KR200177609Y1 - Apparatus for removing interference signal - Google Patents
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Abstract
본 고안은 동일 공간에 여러화자가 존재하거나 화자는 하나인데 주변의 잡음이 심한 환경에서 통화대상이 되는 화자의 마이크로폰에 입력된 신호에서 관력 화자외의 잡음 및 간섭성분을 제거하는 적응형 간섭신호 제거장치에 관한 것이다.The present invention is an adaptive interference signal removing device that removes noise and interference components other than the inertia speaker from the signal input to the speaker's microphone in the environment where there are multiple speakers or one speaker but the surrounding noise is severe It is about.
간섭신호 제거장치는 제1 마이크로폰으로부터의 제1 음성신호를 제1 간섭신호와 감산하는 제1 감산기와, 제2 음성신호가 공급되는 제2 마이크로폰과, 제2 마이크로폰으로부터의 제2 음성신호를 제2 간섭신호와 감산하는 제2 감산기와, 제1 및 제2 감산기의 출력신호들에 응답하여 제1 및 제2 간섭신호를 검출하는 적응형 필터를 구비한다.The interference canceling device includes a first subtractor for subtracting a first voice signal from a first microphone with a first interference signal, a second microphone supplied with a second voice signal, and a second voice signal from a second microphone. And a second subtractor for subtracting the two interference signals and an adaptive filter for detecting the first and second interference signals in response to the output signals of the first and second subtractors.
본 고안의 간섭신호 제거장치는 잡음이 상존하는 환경에서도 적응형 필터를 트윈구조로 한 상승효과에 의해 참조신호 및 진위의 화자신호를 추출 할 수 있다.The interference canceling device of the present invention can extract the reference signal and the true speaker signal by the synergistic effect of the adaptive filter having a twin structure even in the presence of noise.
Description
본 고안은 적응형 필터를 이용한 간섭신호 제거기술에 관한 것으로, 특히 동일 공간에 여러화자가 존재하거나 화자는 하나인데 주변의 잡음이 심한 환경에서 통화대상이 되는 화자의 마이크로폰에 입력된 신호에서 관력 화자외의 잡음 및 간섭성분을 제거하는 적응형 간섭신호 제거장치에 관한 것이다.The present invention relates to an interference signal canceling technique using an adaptive filter. In particular, an inertia speaker is used in a signal input to a microphone of a speaker that is a call target in a noisy environment with multiple speakers or one speaker in the same space. The present invention relates to an adaptive interference cancellation device for removing noise and interference components.
이러한 적응형 간섭신호 제거 기술은 간섭신호 환경 속에서 주마이크로폰으로 입력된 신호 즉, 해당화자 신호에 간섭신호가 포함되어 있는 주신호로부터 보조 마이크로폰으로 입력된 순수한 간섭신호인 참조신호를 이용하여 주신호로부터 참조신호 성분에 해당하는 간섭신호를 제거하는 기술로써 레벨이 큰 외부잡음에 노출되어 있는 공중전화의 간섭제거 시스템이나, 장거리 통신 시스템의 반향제거 시스템 등에 활용되고 있는 기술이다.This adaptive interference cancellation technique uses a reference signal which is a pure interference signal input to the auxiliary microphone from a main signal that includes the interference signal in the corresponding speaker signal, that is, a signal input to the main microphone in the interference signal environment. As a technique for removing interference signals corresponding to reference signal components from the antenna, it is used for interference cancellation systems of public telephones or echo cancellation systems of long-distance communication systems exposed to high levels of external noise.
도 1은 종래의 간섭신호 제거 시스템을 나타내는 개략적인 회로도이다.1 is a schematic circuit diagram illustrating a conventional interference signal cancellation system.
도 1을 참조하면, 종래의 간섭신호 제거 시스템은 주신호(y)를 검출하는 주마이크로폰(2)과, 참조신호(x)를 검출하는 보조마이크로폰(4)과, 보조 마이크로폰에 접속된 적응형 유한 임펄스 응답 필터(이하 "적응형 FIR 필터"라 한다)(8)와, 주마이크로폰(2)과 적응형 FIR 필터(8)의 출력단에 공통으로 접속되는 가산기(6)를 구비한다.Referring to FIG. 1, a conventional interference signal cancellation system includes a main microphone 2 for detecting a main signal y, an auxiliary microphone 4 for detecting a reference signal x, and an adaptive microphone connected to the auxiliary microphone. A finite impulse response filter (hereinafter referred to as " adaptive FIR filter ") 8 and an adder 6 commonly connected to the output terminals of the main microphone 2 and the adaptive FIR filter 8 are provided.
주신호(y)는 화자신호(s)에 간섭신호(n)가 포함되어 있는 신호로서 가산기(6)의 비반전단자에 공급된다. 적응형 FIR 필터(8)는 보조 마이크로폰(4)으로부터의 참조신호(x)가 오차신호(e)의 진폭과 위상에 근접하게 되도록 필터링한다. 적응형 FIR 필터(8)의 출력신호는 가산기(6)의 반전단자("-")에 공급되고, 주신호(y)는 가산기(6)의 비반전 단자("+")에 공급된다. 그러면 가산기(6)는 이들 신호를 가산하여 오차신호(e)를 출력한다. 이 오차신호에는 진위의 화자신호 성분만이 존재하게 된다.The main signal y is supplied to the non-inverting terminal of the adder 6 as a signal in which the interference signal n is included in the speaker signal s. The adaptive FIR filter 8 filters the reference signal x from the auxiliary microphone 4 to be close to the amplitude and phase of the error signal e. Output signal of adaptive FIR filter 8 Is supplied to the inverting terminal "-" of the adder 6, and the main signal y is supplied to the non-inverting terminal " + " The adder 6 then adds these signals and outputs an error signal e. Only the authentic speaker signal component is present in this error signal.
도 2는 도 1에 도시된 적응형 FIR 필터(6)의 상세 회로도를 도시한 것으로, 적응형 FIR 필터(6)는 적어도 하나 이상의 지연기(10)와, 지연기(10)에 병렬 접속된 적어도 하나 이상의 승산기(12)와, 승산기(12)의 출력신호를 가산하는 가산기(14)를 구비한다.FIG. 2 shows a detailed circuit diagram of the adaptive FIR filter 6 shown in FIG. 1, in which the adaptive FIR filter 6 is connected to at least one delayer 10 and the delayer 10 in parallel. At least one multiplier 12 and an adder 14 for adding the output signal of the multiplier 12 are provided.
적응형 FIR 필터(8)의 입력신호는 보조 마이크로폰(4)으로부터 공급되는 초기 참조신호(x(0))로서 제1 단의 승산기(12)와 지연기(10)에 공통으로 공급된다. 제1 단의 승산기(12)는 제1 계수(ω(0))와 참조신호(x(0))를 승산한다. 제1 단의 지연기(12)는 초기 참조신호(x(0))를 지연요소(Z-1)에 의해 지연한다. 제1 단 지연기(12)의 출력신호(x(-1))는 제2 단의 지연기(10)와 승산기(12)에 공통으로 공급된다. 제2 단의 승산기(12)는 제1 단 지연기(10)의 출력신호(x(-1))와 제2 계수(ω(1))를 승산한다. 제2 단의 지연기(12)는 제1 단의 출력신호(x(-1))을 지연요소(Z-1)에 의해 지연한다. 그러면 N개의 단에서 각기 순차적으로 지연된 지연신호(x(-1), x(-2),..., x(-N+1))에 대하여 각각의 계수 (ω(0), ω(1),..., ω(N-1))이 승산된다. N개의 승산기(14)의 출력신호는 가산기(14)에 의해 합산된다. 여기서, 계수 (ω(0), ω(1),..., ω(N-1))는 출력신호가 간섭신호(n)와 동일하게 되도록 설정된다. 이렇게 구해진 최적의 필터를 Wiener 필터라고 하고 이 때의 필터 계수를 Winer 해라고 한다. 이러한 해를 실시간적으로 개신하여 구하는 알고리즘으로써는 최소자승 알고리즘(Least Mean Square Algorithm)이 널리 적용되고 있다.The input signal of the adaptive FIR filter 8 is commonly supplied to the multiplier 12 and the delayer 10 of the first stage as an initial reference signal x (0) supplied from the auxiliary microphone 4. The multiplier 12 of the first stage multiplies the first coefficient ω (0) by the reference signal x (0). The delay stage 12 of the first stage delays the initial reference signal x (0) by the delay element Z −1 . The output signal x (-1) of the first stage delayer 12 is commonly supplied to the delayer 10 and the multiplier 12 of the second stage. The multiplier 12 of the second stage multiplies the output signal x (-1) of the first stage delayer 10 by the second coefficient ω (1). The delay stage 12 of the second stage delays the output signal x (-1) of the first stage by the delay element Z -1 . Then, for each delay signal x (-1), x (-2), ..., x (-N + 1) sequentially delayed in N stages, each coefficient (ω (0), ω (1) ), ..., ω (N-1)) is multiplied. The output signals of the N multipliers 14 are summed by the adder 14. Here, the coefficients ω (0), ω (1), ..., ω (N-1) are output signals Is set equal to the interference signal n. The optimal filter thus obtained is called Wiener filter and the filter coefficient at this time is called Winer solution. As an algorithm for resolving such a solution in real time, a Least Mean Square Algorithm has been widely applied.
그러나 종래의 간섭신호 제거 시스템은 참조신호(x)에 진위의 화자 신호가 포함되어 있는 경우, 간섭신호 제거능력이 매우 저하된다. 이러한 상황은 동일 공간에서 여러 사람이 통화를 한다거나 잡음이 상존하는 공간에서는 흔히 일어날 수 있다.However, in the conventional interference signal canceling system, when the reference signal x includes the authentic speaker signal, the interference signal canceling capability is very degraded. This situation can often occur in a space where several people talk in the same space or where noise is present.
따라서, 본 고안의 목적은 잡음이 상존하는 환경에서도 성공적으로 동작할 수 있는 간섭신호 제거 장치를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an interference signal removal device that can operate successfully in an environment where noise is present.
제1도는 종래의 간섭신호 제거 시스템을 나타내는 회로도.1 is a circuit diagram showing a conventional interference signal cancellation system.
제2도는 제1도에 도시된 적응형 유한 임펄스 응답 필터를 상세히 나타내는 회로도.FIG. 2 is a circuit diagram detailing the adaptive finite impulse response filter shown in FIG.
제3도는 본 고안의 실시예에 따른 간섭신호 제거장치의 회로도.3 is a circuit diagram of an interference signal removing device according to an embodiment of the present invention.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
2,4,28,30 : 마이크로폰 6,14,36,38 : 가산기2,4,28,30: Microphone 6,14,36,38: Adder
8,32,34 : 적응형 FIR 필터 10 : 지연기8,32,34: Adaptive FIR Filter 10: Delay
12 : 승산기12: multiplier
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안의 간섭신호 제거장치는 제1 마이크로폰으로부터의 제1 음성신호를 제1 간섭신호와 감산하는 제1 감산기와, 제2 음성신호가 공급되는 제2 마이크로폰과, 제2 마이크로폰으로부터의 제2 음성신호를 제2 간섭신호와 감산하는 제2 감산기와, 제1 및 제2 감산기의 출력신호들에 응답하여 제1 및 제2 간섭신호를 검출하는 적응형 필터를 구비한다.In order to achieve the above object, the interference signal removing device of the present invention includes a first subtractor for subtracting the first voice signal from the first microphone with the first interference signal, a second microphone to which the second voice signal is supplied; A second subtractor for subtracting a second voice signal from the two microphones with a second interference signal, and an adaptive filter for detecting the first and second interference signals in response to the output signals of the first and second subtractors. .
상기 목적 외에 본 고안의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention in addition to the above object will be apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.
이하, 도 3을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3.
도 3 본 고안의 실시예에 따른 간섭신호 제거장치를 나타내는 회로도이다.3 is a circuit diagram illustrating an interference signal removing device according to an embodiment of the present invention.
도 3의 구성에서, 본 고안의 간섭신호 제거장치는 주마이크로폰(28)과 제1 적응형 FIR 필터(32)에 공통으로 접속되어 진위의 화자 신호(s)를 검출하는 제1 가산기(36)와, 보조마이크로폰(30)과 제2 적응형 FIR 필터(34)에 공통으로 접속되어 간섭신호(N)를 검출하는 제2 가산기(38)를 구비한다.In the configuration of Fig. 3, the interference signal canceling device of the present invention is connected to the main microphone 28 and the first adaptive FIR filter 32 in common, so that the first adder 36 for detecting the authentic speaker signal s. And a second adder 38 connected in common to the auxiliary microphone 30 and the second adaptive FIR filter 34 for detecting the interference signal N.
제1 가산기(36)의 출력단은 제2 적응형 FIR 필터(34)의 입력단에 접속되고, 제2 가산기(38)의 출력단은 제1 적응형 FIR 필터(32)의 입력단에 접속된다. 따라서, 본 고안의 간섭신호 제거장치는 제1 가산기(36)의 출력신호(즉, 진위의 화자신호(s))가 제2 적응형 FIR 필터(34)의 참조신호로 공급되고, 제2 가산기(38)의 출력신호(즉, 간섭신호(n))가 제1 적응형 FIR 필터(32)의 참조신호로 공급되는 트윈구조로 이루어진다.The output end of the first adder 36 is connected to the input end of the second adaptive FIR filter 34, and the output end of the second adder 38 is connected to the input end of the first adaptive FIR filter 32. Therefore, in the interference signal removing device of the present invention, the output signal of the first adder 36 (that is, the true speaker signal s) is supplied as a reference signal of the second adaptive FIR filter 34, and the second adder An output signal of 38 (i.e., interference signal n) has a twin structure in which it is supplied as a reference signal of the first adaptive FIR filter 32.
주마이크로폰(28)으로부터 공급되는 제1 입력신호(s+n(s＞＞n))는 제1 가산기(36)의 비반전 단자에 공급되고, 보조마이크로폰(30)으로부터 공급되는 제2 입력신호(n+s(n＞＞s))는 제2 가산기(38)의 비반전 단자에 공급된다. 제1 및 제2 적응형 FIR 필터(32,34)의 출력신호는 각각 제1 및 제2 가산기(36,38)의 반전 단자에 공급된다. 제1 적응형 FIR 필터(32)의 참조신호는 제2 가산기(38)의 출력신호가 되고, 제2 적응형 FIR 필터(34)의 참조신호는 제1 가산기(36)의 출력신호가 된다. 그러면, 제1 적응형 FIR 필터(32)의 출력신호는 주마이크로폰(28)으로부터의 제1 입력신호(s+n(s＞＞n)) 내에 존재하는 간섭신호(n)에 진폭 및 위상을 추종하게 된다. 제2 적응형 FIR 필터(34)의 출력신호는 제2 입력신호(n+s(n＞＞s)) 내에 존재하는 진위의 화자 신호(s)에 진폭 및 위상을 추종하게 된다. 그러면 제1 및 제2 가산기(36,38)는 자신에게 입력되는 두 신호를 감산한다. 그 결과, 제1 가산기(36)에서는 진위의 화자 신호(s)만이 검출되고 제2 가산기(38)에서는 간섭신호(n) 만이 검출된다. 이와 같이, 분리검출된 진위의 화자 신호(s)와 간섭신호(n)는 각각 제2 적응형 FIR 필터(34)와 제1 적응형 FIR 필터(32)의 참조신호로 입력되어 통신환경의 변화에도 적응적으로 간섭신호를 제거할 수 있게 된다.The first input signal s + n (s >> n) supplied from the main microphone 28 is supplied to the non-inverting terminal of the first adder 36 and the second input signal supplied from the auxiliary microphone 30. (n + s (n >> s)) is supplied to the non-inverting terminal of the second adder 38. Output signals of the first and second adaptive FIR filters 32, 34 are supplied to inverting terminals of the first and second adders 36, 38, respectively. The reference signal of the first adaptive FIR filter 32 becomes the output signal of the second adder 38, and the reference signal of the second adaptive FIR filter 34 becomes the output signal of the first adder 36. Then, the output signal of the first adaptive FIR filter 32 gives amplitude and phase to the interference signal n present in the first input signal s + n (s> > n) from the main microphone 28. Will follow. The output signal of the second adaptive FIR filter 34 follows the amplitude and phase of the authentic speaker signal s present in the second input signal n + s (n> > s). The first and second adders 36 and 38 then subtract the two signals input to them. As a result, only the authentic speaker signal s is detected in the first adder 36 and only the interference signal n is detected in the second adder 38. In this manner, the separated-detected authentic speaker signal s and the interference signal n are respectively input as reference signals of the second adaptive FIR filter 34 and the first adaptive FIR filter 32 to change the communication environment. The interference signal can be adaptively removed.
주마이크로폰(28), 제1 적응형 FIR 필터(36), 제1 가산기(36)로 구성되는 제1 단에서 검출된 진위의 화자 신호(s)를 제2 적응형 FIR 필터(34)의 참조신호로 공급하고, 또한 보조마이크로폰(30), 제2 적응형 FIR 제2 가산기(38)로 구성되는 제2 단에서 검출되는 간섭신호(n)를 제1 적응형 FIR 필터 및 필터(34)의 참조신호로 공급하게 되어 상호 상승작용을 하게 된다. 이러한 상승작용에 의해 진위의 화자 신호(s)와 간섭신호(n)가 혼재하는 어떠한 통신환경에서도 적응적으로 진위의 화자 신호(s)와, 간섭신호(n)를 분리하여 검출한다. 따라서, 본 고안의 간섭신호 제거장치는 적응속도가 빠를 뿐만 아니라 보다 성능이 우수한 진위의 화자 신호를 검출할 수 있다. 그리고 본 고안의 간섭신호 제거장치는 마이크로폰에 의해 신호가 공급되는 종래의 어떠한 통신 시스템에서도 송신채널과 수신채널 사이의 신호흐름 상에 직렬 연결함으로서 간편하게 적용할 수 있다.The authentic speaker signal s detected at the first stage consisting of the main microphone 28, the first adaptive FIR filter 36 and the first adder 36 is referred to as the second adaptive FIR filter 34. The interference signal n, which is supplied as a signal and is detected at a second stage consisting of the auxiliary microphone 30 and the second adaptive FIR second adder 38, of the first adaptive FIR filter and the filter 34. It is supplied as a reference signal and synergistic with each other. By this synergism, the authentic speaker signal s and the interference signal n are detected and detected adaptively in any communication environment in which the authentic speaker signal s and the interference signal n are mixed. Therefore, the interference signal removing device of the present invention can detect the speaker signal of the authenticity as well as faster adaptation speed. And the interference signal cancellation device of the present invention can be easily applied by serially connecting the signal flow between the transmission channel and the reception channel in any conventional communication system supplied with a microphone.
본 고안의 간섭신호 제거장치를 차량 내에서의 이동 통신환경에 적용하는 경우, 주마이크로폰(28)에 입력되는 제1 입력신호(s+n(s＞＞n))는 차량 내 설치된 이동통신 단말기에 부착된 마이크로폰에 의해 입력된 신호가 된다.When the interference signal removing device of the present invention is applied to a mobile communication environment in a vehicle, the first input signal s + n (s >> n) input to the main microphone 28 is a mobile communication terminal installed in the vehicle. This is the signal input by the microphone attached to it.
본 고안의 간섭신호 제거장치를 이동통신환경에 적용하는 경우, 차량 내에서 발생하는 간섭신호를 검출하는 보조마이크로폰은 통화자와 거리를 두어 장착하고, 보조마이크로폰은 차량 내의 데쉬보드(dash board) 내, 뒷좌석 및 엔진룸 등에 복수로 설치할 수 있다. 그리고 본 고안을 실내의 인터넷폰 또는 전화의 스피커 폰을 사용하는 환경에 적용하는 경우, 창가 또는 라디에이터 등 잡음이 상존하는 위치이고, 전화기와는 거리가 떨어진 부분에 보조 마이크로폰을 설치하는 것이 바람직하다. 이와는 달리, 비행기, 공장 등 주변소음이 심한 환경에서도 상기한 방법으로 보조 마이크로폰을 설치하여 효과적으로 간섭신호를 제거할 수 있다.When the interference signal removing device of the present invention is applied to a mobile communication environment, an auxiliary microphone for detecting an interference signal generated in a vehicle is mounted at a distance from a caller, and the auxiliary microphone is mounted in a dash board in the vehicle. It can be installed in a plurality of rear seats and engine rooms. In addition, when the present invention is applied to an environment using an indoor Internet phone or a speaker phone of a telephone, it is preferable to install an auxiliary microphone at a part where a noise exists such as a window or a radiator and a distance from the telephone. On the contrary, even in an environment with a lot of ambient noise such as an airplane or a factory, an auxiliary microphone may be installed in the above manner to effectively remove the interference signal.
상술한 바와 같이, 본 고안의 간섭신호 제거장치는 잡음이 상존하는 환경에서도 적응형 필터를 트윈구조로 한 상승효과에 의해 참조신호 및 진위의 화자신호를 추출할 수 있다.As described above, the interference signal removing apparatus of the present invention can extract the reference signal and the authentic speaker signal by the synergistic effect of the adaptive filter having a twin structure even in an environment where noise is present.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 고안의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 고안의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 실용신안 등록청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be determined by the scope of the utility model registration request.
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Cited By (1)
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1997
- 1997-10-17 KR KR2019970028918U patent/KR200177609Y1/en not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100647286B1 (en) * | 2004-08-14 | 2006-11-23 | 삼성전자주식회사 | Postprocessing apparatus and method for removing cross-channel interference and apparatus and method for separating multi-channel sources employing the same |
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| KR980005811U (en) | 1998-03-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| G15R | Request for early opening | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| REGI | Registration of establishment | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |