KR20230048471A - Contact free Noise Cancelling Headphone - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 소음 제거 기능이 구비된 헤드폰 장치 및 이에 적용되는 소음 제거 방법에 관한 것으로서, 상세하게는, 귀에 밀착되지 않는 비접촉 형태의 헤드폰에 주변 환경에서 발생된 소음이 공기를 매질로 하여 귀에 전달되는 경우, 마이크를 통해 입력되는 소음신호를 기반으로 역위상 소음제어 신호를 생성하여, 이들 소음이 상호 제거될 수 있도록 하는 소음제거 방법 및 이 기능이 구현된 헤드폰 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a headphone device having a noise canceling function and a noise canceling method applied thereto, and more particularly, to a non-contact type headphone that does not adhere to the ear, in which noise generated in the surrounding environment is transmitted to the ear through air as a medium In this case, it relates to a noise canceling method for generating an anti-phase noise control signal based on a noise signal input through a microphone so that these noises can be mutually eliminated, and a headphone device having this function implemented.
주변 환경에서 발생된 소음의 영향을 감소시키면서 음향을 출력할 수 있는 여러 기술이 개발되고 있다. 이러한 소음제거 기술은 이어폰이나 헤드폰 등의 음향 출력 장치에 적용되어, 외부로부터 유입되는 소음을 효과적으로 제거함과 동시에 소음제거 과정에서 발생되는 음향의 손실을 최소화하는 것을 큰 과제로 한다.Various technologies capable of outputting sound while reducing the influence of noise generated in the surrounding environment are being developed. This noise canceling technology is applied to sound output devices such as earphones or headphones, and it is a big task to effectively remove noise introduced from the outside and at the same time minimize the loss of sound generated during the noise canceling process.
종래의 소음제거 기술은 제거 대상이 되는 소음신호와 위상이 180도 차이가 나고, 크기가 동일한 역위상 소음제어 신호(안티 노이즈, Anti-Noise)를 생성하여, 원래의 소음신호에 중첩시킴으로써 소음을 제거하는 방식이며, 이를 능동 소음제어(ANC, Active Noise Control) 기술이라 부른다. Conventional noise removal technology creates an anti-phase noise control signal (anti-noise) that is 180 degrees out of phase with the noise signal to be removed and has the same size, and superimposes it on the original noise signal to reduce noise. This is called Active Noise Control (ANC) technology.
능동 소음제어 기술을 적용한 일반적인 소음제거 헤드폰은, 귀에 밀착하여 착용함으로써, 역위상 소음제어 신호를 생성하기 위한 기초 신호가 되는 소음신호는 공기중으로 전파된 소음을 입력받지만, 헤드폰 기구물을 통과하여 사용자의 귀 내부로 유입되는 소음은, 주파수 응답특성과 위상, 진폭 등에 있어서 차이가 있으며, 이 차이를 보상하여 귀 내부로 유입된 소음을 제거하는 방식이다.General noise canceling headphones with active noise control technology are worn closely to the ears, and the noise signal, which is the basic signal for generating anti-phase noise control signals, receives the noise propagated in the air, but passes through the headphone device to Noise introduced into the ear has differences in frequency response characteristics, phase, amplitude, etc., and the noise introduced into the ear is removed by compensating for the difference.
이러한 방식을 적용하는 대부분의 소음제거 이어폰 또는 헤드폰은 귀에 밀착하여 착용함으로써, 소리가 새어 나가지 않도록 밀폐해야 제대로 된 성능을 발휘할 수 있으며, 밀폐의 정도가 약할 때, 소음제거 성능은 급격하게 떨어지는 치명적인 문제점을 안고 있다. Most of the noise canceling earphones or headphones using this method are worn closely to the ears, so they must be sealed so that the sound does not leak out to perform properly, and when the degree of sealing is weak, the noise canceling performance drops sharply is holding
아울러 이어폰 또는 헤드폰을 밀착하여 착용함으로써 공기의 흐름을 막아 각종 이비인후과 질환을 야기시키며, 이에 더해 외부의 음향학적 상황 인지를 어렵게 만들어 안전상의 문제를 야기하기도 한다.In addition, by wearing earphones or headphones in close contact, air flow is blocked, causing various otolaryngological diseases, and in addition, it is difficult to recognize external acoustic situations, causing safety problems.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 귀에 밀착하여 착용하지 않는 비접촉 착용 상태의 헤드폰으로 입력되는 주변 소음에 의한 영향을 감소시키는 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a method of reducing the influence of ambient noise input to headphones in a non-contact wearing state that are not worn close to the ears.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 헤드폰은, 헤드폰 착용 시 외부에 위치하여, 소음원으로부터 공기를 매질로 하여 전파되는 1차 소음(primary noise)에, 피드백 신호와, 피드백 간섭 신호가 더해진 1차 입력신호를 입력받는 제1마이크; 상기 1차 입력신호에서 피드백 신호와 피드백 간섭 신호를 제거하고 추출된 소음신호를, 주파수 대역별로 분리하여 필터의 특성 및 위상과 진폭을 제어하여 생성된 역위상 소음제어 신호를, 스피커로 출력하는 제1처리부; 헤드폰 착용 시 안쪽에 위치하여, 상기 역위상 소음제어 신호를 공기 중으로 출력하는 제1스피커; 헤드폰 착용 시 안쪽에 위치하여, 소음원으로부터 공기를 매질로 하여 전파되는 2차 소음에, 제1스피커로 출력되는 역위상 소음제어 신호와, 간섭 신호가 더해진 2차 입력신호를 입력받는 제2마이크; 상기 역위상 소음제어 신호에 의해 상기 2차 소음의 일부가 소멸되고 남은 잔여 소음신호에서, 간섭 신호를 제거하고 추출한 잔여 소음신호를 디지털 신호로 변환하여 주 제어기로 전송하는 제3처리부; 상기 제1마이크로 입력된 상기 1차 입력신호를 디지털 신호로 변환하여 주 제어기로 전송하는 제2처리부를 포함한다.Headphones for achieving the object of the present invention described above are located outside when the headphones are worn, and primary noise propagated from a noise source through air as a medium, a feedback signal, and a feedback interference signal are added to the primary noise. a first microphone that receives an input signal; The first input signal removes the feedback signal and the feedback interference signal, separates the extracted noise signal for each frequency band, controls the characteristics, phase, and amplitude of the filter, and outputs the anti-phase noise control signal to the speaker. 1 processing unit; A first speaker located inside when headphones are worn and outputting the antiphase noise control signal to the air; A second microphone that is located inside when wearing headphones and receives a secondary input signal in which an antiphase noise control signal output to the first speaker and an interference signal are added to the secondary noise propagated from the noise source through air as a medium; a third processing unit for removing an interference signal from a residual noise signal remaining after part of the secondary noise is eliminated by the antiphase noise control signal, converting the extracted residual noise signal into a digital signal, and transmitting the digital signal to a main controller; and a second processing unit that converts the primary input signal input into the first microphone into a digital signal and transmits the digital signal to a main controller.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 헤드폰은, 제1마이크 및 제2마이크 및 제3마이크 및 제4마이크를 통해 입력된 신호들을 분석하고, 1차 소음 추출기 및 2차 소음 추출기 및 다중 대역 능동 소음제어 블록 고유의 동작에 필요한 각종 제어신호를 생성하여 전달하는 주 제어기를 포함한다. Headphones for achieving the above object of the present invention analyze signals input through the first microphone, the second microphone, the third microphone, and the fourth microphone, and a first noise extractor, a second noise extractor, and a multi-band active It includes a main controller that generates and transmits various control signals necessary for the unique operation of the noise control block.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 헤드폰은, 헤드폰 착용 시 외부에 위치하여, 소음원으로부터 공기를 매질로 하여 전파되는 3차 소음에, 피드백 신호와, 간섭 신호가 더해진 3차 입력신호를 입력받는 제3마이크; 상기 3차 입력신호에서 피드백 신호와 간섭 신호를 제거하고 추출한 소음신호를, 주파수 대역별로 분리하여 필터의 특성 및 위상과 진폭을 제어하여 생성된 역위상 소음제어 신호를 스피커로 출력하는 제4처리부; 헤드폰 착용 시 안쪽에 위치하여, 상기 역위상 소음제어 신호를 공기 중으로 출력하는 제2스피커; 헤드폰 착용 시 안쪽에 위치하여, 소음원으로부터 공기를 매질로 하여 전파되는 4차 소음에, 제2스피커로 출력되는 역위상 소음제어 신호와, 간섭 신호가 더해진 4차 입력신호를 입력받는 제4마이크; 상기 역위상 소음제어 신호에 의해 상기 4차 소음의 일부가 소멸되고 남은 잔여 소음신호에서, 간섭 신호를 제거하고 추출한 잔여 소음신호를, 디지털 신호로 변환하여 주 제어기로 전송하는 제6처리부; 상기 제3마이크로 입력된 상기 3차 입력신호를 디지털 신호로 변환하여 주 제어기로 전송하는 제5처리부를 포함한다.Headphones for achieving the object of the present invention described above are located outside when the headphones are worn and receive a tertiary input signal in which a feedback signal and an interference signal are added to tertiary noise propagating from a noise source through air as a medium a third microphone; A fourth processing unit that removes the feedback signal and the interference signal from the tertiary input signal, separates the noise signal extracted by frequency band, controls the characteristics, phase, and amplitude of the filter, and outputs an anti-phase noise control signal to a speaker; a second speaker located inside when the headphones are worn and outputting the anti-phase noise control signal to the air; A fourth microphone that is located inside when headphones are worn and receives a fourth input signal in which an antiphase noise control signal output to a second speaker and an interference signal are added to the fourth noise propagated from a noise source through air as a medium; a sixth processing unit for converting a residual noise signal extracted by removing an interference signal from a residual noise signal remaining after a portion of the fourth-order noise is eliminated by the anti-phase noise control signal, and transmitting the digital signal to a main controller; and a fifth processing unit that converts the tertiary input signal input into the third micro into a digital signal and transmits it to a main controller.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 제1처리부 및 제4처리부는, 제1마이크 및 제3마이크로 입력된 상기 1차 입력신호 및 3차 입력신호 중에서, 피드백 신호와 피드백 간섭 신호를 제거하여, 원래의 1차 소음 및 3차 소음을 추출하는 1차 소음 추출기; 및 상기 1차 소음 추출기를 통해 추출한 소음신호를, 복수의 주파수 대역으로 분리하여, 각 주파수 대역별로 필터의 특성 및 위상과 진폭을 제어하여, 역위상 소음제어 신호를 생성하는 다중 대역 능동 소음제어 블록을 포함한다.The first processing unit and the fourth processing unit for achieving the object of the present invention described above remove a feedback signal and a feedback interference signal from among the primary input signal and the tertiary input signal input to the first microphone and the third microphone, a primary noise extractor for extracting original primary noise and tertiary noise; and a multi-band active noise control block that separates the noise signal extracted through the primary noise extractor into a plurality of frequency bands and controls the characteristics, phase, and amplitude of the filter for each frequency band to generate an anti-phase noise control signal. includes
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 1차 소음추출기는, 피드백 신호와 피드백 간섭 신호의 각각의 전달 경로상의 전달과정에서 야기되는 신호의 변화를 보상하기 위하여 주 제어기에 의해 제어되는 필터; 및 위상 제어기; 및 진폭 제어기; 및 제3합성기; 및 제4합성기를 포함한다. A primary noise extractor for achieving the above object of the present invention includes a filter controlled by a main controller to compensate for a change in a signal caused by a transmission process on each transmission path of a feedback signal and a feedback interference signal; and a phase controller; and an amplitude controller; and a third synthesizer; and a fourth synthesizer.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 다중 대역 능동 소음제어 블록은, 주 제어기의 제어에 의해 복수의 주파수 대역별로 나누어 소음신호를 통과시키는 필터 뱅크; 및 주파수 대역별로 나누어진 소음신호의 위상을 제어하는 위상제어기; 및 주파수 대역별로 나누어진 소음신호의 진폭을 제어하는 진폭제어기; 및 제5합성기; 및 제6합성기를 포함한다.A multi-band active noise control block for achieving the above object of the present invention includes a filter bank for passing noise signals divided into a plurality of frequency bands under the control of a main controller; and a phase controller controlling the phase of the noise signal divided by frequency band. and an amplitude controller controlling amplitudes of noise signals divided by frequency bands. and a fifth synthesizer; and a sixth synthesizer.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 제3처리부 및 제6처리부는, 제2마이크 및 제4마이크로 입력된 상기 2차 입력신호 및 4차 입력신호 중에서, 간섭 신호를 제거하여, 원래의 2차 소음 및 4차 소음을 추출하는 2차 소음 추출기를 포함한다.The third processing unit and the sixth processing unit for achieving the above object of the present invention remove interference signals from the secondary input signal and the quaternary input signal input to the second and fourth microphones, It includes a secondary noise extractor that extracts noise and 4th noise.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 2차 소음 추출기는, 간섭 신호의 전달 경로상의 전달과정에서 야기되는 신호의 변화를 보상하기 위하여 주 제어기에 의해 제어되는 필터; 및 위상 제어기; 및 진폭 제어기; 및 제7합성기; 및 제8합성기를 포함한다. A secondary noise extractor for achieving the above object of the present invention includes a filter controlled by a main controller to compensate for a change in a signal caused by a transmission process of an interference signal on a transmission path; and a phase controller; and an amplitude controller; and a seventh synthesizer; and an eighth synthesizer.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 헤드폰의 소음제거 방법은, 헤드폰 착용 시 제1스피커 및 제2스피커로부터 제1마이크 및 제2마이크 및 제3마이크 및 제4마이크에 이르는 각각의 음향 전달경로의 전달특성을 주 제어기에 의해 추정하는 과정; 소음원으로부터 제1마이크 및 제2마이크 및 제3마이크 및 제4마이크로 각각의 전달경로를 거쳐 소음신호를 입력받는 과정; 주 제어기에 의해, 제1마이크 및 제3마이크를 통해 입력받은 복수의 신호가 합쳐져 오염된 신호에서 교란 신호를 제거하고, 원래의 소음신호를 추출하는 과정; 1차 소음 추출기를 통해 추출된 소음신호를 주 제어기에 의해 주파수 대역별로 분리하여, 각각의 필터 특성과 진폭 및 위상을 제어하여, 역위상 소음제어 신호를 생성하는 과정; 소음원으로부터 유입된 소음신호와, 제1스피커 및 제2스피커로 출력되는 역위상 소음제어 신호가 중첩되어 소음이 제거되는 과정; 상기 역위상 소음제어 신호에 의해, 상기 소음신호의 일부가 소멸되고 남는 잔여 소음신호를, 상기 제2마이크 및 제4마이크로 입력받는 과정; 주 제어기에 의해 제2마이크 및 제4마이크를 통해 입력받은 복수의 신호가 합쳐져 오염된 신호에서, 간섭 신호를 제거하고, 원래의 잔여 소음신호를 추출하는 과정; 잔여 소음신호의 에너지 레벨이 최소값이 되도록, 주 제어기에 의해, 다중 대역 능동 소음제어 블록을 반복적으로 제어하는 과정을 포함한다.In order to achieve the above object of the present invention, a method for canceling noise of headphones is a sound transmission path from a first speaker and a second speaker to a first microphone, a second microphone, a third microphone, and a fourth microphone when wearing headphones. The process of estimating the transfer characteristics of by the main controller; receiving a noise signal from the noise source through respective transmission paths to the first microphone, the second microphone, the third microphone, and the fourth microphone; removing a disturbing signal from the contaminated signal by combining a plurality of signals input through the first and third microphones by the main controller and extracting an original noise signal; Separating the noise signal extracted through the primary noise extractor for each frequency band by the main controller and controlling each filter characteristic, amplitude and phase to generate an anti-phase noise control signal; removing noise by overlapping the noise signal introduced from the noise source with the anti-phase noise control signal output to the first speaker and the second speaker; receiving, by the anti-phase noise control signal, a residual noise signal remaining after a part of the noise signal is extinguished by the second microphone and the fourth microphone; removing an interference signal from a signal contaminated by combining a plurality of signals input through the second and fourth microphones by the main controller and extracting an original residual noise signal; and repeatedly controlling, by the main controller, the multi-band active noise control block so that the energy level of the residual noise signal becomes a minimum value.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 헤드폰을 귀에 밀착시키지 않고도 주변 환경에서 발생된 소음들이 상호 제거될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, noises generated in the surrounding environment can be mutually canceled without the headphones being closely attached to the ears.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 주변 환경에서 발생된 소음이 서로 다른 경로를 거쳐 마이크를 통해 입력되는 경우에 서로 다른 경로를 거쳐 합성되는 소음들이 상호 제거될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when noise generated in the surrounding environment is input through the microphone through different paths, noises synthesized through different paths can be mutually canceled.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 서로 다른 경로를 거쳐 입력되는 소음들이 넓은 주파수 대역에서 상호 제거될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, noises input through different paths can be mutually canceled in a wide frequency band.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉 상태에서 소음제거 공간을 형성하여 소음을 제거하는 소음제거 헤드폰의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소음신호를 비롯한 여러 교란 신호들이 전파되는 각각의 전달경로에 대한 전달함수와 각각의 신호들을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉 상태에서 소음을 제거하기 위한 마이크와 스피커를 구비한 헤드폰에서 소음제거 공간 내 소음을 제거하기 위한 처리 회로의 블록도를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 처리 회로의 블록도상의 상호 전달되는 신호들의 정의와 흐름을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 좌측 채널 1차 소음 추출기의 세부 구성도를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 우측 채널 1차 소음 추출기의 세부 구성도를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 좌측 채널 다중 대역 능동 소음제어 블록의 세부 구성도를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 우측 채널 다중 대역 능동 소음제어 블록의 세부 구성도를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 좌측 채널 2차 소음 추출기의 세부 구성도를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 우측 채널 2차 소음 추출기의 세부 구성도를 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 좌측 채널 전체 시스템의 디지털 영역에서의 구현을 위한 피드백 중화(feedback neutralization) 필터를 포함하는 fx-LMS 알고리즘의 예시를 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 우측 채널 전체 시스템의 디지털 영역에서의 구현을 위한 피드백 중화(feedback neutralization) 필터를 포함하는 fx-LMS 알고리즘의 예시를 도시한 것이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 좌측 채널 전체 시스템의 동작 과정의 예시를 도시한 것이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템의 초기화 과정에서 제1스피커 및 제2스피커로부터 제1마이크 및 제2마이크 및 제3마이크 및 제4마이크에 이르는 각각의 음향 전달경로의 전달특성을 추정하는 과정의 예시를 도시한 것이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 좌측 채널 1차 소음 추출기로 입력된 오염된 신호로부터 1차 소음신호를 추출하는 과정의 예시를 도시한 것이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 좌측 채널 다중 대역 능동 소음제어 블록에서 역위상 소음제어 신호를 생성하는 과정의 예시를 도시한 것이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 대역 능동 소음제어 블록의 필터 특성을 제어하는 상세 과정의 예시를 도시한 것이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 좌측 채널 다중 대역 능동 소음제어 블록의 위상을 제어하는 상세 과정의 예시를 도시한 것이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 좌측 채널 다중 대역 능동 소음제어 블록의 진폭을 제어하는 상세 과정의 예시를 도시한 것이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 좌측 채널 2차 소음 추출기로 입력된 오염된 신호로부터 잔여 소음신호를 추출하는 과정의 예시를 도시한 것이다.1 is a conceptual diagram of a noise canceling headphone that removes noise by forming a noise canceling space in a non-contact state according to an embodiment of the present invention.
2 illustrates transfer functions and respective signals for each propagation path through which various disturbance signals including noise signals propagate according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a processing circuit for removing noise in a noise canceling space in a headphone having a microphone and a speaker for removing noise in a non-contact state according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 illustrates the definition and flow of mutually communicated signals on a block diagram of a processing circuit in accordance with one embodiment of the present invention.
5 shows a detailed configuration diagram of a left channel primary noise extractor according to an embodiment of the present invention.
6 shows a detailed configuration diagram of a right channel primary noise extractor according to an embodiment of the present invention.
7 shows a detailed configuration diagram of a left channel multi-band active noise control block according to an embodiment of the present invention.
8 illustrates a detailed configuration diagram of a right channel multi-band active noise control block according to an embodiment of the present invention.
9 shows a detailed configuration diagram of a left channel secondary noise extractor according to an embodiment of the present invention.
10 is a detailed configuration diagram of a right channel secondary noise extractor according to an embodiment of the present invention.
11 illustrates an example of an fx-LMS algorithm including a feedback neutralization filter for implementation in the digital domain of a left channel full system according to an embodiment of the present invention.
12 illustrates an example of an fx-LMS algorithm including a feedback neutralization filter for implementation in the digital domain of a right channel full system according to an embodiment of the present invention.
13 illustrates an example of an operating process of the entire left channel system according to an embodiment of the present invention.
14 shows transfer characteristics of respective sound transmission paths from the first and second speakers to the first and second microphones, and to the third and fourth microphones in the initialization process of the system according to an embodiment of the present invention. An example of the estimation process is shown.
15 illustrates an example of a process of extracting a primary noise signal from a contaminated signal input to a left channel primary noise extractor according to an embodiment of the present invention.
16 illustrates an example of a process of generating an antiphase noise control signal in a left channel multi-band active noise control block according to an embodiment of the present invention.
17 illustrates an example of a detailed process of controlling filter characteristics of a multi-band active noise control block according to an embodiment of the present invention.
18 illustrates an example of a detailed process of controlling the phase of a left channel multi-band active noise control block according to an embodiment of the present invention.
19 illustrates an example of a detailed process of controlling the amplitude of a left channel multi-band active noise control block according to an embodiment of the present invention.
20 illustrates an example of a process of extracting a residual noise signal from a contaminated signal input to a left channel secondary noise extractor according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, numbers (eg, first, second, etc.) used in the description process of this specification are only identifiers for distinguishing one component from another component.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in this specification, when one component is referred to as “connected” or “connected” to another component, the one component may be directly connected or directly connected to the other component, but in particular Unless otherwise described, it should be understood that they may be connected or connected via another component in the middle.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비접촉 상태에서 소음제거 공간을 형성하여 소음을 제거하는 소음제거 헤드폰의 개념도로써, 상기 헤드폰은 귀에 직접 닿지 않는 형태를 가지며, 귀와 헤드폰 사이의 개방된 공간은 소음청정 구역(Noise free zone)으로 외부 환경에서 유입된 소음을 제거하는 공간이 된다. 1 is a conceptual diagram of a noise canceling headphone that removes noise by forming a noise canceling space in a non-contact state according to an embodiment of the present invention, wherein the headphone has a shape that does not directly touch the ear, and the open space between the ear and the headphone As a noise free zone, it becomes a space that removes noise from the external environment.
상기 비접촉 소음제거 헤드폰은 제1마이크(200), 제2마이크(220), 제3마이크(300), 제4마이크(320) 및 제1스피커(210), 제2스피커(310)를 포함한다. The non-contact noise canceling headphone includes a
피드포워드 능동 소음제어(Feed forward Active noise control) 기술에 기반한 소음제거 기술은 외부의 소음신호(primary noise)를 취득하기 위한 레퍼런스 마이크를 필요로 하며, 이는 좌우 채널의 바깥쪽에 각각 배치되어야 하는 바, 상기 제1마이크(200) 및 제3마이크(300)가 좌우 채널 각각의 레퍼런스 마이크이다. Noise cancellation technology based on feed forward active noise control technology requires a reference microphone to acquire an external noise signal (primary noise), which must be placed outside the left and right channels, respectively, The
또한 소음을 제거하기 위한 역위상 소음제어 신호(안티 노이즈, Anti-noise)는 스피커를 통해 소음제거 공간으로 출력되는 바, 상기 제1스피커(210) 및 제2스피커(310)가 좌우 채널의 안쪽에 각각 배치된다. In addition, an anti-phase noise control signal (anti-noise) for noise removal is output to the noise removal space through the speaker, and the
또한 소음제거 공간에서 소음신호와 역위상 소음제어 신호가 중첩이 되어 소음이 제거되고 남는 잔여 소음신호를 취득하기 위한 에러 마이크를 필요로 하며, 이는 좌우 채널의 안쪽에 각각 배치되어야 하는 바, 상기 제2마이크(220) 및 제4마이크(320)가 좌우 채널 각각의 에러 마이크이다. In addition, the noise signal and the antiphase noise control signal are overlapped in the noise removal space, and an error microphone is required to acquire the remaining noise signal after the noise is removed, which must be disposed inside the left and right channels, respectively. The
따라서, 본 발명에서는 상기 제1마이크(200) 및 제3마이크(300), 제2마이크(220) 및 제4마이크(320)가 구비되고, 상기 제2마이크(220) 및 제4마이크(320) 주변 임의의 지점에 주변 소음에 의한 영향이 상호 제거되도록 하는 처리 회로가 배치되는 일반적인 구조의 헤드폰에 대해서만 설명하기로 한다. Therefore, in the present invention, the
아울러 좌우 채널 각각의 구성요소의 동작이 동일한 경우에는 좌측 채널에 한해 설명하고, 좌우 채널간에 신호를 상호 교란시키는 경우에는 그 관계의 명확성을 위해 좌우 채널 모두에 대하여 설명하기로 한다. In addition, when the operation of each component of the left and right channels is the same, only the left channel will be described, and when signals are disturbed between the left and right channels, both the left and right channels will be described for clarity of the relationship.
한편, 도 1의 상기 헤드폰은 헬맷에 장착된 형태로 예시되어 있지만 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형태의 헤드폰으로도 구현될 수 있음은 물론이다.Meanwhile, the headphones of FIG. 1 are exemplified in a form mounted on a helmet, but are not limited thereto, and may be implemented as various types of headphones, of course.
상기 제1마이크(200)는 상기 헤드폰 착용 시 헤드폰의 외부에 노출되는 위치에 배치되며, 소음원(100)으로부터 발생한 외부 소음(1차 소음, primary noise)을 입력받아, 후술할 처리 회로에 의해 역위상 소음제어 신호의 생성에 이용되며, 생성된 역위상 소음제어 신호는 상기 스피커를 통해 출력된다. The
상기 스피커로 출력된 역위상 소음제어 신호에 의해 소음이 제거되고 남는 잔여 소음신호는 제2마이크(220)로 입력되며, 상기 제2마이크(220) 주변 임의의 지점에 주변 소음에 의한 영향이 상호 제거되도록 하는 처리 회로가 배치될 수 있다.The noise is removed by the anti-phase noise control signal output to the speaker, and the residual noise signal remaining is input to the
이때, 상기 헤드폰이 귀에 밀착되어 착용하는 형태가 아니기 때문에 상기 제1마이크(200)와 제2마이크(220) 간에는 공기를 매질로 하는 음향 전달 경로가 형성되어 있으므로 제1마이크(200)로 입력된 소음은 제2마이크(220)로도 입력된다. At this time, since the headphones are not worn in close contact with the ears, a sound transmission path using air as a medium is formed between the
여기서, 상기 소음원(100)으로부터 제1마이크(200) 및 제2마이크(220)까지의 거리가 다르고, 제1마이크(200) 및 제2마이크(220) 주변의 공간 형태가 다르기에 상기 소음원(100)으로부터 제1마이크(200) 및 제2마이크(220)까지의 음향 전달 경로는 동일하지 않다. Here, since the distances from the
따라서 상기 제1마이크(200)와 제2마이크(220)로 입력된 각각의 소음신호는 연관성(상관관계, correlation)은 매우 크지만 동일하지는 않으며, 상기 제2마이크(220)로 입력된 소음신호를 2차 소음(secondary noise)이라 한다. Therefore, the respective noise signals input to the
상기 제1마이크(200)를 통해 입력된 1차 소음은 서로 다른 음향 전달 경로를 통해 제2마이크(220)로 입력된 2차 소음과 서로 상이할 수 있으며, 이로 인해 상기 1차 소음을 기초로 생성된 역위상 소음제어 신호에 의해 상기 2차 소음이 완전히 제거되지 못하고, 잔여 소음신호가 남게 된다. 이하에서는 도면을 참조하여 잔여 소음신호를 처리하는 과정을 상세히 설명하기로 한다.The primary noise input through the
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 소음신호 및 피드백 신호 및 피드백 간섭 신호 및 간섭 신호들이 전파되는 각각의 전달경로에 대한 전달함수와 각각의 신호들을 도시한 것이다. 일반적인 소음제거 헤드폰은 귀에 밀착해서 착용하는 형태이기 때문에 좌우 채널 각각의 스피커에서 좌우 채널 각각의 레퍼런스 마이크 및 에러 마이크로 역위상 소음제어 신호가 전달되지 않거나, 전달되더라도 그 크기가 무시될 수 있을 정도로 작은 경우가 대부분이다. FIG. 2 illustrates transfer functions and respective signals for each transmission path along which a noise signal, a feedback signal, a feedback interference signal, and interference signals propagate according to an embodiment of the present invention. Since general noise canceling headphones are worn closely to the ears, if the antiphase noise control signal is not transmitted from the left and right channel speakers to the reference microphone and error microphone of each left and right channel, or if the size is small enough to be ignored even if it is transmitted is mostly
그러나 본 발명의 실시예에 따른 상기 헤드폰은 귀에 밀착하여 착용하는 형태가 아니기 때문에 상기 제1스피커(210)로부터 제1마이크(200) 및 제3마이크(300) 및 제4마이크(320) 간에는 공기를 매질로 하는 각기 다른 음향 전달 경로가 형성되어 있으며, 이들 각기 다른 음향 전달 경로를 통해 원래의 1차 소음신호와 잔여 소음신호를 오염시키는 경우가 발생하게 된다. However, since the headphones according to the embodiment of the present invention are not worn in close contact with the ears, there is air between the
아울러 상기 제2스피커(310)로부터 제1마이크(200) 및 제2마이크(220) 및 제3마이크(300) 간에도 공기를 매질로 하는 각기 다른 음향 전달 경로가 형성되어 있으며, 이들 각기 다른 음향 전달 경로를 통해 원래의 1차 소음신호와 잔여 소음신호를 오염시키는 경우가 발생하게 된다. In addition, different sound transmission paths using air as a medium are formed between the
도 2에 도시한 바와 같이, 상기 소음원(100)으로부터 상기 제1마이크(200)까지의 음향 전달 경로에는 전달함수 HL1(t)가 존재하게 되고, 소음원(100)에서 발생한 소음신호 Sn(t)는 전달함수 HL1(t)를 통해 S L1 (t)로 변환되어 제1마이크(200)로 입력되며, S L1 (t)를 오염시키는 다른 교란 신호가 없다고 가정할 때, S L1 (t) = HL1(t) * Sn(t)로 정의된다. 여기서 *는 콘볼루션(convolution) 연산자를 의미한다.As shown in FIG. 2, a transfer function H L1 (t) exists in the sound transmission path from the
상기 소음원(100)으로부터 상기 제2마이크(220)까지의 음향 전달 경로에는 전달함수 HL2(t)가 존재하게 되고, 소음원에서 발생한 소음신호 Sn(t)는 전달함수 HL2(t)를 통해 S L2 (t)로 변환되어 제2마이크(220)로 입력되며, S L2 (t)를 오염시키는 다른 교란 신호가 없다고 가정할 때, S L2 (t) = HL2(t) * Sn(t)로 정의된다. A transfer function H L2 (t) exists in the sound transmission path from the
상기 제1스피커(210)로부터 상기 제2마이크(220)까지의 음향 전달 경로에는 전달함수 HL3(t)가 존재하게 되고, 좌측 채널 역위상 소음제어 신호 S Lan (t)는 제1스피커(210)의 전달함수 Hspk(t) 및 음향 전달 경로의 전달함수 HL3(t)를 통해 S L3 (t)로 변환되어 제2마이크(220)로 입력되며, S L3 (t)를 오염시키는 다른 교란 신호가 없다고 가정할 때, S L3 (t) = [Hspk(t) * S Lan (t)] * HL3(t)로 정의된다. A transfer function H L3 (t) exists in the sound transmission path from the
상기 제1스피커(210)에서 출력되는 좌측 채널 역위상 소음제어 신호는 공기를 매질로 하여 상기 제1마이크(200)로 피드백되며, 제1스피커(210)로부터 제1마이크(200)까지의 음향 전달 경로에는 전달함수 HL4(t)가 존재하게 된다. 좌측 채널 역위상 소음제어 신호 S Lan (t)는 제1스피커(210)의 전달함수 Hspk(t) 및 음향 전달 경로의 전달함수 HL4(t)를 통해 S L4 (t)로 변환되어 제1마이크(200)로 입력되며, S L4 (t)를 오염시키는 다른 교란 신호가 없다고 가정할 때, S L4 (t) = [Hspk(t) * S Lan (t)] * HL4(t)로 정의된다. 좌측 채널 피드백 신호 S L4 (t)는 상기 1차 소음 S L1 (t)에 더해져 제1마이크(200)로 입력되며, 1차 소음 S L1 (t)를 오염시키게 된다.The left channel anti-phase noise control signal output from the
상기 소음원(100)으로부터 상기 제3마이크(300)까지의 음향 전달 경로에는 전달함수 HR1(t)가 존재하게 되고, 소음원(100)에서 발생한 소음신호 Sn(t)는 전달함수 HR1(t)를 통해 S R1 (t)로 변환되어 제3마이크(300)로 입력되며, S R1 (t)를 오염시키는 다른 교란 신호가 없다고 가정할 때, S R1 (t) = HR1(t) * Sn(t)로 정의된다. A transfer function H R1 (t) exists in the sound transmission path from the
상기 소음원(100)으로부터 상기 제4마이크(320)까지의 음향 전달 경로에는 전달함수 HR2(t)가 존재하게 되고, 소음원(100)에서 발생한 소음신호 Sn(t)는 전달함수 HR2(t)를 통해 S R2 (t)로 변환되어 제4마이크(320)로 입력되며, S R2 (t)를 오염시키는 다른 교란 신호가 없다고 가정할 때, S R2 (t) = HR2(t) * Sn(t)로 정의된다. A transfer function H R2 (t) exists in the sound transmission path from the
상기 제2스피커(310)로부터 상기 제4마이크(320)까지의 음향 전달 경로에는 전달함수 HR3(t)가 존재하게 되고, 우측 채널 역위상 소음제어 신호 S Ran (t)는 제2스피커(310)의 전달함수 Hspk(t) 및 음향 전달 경로의 전달함수 HR3(t)를 통해 S R3 (t)로 변환되어 제4마이크(320)로 입력되며, S R3 (t)를 오염시키는 다른 교란 신호가 없다고 가정할 때, S R3 (t) = [Hspk(t) * S Ran (t)] * HR3(t)로 정의된다. A transfer function H R3 (t) exists in the sound transmission path from the
상기 제2스피커(310)에서 출력되는 우측 채널 역위상 소음제어 신호는 공기를 매질로 하여 상기 제3마이크(300)로 피드백되며, 제2스피커(310)로부터 제3마이크(300)까지의 음향 전달 경로에는 전달함수 HR4(t)가 존재하게 된다. 우측 채널 역위상 소음제어 신호 S Ran (t)는 제2스피커(310)의 전달함수 Hspk(t) 및 음향 전달 경로의 전달함수 HR4(t)를 통해 S R4 (t)로 변환되어 제3마이크(300)로 입력되며, S R4 (t)를 오염시키는 다른 교란 신호가 없다고 가정할 때, S R4 (t) = [Hspk(t) * S Ran (t)] * HR4(t)로 정의된다. 우측 채널 피드백 신호 S R4 (t)는 상기 1차 소음 S R1 (t)에 더해져 제3마이크(300)로 입력되며, 1차 소음 S R1 (t)를 오염시키게 된다.The right channel anti-phase noise control signal output from the
상기 제1스피커(210)에서 출력되는 좌측 채널 역위상 소음제어 신호는 공기를 매질로 하여 상기 제3마이크(300)로도 전달되며, 제1스피커(210)로부터 제3마이크(300)까지의 음향 전달 경로에는 전달함수 HLR2(t)가 존재하게 된다. 좌측 채널 역위상 소음제어 신호 S Lan (t)는 제1스피커(210)의 전달함수 Hspk(t) 및 음향 전달 경로의 전달함수 HLR2(t)를 통해 S LR2 (t)로 변환되어 제3마이크(300)로 입력되며, S LR2 (t)를 오염시키는 다른 교란 신호가 없다고 가정할 때, S LR2 (t) = [Hspk(t) * S Lan (t)] * HLR2(t)로 정의된다. 좌측 채널 피드백 간섭 신호인 S LR2 (t)는 상기 1차 소음 S R1 (t)에 더해져 제3마이크(300)로 입력되며, 1차 소음 S R1 (t)를 오염시키게 된다.The left channel anti-phase noise control signal output from the
상기 제1스피커(210)에서 출력되는 좌측 채널 역위상 소음제어 신호는 공기를 매질로 하여 상기 제4마이크(320)로도 전달되며, 제1스피커(210)로부터 제4마이크(320)까지의 음향 전달 경로에는 전달함수 HLR1(t)가 존재하게 된다. 좌측 채널 역위상 소음제어 신호 S Lan (t)는 제1스피커(210)의 전달함수 Hspk(t) 및 음향 전달 경로의 전달함수 HLR1(t)를 통해 S LR1 (t)로 변환되어 제4마이크(320)로 입력되며, S LR1 (t)를 오염시키는 다른 교란 신호가 없다고 가정할 때, S LR1 (t) = [Hspk(t) * S Lan (t)] * HLR1(t)로 정의된다. 좌측 채널 간섭 신호인 S LR1 (t)는 상기 2차 소음 S R2 (t)에 더해져 제4마이크(320)로 입력되며, 잔여 소음신호 S R2 (t) - S R3 (t)를 오염시키게 된다.The left channel anti-phase noise control signal output from the
상기 제2스피커(310)에서 출력되는 우측 채널 역위상 소음제어 신호는 공기를 매질로 하여 상기 제1마이크(200)로도 전달되며, 제2스피커(310)로부터 제1마이크(200)까지의 음향 전달 경로에는 전달함수 HRL2(t)가 존재하게 된다. 우측 채널 역위상 소음제어 신호 S Ran (t)는 제2스피커(310)의 전달함수 Hspk(t) 및 음향 전달 경로의 전달함수 HRL2(t)를 통해 S RL2 (t)로 변환되어 제1마이크(200)로 입력되며, S RL2 (t)를 오염시키는 다른 교란 신호가 없다고 가정할 때, S RL2 (t) = [Hspk(t) * S Ran (t)] * HRL2(t)로 정의된다. 우측 채널 피드백 간섭 신호인 S RL2 (t)는 상기 1차 소음 S L1 (t)에 더해져 제1마이크(200)로 입력되며, 1차 소음 S L1 (t)를 오염시키게 된다.The right channel anti-phase noise control signal output from the
상기 제2스피커(310)에서 출력되는 우측 채널 역위상 소음제어 신호는 공기를 매질로 하여 상기 제2마이크(220)로도 전달되며, 제2스피커(310)로부터 제2마이크(220)까지의 음향 전달 경로에는 전달함수 HRL1(t)가 존재하게 된다. 우측 채널 역위상 소음제어 신호 S Ran (t)는 제2스피커(310)의 전달함수 Hspk(t) 및 음향 전달 경로의 전달함수 HRL1(t)를 통해 S RL1 (t)로 변환되어 제2마이크(220)로 입력되며, S RL1 (t)를 오염시키는 다른 교란 신호가 없다고 가정할 때, S RL1 (t) = [Hspk(t) * S Ran (t)] * HRL1(t)로 정의된다. 우측 채널 간섭 신호인 S RL1 (t)는 상기 2차 소음 S L2 (t)에 더해져 제2마이크(220)로 입력되며, 잔여 소음신호 S L2 (t) - S L3 (t)를 오염시키게 된다.The right channel anti-phase noise control signal output from the
상기 제1마이크(200)로 입력되는 신호 S L1 (t) 및 S L4 (t) 및 S RL2 (t)의 합은 제1마이크(200)의 전달함수 Hmic(t)를 거쳐 S Lref (t)로 변환되어 좌측 채널 능동 소음제어 모듈(2000)로 전달된다.The sum of signals S L1 (t) , S L4 (t), and S RL2 (t) input to the
상기 제2마이크(220)로 입력되는 S L2 (t) 및 S L3 (t) 및 S RL1 (t)의 합은 제2마이크(220)의 전달함수 Hmic(t)를 거쳐 S Lerr (t)로 변환되어 좌측 채널 능동 소음제어 모듈(2000)로 전달된다.The sum of S L2 (t) , S L3 (t) and S RL1 (t) input to the
상기 제3마이크(300)로 입력되는 S R1 (t) 및 S R4 (t) 및 S LR2 (t)의 합은 제3마이크(300)의 전달함수 Hmic(t)를 거쳐 S Rref (t)로 변환되어 우측 채널 능동 소음제어 모듈(3000)로 전달된다.The sum of S R1 (t) , S R4 (t) and S LR2 (t) input to the
상기 제4마이크(320)로 입력되는 S R2 (t) 및 S R3 (t) 및 S LR1 (t)의 합은 제4마이크(320)의 전달함수 Hmic(t)를 거쳐 S Rerr (t)로 변환되어 우측 채널 능동 소음제어 모듈(3000)로 전달된다.The sum of S R2 (t) , S R3 (t), and S LR1 (t) input to the
좌측 채널 역위상 소음제어 신호 S Lan (t)는 제1스피커(210)의 전달함수 Hspk(t)를 거쳐 상기 소음제거 공간으로 출력되며, 우측 채널 역위상 소음제어 신호 S Ran (t)는 제2스피커(310)의 전달함수 Hspk(t)를 거쳐 상기 소음제거 공간으로 출력된다.The left channel anti-phase noise control signal S Lan (t) is output to the noise removal space through the transfer function H spk (t) of the
상기 음향 전달 경로의 전달함수 중 HL4(t) 및 HRL2(t), HL3(t) 및 HRL1(t), HR4(t) 및 HLR2(t), HR3(t) 및 HLR1(t)는 상기 주 제어기(1000)에 의해 사전에 추정된(estimated) 전달함수를 획득하여야 하며, 추정된 전달함수 H'L4(t) 및 H'RL2(t), H'L3(t) 및 H'RL1(t), H'R4(t) 및 H'LR2(t), H'R3(t) 및 H'LR1(t)를 획득하는 상세 과정은 도 14에 도시하였다. Among the transfer functions of the sound transfer path, H L4 (t) and H RL2 (t), H L3 (t) and H RL1 (t), H R4 (t) and H LR2 (t), H R3 (t) and H LR1 (t) must obtain a transfer function estimated in advance by the
상기 추정 전달함수를 획득하는 과정은 본 발명의 실시예에 따른 비접촉 소음제거 헤드폰의 동작 초기에 능동 소음제어 과정이 실행되지 않는 오프라인 상태에서 최소 1회 이상 실행되어야 하며, 이후 필요에 따라 능동 소음제어 과정이 실행 중인 온라인 상태에서도 상기 추정 전달함수를 획득하는 과정이 실행될 수 있음은 물론이다.The process of obtaining the estimated transfer function must be executed at least once in an off-line state in which the active noise control process is not executed at the beginning of the operation of the non-contact noise canceling headphones according to the embodiment of the present invention, and then, if necessary, active noise control It goes without saying that the process of obtaining the estimated transfer function can be executed even in an online state where the process is being executed.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 비접촉 상태에서 소음을 제거하기 위한 마이크와 스피커를 구비한 헤드폰에서 주변 소음을 제거하기 위한 처리 회로의 블록도를 도시한 것이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 처리 회로의 블록도상의 상호 전달되는 신호의 정의와 흐름을 도시한 것이다. 3 is a block diagram of a processing circuit for removing ambient noise in a headphone having a microphone and a speaker for removing noise in a non-contact state according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an embodiment of the present invention. It shows the definition and flow of mutually transmitted signals on the block diagram of the processing circuit according to.
좌우 채널 각각 상기 제1마이크(200) 및 제3마이크(300)를 통해 입력된 신호에서, 교란 신호를 제거하고 1차 소음신호를 추출하는 과정과, 상기 제2마이크(220) 및 제4마이크(320)를 통해 입력된 신호에서, 교란 신호를 제거하고 잔여 소음신호를 추출하는 과정만 다르고, 소음을 제거하기 위한 나머지 동작은 동일하므로 좌측 채널을 기준으로 설명한다.A process of removing a disturbance signal and extracting a first order noise signal from signals input through the
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 제1마이크(200)를 통해 입력된 신호 S Lref (t)는 제1처리부(2100)를 거쳐 역위상 소음제어 신호 S Lan (t)를 생성하여 제1스피커(210)를 통해 출력하며, 상기 제1처리부(2100)는 프리 앰프 Lp(2110), 1차 소음 추출기 L(2120), 다중 대역 능동 소음제어 블록 L(2150), 제1합성기(2180) 및 파워 앰프 L(2190)을 포함한다. 3 and 4, the signal S Lref (t) input through the
또한 상기 프리 앰프 Lp(2110)를 거쳐 출력된 신호 S' Lref (t)는 제2처리부(2200)를 거쳐 주 제어기(1000)로 입력되며, 상기 제2처리부(2200)는 필터 Lp(2210) 및 A/D 변환기 Lp(2220)를 포함한다. In addition, the signal S' Lref (t) output through the preamplifier Lp (2110) is input to the
아울러 상기 제2마이크(220)를 통해 입력된 신호 S Lerr (t)는 제3처리부(2300)를 거쳐 주 제어기(1000)로 입력되며, 상기 제3처리부(2300)는 프리 앰프 Ls(2310), 2차 소음 추출기 Ls(2320), 필터 Ls(2350) 및 A/D 변환기 Ls(2360)를 포함한다.In addition, the signal S Lerr (t) input through the
도 3과 도 4를 참조하면, 상기 제1마이크(200)를 통해 입력된 신호 S Lref (t)는, 1차 소음신호 S L1 (t)에, 제1스피커(210)를 통해 전달된 좌측 채널 역위상 소음제어 신호의 피드백 신호 S L4 (t)와, 제2스피커(310)를 통해 전달된 우측 채널 역위상 소음제어 신호의 피드백 간섭 신호 S RL2 (t)가 더해져 상기 제1마이크(200)의 전달함수 Hmic(t)를 거쳐 전달된 신호이다. Referring to FIGS. 3 and 4 , the signal S Lref (t) input through the
상기 신호 S Lref (t) = Hmic(t) * [ S L1 (t) + S L4 (t) + S RL2 (t) ]로 정의되며, 상기 신호 S Lref (t)는 프리 앰프 Lp(2110)를 거쳐 증폭된 신호 S' Lref (t)가 되어 1차 소음 추출기 L(2120)로 입력된 후, 상기 S L4 (t)와 S RL2 (t) 성분을 제거하고 1차 소음신호 S L1 (t)에 해당하는 S Lex1 (t)를 추출한다. 상기 1차 소음 추출기 L(2120)에서 S Lex1 (t)를 추출하는 세부 블록도는 도 5에 도시하였으며, 상세한 S Lex1 (t) 추출 과정은 도 15에 도시하였다.The signal S Lref (t) = H mic (t) * [ S L1 (t) + S L4 (t) + S RL2 (t) ], wherein the signal S Lref (t) is preamplifier Lp (2110 ), the amplified signal S' Lref (t) is input to the primary noise extractor L (2120), and then the S L4 (t) and S RL2 (t) components are removed to obtain the primary noise signal S L1 ( S Lex1 (t ) corresponding to t) is extracted. A detailed block diagram of extracting S Lex1 (t) in the primary noise extractor L (2120) is shown in FIG. 5, and a detailed S Lex1 (t) extraction process is shown in FIG. 15.
상기 1차 소음 추출기 L(2120)에서 출력된 신호 S Lex1 (t)는, 다중 대역 능동 소음제어 블록 L(2150)로 입력되어 역위상 소음제어 신호를 생성하여, 제1합성기(2180)로 입력되며, 상기 제1합성기(2180)는 필요에 따라 상기 역위상 소음제어 신호와 오디오 신호 L을 합성하여, 파워 앰프 L(2190)을 거쳐 증폭된 신호 S Lan (t)를 제1스피커(210)를 통해 출력한다. 상기 다중 대역 능동 소음제어 블록 L(2150)의 세부 블록도는 도 7에 도시하였으며, 역위상 소음제어 신호를 생성하는 과정은 도 16에 도시하였고, 상세한 생성 과정은 도 17 및 도 18 및 도 19에 도시하였다.The signal S Lex1 (t) output from the primary noise extractor L (2120) is input to the multi-band active noise control block L (2150) to generate an antiphase noise control signal, which is then input to the first synthesizer (2180). The
도 3에 도시된 상기 제2처리부(2200)는 상기 제1마이크(200)를 통해 입력된 신호의 측정 및 분석을 위하여, 상기 프리 앰프 Lp(2110)를 거쳐 만들어진 신호 S' Lref (t)를 필터 Lp(2210)와 A/D 변환기 Lp(2220)를 거쳐 주 제어기(1000)로 입력한다. The
아날로그 신호인 상기 S' Lref (t)는 상기 A/D 변환기 Lp(2220)를 거쳐 디지털 신호로 변환되며, 상기 변환 과정의 필수 단계 중 하나인 샘플링 과정에서 신호가 왜곡되는 에일리어싱(aliasing) 현상이 발생하는 바, 상기 필터 Lp(2210)는 에일리어싱을 방지하는 저역 통과 필터로써 안티 에일리어싱 필터(Anti-aliasing filter)라 한다. The analog signal S' Lref (t) is converted into a digital signal through the A/
도 3에 도시된 상기 제3처리부(2300)는 상기 제2마이크(220)를 통해 입력된 신호의 측정 및 분석을 위하여, 상기 프리 앰프 Ls(2310)를 거쳐 만들어진 신호 S' Lerr (t)를 2차 소음 추출기 Ls(2320)와 필터 Ls(2350) 및 A/D 변환기 Ls(2360)를 거쳐 주 제어기(1000)로 입력하며, 여기서 필터 Ls(2350)와 A/D 변환기 Ls(2360)는 상기 제2처리부(2200)의 필터 Lp(2210) 및 A/D 변환기 Lp(2220)와 동일한 역할을 수행한다.The
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 제2마이크(220)를 통해 입력된 신호 S Lerr (t)는, 2차 소음신호 S L2 (t)에, 제1스피커(210)를 통해 출력된 좌측 채널 역위상 소음제어 신호 S L3 (t)와, 제2스피커(310)를 통해 전달된 우측 채널 역위상 소음제어 신호의 간섭 신호 S RL1 (t)가 더해져 상기 제2마이크(220)의 전달함수 Hmic(t)를 거쳐 전달된 신호이다. Referring to FIGS. 3 and 4 , the signal S Lerr (t) input through the
상기 신호 S Lerr (t) = Hmic(t) * [ S L2 (t) - S L3 (t) + S RL1 (t) ]로 정의되며, 상기 역위상 소음제어 신호 S L3 (t)는 2차 소음신호 S L2 (t)와 위상이 반대인 신호이므로 이 두 신호는 상기 소음제거 공간에서 중첩되어 상호 제거되고, 제거되지 못한 잔여 소음신호만 남게 되며, 상기 역위상 소음제어 신호 S L3 (t)는 2차 소음신호 S L2 (t)와 위상이 반대인 신호이므로 잔여 소음신호는 S L2 (t) - S L3 (t)로 표현될 수 있다. The signal S Lerr (t) = H mic (t) * [ S L2 (t) - S L3 (t) + S RL1 (t) ], the anti-phase noise control signal S L3 (t) is 2 Since the difference noise signal S L2 (t) is in opposite phase, the two signals are overlapped and mutually canceled in the noise removal space, and only the residual noise signal that has not been removed remains, and the anti-phase noise control signal S L3 (t ) is of the opposite phase to the secondary noise signal S L2 (t) , so the residual noise signal can be expressed as S L2 (t) - S L3 (t) .
그러므로 상기 S Lerr (t)는 상기 잔여 소음신호에 우측 채널 간섭 신호 S RL1 (t)가 더해진 신호로써, 프리 앰프 Ls(2310)를 거쳐 증폭된 신호 S' Lerr (t)는 2차 소음 추출기 Ls(2320)로 입력된 후, 상기 S RL1 (t) 성분을 제거하고 잔여 소음신호 S L2 (t) - S L3 (t)에 해당하는 S Lex2 (t)를 추출한다. Therefore, S Lerr (t) is a signal obtained by adding the right channel interference signal S RL1 (t) to the residual noise signal, and the signal S' Lerr (t) amplified through the
추출된 상기 잔여 소음신호 S Lex2 (t)는 필터 Ls(2350)와 A/D 변환기 Ls(2360)를 거쳐 주 제어기(1000)로 입력되며, 상기 주 제어기(1000)는 잔여 소음신호 S Lex2 (t)의 에너지 레벨이 최소값이 되도록 상기 제1처리부(2100)의 1차 소음 추출기 L(2120)과 다중 대역 능동 소음제어 블록 L(2150)을 지속적으로 제어하여 소음제거 성능을 최적화시킨다. 상기 2차 소음 추출기 Ls(2320)에서 S Lex2 (t)를 추출하는 세부 블록도는 도 9에 도시하였으며, 상세한 S Lex2 (t) 추출 과정은 도 20에 도시하였다.The extracted residual noise signal S Lex2 (t) is input to the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 좌측 채널 1차 소음 추출기 L(2120)의 세부 구성도를 도시한 것이다. 상기 제1마이크(200)를 통해 입력된 신호 S Lref (t)는, 상기 제1스피커(210)에서 출력되는 좌측 채널 역위상 소음제어 신호의 피드백 신호 S L4 (t) 및, 상기 제2스피커(310)에서 출력되는 우측 채널 역위상 소음제어 신호의 피드백 간섭 신호 S RL2 (t)에 의해, 상기 1차 소음신호 S L1 (t)가 오염된 것이므로 S L1 (t)를 오염시킨 두 교란 신호를 제거하여야 하며, 상기 1차 소음 추출기 L(2120)에서 이 역할을 수행한다. 5 shows a detailed configuration diagram of a left channel primary
2개의 교란 신호를 제거하여 추출한 1차 소음신호 S L1 (t) ?? S' Lref (t) - S L4 (t) - S RL2 (t)로 정의할 수 있으며, 상기 프리 앰프 Lp(2110)를 거쳐 증폭된 S Lref (t)는 S' Lref (t)로 변환되어 상기 1차 소음 추출기 L(2120)로 입력된다. 1st order noise signal S L1 (t) extracted by removing two disturbing signals ?? It can be defined as S' Lref (t) - S L4 (t) - S RL2 (t) , and S Lref (t) amplified through the preamplifier Lp (2110) is converted into S' Lref (t) It is input to the primary noise extractor L (2120).
아울러 상기 제1스피커(210)로부터 제1마이크(200)까지의 전달함수 HL4(t)를 거쳐 전달되는 좌측 채널 피드백 신호 S L4 (t)는 상기 좌측 채널 역위상 소음제어 신호 S Lan (t)로부터 유도되며; 도 4에 빨간색 점선으로 도시하였으며, 상기 1차 소음 추출기 L(2120)에 포함된 필터 Le1(2130) 및 위상제어기 Le1(2132) 및 진폭제어기 Le1(2134)를 거쳐 S L4 (t)를 모사한 S' L4 (t)를 생성한다. In addition , the left channel feedback signal S L4 (t) transmitted through the transfer function H L4 ( t ) from the
여기서 상기 필터 Le1(2130) 및 위상제어기 Le1(2132) 및 진폭제어기 Le1(2134)은 추정 전달함수 H'L4(t)를 모사하는 역할을 수행하며, 상세하게는 필터 Le1(2130)으로 하여금 상기 추정 전달함수 H'L4(t)의 주파수 응답특성을 모사하도록 주 제어기(1000)에 의해 필터의 특성을 제어하며, 위상제어기 Le1(2132)으로 하여금 추정 전달함수 H'L4(t)의 위상 응답특성을 모사하도록 주 제어기(1000)에 의해 위상을 제어하고, 진폭제어기 Le1(2134)으로 하여금 전달함수 H'L4(t)의 진폭 응답특성을 모사하도록 주 제어기(1000)에 의해 진폭을 제어한다. Here, the filter Le1 (2130), the phase controller Le1 (2132), and the amplitude controller Le1 (2134) serve to simulate the estimated transfer function H' L4 (t), and in detail, the filter Le1 (2130) causes the The
따라서 상기 주 제어기(1000)는 상기 신호 S' L4 (t) 생성 과정 이전에, 추정 전달함수 H'L4(t)를 획득하는 과정에서 확보한 주파수 응답특성 및 위상 응답특성 및 진폭 응답특성에 상응하는, 상기 필터 Le1(2130)의 필터 특성을 제어하기 위한 필터 제어신호 및 상기 위상제어기 Le1(2132)의 위상을 제어하기 위한 위상 제어신호 및 상기 진폭제어기 Le1(2134)의 진폭을 제어하기 위한 진폭 제어신호를 상기 1차 소음 추출기 L(2120)로 전달해야 한다.Therefore, the
또한 상기 제2스피커(310)로부터 제1마이크(200)까지의 전달함수 HRL2(t)를 거쳐 전달되는 우측 채널 피드백 간섭 신호 S RL2 (t)는 상기 우측 채널 역위상 소음제어 신호 S Ran (t)로부터 유도되며; 도 4에 빨간색 파선으로 도시하였으며, 상기 1차 소음 추출기 L(2120)에 포함된 필터 Le2(2140) 및 위상제어기 Le2(2142) 및 진폭제어기 Le2(2144)를 거쳐 S RL2 (t)를 모사한 S' RL2 (t)를 생성한다. In addition, the right channel feedback interference signal S RL2 (t) transmitted through the transfer function H RL2 ( t ) from the
여기서 상기 필터 Le2(2140) 및 위상제어기 Le2(2142) 및 진폭제어기 Le2(2144)은 추정 전달함수 H'RL2(t)를 모사하는 역할을 수행하며, 상세하게는 필터 Le2(2140)로 하여금 상기 추정 전달함수 H'RL2(t)의 주파수 응답특성을 모사하도록 주 제어기(1000)에 의해 필터의 특성을 제어하며, 위상제어기 Le2(2142)로 하여금 추정 전달함수 H'RL2(t)의 위상 응답특성을 모사하도록 주 제어기(1000)에 의해 위상을 제어하고, 진폭제어기 Le2(2144)로 하여금 전달함수 H'RL2(t)의 진폭 응답특성을 모사하도록 주 제어기(1000)에 의해 진폭을 제어한다. Here, the filter Le2 (2140), the phase controller Le2 (2142), and the amplitude controller Le2 (2144) serve to simulate the estimated transfer function H' RL2 (t), and in detail, the filter Le2 (2140) causes the The
따라서 상기 주 제어기(1000)는 상기 신호 S' RL2 (t) 생성 과정 이전에, 추정 전달함수 H'RL2(t)를 획득하는 과정에서 확보한 주파수 응답특성 및 위상 응답특성 및 진폭 응답특성에 상응하는, 상기 필터 Le2(2140)에 대한 필터 특성을 제어하기 위한 필터 제어신호 및 상기 위상제어기 Le2(2142)에 대한 위상을 제어하기 위한 위상 제어신호 및 상기 진폭제어기 Le2(2144)에 대한 진폭을 제어하기 위한 진폭 제어신호를 상기 1차 소음 추출기 L(2120)로 전달해야 한다.Therefore, the
상기 3개의 신호 S' Lref (t) 및 S' L4 (t) 및 S' RL2 (t)는 1차 소음 추출기 L(2120)에 포함된 제3합성기(2122)로 입력되며, 상기 제3합성기(2122)를 거쳐 출력되는 신호 S Lex1 (t) = S' Lref (t) - S' L4 (t) - S' RL2 (t)로 정의되며, S Lex1 (t) ?? S L1 (t)이 되고, 이에 대한 상세 과정은 도 15에 도시되어 있다.The three signals S' Lref (t) , S' L4 (t), and S' RL2 (t) are input to the
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 우측 채널 1차 소음 추출기 R(3120)의 세부 구성도를 도시한 것이며, 과정은 상기 좌측 채널 1차 소음 추출기 L(2120)과 동일하다.6 shows a detailed configuration diagram of the right channel primary
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 좌측 채널 다중 대역 능동 소음제어 블록 L(2150)의 세부 구성도를 도시한 것으로, 상기 다중 대역 능동 소음제어 블록 L(2150)은 n개의 필터 Lf1, Lf2, ... ,Lfn으로 구성된 필터 뱅크(2155); 및 n개의 위상 제어요소 Lpc1, Lpc2, ... ,Lpcn으로 구성된 위상 제어기(2160); 및 n개의 진폭 제어요소 Lgc1, Lgc2, ... ,Lgcn으로 구성된 진폭 제어기(2165); 및 제5합성기(2170)를 포함하고, 여기서 첨자 n은 주파수 대역의 수를 의미한다.7 shows a detailed configuration diagram of a left channel multi-band active noise
상기 필터 뱅크(2155)는 주 제어기(1000)의 대역 선택 제어신호에 기반하여 소음신호 S Lex1 (t)를 복수의 주파수 대역으로 분리한다. 상기 1차 소음은 다수의 노이즈 소스(noise source)들에 의해 중첩되어 광대역 특성을 나타내기 때문에, 특정 주파수 대역에서 소음제거를 위해 최적화된 역위상 소음제어 신호가 다른 주파수 대역에서까지 소음제거를 위해 최적화된 것은 아니다. 특히 1KHz 이상의 고주파 대역에서는 오히려 소음을 증가시키는 오류를 발생시키기도 한다. The
따라서, 상기 필터 뱅크(2155)는 전체 주파수 대역을 복수의 주파수 대역으로 세분화하여 각각의 주파수 대역별로 최적화된 필터 특성 및 위상 및 진폭 제어를 위하여, 상기 1차 소음을 상기 주 제어기(1000)에서 생성하여 전달한 제어신호에 기반하여 복수의 주파수 대역별로 분리시킨다. 이를 위하여 상기 필터 뱅크(2155)는 제1 내지 제n 주파수 대역의 저역 통과 필터 및 대역 통과 필터로 이루어져 있고, 상기 주 제어기(1000)의 제어신호를 기초로 상기 제1 필터부터 제n 필터까지 순차적으로 선택할 수 있다. Therefore, the
상기 1차 소음 추출기 L(2120)에서 출력된 신호 S Lex1 (t)는 상기 1차 소음신호 S L1 (t)와 매우 유사하며, 상기 소음신호 S Lex1 (t)를 이용하여 좌측 채널의 역위상 소음제어 신호를 생성한다. The signal S Lex1 (t) output from the first noise extractor L (2120) is very similar to the first noise signal S L1 (t) , and has an anti-phase of the left channel using the noise signal S Lex1 (t). Generates a noise control signal.
다중 대역 능동 소음제어 블록 L(2150)에 포함된 상기 필터 뱅크(2155) 및 위상 제어기(2160) 및 진폭 제어기(2165)는 주 제어기(1000)에 의해 각각의 주파수 대역별로 각각의 필터 특성 및 위상 및 진폭을 제어하여 상기 역위상 소음제어 신호를 생성하고, 이렇게 각각의 주파수 대역별로 생성된 역위상 소음제어 신호는 상기 제5합성기(2170)를 거쳐 모든 주파수 대역에 걸쳐 좌측 채널 역위상 소음제어 신호를 합성한다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 좌측 채널 다중 대역 능동 소음제어 블록 L(2150)의 상세한 과정은 도 16에 도시하였으며, 다중 대역 능동 소음제어 블록 L(2150)에 포함된 상기 필터 뱅크(2155)로 상기 1차 소음신호 S Lex1 (t)가 입력되면, 주 제어기(1000)에 의해 첫 번째 주파수 대역의 필터 Lf1을 선택한다. A detailed process of the left channel multi-band active noise
이어서 상기 선택된 주파수 대역의 필터의 응답특성을 주 제어기(1000)에 의해 제어하고, 상기 선택된 주파수 대역의 위상 제어기의 위상을 주 제어기(1000)에 의해 제어한 후, 상기 선택된 주파수 대역의 진폭 제어기의 진폭을 주 제어기(1000)에 의해 제어한다. After controlling the response characteristics of the filter of the selected frequency band by the
이어서 주 제어기(1000)에 의해 다음 주파수 대역의 필터를 선택하고, 마지막 주파수 대역에 이르기까지 각각의 주파수 대역별로 상기 필터의 응답특성과 위상 제어기의 위상과 진폭 제어기의 진폭을 주 제어기(1000)에 의해 반복하여 제어한다. 이 과정에서 상기 주 제어기(1000)는 대역 선택 신호 및 필터 특성 제어신호 및 위상 제어신호 및 진폭 제어신호를 생성하여 상기 다중 대역 능동소음 제어 블록 L(2150)에 전달한다.Subsequently, the
마지막 주파수 대역을 초과하는 경우 각각의 주파수 대역별로 생성된 역위상 소음제어 신호를 상기 제5합성기(2170)를 통해 합성한다.When the frequency band exceeds the last frequency band, antiphase noise control signals generated for each frequency band are synthesized through the
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 필터 뱅크(2155)의 각각의 주파수 대역별로 나누어진 필터의 주 제어기(1000)에 의한 상세한 제어 과정은 도 17에 도시하였으며, 주 제어기(1000)에 의해 선택된 주파수 대역의 필터의 통과대역 이득을 주 제어기(1000)에 의해 제어하고, 선택된 필터의 차단 주파수를 주 제어기(1000)에 의해 제어한 후, 선택된 필터의 Q값(Quality factor, 기울기 또는 대역폭)을 주 제어기(1000)에 의해 제어한다. 이 과정에서 상기 주 제어기(1000)는 제2마이크(220)를 통해 입력된 신호 S Lerr (t)에서 추출한 신호 S Lex2 (t)의 에너지 레벨을 계산하여 이 값이 최소값이 되도록 필터의 특성을 제어한다.A detailed control process by the
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 위상 제어기(2160)의 주 제어기(1000)에 의한 상세한 제어 과정은 도 18에 도시하였으며, 먼저 상기 주 제어기(1000)에 의해 선택된 주파수 대역의 진폭 제어기(2165)의 진폭 값을 주 제어기(1000)에 의해 초기화하고, 주 제어기(1000)에 의해 선택된 주파수 대역의 위상 제어기(2160)의 위상 값을 주 제어기(1000)에 의해 최소 위상 값으로 초기화한다. A detailed control process by the
상기 제2마이크(220)를 통해 입력된 신호 S Lerr (t)가 상기 2차 소음 추출기 Ls(2320)를 거쳐 추출된 신호 S Lex2 (t)의 에너지 레벨을 주 제어기(1000)에 의해 연산 후 저장하고, 상기 주 제어기(1000)에 의해 위상 값을 증가시키는 위상 제어신호를 상기 위상 제어기(2160)로 전달한다. After the signal S Lerr (t) input through the
마지막 위상 값에 이를 때까지 주 제어기(1000)에 의해 상기 과정을 반복하고, 마지막 위상 값을 초과하는 경우, 주 제어기(1000)에 의해 저장된 상기 에너지 레벨 중 최소 값에 해당하는 위상 값을 분석하여 해당 위상 값을 설정하는 위상 제어신호를 상기 위상 제어기(2160)로 전달한다.The above process is repeated by the
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 진폭 제어기(2165)의 주 제어기(1000)에 의한 상세한 제어 과정은 도 19에 도시하였으며, 먼저 상기 주 제어기(1000)에 의해 선택된 주파수 대역의 최소 에너지 레벨에 해당하는 위상 값으로 위상 제어기(2160)를 초기화하고, 주 제어기(1000)에 의해 선택된 주파수 대역의 진폭 제어기(2165)를 최소 진폭 값으로 초기화한다. A detailed control process by the
상기 제2마이크(220)를 통해 입력된 신호 S Lerr (t)가 상기 2차 소음 추출기 Ls(2320)를 거쳐 추출된 신호 S Lex2 (t)의 에너지 레벨을 주 제어기(1000)에 의해 연산 후 저장하고, 상기 주 제어기(1000)에 의해 진폭 값을 증가시키는 진폭 제어신호를 상기 진폭 제어기(2165)로 전달한다. After the signal S Lerr (t) input through the
마지막 진폭 값에 이를 때까지 주 제어기(1000)에 의해 상기 과정을 반복하고, 마지막 진폭 값을 초과하는 경우, 주 제어기(1000)에 의해 저장된 상기 에너지 레벨 중 최소 값에 해당하는 진폭 값을 분석하여 해당 진폭 값을 설정하는 진폭 제어신호를 상기 진폭 제어기(2165)로 전달한다.The above process is repeated by the
이렇게 주 제어기(1000)에 의해, 제2마이크(220)를 통해 입력되는 잔여 소음신호 S L2 (t) - S L3 (t)가 최소값이 되도록, 좌측 채널 다중 대역 능동 소음제어 블록 L(2150)에 포함된, 필터 뱅크(2155) 및 위상 제어기(2160) 및 진폭 제어기(2165)를 각각의 주파수 대역별로 나누어 제어하는 과정을 거쳐, 최적의 역위상 소음제어 신호를 생성하고, 제5합성기(2170)를 거쳐 제1스피커(210)로 출력할 역위상 소음제어 신호를 합성하도록 반복적으로 제어를 실행한다.In this way, the left channel multi-band active noise control block L (2150) so that the residual noise signal S L2 (t) - S L3 (t) input through the
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 우측 채널 다중 대역 능동 소음제어 블록 R(3150)의 세부 구성도를 도시한 것으로, 과정은 상기 좌측 채널 다중 대역 능동 소음제어 블록 L(2150)과 동일하다.8 shows a detailed configuration diagram of the right channel multi-band active noise
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 좌측 채널 2차 소음 추출기 L(2320)의 세부 구성도를 도시한 것으로, 상기 제2마이크(220)를 통해 입력된 잔여 소음신호 S Lerr (t)는, 상기 제2스피커(310)에서 출력되는 우측 채널 역위상 소음제어 신호의 간섭 신호 S RL1 (t)에 의해, 상기 2차 소음신호 S L2 (t)와, 상기 제1스피커(210)를 통해 출력된 좌측 채널 역위상 소음제어 신호 S L3 (t)가 중첩되어, 상호 제거되고 남은 잔여 소음신호가 오염된 것이므로, 상기 잔여 소음신호를 오염시킨 교란 신호를 제거하여야 하며, 상기 2차 소음 추출기 Ls(2320)에서 이 역할을 수행한다. 9 shows a detailed configuration diagram of a left channel secondary
교란 신호를 제거하여 추출한 잔여 소음신호 S L2 (t) - S L3 (t) = S Lerr (t) - S RL1 (t)로 정의할 수 있으며, 상기 프리 앰프 Ls(2310)를 거쳐 증폭된 S Lerr (t)는 S' Lerr (t)로 변환되어 상기 2차 소음 추출기 Ls(2320)로 입력된다. The residual noise signal extracted by removing the disturbance signal S L2 (t) - S L3 (t) = S Lerr (t) - S RL1 (t) , which is amplified through the preamplifier Ls (2310 ) Lerr (t) is converted into S' Lerr (t) and input to the secondary noise extractor Ls (2320).
여기에서 상기 제2스피커(310)로부터 제2마이크(220)까지의 전달함수 HRL1(t)를 거쳐 전달되는 우측 채널 간섭 신호 S RL1 (t)는 상기 우측 채널 역위상 소음제어 신호 S Ran (t)로부터 유도되며; 도 4에 빨간색 파선으로 도시하였으며, 상기 2차 소음 추출기 Ls(2320)에 포함된 필터 Lse(2330) 및 위상제어기 Lse(2332) 및 진폭제어기 Lse(2334)를 거쳐 S RL1 (t)를 모사한 S' RL1 (t)를 생성한다. Here , the right channel interference signal S RL1 (t) transmitted through the transfer function H RL1 (t) from the
여기서 상기 필터 Lse(2330) 및 위상제어기 Lse(2332) 및 진폭제어기 Lse(2334)는 추정 전달함수 H'RL1(t)를 모사하는 역할을 수행하며, 상세하게는 필터 Lse(2330)로 하여금 상기 추정 전달함수 H'RL1(t)의 주파수 응답특성을 모사하도록 주 제어기(1000)에 의해 필터의 특성을 제어하며, 위상제어기 Lse(2332)로 하여금 추정 전달함수 H'RL1(t)의 위상 응답특성을 모사하도록 주 제어기(1000)에 의해 위상을 제어하고, 진폭제어기 Lse(2334)로 하여금 전달함수 H'RL1(t)의 진폭 응답특성을 모사하도록 주 제어기(1000)에 의해 진폭을 제어한다. Here, the
따라서 상기 주 제어기(1000)는 상기 신호 S' RL1 (t) 생성 과정 이전에, 추정 전달함수 H'RL1(t)를 획득하는 과정에서 확보한 주파수 응답특성 및 위상 응답특성 및 진폭 응답특성에 상응하는, 상기 필터 Lse(2330)의 필터 특성을 제어하기 위한 필터 제어신호 및 상기 위상제어기 Lse(2332)의 위상을 제어하기 위한 위상 제어신호 및 상기 진폭제어기 Lse(2334)의 진폭을 제어하기 위한 진폭 제어신호를 상기 2차 소음 추출기 L(2320)로 전달해야 한다.Therefore, the
상기 2개의 신호 S' Lerr (t) 및 S' RL1 (t)는 2차 소음 추출기 Ls(2320)에 포함된 제7합성기(2340)로 입력되며 제7합성기(2340)를 거쳐 출력되는 신호 S Lex2 (t) = S' Lerr (t) - S' RL1 (t)로 정의되며, S Lex2 (t) ?? S L2 (t) - S L3 (t)가 되고, 이에 대한 상세 과정은 도 20에 도시하였다.The two signals S' Lerr (t) and S' RL1 (t) are input to the
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 우측 채널 2차 소음 추출기 Rs(3320)의 세부 구성도를 도시한 것으로, 과정은 상기 좌측 채널 2차 소음 추출기 Ls(2320)와 동일하다. 10 shows a detailed configuration diagram of the right channel secondary
도 11과 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 좌측 및 우측 채널 전체 시스템의 디지털 영역에서의 구현을 위한 피드백 중화(feedback neutralization) 필터를 포함하는 fx-LMS 알고리즘의 예시를 도시한 것으로 H^L4(z)와 Z-1은 피드백 중화 필터이며, 이 중 H^L4(z)는 상기 제1스피커(210)로부터 제1마이크(200)에 이르는 피드백 음향 전달 경로의 전달함수 HL4(z)의 추정된 전달함수이다. 11 and 12 show an example of an fx-LMS algorithm including a feedback neutralization filter for implementation in the digital domain of the entire left and right channel system according to an embodiment of the present invention, H^ L4 (z) and Z -1 are feedback neutralization filters, of which H^ L4 (z) is the transfer function of the feedback sound transfer path from the
H^LR1(z)는 제1스피커(210)로부터 제4마이크(320)에 이르는 음향 전달 경로의 전달함수 HLR1(z)의 추정된 전달함수이며, 좌측 채널 간섭 신호로써 우측 채널 에러 마이크의 입력 신호를 오염시킨다.H ^ LR1 (z) is an estimated transfer function of the transfer function H LR1 (z) of the sound transfer path from the
H^LR2(z)는 제1스피커(210)로부터 제3마이크(300)에 이르는 음향 전달 경로의 전달함수 HLR2(z)의 추정된 전달함수이며, 좌측 채널 피드백 간섭 신호로써 우측 채널 레퍼런스 마이크의 입력 신호를 오염시킨다. H ^ LR2 (z) is an estimated transfer function of the transfer function H LR2 (z) of the sound transfer path from the
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 좌측 채널 전체 시스템의 동작 과정의 예시를 도시한 것으로, 상기 제1마이크(200)를 통해 입력된 신호 S Lref (t)를 프리 앰프 Lp(2110)를 거쳐 증폭한 후, 상기 주 제어기(1000)에 의해 1차 소음 추출기 L(2120)을 거쳐 교란 신호를 제거한 S Lex1 (t)를 추출하고, 상기 주 제어기(1000)에 의해 S Lex1 (t)를 이용하여 다중 대역 능동 소음제어 블록 L(2150)의 각 주파수 대역별 필터 특성 및 위상과 진폭을 제어하여 역위상 소음제어 신호를 생성한 후, 상기 제1합성기(2180)와 파워 앰프 L(2190)을 거쳐 S Lan (t)를 제1스피커(210)로 출력한다.13 illustrates an example of an operating process of the entire system of the left channel according to an embodiment of the present invention, in which a signal S Lref (t) input through the
상기 소음원(100)으로부터 유입된 소음신호 S L2 (t)와, 상기 제1스피커(210)로 출력된 역위상 소음제어 신호 S L3 (t)는 소음제거 공간에서 중첩되어 상호 제거되고 잔여 소음신호가 남게 되는데 상기 잔여 소음신호에, 상기 우측 채널 간섭 신호 S RL1 (t)가 더해져 상기 제2마이크(220)로 입력되어 프리 앰프 Ls(2310)를 거쳐 증폭된 후, 상기 주 제어기(1000)에 의해 2차 소음 추출기 Ls(2320)를 거쳐 교란 신호를 제거한 S Lex2 (t)를 추출하고, 상기 필터 Ls(2350)와 A/D 변환기 Ls(2360)를 거쳐 주 제어기(1000)로 입력된다.The noise signal S L2 (t) introduced from the
상기 주 제어기(1000)는 입력된 신호 S Lex2 (t)의 에너지 레벨이 최소가 되도록 상기 다중 대역 능동 소음제어 블록 L(2150)의 각 주파수 대역별 필터 특성 및 위상 값과 진폭 값을 반복적으로 제어한다.The
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템의 초기화 과정에서 상기 제1스피커(210) 및 제2스피커(310)로부터 상기 제1마이크(200) 및 제2마이크(220) 및 제3마이크(300) 및 제4마이크(320)에 이르는 각각의 음향 전달 경로상의 전달특성을 추정하는 과정의 예시를 도시한 것으로, 상기 제1스피커(210)에서 제1마이크(200)에 이르는 음향 전달 경로의 전달함수 HL4(t)의 추정된 전달함수 H^L4(t)를 획득하고, 이어서 상기 제2스피커(310)에서 제1마이크(200)에 이르는 음향 전달 경로의 전달함수 HRL2(t)의 추정된 전달함수 H^RL2(t)를 획득한다.14 shows the
이어서 상기 제1스피커(210)에서 제2마이크(220)에 이르는 음향 전달 경로의 전달함수 HL3(t)의 추정된 전달함수 H^L3(t)를 획득하고, 이어서 상기 제2스피커(310)에서 제2마이크(220)에 이르는 음향 전달 경로의 전달함수 HRL1(t)의 추정된 전달함수 H^RL1(t)를 획득한다.Next, an estimated transfer function H^ L3 (t) of the transfer function H L3 (t) of the sound transfer path from the
이어서 상기 제2스피커(310)에서 제3마이크(300)에 이르는 음향 전달 경로의 전달함수 HR4(t)의 추정된 전달함수 H^R4(t)를 획득하고, 이어서 상기 제1스피커(210)에서 제3마이크(300)에 이르는 음향 전달 경로의 전달함수 HLR2(t)의 추정된 전달함수 H^LR2(t)를 획득한다.Next, an estimated transfer function H^ R4 (t) of the transfer function H R4 (t) of the sound transfer path from the
이어서 상기 제2스피커(310)에서 제4마이크(320)에 이르는 음향 전달 경로의 전달함수 HR3(t)의 추정된 전달함수 H^R3(t)를 획득하고, 이어서 상기 제1스피커(210)에서 제4마이크(320)에 이르는 음향 전달 경로의 전달함수 HLR1(t)의 추정된 전달함수 H^LR1(t)를 획득한다.Next, an estimated transfer function H^ R3 (t) of the transfer function H R3 (t) of the sound transfer path from the
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 좌측 채널 1차 소음 추출기 L(2120)에서, 전술한 바와 같이, 상기 제1마이크(200)를 통해 입력된 신호에서 교란 신호를 제거하고, 1차 소음신호를 추출하는 과정의 예시를 도시한 것이다.15 shows that, as described above, in the left channel primary noise extractor L (2120) according to an embodiment of the present invention, the disturbance signal is removed from the signal input through the
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 좌측 채널 다중 대역 능동 소음제어 블록 L(2150)에서 역위상 소음제어 신호를 생성하는 과정의 예시를 도시한 것으로, 좌측 채널 다중 대역 능동 소음제어 블록 L(2150)에 포함된 필터의 특성과 위상 제어기의 위상 값 및 진폭 제어기의 진폭 값을 주 제어기(1000)에 의해 주파수 대역별로 나누어 상기 좌측 채널 역위상 소음제어 신호를 생성하는 과정을 도시하였다.16 illustrates an example of a process of generating an anti-phase noise control signal in the left channel multi-band active noise
상세하게는 도 17에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 다중 대역 능동 소음제어 블록에 포함된 필터 특성 중 에러 마이크를 통해 입력된 상기 잔여 소음신호의 크기가 최소가 되도록 상기 필터의 통과대역의 이득과 차단 주파수 및 Q값을 주제어기에 의해 제어한다.In detail, as shown in FIG. 17, among the filter characteristics included in the multi-band active noise control block according to an embodiment of the present invention, the filter so that the magnitude of the residual noise signal input through the error microphone is minimized. The gain, cutoff frequency, and Q value of the passband of are controlled by the main controller.
아울러 도 18에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제2마이크(220)를 통해 입력된 잔여 소음신호의 크기가 최소가 되도록 상기 좌측 채널 다중 대역 능동 소음제어 블록 L(2150)에 포함된 위상 제어기(2160)의 위상을 주 제어기(1000)에 의해 제어하고, 아울러 도 19에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제2마이크(220)를 통해 입력된 잔여 소음신호의 크기가 최소가 되도록 상기 좌측 채널 다중 대역 능동 소음제어 블록 L(2150)에 포함된 진폭 제어기(2165)의 진폭을 주 제어기(1000)에 의해 제어한다.In addition, as shown in FIG. 18, the left channel multi-band active noise
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 좌측 채널 2차 소음 추출기 Ls(2320)에서, 전술한 바와 같이, 상기 제2마이크(220)를 통해 입력된 신호에서 교란 신호를 제거하고, 잔여 소음신호를 추출하는 과정의 예시를 도시한 것이다.20 shows that, as described above, in the left channel secondary
상기와 같은 소음 제거 방법은 헤드폰 장치 내의 제어 기능을 수행하는 제어부(controller), 프로세서(processor) 또는 펌웨어(firmware) 등에 의해 수행될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 헤드폰 장치 또는 상기 헤드폰 장치와 연결된 다양한 전자 기기(electronic device)들의 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The noise canceling method as described above can be performed by a controller, processor, or firmware that performs a control function in the headphone device, as well as various electronic devices connected to the headphone device or the headphone device. It may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means of electronic devices and recorded in a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program instructions recorded on the medium may be those specially designed and configured for the present invention or those known and usable to those skilled in computer software. The hardware devices described above may be configured to act as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.The above description of the present invention is for illustrative purposes, and those skilled in the art can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description above, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
HL1(t) : 소음원(100)에서 제1마이크(200)까지의 소음 전파 경로의 전달함수
HL2(t) : 소음원(100)에서 제2마이크(220)까지의 소음 전파 경로의 전달함수
HL3(t) : 제1스피커(210)에서 제2마이크(220)까지의 소음 전파 경로의 전달함수
HL4(t) : 제1스피커(210)에서 제1마이크(200)까지의 소음 전파 경로의 전달함수
HRL1(t) : 제2스피커(310)에서 제2마이크(220)까지의 소음 전파 경로의 전달함수
HRL2(t) : 제2스피커(310)에서 제1마이크(200)까지의 소음 전파 경로의 전달함수
H'L3(t) : 제1스피커(210)에서 제2마이크(220)까지의 소음 전파 경로의 추정 전달함수
H'L4(t) : 제1스피커(210)에서 제1마이크(200)까지의 소음 전파 경로의 추정 전달함수
H'RL1(t) : 제2스피커(310)에서 제2마이크(220)까지의 소음 전파 경로의 추정 전달함수
H'RL2(t) : 제2스피커(310)에서 제1마이크(200)까지의 소음 전파 경로의 추정 전달함수
HR1(t) : 소음원(100)에서 제3마이크(300)까지의 소음 전파 경로의 전달함수
HR2(t) : 소음원(100)에서 제4마이크(320)까지의 소음 전파 경로의 전달함수
HR3(t) : 제2스피커(310)에서 제4마이크(320)까지의 소음 전파 경로의 전달함수
HR4(t) : 제2스피커(310)에서 제3마이크(300)까지의 소음 전파 경로의 전달함수
HLR1(t) : 제1스피커(210)에서 제4마이크(320)까지의 소음 전파 경로의 전달함수
HLR2(t) : 제1스피커(210)에서 제3마이크(300)까지의 소음 전파 경로의 전달함수
H'R3(t) : 제2스피커(310)에서 제4마이크(320)까지의 소음 전파 경로의 추정 전달함수
H'R4(t) : 제2스피커(310)에서 제3마이크(300)까지의 소음 전파 경로의 추정 전달함수
H'LR1(t) : 제1스피커(210)에서 제4마이크(320)까지의 소음 전파 경로의 추정 전달함수
H'LR2(t) : 제1스피커(210)에서 제3마이크(300)까지의 소음 전파 경로의 추정 전달함수
Hmic(t) : 제1마이크(200), 제2마이크(220), 제3마이크(300), 제4마이크(320)의 전달함수로써 본 발명의 일 실시예에 따른 모든 마이크의 전달함수는 동일하다고 가정한다.
Hspk(t) : 제1스피커(210), 제2스피커(310)의 전달함수로써 본 발명의 일 실시예에 따른 모든 스피커의 전달함수는 동일하다고 가정한다.
S L1 (t) : 소음원(100)에서 제1마이크(200)까지의 소음 전파 경로 HL1(t)를 거쳐 전달되는 1차 소음신호
S L2 (t) : 소음원(100)에서 제2마이크(220)까지의 소음 전파 경로 HL2(t)를 거쳐 전달되는 2차 소음신호
S L3 (t) : 제1스피커(210)에서 제2마이크(220)까지의 소음 전파 경로 HL3(t)를 거쳐 전달되는 역위상 소음제어 신호
S L4 (t) : 제1스피커(210)에서 제1마이크(200)까지의 소음 전파 경로 HL4(t)를 거쳐 전달되는 좌측 채널 피드백 신호
S RL1 (t) : 제2스피커(310)에서 제2마이크(220)까지의 소음 전파 경로 HRL1(t)를 거쳐 전달되는 우측 채널 간섭 신호
S RL2 (t) : 제2스피커(310)에서 제1마이크(200)까지의 소음 전파 경로 HRL2(t)를 거쳐 전달되는 우측 채널 피드백 간섭 신호
S Lref (t) : 제1마이크(200)로 입력되어 제1마이크(200)의 전달특성 Hmic(t)를 거쳐 전달되는 오염된 1차 소음신호
S' Lref (t) : S Lref (t)가 프리 앰프 Lp(2110)를 거쳐 출력되는 오염된 1차 소음신호
S Lex1 (t) : S' Lref (t)가 1차 소음 추출기 L(2120)을 거쳐 추출되는 1차 소음신호
S Lerr (t) : 제2마이크(220)로 입력되어 제2마이크(220)의 전달특성 Hmic(t)를 거쳐 전달되는 오염된 잔여 소음신호
S' Lerr (t) : S lerr (t)가 프리 앰프 Ls(2310)를 거쳐 출력되는 오염된 잔여 소음신호
S Lex2 (t) : S' Lerr (t)가 2차 소음 추출기 Ls(2320)를 거쳐 추출되는 잔여 소음신호
S Lan (t) : 파워 앰프 L(2190)에서 제1스피커(210)로 출력되는 역위상 소음제어 신호
S' L4 (t) : S Lan (t)가 1차 소음 추출기 L(2120)의 필터 Le1(2130) 및 위상 제어기 Le1(2132) 및 진폭 제어기 Le1(2134)을 거쳐 출력되는 S L4 (t)를 모사한 좌측 채널 피드백 신호
S' RL2 (t) : S Ran (t)가 1차 소음 추출기 L(2120)의 필터 Le2(2140) 및 위상 제어기 Le2(2142) 및 진폭 제어기 Le2(2144)를 거쳐 출력되는 S RL2 (t)를 모사한 우측 채널 피드백 간섭 신호
S' RL1 (t) : S Ran (t)가 2차 소음 추출기 Ls(2320)의 필터 Lse(2330) 및 위상 제어기 Lse(2332) 및 진폭 제어기 Lse(2334)를 거쳐 출력되는 S RL1 (t)를 모사한 우측 채널 간섭 신호
S R1 (t) : 소음원(100)에서 제3마이크(300)까지의 소음 전파 경로 HR1(t)를 거쳐 전달되는 소음신호
S R2 (t) : 소음원(100)에서 제4마이크(320)까지의 소음 전파 경로 HR2(t)를 거쳐 전달되는 소음신호
S R3 (t) : 제2스피커(310)에서 제4마이크(320)까지의 소음 전파 경로 HR3(t)를 거쳐 전달되는 역위상 소음제어 신호
S R4 (t) : 제2스피커(310)에서 제3마이크(300)까지의 소음 전파 경로 HR4(t)를 거쳐 전달되는 우측 채널 피드백 신호
S LR1 (t) : 제1스피커(210)에서 제4마이크(320)까지의 소음 전파 경로 HLR1(t)를 거쳐 전달되는 좌측 채널 간섭 신호
S LR2 (t) : 제1스피커(210)에서 제3마이크(300)까지의 소음 전파 경로 HLR2(t)를 거쳐 전달되는 좌측 채널 피드백 간섭 신호
S Rref (t) : 제3마이크(300)로 입력되어 제3마이크(300)의 전달특성 Hmic(t)를 거쳐 전달되는 오염된 1차 소음신호
S' Rref (t) : S Rref (t)가 프리 앰프 Rp(3110)를 거쳐 출력되는 오염된 1차 소음신호
S Rex1 (t) : S' Rref (t)가 1차 소음 추출기 R(3120)을 거쳐 추출되는 1차 소음신호
S Rerr (t) : 제4마이크(320)로 입력되어 제4마이크(320)의 전달특성 Hmic(t)를 거쳐 전달되는 오염된 잔여 소음신호
S' Rerr (t) : S Rerr (t)가 프리 앰프 Rs(3310)를 거쳐 출력되는 오염된 잔여 소음신호
S Rex2 (t) : S' Rerr (t)가 2차 소음 추출기 Rs(3320)를 거쳐 추출되는 잔여 소음신호
S Ran (t) : 파워 앰프 R(3190)에서 제2스피커(310)로 출력되는 역위상 소음제어 신호
S' R4 (t) : S Ran (t)가 1차 소음 추출기 R(3120)의 필터 Re1(3130) 및 위상 제어기 Re1(3132) 및 진폭 제어기 Re1(3134)을 거쳐 출력되는 S R4 (t)를 모사한 우측 채널 피드백 신호
S' LR2 (t) : S Lan (t)가 1차 소음 추출기 R(3120)의 필터 Re2(3140) 및 위상 제어기 Re2(3142) 및 진폭 제어기 Re2(3144)를 거쳐 출력되는 S LR2 (t)를 모사한 좌측 채널 피드백 간섭 신호
S' LR1 (t) : S Lan (t)가 2차 소음 추출기 Rs(3320)의 필터 Rse(3330) 및 위상 제어기 Rse(3332) 및 진폭 제어기 Rse(3334)을 거쳐 출력되는 S LR1 (t)를 모사한 좌측 채널 간섭 신호
HL2(z) : 소음원(100)으로부터 좌측 채널 제2마이크(220)로의 소음 전파 경로의 전달함수
HL3(z) : 좌측 채널 제1스피커(210)로부터 제2마이크(220)로의 2차 경로의 전달함수
H^L3(z) : 좌측 채널 2차 경로의 추정 전달함수
H^L4(z) : 좌측 채널 제1스피커(210)로부터 제1마이크(200)로의 피드백 경로의 추정 전달함수
H^RL1(z) : 우측 채널 제2스피커(310)로부터 좌측 채널 제2마이크(220)로의 간섭 경로의 추정 전달함수
H^RL2(z) : 우측 채널 제2스피커(310)로부터 좌측 채널 제1마이크(200)로의 피드백 간섭 경로의 추정 전달함수
HR2(z) : 소음원(100)으로부터 우측 채널 제4마이크(320)로의 소음 전파 경로의 전달함수
HR3(z) : 우측 채널 제2스피커(310)로부터 제4마이크(320)로의 2차 경로의 전달함수
H^R3(z) : 우측 채널 2차 경로의 추정 전달함수
H^R4(z) : 우측 채널 제2스피커(310)로부터 제3마이크(300)로의 피드백 경로의 추정 전달함수
H^LR1(z) : 좌측 채널 제1스피커(210)로부터 우측 채널 제4마이크(320)로의 간섭 경로의 추정 전달함수
H^LR2(z) : 좌측 채널 제1스피커(210)로부터 우측 채널 제3마이크(300)로의 피드백 간섭 경로의 추정 전달함수
W(z) + LMS : fx-LMS(filtered-x Least Mean Square) 알고리즘
S L1 (n) : 마이크를 통해 입력된 좌측 채널 레퍼런스 소음신호
S L2 (n) : S L1 (n)이 소음 전파 경로 HL2(z)을 거쳐 전달되는 2차 소음신호
S L3 (n) : 2차 경로(secondary path) HL3(z)을 거쳐 전달되는 역위상 소음제어 신호
S' L4 (n) : 레퍼런스 소음신호 S L1 (n)을 오염시키는 좌측 채널 피드백 신호를 중화시키기 위한 신호
S Lerr (n) : 마이크를 통해 입력된 좌측 채널 잔여 소음신호
S Lan (n) : fx-LMS 알고리즘에 의해 생성된 좌측 채널 역위상 소음제어 신호
S' RL1 (n) : 잔여 소음신호 S Lerr (n)을 오염시키는 우측 채널 간섭 신호를 중화시키기 위한 신호
S' RL2 (n) : 레퍼런스 소음신호 S L1 (n)을 오염시키는 우측 채널 피드백 간섭 신호를 중화시키기 위한 신호
S Lex1 (n) : 레퍼런스 소음신호 S L1 (n)에서 교란 신호들을 제거한 소음신호
S' Lex1 (n) : 레퍼런스 소음신호 S L1 (n)이 추정 2차 경로(secondary path) H^L3(z)을 거쳐 전달되는 소음신호
S R1 (n) : 마이크를 통해 입력된 우측 채널 레퍼런스 소음신호
S R2 (n) : S R1 (n)이 소음 전파 경로 HR2(z)을 거쳐 전달되는 2차 소음신호
S R3 (n) : 2차 경로(secondary path) HR3(z)을 거쳐 전달되는 역위상 소음제어 신호
S' R4 (n) : 레퍼런스 소음신호 S R1 (n)을 오염시키는 우측 채널 피드백 신호를 중화시키기 위한 신호
S Rerr (n) : 마이크를 통해 입력된 우측 채널 잔여 소음신호
S Ran (n) : fx-LMS 알고리즘에 의해 생성된 우측 채널 역위상 소음제어 신호
S' LR1 (n) : 잔여 소음신호 S Rerr (n)을 오염시키는 좌측 채널 간섭 신호를 중화시키기 위한 신호
S' LR2 (n) : 레퍼런스 소음신호 S R1 (n)을 오염시키는 좌측 채널 피드백 간섭 신호를 중화시키기 위한 신호
S Rex1 (n) : 레퍼런스 소음신호 S R1 (n)에서 교란 신호들을 제거한 소음신호
S' Rex1 (n) : 레퍼런스 소음신호 S R1 (n)이 추정 2차 경로(secondary path) H^R3(z)을 거쳐 전달되는 소음신호H L1 (t): Transfer function of the noise propagation path from the
H L2 (t): Transfer function of the noise propagation path from the
H L3 (t): Transfer function of the noise propagation path from the
H L4 (t): Transfer function of the noise propagation path from the
H RL1 (t): transfer function of the noise propagation path from the
H RL2 (t): Transfer function of the noise propagation path from the
H' L3 (t): Estimated transfer function of the noise propagation path from the
H' L4 (t): Estimated transfer function of the noise propagation path from the
H' RL1 (t): Estimated transfer function of the noise propagation path from the
H' RL2 (t): Estimated transfer function of the noise propagation path from the
H R1 (t): Transfer function of the noise propagation path from the
H R2 (t): Transfer function of the noise propagation path from the
H R3 (t): Transfer function of the noise propagation path from the
H R4 (t): Transfer function of the noise propagation path from the
H LR1 (t): transfer function of the noise propagation path from the
H LR2 (t): transfer function of the noise propagation path from the
H' R3 (t): Estimated transfer function of the noise propagation path from the
H' R4 (t): Estimated transfer function of the noise propagation path from the
H' LR1 (t): Estimated transfer function of the noise propagation path from the
H' LR2 (t): Estimated transfer function of the noise propagation path from the
H mic (t): transfer function of all microphones according to an embodiment of the present invention as transfer functions of the
H spk (t): As the transfer function of the
S L1 (t) : The first noise signal transmitted through the noise propagation path H L1 (t) from the
S L2 (t) : Secondary noise signal transmitted through the noise propagation path H L2 (t) from the
S L3 (t) : anti-phase noise control signal transmitted through the noise propagation path H L3 (t) from the
S L4 (t) : Left channel feedback signal transmitted through the noise propagation path H L4 (t) from the
S RL1 (t) : Right channel interference signal transmitted through the noise propagation path H RL1 (t) from the
S RL2 (t) : Right channel feedback interference signal transmitted through the noise propagation path H RL2 (t) from the
S Lref (t) : Contaminated primary noise signal input to the
S' Lref (t) : S Lref (t) is the first polluted noise signal output through the preamplifier Lp (2110)
S Lex1 (t) : S' Lref (t) is the first noise signal extracted through the first noise extractor L (2120)
S Lerr (t) : Contaminated residual noise signal input to the
S' Lerr (t) : S lerr (t) is a polluted residual noise signal output through the preamplifier Ls (2310)
S Lex2 (t) : Residual noise signal extracted from S' Lerr (t) through the secondary noise extractor Ls (2320)
S Lan (t) : anti-phase noise control signal output from the power amplifier L (2190) to the first speaker (210)
S' L4 (t) : S L4 (t) where S Lan (t) is output through the filter Le1 (2130) of the primary noise extractor L (2120), the phase controller Le1 (2132) and the amplitude controller Le1 (2134 ) Left channel feedback signal that simulates
S' RL2 (t) : S RL2 ( t) where S Ran (t) is output through the filter Le2 (2140) of the primary noise extractor L (2120), the phase controller Le2 (2142) and the amplitude controller Le2 (2144 ) Right channel feedback interference signal that simulates
S' RL1 (t) : S RL1 (t) where S Ran (t) is output through the filter Lse (2330) of the secondary noise extractor Ls (2320), the phase controller Lse (2332) and the amplitude controller Lse (2334 ) Right channel interference signal that simulates
S R1 (t) : Noise signal transmitted through the noise propagation path H R1 (t) from the
S R2 (t) : Noise signal transmitted through the noise propagation path H R2 (t) from the
S R3 (t) : anti-phase noise control signal transmitted through the noise propagation path H R3 (t) from the
S R4 (t) : Right channel feedback signal transmitted through the noise propagation path H R4 (t) from the
S LR1 (t) : Left channel interference signal transmitted through the noise propagation path H LR1 (t) from the
S LR2 (t) : Left channel feedback interference signal transmitted through the noise propagation path H LR2 (t) from the
S Rref (t) : Contaminated primary noise signal input to the
S' Rref (t) : S Rref (t) is the first polluted noise signal output through the preamplifier Rp (3110)
S Rex1 (t) : S' Rref (t) is the first noise signal extracted through the first noise extractor R (3120)
S Rerr (t) : Contaminated residual noise signal input to the
S' Rerr (t) : S Rerr (t) is the contaminated residual noise signal output through the preamplifier Rs (3310)
S Rex2 (t) : Residual noise signal from which S'Rerr ( t) is extracted through the secondary noise extractor Rs (3320)
S Ran (t) : anti-phase noise control signal output from the power amplifier R (3190) to the second speaker (310)
S' R4 (t) : S R4 (t) where S Ran (t) is output through the filter Re1 (3130) of the primary noise extractor R (3120), the phase controller Re1 (3132) and the amplitude controller Re1 (3134 ) Right channel feedback signal that simulates
S' LR2 (t) : S LR2 (t) where S Lan (t) is output through the filter Re2 (3140) of the primary noise extractor R (3120), the phase controller Re2 (3142) and the amplitude controller Re2 (3144 ) Left channel feedback interference signal that simulates
S' LR1 (t) : S LR1 (t) where S Lan (t) is output through the filter Rse (3330) of the secondary noise extractor Rs (3320), the phase controller Rse (3332) and the amplitude controller Rse (3334 ) Left channel interference signal that simulates
H L2 (z): Transfer function of the noise propagation path from the
H L3 (z): transfer function of the secondary path from the left channel
H^ L3 (z): Estimated transfer function of the second-order path of the left channel
H^ L4 (z): Estimated transfer function of the feedback path from the left channel
H^ RL1 (z): Estimated transfer function of the interference path from the right channel
H^ RL2 (z): Estimated transfer function of the feedback interference path from the
H R2 (z): Transfer function of the noise propagation path from the
H R3 (z): transfer function of the secondary path from the right channel
H^ R3 (z): Estimated transfer function of the second-order path of the right channel
H^ R4 (z): Estimated transfer function of the feedback path from the right channel
H^ LR1 (z): Estimated transfer function of the interference path from the left
H^ LR2 (z): Estimated transfer function of the feedback interference path from the left channel
W(z) + LMS: fx-LMS (filtered-x least mean square) algorithm
S L1 (n) : Left channel reference noise signal input through the microphone
S L2 (n) : Secondary noise signal transmitted from S L1 (n) through the noise propagation path H L2 (z)
S L3 (n) : anti-phase noise control signal transmitted through the secondary path H L3 (z)
S' L4 (n) : A signal for neutralizing the left channel feedback signal contaminating the reference noise signal S L1 (n)
S Lerr (n) : Left channel residual noise signal input through the microphone
S Lan (n) : Left channel anti-phase noise control signal generated by the fx-LMS algorithm
S' RL1 (n) : A signal for neutralizing the right channel interference signal contaminating the residual noise signal S Lerr (n)
S' RL2 (n) : A signal for neutralizing the right channel feedback interference signal contaminating the reference noise signal S L1 (n)
S Lex1 (n) : Noise signal obtained by removing disturbance signals from the reference noise signal S L1 (n)
S' Lex1 (n) : The noise signal transmitted through the estimated secondary path H^ L3 (z) of the reference noise signal S L1 (n)
S R1 (n) : Right channel reference noise signal input through the microphone
S R2 (n) : Secondary noise signal transmitted from S R1 (n) through the noise propagation path H R2 (z)
S R3 (n) : anti-phase noise control signal transmitted through the secondary path H R3 (z)
S' R4 (n) : A signal for neutralizing the right channel feedback signal contaminating the reference noise signal S R1 (n)
S Rerr (n) : Right channel residual noise signal input through the microphone
S Ran (n) : Right channel anti-phase noise control signal generated by the fx-LMS algorithm
S' LR1 (n) : A signal for neutralizing the left channel interference signal contaminating the residual noise signal S Rerr (n)
S' LR2 (n) : A signal for neutralizing the left channel feedback interference signal contaminating the reference noise signal S R1 (n)
S Rex1 (n) : Noise signal obtained by removing disturbing signals from the reference noise signal S R1 (n)
S' Rex1 (n) : The noise signal transmitted through the estimated secondary path H^ R3 (z) of the reference noise signal S R1 (n)
Claims (10)
헤드폰 착용 시 외부에 위치하여 소음원으로부터 공기를 매질로 하여 전파되는 1차 소음에 피드백 신호와 피드백 간섭 신호가 더해진 1차 입력신호를 입력받는 제1마이크 및 제3마이크;
상기 1차 입력신호에서 피드백 신호와 피드백 간섭 신호를 제거하고, 주파수 대역별로 필터의 특성 및 위상과 진폭을 제어하여, 역위상 소음제어 신호를 생성하여, 스피커로 출력하는 제1처리부 및 제4처리부;
헤드폰 착용 시 안쪽에 위치하여, 상기 역위상 소음제어 신호를 공기 중으로 출력하는 제1스피커 및 제2스피커;
헤드폰 착용 시 안쪽에 위치하여, 소음원으로부터 공기를 매질로 하여 전파되는 2차 소음에, 제1스피커로 출력되는 역위상 소음제어 신호와, 간섭 신호가 더해진 2차 입력신호를 입력받는 제2마이크 및 제4마이크;
상기 역위상 소음제어 신호에 의해 상기 2차 소음의 일부가 소멸되고 남은 잔여 소음신호에서, 간섭 신호를 제거하고, 디지털 신호로 변환하여 주 제어기로 전송하는 제3처리부 및 제6처리부;
상기 제1마이크로 입력된 상기 1차 입력신호를 디지털 신호로 변환하여 주 제어기로 전송하는 제2처리부 및 제5처리부; 및
상기 제1마이크 및 제2마이크 및 제3마이크 및 제4마이크를 통해 입력된 신호들을 분석하고, 1차 소음 추출기 및 2차 소음 추출기 및 다중 대역 능동 소음제어 블록 고유의 동작에 필요한 각종 제어신호를 생성하여 전달하는 주 제어기를 포함하는,
헤드폰.
For headphones,
First and third microphones that receive a first input signal obtained by adding a feedback signal and a feedback interference signal to the first noise propagated from a noise source through air as a medium, located outside when wearing headphones;
A first processing unit and a fourth processing unit that removes a feedback signal and a feedback interference signal from the primary input signal, controls the characteristics, phase, and amplitude of the filter for each frequency band to generate an anti-phase noise control signal and output it to a speaker. ;
A first speaker and a second speaker located inside when headphones are worn and outputting the anti-phase noise control signal to the air;
A second microphone that is located inside when wearing headphones and receives a second input signal in which an antiphase noise control signal output to the first speaker and an interference signal are added to the second noise propagated from the noise source through air as a medium, and 4th microphone;
a third processing unit and a sixth processing unit for removing an interference signal from a remaining noise signal remaining after a part of the secondary noise is eliminated by the antiphase noise control signal, converting the interference signal into a digital signal, and transmitting the converted digital signal to a main controller;
a second processing unit and a fifth processing unit converting the primary input signal input into the first microphone into a digital signal and transmitting the converted digital signal to a main controller; and
Signals input through the first, second, third, and fourth microphones are analyzed, and various control signals necessary for the unique operation of the first noise extractor, the second noise extractor, and the multi-band active noise control block are generated. Including a main controller that generates and delivers,
headphone.
상기 제1처리부 및 제4처리부는,
상기 오염된 1차 입력신호에서 교란 신호를 제거하고 원래의 소음신호를 추출하는 1차 소음 추출기 L; 및
상기 오염된 3차 입력신호에서 교란 신호를 제거하고 원래의 소음신호를 추출하는 1차 소음 추출기 R; 및
상기 1차 소음신호를 이용하여 역위상 소음제어 신호를 생성하는 다중 대역 능동 소음제어 블록 L; 및
상기 1차 소음신호를 이용하여 역위상 소음제어 신호를 생성하는 다중 대역 능동 소음제어 블록 R을 더 포함하는,
헤드폰
According to claim 1,
The first processing unit and the fourth processing unit,
a primary noise extractor L for removing a disturbance signal from the contaminated primary input signal and extracting an original noise signal; and
a primary noise extractor R for removing a disturbance signal from the contaminated tertiary input signal and extracting an original noise signal; and
a multi-band active noise control block L generating an anti-phase noise control signal using the primary noise signal; and
Further comprising a multi-band active noise control block R for generating an anti-phase noise control signal using the primary noise signal,
headphone
상기 1차 소음 추출기 L은,
상기 피드백 신호의 전달 경로상의 전달과정에서 야기되는 주파수 응답특성의 변화를 보상하기 위한 필터 Le1; 및
상기 피드백 신호의 전달 경로상의 전달과정에서 야기되는 위상 응답특성의 변화를 보상하기 위한 위상 제어기 Le1; 및
상기 피드백 신호의 전달 경로상의 전달과정에서 야기되는 진폭 응답특성의 변화를 보상하기 위한 진폭 제어기 Le1; 및
상기 피드백 간섭 신호의 전달 경로상의 전달과정에서 야기되는 주파수 응답특성의 변화를 보상하기 위한 필터 Le2; 및
상기 피드백 간섭 신호의 전달 경로상의 전달과정에서 야기되는 위상 응답특성의 변화를 보상하기 위한 위상 제어기 Le2; 및
상기 피드백 간섭 신호의 전달 경로상의 전달과정에서 야기되는 진폭 응답특성의 변화를 보상하기 위한 진폭 제어기 Le2; 및
상기 제1마이크로 입력되는 1차 입력신호에서 피드백 신호 및 피드백 간섭 신호를 제거하고, 1차 소음을 추출하는 제3합성기를 포함하는,
1차 소음 추출기 L.
According to claim 2,
The primary noise extractor L,
a filter Le1 for compensating for a change in frequency response characteristics caused by a transmission process of the feedback signal on a transmission path; and
a phase controller Le1 for compensating for a change in phase response characteristics caused by a transfer process of the feedback signal on the transfer path; and
an amplitude controller Le1 for compensating for a change in amplitude response characteristics caused by a transmission process of the feedback signal on a transmission path; and
a filter Le2 for compensating for a change in frequency response characteristics caused by a transmission process of the feedback interference signal on a transmission path; and
a phase controller Le2 for compensating for a change in phase response characteristics caused by a transmission process of the feedback interference signal on a transmission path; and
an amplitude controller Le2 for compensating for a change in amplitude response characteristics caused by a transmission process of the feedback interference signal on a transmission path; and
And a third synthesizer for removing a feedback signal and a feedback interference signal from a primary input signal input into the first microphone and extracting primary noise.
Primary noise extractor L.
상기 1차 소음 추출기 R은,
상기 피드백 신호의 전달 경로상의 전달과정에서 야기되는 주파수 응답특성의 변화를 보상하기 위한 필터 Re2; 및
상기 피드백 신호의 전달 경로상의 전달과정에서 야기되는 위상 응답특성의 변화를 보상하기 위한 위상 제어기 Re2; 및
상기 피드백 신호의 전달 경로상의 전달과정에서 야기되는 진폭 응답특성의 변화를 보상하기 위한 진폭 제어기 Re2; 및
상기 피드백 간섭 신호의 전달 경로상의 전달과정에서 야기되는 주파수 응답특성의 변화를 보상하기 위한 필터 Re1; 및
상기 피드백 간섭 신호의 전달 경로상의 전달과정에서 야기되는 위상 응답특성의 변화를 보상하기 위한 위상 제어기 Re1; 및
상기 피드백 간섭 신호의 전달 경로상의 전달과정에서 야기되는 진폭 응답특성의 변화를 보상하기 위한 진폭 제어기 Re1; 및
상기 제3마이크로 입력되는 1차 입력신호에서 피드백 신호 및 피드백 간섭 신호를 제거하고, 1차 소음을 추출하는 제4합성기를 포함하는,
1차 소음 추출기 R.
According to claim 2,
The primary noise extractor R,
a filter Re2 for compensating for a change in frequency response characteristics caused by a transmission process on a transmission path of the feedback signal; and
a phase controller Re2 for compensating for a change in phase response characteristics caused by a transfer process of the feedback signal on a transfer path; and
an amplitude controller Re2 for compensating for a change in an amplitude response characteristic caused by a transmission process of the feedback signal on a transmission path; and
a filter Re1 for compensating for a change in frequency response characteristics caused by a transmission process of the feedback interference signal on a transmission path; and
a phase controller Re1 for compensating for a change in phase response characteristics caused by a transmission process of the feedback interference signal on a transmission path; and
an amplitude controller Re1 for compensating for a change in amplitude response characteristics caused by a transmission process of the feedback interference signal on a transmission path; and
And a fourth synthesizer for removing a feedback signal and a feedback interference signal from the primary input signal input into the third microphone and extracting primary noise.
Primary noise extractor R.
상기 다중 대역 능동 소음제어 블록 L은,
복수의 주파수 대역으로 나누어진 1차 소음신호를 통과시키는 필터 뱅크; 및
복수의 주파수 대역으로 나누어진 1차 소음신호의 위상을 제어하는 위상 제어기; 및
복수의 주파수 대역으로 나누어진 1차 소음신호의 진폭을 제어하는 진폭 제어기; 및
상기 복수개의 주파수 대역으로 분리되어 필터 뱅크와 위상 제어기와 진폭 제어기를 거쳐 생성된 역위상 소음제어 신호를 합성하는 제5합성기를 포함하는,
다중 대역 능동 소음제어 블록 L.
According to claim 2,
The multi-band active noise control block L,
A filter bank passing a first order noise signal divided into a plurality of frequency bands; and
a phase controller controlling a phase of a primary noise signal divided into a plurality of frequency bands; and
Amplitude controller for controlling the amplitude of the primary noise signal divided into a plurality of frequency bands; and
A fifth synthesizer for synthesizing an anti-phase noise control signal generated through a filter bank, a phase controller, and an amplitude controller separated into the plurality of frequency bands,
Multi-Band Active Noise Control Block L.
상기 다중 대역 능동 소음제어 블록 R은,
복수의 주파수 대역으로 나누어진 1차 소음신호를 통과시키는 필터 뱅크; 및
복수의 주파수 대역으로 나누어진 1차 소음신호의 위상을 제어하는 위상 제어기; 및
복수의 주파수 대역으로 나누어진 1차 소음신호의 진폭을 제어하는 진폭 제어기; 및
상기 복수개의 주파수 대역으로 분리되어 필터 뱅크와 위상 제어기와 진폭 제어기를 거쳐 생성된 역위상 소음제어 신호를 합성하는 제6합성기를 포함하는,
다중 대역 능동 소음제어 블록 R.
According to claim 2,
The multi-band active noise control block R,
A filter bank passing a first order noise signal divided into a plurality of frequency bands; and
a phase controller controlling a phase of a primary noise signal divided into a plurality of frequency bands; and
Amplitude controller for controlling the amplitude of the primary noise signal divided into a plurality of frequency bands; and
A sixth synthesizer for synthesizing an anti-phase noise control signal generated through a filter bank, a phase controller, and an amplitude controller separated into the plurality of frequency bands,
Multi-Band Active Noise Control Block R.
상기 제3처리부 및 제6처리부는,
상기 오염된 잔여 소음신호에서 교란 신호를 제거하고 원래의 잔여 소음신호를 추출하는 2차 소음 추출기 Ls; 및
상기 오염된 잔여 소음신호에서 교란 신호를 제거하고 원래의 잔여 소음신호를 추출하는 2차 소음 추출기 Rs를 더 포함하는,
헤드폰
According to claim 1,
The third processing unit and the sixth processing unit,
a secondary noise extractor Ls for removing a disturbance signal from the contaminated residual noise signal and extracting an original residual noise signal; and
Further comprising a secondary noise extractor Rs for removing a disturbance signal from the contaminated residual noise signal and extracting an original residual noise signal.
headphone
상기 2차 소음 추출기 Ls은,
상기 간섭 신호의 전달 경로상의 전달과정에서 야기되는 주파수 응답특성의 변화를 보상하기 위한 필터 Lse; 및
상기 간섭 신호의 전달 경로상의 전달과정에서 야기되는 위상 응답특성의 변화를 보상하기 위한 위상 제어기 Lse; 및
상기 간섭 신호의 전달 경로상의 전달과정에서 야기되는 진폭 응답특성의 변화를 보상하기 위한 진폭 제어기 Lse; 및
상기 제2마이크로 입력되는 2차 입력신호에서 간섭 신호를 제거하고, 잔여 소음신호를 추출하는 제7합성기를 포함하는,
2차 소음 추출기 Ls.
According to claim 7,
The secondary noise extractor Ls,
a filter Lse for compensating for a change in frequency response characteristics caused by a transmission process of the interference signal on a transmission path; and
a phase controller Lse for compensating for a change in phase response characteristics caused by a transmission process of the interference signal on a transmission path; and
an amplitude controller Lse for compensating for a change in amplitude response characteristics caused by a transmission process of the interference signal on a transmission path; and
And a seventh synthesizer for removing an interference signal from a secondary input signal input into the second microphone and extracting a residual noise signal.
Secondary noise extractor Ls.
상기 2차 소음 추출기 Rs은,
상기 간섭 신호의 전달 경로상의 전달과정에서 야기되는 주파수 응답특성의 변화를 보상하기 위한 필터 Rse; 및
상기 간섭 신호의 전달 경로상의 전달과정에서 야기되는 위상 응답특성의 변화를 보상하기 위한 위상 제어기 Rse; 및
상기 간섭 신호의 전달 경로상의 전달과정에서 야기되는 진폭 응답특성의 변화를 보상하기 위한 진폭 제어기 Rse; 및
상기 제4마이크로 입력되는 2차 입력신호에서 간섭 신호를 제거하고, 잔여 소음신호를 추출하는 제8합성기를 포함하는,
2차 소음 추출기 Rs.
According to claim 7,
The secondary noise extractor Rs,
a filter Rse for compensating for a change in frequency response characteristics caused by a transmission process of the interference signal on a transmission path; and
a phase controller Rse for compensating for a change in phase response characteristics caused by a transmission process of the interference signal on a transmission path; and
an amplitude controller Rse for compensating for a change in amplitude response characteristics caused by a transmission process of the interference signal on a transmission path; and
And an eighth synthesizer for removing an interference signal from the secondary input signal input into the fourth microphone and extracting a residual noise signal.
Secondary noise extractor Rs.
헤드폰 착용 시 상기 제1스피커 및 제2스피커로부터 상기 제1마이크 및 제2마이크 및 제3마이크 및 제4마이크에 이르는 각각의 음향 전달경로의 전달특성을 주 제어기에 의해 추정하는 과정;
소음원으로부터 상기 제1마이크 및 제2마이크 및 제3마이크 및 제4마이크로 각각의 전달경로를 거쳐 소음신호를 입력받는 과정;
주 제어기에 의해, 상기 제1마이크 및 제3마이크를 통해 입력받은 복수의 신호가 합쳐져 오염된 신호에서 교란 신호를 제거하고, 원래의 소음신호를 추출하는 과정;
상기 1차 소음 추출기를 통해 추출된 소음신호를 주 제어기에 의해 주파수 대역별로 나누어 필터 특성과 진폭 및 위상을 제어하여 역위상 소음제어 신호를 생성하는 과정;
소음원으로부터 유입된 소음신호와 상기 제1스피커 및 제2스피커로 출력되는 역위상 소음제어 신호가 중첩되어 소음이 제거되는 과정;
상기 역위상 소음제어 신호에 의해 상기 소음신호의 일부가 소멸되고 남는 잔여 소음신호를 상기 제2마이크 및 제4마이크로 입력받는 과정;
주 제어기에 의해 상기 제2마이크 및 제4마이크를 통해 입력받은 복수의 신호가 합쳐져 오염된 신호에서 간섭 신호를 제거하고, 원래의 잔여 소음신호를 추출하는 과정;
상기 잔여 소음신호의 에너지 레벨이 최소값이 되도록, 주 제어기에 의해 다중 대역 능동 소음제어 블록을 반복적으로 제어하는 과정을 포함하는,
헤드폰의 소음제거 방법.
In the noise canceling method of headphones,
estimating, by a main controller, transfer characteristics of each sound transfer path from the first and second speakers to the first and second microphones, and to the third and fourth microphones when headphones are worn;
receiving a noise signal from a noise source through respective transmission paths to the first microphone, the second microphone, the third microphone, and the fourth microphone;
removing, by a main controller, a disturbance signal from a contaminated signal by combining a plurality of signals input through the first and third microphones, and extracting an original noise signal;
generating an anti-phase noise control signal by dividing the noise signal extracted through the primary noise extractor for each frequency band by a main controller and controlling filter characteristics, amplitude, and phase;
removing noise by overlapping a noise signal introduced from a noise source with an anti-phase noise control signal output to the first and second speakers;
receiving a remaining noise signal after a part of the noise signal is extinguished by the anti-phase noise control signal into the second microphone and the fourth microphone;
removing an interference signal from a contaminated signal by combining a plurality of signals input through the second and fourth microphones by a main controller, and extracting an original residual noise signal;
Including the process of repeatedly controlling the multi-band active noise control block by a main controller so that the energy level of the residual noise signal becomes a minimum value,
How to cancel noise in headphones.
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JP2001218293A (en) * | 2000-02-02 | 2001-08-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Headphone system |
KR20160140161A (en) * | 2015-05-29 | 2016-12-07 | 민훈 | Noise Cancelling Method and Earphone havinng Noise Cancelling Function |
JP2017050749A (en) * | 2015-09-03 | 2017-03-09 | シャープ株式会社 | Wearable speaker device |
KR102048904B1 (en) * | 2018-12-26 | 2019-11-27 | (주)로임시스템 | Wearable wireless speaker and wireless speaker system having the same |
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