KR20200059418A - 차량의 음향 개선 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 음향 개선 장치는 상기 차량의 창문의 개폐 상태를 감지하는 창문 개폐 감지 센서와 상기 차량의 차문의 개폐 상태를 감지하는 차문 개폐 감지 센서와 상기 차량의 속도를 측정하는 속도 센서와 마이크로폰과 메모리 및 상기 차문이 닫혀 있고, 상기 창문이 개방되고, 상기 마이크로폰에 입력된 소음의 크기가 임계 크기 이하인 경우, 상기 창문의 개방 정도 및 상기 속도에 기초하여, 엔진 소음 제거 기능에 사용되는 적응 필터의 계수를 조절하는 프로세서를 포함할 수 있다.

Description

차량의 음향 개선 장치{SOUND IMPROVEMENT DEVICE OF VEHICLE}
본 발명은 음향 개선 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 차량의 음향 출력을 개선하기 위한 것에 관한 발명이다.
차량의 내연 기관과 배기 장치에 의해 생성되는 소음은 차량 내부로 유입되어, 운전자의 청각에 불편함을 가져온다.
이러한, 소음을 내부로 전달하는 것을 줄이기 위한 종래의 방법은 섀시의 구조적 강성을 강화하는 방법이 있다. 그러나, 이로 인해, 차량에 중량이 추가되어, 연로 소비량과 이산화탄소 배출량이 증가하는 문제가 있다.
이러한, 문제를 해결하기 위해, 엔진 소음 제거 기술이 등장하였다. 엔진 소음 제거(Engine Order Cancellation, 이하, EOC) 기술은 내연 기관 자동차에서, 차량 내부로 유입되는 엔진 소음을 제거하는 기술이다.
EOC 기술은 주행 중 창문 개방과 같이, 음향 환경이 크게 변화하는 상황에 있어, 단 시간에 큰 에너지를 갖는 바람이 직접적으로, EOC 용 마이크로폰으로 유입되는 경우, 적응 필터의 발산을 유발시키고, 그에 따라, 이상 신호가 스피커로 출력되는 것과 같은 이상 동작의 가능성이 있다.
또한, 엔진음 합성(Engine Sound Sythesis, ESS) 기술에 있어, 주행 중 창문 개방에 따라 유입되는 바람 소리가 출력되는 엔진 사운드를 마스킹하는 경우 이에 대한 출력 gain을 적절히 조절할 수 있는 기능이 필요하다.
좀 더 상세하게는, 바람 소리가 특정 주파수 단위로 마스킹되는 정도를 분석하여 이에 대해 보상하는 기능이 필요하다.
본 발명은 사전 정의된 데이터를 기반으로 차량의 음향 환경이 변화는 상황에 강인한 엔진 소음 제거 기능을 수행할 수 있는 음향 개선 장치의 제공을 목적으로 한다.
본 발명은 주행 중 창문 개방에 따라 유입되는 소음에 의해, 엔진 사운드가 제대로 들리지 않는 상황을 차단하기 위한 음향 개선 장치의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 음향 개선 장치는 차량의 음향 환경과 엔진 소음 제거 기능에 사용되는 보조 경로 전달함수를 매칭시키고, 현재 음향 환경에 맞는 보조 경로 전달함수를 이용하여, 엔진 소음 제거 기능을 수행할 수 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 창문의 개방 정도 및 차량 속도에 따라 적응 필터의 계수를 조절하여, 엔진 소음 제거 기능의 성능 저하를 최소화시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 마이크로폰에 입력된 소음의 크기가 임계 크기를 초과하는 경우, 엔진 소음 제거 기능을 오프시켜, 적응 필터의 발산에 따른 이상 신호의 출력을 사전에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 음향 개선 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 음향 개선 장치의 동작 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 EOC 기능을 수행하는 적응 필터의 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 창문 개폐 상태 정보 및 차량 속도에 대응하는 추정 보조 경로 전달함수 간의 대응 관계를 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 음향 개선 장치의 동작 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 창문 개방 정도 및 차량 속도에 대응하는 출력 게인 간의 대응 관계를 설명하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 음향 개선 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1에서 설명된 음향 개선 장치(100)는 차량에 포함될 수 있다.
도 1을 참조하면, 음향 개선 장치(100)는 센싱부(110), 마이크로폰(130), 메모리(150), 스피커(170) 및 프로세서(190)를 포함할 수 있다.
센싱부(110)는 차량의 상태 정보를 센싱할 수 있다.
센싱부(110)는 차문 개폐 감지 센서(111), 창문 개폐 감지 센서(113) 및 속도 센서(115) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
차문 개폐 감지 센서(111)는 차량의 문에 배치되어, 차문의 개폐 상태를 감지할 수 있다.
창문 개폐 감지 센서(113)는 창문의 개폐 상태를 감지할 수 있다.
창문 개폐 감지 센서(113)는 창문의 개방 정도를 감지할 수 있다. 구체적으로, 창문 개폐 감지 센서(113)는 창문이 어느 정도 열려있는지를 감지할 수 있다.
창문 개폐 감지 센서(113)는 창문의 전체 높이 대비, 현재 열려 있는 창문의 높이를 이용하여, 창문의 개방 정도를 감지할 수 있다.
속도 센서(115)는 차량의 속도를 측정할 수 있다.
마이크로폰(130)은 차량 내부 또는 외부로부터 소음을 수신할 수 있다.
마이크로폰(130)은 복수 개로 구성될 수 있다. 마이크로폰(130)은 차량의 운전석 주위에 배치될 수 있다.
메모리(150)는 창문 개방 정도 및 차량 속도에 대응하는 보조 경로 전달함수를 대응시켜 저장하고 있을 수 있다.
스피커(170)는 오디오 신호를 출력할 수 있다. 스피커(170)는 가상 엔진음을 출력할 수 있다.
스피커(170)는 차량의 엔진에 인접하여 배치될 수 있으나, 이는 예시에 불과하다.
프로세서(190)는 차량의 차문 개폐 상태 정보, 창문 개폐 상태 정보, 마이크로폰(130)에 입력된 소음 정보를 획득할 수 있다.
프로세서(190)는 차문 개폐 상태 정보에 기초하여, 차문이 개방되었는지를 판단할 수 있다.
프로세서(190)는 차문이 개방된 것으로 판단된 경우, 엔진 소음 제거(EOC) 기능을 오프 시킬 수 있다.
프로세서(190)는 차문이 개방되지 않은 것으로 판단된 경우, 창문 개방 상태 정보에 기초하여, 창문이 개방되어 있는지를 판단할 수 있다.
프로세서(190)는 창문이 개방되지 않은 것으로 판단된 경우, EOC 기능을 온 시킬 수 있다.
프로세서(190)는 창문이 개방된 것으로 판단된 경우, 마이크로폰(130)에 입력된 소음의 크기가 임계 크기 이하인지를 판단할 수 있다.
프로세서(190)는 마이크로폰(130)에 입력된 소음의 크기가 임계 크기 이하인 경우, 창문 개방 정도 및 차량 속도에 기초하여, 2차 경로 전달함수를 결정할 수 있다.
프로세서(190)는 결정된 보조 경로 전달함수에 기초하여, EOC 기능을 수행할 수 있다.
프로세서(190)는 마이크로폰(130)에 입력된 소음의 크기가 임계 크기를 초과하는 경우, EOC 기능을 오프시킬 수 있다.
프로세서(190)의 상세 기능을 자세히 후술한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 음향 개선 장치의 동작 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 음향 개선 장치(100)의 프로세서(190)는 차량의 차문 개폐 상태 정보, 창문 개폐 상태 정보, 마이크로폰(130)에 입력된 소음 정보를 획득한다(S201).
프로세서(190)는 차문 개폐 감지 센서(111)를 통해 차문의 개폐 상태를 나타내는 차문 개폐 상태 정보를 감지할 수 있다.
차문 개폐 감지 센서(111)는 차량의 문에 배치되어, 차문이 열려 있는지, 닫혀 있는지를 감지할 수 있다.
프로세서(190)는 창문 개폐 감지 센서(113)를 통해 창문의 개폐 상태를 나타내는 창문 개폐 상태 정보를 감지할 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 프로세서(190)는 속도 센서(115)를 통해, 현재 차량의 주행 속도를 측정할 수 있다.
프로세서(190)는 차문 개폐 상태 정보에 기초하여, 차문이 개방되었는지를 판단한다(S203).
프로세서(190)는 차문이 개방된 것으로 판단된 경우, 엔진 소음 제거(EOC) 기능을 오프 시킨다(S205).
엔진 소음 제거 기능은 적응 필터를 이용하여, 엔진 소음 및 차량 내부로 유입되는 소음을 제거하는 기능일 수 있다.
엔진 소음 제거 기능은 filtered-X LMS(Least Mean Square) 알고리즘을 이용한 적응 필터를 통해, 엔진 소음 및 차량 내부로 유입되는 소음의 합산 결과인 에러 신호를 줄여가는 기능일 수 있다.
filtered-X LMS(Least Mean Square) 알고리즘에 대해서는 후술한다.
프로세서(190)는 차문이 개방된 것으로 판단한 경우, EOC 기능을 수행하기 위한 적응 필터가, 외부로부터 유입되는 소음에 의해, 발진될 가능성이 크므로, EOC 기능을 오프시킬 수 있다.
적응 필터가 발진되는 경우, EOC 기능이 제대로, 수행될 수 없다.
한편, 프로세서(190)는 차문이 개방되지 않은 것으로 판단된 경우, 창문 개방 상태 정보에 기초하여, 창문이 개방되어 있는지를 판단한다(S207).
프로세서(190)는 창문이 개방되지 않은 것으로 판단된 경우, EOC 기능을 온 시킨다(S209).
프로세서(190)는 차문 및 창문이 개방되지 않은 경우, 적응 필터가 정상 동작을 수행할 수 있다고 판단하여, EOC 기능을 활성화시킬 수 있다.
프로세서(190)는 창문이 개방된 것으로 판단된 경우, 마이크로폰(130)에 입력된 소음의 크기가 임계 크기 이하인지를 판단한다(S211).
일 실시 예에서, 임계 크기는 EOC 기능을 위한 적응 필터가 발진될 수 있는 크기일 수 있다.
임계 크기는 미리 설정된 크기일 수 있다.
프로세서(190)는 마이크로폰(130)에 입력된 소음의 크기가 임계 크기 이하인 경우, 창문 개방 정도 및 차량 속도에 기초하여, 2차 경로 전달함수를 결정한다(S213).
일 실시 예에서, 메모리(150)는 창문 개방 정도 및 차량 속도에 대응하는 보조 경로 전달함수를 대응시켜 저장하고 있을 수 있다.
창문 개방 정도는 창문이 개방되어 있는 정도를 나타낼 수 있다.
창문 개방 정도는 복수의 레벨들로 구분될 수 있다. 예를 들어, 창문 개방 정도가 2개의 레벨을 포함하는 경우, 제1 레벨은 제2 레벨보다 창문 개방 정도가 작을 수 있다.
메모리(150)는 차량의 창문 개방 정도가 제1 레벨에 있고, 마이크로폰(130)에 입력된 소음의 크기가 임계 크기 이하이고, 차량 속도가 제1 범위에 있는 조건을 제1 보조 경로 전달함수에 대응시켜 저장하고 있을 수 있다.
또 다른 예로, 메모리(150)는 차량의 창문의 개방 정도가 제2 레벨에 있고, 마이크로폰(130)에 입력된 소음의 크기가 임계 크기 이하이고, 차량 속도가 제1 범위에 있는 조건을 제2 보조 경로 전달함수에 대응시켜 저장하고 있을 수 있다.
또 다른 예로, 메모리(150)는 차량의 창문 개방 정도가 제1 레벨에 있고, 차량 속 마이크로폰(130)에 입력된 소음의 크기가 임계 크기 이하이고, 차량 속도가 제2 범위에 있는 조건을, 제3 보조 경로 전달함수에 대응시켜 저장하고 있을 수 있다.
또 다른 예로, 또 다른 예로, 메모리(150)는 차량의 창문 개방 정도가 제2 레벨에 있고, 차량 속 마이크로폰(130)에 입력된 소음의 크기가 임계 크기 이하이고, 차량 속도가 제2 범위에 있는 조건을, 제4 보조 경로 전달함수에 대응시켜 저장하고 있을 수 있다.
각 대응 관계에 대해서는 자세히 후술한다.
프로세서(190)는 마이크로폰(130)에 입력된 소음의 크기, 창문의 개폐 상태 및 차량 속도에 대응하는 보조 경로 전달함수를 메모리(150)를 통해 검색할 수 있다.
프로세서(190)는 결정된 보조 경로 전달함수에 기초하여, EOC 기능을 수행한다(S215).
결정된 보조 경로 전달함수에 기초하여, EOC 기능을 수행하는 과정을 보다 자세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 EOC 기능을 수행하는 적응 필터의 설명하는 도면이다.
구체적으로, 도 3은 filtered-X LMS(Least Mean Square) 알고리즘을 이용하여, 만들어진 filtered-X LMS 적응 필터(300)의 다이어그램을 보여준다.
filtered-X LMS(Least Mean Square) 알고리즘을 이용하여, 만들어진 적응 필터는 공지된 기술이므로, 최소한의 설명으로 대체한다.
도 3을 참조하면, x(n)은 시간 n에서, 선형 필터로 입력되는 입력 신호이다. x(n)은 엔진에서 발생하는 엔진 소음 신호로, 레퍼런스 신호일 수 있다.
d(n)은 차량 내부에서 감지되는 소음 신호를 나타낼 수 있다. d(n)은 x(n)에 1차 경로 전달함수(미도시)가 적용된 출력 결과일 수 있다.
y(n)은 선형 필터(Linear Filter)에 입력된 x(n)에 대한 필터링 결과를 출력하는 제1 출력 신호일 수 있다.
S(z)는 보조 경로(또는 2차 경로)의 전달 함수를 나타낼 수 있다.
ys(n)은 선형 필터로부터 출력된 제1 출력 신호에 보조 경로 전달함수를 적용한 결과를 나타내는 제2 출력 신호일 수 있다.
e(n)은 d(n)과 ys(n)이 중첩된 에러 신호를 나타낼 수 있다.
S1(z)는 창문 개폐 상태 및 차량 속도에 기초하여, 추정된 추정 보조 경로 전달함수를 나타낼 수 있다.
보조 경로 전달함수 또는 추정 보조 경로 전달함수는 시간 영역에서, 임펄스 응답으로 표현될 수 있다.
fx(n)은 x(n)에 추정 보조 경로 전달함수(S1(z))를 적용한 제3 출력 신호를 나타낸다.
filtered-x 적응 필터에 대한 입력 신호는 x(n)과 e(n)이다. 종래의 전형적인 적응 필터에 대한 입력 신호는 x(n) 및 d(n)이다.
LMS 알고리즘은 에러 신호를 나타내는 e(n)를 최소화하기 위해, 적응 필터의 계수가 반복적으로 조정될 수 있다.
LMS 알고리즘은 e(n)의 평균 제곱이 최소가 되도록 하는게 목표인 알고리즘이다.
filtered-x LMS 알고리즘은 다음과 같은 동작들로, 적응 필터의 계수를 업데이트할 수 있다.
적응 필터로부터 출력된 제1 출력 신호(y(n))가 계산된다.
x(n)과 추정 보조 경로 전달함수(S1(z))를 이용하여, Fx(n)을 생성한다.
다음의 [수학식 1]을 통해, 적응 필터의 계수가 업데이트 된다.
[수학식 1]
w(n+1)=w(n)-m*e(n)*fx(n)
여기서, m은 적응 필터의 스텝 크기이고, w(n)은 필터 계수에 대응되는 필터 계수 벡터이다.
추정 보조 경로 전달함수는 창문 개방 정도 및 차량 속도가 반영되어, 얻어진 전달함수 일 수 있다.
한편, 창문 개방 정도 및 차량 속도에 대응하는 추정 보조 경로 전달함수는 다음의 도면과 같은 대응 관계들을 가질 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 창문 개폐 상태 정보 및 차량 속도에 대응하는 추정 보조 경로 전달함수 간의 대응 관계를 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 메모리(150)에 저장된 창문 개폐 상태 및 차량 속도에 따라 추정된 추종 보조 경로 전달함수의 대응 관계를 나타내는 도면이다.
창문 개방 정도는 제1 레벨 및 제2 레벨을 포함할 수 있다. 제1 레벨은 제2 레벨에 비해, 창문의 개방 정도가 작을 수 있다.
도 4에서는, 2개의 레벨을 예로 들어, 설명하나, 이는 예시에 불과하고, 더 많은 레벨들로, 구분될 수 있다.
창문 개방 정도가 제1 레벨이고, 차량의 속도가 20 내지 40 Km/h인 조건에 대응하는 추정 보조 경로 전달함수는 S11(z)일 수 있다.
창문 개방 정도가 제1 레벨이고, 차량의 속도가 40 내지 60 Km/h인 조건에 대응하는 추정 보조 경로 전달함수는 S12(z)일 수 있다.
창문 개방 정도가 제1 레벨이고, 차량의 속도가 60 내지 80 Km/h인 조건에 대응하는 추정 보조 경로 전달함수는 S13(z)일 수 있다.
창문 개방 정도가 제2 레벨이고, 차량의 속도가 20 내지 40 Km/h인 조건에 대응하는 추정 보조 경로 전달함수는 S21(z)일 수 있다.
창문 개방 정도가 제2 레벨이고, 차량의 속도가 40 내지 60 Km/h인 조건에 대응하는 추정 보조 경로 전달함수는 S22(z)일 수 있다.
창문 개방 정도가 제2 레벨이고, 차량의 속도가 60 내지 80 Km/h인 조건에 대응하는 추정 보조 경로 전달함수는 S23(z)일 수 있다.
프로세서(190)는 메모리(150)에 저장된 대응 관계를 이용하여, 현재 창문의 개방 정도와 현재 측정된 차량 속도를 이용하여, 추정된 추정 보조 경로 전달함수를 결정할 수 있다.
프로세서(190)는 결정된 추정 보조 경로 전달함수를 이용하여, filtered-X LMS 알고리즘을 수행할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(190)는 결정된 추정 보조 경로 전달함수를 이용하여, 적응 필터의 계수를 실시간으로, 조정할 수 있다.
한편, 도 4에서, 창문 개폐 상태는 좀 더 세분화되어, 구분될 수 있다.
창문 개방 상태는 복수의 개방 레벨들로 구분될 수 있다.
구체적으로, 제1 개방 레벨에서의 창문의 개방 정도는 제2 개방 레벨에서의 창문 개방 정도보다 작을 수 있다. 또한, 제2 개방 레벨에서의 창문의 개방 정도는 제3 개방 레벨에서의 창문 개방 정도보다 작을 수 있다.
메모리(150)는 창문의 개방 레벨, 차량 속도에 대응하는 추정 보조 경로 전달함수를 저장하고 있을 수 있다.
프로세서(190)는 창문의 개방 레벨, 차량 속도를 획득하고, 이에 대응하는 추정 보조 경로 전달함수를 메모리(150)로부터 결정할 수 있다.
프로세서(190)는 결정된 추정 보조 전달함수를 이용하여, 적응 필터의 필터 계수를 조장할 수 있다.
다시, 도 2를 설명한다.
한편, 프로세서(190)는 마이크로폰(130)에 입력된 소음의 크기가 임계 크기를 초과하는 경우, EOC 기능을 오프시킨다.
프로세서(190)는 창문이 개방되어, 마이크로폰(130)에 입력된 소음의 크기가 임계 크기를 초과하는 경우, EOC 기능을 위한 적응 필터가 발진할 가능성이 크다고 판단하여, EOC 기능을 비활성화 시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 창문 개폐 상태 및 차량 속도에 따라 미리 정의된 보조 경로 전달함수를 적절히 선택하여, EOC 성능 저하를 최소화시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 음향 개선 장치의 동작 방법을 설명하는 흐름도이다.
특히, 도 5는 가상 엔진 사운드를 합성하여, 출력하는 엔진 사운드 합성(Engine Sound Synthesis, ESS) 기술에 있어, 차량의 주행 중 창문 개방에 따라 유입되는 소음이 가상 엔진 사운드를 마스킹하는 경우, 가상 엔진 사운드의 출력 게인을 조절하는 방법에 관한 것이다.
도 5를 참조하면, 프로세서(190)는 창문 개폐 상태 정보, 차량 속도 및 마이크로폰(130)에 입력된 소음 신호를 획득한다(S501).
프로세서(190)는 창문 개폐 상태 정보에 기초하여, 창문이 개방되어 있는지를 판단한다(S503).
프로세서(190)는 창문이 개방되어 있지 않은 것으로 판단한 경우, 가상 엔진음 합성(ESS) 기능을 수행한다(S505).
일 실시 예에서, 가상 엔진음 합성 기능은 기존 엔진에서 발생하는 소음에 가상 엔진음을 합성하여, 출력하는 기능일 수 있다.
프로세서(190)는 엔진의 폭발 행정 주기에 맞추어, 가상 엔진음을 출력할 수 있다.
프로세서(190)는 창문이 개방되어 있지 않은 경우, 실제 엔진 소음의 발생 타이밍에 맞추어, 미리 설정된 출력 게인을 갖는 가상 엔진음을 스피커(170)를 통해 출력할 수 있다.
프로세서(190)는 창문이 개방되어 있는 것으로 판단된 경우, 마이크로폰(130)에 입력된 소음 신호로부터, 가상 엔진음 신호를 제거한다(S507).
일 실시 예에서, 프로세서(190)는 창문이 개방되어 있는 경우, 마이크로폰(130)에 입력된 소음 신호로부터 가상 엔진음 신호를 제거하여, 남은 신호를 추출할 수 있다.
프로세서(190)는 가상 엔진음 신호에 대한 정보를 미리 알고 있으므로, 소음 신호로부터 가상 엔진음 신호를 필터링할 수 있다. 프로세서(190)는 가상 엔진음 신호를 제거하기 위한 필터를 구비할 수 있다.
프로세서(190)는 마이크로폰(130)에 입력된 소음 신호로부터 가상 엔진음 신호를 제거한 후, 남은 신호의 주파수 특성을 결정한다(S509).
일 실시 예에서, 남은 신호의 주파수 특성은 주파수 대역 별, 신호의 크기를 포함할 수 있다.
프로세서(190)는 결정된 남은 신호의 주파수 특성과 출력할 가상 엔진음 신호의 주파수 특성을 비교한다(S511).
프로세서(190)는 남은 신호의 주파수 대역 별, 신호의 크기와 다음 주기에 출력할 가상 엔진음 신호의 주파수 대역 별 크기를 비교할 수 있다.
프로세서(190)는 비교 결과에 따라 주파수 대역 별 가상 엔진음 출력 신호를 보상한다(S513).
프로세서(190)는 남은 신호의 주파수 대역 별, 신호의 크기와 가상 엔진음 출력 신호의 주파수 대역 별, 신호의 크기 간의 차이에 기초하여, 가상 엔진음 출력 신호의 크기를 조절할 수 있다.
예를 들어, 남은 신호의 제1 주파수 대역의 크기가 제1 크기이고, 출력될 가상 엔진음 신호의 제1 주파수 대역의 크기가 제1 크기보다 작은 제2 크기인 경우, 프로세서(190)는 제1 주파수 대역에서, 제2 크기와 제1 크기의 차이만큼, 가상 엔진음 신호의 출력 크기를 증가시킬 수 있다.
프로세서(190)는 창문 개폐 상태 정보에 기초하여, 얻어진 창문 개방 정도, 차량 속도에 대응하는 가상 엔진음 신호의 출력 게인을 획득한다(S515).
한편, 프로세서(190)는 차량의 상태 정보에 맞는 가상 엔진음을 출력하기 위해, 창문 개방 상태 정보 및 차량 속도에 대응하는 출력 게인을 결정할 수 있다.
메모리(150)는 창문 개방 정도 및 차량 속도에 대응하는 출력 게인을 저장하고 있을 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 창문 개방 정도 및 차량 속도에 대응하는 출력 게인 간의 대응 관계를 설명하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 창문 개방 정도는 제1 레벨 및 제2 레벨을 포함할 수 있다. 제1 레벨은 제2 레벨에 비해, 창문의 개방 정도가 작을 수 있다.
도 6에서는, 2개의 레벨을 예로 들어, 설명하나, 이는 예시에 불과하고, 더 많은 레벨들로, 구분될 수 있다.
창문 개방 정도가 제1 레벨이고, 차량 속도가 20~40Km/h인 경우, 가상 엔진음의 출력 게인은 1일 수 있다.
창문 개방 정도가 제1 레벨이고, 차량 속도가 40~60Km/h인 경우, 가상 엔진음의 출력 게인은 2일 수 있다.
창문 개방 정도가 제1 레벨이고, 차량 속도가 60~80Km/h인 경우, 가상 엔진음의 출력 게인은 3일 수 있다.
창문 개방 정도가 제2 레벨이고, 차량 속도가 20~40Km/h인 경우, 가상 엔진음의 출력 게인은 1.5일 수 있다.
창문 개방 정도가 제2 레벨이고, 차량 속도가 40~60Km/h인 경우, 가상 엔진음의 출력 게인은 2.5일 수 있다.
창문 개방 정도가 제2 레벨이고, 차량 속도가 60~80Km/h인 경우, 가상 엔진음의 출력 게인은 3.5일 수 있다.
프로세서(190)는 창문 개방 정도 및 차량 속도에 기반하여, 메모리(150)로부터 가상 엔진음의 출력 게인을 결정할 수 있다.
프로세서(190)는 결정된 출력 게인을 갖는 가상 엔진음을 스피커(170)를 통해 출력할 수 있다.
다시, 도 5를 설명한다.
프로세서(190)는 획득된 출력 게인이 임계 게인 이하인지를 판단하고, 출력 게인이 임계 게인 이하인 경우, 출력 게인을 갖는 가상 엔진음을 스피커(170)를 통해 출력한다(S519).
일 실시 예에서, 임계 게인은 운전자의 청각에 문제가 발생할 수 있을 정도의 게인이고, 미리 설정될 수 있는 값일 수 있다.
프로세서(190)는 획득된 출력 게인이 임계 게인을 초과하는 경우, ESS 기능을 오프시킨다(S521).
즉, 결정된 출력 게인이 임계 게인을 초과하는 경우, 해당 출력 게인을 갖는 가상 엔진음이 출력된다면, 운전자의 청각에 문제가 발생될 수 있다. 이를 위해, 프로세서(190)는 결정된 출력 게인이 임계 게인을 초과하는 경우, ESS 기능을 비활성화 시킬 수 있다.
이와 같이, 도 5 및 도 6의 실시 예에 따르면, 차량의 주행 중 창문 개방에 따라 유입되는 바람 소리와 같은 소음이 가상 엔진음을 마스킹하는 경우, 가상 엔진음의 출력 게인이 조절됨에 따라, 운전자는 차량의 동작 상태를 정확히 확인할 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 또한, 상기 컴퓨터는 엔진음 합성 장치(200)의 프로세서(290)를 포함할 수도 있다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고, 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (10)

  1. 차량의 음향 개선 장치에 있어서,
    상기 차량의 창문의 개폐 상태를 감지하는 창문 개폐 감지 센서;
    상기 차량의 차문의 개폐 상태를 감지하는 차문 개폐 감지 센서;
    상기 차량의 속도를 측정하는 속도 센서;
    마이크로폰;
    메모리; 및
    상기 차문이 닫혀 있고, 상기 창문이 개방되고, 상기 마이크로폰에 입력된 소음의 크기가 임계 크기 이하인 경우, 상기 창문의 개방 정도 및 상기 속도에 기초하여, 엔진 소음 제거 기능에 사용되는 적응 필터의 계수를 조절하는 프로세서를 포함하는
    음향 개선 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    filtered-x 최소 평균 제곱 알고리즘을 이용하여, 상기 엔진 소음 제거 기능을 수행하고,
    상기 창문의 개방 정도 및 상기 속도에 기초하여, filtered-x 최소 평균 제곱 알고리즘의 추정 보조 경로 전달함수를 결정하고, 결정된 추정 보조 경로 전달함수를 이용하여, 상기 적응 필터의 계수를 조절하는
    음향 개선 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 메모리는
    상기 창문의 개방 정도 및 상기 속도에 대응하는 추정 보조 경로 전달함수 간의 대응 관계들을 저장하는
    음향 개선 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 창문 개폐 감지 센서를 통해 감지된 상기 창문의 개방 정도 및 상기 속도 센서를 통해 감지된 속도에 대응하는 상기 추정 보조 경로 전달함수를 상기 메모리로부터 획득하는
    음향 개선 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 창문의 개방 정도가 제1 레벨에 있고, 상기 속도가 제1 속도 범위에 있는 경우, 이에 대응되는 보조 경로 전달함수로, 제1 추정 보조 경로 전달함수를 결정하고,
    상기 창문의 개방 정도가 제2 레벨에 있고, 상기 속도가 제1 속도 범위에 있는 경우, 이에 대응되는 보조 경로 전달함수로, 제2 추정 보조 경로 전달함수를 결정하는
    음향 개선 장치.
  6. 차량의 음향을 개선하는 음향 개선 장치의 동작 방법에 있어서,
    상기 차량의 창문의 개폐 상태 및 상기 차량의 차문의 개폐 상태를 감지하는 단계;
    마이크로폰에 입력된 소음의 크기를 측정하는 단계;
    상기 차량의 속도를 측정하는 단계; 및
    감지된 차문의 개폐 상태 및 창문의 개폐 상태에 기초하여, 상기 차문이 닫혀 있고, 상기 창문이 개방된 것으로 판단되고, 상기 측정된 소음의 크기가 임계 크기 이하인 경우, 상기 창문의 개방 정도 및 상기 속도에 기초하여, 엔진 소음 제거 기능에 사용되는 적응 필터의 계수를 조절하는 단계를 포함하는
    음향 개선 장치의 동작 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    filtered-x 최소 평균 제곱 알고리즘을 이용하여, 상기 엔진 소음 제거 기능을 수행하는 단계를 더 포함하고,
    상기 적응 필터의 계수를 조절하는 단계는
    상기 창문의 개방 정도 및 상기 속도에 기초하여, filtered-x 최소 평균 제곱 알고리즘의 추정 보조 경로 전달함수를 결정하는 단계 및
    결정된 추정 보조 경로 전달함수를 이용하여, 상기 적응 필터의 계수를 조절하는 단계를 포함하는
    음향 개선 장치의 동작 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 창문의 개방 정도 및 상기 속도에 대응하는 추정 보조 경로 전달함수 간의 대응 관계들을 저장하는 단계를 더 포함하는
    음향 개선 장치의 동작 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 창문 개폐 감지 센서를 통해 감지된 상기 창문의 개방 정도 및 상기 속도 센서를 통해 감지된 속도에 대응하는 상기 추정 보조 경로 전달함수를 상기 메모리로부터 획득하는 단계를 더 포함하는
    음향 개선 장치의 동작 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 추정 보조 경로 전달함수를 획득하는 단계는
    상기 창문의 개방 정도가 제1 레벨에 있고, 상기 속도가 제1 속도 범위에 있는 경우, 이에 대응되는 보조 경로 전달함수로, 제1 추정 보조 경로 전달함수를 결정하는 단계 및
    상기 창문의 개방 정도가 제2 레벨에 있고, 상기 속도가 제1 속도 범위에 있는 경우, 이에 대응되는 보조 경로 전달함수로, 제2 추정 보조 경로 전달함수를 결정하는 단계를 포함하는
    음향 개선 장치의 동작 방법.
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