KR101402287B1 - Apparatus for eliminating noise - Google Patents

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Abstract

본 발명의 잡음 제거 장치는 제1 신호가 입력되는 스피커, 상기 스피커의 채널과 다른 채널을 통해 제2 신호가 출력되는 마이크 및 상기 제1 신호와 상기 제2 신호 간의 간섭이 제거되는 에코 제거부를 포함함으로써, 음성 통신시 발생되는 각종 잡음을 신뢰성 있게 제거할 수 있다.The noise canceller of the present invention includes a speaker for receiving a first signal, a microphone for outputting a second signal through a channel different from the channel of the speaker, and an echo canceller for eliminating interference between the first signal and the second signal Thus, various noises generated during voice communication can be reliably removed.

Description

잡음 제거 장치{APPARATUS FOR ELIMINATING NOISE} [0001] APPARATUS FOR ELIMINATING NOISE [0002]

본 발명은 음성 통신시 발생되는 잡음을 제거하는 잡음 제거 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a noise canceling apparatus for eliminating noise generated during voice communication.

통신 기술의 발전에 따라 어느 한곳의 음성을 다른 곳으로 전송할 수 있게 되었다. 이러한 기술을 이용하여 원격지의 상대방과 회의 등을 할 수 있는 시스템이 마련되고 있다.With the development of communication technology, it has become possible to transmit one voice to another. With this technology, a system for meeting with a remote party is provided.

이와 같이 음성을 원격지의 다른 장소로 전송하고, 원격지의 음성을 전송받아 출력하는 시스템에서 잡음 제거는 대단히 중요한 문제이다.In this way, noise removal is a very important problem in a system where voice is transmitted to another place of a remote place and the voice of a remote place is received and output.

한국등록특허공보 제0574666호에는 음성을 수집하는 음성 입력부 외에 별도로 소음 입력부를 마련하고 소음 입력부를 이용하여 주변 잡음을 상쇄시키는 기술이 개시되고 있다.Korean Patent Publication No. 0574666 discloses a technique of separately providing a noise input section in addition to a voice input section for collecting voice and canceling ambient noise using a noise input section.

그러나, 별도의 소음 입력부를 마련함으로써 구성이 복잡하고 신뢰성 있게 잡음을 제거할 수 없는 문제가 있다.
However, there is a problem that noise can not be reliably removed due to a complicated and reliable configuration by providing a separate noise input section.

한국등록특허공보 제0574666호Korean Patent Registration No. 0574666

본 발명은 음성 통신시 발생되는 잡음을 신뢰성 있게 제거하는 잡음 제거 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention provides a noise canceling apparatus that reliably removes noise generated during voice communication.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise forms disclosed. Other objects, which will be apparent to those skilled in the art, It will be possible.

본 발명의 잡음 제거 장치는 제1 신호가 입력되는 스피커, 상기 스피커의 채널과 다른 채널을 통해 제2 신호가 출력되는 마이크 및 상기 제1 신호와 상기 제2 신호 간의 간섭이 제거되는 에코 제거부를 포함할 수 있다.
The noise canceller of the present invention includes a speaker for receiving a first signal, a microphone for outputting a second signal through a channel different from the channel of the speaker, and an echo canceller for eliminating interference between the first signal and the second signal can do.

본 발명의 잡음 제거 장치는 별도의 채널을 사용하는 스피커와 마이크의 각 신호 간의 간섭을 제거함으로써 음성 통신시 발생되는 잡음을 신뢰성 있게 제거할 수 있다.The noise canceller of the present invention can reliably remove noise generated during voice communication by eliminating interference between the signals of the speaker and the microphone using a separate channel.

특히, 스피커로 출력된 음성이 마이크로 입력되는 환경에서 마이크의 출력 신호에 포함된 스피커의 출력음을 신뢰성 있게 제거할 수 있다.In particular, the output sound of the speaker included in the output signal of the microphone can be reliably removed in an environment where the sound output from the speaker is micro-input.

이와 아울러 주변 환경에 의해 발생된 잡음 역시 신뢰성 있게 제거할 수 있다.
In addition, the noise generated by the surrounding environment can be reliably removed.

도 1은 본 발명의 잡음 제거 장치를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 잡음 제거 장치의 에코 제거부의 동작을 나타낸 다른 개략도이다.
도 4는 본 발명의 에코 제거부의 동작을 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 음성 강화부를 나타낸 개략도이다.
도 6은 일실시예에 따른 본 발명의 잡음 제거 장치의 실제 구성을 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 발명의 마이크를 나타낸 개략도이다.
1 is a schematic view showing a noise canceling apparatus of the present invention.
3 is another schematic diagram showing the operation of echo cancellation of the noise canceller of the present invention.
4 is a schematic diagram showing the operation of the echo cancellation of the present invention.
5 is a schematic view showing the voice enhancement unit of the present invention.
6 is a schematic diagram showing an actual configuration of a noise canceling apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is a schematic view showing the microphone of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The sizes and shapes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience. In addition, terms defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may be changed according to the intention or custom of the user, the operator. Definitions of these terms should be based on the content of this specification.

도 1은 본 발명의 잡음 제거 장치를 나타낸 개략도이다.1 is a schematic view showing a noise canceling apparatus of the present invention.

도 1에 도시된 잡음 제거 장치(100)는 제1 신호가 입력되는 스피커(110), 스피커(110)의 채널과 다른 채널을 통해 제2 신호가 출력되는 마이크(130) 및 에코 제거부(150)를 포함할 수 있으며, 에코 제거부(150)에서는 제1 신호와 제2 신호 간의 간섭이 제거될 수 있다.1 includes a speaker 110 to which a first signal is input, a microphone 130 for outputting a second signal through a channel different from that of the channel of the speaker 110, and an echo removal unit 150 ), And in the echo removal unit 150, the interference between the first signal and the second signal may be eliminated.

스피커(110)는 전기적 신호인 제1 신호를 입력받아 청각적으로 인지할 수 있는 음성으로 출력하는 요소이다. 이때의 음성은 사람의 음성뿐만 아니라 청각적으로 인지할 수 있는 각종 소리, 음악 등을 포함하는 것으로 한다.The speaker 110 is an element that receives the first signal, which is an electrical signal, and outputs it as a sound that can be perceived audibly. The voice at this time includes not only human voice but also various sounds and music that can be perceived audibly.

이때, 제1 신호는 외부에 마련된 외부 마이크(230)로부터 출력된 전기적 신호일 수 있다.At this time, the first signal may be an electrical signal output from the external microphone 230 provided outside.

마이크(130)는 음성을 입력받아 전기적 신호인 제2 신호를 출력하는 요소이다. 이때, 제2 신호는 외부에 마련된 외부 스피커(210)에 제공될 수 있다. 마이크(130)에 연결됨으로써 제2 신호를 외부 스피커(210) 등으로 제공하는 채널은 스피커(110)가 사용하는 채널과 다른 채널일 수 있다. 즉, 본 발명의 잡음 제거 장치에 포함된 스피커(110)와 마이크(130)는 별도의 채널을 이용함으로써 상호 간에 전기적인 신호 간섭이 발생되기 어렵다.The microphone 130 is an element for receiving a voice and outputting a second signal as an electrical signal. At this time, the second signal may be provided to the external speaker 210 provided outside. The channel for providing the second signal to the external speaker 210 or the like by being connected to the microphone 130 may be a different channel from the channel used by the speaker 110. [ That is, since the speaker 110 and the microphone 130 included in the noise canceller of the present invention use separate channels, electrical signal interference between the speakers 110 and the microphone 130 is difficult to occur.

잡음 제거 장치는 제1 위치의 스피커(110)와 제2 위치의 외부 마이크(230)의 통신을 수행하고, 제1 위치의 마이크(130)와 제2 위치의 외부 스피커(210)의 통신을 수행하는 통신부(190)를 포함할 수 있다. 이때의 통신부(190)는 통신망(300)이 지원하는 각종 유/무선 통신 인터페이스를 마련하고 제2 위치의 외부 단말기(200)와 통신할 수 있다. 이때 제2 위치는 복수일 수 있으며, 이에 따라 외부 마이크(230)와 외부 스피커(210) 역시 복수일 수 있다.The noise eliminator performs communication between the speaker 110 at the first position and the external microphone 230 at the second position and performs communication between the microphone 130 at the first position and the external speaker 210 at the second position And a communication unit 190 for transmitting and receiving data. The communication unit 190 at this time can provide various types of wired / wireless communication interfaces supported by the communication network 300 and can communicate with the external terminal 200 at the second location. At this time, the second position may be a plurality of, and accordingly, the external microphone 230 and the external speaker 210 may also be plural.

잡음 제거 장치는 스피커(110)와 같은 채널의 외부 마이크(230)와, 마이크(130)와 같은 채널의 외부 스피커(210)를 갖는 외부 단말기(200)를 포함할 수 있다. 이때, 외부 스피커(210)는 제2 신호를 음성으로 변환시켜 출력하며, 외부 마이크(230)는 외부 스피커(210)에서 출력된 음성을 포함하는 혼합 음성을 제1 신호로 변환시켜 출력할 수 있다.The noise canceller may include an external terminal 200 having an external microphone 230 of the same channel as the speaker 110 and an external speaker 210 of a channel such as the microphone 130. At this time, the external speaker 210 converts the second signal into voice, and the external microphone 230 converts the mixed voice including the voice output from the external speaker 210 into the first signal and outputs the first signal .

이와 같이 채널이 서로 분리된 스피커(110)와 마이크(130) 간에 발생하는 신호 간섭은 청각적인 음성에 의한 것일 수 있다. 스피커(110)는 음성을 출력하고 마이크(130)는 음성을 입력받으므로 스피커(110)에서 출력된 음성이 마이크(130)로 입력될 수 있으며, 이는 곧 마이크(130)에서 출력되는 제2 신호에 잡음이 포함되는 것을 의미한다.The signal interference between the speaker 110 and the microphone 130, which are separated from each other by the channels, may be caused by auditory voice. Since the speaker 110 outputs voice and the microphone 130 receives voice, the voice output from the speaker 110 can be input to the microphone 130, Quot ;, and " noise "

예를 들어 제1 위치의 제1 사용자와 제2 위치의 제2 사용자가 회의를 하는 시스템을 상정한다.For example, assume a system in which a first user at a first location and a second user at a second location meet.

회의를 위해 제1 사용자와 제2 사용자 모두 자신의 음성을 상대방에게 전달하고, 상대방의 음성을 청취할 필요가 있다. 따라서, 제1 위치와 제2 위치 각각에 스피커(110)와 마이크(130)가 설치된다.Both the first user and the second user need to deliver their voice to the other party and listen to the other party's voice for the meeting. Accordingly, the speaker 110 and the microphone 130 are installed at the first position and the second position, respectively.

도 1에는 좌측의 제1 위치에 본 발명의 잡음 제거 장치가 마련된 단말기가 배치되고, 우측의 제2 위치에 외부 스피커(210)와 외부 마이크(230)가 마련된 외부 단말기(200)가 배치된 상태가 개시된다. 참고로 제2 위치에도 본 발명의 잡음 제거 장치가 마련된 단말기가 배치될 수 있다.1 shows a state where a terminal equipped with the noise canceling apparatus of the present invention is disposed at a first position on the left side and an external terminal 200 having an external speaker 210 and an external microphone 230 disposed at a second position on the right side Lt; / RTI > For reference, a terminal equipped with the noise canceller of the present invention may be disposed at the second position.

제1 위치의 제1 사용자가 말을 하면 제1 위치의 마이크(130)로 입력되고, 입력된 말은 제2 신호로 변환된다. 제2 신호는 각종 유무선 통신망(300)을 거쳐 제2 위치의 외부 스피커(210)로 입력된다. 외부 스피커(210)는 입력된 제2 신호를 음성(제2 사용자의 말)으로 변환시켜 출력한다.When the first user at the first position speaks, it is input to the microphone 130 at the first position, and the input speech is converted to the second signal. The second signal is input to the external speaker 210 at the second position via the wired / wireless communication network 300. The external speaker 210 converts the inputted second signal into speech (second user's speech) and outputs it.

외부 스피커(210)에서 출력된 음성은 제2 위치의 외부 마이크(230)로 입력되어 제1 신호로 변환된다. 제1 신호는 통신망(300)을 거쳐 제1 위치의 스피커(110)로 입력되고 음성으로 출력된다. 따라서, 제1 사용자는 자신이 한 말을 자신이 듣는 상황이 된다. 이러한 상황은 제2 위치의 제2 사용자에 대해서도 똑같이 발생할 수 있다.The voice output from the external speaker 210 is input to the external microphone 230 at the second position and converted into a first signal. The first signal is input to the speaker 110 at the first position via the communication network 300 and is outputted as a voice. Therefore, the first user becomes a situation in which he / she hears the words he / she has spoken. This situation can occur equally for a second user at the second location.

이러한 문제를 해소하기 위해서는 스피커(110)에서 출력되는 음성이 마이크(130)로 입력되지 않을 정도로 스피커(110)와 마이크(130)를 이격시킬 필요가 있는데, 이러한 방안은 회의 등에 사용되는 시스템에 적용할 수 없다.In order to solve this problem, it is necessary to separate the speaker 110 and the microphone 130 from each other so that the sound output from the speaker 110 is not input to the microphone 130. This method is applied to a system Can not.

따라서 다른 수단을 통해 청각적 음성에 따른 제1 신호와 제2 신호 간의 간섭을 제거해야 한다.Therefore, interference between the first signal and the second signal due to the auditory voice should be removed through other means.

본 발명의 에코 제거부(150)는 제1 신호와 제2 신호 간의 간섭을 제거할 수 있다.The echo canceller 150 of the present invention can eliminate interference between the first signal and the second signal.

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에코 제거부(150)는 상대방으로부터 전송되고 마이크(130)로 유입된 상대방 음성을 제거하고 자신의 음성만을 상대방에게 전달할 수 있다.The echo removal unit 150 may remove the other party's voice transmitted from the other party and introduced into the microphone 130, and may transmit only its own voice to the other party.

도 3은 본 발명의 잡음 제거 장치의 에코 제거부(150)의 동작을 나타낸 다른 개략도이다. 도 3에서 점선은 청각적인 간섭이 일어나는 구간을 나타낸다.3 is another schematic diagram showing the operation of the echo removal unit 150 of the noise canceller of the present invention. In Fig. 3, a dotted line indicates a section in which auditory interference occurs.

스피커(110)가 제1 신호를 제1 음성으로 변환시켜 출력하고, 마이크(130)가 제1 음성을 포함하는 제2 음성을 제2 신호로 변환시켜 출력할 때, 에코 제거부(150)는 제2 신호에서 제1 신호를 제거할 수 있다.When the speaker 110 converts the first signal into the first voice and outputs the converted voice, and when the microphone 130 converts the second voice including the first voice into the second voice and outputs the second voice, the echo removal unit 150 The first signal can be removed from the second signal.

스피커(110)로부터 출력된 음성은 마이크(130)로도 입력된다. 따라서, 마이크(130)로부터 출력되는 제2 신호에는 스피커(110)로 입력된 제1 신호가 포함된다. 따라서, 제2 신호에서 제1 신호를 제거하면 스피커(110)로부터 출력이 음성이 제거된다. 이때, 제1 신호와 제2 신호는 잡음 제거 장치가 설비된 동일한 단말기에서 소통되는 신호이므로 외부 단말기(200)의 인코더 및 디코더의 특성 정보를 파악할 필요가 없다.The voice output from the speaker 110 is also input to the microphone 130. Accordingly, the second signal output from the microphone 130 includes the first signal input to the speaker 110. [ Thus, when the first signal is removed from the second signal, the output from the speaker 110 is removed. At this time, since the first signal and the second signal are signals communicated in the same terminal equipped with the noise canceller, it is not necessary to grasp the characteristic information of the encoder and decoder of the external terminal 200.

다만, 스피커(110)에서 출력된 음성이 마이크(130)로 입력되는 과정에서 주변 환경에 의해 변질되는 부분을 고려해야 한다. 다시 말해, 제2 신호는, 제1 신호가 입력된 스피커(110)로부터 출력되고 주변 환경에 의해 변질된 상태로 마이크(130)로 입력된 제1 음성이 포함된 제2 음성이 전기적 신호로 변환된 것이다.However, the sound output from the speaker 110 must be considered to be deteriorated by the surrounding environment during the input of the sound into the microphone 130. In other words, the second signal is converted into an electrical signal by converting the second voice including the first voice inputted into the microphone 130 into a state that the first signal is outputted from the speaker 110 to which the first signal is input and is changed by the surrounding environment, .

결과적으로 제2 신호에서 직접 제1 신호를 제거하면 소망하는 결과를 도출하기 힘들 수 있다. 일예로 제1 사용자의 음성 일부도 함께 제거되거나 제2 사용자의 음성 일부가 제거되지 않을 수 있다.As a result, if the first signal is directly removed from the second signal, it may be difficult to obtain a desired result. For example, part of the voice of the first user may also be removed or part of the voice of the second user may not be removed.

이러한 현상을 방지하기 위해 에코 제거부(150)는 제2 신호에서 제1 신호를 차감한 신호의 전력을 최소화시키는 적응 필터(ADF, Adaptive Digital Filter)를 포함할 수 있다.In order to prevent such a phenomenon, the echo removal unit 150 may include an adaptive digital filter (ADF) that minimizes the power of a signal obtained by subtracting the first signal from the second signal.

도 4는 본 발명의 에코 제거부(150)의 동작을 나타낸 개략도로, 에코 제거부(150)에 포함된 적응 필터의 기능이 개시된다.FIG. 4 is a schematic diagram showing the operation of the echo removal unit 150 of the present invention. The function of the adaptive filter included in the echo removal unit 150 is disclosed.

외부 단말기(200)로부터 수신된 제1 신호가 x(n)이라 할 때, 제2 신호에 포함된 제1 신호의 성분은 구간 ⓒ에서 변질되기 때문에 x(n)이 아닌 y(n)이다. 이때의 구간 ⓒ는 제1 음성이 스피커(110)로부터 출력되고 마이크(130)로 입력되기까지의 구간일 수 있으며, 거리의 개념이 아니라 제1 음성을 변질시킬 수 있는 잡음, 벽면 등의 반사체를 포함하는 주변 환경 개념일 수 있다.When the first signal received from the external terminal 200 is x (n), the component of the first signal included in the second signal is y (n), not x (n) The interval ⓒ may be a period from when the first voice is output from the speaker 110 to when it is input to the microphone 130. It is not a concept of the distance but a noise such as a noise or a wall surface that can change the first voice It can be an environmental concept that includes.

에코 제거부(150)의 입장에서는 x(n)을 y(n)을 변질시키는 구간 ⓒ의 요소를 파악하기 힘들므로 y(n)이 어떤 것인지 직접 파악하기가 힘들다. 따라서, 에코 제거부(150)는 우회적으로 x(n)을 이용해 최대한 y(n)에 가까운

Figure 112012088500266-pat00001
를 생성하고 제2 신호에서
Figure 112012088500266-pat00002
을 제거하는 방안을 취한다. 이때,
Figure 112012088500266-pat00003
의 생성에 적응 필터를 이용할 수 있다.From the viewpoint of the echo removal section 150, it is difficult to grasp directly the element of y (n) because it is difficult to grasp the element of the section ⓒ which changes x (n) to y (n). Therefore, the echo removal unit 150 bypasses x (n) as close as possible to y (n)
Figure 112012088500266-pat00001
Lt; RTI ID = 0.0 >
Figure 112012088500266-pat00002
. At this time,
Figure 112012088500266-pat00003
An adaptive filter can be used.

최대한 y(n)에 가까운

Figure 112012088500266-pat00004
을 생성하기 위해 적응 필터의 계수를 적절하게 조절해야 한다. 이때, 에코 제거부(150)는 제2 신호에서 제1 신호를 차감한 신호의 전력을 최소화시키는 적응 필터의 계수 wi(n)을 다음의 수학식 1로부터 산출할 수 있다. 수학식 1로 산출된 적응 필터의 계수 wi(n)는 주파수 영역에서 적용될 수 있다.As close to y (n) as possible
Figure 112012088500266-pat00004
The coefficients of the adaptive filter must be adjusted appropriately. At this time, the echo removal unit 150 may calculate the coefficient w i (n) of the adaptive filter that minimizes the power of the signal obtained by subtracting the first signal from the second signal from Equation (1). The coefficient w i (n) of the adaptive filter calculated by Equation (1) can be applied in the frequency domain.

Figure 112012088500266-pat00005
Figure 112012088500266-pat00005

여기서, L은 처리되는 한 블럭(에코 제거부(150)의 신호 처리 단위, 예를 들어 256개 또는 512개의 데이터 샘플수)의 샘플수이고,Here, L is the number of samples of one block to be processed (a signal processing unit of the echo removal unit 150, for example, 256 or 512 data samples)

Figure 112012088500266-pat00006
이며,
Figure 112012088500266-pat00006
Lt;

Figure 112012088500266-pat00007
로, 에코 제거부(150)를 거친 후의 제1 신호이고,
Figure 112012088500266-pat00007
Is the first signal after passing through the echo removing unit 150,

x(n-1-i)는 에코 제거부(150)를 거치기 전의 i번째 제1 신호이며,x (n-1-i) is the i-th first signal before passing through the echo removal unit 150,

y(n-1)은 에코 제거부(150)를 거치기 전의 제2 신호에 포함된 제1 신호의 성분이고,y (n-1) is a component of the first signal included in the second signal before passing through the echo removal unit 150,

Px(n-1)은 x(n-1)의 스무딩(smoothing)된 파워로P x (n-1) is the smoothed power of x (n-1)

Figure 112012088500266-pat00008
이며,
Figure 112012088500266-pat00008
Lt;

λ는 0 ~ 1 사이의 스무딩 상수이고,lambda is a smoothing constant between 0 and 1,

μ는 적응 계수이고μ is the adaptation coefficient

δ는 분모를 0이 아닌 양의 수로 만들기 위한 상수이다.δ is a constant for making the denominator a positive, nonzero number.

무수한 임펄스 성분을 갖는 신호를 그대로 출력하면 사용자가 음성을 인지할 수 없다. 따라서, 임펄스 신호를 완만하게 스무딩시킴으로써 사용자가 음성을 인지할 수 있도록 한다. 수학식 1에는 Px(n-1)을 통해 신호를 스무딩시키고 있다.When a signal having a large number of impulse components is outputted as it is, the user can not recognize the voice. Thus, the impulse signal is smoothly smoothed so that the user can recognize the voice. In Equation (1), the signal is smoothed through P x (n-1).

에코 제거부(150)는 주파수 도메인에서 정규화된 복소수 최소 자승 평균 방법을 사용할 수 있다. 정규화된 복소수 최소 자승 평균 방법은 소위 LMS(Least Mean Square) 알고리즘일 수 있다. ADF의 계수인 wi가 복소수인 경우 Complex LMS라 하며, μ값을 0~1 사이의 값으로 사용할 수 있도록 정의한 수식이 정규화된(Normalized) 복소수 최소 평균 자승법일 수 있다.The echo removal unit 150 may use a normalized complex least squares average method in the frequency domain. The normalized complex least squares average method may be a so-called LMS (Least Mean Square) algorithm. If w i is a complex coefficient of the ADF may be a Complex LMS la, and a formula is defined to use the μ value between 0 and 1 normalized (Normalized) complex least mean square method.

여기에 부가하여 제1 신호와 제2 신호의 연관성(correlation) 측정 방법을 통해 양방향 통신 상태인지를 판단하고, 출력 신호의 이득을 조절함으로써 제2 신호에 포함된 제1 신호 성분을 신뢰성 있게 제거할 수 있다.In addition, it is determined whether the two-way communication state is established through the correlation measurement method of the first signal and the second signal, and the first signal component included in the second signal is reliably removed by adjusting the gain of the output signal .

제1 사용자와 제2 사용자가 동시에 이야기하는 더블 토크(double talk) 구간과 상대방(제2 사용자)이 이야기하는 구간을 추정하여 수학식 1의 적응 계수를 결정할 수 있다. 즉, 상대방만 이야기하는 구간에서는 적응 계수 μ를 보다 큰 값으로 사용할 수 있다. 양쪽이 동시에 이야기하는 구간에서는 μ를 작은 값으로 사용하거나, 0(zero)로 세팅함으로써 적응 필터가 발산하지 않도록 안정성을 보장하면서 필터 출력의 데이터 품질을 보다 유효한 값으로 획득할 수 있다.The adaptation coefficient of Equation (1) can be determined by estimating a double talk interval in which the first user and the second user are simultaneously talking and an interval in which the other user (second user) is talking. That is, the adaptive coefficient μ can be used as a larger value in a section where only the other party talks. In a section where both parties talk at the same time, the data quality of the filter output can be obtained with a more effective value while using μ as a small value or setting it to 0 (zero) to ensure stability so that the adaptive filter does not diverge.

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이상의 도 1 및 도 3에서 설명된 에코 제거부(150)에 의하면 스피커(110)로 출력된 음성이 다시 마이크(130)로 입력됨으로써 발생되는 오류를 신뢰성 있게 방지할 수 있다.The echo canceller 150 described with reference to FIGS. 1 and 3 can reliably prevent an error generated when the voice output from the speaker 110 is input to the microphone 130 again.

한편, 구간 ⓒ에서 마이크(130)로 유입되는 각종 주변 잡음을 제거함으로써, 사용자의 음성만 강조되도록 하는 것이 유리하다.On the other hand, it is advantageous to emphasize only the voice of the user by removing various ambient noises flowing into the microphone 130 in the interval c.

이를 위해 잡음 제거 장치는 음성 강화부(170)를 포함할 수 있다.To this end, the noise canceller may include a voice enhancement unit 170.

도 1에 도시된 바와 같이 음성 강화부(170)는 에코 제거부(150)의 출력단의 마이크(130) 채널에 배치되는 것이 좋다.As shown in FIG. 1, the voice enhancer 170 may be disposed in the channel of the microphone 130 at the output end of the echo canceller 150.

음성 강화부(170)는 제2 신호의 주파수 영역의 변화량과 시간 영역의 변화량 중 적어도 하나로부터 제2 신호에 포함된 잡음 성분을 추정하고, 추정된 잡음 성분을 감쇄시킬 수 있다. 참고로, 이하에서 개시되는 신호는 에코 제거부(150)를 거친 신호로 상정한다.The speech enhancement unit 170 may estimate a noise component included in the second signal from at least one of the change amount of the frequency domain of the second signal and the change amount of the time domain and may attenuate the estimated noise component. For reference, the signals described below are assumed to be the signals passed through the echo removal unit 150. [

제2 신호에는 사용자의 음성뿐만 아니라 각종 주변 잡음이 포함된다. 이때, 잡음 성분과 사용자의 음성에 해당하는 목적 신호를 구분하면 잡음 성분을 신뢰성 있게 제거할 수 있다.The second signal includes various ambient noise as well as the user's voice. At this time, the noise component can be reliably removed by dividing the noise component and the target signal corresponding to the user's voice.

잡음 성분을 목적 신호와 구분하기 위해서 음성 강화부(170)는 잡음 성분을 다음과 같이 추정할 수 있다.In order to distinguish the noise component from the target signal, the speech enhancement unit 170 may estimate the noise component as follows.

일반적으로 단채널 잡음 제거 시스템은 주파수 도메인에서 이루어지며, 각 주파수 성분의 감쇄 혹은 이득 정보를 결정해서 음성의 크기 또는 잡음을 추정할 수 있다. 예를 들어 음성과 잡음이 섞여서 입력되는 경우 단구간 범위에서 잡음이 음성에 비해 상대적으로 변화량이 적은 특성을 이용하여 잡음을 추정할 수 있다.Generally, a short-channel noise cancellation system is performed in the frequency domain and can estimate the size or noise of speech by determining attenuation or gain information of each frequency component. For example, when a mixture of voice and noise is input, the noise can be estimated using a characteristic in which the noise is relatively less varied than the voice in the short range.

도 5는 본 발명의 음성 강화부(170)를 나타낸 개략도이다.5 is a schematic view showing the voice enhancement unit 170 of the present invention.

음성 강화부(170)는 사용자의 음성 신호 a(t)에 잡음 d(t)가 부가된 입력 신호 y(t)의 주파수 성분 Y(k,l)의 크기 정보로부터 잡음 D(k,l)의 파워 스펙트럼을 추정한다. 음성 강화부(170)는 추정된 파워 스펙트럼을 이용하여 이득 G(k,l)을 추정하고 입력 신호 Y(k,l)의 크기 신호 스펙트럼에 곱한(noise spectral subtraction) 후 역FFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 이용해 음성을 합성할 수 있다.The speech enhancer 170 extracts the noise D (k, l) from the size information of the frequency component Y (k, l) of the input signal y (t) to which the noise d (t) Is estimated. The speech enhancement unit 170 estimates the gain G (k, l) using the estimated power spectrum and performs inverse fast Fourier transform (FFT) after noise spectral subtraction on the magnitude signal spectrum of the input signal Y Transforms can be used to synthesize speech.

음성 강화부(170)는 처리 구간이 잡음이 포함된 잡음 구간으로 추정되면 이득 조절기(Gain Controller)에서 입력 신호에 대한 크기를 줄이며, 이득 조절기를 사용하지 않는 조건이라면 잡음의 주파수 성분을 차감한 후 잔여 성분을 출력한다.If the processing section is estimated as a noise section including noise, the voice enhancer 170 reduces the size of the input signal in the gain controller. If the gain controller is not used, the voice enhancer 170 subtracts the frequency component of the noise And outputs the remaining component.

마이크(130)의 출력 신호의 통계적 특성 중 주파수축의 변화량(variance)과 시간축의 변화량을 계산할 수 있다. 아울러, 잡음 구간과 목적 신호 구간의 변화량 추이를 실험적으로 조사하여 임계치(설정값)을 설정할 수 있다. 이때의 임계치를 계산된 각 변화량과 비교함으로써 잡음 신호와 목적 신호를 구분하고, 이에 따라 잡음 신호를 추정할 수 있다.The variance of the frequency axis and the variation of the time axis among the statistical characteristics of the output signal of the microphone 130 can be calculated. In addition, a threshold value (set value) can be set by experimentally investigating the change amount of the noise interval and the target signal interval. By comparing the threshold at this time with the calculated variation, the noise signal can be distinguished from the target signal, and the noise signal can be estimated accordingly.

주파수 영역에서 각 주파수 성분의 파워를 Pf, Pf의 평균을

Figure 112012088500266-pat00009
, 처리 중인 프레임의 전체 파워를 Pif라 할 때, 주파수 영역에서 정규화된 변화량(주파수 영역에서의 분산), 즉 주파수 편평도는 다음의 수학식 2와 같다.The power of each frequency component in the frequency domain is expressed as the average of P f , P f
Figure 112012088500266-pat00009
, And the total power of the frame under processing is P if , the normalized amount of change (dispersion in the frequency domain) in the frequency domain, that is, the frequency flatness is expressed by Equation 2 below.

Figure 112012088500266-pat00010
Figure 112012088500266-pat00010

이때,

Figure 112012088500266-pat00011
이다.At this time,
Figure 112012088500266-pat00011
to be.

시간 영역에서 한 프레임의 파워를 Pt, Pt의 평균을

Figure 112012088500266-pat00012
, 해당 프레임의 전체 파워를 Pit라 할때, 시간 영역에서 정규화된 변화량(시간 영역에서의 분산)은 수학식 3과 같다.The power of one frame in the time domain is the average of P t , P t
Figure 112012088500266-pat00012
, And the total power of the frame is P it , the normalized change amount in the time domain (variance in time domain) is expressed by Equation (3).

Figure 112012088500266-pat00013
Figure 112012088500266-pat00013

이때,

Figure 112012088500266-pat00014
이다.At this time,
Figure 112012088500266-pat00014
to be.

수학식 2와 수학식 3 각각을 IIR(Infinite Impulse Response) 평균하여 산출된 다음의 수학식 4의 값들이 실험적으로 얻어진 임계치보다 큰 경우 목적 신호로 추정할 수 있다.The target signal can be estimated when the values of the following Equation 4 calculated by IIR (Infinite Impulse Response) averaging of Equations (2) and (3) are greater than the experimentally obtained threshold value.

Figure 112012088500266-pat00015
Figure 112012088500266-pat00015

이때, β는 IIR 스무딩 계수이고,At this time,? Is an IIR smoothing coefficient,

Pi,av는 IIR 평균 파워이다.P i, av is the IIR average power.

목적 신호가 추정되면 상대적으로 잡음 신호를 추정할 수 있고, 추정된 잡음 신호를 제거할 수 있는 환경이 마련된다.If the target signal is estimated, a noise signal can be estimated relatively and an environment in which the estimated noise signal can be removed is provided.

목적 신호를 추정할 수 있는 다른 파라메타로서, 입력 신호의 파워에 대하여 IIR 평균을 계산한 후 현재 프레임 파워와 비교하여 일정 배수 이상일 때의 프레임 파워만을 평균낼 수 있다. 일정 배수 이상의 신호에 대해서는 평균 계산에 참여시키지 않음으로써, 갑자기 큰 신호가 연속해서 입력되는 경우 목적 신호로 추정할 수 있다.As another parameter that can estimate the target signal, the IIR average for the power of the input signal can be calculated, and then the frame power can be averaged over a certain multiple compared with the current frame power. For a signal over a certain multiple, it is not included in the average calculation, so that it can be estimated as a target signal when a large signal is suddenly input continuously.

현 프레임의 IIR 평균 파워는 수학식 5로 계산될 수 있다.The IIR average power of the current frame can be calculated by Equation (5).

Figure 112012088500266-pat00016
Figure 112012088500266-pat00016

이때, γ는 0과 1 사이의 IIR 계수이고,Where? Is an IIR coefficient between 0 and 1,

Pi-1,av는 이전 프레임의 IIR 평균 파워이며,P i-1, av is the IIR average power of the previous frame,

Pi는 현재 프레임의 파워이다.P i is the power of the current frame.

Pi-1,av가 Pi보다 일정 배수 이하의 프레임에 해당하는 경우 IIR 평균을 다시 계산하면 수학식 6과 같다.If P i-1, av corresponds to a frame less than a certain multiple of P i , the IIR average is recalculated as shown in Equation (6).

Figure 112012088500266-pat00017
Figure 112012088500266-pat00017

이때, α는 0과 1 사이의 IIR 스무딩 계수이고,Where alpha is an IIR smoothing coefficient between 0 and 1,

Pi,Lav는 현재 프레임까지의 long term IIR 평균 파워이며,P i, Lav is the long term IIR average power to the current frame,

Pi-1은 이전 프레임의 파워이다.P i-1 is the power of the previous frame.

수학식 6에서 산출된 Pi,Lav에는 변화량이 급격하게 큰 입력 신호가 적용되지 않음으로써 Pi,Lav는 전반적으로 잡음 신호의 프레임 파워 레벨을 나타낸다.P i, Lav calculated in Equation (6) do not apply an input signal with a suddenly large amount of change , so that P i, L av represents the frame power level of the noise signal as a whole.

따라서, 수학식 7과 같이 입력 신호의 현재 프레임의 파워가 Pi,Lav의 설정 배수보다 큰 경우에는 목적 신호로 추정하고 보호할 수 있다.Therefore, when the power of the current frame of the input signal is larger than the set multiple of P i and Lav as shown in Equation (7) , the target signal can be estimated and protected.

Figure 112012088500266-pat00018
Figure 112012088500266-pat00018

이때, Pi는 현재 프레임의 파워이고,At this time, P i is the power of the current frame,

c는 목적 신호로 추정할 수 있는 설정 배수로 실험적으로 획득되는 상수이다.c is a constant experimentally obtained with a set multiple that can be estimated as a target signal.

정리하면, 음성 강화부(170)는 제2 신호의 파워에 대하여 IIR(Infinite Impulse Response) 평균을 산출할 수 있다. 이때, 음성 강화부(170)는 제2 신호에서 IIR 평균의 설정 배수 이상의 파워를 갖는 목적 구간을 IIR 평균 산출 과정에서 배제시킬 수 있다.In summary, the voice enhancement unit 170 can calculate an IIR (Infinite Impulse Response) average for the power of the second signal. At this time, the speech enhancer 170 may exclude the target period having the power equal to or greater than the set multiple of the IIR average in the second signal in the IIR average calculation process.

또한, 음성 강화부(170)는 IIR 평균을 제2 신호에 포함된 잡음 성분의 파워로 추정하고, 잡음 성분을 감쇄시킬 수 있다.Also, the speech enhancement unit 170 may estimate the IIR average as the power of the noise component included in the second signal, and may attenuate the noise component.

도 5의 음성 강화부(170)는 수학식 4, 수학식 7을 통해 잡음 구간으로 판정된 프레임을 잡음 구간의 프레임 파워 Pn이라고 하면 수학식 5 내지 수학식 7까지 사용하여 추정된 잡음 구간의 프레임 파워 Pn과 마이크(130) 입력 신호의 프레임 파워인 Pi와의 IIR 평균된 신호대잡음비를 수학식 8과 같이 계산될 수 있다.The voice enhancement unit 170 of FIG. 5 calculates the frame power P n of the noise period by using Equation (4) and Equation (7) The IIR average signal-to-noise ratio between the frame power P n and the frame power P i of the input signal of the microphone 130 can be calculated as Equation (8).

Figure 112012088500266-pat00019
Figure 112012088500266-pat00019

이때, Pi-1은 이전 프레임의 파워이고,In this case, P i-1 is the power of the previous frame,

β는 0과 1 사이의 IIR 스무딩 계수이며,beta is an IIR smoothing coefficient between 0 and 1,

abs는 절대치 연산자이다.abs is the absolute value operator.

본 발명의 음성 강화부(170)는 추정된 잡음 신호를 제거하기 위해 위너 필터(Wiener filter)를 이용할 수 있다. 위터 필터 적용 후 수학식 8을 적용하면 입력 신호의 주파수 성분에 곱해지는 가중치는 수학식 9와 같이 표현될 수 있다.The voice enhancement unit 170 of the present invention may use a Wiener filter to remove the estimated noise signal. Applying Equation (8) after application of the Witer filter, the weight value multiplied by the frequency component of the input signal can be expressed as Equation (9).

Figure 112012088500266-pat00020
Figure 112012088500266-pat00020

위너 필터의 변형으로 도 5에서 입력 신호의 주파수 성분에 곱해지는 이득은 다음의 수학식 10으로 표현될 수 있다.The gain multiplied by the frequency component of the input signal in Fig. 5 due to the deformation of the Wiener filter can be expressed by the following equation (10).

Figure 112012088500266-pat00021
Figure 112012088500266-pat00021

이때, AL은 잡음 성분의 감쇄 계수(Attenuation Level)이고, 클수록 잡음 성분이 많이 감쇄된다.In this case, A L is the attenuation coefficient of the noise component, and the larger the noise component is, the greater the attenuation is.

이득의 급격한 변화를 줄이기 위해 수학식 11과 같이 이득에 대한 IIR 평균을 계산하여 마이크(130) 입력 신호의 각 주파수 성분에 곱해준다.In order to reduce the abrupt change in gain, the IIR average for the gain is calculated as shown in Equation (11), and the frequency components of the input signal of the microphone 130 are multiplied.

Figure 112012088500266-pat00022
Figure 112012088500266-pat00022

이때, λ는 실험적으로 결정되는 0과 1 사이의 상수이다.Where λ is a constant between 0 and 1 determined experimentally.

도 6은 일실시예에 따른 본 발명의 잡음 제거 장치의 실제 구성을 나타낸 개략도이다.6 is a schematic diagram showing an actual configuration of a noise canceling apparatus according to an embodiment of the present invention.

Arm 920T 프로세서 또는 범용 프로세서와 Philips CODEC UDA1341TS 또는 AD(아날로그-디지털) 컨버터를 기반으로 하는 실시간 처리 보드를 도 6에서 제시된 블록도를 기반으로 개발하였다.An ARM 920T processor or a general purpose processor and a real-time processing board based on a Philips CODEC UDA1341TS or AD (analog-digital) converter were developed based on the block diagram shown in FIG.

4 개의 마이크(130)로부터 들어오는 입력 신호는 op-amp 로 구성된 합산기(adder, 700)에 의해 하나의 채널로 합쳐지며 컷오프 주파수 17KHz의 1차 저역 통과 회로를 포함한 프리앰프(710)에서 증폭되어 UDA1341TS 스테레오 코덱(720)에서 디지털 값으로 변환된다. 프로그램으로 구성된 에코 제거부(150)가 920T(740)에서 동작함으로써 입력 신호에 포함된 에코 성분과 환경의 정적 잡음을 실시간으로 제거하고 자주 사용되는 파라메타 값들은 EEPROM(790)에 자동 저장하여 사용자 환경에 적응된 최적의 상태를 유지할 수 있도록 사용자 편의성 위주의 하드웨어를 설계하였다. 사용자의 환경에 따라 기능을 세밀히 변경할 수 있도록 외부에 버튼(730)과 PC 또는 다른 장비에 연결하여 데이터를 주고 받을 수 있는 연결장치(750)를 제공하였으며, 프로그램을 탑재하고 변경하기 쉽게 플래쉬 메모리(760)를 사용하였다. 소프트웨어의 저작권 보호를 위하여 복제 방지용 보안칩(770)을 장착하였으며, 사용자가 장비의 사용 상태 및 제어를 쉽게 하기 위하여 전면 패널부(780)에 프로그램의 동작 상태 및 버튼 사용 여부를 표시하는 LED를 장착하였다.The input signals coming from the four microphones 130 are amplified by a preamplifier 710 including a first-order low-pass circuit with a cut-off frequency of 17 KHz, UDA1341TS stereo codec 720 to a digital value. The echo removal unit 150 configured by the program operates in 920T (740) to remove the echo component included in the input signal and the static noise of the environment in real time, and frequently used parameter values are automatically stored in the EEPROM 790, We designed the hardware for user convenience to maintain the optimum state adapted to the user. A button 730 and a connection unit 750 for connecting and disconnecting data to and from a PC or other device are provided so that the function can be changed in detail according to the environment of the user. 760) was used. In order to protect the copyright of the software, a security chip 770 for preventing copying is mounted. In order to facilitate the use state and control of the equipment, an LED for indicating the operation state of the program and whether or not the button is used is mounted on the front panel unit 780 Respectively.

마이크(130)로 입력되는 스피커(110)의 출력음과 주변 잡음은 마이크(130)의 구조를 통해서도 감소시킬 수 있다.The output sound of the speaker 110 and ambient noise input to the microphone 130 can be reduced through the structure of the microphone 130. [

도 7은 본 발명의 마이크(130)를 나타낸 개략도이다. 도 7에서 좌측은 전체적인 마이크(130)의 배치 상태를 나타낸 것이고 우측은 하나의 마이크(130) 모듈의 단면을 나타낸 것이다.7 is a schematic diagram showing the microphone 130 of the present invention. The left side of FIG. 7 shows the arrangement of the entire microphone 130, and the right side shows a cross section of one microphone 130 module.

도 7을 참조하면, 본 발명의 잡음 제거 장치는 마이크(130)가 설치되고, 마이크(130)가 설치된 면으로부터 마이크(130)가 타겟으로 하는 음원을 향하는 방향으로 갈수록 단면적이 점진적으로 증가하는 하우징(120)을 포함할 수 있다.7, the noise eliminator of the present invention includes a microphone 130, a microphone 130, and a microphone 130. The microphone 130 is installed in the housing 130, (120).

하우징(120)은 전체적으로 깔대기 형상을 취할 수 있다. 이러한 형상의 하우징(120)은 타겟으로 하는 음원에서 생성된 음성을 집음하고, 타겟 음원으로부터 이격된 위치로부터 발생된 잡음이 유입되는 것을 제한할 수 있다.The housing 120 may take the form of a funnel as a whole. The housing 120 having such a shape collects the voice generated from the target sound source and can restrict the noise generated from the position distant from the target sound source.

하우징(120)에서 단면적이 증가하는 부위에는 제1 대역의 음성을 흡수하는 제1 홈(121)이 형성되고, 제1 홈(121)에는 제2 대역의 음성을 흡수하고 제1 홈(121)보다 작은 크기의 제2 홈(122)이 형성될 수 있다.A first groove 121 for absorbing sound of the first band is formed in a portion where the cross-sectional area of the housing 120 increases, a first groove 121 is formed in the first groove 121, A second groove 122 of a smaller size can be formed.

음향학적으로 음파가 진행하는 공간에 많은 홈을 형성하면, 음파가 홈에서 다양한 각도로 반사되므로 진행하는 방향으로 전파되는 양이 줄게 된다. 이러한 원리를 이용하여 하우징(120)의 안쪽면에 복수의 홈을 형성할 수 있다. 이때, 홈은 제1 홈(121)과 제2 홈(122)을 포함할 수 있다. 홈의 크기에 따라 홈에서 상쇄 또는 흡수되는 음성의 주파수가 다르다. 홈이 클수록 저주파수 대역의 음성이 감쇄되고, 홈이 작을수록 고주파수 대역의 음성이 감쇄된다. 따라서, 하우징(120)의 안쪽면는 서로 다른 크기의 홈이 복수로 형성될 수 있다.If a large number of grooves are formed acoustically in the space where the sound waves propagate, the sound waves are reflected at various angles in the grooves, so that the amount of propagation in the traveling direction decreases. A plurality of grooves can be formed on the inner surface of the housing 120 using this principle. At this time, the groove may include a first groove 121 and a second groove 122. Depending on the size of the groove, the frequency of the voice being canceled or absorbed in the groove is different. The larger the groove, the lower the frequency band sound is, and the smaller the groove, the higher frequency band sound is attenuated. Accordingly, the inner surface of the housing 120 may have a plurality of grooves of different sizes.

공간 활용도를 개선하고 미려한 외관을 제공하기 위해 작은 크기의 제2 홈(122)은 보다 큰 크기의 제1 홈(121)에 형성될 수 있다. 도 7에서 점선 부분이 제1 홈(121)을 나타내고 점선 부분에 대해 형성된 작은 크기의 홈이 제2 홈(122)을 나타낸다.In order to improve space utilization and to provide a beautiful appearance, the second groove 122 of a small size can be formed in the first groove 121 of a larger size. In Fig. 7, the dotted line represents the first groove 121, and the small-sized groove formed about the dotted line represents the second groove 122. In Fig.

제1 홈(121)은 제2 홈(122)과 비교하여 상대적으로 중저음의 음성을 흡수하고, 제2 홈(122)은 제1 홈(121)과 비교하여 상대적으로 고음의 음성을 흡수한다. 또한, 제2 홈(122)이 제1 홈(121)의 내면에 형성되므로 제1 홈(121)과 제2 홈(122)을 하우징(120)에서 동일한 면에 형성하는 경우와 비교하여 적은 공간을 활용하여 제1 홈(121)과 제2 홈(122)을 모두 형성할 수 있다. 또한, 음원이 존재하는 방향으로부터 바라보았을 때 간결한 이미지를 제공할 수 있으므로 미려한 외관을 제공할 수 있다.The first groove 121 absorbs the voice of the bass sound relatively as compared with the second groove 122 and the second groove 122 absorbs the relatively high voice sound as compared with the first groove 121. In addition, since the second groove 122 is formed on the inner surface of the first groove 121, as compared with the case where the first groove 121 and the second groove 122 are formed on the same surface in the housing 120, The first groove 121 and the second groove 122 can be formed. Further, since a simple image can be provided when viewed from the direction in which the sound source is present, a beautiful appearance can be provided.

한편, 마이크(130)와 하우징(120)을 포함한 마이크(130) 모듈이 복수로 마련될 수 있으며, 예를 들어 도 7에서는 일렬로 4개의 마이크(130) 모듈이 형성된 경우가 개시된다.A plurality of microphone 130 modules including the microphone 130 and the housing 120 may be provided. For example, in FIG. 7, four microphone modules 130 are formed in a row.

이상의 하우징(120)의 형상, 제1 홈(121) 및 제2 홈(122)에 의해 제2 신호의 획득 단계에서도 스피커(110)의 출력음 또는 잡음이 유입되는 것을 신뢰성 있게 방지할 수 있다.The shape of the housing 120 and the first groove 121 and the second groove 122 can reliably prevent the output sound or noise of the speaker 110 from being introduced even in the step of acquiring the second signal.

이상의 잡음 제거 장치는 제1 위치와 제2 위치의 양방향 통신이 가능한 회의 시스템, 회의 기능이 제공되는 텔레비전 시스템 등에 적용될 수 있다.The above noise canceller may be applied to a conference system capable of bidirectional communication between the first position and the second position, a television system provided with a conference function, and the like.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.

100...잡음 제거 장치 110...스피커
120...하우징 121...제1 홈
122...제2 홈 130...마이크
150...에코 제거부 170...음성 강화부
190...통신부 200...외부 단말기
210...외부 스피커 230...외부 마이크
300...통신망
100 ... Noise canceling device 110 ... Speaker
120 ... housing 121 ... first groove
122 ... second groove 130 ... microphone
150 ... echo removing unit 170 ... sound enhancing unit
190 ... communication unit 200 ... external terminal
210 ... External speaker 230 ... External microphone
300 ... network

Claims (12)

제1 신호가 입력되는 스피커;
상기 스피커의 채널과 다른 채널을 통해 제2 신호가 출력되는 마이크;
상기 제1 신호와 상기 제2 신호 간의 간섭이 제거되는 에코 제거부; 및
상기 마이크가 설치되고, 상기 마이크가 설치된 면으로부터 상기 마이크가 타겟으로 하는 음원을 향하는 방향으로 갈수록 단면적이 점진적으로 증가하는 하우징;을 포함하고,
상기 하우징에서 상기 단면적이 증가하는 부위에는 제1 대역의 음성을 흡수하는 제1 홈이 형성되고, 상기 제1 홈에는 제2 대역의 음성을 흡수하고 상기 제1 홈보다 작은 크기의 제2 홈이 형성되는 잡음 제거 장치.
A speaker to which a first signal is input;
A microphone for outputting a second signal through a channel different from the channel of the speaker;
An echo canceller for eliminating interference between the first signal and the second signal; And
And a housing in which the microphone is installed and the cross-sectional area gradually increases from a face on which the microphone is installed toward a direction toward a sound source to be targeted by the microphone,
Wherein a first groove for absorbing sound of a first band is formed at a portion where the cross-sectional area of the housing increases, a second groove which absorbs sound of a second band and is smaller than the first groove, Gt;
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제2 신호는 상기 제1 신호가 입력된 상기 스피커로부터 출력되고 주변 환경에 의해 변질된 상태로 상기 마이크로 입력된 제1 음성이 포함된 제2 음성이 전기적 신호로 변환된 것이고,
상기 에코 제거부는 상기 제2 신호에서 상기 제1 신호를 차감한 신호의 전력을 최소화시키는 적응 필터를 포함하는 잡음 제거 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the second signal is a signal obtained by converting the second voice including the first voice, which has been output from the speaker to which the first signal is input, and converted by the surrounding environment into an electrical signal,
Wherein the echo canceller includes an adaptive filter that minimizes power of a signal obtained by subtracting the first signal from the second signal.
제6항에 있어서,
상기 에코 제거부는 상기 제2 신호에서 상기 제1 신호를 차감한 신호의 전력을 최소화시키는 상기 적응 필터의 계수 wi(n)을 다음의 수학식으로 산출하는 잡음 제거 장치.
Figure 112012088500266-pat00023

여기서, L은 처리되는 한 블럭의 샘플수이고,
Figure 112012088500266-pat00024
이며,
Figure 112012088500266-pat00025
로, 에코 제거부를 거친 후의 제1 신호이고,
x(n-1-i)는 에코 제거부를 거치기 전의 i번째 제1 신호이며,
y(n-1)은 에코 제거부를 거치기 전의 제2 신호에 포함된 제1 신호의 성분이고,
Px(n-1)은 x(n-1)의 스무딩(smoothing)된 파워로
Figure 112012088500266-pat00026
이며,
λ는 0 ~ 1 사이의 스무딩 상수이고,
μ는 적응 계수이고
δ는 분모를 0이 아닌 양의 수로 만들기 위한 상수이다.
The method according to claim 6,
Wherein the echo canceling unit calculates the coefficient w i (n) of the adaptive filter that minimizes the power of the signal obtained by subtracting the first signal from the second signal by the following equation.
Figure 112012088500266-pat00023

Where L is the number of samples of a block being processed,
Figure 112012088500266-pat00024
Lt;
Figure 112012088500266-pat00025
, Which is a first signal after passing through the echo canceller,
x (n-1-i) is the i-th first signal before passing through the echo canceller,
y (n-1) is a component of the first signal included in the second signal before passing through the echo canceller,
P x (n-1) is the smoothed power of x (n-1)
Figure 112012088500266-pat00026
Lt;
lambda is a smoothing constant between 0 and 1,
μ is the adaptation coefficient
δ is a constant for making the denominator a positive, nonzero number.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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