KR20230097549A - 차량의 능동 소음 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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이강덕
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Abstract

차량의 능동 소음 제어 방법 및 장치를 개시한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 차량의 능동 소음 제어를 위한 컴퓨터 구현 방법에 있어서, 적어도 하나의 탑승자에 관한 탑승자 분포를 획득하는 단계; 상기 탑승자 분포를 고려하여, 소음을 제어하는 소음 제어 신호의 생성 지점과 잔여 소음을 나타내는 오차 신호의 측정 지점 사이 음향 전달 특성을 추정하는 단계; 상기 음향 전달 특성에 기초하여 센서의 참조 신호 및 상기 오차 신호로부터 소음 제어 신호를 생성하는 단계; 및 상기 소음 제어 신호의 출력을 제어하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

Description

차량의 능동 소음 제어 방법 및 장치{Device and Method for Active Noise Cancelling of Vehicle}
본 발명의 실시예들은 차량의 능동 소음 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
차량의 주행 시, 차량에는 공기에 의한 소음 및 구조적 소음이 발생한다. 예를 들면, 차량의 엔진에 의해 발생하는 소음, 차량과 노면 간 마찰에 의해 발생하는 소음, 현가 장치를 통해 전달되는 진동, 바람에 의해 발생하는 풍절음 등이 발생한다.
이러한 소음을 저감하기 위한 방법으로서, 차량 내부에 소음을 흡수하는 흡음재를 설치하는 수동 소음 제어 방법과, 소음의 위상에 반대되는 위상을 가지는 소음 제어 신호(noise control signal)를 이용하는 능동 소음 제어(Active Noise Control, ANC) 방법이 있다.
수동 소음 제어 방법은 다양한 소음을 적응적으로 제거하는 데 한계가 있어, 능동 소음 제어 방법에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 차량의 노면 소음을 제거하기 위한 노면 소음 능동 제어(Road-noise Active Noise Control, RANC) 방법이 주목받고 있다.
능동 소음 제어를 수행하기 위해, 차량의 오디오 시스템은 차량의 내부 소음과 동일한 진폭을 가지지만 내부 소음의 위상에 대한 역위상을 가지는 소음 제어 신호를 생성하고, 소음 제어 신호를 차량의 내부에 출력함으로써 내부 소음을 상쇄한다.
차량의 오디오 시스템은 차량의 내부 소음을 제거할 뿐만 아니라, 오디오를 재생할 수도 있다. 예를 들면, 차량의 오디오 시스템은 음악에 관한 오디오 신호를 소음 제어 신호와 동시에 출력할 수 있다. 이로 인해, 탑승자(occupant)는 노면 소음 없이 음악만을 청취할 수 있다.
한편, 차량 내 음향을 제어하는 기술의 발전에 따라 탑승자들은 다양한 음향 제어를 요구한다. 어느 탑승자는 다른 탑승자와 대화하기를 원할 수 있고, 또다른 탑승자는 방해 없이 오디오 신호를 청취하기를 원할 수 있다.
이와 관련된 특허문헌으로서, 2020년 1월 30일 자로 공개된 특허문헌 1이 있다.
(특허문헌 1) US 2020-0037073 A1
특허문헌 1은 탑승자 간의 대화를 검출하면, 해당 탑승자 간의 대화가 용이하도록 차량 내 다른 오디오 소스의 출력을 조정하는 것을 개시하고 있다. 구체적으로, 특허문헌 1은 오디오 신호의 에너지를 탑승자의 음성의 주파수 범위와 관련성이 적은 오디오 주파수 범위에 배분함으로써, 탑승자들 간 대화를 용이하게 하는 구성을 개시한다.
하지만, 특허문헌 1은 소음 제어 신호가 아닌 오디오 신호를 제어하는 구성만 개시하고 있다. 또한, 특허문헌 1은 오디오 신호가 스피커로부터 탑승자의 귀의 위치까지 전달되는 경로 또는 전파 경로 상에 위치한 탑승자 등 장애물을 고려하여 음향 신호를 제어하는 구성을 개시하고 있지 않다. 특허문헌 1에 의하면, 미리 설정된 전파 경로가 탑승자들의 변화에 따라 달라져 오디오 품질이 저하될 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 차량과 노면 간 마찰로 인해 발생하는 소음에 대한 역위상의 소음 제어 신호를 스피커를 통해 출력함으로써, 탑승자가 주행 시 느끼는 소음을 저감시키기 위한 음향 제어 장치 및 그의 제어 방법을 제공하는 데 일 목적이 있다.
본 발명의 다른 실시예들은, 스피커에서 탑승자의 청취 위치까지 소음 제어 신호의 전파 경로가 다른 탑승자로 인해 변경되어 능동 소음 제어의 성능이 저하되는 것을 방지하기 위한 음향 제어 장치 및 그의 제어 방법을 제공하는 데 일 목적이 있다.
본 발명의 다른 실시예들은, 가상의 센서와 가상의 마이크로폰을 이용하여 소음 전달 경로를 정확하게 모델링함으로써 능동 소음 제어의 성능을 향상시키기 위한 음향 제어 장치 및 그의 제어 방법을 제공하는 데 일 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 차량의 능동 소음 제어를 위한 컴퓨터 구현 방법에 있어서, 적어도 하나의 탑승자에 관한 탑승자 분포를 획득하는 단계; 상기 탑승자 분포를 고려하여, 소음을 제어하는 소음 제어 신호의 생성 지점과 잔여 소음을 나타내는 오차 신호의 측정 지점 사이 음향 전달 특성을 추정하는 단계; 상기 음향 전달 특성에 기초하여 센서의 참조 신호 및 상기 오차 신호로부터 소음 제어 신호를 생성하는 단계; 및 상기 소음 제어 신호의 출력을 제어하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.
본 실시예의 다른 측면에 의하면, 차량의 능동 소음 제어를 위한 장치에 있어서, 적어도 하나의 탑승자에 관한 탑승자 분포를 획득하는 획득부; 상기 탑승자 분포를 고려하여, 소음을 제어하는 소음 제어 신호의 생성 지점과 잔여 소음을 나타내는 오차 신호의 측정 지점 사이 음향 전달 특성을 추정하는 추정부; 상기 음향 전달 특성에 기초하여 센서의 참조 신호 및 상기 오차 신호로부터 소음 제어 신호를 생성하는 생성부; 및 상기 소음 제어 신호의 출력을 제어하는 제어부를 포함하는 장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의하면, 차량과 노면 간 마찰로 인해 발생하는 소음에 대한 역위상의 소음 제어 신호를 스피커를 통해 출력함으로써, 탑승자가 주행 시 느끼는 소음을 저감시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 소음 제어 신호가 스피커에서 탑승자의 청취 위치까지 전파되는 경로를 탑승자들의 수 또는 분포를 고려하여 모델링하고 정확한 전파 경로 모델에 기초하여 소음 제어 신호를 생성함으로써, 능동 소음 제어의 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 가상의 센서와 가상의 마이크로폰을 이용하여 소음 전달 경로를 정확하게 모델링함으로써 능동 소음 제어의 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 구성요소들을 예시적으로 나타낸 구성도다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오디오 시스템의 구성요소들을 예시적으로 나타낸 구성도다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스피커의 변위를 설명하기 위해 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 소음 제어 알고리즘의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 소음 제어 방법의 순서도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '~부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 구성요소들을 예시적으로 나타낸 구성도다.
도 1을 참조하면, 차륜(100), 현가 장치(110), 가속도계(accelerometers, 120), 마이크로폰(130), 제어기(140), 스피커(150), 및 차축(160)을 포함하는 차량(10)이 도시되어 있다. 도 1에서 복수의 구성요소들의 개수와 배치된 위치는 일 실시예에 해당하며, 다른 실시예에서는 구성요소들의 개수와 위치는 달라질 수 있다.
차량(10)은 주행에 필요한 부속품들이 장착되는 차대(chassis), 및 능동 소음 제어를 수행하는 오디오 시스템을 포함한다.
차량(10)의 차대는 차량(10)의 전방의 좌우에 각각 배치된 전륜들과, 차량(10)의 후방의 좌우에 각각 배치된 후륜들을 포함한다. 차량(10)의 차대는 동력 전달 수단으로서 차축(160)을 더 포함한다. 또한, 차량(10)의 차대는 현가 장치(110)를 포함한다. 또한, 차량(10)의 차대는 차체(body)를 포함한다. 이 외에, 차량(10)은 동력 장치, 조향 장치 또는 제동 장치 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
현가 장치(110)는 차량(10)의 진동 또는 충격을 완화시키는 장치이다. 구체적으로, 차량(10)이 주행하는 동안 노면에 의한 진동이 차량(10)에 가해진다. 현가 장치(110)는 스프링, 에어 서스펜션(air suspension) 등을 이용하여 차량(10)에 가해지는 진동을 완화시킨다. 현가 장치(110)는 충격 완화를 통해 차량(10)에 탑승한 탑승자의 승차감을 개선할 수 있다.
하지만, 현가 장치(110)에 의해 차량(10)의 실내에 소음이 발생할 수 있다. 구체적으로, 현가 장치(110)는 차량(10)에 가해지는 큰 진동을 완화할 수는 있지만, 차륜(100)과 노면 간 마찰에 의해 발생하는 미세한 진동을 제거하기는 어렵다. 이러한 미세한 진동은 현가 장치(110)를 통해 차량(10)의 실내에 소음을 발생시킨다.
나아가, 차륜(100)과 노면 간 마찰에 의해 발생하는 소음, 동력 장치인 엔진에 의해 발생하는 소음 또는 바람에 의해 발생하는 풍절음 등이 차량(10)의 실내로 유입될 수 있다.
차량(10)의 내부 소음을 제거하기 위해, 차량(10)은 오디오 시스템을 포함할 수 있다.
차량(10)의 오디오 시스템은 차량(10)의 진동으로부터 내부 소음을 예측하고, 차량(10)의 내부 소음에 대한 소음 신호(noise signal)의 진폭과 동일한 진폭을 가지되, 소음 신호의 위상에 반대되는 위상을 가지는 소음 제어 신호를 이용하여 차량(10)의 내부 소음을 제거할 수 있다.
이를 위해, 오디오 시스템은 가속도계(120), 마이크로폰(130), 제어기(140) 및 스피커(150)를 포함한다. 오디오 시스템은 앰프(amplifier, AMP)를 더 포함할 수 있다.
가속도계(120)는 차량(10)의 가속 또는 진동을 측정하고, 가속 신호를 나타내는 참조 신호(reference signal)를 제어기(140)에게 전송한다. 참조 신호는 소음 제어 신호를 생성하는 데 이용된다.
가속도계(120)는 차륜(100)과 노면 간 마찰에 의해 발생하는 진동을 측정할 수 있다. 이를 위해, 가속도계(120)는 현가 장치(110)에 배치되거나, 차륜(100)과 차축(160)을 연결하는 연결기구에 배치되거나 차체에 배치될 수 있다.
가속도계(120)는 아날로그 신호인 참조 신호를 제어기(140)에게 전송한다. 그렇지 않으면, 가속도계(120)는 참조 신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 디지털 신호를 제어기(140)에 전송할 수 있다.
오디오 시스템은 차량(10)의 진동을 측정하기 위해 가속도 센서 대신 자이로 센서, 모션 센서, 변위 센서, 토크 센서 또는 마이크로폰 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 즉, 오디오 시스템은 센싱부를 포함하고, 센싱부는 가속도 센서, 자이로 센서, 모션 센서, 변위 센서, 토크 센서 또는 마이크로폰 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
마이크로폰(130)은 차량(10) 내 소리를 감지하고, 소리 신호를 제어기(140)에게 전송한다. 예를 들면, 마이크로폰(130)은 차량(10) 내 소음을 감지하고, 소음 신호를 제어기(140)에게 전송할 수 있다.
구체적으로, 마이크로폰(130)은 사람의 가청 주파수 대역인 약 20 내지 20 kHz의 음압을 측정할 수 있다. 마이크로폰(130)의 감청 주파수의 범위는 더 좁아지거나 넓어질 수 있다.
일 실시예에서, 마이크로폰(130)은 차륜(100)과 노면 간 마찰에 의해 발생하는 내부 소음을 측정할 수 있다.
차량(10)의 내부로 소음 제어 신호가 출력되는 경우, 마이크로폰(130)은 소음 제어 신호에 의해 차량(10)의 내부 소음이 제거된 환경에서 차량(10)의 실내에 잔존하는 소음 신호를 측정할 수 있다. 잔존하는 신호를 오차 신호 또는 잔여 신호라 한다. 오차 신호는 차량(10) 내 소음이 정상적으로 감소되거나 제거되었는지 판단하기 위한 정보로 이용될 수 있다.
차량(10)의 내부로 오디오 신호가 출력되는 경우, 마이크로폰(130)은 오차 신호와 오디오 신호를 함께 측정할 수 있다.
마이크로폰(130)은 좌석의 헤드레스트, 차량(10)의 천장 또는 내벽에 배치될 수 있다. 마이크로폰(130)은 복수의 위치에 배치될 수 있으며, 마이크로폰 어레이(array) 형태로 배치될 수도 있다.
마이크로폰(130)은 전기적 콘덴서형 센서로 구현될 수 있다. 소음을 집중적으로 측정하기 위해, 마이크로폰(130)은 지향성 마이크로폰으로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 마이크로폰(130)은 제어기(140)에 의해 탑승자의 귀 위치에 생성되는 가상 마이크로폰으로 동작할 수 있다.
제어기(140)는 가속도계(120)의 참조 신호에 기초하여 차량의 내부 소음을 제거하기 위한 소음 제어 신호를 생성한다. 차량(10)의 내부에 소음 제어 신호가 출력되는 경우, 제어기(140)는 참조 신호와 함께 마이크로폰(130)에 의해 측정된 음향 신호를 이용하여 소음 제어 신호를 생성할 수 있다.
구체적으로, 소음 제어 신호가 출력되고 있지 않은 상황에서, 제어기(140)는 가속도계(120)의 참조 신호에 기초하여 차량(10)의 내부 소음 신호의 위상에 반대되는 위상을 가지는 소음 제어 신호를 생성한다. 제어기(140)는 스피커(150)를 통해 소음 제어 신호를 차량(10)의 내부에 출력한다. 제어기(140)는 소음 신호와 소음 제어 신호 간 오차를 나타내는 오차 신호를 마이크로폰(130)을 통해 피드백 받는다. 제어기(140)는 참조 신호와 오차 신호에 기초하여 다시 소음 제어 신호를 생성하고, 소음 제어 신호를 스피커(150)를 통해 출력한다.
이처럼, 제어기(140)는 차량(10)의 내부 소음에 대한 소음 신호의 진폭과 동일한 진폭을 가지되, 소음 신호의 위상에 반대되는 위상을 가지는 소음 제어 신호를 생성할 수 있다.
제어기(140)는 아날로그 신호인 참조 신호와 소음 신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 디지털 신호로부터 소음 제어 신호를 생성할 수 있다.
제어기(140)는 소음 제어 신호를 앰프에게 전송한다.
앰프는 제어기(140)로부터 소음 제어 신호를 수신하고, AVN(Audio, Video, Navigation) 장치로부터 오디오 신호를 수신한다.
앰프는 소음 제어 신호와 오디오 신호를 믹싱하고, 믹싱된 신호를 스피커를 통해 출력할 수 있다. 또한, 앰프는 증폭기들을 이용하여 믹싱된 신호의 진폭을 조절할 수 있다. 증폭기들은 믹싱된 신호의 전력을 증폭하기 위한 진공관 또는 트랜지스터 등을 포함할 수 있다.
앰프는 믹싱된 신호를 스피커(150)에게 전송한다.
스피커(150)는 전기적 신호인 믹싱된 신호를 앰프로부터 수신하고, 차량(10)의 내부에 믹싱된 신호를 음파 형태로 출력한다. 차량(10)의 내부에서 소음은 믹싱된 신호의 출력에 의해 감소하거나 제거될 수 있다.
스피커(150)는 차량(10)의 내부에서 복수의 위치에 배치될 수 있다.
스피커(150)는 믹싱된 신호를 필요에 따라 특정 탑승자에게만 출력할 수 있다. 구체적으로, 스피커(150)는 복수의 위치에서 믹싱된 신호들의 위상을 달리 출력함으로써, 특정 탑승자의 귀 위치에서 보강 간섭 또는 상쇄 간섭을 일으킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 구성요소들을 예시적으로 나타낸 구성도다.
도 2를 참조하면, 차량의 오디오 시스템은 센서(200), 마이크로폰(210), 제어기(220), AVN 장치(230), 앰프(240) 및 스피커(250)를 포함한다. 도 2에서 센서(200), 마이크로폰(210), 제어기(220), AVN 장치(230), 앰프(240) 및 스피커(250)는 도 1을 참조하여 설명한 가속도계(120), 마이크로폰(130), 제어기(140), AVN 장치, 앰프 및 스피커(150)에 각각 대응될 수 있다.
센서(200)는 차량의 가속 신호를 참조 신호로 측정한다. 센서(200)는 가속도 센서, 자이로 센서, 모션 센서, 변위 센서, 토크 센서 또는 마이크로폰 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
마이크로폰(210)은 차량 내 음향 신호를 측정한다. 여기서, 마이크로폰(210)에 의해 측정되는 음향 신호는 소음 신호, 오차 신호 또는 오디오 신호 중 적어도 하나를 포함한다.
차량 내부에 소음 제어 신호가 출력되고 있는 경우, 마이크로폰(210)은 오차 신호를 측정할 수 있다. 차량 내부에 오디오 신호가 출력되고 있는 경우, 마이크로폰(130)은 오차 신호와 오디오 신호를 함께 측정할 수 있다.
제어기(220)는 참조 신호에 따라 소음 제어 신호를 생성한다. 소음 제어 신호는 차량의 내부 소음의 크기와 같은 크기를 가지되, 내부 소음의 위상에 반대되는 위상을 가지는 신호이다. 소음 제어 신호가 출력되고 있는 경우, 제어기(220)는 참조 신호 및 오차 신호에 기초하여 소음 제어 신호를 생성할 수 있다. 오디오 신호가 출력되고 있는 경우, 제어기(220)는 마이크로폰(210)에 의해 측정된 음향 신호로부터 오차 신호를 추출하고, 참조 신호 및 오차 신호에 기초하여 소음 제어 신호를 생성할 수 있다.
제어기(220)는 AVN 장치(230)의 오디오 기능의 동작 여부와 무관하게 독립적으로 소음 제어 신호가 출력되도록 할 수 있다. 즉, 제어기(220)는 차량의 주행 상황에서 상시 동작할 수 있다. 제어기(220)는 AVN 장치(230)의 오디오 기능의 온 동작 시, 소음 제어 신호와 오디오 신호가 함께 출력되도록 할 수 있다. 제어기(220)는 AVN 장치(230)의 오디오 기능의 오프 동작 시, 소음 제어 신호만 출력되도록 할 수 있다.
제어기(220)는 오디오 시스템의 다른 구성요소들과 A2B(Automotive Audio Bus) 인터페이스를 통해 연결될 수 있다.
한편, AVN 장치(230)는 차량에 설치되어 탑승자의 요청에 따라 오디오, 비디오 및 내비게이션 프로그램을 실행한다.
구체적으로, AVN 장치(230)는 오디오 신호 송신부(231)를 이용하여 오디오 신호를 앰프(240)에게 전송할 수 있다. 앰프(240)에 전송된 오디오 신호는 스피커(250)를 통해 차량의 내부로 출력된다. 예를 들면, AVN 장치(230)는 탑승자의 제어에 따라 음악에 관한 오디오 신호를 앰프(240)에게 전송하면, 앰프(240) 및 스피커(250)는 오디오 신호에 따라 음악을 재생할 수 있다. 또한, AVN 장치(230)는 디스플레이와 같은 비디오 출력 장치를 이용하여 차량의 주행 정보, 도로 정보, 또는 내비게이션 정보 등을 탑승자에게 제공할 수 있다.
AVN 장치(230)는 3G(Generation), LTE(Long Term Evolution), 5G 등의 이동 통신 규격을 지원하는 통신망을 이용하여 외부 장치와 통신을 수행할 수 있다. AVN 장치(230)는 통신을 통해 주변 차량의 정보, 인프라 정보, 도로 정보, 교통 정보 등을 수신할 수 있다.
앰프(240)는 소음 제어 신호와 오디오 신호를 믹싱하고, 믹싱된 신호를 가공하며, 가공된 신호를 스피커(250)를 통해 출력한다. 앰프(240)는 소음 제어 신호를 가공하거나 오디오 신호를 가공한 후 믹싱을 수행할 수도 있다.
앰프(240)는 소음 제어 신호의 특성, 오디오 신호의 특성, 또는 스피커(250)의 특성 등을 고려하여 믹싱된 신호에 대해 적절한 처리를 수행할 수 있다. 예를 들면, 앰프(240)는 믹싱된 신호의 크기를 조절할 수 있다. 이를 위해, 앰프(240)는 적어도 하나의 증폭기를 포함할 수 있다.
앰프(240)는 가공된 신호를 제어기(220)에게 피드백할 수 있다. 제어기(220)는 가공된 신호를 이용하여 차량 내 다양한 소리 중 오차 신호만 제거하기 위한 소음 제어 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 앰프(240)는 제어기(220)와 일체형으로 구성될 수 있다. 일 예로써, 제어기(220)와 앰프(240)는 일체형으로 구성되어 좌석의 헤드레스트 내에 마련될 수 있다.
스피커(250)는 앰프(240)로부터 가공된 신호를 수신하고, 가공된 신호를 차량의 내부로 출력한다. 스피커(250)의 출력에 의해 차량의 내부 소음이 제거되거나 감쇠될 수 있다. 자세한 설명은 후술한다.
센서(200), 마이크로폰(210), 제어기(220), AVN 장치(230), 앰프(240) 및 스피커(250)는 도 1에서 설명한 가속도계(120), 마이크로폰(130), 제어기(140), AVN 장치, 앰프 및 스피커(150) 각각에 대응될 수 있다.
한편, 차량의 오디오 시스템은 구성요소들의 고장 여부를 진단할 수 있다. 예를 들면, 오디오 시스템은 구성요소들의 이상 신호를 감지하거나, 제어기(220)의 고장이 발생하거나, 센서(200)의 고장이 발생한 것을 판단할 수 있다.
이하에서는, 제어기(220) 및 앰프(240)의 구성요소들을 상세히 설명한다.
제어기(220)는 제1 필터부(221), 제1 ADC(Analog-Digital Converter) 변환부(222), 제2 필터부(223), 제2 ADC 변환부(224), 제어신호 생성부(225) 또는 제어신호 송신부(226) 중 적어도 하나를 포함한다. 제어기(220)는 적어도 하나의 디지털 신호 프로세서(Digital Signal Processor, DSP)로 구현될 수 있다.
제1 필터부(221)는 센서(200)의 참조 신호에 대해 필터링을 수행한다. 제1 필터부(221)는 참조 신호의 주파수 대역 중 특정 대역의 신호를 필터링할 수 있다. 예를 들면, 차량 내 주요 소음원인 저주파 대역의 참조 신호를 필터링하기 위해, 제1 필터부(221)는 참조 신호에 저역통과필터(low pass filter)를 적용할 수 있다. 이 외에도, 제1 필터부(221)는 참조 신호에 고역역통과필터(high pass filter)를 적용할 수도 있다.
제1 ADC 변환부(222)는 아날로그 신호인 참조 신호를 디지털 신호로 변환한다. 구체적으로, 제1 ADC 변환부(222)는 제1 필터부(221)에 의해 필터링된 참조 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 이를 위해, 제1 ADC 변환부(222)는 참조 신호에 대해 샘플링(sampling)을 수행할 수 있다. 예를 들면, 제1 ADC 변환부(222)는 참조 신호를 2 kHz의 샘플링 비율로 샘플링할 수 있다. 다시 말하면, 제1 ADC 변환부(222)는 소음 제어 신호에 다운 샘플링을 적용할 수 있다. 제1 ADC 변환부(222)는 참조 신호를 적절한 샘플링 비율로 샘플링함으로써, 아날로그 신호인 참조 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다.
제2 필터부(223)는 마이크로폰(210)의 음향 신호에 대해 필터링을 수행한다. 음향 신호는 소음 신호, 오차 신호 또는 오디오 신호 중 적어도 하나를 포함한다. 제2 필터부(223)는 음향 신호의 주파수 대역 중 특정 대역의 신호를 필터링할 수 있다. 예를 들면, 저주파 대역의 음향 신호를 필터링하기 위해, 제2 필터부(223)는 음향 신호에 저역통과필터를 적용할 수 있다. 이 외에도, 제2 필터부(223)는 음향 신호에 고역통과필터 또는 노치 필터(notch filter)를 적용할 수도 있다.
제2 ADC 변환부(224)는 아날로그 신호인 음향 신호를 디지털 신호로 변환한다. 구체적으로, 제2 ADC 변환부(224)는 제2 필터부(223)에 의해 필터링된 음향 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 이를 위해, 제2 ADC 변환부(224)는 음향 신호에 대해 샘플링(sampling)을 수행할 수 있다. 예를 들면, 제2 ADC 변환부(224)는 음향 신호를 2 kHz의 샘플링 비율로 샘플링할 수 있다. 다시 말하면, 제2 ADC 변환부(224)는 음향 신호에 다운 샘플링을 적용할 수 있다. 제2 ADC 변환부(224)는 음향 신호를 적절한 샘플링 비율로 샘플링함으로써, 아날로그 신호인 음향 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 이후, 디지털 신호로 변환된 음향 신호는 고역통과필터에 의해 필터링될 수 있다.
한편, 도 2에서 제1 ADC 변환부(222) 및 제2 ADC 변환부(224)는 제어기(220)에 포함된 것으로 도시되어 있다. 하지만, 다른 예로써, 제1 ADC 변환부(222) 및 제2 ADC 변환부(224)는 센서(200) 및 마이크로폰 (210) 각각에 포함될 수 있다 즉, 센서(200) 내에서 아날로그 신호인 참조 신호가 디지털 신호로 변환되고, 제어기(220)의 제1 필터부(221)로 전송될 수 있다. 마찬가지로, 마이크로폰(210) 내에서 아날로그 신호인 음향 신호가 디지털 신호로 변환되고, 제어기(220)의 제2 필터부(223)으로 전송될 수 있다. 이때, 제1 필터부(221) 및 제2 필터부(223)는 디지털 필터일 수 있다.
제어신호 생성부(225)는 디지털 신호로 변환된 참조 신호에 기초하여 소음 제어 신호를 생성한다. 제어신호 생성부(225)는 디지털 신호로 변환된 오차 신호에 더 기초하여, 소음 제어 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 제어신호 생성부(225)는 FxLMS(Filtered-x Least mean squared) 알고리즘을 이용하여 소음 제어 신호를 생성할 수 있다. FxLMS 알고리즘은 참조 신호에 기초하여 차량의 구조적 소음(structural-borne noises)를 제거하기 위한 알고리즘이다. FxLMS 알고리즘은 가상의 센서를 이용하는 것을 특징으로 가진다. FxLMS 알고리즘은 스피커(250)와 마이크로폰(210) 사이 거리를 나타내는 2차 경로(secondary path)를 고려하여 소음을 제어할 수 있다. 이에 대해, 도 3에서 자세히 설명한다.
제어신호 생성부(225)는 앰프(240)에 의해 가공된 신호를 피드백 받고, 앰프(240)의 가공된 신호를 고려하여 오디오 신호의 출력에 영향을 주지 않는 소음 제어 신호를 생성할 수 있다. 구체적으로, 마이크로폰(210)은 오차 신호와 오디오 신호를 함께 측정할 수 있다. 이때, 제어신호 생성부(225)는 앰프(240)의 가공된 신호를 이용하여 음향 신호로부터 오차 신호를 추출하고, 추출된 오차 신호와 참조 신호에 기초하여 소음 제어 신호를 생성할 수 있다. 생성된 소음 제어 신호는 차량 내 소음을 제거하되, 오디오 신호를 감쇠시키지 않는다.
제어신호 송신부(226)는 제어신호 생성부(225)에 의해 생성된 소음 제어 신호를 앰프(240)에게 전송한다.
앰프(240)는 제어 버퍼(241), 전처리부(242), 제1 감쇠부(243), 오디오 버퍼(244), 이퀄라이저(Equalizer, 245), 연산부(Calculation unit, 246), 제2 감쇠부(247), 후처리부(248), 또는 DAC(Digital-Analog Converter) 변환부(249) 중 적어도 하나를 포함한다. 앰프(240)는 적어도 하나의 디지털 신호 프로세서를 이용하여 구현될 수 있다.
제어 버퍼(241)는 제어기(220)로부터 수신한 소음 제어 신호를 임시로 저장한다. 제어 버퍼(241)는 소음 제어 신호의 누적 횟수가 소정의 조건을 만족한 경우, 소음 제어 신호를 전송할 수 있다. 그렇지 않으면, 제어 버퍼(241)는 소음 제어 신호를 저장하고, 일정한 시간 간격마다 소음 제어 신호를 전송할 수 있다. 제어 버퍼(241)는 소음 제어 신호를 전처리부(242) 및 연산부(246)로 전달한다.
전처리부(242)는 제어 버퍼(241)로부터 수신한 소음 제어 신호에 대해 업 샘플링(up-sampling) 또는 필터링을 적용한다. 예를 들면, 전처리부(242)는 소음 제어 신호의 샘플링 비율을 48 kHz로 업 샘플링할 수 있다. 전처리부(242)는 업 샘플링을 통해 소음 제어 신호의 제어 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 제어기(220)으로부터 수신한 소음 제어 신호에 노이즈가 포함된 경우, 전처리부(242)는 주파수 필터링을 통해 소음 제어 신호의 노이즈를 제거할 수 있다. 전처리부(242)는 전처리된 소음 제어 신호를 제1 감쇠부(243)에게 전송한다.
오디오 버퍼(244)는 AVN 장치(230)로부터 수신한 오디오 신호를 임시로 저장한다. 오디오 버퍼(244)는 오디오 신호의 누적 횟수가 소정의 조건을 만족한 경우, 오디오 신호를 전송할 수 있다. 그렇지 않으면, 오디오 버퍼(244)는 오디오 신호를 저장하고, 일정한 시간 간격마다 오디오 신호를 전송할 수 있다. 오디오 버퍼(244)는 오디오 신호를 이퀄라이저(245)로 전달한다.
이퀄라이저(245)는 오디오 신호를 주파수 대역별로 조절한다. 구체적으로, 이퀄라이저(245)는 오디오 신호의 주파수 대역을 복수의 주파수 대역으로 나누고, 각 주파수 대역에 대응하는 오디오 신호들의 진폭 또는 위상을 조절할 수 있다. 예를 들면, 이퀄라이저(245)는 저주파 대역의 오디오 신호를 강조하고, 고주파 대역의 오디오 신호를 약하게 조절할 수 있다. 이퀄라이저(245)는 탑승자의 제어에 따라 오디오 신호를 조절할 수 있다. 이퀄라이저(245)는 조절된 오디오 신호를 연산부(246)에게 전송한다.
연산부(246)는 제어 버퍼(241)로부터 수신한 소음 제어 신호와 이퀄라이저(245)로부터 수신한 오디오 신호에 기초하여 제어 파라미터를 계산한다.
연산부(246)는 소음 제어 신호와 오디오 신호 간 관계, 스피커(250)의 특성, 소음 신호의 특성 또는 오차 신호의 특성 등을 기반으로 제어 파라미터들을 계산할 수 있다.
제어 파라미터들은 소음 제어 신호에 대한 제1 감쇠 계수 또는 오디오 신호에 대한 제2 감쇠 계수를 포함할 수 있다. 또한, 제어 파라미터들은 소음 제어 신호의 범위 또는 오디오 신호의 범위에 대한 경계값들을 포함할 수 있다. 이 외에도, 제어 파라미터들은 능동 소음 제어를 위한 다양한 파라미터 값들을 포함할 수 있다.
제1 감쇠부(243)는 연산부(246)에 의해 계산된 제1 감쇠 계수를 소음 제어 신호에 적용하고, 감쇠된 소음 제어 신호를 후처리부(248)에게 전송한다. 연산부(246)에 의해 제1 감쇠 계수가 계산되지 않은 경우, 제1 감쇠부(243)는 소음 제어 신호를 통과시킨다.
제2 감쇠부(247)는 연산부(246)에 의해 계산된 제2 감쇠 계수를 오디오 신호에 적용하고, 감쇠된 오디오 신호를 후처리부(248)에게 전송한다. 연산부(246)에 의해 제2 감쇠 계수가 계산되지 않은 경우, 제2 감쇠부(247)는 오디오 신호를 통과시킨다.
소음 제어 신호와 오디오 신호는 후처리부(248)로 전송되는 과정에서 믹싱된다. 즉, 믹싱된 신호가 후처리부(248)에 입력된다.
후처리부(248)는 믹싱된 신호에 대해 선형화(linearization) 또는 안정화(stabilization) 중 적어도 하나를 수행한다. 여기서, 선형화 및 안정화는 스피커(250)의 믹싱된 신호와 변위(displacement) 제한에 기초하여, 믹싱된 신호를 후처리하는 것이다.
구체적으로, 후처리부(248)는 스피커(250)에 포함된 보이스 코일에 인가되는 출력 신호에 선형화 및 안정화를 적용할 수 있다.
스피커(250)의 선형성은 스피커(250)의 입력 신호와 보이스 코일의 변위 간 선형적 관계를 의미한다. 보이스 코일의 선형 범위 내에서, 보이스 코일의 변위는 입력 신호의 크기에 선형적으로 변화할 수 있다. 반면, 스피커(250)의 입력 신호에 의해 보이스 코일이 선형 범위 밖에서 동작하는 경우, 보이스 코일의 변위는 입력 신호의 크기에 선형적으로 변화하지 않을 수 있다. 이때, 앰프는 보이스 코일의 선형 범위 밖에서, 입력 신호와 보이스 코일의 변위 사이 후처리부(248)를 유지하도록 제어할 수 있다.
스피커(250)의 안정화는 보이스 코일의 편심된 위치를 바로 잡는 것을 의미한다. 보이스 코일은 동작 범위의 정중앙에 위치하지 않을 수 있다. 예를 들어, 보이스 코일은 위치가 아래로 편심된 상태에서 진동할 수 있다. 이 경우, 보이스 코일은 아래 방향으로의 움직임이 제한될 수 있다. 이때, 후처리부(248)는 보이스 코일의 편심된 위치와 기준 위치를 고려하여 스피커(250)의 입력 신호에 오프셋(offset)을 적용할 수 있다.
후처리부(248)는 선형화 및 안정화를 이용하여 보이스 코일의 변위 간 선형성을 유지하고, 보이스 코일의 중심을 유지할 수 있다.
DAC 변환부(249)는 디지털 신호인 후처리된 신호를 아날로그 신호인 출력 신호로 변환한다. DAC 변환부(249)는 출력 신호를 스피커(250)로 전송한다.
스피커(250)는 DAC 변환부(249)로부터 수신한 출력 신호를 음파 형태로 출력한다. 스피커(250)는 차량 내부로 출력 신호를 출력할 수 있다. 출력 신호는 차량 내부 소음을 제거하되, 오디오 신호에 따른 오디오를 차량의 내부로 출력할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소음 제어 신호 생성 과정을 설명하기 위해 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 센서(200), 마이크로폰(210), 제어기(220) 및 스피커(250)가 도시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 차량의 오디오 시스템은 센서(200)에 의해 측정된 참조 신호를 기반으로 생성된 소음 제어 신호를 출력함으로써 차량 내 소음을 제거할 수 있다. 또한, 오디오 시스템은 소음 제거 후 잔존하는 잔여 소음(residual noise)을 피드백으로 이용하여 차량의 내부 소음을 최대한으로 제거할 수 있다.
구체적으로, 차량의 주행 시 차량과 노면의 마찰에 의해 진동이 발생하고, 발생된 진동은 차량의 내부에 소음을 유발한다.
제어기(220)는 센서(200)에 의해 검출된 참조 신호를 획득하고, 참조 신호를 기반으로 차량의 내부의 소음 신호를 예측한다. 제어기(220)는 예측된 소음 신호를 제거하기 위한 소음 제어 신호를 생성한다. 소음 제어 신호는 소음 신호의 진폭과 동일한 진폭을 가지되, 소음 신호의 위상의 역위상을 가지는 신호다. 제어기(220)는 스피커(250)를 통해 소음 제어 신호를 출력한다.
이때, 차량의 내부의 소음 신호가 발생한 지점부터 소음 신호가 소음 제어 신호에 의해 제거 또는 감쇠되는 지점까지 경로를 1차 경로 또는 주 음향 경로라 한다. 1차 경로는 센서(200)와 마이크로폰(210) 사이 경로, 또는 센서(200)와 스피커(250) 사이 경로로 모델링될 수 있다. 바람직하게는, 1차 경로는 센서(200)와 마이크로폰(210) 사이 경로로 모델링 된다. 제어기(220)는 1차 경로에 대한 전달 함수(transfer function) 및 지연시간을 고려하여 소음 제어 신호를 생성할 수 있다. 구체적으로, 제어기(220)는 1차 경로의 전달 함수를 고려하여 센서(200)의 참조 신호로부터 마이크로폰(210)의 위치에서 소음 신호를 예측하고, 예측된 소음 신호를 기반으로 소음 제어 신호를 생성할 수 있다.
소음 신호를 제거하기 위한 소음 제어 신호의 출력에도 불구하고, 탑승자의 청취 위치에서 잔여 소음이 발생할 수 있다. 예를 들면, 스피커(250)에서 출력된 소음 제어 신호가 탑승자의 청취 위치로 전파되는 과정에서 변화하기 때문에 잔여 소음이 발생할 수 있다. 그렇지 않으면, 제어기(220)에서 생성된 소음 제어 신호가 앰프 또는 스피커(250)를 거치면서 변화하기 때문에 탑승자의 청취 위치에서 잔여 소음이 발생할 수 있다. 이러한 잔여 소음은 탑승자의 청취 위치에서 소음 신호와 변화된 소음 제어 신호 간 합을 나타내는 오차 신호(error signal)로 표현될 수 있다.
정밀한 소음 제거를 위해, 차량의 내부에 소음 제어 신호가 출력된 후 마이크로폰(210)은 차량 내부에 잔여 소음을 측정할 수 있다. 마이크로폰(210)이 탑승자의 귀의 위치에 가까운 곳에 배치된 경우, 오차 신호는 마이크로폰(210)에 의해 측정될 수 있다.
소음 제어 신호가 생성된 지점부터 탑승자의 청취 지점까지 경로를 2차 경로라고 한다. 여기서, 2차 경로는 스피커(250)와 마이크로폰(210) 사이 경로로 모델링될 수 있다. 2차 경로는 제어기(220)와 스피커(250) 사이 경로를 더 포함할 수 있다. 마이크로폰(210)이 탑승자의 청취 위치와 가까울수록 마이크로폰(210)은 더 정확한 오차 신호를 측정할 수 있다. 제어기(220)는 마이크로폰(210)으로부터 오차 신호를 피드백 받고, 2차 경로에 대한 전달 함수 및 지연시간을 더 고려하여 소음 제어 신호를 생성할 수 있다.
이를 통해, 제어기(220)는 소음 신호 및 잔여 소음을 더욱 많이 감쇠시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 차량의 오디오 시스템은 가상의 마이크로폰(virtual microphone)을 이용하여 2차 경로를 더욱 정확하게 모델링할 수 있다. 제어기(220)는 가상의 마이크로폰에 의해 측정되는 신호를 기반으로 2차 경로에 대한 정보를 획득하며, 가상의 2차 경로에 대응되는 소음을 제거할 수 있다.
제어기(220)는 탑승자의 귀의 위치 정보 또는 신체 정보에 기초하여 탑승자의 귀가 위치할 것으로 예상되는 지점에 가상의 마이크로폰을 생성한다. 탑승자의 귀의 위치가 바뀔 경우, 제어기(220)는 탑승자의 귀의 변화된 위치에 기초하여 가상의 마이크로폰을 생성할 수 있다. 가상의 마이크로폰은 탑승자의 귀의 위치에서 잔여 소음을 오차 신호로 측정한다. 이때, 제어기(220)는 가상의 소음 제어 신호가 생성되는 지점부터 가상의 마이크로폰의 위치까지의 경로를 가상의 2차 경로로 획득한다. 제어기(220)는 가상의 2차 경로에 대한 전달함수를 고려하여, 가상의 마이크로폰에 의해 측정되는 오차 신호를 생성할 수 있다.
제어기(220)는 가상의 오차 신호에 기초하여 소음 제어 신호를 생성한다.
위 과정을 통해, 차량의 오디오 시스템은 2차 경로를 더욱 정확하게 모델링한 가상의 2차 경로에 기반하여 소음 제어 신호를 생성할 수 있다. 이로 인해, 능동 소음 제어의 성능이 개선될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 소음 제어 알고리즘의 구성도이다.
도 4a를 참조하면, 1차 경로(primary path, 400), 2차 경로(secondary path, 410), 제어 장치(420), 적응형 필터(adaptive filter, 422), 2차 경로 모델(424), 및 LMS(Least Mean Square) 제어부(426)가 도시되어 있다. 제어 장치(420)는 도 2에서 제어기(220)와 앰프(240)에 의해 구현될 수 있다.
제어 장치(420)는 차량 내 음향, 특히 소음을 제어하기 위한 장치이다.
제어 장치(420)는 적응 제어 알고리즘을 이용하여 소음을 제어할 수 있다. 제어 장치(420)는 FxLMS(Filtered-input Least Mean Square), FxNLMS(Filtered-input Normalized Least Mean Square), FxRLS(Filtered-input Recursive Least Square), FxNRLS(Filtered-input Normalized Recursive Least Square) 등 다양한 알고리즘을 이용할 수 있다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 제어 알고리즘은 싱글-채널 피드포워드 FxLMS 알고리즘에 관한 것이다. 이 외에, 많은 추가 채널을 갖는 멀티-채널 구조들, 많은 추가 마이크로폰, 및 많은 추가 스피커가 또한 채용될 수 있고 이를 위한 알고리즘이 채용될 수 있다.
제어 장치(420)는 참조 신호 x(n) 및 오차 신호 e(n)을 입력 받고, 소음 제어 신호 y(n)을 생성한다. 참조 신호 x(n) 및 오차 신호 e(n)는 측정된 신호이며, 소음 제어 신호 y(n)은 제어 장치(420)가 생성한 신호이다.
구체적으로, 참조 신호 x(n)은 센서에서 센싱된 신호이다. 예를 들면, 참조 신호 x(n)은 가속도계의 측정 신호 또는 진동 센서의 측정 신호일 수 있다.
참조 신호 x(n)은 1차 경로(400)를 통과함으로써, 소음 신호 d(n)이 된다.
소음 신호 d(n)은 제어 장치(420)가 제어하고자 하는 위치의 소음이다. 예를 들면, 소음 신호 d(n)은 탑승자의 귀의 위치에서 소음을 측정한 것일 수 있다.
소음 제어 신호 y(n)은 소음 신호 d(n)을 제거 또는 감쇠시키기 위한 신호이다.
오차 신호 e(n)은 소음 제어 지점에서 소음 신호 d(n)가 소음 제어 신호 y(n)에 의해 상쇄되고 남은 잔여 소음을 측정한 것이다. 오차 신호 e(n)은 마이크로폰에 의해 측정될 수 있다. 마이크로폰이 오차 신호와 오디오 신호를 함께 측정하는 경우, 제어 장치(420)는 오디오 신호를 알고 있으므로 오차 신호를 식별할 수 있다.
한편, 1차 경로(400)는 소음원과 소음 제어 지점 사이 경로를 나타낸다. 예를 들면, 1차 경로(400)는 참조 신호 x(n)을 센싱하는 센서와, 소음 신호 d(n)의 위치에 가깝게 배치된 마이크로폰 사이 경로일 수 있다. 이때, 마이크로폰의 위치는 소음 제어 지점인 탑승자의 귀의 위치인 것으로 근사화될 수 있다.
1차 경로(400)의 음향 전달 특성(acoustic transfer characteristics) P(z)는 참조 신호 x(n)과 소음 신호 d(n) 간 관계로부터 도출될 수 있다. 예를 들면, 1차 경로(400)의 음향 전달 특성으로서, 'd(n)/x(n)'이 이용될 수 있다. 1차 경로(400)의 전달 함수는 참조 신호 x(n)과 소음 신호 d(n)의 주파수 응답 함수로부터 계산될 수 있다.
본 명세서에서, 음향 전달 특성은 전달 함수(transfer function)와 혼용될 수 있다.
제어 장치(420)는 소음 신호 d(n)을 제거하기 위해 소음 제어 신호 y(n)을 생성한다. 여기서, 소음 제어 신호 y(n)은 소음 신호 d(n)과 동일한 진폭을 가지되 반대 위상을 가지는 신호이다.
구체적으로, 제어 장치(420)는 소음 제어 신호 y(n)를 생성하기 위해 적응형 필터(422), 2차 경로 모델(424) 및 LMS 제어부를 이용할 수 있다.
적응형 필터(422)는 참조 신호 x(n)을 입력 받고, 소음 신호 d(n)을 제어하기 위한 소음 제어 신호 y(n)을 생성한다. 자세하게는, 적응형 필터(422)의 전달 함수는 W(z)로 표현될 수 있고, 적응형 필터(422)의 전달 함수 W(z)는 적어도 하나의 필터 계수를 포함할 수 있다. 소음 제어 신호 y(n)은 참조 신호 x(n)과 적응형 필터(4220)의 전달 함수 W(z) 간 컨볼루션 연산에 의해 도출될 수 있다.
소음 제어 신호 y(n)은 스피커에 의해 출력되고, 소음 제어 지점으로 전파되어 소음 신호 d(n)을 제거 또는 감쇠시킨다.
하지만, 소음 제어 신호 y(n)은 소음 제어 지점으로 전파되는 과정에서 변화될 수 있다. 예를 들면, 소음 제어 신호 y(n)은 공간적 전파에 의한 감쇠, 노이즈 간섭, 스피커의 성능, ADC 변환부, 또는 DAC 변환부 등 2차 경로에 의해 달라질 수 있다. 이로 인해, 소음 신호 d(n)과 소음 제어 신호 y(n) 사이 오차가 발생한다. 발생한 오차는 마이크로폰에 의해 오차 신호 e(n)으로 측정된다.
적응형 필터(422)는 오차 신호 e(n)을 피드백으로 이용하여 오차 신호 e(n)을 제거할 수 있는 소음 제어 신호 y(n)을 생성할 수 있다. 이를 위해, 적응형 필터(422)는 2차 경로 모델(424)에 기초하여 LMS 제어부(426)에 의해 업데이트된다.
2차 경로 모델(424)은 2차 경로(410)의 음향 전달 특성을 추정한 모델이다. 소음 제어 지점과 오차 신호 e(n)의 측정 지점이 같을 때, 2차 경로 모델(424)은 소음 제어 신호 y(n)의 생성 지점과 오차 신호 e(n)의 측정 지점 사이 경로에 대한 음향 전달 특성을 나타낸다.
2차 경로 모델(424)의 음향 전달 특성
Figure pat00001
는 소음 제어 신호 y(n)과 오차 신호 e(n)에 의해 계산될 수 있다. 구체적으로, 차량 내 소음이 없는 상황에서 제어 장치(420)는 소음 제어 신호 y(n)을 생성하고, 스피커는 소음 제어 신호 y(n)을 차량의 내부로 출력한다. 차량 내 소음이 없는 상황에서는 소음 신호 d(n)이 0에 수렴하므로, 마이크로폰이 측정한 오차 신호 e(n)은 2차 경로(410)를 통과하는 과정에서 변형된 소음 제어 신호 y'(n)과 동일하다. 즉, 마이크로폰은 변형된 소음 제어 신호 y'(n)를 측정할 수 있다. 제어 장치(420)는 소음 제어 신호 y(n)과 변형된 소음 제어 신호 y'(n)를 알 수 있으므로, 두 신호 간 관계로부터 2차 경로 모델(424)을 구할 수 있다. 예를 들면, 2차 경로 모델(424)의 전달 함수
Figure pat00002
는 'e(n)/y(n)'로 표현될 수 있다.
전술한 모델링 방법 외에, 2차 경로(410)는 실제 오디오 시스템의 물리적인 현상을 가장 잘 설명하도록 모델링 하기 위한 방법들 중 당 기술 분야의 기술자가 적정한 방법에 의해 모델링될 수 있다.
2차 경로 모델(424)은 참조 신호 x(n)을 입력 받고, 변형된 참조 신호 x'(n)을 출력한다. 변형된 참조 신호 x'(n)은 LMS 제어부에 입력된다.
LMS 제어부(426)는 변형된 참조 신호 x'(n) 및 오차 신호 e(n)으로부터 적응형 필터(422)를 업데이트한다.
LMS 제어부(426)는 수학식 1을 이용하여 적응형 필터(422)를 업데이트할 수 있다.
Figure pat00003
수학식 1에서, e(n)은 오차 신호, d(n)은 소음 신호, y'(n)은 변형된 소음 제어 신호, W(z+1)은 갱신된 필터 계수, W(z)은 현재 필터 계수,
Figure pat00004
는 수렴 계수, x'(n)은 변형된 참조 신호, y(n)은 소음 제어 신호, x(n)은 참조 신호를 나타낸다. * 연산은 컨볼루션 연산을 나타낸다. 일 예로써, 현재 필터 계수 W(z)는 경사 하강법에 의해 갱신될 수 있다. 한편, LMS 제어부(426)는 오차 신호 e(n) 대신 오차 신호 e(n)의 최소 제곱 평균을 이용하여 현재 필터 계수 W(z)를 갱신할 수도 있다.
적응형 필터(422)의 업데이트 후, 적응형 필터(422)는 2차 경로(410)에 의해 변형된 소음 제어 신호 y'(n)이 소음 신호 d(n)과 동일 진폭 및 반대 위상을 갖도록 소음 제어 신호 y(n)을 생성한다. 이로 인해, 오차 신호 e(n)은 0에 가까워질 수 있다.
한편, 제어 장치(420)는 시간 도메인 상에서 소음 제어 신호 y(n)을 생성할 수도 있지만, 주파수 도메인 또는 시간-주파수 도메인 상에서 소음 제어 신호 y(n)을 생성할 수도 있다. 구체적으로, 제어 장치(420)는 참조 신호 x(n) 및 오차 신호 e(n)을 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform, FFT)하고, 주파수 도메인 상의 소음 제어 신호 y(n)을 역 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform, IFFT)함으로써 시간 도메인으로 변환할 수 있다. 이 외에, 제어 장치(420)는 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform, DFT), 이산 시간 푸리에 변환(Discrete Time Fourier Transform, DTFT) 또는 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform, DCT) 등 다양한 푸리에 변환을 이용할 수 있다.
한편, 제어 장치(420)는 최초 생성된 2차 경로 모델(424)을 일률적으로 이용하는 경우, 2차 경로(410)의 변화에 따라 2차 경로 모델(424)의 정확도가 떨어질 수 있다.
구체적으로, 2차 경로(410)는 차량 내 탑승자 분포(occupant distribution)에 따라 달라진다. 예를 들어, 조수석에 설치된 스피커부터 운전석에 앉아있는 탑승자의 귀의 위치까지 2차 경로(410)는 조수석의 탑승자에 따라 달라질 수 있다. 그럼에도 불구하고, 제어 장치(420)가 탑승자가 없는 상황에서 생성한 2차 경로 모델에 기초하여 소음 제어 신호 y(n)을 생성하는 경우, 오차 신호 e(n)가 커질 수 있다.
따라서, 제어 장치(420)는 탑승자 분포에 따른 2차 경로(410)의 변화를 고려하여 2차 경로 모델(424)을 수정할 필요가 있다.
도 4b를 참조하면, 제어 장치(420)는 차량 내 탑승자 분포를 고려하여 탑승자에 의해 변경된 2차 경로(430)에 대한 2차 경로 모델(428)을 구할 수 있다. 여기서, 탑승자 분포는 차량 내 탑승자의 수 또는 탑승자의 위치 중 적어도 하나를 포함한다.
먼저, 제어 장치(420)는 탑승자 분포별로 복수의 2차 경로 모델들을 미리 저장할 수 있다. 즉, 제어 장치(420)는 소음 제어 신호 y(n)의 생성 지점과 오차 신호 e(n)의 측정 지점 사이 음향 전달 특성을 탑승자 분포별로 미리 저장할 수 있다.
일 예로써, 제어 장치(420)는 운전석에만 탑승자가 착석한 상황에서 소음 제어 신호 y(n)를 생성하고, 소음 제어 신호 y(n)과 측정된 오차 신호 e(n)에 기초하여 제1 2차 경로 모델을 생성할 수 있다. 이때, 소음 신호 d(n)이 없어야 변형된 소음 제어 신호 y'(n)과 동일한 오차 신호 e(n)을 측정할 수 있다. 다른 예로써, 제어 장치(420)는 운전석과 조수석에 각 탑승자가 착석한 상황에서 소음 제어 신호 y(n)를 생성하고, 소음 제어 신호 y(n)과 측정된 오차 신호 e(n)에 기초하여 제2 2차 경로 모델을 생성할 수 있다. 다른 예로써, 제어 장치(420)는 조수석과 오른쪽 뒷좌석에 각 탑승자가 착석한 상황에서 소음 제어 신호 y(n)를 생성하고, 소음 제어 신호 y(n)과 측정된 오차 신호 e(n)에 기초하여 제3 2차 경로 모델을 생성할 수 있다.
이처럼, 제어 장치(420)는 탑승자의 수 또는 탑승자의 위치 중 적어도 하나에 따른 2차 경로 모델들을 생성하고, 저장할 수 있다.
이후, 제어 장치(420)는 차량 내 소음이 발생하면, 2차 경로(430)에 대해 미리 저장한 복수의 음향 전달 특성들을 이용하여 소음 제어 신호 y(n)을 생성할 수 있다. 이를 위해, 제어 장치(420)는 획득부, 추정부, 생성부 및 제어부를 포함할 수 있다.
획득부는 적어도 하나의 탑승자에 관한 탑승자 분포를 획득한다.
획득부는 이미지 데이터, 비디오 데이터, 음성 데이터, 압력 데이터, 접촉 데이터, 온도 데이터, 광 데이터, 또는 전기적 데이터 등을 이용하여 탑승자 분포를 획득할 수 있다.
구체적으로, 획득부는 적어도 하나의 카메라를 이용하여 이미지 데이터 또는 비디오 데이터를 수집하고, 이미지 데이터 또는 비디오 데이터를 이용하여 탑승자를 검출할 수 있다.
적어도 하나의 카메라는 차량의 전면의 윈도우 글래스, 룸 미러, 스티어링 휠 또는 헤드 라이닝, 차량의 후면의 윈도우 글래스 등에 구비될 수 있다. 적어도 하나의 카메라는 좌석을 향하도록 배치될 수 있다.
적어도 하나의 카메라는 CCD(charge coupled device) 센서, CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 이미지 센서, KINECT(RGB-D 센서), TOF(Structured Light Sensor), 또는 스테레오 카메라(Stereo Camera) 등의 센서들을 포함할 수도 있다.
이 외에, 획득부는 차량 내 적어도 하나의 음성 신호를 측정하고, 음성 신호의 주파수에 기초하여 탑승자를 검출할 수 있다. 또한, 획득부는 서로 다른 두 주파수 특성을 가지는 음성 신호들로부터 탑승자 분포를 식별할 수 있다. 획득부는 각 좌석에 구비된 압력 센서 또는 접촉 센서를 이용하여 탑승자 분포를 획득할 수도 있다. 획득부는 좌석에 구비된 온도 센서를 이용하여 탑승자 분포를 획득할 수도 있다. 획득부는 레이더(radar) 센서, 라이다(Light detection and Ranging, Lidar) 센서, 또는 초음파 센서에 의해 수집된 광 데이터, 거리 데이터 또는 전기적 데이터를 이용하여 탑승자 분포를 획득할 수도 있다. 획득부는 안전 벨트의 체결 여부, 문의 개폐 이력 등을 이용하여 탑승자 분포를 획득할 수도 있다. 획득부는 사용자 인터페이스를 통해 탑승자로부터 탑승자 분포를 입력 받을 수도 있다.
추정부는 탑승자 분포를 고려하여 탑승자에 의해 변경된 2차 경로(430)에 대한 2차 경로 모델(428)을 구할 수 있다. 즉, 추정부는 탑승자의 분포를 고려하여 소음 제어 신호 y(n)의 생성 지점부터 오차 신호 e(n)의 측정 지점까지 음향 전달 특성을 추정할 수 있다.
구체적으로, 추정부는 탑승자 분포별로 미리 저장된 복수의 2차 경로 모델들 중에서 획득된 탑승자 분포에 기초하여 어느 하나를 선택함으로써, 소음 제어 신호 y(n)의 생성 지점과 오차 신호 e(n)의 측정 지점 사이 음향 전달 특성을 추정할 수 있다.
추정된 음향 전달 특성은 소음 제어 신호 y(n)이 출력되는 스피커와 오차 신호 e(n)이 측정되는 마이크로폰 사이 경로에 대한 음향 전달 특성을 포함한다. 이때, 소음 제어 신호 y(n)이 생성 지점부터 스피커에 의해 출력되는 과정에서 간섭 받을 수 있으므로, 추정부는 소음 제어 신호 y(n)의 생성 지점부터 스피커에 의한 출력 지점까지 내부 음향 전달 특성을 고려하여 2차 경로(430)를 추정하여야 한다. 즉, 추정부가 추정하는 음향 전달 특성은 소음 제어 신호 y(n)를 출력하는 스피커와 오차 신호 e(n)을 측정하는 마이크로폰 사이 음향 전달 특성뿐만 아니라, 제어 장치(420) 내 소음 제어 신호 y(n)의 생성 지점부터 스피커에 의한 출력 지점까지 내부 음향 전달 특성을 포함할 수 있다.
한편, 마이크로폰은 탑승자의 귀의 위치에 가까운 헤드레스트에 구비되더라도, 마이크로폰의 위치와 탑승자의 귀의 위치 간 오차가 있다. 이러한 오차를 줄이기 위해, 추정부는 소음 제어 지점인 탑승자의 귀의 위치에서 오차 신호 e(n)을 측정하기 위해 가상의 마이크로폰을 이용할 수 있다. 추정부는 탑승자의 귀의 위치에 가상의 마이크로폰을 생성하고, 가상의 마이크로폰을 통해 오차 신호 e(n)을 측정할 수 있다. 구체적으로, 추정부는 헤드레스트에 위치한 실제 마이크로폰을 통해 음향 신호를 측정하고, 측정한 음향 신호를 처리함으로써 탑승자의 귀의 위치에서 측정한 것과 동일한 신호를 오차 신호 e(n)로써 생성할 수 있다.
생성부는 추정된 2차 경로 모델(428)의 음향 전달 특성
Figure pat00005
에 기초하여 참조 신호 x(n) 및 오차 신호 e(n)으로부터 소음 제어 신호 y(n)을 생성한다. 도 4a에서 전술한 바와 같이, 생성부는 참조 신호 x(n)으로부터 2차 경로 모델(428)의 음향 전달 특성
Figure pat00006
에 따라 변형된 참조 신호 x'(n)을 획득한다. 생성부는 변형된 참조 신호 x'(n)과 오차 신호 e(n)에 기초하여, 참조 신호 x(n)으로부터 소음 제어 신호를 생성하는 적응형 필터(422)를 업데이트한다. 생성부는 업데이트된 적응형 필터(422)를 이용하여 소음 제어 신호 y(n)을 생성한다.
이후, 제어부는 소음 제어 신호 y(n)의 출력을 제어한다. 소음 제어 신호 y(n)은 스피커에 의해 출력된다.
전술한 동작을 통해, 제어 장치(420)는 2차 경로(430) 상에 탑승자 분포가 바뀌더라도, 바뀐 탑승자 분포를 고려하여 소음 신호 d(n) 및 오차 신호 e(n)을 효과적으로 제거할 수 있다.
한편, 도 4a 및 도 4b에서 참조 신호 x(n) 및 소음 제어 신호 y(n)은 단수인 것으로 설명하였지만, 복수일 수도 있다. 예를 들어, 제어 장치(420)는 복수의 센서로부터 참조 신호들을 획득하고, 복수의 마이크로폰으로부터 복수의 오차 신호들을 획득할 수 있다. 또한, 제어 장치(420)는 복수의 소음 제어 신호들을 생성하고, 복수의 스피커들을 통해 복수의 소음 제어 신호들을 출력할 수 있다.
또한, 제어 장치(420)는 좌석별로 소음을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 장치(420)는 복수의 센서로부터 참조 신호들을 획득하고, 운전자의 귀의 위치에 가깝게 배치된 마이크로폰들로부터 오차 신호들을 획득하고, 소음 제어 신호의 생성 지점부터 복수의 스피커들을 통해 운전자의 귀의 위치까지 복수의 2차 경로들을 기반으로 각각의 스피커에서 출력되는 각 소음 제어 신호들을 생성할 수 있다.
제어 장치(420)가 복수의 신호를 처리하는 경우, 복수의 신호 각각을 처리할 수 있지만, 복수의 신호의 평균값, 중간값, 중앙값 등 대표값을 처리할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 소음 제어 방법의 순서도이다.
도 5를 참조하면, 제어 장치는 적어도 하나의 탑승자에 관한 탑승자 분포를 획득한다(S500).
여기서, 탑승자 분포는 탑승자의 수 또는 탑승자의 위치 중 적어도 하나를 포함한다.
제어 장치는 탑승자 분포를 고려하여 2차 경로에 대한 음향 전달 특성을 추정한다(S502).
구체적으로, 제어 장치는 탑승자 분포를 고려하여, 소음을 제어하는 소음 제어 신호의 생성 지점과 잔여 소음을 나타내는 오차 신호의 측정 지점 사이 음향 전달 특성을 추정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 제어 장치는 탑승자 분포별로 미리 저장된 복수의 음향 전달 특성들 중에서 획득된 탑승자 분포에 기초하여 어느 하나를 선택함으로써, 2차 경로에 대한 음향 전달 특성을 추정할 수 있다.
2차 경로에 대한 음향 전달 특성은 소음 제어 신호의 생성 지점과 소음 제어 신호의 출력 지점 사이 내부 음향 전달 특성을 포함한다.
한편, 오차 신호의 측정 지점은 탑승자의 귀의 위치에 생성된 가상의 마이크로폰의 위치일 수 있다.
제어 장치는 음향 전달 특성에 기초하여 센서의 참조 신호 및 오차 신호로부터 소음 제어 신호를 생성한다(S504).
구체적으로, 제어 장치는 참조 신호로부터 음향 전달 특성에 따라 변형된 참조 신호를 획득하고, 변형된 참조 신호와 오차 신호에 기초하여, 참조 신호로부터 소음 제어 신호를 생성하는 적응형 필터를 업데이트하고, 업데이트된 적응형 필터를 이용하여 소음 제어 신호를 생성할 수 있다.
제어 장치는 소음 제어 신호의 출력을 제어한다(S506).
전술한 도면들에서는 과정들을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도면들에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 과정들 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도면들은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
한편, 도 5에 도시된 과정들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 이러한 컴퓨터가 읽을 수 있는　기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등의 비일시적인(non-transitory) 매체를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소들은 메모리, 프로세서, 논리 회로, 룩-업 테이블(look-up table) 등과 같은 집적 회로 구조를 사용할 수 있다. 이러한 집적 회로 구조는 하나 이상의 마이크로 프로세서 또는 다른 제어 장치의 제어를 통해 본 명세서에 기술 된 각각의 기능을 실행한다. 또한, 본 발명의 구성 요소들은 특정 논리 기능을 수행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 명령을 포함하고 하나 이상의 마이크로 프로세서 또는 다른 제어 장치에 의해 실행되는 프로그램 또는 코드의 일부에 의해 구체적으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 요소들은 각각의 기능을 수행하는 중앙 처리 장치(CPU), 마이크로 프로세서 등을 포함하거나 이에 의해 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 요소들은 하나 이상의 프로세서에 의해 실행되는 명령어들을 하나 이상의 메모리에 저장할 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
200: 센서
210: 마이크로폰
220: 제어기
230: AVN 장치
240: 앰프
250: 스피커

Claims (12)

  1. 차량의 능동 소음 제어를 위한 컴퓨터 구현 방법에 있어서,
    적어도 하나의 탑승자에 관한 탑승자 분포를 획득하는 단계;
    상기 탑승자 분포를 고려하여, 소음을 제어하는 소음 제어 신호의 생성 지점과 잔여 소음을 나타내는 오차 신호의 측정 지점 사이 음향 전달 특성을 추정하는 단계;
    상기 음향 전달 특성에 기초하여 센서의 참조 신호 및 상기 오차 신호로부터 소음 제어 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 소음 제어 신호의 출력을 제어하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 음향 전달 특성을 추정하는 단계는,
    탑승자 분포별로 미리 저장된 복수의 음향 전달 특성들 중에서 상기 획득된 탑승자 분포에 기초하여 어느 하나를 선택하는 단계
    를 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탑승자 분포는,
    탑승자의 수 또는 탑승자의 위치 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 음향 전달 특성은,
    상기 소음 제어 신호의 생성 지점과 상기 소음 제어 신호의 출력 지점 사이 내부 음향 전달 특성을 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 오차 신호의 측정 지점은,
    탑승자의 귀의 위치에 생성된 가상의 마이크로폰의 위치인 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 소음 제어 신호를 생성하는 단계는,
    상기 참조 신호로부터 상기 음향 전달 특성에 따라 변형된 참조 신호를 획득하는 단계;
    상기 변형된 참조 신호와 상기 오차 신호에 기초하여, 상기 참조 신호로부터 소음 제어 신호를 생성하는 적응형 필터를 업데이트하는 단계; 및
    상기 업데이트된 적응형 필터를 이용하여 소음 제어 신호를 생성하는 단계
    를 포함하는 방법.
  7. 차량의 능동 소음 제어를 위한 장치에 있어서,
    적어도 하나의 탑승자에 관한 탑승자 분포를 획득하는 획득부;
    상기 탑승자 분포를 고려하여, 소음을 제어하는 소음 제어 신호의 생성 지점과 잔여 소음을 나타내는 오차 신호의 측정 지점 사이 음향 전달 특성을 추정하는 추정부;
    상기 음향 전달 특성에 기초하여 센서의 참조 신호 및 상기 오차 신호로부터 소음 제어 신호를 생성하는 생성부; 및
    상기 소음 제어 신호의 출력을 제어하는 제어부
    를 포함하는 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 추정부는,
    탑승자 분포별로 미리 저장된 복수의 음향 전달 특성들 중에서 상기 획득된 탑승자 분포에 기초하여 어느 하나를 선택하는 것인 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 탑승자 분포는,
    탑승자의 수 또는 탑승자의 위치 중 적어도 하나를 포함하는 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 음향 전달 특성은,
    상기 소음 제어 신호의 생성 지점과 상기 소음 제어 신호의 출력 지점 사이 내부 음향 전달 특성을 포함하는 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 오차 신호의 측정 지점은,
    탑승자의 귀의 위치에 생성된 가상의 마이크로폰의 위치인 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 생성부는,
    상기 참조 신호로부터 상기 음향 전달 특성에 따라 변형된 참조 신호를 획득하고, 상기 변형된 참조 신호와 상기 오차 신호에 기초하여, 상기 참조 신호로부터 소음 제어 신호를 생성하는 적응형 필터를 업데이트하고, 상기 업데이트된 적응형 필터를 이용하여 소음 제어 신호를 생성하는 것인 장치.
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