KR20100012075A - 소리 청정 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소리 청정 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 청자 주위의 공간에 존재하는 소음을 제거하는 동시에 방해음을 제공하여 청자가 인지하는 소음을 효과적으로 감소시키는 소리 청정 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명의 소리 청정 방법은, 소음을 입력받는 단계; 능동소음제거 수단을 이용하여 상기 소음과 동일 크기 및 반대 위상을 가진 상쇄파를 발생하는 단계; 상기 소음과 상쇄파의 합성파인 잔파의 진폭을 계산하는 단계; 및 상기 잔파의 진폭을 실질적으로 제거할 수 있는 진폭의 방해음을 생성하는 단계를 포함하며, 상기 소음, 상쇄파, 잔파 및 방해음은 실질적으로 동시간 동안 존재하는 것을 특징으로 한다.
능동소음제거, 마스킹 효과, 방해음, 칵테일 파티 효과

Description

소리 청정 방법 및 장치 {Sound Cleaning Method and Apparatus}
본 발명은 소리 청정 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 청자 주위의 공간에 존재하는 소음을 제거하는 동시에 방해음을 제공하여 청자가 인지하는 소음을 효과적으로 감소시키는 소리 청정 방법 및 장치에 관한 것이다.
소음제거에 관한 기술은 널리 공지되어 있는데, 이는 크게 나누어 흡음재나 차폐수단을 이용하는 수동적 소음제거 기술과 소음을 측정하여 이를 상쇄하는 음향을 제공하는 능동적 소음제거 기술로 대별된다.
능동적 소음제거 또는 능동소음제거(Active Noise Cancellation) 기술은, 기본적으로 음원으로부터 전송된 음파를 수신하는 마이크 및 상기 마이크에 전기적으로 연결되어 있으며 상기 마이크에 수신된 음파와 동일크기의 반대위상을 가진 음파를 발생하기 위한 스피커를 이용하여, 소음에 해당하는 음파를 상쇄시키는 방식으로 소음을 제거 또는 감소시키는 기술이다.
통상 이러한 능동소음제거 기술을 적용한 능동소음제거 회로는, 가전제품, 자동차 등과 같이 소음을 발생시키는 진동체를 포함하는 제품의 하우징의 일측에 장착되어, 소음원으로부터 발생된 소음이 소음원을 벗어나기 전에 이를 상쇄시키는 방식으로 동작한다. 이는 음향 방출 경로를 소음원 내부의 제한된 형태와 공간으로 한정함으로써 음향 방출 경로 모델링의 정확도를 개선하여 소음 제거 성능을 향상시키기 위함이다.
그러나, 상기한 바와 같이 음향 방출 경로를 한정하더라도, 음향 방출 경로의 경년변화, 서로 다른 특성을 가진 소음에 대한 반대 위상 음파 생성의 곤란, 소음 탐지 후 반대 음파 생성까지의 음파 전송 지연 등을 이유로 완전한 소음제거는 곤란한 실정이다.
한편, 상기한 방식은 개별 소음원 자체에 능동소음제거 기술을 적용하는 경우로 한정되며, 일정 공간 내에서 들려오는 모든 소음을 동시에 듣는 청자의 입장을 고려하여 청자를 중심으로 그 주위에 능동소음제거 기술을 적용한 소리 청정 장치 즉, 소리청정기를 청자 주위에 배치하여 외부로부터 청자에게로 전달되는 다양한 소음을 동시에 제거 또는 감소시키는 개인용 또는 휴대용 소리청정기에 대해서는 아직 별다른 연구개발이 없는 상황이다.
본 발명에서는 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 능동소음제거를 이용하여 완전한 소음제거를 이용하는 대신, 능동소음제거를 이용하여 소음 레벨을 적정선 이하로 제한하고, 이에 더하여 방해음을 이용하여 소음 마스킹 효과를 발생시켜 청자가 인지하는 소음을 효과적으로 감소시키는 소리 청정 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 또한 소음이 제한된 상태에서 방해음이 제공되는 동안 음악이나 학습용 음원과 같이 청자가 듣기 원하는 유효 음원을 제공함으로써 칵테일 파티 효과를 발생시켜 유효 음원을 청자에게 효과적으로 전달하는 소리 청정 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 청자의 주위에 소리 청정 장치를 배치하여 외부로부터 청자에게로 전달되는 다양한 소음을 동시에 효과적으로 감소시키고 유효 음원을 청자에게 전달하는 개인용 또는 수면용 소리 청정 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 문제를 해결하기 위한 본 발명의 소리 청정 방법은, 소음을 입력받는 단계; 능동소음제거 수단을 이용하여 상기 소음과 동일 크기 및 반대 위상을 가진 상쇄파를 발생하는 단계; 상기 소음과 상쇄파의 합성파인 잔파의 진폭을 계산하는 단계; 및 상기 잔파의 진폭을 실질적으로 제거할 수 있는 진폭의 방해음을 생성하 는 단계를 포함하며, 이때 상기 소음, 상쇄파, 잔파 및 방해음은 실질적으로 동시간 동안 존재하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 방법은 유효 음원을 추가로 제공하는 단계를 더 포함하며, 이에 따라 상기 소음, 상쇄파, 잔파, 방해음 및 유효 음원은 실질적으로 동시간 동안 존재하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 소리 청정 장치는, 적어도 하나의 소음원으로부터의 소음을 입력받기 위한 마이크; 상기 소음과 동일 크기 및 반대 위상을 가진 상쇄파를 발생시키기 위한 능동소음제거 수단; 상기 소음과 상쇄파의 합성파인 잔파의 진폭을 계산하고, 상기 잔파의 진폭을 실질적으로 제거할 수 있는 진폭의 방해음을 생성하는 연산부; 및 상기 연산부에서 생성된 출력음을 출력하기 위한 스피커를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 장치는 선택가능한 적어도 하나의 방해음 모델을 저장하기 위한 저장 수단을 더 포함하며, 상기 연산부는 상기 잔파의 진폭으로부터 상기 방해음의 진폭을 연산하고 상기 저장 수단의 방해음 모델로부터 적어도 하나의 방해음 모델을 선택으로써 상기 방해음을 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 저장 수단은 유효 음원을 추가로 저장하며, 상기 연산부는 상기 방해음과 상기 유효 음원을 합성하여 상기 스피커에 상기 출력음으로 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 능동소음제거를 이용하여 완전한 소음제거를 이용하는 대 신, 능동소음제거를 이용하여 소음 레벨을 적정선 이하로 제한하고, 이에 더하여 방해음을 이용하여 소음 마스킹 효과를 발생시켜 청자가 인지하는 소음을 효과적으로 감소시키는 소리 청정 방법 및 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 또한 소음이 제한된 상태에서 방해음이 제공되는 동안 음악이나 학습용 음원과 같이 청자가 듣기 원하는 유효 음원을 제공함으로써 칵테일 파티 효과를 발생시켜 유효 음원을 청자에게 효과적으로 전달하는 소리 청정 방법 및 장치가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 청자의 주위에 소리 청정 장치를 배치하여 외부로부터 청자에게로 전달되는 다양한 소음을 동시에 효과적으로 감소시키고 유효 음원을 청자에게 전달하는 개인용 또는 수면용 소리 청정 방법 및 그 장치가 제공된다.
통상적으로 "소음 제거" 또는 "소음 감소"라 함은 청자에게 들리는 소음을 단순히 제거하거나 감소시키는 작용을 의미하지만, 본 발명에서의 "소리 청정"이라 함은 청자에게 들리는 소음 레벨을 적정선 이하로 제한하는 동시에 방해음을 이용하여 소음 마스킹 효과를 발생시킴으로써 결과적으로 청자가 인지하는 소음을 효과적으로 감소시키는 작용 및/또는 방해음 하에서 청자가 원하는 유효 음원을 제공함으로써 유효 음원을 청자에게 효과적으로 전달하는 작용을 의미하는 점에서 통상의 "소음 제거/감소"와는 차이가 있다.
본 발명의 소리 청정 방법은 대체로 능동 소음 제거, 마스킹 효과, 및 칵테일 파티 효과 원리에 근거하는 것이다.
첨부된 도면을 참조하여 이들 원리를 설명하기로 한다.
먼저, 능동 소음 제거라 함은 소음과 동일한 크기를 갖는 반대 위상의 음을 발생시켜 소음과 합성함으로써 음파의 상쇄간섭을 통해 소음을 제거하는 방법이다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 소정의 파형을 가진 소음이 입력될 때 이를 상쇄하기 위해 동일 크기의 반대 위상의 음파를 발생시켜 두 음파의 상쇄간섭을 일으키면 전체 음파가 소멸되는 원리이다.
그러나, 실제의 경우 소음 탐지 후 반대 위상 음파 생성까지의 음파 전송 지연(dt)으로 인해, 도 1b에 도시된 바와 같이 두 음파가 완전히 상쇄되지는 않고 어느 정도의 잔파가 존재하게 된다.
따라서, 본 발명에서는 이러한 잔파의 영향을 최소화하기 위해 자연 소음(예컨대, 물소리, 파도소리 등 자연의 소리)이나 인공 소음(예컨대, 백색 잡음 또는 규칙 소음)과 같은 방해음을 발생시킨다.
방해음과 잔파가 공존하게 되면 잔파가 방해음에 묻혀 잘 들리지 않게 되는데, 이와 같이 어떤 음이 존재할 때 다른 음이 잘 들리지 않게 되는 현상을 마스킹 현상이라 한다. 마스킹 현상은 음향학적으로는 방해음(masker)에 의해서 목적음(maskee)(즉, 잔파)의 최소 가청 한계가 상승하는 현상이며, 이때 최소 가청 한계의 상승분을 마스킹 양이라 한다.
방해음이 저음역인 경우의 도 2a와 방해음이 고음역인 경우의 도 2b를 비교해 보면 다음과 같은 마스킹 효과의 기본적 특성을 이해할 수 있다.
즉, 마스킹 효과의 특성상, 마스킹 양 또는 마스킹 범위는 방해음과 목적음 의 주파수가 가까울수록 커진다. 또, 방해음의 주파수가 낮은 경우가 높은 경우보다 마스킹 양이 많아진다. 방해음이 클수록 마스킹 양도 많아지고, 영향을 주는 주파수 범위도 넓어진다.
이와 같은 마스킹 효과를 유도하기 위해 본 발명에서는 자연 소음(예컨대, 물소리, 파도소리 등 자연의 소리)이나 인공 소음(예컨대, 백색 잡음 또는 규칙 소음)을 방해음으로 발생시킨다.
백색 잡음 또는 백색 소음은 넓은 주파수 범위에서 거의 일정한 주파수 스펙트럼을 가지는 신호로서, 연속적인 주파수 스펙트라를 가지므로 단위 주파수 대역에 포함되는 성분의 강도가 주파수에 관계없이 일정한 소리를 말한다. 백색 소음은 특정한 청각 패턴을 갖지 않기 때문에 통상적으로 사람은 이를 단지 전체적인 소음레벨로서 인지하게 된다.
백색 소음은 용이하게 사람의 귀에 익숙해지는 특성이 있어서 작업효율에 방해가 되는 일은 거의 없으며, 오히려 거슬리는 주변 소음을 덮어주는 작용을 하게 된다. 또한, 백색 소음은 심신이 안정될 때 나오는 알파파를 유도하고 심신이 산만할 때 나오는 베타파를 현저히 감소시키며 생성된 알파파가 오랜시간 지속되도록 돕는 작용을 한다.
한편, 물결 소리나 파도 소리와 같은 자연의 소리에도 백색소음이 포함되어 있기 때문에 이러한 자연 백색 소음을 들음으로 인해서 알파파가 유도되어 심신이 안정되며, 반복적인 소리를 계속해서 들으면 뇌신경의 피로도가 증가하기 때문에 뇌신경이 쉬고자 하는 욕구를 느껴서 수면이 유도된다.
이상의 원리를 이용하여 본 발명에서는 소리 청정 장치의 적용 분야에 맞추어 자연의 소리, 백색 소음 또는 규칙적으로 반복되는 인공 소음 중 하나 이상을 방해음으로 선택하게 된다.
도 3a와 도 3b에는 백색 소음을 방해음으로 이용하여 잔파(목적음)을 마스킹하는 과정이 도시되어 있는데, 도 3a는 단순히 소음에 백색 소음을 합성한 상태이며, 도 3b는 본 발명에 따라 소음에 대해 능동소음제거를 적용한 후 잔파에 대해 백색 소음을 합성한 상태이다. 단, 도 3a 및 도 3b에서는 효과적인 식별을 위해 목적음과 방해음이 합성되지 않은 개별적인 상태로 도시되어 있다.
도 3a의 경우 일반적으로 백색 소음을 이용한 소음 중화의 원리를 도시한 것으로서, 소음을 그대로 둔 채 백색 소음을 추가하게 되므로 소음의 피크치가 제거되지 않은 상태에서 전체 음향의 크기(데시벨)가 높아지게 된다. 백색 소음에 지속적으로 노출될 경우 포유류의 청각 처리에 관한 뇌 발달이 지연된다는 연구결과에 따르면 소리 청정 장치에서 원래의 소음의 피크치를 능가할 정도의 크기(진폭)를 가진 백색 소음을 지속적으로 발생시키는 것은 상당한 문제를 발생시킬 우려가 있다.
반면, 도 3b의 경우에는 본 발명의 원리에 따라 능동소음제거에 의해 소음이 일정 레벨 이하로 제한된 상태에서 잔음의 크기에 맞추어 백색 소음을 추가한 것으로서 전체 음향의 크기가 백색 소음의 진폭을 초과하지 않게 되어 청자에게 거슬리는 소음의 피크치들이 모두 제거된다.
본 발명에서는, 소리 청정 장치의 능동소음제거 수단의 성능에 따라 소음이 중화된 잔파의 크기를 제한할 수 있으며, 또한 능동소음제거 수단에서 반대 위상 음파의 위상 지연 값을 설정함에 따라 잔파의 크기를 조절할 수 있으므로, 적절한 범위 내로 방해음의 크기를 설정할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 소리 청정 방법에서는, 방해음 하에서 청자가 원하는 유효 음원을 제공함으로써 유효 음원을 청자에게 효과적으로 전달하는 단계가 추가될 수 있다. 유효 음원은 청자가 듣기를 원하는 음원으로서, 예컨대 음악 또는 학습용 테이프나 명상용 CD등에서 발생되는 음원 등을 의미한다.
칵테일 파티장과 같이 다양한 소음이 존재하는 곳에서도 상대방과의 조용한 대화가 가능한 것과 같이, 소음이 존재하는 공간에서도 주변과 차별되는 정보를 가진 소리를 인지하는 현상을 칵테일 파티 효과라고 한다.
이는 사람이 어떤 현상에 대한 주의를 선택적으로 분할시킬수 있는 선택적 주의(selective attention) 능력을 가지기 때문에 가능한 것이며, 이러한 선택적 주의에 기여하는 요인은 대체로, 1) 말하는 사람의 말에 담겨진 독특한 감각적 특성(즉, 음성의 높낮이나 말의 빠르기, 말의 리듬 같은 내용들), 2) 소리의 강도(즉, 주변의 소리보다 어느정도의 강도로 차이가 있는지에 대해 파악을 하고 그 강도의 소리에 일정한 주의를 기울이게 됨), 및 3) 소리의 위치(즉, 주의를 기울이고자 하는 사람의 음성이 발생되는 위치)이며, 이러한 요인들로 인해 주변의 소음에 방해받지 않고 원하는 소리를 들을 수 있게 된다.
본 발명에서, 방해음을 부가한 상태에서 유효 음원을 제공할 경우, 상기한 바와 같은 선택적 주의력이 발휘되고 이에 따라 청자는 편안한 상태에서 유효 음원을 청취할 수 있게 되며, 이에 따라 유효 음원에 대한 집중력이 향상되는 효과가 발생한다.
도 4는 이상에서 설명된 바와 같이, 음원에서 발생된 소음을 방해음을 이용하여 제한하고, 유효 음원을 청자에게 제공하는 본 발명의 각 단계 및 각 단계별 합성음을 도시하고 있으며, 도 5는 이상의 본 발명에 따른 공기 청정 방법을 수행하기 위한 예시적인 공기 청정 장치의 구조를 도시하고 있다.
본 발명의 예시적인 소리 청정 장치는, 마이크(510), 능동소음제거부(520), 연산부(530), 메모리(535), 스피커 구동부(540) 및 스피커(550)를 포함하도록 도시되었다. 또한, 청자(3)는 통상적으로 주위의 모든 방향으로부터 소음을 청취하므로 하나 이상의 소음원이 있는 환경에 존재하는 경우가 일반적이므로, 도 5에서는 이를 단순화하여 제 1 소음원(1)과 제 2 소음원(2)으로 구별되도록 도시되었다.
먼저, 제 1 소음원(1)으로부터의 제 1 소음(10)과 제 2 소음원(2)으로부터의 제 2 소음(20)이 동시에 발생되는 경우 복수의 소음은 합성된 상태로 소리 청정 장치의 마이크(510)로 입력되며(S410), 능동소음제거부(520)는 능동소음제거를 위한 전기회로 또는 소프트웨어 로직으로 구성되어 합성 소음파에 대한 동일 크기 반대 위상의 상쇄파를 생성하여 스피커 구동부(540)를 거쳐 스피커(550)를 통해 이를 방출함으로써 능동소음제거 기능을 수행한다(S420).
한편, 연산부(530)는 마이크(510)로 입력된 합성 소음파와 능동소음제거부(520)에서 생성한 상쇄파의 합성 잔파를 계산하고(S430), 연산된 잔파의 주파수 에 진폭에 맞추어 잔파를 실질적으로 제거가능한 진폭을 가진 방해음(440)을 연산한다. 이때 실질적으로 제거한다는 것은 잔파의 음향이 청자에게 영향을 거의 미치지 않거나 청자가 용인하는 수준으로 잔파를 제거하는 것을 말하며, 이를 위해 청자에게 방해음의 크기를 선택할 수 있는 수단을 제공하는 것도 바람직하다. 경우에 따라, 자연의 소리, 백색 소음, 규칙적 소음과 같은 방해음 모델을 메모리(535)에 저장하고, 연산부(530)에서 연산된 방해음 특성에 맞추어 저장된 방해음 모델을 선택하거나 사용자가 선택한 방해음 모델을 선택할 수도 있다.
이어서, 스피커 구동부(540)는 스피커(550)를 구동하여 연산부(530)에서 연산되거나 메모리(535)에서 선택된 방해음을 생성한다(S440).
또한, 연산부(530)는 추가로 음악, 학습 정보 등의 유효 음원이 저장된 메모리(535)에서 청자가 선택하거나 미리 설정된 유효 음원을 선택하여, 스피커 구동부(540)를 통해 스피커(550)에서 유효 음원을 재생한다(S450).
이와 같이, 본 발명의 소리 청정 장치는 소음원과 청자 사이에 위치하여 소음원으로부터 청자에게로 전달되는 소음을 효과적으로 제거하는 동시에 추가적으로 효과적인 유효 음원 전달을 위한 음향 청취 환경을 조성한다. 청자의 귀(30)는 실제로는 잔파와 합성된 방해음을 듣게 되지만 잔파의 영향이 거의 없기 때문에 사실상 방해음만을 듣게 되어 원래의 소음이 제거된 상태에서 심리적으로 안정 등의 효과를 도모할 수 있으며, 아울러 유효 음원이 함께 재생될 경우 이를 효과적으로 전달할 수 있어서 청자의 집중력이 향상되는 효과를 도모할 수 있다.
한편, 다수의 소음원이 서로 다른 방향에 존재할 경우, 마스킹 효과를 이용 하여, 주 소음원의 방향에 소리 청정 장치를 배치함으로써 효과적인 음향 청취 환경을 조성할 수 있으며, 필요에 따라 각 소음원의 방향마다 개별적으로 소리 청정 장치를 배치할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소리 청정 장치의 제 1 애플리케이션의 사시도이다. 제 1 애플리케이션은 본 발명의 소리 청정 장치를 적용한 돔형 소리 청정기로서, 수면용 내지 휴식용으로 이용될 수 있다.
돔형 소리 청정기 하우징(610)의 외측면 상에는 적어도 하나의 마이크(620)가 제공되고, 내측면 상에는 적어도 하나의 스피커(630)가 제공되며, 본 발명의 나머지 구성요소인 도 5의 능동소음제거회로(520), 연산부(530), 구동부(540), 메모리(550) 등은 하나의 모듈 형태로 돔형 소리 청정기 하우징(610)의 내부에 내장된다.
청자의 귀 주위를 돔형 소리 청정기 하우징(610)이 둘러 싸게 되므로 외부의 소음이 돔에 의해 물리적으로 어느 정도 차폐될 뿐 아니라, 청자의 귀보다는 마이크(620)에 먼저 전달된다. 이어서 모듈화된 소리 청정 장치의 동작에 의해 소음이 제거된 방해음 내지 유효 음원만이 스피커(630)를 통해 청자의 귀로 전달된다.
한편, 도 7a와 도 7b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 소리 청정 장치의 제 2 애플리케이션의 측면도와 사시도이다. 제 2 애플리케이션은 사람들이 업무용 및/또는 오락용으로 장시간 이용하는 TV 또는 모니터에 소리 청정 장치가 적용된 TV모니터형 소리 청정기이다.
이 경우에도 하우징(720)의 후면 즉, 통상적으로 청자가 위치하는 반대면에 마이크(720)가 배치되고, 소리 청정 장치 모듈(미도시)이 하우징(720)의 내부에 내장된다. 스피커(730)는 청자를 향한 방향에 설치될 수 있으며, 도 7a, 7b에는 TV 나 모니터의 음향 출력용 스피커(미도시)와는 별도로 디스플레이 패널 후면의 하우징의 내측면에 장착된 것으로 도시되어 있다. 이러한 경우 방해음 내지 유효 음원을 외부로 유도할 수 있는 유도공간(740)이 하우징(720) 내에 형성되는 것이 바람직하다.
이상으로 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 기술하였다. 그러나 본 발명은 전술된 실시예에만 특별히 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라, 당업자에 의해, 첨부된 청구범위의 정신과 사상 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함에 유의해야 한다.
도 1a, 1b은 능동소음제거 원리에 관한 개략적 설명도이다.
도 2a, 2b는 마스킹 효과 원리에 관한 개략적 설명도이다.
도 3a, 3b는 백색 소음을 이용한 마스킹 과정 설명도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소리 청정 방법의 흐름도 및 단계별 합성파형도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소리 청정 장치의 개략적 구조도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소리 청정 장치의 제 1 애플리케이션의 사시도이다.
도 7a와 도 7b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 소리 청정 장치의 제 2 애플리케이션의 측면도와 사시도이다.

Claims (6)

  1. 소음을 입력받는 단계;
    능동소음제거 수단을 이용하여 상기 소음과 동일 크기 및 반대 위상을 가진 상쇄파를 발생하는 단계;
    상기 소음과 상쇄파의 합성파인 잔파의 진폭을 계산하는 단계; 및
    상기 잔파의 진폭을 실질적으로 제거할 수 있는 진폭의 방해음을 생성하는 단계를 포함하며,
    상기 소음, 상쇄파, 잔파 및 방해음은 실질적으로 동시간 동안 존재하는 것을 특징으로 하는 소리 청정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    유효 음원을 추가로 제공하는 단계를 더 포함하며, 상기 소음, 상쇄파, 잔파, 방해음 및 유효 음원은 실질적으로 동시간 동안 존재하는 것을 특징으로 하는 소리 청정 방법.
  3. 적어도 하나의 소음원으로부터의 소음을 입력받기 위한 마이크;
    상기 소음과 동일 크기 및 반대 위상을 가진 상쇄파를 발생시키기 위한 능동소음제거 수단;
    상기 소음과 상쇄파의 합성파인 잔파의 진폭을 계산하고, 상기 잔파의 진폭 을 실질적으로 제거할 수 있는 진폭의 방해음을 생성하는 연산부; 및
    상기 연산부에서 생성된 출력음을 출력하기 위한 스피커를 포함하는 것을 특징으로 하는 소리 청정 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    선택가능한 적어도 하나의 방해음 모델을 저장하기 위한 저장 수단을 더 포함하며, 상기 연산부는 상기 잔파의 진폭으로부터 상기 방해음의 진폭을 연산하고 상기 저장 수단의 방해음 모델로부터 적어도 하나의 방해음 모델을 선택으로써 상기 방해음을 생성하는 것을 특징으로 하는 소리 청정 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 저장 수단은 유효 음원을 추가로 저장하며, 상기 연산부는 상기 방해음과 상기 유효 음원을 합성하여 상기 스피커에 상기 출력음으로 제공하는 것을 특징으로 하는 소리 청정 장치.
  6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소리 청정 장치는 돔형 하우징을 구비하며, 상기 마이크는 상기 돔형 하우징의 외측면 상에 장착되며, 상기 스피커는 상기 돔형 하우징의 내측면 상에 장착되며, 상기 능동소음제거수단과 상기 연산부는 상기 돔형 하우징의 내부에 내장되는 것을 특징으로 하는 소리 청정 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101015318B1 (ko) * 2010-05-19 2011-02-15 서용선 치과 장비용 소음저감장치
KR20200090580A (ko) * 2019-01-21 2020-07-29 (주)한컴인터프리 스마트 의류를 이용하는 통번역 시스템

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940007532B1 (ko) * 1991-12-30 1994-08-19 주식회사 금성사 소음 제거 장치와 방법
US5377275A (en) * 1992-07-29 1994-12-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Active noise control apparatus
KR19980036335A (ko) * 1996-11-18 1998-08-05 김영귀 능동 소음 제어시 기준신호 생성방법
KR100242087B1 (ko) * 1997-11-10 2000-02-01 정몽규 엘티제이 필터를 이용한 능동 소음 및 진동 제어 장치 및 그 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101015318B1 (ko) * 2010-05-19 2011-02-15 서용선 치과 장비용 소음저감장치
KR20200090580A (ko) * 2019-01-21 2020-07-29 (주)한컴인터프리 스마트 의류를 이용하는 통번역 시스템

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