KR101248971B1 - 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템 및 그 제공방법 - Google Patents

방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템 및 그 제공방법 Download PDF

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Abstract

방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템 및 그 제공방법이 개시된다. 상기 제1방향을 향하도록 설치되는 적어도 하나의 제1마이크 및 상기 제1방향과는 다른 방향을 향하도록 설치되는 적어도 하나의 제2마이크를 포함하는 마이크 어레이를 이용하여 제1음성신호와 제2음성신호가 혼합된 혼합신호를 수신하고, 상기 적어도 하나의 제2마이크를 통해 레퍼런스 신호를 수신하기 위한 신호수신부, 상기 신호수신부에 의해 수신된 혼합신호에서 상기 제2음성신호를 상쇄하기 위한 음성신호 분리부를 포함하며, 상기 음성신호 분리부는 상기 적어도 하나의 제2마이크를 통해 입력된 상기 레퍼런스 신호를 이용하여 상기 제2음성신호를 상쇄하는 것을 특징으로 한다.

Description

방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템 및 그 제공방법{Signal separation system using directionality microphone array and providing method thereof}
본 발명은 서로 다른 방향, 바람직하게는 서로 반대 방향으로 향하도록 설치된 마이크들을 포함하는 마이크 어레이를 이용하여 효과적으로 원하는 신호만을 분리할 수 있는 시스템 및 그 제공방법에 관한 것이다.
대부분의 음성 관련 시스템(예컨대, TV, 컴퓨터, 음성인식 장치, 비디오 카메라 등)은 원하는 신호만을 받기를 바란다. 하지만 소음이나 잔향이 있는 환경에서 원하는 신호 외에도 다양한 신호들이 발생하고 있고, 원하는 신호를 받아들이는 마이크로폰으로 같이 수신된다. 소음이나 잔향들을 없애기 위해 다양한 기술들 -Microphone Array, Noise Reduction, Acoustic Echo Cancel, Blind Source Separation 등-이 연구되고 있다.
음성관련 시스템은 마이크(마이크로폰) 또는 마이크 어레이로부터 원하는 신호와 소음, 잔향 등 원하지 않는 신호가 혼합된 혼합신호가 수신된다. 따라서, 상기 음성관련 시스템은 이러한 혼합신호에 포함된 원하지 않는 신호의 신호레벨에 자신이 원하는 동작을 수행하는데 어려움을 겪거나 사용자에게 불편함을 초래한다.
예컨대, 상기 음성관련 시스템이 특정 음성명령을 인식하는 시스템이라면, 음성인식률이 낮아지는 문제점을 발생시킬 수 있다. 만약, 상기 음성관련 시스템이 비디오 카메라 또는 캠코더와 같이 특정 방향(예컨대, 촬영방향)에서 수신되는 소리를 위주로 기록하고자 하는 경우, 다른 방향(예컨대, 후방)에서 수신되는 원하지 않는 소리(예컨대, 촬영자의 소음 등)는 사용자가 기록 또는 수신하고 싶지 않은 소리가 될 수 있다.
따라서, 이러한 원하지 않는 소리와 원하는 소리를 분리하는 것은 음성관련 시스템의 성능이나 사용자의 사용성에 많은 영향을 미친다.
원하는 소리와 원하지 않는 소리를 분리하는 다양한 기술들이 널리 공지되어 있다. 원하지 않는 소리는 음성관련 시스템이 알고 있는 소리일 수도 있고, 알지 못하는 소리일 수도 있다. 예컨대, 본 출원인(또는 출원인의 대표자)가 출원하여 공개된 한국특허출원(출원번호 10-2009-0111323, "신호 분리방법, 상기 신호 분리 방법을 이용한 통신 시스템 및 음성인식시스템", 이하 '이전출원')에는 상기 음성관련 시스템이 혼합신호에서 이미 알고 있는 원하지 않는 소리를 실시간으로 효과적으로 분리하는 기술적 사상이 개시되어 있다. 이전출원에 개시된 내용 및 그 기재는 본 명세서의 레퍼런스로 포함될 수 있다.
뿐만 아니라, 원치 않는 소리가 상기 음성관련 시스템이 이미 알고 있는 소리인지 여부를 떠나, 혼합신호에 포함된 상기 원치 않는 소리를 원하는 소리와 분리하기 위한 다양한 방법(예컨대, LMS(Least Mean Square) BSS(Blind Source Separation), 독립성분 분석 등)도 존재하고 있다.
하지만, 이러한 대부분의 종래의 방법들은 음성관련 시스템을 생산 및 설계할 때부터 하드웨어 구조적으로 정확하게 설계하여야 하거나, 이미 알고 있는 원치 않는 소리를 신호 분리 과정에 이용하기 위한 별도의 하드웨어 또는 소프트웨어 리소스가 필요하였다. 또는 그 계산의 복잡도가 너무 높아서 실시간으로 원하는 신호를 원치 않는 신호와 분리하는데 적합하지 않은 문제점도 존재하였다.
따라서, 음성관련 시스템에 하드웨어적 구조의 변화 또는 신호 분리를 위한 고비용의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 리소스(resource)의 소비 없이, 간단하고 효율적으로 혼합신호에서 원하는 신호를 분리할 수 있는 기술적 사상이 요구된다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 서로 다른 방향(예컨대, 반대방향)으로 설치된 방향성(지향성) 마이크들을 포함하는 마이크 어레이를 이용하여 음성관련 시스템의 특정 방향에서 수신되는 소리만을 혼합신호에서 용이하게 분리할 수 있는 시스템 및 그 제공방법을 제공하는 것이다.
또한, 음성관련 시스템이 복잡한 구조적 변경이나 하드웨어와 같은 별도의 리소스가 필요없이, 기존의 음성관련 시스템에 간편하게 적용할 수 있는 시스템 및 그 제공방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 제1방향을 향하도록 설치되는 적어도 하나의 제1마이크 및 상기 제1방향과는 다른 방향을 향하도록 설치되는 적어도 하나의 제2마이크를 포함하는 마이크 어레이를 이용하여 제1음성신호와 제2음성신호가 혼합된 혼합신호를 수신하고, 상기 적어도 하나의 제2마이크를 통해 레퍼런스 신호를 수신하기 위한 신호수신부, 상기 신호수신부에 의해 수신된 혼합신호에서 상기 제2음성신호를 상쇄하기 위한 음성신호 분리부를 포함하며, 상기 음성신호 분리부는 상기 적어도 하나의 제2마이크를 통해 입력된 상기 레퍼런스 신호를 이용하여 상기 제2음성신호를 상쇄하는 것을 특징으로 한다.
상기 혼합신호는 상기 적어도 하나의 제1마이크를 통해 수신된 신호 또는 상기 적어도 하나의 제1마이크를 통해 수신된 신호와 상기 적어도 하나의 제2마이크를 통해 수신된 신호가 합쳐진 신호인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 마이크 어레이는 소정의 음성출력 시스템과 연결되어 상기 혼합신호 및 상기 레퍼런스 신호를 상기 음성출력 시스템에 포함된 상기 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템으로 출력하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템은 소정의 음성출력 시스템에 포함되어 설치되며, 상기 제2음성신호는 상기 음성출력 시스템으로부터 출력된 음성신호가 상기 마이크 어레이를 통해 입력된 에코신호인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제2방향은 상기 제1방향과 반대방향인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 신호 분리부는 상기 제1음성신호에 대응되는 제1음원신호를 제1BSS 음원신호, 상기 제2음성신호에 대응되는 제2음원신호를 제2BSS 음원신호로 하고, 상기 적어도 하나의 제1마이크를 통해 입력된 신호를 제1BSS 입력신호, 상기 레퍼런스 신호를 제2BSS 입력신호로 하여 BSS(Blind Source Separation)을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템은 소정의 음성저장 시스템에 포함되어 설치되며, 상기 제1음성신호는 상기 음성저장 시스템을 기준으로 제1방향에 위치하는 제1음원으로부터 출력되어 상기 음성저장 시스템에 저장될 타겟 음성신호이며, 상기 제2음성신호는 상기 음성저장 시스템을 기준으로 상기 제1방향과 반대방향에 위치하는 제2음원으로부터 출력되어 상기 혼합신호에서 제거될 신호인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템은 제1방향을 향하도록 설치되는 적어도 하나의 제1마이크 및 상기 제1방향과는 반대 방향을 향하도록 설치되는 적어도 하나의 제2마이크를 포함하는 마이크 어레이를 포함하며, 상기 마이크 어레이는 상기 마이크 어레이를 통해 제1음성신호와 제2음성신호가 혼합된 혼합신호 및 상기 적어도 하나의 제2마이크를 통해 수신되는 레퍼런스 신호를 각각 소정의 신호 분리시스템으로 출력하면, 상기 레퍼런스 신호에 기초하여 상기 신호 분리시스템에 의해 상기 혼합신호에서 상기 제2음성신호를 상쇄하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템은 제1방향을 향하도록 설치되는 적어도 하나의 제1마이크 및 상기 제1방향과는 다른 방향을 향하도록 설치되는 적어도 하나의 제2마이크를 포함하는 마이크 어레이, 상기 마이크 어레이를 통해 제1음성신호와 제2음성신호가 혼합된 혼합신호를 수신하고, 상기 적어도 하나의 제2마이크를 통해 레퍼런스 신호를 수신하기 위한 신호수신부, 및 상기 신호수신부에 의해 수신된 혼합신호에서 상기 제2음성신호를 상쇄하기 위한 음성신호 분리부를 포함하며, 상기 음성신호 분리부는 상기 적어도 하나의 제2마이크를 통해 입력된 상기 레퍼런스 신호를 이용하여 상기 제2음성신호를 상쇄하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템 제공방법은 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템이 제1방향을 향하도록 설치되는 적어도 하나의 제1마이크 및 상기 제1방향과는 다른 방향을 향하도록 설치된 적어도 하나의 제2마이크를 포함하는 마이크 어레이를 통해 제1음성신호와 제2음성신호가 혼합된 혼합신호를 수신하는 단계, 상기 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템이 상기 마이크 어레이에 포함된 상기 적어도 하나의 제2마이크를 통해 레퍼런스 신호를 수신하는 단계, 상기 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템이 수신된 상기 혼합신호에서 상기 제2음성신호를 상쇄하는 단계를 포함하며, 상기 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템이 수신된 상기 혼합신호에서 상기 제2음성신호를 상쇄하는 단계는, 상기 레퍼런스 신호를 이용하여 상기 제2음성신호를 상쇄하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 혼합신호는 상기 적어도 하나의 제1마이크를 통해 수신된 신호 또는 상기 적어도 하나의 제1마이크를 통해 수신된 신호와 상기 적어도 하나의 제2마이크를 통해 수신된 신호가 합쳐진 신호인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템이 수신된 상기 혼합신호에서 상기 제2음성신호를 제거하여 입력신호를 생성하는 단계는, 상기 제1음성신호에 대응되는 제1음원신호를 제1BSS 음원신호, 상기 제2음성신호에 대응되는 제2음원신호를 제2BSS 음원신호로 하고, 상기 적어도 하나의 제1마이크를 통해 입력된 신호를 제1BSS 입력신호, 상기 레퍼런스 신호를 제2BSS 입력신호로 하여 BSS(Blind Source Separation)을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템 제공방법은 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능한 기록매체에 저장될 수 있다.
본 발명에 따른 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템은 혼합신호에서 원하는 신호를 분리하는 기능이 구비되지 않은 음성관련 시스템에도 본 발명의 실시 예에 따른 마이크 어레이를 이용하여 간편하게 신호 분리 기능을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 특정 방향에서 수신되는 소리만을 혼합신호에서 분리하는데 용이한 효과가 있다.
또한, 음성관련 시스템에서 수신하는 혼합신호에서 상기 음성관련 시스템이 이미 알고 있는 신호(예컨대, 상기 음성관련 시스템이 출력한 출력신호의 에코(echo)신호 등)를 상쇄하기 위해 출력신호를 저장하기 위한 리소스가 별도로 필요 없고, 신호 분리를 수행하는 구성(예컨대, 에코 캔슬러 등)이 저장된 상기 출력신호를 수신하기 위한 하드웨어적 구성이 새롭게 설비되거나 또는 변경될 필요가 없는 효과가 있다.
또한, 원치 않는 신호가 상기 음성관련 시스템이 알지 못하는 새롭게 입력되는 신호라 하더라도, 특정 방향에서 수신되는 소리만을 혼합신호에서 분리할 수 있으므로, 원하는 소리가 특정 방향에서 주로 수신되는 소리인 경우에 간편하게 적용할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 마이크 어레이의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템의 개략적 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템의 개념을 설명하기 위한 빔 패턴들을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템이 적용된 음성관련 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템 제공방법에 의해 형성된 빔 패턴의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
또한, 본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터를 '전송'하는 경우에는 상기 구성요소는 상기 다른 구성요소로 직접 상기 데이터를 전송할 수도 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 상기 데이터를 상기 다른 구성요소로 전송할 수도 있는 것을 의미한다.
반대로 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터를 '직접 전송'하는 경우에는 상기 구성요소에서 다른 구성요소를 통하지 않고 상기 다른 구성요소로 상기 데이터가 전송되는 것을 의미한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 마이크 어레이의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 1a를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 마이크 어레이(200)는 제1방향을 향하도록 설치된 적어도 하나의 제1마이크(예컨대, 210, 211, 212, 213)를 포함한다. 또한, 상기 마이크 어레이(200)는 상기 제1방향과는 다른 방향(예컨대, 반대방향)을 향하도록 설치된 적어도 하나의 제2마이크(예컨대, 220)를 포함한다. 도 1에서는 상기 마이크 어레이(200)에 상기 제2마이크(예컨대, 220)가 포함된 경우를 도시하고 있지만, 상기 제1방향과는 다른 방향(예컨대, 반대방향)을 향하도록 설치된 마이크가 복수 개 포함될 수 있다. 이러한 경우, 상기 제2마이크(예컨대, 220)는 복수 개의 상기 제1마이크(예컨대, 210, 211, 212, 213)들 사이에 위치할 수도 있고, 상기 제2마이크(예컨대, 220)들 끼리 인접하도록 위치할 수도 있다.
상기 마이크 어레이(200)는 상기 제1마이크(예컨대, 210, 211, 212, 213) 및 상기 제2마이크(예컨대, 220)가 고정설치되도록 하는 소정의 하우징을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 제1마이크(예컨대, 210, 211, 212, 213) 및 상기 제2마이크(예컨대, 220)는 서로 인접하도록 설치될 수도 있고, 소정의 간격으로 이격되어 설치될 수도 있다. 이격되어 설치되는 경우에는 이격된 거리에 의한 신호 지연을 신호분리 과정에서 고려할 수 있다.
본 명세서에서 상기 제1마이크(예컨대, 210, 211, 212, 213) 및 상기 제2마이크(예컨대, 220) 각각은 방향성(지향성) 마이크 또는 카디오이드(cardioid) 마이크로 구현될 수 있다. 공지된 바와 같이 방향성 마이크는 카디오이드 형태의 빔 패턴을 형성하는 마이크일 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 소정의 마이크가 특정 방향을 향하도록 설치가 되었다고 함은, 상기 마이크가 형성하는 빔 패턴이 상기 특정 방향을 향하도록 설치가 됨을 의미할 수 있다. 상기 특정 방향은 상기 마이크 어레이(200)의 종단면을 기준으로 설정되는 방향(예컨대, 전면 방향 또는 후면 방향 등)을 의미할 수 있다. 따라서, 복수의 마이크가 제1방향 또는 제2방향을 향하도록 설치가 되었다고 함은, 복수의 마이크 각각이 공통된 소정의 점(point)을 향하도록 설치되는 것이 아니라, 공통된 방향(예컨대, 전면 또는 후면)을 향하도록 설치되는 것을 의미할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상을 보다 명확하게 설명하기 위해 도 1b에 도시된 바와 같이 상기 마이크 어레이(200)에 제1마이크(210)가 하나 포함되고, 상기 제2마이크(예컨대, 220)가 하나 포함되는 경우를 설명하면 다음과 같을 수 있다.
상기 제1마이크(210)는 예컨대, 상기 마이크 어레이(200)의 종단면을 기준으로 전면을 향하도록 설치될 수 있다. 또한, 상기 제2마이크(예컨대, 220)는 제2마이크(예컨대, 220)는 상기 제1마이크(210)가 설치된 방향과는 반대방향 즉, 상기 마이크 어레이(200)의 종단면을 기준으로 후면을 향하도록 설치될 수 있다. 상기 제1마이크(210) 및 상기 제2마이크(예컨대, 220) 각각으로부터 수신되는 신호는 소정의 신호전송수단(예컨대, 잭, 신호 선 등, 230, 231)을 통해 다른 장치 또는 시스템으로 전송될 수 있다. 이러한 상기 마이크 어레이(200)가 형성하는 빔 패턴은 도 3b에 도시된 빔 패턴(40)과 같을 수 있다.
따라서, 상기 마이크 어레이(200)를 통해 신호를 수신하는 경우, 상기 마이크 어레이(200)의 전면 및 후면으로부터 각각 원하는 신호 즉, 제1음성신호와 원하지 않는 신호 제2음성신호가 혼합된 혼합신호가 입력될 수 있다.
즉, 상기 제1마이크(210)를 통해 수신되는 혼합신호에도 원하지 않는 제2음성신호가 혼합되어 있을 수 있고, 상기 제2마이크(예컨대, 220)를 통해 수신되는 신호 즉, 레퍼런스(reference) 신호에도 원하지 않는 제2음성신호가 혼합되어 있을 수 있다. 하지만, 상기 제2마이크(예컨대, 220)를 통해 수신되는 레퍼런스 신호에는 포함된 상기 제2음성신호의 신호레벨이 상기 제1마이크(210)를 통해 수신되는 혼합신호에 포함된 상기 제2음성신호의 신호레벨보다 높을 수 있다.
예컨대, 원하는 신호 즉, 제1음성신호에 대응되는 음원신호를 S1이라 하고, 원하지 않는 신호 즉, 제2음성신호에 대응되는 음원신호를 S2라고 할 수 있다.
이때, 상기 제1마이크(210)를 통해 입력된 신호(x1(t)) 및 제2마이크(예컨대, 220)를 통해 입력된 신호(x2(t))는 수식 1과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112011039629690-pat00001
Figure 112011039629690-pat00002
여기서,
Figure 112011039629690-pat00003
는 각각의 음원들과 마이크로폰들 사이의 거리에 따른 게인 팩터(gain factor)를 나타낼 수 있다.
이때, 상기 제1음원이 상기 제1마이크(210)가 향하는 방향에 존재하는 경우 또는 상기 제1음원으로부터 출력된 제1음성신호가 상기 제1마이크(210)를 통해 대부분 입력되며, 상기 제2마이크(예컨대, 220)를 통해서는 미약하게 입력되는 경우를 가정할 수 있다. 즉, 상기 제1마이크(210)를 통해 수신되는 신호에 포함된 상기 제1음성신호의 신호레벨은 상기 제2마이크(예컨대, 220)를 통해 수신되는 신호에 포함된 상기 제1음성신호의 신호레벨보다 높을 수 있다.
반면에, 원치 않는 신호 즉, 제2음성신호는 주로 상기 제2마이크(예컨대, 220)를 통해 수신될 수 있다. 이러한 경우, 상기 제1마이크(210)를 통해 수신되는 신호에 포함된 상기 제2음성신호의 신호레벨은 상기 제2마이크(예컨대, 220)를 통해 수신되는 신호에 포함된 상기 제2음성신호의 신호레벨보다 낮을 수 있다.
이러한 경우, 상기 a11S1(t) >> a21S1(t)일 수 있고, a22S2(t) >> a12S2(t)가 성립한다. 따라서, 상기 제2마이크(예컨대, 220)을 통해 신호분리를 수행하는 경우, 원하는 신호 즉, s1(t)의 신호레벨은 적게 줄어들면서, 원치 않는 신호 즉, s2(t)의 신호레벨은 대부분 줄어들게 되는 효과가 있다.
즉, 본 발명의 기술적 사상에 따른 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템은 원하는 제1음성신호가 제1방향에서 주로 입력되고, 원치 않는 제2음성신호가 제2방향에서 주로 입력되는 경우, 전술한 마이크 어레이(200)를 이용하여 간편하게 혼합신호에서 상기 제2음성신호를 상쇄하여 원하는 제1음성신호를 분리할 수 있다.
다양한 경우에 제1음성신호가 제1방향에서 주로 입력되고, 원치 않는 제2음성신호가 제2방향에서 주로 입력될 수 있다. 이러한 경우는 도 4를 참조하여 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템이 적용된 음성관련 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 4a를 참조하면, 소정의 음성출력 시스템(예컨대, IPTV, 셋탑박스, 전화기, 컴퓨터 등, 300)이 존재할 수 있다. 상기 음성출력 시스템(300)은 스스로 음성을 출력할 수 있다. 이를 위해 상기 음성출력 시스템(300)은 소정의 음성출력 장치(예컨대, 스피커, 310)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 음성출력 시스템(300)은 외부로부터 음성신호를 수신할 수도 있다. 이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 마이크 어레이(200)가 상기 음성출력 시스템(300)과 연결될 수 있다. 상기 마이크 어레이(200)는 도 4a에 도시된 바와 같이 상기 음성출력 시스템(300)의 소정의 위치(예컨대, 상단)에 설치될 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
일반적으로 음성출력 시스템(300)에 구비되는 음성출력 장치(310)는 상기 음성출력 시스템(300)을 사용하는 사용자 방향 즉, 제1방향(예컨대, 도 4a의 전면 방향)을 향하도록 설치될 수 있다. 또한, 상기 음성출력 장치(310)는 상기 음성출력 시스템(300)의 측면 또는 구현 예에 따라서는 후면에 설치될 수도 있다.
그리고, 상기 음성출력 시스템(300)이 원하는 신호(예컨대, 음성명령, 통화음성 등)는 사용자로부터 출력될 수 있다. 이때, 사용자는 상기 제1방향에 위치할 수 있다.
따라서, 상기 원하는 신호 즉, 제1음성신호는 주로 제1방향을 향하도록 설치된 상기 제1마이크(210)를 통해 수신될 수 있다. 한편, 상기 제2음성신호 즉, 상기 음성출력 장치(310)에 의해 출력된 신호에 의한 에코신호는 주로 상기 제2마이크(예컨대, 220)를 통해 수신될 수 있다.
예컨대, 도 4b는 도 4a에 도시된 바와 같은 음성출력 시스템(300)의 측면을 도시하고 있는 도면인데, 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 음성출력 시스템(300)의 상기 음성출력 장치(310)에 의해 출력신호가 출력되는 경우, 상기 출력신호에 의한 에코신호는 제1방향을 향하도록 설치된 제1마이크(210)보다는 주로 이와 반대 방향으로 설치된 제2마이크(예컨대, 220)를 통해 수신된다. 특히, 상기 음성출력 시스템(300)의 제2방향에 벽 등과 같은 장애물이 근접하여 위치하는 경우에는 더욱 상기 제2마이크(예컨대, 220)를 통해 수신되는 에코신호 즉, 제2음성신호의 신호레벨이 상기 제1마이크(210)를 통해 수신되는 제2음성신호의 신호레벨보다 높을 수 있다.
따라서, 전술한 바와 같이 상기 제2마이크(예컨대, 220)를 통해 수신되는 에코신호를 레퍼런스 신호로 하여, 상기 마이크 어레이(200)를 통해 수신되는 혼합신호에서 상쇄하는 경우, 효과적으로 상기 혼합신호에서 상기 제1음성신호를 분리할 수 있다.
또한, 종래에는 음성출력 시스템(300)이 소정의 출력신호를 출력하는 경우에 입력되는 혼합신호에서 에코신호를 상쇄하기 위해서는, 상기 음성출력 장치(310)를 통해 출력되는 출력신호를 레퍼런스 신호로 이용하였다. 즉, 이전출원 또는 다양한 종래의 에코신호를 상쇄하는 방식들은 상기 음성출력 장치(310)를 통해 출력된 출력신호를 저장하고, 이를 이용하여 에코신호를 상쇄하였다. 예컨대, 저장된 출력신호를 이용하여 채널추정 및 게인 팩터의 계산 등을 통해 에코신호를 추정하고, 이를 상기 혼합신호에서 상쇄하는 과정을 수행하였다.
하지만, 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 상기 음성출력 시스템(300)이 출력한 출력신호를 레퍼런스 신호로 이용하는 것이 아니라, 실제로 채널 및 게인팩터가 적용되어 상기 제2마이크(예컨대, 220)를 통해 수신된 신호를 레퍼런스 신호로 이용하므로, 신호분리 과정을 위한 연산이 빠르고 효율적일 수 있는 효과가 있다. 또한, 종래에는 음성출력 시스템(300)이 상기 출력신호를 저장하기 위한 저장수단 및 신호분리 장치(에코 캔슬러)로 저장된 신호를 전송하기 위한 수단 등 하드웨어적 및/또는 소프트웨어적으로 신호분리를 위한 리소스가 미리 구현되어 있어 있거나, 구현되어 있는 구조를 변경하여야 하는 문제점이 있었다. 하지만, 본 발명의 기술적 사상에 의하면, 상기 마이크 어레이(200)를 음성출력 시스템(300)의 음성입력 단자에 연결하고, 신호분리를 위한 신호분리 시스템 즉, 소정의 소프트웨어 또는 애플리케이션을 설치하는 것만으로 본 발명의 기술적 사상이 구현될 수 있는 효과가 있다. 구현 예에 따라서는, 상기 신호분리 시스템이 상기 음성출력 시스템(300)에 설치되지 않고 상기 마이크 어레이(200)와 일체형으로 구비될 수도 있다. 이러한 경우, 상기 마이크 어레이(200) 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템을 상기 음성출력 시스템(300)과 연결하기만 하면, 상기 음성출력 시스템(300)은 혼합신호에서 제2음성신호가 상쇄된 원하는 신호만을 입력으로 받을 수도 있다. 물론, 이러한 경우, 상기 본 발명의 실시 예에 따른 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템 자체가 소정의 연산 능력을 갖는 프로세싱 장치를 구비하여야 할 수 있다. 물론, 본 발명의 실시 예에 따른 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템이 상기 음성출력 시스템(300)의 생산시에 내장되어 설치될 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템 제공방법에서 원하지 않는 신호는 도 4a 및 도 4b에서 설명한 바와 같은 에코신호가 아닐 수도 있다. 이러한 경우는 도 4c를 참조하여 설명하도록 한다.
도 4c는 소정의 음성수신 시스템(예컨대, 캠코더, 보이스 레코더 등, 400)에 본 발명의 기술적 사상이 적용된 일 예를 나타낸다. 상기 음성수신 시스템(400)은 음성을 수신 및/또는 저장할 수 있는 모든 시스템을 포함하는 의미로 사용되며, 구현 예에 따라 캠코더와 같이 영상신호를 더 수신할 수도 있음은 물론이다.
상기 음성수신 시스템(400)에 본 발명의 실시 예에 따른 마이크 어레이(200)가 연결되거나 미리 설치되어 있을 수 있다. 상기 마이크 어레이(200)에 포함된 제1마이크(210)는 상기 음성수신 시스템(400)이 음성을 수신하기를 원하는 제1음성신호에 대응되는 방향을 향하도록 설치 또는 조작될 수 있다. 예컨대, 캠코더를 일 예로 설명하면, 상기 마이크 어레이(200)에 포함된 상기 제1마이크(210)는 렌즈방향 즉, 제1방향으로 설치될 수 있다. 그러면, 상기 제1마이크(210)는 사용자(촬영자)가 촬영하기를 원하는 대상의 방향 즉, 제1방향으로 향할 수 있다.
그리고 상기 대상은 제1음원신호를 출력할 수 있다. 그러면, 상기 제1음원신호에 기초한 제1음성신호는 상기 제1마이크(210)를 통해 주로 수신될 수 있다. 한편, 상기 음성수신 시스템(400)이 수신 및/또는 저장하기를 원하지 않는 신호 즉, 제2음성신호는 주로 제2방향으로부터 입력될 수 있다. 예컨대, 상기 제2음성신호는 사용자에 의해 유발된 노이즈, 불필요한 소리 등일 수 있다. 즉, 상기 음성수신 시스템(400)은 음성을 수신하고자 하는 대상을 향하도록 조작될 수 있으므로, 반대 방향으로부터 주로 수신되는 다양한 소리는 원치 않는 소리일 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 음성수신 시스템(400)에도 유용하게 적용될 수 있다. 즉, 상기 마이크 어레이(200)를 통해 수신되는 혼합신호에서 상기 제2음성신호를 상쇄하는 과정을 통해 상기 제1음성신호를 분리할 수 있다. 분리된 신호는 상기 음성수신 시스템(400)에 저장되거나, 타 시스템으로 전송될 수도 있다.
이러한 기술적 사상을 구현하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템의 개략적인 구성은 도 2에 도시된다. 또한, 도 2에 도시된 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템이 생성할 수 있는 빔 패턴은 도 3에 개략적으로 도시된다.
먼저, 도 2a를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템(1)은 신호분리 시스템(100)을 포함할 수 있다. 또한, 마이크 어레이(200)를 포함할 수 있다. 상기 신호분리 시스템(100)은 상기 마이크 어레이(200)로부터 혼합신호를 수신할 수 있다. 또한, 상기 신호분리 시스템(100)은 레퍼런스 신호를 수신할 수 있다. 상기 레퍼런스 신호는 적어도 하나의 제2마이크(예컨대, 220)를 통해 수신될 수 있다. 상기 혼합신호는 상기 적어도 하나의 제1마이크(예컨대, 210)를 통해 수신될 수 있다.
그러면, 상기 신호분리 시스템(100)은 상기 혼합신호에서 상기 레퍼런스 신호를 상쇄하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 신호분리 시스템(100)은 신호수신부(110) 및 신호 분리부(120)를 포함할 수 있다. 상기 신호 수신부(110)는 상기 마마이크 어레이(200)로부터 혼합신호 및 레퍼런스 신호를 수신하여, 상기 신호 분리부(120)로 출력할 수 있다. 그러면, 상기 신호 분리부(120)는 상기 혼합신호에서 상기 레퍼런스 신호를 상쇄할 수 있다. 상기 신호 분리부(120)가 상기 혼합신호에서 상기 레퍼런스 신호를 상쇄하는 방식은 다양할 수 있다. 즉, 알고 있는 어느 하나의 신호(혼합신호)에서 알고 있는 다른 어느 하나의 신호(레퍼런스 신호)를 상쇄할 수 있는 모든 기술적 사상(예컨대, 독립성분 분석, 주성분 분석, signal suppresion 등)이 적용될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 상기 신호 분리부(120)는 BSS알고리즘을 이용하여 상기 혼합신호에서 상기 레퍼런스 신호를 상쇄할 수 있다. 이때 상기 신호분리 시스템(100)은 종래의 BSS 알고리즘에 비해 보다 효율적으로 상기 혼합신호에서 상기 레퍼런스 신호를 분리할 수 있다. 왜냐하면, 종래의 BSS 알고리즘은 n 개의 모르는 신호가 n 개의 마이크를 통해 수신되는 경우, n 개의 모르는 신호를 분리하는 것임에 비해, 본 발명의 실시 예에 의하면, 하나의 분리될 신호 즉, 상기 제2마이크(예컨대, 220)를 통해 수신된 레퍼런스 신호를 이미 알고 있기 때문이다. 이때 적용될 수 있는 기술적 사상은 전술한 바와 같은 이전출원에 상세히 개시된 바 있다. 따라서, 간략히만 설명하면, 원하는 신호 즉, 제1음성신호에 대응되는 제1음원(S1)과 원하지 않는 제2음성신호에 대응되는 제2음원(S2)이 존재할 수 있다. 그러면, 제1음원(S1)의 음원신호를
Figure 112011039629690-pat00004
라 하고 제2음원(S2)의 음원신호를
Figure 112011039629690-pat00005
라 할 수 있다. 그리고, 상기 제1마이크(210)를 통해 수신된 신호(즉, 혼합신호)를
Figure 112011039629690-pat00006
라 할 수 있다. 또한, 제2마이크(예컨대, 220)를 통해 수신된 신호 즉, 레퍼런스 신호를
Figure 112011039629690-pat00007
라고 설정할 수 있다.
그러면, 상기 제1음원신호를 제1BSS 음원신호, 상기 제2음성신호에 대응되는 제2음원신호를 제2BSS 음원신호로 하고, 상기 적어도 하나의 제1마이크를 통해 입력된 신호를 제1BSS 입력신호, 상기 레퍼런스 신호를 제2BSS 입력신호로 설정하여 이전출원과 유사한 방식으로 BSS 알고리즘을 수행할 수 있다.
이때, 이전출원의 수학식 12의 게인팩터 행렬
Figure 112011039629690-pat00008
에서 a21은 0이고, a11 및 a22를 1로 설정한 반면, 본 발명의 기술적 사상에 따른 가정에 의하면, 연산량이 충분한 경우에는 a11, a22를 1로만 설정하고 연산을 수행할 수도 있다. 다른 실시 예에 의하면, a11, a22를 1로 설정하고 a12를0으로 설정하거나, a11, a22를 1로 설정하고 a21을 0으로 설정하는 것도 가능할 수 있다.
또한, 각각의 행렬 결과 값을 이용하여 signal suppression을 실시하여 S2신호 성분의 상쇄율을 높일 수도 있다.
기타 다양한 방식으로 수신된 혼합신호에서 상기 레퍼런스 신호를 상쇄할 수 있음을 본 발명의 기술분야의 평균적 전문가는 용이하게 추론할 수 있을 것이다.
한편, 도 2b를 참조하면, 상기 신호 수신부(110)가 수신하는 혼합신호는 도 2a에 도시된 바와는 달리 상기 제1마이크(210)를 통해 수신된 신호와 상기 제2마이크(220)를 통해 수신된 신호가 혼합된 신호 즉, 상기 마이크 어레이(200) 전체에 의해 수신된 신호일 수 있다. 이를 위해 소정의 혼합수단(240)이 더 구비될 수 있다. 상기 혼합수단(240)은 상기 마이크 어레이(200)에 포함되어 구현될 수도 있고, 상기 신호 수신부(110)에 포함되어 구현될 수도 있다. 상기 혼합수단(240)은 단순한 하드웨어적 구조(예컨대, 신호라인의 연결 등)으로 구현될 수도 있다. 이처럼, 상기 제1마이크(210)를 통해 수신된 신호와 상기 제2마이크(예컨대, 220)를 통해 수신된 신호가 혼합된 신호에서, 상기 제2마이크(예컨대, 220)를 통해 수신된 신호를 상쇄하는 경우에도 본 발명의 실시 예에 따른 기술적 사상은 좋은 성능을 나타낼 수 있다. 이를 빔 패턴을 이용하여 설명하면 다음과 같을 수 있다.
도 3a는 도 2a와 같이 상기 제1마이크(210)를 통해 수신된 신호를 혼합신호로 사용하는 경우를 나타내는데, 이때 상기 제1마이크(210)가 형성하는 빔 패턴(10)은 도 3a에 도시된 바와 같다. 또한, 상기 제2마이크(예컨대, 220)가 형성하는 빔 패턴(20)은 상기 빔 패턴(10)과 반대 방향의 카디오이드 형태를 가질 수 있다. 따라서, 빔 패턴(10)에서 빔 패턴(20)이 상쇄되는 경우, 원하는 방향(제1방향)으로 빔 패턴(30)이 형성될 수 있다.
한편, 도 3b는 도 2b와 같이 상기 제1마이크(210)를 통해 수신된 신호와 상기 제2마이크(예컨대, 220)를 통해 수신된 신호가 혼합된 신호를 혼합신호로 사용하는 경우를 나타낸다. 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 제1마이크(210)와 상기 제2마이크(예컨대, 220)에 형성되는 빔 패턴은 각각 빔 패턴(10), 빔 패턴(20)일 수 있다. 따라서, 두 개의 빔 패턴(10, 20)이 합쳐지면, 도 3b에 도시된 빔 패턴(40)이 형성될 수 있다.
어떠한 경우든 본 발명의 실시 예에 따른 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템(1)은 본 발명의 실시 예에 따른 마이크 어레이(200)를 이용하여 원하는 방향 즉, 제1방향의 빔 패턴(30, 50)만을 용이하게 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템(1)이 적용되는 음성관련 시스템의 종류 및 환경에 따라 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같은 실시 예가 선택적으로 적용될 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같은 빔 패턴의 형성은 이론적 또는 개념적인 빔 패턴의 형성을 도시한 것에 불과하며, 실제로 형성되는 빔 패턴의 형태는 환경에 따라 다소 달라질 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의해 형성되는 빔 패턴을 실험을 통해 시뮬레이션 한 결과는 도 5에 도시된다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템 제공방법에 의해 형성된 빔 패턴의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면인데, 도 5a 내지 도 5d는 음차무향실에서 본 발명의 실시 예에 따른 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호분리 시스템을 턴 테이블에 고정시킨 후, 0도에서 360도까지 15도 간격으로 회전시키면서 시뮬레이션을 수행한 결과의 주파수별 폴라패턴(polar pattern)을 나타내는 도면이다. 각각 음성신호들이 500Hz, 1KHz, 2.5KHz, 및 4KHz 대역에서 형성되는 빔 패턴의 시뮬레이션 결과를 나타내고 있다. 여기서 y 축은 신호레벨(db)를 나타낸다.
도 5a 내지도 5d에 도시된 바와 같이 다양한 주파수 대역에서 상기 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템(1)에 의해 분리된 신호는 제1방향에서 수신된 신호의 신호레벨이 제2방향에서 수신된 신호의 신호레벨에 비해 월등히 높음을 알 수 있다. 즉, 전방대비 측 후방의 감도가 40db 이상 떨어짐으로써 종래의 기술에서 볼 수 없는 높은 성능을 얻을 수 있음을 알 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템(1)의 마이크 어레이(200) 및 신호분리 시스템(100)은 소정의 하우징에 일체형으로 구현될 수 있다. 그러면, 상기 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템(1)은 상기 신호분리 시스템(100)에 의해 분리된 신호를 소정의 음성출력 시스템(300) 또는 음성수신 시스템(400)으로 출력할 수 있다. 물론, 이러한 경우에는 상기 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템(1)은 소정의 데이터 프로세싱 유닛을 더 구비할 수 있다.
다른 실시 예에 의하면, 상기 마이크 어레이(200)는 소정의 음성출력 시스템(300) 또는 음성수신 시스템(400)에 잭 등을 통해 연결되고, 상기 신호분리 시스템(100)은 상기 소정의 음성출력 시스템(300) 또는 음성수신 시스템(400)에 포함되어 설치될 수도 있다. 이러한 경우, 상기 마이크 어레이(200)를 통해 출력되는 혼합신호 및 상기 레퍼런스 신호는 직접 또는 소정의 경로를 거쳐 상기 신호분리 시스템(100)으로 전송될 수 있다. 상기 신호분리 시스템(100)은 소정의 소프트웨어로 구현되어 상기 소정의 음성출력 시스템(300) 또는 음성수신 시스템(400)에 구비된 하드웨어 유기적으로 결합하여 본 발명의 기술적 사상을 구현할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템 제공방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 제1방향을 향하도록 설치되어 상기 제1방향으로 빔 패턴을 형성하는 적어도 하나의 제1마이크 및 상기 제1방향과는 다른 제2 방향을 향하도록 설치되어 상기 제2방향으로 빔 패턴을 형성하는 적어도 하나의 제2마이크를 포함하는 마이크 어레이를 이용하여 제1음성신호와 제2음성신호가 혼합된 혼합신호를 수신하고, 상기 적어도 하나의 제2마이크를 통해 레퍼런스 신호를 수신하기 위한 신호수신부;
    상기 신호수신부에 의해 수신된 혼합신호에서 상기 제2음성신호를 상쇄하기 위한 음성신호 분리부를 포함하며,
    상기 음성신호 분리부는 상기 적어도 하나의 제2마이크를 통해 입력된 상기 레퍼런스 신호를 이용하여 상기 제2음성신호를 상쇄하는 것을 특징으로 하는 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 혼합신호는,
    상기 적어도 하나의 제1마이크를 통해 수신된 신호 또는 상기 적어도 하나의 제1마이크를 통해 수신된 신호와 상기 적어도 하나의 제2마이크를 통해 수신된 신호가 합쳐진 신호인 것을 특징으로 하는 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 마이크 어레이는,
    소정의 음성출력 시스템과 연결되어 상기 혼합신호 및 상기 레퍼런스 신호를 상기 음성출력 시스템에 포함된 상기 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템으로 출력하는 것을 특징으로 하는 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템은,
    소정의 음성출력 시스템에 포함되어 설치되며,
    상기 제2음성신호는,
    상기 음성출력 시스템으로부터 출력된 음성신호가 상기 마이크 어레이를 통해 입력된 에코신호인 것을 특징으로 하는 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제2방향은,
    상기 제1방향과 반대방향인 것을 특징으로 하는 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 신호 분리부는,
    상기 제1음성신호에 대응되는 제1음원신호를 제1BSS 음원신호, 상기 제2음성신호에 대응되는 제2음원신호를 제2BSS 음원신호로 하고,
    상기 적어도 하나의 제1마이크를 통해 입력된 신호를 제1BSS 입력신호, 상기 레퍼런스 신호를 제2BSS 입력신호로 하여 BSS(Blind Source Separation)을 수행하는 것을 특징으로 하는 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템은,
    소정의 음성저장 시스템에 포함되어 설치되며,
    상기 제1음성신호는 상기 음성저장 시스템을 기준으로 제1방향에 위치하는 제1음원으로부터 출력되어 상기 음성저장 시스템에 저장될 타겟 음성신호이며,
    상기 제2음성신호는 상기 음성저장 시스템을 기준으로 상기 제1방향과 반대방향에 위치하는 제2음원으로부터 출력되어 상기 혼합신호에서 제거될 신호인 것을 특징으로 하는 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템.
  8. 제1방향을 향하도록 설치되어 상기 제1방향으로 빔 패턴을 형성하는 적어도 하나의 제1마이크; 및
    상기 제1방향과는 다른 제2방향을 향하도록 설치되어 상기 제2방향으로 빔패턴을 형성하는 적어도 하나의 제2마이크를 포함하는 마이크 어레이를 포함하며,
    상기 마이크 어레이는,
    상기 마이크 어레이를 통해 제1음성신호와 제2음성신호가 혼합된 혼합신호 및 상기 적어도 하나의 제2마이크를 통해 수신되는 레퍼런스 신호를 각각 소정의 신호 분리시스템으로 출력하면, 상기 레퍼런스 신호에 기초하여 상기 신호 분리시스템에 의해 상기 혼합신호에서 상기 제2음성신호를 상쇄하는 것을 특징으로 하는 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템.
  9. 제1방향을 향하도록 설치되어 상기 제1방향으로 빔 패턴을 형성하는 적어도 하나의 제1마이크 및 상기 제1방향과는 다른 제2 방향을 향하도록 설치되어 상기 제2방향으로 빔 패턴을 형성하는 적어도 하나의 제2마이크를 포함하는 마이크 어레이;
    상기 마이크 어레이를 통해 제1음성신호와 제2음성신호가 혼합된 혼합신호를 수신하고, 상기 적어도 하나의 제2마이크를 통해 레퍼런스 신호를 수신하기 위한 신호수신부; 및
    상기 신호수신부에 의해 수신된 혼합신호에서 상기 제2음성신호를 상쇄하기 위한 음성신호 분리부를 포함하며,
    상기 음성신호 분리부는 상기 적어도 하나의 제2마이크를 통해 입력된 상기 레퍼런스 신호를 이용하여 상기 제2음성신호를 상쇄하는 것을 특징으로 하는 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템.
  10. 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템이 제1방향을 향하도록 설치되어 상기 제1방향으로 빔 패턴을 형성하는 적어도 하나의 제1마이크 및 상기 제1방향과는 다른 제2방향을 향하도록 설치되어 상기 제2방향으로 빔패턴을 형성하는 적어도 하나의 제2마이크를 포함하는 마이크 어레이를 통해 제1음성신호와 제2음성신호가 혼합된 혼합신호를 수신하는 단계;
    상기 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템이 상기 마이크 어레이에 포함된 상기 적어도 하나의 제2마이크를 통해 레퍼런스 신호를 수신하는 단계;
    상기 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템이 수신된 상기 혼합신호에서 상기 제2음성신호를 상쇄하는 단계를 포함하며,
    상기 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템이 수신된 상기 혼합신호에서 상기 제2음성신호를 상쇄하는 단계는,
    상기 레퍼런스 신호를 이용하여 상기 제2음성신호를 상쇄하는 것을 특징으로 하는 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템 제공방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 혼합신호는,
    상기 적어도 하나의 제1마이크를 통해 수신된 신호 또는 상기 적어도 하나의 제1마이크를 통해 수신된 신호와 상기 적어도 하나의 제2마이크를 통해 수신된 신호가 합쳐진 신호인 것을 특징으로 하는 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템 제공방법.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템이 수신된 상기 혼합신호에서 상기 제2음성신호를 제거하여 입력신호를 생성하는 단계는,
    상기 제1음성신호에 대응되는 제1음원신호를 제1BSS 음원신호, 상기 제2음성신호에 대응되는 제2음원신호를 제2BSS 음원신호로 하고, 상기 적어도 하나의 제1마이크를 통해 입력된 신호를 제1BSS 입력신호, 상기 레퍼런스 신호를 제2BSS 입력신호로 하여 BSS(Blind Source Separation)을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방향성 마이크 어레이를 이용한 신호 분리시스템 제공방법.
  13. 제 10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 수행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능한 기록매체.
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