KR101840205B1 - 사운드 제어장치, 차량 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

사운드 제어장치, 차량, 및 그 제어방법이 개시된다. 일 측에 따른 사운드 제어장치는, 소음원으로부터 발생되어 상기 소음원과 사운드 입력부 간의 1차경로에 따라 변형된 제1 사운드 신호와 스피커를 통해 발생되어 상기 스피커와 상기 사운드 입력부 간의 2차경로에 따라 변형된 제2 사운드 신호를 수집하는 사운드 수집부; 및 상기 수집한 제1 사운드 신호와 상기 제2 사운드 신호 및 미리 설정된 목표음 중 적어도 하나를 이용하여 기 설계된 적응 제어로직 상에서의 적응 필터를 업데이트하고, 상기 업데이트한 적응 필터를 기초로 상기 2차경로가 반영된 효과음을 생성하는 사운드 제어부를 포함할 수 있다.

Description

사운드 제어장치, 차량 및 그 제어방법{SOUND CONTROL APPARATUS, VEHICLE AND METHOD OF CONTROLLING THEREOF}
외부 소음의 변화에 관계 없이 안정적으로 목표음을 추종하는 사운드 제어장치, 차량 및 그 제어방법에 관한 것이다.
최근, 차량에는 운전자의 편의성과 안전성을 고려하여 다양한 전자장치가 내장되고 있는 실정이다. 특히 전자장치의 일 예 중 하나로써, 운전자에게 사운드를 통해 운전하는 즐거움을 제공하기 위한 사운드 제어장치가 내장되고 있다.
한편, 주행 중에 발생되는 다양한 환경변화로 인해 사운드는 변형되어, 오히려 운전자에게 부정적인 효과를 야기시킬 가능성이 높다. 따라서, 다양한 환경변화에 관계없이 운전자에게 즐거움을 제공할 수 있는 사운드를 제공하는 방법에 관한 연구가 진행 중이다.
환경변화에 관계 없이 안정적으로 효과음을 제공하는 사운드 제어장치, 차량 및 그 제어방법을 제공한다.
일 측에 따른 사운드 제어장치는, 소음원으로부터 발생되어 상기 소음원과 사운드 입력부 간의 1차경로에 따라 변형된 제1 사운드 신호와 스피커를 통해 발생되어 상기 스피커와 상기 사운드 입력부 간의 2차경로에 따라 변형된 제2 사운드 신호를 수집하는 사운드 수집부; 및 상기 수집한 제1 사운드 신호와 상기 제2 사운드 신호 및 미리 설정된 목표음 중 적어도 하나를 이용하여 기 설계된 적응 제어로직 상에서의 적응 필터를 업데이트하고, 상기 업데이트한 적응 필터를 기초로 상기 2차경로가 반영된 효과음을 생성하는 사운드 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 사운드 수집부는, 상기 소음원의 주변에 마련된 다른 사운드 입력부를 통해 상기 소음원으로부터 발생된 제3 사운드 신호를 입력 받고, 상기 사운드 제어부는, 상기 제3 사운드 신호에 2차경로 추정 전달함수를 기초로 생성한 2차경로 보상필터를 적용시킨 값과, 상기 제1 사운드 신호, 상기 2 사운드신호, 및 상기 미리 설정된 목표음을 인수로 하여 상기 적응 필터를 업데이트할 수 있다.
또한, 상기 소음원은 차량 내에 마련된 엔진에 대응되고, 상기 사운드 제어부는, 기 설정된 복수의 목표음 중에서 상기 엔진의 회전수(RPM)에 대응되는 목표음을 선택하고, 상기 선택한 목표음을 인수로 하여 상기 적응 필터를 업데이트할 수 있다.
또한, 상기 사운드 제어부는, 상기 엔진의 회전수(Revolution Per Minute, RPM)에 대응되는 목표음을 선택하고, 상기 제1 사운드 신호와 상기 제2 사운드 신호의 차이에서 상기 선택한 목표음을 제외한 값을 인수로 하여 상기 적응 필터를 업데이트할 수 있다.
또한, 상기 사운드 제어부는, 상기 업데이트한 적응 필터와, 2차경로의 추정 전달함수의 역함수를 기초로 생성한 2차경로 역보상 필터를 기초로 상기 효과음을 생성할 수 있다.
또한, 상기 사운드 제어부는, 상기 수집한 제1 사운드 신호와 상기 제2 사운드 신호를 이용하여 상기 적응 제어로직 상에서의 적응 필터를 업데이트하고, 상기 업데이트한 적응 필터로부터 도출된 값에서, 2차경로의 추정 전달함수의 역함수를 기초로 생성한 2차경로 역보상 필터에 상기 미리 설정된 목표음을 적용시킨 값을 제외하여 효과음을 생성할 수 있다.
또한, 상기 사운드 제어부는, 메모리에 저장된 2차경로 추정 전달함수에 관한 데이터를 이용하여, 차량정보에 대응되는 2차경로 추정 전달함수를 선택하고, 상기 선택한 2차경로 추정 전달함수의 형상에 기초하여 효과음을 생성한 적응 제어로직을 결정하는 사운드 제어장치.
다른 일 측에 따른 사운드 제어장치는, 오프라인 상에서의 적응 제어로직에 샘플 신호의 입력하여 프리 필터를 결정하는 분석부; 및 소음원으로부터 발생되어 상기 소음원과 사운드 입력부 간의 1차경로에 따라 변형된 제1 사운드 신호, 스피커를 통해 발생되어 상기 스피커와 상기 사운드 입력부 간의 2차경로에 따라 변형된 제2 사운드 신호와 미리 설정된 목표음을 이용하여 온라인 상에서의 적응 제어로직에 포함된 적응 필터를 업데이트하고, 상기 업데이트한 적응 필터와 상기 결정한 프리 필터를 이용하여 효과음을 생성하는 사운드 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 사운드 신호, 상기 제2 사운드 신호, 및 상기 소음원의 주변에 마련된 사운드 입력부를 통해 입력 받은 제3 사운드 신호 중 적어도 하나를 수집하는 사운드 수집부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 사운드 제어부는, 상기 제1 사운드 신호, 상기 제2 사운드 신호와, 상기 소음원의 주변에 마련된 사운드 입력부를 통해 입력 받은 제3 사운드 신호 및 상기 미리 설정된 목표음을 인수로 하여 상기 적응 필터를 업데이트할 수 있다.
또한, 상기 소음원은 차량 내에 마련된 엔진에 대응되고, 상기 사운드 제어부는, 기 설정된 복수의 목표음 중에서 상기 엔진의 회전수(RPM)에 대응되는 목표음을 선택하고, 상기 선택한 목표음을 인수로 하여 상기 적응 필터를 업데이트할 수 있다.
또한, 상기 사운드 제어부는, 상기 엔진의 회전수(Revolution Per Minute, RPM)에 대응되는 목표음을 선택하고, 상기 제1 사운드 신호와 상기 제2 사운드 신호의 차이에서 상기 선택한 목표음을 제외한 값을 인수로 하여 상기 적응 필터를 업데이트할 수 있다.
일 측에 따른 차량의 제어방법은, 소음원으로부터 발생되어 상기 소음원과 사운드 입력부 간의 1차경로에 따라 변형된 제1 사운드 신호와 스피커를 통해 발생되어 상기 스피커와 상기 사운드 입력부 간의 2차경로에 따라 변형된 제2 사운드 신호를 수집하는 단계; 및 상기 수집한 제1 사운드 신호와 상기 제2 사운드 신호 및 미리 설정된 목표음 중 적어도 하나를 이용하여 기 설계된 적응 제어로직 상에서의 적응 필터를 업데이트하고, 상기 업데이트한 적응 필터를 기초로 상기 2차경로가 반영된 효과음을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 수집하는 단계는, 상기 소음원의 주변에 마련된 다른 사운드 입력부를 통해 상기 소음원으로부터 발생된 제3 사운드 신호를 입력 받는 단계를 더 포함하고, 상기 생성하는 단계는, 상기 제3 사운드 신호에 2차경로 추정 전달함수를 기초로 생성한 2차경로 보상필터를 적용시킨 값과, 상기 제1 사운드 신호, 상기 2 사운드신호, 및 상기 미리 설정된 목표음을 인수로 하여 상기 적응 필터를 업데이트하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 생성하는 단계는, 상기 미리 설정된 목표음 중에서 엔진의 회전수(Revolution Per Minute, RPM)에 대응되는 목표음을 선택하고, 상기 제1 사운드 신호와 상기 제2 사운드 신호의 차이에서 상기 선택한 목표음을 제외한 값을 인수로 하여 상기 적응 필터를 업데이트하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 생성하는 단계는, 상기 업데이트한 적응 필터와, 2차경로의 추정 전달함수의 역함수를 기초로 생성한 2차경로 역보상 필터를 기초로 상기 효과음을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 생성하는 단계는, 상기 수집한 제1 사운드 신호와 상기 제2 사운드 신호를 이용하여 상기 적응 제어로직 상에서의 적응 필터를 업데이트하고, 상기 업데이트한 적응 필터로부터 도출된 값에서, 2차경로의 추정 전달함수의 역함수를 기초로 생성한 2차경로 역보상 필터에 상기 미리 설정된 목표음을 적용시킨 값을 제외하여 효과음을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 일 측에 따른 차량의 제어방법은, 오프라인 상에서의 적응 제어로직에 샘플 신호의 입력하여 프리 필터를 결정하는 단계; 및 소음원으로부터 발생되어 상기 소음원과 사운드 입력부 간의 1차경로에 따라 변형된 제1 사운드 신호, 스피커를 통해 발생되어 상기 스피커와 상기 사운드 입력부 간의 2차경로에 따라 변형된 제2 사운드 신호와 미리 설정된 목표음을 이용하여 온라인 상에서의 적응 제어로직에 포함된 적응 필터를 업데이트하고, 상기 업데이트한 적응 필터와 상기 결정한 프리 필터를 이용하여 효과음을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 생성하는 단계는, 상기 제1 사운드 신호, 상기 제2 사운드 신호와, 상기 소음원의 주변에 마련된 사운드 입력부를 통해 입력 받은 제3 사운드 신호 및 상기 미리 설정된 목표음을 인수로 하여 상기 적응 필터를 업데이트하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 생성하는 단계는, 상기 미리 설정된 목표음 중에서 엔진의 회전수에 대응되는 목표음을 선택하고, 상기 제1 사운드 신호와 상기 제2 사운드 신호의 차이에서 상기 선택한 목표음을 제외한 값을 인수로 하여 상기 적응 필터를 업데이트하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 사운드 제어장치, 차량 및 그 제어방법은 환경변화에 관계없이 사용자에게 품질 편차 없는 우수한 효과음을 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 차량의 외관을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 차량의 내부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 차량 내 사운드 제어 시스템의 개략적인 블록 구성도를 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 2차경로 보상 필터를 이용한 차량 내 사운드 제어 시스템의 블록 구성도를 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 2차경로 보상 필터를 이용한 적응 제어로직의 블록 구성도를 도시한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 2차경로 역보상 필터를 이용한 차량 내 사운드 제어 시스템의 블록 구성도를 도시한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 2차경로 역보상 필터를 이용한 적응 제어로직의 블록 구성도를 도시한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 프리 필터를 이용한 차량 내 사운드 제어 시스템의 블록 구성도를 도시한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 프리 필터를 이용한 오프라인 적응 제어로직의 블록 구성도를 도시한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 프리 필터를 이용한 온라인 적응 제어로직의 블록 구성도를 도시한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 2차경로 역보상 필터에 목표음을 입력하는 차량 내 사운드 제어 시스템의 블록 구성도를 도시한 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 2차경로 역보상 필터에 목표음을 입력하는 적응 제어로직의 블록 구성도를 도시한 도면이다.
도 13a는 일 실시예에 따른 2차경로 전달함수를 도시한 도면이다.
도 13b는 일 실시예에 따른 제1 사운드 신호와 도 4, 및 도 5에 도시된 적응 제어로직에 기초한 제1 에러 신호를 비교하기 위한 도면이다.
도 14a는 일 실시예에 따른 제1 사운드 신호를 도시한 도면이다.
도 14b는 일 실시예에 따른 도 4 및 도 5에 도시된 적응 제어로직에 기초한 에러 신호를 도시한 도면이다.
도 14c는 일 실시예에 따른 도 4 및 도 5에 도시된 적응 제어로직의 제어 블록으로부터 출력된 사운드 신호를 도시한 도면이다.
도 14d는 일 실시예에 따른 2차경로를 통과한 후의 사운드 신호를 도시한 도면이다.
도 15a는 일 실시예에 따른 제1 사운드 신호를 도시한 도면이다.
도 15b는 일 실시예에 따른 도 6 및 도 7 에 도시된 적응 제어 로직에 기초한 에러 신호를 도시한 도면이다.
도 15c는 일 실시예에 따른 도 6 및 도 7 에 도시된 제어 블록으로부터 출력된 사운드 신호를 도시한 도면이다.
도 15d는 일 실시예에 따른 2차경로를 통과한 후의 사운드 신호를 도시한 도면이다.
도 16은 일 실시예에 따른 1차경로 사운드 신호와 도 6 및 도 7에 도시된 적응 제어로직에 기초한 제2 에러 신호를 비교하기 위한 도면이다.
도 17a, 및 도 17b는 서로 다른 실시예에 따른 사운드 제어장치를 포함하는 차량의 제어 블록도를 도시한 도면이다.
도 18은 일 실시예에 따른 제1 사운드, 제2 사운드 신호 및 미리 설정된 목표음 중 적어도 하나를 이용하여 업데이트한 적응 필터를 기초로 효과음을 생성하는 차량의 동작 흐름도를 도시한 도면이다.
도 19는 일 실시예에 따른 오프라인 상에서의 적응 제어로직을 이용하여 프리 필터를 결정하고, 온라인 상에서의 적응 제어로직에 결정한 프리 필터를 대입하여 효과음을 생성하는 차량의 동작 흐름도를 도시한 도면이다.
도 1은 일 실시예에 따른 차량의 외관을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 일 실시예에 따른 차량의 내부를 개략적으로 도시한 도면이다. 이하에서는 설명의 중복을 방지하기 위해 함께 설명하도록 한다.
도 1을 참조하면, 차량(1)은 차량(1)의 외관을 형성하는 차체(80), 차량(1)을 이동시키는 차륜(93, 94)를 포함한다. 차체(80)는 후드(81), 프런트 휀더(82), 도어(84), 트렁크 리드(85), 및 쿼터 패널(86) 등을 포함한다. 또한, 차체(80)에는 도 1에 도시된 바와 같이, 선샤인 루프(sunshine roof, 97)가 마련될 수 있다. 선샤인 루프(97)는 선루프라 하기도 하며, 이하에서는 설명의 편의상 선루프라 하기로 한다.
또한, 차체(80)의 외부에는 차체(80)의 전방 측에 설치되어 차량(1) 전방의 시야를 제공하는 프런트 윈도(87), 측면의 시야를 제공하는 사이드 윈도(88), 도어(84)에 설치되어 차량(200) 후방 및 측면의 시야를 제공하는 사이드 미러(91, 92), 및 차체(80)의 후방 측에 설치되어 차량(1) 후방의 시야를 제공하는 리어 윈도(90)가 마련될 수 있다.
또한, 차체(80)의 외부에는 차량(1)의 전방 측에 설치되어, 차량(1) 전방 시야를 확보하기 위해 전조등, 즉 헤드라이트(headlight)를 조사하는 헤드 램프(head lamp, 95, 96)가 마련될 수 있다. 뿐만 아니라, 차체(80)의 외부에는 차량(1)의 후방 측에 설치되어, 차량(1) 후방 시야의 확보 또는 후방에 위치한 차량에게 차량(1)의 위치 파악을 돕기 위해 후미등, 즉 테일라이트(taillight)를 방출하는 테일 램프(tail lamp, 미도시)가 마련될 수 있다. 여기서, 차량(1)의 선루프(97), 헤드램프(95, 96), 테일램프 등의 동작은 사용자의 제어명령에 기초하여 제어될 수 있다. 이하에서는 차량(1)의 내부에 대해 설명하도록 한다.
차량(1)의 내부에는 공조장치(150)가 마련될 수 있다. 이하에서 설명되는 공조장치(150)는 차량(1)의 실내/외 환경 조건, 공기의 흡/배기, 순환, 냉/난방 상태 등과 같은 공조 환경을 자동으로 제어하거나 또는 사용자의 제어명령에 대응하여 제어하는 장치를 의미한다. 예를 들어, 공조장치(150)는 통풍구(151)를 통해 가열되거나 냉각된 공기를 배출하여 차량(1) 내부의 온도를 제어할 수 있다.
또한, 차량(1)의 내부에는 내비게이션 단말(200)이 마련될 수 있다. 여기서, 내비게이션 단말(200)은 사용자에게 목적지까지의 경로를 제공하는 내비게이션 기능을 제공할 수 있는 장치를 의미한다. 이외에도, 내비게이션 단말(200)은 오디오, 및 비디오 기능을 통합적으로 제공할 수도 있다. 또한, 내비게이션 단말(200)은 각종 입력 장치를 통해 입력 받은 사용자의 제어 명령에 따라 제어 신호를 생성하여, 차량(1) 내 기기를 제어하는 역할을 할 수도 있다.
예를 들어, 내비게이션 단말(200)은 디스플레이(201)를 통해 오디오 화면, 비디오 화면 및 내비게이션 화면 중 적어도 하나를 선택적으로 표시할 수 있을 뿐만 아니라, 차량(1)의 제어와 관련된 각종 제어 화면을 표시할 수도 있다.
디스플레이(201)는 대시 보드(10)의 중앙 영역인 센터페시아(11)에 위치할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이(201)는 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diode), CRT(Cathode Ray Tube) 등으로 구현될 수 있으나, 이에 한하지 않는다. 디스플레이(201)가 터치 스크린 타입으로 구현되는 경우, 디스플레이(201)는 터치, 클릭, 드래그 등과 같은 다양한 터치 조작을 통해 사용자로부터 각종 제어 명령을 입력 받을 수 있다.
한편, 내비게이션 입력부(202)는 디스플레이(201)와 인접한 영역에 버튼 타입으로 마련될 수 있다. 이에 따라, 운전자는 내비게이션 입력부(202)를 조작하여 각종 제어 명령을 입력할 수 있다. 이때, 내비게이션 입력부(202)는 다양한 입력방법을 통해 제어 명령을 입력 받는 버튼을 포함한 입력장치를 통해 구현되어, 운전자는 운전 중이라도 보다 손쉽게 제어 명령을 입력 할 수 있다.
한편, 센터 콘솔(40)에는 죠그 셔틀 타입 또는 버튼 타입의 센터 입력부(43)가 마련될 수 있다. 센터 콘솔(40)은 운전석 시트(21)와 조수석 시트(22) 사이에 위치하여 기어조작 레버(41)와 트레이(42)가 형성된 부분을 의미한다. 센터 입력부(43)는 내비게이션 입력부(202)의 전부 또는 일부 기능을 수행할 수 있다. 센터 입력부(43) 또한 버튼 타입으로 구현되는 경우, 다양한 입력방법을 통해 제어 명령을 입력 받을 수 있다.
한편, 차량(1)의 내부에는 클러스터(144)가 마련될 수 있다. 클러스터(144)는 계기판이라고도 하나, 이하에서는 설명의 편의상 클러스터(144)라 하기로 한다. 클러스터(144)에는 차량의 주행속도, 엔진 회전수(Revolution Per Minute, RPM), 연료량 등이 표시된다.
또한, 차량(1) 내에는 사운드 입력부(190)가 마련될 수 있다. 예를 들어, 사운드 입력부(190)는 마이크로폰(microphone)을 포함할 수 있다. 사운드 입력부(190)는 마이크로폰을 통해 다양한 사운드 신호를 입력 받아, 전기적 신호로 변환할 수 있다. 실시예에 따른 사운드 제어장치는 사운드 입력부(190)를 통해 입력 받은 에러 신호를 이용하여 적응 제어로직에 포함된 필터를 업데이트함으로써, 환경의 변화가 발생되더라도 사용자에게 즐거움을 줄 수 있는 효과음을 제공할 수 있다. 이에 관한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
한편, 사운드 신호의 효과적인 입력을 위하여, 사운드 입력부(190)는 도 2에 도시된 바와 같이 헤드라이닝(13)에 장착될 수 있다. 다만, 사운드 입력부(190)가 장착되는 위치가 이에 한정되는 것은 아니며, 대시보드(10) 위에 장착되거나 스티어링 휠(12)에 장착되는 것도 가능하며, 제한은 없다.
또한, 차량(1)의 내부에는 음향을 출력할 수 있는 스피커(143)가 마련될 수 있다. 이에 따라, 차량(1)은 스피커(143)를 통해 오디오 기능, 비디오 기능, 내비게이션 기능 및 기타 부가 기능을 수행함에 있어 필요한 사운드를 출력할 수 있다. 이외에도, 차량(1)은 스피커(143)를 통해 운전자에게 즐거움을 제공하는 효과음을 출력할 수도 있는 등, 출력 가능한 사운드에는 제한이 없다. 이하에서는 차량에 탑재되는 사운드 제어 시스템에 대해 개략적으로 살펴보도록 한다.
도 3은 일 실시예에 따른 차량 내 사운드 제어 시스템의 개략적인 블록 구성도를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 차량(1) 내에는 다양한 소음원(N)이 존재할 수 있다. 일 실시예로, 차량(1) 내에는 엔진 등과 같은 내부 구성요소의 작동으로 인해 진동 소음이 발생될 수 있다.
일반적으로, 주행음을 재현함에 있어 소음이 발생할 경우, 차량(1) 내에 존재하는 사용자는 소음에 의해 원하는 주행음을 듣지 못할 수 있다. 즉, 주행음과 소음의 합성으로 인해 사용자는 전혀 다른 음을 듣게 될 수도 있다. 이 경우, 사용자에게 부정적인 효과가 야기될 수 있다.
뿐만 아니라, 사운드는 다양한 환경변화로 인해 변형될 수 있다. 이때, 환경변화로는 창문 개방, 차량(1) 내부의 온도 변화, 엔진음의 변화 등 다양한 요인이 있을 수 있다. 또 다른 예로, 사운드는 차량(1)의 구조 등으로 인해 변화될 수 있다. 즉, 사운드가 출력되는 위치, 일 예로 스피커 주변에서의 사운드와, 사용자가 사운드를 인식한 위치에서의 사운드는 달라질 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 사운드 제어장치(200)는 소음원(N)의 주변 영역에서의 사운드, 스피커(143)에서 발생된 사운드, 및 사용자 주변 영역에 마련된 사운드 입력부(190)로부터 입력 받은 사운드 간의 비교결과를 피드백하는 오픈 루프 형태의 능동 제어로직을 통해, 소음을 상쇄시킴과 동시에 목표음을 추종할 수 있다.
예를 들어, 사운드 제어장치(200)는 사운드 입력부(190)를 통해 소음원(N), 스피커(143) 등과 같은 사운드 발생원으로부터 발생된 사운드를 입력 받고, 적응 제어로직을 기초로 사운드 발생원과 사운드 입력부(190) 사이의 경로를 파악할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 사운드 제어장치(200)는 파악한 경로를 기초로 소음을 상쇄시킴과 동시에, 미리 설정된 목표음을 추종하도록 적응 제어로직을 설계함으로써, 소음, 환경 변화에 따른 영향이 최소화된 효과음을 제공할 수 있다. 이하에서 설명되는 효과음은 소음을 상쇄시키면서 목표음을 추종하는 사운드, 단순히 소음을 상쇄시키는 사운드 전부를 포함하며, 제한은 없다.
한편, 이하에서는 소음원(N)의 일 예 중 하나로써, 엔진을 예로 들어 설명하도록 하나, 후술할 실시 예들이 이에 한정되는 것은 아니고, 차량(1)에 소음을 발생시키는 다양한 소음원(N) 전부에 모두 적용될 수 있다.
여기서, 목표음은 사용자에게 몰입감 등과 같은 효과를 줄 수 있는 사운드를 의미한다. 예를 들어, 목표음은 엔진 회전수(RPM), 차속, 타이어의 회전수, 휠의 회전수, 프로펠러 샤프트의 회전수, 변속기의 샤프트의 회전수, 엔진의 인테이크 매니폴드 내압력, 엔진의 점화 각도, 차속 변화량, 및 엔진 마운트의 변위 적어도 하나에 기초하여 생성될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상 엔진 회전수에 기초하여 목표음을 생성하는 경우를 예로 들어 설명하도록 하나, 후술할 실시예들이 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에 따른 사운드 제어장치(200)는 외부 요인에 관계없이 일관성 있는 효과음을 재현할 수 있다. 이하에서는 의부 요인과 관계없이 일관성 있는 효과음을 재현하는 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 4는 일 실시예에 따른 2차경로 보상 필터를 이용한 차량 내 사운드 제어 시스템의 블록 구성도를 도시한 도면이고, 도 5는 일 실시예에 따른 2차경로 보상 필터를 이용한 적응 제어로직의 블록 구성도를 도시한 도면이다. 이하에서는 설명의 중복을 방지하기 위해 함께 설명하도록 한다.
도 4를 참조하면, 사운드 제어 시스템은 엔진(142), 스피커(143), 사운드 입력부(190)뿐만 아니라, RPM 측정장치(141), 앰프(145), DA 컨버터(146), 사운드 제어부(147), 시그널 컨디셔너(148), 및 AD 컨버터(149)를 포함할 수 있다.
일 실시예로, 전술한 구성요소는 각기 독립적으로 구현될 수 있으며, 차량 내 통신망을 통해 상호 간에 연결될 수 있다. 또 다른 실시예로, RPM 측정장치(141), 앰프(145), DA 컨버터(146), 사운드 제어부(147), 시그널 컨디셔너(148), 및 AD 컨버터(149) 중 적어도 하나는 하나의 회로기판 또는 시스템 온 칩에 집적될 수 있는 등 구현 가능한 형태에는 제한이 없다.
한편, 사운드 제어장치(200)는 RPM 측정장치(141), 앰프(145), DA 컨버터(146), 사운드 제어부(147), 시그널 컨디셔너(148), 및 AD 컨버터(149) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이하에서는 전술한 각 구성요소의 동작에 대해 설명하도록 한다.
먼저, RPM 측정장치(141)는 엔진(142)의 RPM 값을 측정할 수 있으며, 차량 내 통신망을 통해 차량(1) 내 기기에 RPM 값을 전달할 수 있다.
전달된 RPM 값은 다양한 서비스에 이용될 수 있다. 예를 들어, 차량 내 통신망을 통해 전달된 RPM 값은 클러스터(144, 도 2) 상에 표시되어, 운전자에게 주행 상태를 파악할 수 있게 하는 안내 서비스에 이용될 수 있다. 또 다른 예로, RPM 값은 차량 내 통신망을 통해 사운드 제어부(147)에 전달되고, 사운드 제어부(147)는 RPM 값에 대응되는 미리 설정된 목표음을 선택할 수 있으며, 2차 경로 추정 전달함수에 인수로 입력할 수 있는 등 효과음 제공 서비스에 이용될 수도 있다.
한편, 앰프(amplifier, 145)는 사운드 신호를 증폭시키는 장치를 의미한다. 예를 들어, 앰프(145)는 DA 컨버터(146)로부터 전달 받은 사운드 신호를 증폭시켜, 스피커(143)에 전달하는 역할을 한다.
DA 컨버터(146)는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환시키는 장치를 의미한다. DA 컨버터(146)는 사운드 제어부(147)로부터 전달 받은 디지털 사운드 신호를 아날로그 사운드 신호로 변환시켜, 앰프(145)로 전달할 수 있다.
사운드 입력부(190)는 차량(1)의 실내에서 발생되는 다양한 사운드 신호를 입력 받을 수 있다. 실시예에 따른 사운드 제어 시스템은 후술할 바와 같이 적응 필터를 설계함에 있어, 사운드 입력부(190)를 통해 입력 받은 사운드 신호를 반영하는 적응 제어로직을 활용함으로써, 시간에 따라 차량(1) 내 상황이 변화더라도, 목표음을 적절하게 추종할 수 있다.
한편, 시그널 컨디셔너(148)는 사운드 입력부(190)를 통해 입력된 사운드 신호를 증폭할 수 있다. AD 컨버터(149)는 증폭된 사운드 신호를 디지털로 변환할 수 있다.
도 4를 참조하면, 사운드 제어 시스템에는 사운드 제어부(147)가 마련될 수 있다. 사운드 제어부(147)는 MCU(Micro Control Unit, MCU), 프로세서(processor) 등과 같이 각종 연산 처리의 수행이 가능한 장치와 메모리를 통해 구현될 수 있다. 사운드 제어부(147)는 다양한 사운드 신호를 인수로 이용하는 오픈 루프 형태의 적응 제어로직을 통해 효과음을 출력할 수 있다.
예를 들어, 사운드 제어부(147)에는 후술할 적응 제어로직에 관한 데이터가 저장되어 있어, 사운드 제어부(147)는 메모리에 저장된 데이터를 기초로 적응 제어로직을 이용하여 효과음을 생성할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 2차경로 보상 필터를 이용한 오픈 루프 방식의 적응 제어로직의 블록 구성도를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 적응 제어로직에는 엔진에 의해 발생되는 사운드 신호 x(n)이 입력될 수 있다. x(n)은 다양한 방식을 통해 입력될 수 있다. 예를 들어, x(n)은 엔진(142) 주변에 마련된 마이크로폰 등을 통해 입력될 수 잇다. x(n)은 참조신호(reference signal) 라고도 하나, 이외에도 당업자에게 기 공지된 다양한 용어로 지칭될 수 있다.
한편, 엔진(142)에서 발생되는 사운드 신호 x(n)는 도 4에 도시된 바와 같이 차량(1) 내부를 거쳐 사운드 입력부(190)로 전달된다. 이때, 엔진(142)에서 발생되는 사운드는 전술한 바와 같이 환경 변화, 차량(1)의 구조 등에 의해 변형될 수 있다. 따라서, 사운드 입력부(190)에 입력되는 사운드 d(n)은 x(n)과 같거나 또는 다를 수 있다. 여기서, d(n)은 프라이머리 신호라 하기도 한다.
따라서, x(n)을 변형시키는 요인을 1차경로 전달함수 P(z)로 나타내면, 도 5에 도시된 바와 같이, x(n)은 1차경로 전달함수를 거쳐 d(n)으로 변형된다. 여기서, 1차경로는 엔진(143)의 주변영역과 사운드 입력부(190)가 마련된 영역 사이의 경로에 대응되며, d(n)은 x(n)*P(n)으로 나타낼 수 있다. 여기서, P(z)는 1차경로 전달함수라 하기도 하나, 프라이머리 경로(primary path) 전달함수라 하기도 한다. n은 시간에 대응되며, z는 주파수에 대응된다.
한편, 스피커(143)가 마련된 영역과 사운드 입력부(190)가 마련된 영역 사이의 경로를 2차경로라 하면, 스피커(143)를 통해 출력된 사운드 신호는 2차경로 전달함수 S(z)를 거쳐 사운드 입력부(190)에 입력된다.
일반적으로, 1차경로를 거친 사운드 신호 d(n)와 2차경로를 거친 사운드 신호 y'(n)간의 차이, 즉 제1 에러 신호가 0에 가까워질수록 소음은 최소화된다. 다만, 이 경우 소음을 상쇄하기만 하고 목표음은 제공하지 못한다는 단점이 있다. 따라서, 1차경로를 거쳐 변형된 소음을 최소화하면서, 2차경로에 관계없이 사용자가 원하는 목표음을 일정하게 제공하기 위해서는 변형된 알고리즘이 필요하다.
한편 이하에서는 설명의 편의상 1차경로를 거친 사운드 신호는 제1 사운드 신호라 하기로 하며, 2차경로를 거친 사운드 신호는 제2 사운드 신호라 하기로 하며, x(n)은 제3 사운드 신호, 또는 참조 신호라 하기로 한다.
제1 에러 신호 e(n)은 제1 사운드 신호와 제2 사운드 신호 간의 차이로써, 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112016085891350-pat00001
이때, 실시예에 따른 제어로직은 목표음을 추종하도록 하기 수학식 2과 같이 제2 에러 신호 e'(n)를 나타낼 수 있다.
Figure 112016085891350-pat00002
여기서, t(n)은 목표음에 해당한다. 예를 들어, 목표음은 엔진의 RPM 값에 따라 미리 설정될 수 있다. RPM 값을 전달 받으면, 제어 블록은 전달 받은 RPM 값에 대응되는 목표음을 선택하고, 적응 필터를 설계함에 있어 제1 에러 신호에 선택된 목표음을 뺀 제2 에러 신호 e'(n)를 인수로 이용할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 제어 블록은 적응 필터를 설계함에 있어, x(n)에 2차경로에 대한 추정 전달함수를 적용하여, 인수로 이용할 수 있다. 여기서, 2차경로에 대한 추정 전달함수는 2차경로 보상 필터라 하기도 한다.
도 5를 참조하면,
Figure 112016085891350-pat00003
는 2차경로에 대한 추정 전달함수를 의미한다. 다시 말해서,
Figure 112016085891350-pat00004
는 미리 예측된 2차 경로에 대한 전달함수를 의미한다.
예를 들어, 2차 경로에 대한 추정 전달함수는 모델링을 통해 미리 결정되어, 사운드 제어장치(200)의 내부 메모리에 저장되거나 또는 차량(1) 내에 마련되는 다른 메모리에 저장될 수 있다.
다양한 환경변화로 인한 사운드 변형을 상쇄시키기 위해서는, 2차경로에 의한 영향이 미리 고려되어야 한다. 예를 들어, 실시예에 따른 사운드 제어장치는 적응 제어 알고리즘의 일 예 중 하나로써, filtered-X LMS(FxLMS) 알고리즘을 기초로, 2차경로에 따른 영향을 미리 계산하여 사운드 신호를 생성할 수 있다.
입력, 즉 참조 신호를 바로 적응 필터의 인수로 이용하는 LMS 알고리즘과 달리 FxLMS 알고리즘에서는 참조 신호를 모델링된 2차경로 함수
Figure 112016085891350-pat00005
에 통과시키고, 이를 FxLMS 적응 필터 알고리즘의 입력 값, 즉 적응 필터의 인수로 이용할 수 있다.
사운드 제어장치는 모델링된 2차경로 추정 전달함수를 이용하여 2차경로를 미리 반영함으로써, 실제적으로 2차경로에 따른 영향이 제거되는 효과를 획득할 수 있다. 이때, 적응 필터값은 하기 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112016085891350-pat00006
여기서, n은 시간을 의미하며, w(n)은 시간 n에서의 필터 계수, w(n+1)은 시간 n+1에서의 업데이트된 필터 계수를 의미한다. 또한, e'(n)은 전술한 바와 같이 제2 에러 신호를 의미하며, x'(n)은 2차경로 보상필터를 통과한 참조 신호를 의미한다. 또한, μ는 업데이트 때의 스케일 팩터(Scale Factor)인 스텝 사이즈(step-size)를 나타낸다.
수학식 3을 참조하면, 실시예에 따른 사운드 제어 시스템은 미리 설정된 목표음 t(n), 제2 사운드 신호 y'(n) 등을 포함하는 제2 에러 신호 e'(n) 및 이전 필터값 w(n)을 기초로 적응 필터값을 업데이트 함으로써, 차량(1) 환경 변화를 지속적으로 반영할 수 있다. 제어 블록은 미리 설정된 샘플링 레이트에 따라 적응 필터 값을 업데이트함으로써, 환경변화에 따른 영향을 지속적으로 줄여갈 수 있다.
한편, 적응 필터를 거친 사운드 신호 y(n)은 하기 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112016085891350-pat00007
일반적으로 소음 제거 기법은 전술한 바와 같이, 제1 에러 신호 e(n)이 0에 가까워지도록 적응 필터를 구현한다. 이에 반해, 실시예에 따른 사운드 제어 시스템은 엔진의 RPM 값에 대응되는 목표음을 미리 설정해놓은 다음, 제2 에러 신호 e'(n)에 이를 반영할 수 있다.
즉, 실시예에 따른 사운드 제어 시스템은 적응 필터를 설계함에 있어, 미리 설정된 목표음을 인수로 반영하여, 목표음을 추종하도록 한다. 구체적으로, 실시예에 따른 사운드 제어 시스템은 수학식 2와 같이 제1 에러 신호 e(n)에서 미리 설정된 목표음 t(n)을 빼주고, 그 결과 값을 수학식 3과 같이, 적응 필터의 인수로 입력할 수 있다.
소음원(N)의 특성, 소음이 전달되는 환경 등은 시간에 따라 변하는 특성을 갖으며, 이로 인해 소음의 크기, 위상 및 주파수 성분 역시 변화된다. 따라서, 실시예에 따른 차량(1)은 적응 필터 값을 지속적으로 업데이트하는 적응 제어 알고리즘을 적용함으로써, 환경변화를 반영한 목표음을 구현할 수 있다.
예를 들어, 소음을 저감시키는 ANC(Active Noise Cancellation) 기법은 원 신호에 반대되는 위상의 신호를 발생시켜 소음을 저감시킬 수 있는 기술인데 비해, 몰입감 있는 효과음을 제공하는 ASD(Active Sound Design) 기법은 소음을 저감시키는 효과는 없고 단순히 목표로 하는 사운드, 즉 목표음을 재현하는데 사용되는 기술이다.
이때, ASD 기법은 마이크로 폰, 적응 제어로직을 사용하지 않아도 되므로 ANC 기법에 비하여 비용을 절감할 수 있는 장점이 있지만, 2차경로를 반영할 수 없어, 외부 요인에 의해 미리 설정한 목표음과 다른 음이 재현 될 수 있는 문제점을 안고 있다.
한편, 소음을 제거하면서 목표음을 제공하고자 ANC 기법과 ASD 기법을 혼합하는 경우, 위상을 변화시키는 ANC 기법과 위상을 변화시키지 않는 ASD 기법 간에는 서로 간에 간섭이 발생된다는 문제가 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 실시예에 따른 사운드 제어 시스템은 도 5의 도시된 형태의 적응 제어로직을 적용하여, 소음을 상쇄시키면서 즐거움을 줄 수 있는 효과음을 제공할 수 있다. 한편, 적응 제어로직은 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하에서는 적응 제어로직의 구현 가능한 다양한 형태에 대해 살펴보도록 한다.
도 6은 일 실시예에 따른 2차경로 역보상 필터를 이용한 차량 내 사운드 제어 시스템의 블록 구성도를 도시한 도면이고, 도 7은 일 실시예에 따른 2차경로 역보상 필터를 이용한 적응 제어로직의 블록 구성도를 도시한 도면이다. 이하에서는 설명의 중복을 방지하기 위해 함께 설명하도록 한다.
도 6에서 사운드 제어 시스템은 엔진(142), 스피커(143), 사운드 입력부(190), RPM 측정장치(141), 앰프(145), DA 컨버터(146), 사운드 제어부(147), 시그널 컨디셔너(148), 및 AD 컨버터(149)를 포함할 수 있다. 이때, 전술한 구성요소에 대해서는 전술하였으므로, 이에 대한 구체적인 내용은 생략하도록 한다.
또한, 사운드 제어 시스템은 2차경로 역보상 필터(154)를 포함할 수 있다. 이때, 2차경로 역보상 필터(154)는 2차경로 전달함수를 추정한 후, 그 역함수에 기초한 필터를 의미한다.
도 7을 참조하면, P(z)는 1차경로 전달함수에 해당하며, S(z)는 2차경로 전달함수에 해당한다. 따라서, 엔진(142)에서 발생된 사운드 신호, 즉 참조 신호는 1차경로를 거쳐 사운드 입력부(190)로 입력된다. 따라서, 사운드 입력부(190)로 입력되는 사운드 신호 d(n)은 x(n)*P(n)으로 나타낼 수 있다.
제어 블록으로부터 출력되어 적응 필터를 통과한 사운드 신호 y(n)는 w(n)*x(n)로 나타낼 수 있다. 이때, 도 7의 적응 필터값은 하기 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112016085891350-pat00008
수학식 5를 살펴보면, 도 7의 적응 필터는 도 5의 적응 필터와 달리, 2차경로 추정 전달함수가 반영 되지 않는다. 실시예에 따른 적응 제어로직에는 적응 필터 W(z)와 2차경로 전달함수 S(z) 사이에 2차경로 추정 전달함수의 역함수
Figure 112016085891350-pat00009
가 삽입되어, 연산방법이 변경된다.
Figure 112016085891350-pat00010
는 2차경로 추정 전달함수의 역함수로써, 모델링 등을 통해 미리 결정되어 사운드 제어장치(200)의 내부 메모리에 저장되거나 또는 차량(1) 내에 마련되는 다른 메모리에 저장될 수 있다. 또는, 2차경로 추정 전달함수
Figure 112016085891350-pat00011
에 관한 데이터가 메모리에 미리 저장되어 있으며, 제어 블록은 연산을 통해 2차경로 추정 전달함수
Figure 112016085891350-pat00012
로부터 2차경로 추정 전달함수의 역함수
Figure 112016085891350-pat00013
를 도출할 수도 있는 등 제한은 없다.
따라서, 스피커(143)를 통해 출력되는 사운드 신호 y'(n)은 하기 수학식 6과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112016085891350-pat00014
사운드 신호 y'(n)은 2차경로 전달함수를 거쳐 제2 사운드 신호 y''(n)로 변형되어 사운드 입력부(190)에 입력된다. 이에 따라, 제1 에러 신호 e(n)은 d(n)-y''(n)으로 나타낼 수 있으며, 제어 블록에 입력되는 제2 에러 신호 e'(n)은 하기 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112016085891350-pat00015
즉, 실시예에 따른 사운드 제어 시스템은 인수로써 목표음을 추가하여, 목표음을 추종하게끔 제어로직을 설계할 수 있다.
한편, 2차경로 추정 전달함수의 역함수를 이용하는 방법은
Figure 112016085891350-pat00016
의 연산이 요구될 뿐만 아니라, 적응 필터 거친 사운드 신호 y(n)가 도 5와 달리,
Figure 112016085891350-pat00017
을 한번 더 거치므로, 사운드 제어장치, 또는 사운드 제어 시스템의 제어 안정성이 높을 때 이용될 수 있다. 실시예에 따른 사운드 제어장치는 후술할 바와 같이 복수 개의 적응 제어로직 중에서 어느 하나의 제어로직을 선택하여, 효과음을 생성하는데 이용할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 프리 필터를 이용한 차량 내 사운드 제어 시스템의 블록 구성도를 도시한 도면이고, 도 9는 일 실시예에 따른 프리 필터를 이용한 오프라인 적응 제어로직의 블록 구성도를 도시한 도면이고, 도 10은 일 실시예에 따른 프리 필터를 이용한 온라인 적응 제어로직의 블록 구성도를 도시한 도면이다. 이하에서는 설명의 중복을 방지하기 위해 함께 설명하도록 한다.
도 8을 참조하면, 사운드 제어 시스템은 엔진(142), 스피커(143), 사운드 입력부(190), RPM 측정장치(141), 앰프(145), DA 컨버터(146), 사운드 제어부(147), 시그널 컨디셔너(148), 및 AD 컨버터(149)를 포함할 수 있다. 이때, 전술한 구성요소에 대해서는 전술하였으므로, 이에 대한 구체적인 내용은 생략하도록 한다.
또한, 사운드 제어 시스템은 프리 필터(pre filter, 155)를 포함할 수 있다. 이때, 프리 필터(155)는 오프라인 상에서 미리 계산될 수 있다. 즉, 실시예에 따른 사운드 제어 시스템은 온라인 적응 제어로직과 오프라인 적응 제어로직을 함께 이용함으로써, 2차경로 역보상 필터값의 대체값을 안정적으로 계산할 수 있다.
예를 들어, 도 9를 참조하면, 오프라인 상에서의 적응 제어로직에는 백색 소음(white noise) 신호 p(n)이 입력될 수 있다. 이때, 2차경로 추정 전달함수를 거친 백색 소음 p'(n)은 하기 수학식 8과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112016085891350-pat00018
p'(n)는 오프라인 상에서의 프리 필터를 거쳐 사운드 입력부(190)에 입력될 수 있다. 이에 따라, 도 9에 도시된 적응 제어로직 상의 사운드 신호 p''(n)은 하기 수학식 9과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112016085891350-pat00019
이에 따라, 오프라인 상에서의 에러 신호 e2(n)는 하기 수학식 10과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112016085891350-pat00020
제어 블록은 오프라인 상에서, p'(n)과 e2(n)을 이용하여 하기 수학식 11과 같이 오프라인 상에서의 프리 필터를 설계할 수 있다.
Figure 112016085891350-pat00021
실시예에 따른 사운드 제어 시스템은 온라인 상에서 목표음을 구현함에 있어, 오프라인 상에서의 프리 필터값을 이용할 수 있다. 즉, 실시예에 따른 사운드 제어 시스템은 목표음을 구현하기 앞서 오프라인 상에서 적응 제어로직을 설계하여, 프리 필터값을 미리 계산한 다음, 실제 목표음을 구현할 때 미리 계산한 프리 필터 값을 적용함으로써, 연산량을 줄일 수 있다. 또한, 실시예에 따른 사운드 제어 시스템은 2차경로 역보상 필터값의 대체값에 해당하는 프리 필터값을 오프라인 상에서 미리 계산함으로써, 시스템의 안전성을 보다 높일 수 있다.
도 10의 프리 필터 w2(z)에는 도 9의 적응 제어로직에서 구한 프리 필터값이 대입될 수 있다. 이에 따라, 적응 필터를 거친 사운드 신호 y(n)은 w1(n)*x(n)에 대응되며, 프리 필터를 거친 사운드 신호 y'(n)은 w2(n)*y(n)에 대응된다. 여기서, 적응 필터는 하기 수학식 12와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112016085891350-pat00022
또한, 제1 에러 신호 e(n)은 제1 사운드 신호 d(n)과 제2 사운드 신호 y''(n)의 차이인 d(n)-y''(n) 에 대응되며, 제2 에러 신호 e'(n)은 하기 수학식 13과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112016085891350-pat00023
이외에도, 실시예에 따른 적응 제어로직은 도 5와 도 7에 도시된 적응 제어로직을 조합하여 설계될 수도 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 2차경로 역보상 필터에 목표음을 입력하는 차량 내 사운드 제어 시스템의 블록 구성도를 도시한 도면이고, 도 12는 일 실시예에 따른 2차경로 역보상 필터에 목표음을 입력하는 적응 제어로직의 블록 구성도를 도시한 도면이다. 이하에서는 설명의 중복을 방지하기 위해 함께 설명하도록 한다.
도 11을 참조하면, 사운드 제어 시스템은 엔진(142), 스피커(143), 사운드 입력부(190), RPM 측정장치(141), 앰프(145), DA 컨버터(146), 사운드 제어부(147), 시그널 컨디셔너(148), 및 AD 컨버터(149)를 포함할 수 있다. 이때, 전술한 구성요소에 대해서는 전술하였으므로, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
또한, 사운드 제어 시스템은 2차경로 보상 필터(153)와 2차경로 역보상 필터(154)를 포함할 수 있다. 즉, 도 12에 도시된 적응 제어로직은 2차경로 추정 전달함수와 2차경로 추정전달함수의 역함수를 전부 이용할 수 있다.
도 12에 도시된 적응 제어로직은 2차경로 추정 전달함수에 기초한 2차경로 보상필터에 x(n)이 입력되도록 설계될 수 있다. 이에 따라, 제어 블록은 하기 수학식 14과 같이 2차경로 보상필터를 거친 x'(n)이 인수로 입력되는 적응 필터를 설계할 수 있다.
Figure 112016085891350-pat00024
한편, 도 12에 도시된 적응 제어로직은 목표음 t(n)이 2차경로 추정 전달함수의 역함수에 입력되도록 설계될 수 있다. 실시예에 따른 적응 제어로직은, 제어 블록 통과 전에는 2차경로 추정 전달함수에 기초한 2차경로 보상필터가 마련되고, 통과 후 목표음을 입력할 때에는 2차경로 추정 전달함수의 역함수에 기초한 2차경로 역보상필터가 마련되도록 설계될 수 있다. 이에 따라, 2차경로 역보상 필터를 통과된 목표음 t'(n)은 하기 수학식 15과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112016085891350-pat00025
또한, 출력되는 사운드 신호 y(n)은 하기 수학식 16과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112016085891350-pat00026
최종적으로 사운드 입력부(190)를 통해 입력되는 에러 신호는 e(n)은 하기 수학식 17과 같이 나타낼 수 있으며, 실시예예 따른 사운드 제어 시스템은 수학식 16과 같이 사운드 신호 y(n)에 t'(n)을 반영하므로, 적응 필터에서는 목표음 t(n)이 인수로 반영되지 않는다.
Figure 112016085891350-pat00027
사운드 제어 시스템은 도 4 내지 도 12에 도시된 적응 제어로직 중 어느 하나를 이용하여 소음을 제거함과 동시에 목표음을 추종하는 효과음을 생성할 수 있다. 이하에서는 전술한 적응 제어로직 중에서 도 4 내지 도 7에 도시된 제어로직에 이용한 시뮬레이션 결과에 대해 살펴보도록 한다.
도 13a는 일 실시예에 따른 2차경로 전달함수를 도시한 도면이고, 도 13b는 일 실시예에 따른 제1 사운드 신호와 도 4, 및 도 5에 도시된 적응 제어로직에 기초한 제1 에러 신호를 비교하기 위한 도면이다.
또한, 도 14는 일 실시예에 따른 도 4 및 도 5에 도시된 적응 제어로직에서의 사운드 신호의 파형을 도시한 도면이다. 구체적으로, 도 14a는 일 실시예에 따른 제1 사운드 신호를 도시한 도면이고, 도 14b는 일 실시예에 따른 도 4 및 도 5에 도시된 적응 제어로직에 기초한 에러 신호를 도시한 도면이다. 또한, 도 14c는 일 실시예에 따른 도 4 및 도 5에 도시된 적응 제어로직의 제어 블록으로부터 출력된 사운드 신호를 도시한 도면이고, 도 14d는 일 실시예에 따른 2차경로를 통과한 후의 사운드 신호를 도시한 도면이다. 이하에서는 설명의 중복을 방지하기 위해 함께 설명하도록 한다.
차량은 사운드 입력부를 통해 수신한 사운드 신호로부터 도 13a의 2차경로 전달함수를 도출할 수 있다. 그래프의 x축은 시간을 나타내며, 그래프의 y축은 크기를 나타낸다.
한편, 제1 사운드 신호 d(n)는 시뮬레이션을 통해 도 14a에 도시된 바와 같이, 샘플링 주파수가 1000Hz, 타임 데이터가 1초로 설정되고, 크기가 10인 60Hz의 사인파, 크기가 1인 30Hz 코사인파, 및 크기가 0.8인 75Hz의 사인파와, 최대 크기 0.5인 랜덤신호가 혼합되어 구현될 수 있다.
또한, 도 5의 제어 블록은 도 14c에 도시된 파형의 y(n)을 출력할 수 있다. 또한, 2차경로를 거친 제2 사운드 신호 y'(n)는 도 14d에 도시된 바와 같은 형태로 형성될 수 있다. 이때, 제1 에러 신호 e(n)는 전술한 바와 같이 d(n)- y'(n)로써 도 14b에 도시된 바와 같은 형태로 형성될 수 있다.
이때, 제1 사운드 신호와 제1 에러 신호에 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform, FFT) 연산을 수행하면, 도 13b의 그래프가 획득될 수 있다. 여기서, 도 13b의 그래프의 x축은 주파수 f를 의미하고, y축은 음압 레벨(Sound Pressure Level, SPL)을 의미한다.
도 13b의 제1 에러 신호를 살펴보면, 제1 에러 신호의 약 30Hz와 60Hz 주파수 성분의 음압 레벨이 낮아진 것을 확인할 수 있다. 즉, 약 30Hz와 60Hz 주파수 성분의 소음은 저감된 것을 확인할 수 있다.
따라서, 운전자는 운전시 소음을 보다 적게 느낄 수 있다. 이하에서는, 소음 저감 성능뿐만 아니라 목표음의 추종 성능을 살펴보기 위해, 도 6 및 도 7의 적응 제어로직에 기초한 시뮬레이션 결과를 살펴보도록 한다.
도 15는 일 실시예에 따른 도 6 및 도 7에 도시된 적응 제어로직에서의 사운드 신호의 파형을 도시한 도면이다. 구체적으로, 도 15a는 일 실시예에 따른 제1 사운드 신호를 도시한 도면이고, 도 15b는 일 실시예에 따른 도 6 및 도 7 에 도시된 적응 제어 로직에 기초한 에러 신호를 도시한 도면이다. 또한, 도 15c는 일 실시예에 따른 도 6 및 도 7 에 도시된 제어 블록으로부터 출력된 사운드 신호를 도시한 도면이고, 도 15d는 일 실시예에 따른 2차경로를 통과한 후의 사운드 신호를 도시한 도면이고, 도 16은 일 실시예에 따른 1차경로 사운드 신호와 도 6 및 도 7에 도시된 적응 제어로직에 기초한 제2 에러 신호를 비교하기 위한 도면이다. 이하에서는 설명의 중복을 방지하기 위해 함께 설명하도록 한다.
도 15a에 도시된 제1 사운드 신호 d(n)은 도 14a의 제1 사운드 신호 d(n)과 동일한 조건에 따라 설계되었으므로, 구체적인 설명을 생략하도록 한다. 또한, 시뮬레이션을 위해 2차경로 전달함수로는 도 13a에 도시된 2차경로 전달함수가 이용될 수 있다.
한편, 목표음 t(n)은 시뮬레이션을 통해 크기 5인 60Hz 사인파, 크기 5인 90Hz 사인파, 크기 2인 105Hz의 사인파 신호가 혼합되어 구현될 수 있다. 예를 들어, 엔진음에서 60Hz 대역의 사운드를 2차성분으로 가정하면, 90Hz 대역의 사운드는 3차성분, 105Hz 대역의 사운드는 3.5차성분의 사운드가 될 수 있다.
제1 사운드 신호와 제2 에러 신호에 고속 푸리에 변환 연산을 수행하면, 도 16과 같은 그래프가 획득될 수 있다. 이때, 도 16에 도시된 그래프의 x축은 주파수 f를 의미하고, y축은 음압 레벨(Sound Pressure Level, SPL)을 의미한다.
구체적으로 살펴보면, 도 16에서 제2 에러 신호와 제1 사운드 신호의 약 60Hz 성분과 90Hz 성분은 각기 105dB로서 목표음의 크기 5에 해당하는 것을 파악할 수 있다. 따라서, 출력된 효과음은 시뮬레이션 결과 소음을 상쇄시키면서 목표음을 추종한 것을 확인할 수 있다. 이하에서는 사운드 제어장치를 포함하는 차량의 내부 구성에 대해 간략하게 살펴보도록 한다.
도 17a, 및 도 17b는 서로 다른 실시예에 따른 사운드 제어장치를 포함하는 차량의 제어 블록도를 도시한 도면이다.
도 17a를 참조하면, 차량(1)은 사운드 제어장치(100), 스피커(143), 사운드 입력부(190), RPM 측정장치(141), 및 메인 제어부(120)를 포함할 수 있다. 스피커(143), 사운드 입력부(190), 및 RPM 측정장치(141)에 관한 설명은 전술하였으므로, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
차량(1) 내 구성요소 간에는 차량 내 통신망을 통해 다양한 정보를 주고 받을 수 있다. 여기서, 차량내 통신망은 차량(1)에 마련된 각종 장치들 간의 데이터 송수신을 지원하는 통신망을 의미한다. 예를 들어, 차량내 통신망은 계측 제어기 통신망(Controller Area Network, CAN)을 포함한다. 여기서, 계측 제어기 통신망은 차량(1)의 각종 장치들 간에 디지털 직렬 통신을 제공하기 위한 차량용 네트워크로서, 차량(1) 내 전자 장치들의 복잡한 전기 배선과 릴레이를 직렬 통신선으로 대체하여 실시간 통신을 제공하는 통신망을 의미한다. 그러나, 차량내 통신망은 전술한 예로 한정되지 않으며, 이외에도 기 공지된 다양한 차량내 통신망을 통해 차량(1) 내 장치 간에는 데이터의 송수신이 가능하다.
한편, 사운드 제어 장치(100)는 사운드 수집부(110) 및 사운드 제어부(147)를 포함할 수 있다. 이때, 사운드 수집부(110) 및 사운드 제어부(147)는 시스템 온 칩 또는 회로 기판에 집적되는 방식으로 구현되거나 또는 각기 독립접으로 구현될 수 있는 등 구현 가능한 형태에는 제한이 없다.
사운드 수집부(110)는 차량(1) 내에서 검출되는 다양한 사운드 신호를 수집할 수 있다. 예를 들어, 사운드 수집부(110)는 엔진(142)의 주변에 마련된 마이크로 폰 등을 통해 제3 사운드 신호 x(n)을 수집할 수 있으며, 이외에도 제1 사운드 신호, 제2 사운드 신호 등 다양한 경로에 따라 변형된 사운드 신호에 관한 정보를 수집할 수 있다.
사운드 제어부(147)는 사운드 제어장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 사운드 제어부(147)는 각종 신호 처리, 연산 처리가 가능한 프로세서 및 사운드 제어장치(100)의 제어 데이터가 저장된 메모리를 통해 구현될 수 있다. 이에 따라, 사운드 제어부(147)는 제어 데이터를 이용하여 제어 신호를 생성하고, 생성한 제어 신호를 통해 사운드 제어장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 뿐만 아니라, 사운드 제어부(147)는 제어 신호를 통해 메인 제어부(120)와 연동하여, 사운드 제어 시스템의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
사운드 제어부(147)는 도 4 내지 도 12에 도시된 적응 제어로직에 따라 효과음을 생성할 수 있다. 예를 들어, 사운드 제어부(147)의 메모리에는 도 4 내지 도 12에 도시된 적응 제어로직에 관한 데이터가 저장되어 있어, 사운드 제어부(147)는 메모리에 저장된 데이터를 이용하여 효과음을 재현할 수 있다.
이때, 사운드 제어부(147)는 복수 개의 적응 제어로직 중에서 어떠한 적응 제어로직을 통해 효과음을 재현할 지 여부를 결정할 수 있다.
예를 들어, 사운드 제어부(147)는 2차경로 추정 전달함수를 기초로 적응 제어로직을 선택할 수 있다. 일 실시예로, 사운드 제어부(147)의 메모리에는 2차경로 추정 전달함수에 관한 데이터가 저장될 수 있다. 2차경로 추정 전달함수는 차량(1)의 특성이 반영되어 있으므로, 2차경로 추정 전달함수는 차량(1)의 구조, 사양 별로 다를 수 있다. 따라서, 사운드 제어부(147)는 복수 개의 2차경로 추정 전달함수 중에서 사운드 제어장치(100)가 장착된 차량정보에 대응되는 2차경로 추정 전달함수를 선택하고, 선택된 2차경로 추정 전달함수의 형상, 즉 2차경로 보상 필터의 형상에 따라 적응 제어로직을 선택할 수 있다. 일 실시예로, 사운드 제어부(147)는 2차경로 추정 전달함수의 폴(pole)과 제로(zero)의 개수를 기초로 적응 제어로직을 선택할 수 있다.
또 다른 예로, 사운드 제어부(147)은 사운드 제어장치(100)의 제어 안정성에 기초하여 적응 제어로직을 선택할 수 있다. 2차경로 추정 전달함수의 역함수를 이용하는 적응 제어로직은 높은 연산량이 요구되며, 빠른 실시간 처리가 요구된다. 따라서, 사운드 제어부(147)의 사운드 제어장치(100)의 제어 안정성을 판단하여, 사운드 제어장치(100)의 제어 안정성이 미리 설정된 수준 이상이면, 2차경로 추정 전달함수의 역함수를 이용하는 적응 제어로직을 선택할 수 있다.
한편, 도 17b를 참조하면, 사운드 제어장치(100)는 사운드 분석부(130)를 더 포함할 수도 있다. 사운드 분석부(130)는 실시예에 따라 도 17a에 도시된 바와 같이 별도로 존재하거나 또는 사운드 제어부(147)에 포함될 수도 있다. 따라서, 이하에서 설명되는 사운드 분석부(130)의 동작은 사운드 제어부(147)가 수행할 수도 있다.
사운드 분석부(130)는 오프라인 상에서의 적응 제어로직을 통해 프리 필터를 결정할 수 있다. 예를 들어, 실시간으로 1차경로, 2차경로를 추정하는 데에는 많은 연산량이 요구될 수 있다. 특히, 2차경로가 미리 추정되어 있다 하더라도, 이를 역추정하는 데에는 많은 연산량이 요구되어, 과부하의 요인이 될 수 있다.
따라서, 사운드 분석부(130)는 오프라인 상에서의 적응 제어로직에, 샘플 신호, 예를 들어 백색 소음 신호를 입력하여, 2차경로 추정 전달함수의 역함수의 대체 값, 즉 프리 필터 값을 계산할 수 있다. 그러면, 사운드 제어부(147)는 온라인 상에서의 적응 제어로직에 계산한 프리 필터 값을 대입함으로써, 보다 빠른 연산이 가능케 한다.
한편, 차량(1) 내에는 차량(1)의 전반적인 동작을 제어하는 메인 제어부(120)가 마련될 수 있다. 예를 들어, 메인 제어부(120)는 MCU(Micro Control Unit, MCU)와 같은 프로세서와 메모리를 통해 구현될 수 있다. 한편, 사운드 제어부(147)의 메모리에 저장된 데이터는 메인 제어부(120)의 메모리에 통합 저장될 수도 있으며, 사운드 제어부(147)의 메모리에 저장되는 것으로 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 메인 제어부(120)는 사운드 입력부(190)를 통해 입력 받은 사운드 신호를 사운드 제어장치(100)에 전달할 수 있다. 또한, 메인 제어부(120)는 사운드 제어장치(100)의 제어신호에 따라 스피커(143)를 제어하여, 효과음이 출력되도록 할 수 있다.
도 18은 일 실시예에 따른 제1 사운드, 제2 사운드 신호 및 미리 설정된 목표음 중 적어도 하나를 이용하여 업데이트한 적응 필터를 기초로 효과음을 생성하는 차량의 동작 흐름도를 도시한 도면이다.
차량 내에는 다양한 사운드 신호가 발생될 수 있다. 예를 들어, 차량에 장착된 각종 장치, 외부 환경 등으로부터 각종 사운드 신호가 발생될 수 있다. 이에 따라, 차량은 차량 내에 적어도 하나 이상 마련된 사운드 입력부를 통해 사운드 신호를 수집할 수 있다.
예를 들어, 차량은 소음원과 어느 하나의 사운드 입력부 간의 1차경로로부터 전달된 제1 사운드 신호, 스피커와 어느 하나의 사운드 입력부 간의 2차경로로부터 전달된 제2 사운드 신호를 수집할 수 있다(1800). 이외에도, 차량은 소음원의 주변에 마련된 사운드 입력부를 통해 전달 받은 제3 사운드 신호를 수집할 수도 있다.
이에 따라, 차량은 제1사운드 신호, 제2 사운드 신호, 및 미리 설정된 목표음 중 적어도 하나를 이용하여 적응 제어로직 상에서의 적응 필터를 업데이트할 수 있으며, 업데이트한 적응 필터를 기초로 효과음을 생성할 수 있다(1810). 적응 제어로직의 형태 및 적응 필터의 수학식 등에 관한 내용은 전술하였으므로, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
한편, 차량에는 다양한 적응 제어로직이 마련될 수 있으며, 차량은 차량정보를 기초로 적합한 적응 제어로직을 선택하고, 선택한 적응 제어로직을 이용하여 효과음을 생성할 수 있다. 여기서, 차량정보라 함은 차량을 식별할 수 있는 정보로써, 차량의 모델정보, 구조정보 등을 포함한다.
차량정보 별로 적합한 적응 제어로직은 다를 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 차량은 차량정보에 적합한 적응 제어로직을 선택함으로써, 운전자에게 보다 적합한 효과음을 제공할 수 있다. 예를 들어, 차량에 따라 2차경로 추정 전달함수의 형태는 다를 수 있다. 이에 따라, 차량은 차량정보에 대응되는 2차경로 추정 전달함수를 선택하고, 2차경로 추정 전달함수의 형태를 기초로 적합한 적응 제어로직을 결정할 수 있다.
일 실시예로, 2차경로 추정 전달함수의 역함수를 이용하는 도 6 및 도 7의 적응 제어로직을 이용하고자 하는 경우, 2차경로 추정 전달함수의 형태가 복잡하면 연산의 과부하가 초래될 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 차량은 도 4 내지 도 5 또는 도 8 내지 도 12에 도시된 적응 제어로직 중 어느 하나를 이용할 수 있다.
도 19는 일 실시예에 따른 오프라인 상에서의 적응 제어로직을 이용하여 프리 필터를 결정하고, 온라인 상에서의 적응 제어로직에 결정한 프리 필터를 대입하여 효과음을 생성하는 차량의 동작 흐름도를 도시한 도면이다.
차량 내에는 다양한 사운드 신호가 발생될 수 있다. 예를 들어, 차량에 장착된 각종 장치, 외부 환경 등으로부터 각종 사운드 신호가 발생될 수 있다. 이에 따라, 차량은 차량 내에 적어도 하나 이상 마련된 사운드 입력부를 통해 사운드 신호를 수집할 수 있으며, 수집한 결과를 기초로 효과음을 생성할 수 있다.
이때 효과음을 생성하기에 앞서, 차량은 샘플 신호를 오프라인 상에서의 적응 제어로직에 입력하여, 프리 필터를 결정할 수 있다(1900). 여기서, 샘플 신호라 함은 프리 필터를 결정하기 위한 사운드 신호로써, 예를 들어 백색 소음 신호를 포함한다. 오프라인 상에서의 적응 제어로직은 도 9에 도시되어 있으며, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
차량은 결정한 프리 필터 값을 온라인 상에서의 적응 제어로직에 대입함과 동시에 제1 사운드 신호, 및 제2 사운드 신호 및 미리 설정된 목표음 중 적어도 하나를 이용하여 적응 필터를 업데이트함으로써, 보다 빠르게 효과음을 생성할 수 있다. 이때, 온라인 상에서의 적응 제어로직은 도 10에 도시되어 있으며, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
프리 필터는 2차경로 역보상 필터를 보다 적은 연산량으로 대체할 수 있다. 따라서, 2차경로 추정 전달함수의 형태가 복잡한 것으로 판단되면, 차량은 프리 필터를 이용하는 적응 제어로직을 통해 효과음을 구현할 수 있다.
100: 사운드 제어장치

Claims (20)

  1. 소음원으로부터 발생되어 상기 소음원과 사운드 입력부 간의 1차경로에 따라 변형된 제1 사운드 신호와 스피커를 통해 발생되어 상기 스피커와 상기 사운드 입력부 간의 2차경로에 따라 변형된 제2 사운드 신호를 수집하는 사운드 수집부; 및
    상기 수집한 제1 사운드 신호와 상기 제2 사운드 신호 및 미리 설정된 목표음 중 적어도 하나를 이용하여 기 설계된 적응 제어로직 상에서의 적응 필터를 업데이트하고, 상기 업데이트한 적응 필터를 기초로 상기 2차경로가 반영된 효과음을 생성하는 사운드 제어부;를 포함하고
    상기 소음원은 차량 내에 마련된 엔진에 대응되고,
    상기 사운드 제어부는,
    기 설정된 복수의 목표음 중에서 상기 엔진의 회전수(Revolution Per Minute, RPM)에 대응되는 목표음을 선택하고, 상기 제1 사운드 신호와 상기 제2 사운드 신호의 차이에서 상기 선택한 목표음을 차감한 값을 인수로 하여 상기 적응 필터를 업데이트하는 사운드 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 사운드 수집부는,
    상기 소음원의 주변에 마련된 다른 사운드 입력부를 통해 상기 소음원으로부터 발생된 제3 사운드 신호를 입력 받고,
    상기 사운드 제어부는,
    상기 제3 사운드 신호에 2차경로 추정 전달함수를 기초로 생성한 2차경로 보상필터를 적용시킨 값과, 상기 제1 사운드 신호, 상기 제2 사운드신호, 및 상기 미리 설정된 목표음을 인수로 하여 상기 적응 필터를 업데이트하는 사운드 제어장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 사운드 제어부는,
    상기 업데이트한 적응 필터와, 2차경로의 추정 전달함수의 역함수를 기초로 생성한 2차경로 역보상 필터를 기초로 상기 효과음을 생성하는 사운드 제어장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 사운드 제어부는,
    상기 수집한 제1 사운드 신호와 상기 제2 사운드 신호를 이용하여 상기 적응 제어로직 상에서의 적응 필터를 업데이트하고, 상기 업데이트한 적응 필터로부터 도출된 값에서, 2차경로의 추정 전달함수의 역함수를 기초로 생성한 2차경로 역보상 필터에 상기 미리 설정된 목표음을 적용시킨 값을 뺀 효과음을 생성하는 사운드 제어장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 사운드 제어부는,
    메모리에 저장된 2차경로 추정 전달함수에 관한 데이터를 이용하여, 차량정보에 대응되는 2차경로 추정 전달함수를 선택하고, 상기 선택한 2차경로 추정 전달함수의 형상에 기초하여 효과음을 생성한 적응 제어로직을 결정하는 사운드 제어장치.
  8. 오프라인 상에서의 적응 제어로직에 샘플 신호의 입력하여 프리 필터를 결정하는 분석부; 및
    소음원으로부터 발생되어 상기 소음원과 사운드 입력부 간의 1차경로에 따라 변형된 제1 사운드 신호, 스피커를 통해 발생되어 상기 스피커와 상기 사운드 입력부 간의 2차경로에 따라 변형된 제2 사운드 신호와 미리 설정된 목표음을 이용하여 온라인 상에서의 적응 제어로직에 포함된 적응 필터를 업데이트하고, 상기 업데이트한 적응 필터와 상기 결정한 프리 필터를 이용하여 효과음을 생성하는 사운드 제어부;를 포함하고
    상기 소음원은 차량 내에 마련된 엔진에 대응되고,
    상기 사운드 제어부는,
    기 설정된 복수의 목표음 중에서 상기 엔진의 회전수(Revolution Per Minute, RPM)에 대응되는 목표음을 선택하고, 상기 제1 사운드 신호와 상기 제2 사운드 신호의 차이에서 상기 선택한 목표음을 차감한 값을 인수로 하여 상기 적응 필터를 업데이트하는 사운드 제어장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 사운드 신호, 상기 제2 사운드 신호, 및 상기 소음원의 주변에 마련된 사운드 입력부를 통해 입력 받은 제3 사운드 신호 중 적어도 하나를 수집하는 사운드 수집부;
    를 더 포함하는 사운드 제어장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 사운드 제어부는,
    상기 제1 사운드 신호, 상기 제2 사운드 신호와, 상기 소음원의 주변에 마련된 사운드 입력부를 통해 입력 받은 제3 사운드 신호 및 상기 미리 설정된 목표음을 인수로 하여 상기 적응 필터를 업데이트하는 사운드 제어장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 소음원으로부터 발생되어 상기 소음원과 사운드 입력부 간의 1차경로에 따라 변형된 제1 사운드 신호와 스피커를 통해 발생되어 상기 스피커와 상기 사운드 입력부 간의 2차경로에 따라 변형된 제2 사운드 신호를 수집하는 단계; 및
    상기 수집한 제1 사운드 신호와 상기 제2 사운드 신호 및 미리 설정된 목표음 중 적어도 하나를 이용하여 기 설계된 적응 제어로직 상에서의 적응 필터를 업데이트하고, 상기 업데이트한 적응 필터를 기초로 상기 2차경로가 반영된 효과음을 생성하는 단계;를 포함하고
    상기 생성하는 단계는,
    상기 미리 설정된 목표음 중에서 엔진의 회전수에 대응되는 목표음을 선택하고, 상기 제1 사운드 신호와 상기 제2 사운드 신호의 차이에서 상기 선택한 목표음을 차감한 값을 인수로 하여 상기 적응 필터를 업데이트하는 단계; 를 포함하는 차량의 제어방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 수집하는 단계는,
    상기 소음원의 주변에 마련된 다른 사운드 입력부를 통해 상기 소음원으로부터 발생된 제3 사운드 신호를 입력 받는 단계;
    를 더 포함하고,
    상기 생성하는 단계는,
    상기 제3 사운드 신호에 2차경로 추정 전달함수를 기초로 생성한 2차경로 보상필터를 적용시킨 값과, 상기 제1 사운드 신호, 상기 제2 사운드신호, 및 상기 미리 설정된 목표음을 인수로 하여 상기 적응 필터를 업데이트하는 단계;
    를 포함하는 차량의 제어방법.
  15. 삭제
  16. 제13항에 있어서,
    상기 생성하는 단계는,
    상기 업데이트한 적응 필터와, 2차경로의 추정 전달함수의 역함수를 기초로 생성한 2차경로 역보상 필터를 기초로 상기 효과음을 생성하는 단계;
    를 더 포함하는 차량의 제어방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 생성하는 단계는,
    상기 수집한 제1 사운드 신호와 상기 제2 사운드 신호를 이용하여 상기 적응 제어로직 상에서의 적응 필터를 업데이트하고, 상기 업데이트한 적응 필터로부터 도출된 값에서, 2차경로의 추정 전달함수의 역함수를 기초로 생성한 2차경로 역보상 필터에 상기 미리 설정된 목표음을 적용시킨 값을 뺀 효과음을 생성하는 단계;
    를 더 포함하는 차량의 제어방법.
  18. 오프라인 상에서의 적응 제어로직에 샘플 신호의 입력하여 프리 필터를 결정하는 단계; 및
    소음원으로부터 발생되어 상기 소음원과 사운드 입력부 간의 1차경로에 따라 변형된 제1 사운드 신호, 스피커를 통해 발생되어 상기 스피커와 상기 사운드 입력부 간의 2차경로에 따라 변형된 제2 사운드 신호와 미리 설정된 목표음을 이용하여 온라인 상에서의 적응 제어로직에 포함된 적응 필터를 업데이트하고, 상기 업데이트한 적응 필터와 상기 결정한 프리 필터를 이용하여 효과음을 생성하는 단계;를 포함하고
    상기 생성하는 단계는,
    상기 미리 설정된 목표음 중에서 엔진의 회전수에 대응되는 목표음을 선택하고, 상기 제1 사운드 신호와 상기 제2 사운드 신호의 차이에서 상기 선택한 목표음을 차감한 값을 인수로 하여 상기 적응 필터를 업데이트하는 단계;를 포함하는 차량의 제어방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 생성하는 단계는,
    상기 제1 사운드 신호, 상기 제2 사운드 신호와, 상기 소음원의 주변에 마련된 사운드 입력부를 통해 입력 받은 제3 사운드 신호 및 상기 미리 설정된 목표음을 인수로 하여 상기 적응 필터를 업데이트하는 단계;
    를 포함하는 차량의 제어방법.
  20. 삭제
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