KR20210061055A - System and Method for Actively Reducing Noise Using Multi Channel - Google Patents

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KR20210061055A
KR20210061055A KR1020190148813A KR20190148813A KR20210061055A KR 20210061055 A KR20210061055 A KR 20210061055A KR 1020190148813 A KR1020190148813 A KR 1020190148813A KR 20190148813 A KR20190148813 A KR 20190148813A KR 20210061055 A KR20210061055 A KR 20210061055A
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Abstract

According to one embodiment of the present invention, an active noise reduction system using a multichannel is capable of accurately predicting a target noise signal within a short time when noise is generated due to impact. The active noise reduction system comprises: a vibration sensor installed on a first ceiling construction material and sensing vibration generated by impact; first and second microphones installed on a second ceiling construction material and sensing noise generated by the impact; a noise delay distance calculating unit for calculating a noise delay distance based on the difference between a first time point at which the vibration is sensed by the vibration sensor and a second time point at which the noise is sensed by the first microphone; a target noise signal generator generating one of reference noise signals as a target noise signal by comparing at least one of a waveform of vibration and a waveform of the noise detected by the second microphone with the reference noise signals in a form of a synthesized wave composed of a fundamental wave and a plurality of harmonics; a target noise signal correcting unit correcting the target noise signal by correcting a phase of the target noise signal based on the noise delay distance; an offset signal generator generating an offset signal having a phase opposite to the phase of the target noise signal; and an offset signal output unit installed at the same point as the first microphone on the second ceiling construction material, and outputting the offset signal.

Description

다채널을 이용한 능동형 소음 감소 시스템 및 방법{System and Method for Actively Reducing Noise Using Multi Channel}System and Method for Actively Reducing Noise Using Multi Channel

본 발명은 소음 감소 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 실내에서 발생되는 소음을 감소시킬 수 있는 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a noise reduction system, and more particularly, to a system capable of reducing the noise generated in the room.

인구의 증가로 인해 주거 형태가 기존의 단독주택 형태에서 아파트, 오피스텔, 빌라 등과 같은 공동주택 형태로 변화하고 있고, 이에 따라 층간 소음으로 인한 문제도 급격히 증가하고 있다. 층간 소음이란 이러한 공동주택에서 상층의 소리가 하층에 전달되는 소음 공해를 의미한다.Due to the increase in population, the housing type is changing from the existing single-family house type to the apartment house type such as apartment, officetel, and villa. Inter-floor noise refers to noise pollution in which the sound from the upper floors is transmitted to the lower floors in such apartments.

층간 소음을 감소시키기 위해 슬래브 두께를 증가시키거나 흡음재 시공을 통해 소음을 감소시키는 수동적 소음 제어 방식 또는 소음과 위상이 반대이고 주파수가 동일한 상쇄음에 의한 소멸간섭을 이용하여 소음을 감소시키는 능동적 소음 제어 방식이 적용되고 있다.Active noise control that reduces noise by increasing the slab thickness to reduce inter-floor noise or by using a passive noise control method that reduces noise through sound-absorbing material construction, or by using extinction interference by offset sound whose phase is opposite to that of the noise and has the same frequency. The method is being applied.

하지만, 수동적 소음 제어 방식의 경우 경량 충격음 감소에는 어느 정도 효과가 있지만, 중량 충격음 감소에는 효과가 미비하다는 단점이 있다. 또한, 능동적 소음 제어 방식의 경우 주기성을 갖는 소음을 대상으로 하므로 기본적으로 고속 퓨리에 변환(Fast Fourier Transform: FFT) 방식에 기초하고 있는데, 층간 소음의 경우 주기성을 가지지 않는 임팩트성 소음이므로 주기성을 갖는 소음을 대상으로 하는 일반적인 능동 소음 감소 방식을 적용하는 경우, 정확한 소음의 파형을 획득하기 어려울 뿐만 아니라, 소음 파형을 획득하는 데에도 지연시간이 발생할 수 밖에 없어, 층간 소음 발생시 빠른 시간 내에 층간 소음을 제거 할 수 없다는 단점이 있다. However, the passive noise control method has a disadvantage in that it is effective in reducing the light weight impact sound to some extent, but is not effective in reducing the weight impact sound. In addition, since the active noise control method targets periodic noise, it is basically based on the Fast Fourier Transform (FFT) method. In the case of interlayer noise, since it is an impact noise that does not have periodicity, noise with periodicity When the general active noise reduction method targeting is applied, not only it is difficult to obtain an accurate noise waveform, but also a delay time in obtaining the noise waveform is inevitable, so that inter-floor noise is eliminated within a short time when inter-floor noise occurs. There is a downside that it cannot be done.

대한민국 등록특허 제10-1647704호(발명의 명칭: 공동주택 층간소음 실시간 모니터링 시스템 및 모니터링 방법, 공고일: 2016년 08월 11일)Republic of Korea Patent Registration No. 10-1647704 (Title of invention: Real-time monitoring system and monitoring method for noise between floors of apartment houses, Announcement date: August 11, 2016)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 충격에 의한 소음 발생시 빠른 시간 내에 타겟 소음신호를 정확하게 생성할 수 있는 다채널을 이용한 능동형 소음 감소 시스템 및 방법을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.The present invention has been made to solve the above-described problem, and it is an object of the present invention to provide an active noise reduction system and method using multi-channels capable of accurately generating a target noise signal within a short time when noise is generated by an impact.

또한, 본 발명은 소음지연거리를 반영하여 타겟 소음신호를 생성할 수 있는 다채널을 이용한 능동형 소음 감소 시스템 및 방법을 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.Another object of the present invention is to provide an active noise reduction system and method using multiple channels capable of generating a target noise signal by reflecting the noise delay distance.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 다채널을 이용한 능동형 소음 감소 시스템은, 제1 천정용 건축자재에 설치되고, 충격에 의해 발생된 진동을 감지하는 진동센서; 제2 천정용 건축자재에 설치되고, 상기 충격에 의해 발생되는 소음을 감지하는 제1 및 제2 마이크; 상기 진동센서에 의해 상기 진동이 감지된 제1 시점과 상기 제1 마이크에 의해 상기 소음이 감지된 제2 시점간의 차이를 기초로 소음지연거리를 산출하는 소음지연거리 산출부; 상기 진동의 파형 및 상기 제2 마이크에 의해 감지된 소음의 파형 중 적어도 하나를 기본파 및 복수개의 고조파로 구성된 합성파 형태의 기준 소음신호들과 비교하여 상기 기준 소음신호들 중 어느 하나를 타겟 소음신호로 생성하는 타겟 소음신호 생성부; 상기 소음지연거리를 기초로 상기 타겟 소음신호의 위상을 보정하여 상기 타겟 소음신호를 보정하는 타겟 소음신호 보정부; 상기 타겟 소음신호의 위상과 반대위상을 갖는 상쇄신호를 생성하는 상쇄신호 생성부; 및 상기 제2 천정용 건축자재에 상기 제1 마이크와 동일한 지점에 설치되고, 상기 상쇄신호를 출력하는 상쇄신호 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.An active noise reduction system using a multi-channel according to an aspect of the present invention for achieving the above object includes: a vibration sensor installed on a first ceiling building material and sensing vibration generated by an impact; First and second microphones installed on a second ceiling building material and sensing noise generated by the impact; A noise delay distance calculator configured to calculate a noise delay distance based on a difference between a first time point at which the vibration is sensed by the vibration sensor and a second time point at which the noise is sensed by the first microphone; Target noise by comparing at least one of the vibration waveform and the noise waveform detected by the second microphone with reference noise signals in the form of a composite wave composed of a fundamental wave and a plurality of harmonics A target noise signal generator that generates a signal; A target noise signal correction unit correcting the target noise signal by correcting a phase of the target noise signal based on the noise delay distance; A cancellation signal generator for generating a cancellation signal having a phase opposite to that of the target noise signal; And an offset signal output unit installed at the same point as the first microphone on the second ceiling building material and outputting the offset signal.

일 실시예에 있어서, 상기 타겟 소음신호 생성부는 미리 정해진 제1 시간구간 내에 포함된 n개(n은 3 이상의 정수)의 기준시점에서 상기 진동의 진폭과 상기 기준 소음신호들의 진폭을 각각 비교하고, 상기 기준 소음신호들 중 상기 진동의 진폭과 동일한 진폭을 갖는 기준 소음신호를 상기 타겟 소음신호로 생성하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the target noise signal generation unit compares the amplitude of the vibration and the amplitude of the reference noise signals at n reference points included in a predetermined first time interval (n is an integer of 3 or more), A reference noise signal having an amplitude equal to the amplitude of the vibration among the reference noise signals is generated as the target noise signal.

상술한 실시예에 따를 때, 상기 타겟 소음신호 생성부는, 상기 기준 소음신호들 중 상기 진동의 진폭과 동일한 진폭을 갖는 기준 소음신호가 존재하지 않는 경우, 미리 정해진 제2 시간구간 내에 포함된 n개의 기준시점에서 상기 제2 마이크에 의해 생성된 소음의 진폭과 상기 기준 소음신호들의 진폭을 각각 비교하고, 상기 기준 소음신호들 중 상기 제2 마이크에 의해 생성된 소음의 진폭과 동일한 진폭을 갖는 기준 소음신호를 상기 타겟 소음신호로 생성하는 것을 특징으로 한다.According to the above-described embodiment, the target noise signal generation unit, when there is no reference noise signal having the same amplitude as the amplitude of the vibration among the reference noise signals, n numbers included in the second predetermined time period. A reference noise having an amplitude equal to the amplitude of the noise generated by the second microphone among the reference noise signals by comparing the amplitude of the noise generated by the second microphone and the amplitude of the reference noise signals at a reference point in time. It is characterized in that the signal is generated as the target noise signal.

일 실시예에 있어서, 상기 소음지연거리 산출부는 상기 제1 시점과 상기 제2 시점간의 차이에 음속을 승산한 값을 상기 소음지연거리로 산출하고, 상기 타겟 소음신호 보정부는, 수학식

Figure pat00001
를 이용하여 위상 보정값을 산출하고, 산출된 위상 보정값을 상기 타겟 소음신호의 기본파 및 복수개의 고조파의 위상에 반영하여 상기 타겟 소음신호의 위상을 보정하고, 상기 수학식에서 φc는 상기 위상 보정값을 나타내고, S는 상기 소음지연거리를 나타내며, T는 상기 기본파 및 고조파의 주기를 나타내는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the noise delay distance calculation unit calculates a value obtained by multiplying a sound speed by a difference between the first and second time points as the noise delay distance, and the target noise signal correction unit comprises:
Figure pat00001
A phase correction value is calculated by using, and the phase of the target noise signal is corrected by reflecting the calculated phase correction value to the phases of the fundamental wave and a plurality of harmonics of the target noise signal, and φ c is the phase It is characterized in that it represents a correction value, S represents the noise delay distance, and T represents the period of the fundamental and harmonics.

상술한 실시예에 있어서, 다채널을 이용한 능동형 소음 감소 시스템은 상기 능동형 소음 감소 시스템이 설치된 타겟공간을 복수개의 영역으로 구분하고, 구분된 복수개의 영역 내에서 사용자가 위치하는 타겟영역을 결정하는 위치 결정부를 더 포함하고, 상기 상쇄신호 출력부는 상기 각 영역 별로 상기 상쇄신호를 출력하기 위한 복수개의 스피커를 포함하며, 상기 상쇄신호 생성부는 각 스피커 별로 상기 상쇄신호를 생성하고, 상기 복수개의 영역 중 상기 타겟영역에 대응되는 스피커를 통해 출력될 상쇄신호의 진폭을 상기 타겟영역을 제외한 타 영역에 대응되는 스피커를 통해 출력될 상쇄신호의 진폭보다 크게 설정하는 것을 특징으로 한다.In the above-described embodiment, the active noise reduction system using multi-channel divides the target space in which the active noise reduction system is installed into a plurality of areas, and a location for determining a target area in which the user is located within the divided plurality of areas. Further comprising a determination unit, the cancellation signal output unit includes a plurality of speakers for outputting the cancellation signal for each of the regions, the cancellation signal generation unit generates the cancellation signal for each speaker, and the plurality of regions The amplitude of the canceling signal to be output through the speaker corresponding to the target area is set to be larger than the amplitude of the canceling signal to be output through the speaker corresponding to other areas except for the target area.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 다채널을 이용한 능동형 소음 감소 방법은, 충격에 의해 발생된 진동 및 소음을 각각 감지하는 단계; 상기 진동의 파형 및 상기 소음의 파형 중 적어도 하나를 기본파 및 복수개의 고조파로 구성된 합성파 형태의 기준 소음신호들과 비교하여 상기 기준 소음신호들 중 어느 하나를 타겟 소음신호로 생성하는 단계; 상기 진동이 감지된 제1 시점과 상기 소음이 감지된 제2 시점간의 차이를 기초로 산출된 소음지연거리를 기초로 상기 타겟 소음신호의 위상을 보정하는 단계; 상기 타겟 소음신호의 위상과 반대위상을 갖는 상쇄신호를 생성하는 단계; 및 상기 상쇄신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.An active noise reduction method using a multi-channel according to an aspect of the present invention for achieving the above object includes the steps of detecting vibration and noise generated by impact, respectively; Comparing at least one of the vibration waveform and the noise waveform with reference noise signals in the form of a synthesized wave composed of a fundamental wave and a plurality of harmonics, and generating any one of the reference noise signals as a target noise signal; Correcting a phase of the target noise signal based on a noise delay distance calculated based on a difference between a first time point at which the vibration is sensed and a second time point at which the noise is sensed; Generating a cancellation signal having a phase opposite to that of the target noise signal; And outputting the cancellation signal.

일 실시예에 있어서, 상기 타겟 소음신호로 생성하는 단계에서, 미리 정해진 제1 시간구간 내에 포함된 n개(n은 3 이상의 정수)의 기준시점에서 상기 진동의 진폭과 상기 기준 소음신호들의 진폭을 각각 비교하고, 상기 기준 소음신호들 중 상기 진동의 진폭과 동일한 진폭을 갖는 기준 소음신호를 상기 타겟 소음신호로 생성하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, in the step of generating the target noise signal, the amplitude of the vibration and the amplitude of the reference noise signals at n reference points (n is an integer greater than or equal to 3) included in the first predetermined time period are determined. Each of the reference noise signals is compared, and a reference noise signal having an amplitude equal to the amplitude of the vibration is generated as the target noise signal.

상술한 실시예에 있어서 상기 타겟 소음신호로 생성하는 단계에서, 상기 기준 소음신호들 중 상기 진동의 진폭과 동일한 진폭을 갖는 기준 소음신호가 존재하지 않는 경우, 미리 정해진 제2 시간구간 내에 포함된 n개의 기준시점에서 상기 소음의 진폭과 상기 기준 소음신호들의 진폭을 각각 비교하고, 상기 기준 소음신호들 중 상기 소음의 진폭과 동일한 진폭을 갖는 기준 소음신호를 상기 타겟 소음신호로 생성하는 것을 특징으로 한다.In the step of generating the target noise signal according to the above-described embodiment, when there is no reference noise signal having the same amplitude as the amplitude of the vibration among the reference noise signals, n included in the second predetermined time period. Each of the amplitudes of the noise and the amplitudes of the reference noise signals are compared at each of the reference points, and a reference noise signal having the same amplitude as the amplitude of the noise among the reference noise signals is generated as the target noise signal. .

한편, 상기 타겟 소음신호를 보정하는 단계에서, 상기 제1 시점과 상기 제2 시점간의 차이에 음속을 승산한 값을 상기 소음지연거리로 산출하고, 수학식

Figure pat00002
를 이용하여 산출되는 위상 보정값을 상기 타겟 소음신호의 기본파 및 복수개의 고조파의 위상에 반영하여 상기 타겟 소음신호의 위상을 보정하며, 상기 수학식에서 φc는 상기 위상 보정값을 나타내고, S는 상기 소음지연거리를 나타내며, T는 상기 기본파 및 고조파의 주기를 나타내는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, in the step of correcting the target noise signal, a value obtained by multiplying the difference between the first time point and the second time point by a sound speed is calculated as the noise delay distance, and the equation
Figure pat00002
Corrects the phase of the target noise signal by reflecting the phase correction value calculated using the phase of the target noise signal and the phases of the plurality of harmonics, where φ c represents the phase correction value, and S is It represents the noise delay distance, and T is characterized in that it represents the period of the fundamental wave and the harmonic.

일 실시예에 있어서, 상기 상쇄신호를 생성하는 단계 이전에, 상기 능동형 소음 감소 방법이 적용되는 타겟공간을 복수개의 영역으로 구분하여, 구분된 복수개의 영역 내에서 사용자가 위치하는 타겟영역을 결정하는 단계를 더 포함하고, 상기 상쇄신호를 생성하는 단계에서, 상기 복수개의 영역 중 상기 타겟영역으로 출력할 상쇄신호와 상기 타겟영역을 제외한 타 영역으로 출력할 상쇄신호를 각각 생성하고, 상기 타겟영역으로 출력할 상쇄신호의 진폭을 상기 타 영역으로 출력할 상쇄신호의 진폭보다 크게 설정하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, before the step of generating the offset signal, the target space to which the active noise reduction method is applied is divided into a plurality of regions, and a target region in which the user is located within the divided plurality of regions is determined. In the step of generating the cancellation signal, the plurality of regions are each generated with a cancellation signal to be output to the target region and a cancellation signal to be output to another region other than the target region, respectively, and to the target region. The amplitude of the canceling signal to be output is set to be larger than the amplitude of the canceling signal to be output to the other region.

본 발명에 따르면 진동센서를 이용하여 생성된 진동신호 중 제1 시간구간 이내의 파형을 기준 소음신호들의 파형과 비교한 결과를 기초로 타겟 소음신호를 생성하기 때문에 소음 발생시 딜레이 없이 빠른 시간 내에 타겟 소음신호를 정확하게 생성할 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, the target noise signal is generated in a short time without delay when noise is generated, because the target noise signal is generated based on the result of comparing the waveform within the first time interval among the vibration signals generated using the vibration sensor with the waveform of the reference noise signals. It has the effect of being able to accurately generate signals.

또한, 본 발명에 따르면 기준 소음신호들이 기본파 및 복수개의 고조파로 구성된 합성파 형태로 룩업 테이블에 저장되어 있고, 이를 기초로 타겟 소음신호 또한 합성파 형태로 생성할 수 있어, 기존의 고속 퓨리에 방식을 이용하는 능동적 소음 제어 방식에 비해 타겟 소음신호 생성에 소요되는 시간을 더욱 단축시킬 수 있고 타겟 소음신호의 정확도 또한 향상시킬 수 있다는 효과가 있다. In addition, according to the present invention, the reference noise signals are stored in the lookup table in the form of a synthesized wave composed of a fundamental wave and a plurality of harmonics, and a target noise signal may also be generated in the form of a synthesized wave based on this, so that the conventional fast Fourier method Compared to the active noise control method using the method, it is possible to further shorten the time required for generating the target noise signal and to improve the accuracy of the target noise signal.

또한, 본 발명은 소음 발생위치와 상쇄신호가 출력될 스피커 간의 거리로 정의되는 소음지연거리를 반영하여 타겟 소음신호를 생성하기 때문에 타겟 소음신호의 정확도를 극대화시킬 수 있고, 이에 따라 타겟 소음신호를 상쇄시키기 위한 상쇄신호의 정확도 또한 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.In addition, the present invention can maximize the accuracy of the target noise signal because the target noise signal is generated by reflecting the noise delay distance defined as the distance between the noise generation position and the speaker to which the cancellation signal is to be output. There is an effect that the accuracy of the cancellation signal for canceling can also be improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널을 이용한 능동형 소음 감소 시스템의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 진동센서에 의해 감지된 진동의 파형과 마이크에 의해 감지된 소음의 파형간의 시간차를 보여주는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러(130)의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 5는 진동의 파형 또는 소음의 파형을 기준 소음신호와 비교하는 방법을 개념적으로 보여주는 그래프이다.
도 6는 기준 소음신호들이 합성파 형태로 기록된 룩업 테이블의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널을 이용한 능동형 소음 감소 방법을 보여주는 플로우차트이다.
1 is a diagram showing the configuration of an active noise reduction system using multiple channels according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing a time difference between a waveform of vibration detected by a vibration sensor and a waveform of noise detected by a microphone.
3 is a block diagram schematically showing the configuration of the controller 130 according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph conceptually showing a method of comparing a vibration waveform or a noise waveform with a reference noise signal.
6 is a diagram illustrating an example of a lookup table in which reference noise signals are recorded in the form of a synthesized wave.
7 is a flowchart showing an active noise reduction method using multiple channels according to an embodiment of the present invention.

명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명의 핵심 구성과 관련이 없는 경우 및 본 발명의 기술분야에 공지된 구성과 기능에 대한 상세한 설명은 생략될 수 있다. 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.The same reference numbers throughout the specification mean substantially the same elements. In the following description, when not related to the core configuration of the present invention and detailed descriptions of configurations and functions known in the technical field of the present invention may be omitted. The meaning of the terms described in this specification should be understood as follows.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms different from each other, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the scope of the invention to the possessor, and the invention is only defined by the scope of the claims.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. The shapes, sizes, ratios, angles, numbers, etc. disclosed in the drawings for explaining the embodiments of the present invention are exemplary, and thus the present invention is not limited to the illustrated matters. The same reference numerals refer to the same elements throughout the specification. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다. When'include','have','consists of' and the like mentioned in the present specification are used, other parts may be added unless'only' is used. In the case of expressing the constituent elements in the singular, it includes the case of including the plural unless specifically stated otherwise.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.In interpreting the constituent elements, it is interpreted as including an error range even if there is no explicit description.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.In the case of a description of a temporal relationship, for example, when a temporal predecessor relationship is described as'after','following','after','before', etc.,'right' or'direct' It may also include cases that are not continuous unless this is used.

제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.First, second, etc. are used to describe various elements, but these elements are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another component. Accordingly, the first component mentioned below may be a second component within the technical idea of the present invention.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다. The term “at least one” is to be understood as including all possible combinations from one or more related items. For example, the meaning of “at least one of the first item, the second item, and the third item” means 2 among the first item, the second item, and the third item, as well as each of the first item, the second item, and the third item. It may mean a combination of all items that can be presented from more than one.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.Each of the features of the various embodiments of the present invention can be partially or entirely combined or combined with each other, technically various interlocking and driving are possible, and each of the embodiments may be independently implemented with respect to each other or can be implemented together in an association relationship. May be.

이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널을 이용한 능동형 소음 감소 시스템의 구성을 보여주는 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널을 이용한 능동형 소음 감소 시스템(100, 이하, '능동형 소음 감소 시스템'이라 함)은 아파트, 오피스텔, 또는 빌라 등과 같은 공동주택에 설치되어 상층과 하층 사이에서 발생되는 층간 소음을 감소시킨다. 이를 위해, 본 발명에 따른 능동형 소음 감소 시스템(100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 진동센서(VS1~VSn), 제1 마이크(MC1), 제2 마이크(MC2-1~MC2-n), 컨트롤러(130), 및 상쇄신호 출력부(260)를 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 능동형 소음 감소 시스템(100)은 카메라(150)를 더 포함할 수 있다.1 is a diagram showing the configuration of an active noise reduction system using multiple channels according to an embodiment of the present invention. The active noise reduction system (100, hereinafter referred to as'active noise reduction system') using multi-channels according to an embodiment of the present invention is installed in an apartment house, such as an apartment, officetel, or villa, and occurs between the upper and lower floors. It reduces the inter-floor noise. To this end, the active noise reduction system 100 according to the present invention, as shown in Figure 1, vibration sensor (VS1 ~ VSn), the first microphone (MC1), the second microphone (MC2-1 ~ MC2-n) , A controller 130, and a cancellation signal output unit 260. In addition, the active noise reduction system 100 according to the present invention may further include a camera 150.

먼저, 진동센서(VS1~VSn)는 충격에 의해 발생된 진동을 감지하고, 감지결과를 컨트롤러(130)로 전송한다. 일 실시예에 있어서, 진동센서(VS1~VSn)는 하층의 천정을 구성하는 제1 천정용 건축자재(110)에 설치될 수 있다. 예컨대, 제1 천정용 건축자재(110)는 콘크리트 슬래브일 수 있다.First, the vibration sensors VS1 to VSn detect the vibration generated by the impact and transmit the detection result to the controller 130. In one embodiment, the vibration sensors VS1 to VSn may be installed on the first ceiling construction material 110 constituting the lower floor of the ceiling. For example, the first ceiling construction material 110 may be a concrete slab.

도 1에 도시된 바와 같이, 진동센서(VS1~VSn)는 복수개로 구현되고, 각 진동센서(VS1~VSn)는 충격에 의해 발생된 진동을 각각 감지하여 그 결과를 개별적으로 컨트롤러(130)로 전송한다. 도 1에서는 설명의 편의를 위해 진동센서(VS1~VSn)가 3개인 것으로 도시하였지만, 이는 하나의 예일 뿐 진동센서(VS1~VSn)는 4개 이상이거나 2개 이하로 구현될 수도 있을 것이다.As shown in Figure 1, the vibration sensor (VS1 ~ VSn) is implemented in a plurality, each vibration sensor (VS1 ~ VSn) each senses the vibration generated by the shock, and the result individually to the controller 130. send. In FIG. 1, for convenience of explanation, three vibration sensors VS1 to VSn are shown, but this is only an example, and four or more vibration sensors VS1 to VSn may be implemented as two or less.

제1 마이크(MC1)는 충격에 의해 발생된 소음을 감지하고, 감지결과를 컨트롤러(130)로 전송한다. 일 실시예에 있어서, 제1 마이크(MC1)는 하층의 천정을 구성하는 제2 천정용 건축자재(120)에 설치될 수 있다. 예컨대, 제2 천정용 건축자재(120)는 천장재일 수 있다.The first microphone MC1 detects noise generated by the impact and transmits the detection result to the controller 130. In one embodiment, the first microphone MC1 may be installed on the second ceiling construction material 120 constituting the lower floor ceiling. For example, the second ceiling construction material 120 may be a ceiling material.

일 실시예에 있어서, 제1 마이크(MC1)는 소음 발생 위치와 상쇄신호 출력부(260) 사이의 거리로 정의되는 소음지연거리 산출을 위해 소음을 감지하는 것으로서, 보다 정확한 소음지연거리 산출을 위해 제2 천정용 건축자재(120) 상에서 상쇄신호 출력부(260)가 설치되는 지점과 동일한 지점에 설치될 수 있다.In one embodiment, the first microphone MC1 detects noise to calculate a noise delay distance defined as the distance between the noise generation position and the offset signal output unit 260, and for more accurate noise delay distance calculation It may be installed at the same point as the point where the offset signal output unit 260 is installed on the second ceiling building material 120.

예컨대, 상쇄신호 출력부(260)가 제2 천정용 건축자재(120)의 일 면상의 소정 지점에 설치되는 경우 제1 마이크(MC1)는 제2 천정용 건축자재(120)의 타면 상에서 상쇄신호 출력부(260)가 설치된 지점에 대응되는 위치에 설치될 수 있다.For example, when the offset signal output unit 260 is installed at a predetermined point on one side of the second ceiling building material 120, the first microphone MC1 is an offset signal on the other side of the second ceiling building material 120. It may be installed at a position corresponding to the point where the output unit 260 is installed.

제2 마이크(MC2a~MC2m)는 충격에 의해 발생된 소음을 감지하고, 감지결과를 컨트롤러(130)로 전송한다. 일 실시예에 있어서, 제2 마이크(MC2a~MC2n)는 하층의 천정을 구성하는 제2 천정용 건축자재(120)에 설치될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 마이크(MC2a~MC2n)는 복수개로 구현되고, 제2 마이크(MC2a~MC2n)는 충격에 의해 발생된 소음을 각각 감지하여 그 결과를 개별적으로 컨트롤러(130)로 전송한다. 도 1에서는 설명의 편의를 위해 제2 마이크(MC2a~MC2m)가 3개인 것으로 도시하였지만, 이는 하나의 예일 뿐 제2 마이크(MC2a~MC2m)는 4개 이상이거나 2개이하로 구현될 수도 있을 것이다.The second microphones MC2a to MC2m detect noise generated by the impact and transmit the detection result to the controller 130. In one embodiment, the second microphones MC2a to MC2n may be installed on the second ceiling construction material 120 constituting the lower floor ceiling. As shown in FIG. 1, the second microphones MC2a to MC2n are implemented in plural, and the second microphones MC2a to MC2n respectively detect noise generated by the impact, and the result is individually controlled by the controller 130. Transfer to. In FIG. 1, it is shown that there are three second microphones MC2a to MC2m for convenience of explanation, but this is only an example, and the second microphones MC2a to MC2m may be implemented with four or more or two or less. .

상술한 바와 같은 실시예에 따를 때, 제1 천정용 건축자재(110)는 지면에 대한 수직 방향을 기준으로 제2 천정용 건축자재(120)보다 상부에 위치하게 되므로, 제1 천정용 건축자재(120)에 설치되는 진동센서(VS1~VSn)가 제2 천정용 건축자재(120)에 설치되는 제1 마이크(MC1) 및 제2 마이크(MC2a~MC2m)보다 먼저 진동을 감지할 수 있게 된다. 이에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이 컨트롤러(130)는 진동센서(VS1~VSn)에 의해 먼저 감지된 진동(310)을 제1 마이크(MC1) 및 제2 마이크(MC2a~MC2m)에 의해 감지된 소음(320)보다 먼저 획득할 수 있게 되어 타겟 소음신호 및 이를 상쇄시키기 위한 상쇄신호를 빠른 시간 내에 생성할 수 있게 된다.According to the above-described embodiment, the first ceiling construction material 110 is positioned above the second ceiling construction material 120 based on a vertical direction to the ground, so that the first ceiling construction material Vibration sensors (VS1 ~ VSn) installed in 120 can detect the vibration before the first microphone (MC1) and the second microphone (MC2a ~ MC2m) installed on the second ceiling building material 120 . Accordingly, as shown in FIG. 2, the controller 130 detects the vibration 310 first detected by the vibration sensors VS1 to VSn by the first microphone MC1 and the second microphone MC2a to MC2m. Since the generated noise 320 can be obtained beforehand, a target noise signal and a cancellation signal for canceling the target noise can be generated in a short time.

또한, 본 발명에 따르면 복수개의 진동센서(VS1~VSn)외에도 제1 마이크(MC1) 및 복수개의 제2 마이크(MC2a~MC2n)를 함께 이용하는 다채널 방식을 통해 충격에 의해 발생되는 진동 및 소음을 감지하기 때문에, 보다 빠른 시간 내에 타겟 소음신호를 정확하게 생성할 수 있게 된다.In addition, according to the present invention, vibration and noise generated by shocks are prevented through a multi-channel method using a first microphone MC1 and a plurality of second microphones MC2a to MC2n in addition to a plurality of vibration sensors VS1 to VSn. Because of the detection, it is possible to accurately generate the target noise signal within a faster time.

컨트롤러(130)는 복수개의 진동센서(VS1~VSn)에 의해 감지된 진동과 제1 마이크(MC1) 및 복수개의 제2 마이크(MC2a~MC2n)에 의해 감지된 소음을 기초로 타겟 소음신호를 생성하고, 생성된 타겟 소음신호를 상쇄시키기 위한 상쇄신호를 생성하여 상쇄신호 출력부(260)로 제공한다.The controller 130 generates a target noise signal based on the vibration detected by the plurality of vibration sensors VS1 to VSn and the noise detected by the first microphone MC1 and the plurality of second microphones MC2a to MC2n. Then, a cancellation signal for canceling the generated target noise signal is generated and provided to the cancellation signal output unit 260.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 컨트롤러(130)의 구성을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the configuration of the controller 130 according to the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 3.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러(130)의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 컨트롤러(130)는 소음지연거리 산출부(210), 타겟 소음신호 생성부(220), 룩업 테이블(230), 타겟 소음신호 보정부(240), 및 상쇄신호 생성부(250)를 포함한다.3 is a block diagram schematically showing the configuration of the controller 130 according to an embodiment of the present invention. 3, the controller 130 according to the present invention includes a noise delay distance calculation unit 210, a target noise signal generation unit 220, a look-up table 230, a target noise signal correction unit 240, And a cancellation signal generation unit 250.

소음지연거리 산출부(210)는 소음 발생 위치와 상쇄신호 출력부(260) 사이의 거리로 정의되는 소음지연거리를 산출한다. 일 실시예에 있어서, 소음지연거리 산출부(210)는 진동센서(VS1~VSn)에 의해 진동이 감지된 제1 시점과 제1 마이크(MC1)에 의해 소음이 감지된 제2 시점간의 차이를 산출하고, 산출된 결과값에 음속을 승산함으로써 소음지연거리를 산출할 수 있다. 이때, 음속은 340m/s로 정의될 수 있다.The noise delay distance calculation unit 210 calculates a noise delay distance defined as the distance between the noise generation position and the offset signal output unit 260. In one embodiment, the noise delay distance calculation unit 210 calculates a difference between a first time point at which vibration is sensed by the vibration sensors VS1 to VSn and a second time point at which noise is sensed by the first microphone MC1. The noise delay distance can be calculated by calculating and multiplying the calculated result value by the speed of sound. In this case, the speed of sound may be defined as 340 m/s.

상술한 실시예에 따를 때, 소음지연거리 산출부(210)는 복수개의 진동센서(VS1~VSn)들 중 첫 번째로 진동을 감지한 진동센서에 의해 진동이 감지된 시점을 제1 시점으로 설정할 수 있다. 이를 위해, 각 진동센서(VS1~VSn)들은 진동 감지 결과를 자신이 진동을 감지한 시점정보와 함께 소음지연거리 산출부(210)로 전송할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 각 진동센서(VS1~VSn)들은 진동감지 결과만을 소음지연거리 산출부(210)로 전송하고, 소음지연거리 산출부(210)는 각 진동센서(VS1~VSn)들로부터 진동감지결과가 수신된 최초 시점을 제1 시점으로 정의할 수 있다.According to the above-described embodiment, the noise delay distance calculation unit 210 sets the time when the vibration is detected by the vibration sensor that first detects the vibration among the plurality of vibration sensors VS1 to VSn as the first time point. I can. To this end, each of the vibration sensors VS1 to VSn may transmit a vibration detection result to the noise delay distance calculation unit 210 together with information about the time point at which the vibration is sensed. In another embodiment, each vibration sensor (VS1 ~ VSn) transmits only the vibration detection result to the noise delay distance calculation unit 210, the noise delay distance calculation unit 210 from each vibration sensor (VS1 ~ VSn) The first time point at which the vibration detection result is received may be defined as the first time point.

한편, 제1 마이크(MC1) 또한 소음 감지 결과를 자신이 소음을 감지한 시점정보와 함께 소음지연거리 산출부(210)로 전송하고, 소음지연거리 산출부(210)는 제1 마이크(MC1)에 의해 소음이 감지된 시점을 제2 시점으로 설정할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 제1 마이크(MC1)는 소음감지결과만을 소음지연거리 산출부(210)로 전송하고, 소음지연거리 산출부(210)는 제1 마이크(MC1)로부터 소음감지결과가 수신된 시점을 제2 시점으로 정의할 수 있다.On the other hand, the first microphone MC1 also transmits the noise detection result to the noise delay distance calculation unit 210 together with the time information at which the noise is detected, and the noise delay distance calculation unit 210 is the first microphone MC1 A point in time at which noise is detected may be set as a second point in time. In another embodiment, the first microphone MC1 transmits only the noise detection result to the noise delay distance calculation unit 210, and the noise delay distance calculation unit 210 receives the noise detection result from the first microphone MC1. The point in time can be defined as the second point in time.

타겟 소음신호 생성부(220)는 진동센서(VS1~VSn)에 의해 감지된 진동 및 제2 마이크(MC2a~MC2n)에 의해 감지된 소음을 룩업 테이블(230)에 기록된 복수개의 기준 소음신호와 비교하고, 비교결과에 따라 복수개의 기준 소음신호들 중 어느 하나를 타겟 소음신호로 생성한다.The target noise signal generation unit 220 converts the vibration detected by the vibration sensors VS1 to VSn and the noise detected by the second microphones MC2a to MC2n to a plurality of reference noise signals recorded in the lookup table 230 and It compares, and generates any one of a plurality of reference noise signals as a target noise signal according to the comparison result.

먼저, 타겟 소음신호 생성부(220)는 진동센서(VS1~VSn)에 의해 감지된 진동의 파형을 룩업 테이블(230)에 기록된 복수개의 기준 소음신호와 비교한다. 이때, 타겟 소음신호 생성부(220)는 진동센서(VS1~VSn)들 중 첫 번째로 진동을 감지한 진동센서의 진동의 파형을 기준 소음신호와 비교할 수 있다. First, the target noise signal generation unit 220 compares the waveform of the vibration detected by the vibration sensors VS1 to VSn with a plurality of reference noise signals recorded in the lookup table 230. In this case, the target noise signal generation unit 220 may compare the waveform of the vibration of the vibration sensor that first detected the vibration among the vibration sensors VS1 to VSn with the reference noise signal.

구체적으로, 타겟 소음신호 생성부(220)는 도 4에 도시된 바와 같이, 미리 정해진 제1 시간구간(P1) 내에서 n개(n은 3 이상의 정수)의 기준시점(예컨대, 3개(t1, t2, t3))을 설정하고, 각 기준시점(t1, t2, t3) 별로 진동센서(VS1~VSn)에 의해 감지된 진동(310)의 진폭(a1, a2, a3)과 룩업 테이블(230)에 기록된 기준 소음신호들(410)의 진폭(a1', a2', a3')을 각각 비교한다. 타겟 소음신호 생성부(220)는 기준 소음신호들 중 진동센서(VS1~VSn)에 의해 감지된 진동의 진폭과 동일한 진폭을 갖는 하나의 기준 소음신호를 타겟 소음신호로 생성한다.Specifically, as shown in FIG. 4, the target noise signal generation unit 220 includes n (n is an integer of 3 or more) reference time points (eg, 3 (t1)) within a predetermined first time period (P1). , t2, t3)), and the amplitude (a1, a2, a3) of the vibration 310 detected by the vibration sensor (VS1 to VSn) for each reference point (t1, t2, t3) and a lookup table 230 The amplitudes (a1', a2', a3') of the reference noise signals 410 recorded in) are compared. The target noise signal generator 220 generates, as a target noise signal, one reference noise signal having the same amplitude as the amplitude of the vibration detected by the vibration sensors VS1 to VSn among the reference noise signals.

일 실시예에 있어서, 룩업 테이블(230)에는 복수개의 기준 소음신호들이 기본파 및 복수개의 고조파로 구성된 합성파 형태로 기록될 수 있고, 이러한 실시예에 따르는 경우 타겟 소음신호 또한 기본파 및 복수개의 고조파로 구성된 합성파 형태로 생성된다.In one embodiment, a plurality of reference noise signals may be recorded in the lookup table 230 in the form of a composite wave composed of a fundamental wave and a plurality of harmonics. It is generated in the form of a composite wave composed of harmonics.

기준 소음신호들이 합성파 형태로 기록된 룩업 테이블(230)의 일 예가 도 5에 도시되어 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 각 기준 소음신호들(RSN1~RSNn)에 대해 각속도(W1~Wn), 각속도별 진폭(a0~a1), 및 각속도별 위상(φ1~φn)이 기록되어 있음을 알 수 있다.An example of a lookup table 230 in which reference noise signals are recorded in the form of a synthesized wave is shown in FIG. 5. As shown in FIG. 5, it is noted that the angular velocity (W1 to Wn), the amplitude for each angular velocity (a0 to a1), and the phase for each angular velocity (φ1 to φn) are recorded for each of the reference noise signals RSN1 to RSNn. Able to know.

도 5에서는 각 기준 소음신호들의 각속도가 룩업 테이블(230)에 기록되는 것으로 도시하였지만, 이는 하나의 예일 뿐, 진폭 및 위상이 기본파의 주파수와 각 고조파의 주파수 별로 기록될 수도 있을 것이다. 또한, 룩업 테이블(230)에는 각 기준 소음신호들(RSN1~RSNn)들의 주기가 추가로 기록될 수도 있을 것이다.5 shows that the angular velocity of each of the reference noise signals is recorded in the lookup table 230, this is only an example, and the amplitude and phase may be recorded for each frequency of the fundamental wave and the frequency of each harmonic. In addition, the period of each of the reference noise signals RSN1 to RSNn may be additionally recorded in the lookup table 230.

상술한 바와 같은 실시예에 따르는 경우, 타겟 소음신호 생성부(220)는 각 기준시점에서 기준 소음신호들의 진폭을 산출하기 위해 룩업 테이블(230)에 기록된 기준 소음신호들의 정보를 이용하여 기준 소음신호들을 하나의 합성파를 정의하는 함수 형태로 복원하고, 복원된 함수에 기준시점을 대입함에 의해 각 기준시점에서의 진폭을 산출할 수 있다.In the case of the above-described embodiment, the target noise signal generation unit 220 uses information on the reference noise signals recorded in the lookup table 230 to calculate the amplitude of the reference noise signals at each reference point. The amplitude at each reference point can be calculated by restoring the signals in the form of a function defining one synthesized wave, and substituting the reference point into the restored function.

타겟 소음신호 생성부(220)는 도 5에 도시된 룩업 테이블(230)에 기록된 기준 소음신호들을 아래의 수학식 1에 기재된 형태의 함수로 정의할 수 있다.The target noise signal generator 220 may define the reference noise signals recorded in the lookup table 230 illustrated in FIG. 5 as a function of the form described in Equation 1 below.

Figure pat00003
Figure pat00003

한편, 타겟 소음신호 생성부(220) 룩업 테이블(230) 상에서 진동센서(VS1~VSn)에 의해 감지된 진동의 진폭과 동일한 진폭을 갖는 기준 소음신호가 존재하지 않는 경우, 제2 마이크(MC2a~MC2n)에 의해 생성된 소음의 파형을 룩업 테이블(230)에 기록된 복수개의 기준 소음신호와 추가적으로 비교함으로써 타겟 소음신호를 생성한다. 이때, 타겟 소음신호 생성부(220)는 제2 마이크(MC2a~MC2n)들 중 첫 번째로 소음을 감지한 제2 마이크의 소음의 파형을 기준 소음신호와 비교할 수 있다. On the other hand, when there is no reference noise signal having the same amplitude as the amplitude of the vibration detected by the vibration sensors VS1 to VSn on the lookup table 230 of the target noise signal generator 220, the second microphone MC2a to A target noise signal is generated by additionally comparing the waveform of the noise generated by MC2n) with a plurality of reference noise signals recorded in the lookup table 230. In this case, the target noise signal generator 220 may compare the waveform of the noise of the second microphone, which first detects the noise among the second microphones MC2a to MC2n, with the reference noise signal.

구체적으로, 타겟 소음신호 생성부(220)는 룩업 테이블(230) 상에서 진동센서(VS1~VSn)에 의해 감지된 진동의 진폭과 동일한 진폭을 갖는 기준 소음신호가 존재하지 않는 경우, 미리 정해진 제2 시간구간 내에서 n개의 기준시점을 설정하고, 각 기준시점(t1, t2, t3) 별로 제2 마이크(MC2a~MC2n)에 의해 생성된 소음의 진폭과 룩업 테이블(230)에 기록된 기준 소음신호들의 진폭을 각각 비교한다. 타겟 소음신호 생성부(220)는 기준 소음신호들 중 제2 마이크(MC2a~MC2n)에 의해 생성된 소음의 진폭과 동일한 진폭을 갖는 하나의 기준 소음신호를 타겟 소음신호로 생성한다. 이때, 제2 시간구간은 제1 시간구간보다 더 긴 시간으로 설정됨으로써 룩업 테이블(230)로부터 타겟 소음신호가 생성될 가능성을 더욱 높일 수 있다.Specifically, when there is no reference noise signal having the same amplitude as the amplitude of the vibration detected by the vibration sensors VS1 to VSn on the lookup table 230, the target noise signal generation unit 220 Set n reference points within the time period, and the amplitude of the noise generated by the second microphone (MC2a~MC2n) for each reference point (t1, t2, t3) and the reference noise signal recorded in the lookup table 230 Compare the amplitudes of each. The target noise signal generator 220 generates, as a target noise signal, one reference noise signal having the same amplitude as the amplitude of the noise generated by the second microphones MC2a to MC2n among the reference noise signals. In this case, since the second time period is set to a longer time than the first time period, the possibility of generating the target noise signal from the look-up table 230 may be further increased.

타겟 소음신호 보정부(240)는 소음지연거리 산출부(210)에 의해 산출된 소음지연거리를 이용하여 위상 보정값을 산출하고, 산출된 위상 보정값을 이용하여 타겟 소음신호 생성부(220)에 의해 생성된 타겟 소음신호의 위상을 보정한다. 일 실시예에 있어서, 타겟 소음신호 보정부(240)는 아래의 수학식 1을 이용하여 위상 보정값을 산출할 수 있다.The target noise signal correction unit 240 calculates a phase correction value using the noise delay distance calculated by the noise delay distance calculation unit 210, and the target noise signal generation unit 220 using the calculated phase correction value. The phase of the target noise signal generated by is corrected. In an embodiment, the target noise signal corrector 240 may calculate a phase correction value using Equation 1 below.

Figure pat00004
Figure pat00004

수학식 1에서, φc는 위상 보정값을 나타내고, S는 소음지연거리를 나타내며, T는 타겟 소음신호를 구성하는 기본파의 주기 및 고조파의 주기를 각각 나타낸다.In Equation 1, φ c denotes a phase correction value, S denotes a noise delay distance, and T denotes a period of a fundamental wave and a period of harmonics constituting the target noise signal, respectively.

일 실시예에 있어서, 타겟 소음신호 보정부(240)는 산출된 위상 보정값을 타겟 소음신호의 기본파의 위상 및 고조파의 위상에 각각 가산함으로써 타겟 소음신호의 위상을 보정할 수 있다.In an embodiment, the target noise signal correction unit 240 may correct the phase of the target noise signal by adding the calculated phase correction value to the phase of the fundamental wave and the phase of the harmonic of the target noise signal, respectively.

상쇄신호 생성부(250)는 타겟 소음신호 보정부(240)에 의해 보정된 타겟 소음신호를 기초로 상쇄신호를 생성한다. 구체적으로, 상쇄신호 생성부(250)는 보정된 타겟 소음신호의 위상과 반대위상을 갖는 상쇄신호를 생성한다. 이와 같이, 본 발명은 보정된 타겟 소음신호의 위상과 반대위상을 갖는 상쇄신호를 생성하여 상쇄신호와 타겟 소음신호간에 소멸간섭이 발생할 수 있도록 함으로써 타겟 소음신호를 감소시킬 수 있게 된다.The cancellation signal generation unit 250 generates a cancellation signal based on the target noise signal corrected by the target noise signal correction unit 240. Specifically, the cancellation signal generation unit 250 generates a cancellation signal having a phase opposite to that of the corrected target noise signal. As described above, the present invention generates a cancellation signal having a phase opposite to that of the corrected target noise signal so that extinction interference may occur between the cancellation signal and the target noise signal, thereby reducing the target noise signal.

상쇄신호 출력부(260)는 상쇄신호 생성부(250)에 의해 생성된 상쇄신호를 출력한다. 일 실시예에 있어서, 상쇄신호 출력부(260)는 도 3에 도시된 바와 같이 증폭부(252) 및 스피커(254)를 포함할 수 있다. The cancellation signal output unit 260 outputs a cancellation signal generated by the cancellation signal generation unit 250. In one embodiment, the cancellation signal output unit 260 may include an amplification unit 252 and a speaker 254 as shown in FIG. 3.

증폭부(252)는 상쇄신호 생성부(250)에 의해 생성된 상쇄신호를 증폭하여 스피커(254)로 출력하고, 스피커(254)는 증폭부(252)에 의해 증폭된 상쇄신호를 외부로 출력한다.The amplifying unit 252 amplifies the canceling signal generated by the canceling signal generating unit 250 and outputs it to the speaker 254, and the speaker 254 outputs the canceling signal amplified by the amplifying unit 252 to the outside. do.

일 실시예에 있어서, 상쇄신호 출력부(260)는 도 3에 도시된 바와 같이 복수개의 스피커(254a~254n)를 포함할 수 있다. 예컨대, 상쇄신호 출력부(260)는 도 6a에 도시된 바와 같이 2개의 스피커(254a, 254b)를 포함할 수 있다. 이때, 각 스피커(254a, 254b)들은 해당 스피커(254a, 254b)에서 출력되는 상쇄신호가 서로 간섭되지 않는 방향으로 설치될 수 있다. 다른 예로, 상쇄신호 출력부(260)는 도 6b에 도시된 바와 같이 3개의 스피커(254a, 254b, 254c)를 포함할 수 있다. 이때, 각 스피커(254a~254c)는 해당 스피커(254a~254c)에서 출력되는 상쇄신호가 서로 간섭되지 않는 방향으로 설치될 수 있다.In one embodiment, the cancellation signal output unit 260 may include a plurality of speakers 254a to 254n as shown in FIG. 3. For example, the cancellation signal output unit 260 may include two speakers 254a and 254b as shown in FIG. 6A. In this case, each of the speakers 254a and 254b may be installed in a direction in which canceling signals output from the corresponding speakers 254a and 254b do not interfere with each other. As another example, the cancellation signal output unit 260 may include three speakers 254a, 254b, and 254c as shown in FIG. 6B. In this case, each of the speakers 254a to 254c may be installed in a direction in which canceling signals output from the corresponding speakers 254a to 254c do not interfere with each other.

상술한 바와 같이, 상쇄신호 출력부(260)가 복수개의 스피커(254a~254n)들을 포함하는 경우, 본 발명에 따른 컨트롤러(130)는 본 발명에 따른 능동형 소음 감소 시스템(100)이 설치된 공간(이하, '타겟 공간'이라 함) 내에서 사용자의 위치를 판단하고, 판단된 사용자의 위치에 따라 각 스피커(254a~254n)들 중 적어도 하나의 스피커가 출력할 상쇄신호를 타 스피커들이 출력할 상쇄신호와 다르게 생성할 수 있다.As described above, when the offset signal output unit 260 includes a plurality of speakers 254a to 254n, the controller 130 according to the present invention is a space in which the active noise reduction system 100 according to the present invention is installed ( Hereinafter, the user's position is determined within the'target space'), and the canceling signal to be output by at least one of the speakers 254a to 254n is outputted by the other speakers according to the determined user's position. It can be created differently from the signal.

이를 위해, 본 발명에 따른 능동형 소음 감소 시스템(100)은 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 카메라(150)를 더 포함할 수 있고, 컨트롤러(130)는 도 3에 도시된 바와 같이 위치 결정부(260)를 더 포함할 수 있다. To this end, the active noise reduction system 100 according to the present invention may further include a camera 150 as shown in FIGS. 1 and 3, and the controller 130 determines a location as shown in FIG. 3. A unit 260 may be further included.

먼저, 카메라(150)는 타겟 공간을 촬영하여 촬영된 영상을 컨트롤러(130)에 포함된 위치 결정부(260)로 제공한다.First, the camera 150 photographs a target space and provides the captured image to the positioning unit 260 included in the controller 130.

위치 결정부(260)는 카메라(150)로부터 제공되는 영상을 기초로 타겟 공간 내에서 사용자가 위치하는 타겟영역을 결정한다. 이를 위해, 본 발명에 따른 위치 결정부(260)는 타겟공간을 복수개의 영역으로 구분하고, 구분된 복수개의 영역 내에서 사용자가 위치하고 있는 타겟영역을 결정한다.The positioning unit 260 determines a target area in which the user is located in the target space based on the image provided from the camera 150. To this end, the positioning unit 260 according to the present invention divides the target space into a plurality of areas, and determines a target area in which the user is located within the divided plurality of areas.

위치 결정부(260)는 사용자가 위치하고 있는 것으로 판단된 타겟영역에 대한 정보를 상쇄신호 생성부(250)로 제공한다.The location determination unit 260 provides information on the target area determined to be located in the user to the offset signal generation unit 250.

상쇄신호 생성부(250)는 타겟영역에 대한 정보를 기초로 타겟 소음신호의 위상과 반대위상을 갖는 상쇄신호를 각 스피커(254a~254n) 별로 생성한다. 구체적으로, 각 스피커(254a~254n)는 타겟공간을 구성하는 복수개의 영역과 1:1로 매핑되어 있고, 상쇄신호 생성부(250)는 타겟 소음신호의 위상과 반대위상을 갖는 상쇄신호를 생성한 이후 타겟영역에 대응되는 스피커를 통해 출력될 상쇄신호의 진폭을 타겟영역을 제외한 타 영역에 대응되는 스피커를 통해 출력될 상쇄신호의 진폭보다 크게 설정할 수 있다.The cancellation signal generation unit 250 generates, for each speaker 254a to 254n, a cancellation signal having a phase opposite to that of the target noise signal based on the information on the target region. Specifically, each speaker (254a ~ 254n) is mapped 1:1 with a plurality of regions constituting the target space, and the cancellation signal generator 250 generates a cancellation signal having a phase opposite to that of the target noise signal. After that, the amplitude of the canceling signal to be output through the speaker corresponding to the target area may be set to be larger than the amplitude of the canceling signal to be output through the speaker corresponding to other areas except for the target area.

이를 통해, 사용자가 위치하고 있는 타겟영역에 더 강한 상쇄신호가 송출될 수 있도록 함으로써 타겟영역에서 타겟 소음신호의 감소가 더 효율적으로 이루어지도록 할 수 있다.Through this, a stronger cancellation signal can be transmitted to the target region in which the user is located, so that the target noise signal can be more efficiently reduced in the target region.

이하, 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 다채널을 이용한 능동형 소음 감소 방법에 대해 설명한다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널을 이용한 능동형 소음 감소 방법을 보여주는 플로우차트이다. 도 7에 도시된 다채널을 이용한 능동형 소음 감소 방법은 도 1에 도시된 다채널을 이용한 능동형 소음 감소 시스템에 의해 수행될 수 있다.Hereinafter, an active noise reduction method using multiple channels according to the present invention will be described with reference to FIG. 7. 7 is a flowchart showing an active noise reduction method using multiple channels according to an embodiment of the present invention. The active noise reduction method using multiple channels shown in FIG. 7 may be performed by the active noise reduction system using multiple channels shown in FIG. 1.

먼저, 능동형 소음 감소 시스템(100)은 충격에 의해 발생된 진동 및 소음을 감지한다(S700). 일 실시예에 있어서, 충격에 의해 발생된 진동은 제1 천정용 건축자재에 설치된 복수개의 진동센서에 의해 감지될 수 있고, 충격에 의해 발생된 소음은 제2 천정용 건축자재에 설치된 제1 및 제2 마이크에 의해 감지될 수 있다.First, the active noise reduction system 100 detects vibration and noise generated by the impact (S700). In one embodiment, the vibration generated by the impact can be detected by a plurality of vibration sensors installed on the first ceiling building material, and the noise generated by the impact is the first and second installed on the second ceiling building material. It can be detected by the second microphone.

이후, 능동형 소음 감소 시스템(100)은 기본파 및 복수개의 고조파로 구성된 합성파 형태의 기준 소음신호들 중 S700에서 감지된 진동의 파형과 동일한 기준 소음신호가 존재하는지 여부를 판단한다(S720). 일 실시예에 있어서, 능동형 소음 감소 시스템(100)은 미리 정해진 제1 시간구간 내에서 n개(n은 3 이상의 정수)의 기준시점을 결정하고, 결정된 기준시점에서 감지된 진동의 진폭과 동일한 진폭을 갖는 기준 소음신호가 존재하는 경우 감지된 진동의 파형과 동일한 기준 소음신호가 존재하는 것으로 판단한다.Thereafter, the active noise reduction system 100 determines whether a reference noise signal identical to the waveform of the vibration sensed in S700 exists among the reference noise signals in the form of a composite wave composed of a fundamental wave and a plurality of harmonics (S720). In one embodiment, the active noise reduction system 100 determines n reference points (n is an integer of 3 or more) within a predetermined first time period, and an amplitude equal to the amplitude of the vibration detected at the determined reference point. When there is a reference noise signal having a, it is determined that a reference noise signal identical to the waveform of the sensed vibration exists.

S720의 판단결과, 능동형 소음 감소 시스템(100)은 감지된 진동의 파형과 동일한 기준 소음신호가 존재하면 해당 기준 소음신호를 타겟 소음신호로 생성한다(S730).As a result of the determination of S720, the active noise reduction system 100 generates a corresponding reference noise signal as a target noise signal if the same reference noise signal as the detected vibration waveform exists (S730).

한편, S720의 판단결과 감지된 진동의 파형과 동일한 기준 소음신호가 존재하지 않으면, 능동형 소음 감소 시스템(100)은 기준 소음신호들 중 복수개의 제2 마이크에 의해 감지된 소음의 파형과 동일한 기준 소음신호가 존재하는지 여부를 추가로 판단한다(S740).On the other hand, if there is no reference noise signal identical to the waveform of the detected vibration as a result of the determination of S720, the active noise reduction system 100 is the same as the waveform of the noise detected by the plurality of second microphones among the reference noise signals. It is further determined whether a signal exists (S740).

구체적으로, 능동형 소음 감소 시스템(100)은 미리 정해진 제2 시간구간 내에서 n개(n은 3 이상의 정수)의 기준시점을 결정하고, 결정된 기준시점에서 감지된 소음의 진폭과 동일한 진폭을 갖는 기준 소음신호가 존재하는 경우 감지된 소음의 파형과 동일한 기준 소음신호가 존재하는 것으로 판단한다.Specifically, the active noise reduction system 100 determines n reference points (n is an integer of 3 or more) within a predetermined second time period, and a reference having the same amplitude as the amplitude of the noise detected at the determined reference point. When there is a noise signal, it is determined that there is a reference noise signal identical to the waveform of the detected noise.

S740의 판단결과, 능동형 소음 감소 시스템(100)은 감지된 소음의 파형과 동일한 기준 소음신호가 존재하면 해당 기준 소음신호를 타겟 소음신호로 생성한다(S730). 한편, S740의 판단결과 감지된 소음의 파형과 동일한 기준 소음신호가 존재하지 않으면 능동형 소음 감소 시스템(100)은 S700으로 회귀하여 새로운 진동 및 소음을 감지한다.As a result of the determination of S740, the active noise reduction system 100 generates a corresponding reference noise signal as a target noise signal if there is a reference noise signal identical to the waveform of the detected noise (S730). On the other hand, as a result of the determination of S740, if the same reference noise signal as the detected noise waveform does not exist, the active noise reduction system 100 returns to S700 to detect new vibrations and noise.

이후, 능동형 소음 감소 시스템(100)은 S700에서 진동이 감지된 제1 시점과 소음이 감지된 제2 시점간의 차이를 기초로 소음지연거리를 산출한 후(S745), 산출된 소음지연거리를 기초로 S730에서 생성된 타겟 소음신호의 위상을 보정한다(S750).Thereafter, the active noise reduction system 100 calculates the noise delay distance based on the difference between the first time point at which the vibration is sensed and the second time point at which the noise is sensed in S700 (S745), and then based on the calculated noise delay distance. The phase of the target noise signal generated in S730 is corrected (S750).

일 실시예에 있어서, 능동형 소음 감소 시스템(100)은 진동이 감지된 제1 시점과 소음이 감지된 제2 시점간의 차이에 음속을 승산함으로써 소음지연거리를 산출할 수 있다. 이때, 음속은 340m/s로 정의될 수 있다.In one embodiment, the active noise reduction system 100 may calculate the noise delay distance by multiplying the difference between the first time point at which the vibration is sensed and the second time point at which the noise is sensed by the speed of sound. In this case, the speed of sound may be defined as 340 m/s.

상술한 실시예에 따를 때, 능동형 소음 감소 시스템(100)은 복수개의 진동센서들 중 첫 번째로 진동을 감지한 진동센서에 의해 진동이 감지된 시점을 제1 시점으로 설정하거나, 각 진동센서들로부터 진동감지결과가 수신된 최초 시점을 제1 시점으로 정의할 수 있다. 또한, 능동형 소음 감소 시스템(100)은 제1 마이크에 의해 소음이 감지된 시점 또는 제1 마이크로부터 소음감지결과가 수신된 시점을 제2 시점으로 정의할 수 있다.According to the above-described embodiment, the active noise reduction system 100 sets the time when the vibration is detected by the vibration sensor that first detects the vibration among the plurality of vibration sensors as the first time point, or the respective vibration sensors The first time point at which the vibration detection result is received may be defined as the first time point. In addition, the active noise reduction system 100 may define a time when noise is detected by the first microphone or a time when a noise detection result is received from the first microphone as a second time point.

한편, 능동형 소음 감소 시스템(100)은 상술한 수학식 2에 소음지연거리를 대입함에 의해 위상 보정값을 산출할 수 있고, 산출된 위상 보정값을 이용하여 타겟 소음신호의 기본파의 위상 및 고조파의 위상에 각각 가산함으로써 타겟 소음신호의 위상을 보정할 수 있다.Meanwhile, the active noise reduction system 100 may calculate a phase correction value by substituting the noise delay distance in Equation 2 above, and use the calculated phase correction value to determine the phase and harmonics of the fundamental wave of the target noise signal. The phase of the target noise signal can be corrected by adding each of the phases of.

이후, 능동형 소음 감소 시스템(100)은 S750에서 보정된 타겟 소음신호를 기초로 상쇄신호를 생성한다(S760). 구체적으로, 능동형 소음 감소 시스템(100)은 보정된 타겟 소음신호의 위상과 반대위상을 갖는 상쇄신호를 생성할 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 보정된 타겟 소음신호의 위상과 반대위상을 갖는 상쇄신호를 생성하여 상쇄신호와 타겟 소음신호간에 소멸간섭이 발생할 수 있도록 함으로써 타겟 소음신호를 감소시킬 수 있게 된다.Thereafter, the active noise reduction system 100 generates a cancellation signal based on the target noise signal corrected in S750 (S760). Specifically, the active noise reduction system 100 may generate a cancellation signal having a phase opposite to that of the corrected target noise signal. As described above, the present invention generates a cancellation signal having a phase opposite to that of the corrected target noise signal so that extinction interference may occur between the cancellation signal and the target noise signal, thereby reducing the target noise signal.

이후, 능동형 소음 감소 시스템(100)은 S760에서 생성된 상쇄신호를 증폭하여 스피커를 통해 출력한다(S770).Thereafter, the active noise reduction system 100 amplifies the cancellation signal generated in S760 and outputs it through the speaker (S770).

일 실시예에 있어서, 능동형 소음 감소 시스템(100)은 복수개의 스피커를 통해 상쇄신호를 출력할 수 있다. 이러한 실시예에 따르는 경우, 능동형 소음 감소 시스템(100)은 해당 시스템(110)이 설치된 타겟공간 내에서 사용자의 위치를 판단하고, 판단된 사용자의 위치에 따라 각 스피커들 중 적어도 하나의 스피커가 출력할 상쇄신호를 타 스피커들이 출력할 상쇄신호와 다르게 생성할 수 있다.In one embodiment, the active noise reduction system 100 may output a cancellation signal through a plurality of speakers. According to this embodiment, the active noise reduction system 100 determines the user's location in the target space where the system 110 is installed, and outputs at least one of the speakers according to the determined user's location. It is possible to generate a canceling signal to be performed differently from the canceling signal to be output by other speakers.

구체적으로, 능동형 소음 감소 시스템(100)은 타겟공간을 복수개의 영역으로 구분하고, 구분된 복수개의 영역 내에서 사용자가 위치하고 있는 영역을 결정한다. 이후, 능동형 소음 감소 시스템(100)은 타겟영역에 대한 정보를 기초로 타겟 소음신호의 위상과 반대위상을 갖는 상쇄신호를 각 스피커 별로 생성하되, 타겟영역에 대응되는 스피커를 통해 출력될 상쇄신호의 진폭을 타겟영역을 제외한 타 영역에 대응되는 스피커를 통해 출력될 상쇄신호의 진폭보다 크게 설정할 수 있다.Specifically, the active noise reduction system 100 divides the target space into a plurality of areas, and determines an area in which the user is located within the divided plurality of areas. Thereafter, the active noise reduction system 100 generates, for each speaker, a cancellation signal having a phase opposite to the phase of the target noise signal based on the information on the target area, but the cancellation signal to be output through the speaker corresponding to the target area The amplitude may be set to be larger than the amplitude of the cancellation signal to be output through the speaker corresponding to the other area except the target area.

이를 통해, 사용자가 위치하고 있는 타겟영역에 더 강한 상쇄신호가 송출될 수 있도록 함으로써 타겟영역에서 타겟 소음신호의 감소가 더 효율적으로 이루어지도록 할 수 있다.Through this, a stronger cancellation signal can be transmitted to the target region in which the user is located, so that the target noise signal can be more efficiently reduced in the target region.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to understand that the above-described present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof.

또한, 본 명세서에 설명되어 있는 구성들은, 적어도 부분적으로, 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 또는 구성요소를 사용하여 구현될 수 있다.  이 구성요소는 RAM, ROM, 플래시 메모리, 자기 또는 광학 디스크, 광메모리, 또는 그 밖의 저장매체와 같은 휘발성 및 비휘발성 메모리를 포함하는 임의의 통상적 컴퓨터 판독 가능한 매체 또는 기계 판독 가능한 매체를 통해 일련의 컴퓨터 지시어들로서 제공될 수 있다. 상기 지시어들은 소프트웨어 또는 펌웨어로서 제공될 수 있으며, 전체적 또는 부분적으로, ASICs, FPGAs, DSPs, 또는 그 밖의 다른 임의의 유사 소자와 같은 하드웨어 구성에 구현될 수도 있다. 상기 지시어들은 하나 이상의 프로세서 또는 다른 하드웨어 구성에 의해 실행되도록 구성될 수 있는데, 상기 프로세서 또는 다른 하드웨어 구성은 상기 일련의 컴퓨터 지시어들을 실행할 때 본 명세서에 개시된 상기 방법들 및 절차들의 모두 또는 일부를 수행하거나 수행할 수 있도록 한다.In addition, the components described herein may be implemented, at least in part, using one or more computer programs or components. This component is a series of computer-readable or machine-readable media including volatile and non-volatile memory such as RAM, ROM, flash memory, magnetic or optical disks, optical memory, or other storage media. It can be provided as computer directives. The directives may be provided as software or firmware, and may, in whole or in part, be implemented in a hardware configuration such as ASICs, FPGAs, DSPs, or any other similar device. The directives may be configured to be executed by one or more processors or other hardware configurations, wherein the processor or other hardware configurations perform all or part of the methods and procedures disclosed herein when executing the series of computer directives, or To be able to perform.

그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting. The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention do.

100: 능동형 소음 감소 시스템 130: 컨트롤러
210: 소음지연거리 산출부 220: 타겟 소음신호 생성부
230: 룩업 테이블 240: 타겟 소음신호 보정부
250: 상쇄신호 생성부 260: 상쇄신호 출력부
100: active noise reduction system 130: controller
210: noise delay distance calculation unit 220: target noise signal generation unit
230: lookup table 240: target noise signal correction unit
250: offset signal generation unit 260: offset signal output unit

Claims (10)

제1 천정용 건축자재에 설치되고, 충격에 의해 발생된 진동을 감지하는 진동센서;
제2 천정용 건축자재에 설치되고, 상기 충격에 의해 발생되는 소음을 감지하는 제1 및 제2 마이크;
상기 진동센서에 의해 상기 진동이 감지된 제1 시점과 상기 제1 마이크에 의해 상기 소음이 감지된 제2 시점간의 차이를 기초로 소음지연거리를 산출하는 소음지연거리 산출부;
상기 진동의 파형 및 상기 제2 마이크에 의해 감지된 소음의 파형 중 적어도 하나를 기본파 및 복수개의 고조파로 구성된 합성파 형태의 기준 소음신호들과 비교하여 상기 기준 소음신호들 중 어느 하나를 타겟 소음신호로 생성하는 타겟 소음신호 생성부;
상기 소음지연거리를 기초로 상기 타겟 소음신호의 위상을 보정하여 상기 타겟 소음신호를 보정하는 타겟 소음신호 보정부;
상기 타겟 소음신호의 위상과 반대위상을 갖는 상쇄신호를 생성하는 상쇄신호 생성부; 및
상기 제2 천정용 건축자재에 상기 제1 마이크와 동일한 지점에 설치되고, 상기 상쇄신호를 출력하는 상쇄신호 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널을 이용한 능동형 소음 감소 시스템.
A vibration sensor installed on a first ceiling building material and sensing vibration generated by an impact;
First and second microphones installed on a second ceiling building material and sensing noise generated by the impact;
A noise delay distance calculator configured to calculate a noise delay distance based on a difference between a first time point at which the vibration is sensed by the vibration sensor and a second time point at which the noise is sensed by the first microphone;
At least one of the vibration waveform and the noise waveform detected by the second microphone is compared with reference noise signals in the form of a composite wave composed of a fundamental wave and a plurality of harmonics, and any one of the reference noise signals is selected as a target noise. A target noise signal generator that generates a signal;
A target noise signal correction unit correcting the target noise signal by correcting a phase of the target noise signal based on the noise delay distance;
A cancellation signal generator for generating a cancellation signal having a phase opposite to that of the target noise signal; And
An active noise reduction system using a multi-channel, characterized in that it is installed on the second ceiling building material at the same point as the first microphone, and comprises a cancellation signal output unit configured to output the cancellation signal.
제1항에 있어서,
상기 타겟 소음신호 생성부는 미리 정해진 제1 시간구간 내에 포함된 n개(n은 3 이상의 정수)의 기준시점에서 상기 진동의 진폭과 상기 기준 소음신호들의 진폭을 각각 비교하고, 상기 기준 소음신호들 중 상기 진동의 진폭과 동일한 진폭을 갖는 기준 소음신호를 상기 타겟 소음신호로 생성하는 것을 특징으로 하는 다채널을 이용한 능동형 소음 감소 시스템.
The method of claim 1,
The target noise signal generation unit compares the amplitude of the vibration and the amplitude of the reference noise signals at n reference points included in a predetermined first time period (n is an integer of 3 or more), and among the reference noise signals Active noise reduction system using multiple channels, characterized in that generating a reference noise signal having the same amplitude as the amplitude of the vibration as the target noise signal.
제2항에 있어서,
상기 타겟 소음신호 생성부는, 상기 기준 소음신호들 중 상기 진동의 진폭과 동일한 진폭을 갖는 기준 소음신호가 존재하지 않는 경우, 미리 정해진 제2 시간구간 내에 포함된 n개의 기준시점에서 상기 제2 마이크에 의해 생성된 소음의 진폭과 상기 기준 소음신호들의 진폭을 각각 비교하고, 상기 기준 소음신호들 중 상기 제2 마이크에 의해 생성된 소음의 진폭과 동일한 진폭을 갖는 기준 소음신호를 상기 타겟 소음신호로 생성하는 것을 특징으로 하는 다채널을 이용한 능동형 소음 감소 시스템.
The method of claim 2,
When the reference noise signal having the same amplitude as the amplitude of the vibration among the reference noise signals does not exist, the target noise signal generator is The amplitude of the noise generated by the noise and the amplitude of the reference noise signals are respectively compared, and a reference noise signal having the same amplitude as the amplitude of the noise generated by the second microphone among the reference noise signals is generated as the target noise signal. Active noise reduction system using multiple channels, characterized in that.
제1항에 있어서,
상기 소음지연거리 산출부는 상기 제1 시점과 상기 제2 시점간의 차이에 음속을 승산한 값을 상기 소음지연거리로 산출하고,
상기 타겟 소음신호 보정부는, 수학식
Figure pat00005
를 이용하여 위상 보정값을 산출하고, 산출된 위상 보정값을 상기 타겟 소음신호의 기본파 및 복수개의 고조파의 위상에 반영하여 상기 타겟 소음신호의 위상을 보정하고,
상기 수학식에서 φc는 상기 위상 보정값을 나타내고, S는 상기 소음지연거리를 나타내며, T는 상기 기본파 및 고조파의 주기를 나타내는 것을 특징으로 하는 다채널을 이용한 능동형 소음 감소 시스템.
The method of claim 1,
The noise delay distance calculating unit calculates a value obtained by multiplying the difference between the first point in time and the second point in time by a sound speed as the noise delay distance,
The target noise signal correction unit, Equation
Figure pat00005
A phase correction value is calculated using, and the phase correction value of the target noise signal is corrected by reflecting the calculated phase correction value to the phases of the fundamental wave and the plurality of harmonics of the target noise signal,
In the above equation, φ c represents the phase correction value, S represents the noise delay distance, and T represents the period of the fundamental and harmonics.
제1항에 있어서,
상기 능동형 소음 감소 시스템이 설치된 타겟공간을 복수개의 영역으로 구분하고, 구분된 복수개의 영역 내에서 사용자가 위치하는 타겟영역을 결정하는 위치 결정부를 더 포함하고,
상기 상쇄신호 출력부는 상기 각 영역 별로 상기 상쇄신호를 출력하기 위한 복수개의 스피커를 포함하며,
상기 상쇄신호 생성부는 각 스피커 별로 상기 상쇄신호를 생성하고, 상기 복수개의 영역 중 상기 타겟영역에 대응되는 스피커를 통해 출력될 상쇄신호의 진폭을 상기 타겟영역을 제외한 타 영역에 대응되는 스피커를 통해 출력될 상쇄신호의 진폭보다 크게 설정하는 것을 특징으로 하는 다채널을 이용한 능동형 소음 감소 시스템.
The method of claim 1,
Further comprising a positioning unit for dividing the target space in which the active noise reduction system is installed into a plurality of areas, and determining a target area in which the user is located within the divided plurality of areas,
The cancellation signal output unit includes a plurality of speakers for outputting the cancellation signal for each region,
The canceling signal generator generates the canceling signal for each speaker, and outputs the amplitude of the canceling signal to be output through a speaker corresponding to the target area among the plurality of areas through a speaker corresponding to another area except the target area. Active noise reduction system using multi-channel, characterized in that set to be larger than the amplitude of the cancellation signal.
충격에 의해 발생된 진동 및 소음을 각각 감지하는 단계;
상기 진동의 파형 및 상기 소음의 파형 중 적어도 하나를 기본파 및 복수개의 고조파로 구성된 합성파 형태의 기준 소음신호들과 비교하여 상기 기준 소음신호들 중 어느 하나를 타겟 소음신호로 생성하는 단계;
상기 진동이 감지된 제1 시점과 상기 소음이 감지된 제2 시점간의 차이를 기초로 산출된 소음지연거리를 기초로 상기 타겟 소음신호의 위상을 보정하는 단계;
상기 타겟 소음신호의 위상과 반대위상을 갖는 상쇄신호를 생성하는 단계; 및
상기 상쇄신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다채널을 이용한 능동형 소음 감소 방법.
Detecting vibration and noise generated by the impact, respectively;
Comparing at least one of the vibration waveform and the noise waveform with reference noise signals in the form of a synthesized wave composed of a fundamental wave and a plurality of harmonics, and generating any one of the reference noise signals as a target noise signal;
Correcting a phase of the target noise signal based on a noise delay distance calculated based on a difference between a first time point at which the vibration is sensed and a second time point at which the noise is sensed;
Generating a cancellation signal having a phase opposite to that of the target noise signal; And
And outputting the cancellation signal.
제6항에 있어서,
상기 타겟 소음신호로 생성하는 단계에서, 미리 정해진 제1 시간구간 내에 포함된 n개(n은 3 이상의 정수)의 기준시점에서 상기 진동의 진폭과 상기 기준 소음신호들의 진폭을 각각 비교하고, 상기 기준 소음신호들 중 상기 진동의 진폭과 동일한 진폭을 갖는 기준 소음신호를 상기 타겟 소음신호로 생성하는 것을 특징으로 하는 다채널을 이용한 능동형 소음 감소 방법.
The method of claim 6,
In the step of generating the target noise signal, the amplitude of the vibration and the amplitude of the reference noise signals are respectively compared at n reference points included in a predetermined first time period (n is an integer of 3 or more), and the reference An active noise reduction method using multiple channels, characterized in that, among noise signals, a reference noise signal having an amplitude equal to the amplitude of the vibration is generated as the target noise signal.
제7항에 있어서,
상기 타겟 소음신호로 생성하는 단계에서, 상기 기준 소음신호들 중 상기 진동의 진폭과 동일한 진폭을 갖는 기준 소음신호가 존재하지 않는 경우, 미리 정해진 제2 시간구간 내에 포함된 n개의 기준시점에서 상기 소음의 진폭과 상기 기준 소음신호들의 진폭을 각각 비교하고, 상기 기준 소음신호들 중 상기 소음의 진폭과 동일한 진폭을 갖는 기준 소음신호를 상기 타겟 소음신호로 생성하는 것을 특징으로 하는 다채널을 이용한 능동형 소음 감소 방법.
The method of claim 7,
In the step of generating the target noise signal, when there is no reference noise signal having the same amplitude as the amplitude of the vibration among the reference noise signals, the noise at n reference points included in a second predetermined time period. An active noise using multi-channel, characterized in that comparing the amplitude of and the amplitudes of the reference noise signals, and generating a reference noise signal having the same amplitude as the amplitude of the noise among the reference noise signals as the target noise signal. Reduction method.
제6항에 있어서,
상기 타겟 소음신호를 보정하는 단계에서,
상기 제1 시점과 상기 제2 시점간의 차이에 음속을 승산한 값을 상기 소음지연거리로 산출하고,
수학식
Figure pat00006
를 이용하여 산출되는 위상 보정값을 상기 타겟 소음신호의 기본파 및 복수개의 고조파의 위상에 반영하여 상기 타겟 소음신호의 위상을 보정하며,
상기 수학식에서 φc는 상기 위상 보정값을 나타내고, S는 상기 소음지연거리를 나타내며, T는 상기 기본파 및 고조파의 주기를 나타내는 것을 특징으로 하는 다채널을 이용한 능동형 소음 감소 방법.
The method of claim 6,
In the step of correcting the target noise signal,
A value obtained by multiplying the sound speed by the difference between the first and second time points is calculated as the noise delay distance,
Equation
Figure pat00006
Correcting the phase of the target noise signal by reflecting the phase correction value calculated by using the phase of the fundamental wave and a plurality of harmonics of the target noise signal,
In the above equation, φ c represents the phase correction value, S represents the noise delay distance, and T represents the period of the fundamental and harmonics.
제6항에 있어서,
상기 상쇄신호를 생성하는 단계 이전에, 상기 능동형 소음 감소 방법이 적용되는 타겟공간을 복수개의 영역으로 구분하여, 구분된 복수개의 영역 내에서 사용자가 위치하는 타겟영역을 결정하는 단계를 더 포함하고,
상기 상쇄신호를 생성하는 단계에서, 상기 복수개의 영역 중 상기 타겟영역으로 출력할 상쇄신호와 상기 타겟영역을 제외한 타 영역으로 출력할 상쇄신호를 각각 생성하고, 상기 타겟영역으로 출력할 상쇄신호의 진폭을 상기 타 영역으로 출력할 상쇄신호의 진폭보다 크게 설정하는 것을 특징으로 하는 다채널을 이용한 능동형 소음 감소 방법.
The method of claim 6,
Before the step of generating the offset signal, further comprising the step of dividing the target space to which the active noise reduction method is applied into a plurality of regions, and determining a target region in which the user is located within the divided plurality of regions,
In the step of generating the canceling signal, each of the plurality of areas to generate a canceling signal to be output to the target area and a canceling signal to be output to other areas other than the target area, and the amplitude of the canceling signal to be output to the target area The active noise reduction method using a multi-channel, characterized in that set to be larger than the amplitude of the cancellation signal to be output to the other region.
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