KR20150020525A - 근접장 잡음 소거 - Google Patents

Abstract

본 발명은 근접장 잡음 신호를 소거하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 그 방법은: 근접장 잡음 신호(206)를 포함하는 제 1 신호(214)를 제 1 음향 감지 장치(120)로부터 수신하는 단계(604); 근접장 잡음 신호를 복제하는 복제 신호(322, 422, 522)를 합성하는 단계(320, 420, 520, 606); 및 원거리장 잡음 소거 공정(150)에 복제 신호 및 제 1 신호를 전달하는 단계(608)를 일반적으로 포함한다. 원거리장 잡음 소거 공정에 복제 신호를 전달하기 전에, 복제 신호의 적어도 하나의 특징은 원거리장 잡음 소거 공정은 원거리장 잡음으로서 근접장 잡음 신호를 식별하도록 제어된다(606). 원거리장 잡음 소거 공정은 근접장 잡음 신호를 소거하고(610) 그리고 근접장 잡음 신호가 진폭으로 감소되는 출력 신호(360, 460, 560)를 발생시킨다(612).

Description

근접장 잡음 소거{NEAR-FIELD NOISE CANCELLATION}

본 발명은 전자 오디오 시스템에서의 잡음 소거에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 근접장 잡음 소거 시스템 및 근접장 잡음을 소거하기 위한 방법에 관한 것이다.

독립된 호흡 장치("SCBA") 시스템은 환경으로부터 사용자의 얼굴을 보호하기 위한 밀폐된 얼굴 마스크를 일반적으로 포함한다. 얼굴 마스크는 일반적으로 밀폐이고 그리고/또는 방수이며, 그리고 종종 사용자의 입을 덮는다. 음성 통신을 허용하기 위해, SCBA 얼굴 마스크는 사용자의 음성이 마스크로부터 벗어나도록 설계된 음성 포트를 포함할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 음성 포트를 갖는 SCBA 마스크를 착용하는 소방관은 핸드-헬드 라디오를 사용할 수 있다.

일부 SCBA 시스템에서, 경보는 낮은 공기 공급 알람과 같은 시스템 상태를 사용자에게 경고하도록 마스크 내에 사용된다. 그러한 마스크 내 경보는 혼란스럽고 시끄러운 환경에서조차 SCBA 사용자에 의해 쉽게 인지되기 때문에 요구될 수 있다. 마스크 내 경보는 사실상 음향, 기계, 촉각, 및/또는 진동일 수 있다. 예를 들어, 마스크 내 경보는 공기의 펄스를 마스크의 표면 상에 강제하는 것에 의해 실행될 수 있다. 종종, 그러한 경보는 촉각 또는 진동 부품과 관련된 가청 부품을 가진다.

마스크 내 경보는 SCBA 사용자에게 중요한 정보를 전달하는 한편, 그들은 사용자의 음성과 혼합된 음향 신호를 발생시키기 때문에 그들은 일반적으로 전자 음성 통신 시스템에서 원치않는 잡음의 소스로 간주된다. 마스크 내 경보는 광범위한 물리적 메커니즘을 통해 음향 신호를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 마스크의 표면 상에 공기의 펄스를 강제하는 시스템은 촉각에 더해서 마스크에서 음향 신호를 발생시킬 것이다.

본 발명의 목적은 근접장 잡음 소거 시스템 및 근접장 잡음을 소거하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예는 음향 감지 장치의 근접장에서 발생하는 근접장 잡음 신호의 진폭을 감소시키기 위한 방법에 관한 것이다. 그 방법은 근접장 잡음 신호를 포함하는 제 1 전자 신호를 제 1 음향 감지 장치로부터 수신하는 단계; 근접장 잡음 신호를 복제하는 복제 신호를 합성하는 단계; 및 원거리장 잡음 소거 공정에 복제 신호 및 제 1 전자 신호를 전달하는 단계를 일반적으로 포함한다. 전달하는 단계 전에, 그 방법은 원거리장 잡음으로서 근접장 잡음 신호를 식별하는 원거리장 잡음 소거 공정을 야기하도록 복제 신호의 적어도 하나의 특징을 제어하는 단계; 및 근접장 잡음 신호가 진폭으로 감소되는 원거리장 잡음 소거 공정의 출력 신호를 발생시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예는 또한 위에 설명된 방법 실시예를 실행하는 근접장 잡음 소거 시스템에 관한 것이다. 시스템 실시예는 음향 신호를 수신하고 음향 신호에 기반해서 제 1 전자 신호를 발생시키도록 구성된 제 1 음향 감지 장치; 1차 입력 및 2차 입력을 포함하고 원거리장 잡음으로 식별된 수신된 신호를 소거하도록 구성된 원거리장 잡음 소거 장치; 및 (1) 근접장 잡음 신호를 포함하는 제 1 전자 신호를 음향 감지 장치로부터 수신하고; (2) 근접장 잡음 신호를 실질적으로 복제하는 복제 신호를 합성하며; (3) 원거리장 잡음 소거 장치는 근접장 잡음으로서 근접장 잡음 신호를 식별하도록 복제 신호의 적어도 하나의 특징을 제어하고; 그리고 (4) 원거리장 잡음 소거 장치의 1차 입력에 제 1 전자 신호를 그리고 2차 입력에 복제 신호를 전달하도록 구성된 적어도 하나의 전자 회로를 포함한다.

본 발명은 종래의 원거리장 잡음 소거 기법이 근접장 잡음 신호를 소거하도록 사용되는 것을 허용한다.

예시적인 실시예는 다음의 도면을 참조하여 설명될 것이고, 여기서 동일한 도면번호는 도면에 걸쳐 동일한 아이템을 나타내며, 그리고 여기서:
도 1은 본 발명을 이해하기에 유용한 예시적인 종래 기술 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명을 이해하기에 유용한 예시적인 종래 기술 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명을 이해하기에 유용한 예시적인 시스템의 개략도이다.
도 4는 본 발명을 이해하기에 유용한 예시적인 시스템의 개략도이다.
도 5는 본 발명을 이해하기에 유용한 예시적인 시스템의 개략도이다.
도 6은 본 발명을 이해하기에 유용한 예시적인 방법의 고수준 개요를 제공하는 공정 흐름도이다.
도 7a-7b는 본 발명을 이해하기에 유용한 예시적인 방법의 구체적인 공정 흐름도를 집합적으로 제공한다.
도 8은 본 발명을 이해하기에 유용한 도 6의 방법을 실행하는 예시적인 통신 장치의 전방 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 예시적인 통신 장치의 후방 사시도이다.
도 10은 본 발명을 이해하기에 유용한 도 8-9에 도시된 통신 장치의 예시적인 하드웨어 아키텍처를 도시하는 블록도이다.
도 11은 본 발명을 이해하기에 유용한 예시적인 근접장 잡음 신호를 묘사한다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 도면은 축척에 따라 그려지지 않고 그들은 단지 본 발명의 예시적인 실시예를 도시하도록만 제공된다. 본 발명의 여러 측면은 도시를 위해 예시적인 어플리케이션을 참조하여 아래에 설명된다. 다양한 특정 세부사항, 관계, 및 방법은 본 발명의 완전한 이해를 제공하도록 제시된다는 것이 이해되어야만 한다. 그러나 해당 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 하나 이상의 특정 세부사항 없이 또는 다른 방법으로 실시될 수 있다는 것을 용이하게 인지할 것이다. 다른 실시예에서, 공지된 구조 또는 작동은 본 발명을 모호하게 하는 것을 회피하도록 구체적으로 도시되지 않는다. 일부 작동이 다른 순서로 그리고/또는 다른 작동 또는 이벤트와 동시에 일어날 수 있기 때문에, 본 발명은 작동 또는 이벤트의 도시된 순서에 의해 한정되지 않는다. 또한, 모든 도시된 작동 또는 이벤트가 본 발명에 따른 방법론을 실행하도록 요구되는 것은 아니다.

본 발명은 음향 감지 장치의 근접장에서 발생하는 근접장 잡음 신호를 소거하는 종래의 원거리장 잡음 소거 기법을 사용하는 것에 관한 것이다. 본 발명의 예시적인 실시예는 근접장 잡음 신호를 복제하는 복제 신호를 합성하는 것에 관한 것이다. 근접장 잡음 신호는 종래의 원거리장 잡음 소거 공정의 1차 입력에 전달되고, 복제 신호는 2차 입력에 전달된다. 복제 신호는 종래의 2-입력 잡음 소거 공정이 원거리장 잡음으로서 근접장 잡음 신호를 식별하게 하도록 합성되고 그리고/또는 제어된다. 따라서, 본 발명의 예시적인 실시예는 종래의 원거리장 잡음 소거 기법이 근접장 잡음 신호를 소거하도록 사용되는 것을 허용한다.

단어 "예시적인"은 예시, 사례, 또는 도시로서 역할하는 것을 의미하도록 여기에 사용된다. "예시적인"으로서 여기에 설명된 임의의 측면 또는 설계는 다른 측면 또는 설계에 비해 바람직하거나 유리한 것으로서 해석될 필요가 없다. 그보다는, 단어 예시적인의 사용은 구체적 방식으로 개념을 나타내도록 의도된다. 본 출원에서 사용된 바와 같이, 용어 "또는"은 배타적인 "또는" 보다는 포함하는 "또는"을 의미하도록 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나, 문맥으로부터 명백하지 않다면, "X는 A 또는 B를 사용한다"는 자연 포함 순열 중 어느 하나를 의미하도록 의도된다. 즉 X가 A를 사용하거나; X는 B를 사용하거나; 또는 X가 A와 B 모두를 사용한다면, 그때 "X는 A 또는 B를 사용한다"가 앞서 언급한 사례 중 어느 하나 하에 충족된다.

여기에 사용된 바와 같이, 용어 "신호"는 임의의 매체를 통해 전달된 임의 유형의 정보를 의미한다. 신호는 사실상 음향적(즉, 물리적 매체에 의해 전파됨) 또는 전자적(즉 전자기적)일 수 있다. 전자 신호는 디지털 또는 아날로그 형태로 표현될 수 있다. 트랜스듀서는 음향 감지 장치와 같은 음향 신호를 나타내는 전자 신호를 발생시키도록 사용될 수 있다. 트랜스듀서는 또한 스피커와 같은 전자 신호에 기반해서 음향 신호를 발생시키도록 사용될 수 있다.

여기에 사용된 바와 같은, 용어 "진폭"은 신호 크기의 임의의 측정을 의미한다. 진폭은 데시벨("dB")로 측정될 수 있다. 진폭을 계산하기 위한 다양한 방법은 피크 진폭, 피크-피크 진폭 및 제곱 평근 제곱근 진폭을 포함하지만 그들로 한정되지 않는 것으로 해당 기술분야에 공지되어 있다. 진폭은 전류, 전압, 파워, 또는 해당 기술분야에 공지된 바와 같은 임의의 다른 특징에 기반해서 계산될 수 있다.

여기에 사용된 바와 같은, 용어 "잡음"은 통신 시스템에서 원치않는 또는 소망되지 않는 신호를 말하기 위해 사용된다. 예를 들어, 음성 통신 시스템에서, 사용자 스피치 또는 음성과는 다른 임의의 신호는 종종 잡음으로 간주될 것이다.

여기에 사용된 바와 같은, 용어 "소거하다" 및 "소거"는 신호의 진폭을 실질적으로 감소시키는 임의의 공정을 말하도록 사용된다.

여기에 사용된 바와 같은, 용어 "원거리장"은 사운드 레벨이 거리가 두 배 될 때마다 6dB의 속도에서 강하하는 바와 같이 음원으로부터 충분히 먼 위치를 말한다. 원거리장이 시작하는 정확한 위치는 음향 신호를 생성하도록 사용된 소스 천공의 크기에 따를 것이다. 원거리장이 시작하는 위치는 천공 크기가 커짐에 따라 더 커질 것이다(소스의 위치에 관련해서). 예를 들어, 원거리장은 2 인치 천공을 갖는 라우드스피커에 비해 20인치 천공을 갖는 라우드스피커로부터 더 먼 거리에서 시작할 것이다. 음원에 관련해서 원거리장에 있는 위치는 일반적으로 적어도 약 2미터인 음원으로부터의 거리이다. 달리 말해서, 마이크로폰의 원거리장에서 음원은 그 소스에 의해 생성된 사운드를 감지하도록 사용된 마이크로폰으로부터 적어도 약 2 미터 이상인 것이다.

여기에 사용된 바와 같이, 용어 "근접장"은 음원에 가깝게 관련된 영역을 말한다. 더 구체적으로, 그 용어는 사운드 레벨에서 급격한 변동이 거리에서의 작은 변화로 뚜렷할 만큼 음원에 충분히 가까운 위치를 말한다. 근접장에서, 소스의 위치에 관련해서 단지 몇 인치의 거리에서의 변화가 10dB 만큼 변화하는 사운드 레벨을 야기할 수 있다. 음원의 근접장은 종종 소스의 최장파장의 ¼인 거리로서 정의된다. 예로서, 일반적인 인간 음성 스피치는 약 3.9 내지 1.3 미터의 파장에 대응하는 약 85 내지 255 Hz 사이의 기본 주파수를 가진다. 근접장이 이러한 파장의 ¼이라면, 그때 근접장은 소스로부터 1.3 내지 0.33 미터인 위치를 포함할 수 있다. 따라서, 본 명세서의 목적을 위해, 음원에 관련한 근접장은 일반적으로 약 2 미터보다 작은 음원으로부터 거리로서 이해될 수 있다. 달리 말해서, 마이크로폰의 근접장에서 음원은 그 소스에 의해 생성된 사운드를 감지하도록 사용된 마이크로폰으로부터 약 2 미터보다 작은 것이다. "근접장"과 "원거리장" 사이의 정확한 임계는 해당 기술분야에 공지된 바와 같이, 신호 소스, 음향 감지 장치, 전파의 매체, 및/또는 신호 자체의 특징을 포함하는, 여러 인자에 의존할 수 있다. 임계는 해당 기술분야에 공지된 바와 같이 복소함수일 수 있고 실시자에 의해 조절될 수 있다.

본 명세서에서, 마이크로폰이 원거리장에 위치되는 소스로부터 발생하는 음향 신호를 감지하도록 사용되는 바와 같이 설명될 때, 그때 음향 신호는 원거리장 신호로서 언급된다. 예를 들어, 잡음 소스가 마이크로폰 부재에 관련해서 원거리장에 위치되는 곳에서, 그때 그 마이크로폰에 의해 검출된 잡음 신호가 "원거리장 잡음"으로서 여기에 언급된다. 반대로, 마이크로폰에 말하는 사람이 마이크로폰 부재에 관련된 근접장에 위치될 때, 그때 그 마이크로폰 부재에 의해 검출된 음향 음성 신호는 근접장 오디오 신호 또는 근접장 음성 신호로 언급될 수 있다.

본 명세서에서, 마이크로폰이 원거리장에 위치된 소스로부터 발생한 음향 신호를 감지하도록 사용된 바와 같이 설명될 때, 그때 음향 신호는 원거리장 신호로 언급된다. 예를 들어, 잡음 소스가 마이크로폰 부재에 관련해서 원거리장에 위치되는 곳에서, 그때 마이크로폰에 의해 검출된 잡음 신호는 "원거리 잡음"으로 여기에 언급된다. 반대로, 마이크로폰에 말하는 사람이 마이크로폰 부재에 관련해서 근접장에 위치될 때, 그때 마이크로폰 부재에 의해 검출된 음향 음성 신호는 근접장 오디오 신호 또는 근접장 음성 신호로 언급될 수 있다. 일관성과 편리함을 위해, 용어 "근접장" 및 "원거리장"은 또한 음원의 근접장 또는 원거리장에 위치된 사운드 센서(마이크로폰)에 의해 발생된 전자 신호를 설명하도록 여기에 사용된다.

여기에 사용된 바와 같이, 용어 "복제 신호"는 적어도 하나의 특징에 대해서 기준 신호와 실질적으로 유사한 신호를 언급하도록 사용된다. 예를 들어, 복제 신호는 기준 신호에 비해 주파수, 위상, 및/또는 진폭에서 실질적으로 유사한 하나 이상의 신호 성분을 가질 수 있다. 복제 신호는 제한된 지속시간의 일부 시간 기간에 걸친 기준 신호의 재현일 수 있다. 예를 들어, 주기적 또는 준주기적인 특징을 갖는 기준 신호의 경우에, 복제 신호는 신호와 연관된 기간의 일부에 걸친 기준 신호의 재현일 수 있다. 부분은 전체 기간 또는 전체 기간보다 적은 일부 시간 기간일 수 있다. 복제 신호를 발생시키도록 사용된 샘플링이 공지된 나이퀴스트 샘플링 기준을 충족할 수 있는 바와 같이 복제 신호는 실질적으로 기준 신호의 정확한 재현일 수 있다. 대안적으로, 복제 신호는 기준 신호의 대역 제한된 버전일 수 있고, 그것은 복제 신호가 관심이 있는 특정 주파수 제한 내에만 있는 것이 아니라 반드시 기준 신호의 정확한 재현임을 의미한다.

여기에 사용된 바와 같이, 용어 "준주기적"은 적어도 하나의 반복 성분을 포함하는 임의의 신호를 설명하도록 사용된다. 반복 성분은 기간, 준기간 또는 적합한 기간이 신호에 대해 결정될 수 있는 바와 같이, 예측가능한 타이밍 간격을 반복할 수 있다. 예를 들어, SCBA 시스템에 사용된 마스크 내 진동 경보는 미래 펄스의 타이밍이 이전 펄스의 인지된 타이밍에 기반해서 예측될 수 있는 바와 같이, 실질적으로 정기적인 간격에서 사용자의 마스크 상에 공기를 일반적으로 펄스한다. 용어 "준주기적인"은 부정확한 주기성을 반복하는 신호는 물론 정확한 주기성(예, "주기적" 신호)을 반복하는 신호를 포함하도록 의도된다. 해당 기술분야에 알려진 바와 같이, 신호는 비정기적인 타이밍 간격을 반복할 수 있지만, 적당한 주기 또는 준주기는 공지된 신호 분석 기법을 사용하여 신호에 대해 계산될 수 있다.

많은 통신 시스템에서, 잡음 소거 기법은 하나 이상의 음향 감지 장치에서 수신된 오디오 신호로부터 원치않는 음향 신호를 감소시키거나 또는 소거하도록 사용된다. 그러한 시스템에서, 사용자 음성과는 다른 임의의 오디오 신호는 일반적으로 잡음으로 간주된다. 음성 통신 시스템에서 잡음의 일부 실시예는 마스크 내 경보, 기계, 모터, 음악, 및 비사용자의 음성을 포함한다. 일부 종래의 잡음 소거 기법은 그 안에 잡음을 검출하도록 수신된 오디오 신호를 분석하기 위한 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 사용한다. 잡음이 검출될 때, 종래의 잡음 소거 기법은 검출된 잡음을 소거하는 것을 시도하고 그 안에 감소된 잡음 진폭 레벨을 갖는 출력 오디오 신호를 제공하도록 사용된다.

일부 종래의 잡음 소거 기법은 원거리장 신호를 소거하는 반면에 근접장 신호를 보존하도록 설계된다. 그러한 기법은 일반적으로 "원거리장 잡음 소거"로 언급된다. 원거리장 잡음 소거를 위한 어플리케이션은 원거리장에서 발생하는 배경 잡음의 소거를 포함하는 한편 근접장에서 발생하는 사용자 스피치를 보존한다. 근접장 신호와 원거리장 신호 사이에서 식별하기 위한 다양한 기법이 해당 기술분야에 공지되어 있다. 음원의 근접장에서 사운드의 진폭은 원거리장에서 발생하는 사운드에 비해 작은 거리(예, 1-6 인치)에 걸쳐 훨씬 더 급속하게 변할 것이다. 따라서, 일부 원거리장 잡음 소거 시스템은 소스에 관련한 근접장에 있는 위치에서의 사운드 대 소스에 관련한 원거리장에 있는 사운드 사이에 식별한다는 사실을 이용한다. 이들 시스템은 일반적으로 작은 거리(1-6 인치) 이격된 두 개의 마이크로폰을 사용한다. 사운드 신호는 각각의 마이크로폰에 의해 검출될 수 있고 두 개 신호의 상대 진폭은 사운드가 원거리장 대 근접장에서 발생되었는지 여부를 결정하도록 평가될 수 있다. 예를 들어, 두 개의 마이크로폰으로부터 검출된 출력 신호는 사운드 진폭이 그러한 마이크로폰 사이의 상대적으로 작은 거리에 걸쳐 현저하게 변화하는 것을 나타내고, 그때 그것은 사운드가 근접장에서 발생했다고 언급될 수 있다.

이제 도 1에 대해 언급하면서, 원거리장 잡음을 감소시키기 위한 프로세서를 포함하는 예시적인 종래기술의 시스템(100)의 개략도가 제공되어 있다. 시스템(100)은 각각이 현재 알려지거나 이후에 개발되는 임의의 음향 감지 장치일 수 있는 1차 마이크로폰(120) 및 2차 마이크로폰(122)을 포함하는 두 개의 마이크로폰을 사용한다.

근접장 스피치(108)는 근접장 스피치의 소스에 관련해서 근접장(104)에 있는 위치에서 감지된 음향 신호이다. 근접장 스피치는 1차 마이크로폰(120) 및 2차 마이크로폰(122)에 의해 감지되거나 검출된다. 근접장 스피치(108)는 경로(110)를 따라 1차 마이크로폰(120)으로, 그리고 경로(112)를 따라 2차 마이크로폰(122)으로 이동한다.

근접장 잡음(106)은 그러한 잡음 신호의 소스에 대해서 원거리장(102)에 있는 위치에서 마이크로폰(120, 122)에 의해 감지된 음향 신호이다. 원거리장 잡음(106)은 경로(114)를 따라 1차 마이크로폰(120)으로, 그리고 경로(116)를 따라 2차 마이크로폰(122)으로 이동한다.

두 개의 마이크로폰(120, 122)은 일반적으로 약 1 내지 6인치인 상대적으로 작은 거리(128)에 의해 공간에서 분리된다. 경로(110)는 경로(112)보다 더 짧고, 그래서 근접장 스피치(108)는 2차 마이크로폰(122)에 비해 1차 마이크로폰(120)에서 실질적으로 더 큰 진폭으로 수신될 수 있다. 경로(114) 및 경로(116)는 길이에서 다를 수 있지만, 원거리장 잡음은 마이크로폰(120, 122)에서 대략적으로 동일한 진폭에서 수신된다. 이것은 근접장에서의 위치에 비해, 원거리장에서의 위치에서 측정될 때 진폭 레벨이 작은 거리(예, 1 내지 6 인치)에 걸쳐 훨씬 적게 변한다는 사실 때문이다.

일반적인 시나리오에서, 1차 마이크로폰(120)은 도 8-9에 도시된 장치(800)와 같은 통신 장치의 전면 상에 위치될 것이다. 2차 마이크로폰(122)은 일반적으로 통신 장치(800)의 후면에 위치될 것이다. 위에 언급된 바와 같이, 두 개의 마이크로폰(120, 122)에 의해 수신된 사운드에 대한 진폭 차이는 소스(예, 원거리장 잡음(106))에 관련한 원거리장에 있는 위치에서 감지된 사운드에 비해 소스(예, 근접장 스피치(108))에 관련한 근접장에서의 위치에서 감지된 사운드에 대해 실질적으로 더 클 것이다.

1차 마이크로폰(120)은 수신된 음향 신호에 기반해서 실시간으로 1차 마이크로폰 출력(124)을 발생시킨다. 1차 마이크로폰 출력(124)은 원거리장 잡음(106) 및 근접장 잡음(108)을 포함하는, 수신된 음향 신호를 나타내는 전자 신호이다. 유사하게, 2차 마이크로폰(122)은 2차 마이크로폰 출력(126)을 발생시킨다. 위에 설명된 이유에 있어서, 근접장 스피치(108)는 2차 마이크로폰 출력(126)에 비해 1차 마이크로폰 출력(124)에서 더 높은 진폭을 가질 것이다. 원거리장 잡음 신호(106)는 실질적으로 유사한 진폭을 갖는 출력 신호 모두에서 나타날 것이다. 1차 마이크로폰 출력(124) 및 2차 마이크로폰 출력(126)은 종래의 원거리장 잡음 소거 공정(150)의 1차 입력(152) 및 2차 입력(154) 각각에 전달된다.

신호 프로세서(140)는 원거리장 신호를 소거하는 반면에 근접장 신호를 보존하기에 효과적인 종래의 원거리장 잡음 소거 공정(150)을 포함한다. 원거리장 잡음 소거 공정(150)은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 그것의 임의의 조합으로서 실행될 수 있다. 예를 들어, 원거리장 잡음 소거 공정(150)은 신호 프로세서(140)에 의해 실행되거나 분리된 하드웨어 회로에 의해 실행된 알고리즘을 포함할 수 있다. 원거리장 잡음 소거 공정(150)은 입력(152, 154)에서 신호를 수신하고, 진폭에서 실질적으로 감소된 원거리장 신호를 갖는 수신된 근접장 신호를 포함하는 출력 신호(160)를 발생시킨다. 원거리장 잡음을 소거하기 위한 목적을 위해, 근접장 스피치 신호(108)는 1차 및 2차 입력(152, 154) 사이의 상대적으로 큰 진폭 차이에 의해 식별될 수 있고, 원거리장 잡음 신호(106)는 두 개의 입력 사이의 상대적으로 작은 진폭 차이에 의해 식별될 수 있다. 예를 들어, 원거리장 잡음 소거 공정(150)은 미리정의된 진폭 임계보다 더 큰 입력 사이의 진폭 차이를 갖는 임의의 신호를 근접장으로서 식별하도록 구성될 수 있다. 반대로, 미리정의된 진폭 임계보다 작거나 동일한 입력 사이의 진폭 차이를 갖는 임의의 신호는 원거리장으로서 식별될 수 있다.

원거리장 잡음 소거 공정의 앞서 언급한 설명은 단지 하나의 가능한 실시예로서 제공된다는 것이 이해되어야만 한다. 다른 원거리장 잡음 소거 공정은 유사하거나 다른 기법을 사용하여 작동할 수 있다. 그러나, 모든 그러한 시스템은 원거리장 오디오 신호와 근접장 오디오 신호를 구별하도록 수신된 오디오의 특정 특징을 사용할 것이다.

이제 도 2에 대해 언급하면서, 본 발명을 이해하기에 유용한 예시적인 종래 기술의 시스템(200)의 개념 블록도가 제공된다. 시스템(200)은 근접장 잡음(206)이 추가되는 것을 제외하고 시스템(100)과 유사하다. 근접장 잡음(206)은 마이크로폰이 소스에 관련해서 근접장에 있도록 언급될 수 있는 바와 같이 마이크로폰(120, 122)에 가까운 소스로부터 발생한다. 예를 들어, 근접장 잡음(206)은 마스크 내 경보에 의해 생성된 사운드일 수 있다. 그러한 시나리오에서, 근접장 스피치(108)와 근접장 잡음(206)은 음성 포트를 통해 마스크로부터 벗어날 수 있다. 따라서, 마이크로폰(120, 122)은 근접장 스피치(108)와 근접장 잡음(206)의 소스에 대해서 근접장에 위치된다. 근접장 잡음(206)은 일반적으로 근접장 스피치(108), 즉, 경로(110, 112)와 동일한 경로를 따를 것이다. 그러므로, 근접장 잡음(206)은 2차 마이크로폰(122)에서보다 1차 마이크로폰(120)에서 실질적으로 더 큰 진폭으로 수신될 것이다. 원거리장 잡음 소거 공정(150)은 근접장 잡음(206)이 마이크로폰의 근접장 내에서 감지되고 있다는 것을 자동으로 인지할 것이다. 따라서, 원거리장 잡음 소거 공정은 신호가 원거리장 잡음 소거 공정에 의해 처리될 때 근접장 잡음(206)을 소거할 것이다. 따라서, 근접장 잡음 신호(206)는 소거되지 않을 것이고, 출력 신호(260)는 근접장 스피치 신호(108)에 더해서 근접장 잡음 신호(206)를 포함할 것이다.

전자 통신 시스템에서 근접장 잡음(206)은 근접장 스피치(108)의 통신을 간섭할 것이다. 특히, 근접장 잡음 신호(206)의 성분은 인간 음성의 피치 범위 내에 강하할 수 있고, 근접장 잡음 신호(206)는 근접장 스피치 신호(108)에 관련해서 큰 진폭을 가질 수 있고, 근접장 잡음 신호(206)가 존재할 때 근접장 스피치 신호(108)에서 스피치를 이해하는 것을 어렵게 한다. 또한, 통신 시스템은 종종 음성 기반 출력 신호(260)를 음성 인코더("보코더")로 전달하도록 구성된다. 보코더는 무선 통신 시스템을 통한 송신 전에 스피치 신호를 디지털 전자 신호로 변환하도록 제공된다. 그러한 시나리오에서, 근접장 잡음 신호(206)는 얼굴 마스크를 진동시키도록 사용된 공기의 버프에 의해 발생된 준주기적 음향 경고이고, 그때 그러한 경고 신호는 인지할 수 없는 인코딩된 스피치를 발생시킬 수 있다. 더 구체적으로, 그러한 시나리오에서, 인간 음성에 관한 피치 범위 내의 피치를 갖는 근접장 잡음 신호(206)의 성분은 피치 검출 알고리즘에 의해 음성 신호로서 잘못 식별될 수 있다. 이것은 보코더로부터 출력된 디지털 스피치 신호에서의 간극을 실제로 벗어나는 음성 코딩 공정의 돌발적 고장을 초래할 수 있다.

이제 도 3에 대해 언급하면서, 본 발명을 이해하는데 유용한 예시적인 시스템(300)의 개략도가 제공된다. 신호 프로세서(340)는 종래의 원거리장 잡음 소거 공정(150)을 사용하여 근접장 잡음 신호를 소거하도록 구성된다. 신호 프로세서(340)는 그러한 근접장 잡음과 연관된 공지된 시그니처 또는 특징에 기반해서 근접장 잡음(206)을 식별하도록 1차 마이크로폰 출력(214)(또는 2차 마이크로폰(216))을 분석하는 복제 신호 발생기(320)를 포함한다. 근접장 잡음(206)의 존재가 검출될 때, 복제 신호 발생기는 반드시 근접장 잡음(206)의 복제인 복제 신호(322)를 합성한다. 복제 신호(322)는 그때 2차 마이크로폰 출력(216)과 결합되는 가산 공정(324)에 전달된다. 그런 후에 결합된 신호가 원거리장 잡음 소거 공정(150)의 입력(154)에 전달된다. 지연 부재(326, 328)는 2차 마이크로폰(122)과 1차 마이크로폰(120)의 출력을 제어가능하게 지연시키도록 선택적으로 제공된다. 가산 공정(324)은 단지 비제한적인 실시예로서, 신호 프로세서(340)에 의해 또는 전용 하드웨어에 의해 수행될 수 있다.

여기 발명자는 SCBA 시스템에서 마스크 내 경보는 일반적으로 예측가능한 특징을 나타내는 것으로 인지한다. 예를 들어, 마스크 내 경보는 종종 인지가능한 음향 패턴 또는 시그니처를 생성한다. 따라서, 마스크 내 경보에 의해 생성된 음향 신호는 여기에 구체적으로 설명된 바와 같이 패턴 인지 기법을 사용하여 인지될 수 있다. 예를 들어, 마스크 내 경보의 예측가능한 특징은 한정 없이 타이밍, 주기성, 주파수, 위상 및 형상을 포함할 수 있다. 마스크 표면 상에 공기의 펄스를 보내는 것에 의해 실행된 마스크 내 경보의 경우에, 공기의 펄스는 예측가능한 타이밍으로 마스크에 도달할 수 있고, 각각의 펄스는 실질적으로 유사한 음향 신호를 발생시킬 수 있다. 가압된 공기 유형 마스크 내 경보에 의해 생성된 예시적인 근접장 잡음 신호(206)는 도 11에 도시되어 있다. 신호(206)는 공기의 하나의 펄스에 대응하는 각각의 펄스를 갖는 펄스(1108, 1110, 1112)를 포함하는 일련의 펄스로 구성된다. 각각의 펄스는 피크 진폭(1102), 및 펄스 지속시간(1106)을 가진다. 신호(206)는 펄스 사이의 타이밍과 같은 펄스 기간(1104)을 갖는 준주기로서 특징화될 수 있다. 펄스 주기(1104)는 다중 펄스 사이의 타이밍에 기반한 적합한 또는 평균값일 수 있다.

다양한 기법이 1차 마이크로폰 출력(214)에서와 같은 또 다른 신호와 혼합될 때조차 근접장 잡음 신호(206)를 식별하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 복제 신호 발생기(320)는 근접장 잡음 신호(206) 내의 하나 이상의 펄스를 식별하도록 피크 검출을 사용할 수 있다. 신호 프로세서(340)는 또한 근접장 잡음 신호(206)의 주기성을 검출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 마스크 내 경보는 초당 10개의 공기의 펄스를 전달할 수 있고, 그래서 펄스는 대략적으로 일초의 1/10마다 마스크를 치고, 펄스 기간(1104)은 100밀리초(ms)와 같다. 또한, 각각의 공기의 펄스에 의해 생성된 음향 신호의 형상이 인지가능한 형상 또는 시그니처에 일치할 수 있다. 그 시스템은 아래에 구체적으로 설명된 바와 같이, 마스크 내 경보에 의해 발생된 음향 신호의 하나 이상의 모델을 저장하도록 구성될 수 있다.

복제 신호(322)는 원거리장 잡음 소거 공정(150)이 원거리장 잡음으로서 근접장 잡음(206)을 식별하게 하도록 제어된다. 예를 들어, 복제 신호(322)는 1차 마이크로폰 출력(214)에서 근접장 잡음(206)과 실질적으로 동일한 진폭을 가지도록 제어될 수 있다. 임의의 적합한 배열이 복제 신호(322)의 진폭을 제어하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서 주파수 계수는 신호 발생 공정의 부분으로서 조절될 수 있다. 대안적으로, 가변 증폭기 및/또는 감쇠기 회로(미도시)가 복제 신호의 진폭을 변경하도록 사용될 수 있다. 따라서, 복제 신호(322)가 입력(154)에 존재할 때, 복제 신호(322)와 근접장 잡음(206) 사이의 진폭 차이는 상대적으로 작을 것이다. 그러한 시나리오에서, 원거리장 잡음 소거 공정(150)은 원거리장에서 발생하는 잡음으로서 근접장 잡음(206)을 해석할 것이고, 그러므로 근접장 잡음 신호(206)를 감소시키거나 소거할 것이다.

신호 프로세서(540)는 원거리장 잡음 소거 공정(150)에 1차 마이크로폰 입력을, 그리고 가산 공정(324)에 제공된 임의의 2차 마이크로폰 입력(216)을 지연시키도록 구성될 수 있다. 이러한 지연은 복제 신호를 분석하고 발생시키기 위한 시간을 제공하도록 사용될 수 있다. 지연은 또한 신호를 적절하게 동기화하도록 제공될 수 있다. 도 1의 논의에 기반해서 이해될 수 있는 바와 같이, 도 3에 원거리장 잡음 소거 공정(150)은 또한 원거리장 잡음(106)을 소거하는 능력을 가질 것이다.

이제 도 4에 관해 언급할 때, 본 발명의 대안적인 실시예의 개념 블록도가 제공되어 있다. 시스템(400)은 일부 중요한 차이점을 갖는 시스템(300)과 유사하다. 특히, 시스템(400)은 2차 마이크로폰(122) 및 가산 공정(324)을 포함하지 않는다. 앞서 언급한 논의로부터 이해될 바와 같이, 2차 마이크로폰(122) 및 2차 마이크로폰 출력(216)의 존재는 근접장 잡음 신호(206)의 소거를 얻도록 요구되지 않는다. 도 3에서와 같이, 복제 신호(322)는 복제 신호 발생기(320)에 의해 동기화되고 원거리장 잡음 소거 신호(150)의 입력(154)에 전달된다. 복제 신호(322)가 입력(154)에 적용될 때 그것은 근접장 잡음 신호(206)가 원거리장 잡음 소거 장치(150)에 의해 원거리장 잡음으로서 식별되게 한다. 이러한 기법은 도 3을 참조하여 위에 설명된 바와 같은 공정과 유사하지만, 제 2 마이크로폰(122) 및 2차 마이크로폰 출력(216)에 대한 필요를 제거한다. 이러한 부재의 제거는 근접장 잡음 신호(206)의 식별 또는 소거에 영향을 주지 않는다.

시스템(400)은 2차 마이크로폰(122) 및 2차 마이크로폰 출력(216)의 제거로 인해 원거리장 잡음 신호(106)를 소거할 수 없지만, 이러한 제한은 원거리장 잡음이 제한되거나 그렇지 않으면 진폭에서 낮은 어플리케이션에서 중요하지 않을 수 있다.

이제 도 5에 대해 언급하면서, 본 발명의 제 3 실시예의 개념 블록도가 제공되어 있다. 시스템(500)은 일부 중요한 차이를 갖는 시스템(400)과 유사하다. 예를 들어, 시스템(500)에서, 1차 마이크로폰 출력(214)은 복제 신호의 발생을 트리거링하는 목적을 위해 복제 신호 발생기(520)에 전달되지 않는다. 대신에, 전자 근접장 잡음 트리거 신호(506)는 이러한 목적을 위해 복제 신호에 전달된다. 근접장 잡음 트리거 신호(506)는 근접장 잡음(206)을 생성하는 것으로 알려진 마스크 내 경보를 제어하도록 사용되는 전자 신호로부터 얻어진다. 예를 들어, 전자 근접장 잡음 트리거 신호(506)는 준주기적 토대로 얼굴 마스크에 공기의 퍼프를 미터링하는 공기 밸브를 제공하도록 사용되는 신호일 수 있다. 그러한 실시예에서, 전자 근접장 잡음 신호(506)는 근접장 잡음(206)의 기간 및 타이밍에 대응하는 기간 및 타이밍을 가질 것이다.

복제 신호 발생기(520)는 근접장 잡음 트리거 신호(506)를 수신하고 분석하며 복제 신호(522)를 합성한다. 시스템(300, 400)에서와 같이, 복제 신호 발생기(520)는 복제 신호(522)를 합성한다. 복제 신호(522)가 1차 마이크로폰 출력(214)에 포함된 근접장 잡음과 동시에 원거리장 잡음 소거 공정(150)에 인가될 때, 근접장 잡음 신호(206)는 원거리장 잡음으로서 식별될 것이고, 제거될 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 시스템(500)은 또한 복제 신호(522)를 갖는 근접장 잡음(206)의 전자 신호 재현을 시간 동기화하는 목적을 위해 지연 부재(328)를 포함할 수 있다.

이제 도 6에 관해 언급할 때, 본 발명을 이해하기에 유용한 예시적인 방법(600)의 고수준 개요를 제공하는 공정 흐름도가 제공되어 있다. 방법(600)은 잡음 소거 시스템에서 실행된다. 예를 들어, 방법(600)은 신호 프로세서(340, 440, 540)와 같은 신호 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 방법(600)은 단계(602)로 시작한다.

단계(604)에서, 시스템은 제 1 음향 감지 장치의 근접장에서 발생하는 근접장 잡음 신호를 포함하는 제 1 전자 신호를 수신한다. 예를 들어, 제 1 전자 신호는 1차 마이크로폰 출력(214)일 수 있고, 근접장 잡음 신호는 도 3-5에서와 같이, 근접장 잡음 신호(206)일 수 있다.

단계(606)에서, 제 1 전자 신호 및 복제 신호가 원거리장 잡음 소거 장치에 의해 처리될 때 근접장 신호가 원거리장 잡음으로서 인지되도록 시스템은 복제 신호를 동기화하고, 복제 신호의 적어도 하나의 특징을 제어한다. 예를 들어, 복제 신호는 도 3-5에 도시된 바와 같이, 복제 신호(322, 522)일 수 있다. 원거리장 잡음 소거 공정은 도 1-5를 참조하여 설명된 바와 같이 원거리장 잡음 소거 공정(150)일 수 있다.

단계(608)에서, 시스템은 원거리장 잡음 소거 공정의 1차 입력에 제 1 전자 신호를, 그리고 2차 입력에 복제 신호를 전달한다. 예를 들어, 도 1-5에 도시된 바와 같이, 1차 입력은 1차 입력(152)일 수 있고 2차 입력은 2차 입력(154)일 수 있다. 복제 신호는 예를 들어, 도 3에 도시된 가산 부재(324)에서 원거리장 잡음 소거 공정으로의 전달 전에 2차 마이크로폰 출력(216)과 선택적으로 결합될 수 있다.

단계(610)에서, 시스템은 원거리장 잡음 소거 공정을 사용하여 근접장 잡음 신호를 소거한다. 도 3-5를 참조하여 위에 설명된 바와 같이, 복제 신호는 원거리장 잡음 소거 공정이 원거리장 잡음으로서 근접장 잡음을 식별하게 한다. 그런 후에 원거리장 잡음 소거 공정은 종래의 잡음 소거 기법을 사용하여 근접장 잡음을 소거한다.

단계(612)에서, 시스템은 진폭에서 제거되거나 또는 적어도 감소된 근접장 잡음 신호를 갖는 제 1 전자 신호를 포함하는 출력 신호를 발생시킨다. 예를 들어, 출력 신호는 도 3-5에 도시된 바와 같이 출력 신호(360, 460, 560)일 수 있다. 근접장 잡음 신호는 단계(610)에서 감소되거나 소거되고, 그래서 출력 신호는 근접장 잡음의 감소된 양을 가진다. 예를 들어, 제 1 전자 신호가 근접장 잡음 신호(206)와 혼합된 근접장 스피치 신호(108)를 포함한다면, 출력 신호는 실질적으로 더 높은 스피치-잡음비를 갖는 근접장 스피치 신호(108)를 포함할 것이다.

단계(614)는 예시적인 방법(600)의 단부이고, 그 시스템은 루프에서 방법(600)을 반복하는 바와 같이, 다른 업무로 진행한다. 출력 신호는 위에 설명된 바와 같이 무선 음성 통신 시스템과 같은, 또 다른 시스템에 전달될 수 있다.

이제 도 7a-7b에 대해 언급하면서, 본 발명을 이해하기에 유용한 예시적인 방법(700)의 구체적인 공정 흐름도가 제공되어 있다. 방법(700)은 도 3-5에 도시된 그리고 위에 설명된 예시적인 시스템(300, 400, 500) 중 어느 하나에서 예를 들어, 복제 신호 발생기(320, 520)에 의해 실행될 수 있다. 방법(700)은 도 6의 단계(606)에 대한 구체적인 예시적인 실시예로서 이해될 수 있다. 방법(700)은 반복 루프에서 프로세서에 의해 실행될 수 있고, 하나 이상의 병렬 스레드 및/또는 공정으로서 실행될 수 있다는 것이 언급될 수 있다. 방법(700)은 단계(702)로 시작한다.

단계(704)에서, 시스템은 디지털 오디오 샘플의 입력 스트림을 수신한다. 입력 스트림은 예를 들어, 1차 마이크로폰(120)의 1차 출력(214)을 인코딩하는 디지털 인코더로부터 수신될 수 있다. 위에 설명된 바와 같이, 스트림은 근접장 잡음 신호(206), 근접장 스피치 신호(108), 및 원거리장 잡음 신호(106)를 포함할 수 있다. 샘플은 메모리(1016)와 같은, 컴퓨터 판독가능한 메모리의 스트림 버퍼에 저장된다. 스트림 버퍼는 기대 평균 기간에 기반해서 준주기적 근접장 잡음 신호의 적어도 두 개의 기간을 저장하도록 구성된다.

단계(706)에서, 시스템은 상관 인벨롭을 결정하도록 자동 상관을 수행한다. 자동 상관 기법은 해당 기술분야에 공지되어 있고, 신호의 일부를 동일한 신호의 또 다른 부분과 비교하는 단계를 일반적으로 포함한다. 시스템은 상관 인벨롭 값을 결정하도록 서로 두 개의 기간을 비교한다.

단계(708)에서, 시스템은 상관 인벨롭에 기반해서 이득 인자를 계산한다. 이득 인자는 기대 상관값을 정상화하도록, 방법(700)의 미래 반복에서 입력 스트림에 인가될 것이다. 예를 들어, 시스템은 단계(710)에서 사용된 미리결정된 임계값을 업데이트하도록 구성될 수 있다.

단계(710)에서, 시스템은 준주기적 신호가 상관 인벨롭 값에 기반해서 스트림에 존재하는지 여부를 결정한다. 예를 들어, 상관값이 사용자 공급된 임계값과 같은, 미리 결정된 임계값 위에 있다면 시스템은 준주기 신호의 존재를 식별하도록 구성될 수 있다. 준주기적 신호의 식별은 단계(712)에서 트리거 신호를 발생시키도록 사용될 것이다.

단계(712)에서, 시스템은 단계(710)의 결과에 기반해서 입력 스트림에서 준주기적 신호의 존재를 나타내는 트리거 신호를 발생시킨다. 예를 들어, 트리거 신호는 펄스가 입력 스트림에서 검출될 때 "1"의 값을 갖고 그렇지 않으면 "0"의 값을 갖는 2진 디지털 신호일 수 있다. 따라서, 트리거 신호는 검출된 준주기적 신호의 기간과 실질적으로 유사한 기간을 가질 것이다.

단계(714)에서, 시스템은 트리거 신호에 대한 기간을 결정한다. 예를 들어, 트리거 신호 기간은 트리거 신호의 포지티브 및 네거티브 에지를 검출하도록 에지 검출을 사용하여 결정될 수 있다. 트리거 신호 기간은 준주기적 신호의 단일 기간에 기반할 수 있다.

단계(716)에서, 시스템은 단계(714)에서 결정된 트리거 신호 기간이 준주기적 근접장 잡음 신호를 위한 기대 범위 내에 있는지 여부를 결정한다. 예를 들어, 위에 논의된 바와 같이, 마스크 내 경보는 약 30 밀리초(ms)의 펄스 사이의 타이밍을 갖는 공기의 펄스를 발생시킬 수 있다. 따라서, 기대 범위는 임의 예로서 25-35 ms일 수 있다. 트리거 신호 기간이 기대 범위 내에 있다면 그때 시스템은 검출된 펄스의 수를 증가시키고 흐름은 단계(718)로 진행한다. 그렇지 않으면, 흐름은 단계(704)로 다시 진행한다.

단계(718)에서, 시스템은 연속적으로 검출된 준주기 펄스의 수(예, 미리결정된 시간 윈도우 내의)가 미리 결정된 임계값 "N"을 초과하는지 여부를 결정하고, 여기서 N은 정수값이다. 이러한 단계는 긍정 오류(예, 마스크 내 경보 잡음의 잘못된 검출)를 방지하도록 사용된다. 검출된 펄스의 수가 임계값을 초과한다면, 그때 흐름은 단계(720)로 진행한다. 달리 말해서, 흐름은 단계(704)로 다시 진행한다. 하나 이상의 펄스를 검출하는 오류는 검출된 펄스의 수를 재설정하지 않는 대신에 준주기적 잡음 검출의 가능성과 연관된 변수를 감소시키도록 히스테리시스가 검출 공정에 적용될 수 있다.

시스템이 병렬 스레드 또는 공정에서 단계(704-718)를 실행하는 것을 계속하도록 구성될 수 있다. 달리 말해서, 흐름이 단계(720)로 진행할 때조차 시스템은 단계(720-734)와 병렬로 단계(704-718)를 동시에 실행하도록 구성될 수 있다.

단계(720)에서, 시스템은 "검출된 모드"로 진입한다. 검출된 모드에서, 시스템은 준주기적 근접장 잡음 신호가 단계(718)를 참조하여 위에 설명된 바와 같이, 입력 오디오 스트림에 존재하는지를 결정하도록 충분한 수의 준주기적 펄스를 앞서 검출했다. 특히, 검출된 모드에서 시스템은 준주기적 잡음 신호가 아래에 설명된 바와 같이, 근접장 음성 신호에 의해 또는 다른 잡음에 의해 희미해질 때와 같이, 그것이 페이드 조건에 진입할 때조차 준주기적 근접장 잡음 신호를 소거하도록 시도할 것이다.

단계(722)에서, 시스템은 이력 데이터에 기반해서 준주기적 근접장 잡음 신호에 관한 평균 기간 "Td"를 결정한다. 평균 기간 "Td"는 이력 펄스의 미리결정된 수에 기반할 수 있다. "Td"는 메모리에 저장되고 방법(700)의 각각의 반복으로 업데이트될 수 있는 변수이다.

단계(724)에서, 시스템은 이력 데이터에 기반해서 준주기적 근접장 잡음 신호 "Td_max"에 관한 최대 기간을 결정한다. 최대 기간 "Td_max"는 이력 기간 또는 펄스의 미리결정된 수에 기반할 수 있다. 예를 들어, "Td_max"는 예를 들어, 방법(700)의 이전 반복 중 어느 하나에서, 이제까지 검출된 최대 기간을 저장하는 변수일 수 있다.

단계(726)에서, 시스템은 메모리(1016) 내에 할당된 메모리 공간일 수 있는, 캐시에 현재 버퍼를 저장한다. 시스템은 스트림 버퍼의 전체 내용, 또는 그것의 일부만을 캐시에 저장하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 시스템은 캐시에서 각각의 엔트리에 준주기적 신호의 하나의 펄스 또는 하나의 기간을 저장하도록 구성될 수 있다. 캐시에서 각각의 엔트리는 마스크 내 경보의 강제된 공기 유형의 단일 펄스에 대응할 수 있는 근접장 잡음 신호의 단일 기간의 "모델 샘플"로 간주될 수 있다. 예를 들어, 시스템은 준주기적 신호의 단일 기간이 하나의 모델 샘플로 저장되도록 트리거 신호가 높은 값("1")을 갖는 현재 버퍼의 하나의 기간 가치를 사용하도록 구성될 수 있다. 캐시에 저장된 모델 샘플은 준주기적 신호가 페이드 조건에 진입하고 아래에 설명된 바와 같이 입력 스트림으로부터 쉽게 얻어질 수 없을 때 사용을 위해 저장된다. 캐시에서의 각각의 모델 샘플은 정상화된 진폭에서 저장될 수 있고, 적합한 이득이 단계(728)에서 캐시에 저장된 모델 샘플로부터 복제 신호를 발생시킬 때 적용될 수 있다. 모델 샘플은 압축된 또는 비압축된 포맷 등에서 아날로그 또는 디지털 포맷, 시간-도메인 또는 주파수-도메인과 같은, 해당 기술분야에 알려진 임의의 적합한 포맷으로 캐시에 저장될 수 있다.

단계(728)에서, 시스템은 검출된 준주기적 근접장 잡음 신호를 복제하는 복제 신호를 발생시킨다. 복제 신호는 평균 검출된 기간("Td") 또는, 대안적으로, 최대 검출된 기간("Td_max")과 같은 기간을 가지도록 발생될 수 있다. 예를 들어, 최대 검출된 기간("Td_max")은 아래에 설명된 바와 같이, 페이드 조건이 검출될 때 사용될 수 있다. 복제 신호는 검출된 준주기적 근접장 잡음 신호의 하나 이상의 샘플을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복제 신호는 평균 검출된 기간 또는 최대 검출된 기간에 의해 결정된 샘플 사이의 타이밍으로, 마스크 내 경보로부터 펄스의 샘플의 트레인으로서 발생될 수 있다. 준주기적 근접장 잡음 신호가 입력 오디오 스트림에 존재하고 페이드 조건에 존재하지 않을 때, 그때 샘플은 스트림 버퍼로부터 얻어질 수 있다. 시스템이 검출된 모드에 있지만, 준주기적 근접장 잡음 신호가 페이드 조건에 있을 때, 모델 샘플이 캐시로부터 얻어질 수 있다. 따라서, 시스템은 근접장 잡음 신호가 근접장 스피치 또는 다른 잡음에 의해 희미해질 때조차 근접장 잡음 신호를 실질적으로 복제하는 복제 신호를 발생시킬 수 있다. 시스템은 입력 스트림과 복제 신호가 원거리장 잡음 소거 장치에 의해 처리될 때 근접장 잡음 신호가 원거리장 잡음으로 인지될 수 있도록 복제 신호의 적어도 하나의 특징을 제어한다. 예를 들어, 도 3-5에 대해서 위에 설명된 바와 같이, 시스템은 그것이 근접장 잡음 신호(206)의 진폭에 실질적으로 일치하는 바와 같이 복제 신호의 진폭을 제어할 수 있다. 시스템은 복제 신호가 실질적으로 동일한 진폭을 갖는 바와 같이 피크 검출을 사용하여 현재의 근접장 잡음 펄스의 진폭을 검출하고, 이득을 캐시로부터 회수된 모델 샘플에 적용하도록 구성될 수 있다. 단계(728)에서 발생된 복제 신호는 방법(700)의 다중 반복에 걸쳐 계속적으로 발생될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

단계(730)에서 시스템은 페이드 조건이 존재하는지 여부를 결정한다. 시스템은 단계(730) 동안, 또는 단계(720-734) 중 어느 하나와 병렬로(동시 스레드 또는 공정으로서) 단계(704-718)를 실행하도록 구성될 수 있다. 시스템이 검출 모드에 있지만 입력 스트림에서 준주기적 신호를 검출하는 것에 실패할 때(예, 단계(710)에서) 페이드 조건이 검출될 수 있다. 예를 들어, 스피치가 입력 오디오 스트림에 존재한다면, 그때 상관 인벨롭 값은 준주기적 신호의 존재에도 불구하고 높을 수 있다. 이것은 스피치가 일반적으로 높은 자동 상관 값을 나타내기 때문이다. 따라서, 스피치는 준주기적 신호의 검출을 막을 수 있다. 잡음에서도 마찬가지일 수 있다. 준주기적 근접장 잡음 신호가 희미해질 때, (스피치 또는 다른 잡음에 의해), 그때 준주기적 신호는 페이드 조건으로 간주될 수 있다. 페이드 조건이 검출된다면, 그때 흐름은 단계(732)로 진행한다. 페이드 조건이 검출되지 않는다면, 그때 흐름은 복제 신호의 또 다른 발생을 위해 단계(728)로 진행한다.

단계(732)에서, 시스템은 캐시로부터 모델 샘플을 회수한다. 모델 샘플은 단지 예시로서, 선입, 선출("FIFO") 기반, 또는 후입, 선출("LIFO") 기반으로 캐시로부터 회수될 수 있다.

단계(734)에서, 시스템은 페이드 타임아웃 임계값이 페이드 조건 동안 도달되는지 여부를 결정한다. 근접장 잡음 신호가 충분한 시간의 기간 동안 페이드에 남는다면, 그때 시스템은 타임아웃하고 검출된 모드를 빠져나온다. 페이드 타임아웃 임계값은 사용자 공급된 값과 같은 미리결정된 값일 수 있다. 페이드 타임아웃 임계값은 준주기적 신호가 사실상 페이드 조건임에도 입력 신호에 존재한다면, 그것은 페이드 타임 아웃이 발생하기 전에 재습득되는 바와 같이 설정될 수 있다.

단계(798)는 방법(700)의 단부, 또는 방법(700)의 하나의 반복의 단부이다. 방법(700)이 계속적인 루프에 반복될 수 있다는 것이 언급될 수 있다. 예를 들어, 방법(700)이 초당 100회와 같은 미리정의된 간격에서 신호 프로세서에 의해 반복적으로 실행될 수 있다. 방법(700)은 다중 병렬 공정 또는 스레드에서 실행될 수 있다. 예를 들어, 시스템은 단계(720-734)와 병렬인 루프에서 단계(704-718)를 수행하도록 구성될 수 있다.

방법(100)을 실행하는 예시적인 통신 장치

이제 도 8-9에 대해 언급하면서, 도 6의 방법(600)을 실행하는 예시적인 통신 장치(800)의 전방 및 후방 사시도가 제공되어 있다. 통신 장치(800)는 라디오, 모바일 폰, 셀룰러 폰, 또는 다른 무선 통신 장치일 수 있지만, 그들로 한정되지 않는다.

본 발명의 실시예에 따라서, 통신 장치(800)는 차량(모바일)에서의 또는 도보(포터블)하는 육상 사용자에 의한 사용을 위해 의도된 지상 이동 무선 시스템이다. 도 8-9에 도시된 바와 같이, 통신 장치(800)는 전면(804) 상에 배치된 1차 마이크로폰(120) 및 후면(904) 상에 배치된 2차 마이크로폰(122)을 포함한다. 예를 들어, 마이크로폰(120, 122)은 서로에 대해 적합하게 정렬하도록 표면(804, 904) 상에 배열될 수 있다. 여전히, 본 발명은 이 점에서 한정되지 않고 다른 마이크로폰 위치 역시 가능하다. 제 1 및 제 2 마이크로폰(120, 122)은 잡음 소거에 유리한 통신 장치(800)의 표면(804, 904) 상의 위치에 배치된다. 이 점에서, 마이크로폰(120, 122)은 그들이 원거리장 사운드를 수신할 때 대략적으로 동일한 신호를 출력하는 바와 같이 표면(804, 904) 상에 바람직하게 배치된다는 것이 이해될 수 있다. 예를 들어, 마이크로폰(120, 122)이 서로 4인치 이격된다면, 그때 통신 장치(800)로부터 6 피트에 위치된 소스로부터 발산하는 사운드는 1/2 데시벨(0.5 dB)보다 작은 마이크로폰(120, 122) 사이의 파워(또는 강도) 차이를 나타낼 것이다.

마이크로폰(120, 122)은 또한 마이크로폰(120)이 근접장 사운드를 검출할 때 마이크로폰(122)보다 더 높은 레벨 신호를 가지는 바와 같이 표면(804, 904) 상에 위치된다. 예를 들어, 마이크로폰(120, 122)은 그들이 서로로부터 4인치 이격되는 바와 같이 표면(804, 904) 상에 위치될 수 있다. 사운드가 마이크로폰(120)으로부터 1 인치 및 마이크로폰(122)으로부터 4 인치 위치된 소스로부터 발산한다면, 그때 사운드를 나타내고 마이크로폰(120, 122)에서 발생된 신호의 파워(또는 강도) 사이의 차이는 대략적으로 12 데시벨(12 dB)이다. 본 발명의 실시예는 이 점에서 한정되지 않는다.

이제 도 10에 대해 언급하면서, 통신 장치(800)의 예시적인 하드웨어 아키텍처(1000)의 블록도가 제공되어 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 하드웨어 아키텍처(1000)는 1차 마이크로폰(120) 및 2차 마이크로폰(122)을 포함한다. 하드웨어 아키텍처(1000)는 또한 오디오 증폭기(1004), 스피커(1006), 라디오 트랜스시버(1010), 안테나 부재(1012), 및 맨-머신 인터페이스(MMI)(1018)를 포함한다. MMI(1018)는 라디오 제어, 온/오프 스위치 또는 버튼, 키패드, 디스플레이 장치, 및 볼륨 제어를 포함하지만, 그들로 한정되지 않는다. 하드웨어 아키텍처(1000)는 신호 프로세서(340, 440, 540)일 수 있는 신호 프로세서(1040)로 더 구성된다. 신호 프로세서(1040)는 디지털 신호 프로세서(DSP)를 포함할 수 있다. 하드웨어 아키텍처(1000)는 또한 신호 프로세서(1040)에 의한 사용자를 위한 메모리 장치(1016)를 포함할 수 있다.

트랜스시버(1010)는 일반적으로 수신기(미도시)와 송신기(미도시) 모두를 포함하는 유니트이다. 따라서, 트랜스시버(1010)는 기지국, 통신 센터, 또는 또 다른 통신 장치(800)로의 통신을 위한 안테나 부재(1012)로 신호를 전달하도록 구성된다. 트랜스시버(1010)는 또한 안테나 부재(1012)로부터 신호를 수신하도록 구성된다.

본 발명이 하나 이상의 실행에 대해 도시되고 설명됨에도, 균등한 대안 및 수정이 본 명세서 및 첨부된 도면의 독해 및 이해 시에 해당 기술분야의 당업자에게 발생할 것이다. 덧붙여, 본 발명의 특정 특징이 여러 실행 중 하나에 대해서만 개시되는 반면에, 그러한 특징은 임의의 소정 또는 특정 어플리케이션에 대해 요구되고 유리할 수 있는 바와 같이 다른 실행 중 하나 이상의 다른 특징과 조합될 수 있다.

여기에 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하는 목적만을 위한 것이고 본 발명을 한정하도록 의도되지 않는다. 여기에 사용된 바와 같이, 단수형 "어(a)", "언(an)" 및 "더(the)"는 문맥이 달리 명백하게 지시하지 않는다면 복수형도 포함하도록 의도된다. 또한, 용어 "포함하는","포함하다", "갖는", "가지다", "함께", 또는 그 변형까지 구체적인 설명 및/또는 청구항에 사용되는 범위까지, 그러한 용어가 용어 "포함하는"과 유사한 방식으로 포함하도록 의도된다.

달리 정의되지 않는다면, 여기에 사용된 모든 용어(기술적 그리고 과학적 용어 포함)는 본 발명이 속하는 해당 기술분야의 당업자에 의해 흔히 인지될 바와 같이 동일한 의미를 가진다. 또한, 흔히 사용된 사전에 정의된 바와 같은 용어는 해당 기술분야의 문맥에서의 의미를 충족하는 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고 여기에 강조해서 그렇게 정의되지 않으면 이상화되거나 과도하게 형식적인 의미에서 해석되지 않는 것으로 이해될 것이다.

Claims (12)

1. 전자 신호에서 근접장 잡음 신호를 감소시키기 위한 방법으로서,
   상기 방법은:
   제 1 음향 감지 장치로부터 상기 근접장 잡음 신호를 포함하는 제 1 전자 신호를 수신하는 단계;
   상기 근접장 잡음 신호를 복제하는 복제 신호를 합성하는 단계;
   원거리장 잡음 소거 공정으로 상기 복제 신호 및 상기 제 1 전자 신호를 전달하는 단계;
   상기 전달하는 단계 전에, 원거리장 잡음으로서 상기 근접장 잡음 신호를 식별하도록 상기 원거리장 잡음 소거 공정을 야기하도록 상기 복제 신호의 적어도 하나의 특징을 제어하는 단계; 및
   상기 근접장 잡음 신호가 진폭에서 감소되는 상기 원거리장 잡음 소거 공정의 출력 신호를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 근접장 잡음 신호를 식별하도록 상기 제 1 전자 신호를 분석하는 단계를 더 포함하고; 그리고
   상기 합성하는 단계는 식별된 상기 근접장 잡음 신호에 기반해서 상기 복제 신호를 합성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 근접장 잡음 신호를 위한 전자 트리거 신호를 수신하는 단계; 및
   상기 전자 트리거 신호에 기반해서 상기 복제 신호의 타이밍을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 제 1 전자 신호는 상기 제 1 음향 감지 장치의 근접장에서 발생하는 스피치 신호를 포함하고, 그리고
   원거리장 잡음 소거 장치는 상기 출력 신호에서 상기 스피치 신호를 보존하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 4항에 있어서,
   제 2 음향 감지 장치로부터 제 2 전자 신호를 수신하는 단계; 및
   상기 전달하는 단계 전에, 상기 복제 신호에 상기 제 2 전자 신호를 추가하는 단계;를 더 포함하고;
   상기 스피치 신호는 또한 상기 제 1 전자 신호에서 상기 스피치 신호에 관련해서 감쇠된 형태로 상기 제 2 전자 신호에 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 제 1 전자 신호 및 상기 제 2 전자 신호는 원거리장 잡음 신호를 포함하고, 상기 원거리장 잡음 신호는 실질적으로 상기 출력 신호에서 감소되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 특징은 상기 복제 신호의 진폭을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 합성하는 단계는 상기 복제 신호의 타이밍을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제 8항에 있어서,
   상기 합성하는 단계는 상기 복제 신호의 주기성을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제 1항에 있어서,
    상기 근접장 잡음 신호는 SCBA 마스크에서 공기 흐름을 진동시키는 것에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제 1항에 있어서,
    상기 근접장 잡음 신호는 준주기적 신호인 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제 2항에 있어서,
    상기 분석하는 단계는 상기 근접장 잡음 신호를 모델 근접장 잡음 신호에 관련하여 저장된 정보와 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

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