KR20190071706A - 잡음 제어 - Google Patents
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Abstract
적응형 필터 구조를 가진 예시적인 능동형 잡음 제어 필터링은 기준 및 에러 입력 신호들을 가지며, 선택적인 필터링된 기준 신호 및 에러 신호에 의존하여 필터 계수들을 업데이트하는 제어 가능한 필터 행렬을 포함하고, 에러 신호는 필터 모듈의 성능 기준을 나타낸다. 뿐만 아니라, 누출 기능 및 수렴 기능이 업데이트된 필터 계수들에 적용된다. 누출 기능은 플러시 기능, 동결 기능, 공간 동결 기능 및 누출 임계치 중 적어도 하나에 의해 제어되며, 수렴 기능은 동결 기능 및 공간 동결 기능에 의해 제어된다.
Description
본 발명은 잡음, 예를 들면 도로 잡음을 제어하기 위한 시스템 및 방법(전체로서 "시스템"이라 함)에 관한 것이다.
사운드는 압축 및 팽창의 교번하는 기간들로 이루어진 압력파이다. 잡음-소거를 위해, 음파는 동일한 진폭을 갖지만 반전된 위상(또한 역위상으로 알려진)을 갖고 원래 사운드로 방출된다. 파동들은, 간섭이라 불리우는 프로세스에서, 새로운 파동을 형성하기 위해 조합하며, 서로 효과적으로 상쇄된다 - 상쇄적 간섭으로 불리우는 효과. 현대의 능동형 잡음 제어(ANC)는 흔히 아날로그 및/또는 디지털 신호 프로세싱의 사용을 통해 달성된다. 적응형 알고리즘들은 배경 청각 또는 비-청각 잡음의 파형을 분석하도록 설계될 수 있으며, 특정 알고리즘에 기초하여, 원래 신호의 극성을 위상 시프트하거나 또는 반전시킬 신호를 발생시킬 수 있다. 이러한 반전된 신호(역위상 신호)는 그 후 증폭되며 트랜듀서는 원래 파형의 진폭에 정비례하는 음파를 생성하여, 상쇄적 간섭을 생성한다. 이것은 지각 가능한 잡음의 라우드니스를 효과적으로 감소시킨다.
잡음-소거 트랜듀서는 감쇠될 사운드 소스와 같은 장소에 배치될 수 있다. 이 경우에, 그것은 원치 않는 사운드의 소스와 동일한 오디오 전력 레벨을 가져야 한다. 대안적으로, 소거 신호를 방출하는 트랜듀서는 사운드 감쇠가 요구되는 위치(예로서, 사용자의 귀)에 위치될 수 있다. 이것은 소거를 위해 훨씬 더 낮은 전력 레벨을 요구하지만 단지 단일 사용자에 대해서만 효과적이다. 다른 위치들에서 잡음 소거는 원치 않는 사운드 및 소거 신호의 3-차원 파면들이 일치할 수 있으며 보강 및 상쇄 간섭의 교번하는 구역들을 생성하여, 몇몇 스팟들에서 잡음을 감소시키면서 다른 곳들에서 잡음을 증가시키므로, 더 어렵다. 작은 밀폐된 공간들(예로서, 차량의 승객 칸)에서, 전역적 잡음 감소는 다수의 스피커들 및 에러 마이크로폰들을 통해, 및 엔클로저의 모드 응답의 측정을 통해 달성될 수 있다.
지상 차량들은, 도로들 및 다른 표면들 상에서 구동될 때, 도로 잡음으로서 알려진 저 주파수 잡음을 발생시킨다. 휠들이 도로 표면을 통해 구동됨에 따라, 도로 잡음은 적어도 부분적으로 구조에 기인하며, 즉 그것은 타이어들, 휠들, 허브들, 섀시 구성요소들, 서스펜션 제어 암들 또는 위시본들과 같은 서스펜션 구성요소들, 댐퍼들, 안티-롤 또는 스웨이 바들 및 차량 몸체와 같은 차량 구성요소들을 통해 송신되며, 차량 캐빈에서 청취될 수 있다. 차량 구성요소들에서 진동들 및 그러므로 캐빈 탑승자들에 의해 경험된 도로 잡음을 감소시키기 위해, 상기 설명된 종류의 ANC 시스템들이 이용될 수 있다.
ANC 시스템들을 가진 널리 사용된 적응 알고리즘은 정규화 필터링 X 최소 평균 제곱(NFX-LMS) 알고리즘이며, 이것은 빠른 수렴 및 그러므로 새로운 경계 조건들에 대한 빠른 적응의 알려진 이점 때문에 사용된다. 수렴 시 부가적인 속도를 달성하기 위해, 알고리즘의 목적은 그것의 스텝-크기를 가능한 가장 큰 값들로 증가시키고, 그에 의해 불안정한 시스템을 생성할 위험을 무릅쓰도록 정의될 수 있다. 정적 스텝-크기를 선택하는 것은 항상 속도 및 안정성 사이에서의 트레이드-오프일 것이다. 결과로서 안정성에 대해 손상시키지 않고 가속된 정규화 수렴을 허용하는 새로운 기술들에 대한 요구가 있다. 성능을 손상시키지 않으며 불안정성을 수반한 부가적인 위험을 받아들이지 않고, 예로서 도로 잡음 소거(RNC)를 위한, 빠르지만 강력한 ANC 시스템을 달성하는 것이 바람직하다.
적응형 필터 구조를 가진 예시적인 능동형 잡음 제어 필터 배열은, K≥1 및 M≥1을 가진 제어 가능한 K×M 필터 행렬에 따라, M개의 출력 신호들을 제공하기 위해 K개의 입력 신호들을 프로세싱하도록 구성된 제어 가능한 필터 모듈을 포함하며, 상기 K×M 필터 행렬은 가변 필터 계수들을 가지며 필터 계수들을 업데이트함으로써 제어된다. 상기 필터 배열은 K개의 입력 신호들 및 L≥1 에러 신호들에 의존하여 필터 계수들을 업데이트하도록 구성된 필터 제어 모듈을 추가로 포함하며, 상기 L개 에러 신호들은 필터 모듈의 적어도 하나의 성능 기준을 나타낸다. 상기 필터 배열은 누출 기능 및 수렴 기능을 상기 업데이트된 필터 계수들에 적용하도록 구성된 업데이트 제어 모듈을 추가로 포함한다. 다음 중 적어도 하나가 적용된다: 누출 기능은 플러시 기능, 동결 기능, 공간 동결 기능 및 누출 임계치 중 적어도 하나에 의해 제어되며, 수렴 기능은 동결 기능 및 공간 동결 기능 중 적어도 하나에 의해 제어된다.
적응형 필터 구조를 사용한 예시적인 능동형 잡음 제어 필터링 방법은, K≥1 및 M≥1을 가진 제어 가능한 K×M 필터 행렬에 따라, M개의 출력 신호들을 제공하기 위해 K개 입력 신호들을 프로세싱하는 것을 포함하며, 상기 K×M 필터 행렬은 가변 필터 계수들을 가지며 필터 계수들을 업데이트함으로써 제어된다. 상기 방법은 K개 입력 신호들 및 L≥1 에러 신호들에 의존하여 필터 계수들을 업데이트하는 것을 추가로 포함하며, 상기 L개 에러 신호들은 필터 모듈의 적어도 하나의 성능 기준을 나타낸다. 상기 방법은 누출 기능 및 수렴 기능을 상기 업데이트된 필터 계수들에 적용하는 것을 추가로 포함한다. 다음 중 적어도 하나가 적용된다: 상기 누출 기능은 플러시 기능, 동결 기능, 공간 동결 기능 및 누출 임계치 중 적어도 하나에 의해 제어되며, 상기 수렴 기능은 동결 기능 및 공간 동결 기능 중 적어도 하나에 의해 제어된다.
다른 시스템들, 방법들, 특징들, 및 이점들은 다음의 상세한 설명 및 수반되는 도면의 검토 시 이 기술분야의 숙련자에게 명백할 것이거나 또는 명백해질 것이다. 모든 이러한 부가적인 시스템들, 방법들, 특징들 및 이점들은 이러한 설명 내 포함되고, 본 발명의 범위 내에 있으며, 다음의 청구항에 의해 보호된다는 것이 의도된다.
시스템은 다음의 도면들 및 설명을 참조하여 보다 양호하게 이해될 수 있다. 도면들에서 구성요소들은 반드시 일정한 비율은 아니며, 대신에 본 발명의 원리들을 예시하는데 역점이 두어진다. 게다가, 도면들에서, 유사한 참조 번호들은 상이한 뷰들 전체에 걸쳐 대응하는 부분들을 지정한다.
도 1은 대표적인 다-채널 능동형 잡음 제어 구조를 예시한 신호 흐름도이다.
도 2는 도 1에 도시된 구조에서 누출 인자 및 업데이트 항의 적용을 예시한 신호 흐름도이다.
도 3은 도 2에 도시된 구조에서 누출을 조작하기 위한 개개의 기본 제어 피처로서 사용된 플러시 기능을 예시한 신호 흐름도이다.
도 4는 도 2에 도시된 구조에서 누출 및 업데이트 항을 조작하기 위한 개개의 기본 제어 피처로서 사용된 동결 기능을 예시한 신호 흐름도이다.
도 5는 도 2에 도시된 구조에서 누출 및 업데이트 항을 조작하기 위한 개개의 기본 제어 피처로서 사용된 공간 동결 기능을 예시한 신호 흐름도이다.
도 6은 도 2에 도시된 구조에서 누출을 조작하기 위한 개개의 기본 제어 피처로서 사용된 누출 임계치 기능을 예시한 신호 흐름도이다.
도 7은 대표적인 일반 능동형 잡음 제어 필터링 방법의 프로세스 차트이다.
도 8은 도 2에 도시된 구조에서 다수의 기본 제어 피처들의 대표적인 적용을 예시한 신호 흐름도이다.
도 1은 대표적인 다-채널 능동형 잡음 제어 구조를 예시한 신호 흐름도이다.
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도 5는 도 2에 도시된 구조에서 누출 및 업데이트 항을 조작하기 위한 개개의 기본 제어 피처로서 사용된 공간 동결 기능을 예시한 신호 흐름도이다.
도 6은 도 2에 도시된 구조에서 누출을 조작하기 위한 개개의 기본 제어 피처로서 사용된 누출 임계치 기능을 예시한 신호 흐름도이다.
도 7은 대표적인 일반 능동형 잡음 제어 필터링 방법의 프로세스 차트이다.
도 8은 도 2에 도시된 구조에서 다수의 기본 제어 피처들의 대표적인 적용을 예시한 신호 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 대표적인 ANC 다채널 시스템은 전기 신호들을 음파들로 변환하는 작동기들로서 다수의 라우드스피커들(101)을 및 음파들을 전기 신호들로 변환하는 센서들로서 다수의 에러 마이크로폰들(102)을 포함할 수 있다. 2차 경로들(103)은 라우드스피커들(101)로부터 또한 1차 경로들(104)을 통해 잡음 신호 소스(도시되지 않음)에서 비롯된 방해 음파들을 수신하는 에러 마이크로폰들(102)로 음향 파들을 전달한다. 1차 경로 전달 함수들을 가진 1차 경로들 및 2차 경로 전달 함수들을 가진 2차 경로들에 의해 전달된 음파들은 서로 간섭하며, 이것은 합산 연산들(105)에 의해 설명될 수 있다. 고속 푸리에 변환(FFT) 모듈(106)은 에러 마이크로폰들(102)의 다운스트림으로 연결되며 시간 도메인에서 에러 마이크로폰 신호들(107)을 주파수 도메인에서의 에러 마이크로폰 신호들(108)로 변환한다. 추가 FFT 모듈(109)은 시간 도메인에서의 기준 신호들(110)(또한 필터 입력 신호들로서 불리우는)을 주파수 도메인에서의 기준 신호들(111)로 변환한다.
기준 신호들(110)은 방해 음파들을 나타낸다. 주파수 도메인에서 기준 신호들(111)은 주파수 도메인에서 필터링된 기준 신호들(113)(또한 필터링된 입력 신호들로서 불리우는)을 제공하기 위해 2차 경로 전달 함수들을 모델링하는 전달 함수들을 가진 필터 모듈(112)을 갖고 (선택적으로) 필터링된다. 주파수 도메인에서 필터링된 기준 신호들(113) 및 주파수 도메인에서 에러 (마이크로폰) 신호들(108)(에러 신호들은 시스템의 성능 기준들, 예로서 소거 성능을 나타낸다)은 주파수 도메인에서 제어 신호들(115)을 발생시키는 제어 모듈(114)로 공급된다. 주파수 도메인에서 제어 신호들(115)은 역 고속 푸리에 변환(IFFT) 모듈(119)에 의해, 그것에 라우드스피커 신호들(118)(또한 필터 출력 신호들로서 불리우는)을 공급하기 위해 라우드스피커(101)의 업스트림에 연결되며 기준 신호들(110)을 공급받는 제어 가능한 필터 모듈(117)(또한 w-필터로서 불리우는)을 업데이트하기 위해 사용되는 시간 도메인에서의 제어 신호들(116)로 변환된다. 제어 가능한 필터 모듈(117)은, 예를 들면, 제어 가능한 w-필터 행렬(제어 가능한 w-필터 전달 함수들을 가진)을 제공한다. 도 1에서 음향 도메인 및 전기 도메인 사이에서 어떤 구별도 이루어지지 않지만, 모든 모듈들 및 동작들은 음향 도메인에 있는 합산기(105)에 의해 표현된 1차 경로(104), 2차 경로(103) 및 음향 간섭을 제외하고 전기 도메인에 있다. 라우드스피커들(101) 및 에러 마이크로폰들(102)은 전기 도메인으로부터 음향 도메인으로 및 그 역으로의 변환기들로서 보여질 수 있다.
도 1에 도시된 대표적인 ANC 다채널 시스템은 순방향 경로(예로서, 제어 가능한 필터 모듈(117))가 시간 도메인에서 동작하며 업데이트 부분(예로서, 제어 모듈(114))이 주파수 도메인에서 동작하는 구조를 가진다. 다음의 설명에서, [n]은 시간 도메인에서 제n 샘플이고, [k]는 주파수 도메인에서 제k 빈이고, K≥1은 기기준 신호들의 수이고, M≥1은 이용된 라우드스피커들의 수이며, L≥1은 이용된 에러 마이크로폰들의 수이다. 뿐만 아니라, k = 1...K를 가진 xk[n]은 시간 도메인에서 기준 신호들(110)을 설명하고, k = 1...K를 가진 Xk[k,n]은 주파수 도메인에서 기준 신호들(111)을 설명하고, l = 1..L을 가진 el[n]은 시간 도메인에서 에러 마이크로폰 신호들(107)을 설명하고, l = 1..L을 가진 El[k,n]은 주파수 도메인에서 에러 마이크로폰 신호들(108)을 설명하며, m = 1..M을 가진 ym[n]은 시간 도메인에서 라우드스피커 신호들(118)을 설명한다. 더 나아가, k = 1...K 및 m = 1...M을 가진 wk,m[n]은 시간 도메인에서 FIR 필터들의 (K×M) 행렬이고, k = 1...K 및 l = 1..L을 가진 pk,l[n]은 시간 도메인에서 1차 경로들을 나타내는 전달 함수들의 (K×L) 행렬이고, m = 1..M 및 l = 1..L을 가진 sm,l[n]은 시간 도메인에서 2차 경로들을 나타내는 전달 함수들의 (M×L) 행렬을 나타낸다. m = 1...M 및 l = 1...L을 가진 
은 (M×L)이 주파수 도메인에서 2차 경로들의 추정들의 행렬을 나타낸다는 것이다.
1차 및 2차 경로들은 시간에 따라 변하는 스펙트럼 거동을 가질 수 있다. 예를 들면, 2차 경로들은 어떤 것이 음향 챔버 기하학적 구조에 영향을 주거나 또는 그것을 변경할 때마다 수정될 수 있다. 따라서, 1차 및 2차 경로들은 또한 주파수 도메인에서 시간 의존적 1차 경로들을 나타내는 전달 함수들의 (K×L) 행렬인, k = 1..K 및 l = 1..L을 가진 Pk,l[k,n], 및 주파수 도메인에서 시간 의존적 2차 경로들을 나타내는 전달 함수들의 (M×L) 행렬인, m = 1..M 및 l = 1..L을 가진 Sm,l[k,n]으로서 설명될 수 있다. 측정된 2차 경로들은 단지 그것들이 적응화 프로세스로의 중요한 기여를 나타내는 추정들로서 처리되도록 주어진 셋-업의 "스냅샷들"이다. 적응화 프로세스로의 기여는 "합산-교차-스펙트럼"에 의해 설명된다. 각각의 m 및 k 조합에 대한 "합산-교차-스펙트럼" SCSk,m[k,n]은 다음과 같을 수 있다:
이를 고려하면, w-필터 행렬 업데이트(계수들(wk,m[n]), 및 업데이트된 계수들(wk,m[n+1]))는 이하처럼 설명될 수 있다:
여기에서 μglobal은 전역적 정의된 적응화 스텝 크기(μ)이며 k=1...K 및 m=1...M을 가진 Ck,m[k,n]은 주파수 도메인에서 시간 의존적 수렴 값들(예로서, Convergencek,m[k,n]으로 불리우는)의 (K×M) 행렬이다.
업데이트가, 이 예에서, 필터링된 X 최소 평균 제곱(FX-LMS) 알고리즘에 따라 수행되며, 여기에서 X는 입력 신호(예로서, 기준 신호들(111) 중 하나) 필터 업데이트 루틴을 나타낸다. 그러나, 임의의 다른 적절한 알고리즘이 또한 사용될 수 있다. FX-LMS 알고리즘의 안정성은 2차 경로 추정 정확도 및 기준 신호들 내에서 방해의 레벨에 매우 의존적이다. 베이스라인(또는 배경)은 부가적으로, 예로서 NFX-LMS 알고리즘에 의해, 기준 신호 정규화를 포함할 수 있다. 하나의 정규화 옵션은 다음과 같다:
따라서 w-필터 행렬 업데이트는 다음과 같이 재기록될 수 있으며:
여기에서 k = 1...K 및 m = 1...M을 가진 NCk,m[k,n]은 주파수 도메인에서 정규화되고 시간 의존적인 수렴 값들의 (K×M) 행렬이다.
이하에서 설명된 시스템은 상이한 정규화 필터링된 X 최소 평균 제곱(NFX-LMS) 변형들을 구별하지 않을 것이다. 이전에 제안된 정규화가 사용된다는 것이 추가로 가정된다. 정규화는 기준 신호의 에너지에 의해 합산된 교차 스펙트럼에 역, 주파수 의존적 스케일링을 적용한다. 그러므로, 수렴 스텝 크기는 기준 신호의 스펙트럼 에너지에 대해 자동으로 조정하여, 기준 신호들의 스펙트럼 에너지 콘텐트로부터 독립적인, 가능한 빠른 적응화 레이트를 야기한다.
기준 신호 정규화는, 결코 수정된 필터링 X 최소 평균 제곱(MFX-LMS) 알고리즘으로서 알려진, 업데이트 프로세스를 제어하기 위해 기준 신호 임계치 정의를 도입할 요구를 제거하지 않는다. 그럼에도 불구하고, 도입된 시스템은 이러한 알고리즘을 포함함으로써 추가로 강화될 수 있다. 정규화가 이미 ANC 시스템들을 개선하지만, 부가적인 기술들이 안정성 및/또는 성능을 추가로 강화하기 위해 적용될 수 있다.
예를 들면, 베이스라인은 다음과 같이 정의될 수 있는 미리 정의된, 주파수 의존적 스텝 크기(μ)를 가정한다:
여기에서, w-필터 업데이트 프로세스는 다음과 같이 재기록될 수 있다:
스케일링된 스펙트럼 평균 - 제곱 - 에러 기울기 = ▽Jk,m[k,n] =
적용된 수렴 방법에 관계없이 임의의 제한 없이 추가로 이러한 방법들이 적용될 수 있다는 것이 주의된다. 그러므로, w-필터 업데이트 프로세스는 다음과 같이 재기록될 수 있다:
이것은 각각의 수렴 방법이 제안된 개선들에 영향을 주지 않고 또 다른 방법으로 대체될 수 있음을 의미한다.
보여질 수 있는 바와 같이, 이 예에서, 스텝-크기들은, 1 스텝 크기 동조 세트를 나타내는, 각각의 w-필터 행렬 인덱스('m' 및 'k')에 대해 모든 주파수 빈들에 걸쳐 성형된다. 부가적으로, 베이스라인은, 주파수 도메인에서 적용된, w-필터 업데이트 내에서 누출 인자의 도입을 예시하는, 도 2에서 도시된 바와 같이, 상기 설명된 정규화된 수렴 스텝-크기와 함께 w-필터 업데이트 프로세스 내에서 이미 도입된 누출 인자를 가정한다. 적응형 필터링에서, 누출은 공분산 행렬이 단수형에 가깝다면(즉, 고유값들 중 적어도 하나는 매우 작다), 또는 적응형 필터의 구현에서 유한-정밀 효과들이 있다면 적용될 수 있는 안정화 프로세스이다. 누출은 평균 제곱 에러뿐만 아니라 필터 탭들의 놈(norm)이 또한 최소화되도록 업데이트 공식을 변경할 수 있다. 이것은 수치적 불만족의 경우들에서 필터 계수들의 무한한 성장을 방지한다.
도 2는 주파수 도메인에서 적용된 w-필터 행렬 업데이트 내에서 및 유한 임펄스 응답(FIR) 필터와 관련되어 크기(K×M)의 주파수 의존적 누출 인자 행렬을 가진 신호 흐름 구조를 도시한다. w FIR 필터 탭들의 업데이트되지 않은 (K×M) 행렬(201)이 수신되며 주파수 도메인에서 업데이트되지 않은 (K×M) 행렬(203)을 제공하기 위해 FFT 연산(202)에 의해 시간 도메인으로부터 주파수 도메인으로 변환된다. 주파수 도메인에서 업데이트되지 않은 (K×M) 행렬(203)은 대응하는 누출 인자(205)와 곱셈 연산(204)에서 곱하여진다. 이러한 곱셈 연산(204)의 결과로부터, 주파수 도메인에서 업데이트 항들의 행렬(206)은 감산 연산(207)에서 감산된다. 이러한 감산 연산(207)의 결과는 주파수 도메인에서 w FIR 필터 탭들의 업데이트된 (K×M) 행렬(208)을 나타낸다. w FIR 필터 탭들의 업데이트된 (K×M) 행렬(208)은 시간 도메인에서 w FIR 필터 탭들의 업데이트된 (K×M) 행렬(210)을 출력하기 위해 IFFT 연산(209)에 의해 주파수 도메인으로부터 시간 도메인으로 변환된다.
도 2에 도시된 흐름도에서, n은 시간 도메인에서 제n 샘플을 나타내고, k는 주파수 도메인에서 제k 빈을 나타내고, K는 기준 신호들의 수이며, M은 라우드스피커들의 수이다. 더욱이, k = 1..K 및 m = 1..M을 가진 wk,m[n]은 시간 도메인에서 w FIR 필터 탭들의 업데이트되지 않은 (K×M) 행렬(201)을 나타내고, k = 1..K 및 m = 1..M을 가진 Wk,m[k,n]은 주파수 도메인에서 w FIR 필터 탭들의 업데이트되지 않은 (K×M) 행렬(203)을 나타내고, k = 1..K 및 m = 1..M을 가진 wk,m[n+1]은 시간 도메인에서 w FIR 필터 탭들의 업데이트된 (K×M) 행렬(210)을 나타내며, k = 1..K 및 m = 1..M을 가진 Wk,m[k,n+1]은 주파수 도메인에서 W FIR 필터들 탭들의 업데이트된 (K×M) 행렬(208)을 나타낸다.
누출 값(다음에서 또한 Lk,m[k]로 불리우는)은 w-필터의 "망각" 인자로서 간주될 수 있으며, 현재 적응된 w-필터 계수 값들은 "잊혀질" 것이며, 즉 서서히 0이 된다. 값은 각각의 개개의 w-필터 행렬 요소에 대해 주파수에 걸쳐 동조 가능할 수 있다. 누출이 개개의 곱셈 인자로서 사용된다면, w-필터 업데이트는 그 외 요구된, 복잡한 컨볼루션을 피하기 위해 주파수 도메인에서 수행될 수 있다.
따라서 w-필터 행렬 업데이트는 다음과 같이 설명될 수 있다:
여기에서
그러나, 의미상, 누출 인자의 도입은 누출 및 업데이트 항이 서로에 반하기 때문에 시스템 성능을 감소시킨다. 그러므로, 다음에서, 누출은 2차 경로들에서의 변화들로 인해 불안정성에 대한 보호를 위한 기구로서만 사용된다. 더욱이, 누출 및 업데이트 항을 통해 w-필터 업데이트에 대한 제어를 제공하는 기본 제어 피처들이 도입된다. 기본 제어 피처들은 플러시 메커니즘, 동결 메커니즘, 공간 동결 메커니즘, 및 누출 임계치를 강화하는 것을 허용한다. 이들 기본 제어 피처들은 부가적인 메모리 및 중앙 프로세싱 모듈(CPU) 용량을 요구하지 않고 시스템을 추가로 안정화시킨다. 주파수 도메인에서 w-필터 업데이트 프로세스 내에서의 기본 제어 피처들의 도입은, 예를 들면, 도 3 내지 도 6에서 도시된 바와 같이 업데이트 프로세스를 제어하는 기본 로직 모듈들을 갖고, 수행될 수 있다. 플러시 제어, 동결 제어, 공간 동결 제어 및 누출 임계치를 위한 구성요소들은 완전 세트, 서브세트로서 또는 개개의 모듈들(모듈들)로서 사용될 수 있으며 여기에서 모듈 또는 모듈은 하드웨어, 소프트웨어 또는 그것의 조합일 수 있다.
도 3을 참조하면, 도 2에 도시된 신호 흐름 구조는 누출 기능(205)이 w-필터 업데이트 프로세스를 위한 기본 제어 피처로서 플러시 기능을 포함하도록 변경될 수 있다. 플러시 제어 모듈(301)은, 예를 들면 적절한 센서들(도시되지 않음) 및/또는 차-내 제어기들(도시되지 않음)로부터 차량/섀시 정보(302) 및 진단 정보(303)를 수신한다. 플러시 제어 모듈(301)은 플러시 요청 신호를 검출 모듈(304)로 제공한다. 어떤 플러시 요청도 검출 모듈(304)에 의해 검출되지 않는다면, 누출 인자(205), 즉 Lk,m[k]는 곱셈 연산(204)에서 사용된다. 그러나, 플러시 요청이 검출 모듈(304)에 의해 검출되면, Lk,m[k]인 누출 인자(205)는 플러시 누출 행렬(305), 즉 FLk,m[k]와 곱하여지며(예로서, 곱셈기(306)에 의해), 두 개의 곱은 곱셈 연산(204)에서 사용된다. 플러시 제어 모듈(301)은 w-필터 계수들의 모두 및/또는 부분들을 즉시 플러싱하거나(0으로) 또는 램프 다운(ramp down)한다. 이것은 플러시 누출 행렬(FLk,m[k]) 내에서 정의된 0 또는 작은 상수들로 규칙적으로 사용된 누출 값들을 일시적으로 곱함으로써 달성되며, 여기에서 주파수 도메인에서 플러시 누출 값들의 k = 1...K 및 m = 1...M 행렬은:
여기에서
업데이트 항 기여는 플러시 효과에 의해 가중된 누출 인자에 비교하여 약하며 그러므로 w-필터 계수들은 서서히 사라지기 시작한다고 가정된다.
도 4를 참조하면, 도 2에 도시된 신호 흐름 구조는 누출 기능(205)이 w-필터 업데이트 프로세스에 대한 기본 제어 피처로서 동결 기능을 포함하도록 변경될 수 있다. 동결 제어 모듈(401)은, 예를 들면, 적절한 센서들(도시되지 않음), 에러 마이크로폰들(도시되지 않음) 및/또는 차-내 제어기들(도시되지 않음)로부터 차량/섀시 정보(302), 기준 신호 평가 정보(402) 및 에러 신호 평가 정보(403)를 수신한다. 동결 제어 모듈(401)은 동결 요청 신호를 검출 모듈(404)로 제공한다. 어떤 동결 요청도 검출 모듈(404)에 의해 검출되지 않는다면, 누출 인자(205)는 주파수 의존적, 즉 Lk,m[k]이며, 업데이트 항(206), 즉 ▽Jk,m[k,n]이 또한 주파수 의존적이다. 그러나, 동결 요청이 검출 모듈(404)에 의해 검출되면, 누출 인자(205)는 1로 설정되며 업데이트 항(206)은 0으로 설정된다.
동결 제어 모듈(401)은 누출 인자(205)를 바이패싱함으로써 현재 적응 프로세스를 즉시 동결하고 주파수 도메인에서 업데이트 항(206)의 행렬을 제로화하도록 구현된다:
도 5를 참조하면, 도 2에 도시된 신호 흐름 구조는 누출 기능(205)이 w-필터 업데이트 프로세스를 위한 기본 제어 피처로서 공간 동결 기능을 포함하도록 변경될 수 있다. 공간 동결 제어 모듈(501)은, 예를 들면, 적절한 센서들(도 5에 도시되지 않음, 도 3 참조) 및/또는 차-내 제어기들(도시되지 않음)로부터 차량/섀시 정보(302)를 수신한다. 공간 동결 제어 모듈(501)은 공간 동결 요청 신호를 검출 모듈(502)로 제공한다. 어떤 공간 동결 요청도 검출 모듈(502)에 의해 검출되지 않는다면, 누출 인자(205)는 주파수 도메인에서 산출되며, 즉 Lk,m[k]이며 업데이트 항(206)은 주파수 도메인에서 산출된다, 즉 ▽Jk,m[k,n]. 그러나, 공간 동결 요청이 검출 모듈(502)에 의해 검출되면, 누출 인자(205)는 주파수 도메인에서 공간 동결 노출 값들을 나타내는 행렬 SFLk,m[k], k = 1...K 및 m = 1...M으로 설정되며, 업데이트 항(206)은 주파수 도메인에서 주파수 의존적 공간 동결 업데이트 항을 나타내는 행렬 SF▽Jk,m[k,n], k = 1...K 및 m = 1...M으로 설정된다. [k]는 스펙트럼 빈들을 나타내고(주파수 도메인에서), n은 이산 시간을 나타내며(시간 도메인에서), [k,n]은 시간에 따라 변할 수 있는 스펙트럼 거동을 나타낸다는 것을 주의한다.
업데이트 프로세스는 동결 메커니즘에 의해 불능될 수 있다. 공간 동결 모듈(501)은 다음과 같이 공간 동결 플래그를 토글링하며 적응 프로세스를 변경할 수 있다:
여기에서 k=1..K 및 m=1..M을 가진 SFLk,m[k]는 주파수 도메인에서 공간 동결 누출 값들의 행렬이며, k=1..K 및 m=1..M을 가진 SF▽Jk,m[k,n]은 주파수 도메인에서 시간 의존적인 공간 동결 업데이트 항들의 행렬이다.
보호가 그것이 주파수 도메인에서 누출 및 업데이트 항 양쪽 모두의 대역폭을 일시적으로 제한함에 따라 공간 동결 모듈(501)에 의해 달성된다. 일단 공간 동결이 적용되면, 단지 업데이트 항 및 누출의 상위 주파수 빈들이 동결되지만, 하위 주파수 빈들은 동조된 대로 있는다:
여기에서 SFBin은 공간 동결 제한/경계 빈이다. 이러한 방법은 비 공간 동결 및 공간 동결 값들 사이에서의 급격한 송신에 제한될 필요가 없으며, 또한 평활한 송신 기술들의 변화들이 적용될 수 있다.
차량 섀시 정보(302)와 같은 차량 정보 및/또는 기준 신호 평가 정보(402)와 같은 기준 신호 평가 정보는 플래시 제어 모듈(301), 동결 제어 모듈(401) 및/또는 공간 동결 제어 모듈(501)로 피드백을 제공하기 위해 사용된다. 차량 정보 및/또는 기준 신호 평가 정보는, 연이은 모듈들로의 원치 않는 온/오프 피드백 거동을 피하기 위해, 예로서, 히스테리시스 기술들을 포함한, 공통 디바운스 알고리즘들을 실행할 수 있다.
플러시 제어 모듈(301)은 예를 들면, 1차 경로가 영구적으로 변하는 것으로 예상되거나 또는 하나 이상의 시스템 구성요소들(예로서, 센서들 또는 라우드스피커들)이 영구적으로 오프라인에 있는 것으로 검출되기 때문에, 이미 적응된 w-필터가 유효하지 않은 w-필터 행렬을 가지며 청취 가능한 아티팩트들을 야기할 수 있는 경우에, 예를 들면, 기준 신호 및/또는 차량 정보에 의해 트리거될 수 있는 플러시 검출을 제공한다. 여기에서 업데이트 항(206) 및 누출 인자(205)를 적용하는 정규 적응화 프로세스는 불충분하거나 또는 느리다. 그러므로, 최적의 w-필터 셋업으로의 주어진 새로운 상황 내에서 w-필터의 안전한 재-적응화를 보장하기 위해, w-필터들은 정의된 페이딩 시간 내에서 부분적으로 또는 완전히 플러싱된다.
플러시 메커니즘은 예를 들면, 접이식 타이어 스터드들을 사용하고, 타이어들을 변경하고(여름에서 겨울 및 그 반대로), 서스펜션 또는 음향적으로 관련 있는 섀시 구성요소들을 수정하고, 동적 구동 모드들을 (예로서, 스포츠 및 안락 모드)로 적용할 때, 및 오프-로드 서스펜션 강성도 셋업들, 및 차-리프트 셋업들에서와 같은, 도로 잡음 및/또는 1차 경로의 영구적인 중요하고 빠른 변화가 예상되는 특수한 시나리오들에서 적절할 수 있다.
또한, 하나 이상의 주변 서브-시스템이 영구적으로 고장나면, 남아있는 시스템은 완전한 플러시 및 재-적응화 후 성공적으로 정상 동작을 계속할 수 있다. 차량 탑재 또는 온-시스템 진단은 이러한 영구적인 고장들을 검출할 수 있다. 판단 행렬에 따르면, 남아있는 시스템상에서의 동작이 성공적으로 계속될 수 있는지가 평가될 수 있다. 용어 성공적으로는 여기에서 충분한 감쇠가 이러한 시나리오들의 실제측정들 또는 시뮬레이션들에 기초하여 예상됨을 의미하는 것으로 이해된다. 예를 들면, 에러 마이크로폰들, 가속도계들 및 라우드스피커들과 같은 서브-시스템들은 고장날 수 있다.
동결 트리거 평가는 이미 적응된 시스템이 w-필터 계수들이 램프-업 동안 바람직하지 않은 타겟에 적응할 수 있으므로 불안정하게 되고 및/또는 성능을 잃는 것을 방지하기 위해 동결 모듈을 트리거하기 위해 사용될 수 있다. 동결 제어 모듈(401)은 예를 들면, 비-도로 관련 방해들, 높은 기준 신호 영향들, 및/또는 낮은 기준 신호 레벨들의 경우에, 단시 일시적으로 활성일 것이라고 가정된다.
비-도로 관련 방해들에 관해, 바람 잡음의 영향은, 예를 들면, 증가하는 차량 속도에 따라 증가하며, 특정한 레벨에서 바람 잡음은 내부 캐빈 잡음을 들리지 않게 한다. 이러한 시나리오에서, 추가 w-필터 적응화는 동결 메커니즘을 트리거하기 위해 최대 차량 속도 임계치를 정의함으로써 불능될 수 있다. 비-도로 관련 방해들은 바람 잡음, 팬 잡음(예로서, 환풍기들을 사용하는 공기 조절 또는 다른 압축기 모듈들), 인포테인먼트 및/또는 엔터테인먼트 시스템들로부터의 오디오 신호들, 승객 스피치 및 다른 차량 내부 방해들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
높은 기준 신호 영향들에 관해, 기준 신호(예로서, 기준 신호 및/또는 차량 정보 평가(303))의 적절한 평가는 너무 많은 과도하게 높은 영향들을 가진 도로들을 검출할 수 있다. 많은 수의 이러한 흔치 않은 광대역 영향들 및 정지된 것들의 부재로의 적응화 프로세스를 보호하기 위해, 동결 메커니즘이 트리거될 수 있다. 차량 오프-로드 정보는 또한 검출 프로세스를 강화하기 위해 사용될 수 있다.
낮은 기준 신호 레벨들에 관해, 적응화를 동결시키기 위한 또 다른 적절한 시나리오는 기준 신호 레벨에 대한 보다 낮은 임계치 제한을 정의하는 것을 수반하며, 따라서 동결 제어 모듈(401)은 기준 신호 레벨이 최소 값 미만이면 트리거된다. 예를 들면, 이하에서 설명된 두 개의 방식들 중 하나는 과도하게 낮은 기준 신호 레벨을 간단히 검출하는 것에 대해 유리할 수 있다. 하나는 기준 신호를 영구적으로 평가하며 신호가 특정한 임계 레벨 미만이면 동결 제어 모듈(401)을 트리거하는 것이다. 다른 것은 기준 신호 레벨이 특정한 임계 레벨 미만인 것으로 알려진 차량 속도 범위, 예로서 0 내지 15 [km/h]를 정의하는 것이다.
공간 동결 트리거를 평가하기 위해, 예로서, 도어 또는 창문, 또는 루프, 선루프 또는 트렁크가 개방되거나 또는 폐쇄되고, 좌석들이 수정되고, 시프트되거나 또는 접히며, 차양들이 사용될 때와 같은 2차 경로가 변하는 것으로 예상되는 상황들에서, 시스템의 강건성 및 안정성을 개선하는 공간 동결 제어 모듈(501)이 이용된다. 몇몇 변화들이 2차 경로들의, 및 각각, 추정들의 완전한 무효화를 야기하지 않을 수 있으므로, 이러한 경우들에서 적응 프로세스는 부분적으로 제한들을 계속할 수 있다. 추정된 2차 경로의 보다 낮은 스펙트럼 구성요소들은 여전히 유효할 수 있으며 적응화 프로세스에 의해 사용될 수 있다. 여기에서, 공간 동결 대역폭 제한은 마지막 유효한 2차 경로 스펙트럼 구성요소로 개별적으로 설정될 수 있다.
도 6을 참조하면, 도 2에 도시된 신호 흐름 구조는 누출 기능(205)이 w-필터 업데이트 프로세스에 대한 기본 제어 피처로서 누출 임계치 기능을 포함하도록 변경될 수 있다. 누출 임계치 모듈(601)은 행렬(203)에 의해 출력된 데이터를 수신하며 램프-업 검출 모듈(602)에 대한 누출 임계치 표시를 제공한다. 필터 계수들(w)의 어떤 램프 업도 램프-업 검출 모듈(602)에 의해 검출되지 않는다면, 어떤 수정도 수행되지 않으며, 그러므로 주파수 의존적인 누출 인자(604), 즉 Lk,m[k], 및 또한 주파수 의존적인 업데이트 항(206), 즉 ▽Jk,m[k,n]이 사용된다. 그러나, 공간 동결 요청이 검출 모듈(602)에 의해 검출되면, 누출 인자(604)는 주파수 의존적 값(603), 예로서 RLk,m[k]으로 대체된다. 이것은 이 예에서 램프 업/램프 다운 검출에 의한 것 외에 업데이트 항에 대한 영향이 없음을 의미한다.
누출 임계치 모듈(601)에서, 임계치는 w-필터들이 먼저 적응의 초반에 또는 그것들이 플러싱된 경우에 특정한 레벨로 전개될 수 있도록 누출을 가능하게 하기 위해 정의될 수 있다. 누출 임계 모듈(601)은 이미 적응된 시스템들 및 적응화의 램프-업 단계에서의 시스템들 사이를 구별한다. 램프-업 동안, 누출 인자들은 시스템이 완전히 전개되면 적용된 누출에 비교하여 덜 현저해야 한다고 가정된다:
여기에서 NBins는 주파수 빈들의 수이고, k=1..K 및 m=1..M을 가진 RLk,m[k]은 램핑 누출 값들의 행렬이며, k=1..K 및 m=1..M을 가진 LTHk,m은 주파수 도메인에서 누출 임계 값들의 행렬이고, 여기에서:
누출 동결은 램핑 누출 값들이 1과 같다면 적용될 수 있으며, 이것은 빠른 적응화를 위한 유효한 셋업일 수 있다. 예를 들면, 램핑 누출 값들은 w-필터 계수들의 가속된 전개를 허용하기 위해 동조된 누출 값들보다 클 필요가 있다. 단일 임계 값 대신에, 여러 개의 임계 값들(LTHi,k,m)이 적용된 누출 값을 점진적으로 변경하기 위해 사용될 수 있지만, 사용된 누출 값들은 항상 다음의 부등식을 준수할 수 있으며, 여기에서 NThreshold는 임계치 경계들의 수이고, i = 1..NThreshold, k = 1..K 및 m = 1..M을 가진 LTHi,k,m은 주파수 도메인에서 누출 임계 값들의 행렬이며, i = 1..NThreshold, k = 1..K 및 m = 1..M을 가진 RLi,k,m[k]는 누출 값들의 행렬이고, 여기에서:
따라서
도 7을 참조하면, 적응형 필터 구조, 누출 기능 및 수렴 기능을 사용한 대표적인 일반 능동형 잡음 제어 필터링 방법은 출력 신호를 제공하기 위해 적응형 및 제어 가능한 w-필터 행렬에 따라 입력 신호를 프로세싱하는 것을 포함할 수 있으며(절차 701), 여기에서 w-필터 행렬은 가변 필터 계수들을 업데이트함으로써 제어된다. 방법은 입력 신호들 및 에러 신호들에 의존하여 필터 계수들을 업데이트하는 것(절차 702)을 추가로 포함하며, 여기에서 에러 신호들은 필터 모듈의 성능 기준(예로서, 소거 성능 등)을 나타낸다. 모듈은 여전히 업데이트된 필터 계수들에 누출 기능 및 수렴 기능을 적용하는 것을 추가로 포함하며(절차 703), 여기에서 누출 기능은 플러시 기능, 동결 기능, 공간 동결 및 누출 임계치 중 적어도 하나에 의해 제어되며, 수렴 기능은 동결 기능 및 공간 동결 기능에 의해 제어된다.
플러시 기능은 업데이트된 필터 계수들의 유효성을 검출하며 주어진 값으로 설정하거나 또는 업데이트된 필터 계수들이 유효하지 않은 것으로 검출되면 정의된 시간 기간 내에서 업데이트된 필터 계수들을 램프 다운할 수 있다. 동결 기능은 필터 계수들의 업데이팅이 불능되도록 업데이트된 필터 계수들을 보류할 수 있다. 공간 동결 기능은 하드 스펙트럼 제한 또는 평활한 스펙트럼 전이를 갖고 필터 계수들의 스펙트럼 부분들을 낮출 수 있다. 누출 임계치는 능동형 잡음 제어 필터가 적응 또는 재-적응 상태(예로서, 플러시 프로세스 후) 또는 적응된 상태에 있는지를 검출할 수 있으며 검출된 상태에 의존하여 누출 기능을 조정한다. 필터 제어 모듈 및 업데이트 제어 모듈은 주파수 도메인에서 동작될 수 있으며, 여기에서, 주파수 도메인에서, 누출 기능은 업데이트된 필터 계수들과 누출 인자를 곱함으로써 업데이트된 필터 계수들에 적용될 수 있으며 수렴 기능은 업데이트된 필터 계수들로부터 수렴 값을 감산함으로써 업데이트된 필터 계수들에 적용될 수 있다. 플러시 기능, 동결 기능 및 공간 동결 기능 중 적어도 하나는 주변 정보 또는 입력 신호 중 적어도 하나에 의존하여 제어될 수 있다. 주변 정보는, 예를 들면, 방법이 도로 잡음 제어 시스템, 엔진 오더 제어 시스템, 또는 차량에서의 임의의 다른 잡음 제어 시스템에서 적용되는 경우에 그것의 조건들 및 주변 조건들에 대해 차량에 의해 제공된 정보일 수 있다.
도 8을 참조하면, 도 2에 도시된 신호 흐름 구조는 모든 제안된 동결 및 플러시 기능들의 대표적인 조합이 하나의 신호 흐름 구조에 통합되도록 도 3 내지 도 6에 도시된 구조들(의 부분들)과 조합하여 변경될 수 있다. 도 8에 도시된 구조에서, 누출 임계치 유닛(601)은 업데이트되지 않은 (K×M) 행렬(203)로부터 적응화 상태를 나타내는 신호를 수신하며 램프-업 검출 모듈(602)에 대한 누출 임계치 표시를 제공한다. 필터 계수들(w)의 어떤 램프 업도 램프-업 검출 모듈(602)에 의해 검출되지 않는다면, 어떤 수정도 수행되지 않으며, 그러므로 누출 인자는 Lk,m[k]이다. 그러나, 램프-업 및, 그에 따라 공간 동결 요청이 검출 모듈(602)에 의해 검출되면, 누출 인자는 RLk,m[k]로 설정된다.
공간 동결 제어 모듈(501)은, 예를 들면, 차량/섀시 정보(302)를 수신한다. 공간 동결 제어 모듈(501)은 공간 동결 요청 신호를 검출 모듈(502)에 제공한다. 어떤 공간 동결 요청도 검출 모듈(502)에 의해 검출되지 않는다면, 누출 인자(205)는 변경되지 않은 채로 유지되며(Lk,m[k] 또는 RLk,m[k]) 업데이트 항(206)은 ▽Jk,m[k,n]으로 설정된다. 그러나, 공간 동결 요청이 검출 모듈(502)에 의해 검출되면, 누출 인자(205)는 주파수 도메인에서 공간 동결 누출 값들을 나타내는, 행렬 SFLk,m[k], k = 1...K 및 m = 1...M으로 설정되며, 업데이트 항(206)은 주파수 도메인에서 주파수 의존적 공간 동결 업데이트 항을 나타내는, 행렬 SF▽Jk,m[k,n], k = 1...K 및 m = 1...M으로 설정된다.
동결 제어 모듈(401)은, 예를 들면, 차량/섀시 정보(302), 기준 신호 평가 정보(402) 및 에러 신호 평가 정보(403)를 수신한다. 동결 제어 모듈(401)은 동결 요청 신호를 검출 모듈(404)로 제공한다. 어떤 동결 요청도 검출 모듈(404)에 의해 검출되지 않는다면, 누출 인자(205) 및 업데이트 항(206)은 변경되지 않은 채로 유지된다. 그러나, 동결 요청이 검출 모듈(404)에 의해 검출되면, 누출 인자(205)는 1로 설정되며 업데이트 항(206)은 0으로 설정된다. 업데이트 항(206)은 감산(207)을 위해 사용된다.
플러시 제어 모듈(301)은 예를 들면, 차량/섀시 정보(302) 및 진단 정보(303)를 수신한다. 플러시 제어 모듈(301)은 플러시 요청 신호를 검출 모듈(304)로 제공한다. 어떤 플러시 요청도 검출 모듈(304)에 의해 검출되지 않는다면, 누출 인자(205)는 변경되지 않은 채로 유지된다. 그러나, 플러시 요청이 검출 모듈(304)에 의해 검출되면, 누출 인자(205)는 플러시 누출 행렬(305), 즉 FLk,m[k]과 곱하여지며(예로서, 곱셈기(306)에 의해), 두 개의 곱은 곱셈 연산(204)에서 사용된다.
보여질 수 있는 바와 같이, 도 2에 도시된 누출 인자(205) 및 업데이트 항들(206)은 임계치 유닛(601)으로 시작하여, 이어서 공간 동결 유닛(501), 그 후 동결 유닛(401) 및 플러시 유닛(301)으로 끝나는, 동결 및 플러시 메커니즘을 확인함으로써 결과적으로 변경되거나 또는 조정된다. 업데이트되지 않은 (K×M) 행렬(203)의 적응화 상태에 의존하여, 누출 임계치 유닛(601)은, 보다 빠른 램프 업을 허용하기 위해 Lk,m[k,n] 또는 RLk,m[k,n]을 사용할 것이다. 결과는 공간 동결 유닛(501)으로 전달되며, 이것은 SFLk,m[k] 산출을 적용함으로써 공간 동결 유닛 설명에서 도시된 바와 같이, 누출 값들(205)을 수정할지 또는 주어진 입력을 변경하지 않고 유지할지를 결정하기 위해 차량 섀시(302)로부터의 정보를 사용한다. 부가적으로, 공간 동결 유닛(501)은 업데이트 항(206)이 ▽Jk,m[k] 값들을 취해야 하는지 또는 여기에서 SF▽Jk,m[k] 산출을 적용해야 할지를 결정한다. 따라서, 수정된 또는 수정되지 않은 누출 및 업데이트 항들은 동결 유닛(401)으로 전달된다. 여기에서, 기준 신호 평가(402), 에러 신호 평가(403) 및 차량 섀시 정보(302)에 의존하여, 유닛은 누출 값들(205)이 수정되지 않은 채로 있거나 또는 1.0으로 설정되는지를 결정한다. 유닛은 또한 업데이트 항(206)을 수정되지 않은 채로 유지하거나 또는 모든 값들을 0.0으로 설정한다. 마지막 평가 단계에서, 동결 유닛(401)은 수정된 또는 수정되지 않은 누출 값들(205)을 플러시 유닛(301)으로 전달한다. 플러시 유닛(301)은, 진단 정보(303)에 기초하여, 메커니즘이 플러시 기능 섹션에서 하는 것으로 도시된 바와 같이, 어떤 것도 수행하지 않거나, 느린 또는 빠른 행렬 필터 페이드 아웃을 수행하기 위해 누출 값들(205)이 FLk,m[k](305)에 의해 수정될지 여부를 판단한다. 여기에서, 누출 값들(205)은 모든 관련된 체크-포인트들, "W 램프 업?"(602), "공간 동결?"(502), "동결?"(404) 및 "플러시?"(304)를 통과해야 한다. 또한 업데이트 항(206)은 그것의 관련된 체크 포인트들, "공간 동결?"(502) 및 "동결?"(304)을 통과해야 한다. 일단 누출 값들(205) 및 업데이트 항(206)이 모든 체크 포인트들을 통과한다면, 필터 행렬 반복 업데이트가 적용될 수 있으며 Wk,m[k,n+1](208)이 산출되며 IFFT 유닛(209)에 의해 시간 도메인으로 다음 FIR 필터(wk,m[n](210))로 변환될 수 있다.
실시예들의 설명은 예시 및 설명의 목적들을 위해 제공되었다. 실시예들에 대한 적절한 수정들 및 변화들이 상기 설명을 고려하여 수행될 수 있거나 또는 방법들을 실시하는 것으로부터 획득될 수 있다. 예를 들면, 달리 주지되지 않는다면, 설명된 방법들 중 하나 이상은 적절한 디바이스 및/또는 디바이스들의 조합에 의해 수행될 수 있다. 설명된 방법들 및 연관된 동작들은 또한 본 출원에서 설명된 순서 외에 다양한 순서들로, 병렬로, 및/또는 동시에 수행될 수 있다. 설명된 시스템들은 사실상 대표적이며, 부가적인 요소들을 포함하고 및/또는 요소들을 생략할 수 있다.
본 출원에서 사용된 바와 같이, 단수형으로 나열되며 단어("a" 또는 "an")로 선행되는 요소 또는 단계는 이러한 배제가 서술되지 않는다면, 복수의 상기 요소들 또는 단계들을 제외하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 더욱이, 본 개시의 "일 실시예" 또는 "일 예"에 대하 참조들은 또한 나열된 특징들을 통합하는 부가적인 실시예들의 존재를 제외하는 것으로 해석되도록 의도되지 않는다. 용어들("제1", "제2", 및 "제3" 등)은 단지 라벨들로서 사용되며, 그것들의 오브젝트들에 대한 수치적 요건들 또는 특정한 위치 순서를 부여하도록 의도되지 않는다.
본 발명의 다양한 실시예들이 설명되었지만, 보다 많은 실시예들 및 구현들이 본 발명의 범위 내에서 가능하다는 것이 이 기술분야의 통상의 기술자들에게 명백할 것이다. 특히, 숙련자는 상이한 실시예들로부터 다양한 실시예들의 상호 교환 가능성을 인지할 것이다. 이들 기술들 및 시스템들은 특정한 실시예들 및 예들의 맥락에서 개시되었지만, 이들 기술들 및 시스템들은 구체적으로 개시된 실시예들을 넘어 다른 실시예들 및/또는 사용들 및 그것의 분명한 수정들로 확장될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
Claims (15)
- 적응형 필터 구조를 가진 능동형 잡음 제어 필터 배열에 있어서,
K≥1 및 M≥1을 가진 제어 가능한 K×M 필터 행렬에 따라, M개의 출력 신호들을 제공하기 위해 K개 입력 신호들을 프로세싱하도록 구성된 제어 가능한 필터 모듈로서, 상기 K×M 필터 행렬은 가변 필터 계수들을 가지며 상기 필터 계수들을 업데이트함으로써 제어되는, 상기 제어 가능한 필터 모듈;
상기 K개 입력 신호들 및 L≥1 에러 신호들에 의존하여 상기 필터 계수들을 업데이트하도록 구성된 필터 제어 모듈로서, 상기 L개 에러 신호들은 상기 필터 모듈의 적어도 하나의 성능 기준을 나타내는, 상기 필터 제어 모듈; 및
누출 기능 및 수렴 기능을 상기 업데이트된 필터 계수들에 적용하도록 구성된 업데이트 제어 모듈로서:
상기 누출 기능은 플러시 기능(flush functionality), 동결 기능, 공간 동결 기능 및 누출 임계치 기능 중 적어도 하나에 의해 제어되며,
상기 수렴 기능은 동결 기능 및 공간 동결 기능 중 적어도 하나에 의해 제어되는 것 중 적어도 하나인, 상기 업데이트 제어 모듈을 포함하는, 능동형 잡음 제어 필터 배열. - 청구항 1에 있어서,
상기 플러시 기능은, 1차 음향 경로의 특성들의 영구적 변화, 잘못된 검출 시스템 구성요소들 또는 빠른 도로 영향 변화들로 인해 상기 업데이트된 필터 계수들이 유효하지 않은 것으로 검출되면, 상기 업데이트된 필터 계수들을 특정한 값으로 플러싱하거나 또는 램프 다운하도록 구성되는, 능동형 잡음 제어 필터 배열. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 동결 기능은 상기 적응된 필터 모듈의 불안정성 및/또는 성능 손실로 인해 상기 업데이트된 필터 계수들이 유효하지 않은 것으로 검출되면 상기 필터 계수들의 업데이팅이 불능되도록 상기 업데이트된 필터 계수들을 유지하도록 구성되는, 능동형 잡음 제어 필터 배열. - 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공간 동결 기능은, 공간 동결 제어 기능에 의해 제어되고, 상기 공간 동결 제어 기능은 2차 음향 경로의 특성들의 변화로 인해 상기 업데이트된 필터 계수들이 유효하지 않은 것으로 검출되면, 상기 누출 기능 및 상기 수렴 기능의 대역폭을 일시적으로 감소시키기 위해 상기 필터 계수들의 적응화를 변경하도록 구성되는, 능동형 잡음 제어 필터 배열. - 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 동결 기능은 누출 임계치 기능에 의해 제어되는 램프-업 검출을 포함하며, 상기 누출 임계치 기능은 상기 능동형 잡음 제어 필터 배열이 적응 상태 또는 적응된 상태에 있는지를 검출하며 상기 검출된 상태에 의존하여 상기 누출 기능을 조정하도록 구성되는, 능동형 잡음 제어 필터 배열. - 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
플러시 기능, 동결 기능 및 공간 동결 기능 중 적어도 하나는 주변 정보, 입력 신호, 기준 신호 정보 및 에러 신호 정보 중 적어도 하나에 의존하여 제어되는, 능동형 잡음 제어 필터 배열. - 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필터 제어 모듈 및 상기 업데이트 제어 모듈은 상기 주파수 도메인에서 동작되며; 상기 주파수 도메인에서, 상기 누출 기능은 상기 업데이트된 필터 계수들과 누출 인자를 곱함으로써 상기 업데이트된 필터 계수들에 적용되고 상기 수렴 기능은 상기 업데이트된 필터 계수들로부터 수렴 값을 감산함으로써 상기 업데이트된 필터 계수들에 적용되는, 능동형 잡음 제어 필터 배열. - 적응형 필터 구조를 사용하는 능동형 잡음 제어 필터링 방법에 있어서,
K≥1 및 M≥1을 가진 제어 가능한 K×L 필터 행렬에 따라, M개 출력 신호들을 제공하기 위해 K개 입력 신호들을 프로세싱하는 단계로서, 상기 K×M 필터 행렬은 가변 필터 계수들을 가지며 상기 필터 계수들을 업데이트함으로써 제어되는, 상기 프로세싱 단계;
상기 K개 입력 신호 및 L≥1 에러 신호들에 의존하여 상기 필터 계수들을 업데이트하는 단계로서, 상기 L개 에러 신호들은 상기 필터 모듈의 적어도 하나의 성능 기준을 나타내는, 상기 업데이트 단계; 및
누출 기능 및 수렴 기능을 상기 업데이트된 필터 계수들에 적용하는 단계로서:
상기 누출 기능은 플러시 기능, 동결 기능, 공간 동결 기능 및 누출 임계치 기능 중 적어도 하나에 의해 제어되며,
상기 수렴 기능은 동결 기능 및 공간 동결 기능 중 적어도 하나에 의해 제어되는 것 중 적어도 하나인, 상기 적용 단계를 포함하는, 능동형 잡음 제어 필터링 방법. - 청구항 8에 있어서,
상기 플러시 기능은, 1차 음향 경로의 특성들의 영구적 변화, 잘못된 검출 시스템 구성요소들 또는 빠른 도로 영향 변화들로 인해 상기 업데이트된 필터 계수들이 유효하지 않은 것으로 검출되면, 상기 업데이트된 필터 계수들을 특정한 값으로 플러싱하거나 또는 램프 다운하도록 구성되는, 능동형 잡음 제어 필터링 방법. - 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
상기 동결 기능은 상기 적응된 필터 모듈의 불안정성 및/또는 성능 손실로 인해 상기 업데이트된 필터 계수들이 유효하지 않은 것으로 검출되면 상기 필터 계수들의 업데이팅이 불능되도록 상기 업데이트된 필터 계수들을 유지하도록 구성되는, 능동형 잡음 제어 필터링 방법. - 청구항 8 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공간 동결 기능은 공간 동결 제어 기능에 의해 제어되고, 상기 공간 동결 제어 기능은, 2차 음향 경로의 특성들의 변화로 인해 상기 업데이트된 필터 계수들이 유효하지 않은 것으로 검출되면, 상기 누출 기능 및 상기 수렴 기능의 대역폭을 일시적으로 감소시키기 위해 상기 필터 계수들의 적응화를 변경하도록 구성되는, 능동형 잡음 제어 필터링 방법. - 청구항 8 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
상기 동결 기능은 누출 임계치 기능에 의해 제어되는 램프-업 검출을 포함하며, 상기 누출 임계치 기능은 상기 능동형 잡음 제어 필터 방법이 적응 상태 또는 적응된 상태에 있는지를 검출하며 상기 검출된 상태에 의존하여 상기 누출 기능을 조정하도록 구성되는, 능동형 잡음 제어 필터링 방법. - 청구항 8 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
플러시 기능, 동결 기능 및 공간 동결 기능 중 적어도 하나는 주변 정보, 제어 필터링 상태, 기준 신호 정보 및 에러 신호 정보 중 적어도 하나에 의존하여 제어되는, 능동형 잡음 제어 필터링 방법. - 청구항 8 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필터 제어 모듈 및 상기 업데이트 제어 모듈은 상기 주파수 도메인에서 동작되며; 상기 주파수 도메인에서, 상기 누출 기능은 상기 업데이트된 필터 계수들과 누출 인자를 곱함으로써 상기 업데이트된 필터 계수들에 적용되고, 상기 수렴 기능은 상기 업데이트된 필터 계수들로부터 수렴 값을 감산함으로써 상기 업데이트된 필터 계수들에 적용되는, 능동형 잡음 제어 필터링 방법. - 청구항 8 내지 청구항 14에 따른 상기 방법을 수행하도록 구성된 소프트웨어 코드를 포함한 컴퓨터 프로그램.
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