 단계 1304가 반복된다. 그것이 참일 경우(예)(이는 공간 변화가 검출됨을 의미), 이제 단계 1308에서 RCD 플래그가 새롭게 설정된다(1로), 단계 1309에서 RCD 카운터가 그것의 초기화 값(RoomChangeInitTime)으로 리셋되고, 단계 1310에서 추정 시스템 거리가 리셋(예를 들어, 1로 설정)되며, 선택적 단계 1311에서, 적응을 촉진하기 위해, 메인 AEC 필터에 대한 보다 공격적인 단계 크기 파라미터들(μInitUp(ejΩ, n), γInitUp(ejΩ, n))이 적용될 수 있거나 공간 변화가 검출된 이후 도 12에 도시되지 않은 섀도 AEC 필터의 현재 필터 계수 집합이 적용될 수 있다.
단계 1306에서, 초기화 이후 RCD 플래그가 설정되었고(즉, RCD 플래그 = 1) 계속해서 설정되는 것으로 밝혀질 경우(예로 표시됨)(이는 메인 메인 음향 반향 제거기가 이미 RoomChangeInitTime로 정의되는 시간 동안 적응되었음을 의미), 단계 1312에서 RCD 플래그가 소거, 즉 제로로 설정될 것이고, 1313에서 RCD 카운터가 RoomChangeInitTime으로 리셋될 것이고, 단지 현재 사용 모드에 대한 참조 AEC 필터의 이전 필터 계수 집합을 대체하여, 단계 1315에서 메인 AEC 필터의 현재 계수 집합이 메모리에 저장되기 전, 선택적 단계 1314에서 적응 속도가 리셋될 것(이전에 변경된 경우), 예를 들어, 메인 AEC 필터가 μInitLow(e jΩ , n) 그리고 선택적 섀도 AEC 필터에 대해 γInitLow(e jΩ , n)에 의해 정의되는 바와 같이 그것의 원래 파라미터들로 리셋될 것이고, 최종적으로 메인 AEC 필터의 현재 필터 계수 집합이 현재 사용 필터 계수 집합으로서 참조 AEC 필터로 카피되어(단계 1316), 이 시점으로부터, 종료(단계 1317)까지, 메인 AEC 필터가 계속해서 적응하기 때문에, 미래 공간 변화의 검출이 가능함을 보장한다. 단계 1316은 단지 현재 사용 모드에 대한 참조 AEC 필터의 이전 AEC 필터 계수 집합을 대체하여, 메인 AEC 필터의 현재 계수 집합이 메모리에 저장될 것을 포함하고, 메인 AEC 필터의 현재 필터 계수 집합이 현재 사용되는 참조 AEC 필터 계수 집합을 대신하여 메인 AEC 필터가 계속해서 적응하기 때문에 이 시점으로부터 미래 공간 변화의 검출이 가능함을 보장할 수 있다.
상술된 시스템 및 방법에 따르면, 이제 공간 변화, 뿐만 아니라 기타 형태의 재적응이, 또한 소프트 및 하드 공간 변화 외, 모드 변화를 포함하여 명확하게 검출될 것이기 때문에, 모드 의존 카운터들을 업데이트하는 것이 더 이상 필요하지 않다. 현재 모드에 상응하는 현재 필터 계수 집합들은 항상 메모리에 참조로 저장되는 공간 임펄스 반응(들)의 가능한 최상의 모델을 갖기 위해 모드 변화가 적용되기 전 저장될 수 있다.
실시 예들에 대한 설명은 예시 및 설명 목적들로 제시되었다. 실시 예들에 적합한 변형 및 변경이 상기한 설명을 고려하여 수행될 수 있거나 방법들을 실시함으로써 얻어질 수 있다. 예를 들어, 다르게 언급되지 않는 한, 설명된 방법들 중 하나 이상의 방법이 적합한 디바이스 및/또는 디바이스들의 조합에 의해 수행될 수 있다. 설명된 방법들 및 관련 동작들은 또한 본 출원에 설명된 순서에 더하여 다양한 순서로, 병렬적으로 그리고/또는 동시에 수행될 수도 있다. 설명된 시스템들은 사실상 대표적인 것이고, 추가 요소들을 포함하고/거나 요소들을 생략할 수 있다.
본 출원에서 사용될 때, 단수 및 "하나" 또는 "한"이라는 단어가 선행되어 언급된 요소 또는 단계는 배제가 언급되지 않는 한, 상기 요소들 또는 단계들의 복수를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 개시 내용의 "일 실시 예" 또는 "일례"의 언급들은 또한 나열된 특징들을 통합하는 추가 실시 예들의 존재를 배제하는 것으로 해석되도록 의도되지 않는다. "제1", "제2", 및 "제3" 등의 용어들은 단지 라벨들로서 사용되는 것이고, 그것들의 대상들에 수치적 요건들 또는 특정한 위치적 순서를 지우는 것으로 의도되지 않는다.
본 명세서에 개시된 바와 같은 임의의 컴퓨터, 마이크로 프로세서, 신호 프로세서 및 마이크로 제어기는 임의의 수의 마이크로 프로세서, 집적 회로, 메모리 기기(예를 들어, 플래시, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 전기적으로 프로그램 가능한 판독 전용 메모리(EPROM), 전기적으로 소거 가능한 프로그램 가능한 판독 전용 메모리(EEPROM) 또는 이들의 그 외 다른 적합한 변형들) 및 본 명세서에 개시된 동작(들)을 수행하기 위해 서로 협력하는 소프트웨어를 포함할 수 있는 것으로 인식된다. 또한, 개시된 바와 같은 임의의 제어기는 개시된 바와 같이 임의의 수의 기능을 수행하도록 프로그램된 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 매체에 내장된 컴퓨터 프로그램을 실행하기 위한 임의의 하나 이상의 마이크로 프로세서를 이용한다. 나아가, 본 명세서에 제공되는 바와 같은 임의의 제어기는 하우징 및 하우징 내에 위치되는 다양한 수의 마이크로 프로세서, 집적 회로 및 메모리 기기(예를 들어, 플래시, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 전기적으로 프로그램 가능한 판독 전용 메모리(EPROM) 및/또는 전기적으로 소거 가능한 프로그램 가능한 판독 전용 메모리(EEPROM)를 포함한다. 개시된 바와 같은 컴퓨터(들), 프로세서(들) 및 컨트롤러(들)는 또한 본 명세서에서 논의된 바와 같은 기타 하드웨어 기반 기기들로부터 데이터를 수신하고 그것들로 데이터를 송신하기 위한 하드웨어 기반 입력들 및 출력들을 포함한다.
본 발명의 다양한 실시 예가 설명되었지만, 본 발명의 범위 내에서 더 많은 실시 예 및 구현 예가 가능하다는 것이 당업자들에게 명백할 것이다. 특히, 당업자는 상이한 실시 예들로부터의 다양한 특징의 호환성을 인식할 것이다. 이러한 기술들 및 시스템들이 특정 실시 예들 및 예들의 상황에서 개시되었지만, 이러한 기술들 및 시스템들은 구체적으로 개시된 실시 예들을 넘어서 그 외 다른 실시 예들 및/또는 용례들 및 명백한 변형 예들로 확장될 수 있다.

Claims (34)

  1. 공간에서의 제1 위치에서 사운드 방송을 나타내는 소스 신호(source signal) 및 상기 공간에서의 제2 위치에서 픽업되는 사운드를 나타내는 싱크 신호(sink signal)를 수신하도록 구성된 음향 반향 제거 제어기로서, 상기 제2 위치에서 픽업되는 상기 사운드는 전달 특성에 따라 상기 제1 위치로부터 전달되고, 상기 제어기는:
    상기 소스 신호 및 상기 싱크 신호를 수신하도록 그리고 제1 계수 집합에 기초하여 적응적 방식으로 전달 함수를 모델링하도록 구성된 제1 음향 반향 제거기로서, 상기 제1 음향 반향 제거기는 무반향 잔류 신호를 나타내는 제1 오류 신호를 제공하도록 더 구성되고, 상기 제1 오류 신호는 상기 제어기의 출력 신호를 형성하는, 상기 제1 음향 반향 제거기;
    상기 소스 신호 및 상기 싱크 신호를 수신하도록 그리고 제2 계수 집합에 기초하여 비적응적 방식으로 전달 함수를 모델링하도록 구성된 제2 음향 반향 제거기로서, 제2 오류 신호를 제공하도록 더 구성된, 상기 제2 음향 반향 제거기;
    상기 제1 음향 반향 제거기 및 상기 제2 음향 반향 제거기와 동작 가능하게 연결되는 메모리로서, 상기 제1 음향 반향 제거기로부터의 계수 집합들을 참조 계수 집합들로서 저장하도록 그리고 저장된 참조 계수 집합들을 상기 제2 음향 반향 제거기에 제공하도록 구성된, 상기 메모리; 및
    상기 제1 음향 반향 제거기 및 상기 제2 음향 반향 제거기와 동작 가능하게 연결되는 공간 변화 검출기로서,
    상기 제1 오류 신호 및 상기 제2 오류 신호를 평가하고 평가된 상기 제2 오류 신호가 평가된 상기 제1 오류 신호 및 제1 임계의 합 또는 곱보다 클 경우 공간 변화를 검출하도록,
    미리 결정된 시간 기간 동안, 공간 변화가 새롭게 검출될 경우 상기 제2 계수 집합을 상기 제1 계수 집합과 같게 설정하도록, 그리고
    상기 메모리로부터 상기 참조 계수 집합들 중 하나를 상기 제2 음향 반향 제거기로 카피하고 공간 변화가 계속해서 검출될 경우 상기 제1 음향 반향 제거기로부터 상기 제1 계수 집합을 상기 제2 음향 반향 제거기 및 상기 메모리 중 적어도 하나로 다른 참조 계수 집합으로서 카피하도록 구성된, 상기 공간 변화 검출기를 포함하는, 제어기.
  2. 청구항 1에 있어서, 상이한 동작 모드들로 동작하도록 더 구성되되, 상기 공간 변화 검출기는 상기 동작 모드가 변경될 경우 상기 참조 계수 집합들 중 하나를 상기 제1 음향 반향 제거기 및 상기 제2 음향 반향 제거기 중 적어도 하나로 카피하도록 더 구성되거나, 또는
    공간 변화 검출기는 상기 제1 음향 반향 제거기가 적응 상태에 있는지 또는 동결 상태에 있는지를 검출하도록, 그리고 동결 상태가 검출되는 경우 공간 변화의 상기 검출을 중단시키도록 더 구성되는, 제어기.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 제1 음향 반향 제거기는 제어 가능한 적응 단계 크기로 동작하도록 구성되며, 상기 적응 단계 크기는 추정 시스템 거리들에 기초하여 제어 가능한, 제어기.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 공간 변화 검출기는 공간 변화가 새롭게 검출될 경우 적응 단계 크기를 제1 값으로 조정하도록 상기 추정 시스템 거리를 미리 결정된 초기화 추정 시스템 거리로 리셋하도록 더 구성되는, 제어기.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 공간 변화 검출기는 상기 적응 단계 크기를 상기 제1 값에서 상기 제1 값보다 큰 제2 값으로 변경하도록 더 구성되거나, 또는
    상기 공간 변화 검출기는 공간 변화가 계속해서 검출될 경우 상기 단계 크기를 상기 제2 값에서 상기 제1 값으로 리셋하도록 더 구성되는, 제어기.
  6. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 제1 오류 신호의 전력 또는 수준을 결정함으로써 상기 제1 오류 신호를 평가하도록 구성된 제1 스무더; 및
    상기 제2 오류 신호의 전력 또는 수준을 결정함으로써 상기 제2 오류 신호를 평가하도록 구성된 제2 스무더를 더 포함하는, 제어기.
  7. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 제1 음향 반향 제거기는 스펙트럼 분할에 기초하여 적어도 부분적으로 주파수 도메인에서 동작하거나, 또는
    상기 제2 음향 반향 제거기는 스펙트럼 분할에 기초하여 적어도 부분적으로 주파수 도메인에서 동작하는, 제어기.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 제2 음향 반향 제거기는 단일 스펙트럼 분할에 기초하여 동작하는, 제어기.
  9. 청구항 1 또는 2에 있어서, 다수의 소스 신호 및 다수의 싱크 신호 중 적어도 하나를 수신하도록 더 구성되되, 상기 제1 음향 반향 제거기는 다중 채널 음향 반향 제거기이거나, 상기 제2 음향 반향 제거기는 다중 채널 음향 반향 제거기인, 제어기.
  10. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 소스 신호 및 상기 싱크 신호를 수신하도록 그리고 제3 계수 집합에 기초하여 적응적 방식으로 전달 함수를 모델링하도록 구성된 제3 음향 반향 제거기를 더 포함하며, 상기 제3 음향 반향 제거기는 무반향 잔류 신호를 나타내는 제3 오류 신호를 공간 변화 검출기에 제공하도록, 그리고 상기 제1 음향 반향 제거기의 단계 크기보다 큰 단계 크기로 동작하도록 더 구성되는, 제어기.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 공간 변화 검출기는 평가된 상기 제3 오류 신호가 평가된 상기 제1 오류 신호 및 제2 임계의 합 또는 곱보다 클 경우 상기 제3 계수 집합을 상기 제1 계수 집합과 같게 설정하도록 더 구성되거나, 또는
    상기 공간 변화 검출기는 상기 제1 오류 신호를 나타내는 신호가 상기 제3 오류 신호를 나타내는 신호 및 제3 임계 값의 합 또는 곱보다 클 경우 상기 제1 계수 집합을 상기 제3 계수 집합과 같게 설정하도록 더 구성되는, 제어기.
  12. 음향 반향 제거 방법으로서,
    공간에서의 제1 위치에서 사운드 방송을 나타내는 소스 신호 및 상기 공간에서의 제2 위치에서 픽업되는 사운드를 나타내는 싱크 신호를 수신하는 단계로서, 상기 제2 위치에서 픽업되는 상기 사운드는 전달 특성에 따라 상기 제1 위치로부터 전달되는, 상기 수신하는 단계;
    상기 소스 신호 및 상기 싱크 신호에 기초하여 제1 계수 집합에 기초하여 적응적 방식으로 전달 함수를 모델링하여 무반향 잔류 신호를 나타내는 제1 오류 신호를 제공하는 제1 음향 반향 제거 단계로서, 상기 제1 오류 신호가 제어기의 출력 신호를 형성하는, 상기 제1 음향 반향 제거 단계;
    상기 소스 신호 및 상기 싱크 신호에 기초하여 제2 계수 집합에 기초하여 비적응적 방식으로 전달 함수를 모델링하여 제2 오류 신호를 제공하기 위한 제2 음향 반향 제거 단계;
    상기 제1 오류 신호 및 상기 제2 오류 신호를 평가하고, 평가된 상기 제2 오류 신호가 평가된 상기 제1 오류 신호 및 제1 임계의 합 또는 곱보다 클 경우 공간 변화를 검출하는 단계;
    미리 결정된 시간 기간 동안, 공간 변화가 새롭게 검출될 경우 상기 제2 계수 집합을 상기 제1 계수 집합과 같게 설정하는 단계;
    메모리에 저장된 참조 계수 집합들 중 하나를 상기 제2 음향 반향 제거기로 카피하는 단계; 및
    공간 변화가 계속해서 검출될 경우 상기 제1 음향 반향 제거기로부터 상기 제1 계수 집합을 상기 제2 음향 반향 제거기 및 상기 메모리 중 적어도 하나로 참조 계수 집합으로서 카피하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 청구항 12에 있어서, 상이한 동작 모드들을 더 포함하되, 상기 동작 모드가 변경될 경우 상기 참조 계수 집합들 중 하나가 상기 제1 음향 반향 제거 단계 및 상기 제2 음향 반향 제거 단계 중 적어도 하나로 카피되거나, 또는
    상기 방법은 상기 제1 음향 반향 제거 단계가 적응 상태에 있는지 또는 동결 상태에 있는지를 검출하는 단계, 및 동결 상태가 검출되는 경우 공간 변화의 상기 검출을 중단시키는 단계를 더 포함하거나, 또는
    상기 제1 음향 반향 제거 단계는 제어 가능한 적응 단계 크기로 동작하며, 상기 적응 단계 크기는 추정 시스템 거리들에 기초하여 제어 가능한, 방법.
  14. 청구항 13에 있어서, 공간 변화가 새롭게 검출될 경우 적응 단계 크기를 제1 값으로 조정하도록 상기 추정 시스템 거리를 미리 결정된 초기화 추정 시스템 거리로 리셋하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 방법은 상기 적응 단계 크기를 상기 제1 값에서 상기 제1 값보다 큰 제2 값으로 변경하는 단계를 더 포함하거나, 또는
    상기 방법은 공간 변화가 계속해서 검출될 경우 상기 단계 크기를 상기 제2 값에서 상기 제1 값으로 리셋하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  16. 청구항 12 내지 15 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 오류 신호의 전력 또는 수준을 결정함으로써 상기 제1 오류 신호를 평가하기 위한 제1 스무딩 단계; 및
    상기 제2 오류 신호의 전력 또는 수준을 결정함으로써 상기 제2 오류 신호를 평가하기 위한 제2 스무딩 단계를 더 포함하는, 방법.
  17. 청구항 12 내지 15 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 음향 반향 제거 단계는 스펙트럼 분할에 기초하여 적어도 부분적으로 주파수 도메인에서 수행되거나, 또는
    상기 제2 음향 반향 제거 단계는 스펙트럼 분할에 기초하여 적어도 부분적으로 주파수 도메인에서 수행되는, 방법.
  18. 청구항 12 내지 15 중 어느 한 항에 있어서, 다수의 소스 신호 및 다수의 싱크 신호 중 적어도 하나를 더 수신하되, 상기 제1 음향 반향 제거 단계는 다중 채널 음향 반향 제거 단계이거나, 또는 상기 제2 음향 반향 제거 단계는 다중 채널 음향 반향 제거 단계인, 방법.
  19. 청구항 12 내지 15 중 어느 한 항에 있어서, 제3 계수 집합에 기초하여 적응적 방식으로 전달 함수를 모델링하기 위한 제3 음향 반향 제거 단계를 더 포함하며, 상기 제3 음향 반향 제거 단계는 무반향 잔류 신호를 나타내는 제3 오류 신호를 상기 공간 변화 검출을 위해 제공하고 상기 제1 음향 반향 제거의 단계 크기보다 큰 단계 크기로 동작하는, 방법.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 방법은 평가된 상기 제3 오류 신호가 평가된 상기 제1 오류 신호 및 제2 임계의 합 또는 곱보다 클 경우 상기 제3 계수 집합을 상기 제1 계수 집합과 같게 설정하는 단계를 더 포함하거나, 또는
    상기 방법은 상기 제1 오류 신호를 나타내는 신호가 상기 제3 오류 신호를 나타내는 신호 및 제3 임계 값의 합 또는 곱보다 클 경우 상기 제1 계수 집합을 상기 제3 계수 집합과 같게 설정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  21. 프로세서에 의해 실행될 때, 청구항 12 내지 15 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하는 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  22. 공간, 상기 공간에 배치되는 적어도 하나의 라우드 스피커 및 상기 공간에 배치되는 적어도 하나의 마이크를 포함하는 라우드 스피커-공간-마이크 시스템으로서, 청구항 1 또는 2에 따른 음향 반향 제거 제어기를 더 포함하는, 시스템.
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 삭제
  33. 삭제
  34. 삭제
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