KR20200066171A - 도로 노이즈 소거 시스템을 위한 노이즈 완화 - Google Patents

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Abstract

도로 노이즈 소거(RNC) 시스템은 정상 상태 도로 노이즈와 상당히 상이한 스펙트럼 특성을 갖는 센서 신호를 기초로 비-정상성 이벤트, 가령, 물체가 진동 센서에 충돌하는 것을 검출하기 위한 노이즈 제어기를 포함할 수 있다. 물체 충돌의 검출 후, RNC 시스템은 비활성화되거나 특정 스피커가 음소거될 수 있다. 대안으로 RNC 시스템은 비-정상성 이벤트를 마스킹하도록 센서 신호를 수정함으로써, 물체 충돌을 기초로 RNC 시스템이 안티-노이즈를 생성하지 못하게 할 수 있다.

Description

도로 노이즈 소거 시스템을 위한 노이즈 완화{NOISE MITIGATION FOR ROAD NOISE CANCELLATION SYSTEMS}
본 발명은 도로 노이즈 소거와 관련되며, 더 구체적으로 비-정상적(비-정상성) 이벤트, 가령, 물체 충돌이 도로 노이즈 소거 시스템 내 가속도계에 미치는 영향을 완화하는 것과 관련된다.
액티브 노이즈 제어(ANC: Active Noise Control) 시스템이 청취 환경, 가령, 차량 실내에서 바람직하지 않은 노이즈를 적응적으로 제거하기 위한 피드포워드 및 피드백 구조를 이용해 바람직하지 않은 노이즈를 약화시킨다. ANC 시스템은 일반적으로 소거 음파를 발생시켜 원치 않는 가청 노이즈와의 파괴적으로 간섭을 일으킴으로써 원치 않는 노이즈를 소거 또는 감소시킨다. 노이즈와 상기 노이즈와 크기는 대부분 동일하지만 위상이 반대인 "안티-노이즈(anti-noise)"가 결합되어 한 위치에서 음압 레벨(SPL: sound pressure level)을 감소시킬 때 파괴적 간섭이 야기된다. 차량 내부 청취 환경에서, 바람직하지 않은 노이즈의 가능한 원인은 엔진, 차량 타이어와 차량이 주행 중인 노면 간 상호작용, 및/또는 차량의 나머지 부품의 진동에 의해 퍼지는 소리로부터 온다. 따라서 원치 않는 노이즈는 속도, 도로 조건, 및 차량의 동작 상태에 따라 달라진다.
도로 노이즈 소거(RNC: Road Noise Cancellation) 시스템이 차량 실내에서 바람직하지 않은 도로 노이즈를 최소화하기 위해 차량 상에서 구현되는 특정 ANC 시스템이다. RNC 시스템은 진동 센서를 이용해 타이어와 도로 계면으로부터 발생되며 원치 않는 가청 도로 노이즈를 초래하는 도로 유도형 진동을 감지할 수 있다. 그런 다음, 스피커를 이용해 하나 이상의 청자의 귀의 일반적인 위치에서 감소될 노이즈와 위상이 반대이며 크기가 동일한 것이 이상적인 음파를 발생시킴으로써 차량 실내에서의 이러한 원치 않는 도로 노이즈가 소거되거나, 레벨로 감소될 수 있다. 이러한 도로 노이즈를 소거함으로써 차량 승객에게는 더 즐거운 탑승이 야기되며, 차량 제조업체는 경량 소재를 이용할 수 있음으로써, 에너지 소비량을 감소시키고 배출량을 낮출 수 있다.
RNC 시스템은 차량의 서스펜션 시스템, 서브프레임 및 바디 주위 다양한 곳에 위치하는 진동 센서로부터의 가속도 입력과 차량 실내의 다양한 위치에 놓인 마이크로폰의 신호 모두를 기초로 W-필터를 지속적으로 적응시키는 일반적인 최소 평균 제곱(LMS: Least Mean Square) 적응성 피드-포워드 시스템이다. RNC 시스템은 승객실 내 총 노이즈에 추가되는 센서로부터의 허위 노이즈에 걸리기 쉽다. RNC 시스템은 일반적으로 피드-포워드 시스템이기 때문에, 진동 센서 출력이 LMS W-필터에 의해 등화된 후 증폭되고 스피커에게 직접 전송되어, 여기서 공중 안티-노이즈 신호가 된다. 따라서, 진동 센서(일반적으로 가속도계)에 의해 출력되는 모든 신호 출력이 승객실로 발산되며, 이 곳에서 차량 탑승자가 듣게 된다. 이는 또한 가속도계에 의해 감지되는 임의의 허위의 충격성 노이즈가 증폭되고 승객실로 발산되며, 여기서 차량 승객이 들을 수 있게 됨을 의미한다. RNC를 구비하는 차량에서, 돌이 가속도계에 직접 충돌할 때, 가속도계의 하나 이상의 직접 출력 채널로부터 고 진폭 신호가 출력되고, 그런 다음 이 신호는 W-필터에 의해 필터링되고, 증폭되며 승객실로 발산된다. 이는 더 조용한 내부 노이즈 레벨을 만들기보다는 시끄러운 충격성 노이즈를 추가한다.
본 발명의 다양한 양태가 도로 노이즈 소거(RNC)를 구비하는 차량의 하부에 부착된 진동 센서(가령, 가속도계)에의 돌의 충돌로부터 야기되는 승객실 내 매우 시끄럽고 충돌성인 노이즈를 방지하거나 완화하는 것과 관련된다. 이러한 충돌성 노이즈가 승객실로 발산되어 승객을 방해하는 것을 방지하는 몇 가지 검출 및 완화 시스템 및/또는 방법이 개시된다.
하나 이상의 실시예에서, 도로 노이즈 소거(RNC) 시스템에서 비-정성상 이벤트의 영향을 완화하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 진동 센서로부터 노이즈 신호를 수신하는 단계 및 노이즈 신호를 부분적으로 기초로 하여 안티-노이즈 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 안티-노이즈 신호는 차량의 객실 내에서 스피커에서 의해 안티-노이즈로서 발산될 것이다. 상기 방법은 노이즈 신호의 프레임의 샘플로부터 계산된 파라미터를 기초로 진동 센서에의 물체 충돌 발생을 검출하는 단계, 및 안티-노이즈에 미치는 물체 충돌 발생의 영향이 감소되도록 안티-노이즈 신호를 수정하는 단계를 포함할 수 있다.
구현예는 다음 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 노이즈 신호의 프레임의 샘플로부터 계산된 파라미터는 프레임의 진폭 및 프레임의 평균 값 중 하나일 수 있다. 진동 센서에의 물체 충돌의 발생을 검출하는 단계는 노이즈 신호의 현재 프레임의 파라미터를 임계치에 비교하는 단계, 및 파라미터가 임계치를 초과할 때 센서에의 물체 충돌의 발생을 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 노이즈 신호의 현재 프레임의 파라미터를 임계치에 비교하는 단계는 현재 프레임을 주파수 영역으로 변환하는 단계, 현재 프레임에서의 하나 이상의 주파수 범위의 레벨을 계산하는 단계, 및 레벨을 임계치에 비교하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 임계치는 RNC 시스템에 대해 프로그램된 지정 정적 임계치일 수 있다. 상기 임계치는 노이즈 신호의 하나 이상의 선행 프레임 내 샘플로부터 계산된 파라미터의 통계 분석으로부터 계산된 동적 임계치일 수 있다. 예를 들어, 상기 임계치는 복수의 선행 프레임으로부터 취해진 파라미터의 평균 값에 이득 계수를 곱한 값일 수 있다.
또한, 진동 센서에의 물체 충돌의 발생을 검출하는 단계는 현재 프레임으로부터의 파라미터를 하나 이상의 이전 프레임으로부터의 동일한 파라미터의 평균 값에 비교하는 단계, 및 현재 프레임으로부터의 파라미터와 하나 이상의 이전 프레임으로부터의 평균 값 간 차이가 임계치를 초과할 때 진동 센서에의 물체 충돌의 발생을 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 안티-노이즈로서 스피커에 의해 발산될 안티-노이즈 신호를 수정하는 단계는 RNC 시스템을 비활성화하여 프레임의 지속시간 동안 어떠한 안티-노이즈도 발생되지 않게 하는 단계를 포함할 수 있다. 안티-노이즈로서 스피커에 의해 발산될 안티-노이즈 신호를 수정하는 단계는 물체 충돌을 나타내는 파라미터를 포함하는 노이즈 신호의 프레임을 0으로 만들어 프레임 동안 거의 0의 조절된 노이즈 신호를 발생시키는 단계를 포함할 수 있다. 안티-노이즈로서 스피커에 의해 발산될 안티-노이즈 신호를 수정하는 단계는 물체 충돌을 나타내는 파라미터를 포함하는 노이즈 신호의 프레임을 노이즈 신호로부터의 이전 프레임으로 대체하는 단계를 포함할 수 있다.
하나 이상의 추가 실시예가 RNC 시스템과 관련될 수 있으며, 상기 시스템은 진동 입력에 응답하여, 노이즈 신호를 생성하기 위한 진동 센서, 및 노이즈 제어기를 포함할 수 있다. 상기 노이즈 제어기는 노이즈 신호의 현재 프레임의 샘플로부터 계산된 파라미터를 기초로 진동 센서에의 물체 충돌의 발생을 검출하고, 진동 센서에의 물체 충돌의 발생을 검출한 것에 응답하여 조절된 노이즈 신호를 발생시키도록 프로그램된 프로세서 및 메모리를 포함할 수 있다.
구현예는 다음의 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. RNC 시스템은 조절된 노이즈 신호 및 적응성 전달 특성을 기초로 안티-노이즈 신호를 생성하도록 구성된 제어 가능한 필터를 더 포함할 수 있다. RNC 시스템은 필터링된 노이즈 신호 및 차량의 객실 내에 위치하는 마이크로폰으로부터 수신된 에러 신호를 기초로 제어 가능한 필터의 적응성 전달 특성을 제어하도록 프로그램된 프로세서 및 메모리를 포함하는 적응성 필터 제어기를 더 포함할 수 있다. RNC 시스템은 안티-노이즈 신호를 수신한 것에 응답하여 차량의 객실 내에서 안티-노이즈를 발산하기 위한 확성기(loudspeaker)를 더 포함할 수 있다. 조절된 노이즈 신호는, 물체 충돌을 나타내는 파라미터를 포함하는 노이즈 신호의 현재 프레임을 0으로 만들거나, 물체 충돌을 나타내는 파라미터를 포함하는 노이즈 신호의 현재 프레임을 노이즈 신호로부터의 이전 프레임으로 대체함으로써 발생될 수 있다.
하나 이상의 추가 실시예가 도로 노이즈 소거(RNC)를 위해 프로그램된 비-일시적 컴퓨터 판독형 매체로 구현되는 컴퓨터-프로그램 프로덕트와 관련된다. 상기 컴퓨터-프로그램 프로덕트는 적어도 하나의 진동 센서로부터 수신된 노이즈 신호를 분석하기 위한 명령, 적어도 하나의 노이즈 신호의 프레임의 샘플로부터 계산된 파라미터를 기초로 적어도 하나의 진동 센서에의 물체 충돌의 발생을 검출하기 위한 명령, 및 물체 충돌의 발생을 검출한 것에 응답하여, 차량의 객실 내에서 안티-노이즈로서 스피커에 의해 발산되는 안티-노이즈 신호를 수정하기 위한 명령을 포함할 수 있으며 상기 안티-노이즈 신호는 적어도 하나의 노이즈 신호를 부분적으로 기초로 한다.
구현예는 다음의 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 컴퓨터-프로그램 프로덕트에서, 적어도 하나의 진동 센서에의 물체 충돌의 발생을 검출하기 위한 명령은 노이즈 신호의 현재 프레임의 파라미터를 임계치에 비교하기 위한 명령, 및 파라미터가 임계치를 초과할 때 진동 센서에의 물체 충돌의 발생을 검출하기 위한 명령을 포함할 수 있다. 컴퓨터-프로그램 프로덕트에서, 적어도 하나의 진동 센서에의 물체 충돌의 발생을 검출하기 위한 명령은 현재 프레임으로부터의 파라미터를 하나 이상의 이전 프레임으로부터의 동일한 파라미터의 평균 값에 비교하기 위한 명령, 및 현재 프레임으로부터의 파라미터와 하나 이상의 이전 프레임으로부터의 평균 값 간 차이가 임계치를 초과할 때 적어도 하나의 진동 센서에의 물체 충돌의 발생을 검출하기 위한 명령을 포함할 수 있다. 컴퓨터-프로그램 프로덕트에서, 안티-노이즈 신호를 수정하기 위한 명령은 RNC 시스템을 비활성화하여 프레임 지속시간 동안 어떠한 안티-노이즈 신호로 발생되지 않게 하는 명령을 포함할 수 있다. 컴퓨터-프로그램 프로덕트에서, 안티-노이즈 신호를 수정하기 위한 명령은 물체 충돌을 나타내는 파라미터를 포함하는 노이즈 신호의 프레임을 0으로 만들어서 프레임 동안 거의 0의 조절된 노이즈 신호를 발생시키는 명령을 포함할 수 있다. 컴퓨터-프로그램 프로덕트에서, 안티-노이즈 신호를 수정하기 위한 명령은 물체 충돌을 나타내는 파라미터를 포함하는 노이즈 신호의 프레임을 노이즈 신호로부터의 이전 프레임으로 대체하는 명령을 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따르는, 도로 노이즈 소거(RNC) 시스템을 갖는 차량의 블록도이다.
도 2는 R개의 가속도계 신호 및 L개의 스피커 신호를 포함하도록 확장된 RNC 시스템의 관련 부분을 보여주는 샘플 개략도이다.
도 3a는 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따르는, 비-정상성 노이즈 제어기를 포함하는 RNC 시스템을 나타내는 개략적 블록도이다.
도 3b는 도 3a에서의 RNC 시스템을 나타내는 대안적 개략도이다.
도 4는 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따르는, RNC 시스템에서의 비-정상성 이벤트, 가령, 돌 충돌의 영향을 완화하기 위한 방법을 나타내는 흐름도이다.
요구에 따라, 본 발명의 상세한 설명이 본 명세서에 개시되지만, 개시된 실시예는 다양하고 대안적인 형태로 구현될 수 있는 본 발명의 예시에 불과함이 이해되어야 한다. 도면은 반드시 실측 비율로 그려진 것은 아니며, 특정 구성요소의 세부사항을 보여주기 위해 일부 특징부는 과장되거나 최소화될 수 있다. 따라서 본 명세서에 개시된 특정 구조 및 기능 세부사항은 한정으로 해석되지 않으며 본 발명을 다양하게 구현하기 위한 설명을 해당 분야의 통상의 기술자에게 제공하는 대표적 기초에 불과하다.
본 명세서에 기재된 제어기 또는 디바이스 중 임의의 하나 이상이 다양한 프로그래밍 언어 및/또는 기법을 이용해 만들어진 컴퓨터 프로그램으로부터 컴파일되거나 번역될 수 있는 컴퓨터 실행형 명령을 포함한다. 일반적으로, 프로세서(가령, 마이크로프로세서)는 가령, 메모리, 컴퓨터-판독형 매체 등으로부터 명령을 수신하고 명령을 실행한다. 프로세싱 유닛은 소프트웨어 프로그램의 명령을 실행할 수 있는 비-일시적 컴퓨터-판독형 저장 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독형 저장 매체의 비제한적 예를 들면, 전자 저장 디바이스, 자기 저장 디바이스, 광학 저장 디바이스, 전자기 저장 디바이스, 반도체 저장 디바이스 또는 이들의 임의의 적절한 조합이 있을 수 있다.
도 1은 하나 이상의 진동 센서(108)를 갖는 차량(102)을 위한 도로 노이즈 소거(RNC: road noise cancellation) 시스템(100)을 도시한다. 진동 센서는 차량의 서스펜션 및 서브프레임뿐 아니라 그 밖의 다른 차축 및 차대 구성요소의 진동 거동을 모니터링하기 위해 차량(102) 전체에 걸쳐 배치되어 있다. RNC 시스템(100)은 하나 이상의 마이크로폰(112)을 이용해 진동 센서(108)로부터의 신호의 적응적 필터링에 의한 안티-노이즈를 발생시키는 광대역 피드-포워드 및 피드백 액티브 노이즈 제어(ANC) 프레임워크 또는 시스템(104)과 일체 구성될 수 있다. 그런 다음 안티-노이즈 신호는 하나 이상의 스피커(124)를 통해 재생될 수 있다. S(z)는 단일 스피커(124)와 단일 마이크로폰(112) 간 전달 함수를 나타낸다. 도 1은 단지 단순성을 위해 단일 진동 센서(108), 마이크로폰(112), 및 스피커(124)를 보여주지만, 일반적인 RNC 시스템은 복수의 진동 센서(108)(가령, 10개 이상), 마이크로폰(112)(가령, 4 내지 6개), 및 스피커(124)(가령, 4 내지 8개)를 이용한다.
진동 센서(108)는, 비제한적으로, 가속도계, 힘 게이지, 지오폰(geophone), 선형 가변 차동 변압기, 변형 게이지, 및 하중 셀을 포함할 수 있다. 가속도계는, 예를 들어, 가속도에 비례하는 출력 전압을 갖는 디바이스이다. 다양한 가속도계가 RNC 시스템에서 사용될 수 있다. 이들은 1, 2 및 3개의 일반적인 직교 방향에서의 진동에 감응하는 가속도계를 포함한다. 이들 다-축 가속도계는 일반적으로 X-방향, Y-방향 및 Z-방향에서 감지되는 진동에 대한 개별적인 전기 출력(또는 채널)을 가진다. 따라서 단-축 및 다-축 가속도계는 가속도의 크기 및 위상을 검출하기 위해 진동 센서(108)로서 사용될 수 있고 배향, 모션 및 진동을 감지하기 위해 또한 사용될 수 있다.
노면(150) 상에서 움직이는 바퀴(106)로부터 기원하는 노이즈 및 진동이 차량(102)의 서스펜션 디바이스(110) 또는 차대 구성요소에 기계적으로 연결된 진동 센서(108) 중 하나 이상에 의해 감지될 수 있다. 진동 센서(108)는 검출된 도로-기인성 진동을 나타내는 진동 신호인 노이즈 신호 X(n)를 출력할 수 있다. 복수의 진동 센서가 가능하고, 이들 신호가 개별적으로 사용될 수 있거나 당해 분야의 숙련자라면 알 다양한 방식으로 조합될 수 있음이 자명하다. 특정 실시예에서, 마이크로폰이 바퀴(106)와 노면(150) 간 상호작용으로부터 발생된 노이즈를 나타내는 노이즈 신호 X(n)를 출력하는 데 진동 센서를 대신하여 사용될 수 있다. 노이즈 신호 X(n)는 보조 경로 필터(secondary path filter)(122)에 의해, 보조 경로를 추정하는 모델링된 전달 특성 S'(z) (즉, 안티-노이즈 스피커(124)와 에러 마이크로폰(112) 간 전달 함수)으로 필터링될 수 있다.
바퀴(106)와 노면(150)의 상호작용으로부터 기원하는 도로 노이즈가 또한, 승객실로 기계적으로 및/또는 음향적으로 전달되고 차량(102) 내부의 하나 이상의 마이크로폰(112)에 의해 수신된다. 하나 이상의 마이크로폰(112)은, 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 좌석(116)의 머리 받침대(114)에 위치할 수 있다. 대안으로, 하나 이상의 마이크로폰(112)은 차량(102)의 헤드라이너, 또는 차량(102) 내부의 탑승자가 듣는 음향 노이즈 장을 감지하기에 적합한 그 밖의 다른 곳에 위치할 수 있다. 노면(150)과 바퀴(106)의 상호작용으로부터 기원하는 도로 노이즈가 주 경로를 나타내는 전달 특성 P(z)(즉, 실제 노이즈 소스와 에러 마이크로폰 간 전달 함수)에 따라 마이크로폰(112)으로 전달된다.
마이크로폰(112)은 마이크로폰(112)에 의해 검출되는 차량(102)의 객실에 존재하는 노이즈를 나타내는 에러 신호 e(n)를 출력할 수 있다. RNC 시스템(100)에서, 제어 가능한 필터(118)의 적응적 전달 특성 W(z)이 적응성 필터 제어기(120)에 의해 제어될 수 있다. 적응성 필터 제어기(120)는 에러 신호 e(n) 및 노이즈 신호 X(n)를 기초로 하며 보조 경로 필터(122)에 의해 모델링된 전달 특성 S'(z)으로 선택적으로 필터링되는 알려진 최소 평균 제곱(LMS) 알고리즘에 따라 동작할 수 있다. 제어 가능 필터(118)는 종종 W-필터라고 지칭된다. 안티-노이즈 신호 Y(n)가 제어 가능 필터(118) 및 식별된 전달 특성 W(z) 및 진동 신호, 또는 진동 신호의 조합 X(n)을 기초로 하는 적응성 필터 제어기(120)에 의해 형성된 적응적 필터에 의해 생성될 수 있다. 안티-노이즈 신호 Y(n)는 스피커(124)를 통해 재생될 때 차량 객실의 탑승객에게 들리는 도로 노이즈와 실질적으로 위상은 반대이고 크기는 동일한 안티-노이즈가 탑승객의 귀 및 마이크로폰(112) 가까운 곳에서 생성되도록 하는 이상적인 파형을 가진다. 스피커(124)로부터의 안티-노이즈는 차량 객실 내에서 마이크로폰(112) 근방에서 도로 노이즈와 조합되어 이 위치에서 도로 노이즈-기인성 음압 레벨을 낮출 수 있다.
차량(102)이 운행 중일 때, 프로세서(128)는 진동 센서(108) 및 마이크로폰(112)으로부터의 데이터를 수집하고 선택적으로 처리하여 차량(102)에 의해 사용될 데이터 및/또는 파라미터를 포함하는 데이터베이스 또는 맵을 구축할 수 있다. 수집되는 데이터는 차량(102)에 의해 차후 사용되도록 스토리지(130)에 로컬하게 저장되거나 클라우드에 저장될 수 있다. 스토리지(130)에 로컬하게 저장되는 데 유용할 수 있는 RNC 시스템(100)과 관련된 데이터의 유형의 비제한적 예시로는, 가속도계 또는 마이크로폰 스펙트럼 또는 시간 종속적 신호, 그 밖의 다른 가속도 특성, 가령, 스펙트럼 및 시간 종속적 속성이 있다. 덧붙여, 프로세서(128)는 진동 센서 데이터를 분석하고 핵심 특징을 추출하여 RNC 시스템(100)에 인가될 핵심 파라미터의 세트를 결정할 수 있다. 핵심 파라미터의 세트는 이벤트에 의해 트리거될 때 선택될 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 프로세서(128) 및 스토리지(130)는 하나 이상의 RNC 시스템 제어기, 가령, 적응성 필터 제어기(120)와 통합될 수 있다.
앞서 기재된 바와 같이, 일반적인 RNC 시스템은 몇 개의 진동 센서, 마이크로폰 및 스피커를 이용해 차량의 구조-기인 진동 거동을 감지하고 안티-노이즈를 생성할 수 있다. 진동 센서는 복수의 출력 채널을 갖는 다-축 가속도계일 수 있다. 예를 들어, 삼축 가속도계가 일반적으로 자신의 X-방향, Y-방향, 및 Z-방향에서 감지된 진동에 대한 개별적인 전기 출력을 가진다. RNC 시스템에 대한 일반적인 구성은 예를 들어, 4개의 삼축 가속도계 또는 6개의 이축 가속도계로부터 온 가속도 신호의 6개의 에러 마이크로폰, 6개의 스피커, 및 12개의 채널을 가질 수 있다. 따라서 RNC 시스템은 복수의 S'(z) 필터(즉, 보조 경로 필터(122)) 및 복수의 W(z) 필터(즉, 제어 가능한 필터(118))를 더 포함할 것이다.
도 1에 도시된 단순화된 RNC 시스템도가 각각의 스피커(124)와 각각의 마이크로폰(112) 사이의 S(z)로 표현되는 하나의 보조 경로를 나타낸다. 앞서 언급된 바와 같이, RNC 시스템은 일반적으로 복수의 스피커, 마이크로폰 및 진동 센서를 가진다. 따라서, 6-스피커, 6-마이크로폰 RNC 시스템이 36개의 총 보조 경로(즉, 6×6)를 가질 것이다. 따라서 마찬가지로 6-스피커, 6-마이크로폰 RNC시스템은 각각의 보조 경로에 대한 전달 함수를 추정하는 36개의 S'(z) 필터(즉, 보조 경로 필터(122))를 가질 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, RNC 시스템은 진동 센서(즉, 가속도계)(108)로부터의 각각의 노이즈 신호 X(n)와 각각의 스피커(124) 간 하나의 W(z) 필터(즉, 제어 가능한 필터(118))를 더 가질 것이다. 따라서, 12-가속도계 신호, 6-스피커 RNC 시스템은 72개의 W(z) 필터를 가질 수 있다. 복수의 가속도계 신호, 스피커, 및 W(z) 필터 간 관계가 도 2에 도시되어 있다.
도 2는 가속도계(208)로부터의 R개의 가속도계 신호 [X1(n), X2(n),... XR(n)] 및 스피커(224)로부터의 L개의 안티-노이즈 스피커 신호 [Y1(n), Y2(n),... YL(n)]를 포함하도록 확장된 RNC 시스템(200)의 관련 부분을 보여주는 샘플 개략도이다. 따라서 RNC 시스템(200)은 각각의 가속도계 신호와 각각의 스피커 간 R*L개의 제어 가능한 필터(또는 W-필터)(218)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 12개의 가속도계 출력(즉, R=12)을 갖는 RNC 시스템이 6개의 이축 가속도계 또는 4개의 삼축 가속도계를 채용할 수 있다. 일부 예시에서, 안티-노이즈를 재생하기 위한 6개의 스피커(즉, L=6)를 갖는 차량은, 따라서 총 72개의 W-필터를 이용할 수 있다. L개의 스피커 각각에서, R개의 W-필터 출력이 합산되어 스피커의 안티-노이즈 신호 Y(n)를 생성할 수 있다. 각각의 L개의 스피커는 증폭기(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, R개의 W-필터에 의해 필터링되는 R개의 가속도계 신호가 합산되어 전기적 안티-노이즈 신호 y(n)를 생성할 수 있으며, 이는 증폭기로 공급되어 증폭된 안티-노이즈 신호 Y(n)를 생성하고, 이는 스피커로 전송된다.
RNC를 갖는 차량에서, 돌 같은 물체가 가속도계에 직접 충돌할 때, 높은 진폭 신호가 가속도계 X-, Y-, 및 Z-방향 출력 채널 중 하나 이상으로부터 출력되고, 그런 다음 증폭되어 승객실로 발산된다. 실제로는 돌의 가속도계 충돌에 의해 야기되는 공중 기인 또는 구조 기인 노이즈가 승객실로는 거의 유입되지 않기 때문에, 이 안티-노이즈는 노이즈 소거를 야기하지 않고, 오히려 승객실에 매우 시끄러운 추가적인 충격성 노이즈를 초래할 수 있다. 이와 달리, 차량이 도로의 충격성 특징부, 가령, 철도 트랙이나 포트홀 위를 주행할 때, 일부 공중 기인성 또는 구조 기인성 노이즈가 승객실에 유입된다. RNC가 비활성화되면, 철도 트랙 위를 주행하는 차량이 승객실 내부에서 들릴 수 있는 노이즈를 만들고, 반면에 일반적으로 가속도계에 충돌하는 물체는 승객실 내부에 시끄러운 소리를 만들지 않을 것이다. 따라서, RNC가 활성화되는 경우, 물체 충돌을 기초로 안티-노이즈를 승객실로 발산시키는 것이 승객실 내에 더 많은 노이즈를 만드는 효과를 가질 수 있다. 본 명세서에 기재된 RNC 시스템은 이러한 허위 이벤트, 가령, 물체 충돌을 검출하고 결과적 안티-노이즈 신호를 수정함으로써, 비정상성(nonstationary) 안티-노이즈의 승객실로의 발산의 빈도를 감소 또는 제거할 수 있다.
비-정상성 이벤트, 가령, 물체가 가속도계 중 하나에 직접 충돌하는 것을 검출하기 위해, RNC시스템 내 하나 또는 복수의 가속도계로부터 출력된 노이즈 신호(들) X(n)가 평가될 수 있다. 각각의 가속도계 채널의 노이즈 신호 X(n)가 아날로그 또는 디지털 신호일 수 있다. 이들 출력 신호의 시간 히스토리의 평가는 물체 충돌이 발생할 때 이들을 식별할 수 있다. 예를 들어, 돌 충돌이 매우 높은 진폭(즉, 아마도 완전한 스케일)의 짧은 지속시간 펄스가 가속도계 출력 신호에 나타나게 할 것이다. 이러한 높은 진폭의 짧은-지속시간 신호가 가속도계의 X-, Y-, 및 Z-방향 출력 채널 중 둘 이상에서 나타날 가능성이 높다. 또한, RNC 시스템 내 2개의 가속도계가 동시적인 돌 충격을 겪을 가능성은 낮아서 돌 충격의 검출이 용이해진다.
도 3a는 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따르는 RNC 시스템(300)을 나타내는 개략적 블록도이다. RNC 시스템(100)과 유사하게, RNC 시스템(300)은 앞서 기재된 요소(108, 110, 112, 118, 120, 122, 및 124)의 동작과 각각 일치하는 요소(308, 310, 312, 318, 320, 322, 및 324)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 음악 재생 디바이스(360), 가령, 헤드 유닛(도시되지 않음)으로부터의 음악 신호 M(n)가 안티-노이즈 Y(n)와 조합되어 증폭되고 스피커(324)로 전송될 수 있다. 도 3a는 또한 도 1과 관련하여 기재된 바와 같이, 주 경로 P(z) 및 보조 경로 S(z)를 블록 형태로 보여준다. 나타난 바와 같이, RNC 시스템(300)은 진동 센서(308) 및 제어 가능한 필터(318) 사이의 경로를 따라 배치된 비-정상성 노이즈 제어기(362)를 더 포함할 수 있다. 노이즈 제어기(362)는 노이즈 신호 X(n)를 기초로 돌과 진동 센서(308)의 충돌을 검출하도록 프로그램된 프로세서 및 메모리(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 이는 노이즈 신호 X(n)의 프레임으로부터의 샘플을 분석함으로써 컴퓨팅 파라미터를 포함할 수 있다.
물체 충돌을 검출함에 응답하여, 노이즈 제어기(362)가 조절된 노이즈 신호 X'(n)를 생성할 수 있다. 따라서 제어 가능한 필터(318)는 조절된 노이즈 신호 X'(n) 및 LMS 적응성 필터 제어기(320)에 의해 제어된 적응성 전달 특성 W(z)을 기초로 안티-노이즈 신호 Y(n)를 생성하도록 구성될 수 있다. 조절된 노이즈 신호 X'(n)는 안티-노이즈에 대한 물체 충돌의 영향을 낮추는 방식으로 스피커(324)에 의해 안티-노이즈로서 발산되는 안티-노이즈 신호 Y(n)를 수정할 수 있다. 어떠한 물체 충돌도 검출되지 않는 경우, 노이즈 제어기(362)는 노이즈 신호 X(n)가 제어 가능한 필터(318)로 바로 전달될 수 있도록 노이즈 신호 X(n)를 조절하지 않을 수 있다. 더 상세히 기재되겠지만, 조절된 노이즈 신호 X'(n)는 물체 충돌을 나타내는 파라미터를 포함하는 노이즈 신호 X(n)의 프레임을 0으로 만들어 상기 프레임에 대해 대략 0의 출력을 제공함으로써 생성될 수 있다. 대안으로, 물체 충돌을 나타내는 파라미터를 포함하는 노이즈 신호 X(n)의 프레임을 노이즈 신호로부터의 이전 프레임으로 대체함으로써 조절된 노이즈 신호 X'(n)가 생성될 수 있다.
노이즈 제어기(362)는 비-정상성 신호, 가령, 물체 충돌로 기인한 것을 검출하기 위한 전용 제어기이거나, RNC 시스템 내 또 다른 제어기 또는 프로세서, 가령, LMS 제어기(320)와 통합될 수 있다. 대안으로, 노이즈 제어기(362)는 RNC 시스템 내 다른 구성요소와 별개인 차량(102) 내 또 다른 제어기 또는 프로세서와 통합될 수 있다. 대안 실시예에서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 노이즈 제어기(362')가 진동 센서(308)와 제어 가능한 필터(318) 및 보조 경로 필터(322) 모두 사이의 경로를 따라 배치되어, 보조 경로 필터가 조절된 노이즈 신호 X'(n)도 수신하게 할 수 있다.
도 4는 RNC 시스템에서 비-정상성 이벤트, 가령, 돌 충돌의 효과를 완화시키는 방법(400)을 나타내는 흐름도이다. 개시된 방법의 다양한 단계들이 노이즈 제어기(362)에 의해 단독으로, 또는 RNC 시스템의 다른 구성요소와 함께 수행될 수 있다.
단계(410)에서, RNC 시스템(300)은 적어도 하나의 진동 센서(308)로부터 노이즈 신호 X(n)를 수신할 수 있다. 이를 위해, 진동 센서(308)의 출력 채널로부터의 시간 데이터의 샘플의 그룹이 노이즈 제어기(362)에 의해 수신될 수 있다. 시간 데이터의 샘플의 그룹은 하나의 디지털 신호 처리(DSP) 프레임을 형성할 수 있다. 하나의 실시예에서, 진동 센서로부터의 출력의 128개의 시간 샘플이 단일 DSP 프레임을 형성할 수 있다. 대안적 실시예에서, 더 많거나 더 적은 시간 샘플이 단일 프레임을 구성할 수 있다.
단계(420)에서, 프레임 내 센서 데이터의 분석이 수행될 수 있다. 다양한 실시예에서, 이 분석은 노이즈 신호 X(n)로부터 샘플링된 센서 데이터의 각각의 프레임으로부터 하나 이상의 파라미터를 계산, 추출 또는 그 밖의 다른 방식으로 획득하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 노이즈 제어기(362)는 프레임의 고속 푸리에 변환(FFT: fast Fourier transform)을 계산하여 진동 센서(308)로부터의 감지된 진동 입력의 주파수 영역 표현을 형성할 수 있다. 분석은 하나 또는 복수의 주파수 범위에서 또는 개별 주파수 빈에서 FFT를 평가하는 것을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 진동 센서와 돌의 충돌은 주파수 영역에서 매우 광대역 신호인 짧은 지속시간의 임펄스이다. 따라서 주파수 영역에서 돌 충돌의 가속도 특성은 정상성 상태에서 도로의 가속도 특성과 매우 상이하다. 프레임으로부터 파라미터, 가령, 하나 이상의 주파수 범위의 레벨을 획득하고 분석하는 것은 따라서 비-정상성 물체 충돌 이벤트의 검출을 가능하게 할 수 있다. 또 다른 예시에서, 분석은 또한 파라미터, 가령, DSP 프레임 내 총 에너지 또는 프레임 내 모든 시간 샘플의 피크 즉 최고 진폭을 계산하는 것을 포함할 수 있다. 돌 또는 그 밖의 다른 물체가 진동 센서(가령, 가속도계)에 또는 그 근방에 충돌함으로써 만들어진 가속도 신호의 진폭은 주요한 노면을 주행함으로써 만들어지는 가속도 신호보다 훨씬 더 높은 진폭을 갖기 때문에, 이들 파라미터를 분석하는 것이 또한 검출을 가능하게 할 수 있다.
단계(420)는 또한 센서 데이터의 미리 프레임을 분석하는 데 사용되도록 현재 프레임의 파라미터 또는 센서 데이터를 저장하는 것을 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, 현재 프레임 바로 직전의 프레임으로부터의 파라미터(들) 또는 센서 데이터가 저장될 수 있다. 또 다른 실시예에서, (가령, 임계치를 결정하기 위해) 센서 데이터의 복수의 이전 프레임으로부터 획득된 파라미터에 대해 통계적 분석이 수행될 수 있다. 예를 들어, 복수의 선행 프레임으로부터 획득된 파라미터의 단기 또는 장기간 평균이 계산되고, 임계치로서 또는 임계치에 대한 비교를 위한 현재 프레임과의 차이점을 획득하기 위해 단계(430)에서 사용되기 위한 파라미터로서 저장될 수 있다. 이들 특정 실시예에서, 지정 이득 여유가 복수의 선행 프레임으로부터 계산된 평균 값(또는 그 밖의 다른 통계 값)에 추가되어 임계치를 형성할 수 있다. 이는 20%, 50% 또는 100%의 이득 여유를 평균 값 또는 그 밖의 다른 통계 값에 추가하는 것을 포함할 수 있다. 따라서 복수의 선형 프레임으로부터의 평균 값에 이득 계수(가령, 120%, 150%, 200% 등)가 곱해져서, 임계치를 획득할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 그 밖의 다른 이득 계수가 가능하다. 또 다른 실시예에서, 앞서 언급된 임계치-유도 기법의 임의의 조합을 이용하고 RNC 시스템 내 그 밖의 다른 진동 센서로부터의 데이터를 이용해 임계치가 계산될 수 있다. 추가로, 임계치는 그 밖의 다른 진동 센서로부터의 임의의 노이즈 신호 또는 임의의 조합으로부터의 센서 데이터의 현재 프레임을 분석함으로써 얻어질 수 있다.
단계(430)에서, 센서 데이터의 현재 프레임으로부터 계산된 파라미터가 대응하는 임계치에 직접 비교될 수 있다. 현재 프레임으로부터의 파라미터가 임계치를 초과하는 경우, 노이즈 제어기(362)는 비-정상성 이벤트, 가령, 물체 충돌의 발생이 검출됐다고 결론 내릴 수 있다. 현재 프레임으로부터의 파라미터가 임계치를 초과하지 않는 경우, 노이즈 제어기(362)는 어떠한 물체 충돌도 검출되지 않았다고 결론 내릴 수 있다. 예를 들어, 노이즈 제어기(362)는 현재 프레임 내 에너지 또는 현재 프레임의 피크 진폭을 계산하고 에너지 값 또는 피크 진폭을 대응하는 임계치에 비교하여 물체 충돌이 발생했는지 여부를 결정할 수 있다.
대안으로, 센서 데이터의 현재 프레임으로부터 계산된 파라미터가, 앞서 기재된 바와 같이, 동일한 노이즈 신호, 또는 그 밖의 다른 진동 센서로부터의 하나 이상의 노이즈 신호 또는 이들의 조합으로부터 획득된 센서 데이터의 하나 이상의 이전 프레임으로부터 동일한 파라미터의 통계 값(가령, 평균 값)에 비교될 수 있다. 그런 다음 현재 프레임의 파라미터와 통계 값 간 차이가 임계치에 비교될 수 있다. 차이가 임계치를 초과하는 경우, 노이즈 제어기(362)는 물체 충돌이 검출되었음을 결론 내릴 수 있다. 차이가 임계치를 초과하지 않는 경우, 노이즈 제어기(362)는 어떠한 물체 충돌도 검출되지 않았다고 결론 내릴 수 있다. 예를 들어 하나의 실시예에서, 지정 임계치를 초과하는 임의의 차이가 물체 충돌을 나타낼 수 있음을 알 때, 노이즈 제어기(362)는 현재 프레임 내 에너지를 계산하고 이를 이전 프레임 내 에너지에 비교할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 지정 임계치를 초과하는 하나 이상의 FFT 빈의 레벨의 변화가 또한 비-정상성 신호, 가령, 돌 충돌을 나타낼 수 있음을 알 때, 진동 센서로부터 출력된 노이즈 신호의 현재 프레임의 FFT가 계산될 수 있고 이전 프레임의 FFT에 비교될 수 있다.
하나 이상의 실시예에서, 임계치는 RNC 시스템 및 이의 대응하는 알고리즘의 튜닝 동안 훈련된 엔지니어에 의해 설정되고 프로그램된 지정된 정적 임계치일 수 있다. 대안 실시예에서, 임계치는 단계(420)과 관련하여 앞서 기재된 바와 같이 하나 이상의 선행 프레임에서 획득된 파라미터의 통계적 분석으로부터 계산된 동적 임계치일 수 있다. 예를 들어, 임계치는 복수의 선행 프레임으로부터 취해진 파라미터의 단기간 또는 장기간 평균 값일 수 있다. 덧붙여, 평균 값이 앞서 기재된 바와 같이 이득 계수에 의해 보강되어, 동적 임계치를 확립할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 임계치는 단순히, 이득 계수가 또한 곱해질 수 있는 시간 데이터의 이전 프레임으로부터의 파라미터의 값일 수 있다.
노이즈 제어기(362)는 또한 단계(430)에서의 진폭 임계치의 앞서 언급된 변형예와 관련하여 시간 임계치(temporal thresholding)를 적용할 수 있다. 예를 들어, 일부 비정상성 이벤트, 가령, 돌 충돌이 1 내지 2ms의 지속시간을 갖는 높은 진폭 출력 신호를 유도한다. 따라서 시간 임계치는 비정상성 이벤트, 가령, 돌 충돌의 검출을 더 보조할 수 있다. 예를 들어, 현재 프레임의 샘플의 진폭이 지정 시간 임계치 미만 동안 진폭 임계치를 초과할 때, 돌 충돌이 검출될 수 있다. 현재 프레임 내 샘플의 진폭이 지정 임계치보다 길게 진폭 임계치를 초과하는 경우, 비정상성 이벤트, 가령, 차량이 포트홀을 주행하는 것이 검출될 수 있다.
단계(440)를 참조하면, 비-정상성 이벤트, 가령, 물체 충돌의 발생이 검출될 때, 상기 방법은 안티-노이즈를 생성하는 데 현재 프레임의 영향이 최소화될 수 있도록 완화 수단이 노이즈 신호에 적용되는 단계(450)로 진행될 수 있다. 그러나 물체 충돌의 발생이 검출되지 않을 때, 방법은 임의의 완화를 생략하고 단계(410)로 복귀하여 프로세스가 센서 데이터의 새로운 프레임을 갖고 반복될 수 있다.
단계(450)에서, 완화가 센서 데이터의 프레임에 적용될 수 있다. 하나의 완화 기법이 현재 DSP 프레임의 지속시간 동안 RNC를 단순히 비활성화 또는 음소거하여, RNC 시스템(300) 내 일부 또는 모든 스피커(324)에게로의 안티-노이즈 출력 신호 Y(n)가 부재될 수 있다. 특정 실시예에서, 특정 노이즈 신호 X(n)에 대해 중간 내지 높은 진폭의 제어 가능한 필터(318)를 갖는 특정 스피커를 음소거하는 것이 가능할 수 있다.
일반적으로 RNC 시스템은 복수의 피드포워드 진동 센서를 갖기 때문에, 더 단순한 ANC 시스템, 가령, 헤드폰에서 채용되는 것에 의해 이용 가능하지 않는 응답 옵션이 존재한다. 예를 들어, 물체 충돌 또는 그 밖의 다른 비정상성 이벤트를 포함하는 프레임이 단순히 0이 된 경우, 이 충격성 이벤트와 관련된 어떠한 안티-노이즈도 승객실로 발산되지 않을 것이다. 마찬가지로, 이것이 ANC 헤드폰이라면, 해당 프레임 동안 어떠한 안티-노이즈도 전혀 존재하지 않을 것이다. 이는 ANC가 순간적으로 (해당 프레임의 지속시간 동안) 꺼지고 그 후 상기 프레임 후에 재개됐다는 바람직하지 않은 인상을 초래할 수 있다. DSP 프레임의 시작 또는 종료 부분에서의 갑작스러운 단절이 또한 스피커로부터 온 바람직하지 않은 팝 앤 클릭(pops and clicks)의 인상을 만들 수 있다. DSP 분야의 숙련된 자에게 알려진 시간 평활화(temporal smoothing)의 방법이 데이터의 현재 프레임의 시작 및 종료 부분에서의 샘플에 적용되어 이를 방지할 수 있다. 대안으로, 현재 DSP 프레임의 직전 또는 직후 샘플 값의 평활화 또는 변경이 이뤄져서 가청 팝 앤 클릭을 방지할 수 있다. 데이터의 현재 프레임을 거의 0 진폭을 갖는 신호로 대체하여, 프레임의 시작 및/또는 종료 부분에서의 가청 팝 앤 클록을 제거 또는 낮출 수 있다. 하나의 실시예에서, 현재 프레임 내 데이터가 가청 팝 앤 클릭을 또한 제거하거나 낮춘 하나 이상의 이전 프레임의 평균 값을 포함하는 샘플로 대체될 수 있다.
하나의 진동 센서로부터의 피드-포워드 노이즈 신호 X(n)의 현재 프레임이 0이 되는 경우 RNC 시스템(300)은 이러한 동일한 바람직하지 않은 거동을 보이지 않을 수 있다. 이는 각각의 스피커(324)로부터 발산되는 안티-노이즈가 복수의 진동 센서 출력으로부터의 신호로 구성되기 때문이다. 예를 들어, 6개의 이축 가속도계 또는 4개의 삼축 가속도계를 채용하는 RNC 시스템에서, 12개의 가속도계 출력 X(n) 신호가 존재할 것이다. 6개의 이축 가속도계의 경우, 물체 충돌을 나타내는 파라미터를 포함하는 현재 프레임을 0으로 만드는 것이, 특정 스피커로부터 발산되는 총 안티-노이즈를 생성하는 데 사용되는 가속도계 신호를 12에서 10로 감소시킬 수 있다. 따라서 이는 프레임의 지속시간 동안 스피커 또는 모든 스피커로의 안티-노이즈의 완전한 음소거에 비교해서, 1.5dB의 안티-노이즈 진폭의 감소(즉, 10/12)를 도출할 수 있다.
특정 실시예에서, 물체 충돌 또는 비정상성 이벤트의 지속시간 동안만 가속도 신호가 0이 되는 더 정교한 완화 솔루션이 가능하다. 이는 돌 충돌 또는 비정상성 이벤트를 마스킹할 수 있는 감소된 안티-노이즈의 지속시간을 더 짧게 만들 수 있다. 그 밖의 다른 완화 기법이 가능한데, 가령, 진동 센서로부터의 출력 노이즈 신호의 마지막 프레임을 0으로 만들지 않고 반복하는 것이 있다. 다양한 실시예에서, 앞서 언급된 임의의 완화 기법 또는 기법의 조합에, 현재 프레임의 전체 또는 일부분 동안 재생 레벨 감소가 동반될 수 있다. 이는 임의의 W(z) 필터 진폭의 감소에 의해, 또는 하나 이상의 X'(n) 또는 Y(n)의 레벨을 낮추는 추가 감쇠 블록에 의해, 또는 이들의 조합에 의해 이뤄질 수 있다.
따라서 노이즈 신호 X(n)의 프레임의 샘플로부터 계산된 파라미터를 기초로, 비-정상성 이벤트, 가령, 물체 충돌의 발생을 검출하는 것에 응답하여, 차량의 객실에서 발산될 안티-노이즈에 미치는 물체 충돌의 발생의 영향을 감소시키도록 결과적 안티-노이즈 신호 Y(n)가 수정될 수 있다. 이벤트 또는 DSP 프레임의 지속시간 동안 RNC 시스템을 비활성화 또는 음소거하는 것을 포함하여 안티-노이즈 신호가 다양한 방식으로 수정될 수 있다. 대안으로, 가령, 물체 충돌을 나타내는 파라미터를 포함하는 노이즈 신호 X(n)의 프레임을 0으로 만들어 프레임에 대해 거의 0의 출력을 제공하거나, 노이즈 신호 X(n)의 프레임을 노이즈 신호로부터의 이전 프레임으로 대체하여, 조정된 노이즈 신호 X'(n)를 생성함으로써, 안티-노이즈 신호 Y(n)는 수정될 수 있다.
상기의 설명에서, 본 발명이 특정 실시예를 참조하여 기재되었다. 그러나 청구범위로서 제공되는 본 발명의 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이뤄질 수 있다. 명세서 및 도면은 한정이 아니라 예시이며, 수정이 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다. 따라서 본 발명의 범위는 기재된 예시에 의해서가 아니라 청구항 및 이들의 적법한 균등예에 의해 결정되어야 한다.
예를 들어, 임의의 방법 또는 프로세스 청구항에서 나열된 단계들이 임의의 순서로 실행될 수 있으며 청구항에 제시된 특정 순서로 한정되지 않는다. 신호 노이즈의 효과를 최소화하기 위한 수식이 필터로 구현될 수 있다. 또한, 임의의 장치 청구항에서 나열되는 구성요소 및/또는 요소들이 합쳐질 수 있거나 그 밖의 다른 방식으로 다양한 순열로 동작 가능하게 구성될 수 있으며 청구항에 기재된 특정 구성에 한정되지 않는다.
당해 분야의 통상의 기술자라면 기능적으로 균등한 처리 단계가 시간 또는 주파수 영역에서 수행될 수 있음을 알 것이다. 따라서 도면의 각각의 신호 처리 블록에 대해 명시적으로 언급되지 않더라도, 신호 처리는 시간 영역, 주파수 영역, 또는 이들의 조합으로 발생할 수 있다. 덧붙여, 다양한 처리 단계들이 디지털 신호 처리의 통상적인 용어로 설명되었지만, 본 발명의 범위 내에서, 아날로그 신호 처리를 이용해 균등한 단계가 수행될 수 있다.
혜택, 이점 및 문제 해결책이 앞서 특정 실시예와 관련하여 기재되었다. 그러나 발생할 또는 더 두드러질 임의의 혜택, 이점, 문제 해결책 또는 임의의 특정 혜택, 이점 또는 해결책을 야기할 수 있는 임의의 요소가 임의의 또는 모든 청구항의 핵심, 필수 또는 본질적 특징 또는 구성요소로 해석되지 않을 것이다.
용어 "포함하다", "포함하다", "포함하는", "갖는", "포함하는", "포함하다" 또는 이들의 임의의 변형이 비-배제적 포함을 지칭하여, 요소들의 목록을 포함하는 프로세스, 방법, 물품, 조성 또는 장치가 언급된 이들 요소만 포함하는 것이 아니며 명시적으로 나열되지 않거나 이러한 프로세스, 방법, 물품, 조성 또는 장치의 내재적인 그 밖의 다른 요소도 포함할 수 있는 것으로 의도된다. 본 발명의 실시에서 사용되는 앞서 기재된 구조, 배열, 응용, 비율, 요소, 물질 또는 구성요소의 그 밖의 다른 조합 및/또는 수정이, 특정하게 언급되지 않는 것에 추가로, 본 발명의 일반 원리 내에서, 특정 환경, 제조 규격, 설계 파라미터 또는 그 밖의 다른 동작 요건에 맞춰 변경되거나 그 밖의 다른 방식으로 적응될 수 있다.

Claims (20)

  1. 도로 노이즈 소거(RNC) 시스템에서 비-정성상 이벤트의 영향을 완화하기 위한 방법으로서, 상기 방법은
    센서로부터 노이즈 신호를 수신하는 단계,
    노이즈 신호를 부분적으로 기초로 하여 안티-노이즈 신호를 생성하는 단계 - 상기 안티-노이즈 신호는 차량의 객실 내에서 스피커에서 의해 안티-노이즈로서 발산될 것임 - ,
    노이즈 신호의 프레임의 샘플로부터 계산된 파라미터를 기초로 센서에의 물체 충돌 발생을 검출하는 단계, 및
    안티-노이즈에 미치는 물체 충돌 발생의 영향이 감소되도록 안티-노이즈 신호를 수정하는 단계
    를 포함하는, 비-정성상 이벤트의 영향을 완화하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 노이즈 신호의 프레임의 샘플로부터 계산된 파라미터는 프레임의 피크 진폭(peak amplitude), 프레임의 평균 진폭, 및 프레임의 평균 값 중 하나인, 비-정성상 이벤트의 영향을 완화하기 위한 방법.
  3. 제1항에 있어서, 센서에의 물체 충돌의 발생을 검출하는 단계는
    노이즈 신호의 현재 프레임의 파라미터를 임계치에 비교하는 단계, 및
    파라미터가 임계치를 초과할 때 센서에의 물체 충돌의 발생을 검출하는 단계를 포함하는, 비-정성상 이벤트의 영향을 완화하기 위한 방법.
  4. 제3항에 있어서, 노이즈 신호의 현재 프레임의 파라미터를 임계치에 비교하는 단계는
    현재 프레임을 주파수 영역으로 변환하는 단계,
    현재 프레임에서의 하나 이상의 주파수 범위의 레벨을 계산하는 단계, 및
    레벨을 임계치에 비교하는 단계
    를 포함하는, 비-정성상 이벤트의 영향을 완화하기 위한 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 임계치는 RNC 시스템에 대해 프로그램된 지정 정적 임계치인, 비-정성상 이벤트의 영향을 완화하기 위한 방법.
  6. 제3항에 있어서, 상기 임계치는 노이즈 신호의 하나 이상의 선행 프레임 내 샘플로부터 계산된 파라미터의 통계 분석으로부터 계산된 동적 임계치인, 비-정성상 이벤트의 영향을 완화하기 위한 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 임계치는 복수의 선행 프레임으로부터 취해진 파라미터의 평균 값에 이득 계수를 곱한 값인, 비-정성상 이벤트의 영향을 완화하기 위한 방법.
  8. 제1항에 있어서, 센서에의 물체 충돌의 발생을 검출하는 단계는
    현재 프레임으로부터의 파라미터를 하나 이상의 이전 프레임으로부터의 동일한 파라미터의 평균 값에 비교하는 단계, 및
    현재 프레임으로부터의 파라미터와 하나 이상의 이전 프레임으로부터의 평균 값 간 차이가 임계치를 초과할 때 센서에의 물체 충돌의 발생을 검출하는 단계
    를 포함하는, 비-정성상 이벤트의 영향을 완화하기 위한 방법.
  9. 제1항에 있어서, 안티-노이즈로서 스피커에 의해 발산될 안티-노이즈 신호를 수정하는 단계는 RNC 시스템을 비활성화하여 프레임의 지속시간 동안 어떠한 안티-노이즈도 발생되지 않게 하는 단계를 포함하는, 비-정성상 이벤트의 영향을 완화하기 위한 방법.
  10. 제1항에 있어서, 안티-노이즈로서 스피커에 의해 발산될 안티-노이즈 신호를 수정하는 단계는 물체 충돌을 나타내는 파라미터를 포함하는 노이즈 신호의 프레임을 0으로 만들어 프레임의 적어도 일부분 동안 거의 0의 조절된 노이즈 신호를 발생시키는 단계를 포함하는, 비-정성상 이벤트의 영향을 완화하기 위한 방법.
  11. 제1항에 있어서, 안티-노이즈로서 스피커에 의해 발산될 안티-노이즈 신호를 수정하는 단계는 물체 충돌을 나타내는 파라미터를 포함하는 노이즈 신호의 프레임을 노이즈 신호로부터의 이전 프레임으로 대체하는 단계를 포함하는, 비-정성상 이벤트의 영향을 완화하기 위한 방법.
  12. 도로 노이즈 소거(RNC) 시스템으로서,
    음향 또는 진동 입력 중 하나에 응답하여, 노이즈 신호를 생성하기 위한 센서, 및
    노이즈 신호의 현재 프레임의 샘플로부터 계산된 파라미터를 기초로 센서에의 물체 충돌의 발생을 검출하고,
    센서에의 물체 충돌의 발생을 검출한 것에 응답하여 조절된 노이즈 신호를 발생시키도록 프로그램된
    프로세서 및 메모리를 포함하는 노이즈 제어기
    를 포함하는, 도로 노이즈 소거(RNC) 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    조절된 노이즈 신호 및 적응성 전달 특성을 기초로 안티-노이즈 신호를 생성하도록 구성된 제어 가능한 필터,
    필터링된 노이즈 신호 및 차량의 객실 내에 위치하는 마이크로폰으로부터 수신된 에러 신호를 기초로 제어 가능한 필터의 적응성 전달 특성을 제어하도록 프로그램된 프로세서 및 메모리를 포함하는 적응성 필터 제어기, 및
    안티-노이즈 신호를 수신한 것에 응답하여 차량의 객실 내에서 안티-노이즈를 발산하기 위한 확성기(loudspeaker)
    를 더 포함하는, 도로 노이즈 소거(RNC) 시스템.
  14. 제12항에 있어서, 조절된 노이즈 신호는, 물체 충돌을 나타내는 파라미터를 포함하는 노이즈 신호의 현재 프레임을 0으로 만들거나, 물체 충돌을 나타내는 파라미터를 포함하는 노이즈 신호의 현재 프레임을 노이즈 신호로부터의 이전 프레임으로 대체함으로써 발생되는, 도로 노이즈 소거(RNC) 시스템.
  15. 도로 노이즈 소거(RNC)를 위해 프로그램된 비-일시적 컴퓨터 판독형 매체로 구현되는 컴퓨터-프로그램 프로덕트로서, 상기 컴퓨터-프로그램 프로덕트는
    적어도 하나의 센서로부터 수신된 노이즈 신호를 분석하기 위한 명령,
    적어도 하나의 노이즈 신호의 프레임의 샘플로부터 계산된 파라미터를 기초로 적어도 하나의 센서에의 물체 충돌의 발생을 검출하기 위한 명령, 및
    물체 충돌의 발생을 검출한 것에 응답하여, 차량의 객실 내에서 안티-노이즈로서 스피커에 의해 발산되는 안티-노이즈 신호를 수정하기 위한 명령 - 상기 안티-노이즈 신호는 적어도 하나의 노이즈 신호를 부분적으로 기초로 함 - 을 포함하는, 컴퓨터-프로그램 프로덕트.
  16. 제15항에 있어서, 적어도 하나의 센서에의 물체 충돌의 발생을 검출하기 위한 명령은
    노이즈 신호의 현재 프레임의 파라미터를 임계치에 비교하기 위한 명령, 및
    파라미터가 임계치를 초과할 때 센서에의 물체 충돌의 발생을 검출하기 위한 명령을 포함하는, 컴퓨터-프로그램 프로덕트.
  17. 제15항에 있어서, 적어도 하나의 센서에의 물체 충돌의 발생을 검출하기 위한 명령은
    현재 프레임으로부터의 파라미터를 하나 이상의 이전 프레임으로부터의 동일한 파라미터의 평균 값에 비교하기 위한 명령, 및
    현재 프레임으로부터의 파라미터와 하나 이상의 이전 프레임으로부터의 평균 값 간 차이가 임계치를 초과할 때 적어도 하나의 센서에의 물체 충돌의 발생을 검출하기 위한 명령을 포함하는, 컴퓨터-프로그램 프로덕트.
  18. 제15항에 있어서, 안티-노이즈 신호를 수정하기 위한 명령은 RNC 시스템을 비활성화하여 프레임 지속시간 동안 어떠한 안티-노이즈 신호로 발생되지 않게 하는 명령을 포함하는, 컴퓨터-프로그램 프로덕트.
  19. 제15항에 있어서, 안티-노이즈 신호를 수정하기 위한 명령은 물체 충돌을 나타내는 파라미터를 포함하는 노이즈 신호의 프레임을 0으로 만들어서 프레임 동안 거의 0의 조절된 노이즈 신호를 발생시키는 명령을 포함하는, 컴퓨터-프로그램 프로덕트.
  20. 제15항에 있어서, 안티-노이즈 신호를 수정하기 위한 명령은 물체 충돌을 나타내는 파라미터를 포함하는 노이즈 신호의 프레임을 노이즈 신호로부터의 이전 프레임으로 대체하는 명령을 포함하는, 컴퓨터-프로그램 프로덕트.
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