KR100739178B1 - 이동 단말의 핸즈프리 마이크를 이용한 잡음 제거 장치 - Google Patents

이동 단말의 핸즈프리 마이크를 이용한 잡음 제거 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 핸즈프리 장치가 연결된 이동 단말에서 음성 신호에 포함된 잡음을 제거하는 장치에 관한 것으로, 종래에는 핸즈프리 장치의 마이크와 스피커만 온(ON)시키고 이동 단말의 내장 마이크와 스피커는 오프(OFF)시키게 되어 있고, 이에 따라 상기 적응형 필터를 사용하여 잡음을 제거하는 방식을 구현하기 위해서는, 핸즈프리 장치에 적응형 필터링을 구현하기 위한 별도의 디지털 신호 프로세서(DSP)를 장착해야 하기 때문에, 제조 비용을 증가시키는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 감안한 본 발명은 핸즈프리 장치가 연결되어도 기존의 이동 단말의 내장 마이크가 동작하도록 하여, 상기 내장 마이크를 통해 잡음 신호가 입력되도록 하고, 핸즈프리 마이크를 통해 음성 신호가 입력되도록 하여, 상기 두가지 신호를 이용하여 이동 단말 본체의 디지털 신호 프로세서 또는 마이크로프로세서에서 적용형 필터링 프로세스를 수행하도록 하여, 핸즈프리 장치에 별도의 디지털 신호 프로세서를 구현하지 않고서도, 음성 신호에 포함된 잡음을 효과적으로 제거하는 효과가 있다.

Description

이동 단말의 핸즈프리 마이크를 이용한 잡음 제거 장치{APPARATUS FOR REMOVING NOISE BY USING HANDS-FREE MIKE OF MOBILE TERMINAL}
도 1은 핸즈프리 마이크 및 스피커가 연결된 이동 단말 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 잡음 제거 방법 개념 설명도.
도 3은 본 발명에 따른 잡음 제거 장치 블록도.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
31: 내장 마이크 32: 핸즈프리 마이크
33: 적응형 필터링부 22: 가산기
본 발명은 핸즈프리 장치가 연결된 이동 단말에서 음성 신호에 포함된 잡음을 제거하는 장치에 관한 것으로, 특히 적응형 필터링(adaptive filtering)을 이용하여, 내장 마이크를 통해 입력된 잡음 신호를 참조하여 핸즈프리 마이크를 통해 입력된 신호에 포함된 잡음 신호를 제거하도록 한 이동 단말의 핸즈프리 마이크를 이용한 잡음 제거 장치에 관한 것이다.
현재 이동 단말은 이동 통신 뿐만 아니라 다양한 부가 기능을 구현할 수 있으며, 소형화 등을 통해 휴대성을 더욱 높이고 있다.
또한, 자동차 운전과 같은 다른 작업을 하면서 이동 통신을 하거나 이동 단말의 부가 기능을 향유하고자 하는 경우에, 다양한 모양을 갖는 유선 또는 무선 핸즈프리(Hands-Free) 장치들이 이용되고 있다.
도 1은 핸즈프리 마이크 및 스피커가 연결된 이동 단말 구성도인데, 이에 도시된 바와 같이, 이동 단말(11)에 핸즈프리 마이크(14)와 핸즈프리 스피커(15)로 구성된 핸즈프리 장치가 연결되어 있다.
이와 같이, 이동 단말(11)에 핸즈프리 마이크(14)와 스피커(15)가 연결되면, 내장 마이크(12)와 내장 스피커(13)는 기능이 중지되고, 상기 핸즈프리 마이크(14)를 통해 음성 신호를 입력하고 핸즈프리 스피커(15)를 통해 상대방의 음성 신호가 출력된다.
한편, 이동 단말에 입력되는 음성 신호는 주위 잡음을 포함하고 있을 수 있는데, 이를 제거하거나 감소시키기 위한 다양한 방법들이 적용되고 있다.
이러한 종래 기술 중에서, 적응형 필터(adaptive filter)를 이용하는 방식은 제 1 마이크를 통해 입력된 잡음 신호를 소정의 전달함수를 갖는 적응 필터에 입력하고, 상기 적응 필터에서 출력된 잡음 신호 및 제 2 마이크를 통해 입력된 음성 신호를 가산기에 입력하며, 상기 가산기에서 출력된 에러 신호가 최소화되도록 소정의 알고리즘을 사용하여 상기 전달 함수의 계수를 수정함으로써, 상기 음성 신호에서 상기 잡음 신호와 유사한 잡음 신호를 제거하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 적응형 필터를 사용하여 잡음을 제거하는 통상적인 방식은 2개의 입력 마이크를 필요로 한다.
그러나, 상기와 같은 종래 기술에 있어서, 이동 단말에 적응형 필터를 적용하여 잡음을 제거하고자 할때, 이동 단말의 내장 마이크 이외에 별도의 음성 입력 마이크를 구비하여야 하는데, 이는 이동 단말의 크기 및 제조 비용을 증가시키는 문제점이 있다.
또한, 종래의 핸즈프리 장치가 연결된 이동 단말은 핸즈프리 장치의 마이크와 스피커만 온(ON)시키고 이동 단말의 내장 마이크와 스피커는 오프(OFF)시키게 되어 있고, 이에 따라 상기 적응형 필터를 사용하여 잡음을 제거하는 방식을 구현하기 위해서는, 핸즈프리 장치에 적응형 필터링을 구현하기 위한 별도의 디지털 신호 프로세서(DSP)를 장착해야 하기 때문에, 제조 비용을 증가시키는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 핸즈프리 장치가 연결되어도 기존의 이동 단말의 내장 마이크가 동작하도록 하여, 상기 내장 마이크를 통해 잡음 신호가 입력되도록 하고, 핸즈프리 마이크를 통해 음성 신호가 입력되도록 하여, 상기 두가지 신호를 이용하여 이동 단말 본체의 디지털 신호 프로세서 또는 마이크로프로세서에서 적용형 필터링 프로세스를 수행하도록 한 이동 단말의 핸즈프리 마이크를 이용한 잡음 제거 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이동 단말의 핸즈프리 마이크를 이용한 잡음 제거 방법으로서, 내장 마이크와 핸즈프리 마이크가 동시에 동작하는 이동 단말에 있어서, 상기 내장 마이크를 통해 입력된 제 1 잡음 신호를 참조하여 상기 핸즈프리 마이크를 통해 입력된 음성 신호 및 제 2 잡음 신호의 합성 신호로부터 제 2 잡음 신호를 제거하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 합성 신호로부터 상기 제 2 잡음 신호의 제거는 적응형 필터링(adaptive filtering)을 통해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 핸즈프리 장치를 연결하여 사용하는 이동 단말에 있어서, 이동 단말의 핸즈프리 마이크를 이용한 잡음 제거 장치로서, 상기 이동 단말에 내장되고 상기 핸즈프리 장치의 연결시에도 동작하여 제 1 잡음 신호를 입력받는 내장 마이크와; 상기 핸즈프리 장치에 구비되어 제 2 잡음 신호 및 음성 신호의 합성 신호를 입력받는 핸즈프리 마이크와; 상기 제 1 잡음 신호를 참조하여 상기 합성 신호로부터 제 2 잡음 신호를 제거하는 적응형 필터링부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 적응형 필터링부는 이동 단말의 디지털 신호 처리장치(DSP) 또는 마이크로프로세서에 의해 구현되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 잡음 제거 방법 개념 설명도이다.
도 2를 참조하면, 이동 단말의 내장 마이크를 통해 제 1 잡음 신호(v1(n))가 소정의 전달함수(H(z))를 갖는 적응형 필터(21)에 입력되고, 상기 적응형 필터(21)에서 출력된 신호가 가산기(22)에서, 핸즈프리 마이크를 통해 입력된 음성 신호(x(n))와 제 2 잡음 신호(v2(n))의 합성 신호로부터 감산된다. 상기 가산기(22)의 출력 신호와 상기 제 1 잡음 신호(v1(n))를 이용하여 상기 전달함수(H(z))의 계수들을 조정함으로써, 최종적으로 상기 합성 신호로부터 상기 제 1 잡음 신호(v1(n))와 유사한 패턴을 갖는 신호(즉, 제 2 잡음 신호)가 제거되도록 하여, 음성 신호(x(n))와 유사한 출력 신호(x'(n))만이 이동 단말의 전송 처리부로 출력되도록 한다.
주위 잡음은 모두 동일한 배경 잡음원으로부터 유래된 것이기 때문에 이동 단말의 내장 마이크와 핸즈프리 마이크에 거의 유사한 패턴(v1(n), v2(n))으로 입력되고, 이동 단말의 내장 마이크와 핸즈프리 마이크가 동시에 작동되나 거의 대부분의 음성 신호(x(n))는 사용자의 입과 가까운 핸즈프리 마이크를 통해 입력되기 때문에, 상기 도 2와 같은 잡음 제거 모델은 타당성을 갖는다.
적응형 필터링 방식은 LSM과 같은 소정의 알고리즘을 사용하여 음성 신호(x(n))와 제 2 잡음 신호(v2(n))의 합성 신호로부터 상기 전달 함수(H(z))에 의해 상기 제 1 잡음 신호(v1(n))와 연관시켜 표현될 수 있는 제 2 잡음 신호(v2(n))를 제거함으로써, 최종적으로 음성 신호(x'(n))만 출력되도록 한다.
이와 같은 적응형 필터링은 이동 단말 내의 디지털 신호 프로세서나 마이크로프로세서에 의해 수행될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 잡음 제거 장치 블록도인데, 이에 도시된 바와 같이, 제 1 잡음 신호가 입력되는 이동 단말 내의 내장 마이크(31), 음성 신호 및 제 2 잡음 신호의 합성 신호가 입력되는 핸즈프리 마이크(32)와, 상기 제 1 잡음 신호를 참조하여 상기 합성 신호로부터 제 2 잡음 신호를 제거하는 적응형 필터링을 수행하는 적응형 필터링부(33)로 이루어진다.
상기 적응형 필터링부는 도 2에 도시된 적응형 필터(21)와 가산기(22)의 역할을 수행하는데, 상기 적응형 필터링부는 이동 단말 내의 디지털 신호 프로세서(DSP) 또는 마이크로프로세서일 수 있다.
도 3에 따른 잡음 제거 장치의 동작은 도 2를 참조한 이전의 설명과 동일하기 때문에 생략한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들이 도면을 참조하여 상세히 설명되었지만, 본 발명의 사상과 범위는 상기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안되고, 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해지는 본 발명의 범위 내에서 다양한 변형들이 가능하다는 것은 당업자에 자명할 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 핸즈프리 장치가 연결되어도 기존의 이동 단말의 내장 마이크가 동작하도록 하여, 상기 내장 마이크를 통해 잡음 신호가 입력되도록 하고, 핸즈프리 마이크를 통해 음성 신호가 입력되도록 하여, 상기 두가지 신호를 이용하여 이동 단말 본체의 디지털 신호 프로세서 또는 마이크로프로세서에서 적용형 필터링 프로세스를 수행하도록 하여, 핸즈프리 장치에 별도의 디지털 신호 프로세서를 구현하지 않고서도, 음성 신호에 포함된 잡음을 효과적으로 제거하는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 핸즈프리 장치를 연결하여 사용하는 이동 단말에 있어서,
    상기 이동 단말에 내장되고 상기 핸즈프리 장치의 연결시에도 동작하여 제 1 잡음 신호를 입력받는 내장 마이크와;
    상기 핸즈프리 장치에 구비되어 제 2 잡음 신호 및 음성 신호의 합성 신호를 입력받는 핸즈프리 마이크와;
    상기 제 1 잡음 신호를 참조하여 상기 합성 신호로부터 제 2 잡음 신호를 적응형 필터링을 통해 제거하는 적응형 필터링부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이동 단말의 핸즈프리 마이크를 이용한 잡음 제거 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 적응형 필터링부는 이동 단말의 디지털 신호 처리장치(DSP) 또는 마이크로프로세서에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 이동 단말의 핸즈프리 마이크를 이용한 잡음 제거 장치.
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