KR20190047976A - 노이즈 모델링 및 룩업을 통한 잡음 저감 방법 - Google Patents
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Abstract
다양한 음역대의 잡음을 미리 모델링함으로써, 특정 장소 또는 기기에서 발생하는 잡음에 대한 추정 시간을 감소시켜 잡음 소거의 효율을 높이고, 다양한 음역대의 소음을 제거하여 원음에 가까운 신호를 복원하는 잡음 저감 방법이 개시된다.
Description
본 발명은 잡음 저감 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 노이즈 모델링 및 룩업을 통한 잡음 저감 방법에 관한 것이다.
일반적으로 잡음원으로부터 발생되는 잡음을 감쇠시키는 방법으로는 잡음의 발생 통로 상에 흡음재나 차음재 또는 공명기를 설치하는 수동잡음 제거기법과 잡음소스(source)를 사용하여 능동적으로 잡음을 최소화하는 능동잡음 제거기법이 있다. 그러나 수동잡음 제거기법은 500 Hz 이상의 고주파 영역에서는 효과가 높으나 500 Hz 이하의 저주파 영역에서는 그 효과가 급격히 떨어지는 문제점을 가지고 있었다. 따라서 파장이 긴 저주파 잡음을 저감시키기 위해서는 두꺼운 흡음재나 차음재 또는 부피가 큰 공명기를 여러 개 설치해야 하지만, 이 경우 부피의 증가에 따른 비용 상승 및 공간적 제약이 따른다.
수동잡음 제거기법의 문제점을 보완하기 위하여, 잡음소스를 이용하여 잡음을 저감시키는 능동잡음 제어(Active Noise Control: 이하, 'ANC' 라 함)에 대한 연구가 부각되고 있다. ANC 기술은 모터나 엔진의 동작음을 대표로 하는 주기성 잡음을 억제하는 기술로서, 잡음을 감지하기 위한 마이크가 잡음의 파장을 감지하고, 잡음과 동진폭이면서 역위상인 신호를 생성하고, 파의 중첩의 원리를 이용하여 잡음을 제거하는 기술이다. 외부에서 들어오는 잡음과 역위상인 잡음신호를 생성하기 위해 미지의 채널에 대한 임펄스 응답(H)을 추정하기 위해서 학습시간(테스트시간) 동안 알고 있는 신호(테스트신호)가 특정경로를 거친 후 변형되는(임펄스 응답) 단계가 필수적으로 요구된다.
이러한 ANC 기술은 저주파수 대역의 잡음제거에 효과적이고 간단한 구조를 띠고 있어서 비용적인 면에서 유리하여 자동차의 차내 잡음제거 또는 옥외에서 사용하는 헤드폰의 환경잡음 감소 등에 사용되고 있으나, 이러한 장점에도 불구하고 학습시간이 길어지는 문제(delay)가 있고, 학습시간이 충분히 주어지지 않을 경우에는 전체 시스템의 성능을 떨어뜨리게 된며, 모든 음역대의 소음을 제거하지 못하는 단점이 있다.
한국등록특허 제10-1283105호는 임펄스 응답을 추정하여 학습시간을 줄이고, 학습시간 동안 필터계수를 추정하여 필터의 수렴속도가 빨라지는 능동잡음 제어장치 및 방법을 개시하고 있으나, 잡음을 모델링한 데이터를 이용하는 것에 관하여 기재하고 있지 않다.
한국등록특허 제10-1121764호는 잡음 신호에 비선형 추정 함수를 적용함으로써 예측 잡음 신호를 생성하는 능동형 잡음 제어 시스템을 개시하고 있으나, 잡음을 모델링한 데이터를 이용하는 것에 관하여 기재하고 있지 않다.
본 발명은 잡음 저감 방법에 있어서, 특정 장소 또는 기기에서 발생하는 잡음에 대한 추정 시간을 감소시켜 잡음 소거의 효율을 높이고, 다양한 음역대의 소음을 제거하여 원음에 가까운 신호를 복원하는 잡음 저감 방법을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 음향센서가 잡음 패턴을 감지하여 감지된 잡음 패턴에 대응하는 잡음 신호를 생성하는 단계; 서치부가 기저장된 모델링 데이터에서 상기 잡음 신호에 대응하는 모델링된 잡음 신호를 검색하는 단계; 및 음향 변환기가 상기 모델링된 잡음 신호에 기초하여 잡음 상쇄 패턴을 생성하는 단계;를 포함하는 잡음 저감 방법을 제공한다.
또한 상기 모델링 데이터는 하기 수학식 1에 기초하여 주파수별 잡음을 모델링하는 것을 특징으로 하는 잡음 저감 방법을 제공한다.
[수학식 1]
상기 수학식 1에서, △Q는 저주파 잡음의 파라미터를 나타내고, △R은 고주파 잡음의 파라미터를 나타내고, W는 보상값을 나타내고, χ는 잡음 유형을 나타냄.
본 발명에 따르면, 다양한 음역대의 잡음을 미리 모델링함으로써, 특정 장소 또는 기기에서 발생하는 잡음에 대한 추정 시간을 감소시켜 잡음 소거의 효율을 높이고, 다양한 음역대의 소음을 제거하여 원음에 가까운 신호를 복원하는 잡음 저감 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잡음 저감 방법을 나타낸 흐름도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잡음 저감 방법을 적용하기 전의 잡음 신호를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잡음 저감 방법을 적용한 후 잡음 신호를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잡음 저감 방법을 적용하기 전의 잡음 신호를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잡음 저감 방법을 적용한 후 잡음 신호를 나타낸 도면.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잡음 저감 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 잡음 저감 방법은 음향센서가 잡음 패턴을 감지하여 감지된 잡음 패턴에 대응하는 잡음 신호를 생성하는 단계(S110); 서치부가 기저장된 모델링 데이터에서 상기 잡음 신호에 대응하는 모델링된 잡음 신호를 검색하는 단계(S120); 및 음향 변환기가 상기 모델링된 잡음 신호에 기초하여 잡음 상쇄 패턴을 생성하는 단계(S130);를 포함한다.
상기 잡음 신호를 생성하는 단계(S110)는 예컨대 마이크로폰과 같은 음향 센서에 의해 잡음원에 의해 생성된 잡음 패턴의 잡음 에너지 및/또는 파동 진폭을 감지한다. 상기 마이크로폰은 감지된 잡음 패턴에 대응하여 잡음 신호를 생성하여 출력할 수 있는 것이면 특별히 제한되는 것이 아니다. 잡음 신호는 초당 N개 샘플의 시퀀스를 포함할 수 있는대, N은 예를들어 마이크로폰이 약 10㎑의 샘플링 레이트로 작동하는 경우 초당 1000 샘플이 될 것이다.
상기 모델링된 잡음 신호를 검색하는 단계(S120)는 서치부가 기저장된 모델링 데이터에서 상기 잡음 신호에 대응하는 모델링된 잡음 신호를 검색하는 단계이다. 본 발명은 종래 ANC 시스템에서 함수를 이용하여 입력된 잡음 패턴에 대응하는 잡음 신호를 추정하는 동안 발생하는 지연시간을 줄이기 위해 주파수별 잡음을 모델링한 DB를 생성하고, 잡음 패턴에 대응하는 잡음 신호를 검색함으로써 특정 장소 또는 기기에서 발생하는 잡음에 대한 추정 시간을 감소시켜 잡음 소거의 효율을 높이고, 다양한 음역대의 소음을 제거하여 원음에 가까운 신호를 복원할 수 있다.
상기 모델링 데이터(10)는 본 발명이 적용될 장소 또는 기기에서 발생할 수 있는 주변 잡음을 하기 수학식 1에 기초하여 소음타입별로 100Hz이하, 1KHz이하,100MHz이하 등으로 모델링하고, 보상값을 가감하여 DB에 저장된다.
[수학식 1]
상기 수학식 1에서, △Q는 저주파 잡음의 파라미터를 나타내고, △R은 고주파 잡음의 파라미터를 나타내고, W는 보상값을 나타내고, χ는 잡음 유형를 나타낸다.
상기 잡음 상쇄 패턴을 생성하는 단계(S130)는 스피커(20) 등의 음향 변환기와 잡음-감소 지역 내에서 잡음 패턴의 잡음 에너지 및/또는 파동 진폭을 감소 또는 소거하기 위해 잡음 상쇄 패턴을 생성하도록 스피커를 제어하는 컨트롤러에 의해 상기 모델링된 잡음 신호에 대한 상쇄 패턴을 생성하고, 이를 출력하는 단계(S140)이다.
상기 콘트롤러는 잡음 패턴의 현재 샘플 신호 및/또는 하나 이상의 모델링 샘플에 기초하여 현재 샘플을 후속하는 잡음 패턴의 샘플("후속 샘플")을 선택할 수 있고, 스피커(20)가 선택된 후속 샘플에 기초하여 잡음 상쇄 패턴을 생성하도록, 예컨대 잡음 패턴이 지점에 도달하는 것과 동일한 시각에 잡음 상쇄 패턴이 그 지점에 도달하도록, 스피커에 입력을 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잡음 저감 방법을 적용하기 전의 잡음 신호를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잡음 저감 방법을 적용한 후 잡음 신호를 나타낸 도면이다.
도 2 및 3을 참조하면, 도 2의 파란색 파형은 인풋노이즈(input noise)를 나타내고, 빨간색 파형은 시스템 자체 노이즈를 나타낸다. 본 발명에 따른 잡음 저감 방법을 적용한 후(도 3 참조) 잡음 신호를 나타내는 파란색 파의 진폭이 현저가게 감소(6 -> 0.2)한 것을 알 수 있다.
상기 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 범위는 상기 발명의 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 모델링 DB
20 : 스피커
Claims (2)
- 음향센서가 잡음 패턴을 감지하여 감지된 잡음 패턴에 대응하는 잡음 신호를 생성하는 단계;
서치부가 기저장된 모델링 데이터에서 상기 잡음 신호에 대응하는 모델링된 잡음 신호를 검색하는 단계; 및
음향 변환기가 상기 모델링된 잡음 신호에 기초하여 잡음 상쇄 패턴을 생성하는 단계;를 포함하는 잡음 저감 방법. - 제1항에 있어서,
상기 모델링 데이터는 하기 수학식 1에 기초하여 주파수별 잡음을 모델링하는 것을 특징으로 하는 잡음 저감 방법.
[수학식 1]
상기 수학식 1에서, △Q는 저주파 잡음의 파라미터를 나타내고, △R은 고주파 잡음의 파라미터를 나타내고, W는 보상값을 나타내고, χ는 잡음 유형을 나타냄.
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| US20210221196A1 (en) * | 2019-10-27 | 2021-07-22 | Silentium Ltd. | Apparatus, system and method of active noise control (anc) based on heating, ventilation and air conditioning (hvac) configuration |
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| EP4321086A1 (en) * | 2022-08-08 | 2024-02-14 | Decentralized Biotechnology Intelligence Co., Ltd. | Neckband sensing device |
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- 2017-10-30 KR KR1020170142397A patent/KR20190047976A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210221196A1 (en) * | 2019-10-27 | 2021-07-22 | Silentium Ltd. | Apparatus, system and method of active noise control (anc) based on heating, ventilation and air conditioning (hvac) configuration |
| US11935513B2 (en) | 2019-10-27 | 2024-03-19 | Silentium Ltd. | Apparatus, system, and method of Active Acoustic Control (AAC) |
| US12070986B2 (en) * | 2019-10-27 | 2024-08-27 | Silentium Ltd. | Apparatus, system and method of active noise control (ANC) in a vehicle |
| US12112736B2 (en) | 2022-06-28 | 2024-10-08 | Silentium Ltd. | Apparatus, system, and method of neural-network (NN) based active acoustic control (AAC) |
| EP4321086A1 (en) * | 2022-08-08 | 2024-02-14 | Decentralized Biotechnology Intelligence Co., Ltd. | Neckband sensing device |
| KR102610643B1 (ko) | 2023-04-24 | 2023-12-06 | 농업회사법인(주)피오에스싸이언스 | 기호성을 개선한 반려동물 배합 사료의 제조 방법 |
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