KR101725710B1 - 능동 소음 저감(anr) 이어폰에 이용되는 하울링 억제 방법 및 장치 - Google Patents

능동 소음 저감(anr) 이어폰에 이용되는 하울링 억제 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 능동 소음 저감(ANR) 이어폰에 이용되는 하울링 억제 방법 및 장치를 제공한다. 상기 방법에는, 제1 마이크로폰과 제2 마이크로폰을 이용하여 신호를 수집하되, 제1 마이크로폰은 상기 ANR 이어폰이 착용될 때 이도 외측의 위치에 구비되고, 제2 마이크로폰은 ANR 이어폰이 착용될 때 이도 내측의 위치에 구비되며; 제1 마이크로폰과 제2 마이크로폰에 의해 수집된 신호 사이의 관계에 따라 상기 ANR 이어폰의 현재 상태가 하울링을 발생시킬 수 없는 상태인지 하울링을 발생시킬 수 있는 상태인지를 판단하며; 상기 ANR 이어폰의 현재 상태가 하울링을 발생시킬 수 있는 상태일 때, 하울링 발생을 방지하는 처리를 개시시키는 것이 포함된다. 당해 기술방안은 ANR 이어폰이 항상 하울링을 발생시키지 않도록 할 수 있다.

Description

능동 소음 저감(ANR) 이어폰에 이용되는 하울링 억제 방법 및 장치{HOWLING SUPPRESSION METHOD AND DEVICE APPLIED TO AN ANR EARPHONE}
본 발명은 음향학 처리 기술 분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 능동 소음 저감(ANR) 이어폰에 이용되는 하울링 억제 방법 및 장치에 관한 것이다.
현재의 이어폰은 통상적으로 능동 소음 저감(ANR, Active Noise Reduction) 기술을 이용하여 환경 소음의 인간의 귀에 대한 영향을 감소시킨다. ANR 기술은 통상적으로 피드포워드(Feed Forward) ANR 회로(FF ANR) 또는 피드백(Feed Back) ANR 회로(FB ANR)이거나, 또는 두 가지를 모두 포함한다.
FF ANR의 구현은 통상적으로 이어폰 외측(이어폰을 착용할 때 이도 외측에 위치함)에 하나의 참조(Reference) 마이크로폰(REF MIC)를 구비하여 환경 소음을 감지하며, 당해 REF MIC 신호는 이어폰 내부 회로의 처리를 거친 후 스피커(SPK, Speaker)를 통하여 재생되는 바, 재생 신호와 외이도로 전파된 환경 소음이 상쇄되어 환경 소음의 인간의 귀에 대한 영향을 제거한다. FB ANR의 구현은 통상적으로 이어폰 내측(이어폰을 착용할 때 이도 내측에 위치함)에 하나의 오차(Error) 마이크로폰(ERR MIC)를 구비하여 이어폰을 투과한 환경 소음을 감지하며, 당해 ERR MIC 신호는 이어폰 내부 회로의 처리를 거친 후 스피커를 통하여 재생되는 바, 재생 신호와 외이도로 전파된 환경 소음이 상쇄되어 환경 소음을 제거한다.
도 1은 ANR 이어폰의 구조도이다. 도 1은 이어폰 외측에 구비되는 참조 마이크로폰(REF MIC; 101), 이어폰 내측에 구비되는 오차 마이크로폰(ERR MIC; 102) 및 스피커(103)를 도시하고 있다.
ANR에 의해 사용되는 기술에 따라, ANR 이어폰을 피드포워드식 능동 소음 저감(FF ANR) 이어폰, 피드백식 능동 소음 저감(FB ANR) 이어폰과 혼합식 능동 소음 저감(혼합식 ANR) 이어폰으로 구분할 수 있다.
도 2a는 FF ANR 이어폰의 기능 블럭도이다. 도 2b는 FB ANR 이어폰의 기능 블럭도이다. 도 2c는 혼합식 ANR 이어폰의 기능 블럭도이다. 도 2a와 도 2c에 있어서, FF ANR 모듈은 REF MIC에 의해 수집된 신호에 대하여 상응한 처리를 거친 후 스피커(SPK)를 통하여 재생시키며; 도 2b와 도 2c에 있어서, FB ANR 모듈은 ERR MIC에 의해 수집된 신호에 대하여 상응한 처리를 거친 후 SPK를 통하여 재생시키며, 도 2a, 도 2b와 도 2c에 있어서, OUTPUT은 이어폰 출력 신호를 표시하는 바, 예를 들면 재생되는 음악 신호 또는 통화 시 상대방의 음성 등이다. 서라운드 소음 신호는 REF MIC와 ERR MIC에 의하여 수집되고, FF ANR 모듈과 FB ANR 모듈을 통하여 처리된 후 SPK를 통하여 재생된다. SPK에 의하여 재생되는 음향 신호는 또 REF MIC와 ERR MIC에 의하여 수집되고, 각각 FF ANR 모듈과 FB ANR 모듈을 통하여 처리된 후 다시 SPK를 통하여 재생되며, 일부 조건을 만족시키는 상황 하에서 양의 피드백(positive feedback)이 형성되고, 그에 따라 하울링이 발생된다.
도 3은 하울링의 모델도이다. 오픈 루프 응답을 TO(z, n) = G(z)F(z, n)로 정의한다. 그 중에서, z는 주파수 포인트를 표시하고, n은 시간을 표시한다. 하울링이 발생되는 조건으로는 일부 주파수가 fOsc인 곳에서 하기 수식을 만족시키는 것이다.
Figure 112015124239416-pct00001
Figure 112015124239416-pct00002
그러면 피드백 시스템이 불안정적이고 발진을 형성하여 하울링을 발생시킨다. 상기 조건을 만족시킬 때, 주파수가 f Osc 인 신호의 진폭은 G(z) →F(z, n) →G(z) 순환 과정에 지수가 증가하며, 이상적인 상태 하에서, 다수 회 순환된 후의 진폭은 무한대로 변한다. ANR 이어폰에 있어서, 회로 총 전압 또는 MIC 진폭의 제한으로 인하여, 통상적으로 최대 진폭까지 증가된다.
도 4는 FF ANR 이어폰의 하울링 모델도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 시스템 포워드 경로 전달 함수는 TFREF ~ SPK이며, 피드백 경로 전달 함수는 TFSPK ~REF이며, 하울링 조건을 만족시킬 때 하울링을 발생시킨다.
도 5는 FB ANR 이어폰의 하울링 모델도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 시스템 포워드 경로 전달 함수는 TFERR ~ SPK이며, 피드백 경로 전달 함수는 TFSPK ~ERR이며, 하울링 조건을 만족시킬 때 하울링을 발생시킨다.
혼합식 ANR 이어폰은 피드포워드 회로 또는 피드백 회로가 하울링 조건을 만족시키거나, 또는 피드포워드 회로와 피드백 회로가 동시에 하울링 조건을 만족시키거나, 또는 피드포워드, 피드백 회로의 작용이 결합되어 하울링 조건을 만족시킬 때 하울링을 발생시킨다.
하울링이 발생된 후, 스피커 재생 파워가 최대로 변하고, MIC 위치의 음압 레벨이 최대치에 달하여 쉽게 스피커, MIC 손상을 일으키고, 전력 소모가 현저하게 증가되며, 또한 쉽게 회로 손상을 일으킬 수 있다. 하울링이 발생한 후 스피커는 하울링 주파수 포인트 위치에서 높은 음압 레벨의 음파를 발생시켜 유저의 불쾌감을 자아낼 수 있다.
하울링 억제 작용은 하울링을 억제시키고 소자, 회로의 손상을 방지하거나 유저의 불쾌감을 제거하는 것이다. 하울링 억제에는 통상적으로 하울링 탐지와 하울링 처리 두 부분이 포함된다. 하울링 탐지는 바로 현재 하울링이 발생되었는지 또는 현재 하울링이 발생할 가능성이 있는지를 탐지하는 것이며, 하울링 처리는 바로 하울링을 발생시키는 양의 피드백 회로를 파괴시켜 하울링을 발생시키지 않는 것이다. ANR 이어폰 하울링 처리 방법에는 ANR 파라미터를 수정하거나 또는 ANR 회로를 차단시키는 등이 포함된다.
하울링의 특징은 통상적으로 어느 한 주파수 포인트 위치에서 하울링을 발생시키고, 환경 소음, 음성, 음악 등은 일반적으로 광대역 신호이다. 그러므로 종래 기술에서 통상적으로 이용하는 하울링 억제 방법에서는 하울링 발생 시 신호의 주파수 영역 특징을 이용하여 탐지를 진행하는 바, 즉 단일 주파수 탐지 방법이다. 단일 주파수 신호가 탐지되면 하울링이 발생된 것으로 판정한 후, 하울링 처리를 수행하여 하울링을 억제시킨다. 구체적인 방법으로는, 우선 A/D 전환 후의 디지털 신호를 주파수 영역으로 전환시키고, 주파수 영역을 다수의 다른 주파수 대역으로 분할시키며, 주파수 영역 피크 균일화 비교 방법을 이용하여 어느 주파수 대역이 하울링이 존재하는지 탐지한 후, 하울링이 발생한 주파수 대역에 대하여 주파수 억제를 진행한다. 이러한 방법은 피드포워드식, 피드백식, 혼합식 ANR 이어폰에 이용될 수 있다. 하지만 이러한 방법의 결함이라면 하울링이 발생한 후에야 탐지될 수 있는 바, 즉 하울링이 일정 시간 발생하게 된다. 만일 ANR 이어폰에 이용된다면, 짧게 하울링음이 발생하게 된다. 즉 유저는 짧은 하울링음을 듣게 되고, 또한 계속하여 하울링이 발생하여 MIC 또는 SPK 손상을 일으킬 수 있다. 그러므로 가장 바람직한 방법은 하울링의 발생을 방지하는 것이다.
본 발명에서는 ANR 이어폰에 이용되는 하울링 억제 방법 및 장치를 제공하여 ANR 이어폰에서 하울링이 발생하는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 이루기 위하여, 본 발명의 기술방안은 하기 내용을 통하여 구현된다.
본 발명에서는 능동 소음 저감(Active Noise Reduction, ANR) 이어폰에 이용되는 하울링 억제 방법을 제공하는 바, 상기 방법에는,
제1 마이크로폰과 제2 마이크로폰을 이용하여 신호를 수집하되, 제1 마이크로폰은 상기 ANR 이어폰이 착용될 때 이도 외측의 위치에 구비되고, 제2 마이크로폰은 ANR 이어폰이 착용될 때 이도 내측의 위치에 구비되는 단계;
제1 마이크로폰과 제2 마이크로폰에 의해 수집된 신호 사이의 관계에 따라 상기 ANR 이어폰의 현재 상태가 하울링을 발생시킬 수 없는 상태인지 하울링을 발생시킬 수 있는 상태인지를 판단하는 단계; 및
상기 ANR 이어폰의 현재 상태가 하울링을 발생시킬 수 있는 상태일 때, 하울링 발생을 방지하는 처리를 개시시키는 단계가 포함된다.
본 발명에서는 또한 능동 소음 저감(ANR) 이어폰에 이용되는 하울링 억제 장치를 제공하는 바, 상기 장치에는,
상기 ANR 이어폰이 착용될 때 이도 외측의 위치에 구비되는 제1 마이크로폰;
상기 ANR 이어폰이 착용될 때 이도 내측의 위치에 구비되는 제2 마이크로폰;
제1 마이크로폰과 제2 마이크로폰에 의해 수집된 신호 사이의 관계에 따라 상기 ANR 이어폰의 현재 상태가 하울링을 발생시킬 수 없는 상태인지 하울링을 발생시킬 수 있는 상태인지를 판단하는 상태 판단기;및
상기 상태 판단기에 의해 출력되는 상기 ANR 이어폰의 현재 상태가 하울링을 발생시킬 수 있는 상태일 때, 하울링 발생을 방지하는 처리를 개시시키는 하울링 프로세서가 포함된다.
본 발명의 기술방안은 ANR 이어폰이 착용될 때 이도 외측의 위치에 구비되는 제1 마이크로폰과 ANR 이어폰이 착용될 때 이도 내측의 위치에 구비되는 제2 마이크로폰을 이용하여 수집된 신호 사이의 관계를 이용하여 ANR 이어폰이 하울링을 발생시킬 수 있는 상태에 있는지 여부를 판단하고, ANR 이어폰이 하울링을 발생시킬 수 있는 상태에 있다고 판단하면 하울링 처리를 진행함으로써, 하울링의 발생을 효과적으로 처리할 수 있다. 본 발명의 기술방안은 ANR 이어폰이 항상 하울링을 발생시키지 않도록 하여 소자의 손상을 방지하고 유저의 불쾌감을 감소시킬 수 있다.
도 1은 ANR 이어폰의 구조도.
도 2a는 FF ANR 이어폰의 기능 블럭도.
도 2b는 FB ANR 이어폰의 기능 블럭도.
도 2c는 혼합식 ANR 이어폰의 기능 블럭도.
도 3은 하울링 모델도.
도 4는 FF ANR 이어폰의 하울링 모델도.
도 5는 FB ANR 이어폰의 하울링 모델도.
도 6은 본 발명의 실시예 중의 ANR 이어폰에 이용되는 하울링 억제 방법의 흐름도.
도 7은 본 발명의 실시예 중의 REF MIC로부터 ERR MIC까지의 시간 영역 전달 함수 실제 측정 결과 비교 도면.
도 8은 본 발명의 실시예 중의 REF MIC로부터 ERR MIC까지의 주파수 영역 전달 함수 실제 측정 결과 비교 도면.
도 9는 본 발명의 실시예 중의 ANR 이어폰에 이용되는 하울링 억제 장치의 구조도.
도 10은 본 발명의 실시예 중의 상대 판단기(903)의 구조도.
상기 종래 기술 중에서 통상적으로 사용되는 신호 주파수 영역 특징을 이용하여 하울링을 탐지하는 방법과 달리, 본 출원 중에서는 ANR 이어폰의 상태를 하울링을 발생시킬 수 있는 상태(Howling)와 하울링을 발생시킬 수 없는 상태(noHowling)로 구분한다. 현재 이어폰의 상태를 구분할 수 있다면 현재 이어폰이 하울링을 발생시킬 수 있는지를 알 수 있는 바, 즉 ANR 이어폰이 현재 하울링을 발생시킬 수 있는 상태 또는 하울링을 발생시킬 수 없는 상태에 있는지를 구분하여야 하며, 만일 하울링을 발생시킬 수 있는 상태에 있다면 직접 하울링 처리를 진행할 수 있고, 하울링을 발생시킬 수 없는 상태에 있다면 처리를 수행하지 않는다. 이어폰이 하울링을 발생시킬 수 있는 상태로 된 후 즉시 하울링을 발생시키는 것이 아니고, 하울링의 발생은 하울링 발생 조건을 만족시켜야 하나, 본 출원에서는 이어폰이 하울링을 발생시킬 수 있는 상태에 있다는 것을 탐지하면 즉시 하울링 처리를 수행하는 바, 즉 이어폰의 상태가 하울링을 발생시킬 수 있는 상태일 때, 하울링 발생 조건을 만족시키는지 여부에 관계없이 일률적으로 하울링 발생으로서 처리한다. 그러므로 본 출원의 기술방안은 하울링이 발생한 후 처리를 진행할 필요가 없어 ANR 이어폰이 항상 하울링을 발생시키지 않도록 할 수 있다.
본 발명의 목적, 기술방안 및 장점을 더욱 잘 이해하도록 하기 위하여, 아래 실시예와 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시방식에 대하여 더욱 상세한 설명을 진행하도록 한다.
도 6은 본 발명의 실시예 중의 ANR 이어폰에 이용되는 하울링 억제 방법의 흐름도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 당해 방법에는 다음 단계가 포함된다.
S601 단계: 제1 마이크로폰과 제2 마이크로폰을 이용하여 신호를 수집하는 바, 그 중에서, 제1 마이크로폰은 상기 ANR 이어폰이 착용될 때 이도 외측의 위치에 구비되고, 제2 마이크로폰은 ANR 이어폰이 착용될 때 이도 내측의 위치에 구비된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, ANR 이어폰이 피드포워드식 ANR 이어폰일 때, 제1 마이크로폰은 피드포워드식 ANR을 구현하는데 필요한 참조 마이크로폰(REF MIC)일 수 있다. ANR 이어폰이 피드백식 ANR 이어폰일 때, 제2 마이크로폰은 피드백식 ANR을 구현하는데 필요한 오차 마이크로폰(ERR MIC)일 수 있다. ANR 이어폰이 혼합식 ANR 이어폰일 때, 제1 마이크로폰은 피드포워드식 ANR을 구현하는데 필요한 참조 마이크로폰(REF MIC)이고, 제2 마이크로폰은 피드백식 ANR을 구현하는데 필요한 오차 마이크로폰(ERR MIC)일 수 있다.
제1 마이크로폰은 반드시 REF MIC여야 하는 것은 아니고, 전문적으로 구비된 마이크로폰일 수 있다. 제2 마이크로폰도 반드시 ERR MIC여야 하는 것은 아니고, 역시 전문적으로 구비된 마이크로폰일 수 있다. 하지만 원가를 향상시킬 것이다.
S602 단계: 제1 마이크로폰과 제2 마이크로폰에 의해 수집된 신호 사이의 관계에 따라 상기 ANR 이어폰의 현재 상태가 하울링을 발생시킬 수 없는 상태인지 하울링을 발생시킬 수 있는 상태인지를 판단한다.
ANR 이어폰의 하울링을 발생시킬 수 없는 상태와 하울링을 발생시킬 수 있는 상태 하에서, 제1 마이크로폰과 제2 마이크로폰에 의해 수집되는 신호 사이의 관계는 일정한 구별이 있는 바, 본 발명에서는 당해 구별점에 의하여 ANR 이어폰의 하울링을 발생시킬 수 없는 상태와 하울링을 발생시킬 수 있는 상태를 구분한다.
S603 단계: 상기 ANR 이어폰의 현재 상태가 하울링을 발생시킬 수 있는 상태일 때, 하울링 발생을 방지하는 처리를 개시시킨다.
본 단계에 있어서, 하울링이 발생되는 것을 방지하는 처리를 수행함에 있어서 구체적으로 이용할 수 있는 기술에는 ANR 파라미터를 수정하여 하울링 발생 조건을 파괴시키거나, 또는 직접 ANR 회로를 차단시키는 등이 있다.
도 6에 도시된 방법은 ANR 이어폰이 하울링을 발생시킬 수 있는 상태에 있는지 여부를 판단하고, ANR 이어폰이 하울링을 발생시킬 수 있는 상태에 있다고 판단할 때 하울링 처리를 수행하기 때문에, ANR 이어폰이 하울링을 발생할 수 있는 상태일 때 하울링의 발생을 방지한다. 본 방법은 하울링이 발생한 후 다시 처리를 수행하는 것이 아니라, 하울링 발생 전에 하울링을 억제하는 처리를 수행한다.
상기한 바와 같이, S602 단계에서는 제1 마이크로폰과 제2 마이크로폰에 의해 수집된 신호 사이의 관계에 따라 ANR 이어폰의 하울링을 발생시킬 수 없는 상태와 하울링을 발생시킬 수 있는 상태를 구분한다. 구체적으로는, 제1 마이크로폰과 제2 마이크로폰에 의해 수집된 신호에 따라 제1 마이크로폰으로부터 제2 마이크로폰까지의 전달 함수를 계산하며, 제1 마이크로폰으로부터 제2 마이크로폰까지의 전달 함수의 시간 영역 특성에 따라 ANR 이어폰의 상태가 하울링을 발생시킬 수 없는 상태인지 하울링을 발생시킬 수 있는 상태인지를 판단하거나, 또는 제1 마이크로폰으로부터 제2 마이크로폰까지의 전달 함수의 주파수 영역 특성에 따라 ANR 이어폰의 상태가 하울링을 발생시킬 수 없는 상태인지 하울링을 발생시킬 수 있는 상태인지를 판단한다.
왜냐하면, ANR 이어폰이 하울링을 발생시킬 수 없는 상태에 있을 때, 두 마이크로폰에 의해 수집된 신호는, 환경 소음이 언제나 먼저 제1 마이크로폰에 도달하고, 후에 제2 마이크로폰에 도달하기 때문에, 제1 마이크로폰으로부터 제2 마이크로폰 사이의 전달 함수의 인과성에 의하여 판단될 수 있다. 환경 소음이 제2 마이크로폰에 의하여 수집되기 전에 우선 이어폰 케이스와 외이에 의하여 차단되기 때문에 하나의 필터를 거친 것과 같으며, 당해 필터의 고주파수 부분의 감쇄가 저주파수 부분보다 크다. ANR 이어폰이 하울링을 발생시킬 수 있는 상태에 있을 때, 두 마이크로폰에 의해 수집된 신호는, 환경 소음이 제1 마이크로폰과 제2 마이크로폰에 도달하는 선후 순서가 불확정적이고, 또한 음파가 제1 마이크로폰과 제2 마이크로폰 사이에서 확실한 장애가 없기 때문에, 선명한 필터링 효과가 없다.
환경 소음은 우선 제1 마이크로폰에 도달하고 후에 제2 마이크로폰에 도달하며, 또한 제2 마이크로폰에 의하여 수집되기 전에 우선 이어폰 케이스와 외이에 의하여 차단되기 때문에 하나의 필터를 거친 것과 같다. 하울링 발생 조건으로부터 알 수 있는 바와 같이, 양의 피드백을 형성하여야만 하울링을 발생시킬 수 있으며, 당해 상태 하에서 신호 진폭이 감쇄되고 또한 필터링 효과가 있기 때문에, 하울링 발생 조건을 만족시키지 못하여 하울링을 발생시키지 않는다. 환경 소음이 제1 마이크로폰과 제2 마이크로폰에 도달하는 선후 순서가 불확정적이고, 또한 음파가 제1 마이크로폰과 제2 마이크로폰 사이에서 확실한 장애가 없기 때문에, 선명한 필터링 효과가 없다. 하울링 발생 조건으로부터 알 수 있는 바와 같이, 당해 상태는 쉽게 하울링 발생 조건을 만족시키고, 그에 따라 하울링이 발생된다.
아래, 혼합식 ANR 이어폰을 예로 들어 상세한 설명을 진행하도록 한다. 본 실시예에 있어서, 제1 마이크로폰이 바로 혼합식 ANR 이어폰의 REF MIC이고, 제2 마이크로폰이 바로 혼합식 ANR 이어폰의 ERR MIC이다. 이어폰이 정상적이고 하울링을 발생시킬 수 없는 상태 하에서, 환경 소음은 언제나 먼저 REF MIC에 도달하고, 후에 ERR MIC에 도달하기 때문에, REF MIC로부터 ERR MIC 사이의 전달 함수의 인과성에 의하여 판단할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예 중의 REF MIC로부터 ERR MIC까지의 시간 영역 전달 함수 실제 측정 결과 비교 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 점선이 표시하는 것은 하울링을 발생시킬 수 있는(Howling) 상태 하의 REF MIC로부터 ERR MIC까지의 시간 영역 전달 함수이고, 실선이 표시하는 것은 하울링을 발생시킬 수 없는(noHowling) 상태 하의 REF MIC로부터 ERR MIC까지의 시간 영역 전달 함수이다. 시간 영역 전달 함수의 최대치 점은 음파의 그룹 딜레이를 표시한다. 도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, Howling 상태 하의 그룹 딜레이는 0이고, noHowling 상태 하의 그룹 딜레이는 0보다 큰 양의 값이다. 즉 REF MIC로부터 ERR MIC까지의 전달 함수의 딜레이 특성에 의하여 Howling와 noHowling 상태를 구분할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예 중의 REF MIC로부터 ERR MIC까지의 주파수 영역 전달 함수 실제 측정 결과 비교 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 점선이 표시하는 것은 하울링을 발생시킬 수 있는(Howling) 상태 하의 REF MIC로부터 ERR MIC까지의 주파수 영역 전달 함수이고, 실선이 표시하는 것은 하울링을 발생시킬 수 없는(noHowling) 상태 하의 REF MIC로부터 ERR MIC까지의 주파수 영역 전달 함수이다. 도 8로부터 알 수 있는 바와 같이, Howling 상태 전달 함수의 진폭 주파수 특성은 전역 통과 필터에 근접하고, NoHowling 상태 진폭 주파수 특성은 저역 통과 필터에 근접한다. 즉 REF MIC로부터 ERR MIC까지의 전달 함수의 진폭 주파수 특성에 의해서도 Howling와 noHowling 상태를 구분할 수 있다.
이로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 있어서, REF MIC로부터 ERR MIC까지의 전달 함수를 계산한 후, 당해 전달 함수의 시간 영역 특성에 따라 ANR 이어폰의 하울링을 발생시킬 수 없는 상태를 판단할 수 있고, 또한 당해 전달 함수의 주파수 영역 특성에 따라 ANR 이어폰의 하울링을 발생시킬 수 없는 상태를 판단할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 마이크로폰으로부터 제2 마이크로폰까지의 전달 함수의 시간 영역 특성에 따라 ANR 이어폰의 하울링을 발생시킬 수 없는 상태를 판단하는 것은, 구체적으로는 시간 영역 판단 비율이 제1 마이크로폰으로부터 제2 마이크로폰까지의 시간 영역 전달 함수의 이전의 M 오더의 제곱 합과 이전의 N 오더의 제곱 합의 비로 되도록 하되, N은 자연수이고, N은 시간 영역 전달 함수의 길이이며, M은 N보다 작은 자연수이며; 만일 시간 영역 판단 비율이 판단 역치보다 작으면, 하울링을 발생시킬 수 없는 상태로 판단한다. 만일 시간 영역 판단 비율이 판단 역치보다 크면, 하울링을 발생시킬 수 있는 상태로 판단한다. 그 중에서, 판단 역치는 이어폰의 구조 변화에 따라 변화하고, 통계에 의하여 취득될 수 있다. 당해 방법의 한 구체적인 계산 방식은 후속의 도 10의 대응되는 설명을 참조할 수 있으며, 여기에서는 잠시 설명을 생략하여 중복을 회피하도록 한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 있어서, 제1 마이크로폰으로부터 제2 마이크로폰까지의 전달 함수의 주파수 영역 특성에 따라 ANR 이어폰의 상태가 하울링을 발생시킬 수 없는 상태인지 하울링을 발생시킬 수 있는 상태인지를 판단하는 것은, 구체적으로는 주파수 영역 판단 비율이 제1 마이크로폰으로부터 제2 마이크로폰까지의 주파수 영역 전달 함수의 이전의 M 오더의 모듈 제곱 합과 이전의 M+1로부터 N/2까지의 오더의 모듈 제곱 합의 비로 되도록 한다. N은 자연수이고, N은 주파수 영역 전달 함수의 길이이며, M은 N/2보다 작은 자연수이다. 만일 주파수 영역 판단 비율이 판단 역치보다 작으면, 하울링을 발생시킬 수 있는 상태로 판단하고; 만일 주파수 영역 판단 비율이 판단 역치보다 크면, 하울링을 발생시킬 수 없는 상태로 판단한다. 그 중에서, 판단 역치는 이어폰의 구조 변화에 따라 변화하고, 통계에 의하여 취득될 수 있다. 당해 방법의 한 구체적인 계산 방식은 후속의 도 10의 대응되는 설명을 참조할 수 있으며, 여기에서는 잠시 설명을 생략하여 중복을 회피하도록 한다.
도 9는 본 발명의 실시예 중의 ANR 이어폰에 이용되는 하울링 억제 장치의 구조도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 당해 장치에는,
ANR 이어폰이 착용될 때 이도 외측의 위치에 구비되는 제1 마이크로폰(901);
ANR 이어폰이 착용될 때 이도 내측의 위치에 구비되는 제2 마이크로폰(902);
제1 마이크로폰(901)과 제2 마이크로폰(902)에 의해 수집된 신호 사이의 관계에 따라 ANR 이어폰의 현재 상태가 하울링을 발생시킬 수 없는 상태인지 하울링을 발생시킬 수 있는 상태인지를 판단하는 상태 판단기(state judger; 903); 및
상태 판단기(903)에 의해 출력되는 ANR 이어폰의 현재 상태가 하울링을 발생시킬 수 있는 상태일 때, 하울링 발생을 방지하는 처리를 개시시키는 하울링 프로세서(howling processor; 904)가 포함된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, ANR 이어폰이 피드포워드식 ANR 이어폰일 때, 제1 마이크로폰(901)은 바로 피드포워드식 ANR을 구현하는데 필요한 참조 마이크로폰(REF MIC)이거나, 또는 ANR 이어폰이 피드백식 ANR 이어폰일 때, 제2 마이크로폰(902)는 바로 피드백식 ANR을 구현하는데 필요한 오차 마이크로폰(ERR MIC)이거나, 또는 ANR 이어폰이 혼합식 ANR 이어폰일 때, 제1 마이크로폰(901)은 바로 피드포워드식 ANR을 구현하는데 필요한 참조 마이크로폰(REF MIC)이고, 제2 마이크로폰(902)는 바로 피드백식 ANR을 구현하는데 필요한 오차 마이크로폰(ERR MIC)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상태 판단기(903)는 제1 마이크로폰(901)과 제2 마이크로폰(902)에 의해 수집된 신호에 따라 제1 마이크로폰(901)으로부터 제2 마이크로폰(902)까지의 전달 함수를 계산하며, 그 후 제1 마이크로폰(901)으로부터 제2 마이크로폰(902)까지의 전달 함수의 시간 영역 특성에 따라 ANR 이어폰의 상태가 하울링을 발생시킬 수 없는 상태인지 하울링을 발생시킬 수 있는 상태인지를 판단하거나; 또는 제1 마이크로폰(901)으로부터 제2 마이크로폰(902)까지의 전달 함수의 주파수 영역 특성에 따라 ANR 이어폰의 상태가 하울링을 발생시킬 수 없는 상태인지 하울링을 발생시킬 수 있는 상태인지를 판단한다.
도 9에 도시된 장치는, ANR 이어폰이 하울링을 발생시킬 수 있는 상태에 있는지를 판단하고, ANR 이어폰이 하울링을 발생시킬 수 있는 상태에 있다고 판단할 때 하울링 처리를 수행하기 때문에, ANR 이어폰이 하울링을 발생할 수 있는 상태일 때 하울링의 발생을 방지한다.
도 10은 본 발명의 실시예 중의 상대 판단기(903)의 구조도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 상태 판단기(903)에는,
제1 마이크로폰(901)에 의해 수집된 디지털 신호를 캐싱하는 제1 데이터 캐시(data cache)(1001);
제2 마이크로폰(902)에 의해 수집된 디지털 신호를 캐싱하는 제2 데이터 캐시(1002);
제1 캐시(1001)와 제2 캐시(1002) 내의 데이터에 따라 제1 마이크로폰(901)으로부터 제2 마이크로폰(902)까지의 시간 영역 전달 함수를 계산하는 전달 함수 평가기(1003);
제1 마이크로폰으로부터 제2 마이크로폰까지의 시간 영역 전달 함수의 이전의 M 오더의 제곱합과 이전의 N 오더의 제곱합의 비에 따라 시간 영역 판단 비율을 취득하되, 그 중에서, N은 자연수이고, N은 시간 영역 전달 함수의 길이이며, M은 N보다 작은 자연수인 판단 비율 계산기(1004); 및
시간 영역 판단 비율이 판단 역치보다 작을 때 하울링을 발생시킬 수 없는 상태로 판단하고, 시간 영역 판단 비율이 판단 역치보다 클 때 하울링을 발생시킬 수 있는 상태로 판단하되, 판단 역치는 이어폰의 구조 변화에 따라 변화하고 통계에 의하여 취득되는 상태 결정기(state decider; 1005)가 포함된다.
여전히 혼합식 ANR 이어폰을 예로 든다면, 제1 마이크로폰(901)이 바로 혼합식 ANR 이어폰의 REF MIC이고, 제2 마이크로폰(902)이 바로 혼합식 ANR 이어폰의 ERR MIC이다. 우선 REF MIC로부터 ERR MIC까지의 전달 함수를 계산한다. REF MIC의 디지털 신호
Figure 112015124239416-pct00003
와 ERR MIC의 디지털 신호
Figure 112015124239416-pct00004
는 각각 제1 데이터 캐시(1001)와 제2 데이터 캐시(1002)로 진입하여 데이터 프레임
Figure 112015124239416-pct00005
와
Figure 112015124239416-pct00006
를 형성하며;
Figure 112015124239416-pct00007
여기서, L은 데이터 프레임 길이이다.
데이터 프레임
Figure 112015124239416-pct00008
와
Figure 112015124239416-pct00009
가 전달 함수 평가기(1003)로 진입하여 REF MIC로부터 ERR MIC까지의 전달 함수
Figure 112015124239416-pct00010
를 계산한다. 전달 함수 계산 방식은 크로스 파워 스펙트럼에 의해 자동 파워 스펙트럼을 나누는 방식을 이용할 수 있는 바,
Figure 112015124239416-pct00011
가
Figure 112015124239416-pct00012
의 주파수 영역 형식이고,
Figure 112015124239416-pct00013
가
Figure 112015124239416-pct00014
의 주파수 영역 형식이며,
Figure 112015124239416-pct00015
가 전달 함수
Figure 112015124239416-pct00016
의 주파수 영역 형식이라면, 계산 공식은 하기와 같다.
Figure 112015124239416-pct00017
그 중에서,
Figure 112015124239416-pct00018
는
Figure 112015124239416-pct00019
의 공액(conjugate)이다. E(.)는 원하는 연산을 표시하고, ifft는 역푸리에 변환을 표시한다.
판단 비율 계산기(1004)에 의해 계산된 시간 영역 판단 비율
Figure 112016114928769-pct00020
는 하기와 같다.
Figure 112015124239416-pct00021
그 중에서, N은 전달 함수의 길이로서, 자연수이다. 즉 시간 영역 판단 비율
Figure 112016114928769-pct00022
은 전달 함수 이전의 M 오더의 제곱 합과 이전의 전달 함수 제곱 합의 비이다. 당해 시간 영역 판단 비율
Figure 112016114928769-pct00023
은 REF MIC 신호로부터 ERR MIC 신호까지 사이의 딜레이 특성, 즉 인과성을 반영한다. 딜레이가 작을수록
Figure 112016114928769-pct00024
이 크며, 이는 하울링을 발생할 수 있는 상태에 더욱 근접한 것이다. M은 N보다 작은 자연수로서, 통상적으로 M은 1, 2 또는 3을 취한다. 판단 역치는 이어폰의 구조 변화에 따라 변화하고, 통계에 의하여 취득될 수 있다. Howling 상태 판단 비율은 NoHowling 상태보다 크다.
Figure 112016114928769-pct00025
이 역치보다 크면 하울링을 발생시킬 수 있는 상태로 판단하고, 그렇지 않으면 하울링을 발생시킬 수 없는 상태로 판단한다.
즉, 전달 함수 평가기(1003)에 의해 취득된 전달 함수 평가치
Figure 112016114928769-pct00026
는 판단 비율 계산기(1004)로 진입하고, 판단 비율 계산기(1004)는 시간 영역 판단 비율
Figure 112016114928769-pct00027
을 계산한다. 시간 영역 판단 비율
Figure 112016114928769-pct00028
은 상태 결정기(1005)로 진입하여 이어폰의 현재 상태(하울링을 발생시킬 수 없는 상태 또는 하울링을 발생시킬 수 있는 상태)를 판단하고 출력한다. 상태 결정기(1005)는 시간 영역 판단 비율이 판단 역치보다 작을 때 하울링을 발생시킬 수 없는 상태로 판단하고, 시간 영역 판단 비율이 판단 역치보다 클 때 하울링을 발생시킬 수 있는 상태로 판단한다.
상기 실시예에 있어서, 상태 판단기(903)는 제1 마이크로폰으로부터 제2 마이크로폰까지의 시간 영역 전달 함수에 따라 ANR 이어폰의 상태를 판단한다. 본 발명의 다른 일 실시예에 있어서, 상태 판단기(903)는 또한 제1 마이크로폰으로부터 제2 마이크로폰까지의 주파수 영역 전달 함수에 따라 ANR 이어폰의 상태를 판단할 수 있는 바, 구체적으로는
제1 마이크로폰(901)에 의해 수집된 디지털 신호를 캐싱하는 제1 데이터 캐시(1001);
제2 마이크로폰(902)에 의해 수집된 디지털 신호를 캐싱하는 제2 데이터 캐시(1002);
제1 캐시(1001)와 제2 캐시(1002) 내의 데이터에 따라 제1 마이크로폰(901)으로부터 제2 마이크로폰(902)까지의 주파수 영역 전달 함수를 계산하는 전달 함수 평가기(1003);
제1 마이크로폰으로부터 제2 마이크로폰까지의 주파수 영역 전달 함수의 이전의 M 오더의 모듈 제곱합과 이전의 M+1로부터 N/2까지의 오더의 모듈 제곱합의 비에 따라 주파수 영역 판단 비율을 취득하되, 그 중에서, N은 자연수이고, N은 주파수 영역 전달 함수의 길이이며, M은 N/2보다 작은 자연수인 판단 비율 계산기(1004); 및
주파수 영역 판단 비율이 판단 역치보다 작을 때 하울링을 발생시킬 수 있는 상태로 판단하고, 주파수 영역 판단 비율이 판단 역치보다 클 때 하울링을 발생시킬 수 없는 상태로 판단하되, 판단 역치는 이어폰의 구조 변화에 따라 변화하고 통계에 의하여 취득되는 상태 결정기(1005)가 포함된다.
여전히 혼합식 ANR 이어폰을 예로 든다면, 제1 마이크로폰(901)이 바로 혼합식 ANR 이어폰의 REF MIC이고, 제2 마이크로폰(902)이 바로 혼합식 ANR 이어폰의 ERR MIC이다. 우선 REF MIC로부터 ERR MIC까지의 전달 함수를 계산한다. REF MIC의 디지털 신호
Figure 112015124239416-pct00029
와 ERR MIC의 디지털 신호
Figure 112015124239416-pct00030
는 각각 제1 데이터 캐시(1001)와 제2 데이터 캐시(1002)로 진입하여 데이터 프레임
Figure 112015124239416-pct00031
와
Figure 112015124239416-pct00032
를 형성하며;
Figure 112015124239416-pct00033
그 중에서, L은 데이터 프레임 길이이다.
데이터 프레임
Figure 112015124239416-pct00034
와
Figure 112015124239416-pct00035
가 전달 함수 평가기(1003)로 진입하여, REF MIC로부터 ERR MIC까지의 주파수 영역 전달 함수 를 계산한다. 전달 함수 계산 방식은 크로스 파워 스펙트럼에 의해 자동 파워 스펙트럼을 나누는 방식을 이용할 수 있는 바,
Figure 112015124239416-pct00037
가
Figure 112015124239416-pct00038
의 주파수 영역 형식이고,
Figure 112015124239416-pct00039
가
Figure 112015124239416-pct00040
의 주파수 영역 형식이며,
Figure 112015124239416-pct00041
가 전달 함수
Figure 112015124239416-pct00042
의 주파수 영역 형식이라면, 계산 공식은 하기와 같다.
Figure 112015124239416-pct00043
그 중에서,
Figure 112015124239416-pct00044
는
Figure 112015124239416-pct00045
의 공액이다. E(.)는 원하는 연산을 표시한다.
판단 비율 계산기(1004)에 의해 계산된 주파수 영역 판단 비율
Figure 112016114928769-pct00046
는 하기와 같다.
Figure 112015124239416-pct00047
그 중에서, N은 전달 함수의 길이이다. 즉 주파수 영역 판단 비율
Figure 112016114928769-pct00048
은 주파수 영역 전달 함수 이전의 M 오더의 모듈 제곱 합과 이전의 M+1로부터 N/2까지의 오더의 모듈 제곱 합의 비이다. 당해 판단 비율은 전달 함수의 저역 통과 특성을 반영하며,
Figure 112016114928769-pct00049
이 클수록 저역 통과 특성이 더욱 좋고, 하울링을 발생시킬 수 없는 상태에 더욱 근접한다. 판단 역치는 이어폰의 구조 변화에 따라 변화하고, 통계에 의하여 취득될 수 있다. 판단 비율
Figure 112016114928769-pct00050
이 역치보다 크면 하울링을 발생시킬 수 없는 상태로 판단하고, 그렇지 않으면 하울링을 발생시킬 수 있는 상태로 판단한다.
즉, 전달 함수 평가기(1003)에 의해 취득된 전달 함수 평가치
Figure 112016114928769-pct00051
는 판단 비율 계산기(1004)로 진입하고, 판단 비율 계산기(1004)는 주파수 영역 판단 비율
Figure 112016114928769-pct00052
을 계산한다. 주파수 영역 판단 비율
Figure 112016114928769-pct00053
은 상태 결정기(1005)로 진입하여 이어폰의 현재 상태를 판단하고 출력한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 이어폰의 현재 상태가 noHowling일 때, ANR을 온시키고, 이어폰의 현재 상태가 Howling일 때, ANR을 오프시킨다. 이로써 하울링 억제를 구현한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 이러한 ANR 이어폰이 착용될 때 이도 외측의 위치에 구비되는 제1 마이크로폰과 이러한 ANR 이어폰이 착용될 때 이도 내측의 위치에 구비되는 제2 마이크로폰을 이용하여 수집된 신호 사이의 관계를 이용하여, ANR 이어폰의 현재 상태가 하울링을 발생시킬 수 없는 상태인지 하울링을 발생시킬 수 있는 상태인지를 판단하여, ANR 이어폰의 현재 상태가 하울링을 발생시킬 수 있는 상태일 때, 하울링 발생을 방지하는 처리를 개시시키는 기술방안은, ANR 이어폰이 하울링을 발생시킬 수 있는 상태에 있는지 여부를 판단하고, ANR 이어폰이 하울링을 발생시킬 수 있는 상태에 있다고 판단하면 하울링 처리를 진행함으로써, ANR 이어폰이 하울링을 발생시킬 수 있는 상태일 때, 하울링의 발생을 방지한다. 나아가 ANR 이어폰이 항상 하울링을 발생시키지 않도록 하여 소자의 손상을 방지하고 유저의 불쾌감을 감소시킬 수 있다.
상기는 단지 본 발명의 바람직한 실시예로서 본 발명의 보호범위를 제한하는 것이 아니다. 본 발명의 기본사상과 원칙 범위 내에서 이루어지는 수정, 등가 대체, 개선 등은 모두 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 능동 소음 저감(ANR，Active Noise Reduction) 이어폰에 이용되는 하울링 억제 방법에 있어서,
    상기 방법에는,
    제1 마이크로폰과 제2 마이크로폰을 이용하여 신호를 수집하되, 제1 마이크로폰은 ANR 이어폰이 착용될 때 이도 외측의 위치에 구비되고, 제2 마이크로폰은 ANR 이어폰이 착용될 때 이도 내측의 위치에 구비되는 단계;
    제1 마이크로폰과 제2 마이크로폰에 의해 수집된 신호 사이의 관계에 따라 상기 ANR 이어폰의 현재 상태가 하울링을 발생시킬 수 없는 상태인지 하울링을 발생시킬 수 있는 상태인지를 판단하는 단계; 및
    상기 ANR 이어폰의 현재 상태가 하울링을 발생시킬 수 있는 상태일 때, 하울링 발생을 방지하는 처리를 개시시키는 단계가 포함되고,
    상기 제1 마이크로폰과 제2 마이크로폰에 의해 수집된 신호 사이의 관계에 따라 상기 ANR 이어폰의 현재 상태가 하울링을 발생시킬 수 없는 상태인지 하울링을 발생시킬 수 있는 상태인지를 판단하는 단계에는,
    제1 마이크로폰과 제2 마이크로폰에 의해 수집된 신호에 따라 제1 마이크로폰으로부터 제2 마이크로폰까지의 전달 함수를 계산하는 단계; 및
    제1 마이크로폰으로부터 제2 마이크로폰까지의 전달 함수의 시간 영역 특성에 따라 상기 ANR 이어폰의 현재 상태가 하울링을 발생시킬 수 없는 상태인지 하울링을 발생시킬 수 있는 상태인지를 판단하거나, 또는 제1 마이크로폰으로부터 제2 마이크로폰까지의 전달 함수의 주파수 영역 특성에 따라 상기 ANR 이어폰의 현재 상태가 하울링을 발생시킬 수 없는 상태인지 하울링을 발생시킬 수 있는 상태인지를 판단하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 능동 소음 저감(ANR) 이어폰에 이용되는 하울링 억제 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    제1 마이크로폰으로부터 제2 마이크로폰까지의 전달 함수의 시간 영역 특성에 따라 상기 ANR 이어폰의 현재 상태가 하울링을 발생시킬 수 없는 상태인지 하울링을 발생시킬 수 있는 상태인지를 판단하는 단계에는,
    시간 영역 판단 비율이 제1 마이크로폰으로부터 제2 마이크로폰까지의 시간 영역 전달 함수의 이전의 M 오더의 제곱 합과 이전의 N 오더의 제곱 합의 비로 되도록 하되, N은 자연수이고, N은 시간 영역 전달 함수의 길이이며, M은 N보다 작은 자연수인 단계; 및
    만일 시간 영역 판단 비율이 판단 역치보다 작으면, 하울링을 발생시킬 수 없는 상태로 판단하고, 만일 시간 영역 판단 비율이 판단 역치보다 크면, 하울링을 발생시킬 수 있는 상태로 판단하되, 판단 역치는 이어폰의 구조 변화에 따라 변화하고 통계에 의하여 취득되는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 능동 소음 저감(ANR) 이어폰에 이용되는 하울링 억제 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    제1 마이크로폰으로부터 제2 마이크로폰까지의 전달 함수의 주파수 영역 특성에 따라 상기 ANR 이어폰의 현재 상태가 하울링을 발생시킬 수 없는 상태인지 하울링을 발생시킬 수 있는 상태인지를 판단하는 단계에는,
    주파수 영역 판단 비율이 제1 마이크로폰으로부터 제2 마이크로폰까지의 주파수 영역 전달 함수의 이전의 M 오더의 모듈 제곱 합과 이전의 M+1로부터 N/2까지의 오더의 모듈 제곱 합의 비로 되도록 하되, N은 자연수고, N은 주파수 영역 전달 함수의 길이이며, M은 N/2보다 작은 자연수인 단계; 및
    만일 주파수 영역 판단 비율이 판단 역치보다 작으면, 하울링을 발생시킬 수 있는 상태로 판단하고, 만일 주파수 영역 판단 비율이 판단 역치보다 크면, 하울링을 발생시킬 수 없는 상태로 판단하되, 판단 역치는 이어폰의 구조 변화에 따라 변화하고 통계에 의하여 취득되는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 능동 소음 저감(ANR) 이어폰에 이용되는 하울링 억제 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하울링 발생을 방지하는 처리에는 ANR 파라미터를 수정하거나 또는 ANR 회로를 차단시키는 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 능동 소음 저감(ANR) 이어폰에 이용되는 하울링 억제 방법.
  6. 제1항, 제3항 내지 제5항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 ANR 이어폰이 피드포워드식 ANR 이어폰일 때, 상기 제1 마이크로폰은 피드포워드식 ANR의 참조 마이크로폰(REF MIC)이고;
    상기 ANR 이어폰이 피드백식 ANR 이어폰일 때, 상기 제2 마이크로폰은 피드백식 ANR의 오차 마이크로폰(ERR MIC)이며;
    상기 ANR 이어폰이 혼합식 ANR 이어폰일 때, 상기 제1 마이크로폰은 피드포워드식 ANR의 참조 마이크로폰(REF MIC)이고, 상기 제2 마이크로폰은 피드백식 ANR의 오차 마이크로폰(ERR MIC)인; 것을 특징으로 하는 능동 소음 저감(ANR) 이어폰에 이용되는 하울링 억제 방법.
  7. 능동 소음 저감(ANR) 이어폰에 이용되는 하울링 억제 장치에 있어서,
    상기 장치에는,
    상기 ANR 이어폰이 착용될 때 이도 외측의 위치에 구비되는 제1 마이크로폰;
    상기 ANR 이어폰이 착용될 때 이도 내측의 위치에 구비되는 제2 마이크로폰;
    제1 마이크로폰과 제2 마이크로폰에 의해 수집된 신호 사이의 관계에 따라 상기 ANR 이어폰의 현재 상태가 하울링을 발생시킬 수 없는 상태인지 하울링을 발생시킬 수 있는 상태인지를 판단하는 상태 판단기; 및
    상기 상태 판단기에 의해 출력되는 상기 ANR 이어폰의 현재 상태가 하울링을 발생시킬 수 있는 상태일 때, 하울링 발생을 방지하는 처리를 개시하도록 구성되어 있는 하울링 프로세서;가 포함되고,
    상기 상태 판단기는, 제1 마이크로폰과 제2 마이크로폰에 의해 수집된 신호에 따라 제1 마이크로폰으로부터 제2 마이크로폰까지의 전달 함수를 계산하고; 제1 마이크로폰으로부터 제2 마이크로폰까지의 전달 함수의 시간 영역 특성에 따라 ANR 이어폰의 상태가 하울링을 발생시킬 수 없는 상태인지 하울링을 발생시킬 수 있는 상태인지를 판단하거나, 또는 제1 마이크로폰으로부터 제2 마이크로폰까지의 전달 함수의 주파수 영역 특성에 따라 ANR 이어폰의 상태가 하울링을 발생시킬 수 없는 상태인지 하울링을 발생시킬 수 있는 상태인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 능동 소음 저감(ANR) 이어폰에 이용되는 하울링 억제 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 상태 판단기에는,
    제1 마이크로폰에 의해 수집된 디지털 신호를 캐싱하는 제1 데이터 캐시;
    제2 마이크로폰에 의해 수집된 디지털 신호를 캐싱하는 제2 데이터 캐시;
    제1 캐시와 제2 캐시 내의 데이터에 따라 제1 마이크로폰으로부터 제2 마이크로폰까지의 시간 영역 전달 함수를 계산하는 전달 함수 평가기;
    제1 마이크로폰으로부터 제2 마이크로폰까지의 시간 영역 전달 함수의 이전의 M 오더의 제곱합과 이전의 N 오더의 제곱합의 비에 따라 시간 영역 판단 비율을 취득하되, N은 자연수이고, N은 시간 영역 전달 함수의 길이이며, M은 N보다 작은 자연수인 판단 비율 계산기; 및
    상기 시간 영역 판단 비율이 판단 역치보다 작을 때 하울링을 발생시킬 수 없는 상태로 판단하고, 상기 시간 영역 판단 비율이 판단 역치보다 클 때 하울링을 발생시킬 수 있는 상태로 판단하되, 판단 역치는 이어폰의 구조 변화에 따라 변화하고 통계에 의하여 취득되는 상태 결정기가 포함되는 것을 특징으로 하는 능동 소음 저감(ANR) 이어폰에 이용되는 하울링 억제 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 상태 판단기에는,
    제1 마이크로폰에 의해 수집된 디지털 신호를 캐싱하는 제1 데이터 캐시;
    제2 마이크로폰에 의해 수집된 디지털 신호를 캐싱하는 제2 데이터 캐시;
    제1 캐시와 제2 캐시 내의 데이터에 따라 제1 마이크로폰으로부터 제2 마이크로폰까지의 주파수 영역 전달 함수를 계산하는 전달 함수 평가기;
    제1 마이크로폰으로부터 제2 마이크로폰까지의 주파수 영역 전달 함수의 이전의 M 오더의 모듈 제곱합과 이전의 M+1로부터 N/2까지의 오더의 모듈 제곱합의 비에 따라 주파수 영역 판단 비율을 취득하되, N은 자연수이고, N은 주파수 영역 전달 함수의 길이이며, M은 N/2보다 작은 자연수인 판단 비율 계산기; 및
    주파수 영역 판단 비율이 판단 역치보다 작을 때 하울링을 발생시킬 수 있는 상태로 판단하고, 주파수 영역 판단 비율이 판단 역치보다 클 때 하울링을 발생시킬 수 없는 상태로 판단하되, 판단 역치는 이어폰의 구조 변화에 따라 변화하고 통계에 의하여 취득되는 상태 결정기가 포함되는 것을 특징으로 하는 능동 소음 저감(ANR) 이어폰에 이용되는 하울링 억제 장치.
  10. 제7항 내지 제9항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 ANR 이어폰이 피드포워드식 ANR 이어폰일 때, 상기 제1 마이크로폰은 피드포워드식 ANR의 참조 마이크로폰(REF MIC)이고;
    상기 ANR 이어폰이 피드백식 ANR 이어폰일 때, 상기 제2 마이크로폰은 피드백식 ANR의 오차 마이크로폰(ERR MIC)이며;
    상기 ANR 이어폰이 혼합식 ANR 이어폰일 때, 상기 제1 마이크로폰은 피드포워드식 ANR의 참조 마이크로폰(REF MIC)이고, 상기 제2 마이크로폰은 피드백식 ANR의 오차 마이크로폰(ERR MIC)인; 것을 특징으로 하는 능동 소음 저감(ANR) 이어폰에 이용되는 하울링 억제 장치.
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