KR102584611B1 - Noise reduction system - Google Patents

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왕세명
유호민
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광주과학기술원
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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 소음 저감 시스템은 음원을 출력하는 음원 스피커, 음원에 의해 발생하는 오디오 신호를 입력받는 마이크, 마이크로 입력된 오디오 신호를 감쇠하는 제어음원을 생성하는 소음제어부 및 소음제어부에 의해 생성된 제어음원을 출력하는 소음억제 스피커를 포함하고, 소음억제 스피커는 음원 재생 영역을 향해 제어음원을 출력하는 제1 레이어 스피커와, 소음 억제 영역을 향해 제어음원을 출력하는 제2 레이어 스피커를 포함할 수 있다. The noise reduction system according to an embodiment of the present invention includes a sound source speaker that outputs a sound source, a microphone that receives an audio signal generated by the sound source, a noise control unit that generates a control sound source that attenuates the audio signal input from the microphone, and a noise control unit. It includes a noise suppression speaker that outputs the generated control sound source, and the noise suppression speaker includes a first layer speaker that outputs the control sound source toward the sound source playback area and a second layer speaker that outputs the control sound source toward the noise suppression area. can do.

Description

소음 저감 시스템{Noise reduction system}Noise reduction system {Noise reduction system}

본 발명은 소음 저감 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공연장, 운동 경기장 등과 같은 곳에서 사운드가 발생하는 경우 인접한 주거 지역과 같은 주변 영역에서 소음으로 작용할 수 있는 사운드를 줄이는 소음 저감 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a noise reduction system, and more specifically, to a noise reduction system that reduces sound that may act as noise in surrounding areas such as adjacent residential areas when sound is generated in places such as performance halls, sports stadiums, etc.

공연장, 운동 경기장 등과 같은 곳에서는 무대 영역 및 관람 영역에 사운드가 잘 전달되도록 사운드의 크기를 높일 수 있다.In places such as performance halls and sports stadiums, the volume of the sound can be increased so that the sound is transmitted well to the stage area and viewing area.

그러나 공연장, 운동 경기장 등과 인접하게 주택가나 상가 등이 위치하는 경우 공연장과 운동 경기장 등에서 발생하는 사운드는 주택가나 상가 등에서 소음으로 작용할 수 있다.However, if residential areas or commercial areas are located adjacent to performance halls, sports stadiums, etc., the sound generated from the performance halls, sports stadiums, etc. may act as noise in residential areas or commercial areas.

도 1은 소음 저감 시스템의 사용 예를 나타내는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이 공연장 등에서는 사운드를 발생시키는 음원(S)이 존재한다. 이 때, 음원(S)에서 발생하는 사운드는 공연영역(Bright zone)에서 좋은 음질을 확보하고, 저감영역(Dark zone)에서는 크기를 최소화하는 것이 중요하다.1 is a diagram showing an example of use of a noise reduction system. As shown in Figure 1, there is a sound source (S) that generates sound in a performance hall, etc. At this time, it is important to ensure good sound quality in the bright zone of the sound generated from the sound source (S) and to minimize the size in the dark zone.

여기서, 공연영역은 무대 영역, 무대를 관람하는 관람 영역 등과 같이 사운드가 잘 들려야 하는 음원 재생 영역을 의미하고, 저감영역은 주택가, 상가 등 사운드가 최소화되어야 하는 소음 억제 영역을 의미할 수 있다.Here, the performance area refers to a sound source reproduction area where sound must be clearly heard, such as a stage area or a viewing area for watching a stage, and the reduction area may refer to a noise suppression area where sound must be minimized, such as a residential area or a commercial area.

저감영역에서의 소음을 줄이기 위한 방안으로, 종래에는 음원을 출력하는 동시에 출력되는 음원과 상쇄되는 제어음원을 출력함으로써 공연영역과 저감영역 사이에 가상의 방음벽을 형성할 수 있다.As a way to reduce noise in the reduction area, a virtual soundproof wall can be formed between the performance area and the reduction area by outputting a sound source and simultaneously outputting a control sound source that offsets the output sound source.

즉, 종래에는 출력되는 음원과 상쇄되는 제어음원을 출력함으로써 공연영역에서의 좋은 음질 확보 및 저감영역에서 소음 저감을 동시에 달성하고자 하였다. 그러나, 이 경우 공연영역에 도달한 제어음원은 음원과 간섭되고, 저감영역에 도달한 음원은 제어음원과 간섭되는 트레이드오프(trade off) 관계로, 공연영역에서의 좋은 음질 확보와 저감영역에서 소음 저감을 함께 확보하기 어려운 단점이 있다.That is, in the past, an attempt was made to simultaneously secure good sound quality in the performance area and reduce noise in the reduction area by outputting a control sound source that offsets the output sound source. However, in this case, there is a trade-off relationship in which the control sound source that reaches the performance area interferes with the sound source, and the sound source that reaches the reduction area interferes with the control sound source, ensuring good sound quality in the performance area and noise reduction in the reduction area. There is a disadvantage that it is difficult to secure reduction simultaneously.

따라서, 공연영역에서의 좋은 음질을 확보하면서 저감영역에서 소음을 저감시킬 수 있는 방안이 요구된다.Therefore, a method is required to reduce noise in the reduction area while ensuring good sound quality in the performance area.

본 발명은 공연영역에서의 좋은 음질 확보와 저감영역에서 소음 저감을 함께 확보할 수 있는 소음 저감 시스템을 제공하고자 한다.The present invention seeks to provide a noise reduction system that can secure both good sound quality in the performance area and noise reduction in the reduction area.

본 발명은 공연영역에서 형성하고자 하는 음장을 만들고, 그 이후에 발생하는 오디오 신호와 상쇄되는 제어음원을 저감영역에 출력함으로써 공연영역에서의 좋은 음질 확보와 저감영역에서 소음 저감을 함께 확보하고자 한다. 즉, 본 발명은 공연영역에서 형성된 음장과 저감영역으로 출력되는 제어음원 간에 발생하는 간섭을 최소화하고자 한다.The present invention seeks to secure good sound quality in the performance area and reduce noise in the reduction area by creating a sound field to be formed in the performance area and outputting a control sound source that cancels out the audio signal generated thereafter to the reduction area. In other words, the present invention seeks to minimize interference occurring between the sound field formed in the performance area and the control sound source output to the reduction area.

본 발명의 실시 예에 따른 소음 저감 시스템은 음원을 출력하는 음원 스피커, 음원에 의해 발생하는 오디오 신호를 입력받는 마이크, 마이크로 입력된 오디오 신호를 감쇠하는 제어음원을 생성하는 소음제어부 및 소음제어부에 의해 생성된 제어음원을 출력하는 소음억제 스피커를 포함하고, 소음억제 스피커는 음원 재생 영역을 향해 제어음원을 출력하는 제1 레이어 스피커와, 소음 억제 영역을 향해 제어음원을 출력하는 제2 레이어 스피커를 포함할 수 있다.The noise reduction system according to an embodiment of the present invention includes a sound source speaker that outputs a sound source, a microphone that receives an audio signal generated by the sound source, a noise control unit that generates a control sound source that attenuates the audio signal input from the microphone, and a noise control unit. It includes a noise suppression speaker that outputs the generated control sound source, and the noise suppression speaker includes a first layer speaker that outputs the control sound source toward the sound source playback area and a second layer speaker that outputs the control sound source toward the noise suppression area. can do.

소음제어부는 제1 레이어 스피커를 구성하는 각각의 스피커와 제2 레이어 스피커를 구성하는 각각의 스피커를 그룹으로 설정하고, 각 그룹별로 하나의 제어음원을 생성할 수 있다.The noise control unit may set each speaker constituting the first layer speaker and each speaker constituting the second layer speaker into a group and generate one control sound source for each group.

소음제어부는 제1 레이어 스피커를 구성하는 제1 스피커와 제2 레이어 스피커를 구성하는 제2 스피커를 하나의 그룹으로 설정하고, 제1 스피커와 제2 스피커 중 어느 하나는 다른 하나에서 출력되는 제1 제어음원에 기초하는 제2 제어음원을 출력할 수 있다.The noise control unit sets the first speaker constituting the first layer speaker and the second speaker constituting the second layer speaker into one group, and one of the first speaker and the second speaker is configured to output the first speaker output from the other. A second control sound source based on the control sound source can be output.

제1 스피커와 제2 스피커는 제어음원을 출력하는 방향을 연장하는 선과 동일선 상에 위치될 수 있다.The first speaker and the second speaker may be located on the same line extending in the direction in which the control sound source is output.

마이크는 음원 재생 영역과 소음 억제 영역 중 음원 재생 영역에 가깝게 배치되는 제1 마이크와, 음원 재생 영역과 소음 억제 영역 중 소음 억제 영역에 가깝게 배치되는 제2 마이크를 포함할 수 있다.The microphone may include a first microphone disposed close to the sound source reproduction area among the sound source reproduction area and the noise suppression area, and a second microphone disposed close to the noise suppression area among the sound source reproduction area and the noise suppression area.

소음억제 스피커는 제1 마이크와 제2 마이크 사이에 배치될 수 있다.A noise suppression speaker may be placed between the first microphone and the second microphone.

본 발명의 실시 예에 따르면, 제어음원이 공연 영역에 미치는 영향을 감소시켜 공연 영역에서의 음질을 확보하는 동시에 주거 지역 등에서의 음압을 감소시켜 소음 억제 영역을 형성 가능한 이점이 있다.According to an embodiment of the present invention, there is an advantage of securing sound quality in the performance area by reducing the influence of the control sound source on the performance area and forming a noise suppression area by reducing sound pressure in residential areas, etc.

본 발명의 실시 예에 따르면, 이중 어레이 스피커에서 각 어레이에 해당하는 스피커를 함께 제어할 경우 D/A 컨버터의 개수를 줄여 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.According to an embodiment of the present invention, when the speakers corresponding to each array are controlled together in a dual array speaker, there is an advantage in reducing costs by reducing the number of D/A converters.

도 1은 소음 저감 시스템의 사용 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 소음 저감 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 소음 저감 시스템에서 κ를 1로 설정한 경우 주파수 응답을 나타내는 도면이다.
도 5 내지 도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 소음 저감 시스템에서 κ를 0.09로 설정한 경우 주파수 응답을 나타내는 도면이다.
도 7 내지 도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 소음 저감 시스템에서 κ를 0.9로 설정한 경우 주파수 응답을 나타내는 도면이다.
도 9 내지 도 10은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 소음 저감 시스템에서 κ를 0.5로 설정한 경우 주파수 응답을 나타내는 도면이다.
도 11 내지 도 12는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 소음 저감 시스템에서 κ를 0.1로 설정한 경우 주파수 응답을 나타내는 도면이다.
도 13 내지 도 14는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 소음 저감 시스템에서 κ를 0.01로 설정한 경우 주파수 응답을 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 소음 저감 시스템을 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 제2 실시 예에 다른 소음 저감 시스템의 제어 블록도이다.
도 17 내지 도 18은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 소음 저감 시스템에서 κ를 1으로 설정한 경우 주파수 응답을 나타내는 도면이다.
도 19 내지 도 20은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 소음 저감 시스템에서 κ를 0.99로 설정한 경우 주파수 응답을 나타내는 도면이다.
도 21 내지 도 22는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 소음 저감 시스템에서 κ를 0.9로 설정한 경우 주파수 응답을 나타내는 도면이다.
도 23 내지 도 24는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 소음 저감 시스템에서 κ를 0.5로 설정한 경우 주파수 응답을 나타내는 도면이다.
도 25 내지 도 26은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 소음 저감 시스템에서 κ를 0.1로 설정한 경우 주파수 응답을 나타내는 도면이다.
도 27 내지 도 28은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 소음 저감 시스템에서 κ를 0.01로 설정한 경우 주파수 응답을 나타내는 도면이다.
도 29는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 소음 저감 시스템을 나타내는 도면이다.
도 30은 본 발명의 제3 실시 예에 다른 소음 저감 시스템의 제어 블록도이다.
도 31은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 소음 저감 시스템에서 주파수 응답을 나타내는 도면이다.
도 32는 본 발명의 실시 예에 따른 소음 저감 시스템의 구성요소의 위치를 다르게 배치한 예시 도면이다.
도 33은 도 32에 따른 소음 저감 시스템에서 주파수 응답을 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing an example of use of a noise reduction system.
Figure 2 is a diagram showing a noise reduction system according to a first embodiment of the present invention.
Figures 3 and 4 are diagrams showing the frequency response when κ is set to 1 in the noise reduction system according to the first embodiment of the present invention.
Figures 5 and 6 are diagrams showing the frequency response when κ is set to 0.09 in the noise reduction system according to the first embodiment of the present invention.
Figures 7 and 8 are diagrams showing the frequency response when κ is set to 0.9 in the noise reduction system according to the first embodiment of the present invention.
9 to 10 are diagrams showing the frequency response when κ is set to 0.5 in the noise reduction system according to the first embodiment of the present invention.
Figures 11 and 12 are diagrams showing the frequency response when κ is set to 0.1 in the noise reduction system according to the first embodiment of the present invention.
Figures 13 and 14 are diagrams showing the frequency response when κ is set to 0.01 in the noise reduction system according to the first embodiment of the present invention.
Figure 15 is a diagram showing a noise reduction system according to a second embodiment of the present invention.
Figure 16 is a control block diagram of a noise reduction system according to the second embodiment of the present invention.
Figures 17 and 18 are diagrams showing the frequency response when κ is set to 1 in the noise reduction system according to the second embodiment of the present invention.
Figures 19 and 20 are diagrams showing the frequency response when κ is set to 0.99 in the noise reduction system according to the second embodiment of the present invention.
Figures 21 and 22 are diagrams showing the frequency response when κ is set to 0.9 in the noise reduction system according to the second embodiment of the present invention.
Figures 23 and 24 are diagrams showing the frequency response when κ is set to 0.5 in the noise reduction system according to the second embodiment of the present invention.
Figures 25 and 26 are diagrams showing the frequency response when κ is set to 0.1 in the noise reduction system according to the second embodiment of the present invention.
Figures 27 and 28 are diagrams showing the frequency response when κ is set to 0.01 in the noise reduction system according to the second embodiment of the present invention.
Figure 29 is a diagram showing a noise reduction system according to a third embodiment of the present invention.
Figure 30 is a control block diagram of a noise reduction system according to the third embodiment of the present invention.
Figure 31 is a diagram showing the frequency response in the noise reduction system according to the third embodiment of the present invention.
Figure 32 is an example diagram showing different positions of components of a noise reduction system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 33 is a diagram showing the frequency response in the noise reduction system according to FIG. 32.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail along with the drawings.

도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 소음 저감 시스템을 나타내는 도면이다.Figure 2 is a diagram showing a noise reduction system according to a first embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따르면 소음 저감 시스템은 음원 스피커(1), 마이크(2)(3), 소음억제 스피커(4) 및 소음제어부(100, 도 16 참고) 중 적어도 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.As shown in Figure 2, according to the first embodiment of the present invention, the noise reduction system includes a sound source speaker (1), a microphone (2) (3), a noise suppression speaker (4), and a noise control unit (100, see Figure 16). ) may include at least some or all of.

음원 스피커(1)는 음원을 출력할 수 있다. 여기서, 음원은 음원 재생 영역에 음장(sound field)을 형성하는 것으로, 모노(mono), 스테레오(stereo), 어레이(array) 등의 형태로 형성될 수 있다. 음원은 어떠한 형태로도 제어가 가능하며(예: WFS, Sound Focusing 등등) 소음 제어부(100)와 독립적으로 동작한다. 음원은 음원 재생 영역에서의 재생을 위해 형성된 것일 수 있다. 예를 들어, 음원은 음원 재생 영역에서 재생될 소리가 적어도 하나의 마이크를 통해 입력된 후 증폭 또는 믹서(미도시)에 의해 혼합된 오디오신호일 수 있다.The sound source speaker 1 can output a sound source. Here, the sound source forms a sound field in the sound source reproduction area, and may be formed in the form of mono, stereo, array, etc. The sound source can be controlled in any form (e.g. WFS, Sound Focusing, etc.) and operates independently from the noise control unit 100. The sound source may be formed for reproduction in the sound source reproduction area. For example, the sound source may be an audio signal in which the sound to be played in the sound source playback area is input through at least one microphone and then amplified or mixed by a mixer (not shown).

한편, 음원 스피커(1)에서 출력되는 음원은 음원 재생 영역(Bright zone)에 음장을 형성하는 동시에 소음 억제 영역(Dark zone)에 음장을 형성할 수 있다. 여기서, 음원 재생 영역은 사운드의 음질이 확보되도록 설정된 영역이고, 소음 억제 영역은 사운드의 크기가 최소화되도록 설정된 영역일 수 있다.Meanwhile, the sound source output from the sound source speaker 1 can form a sound field in the sound source reproduction area (Bright zone) and simultaneously form a sound field in the noise suppression area (Dark zone). Here, the sound source reproduction area may be an area set to ensure sound quality, and the noise suppression area may be an area set to minimize the size of the sound.

음원 재생 영역 및 소음 억제 영역 각각에서는 음원에 의해 오디오 신호가 발생하여 음장을 형성할 수 있다.In each of the sound source reproduction area and noise suppression area, an audio signal may be generated by the sound source to form a sound field.

마이크(2)(3)는 음원 재생 영역 및 소음 억제 영역에서 발생하는 오디오 신호를 수신할 수 있다. 구체적으로, 마이크(2)(3)는 제1 마이크(2)와 제2 마이크(3)를 포함할 수 있고, 제1 마이크(2)는 음원 재생 영역과 소음 억제 영역 중 음원 재생 영역에 가깝게 배치되는 마이크이고, 제2 마이크(3)는 음원 재생 영역과 소음 억제 영역 중 소음 억제 영역에 가깝게 배치되는 마이크일 수 있다.The microphones 2 and 3 can receive audio signals generated in the sound source reproduction area and noise suppression area. Specifically, the microphones 2 and 3 may include a first microphone 2 and a second microphone 3, and the first microphone 2 is close to the sound source playback area among the sound source playback area and the noise suppression area. It is a microphone placed, and the second microphone 3 may be a microphone placed close to the noise suppression area among the sound source reproduction area and the noise suppression area.

마이크(2)(3)는 복수개의 마이크가 어레이 형태로 형성될 수 있다.The microphones 2 and 3 may have a plurality of microphones formed in an array form.

소음억제 스피커(4)는 소음 억제 영역에서 사운드의 크기가 최소화되도록 후술하는 제어음원을 출력하는 스피커일 수 있다. The noise suppression speaker 4 may be a speaker that outputs a control sound source, which will be described later, to minimize the size of the sound in the noise suppression area.

본 발명의 제1 실시 예에 따르면, 소음억제 스피커(4)는 일 열의 어레이 형태로 형성될 수 있다.According to the first embodiment of the present invention, the noise suppression speaker 4 may be formed in the form of a row of arrays.

도 2에 도시되지는 않았으나, 소음제어부(100)는 마이크(2)(3) 및 소음억제 스피커(10)와 유선 또는 무선으로 연결되도록 형성될 수 있다.Although not shown in FIG. 2, the noise control unit 100 may be connected to the microphones 2 and 3 and the noise suppression speaker 10 by wire or wirelessly.

소음 제어부(100)는 소음억제 스피커(4)를 통해 출력되는 제어음원을 생성할 수 있다. 여기서, 제어음원은 마이크(2)(3)로 입력된 오디오 신호를 감쇠시키기 위한 오디오 신호를 의미할 수 있다. The noise control unit 100 can generate a control sound source output through the noise suppression speaker 4. Here, the control sound source may mean an audio signal for attenuating the audio signal input to the microphone (2) (3).

소음 제어부(100)는 마이크(2)(3)를 통해 수신된 오디오 신호를 감쇠하는 제어음원을 생성할 수 있다.The noise control unit 100 may generate a control sound source that attenuates the audio signal received through the microphone 2 and 3.

소음 제어부(100)는 음원 스피커(1)로 입력되는 오디오 신호를 직접 전달받고, 전달받은 오디오 신호를 감쇠하는 제어음원을 생성할 수 있다.The noise control unit 100 can directly receive an audio signal input to the sound source speaker 1 and generate a control sound source that attenuates the received audio signal.

여기서, 제어음원은 수신되거나 전달된 오디오 신호의 위상과 반대되는 위상을 갖는 오디오신호일 수 있다.Here, the control sound source may be an audio signal having a phase opposite to that of the received or transmitted audio signal.

소음 제어부(100)는 아래와 같은 연산을 통해 제어음원을 생성할 수 있다.The noise control unit 100 can generate a control sound source through the following calculation.

먼저, qp는 음원 스피커(1)에서 출력되는 오디오 신호를 나타내고, Pa는 제1 마이크(2)로 입력되는 오디오 신호를 나타내고, Pi는 제2 마이크(3)로 입력되는 오디오 신호를 나타낼 수 있다. Pa는 음원 재생 영역에서의 음장을 나타내고, Pi는 소음 억제 영역에서의 음장을 나타낼 수 있다. First, q p represents the audio signal output from the sound source speaker (1), P a represents the audio signal input to the first microphone (2), and P i represents the audio signal input to the second microphone (3). It can be expressed. P a may represent the sound field in the sound source reproduction area, and P i may represent the sound field in the noise suppression area.

한편, 음원 스피커(1)에서 출력되는 오디오 신호(qp)가 제2 마이크(3)까지 전달되는 경로에 대한 전달함수 Gip와, 소음억제 스피커(4)에서 출력되는 오디오 신호(qs)가 제2 마이크(3)까지 전달되는 경로에 대한 전달함수 Gis와, 소음억제 스피커(4)에서 출력되는 오디오 신호(qs)가 제1 마이크(2)까지 전달되는 경로에 대한 전달함수 Gas는 미리 설정되어 있을 수 있다. 즉, 전달함수 Gip , Gis 및 Gas는 음원 스피커(1)와, 마이크(2)(3) 및 소음억제 스피커(4) 사이의 위치 및 거리 등에 기초하여 결정되어 설정될 수 있다.Meanwhile, the transfer function G ip for the path through which the audio signal (q p ) output from the sound source speaker (1) is transmitted to the second microphone (3), and the audio signal (q s ) output from the noise suppression speaker (4) is the transfer function G is for the path through which the audio signal (q s ) output from the noise suppression speaker (4) is transmitted to the first microphone (2), and the transfer function G is as may be preset. That is, the transfer functions G ip , G is and G as may be determined and set based on the position and distance between the sound source speaker 1, the microphone 2 and 3, and the noise suppression speaker 4.

따라서, 소음 제어부(100)는 qp, Gip , Gis를 알고 있으며, 아래 [수학식 1]과 [수학식 2]를 획득할 수 있다.Therefore, the noise control unit 100 knows q p , G ip , and G is and can obtain [Equation 1] and [Equation 2] below.

여기서, 수학식 1은 소음 억제 영역의 성능을 나타내는 오디오 신호를 나타내고, 수학식 2는 음원 재생 영역에 영향을 미치는 오디오 신호를 나타낼 수 있다. Here, Equation 1 may represent an audio signal representing the performance of the noise suppression area, and Equation 2 may represent an audio signal affecting the sound source reproduction area.

소음 제어부(100)는 수학식 1과 수학식 2를 합하는 목적함수 J를 획득할 수 있다. 목적함수 J는 소음 억제 영역의 성능을 나타내는 오디오 신호와 음원 재생 영역에 영향을 미치는 오디오 신호의 합이므로, J의 결과값이 작을수록 소음 억제 영역의 음압이 낮고, 제어음원이 음원 재생 영역에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.The noise control unit 100 may obtain an objective function J that combines Equation 1 and Equation 2. The objective function J is the sum of the audio signal representing the performance of the noise suppression area and the audio signal affecting the sound source playback area. Therefore, the smaller the result of J, the lower the sound pressure in the noise suppression area, and the lower the sound pressure of the noise suppression area, and the effect the control sound source has on the sound source playback area. The impact can be minimized.

따라서, 소음 제어부(100)는 아래 [수학식 3]을 만족하는 qs를 산출하여 소음 억제 스피커(4)에서 출력되는 제어음원을 조절할 수 있다.Therefore, the noise control unit 100 can adjust the control sound source output from the noise suppression speaker 4 by calculating qs that satisfies [Equation 3] below.

즉, 소음 제어부(100)는 [수학식 3]과 같이 목적함수 J의 결과값이 최소가 되는 qs를 산출하고, 산출된 qs에 따라 제어음원을 생성하여 소음 억제 스피커(4)에서 출력할 수 있다.That is, the noise control unit 100 calculates q s at which the result value of the objective function J is minimized as shown in [Equation 3], generates a control sound source according to the calculated q s , and outputs it from the noise suppression speaker 4. can do.

한편, 소음 제어부(100)는 소음 억제 영역의 사운드 크기를 최소화하기 위한 성능과 제어음원이 음원 재생 영역에 미치는 영향을 최소화하기 위한 성능 사이에 가중치를 설정할 수 있다. 즉, 소음 제어부(100)는 κ를 0 이상 1이하의 값 중 어느 하나로 설정할 수 있고, κ를 0에 가깝게 설정할수록 제어음원이 음원 재생 영역에 미치는 영향을 최소화할 수 있고, κ를 1에 가깝게 설정할수록 소음 억제 영역의 사운드 크기를 최소화할 수 있다.Meanwhile, the noise control unit 100 may set a weight between the performance for minimizing the sound size of the noise suppression area and the performance for minimizing the influence of the control sound source on the sound source reproduction area. That is, the noise control unit 100 can set κ to any of the values between 0 and 1, and the closer κ is set to 0, the more the influence of the control sound source on the sound source reproduction area can be minimized, and the closer κ is to 1. The more settings you make, the more you can minimize the sound volume in the noise suppression area.

아래, [수학식 4]는 [수학식 3]에 β 연산을 추가한 수학식일 수 있다. Below, [Equation 4] may be an equation obtained by adding the β operation to [Equation 3].

β 는 정규화(regularization)를 위한 것으로, 소음 제어부(100)는 [수학식 4]를 통해 qs를 산출함으로써 제어음원이 과도한 크기를 갖지 않도록 방지할 수 있다.β is for regularization, and the noise control unit 100 can prevent the control sound source from having an excessive size by calculating q s through [Equation 4].

소음 제어부(100)는 κ를 설정한 후 qs를 산출하고, qs에 따라 제어음원을 생성하여 출력하여 소음 억제 영역의 오디오 신호 크기를 최소화하는 동시에 제어음원이 음원 재생 영역에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.The noise control unit 100 calculates q s after setting κ, and generates and outputs a control sound source according to q s to minimize the size of the audio signal in the noise suppression area and at the same time minimize the impact of the control sound source on the sound source playback area. can do.

도 3 내지 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 소음 저감 시스템에서 κ를 1로 설정한 경우 주파수 응답을 나타내는 도면이다.Figures 3 and 4 are diagrams showing the frequency response when κ is set to 1 in the noise reduction system according to the first embodiment of the present invention.

도 3(a)는 음원 스피커(1)에서 음원만을 출력하는 경우 주파수 응답을 나타내고, 도 3(b)는 음원 스피커(1)에서 음원을 출력하고, 소음 억제 스피커(4)에서 제어음원을 출력하는 경우 주파수 응답을 나타낼 수 있다. 특히, 소음억제 스피커(4)에서 출력되는 제어음원은 κ가 1으로 설정된 경우 산출된 qs에 따라 생성된 제어음원일 수 있다.Figure 3(a) shows the frequency response when only the sound source is output from the sound source speaker 1, and Figure 3(b) shows the sound source output from the sound source speaker 1 and the control sound source from the noise suppression speaker 4. In this case, the frequency response can be expressed. In particular, the control sound source output from the noise suppression speaker 4 may be a control sound source generated according to q s calculated when κ is set to 1.

도 4(a)는 도 3의 제1 위치(0.5, 1)에서 음원만 출력될 경우의 주파수 응답(하늘색)과, 음원 및 제어음원이 출력될 경우 주파수 응답(주황색)을 나타내고, 도 4(b)는 도 3의 제2 위치(1, 0)에서 음원만 출력될 경우의 주파수 응답(하늘색)과, 음원 및 제어음원이 출력될 경우 주파수 응답(주황색)을 나타내고, 도 4(c)는 도 3의 제3 위치(1.5, -1)에서 음원만 출력될 경우의 주파수 응답(하늘색)과, 음원 및 제어음원이 출력될 경우 주파수 응답(주황색)을 나타내고, 도 4(d)는 도 3의 제4 위치(2.5, -1)에서 음원만 출력될 경우의 주파수 응답(하늘색)과, 음원 및 제어음원이 출력될 경우 주파수 응답(주황색)을 나타내고, 도 4(e)는 도 3의 제5 위치(3.5, -0.5)에서 음원만 출력될 경우의 주파수 응답(하늘색)과, 음원 및 제어음원이 출력될 경우 주파수 응답(주황색)을 나타내고, 도 4(f)는 도 3의 제6 위치(6, 1)에서 음원만 출력될 경우의 주파수 응답(하늘색)과, 음원 및 제어음원이 출력될 경우 주파수 응답(주황색)을 나타내고, 도 4(g)는 도 3의 제7 위치(7.5, 0)에서 음원만 출력될 경우의 주파수 응답(하늘색)과, 음원 및 제어음원이 출력될 경우 주파수 응답(주황색)을 나타내고, 도 4(h)는 도 3의 제8 위치(9, -1)에서 음원만 출력될 경우의 주파수 응답(하늘색)과, 음원 및 제어음원이 출력될 경우 주파수 응답(주황색)을 나타낸다. FIG. 4(a) shows the frequency response (light blue) when only the sound source is output at the first position (0.5, 1) of FIG. 3, and the frequency response (orange) when the sound source and control sound source are output, and FIG. b) shows the frequency response (light blue) when only the sound source is output at the second position (1, 0) of Figure 3 and the frequency response (orange) when the sound source and control sound source are output, and Figure 4(c) shows The frequency response (light blue) when only the sound source is output at the third position (1.5, -1) in Figure 3 and the frequency response (orange) when the sound source and control sound source are output, and Figure 4(d) shows Figure 3 Shows the frequency response (light blue) when only the sound source is output at the fourth position (2.5, -1) and the frequency response (orange) when the sound source and control sound source are output, and FIG. 4(e) shows the frequency response (orange) in the case where only the sound source is output. The frequency response (light blue) when only the sound source is output at position 5 (3.5, -0.5) and the frequency response (orange) when the sound source and control sound source are output, and Figure 4(f) shows the 6th position in Figure 3. (6, 1) shows the frequency response (light blue) when only the sound source is output, and the frequency response (orange) when the sound source and control sound source are output, and Figure 4(g) shows the 7th position (7.5, 0) shows the frequency response (light blue) when only the sound source is output, and the frequency response (orange) when the sound source and control sound source are output, and Figure 4(h) shows the 8th position (9, -1) in Figure 3. Indicates the frequency response (light blue) when only the sound source is output, and the frequency response (orange) when the sound source and control sound source are output.

여기서, 제1 내지 제3 위치는 음원 재생 영역에 포함되는 위치로, 제1 내지 제3 위치에서 음원만 출력될 경우 주파수 응답(하늘색)과 음원 및 제어음원이 출력될 경우 주파수 응답(주황색)의 차는 제어음원이 음원 재생 영역에 미치는 영향을 나타낸다. 따라서, 제1 내지 제3 위치에서는 음원만 출력될 경우 주파수 응답(하늘색)과 음원 및 제어음원이 출력될 경우 주파수 응답(주황색)의 차가 작을수록 제어음원이 음원 재생 영역에 미치는 영향을 최소화함을 나타낼 수 있다.Here, the first to third positions are positions included in the sound source reproduction area, and the frequency response (light blue) when only the sound source is output from the first to third positions and the frequency response (orange) when the sound source and control sound source are output. The difference represents the influence of the control sound source on the sound source playback area. Therefore, in the first to third positions, the smaller the difference between the frequency response (light blue) when only the sound source is output and the frequency response (orange) when the sound source and control sound source are output, the less the influence of the control sound source on the sound source reproduction area is minimized. It can be expressed.

한편, 제6 내지 제8 위치는 소음 억제 영역에 포함되는 위치로, 제6 내지 제8 위치에서 음원만 출력될 경우 주파수 응답(하늘색)은 음원이 소음 억제 영역에 미치는 영향을 나타내고, 음원만 출력될 경우 주파수 응답(하늘색)과 음원 및 제어음원이 출력될 경우 주파수 응답(주황색)의 차는 소음 억제 영역에서의 소음 저감 효과를 나타낼 수 있다. 즉, 제6 내지 제8 위치에서 음원만 출력될 경우 주파수 응답(하늘색)과 음원 및 제어음원이 출력될 경우 주파수 응답(주황색)의 차가 클수록 소음 억제 영역에서의 소음 저감 효과가 큼을 나타낼 수 있다.Meanwhile, the 6th to 8th positions are positions included in the noise suppression area, and when only the sound source is output from the 6th to 8th positions, the frequency response (light blue) indicates the effect of the sound source on the noise suppression area, and only the sound source is output. The difference between the frequency response (light blue) and the frequency response (orange) when the sound source and control sound source are output can indicate the noise reduction effect in the noise suppression area. That is, the greater the difference between the frequency response (light blue) when only the sound source is output from the 6th to 8th positions and the frequency response (orange) when the sound source and control sound source are output, the greater the noise reduction effect in the noise suppression area.

도 3 내지 도 4와 마찬가지로, 도 5 내지 도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 소음 저감 시스템에서 κ를 0.09로 설정한 경우 주파수 응답을 나타내는 도면이고, 도 7 내지 도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 소음 저감 시스템에서 κ를 0.9로 설정한 경우 주파수 응답을 나타내는 도면이고, 도 9 내지 도 10은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 소음 저감 시스템에서 κ를 0.5로 설정한 경우 주파수 응답을 나타내는 도면이고, 도 11 내지 도 12는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 소음 저감 시스템에서 κ를 0.1로 설정한 경우 주파수 응답을 나타내는 도면이고, 도 13 내지 도 14는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 소음 저감 시스템에서 κ를 0.01로 설정한 경우 주파수 응답을 나타내는 도면이다.Like Figures 3 and 4, Figures 5 and 6 are diagrams showing the frequency response when κ is set to 0.09 in the noise reduction system according to the first embodiment of the present invention, and Figures 7 and 8 are diagrams of the noise reduction system according to the first embodiment of the present invention. Figures 9 and 10 are diagrams showing the frequency response when κ is set to 0.9 in the noise reduction system according to the first embodiment of the present invention, and Figures 9 and 10 show the case when κ is set to 0.5 in the noise reduction system according to the first embodiment of the present invention. Figures 11 and 12 are diagrams showing the frequency response when κ is set to 0.1 in the noise reduction system according to the first embodiment of the present invention, and Figures 13 and 14 are diagrams showing the frequency response of the noise reduction system according to the first embodiment of the present invention. 1 This is a diagram showing the frequency response when κ is set to 0.01 in the noise reduction system according to Example 1.

도 3 내지 도 14를 참조하면, 제1 내지 제3 위치에서 음원만 출력될 경우 주파수 응답(하늘색)과 음원 및 제어음원이 출력될 경우 주파수 응답(주황색)의 차를 줄이기 위해 κ를 감소시킬수록 제6 내지 제8 위치에서 음원만 출력될 경우 주파수 응답(하늘색)과 음원 및 제어음원이 출력될 경우 주파수 응답(주황색)의 차가 감소하는 것을 확인할 수 있다. 즉, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 소음 저감 시스템은 음원 재생 영역에서의 성능 가중치를 낮출수록 소음 억제 영역에서의 소음 저감 효과가 감소할 수 있다.Referring to Figures 3 to 14, the more κ is reduced to reduce the difference between the frequency response (light blue) when only the sound source is output from the first to third positions and the frequency response (orange) when the sound source and control sound source are output. It can be seen that the difference between the frequency response (light blue) when only the sound source is output from the 6th to 8th positions and the frequency response (orange) when the sound source and control sound source are output decreases. That is, as the noise reduction system according to the first embodiment of the present invention lowers the performance weight in the sound source reproduction area, the noise reduction effect in the noise suppression area may decrease.

이와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따르면, 소음억제 스피커(4)를 단일 레이어로 형성할 경우 음원 재생 영역에서의 음장이 제어음원에 다소 영향 받을 수 있으나 소음 저감 시스템의 설치 비용을 줄이면서 소음 억제 영역을 형성 가능한 이점이 있다.As such, according to the first embodiment of the present invention, when the noise suppression speaker 4 is formed as a single layer, the sound field in the sound source reproduction area may be somewhat affected by the control sound source, but the installation cost of the noise reduction system is reduced. There is an advantage of being able to form a noise suppression area.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 소음 저감 시스템은 소음억제 스피커(4)를 이중 레이어(double-layer)로 형성할 수 있다.The noise reduction system according to the second embodiment of the present invention can form the noise suppression speaker 4 as a double-layer.

도 15는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 소음 저감 시스템을 나타내는 도면이고, 도 16은 본 발명의 제2 실시 예에 다른 소음 저감 시스템의 제어 블록도이다.FIG. 15 is a diagram showing a noise reduction system according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 16 is a control block diagram of a noise reduction system according to a second embodiment of the present invention.

도 15 내지 도 16을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 소음 저감 시스템은 음원 스피커(1), 마이크(2)(3), 이중 레이어로 형성된 소음억제 스피커(10) 및 소음제어부(100) 중 적어도 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.15 to 16, the noise reduction system according to the second embodiment of the present invention includes a sound source speaker (1), a microphone (2) (3), a noise suppression speaker (10) formed of a double layer, and a noise control unit ( 100) may include at least some or all of them.

음원 스피커(1), 마이크(2)(3)와 관련하여 앞에서 설명한 바와 동일한 설명은 생략하기로 한다. The same explanation as previously described regarding the sound source speaker (1) and microphone (2) and (3) will be omitted.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 소음 저감 시스템은 이중 레이어로 형성된 소음억제 스피커(10)를 포함할 수 있고, 소음억제 스피커(10)는 제1 레이어 스피커(11)와 제2 레이어 스피커(12)를 포함할 수 있다.The noise reduction system according to the second embodiment of the present invention may include a noise suppression speaker 10 formed of a double layer, and the noise suppression speaker 10 includes a first layer speaker 11 and a second layer speaker 12. ) may include.

제1 레이어 스피커(11)는 복수의 스피커(11-1, 11-2, ... 11-N)를 포함하고, 제2 레이어 스피커(12)는 복수의 스피커(12-1, 12-2, ... 12-N)를 포함할 수 있다.The first layer speaker 11 includes a plurality of speakers 11-1, 11-2, ... 11-N, and the second layer speaker 12 includes a plurality of speakers 12-1, 12-2. , ... 12-N).

제1 레이어 스피커(11)는 음원 재생 영역(Bright zone)을 향해 소음 제어부(110)에서 생성된 제어음원을 출력하고, 제2 레이어 스피커(12)는 소음 억제 영역(Dark zone)을 향해 소음 제어부(110)에서 생성된 제어음원을 출력할 수 있다.The first layer speaker 11 outputs the control sound source generated by the noise control unit 110 toward the sound source reproduction area (Bright zone), and the second layer speaker 12 outputs the control sound source generated by the noise control unit 110 towards the noise suppression area (Dark zone). The control sound source generated at (110) can be output.

제1 레이어 스피커(11)는 음원 재생 영역을 향해 설치되는 것이 바람직하고, 제2 레이어 스피커(12)는 소음 억제 영역을 향해 설치되는 것이 바람직하다.The first layer speaker 11 is preferably installed toward the sound source reproduction area, and the second layer speaker 12 is preferably installed toward the noise suppression area.

제1 레이어 스피커(11)는 음원 재생 영역과 소음 억제 영역 중 음원 재생 영역에 가깝게 배치되고, 제2 레이어 스피커(12)는 음원 재생 영역과 소음 억제 영역 중 소음 억제 영역에 가깝게 배치될 수 있다.The first layer speaker 11 may be placed close to the sound source playback area among the sound source playback area and the noise suppression area, and the second layer speaker 12 may be placed close to the noise suppression area among the sound source playback area and the noise suppression area.

마이크(2)(3)는 오디오 신호를 입력받아 소음 제어부(100)로 전달할 수 있다.The microphones 2 and 3 can receive audio signals and transmit them to the noise control unit 100.

소음 제어부(100)는 소음처리부(111)(112), ANC(Active Noise Cancellation) 컨트롤러(120) 및 제어음원 처리부(140) 중 적어도 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.The noise control unit 100 may include at least some or all of the noise processing units 111 and 112, an active noise cancellation (ANC) controller 120, and a control sound source processing unit 140.

소음처리부(111)(112)는 마이크(2)(3)로 입력받은 오디오 신호를 처리하는 모듈로서, 입력받은 오디오 신호를 증폭시키는 증폭기, 증폭된 오디오 신호를 필터링하는 필터, 필터링된 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터 중 적어도 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.The noise processing unit 111 and 112 is a module that processes the audio signal input through the microphone 2 and 3, and includes an amplifier to amplify the input audio signal, a filter to filter the amplified audio signal, and a digital signal to convert the filtered signal into a digital signal. It may include at least some or all of the A/D converters that convert it into a signal.

소음처리부(111)(112)는 제1 소음처리부(111)와 제2 소음처리부(112)를 포함할 수 있고, 제1 소음처리부(111)는 제1 마이크(2)로 입력된 오디오 신호를 처리하여 디지털 신호로 변환하고, 제2 소음처리부(112)는 제2 마이크(3)로 입력된 오디오 신호를 처리하여 디지털 신호로 변환할 수 있다.The noise processing units 111 and 112 may include a first noise processing unit 111 and a second noise processing unit 112, and the first noise processing unit 111 receives the audio signal input through the first microphone 2. The audio signal is processed and converted into a digital signal, and the second noise processing unit 112 can process the audio signal input to the second microphone 3 and convert it into a digital signal.

소음처리부(111)(112)를 통해 변환된 디지털 신호는 ANC 컨트롤러(120)로 전달될 수 있다.The digital signal converted through the noise processing units 111 and 112 may be transmitted to the ANC controller 120.

ANC 컨트롤러(120)는 마이크(2)(3)로 입력되어 처리된 오디오 신호와 크기는 동일하며 위상이 반대인 제어음원을 생성할 수 있다. ANC 컨트롤러(120)는 위 수학식 1 내지 수학식 4를 통해 설명한 바와 같은 방법으로 qs를 산출하여 제어음원을 생성할 수 있다.The ANC controller 120 can generate a control sound source that has the same size and opposite phase as the audio signal input and processed by the microphone 2 and 3. The ANC controller 120 can generate a control sound source by calculating q s in the same manner as described through Equations 1 to 4 above.

소음억제 스피커(10)를 구성하는 각각의 스피커의 위치는 상이하고, 그에 따라 전달함수 Gis 및 Gas는 상이하여 각각의 스피커에서 출력되는 제어음원은 상이할 수 있다. 경우에 따라, 소음억제 스피커(10)를 구성하는 각각의 스피커에서 출력되는 제어음원 중 일부는 동일할 수도 있다.The positions of each speaker constituting the noise suppression speaker 10 are different, and the transfer function G is accordingly and G as are different, so the control sound source output from each speaker may be different. In some cases, some of the control sound sources output from each speaker constituting the noise suppression speaker 10 may be the same.

ANC 컨트롤러(120)에서 생성되는 각각의 제어음원은 상이할 수 있어, 생성된 제어음원은 각각의 스피커에 대응하는 제어음원 처리부(140)로 전달될 수 있다.Each control sound source generated by the ANC controller 120 may be different, and the generated control sound source may be transmitted to the control sound source processor 140 corresponding to each speaker.

즉, 제어음원 처리부(140)는 복수개일 수 있고, 제어음원 처리부(140)의 개수는 소음억제 스피커(10)를 구성하는 스피커의 개수와 동일할 수 있다That is, there may be a plurality of control sound source processing units 140, and the number of control sound source processing units 140 may be the same as the number of speakers constituting the noise suppression speaker 10.

제어음원 처리부(140)는 소음억제 스피커(10)를 구성하는 각각의 스피커에 대응되도록 형성될 수 있다. 즉, 제어음원 처리부(140)는 제1, 2, ... N, N+1, ... 2N 제어음원 처리부를 포함할 수 있고, 제1 제어음원 처리부는 제1 레이어 스피커의 제1 스피커(11-1)에 대응되고, 제2 제어음원 처리부는 제1 레이어 스피커의 제2 스피커(11-2)에 대응되고, ... 제N 제어음원 처리부는 제1 레이어 스피커의 N번째 스피커인 제N 스피커(11-N)에 대응되고, 제N+1 제어음원 처리부는 제2 레이어 스피커의 제1 스피커(12-1)에 대응되고, 제N+2 제어음원 처리부는 제2 레이어 스피커의 제2 스피커(12-1)에 대응되고, ... 제2N 제어음원 처리부는 제2 레이어 스피커의 N번째 스피커인 제2N 스피커(12-N)에 대응될 수 있다.The control sound source processing unit 140 may be formed to correspond to each speaker constituting the noise suppression speaker 10. That is, the control sound source processing unit 140 may include 1st, 2, ... N, N+1, ... 2N control sound source processing units, and the first control sound source processing unit may include the first speaker of the first layer speaker. It corresponds to (11-1), the second control sound source processing unit corresponds to the second speaker (11-2) of the first layer speaker, and the Nth control sound source processing unit corresponds to the Nth speaker of the first layer speaker. It corresponds to the Nth speaker (11-N), the N+1 control sound source processing unit corresponds to the first speaker (12-1) of the second layer speaker, and the N+2 control sound source processing unit corresponds to the second layer speaker. It corresponds to the second speaker 12-1, and the 2N control sound source processor may correspond to the 2N speaker 12-N, which is the Nth speaker of the second layer speaker.

제어음원 처리부(140) 각각은 ANC 컨트롤러(120)로부터 전달된 제어음원을 아날로그 신호로 변환하는 D/A 컨버터(141)와, 아날로그 신호로 변환된 제어음원을 필터링하는 필터와, 필터링된 신호를 증폭하는 증폭기를 포함할 수 있다. 제어음원 처리부(140) 각각은 제어음원을 처리하여 각각의 대응되는 스피커로 전달할 수 있다.Each of the control sound source processors 140 includes a D/A converter 141 that converts the control sound source transmitted from the ANC controller 120 into an analog signal, a filter that filters the control sound source converted to an analog signal, and a filtered signal. It may include an amplifier that amplifies. Each control sound source processing unit 140 can process a control sound source and transmit it to each corresponding speaker.

소음억제 스피커(10) 각각은 제어음원 처리부(140)로부터 전달된 제어음원을 출력할 수 있다.Each noise suppression speaker 10 can output a control sound source transmitted from the control sound source processing unit 140.

도 17 내지 도 18은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 소음 저감 시스템에서 κ를 1으로 설정한 경우 주파수 응답을 나타내는 도면이다.Figures 17 and 18 are diagrams showing the frequency response when κ is set to 1 in the noise reduction system according to the second embodiment of the present invention.

도 17(a)는 음원 스피커(1)에서 음원만을 출력하는 경우 주파수 응답을 나타내고, 도 17(b)는 음원 스피커(1)에서 음원을 출력하고, 소음 억제 스피커(10)에서 제어음원을 출력하는 경우 주파수 응답을 나타낼 수 있다. 특히, 소음억제 스피커(10)에서 출력되는 제어음원은 κ가 1으로 설정된 경우 산출된 qs에 따라 생성된 제어음원일 수 있다.Figure 17(a) shows the frequency response when only the sound source is output from the sound source speaker 1, and Figure 17(b) shows the sound source output from the sound source speaker 1 and the control sound source from the noise suppression speaker 10. In this case, the frequency response can be expressed. In particular, the control sound source output from the noise suppression speaker 10 may be a control sound source generated according to q s calculated when κ is set to 1.

도 18(a)는 도 17의 제1 위치(0.5, 1)에서 음원만 출력될 경우의 주파수 응답(하늘색)과, 음원 및 제어음원이 출력될 경우 주파수 응답(주황색)을 나타내고, 도 18(b)는 도 17의 제2 위치(1, 0)에서 음원만 출력될 경우의 주파수 응답(하늘색)과, 음원 및 제어음원이 출력될 경우 주파수 응답(주황색)을 나타내고, 도 18(c)는 도 17의 제3 위치(1.5, -1)에서 음원만 출력될 경우의 주파수 응답(하늘색)과, 음원 및 제어음원이 출력될 경우 주파수 응답(주황색)을 나타내고, 도 18(d)는 도 17의 제4 위치(2.5, -1)에서 음원만 출력될 경우의 주파수 응답(하늘색)과, 음원 및 제어음원이 출력될 경우 주파수 응답(주황색)을 나타내고, 도 18(e)는 도 17의 제5 위치(3.5, -0.5)에서 음원만 출력될 경우의 주파수 응답(하늘색)과, 음원 및 제어음원이 출력될 경우 주파수 응답(주황색)을 나타내고, 도 18(f)는 도 17의 제6 위치(6, 1)에서 음원만 출력될 경우의 주파수 응답(하늘색)과, 음원 및 제어음원이 출력될 경우 주파수 응답(주황색)을 나타내고, 도 18(g)는 도 17의 제7 위치(7.5, 0)에서 음원만 출력될 경우의 주파수 응답(하늘색)과, 음원 및 제어음원이 출력될 경우 주파수 응답(주황색)을 나타내고, 도 18(h)는 도 17의 제8 위치(9, -1)에서 음원만 출력될 경우의 주파수 응답(하늘색)과, 음원 및 제어음원이 출력될 경우 주파수 응답(주황색)을 나타낸다. Figure 18(a) shows the frequency response (light blue) when only the sound source is output at the first position (0.5, 1) of Figure 17, and the frequency response (orange) when the sound source and control sound source are output, and Figure 18(a) shows the frequency response (light blue) when only the sound source is output. b) shows the frequency response (light blue) when only the sound source is output at the second position (1, 0) of Figure 17 and the frequency response (orange) when the sound source and control sound source are output, and Figure 18(c) shows The frequency response (light blue) when only the sound source is output at the third position (1.5, -1) in FIG. 17 and the frequency response (orange) when the sound source and control sound source are output, and FIG. 18(d) shows FIG. 17. shows the frequency response (light blue) when only the sound source is output at the fourth position (2.5, -1), and the frequency response (orange) when the sound source and control sound source are output, and FIG. 18(e) shows the frequency response (orange) of FIG. 17. The frequency response (light blue) when only the sound source is output at position 5 (3.5, -0.5) and the frequency response (orange) when the sound source and control sound source are output, and Figure 18(f) shows the 6th position in Figure 17. (6, 1) shows the frequency response (light blue) when only the sound source is output, and the frequency response (orange) when the sound source and control sound source are output, and Figure 18(g) shows the 7th position (7.5, 0) shows the frequency response (light blue) when only the sound source is output, and the frequency response (orange) when the sound source and control sound source are output, and Figure 18(h) shows the 8th position (9, -1) in Figure 17. Indicates the frequency response (light blue) when only the sound source is output, and the frequency response (orange) when the sound source and control sound source are output.

여기서, 제1 내지 제3 위치는 음원 재생 영역에 포함되는 위치로, 제1 내지 제3 위치에서 음원만 출력될 경우 주파수 응답(하늘색)과 음원 및 제어음원이 출력될 경우 주파수 응답(주황색)의 차는 제어음원이 음원 재생 영역에 미치는 영향을 나타낸다. 따라서, 제1 내지 제3 위치에서는 음원만 출력될 경우 주파수 응답(하늘색)과 음원 및 제어음원이 출력될 경우 주파수 응답(주황색)의 차가 작을수록 제어음원이 음원 재생 영역에 미치는 영향을 최소화함을 나타낼 수 있다.Here, the first to third positions are positions included in the sound source reproduction area, and the frequency response (light blue) when only the sound source is output from the first to third positions and the frequency response (orange) when the sound source and control sound source are output. The difference represents the influence of the control sound source on the sound source playback area. Therefore, in the first to third positions, the smaller the difference between the frequency response (light blue) when only the sound source is output and the frequency response (orange) when the sound source and control sound source are output, the less the influence of the control sound source on the sound source reproduction area is minimized. It can be expressed.

한편, 제6 내지 제8 위치는 소음 억제 영역에 포함되는 위치로, 제6 내지 제8 위치에서 음원만 출력될 경우 주파수 응답(하늘색)은 음원이 소음 억제 영역에 미치는 영향을 나타내고, 음원만 출력될 경우 주파수 응답(하늘색)과 음원 및 제어음원이 출력될 경우 주파수 응답(주황색)의 차는 소음 억제 영역에서의 소음 저감 효과를 나타낼 수 있다. 즉, 제6 내지 제8 위치에서 음원만 출력될 경우 주파수 응답(하늘색)과 음원 및 제어음원이 출력될 경우 주파수 응답(주황색)의 차가 클수록 소음 억제 영역에서의 소음 저감 효과가 큼을 나타낼 수 있다.Meanwhile, the 6th to 8th positions are positions included in the noise suppression area, and when only the sound source is output from the 6th to 8th positions, the frequency response (light blue) indicates the effect of the sound source on the noise suppression area, and only the sound source is output. The difference between the frequency response (light blue) and the frequency response (orange) when the sound source and control sound source are output can indicate the noise reduction effect in the noise suppression area. That is, the greater the difference between the frequency response (light blue) when only the sound source is output from the 6th to 8th positions and the frequency response (orange) when the sound source and control sound source are output, the greater the noise reduction effect in the noise suppression area.

도 17 내지 도 18과 마찬가지로, 도 19 내지 도 20은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 소음 저감 시스템에서 κ를 0.99로 설정한 경우 주파수 응답을 나타내는 도면이고, 도 21 내지 도 22는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 소음 저감 시스템에서 κ를 0.9로 설정한 경우 주파수 응답을 나타내는 도면이고, 도 23 내지 도 24는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 소음 저감 시스템에서 κ를 0.5로 설정한 경우 주파수 응답을 나타내는 도면이고, 도 25 내지 도 26은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 소음 저감 시스템에서 κ를 0.1로 설정한 경우 주파수 응답을 나타내는 도면이고, 도 27 내지 도 28은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 소음 저감 시스템에서 κ를 0.01로 설정한 경우 주파수 응답을 나타내는 도면이다.Like Figures 17 and 18, Figures 19 and 20 are diagrams showing the frequency response when κ is set to 0.99 in the noise reduction system according to the second embodiment of the present invention, and Figures 21 and 22 are diagrams of the noise reduction system according to the second embodiment of the present invention. Figures 23 and 24 are diagrams showing the frequency response when κ is set to 0.9 in the noise reduction system according to the second embodiment of the present invention, and Figures 23 and 24 show the case when κ is set to 0.5 in the noise reduction system according to the second embodiment of the present invention. Figures 25 and 26 are diagrams showing the frequency response when κ is set to 0.1 in the noise reduction system according to the second embodiment of the present invention, and Figures 27 and 28 are diagrams showing the frequency response of the noise reduction system according to the second embodiment of the present invention. 2 This is a diagram showing the frequency response when κ is set to 0.01 in the noise reduction system according to Example 2.

도 17 내지 도 28을 참조하면, κ값을 감소시킬수록 제1 내지 제3 위치에서의 음원만 출력될 경우 주파수 응답(하늘색)과 음원 및 제어음원이 출력될 경우 주파수 응답(주황색)의 차가 감소하면서 제6 내지 제8 위치에서의 음원만 출력될 경우 주파수 응답(하늘색) 보다 음원 및 제어음원이 출력될 경우 주파수 응답(주황색)이 작은 것을 확인할 수 있다. 반대로, κ값을 증가시킬수록 제6 내지 제8 위치에서의 음원 및 제어음원이 출력될 경우 주파수 응답(주황색)은 음원만 출력될 경우 주파수 응답(하늘색) 보다 계속해서 작아지고, 제1 내지 제3 위치에서의 음원만 출력될 경우 주파수 응답(하늘색)과 음원 및 제어음원이 출력될 경우 주파수 응답(주황색)의 차는 소정 범위 이내를 유지하는 것을 확인할 수 있다.Referring to Figures 17 to 28, as the κ value decreases, the difference between the frequency response (light blue) when only the sound source at the first to third positions is output and the frequency response (orange) when the sound source and control sound source are output decreases. It can be seen that the frequency response (orange) when the sound source and control sound source are output is smaller than the frequency response (light blue) when only the sound source at the 6th to 8th positions is output. Conversely, as the κ value increases, when the sound source and control sound source at the 6th to 8th positions are output, the frequency response (orange) continues to be smaller than the frequency response (light blue) when only the sound source is output, and the frequency response (orange) becomes smaller than the frequency response (light blue) when only the sound source is output. It can be seen that the difference between the frequency response (light blue) when only the sound source at 3 positions is output and the frequency response (orange) when the sound source and control sound source are output remains within a predetermined range.

즉, 본 발명의 제2 실시 예에 따르면 소음억제 스피커(10)를 이중 레이어로 형성함으로써 음원 재생 영역에 미치는 영향을 감소시키는 동시에 소음 억제 영역을 형성 가능한 이점이 있다. 또한, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 소음 저감 시스템은 음원 재생 영역에 미치는 영향을 더 감소시킬지 또는 소음 억제 영역에서의 소음 발생을 더 줄일지 가중치를 조절 가능한 이점이 있다.That is, according to the second embodiment of the present invention, there is an advantage of forming a noise suppression area while reducing the influence on the sound source reproduction area by forming the noise suppression speaker 10 in a double layer. Additionally, the noise reduction system according to the second embodiment of the present invention has the advantage of being able to adjust the weight to further reduce the impact on the sound source reproduction area or to further reduce noise generation in the noise suppression area.

도 29는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 소음 저감 시스템을 나타내는 도면이고, 도 30은 본 발명의 제3 실시 예에 다른 소음 저감 시스템의 제어 블록도이다.Figure 29 is a diagram showing a noise reduction system according to a third embodiment of the present invention, and Figure 30 is a control block diagram of a noise reduction system according to a third embodiment of the present invention.

도 29 내지 도 30을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 소음 저감 시스템은 음원 스피커(1), 마이크(2)(3), 이중 레이어로 형성된 소음억제 스피커(10) 및 소음제어부(100) 중 적어도 일부 또는 전부를 포함할 수 있고, 소음억제 스피커(10)는 일부 스피커가 다른 스피커에 종속되어 동작할 수 있다.29 to 30, the noise reduction system according to the third embodiment of the present invention includes a sound source speaker (1), a microphone (2) (3), a noise suppression speaker (10) formed of a double layer, and a noise control unit ( 100) may include at least some or all of them, and the noise suppression speaker 10 may operate with some speakers dependent on other speakers.

음원 스피커(1) 및 마이크(2)(3)는 앞에서 설명한 바와 동일하므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.Since the sound source speaker (1) and microphone (2) (3) are the same as previously described, detailed description will be omitted.

소음억제 스피커(10)는 이중 레이어로 형성된 소음억제 스피커(10)로 제1 레이어 스피커(11)와 제2 레이어 스피커(12)를 포함할 수 있다. 제1 레이어 스피커(11)는 복수의 스피커(11-1, 11-2, ... 11-N)를 포함하고, 제2 레이어 스피커(12)는 복수의 스피커(12-1, 12-2, ... 12-N)를 포함할 수 있다. 이 때, 제1 레이어 스피커(11)를 구성하는 복수의 스피커(11-1, 11-2, ... 11-N) 각각은 제2 레이어 스피커(12)를 구성하는 복수의 스피커(12-1, 12-2, ... 12-N) 각각과 그룹으로 설정될 수 있다.The noise suppression speaker 10 is a double layer noise suppression speaker 10 and may include a first layer speaker 11 and a second layer speaker 12. The first layer speaker 11 includes a plurality of speakers 11-1, 11-2, ... 11-N, and the second layer speaker 12 includes a plurality of speakers 12-1, 12-2. , ... 12-N). At this time, each of the plurality of speakers (11-1, 11-2, ... 11-N) constituting the first layer speaker 11 is a plurality of speakers (12-) constituting the second layer speaker 12. 1, 12-2, ... 12-N) can be set individually and in groups.

예를 들어, 소음제어부(100)는 제1 레이어 스피커(11)의 제1 스피커(11-1)와 제2 레이어 스피커(12)의 제1 스피커(12-1)를 제1 그룹으로 설정하고, 제1 레이어 스피커(11)의 제2 스피커(11-2)와 제2 레이어 스피커(12)의 제1 스피커(12-2)를 제2 그룹으로 설정하고, ... 제1 레이어 스피커(11)의 N번째 스피커인 제N 스피커(11-N)와 제2 레이어 스피커(12)의 N번째 스피커인 제N 스피커(12-N)를 제N 그룹으로 설정할 수 있다.For example, the noise control unit 100 sets the first speaker 11-1 of the first layer speaker 11 and the first speaker 12-1 of the second layer speaker 12 as the first group, , the second speaker 11-2 of the first layer speaker 11 and the first speaker 12-2 of the second layer speaker 12 are set to the second group, ... the first layer speaker ( The N-th speaker (11-N), which is the N-th speaker of 11), and the N-th speaker (12-N), which is the N-th speaker of the second layer speaker 12, can be set as the N-th group.

이 때, 하나의 그룹으로 설정된 복수의 스피커는 각각의 스피커가 제어음원을 출력하는 방향을 연장하는 선과 동일선 상에 위치될 수 있다. 또한, 하나의 그룹으로 설정된 복수의 스피커 각각이 제어음원을 출력하는 방향은 서로 반대일 수 있다.At this time, a plurality of speakers set as one group may be positioned on the same line as the line extending in the direction in which each speaker outputs the control sound source. Additionally, the direction in which each of the plurality of speakers set in one group outputs the control sound source may be opposite to each other.

예를 들어, 제1 그룹으로 설정된 제1 레이어 스피커(11)의 제1 스피커(11-1)는 제1 방향으로 제어음원을 출력하고, 제2 레이어 스피커(12)의 제1 스피커(12-1)는 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 제어음원을 출력하며, 제1 레이어 스피커(11)의 제1 스피커(11-1)와 제2 레이어 스피커(12)의 제1 스피커(12-1)는 제1 방향과 제2 방향을 연장하는 선과 동일선 상에 위치할 수 있다.For example, the first speaker 11-1 of the first layer speaker 11 set to the first group outputs a control sound source in the first direction, and the first speaker 12- of the second layer speaker 12- 1) outputs a control sound source in a second direction opposite to the first direction, and the first speaker 11-1 of the first layer speaker 11 and the first speaker 12 of the second layer speaker 12 -1) may be located on the same line as the line extending in the first direction and the second direction.

소음제어부(100)는 그룹별로 제어음원을 생성할 수 있다. The noise control unit 100 can generate control sound sources for each group.

소음제어부(100) 는 제1 레이어 스피커(11)를 구성하는 각각의 스피커와 제2 레이어 스피커(12)를 구성하는 각각의 스피커를 그룹으로 설정하고, 각 그룹별로 하나의 제어음원을 생성하라 수 있다. 구체적으로, 소음제어부(100)는 각 그룹에서 어느 하나의 스피커는 다른 하나의 스피커에 종속되어 제어음원을 출력하도록 제어할 수 있다.The noise control unit 100 sets each speaker constituting the first layer speaker 11 and each speaker constituting the second layer speaker 12 into a group and generates one control sound source for each group. there is. Specifically, the noise control unit 100 can control one speaker in each group to output a control sound source in dependence on another speaker.

예를 들어, 소음제어부(100)는 서로 다른 그룹에 속하는 복수의 제2 레이어 스피커(12) 각각에 대응하는 제어음원을 생성하고, 제1 레이어 스피커(11) 각각은 제2 레이어 스피커(12)에서 출력되는 제어음원에 기초하는 제어음원을 출력할 수 있다. For example, the noise control unit 100 generates a control sound source corresponding to each of a plurality of second layer speakers 12 belonging to different groups, and each of the first layer speakers 11 is a second layer speaker 12. A control sound source based on the control sound source output from can be output.

소음제어부(100)는 제2 레이어 스피커(12)의 제1 스피커(12-1)에서 출력될 제1 제어음원, 제2 스피커(12-2)에서 출력될 제2 제어음원, ... 제N 스피커(12-N)에서 출력될 제N 제어음원을 생성할 수 있다. 이 때, 제1 레이어 스피커(11)의 제1 스피커(11-1)는 제1 제어음원에 아래 수학식 5를 반영한 제어음원을 출력하고, 제1 레이어 스피커(11)의 제2 스피커(11-2)는 제2 제어음원에 아래 수학식 5를 반영한 제어음원을 출력하고, ... 제1 레이어 스피커(11)의 제N 스피커(11-N)는 제N 제어음원에 아래 수학식 5를 반영한 제어음원을 출력할 수 있다.The noise control unit 100 includes a first control sound source to be output from the first speaker 12-1 of the second layer speaker 12, a second control sound source to be output from the second speaker 12-2,... The Nth control sound source to be output from the N speaker (12-N) can be generated. At this time, the first speaker 11-1 of the first layer speaker 11 outputs a control sound source reflecting Equation 5 below to the first control sound source, and the second speaker 11 of the first layer speaker 11 -2) outputs a control sound source reflecting Equation 5 below to the second control sound source, and the N-th speaker (11-N) of the first layer speaker 11 outputs Equation 5 below to the N-th control sound source. A control sound source reflecting can be output.

위 수학식 5에서 d는 제1 레이어 스피커(11)와 제2 레이어 스피커(12) 사이의 거리를 나타낼 수 있다. k는 주파수에 따른 파수를 나타낼 수 있다.In Equation 5 above, d may represent the distance between the first layer speaker 11 and the second layer speaker 12. k may represent the wave number according to frequency.

한편, 실시 예에 따라, 동일 그룹에 속하는 스피커는 동일한 제어음원을 출력할 수도 있다.Meanwhile, depending on the embodiment, speakers belonging to the same group may output the same control sound source.

이와 같이, 제3 실시 예에 따르면, 소음제어부(100)는 각 그룹에 대하여 하나의 제어음원만을 생성할 수 있다. 따라서, 소음제어부(100)는 소음억제 스피커(10)를 구성하는 스피커 개수의 절반에 해당하는 D/A 컨버터(141)를 포함할 수 있다.As such, according to the third embodiment, the noise control unit 100 can generate only one control sound source for each group. Accordingly, the noise control unit 100 may include a D/A converter 141 corresponding to half the number of speakers constituting the noise suppression speaker 10.

즉, ANC 컨트롤러(120)가 생성하는 복수의 제어음원은 D/A 컨버터(141)를 갖는 제어음원 처리부를 통해 각각의 소음억제 스피커로 출력되는데, 제1 레이어 스피커(11) 각각이 출력하는 제어음원과 제2 레이어 스피커(12) 각각이 출력하는 제어음원은 동일한 제어음원에 기반하므로, 소음억제 스피커(10)의 개수의 절반에 해당하는 제어음원 처리부만으로 제어음원 처리가 가능하다.That is, the plurality of control sound sources generated by the ANC controller 120 are output to each noise suppression speaker through the control sound source processing unit having the D/A converter 141, and the control output from each of the first layer speakers 11 Since the control sound source output from each of the sound source and the second layer speaker 12 is based on the same control sound source, it is possible to process the control sound source only with a control sound source processor corresponding to half the number of noise suppression speakers 10.

따라서, 제3 실시 예에 따르면 D/A 컨버터의 개수가 제2 실시 예에 따른 D/A 컨버터의 개수의 절반으로 감소하여 제작/설치 비용을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.Therefore, according to the third embodiment, the number of D/A converters is reduced to half of the number of D/A converters according to the second embodiment, which has the advantage of reducing manufacturing/installation costs.

제3 실시 예에 따르면, 소음억제 스피커(10)에서 출력되는 제어음원의 방사 형태는 카디오이드(cardioid) 형태일 수 있다. According to the third embodiment, the radiation form of the control sound source output from the noise suppression speaker 10 may be cardioid.

도 31은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 소음 저감 시스템에서 주파수 응답을 나타내는 도면이다.Figure 31 is a diagram showing the frequency response in the noise reduction system according to the third embodiment of the present invention.

도 31(a)는 제2 실시 예의 소음억제 스피커(10) 중 1개의 스피커만 출력하는 경우 주파수 응답을 나타내고, 도 31(b)는 제3 실시 예의 제1 레이어 스피커와 제2 레이어 스피커가 수학식 5로 종속됐을 경우 1개 그룹(1개의 쌍)만 출력하는 경우 주파수 응답을 나타낼 수 있다.Figure 31(a) shows the frequency response when only one of the noise suppression speakers 10 of the second embodiment is output, and Figure 31(b) shows the frequency response of the first layer speaker and the second layer speaker of the third embodiment. When dependent on Equation 5, the frequency response can be expressed when only one group (one pair) is output.

도 31(b)에 도시된 바와 같이, 소음억제 스피커(10) 각각이 쌍을 이루어 그룹으로 제어음원을 방사할 경우 소음 억제 영역으로의 방사 파워가 크고, 음원 재생영역으로의 방사 파워가 작음을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 소음 저감 시스템은 제어음원이 음원 재생 영역에 미치는 영향을 최소화하며 소음 억제 영역을 형성할 수 있다. As shown in Figure 31(b), when each of the noise suppression speakers 10 radiates control sound sources in pairs, the radiation power to the noise suppression area is large and the radiation power to the sound source reproduction area is small. You can check it. Therefore, the noise reduction system according to the third embodiment of the present invention can form a noise suppression area while minimizing the influence of the control sound source on the sound source reproduction area.

또한, 본 발명의 제3 실시 예에 따르면 κ를 1로 설정하더라도 소음 억제 영역을 형성 가능하며 음원 재생 영역에는 영향을 최소화할 수 있는 이점이 있다. 또한, 제어음원 생성시 음원 재생 영역을 고려하지 않아도 되며, 전달함수 Gas를 산출하지 않아도 되어 연산을 간소화할 수 있는 이점이 있다.In addition, according to the third embodiment of the present invention, even if κ is set to 1, a noise suppression area can be formed and the effect on the sound source reproduction area can be minimized. In addition, there is an advantage in that the sound source playback area does not need to be considered when generating the control sound source, and the calculation can be simplified because the transfer function G as does not need to be calculated.

제1 내지 제3 실시 예 각각에서 음원 스피커(1), 마이크(2)(3) 및 소음억제 스피커(10)의 위치는 도 2, 도 15 및 도 29에 도시된 위치에 한정되지 않는다.The positions of the sound source speaker 1, microphone 2, 3, and noise suppression speaker 10 in each of the first to third embodiments are not limited to the positions shown in FIGS. 2, 15, and 29.

도 32는 본 발명의 실시 예에 따른 소음 저감 시스템의 구성요소의 위치를 다르게 배치한 예시 도면이고, 도 33은 도 32에 따른 소음 저가 시스템에서 주파수 응답을 나타내는 도면이다.Figure 32 is an example diagram showing different positions of components of a noise reduction system according to an embodiment of the present invention, and Figure 33 is a diagram showing the frequency response in the noise reduction system according to Figure 32.

도 32에 도시된 바와 같이, 소음 저감 시스템의 소음억제 스피커(10)는 제1 마이크(2)와 제2 마이크(3) 사이에 위치할 수 있고, 제1 마이크(2)는 음원 재생 영역과 소음 억제 영역 중 음원 재생 영역에 가깝게 배치되고, 제2 마이크(3)는 음원 재생 영역과 소음 억제 영역 중 소음 억제 영역에 가깝게 배치될 수 있다. As shown in Figure 32, the noise suppression speaker 10 of the noise reduction system may be located between the first microphone 2 and the second microphone 3, and the first microphone 2 is located between the sound source reproduction area and the sound source reproduction area. It may be placed close to the sound source playback area among the noise suppression areas, and the second microphone 3 may be placed close to the noise suppression area among the sound source playback area and the noise suppression area.

음원 스피커(1)는 제1 마이크(2)와 제2 마이크(3) 중 제1 마이크(2)에 가깝게 배치될 수 있다.The sound source speaker 1 may be placed closer to the first microphone 2 among the first microphone 2 and the second microphone 3.

도 33(a)는 음원 스피커(1)에서 음원만을 출력하는 경우 주파수 응답을 나타내고, 도 33(b)는 음원 스피커(1)에서 음원을 출력하고, 소음 억제 스피커(10)에서 제어음원을 출력하는 경우 주파수 응답을 나타낼 수 있다. Figure 33(a) shows the frequency response when only the sound source is output from the sound source speaker 1, and Figure 33(b) shows the sound source output from the sound source speaker 1 and the control sound source from the noise suppression speaker 10. In this case, the frequency response can be expressed.

도 33(a)에서는 음원 스피커(1)를 중심으로 거리가 멀어질수록 방사 파워가 점차적으로 줄어드나, 도 33(b)에서는 제1 마이크(2)가 배치된 영역에서 비교적 균일한 방사 파워를 나타내며, 제2 마이크(3)가 배치된 영역을 중심으로 방사 파워가 급격히 낮음을 확인할 수 있다.In Figure 33(a), the radiation power gradually decreases as the distance from the sound source speaker 1 increases, but in Figure 33(b), the radiation power is relatively uniform in the area where the first microphone 2 is placed. It can be seen that the radiation power is rapidly low centered on the area where the second microphone 3 is placed.

즉, 본 발명의 실시 예에 따르면 제어음원을 출력함으로써 음원 재생 영역에서의 음장을 보다 균일하게 형성하며, 소음 억제 영역에서의 음악을 최소화할 수 있는 이점이 있다.That is, according to an embodiment of the present invention, by outputting a control sound source, there is an advantage in that the sound field in the sound source reproduction area can be formed more uniformly and the music in the noise suppression area can be minimized.

도 32 내지 도 33과 같이 소음 억제 영역이 복수의 영역으로 구분될 수 있는 경우 계수를 달리하여 위 수학식 1이 복수개인 함수를 이용할 수 있다.If the noise suppression area can be divided into multiple areas as shown in Figures 32 and 33, a function with multiple equations 1 above can be used by varying the coefficients.

앞에서 설명한 소음 저감 시스템은 설치 단계에서 전달함수를 측정하여 전달함수에 기반하여 산출된 qs를 통해 제어음원을 출력하므로, 설치 이후 단계, 즉 소음 저감 시스템을 사용하는 동안에는 마이크(2)(3)의 사용이 불필요할 수 있다. 따라서, 소음 저감 시스템의 사용시 마이크(2)(3)를 사용하지 않으므로, 마이크(2)(3) 사용으로 인한 소비전력을 저감할 수 있는 이점이 있다.The noise reduction system described above measures the transfer function at the installation stage and outputs a control sound source through q s calculated based on the transfer function, so in the post-installation stage, that is, while using the noise reduction system, the microphone (2) (3) The use of may be unnecessary. Therefore, since the microphones 2 and 3 are not used when using the noise reduction system, there is an advantage in reducing power consumption due to the use of the microphones 2 and 3.

한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 소음 저감 시스템에서는 소음제어부(100)가 음원 스피커(1)로 입력되는 오디오 신호를 직접 전달받고, 마이크(2)(3)는 목적한 성능이 나오도록 qs를 업데이트 해주는 적응 방식 알고리즘이 적용된 오차마이크로서 역할을 할 수 있다. 또는, 제1 마이크(2)가 제어음원을 생성하기 위한 기준소음을 입력받고, 제2 마이크(3)가 오차마이크로서 역할을 할 수 있다. 이 경우, 소음제어부(100)는 아래 수학식 6에 따라 qs를 업데이트할 수 있다.Meanwhile, in the noise reduction system according to another embodiment of the present invention, the noise control unit 100 directly receives the audio signal input to the sound source speaker 1, and the microphones 2 and 3 are q to produce the desired performance. It can serve as an error microphone with an adaptive algorithm that updates s . Alternatively, the first microphone 2 may receive reference noise for generating a control sound source, and the second microphone 3 may serve as an error microphone. In this case, the noise control unit 100 may update q s according to Equation 6 below.

이와 같이, qs를 업데이트할 경우, 온도, 습도, 지리적 상황 등과 같은 환경 변화가 발생하더라도 성능 저하의 발생을 최소화할 수 있는 이점이 있다.In this way, when updating q s , there is an advantage in minimizing performance degradation even if environmental changes such as temperature, humidity, geographical situation, etc. occur.

또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 소음 저감 시스템은 전달함수를 측정하여 초기 qs를 산출한 후, 위 수학식 6에 따라 qs를 업데이트함으로써 환경변화를 반영 가능할 수도 있다.In addition, the noise reduction system according to another embodiment of the present invention may be able to reflect environmental changes by measuring the transfer function to calculate the initial q s and then updating q s according to Equation 6 above.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations will be possible to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention.

따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but are for illustrative purposes, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The scope of protection of the present invention should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be construed as being included in the scope of rights of the present invention.

Claims (6)

음원을 출력하는 음원 스피커;
상기 음원에 의해 발생하는 오디오 신호를 입력받고, 음원 재생 영역과 소음 억제 영역 중 상기 음원 재생 영역에 가깝게 배치되는 제1 마이크;
상기 오디오 신호를 입력받고, 상기 음원 재생 영역과 상기 소음 억제 영역 중 상기 소음 억제 영역에 가깝게 배치되는 제2 마이크;
상기 제1 및 제2 마이크로 입력된 오디오 신호를 감쇠하는 제어음원을 생성하는 소음제어부; 및
상기 소음제어부에 의해 생성된 제어음원을 출력하고, 상기 제1 마이크와 상기 제2 마이크 사이에 배치되는 소음억제 스피커를 포함하고,
상기 소음억제 스피커는
상기 음원 재생 영역을 향하는 제1 방향으로 상기 제어음원을 출력하는 제1 레이어 스피커와,
상기 소음 억제 영역을 향하며 상기 제1 방향과 반대 방향인 제 2 방향으로 상기 제어음원을 출력하는 제2 레이어 스피커를 포함하는 소음 저감 시스템.A sound source speaker that outputs a sound source;
a first microphone that receives an audio signal generated by the sound source and is disposed close to the sound source reproduction area among the sound source reproduction area and the noise suppression area;
a second microphone that receives the audio signal and is disposed close to the noise suppression area among the sound source reproduction area and the noise suppression area;
a noise control unit that generates a control sound source that attenuates audio signals input from the first and second microphones; and
Outputs a control sound source generated by the noise control unit, and includes a noise suppression speaker disposed between the first microphone and the second microphone,
The noise suppression speaker is
a first layer speaker outputting the control sound source in a first direction toward the sound source reproduction area;
A noise reduction system comprising a second layer speaker facing the noise suppression area and outputting the control sound source in a second direction opposite to the first direction. 제1항에 있어서,
상기 소음제어부는
상기 제1 레이어 스피커를 구성하는 각각의 스피커와 상기 제2 레이어 스피커를 구성하는 각각의 스피커를 그룹으로 설정하고, 각 그룹별로 하나의 제어음원을 생성하는 소음 저감 시스템.According to paragraph 1,
The noise control unit
A noise reduction system that sets each speaker constituting the first layer speaker and each speaker constituting the second layer speaker into a group, and generates one control sound source for each group. 제2항에 있어서,
상기 소음제어부는
상기 제1 레이어 스피커를 구성하는 제1 스피커와 상기 제2 레이어 스피커를 구성하는 제2 스피커를 하나의 그룹으로 설정하고, 상기 제1 스피커와 상기 제2 스피커 중 어느 하나는 다른 하나에서 출력되는 제1 제어음원에 기초하는 제2 제어음원을 출력하는 소음 저감 시스템.According to paragraph 2,
The noise control unit
A first speaker constituting the first layer speaker and a second speaker constituting the second layer speaker are set as one group, and one of the first speaker and the second speaker is output from the other speaker. 1 A noise reduction system that outputs a second control sound source based on the control sound source. 제3항에 있어서,
상기 제1 레이어 스피커를 구성하는 제1 스피커가 출력하는 제1 제어음원을 상기 제1 방향으로 연장한 선과 상기 제2 레이어 스피커를 구성하는 제2 스피커가 출력하는 제2 제어음원을 상기 제2 방향으로 연장한 선은 동일선 상에 위치되는 소음 저감 시스템.According to paragraph 3,
A line extending the first control sound source output from the first speaker constituting the first layer speaker in the first direction and a second control sound source output from the second speaker constituting the second layer speaker are extended in the second direction. The line extending from is a noise reduction system located on the same line. 삭제delete 삭제delete
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