WO2016167508A1 - Noise cancellation method and device for mobile sound device - Google Patents

Noise cancellation method and device for mobile sound device Download PDF

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WO2016167508A1
WO2016167508A1 PCT/KR2016/003535 KR2016003535W WO2016167508A1 WO 2016167508 A1 WO2016167508 A1 WO 2016167508A1 KR 2016003535 W KR2016003535 W KR 2016003535W WO 2016167508 A1 WO2016167508 A1 WO 2016167508A1
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WO
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noise
user
mobile device
earphone
signal
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Application number
PCT/KR2016/003535
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French (fr)
Korean (ko)
Inventor
김영환
김상훈
Original Assignee
포항공과대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/10Earpieces; Attachments therefor ; Earphones; Monophonic headphones
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/04Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for correcting frequency response

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a noise reduction technology of a mobile acoustic device, and more particularly, to a noise reduction method and apparatus for a mobile acoustic device capable of removing noise from ordinary earphones connected to a mobile device. will be.
  • earphones are currently on the market for noise reduction. These have a microphone attached directly behind the earphones and a separate circuit attached to the earphone wire. That is, the earphone with the conventional noise canceling function has a disadvantage in terms of design due to the addition of additional hardware or technology, the high price point is formed, as well as a separate noise canceling circuit coupled to the large earphone part and earphone cable. And, above all, since the role of removing noise is centered on the microphone attached to the earphone, it is inconvenient to always carry the corresponding earphone in order to listen to the sound from which the noise is removed.
  • An object of the present invention for solving the problems of the prior art as described above, the user using the normal earphones in the mobile device to remove the noise of the mobile acoustic device to be able to listen to the sound from which the noise repeatedly generated from the outside repeatedly To provide a method and apparatus.
  • a method for removing noise heard by the user through the earphone in the noise reduction device mounted on or coupled to the mobile device the step of receiving ambient noise through the microphone of the mobile device Estimating the repetitive noise the user hears based on the noise, generating an antiphase signal of the repetitive noise, and outputting the antiphase signal through an earphone connected to the mobile device.
  • the estimating of the noise may use a sound related parameter according to a mobile device, a user-specified modeling parameter for the mobile device, a sound related parameter according to an earphone type, or a combination thereof.
  • the user-defined modeling parameter may include relative position information between the right earphone, the left earphone, and the mobile device belonging to the earphone.
  • the estimating of the noise may include determining a repetitive noise by analyzing a location and a shape of a noise source obtained from the mobile device, and a type of noise that the user hears through earphones connected to the mobile device with respect to the repetitive noise. It may include the step of modeling.
  • the step of determining whether the noise is a repetitive noise after cutting the noise of a certain time interval in a certain period, the portion of the waveform whose noise waveform in each period is similar or the magnitude difference of the noise is equal to or less than a certain threshold in a certain period in the entire period It can be determined whether it occupies more than one.
  • the user input may be acquired through the user interface of the mobile device, and the noise may be predicted in the position of the earphone based on the obtained user input.
  • the user input may include selection information about the type of earphone and relative position information between the right earphone, the left earphone, and the mobile device belonging to the earphone.
  • the noise canceling method after the step of generating the anti-phase signal, the noise canceling method, according to the user input obtained through the user interface of the mobile device to perform phase adjustment, gain adjustment, frequency fine adjustment or a combination thereof
  • the method may further include a user feedback step.
  • the user feedback step may further obtain a user input through a user interface for adjusting the position of the noise source, adjusting the relative position between the mobile device and the earphone, adjusting the earphone type, adjusting the gain for each frequency, or a combination thereof.
  • the noise obtained through a single microphone of the mobile device may be classified by frequency, and the noise by frequency may be determined using a filter to determine whether the noise is repetitive.
  • generating the antiphase signal may generate a pseudo antiphase signal having an arbitrary phase and gain using repetitive noise.
  • generating the anti-phase signal may include obtaining a user input for the pseudo anti-phase signal through a user interface, and responsive to the user input, phase adjustment, gain adjustment, frequency fine adjustment, or a combination thereof. Can be performed.
  • generating the antiphase signal includes an amplitude interval of less than or equal to a certain magnitude for a predetermined time or more for the estimated repetitive noise or a composite signal of the antiphase signal and the estimated repetitive noise.
  • the antiphase signal may be generated, or an antiphase signal may be generated by shifting or inverting the phase of the noise by a half cycle or 180 ° so as to have a value close to the amplitude 0 for a predetermined period.
  • the antiphase signal may be output to the earphone together with the sound signal that the user wants to hear through the mobile device, or the antiphase signal may be combined with the sound signal and output.
  • a noise control device that is mounted on or coupled to a mobile device to remove noise that the user hears through earphones connected to the mobile device, the memory for storing the program, and connected to the memory And a processor configured to execute a program, wherein the processor receives, by the program, ambient noise through a microphone of the mobile device, estimates the repetitive noise heard by the user based on the noise, and generates an antiphase signal for the repetitive noise.
  • a noise canceling device for a mobile audio device, which generates and outputs an antiphase signal to an earphone.
  • a noise canceling device for removing the noise that the user hears through the earphone connected to the mobile device mounted on or coupled to the mobile device, the ambient noise through the microphone of the mobile device
  • the mobile audio device includes an input unit for receiving an input unit, an estimator for estimating the repetitive noise that the user hears based on the noise, a generator for generating an antiphase signal of the repetitive noise, and an output unit for outputting the antiphase signal to the earphones.
  • the estimator may estimate the noise using a sound related parameter according to the mobile device, a user-specified modeling parameter for the mobile device, a sound related parameter according to the earphone type, or a combination thereof.
  • the custom modeling parameter may include relative position information between the right earphone, the left earphone, and the mobile device belonging to the earphone.
  • the estimating unit a repeating noise determination unit for determining whether the repetitive noise by analyzing the position and shape of the noise source of the noise in the mobile device, and a modeling unit for modeling the shape of the noise that the user of the earphone based on the repetitive noise It may include.
  • the repetitive noise determination unit divides the noise of a predetermined time interval into a predetermined period, and determines whether a portion having a similar waveform or a magnitude difference of the noise in each period occupies a predetermined ratio or more in the entire period. Can be.
  • the modeling unit may determine the noise type that the user hears through the earphone based on the user input obtained through the user interface of the mobile device.
  • the user input may include relative position information between the right earphone and the left earphone and the mobile device belonging to the earphone, the type information of the earphone, and a combination thereof.
  • the estimating unit may include a repetitive noise determination unit for dividing the noise acquired through the microphone for each frequency and determining whether the noise for each frequency is repetitive noise using a filter.
  • the generator may include a pseudo signal generator or an antiphase signal generator that generates a pseudo antiphase signal having an arbitrary phase and gain using repetitive noise.
  • the noise canceling device performs phase adjustment, gain adjustment, frequency fine adjustment, or a combination of the pseudo antiphase signals in response to user input obtained through the user interface of the mobile device, thereby converting the pseudo antiphase signals.
  • the apparatus may further include an adjusting unit or a user adjusting module configured to correct or correct at least one or more times as an antiphase signal to be output to the earphone.
  • the noise reduction device may further include a synthesis unit for outputting the antiphase signal to the earphone together with the sound signal that the user wants to hear through the mobile device, or by synthesizing the antiphase signal to the sound signal.
  • the anti-phase modeled noise is anti-phase.
  • the present invention by estimating the external noise that the user hears using a microphone provided in or coupled to a mobile device and general earphones, and outputting the anti-phase signal of the estimated noise to the earphone, It is possible to have the environment eliminated, and furthermore to have the effect of actually only hearing the sound originally intended to be heard.
  • the noise canceling method and apparatus of the mobile acoustic apparatus according to the present invention are more effective in a specific environment in which repeated noise occurs.
  • a user's mobile acoustic device located in such a repetitive noise environment in that a large number of users' acoustic listening is performed in fixed indoor environments such as vehicles (subway, buses, aircraft, ships), offices, and homes.
  • the advantage of the noise reduction is very high.
  • FIG. 1 is an exemplary view for explaining a mobile acoustic listening environment using a noise canceling apparatus (hereinafter, simply referred to as a noise canceling apparatus) of a mobile acoustic apparatus according to an embodiment of the present invention in comparison with a comparative example.
  • a noise canceling apparatus hereinafter, simply referred to as a noise canceling apparatus
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a noise canceling method (hereinafter, simply referred to as a noise canceling method) of the mobile acoustic device of the present embodiment applicable to the mobile device of FIG. 1.
  • a noise canceling method hereinafter, simply referred to as a noise canceling method
  • FIG. 3 is a schematic block diagram of a mobile device equipped with the noise canceling apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 4 is an exemplary view of a mobile device incorporating a noise canceling device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram which may be employed in the noise reduction apparatus of FIG. 4.
  • FIG. 6 is an exemplary view of a mobile device incorporating a noise canceling device according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a schematic block diagram of a functional block that can be employed in the noise reduction device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram of another embodiment of an estimator that may be employed in the apparatus for removing noise of FIG. 7.
  • FIG. 9 is a partial block diagram of a modification of the noise canceling apparatus of FIG. 7.
  • FIG. 10 is a flowchart of a noise removing method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart of user feedback that may be employed in the method for removing noise of FIG. 10.
  • FIG. 12 is an exemplary diagram illustrating a signal in a process of estimating an antiphase signal of noise by the user feedback of FIG. 11.
  • first, second, A, and B may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • FIG. 1 is an exemplary view for explaining a mobile sound listening environment using a noise canceling device of a mobile sound device according to an embodiment of the present invention in comparison with a comparative example.
  • FIG. 1 describes the noise reduction principle of the present invention based on the relationship between the user (M), the mobile device (3), the noise source (NS) as follows.
  • M user
  • NS noise source
  • This embodiment is an example and the actual situation may vary.
  • multiple sources of noise may be present in various locations, and the location may not be specified and may be omnidirectional.
  • Figure 1 (a) is a noise applied to the noise reduction method according to the embodiment of the present invention after modeling the ambient noise (N L , N R ) that the user hears through the earphone modeled after the estimated noise (N L ⁇ , N R ⁇ ) reverse phase (anti-phase) signal (hereinafter referred to as opposite phase signal) made in the state (/ N L ⁇ , / N R ⁇ ) signals (S L, S R, which character original user to listen to), and Combined to provide the user through the earphone.
  • opposite phase signal the state (/ N L ⁇ , / N R ⁇ ) signals
  • S L, S R which character original user to listen to
  • the noise source NS and various other information are used to estimate the noise (N L , N R ) to be heard by the user and anti-phase signal ( / N L ⁇ , it can be transmitted to the user with a signal (S L, S R) to a chair user to hear the real / N R ⁇ ).
  • a signal (S L, S R) is sikimyeo offset the physical noise (N L, N R), Therefore, the user signal to party substantially original listening (hereinafter referred to as sound Only the signal (S L , S R ) can be heard.
  • Physical noise (N L, N R) and the estimated noise (N L ⁇ , ⁇ N R) to remove noise in a noise cancellation method and apparatus by a similar performance is more excellent.
  • Figure 1 (b) is a comparative example of a conventional mobile device that does not use the noise removing device or method of the present embodiment described above, the noise (N L , N R ) generated from the noise source (NS) is the user M ) And merge with the original signal (S L , S R ). That is, the user hears both the ambient noise (N L , N R ) and the original signal S L , S R. Therefore, in the comparative example, the user does not have good listening to the sound, and by increasing the volume for accurate listening, the comparative example may cause the user's hearing loss, hearing loss, and the like.
  • the mobile device 3 recognizes the ambient noise N D flowing directly into the mobile device 3 and transmits it to the mobile device 3. It is possible to more accurately estimate the ambient noise (N L , N R ) flowing into the connected earphone (8).
  • the aforementioned mobile audio device refers to any mobile device that may have a built-in microphone or may be coupled to and output sound through earphones, and may be referred to simply as a mobile device.
  • the mobile device 3 is a laptop computer, a tablet PC, a wireless phone, a mobile phone, a smart phone, a smart watch, a smart glass ( smart glass, e-book reader, portable multimedia player, portable game console, navigation device, digital camera, digital multimedia broadcasting (DMB) player, digital audio recorder, digital It may have a form such as a digital audio player, a digital picture recorder, a digital picture player, a digital video recorder, a digital video player, or the like. .
  • the biggest difference between the noise canceling device 10 of the present embodiment and the existing noise canceling earphones is to estimate the noise encountered by the earphone user in the present embodiment. That is, the existing noise canceling earphones 'measure' the user's noise in real time using a microphone attached directly behind the earphone, but the noise canceling device implemented in this embodiment or the noise canceling method implemented by the device is the noise that the user hears. Is configured to 'estimate'.
  • the noise estimation for the noise removing method of the present embodiment may be applied to other methods depending on the situation.
  • the mobile device 3 may be divided into a case where a plurality of microphones are mounted so that the position of the noise source can be estimated and the position of the noise source cannot be detected by the mobile device 3.
  • the noise estimation method may be applied to a method such as automatic setting, semi-automatic setting, manual setting. For example, when the position of the noise source can be estimated, some preset modeling forms are presented for the user to select, or when the position of the noise source cannot be estimated, the pseudo modeling form is presented and then corrected through user feedback. It can be implemented to.
  • the noise source location can be estimated, after analyzing the position and characteristics of the ambient noise source using the microphones mounted on the mobile device (3), it can be used to model the noise that the user will hear.
  • the noise reduction method including the modeling process is divided into three stages. In the first stage, the mobile device 3 analyzes the position of the surrounding sound source and the shape of the sound source and determines whether the noise is repetitive. . In the second step, the shape of the noise heard by the user through the earphone 8 in the mobile device 3 can be modeled for the repetitive noise. In the last step, an anti-phase signal of the estimated estimated noise generated by the user may be generated, and then output to the earphone 8 along with the signal originally intended by the user to be provided to the user M. have.
  • the user may listen to the sound of the mobile device 3 by modeling and estimating the actual noise heard by the user M, and then the signal having the phase opposite to that of the original user M to listen to.
  • the output may be performed together to allow the user M to hear the sound substantially free of noise.
  • the sound output to the general earphone 8 by using a microphone and a processor of the mobile device 3 is performed. Noise can be effectively removed.
  • the user M can not only remove the noise from the sound heard through the earphone 8, but also output only the anti-phase signal to the earphone 8 The user M can have a quiet environment with ambient noise removed.
  • the hardware of the mobile device 3 causes the hardware of the ambient noise source to be changed by the amount of change of the signal acquired by the microphone of the mobile device 3 or the difference between the various sub-signals. If you can determine the location of each noise source, you can specify the location and shape of each noise source, and based on this, you can easily estimate the noise you hear, as well as hardware (processors, etc.) Even in difficult cases, in the process of estimating the actual noise heard by the user M, it is determined that the noise to be removed according to the repeatability of the corresponding sound source, and by correcting the repetitive noise through the user feedback, the user M has the earphone 8 You can effectively eliminate the noise you hear through.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a noise removing method of a mobile acoustic device according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 describes the noise removing method according to the embodiment as follows.
  • step (S21) it is possible to determine the location of the noise source and the type of noise generated from the noise source using at least two microphones mounted on the mobile device.
  • the intelligent robot and method (ETRI) capable of tracking sound sources of Korean Patent Publication No. 10-0943224 and the multi-source location tracking device of Korean Patent Publication No. 10-2011-0047870 and the method (Samsung Electronics) Reference may be made.
  • the noise removing device of the present embodiment can grasp the position of the noise source and the shape of the noise that repeatedly generate the noise based on the mobile device.
  • Repetitive noise referred to herein refers to noise in which waveforms in each cycle are similar to each other when the noise is cut off at a constant cycle.
  • a ratio occupied in the entire period may be used for a portion where the difference in the loudness is less than or equal to a predetermined threshold.
  • the method of determining the location and shape of the ambient sound source to obtain the location and shape information of the repetitive noise source can use existing techniques, and can use at least two microphones mounted in the mobile device. In that case, some noise sources may be omnidirectional without specifying the direction in which they occur. Determination of repetitive noise may be determined by determining whether the corresponding noise is repeatedly generated in the same form through observation of at least several seconds. Non-repetitive noise sources are more likely to be non-noise, and even noise can be modeled and will be excluded from the noise reduction process below.
  • noise reduction device is a custom model based on the parameter after the user model the noise to be heard, the user will hear that is opposite phase signal of noise (/ N L ⁇ , / N R ⁇ ) (S22) .
  • this step (S22) it is modeled how the noise detected in the above-described step (S21) is delivered to the user.
  • relative position information is needed between the mobile device measuring the noise source and the earphone located in the user's ear. Modules that can be tracked in fine units can also be attached to the earphones, but this will incur additional costs. Therefore, the user is involved to specify the relative position.
  • the noise canceling device may use a user-defined modeling parameter, the user-defined modeling parameter is a sound effect according to the type of earphone currently used, the relative position information between the mobile device and both earphones, reverse phase Phase information for generating and the like.
  • Both earphones include a right earphone and a left earphone belonging to a single earphone.
  • the information input process for the user-defined modeling parameter may be manually performed by a user in the mobile device, but is not limited thereto, and may be implemented to view or hear a result of various selection setting items given by the mobile device and to select at least one of them. Can be.
  • this information may be updated every time the earphone is connected to the mobile device, but the present invention is not limited thereto, and the information may be stored in the memory of the mobile device in advance for frequently used specifications.
  • User input for custom modeling parameters can be placed parallel to the center of the user in front of the user (if it is not parallel, it can be corrected using a gyro sensor included in the mobile device) between the earphone and the mobile device. Select approximately the location of. This is possible by setting the left and right earphone gap and the vertical distance between the earphone and the mobile device. You can change these settings when you want, or you can register your favorite settings. In addition, the user may select at least one of various selection items given by the mobile device. When the relative position of the mobile device and the earphone is determined through the above example or other method, and the relative position and shape of the mobile device and the noise source are determined in the step S21, the noise is formed in the position of the earphone. You can predict what you will have.
  • kernel-type earphones have more sound insulation than open earphones.
  • the noise canceling device outputs an antiphase signal. That is, the mobile device may transmit the antiphase signal to the earphone together with the acoustic signals S L and S R that the user originally wants to hear (S23).
  • step (S23) outputs the anti-phase signal of the noise to be heard by the user modeled through the previous two steps (S21 and S22).
  • Such an antiphase signal may be provided to the user in combination with a signal to be sent to the user in the mobile device. In that case, the user can hear the original wanted signal with the noise canceled out.
  • the user can correct this through feedback.
  • User feedback can be made by modifying the information needed to model the noise applied to the user.
  • the user input processed in the user feedback may include a noise source-specific position adjustment for correcting a noise generated by the omnidirectional sound from a specific location.
  • the user input may include modifying the relative position information of the earphone and the mobile device, correcting the sound insulation effect of the earphone, and adjusting the gain for each frequency.
  • the user can hear only the sound signal originally intended to be listened to by the antiphase signal canceled from the ambient noise among the signals finally transmitted to the earphone.
  • the process of creating the anti-phase signal of the noise that the user hears may be different from the actual because it depends on modeling. This difference can be corrected or minimized by applying feedback in a manner that the user modifies the modeling parameters if necessary.
  • FIG. 3 is a schematic block diagram of a mobile device equipped with the noise canceling apparatus of FIG. 1.
  • the mobile device 3 equipped with the noise canceling device may include a processor 4 and a memory 5, and may include a peripheral device 6 according to an implementation.
  • Peripheral device 6 may include a communication interface (I / F), an input / output system, a camera subsystem, a sensor, or a combination thereof.
  • the noise canceling device 10 of the present embodiment may include, but is not limited to, a processor 4 and a memory 5, and further includes a specific peripheral device including a communication interface, an audio device, a microphone, or a combination thereof. It may include.
  • the components of the mobile device 3 will be described in more detail as follows.
  • the processor 4 may include one or more cores, cache memory, memory interfaces, and peripheral interfaces.
  • Multi-core refers to the integration of two or more independent cores into one package of a single integrated circuit.
  • a single core may refer to a central processing unit.
  • the CPU may be implemented as a system on chip (SOC) in which a micro control unit (MCU) and a peripheral device (an integrated circuit for an external expansion device) are arranged together, but is not limited thereto.
  • the central processing unit includes a register that stores instructions to be processed, an arithmetic logical unit (ALU) that is responsible for comparison, determination, and operation, and a controller that internally controls the CPU for interpreting and executing the instructions ( control unit), internal bus, and the like.
  • ALU arithmetic logical unit
  • the processor 4 may include, but is not limited to, one or more data processors, an image processor, or a codec.
  • the data processor, image processor or codec may be configured separately.
  • the peripheral interface connects the processor 4 to the input / output system and various other peripheral devices, and the memory interface connects the processor 4 to the memory 5.
  • the processor 4 of the above-described configuration may execute various software programs to perform data acquisition, data processing, and data output for the noise canceling function in the mobile audio device 3.
  • the processor 4 may execute a specific software module (instruction set) stored in the memory 5 to perform various specific functions corresponding to the module. That is, the processor 4 may remove noise that is heard by the user from earphones connected to the mobile sound device 3 by the noise canceling module included in the software modules stored in the memory 5.
  • the memory 5 may be coupled to a memory interface in the processor 4.
  • the memory 5 may include fast random access memory and / or nonvolatile memory, such as one or more magnetic disk storage devices, one or more optical storage devices and / or flash memory.
  • the memory 5 may also store software, programs, instruction sets, or a combination thereof.
  • Components of the software may include an operating system module, a communication module, a graphics module, a user interface module, a moving picture experts group (MPEG) module, a camera module, one or more application modules, and the like.
  • a module can be represented as an instruction set or program as a set of instructions.
  • Operating systems include built-in operating systems such as MS WINDOWS, LINUX, Darwin, RTXC, UNIX, OS X, iOS, Mac OS, VxWorks, Google OS, Android, Sea (Samsung OS), Plan 9, etc. And various components for controlling system operation of the mobile device or noise reduction device.
  • the mobile device may include, for example, memory management and control, storage hardware control and management, power control and management, and the like.
  • the operating system described above may include, but is not limited to, a function for performing communication between various hardware (devices) and software components (modules).
  • the communication I / F may include one or more wireless communication subsystems.
  • the wireless communication subsystem may include a radio frequency receiver and transceiver and / or an optical (eg, infrared) receiver or transceiver.
  • the communication interface may be a network, for example, a Global System for Mobile Communication (GSM) network, an Enhanced Data GSM Environment (EDGE) network, a Code Division Multiple Access (CDMA) network, a W-Code Division Multiple Access (W-CDMA) network, LTE (Long Term Evolution) network, Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) network, WiMax network, Wireless Fidelity (Wi-Fi) network, Bluetooth network and the like can support at least one communication protocol.
  • GSM Global System for Mobile Communication
  • EDGE Enhanced Data GSM Environment
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • W-CDMA Wideband Code Division Multiple Access
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • WiMax Wireless Fidelity
  • Wi-Fi Wireless Fide
  • the input / output system may include a touch screen controller and / or other input / output controller.
  • the touch screen controller can be connected to the touch screen.
  • Touch screens and touch screen controllers include, but are not limited to, capacitive, resistive, infrared and surface acoustic wave technologies as well as other proximity sensor arrangements or other elements for determining one or more contact points with the touch screen. Any multi-touch sensing technique can be used to detect contact and movement or disruption thereof.
  • the touch screen is a kind of display module and can function as a user interface on the mobile device 3. That is, the touch screen may transmit a user's touch input to the processor 4.
  • the touch screen may also operate as a means and / or component for visually showing information about sound output through the earphone 8 in the mobile device 3.
  • the visual output may be in the form of text, graphics, video, or a combination thereof.
  • the touch screen described above may be manufactured in any one of various display types.
  • the touch screen may include, but is not limited to, a liquid crystal display (LCD), a light emitting diode (LED), a light emitting polymer display (LPD), an organic light emitting diode (OLED), and an active matrix organic light emitting (AMOLED). It may be implemented in the form of a diode) or FLED (flexible LED).
  • the other input / output controller may be connected to other input / output devices mounted on or coupled to the mobile device 3.
  • Other input / output devices may include one or more buttons, rocker switches, thumb-wheels, dials, sticks, pointer devices such as stylus, audio devices, or combinations thereof. have.
  • the other input / output device may be responsible for input and / or output of an audio stream such as voice recognition, voice replication, digital recording, or a telephone function.
  • the audio device may communicate with the user through a speaker and / or a microphone.
  • the audio device may receive a data stream through the peripheral interface of the processor 3, convert the received data stream into an electrical stream, and then transfer the converted electric signal to a speaker or earphone.
  • the speaker or earphone may convert and output an electric stream into a sound wave that can be heard by a human.
  • the audio device may convert the electrical stream into an audio data stream and send the converted audio data stream to the peripheral interface.
  • a microphone refers to a means for converting sound waves transmitted from a person or other sound source into an electric stream or a component for performing a function corresponding to the means.
  • the sensor may include at least one selected from an illumination sensor, a gyroscope sensor, a G sensor, a motion sensor, a biometric sensor, a position sensor, or the like mounted on or coupled to the mobile device 3.
  • the illuminance sensor detects illuminance or brightness of the outside of the device and outputs a signal (eg, a trigger signal) for a preset operation.
  • the gyroscope sensor can recognize the up, down, left and right movements of the mobile device 3, the G sensor can be used for the automatic adjustment of the width according to the width or height of the touch screen or the screen, the motion sensor is connected to the user interface and the user It can be used to detect access or specific user input actions.
  • the biometric sensor may include a face recognition sensor, a fingerprint recognition sensor, and the like, and the position sensor may include a global positioning system (GPS), a sound source / noise source position estimation, or a position recognition sensor.
  • GPS global positioning system
  • the position sensor may be connected with a plurality of microphones.
  • the above-described noise control device is not limited to the above-described configuration, but by hardware, software, or a combination thereof, including one or more stream processing and / or application specific integrated circuits (ASICs).
  • the noise canceling operation may be performed in the mobile audio device.
  • FIG. 4 is a schematic block diagram of an apparatus for removing noise according to another embodiment of the present invention.
  • the noise reduction device 10 has a separate device form detachably coupled to the audio terminal 7a of the mobile device 3.
  • the noise reduction device 10 may be detachably connected to the mobile device 3 to remove noise that a user hears through the earphone of the mobile device 3.
  • the mobile device 3 is a conventional device that does not have a program that implements the noise canceling method described above, a recording medium storing such a program, or a noise canceling device, but when the removable noise canceling device 10 is combined, the mobile device ( Earphones connected to 3) may have a new function of removing noise that the user hears.
  • the mobile device 3 is similar to the mobile device described above with a processor 4a, a memory 5a, other peripherals 6, earphone terminals 7a, at least one microphone 9, at least one microphone terminal. (9a) etc. can be provided.
  • the processor 4a and the memory 5a do not directly include a software configuration such as a module, a program or an instruction set for implementing the noise canceling method of the present embodiment, or a hardware configuration that performs a function corresponding to the software configuration. Except for the processor 4 and the memory 5 of Figure 9 may be substantially the same.
  • a separate removable microphone 9b may be coupled to the microphone terminal 9a.
  • the mobile device 3 has one or more built-in microphones 9 and / or one or more removable microphones 9b and uses a time difference of arrival (TDoA) or the like to reduce noise sources. Estimate the position of.
  • ToA time difference of arrival
  • FIG. 5 is a block diagram of a configuration that can be employed in the noise reduction device of FIG. 4.
  • the noise canceling apparatus 10 may include a memory 50, a memory controller 57, a first connector 57, a second connector 58, and internal interfaces 59a and 59b. And a housing 60.
  • the memory 50 is disposed outside the mobile device 3 and includes a first module 51, a second module 52, a third module 53, a fourth module 54, and a fifth module 55. ) May be included.
  • the first to fifth modules 51 to 55 may correspond to the input unit, the estimation unit, the generation unit, the adjustment unit, and the output unit of FIG. 7 in the following order.
  • the memory 50 may further include at least one module corresponding to the generation unit, the repetitive noise determination unit, the modeling unit, and the pseudo signal generation unit of FIGS. 7 to 9. Since the functions and configurations of the modules 51 to 55 are substantially the same as the functions and configurations of the input unit, the estimation unit, the generation unit, the adjustment unit, and the output unit, detailed description thereof will be omitted.
  • the memory 50 may be referred to as a dedicated memory to mean a memory mainly storing a module, a program, an instruction set, or a combination thereof that implements the noise canceling method to distinguish it from the memory 5 of FIG. 3.
  • the memory controller 57 controls the address of the storage area on the memory 50 and how to access the address, and may write or read data to a specific address of the memory 50. In addition, the memory controller 57 may perform a refresh of the memory 50, supply an operating voltage, communicate with a processor of the mobile device 3, or transmit and receive a signal.
  • the first connection 57 hardware-couples the noise canceling device 10 to the mobile device 3. According to the combination of the first connection unit 57, the data transmission line, the power transmission line and the audio transmission line of the noise canceling device 10 and the data transmission line, power transmission line and audio transmission line of the mobile device 3 respectively. Can be connected.
  • the first connector 57 exemplifies one type of earphone jack which is widely used.
  • the first connector 57 is not limited thereto, and any one of jacks connected to a combination of voice and data lines or a combination of voice, data and power lines may be used. The thing is not limited.
  • the first connector 57 may have a phone plug jack type, such as a 2.5TS jack, a 3.5TS jack, a 3.5TRS jack, and a 5.5TRS jack.
  • the first connection unit 57 may be implemented to be combined in a form such as a terminal and a fitting for the audio output terminal function of the mobile device 3.
  • the second connector 58 has the form of an audio female terminal.
  • the second connector 58 may have a structure or shape substantially the same as an audio terminal coupled to a jack of an earphone in the mobile device 3.
  • the second connector 58 may be connected to the first connector 57 through an internal bus or an internal wiring 59c, whereby the second connector 58 may be connected to an audio output terminal of the mobile device 3.
  • Internal interfaces 59a and 59b may include memory interface 59a and peripheral interface 59b.
  • the memory interface 59a connects the memory 50 and the memory controller 56.
  • the peripheral interface 59b connects the memory controller 56 and the first connector 57.
  • the peripheral device 59b is connected to the peripheral device interface of the mobile device 3 through the first connector 57, thereby connecting the memory controller 56 and the processor of the mobile device.
  • the first connector 57 may include a plurality of input / output terminals electrically separated from each other, some of the input / output terminals may be connected to the peripheral device interface 59b, and other portions of the input / output terminals may be connected to the internal wiring 59c. Can be.
  • the housing 60 is a component for supporting and protecting the memory 50, the memory controller 56, the first connector 57, the second connector 58, the internal interfaces 59a and 59b, and the like.
  • the housing 60 may have a rectangular shape (for example, a hexahedral shape) on one side thereof, but is not limited thereto, and may have a spherical shape, a cylindrical shape, a conical shape, a tetrahedron, a polyhedron, or a combination thereof. That is, the housing 60 preferably has a size that is not thicker than the thickness of the mobile device 3 when combined with the mobile device 3 and is relatively small (eg, 1/8 or less) relative to the size of the mobile device.
  • the size of the housing 60, except for the first connection portion 57, which protrudes outward, is about 5 mm to about 20 mm, about 5 mm in the order in which the width, length, and thickness are described based on the hexahedron shape.
  • FIG. 6 is an exemplary view of a mobile device incorporating a noise canceling device according to another embodiment of the present invention.
  • the noise reduction device 10 is detachably coupled to an external connection port 7c of the mobile device 3.
  • the mobile device 3 may include a processor 4a, a memory 5a, a peripheral device 6, an earphone terminal 7a, a cable port 7c, a microphone 9, and internal wiring.
  • the components of the mobile device 3 may be substantially the same as the corresponding components of the other embodiments described above with reference to FIGS. 3 and 4.
  • the noise canceling apparatus 10 may have a memory, a memory controller, an internal interface, a third connection 7d, a microphone 7e and a housing similar to the noise canceling apparatus of FIGS. 3 and 4.
  • the memory, memory controller, internal interface and housing may be substantially identical to the corresponding components of the noise canceling device of FIGS. 3 and 4 described above.
  • the third connection portion 7d is detachably coupled to the cable port 7c for the transmission of data and power.
  • the third connection portion 7d may have a connector structure paired with the cable port 7c of the mobile device 3.
  • the third connector 7d may have a type of universal serial bus (USB) cable port of type A, type B, type C, mini-A, mini-B, micro-A or micro-B. .
  • USB universal serial bus
  • the microphone 7e is installed in the noise canceling device 10 and may be detachably mounted to the mobile device 3 in addition to the microphone 9 mounted on the mobile device 3.
  • the mobile device 3 may use at least one of the data input lines of the cable port 7c as the microphone input.
  • the mobile device 3 may include a microphone input port in the cable port 7c in hardware, but is not limited thereto.
  • the cable port may be changed in software by using an internal setting or an application. At least one of (7c) can be used as the microphone input port.
  • FIG. 7 is a block diagram of a functional block that can be employed in the noise reduction apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • the noise canceling apparatus 10 includes an input unit 11, an estimation unit 12, a generation unit 13, an adjustment unit 14, a synthesis unit 15, and an output unit 16. ) May be included.
  • the input unit 11, the estimating unit 12, the generating unit 13, the adjusting unit 14, the combining unit 15, and the output unit 16 may be implemented as a function module or a program mounted in a memory of the mobile device. It may be implemented by the processor of the mobile device to perform a corresponding function.
  • the input unit 11 receives ambient noise through a microphone (hereinafter, simply referred to as a microphone) of the mobile device.
  • the input unit 11 may include an analog digital converter for converting an analog signal input through a microphone into a digital signal.
  • the estimator 12 estimates the noise that the user hears through the earphone in the mobile device based on the ambient noise obtained from the surroundings of the mobile device through the microphone of the mobile device.
  • the estimator 12 may measure the noise that the user hears using the sound related parameter according to the mobile device, the user-specified modeling parameter for the mobile device, the sound related parameter according to the earphone type, or a combination thereof.
  • the custom modeling parameter may include relative position information between the right earphone, the left earphone, and the mobile device belonging to the earphone.
  • the estimator 12 may determine the repetitive noise by analyzing the sound source position and the shape of the sound source of the ambient noise in the mobile device. In order to determine the repetitive noise, the estimator 12 cuts the ambient noise at regular intervals, and the acoustic section in which the waveforms of the truncated cycles are similar or the portion whose sound size difference is less than or equal to the predetermined threshold is previously selected or extracted. It can be determined whether the ratio occupies a certain percentage of the entire period of.
  • the generation unit 13 generates an antiphase signal of the estimated noise with respect to the noise heard by the user.
  • the generator 13 may generate a pseudo antiphase signal having an arbitrary phase and gain with respect to the repetitive noise from the estimator 12. .
  • the generation unit 13 generates an antiphase signal having an amplitude zero section in which the combination of the antiphase signal and the ambient noise in the estimation unit 12 has a certain amplitude zero section or more, or a value close to the amplitude zero for a certain section. It is possible to generate an antiphase signal by shifting or inverting the phase of the ambient noise by a half cycle or 180 degrees.
  • the adjusting unit 14 receives the user's feedback.
  • the adjusting unit 14 may receive the user feedback after generating the anti-phase signal in the generating unit 13. That is, the adjuster 14 may adjust or change a parameter of the current antiphase signal or the pseudo antiphase signal in order to generate a final antiphase signal in response to a user input obtained through the user interface.
  • the user interface may display a setting value for adjusting the position of the sound source, adjusting the relative position between the mobile device and the earphone, adjusting the earphone type, adjusting the gain for each frequency, or a combination thereof, or include an input window for user input.
  • the synthesizer 15 synthesizes a signal (hereinafter, referred to as an acoustic signal) that the user wants to hear through the mobile device and an antiphase signal generated by the generator 13.
  • the synthesizing unit 15 may be implemented as a means for synthesizing two acoustic signals or a component for performing a function corresponding to such means.
  • the synthesis unit 15 may be implemented by a program execution of an processor, an electronic circuit, or a mechanical device, but is not limited thereto. Any one or more of various conventional sound synthesis methods may be used. It can be implemented using.
  • the output unit 16 outputs the signal synthesized by the synthesizer 15 to the earphone connected to the mobile device. In this case, the user may hear the acoustic signal from which the noise is removed through the general earphone.
  • the output unit 16 may output an antiphase signal through an earphone connected to a mobile device without an acoustic signal.
  • the synthesizer 15 does not operate or the reverse phase signal is output to the earphone through the output unit 16 in a structure in which the synthesizer 15 is omitted, the user attaches the earphone connected to the mobile device to the ear. Just plug it in to provide a quiet environment with no noise around you.
  • the adjusting unit 14 may be omitted, or the combining unit 15 or the output unit 16 may be selectively provided.
  • FIG. 8 is a block diagram of another embodiment of an estimator that may be employed in the apparatus for removing noise of FIG. 7.
  • the estimation unit 12 of the noise removing apparatus includes a repetitive noise determination unit 122 and a modeling unit 124.
  • the present embodiment may correspond to a case in which a single microphone or a small number of microphones is mounted on the mobile device, and thus it is difficult to determine the location of the noise source.
  • the repetitive noise determiner 122 may first classify the ambient noise obtained from the microphone by frequency, and determine whether the ambient noise classified by frequency is a repetitive noise using a filter.
  • the filter may include one or more subfilters, and may have at least one of lowpass, bandpass, highpass, and bandstop, and may use decibels as a unit of the noise level.
  • the modeling unit 124 may model the type of noise that the user hears based on the ambient noise input to the mobile device with respect to the repetitive noise determined by the repetitive noise determiner 122. For modeling the noise that the user hears, the modeling unit 124 outputs a plurality of settings stored in advance with respect to the relative position between the mobile device and the earphone, and the ambient noise based on the user input information received through the user interface.
  • the shape of the earphone can be predicted (modeled) according to its shape.
  • the modeling unit 124 may perform modeling by extracting a parameter corresponding to user input information from a lookup table or the like.
  • the user input information may include setting information about the type of earphone or user selection information.
  • FIG. 9 is a partial block diagram of a modification of the noise canceling apparatus of FIG. 7.
  • the noise removing apparatus 10 may include a repetitive noise determiner 122 and a pseudo signal generator 132. This embodiment may correspond to other embodiments of the estimator 12 and the generator 13 in the noise reduction apparatus of FIG. 7.
  • the repetitive noise determiner 122 may be included in the estimator 12, and the pseudo signal generator 132 may be included in the generator 13, but is not limited thereto.
  • the noise removing device may be a separate component. 10 may be provided.
  • the repetitive noise determiner 122 may be substantially the same as a corresponding component of the noise canceling apparatus described above with reference to FIG. 8.
  • the pseudo signal generator 132 generates a pseudo antiphase signal based on the repetitive noise determined by the repetitive noise determiner 122.
  • the pseudo anti-phase signal may refer to an anti-phase signal in which the estimation of noise that the user hears through the earphone is not accurate and thus the noise cannot be removed below a certain level.
  • the user interface provided by the pseudo signal generator 132 receives user feedback allowing phase adjustment, gain adjustment, frequency fine adjustment, and the like for the pseudo antiphase signal, and is based on one or more user feedbacks. It can be implemented to look for an antiphase signal that substantially removes noise from the pseudo antiphase signal.
  • the pseudo signal generator 132 may be configured to provide a pseudo anti-phase signal, i.e., an anti-phase signal of noise, to the mobile device. You can output
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a noise canceling method of a mobile acoustic device according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • the user when the number of microphones mounted on the mobile device is insufficient or the diversity of directions is not enough to determine the location of the noise source, the user may be assigned to each noise after specifying the ambient sound source by frequency using the microphone of the mobile device. It describes the process of modeling the noise audible to the user by adjusting gain and phase. That is, when the location of the sound source cannot be specified in the mobile device, when the user distinguishes the ambient sound source using the frequency characteristic, the user hears the sound from which the repeated ambient noise is removed.
  • FIG. 10 may correspond to a case in which the noise canceling method of FIG. 2 is described in more detail except for the number of microphones as a single microphone instead of a plurality of microphones.
  • the noise canceling apparatus mounted on the mobile device first identifies a repetitive noise source by using frequency characteristics (S101), and the repetitive noise identified thereafter is a set of noise sources ⁇ n 1 , n 2 ,. , n M ⁇ .
  • Initialize the noise modeling settings to identify repetitive noise sources may include initializing the repetitive noise data stored in the memory. For example, k is set to 0 to initialize the noise modeling setting (S102).
  • the user feedback module may operate for all frequency bands from k to 1.
  • each noise source n k is filtered through a band pass filter ( S105).
  • Noise sources obtained through the microphone of the mobile device may be obtained for the right earphone and the left earphone, respectively.
  • an antiphase signal of each filtered noise source is generated (S106).
  • the antiphase signals of each noise source can be accumulated and generated as antiphase signals for repetitive noise.
  • the antiphase signal for repetitive noise includes an antiphase signal for repetitive noise of a right earphone (hereinafter, a right antiphase signal) (/ N RK ) and a repetitive noise for a left earphone. Signal (hereinafter, referred to as a left antiphase signal) / N LK .
  • At least one or more phase adjustments, gain adjustments, and frequency fine adjustments of the right and left antiphase signals / N RK and / N LK are performed through the user feedback (S107). That is, in the present embodiment, the right and left antiphase signals (/ N RK , / N LK ) are fed back to all frequency bands of the M noise sources divided by k until k becomes a predetermined value M, thereby providing user feedback ( S107) may be repeated.
  • the output signal output to the earphone connected to the mobile device may include a right earphone output signal NR + NE1 and a left earphone output signal NL + NE2.
  • the right antiphase signal NE1 included in the right earphone output signal is the above-described right antiphase signal / N RK
  • the left antiphase signal NE2 included in the left earphone output signal is the above left antiphase signal ( / N LK )
  • the two antiphase signals NE1 and NE2 may be identical to each other, but are not limited thereto and may have different phases, gains, frequencies, or a combination thereof.
  • the output signals NR + NE1 and NL + NE2 are represented by Equation 1 below.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a user feedback process used in the noise removing method of FIG. 10.
  • FIG. 11 may be an example of a user feedback module that may be employed in the noise canceling method of FIG. 10, in which case the noise control device of the present embodiment includes a user input for adjusting or correcting an antiphase of repetitive noise through a user interface. can do.
  • Such a configuration may be used in various modifications of the embodiment of the present invention where user feedback is required in addition to FIG. 10.
  • the noise reduction apparatus includes a user feedback module.
  • the user feedback module may include an anti-phase signal generation module 13a and a user adjustment module 14a for anti-phase generation of noise.
  • the antiphase signal generation module 13a includes at least some functional units or components of the estimator (see 12 in FIG. 2) described above, and at least some functional units or components of the generator (see 13 in FIG. 2) described above.
  • the user adjustment module 14a may be at least some functional units or components of the above-described adjustment unit (see 14 of FIG. 2).
  • the anti-phase signal generation module 13a estimates an anti-phase signal of the input noise n k (S712), and transmits the anti-phase signal of noise to the user through the earphone through the estimated anti-phase signal / n k . (134). And with the user's approval (example of 136), the mobile device or the noise canceling device coupled to the mobile device can maintain the current noise canceling state, either alone or with an acoustic signal to listen to the antiphase signal (/ n k ). Can be sent to the user.
  • the noise canceling device provides a user interface for phase adjustment, gain adjustment and frequency fine adjustment to the user through the user adjustment module 14a. And adjust the phase according to the user input signal in the user interface (S74), adjust the gain (S75), or perform frequency fine tuning (S76).
  • the output signal of the user adjustment module (14a) may be used to input noise (n k) estimated in combination with or input noise (n k) in place of the reverse phase signal (/ n k) of the noise again 132.
  • the phase adjustment, the gain adjustment, the frequency fine adjustment, or a combination of the antiphase signals according to the user feedback may be performed to effectively remove noise that the user hears through the earphone.
  • the user manually estimates or corrects the reverse phase of the repetitive noise according to the user's earphone usage environment, regardless of the user's various earphone usage types and earphone types. The user can effectively eliminate the repetitive noise that the user hears through the earphone.
  • a change in the actual signal in the noise canceling method described above is illustrated in FIG. 12.
  • FIG. 12 is an exemplary diagram illustrating a signal in a process of estimating an antiphase signal of noise by the user feedback of FIG. 11.
  • FIG. 12 may be a description of a process of estimating a reverse phase of a corresponding noise by receiving a user's feedback in FIG. 10, or may be an example of an actual use result of the user feedback module of FIG. 11.
  • the noise canceling apparatus may adjust the phase, the gain, the frequency, and the like of the antiphase signal according to a user input signal through the user interface.
  • the combination signal NR + NE of the antiphase signal NE estimated based on the repetitive noise NR and the repetitive noise is similar to the repetitive noise or antiphase signal. It can be seen that it still has a repetitive noise pattern.
  • the combination signal NR + NE of (a) fails to correctly estimate phase and gain for the antiphase signal of repetitive noise, indicating that the user is listening to the same amount or shape of noise as before.
  • FIGS. 12B and 12C two phases of user feedback are repeated to adjust phase and gain, and as shown in FIGS. 12D and 12E, iteratively.
  • the anti-phase signal NE for the noise NR is correctly estimated so that the noise that the user hears with the earphone is almost canceled out.
  • the combined signal NR + NE has a flat signal shape with little change in phase or gain relative to noise or antiphase signals.
  • the number of phase and gain adjustments of the anti-phase signal in the user feedback is not limited, and the order of phase adjustment, gain adjustment and frequency fine adjustment are adjusted in turn until the user satisfies the noise canceling performance. Can be.
  • the phase and gain are adjusted to a certain degree of accuracy, the noise is reduced to a degree that the user does not feel, so the noise canceller does not always need to generate a perfectly phased antiphase signal for the noise.
  • FIGS. 10 to 12 are more useful for a process in which a user listens to a sound from which ambient noise is removed when the mobile device is equipped with a small number of microphones or a single microphone, and thus it is impossible to estimate the location of the noise source. Do.
  • the user can obtain the gain and phase for each noise source after specifying the ambient sound source by frequency using the mobile device's microphone. You can adjust the frequency, frequency, etc. to model the noise you hear.
  • a microphone of a mobile device may be used to distinguish surrounding sound sources by frequency, and a band pass filter may be used to determine noise by each sound source of each frequency. Noise is judged based on repeatability. That is, if the noise of a specific frequency band is repeated to a certain size, it is regarded as noise. If the sound source of the frequency is determined to be noise, the anti-phase signal of the noise that the user will hear is estimated with an arbitrary phase and gain for future user adjustment. Send an arbitrary estimated antiphase signal to the user so that the user can offset the noise heard by the earphones by manually adjusting the phase and gain, and in some cases fine-tuning the frequency. do. After repeating the above process for all external sound sources separated by frequency, the anti-phase signals of all noise sources can be combined and transmitted to the user. As a result, the user can hear the sound originally intended to be noise-free.
  • the user can redo the process of adjusting the out-of-phase of any noise source.
  • the mobile device may recommend the user to recalibrate, or recalibrate the mobile device itself according to the automatic execution setting of the pre-stored noise canceling function.
  • data that stores frequency characteristics of a noise source, etc. may be used to reduce an operation time.
  • the frequency characteristics are used to specify the ambient noise source, so that the user has much more involvement and relatively long time to set the environment compared to the method of individually identifying the location of the noise source. It can take.
  • most mobile audio devices now include at least one microphone for recording, so they do not require any additional hardware and are easy to expand.
  • the user manually inputs the location information or listens and selects various results according to the location provided by the mobile device. This information can be registered and used to remove earphone noise.
  • the feedback of the user may be made by modifying information necessary for modeling.
  • the feedback of the user may include location adjustment for each noise source, location adjustment between the user and the mobile device, gain, phase, and fine frequency adjustment for each identified noise source, and sound insulation effect correction for the earphone.
  • the location of the noise source can be automatically recalculated. For example, when a gyro sensor or the like is mounted on the mobile device, the location change of the mobile device may be grasped, and the noise source may be re-inspected at a predetermined time interval, thereby real-time remodeling of the noise heard by the user with the earphone.
  • the mobile device may be implemented to encourage the user to readjust or to readjust the mobile device itself.
  • the frequency characteristics of the noise source can be stored and used in advance for an environment frequently used to shorten the preparation time.
  • the present invention is not only applicable to all kinds of mobile devices for listening to sound, but also can use general earphones on the market, and thus can have a great impact in noise reduction function.
  • the components (11 to 16, 122, 124, and 132 of FIGS. 7 to 9) of the noise canceling device of the mobile acoustic device are functional blocks or modules mounted on the mobile device or the computer device. It may be, but is not limited thereto.
  • the aforementioned components are stored on a computer readable medium (recording medium) in the form of software for implementing a series of functions (method of noise canceling of a mobile audio device) which they perform or transmitted to a remote place in the form of a carrier for various computer devices. It may be implemented to operate.
  • the computer readable medium may be coupled to a plurality of computer devices or cloud systems connected through a network, and at least one or more of the plurality of computer devices or cloud systems may be noise-removed from the mobile acoustic device of the present embodiment in a memory system. You can save the program or source code to perform the method.
  • the computer readable medium may be embodied in the form of a single or combination of program instructions, data files, data structures, and the like.
  • the programs recorded on the computer readable medium may be those specially designed and configured for the present invention, or may be known and available to those skilled in computer software.
  • the computer readable medium may include a hardware device that is specially configured to store and execute program instructions, such as a ROM, a RAM, a flash memory, and the like.
  • Program instructions may include high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, as well as machine code such as produced by a compiler.
  • the hardware device may be configured to operate with at least one software module to perform the noise canceling method of the present embodiment, and vice versa.
  • generator 13a anti-phase signal generation module
  • control unit 14a user adjustment module

Abstract

Disclosed is a noise cancellation method and device for a mobile sound device, which can cancel external noise, heard by a user through an ordinary earphone, using the earphone in a mobile device having a microphone. A method for cancelling noise, output to an earphone, by a noise cancellation device mounted or coupled to a mobile device comprises the steps of: receiving an input of ambient noise through a microphone of the mobile device; estimating repetitive noise heard by a user on the basis of the noise; generating an antiphase signal having inverted phase to the repetitive noise; and outputting the antiphase signal to the earphone connected to the mobile device.

Description

모바일 음향 기기의 소음 제거 방법 및 장치Noise canceling method and device for mobile audio equipment
본 발명의 실시예들은 모바일 음향 기기의 소음 저감 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모바일 기기에 연결된 일반 이어폰(ordinary earphones)에서의 소음을 제거할 수 있는 모바일 음향 장치의 소음 제거 방법 및 장치에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a noise reduction technology of a mobile acoustic device, and more particularly, to a noise reduction method and apparatus for a mobile acoustic device capable of removing noise from ordinary earphones connected to a mobile device. will be.
모바일 기기와 네트워크 기술의 발전에 힘입어 모바일 기기를 통해 음악, 방송 등을 청취하는 인구와 청취 시간이 상당히 증가하고 있다. 하지만 주로 음향을 청취하는 곳에는 많은 생활 소음이 존재한다. 실내에서는 에어컨이나 난방기 등이 소음이 발생하고, 비행기, 버스, 기차 등 이동 수단에서는 주변 장치나 사람들에 의한 반복적인 소음이 발생한다. 소음이 존재하는 상황에서 모바일 기기에 연결된 이어폰을 이용하여 반복적으로 음향을 청취하는 경우 필요 이상으로 큰 소리를 듣게 되기 때문에 난청, 청력 저하 등의 문제가 발생할 수 있다.With the development of mobile devices and network technologies, the population and listening time of listening to music and broadcasting through mobile devices are increasing considerably. However, there is a lot of noise in the place where the sound is mainly listened. In the room, air conditioners and heaters generate noise, and in vehicles, such as airplanes, buses, and trains, noise is generated repeatedly by peripheral devices and people. In the presence of noise, if the user repeatedly listens to the sound using earphones connected to the mobile device, the user may hear a loud sound more than necessary, such as hearing loss and hearing loss.
이러한 문제를 해결하기 위해 현재 소음 제거를 위한 일부 이어폰이 시중에 판매되고 있다. 이것들은 이어폰 바로 뒤편에 마이크가 부착되어 있고 이어폰 선에 별도의 회로가 부착되어 있다. 즉, 종래의 소음제거 기능을 갖춘 이어폰은 추가적인 하드웨어나 기술 등의 부가로 인해 높은 가격대가 형성됨은 물론 커다란 이어폰 부분과 이어폰 케이블에 결합하는 별도의 소음 제거 회로로 인하여 디자인 측면에서도 단점이 있다. 그리고, 그 무엇보다 소음을 제거하는 역할은 이어폰에 부착된 마이크가 중심이 되어 담당하기 때문에, 소음이 제거된 음향을 듣기 위해서는 항시 해당 이어폰을 소지해야 하는 불편함이 있다.To solve this problem, some earphones are currently on the market for noise reduction. These have a microphone attached directly behind the earphones and a separate circuit attached to the earphone wire. That is, the earphone with the conventional noise canceling function has a disadvantage in terms of design due to the addition of additional hardware or technology, the high price point is formed, as well as a separate noise canceling circuit coupled to the large earphone part and earphone cable. And, above all, since the role of removing noise is centered on the microphone attached to the earphone, it is inconvenient to always carry the corresponding earphone in order to listen to the sound from which the noise is removed.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 모바일 기기에서 일반 이어폰을 사용하는 사용자가 외부에서 반복적으로 발생하는 소음이 제거된 음향을 청취할 수 있도록 하는 모바일 음향 장치의 소음 제거 방법 및 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention for solving the problems of the prior art as described above, the user using the normal earphones in the mobile device to remove the noise of the mobile acoustic device to be able to listen to the sound from which the noise repeatedly generated from the outside repeatedly To provide a method and apparatus.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에서는, 모바일 기기에 탑재되거나 결합하는 소음 제거 장치에서 이어폰을 통해 사용자가 듣는 소음을 제거하는 방법으로서, 모바일 기기의 마이크를 통해 주위 소음을 입력받는 단계, 소음에 기초하여 사용자가 듣게 되는 반복적 소음을 추정하는 단계, 반복적 소음의 역위상 신호를 생성하는 단계, 및 역위상 신호를 모바일 기기에 연결된 이어폰을 통해 출력하는 단계를 포함하는, 모바일 음향 기기의 소음 제거 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, in one aspect of the present invention, a method for removing noise heard by the user through the earphone in the noise reduction device mounted on or coupled to the mobile device, the step of receiving ambient noise through the microphone of the mobile device Estimating the repetitive noise the user hears based on the noise, generating an antiphase signal of the repetitive noise, and outputting the antiphase signal through an earphone connected to the mobile device. Provides noise reduction method.
여기에서, 소음을 추정하는 단계는, 모바일 기기에 따른 음향 관련 파라미터, 상기 모바일 기기에 대한 사용자 지정 모델링 파라미터, 이어폰 종류에 따른 음향 관련 파라미터, 또는 이들의 조합 파라미터를 이용할 수 있다. 여기서 사용자 지정 모델링 파라미터는 이어폰에 속한 오른쪽 이어폰과 왼쪽 이어폰 및 모바일 기기 간의 상대적인 위치 정보를 포함할 수 있다.Here, the estimating of the noise may use a sound related parameter according to a mobile device, a user-specified modeling parameter for the mobile device, a sound related parameter according to an earphone type, or a combination thereof. The user-defined modeling parameter may include relative position information between the right earphone, the left earphone, and the mobile device belonging to the earphone.
여기에서, 소음을 추정하는 단계는, 모바일 기기로부터 획득한 소음원의 위치와 형태를 분석하여 반복적 소음인지를 판단하는 단계, 및 반복적 소음에 대하여 모바일 기기에 연결된 이어폰을 통해 사용자가 듣게 되는 소음의 형태를 모델링하는 단계를 포함할 수 있다.Here, the estimating of the noise may include determining a repetitive noise by analyzing a location and a shape of a noise source obtained from the mobile device, and a type of noise that the user hears through earphones connected to the mobile device with respect to the repetitive noise. It may include the step of modeling.
여기에서, 반복적 소음인지를 판단하는 단계는, 일정 시간 구간의 소음을 일정한 주기로 절단한 후, 각 주기에서의 소음의 파형이 유사하거나 소음의 크기 차이가 일정 문턱값 이하인 부분이 전체 주기에서 일정 비율 이상을 차지하는지 판단할 수 있다.Here, the step of determining whether the noise is a repetitive noise, after cutting the noise of a certain time interval in a certain period, the portion of the waveform whose noise waveform in each period is similar or the magnitude difference of the noise is equal to or less than a certain threshold in a certain period in the entire period It can be determined whether it occupies more than one.
여기에서, 모델링하는 단계는, 모바일 기기의 사용자 인터페이스를 통해 사용자 입력을 획득하고 획득한 사용자 입력을 토대로 소음이 이어폰의 위치에서 어떠한 형태를 가지는지 예측할 수 있다. 여기서 사용자 입력은 이어폰의 종류에 대한 선택 정보 및 이어폰에 속한 오른쪽 이어폰과 왼쪽 이어폰 및 모바일 기기 간의 상대적 위치 정보를 포함할 수 있다.In the modeling step, the user input may be acquired through the user interface of the mobile device, and the noise may be predicted in the position of the earphone based on the obtained user input. The user input may include selection information about the type of earphone and relative position information between the right earphone, the left earphone, and the mobile device belonging to the earphone.
여기에서, 소음 제거 방법은, 역위상 신호를 생성하는 단계 이후에, 모바일 기기의 사용자 인터페이스를 통해 획득한 사용자 입력에 따라 역위상 신호의 위상 조정, 이득 조정, 주파수 미세 조정 또는 이들의 조합을 수행하는 사용자 피드백 단계를 더 포함할 수 있다.Here, after the step of generating the anti-phase signal, the noise canceling method, according to the user input obtained through the user interface of the mobile device to perform phase adjustment, gain adjustment, frequency fine adjustment or a combination thereof The method may further include a user feedback step.
여기에서, 사용자 피드백 단계는, 소음원의 위치 조정, 모바일 기기와 이어폰 간의 상대적 위치 조정, 이어폰 종류 조정, 주파수별 이득 조정, 또는 이들의 조합을 위한 사용자 인터페이스를 통해 사용자 입력을 더 획득할 수 있다.Here, the user feedback step may further obtain a user input through a user interface for adjusting the position of the noise source, adjusting the relative position between the mobile device and the earphone, adjusting the earphone type, adjusting the gain for each frequency, or a combination thereof.
여기에서, 소음을 추정하는 단계는, 모바일 기기의 단일 마이크를 통해 획득한 소음을 주파수별로 구분하고, 주파수별 소음을 필터를 이용하여 반복적 소음인지를 판단할 수 있다. 이 경우, 역위상 신호를 생성하는 단계는, 반복적 소음을 이용하여 임의의 위상과 이득을 가진 의사 역위상 신호를 생성할 수 있다.Here, in the step of estimating the noise, the noise obtained through a single microphone of the mobile device may be classified by frequency, and the noise by frequency may be determined using a filter to determine whether the noise is repetitive. In this case, generating the antiphase signal may generate a pseudo antiphase signal having an arbitrary phase and gain using repetitive noise.
여기에서, 역위상 신호를 생성하는 단계는, 사용자 인터페이스를 통해 의사 역위상 신호에 대한 사용자 입력을 획득하고, 사용자 입력에 응하여 의사 역위상 신호의 위상 조정, 이득 조정, 주파수 미세 조정 또는 이들의 조합을 수행할 수 있다.Here, generating the anti-phase signal may include obtaining a user input for the pseudo anti-phase signal through a user interface, and responsive to the user input, phase adjustment, gain adjustment, frequency fine adjustment, or a combination thereof. Can be performed.
여기에서, 역위상 신호를 생성하는 단계는, 추정된 반복적 소음에 대하여 또는 역위상 신호와 추정된 반복적 소음과의 합성 신호에 대하여 일정 시간 이상 동안 일정 크기 이하-0을 포함함-의 진폭 구간을 갖는 역위상 신호를 생성하거나, 또는 일정 구간 동안 진폭 0에 근접한 값을 갖도록 소음의 위상을 반주기 또는 180° 이동하거나 반전한 역위상 신호를 생성할 수 있다.Here, generating the antiphase signal includes an amplitude interval of less than or equal to a certain magnitude for a predetermined time or more for the estimated repetitive noise or a composite signal of the antiphase signal and the estimated repetitive noise. The antiphase signal may be generated, or an antiphase signal may be generated by shifting or inverting the phase of the noise by a half cycle or 180 ° so as to have a value close to the amplitude 0 for a predetermined period.
여기에서, 역위상 신호를 출력하는 단계는, 역위상 신호를 모바일 기기를 통해 사용자가 듣고자 하는 음향 신호와 함께 이어폰으로 출력하거나, 역위상 신호를 음향 신호에 합성하여 출력할 수 있다.Here, in the outputting of the antiphase signal, the antiphase signal may be output to the earphone together with the sound signal that the user wants to hear through the mobile device, or the antiphase signal may be combined with the sound signal and output.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 측면에서는, 모바일 기기에 탑재되거나 결합하여 모바일 기기에 연결된 이어폰을 통해 사용자가 듣는 소음을 제거하는 소음 제어 장치로서, 프로그램을 저장하는 메모리, 및 메모리에 연결되어 프로그램을 수행하는 프로세서를 포함하되, 프로세서는 프로그램에 의해, 모바일 기기의 마이크를 통해 주위 소음을 입력받고, 소음에 기초하여 사용자가 듣게 되는 반복적 소음을 추정하고, 반복적 소음에 대한 역위상 신호를 생성하고, 역위상 신호를 이어폰으로 출력하는, 모바일 음향 기기의 소음 제거 장치를 제공한다.In another aspect of the present invention to achieve the above object, a noise control device that is mounted on or coupled to a mobile device to remove noise that the user hears through earphones connected to the mobile device, the memory for storing the program, and connected to the memory And a processor configured to execute a program, wherein the processor receives, by the program, ambient noise through a microphone of the mobile device, estimates the repetitive noise heard by the user based on the noise, and generates an antiphase signal for the repetitive noise. Provided is a noise canceling device for a mobile audio device, which generates and outputs an antiphase signal to an earphone.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 또 다른 측면에서는, 모바일 기기에 탑재되거나 결합하여 모바일 기기에 연결된 이어폰을 통해 사용자가 듣게 되는 소음을 제거하는 소음 제거 장치로서, 모바일 기기의 마이크를 통해 주위 소음을 입력받는 입력부, 소음에 기초하여 사용자가 듣게 되는 반복적 소음을 추정하는 추정부, 반복적 소음의 역위상 신호를 생성하는 생성부, 및 역위상 신호를 이어폰으로 출력하는 출력부를 포함하는, 모바일 음향 기기의 소음 제거 장치를 제공한다.In another aspect of the present invention to achieve the above object, a noise canceling device for removing the noise that the user hears through the earphone connected to the mobile device mounted on or coupled to the mobile device, the ambient noise through the microphone of the mobile device The mobile audio device includes an input unit for receiving an input unit, an estimator for estimating the repetitive noise that the user hears based on the noise, a generator for generating an antiphase signal of the repetitive noise, and an output unit for outputting the antiphase signal to the earphones. To provide a noise reduction device.
여기에서, 추정부는, 모바일 기기에 따른 음향 관련 파라미터, 모바일 기기에 대한 사용자 지정 모델링 파라미터, 이어폰 종류에 따른 음향 관련 파라미터, 또는 이들의 조합 파라미터를 이용하여 소음을 추정할 수 있다. 사용자 지정 모델링 파라미터는 이어폰에 속한 오른쪽 이어폰과 왼쪽 이어폰 및 모바일 기기 간의 상대적인 위치 정보를 포함할 수 있다.Here, the estimator may estimate the noise using a sound related parameter according to the mobile device, a user-specified modeling parameter for the mobile device, a sound related parameter according to the earphone type, or a combination thereof. The custom modeling parameter may include relative position information between the right earphone, the left earphone, and the mobile device belonging to the earphone.
여기에서, 추정부는, 모바일 기기에서 상기 소음의 소음원의 위치와 형태를 분석하여 반복적 소음인지를 판단하는 반복 소음 판단부, 및 반복적 소음에 토대로 이어폰의 사용자가 듣게 되는 소음의 형태를 모델링하는 모델링부를 포함할 수 있다.Here, the estimating unit, a repeating noise determination unit for determining whether the repetitive noise by analyzing the position and shape of the noise source of the noise in the mobile device, and a modeling unit for modeling the shape of the noise that the user of the earphone based on the repetitive noise It may include.
여기에서, 반복 소음 판단부는, 일정 시간 구간의 소음을 일정 주기로 분할하고, 각 주기에서의 소음의 파형이 유사하거나 소음의 크기 차이가 일정 문턱치 이하인 부분이 전체 주기에서 일정 비율 이상을 차지하는지 판단할 수 있다.Here, the repetitive noise determination unit divides the noise of a predetermined time interval into a predetermined period, and determines whether a portion having a similar waveform or a magnitude difference of the noise in each period occupies a predetermined ratio or more in the entire period. Can be.
여기에서, 모델링부는, 모바일 기기의 사용자 인터페이스를 통해 획득한 사용자 입력을 토대로 사용자가 이어폰을 통해 듣게 되는 소음 형태를 결정할 수 있다. 사용자 입력은 이어폰에 속한 오른쪽 이어폰과 왼쪽 이어폰 및 모바일 기기 간의 상대적 위치 정보, 상기 이어폰의 유형 정보 및 이들의 조합을 포함할 수 있다.Here, the modeling unit may determine the noise type that the user hears through the earphone based on the user input obtained through the user interface of the mobile device. The user input may include relative position information between the right earphone and the left earphone and the mobile device belonging to the earphone, the type information of the earphone, and a combination thereof.
여기에서, 추정부는, 마이크를 통해 획득한 소음을 주파수별로 구분하고, 주파수별 소음을 필터를 이용하여 반복적 소음인지를 판단하는 반복 소음 판단부를 포함할 수 있다. 그리고, 생성부는, 반복적 소음을 이용하여 임의의 위상과 게인을 가진 의사 역위상 신호를 생성하는 의사 신호 생성부 또는 역위상 신호 생성 모듈를 포함할 수 있다.Here, the estimating unit may include a repetitive noise determination unit for dividing the noise acquired through the microphone for each frequency and determining whether the noise for each frequency is repetitive noise using a filter. The generator may include a pseudo signal generator or an antiphase signal generator that generates a pseudo antiphase signal having an arbitrary phase and gain using repetitive noise.
여기에서, 소음 제거 장치는, 모바일 기기의 사용자 인터페이스를 통해 획득한 사용자 입력에 응하여 의사 역위상 신호의 위상 조정, 이득 조정, 주파수 미세 조정 또는 이들의 조합을 수행하고 그에 의해 상기 의사 역위상 신호를 이어폰으로 출력할 역위상 신호로 적어도 1회 이상 보정 또는 교정하는 조정부 또는 사용자 조정 모듈을 더 포함할 수 있다.Here, the noise canceling device performs phase adjustment, gain adjustment, frequency fine adjustment, or a combination of the pseudo antiphase signals in response to user input obtained through the user interface of the mobile device, thereby converting the pseudo antiphase signals. The apparatus may further include an adjusting unit or a user adjusting module configured to correct or correct at least one or more times as an antiphase signal to be output to the earphone.
여기에서, 소음 제거 장치는, 역위상 신호를 모바일 기기를 통해 사용자가 듣고자 하는 음향 신호와 함께 이어폰으로 출력하거나, 역위상 신호를 음향 신호에 합성하여 출력하는 합성부를 더 포함할 수 있다.Here, the noise reduction device may further include a synthesis unit for outputting the antiphase signal to the earphone together with the sound signal that the user wants to hear through the mobile device, or by synthesizing the antiphase signal to the sound signal.
상기와 같은 본 발명에 따른 모바일 음향 장치의 소음 제거 방법 및 장치를 이용할 경우에는 마이크를 내장한 모바일 기기에서 일반 이어폰을 이용하여 사용자에게 들릴 소음을 모델링한 후 모델링한 소음의 역위상(anti-phase) 신호를 본래의 청취하고자 하는 신호와 함께 출력함으로써 사용자가 일반 이어폰을 통해 음향을 청취할 때 실질적으로 소음이 제거된 소리를 들을 수 있다.In case of using the method and apparatus for removing noise of a mobile acoustic device according to the present invention as described above, after modeling the noise to be heard by a user using a normal earphone in a mobile device having a microphone, the anti-phase modeled noise is anti-phase. ) By outputting the signal along with the original signal to be listened to, the user can hear the sound substantially removed when the user listens to the sound through the normal earphone.
즉, 본 발명에 의하면, 모바일 기기에 구비되거나 결합하는 마이크와 일반 이어폰을 이용하여 사용자가 듣게 되는 외부 소음을 추정하고, 추정한 소음의 역위상 신호를 이어폰으로 출력하도록 함으로써, 사용자가 외부 소음이 제거된 환경을 가질 수 있고, 게다가 실질적으로 본래 듣고자 하는 음향만을 들을 수 있는 효과가 있다.That is, according to the present invention, by estimating the external noise that the user hears using a microphone provided in or coupled to a mobile device and general earphones, and outputting the anti-phase signal of the estimated noise to the earphone, It is possible to have the environment eliminated, and furthermore to have the effect of actually only hearing the sound originally intended to be heard.
특히, 본 발명에 따른 소음 제거 방법 및 장치를 이용할 경우에는 음향 재생이 가능한 모바일 기기에 장착된 마이크와 모바일 기기 자체의 연산 능력을 이용하므로 소음 제거를 위한 특수한 이어폰 없이도 일반적인 이어폰(저가 이어폰 등)을 사용하는 경우에도 적용 가능하며, 따라서 일반 사용자에게 널리 활용될 수 있다는 장점이 있다. 또한, 현재 마이크를 내장한 대부분의 모바일 기기에도 모두 적용 가능한 장점이 있다.In particular, when using the method and apparatus for noise reduction according to the present invention, since a microphone mounted on a mobile device capable of reproducing sound and the computing power of the mobile device itself are used, general earphones (low-cost earphones, etc.) without special earphones for noise reduction are used. It can also be applied to use, and thus has the advantage that it can be widely used for general users. In addition, there is an advantage that can be applied to most mobile devices with a built-in microphone.
게다가, 본 발명에 따른 모바일 음향 기기의 소음 제거 방법 및 장치는 반복되는 소음이 발생하는 특정 환경에서 더욱 효과적이다. 예를 들어, 상당수 사용자의 음향 청취가 이동수단(지하철, 버스, 항공기, 선박), 사무실, 가정 등의 고정된 실내 환경에서 이루어진다는 점에서 볼 때 이러한 반복적 소음 환경 속에 위치하는 사용자의 모바일 음향 장치에서 소음 제거에 대한 활용도가 매우 높은 장점이 있다.In addition, the noise canceling method and apparatus of the mobile acoustic apparatus according to the present invention are more effective in a specific environment in which repeated noise occurs. For example, a user's mobile acoustic device located in such a repetitive noise environment in that a large number of users' acoustic listening is performed in fixed indoor environments such as vehicles (subway, buses, aircraft, ships), offices, and homes. The advantage of the noise reduction is very high.
또한, 본 발명에 따른 모바일 음향 기기의 소음 제거 방법 및 장치를 이용할 경우에는 음향 청취를 목적으로 하지 않는 사용자에게 모바일 음향 기기에 꽂힌 일반 이어폰을 귀에 꽂는 것만으로도 주위 소음이 제거된 조용한 환경을 제공할 수 있는 장점이 있다. 즉, 주변 소음 제거 기능을 구비한 모바일 기기를 제공할 수 있는 장점이 있다.In addition, in the case of using the noise canceling method and apparatus of the mobile acoustic device according to the present invention, providing a quiet environment in which the ambient noise is removed by simply plugging the general earphone plugged into the mobile audio device into the ear to a user who does not intend to listen to the sound. There is an advantage to this. That is, there is an advantage in that it is possible to provide a mobile device having a noise reduction function.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 모바일 음향 기기의 소음 제거 장치(이하, 간략히 소음 제거 장치라 함)를 이용하는 모바일 음향 청취 환경을 비교예와 대비하여 설명하기 위한 예시도이다.1 is an exemplary view for explaining a mobile acoustic listening environment using a noise canceling apparatus (hereinafter, simply referred to as a noise canceling apparatus) of a mobile acoustic apparatus according to an embodiment of the present invention in comparison with a comparative example.
도 2는 도 1의 모바일 기기에 적용할 수 있는 본 실시예의 모바일 음향 기기의 소음 제거 방법(이하, 간략히 소음 제거 방법이라 함)을 나타낸 흐름도이다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a noise canceling method (hereinafter, simply referred to as a noise canceling method) of the mobile acoustic device of the present embodiment applicable to the mobile device of FIG. 1.
도 3은 도 1의 소음 제거 장치가 탑재된 모바일 기기의 개략적인 블록도이다.FIG. 3 is a schematic block diagram of a mobile device equipped with the noise canceling apparatus of FIG. 1.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 소음 제거 장치가 결합된 모바일 기기에 대한 예시도이다.4 is an exemplary view of a mobile device incorporating a noise canceling device according to another embodiment of the present invention.
도 5는 도 4의 소음 제거 장치에 채용할 수 있는 개략적인 구성도이다.FIG. 5 is a schematic configuration diagram which may be employed in the noise reduction apparatus of FIG. 4.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 소음 제거 장치가 결합된 모바일 기기에 대한 예시도이다.6 is an exemplary view of a mobile device incorporating a noise canceling device according to another embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 소음 제거 장치에 채용할 수 있는 기능 블록에 대한 개략적인 블록도이다.Figure 7 is a schematic block diagram of a functional block that can be employed in the noise reduction device according to an embodiment of the present invention.
도 8은 도 7의 소음 제거 장치에 채용할 수 있는 추정부의 다른 실시예에 대한 블록도이다.FIG. 8 is a block diagram of another embodiment of an estimator that may be employed in the apparatus for removing noise of FIG. 7.
도 9는 도 7의 소음 제거 장치의 변형예에 대한 부분 블록도이다.FIG. 9 is a partial block diagram of a modification of the noise canceling apparatus of FIG. 7.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 소음 제거 방법의 흐름도이다.10 is a flowchart of a noise removing method according to another embodiment of the present invention.
도 11은 도 10의 소음 제거 방법에 채용할 수 있는 사용자 피드백에 대한 흐름도이다.FIG. 11 is a flowchart of user feedback that may be employed in the method for removing noise of FIG. 10.
도 12는 도 11의 사용자 피드백에 의한 소음의 역위상 신호 추정 과정에서의 신호를 나타낸 예시도이다.FIG. 12 is an exemplary diagram illustrating a signal in a process of estimating an antiphase signal of noise by the user feedback of FIG. 11.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 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.As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component. The term and / or includes a combination of a plurality of related items or any item of a plurality of related items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 아니하는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, may have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed in accordance with their meaning in the context of the related art, and shall not be construed in an ideal or excessively formal sense unless clearly defined herein.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. In the following description of the present invention, the same reference numerals are used for the same elements in the drawings and redundant descriptions of the same elements will be omitted. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 모바일 음향 기기의 소음 제거 장치를 이용하는 모바일 음향 청취 환경을 비교예와 대비하여 설명하기 위한 예시도이다.1 is an exemplary view for explaining a mobile sound listening environment using a noise canceling device of a mobile sound device according to an embodiment of the present invention in comparison with a comparative example.
도 1을 참조하여 사용자(M), 모바일 기기(3), 소음원(NS)의 관계를 토대로 본 발명의 소음 제거 원리를 설명하면 다음과 같다. 본 실시예는 하나의 예시로서 실제 상황은 다양할 수 있다. 예를 들어, 소음원은 다양한 위치에 여러 개 존재할 수 있고, 그 위치가 특정되지 않고 전방위적일 수 있다.Referring to Figure 1 describes the noise reduction principle of the present invention based on the relationship between the user (M), the mobile device (3), the noise source (NS) as follows. This embodiment is an example and the actual situation may vary. For example, multiple sources of noise may be present in various locations, and the location may not be specified and may be omnidirectional.
도 1의 (a)는 본 실시예에 따른 소음 제거 방법을 적용한 상황으로 사용자(M)가 이어폰을 통해 듣는 주위 소음(NL, NR)을 모델링한 후 모델링한 추정소음(NL`, NR`)을 역위상(anti-phase) 상태로 만든 신호(이하, 역위상 신호)(/NL`, /NR`)를 본래 사용자가 듣고자 하는 신호(SL, SR)와 합쳐서 이어폰을 통해 사용자에게 제공하도록 이루어진다. 이를 통해 모바일 기기(3)의 사용자(M)는 소음이 제거된 깨끗한 음질의 음향으로서 본래 듣고자 하는 신호(SL, SR) 또는 그와 매우 유사한 신호의 음향을 들을 수 있다.Figure 1 (a) is a noise applied to the noise reduction method according to the embodiment of the present invention after modeling the ambient noise (N L , N R ) that the user hears through the earphone modeled after the estimated noise (N L `, N R `) reverse phase (anti-phase) signal (hereinafter referred to as opposite phase signal) made in the state (/ N L`, / N R `) signals (S L, S R, which character original user to listen to), and Combined to provide the user through the earphone. Through this, the user M of the mobile device 3 can hear the sound of the original signal S L , S R , or a signal very similar to the original sound, as the sound of clean sound quality without noise.
본 실시예의 모바일 음향 기기의 소음 제거 장치(10)를 이용하면, 소음원(NS)과 그 외 여러 정보를 이용하여 사용자가 듣게 될 소음(NL, NR)을 추정하고 이에 대한 역위상 신호(/NL`, /NR`)를 실제 사용자가 듣고자 하는 신호(SL, SR)와 함께 사용자에게 전달할 수 있다. 모바일 기기의 이어폰을 통해 출력되는 역위상 신호(/NL`, /NR`)는 실제 소음(NL, NR)을 상쇄시키며, 따라서 사용자는 실질적으로 본래 듣고자 하는 신호(이하, 음향 신호라고 함)(SL, SR)만을 들을 수 있다. 실제 소음(NL, NR)과 추정소음(NL`, NR`)이 유사한 만큼 소음 제거 방법 및 장치의 소음 제거 성능은 더 우수하게 된다.When the noise canceling device 10 of the mobile acoustic device of the present embodiment is used, the noise source NS and various other information are used to estimate the noise (N L , N R ) to be heard by the user and anti-phase signal ( / N L `, it can be transmitted to the user with a signal (S L, S R) to a chair user to hear the real / N R`). Of-phase signals output through the earpiece of the mobile device (/ N L `, / N R`) is sikimyeo offset the physical noise (N L, N R), Therefore, the user signal to party substantially original listening (hereinafter referred to as sound Only the signal (S L , S R ) can be heard. Physical noise (N L, N R) and the estimated noise (N L `,` N R) to remove noise in a noise cancellation method and apparatus by a similar performance is more excellent.
도 1의 (b)는 비교예로서 앞서 설명한 본 실시예의 소음 제거 장치 또는 방법을 사용하지 않은 기존의 모바일 기기의 상황으로서 소음원(NS)으로부터 발생하는 소음(NL, NR)이 사용자(M)의 귀로 들어가 본래의 신호(SL, SR)와 합쳐진다. 즉, 사용자는 주변의 소음(NL, NR)과 본래 듣고자 하는 신호(SL, SR)를 모두 듣게 된다. 따라서, 비교예에서 사용자는 음향에 대한 청취감이 좋지 않고, 정확한 청취를 위해 볼륨을 높이게 됨으로써 비교예는 사용자의 청력 감소, 난청 등을 유발할 수 있다.Figure 1 (b) is a comparative example of a conventional mobile device that does not use the noise removing device or method of the present embodiment described above, the noise (N L , N R ) generated from the noise source (NS) is the user M ) And merge with the original signal (S L , S R ). That is, the user hears both the ambient noise (N L , N R ) and the original signal S L , S R. Therefore, in the comparative example, the user does not have good listening to the sound, and by increasing the volume for accurate listening, the comparative example may cause the user's hearing loss, hearing loss, and the like.
또한, 도 1의 (a) 및 (b)의 모바일 음향 청취 환경에 있어서, 모바일 기기(3)는 모바일 기기(3)에 직접 유입되는 주변 소음(ND)을 인식하여 모바일 기기(3)에 연결된 이어폰(8)으로 유입되는 주변 소음(NL, NR)을 더욱 정확하게 추정할 수 있다.In addition, in the mobile acoustic listening environment of FIGS. 1A and 1B, the mobile device 3 recognizes the ambient noise N D flowing directly into the mobile device 3 and transmits it to the mobile device 3. It is possible to more accurately estimate the ambient noise (N L , N R ) flowing into the connected earphone (8).
전술한 모바일 음향 기기는 마이크가 내장되거나 결합될 수 있고 이어폰을 통해 음향을 출력할 수 있는 모든 모바일 기기를 지칭하는 것으로, 간략히 모바일 기기로 언급될 수 있다.The aforementioned mobile audio device refers to any mobile device that may have a built-in microphone or may be coupled to and output sound through earphones, and may be referred to simply as a mobile device.
모바일 기기(3)는 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 태블릿(tablet) PC, 무선전화기(wireless phone), 모바일폰(mobile phone), 스마트 폰(smart phone), 스마트 워치(smart watch), 스마트 글래스(smart glass), e-book 리더기, PMP(portable multimedia player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 디지털 카메라(digital camera), DMB (digital multimedia broadcasting) 재생기, 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 영상 녹화기(digital picture recorder), 디지털 영상 재생기(digital picture player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player) 등의 형태를 가질 수 있다.The mobile device 3 is a laptop computer, a tablet PC, a wireless phone, a mobile phone, a smart phone, a smart watch, a smart glass ( smart glass, e-book reader, portable multimedia player, portable game console, navigation device, digital camera, digital multimedia broadcasting (DMB) player, digital audio recorder, digital It may have a form such as a digital audio player, a digital picture recorder, a digital picture player, a digital video recorder, a digital video player, or the like. .
본 실시예의 소음 제거 장치(10)와 기존의 소음 제거 이어폰들과의 가장 큰 차이점은 본 실시예의 경우 이어폰 사용자가 접하게 되는 소음을 추정한다는데 있다. 즉, 기존의 소음제거 이어폰들은 이어폰 바로 뒤에 부착된 마이크를 이용해 사용자가 듣는 소음을 실시간으로 '측정'하지만, 본 실시예의 소음 제거 장치 또는 이 장치에 의해 구현되는 소음 제거 방법은 사용자가 듣게 되는 소음을 '추정'하도록 구성된다.The biggest difference between the noise canceling device 10 of the present embodiment and the existing noise canceling earphones is to estimate the noise encountered by the earphone user in the present embodiment. That is, the existing noise canceling earphones 'measure' the user's noise in real time using a microphone attached directly behind the earphone, but the noise canceling device implemented in this embodiment or the noise canceling method implemented by the device is the noise that the user hears. Is configured to 'estimate'.
또한, 본 실시예의 소음 제거 방법을 위한 소음 추정은 상황에 따라 다른 방안을 적용할 수 있다. 일례로, 모바일 기기(3)에 복수의 마이크가 장착되어 소음원의 위치 추정이 가능한 경우와 모바일 기기(3)에서 소음원의 위치를 파악할 수 없는 경우로 나눌 수 있다. 또한, 소음 추정 방법은 자동 설정, 반자동 설정, 수동 설정 등의 방안을 적용할 수 있다. 일례로, 소음원의 위치를 추정할 수 있는 경우로서 몇 가지 기설정 모델링 형태를 제시하여 사용자가 선택하도록 하거나, 소음원의 위치를 추정할 수 없는 경우로서 의사 모델링 형태를 제시한 후 사용자 피드백을 통해 보정하도록 구현될 수 있다.In addition, the noise estimation for the noise removing method of the present embodiment may be applied to other methods depending on the situation. For example, the mobile device 3 may be divided into a case where a plurality of microphones are mounted so that the position of the noise source can be estimated and the position of the noise source cannot be detected by the mobile device 3. In addition, the noise estimation method may be applied to a method such as automatic setting, semi-automatic setting, manual setting. For example, when the position of the noise source can be estimated, some preset modeling forms are presented for the user to select, or when the position of the noise source cannot be estimated, the pseudo modeling form is presented and then corrected through user feedback. It can be implemented to.
소음원 위치 추정이 가능한 경우, 모바일 기기(3)에 장착된 마이크들을 이용하여 주변 소음원의 위치와 특성을 분석한 뒤, 이를 이용하여 사용자가 듣게 될 소음을 모델링할 수 있다. 이러한 모델링 과정을 포함하는 소음 제거 방법은 크게 세 가지 단계로 나뉘어 시행되는데, 첫 번째 단계에서는 모바일 기기(3)에서 주변 음원의 위치와 해당 음원의 형태를 분석하고 반복적 소음 여부인지를 판단할 수 있다. 두 번째 단계에서는 반복적 소음에 대하여 모바일 기기(3)에서 이어폰(8)을 통해 사용자가 듣게 되는 소음의 형태를 모델링할 수 있다. 마지막 단계에서는 사용자가 듣게 되는 소음으로서 추정된 추정 소음의 역위상(anti-phase) 신호를 생성한 후 본래 사용자가 듣고자 하는 신호와 함께 이어폰(8)으로 출력하여 사용자(M)에게 제공할 수 있다.If the noise source location can be estimated, after analyzing the position and characteristics of the ambient noise source using the microphones mounted on the mobile device (3), it can be used to model the noise that the user will hear. The noise reduction method including the modeling process is divided into three stages. In the first stage, the mobile device 3 analyzes the position of the surrounding sound source and the shape of the sound source and determines whether the noise is repetitive. . In the second step, the shape of the noise heard by the user through the earphone 8 in the mobile device 3 can be modeled for the repetitive noise. In the last step, an anti-phase signal of the estimated estimated noise generated by the user may be generated, and then output to the earphone 8 along with the signal originally intended by the user to be provided to the user M. have.
본 실시예에 의하면, 모바일 기기(3)에서의 음향 청취 시 사용자(M)가 듣게 되는 실제 소음을 모델링하여 추정한 후 이에 반대되는 위상을 가진 신호를 본래 사용자(M)가 듣고자 하는 신호와 같이 출력하여 실질적으로 소음이 제거된 소리를 사용자(M)가 듣도록 할 수 있다.According to the present exemplary embodiment, the user may listen to the sound of the mobile device 3 by modeling and estimating the actual noise heard by the user M, and then the signal having the phase opposite to that of the original user M to listen to. The output may be performed together to allow the user M to hear the sound substantially free of noise.
또한, 사용자(M)가 마이크가 내장된 고가의 이어폰 대신에 마이크가 내장되지 않은 일반 이어폰을 사용하는 경우에도, 모바일 기기(3)의 마이크와 프로세서를 이용하여 일반 이어폰(8)으로 출력되는 음향의 소음을 효과적으로 제거할 수 있다. 게다가, 소음의 역위상 신호와 사용자가 듣고자 하는 음향을 함께 출력하여 사용자(M)가 이어폰(8)을 통해 듣는 음향에서 소음을 제거할 수 있을 뿐 아니라 역위상 신호만을 출력하여 이어폰(8)을 귀에 꽂을 때 사용자(M)가 주위 소음이 제거된 조용한 환경을 가질 수 있도록 할 수 있다.In addition, even when the user M uses a general earphone without a microphone instead of an expensive earphone with a built-in microphone, the sound output to the general earphone 8 by using a microphone and a processor of the mobile device 3 is performed. Noise can be effectively removed. In addition, by outputting the anti-phase signal of the noise and the sound that the user wants to hear, the user M can not only remove the noise from the sound heard through the earphone 8, but also output only the anti-phase signal to the earphone 8 The user M can have a quiet environment with ambient noise removed.
또한, 사용자(M)가 듣게 되는 실제 소음을 추정하는 과정에 있어서, 모바일 기기(3)의 마이크에서 획득한 신호의 변화량 또는 여러 서브신호들 간의 차이에 의해 모바일 기기(3)의 하드웨어가 주변 소음원의 위치를 특정 지을 수 있는 경우, 각 소음원의 위치와 형태를 특정한 후, 이를 바탕으로 사용자가 듣게 되는 소음을 용이하게 추정할 수 있을 뿐 아니라, 하드웨어(프로세서 등)가 주변 소음원의 위치를 특정하기 어려운 경우에도 사용자(M)가 듣게 되는 실제 소음을 추정하는 과정에서 해당 음원의 반복성 여부에 따라 제거되어야 할 소음임을 판단하고, 반복적 소음을 사용자 피드백을 통해 보정함으로써 사용자(M)가 이어폰(8)을 통해 듣게 되는 소음을 효과적으로 제거할 수 있다.In addition, in the process of estimating the actual noise heard by the user M, the hardware of the mobile device 3 causes the hardware of the ambient noise source to be changed by the amount of change of the signal acquired by the microphone of the mobile device 3 or the difference between the various sub-signals. If you can determine the location of each noise source, you can specify the location and shape of each noise source, and based on this, you can easily estimate the noise you hear, as well as hardware (processors, etc.) Even in difficult cases, in the process of estimating the actual noise heard by the user M, it is determined that the noise to be removed according to the repeatability of the corresponding sound source, and by correcting the repetitive noise through the user feedback, the user M has the earphone 8 You can effectively eliminate the noise you hear through.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모바일 음향 기기의 소음 제거 방법을 나타낸 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a noise removing method of a mobile acoustic device according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 2를 참조하여 본 실시예에 따른 소음 제거 방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to Figure 2 describes the noise removing method according to the embodiment as follows.
먼저 모바일 기기에서 마이크를 통해 주변 소음을 획득하고, 사용자 지정 모델링 파라미터와 주변 소음을 발생시키는 소음원의 위치 및 형태 정보를 이용하여 사용자가 듣게 되는 반복적 소음(NL`, NR`)을 추정한다(S21).First, estimate the obtained ambient noise, and the custom modeling parameters and repetitive noise that the user using the location and shape information of the noise source to hear that generates a noise (N L `, N R` ) via a microphone on the mobile device (S21).
본 단계(S21)에서는 모바일 기기에 장착된 최소 두 개 이상의 마이크를 이용하여 소음원의 위치와 해당 소음원으로부터 발생하는 소음의 형태를 파악할 수 있다. 이를 위한 구체적 방법은 한국 등록특허공보 제10-0943224호의 음원 추적이 가능한 지능형 로봇 및 방법(ETRI)과 한국 공개특허공보 제10-2011-0047870호의 다중음원 위치 추적장치 및 그 방법(삼성전자)을 참조할 수 있다.In this step (S21) it is possible to determine the location of the noise source and the type of noise generated from the noise source using at least two microphones mounted on the mobile device. Specifically, the intelligent robot and method (ETRI) capable of tracking sound sources of Korean Patent Publication No. 10-0943224 and the multi-source location tracking device of Korean Patent Publication No. 10-2011-0047870 and the method (Samsung Electronics) Reference may be made.
위의 기존 기술들은 주변에서 발생하는 모든 음원에 대한 추적을 목표로 하는데 반해서, 본 실시예의 소음 제거 방법에서는 반복적 소음원을 찾는데 주된 목적이 있다. 따라서 각 음원의 반복성 여부를 분석하여 소음으로 분류하는 모듈이 추가적으로 필요하다. 이러한 구성을 통해 본 실시예의 소음 제거 장치는 모바일 기기를 기준으로 반복적으로 소음을 발생시키는 소음원의 위치와 해당 소음의 형태를 파악할 수 있다. 여기서 말하는 반복적 소음이란, 해당 소음을 일정한 주기로 잘랐을 때, 각 주기에서의 파형(waveform)이 서로 유사한 소음을 말한다. 두 주기의 유사성을 판단하는 기준으로는 소리의 크기 차이가 일정 문턱치(threshold) 이하인 부분이 전체 주기에서 차지하는 비율을 사용할 수 있다.While the above existing technologies aim to track all sound sources occurring in the surroundings, the main purpose of the noise elimination method of the present embodiment is to find a repetitive noise source. Therefore, an additional module for analyzing the repeatability of each sound source and classifying it as noise is needed. Through such a configuration, the noise removing device of the present embodiment can grasp the position of the noise source and the shape of the noise that repeatedly generate the noise based on the mobile device. Repetitive noise referred to herein refers to noise in which waveforms in each cycle are similar to each other when the noise is cut off at a constant cycle. As a criterion for determining the similarity between the two periods, a ratio occupied in the entire period may be used for a portion where the difference in the loudness is less than or equal to a predetermined threshold.
반복적 소음원의 위치 및 형태 정보를 얻기 위해 주변 음원의 위치 및 형태를 파악하는 방법은 기존의 기술들을 이용할 수 있으며, 모바일 기기에 장착된 최소 2개 이상의 마이크를 이용할 수 있다. 그 경우, 일부 소음원은 발생하는 방향이 특정되지 않고 전방위적일 수 있다. 반복적 소음 여부 판단은 최소 수 초 이상의 관찰을 통하여 해당 소음이 반복적으로 같은 형태를 가지고 발생하는지 여부를 판단하여 결정될 수 있다. 반복적이지 않은 소음원들은 소음이 아닐 가능성이 크며, 소음이라 하여도 모델링이 불가능하므로 아래의 소음 제거 과정에서 제외하기로 한다.The method of determining the location and shape of the ambient sound source to obtain the location and shape information of the repetitive noise source can use existing techniques, and can use at least two microphones mounted in the mobile device. In that case, some noise sources may be omnidirectional without specifying the direction in which they occur. Determination of repetitive noise may be determined by determining whether the corresponding noise is repeatedly generated in the same form through observation of at least several seconds. Non-repetitive noise sources are more likely to be non-noise, and even noise can be modeled and will be excluded from the noise reduction process below.
다음으로, 소음 제거 장치는 사용자 지정 모델링 파라미터를 기반으로 사용자가 듣게 될 소음을 모델링한 후, 사용자가 듣게 되는 소음의 역위상 신호(/NL`, /NR`)를 생성한다(S22).Next, to generate a noise reduction device is a custom model based on the parameter after the user model the noise to be heard, the user will hear that is opposite phase signal of noise (/ N L `, / N R`) (S22) .
본 단계(S22)에서는 앞서 설명한 단계(S21)에서 파악한 소음이 사용자에게 어떻게 전달되는지를 모델링한다. 소음의 모델링을 위해 소음원을 측정하는 모바일 기기와 사용자의 귀에 위치한 이어폰 간의 위치가 다르기 때문에 이들 사이의 상대적 위치 정보가 필요하다. 세밀한 단위로 위치 추적이 가능한 모듈을 이어폰에 따로 부착할 수도 있으나 이는 추가적인 비용을 발생시킬 것이다. 따라서 사용자가 관여하여 상대적 위치를 특정 짓는다.In this step (S22) it is modeled how the noise detected in the above-described step (S21) is delivered to the user. For modeling noise, relative position information is needed between the mobile device measuring the noise source and the earphone located in the user's ear. Modules that can be tracked in fine units can also be attached to the earphones, but this will incur additional costs. Therefore, the user is involved to specify the relative position.
본 단계(S22)에서, 소음 제거 장치는 사용자 지정 모델링 파라미터를 이용할 수 있는데, 사용자 지정 모델링 파라미터는 현재 사용하는 이어폰의 종류에 따른 차음 효과, 모바일 기기와 양쪽 이어폰 사이의 상대적 위치 정보, 역위상을 생성하기 위한 위상 정보 등을 포함할 수 있다. 양쪽 이어폰은 단일 이어폰에 속한 오른쪽 이어폰과 왼쪽 이어폰을 포함한다.In this step (S22), the noise canceling device may use a user-defined modeling parameter, the user-defined modeling parameter is a sound effect according to the type of earphone currently used, the relative position information between the mobile device and both earphones, reverse phase Phase information for generating and the like. Both earphones include a right earphone and a left earphone belonging to a single earphone.
사용자 지정 모델링 파라미터에 대한 정보 입력 과정은 모바일 기기에서 사용자에 의해 수동으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 모바일 기기가 주는 여러 선택 설정 항목들의 결과를 보거나 듣고 그 중에 적어도 하나를 선택하도록 구현될 수 있다. 덧붙여서 이러한 정보는 모바일 기기에 이어폰을 연결할 때마다 매번 갱신할 수 있지만, 이에 한정되지는 않으며 자주 쓰는 사양에 대해서 해당 정보를 미리 모바일 기기의 메모리에 저장할 수 있다.The information input process for the user-defined modeling parameter may be manually performed by a user in the mobile device, but is not limited thereto, and may be implemented to view or hear a result of various selection setting items given by the mobile device and to select at least one of them. Can be. In addition, this information may be updated every time the earphone is connected to the mobile device, but the present invention is not limited thereto, and the information may be stored in the memory of the mobile device in advance for frequently used specifications.
사용자 지정 모델링 파라미터를 위한 사용자 입력을 예를 들면, 모바일 기기를 사용자 앞 중앙에 평행하게 놓고 (평행하지 않게 놓일 경우, 모바일기기에 포함된 자이로 센서 등을 이용해 보정할 수 있다) 이어폰과 모바일기기 사이의 위치를 대략적으로 선택한다. 이는 좌우 이어폰 간격과 이어폰과 모바일기기 사이의 상하 거리를 설정함으로써 가능하다. 이러한 설정은 사용자가 원할 때 바꿀 수 있으며, 자주 사용하는 설정을 등록해 놓을 수도 있다. 또한, 사용자는 모바일 기기가 주는 여러 선택 항목들 중 적어도 하나를 선택할 수 있다. 위와 같은 예시 또는 그 외 다른 방법을 통하여 모바일 기기와 이어폰의 상대적 위치가 파악되고, 상기의 단계(S21)에서 모바일 기기와 소음원의 상대적 위치와 형태가 파악되면, 소음이 이어폰의 위치에서 어떠한 형태를 가질지에 대해 예측이 가능하다.User input for custom modeling parameters, for example, can be placed parallel to the center of the user in front of the user (if it is not parallel, it can be corrected using a gyro sensor included in the mobile device) between the earphone and the mobile device. Select approximately the location of. This is possible by setting the left and right earphone gap and the vertical distance between the earphone and the mobile device. You can change these settings when you want, or you can register your favorite settings. In addition, the user may select at least one of various selection items given by the mobile device. When the relative position of the mobile device and the earphone is determined through the above example or other method, and the relative position and shape of the mobile device and the noise source are determined in the step S21, the noise is formed in the position of the earphone. You can predict what you will have.
이러한 모델링에는 위치 정보뿐만 아니라, 사용자가 사용하는 이어폰의 종류에 따른 차음 효과 또한 고려될 수 있다. 예를 들어, 오픈형 이어폰에 비해 커널형 이어폰은 차음 효과가 더 크다.In this modeling, not only the location information but also the sound insulation effect according to the type of earphone used by the user may be considered. For example, kernel-type earphones have more sound insulation than open earphones.
다음으로, 소음 제거 장치는 역위상 신호를 출력한다. 즉, 모바일 기기는 본래 사용자가 듣고자 하는 음향 신호(SL, SR)와 함께 역위상 신호를 이어폰으로 전송할 수 있다(S23).Next, the noise canceling device outputs an antiphase signal. That is, the mobile device may transmit the antiphase signal to the earphone together with the acoustic signals S L and S R that the user originally wants to hear (S23).
본 단계(S23)에서는 앞선 두 단계(S21 및 S22)를 통해 모델링된 사용자에게 들릴 소음의 역위상 신호를 출력한다. 이러한 역위상 신호는 모바일 기기에서 사용자에게 보낼 신호와 합성되어 사용자에게 제공될 수 있다. 그 경우, 사용자는 소음이 상쇄된 본래 듣고자 하는 신호를 들을 수 있다.In this step (S23) outputs the anti-phase signal of the noise to be heard by the user modeled through the previous two steps (S21 and S22). Such an antiphase signal may be provided to the user in combination with a signal to be sent to the user in the mobile device. In that case, the user can hear the original wanted signal with the noise canceled out.
소음이 제거된 음향 결과가 만족스럽지 않은 경우, 사용자는 피드백을 통하여 이를 수정할 수 있다. 사용자 피드백은 사용자에게 가해지는 소음을 모델링하는데 필요한 정보들을 수정하는 방식으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 사용자 피드백에서 처리되는 사용자 입력은 전방위적으로 발생하는 소음이 특정 위치에서 발생하는 것으로 오인될 경우 이를 수정하기 위한 소음원별 위치 조정을 포함할 수 있다. 또한, 사용자 입력은 이어폰과 모바일 기기의 상대적 위치 정보 수정, 이어폰 차음 효과 수정, 주파수별 이득 조정 등을 포함할 수 있다.If the acoustic result with the noise removed is not satisfactory, the user can correct this through feedback. User feedback can be made by modifying the information needed to model the noise applied to the user. For example, the user input processed in the user feedback may include a noise source-specific position adjustment for correcting a noise generated by the omnidirectional sound from a specific location. In addition, the user input may include modifying the relative position information of the earphone and the mobile device, correcting the sound insulation effect of the earphone, and adjusting the gain for each frequency.
전술한 실시예에 의하면, 사용자는 최종적으로 이어폰으로 전송되는 신호 중 주변 소음과 상쇄되는 역위상 신호에 의해 본래 듣고자 하는 음향 신호만을 들을 수 있게 된다.According to the above-described embodiment, the user can hear only the sound signal originally intended to be listened to by the antiphase signal canceled from the ambient noise among the signals finally transmitted to the earphone.
한편, 사용자가 듣게 되는 소음의 역위상 신호를 만드는 과정은 모델링에 의존하기 때문에 실제와 차이가 있을 수 있다. 이러한 차이는, 필요한 경우 사용자가 모델링 파라미터를 수정하는 방식으로 피드백을 가하여 보정되거나 최소화될 수 있다.On the other hand, the process of creating the anti-phase signal of the noise that the user hears may be different from the actual because it depends on modeling. This difference can be corrected or minimized by applying feedback in a manner that the user modifies the modeling parameters if necessary.
도 3은 도 1의 소음 제거 장치가 탑재된 모바일 기기의 개략적인 블록도이다.FIG. 3 is a schematic block diagram of a mobile device equipped with the noise canceling apparatus of FIG. 1.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 소음 제거 장치를 탑재한 모바일 기기(3)는 프로세서(4)와 메모리(5)를 포함하고, 구현에 따라서 주변장치(6)를 포함할 수 있다. 주변장치(6)는 통신 인터페이스(I/F), 입출력 시스템, 카메라 서브 시스템, 센서 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 본 실시예의 소음 제거 장치(10)는 프로세서(4)와 메모리(5)를 포함하여 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 통신 인터페이스, 오디오 장치, 마이크 또는 이들의 조합을 포함한 특정 주변장치를 더 포함할 수 있다. 이러한 모바일 기기(3)의 구성요소들을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 3, the mobile device 3 equipped with the noise canceling device according to the present embodiment may include a processor 4 and a memory 5, and may include a peripheral device 6 according to an implementation. Peripheral device 6 may include a communication interface (I / F), an input / output system, a camera subsystem, a sensor, or a combination thereof. The noise canceling device 10 of the present embodiment may include, but is not limited to, a processor 4 and a memory 5, and further includes a specific peripheral device including a communication interface, an audio device, a microphone, or a combination thereof. It may include. The components of the mobile device 3 will be described in more detail as follows.
프로세서(4)는 하나 이상의 코어, 캐시 메모리, 메모리 인터페이스 및 주변장치 인터페이스를 포함할 수 있다. 멀티 코어(multi-core)는 두 개 이상의 독립 코어를 단일 집적 회로로 이루어진 하나의 패키지로 통합한 것을 지칭한다. 단일 코어는 중앙 처리 장치를 지칭할 수 있다. 중앙처리장치(CPU)는 MCU(micro control unit)와 주변 장치(외부 확장 장치를 위한 집적회로)가 함께 배치되는 SOC(system on chip)로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 중앙처리장치는 처리할 명령어를 저장하는 레지스터(register), 비교, 판단, 연산을 담당하는 산술논리연산장치(arithmetic logical unit, ALU), 명령어의 해석과 실행을 위해 CPU를 내부적으로 제어하는 제어부(control unit), 내부 버스 등을 구비할 수 있다.The processor 4 may include one or more cores, cache memory, memory interfaces, and peripheral interfaces. Multi-core refers to the integration of two or more independent cores into one package of a single integrated circuit. A single core may refer to a central processing unit. The CPU may be implemented as a system on chip (SOC) in which a micro control unit (MCU) and a peripheral device (an integrated circuit for an external expansion device) are arranged together, but is not limited thereto. The central processing unit includes a register that stores instructions to be processed, an arithmetic logical unit (ALU) that is responsible for comparison, determination, and operation, and a controller that internally controls the CPU for interpreting and executing the instructions ( control unit), internal bus, and the like.
또한, 프로세서(4)는 하나 이상의 데이터 프로세서, 이미지 프로세서, 또는 코덱(CODEC)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 데이터 프로세서, 이미지 프로세서 또는 코덱은 별도로 구성될 수도 있다. 주변장치 인터페이스는 프로세서(4)와 입출력 시스템 및 여러 다른 주변 장치를 연결하고, 메모리 인터페이스는 프로세서(4)와 메모리(5)를 연결한다.In addition, the processor 4 may include, but is not limited to, one or more data processors, an image processor, or a codec. The data processor, image processor or codec may be configured separately. The peripheral interface connects the processor 4 to the input / output system and various other peripheral devices, and the memory interface connects the processor 4 to the memory 5.
전술한 구성의 프로세서(4)는 여러 가지의 소프트웨어 프로그램을 실행하여 모바일 음향 기기(3)에서의 소음 제거 기능을 위해 데이터 획득, 데이터 처리 및 데이터 출력을 수행할 수 있다. 또한, 프로세서(4)는 메모리(5)에 저장되어 있는 특정한 소프트웨어 모듈(명령어 세트)을 실행하여 해당 모듈에 대응하는 특정한 여러 가지의 기능을 수행할 수 있다. 즉, 프로세서(4)는 메모리(5)에 저장된 소프트웨어 모듈들에 포함되는 소음 제거 모듈에 의해 모바일 음향 기기(3)에 연결된 이어폰에서 사용자에게 들리는 소음을 제거할 수 있다.The processor 4 of the above-described configuration may execute various software programs to perform data acquisition, data processing, and data output for the noise canceling function in the mobile audio device 3. In addition, the processor 4 may execute a specific software module (instruction set) stored in the memory 5 to perform various specific functions corresponding to the module. That is, the processor 4 may remove noise that is heard by the user from earphones connected to the mobile sound device 3 by the noise canceling module included in the software modules stored in the memory 5.
메모리(5)는 프로세서(4) 내의 메모리 인터페이스에 결합될 수 있다. 메모리(5)는 하나 이상의 자기 디스크 저장 장치와 같은 고속 랜덤 액세스 메모리 및/또는 비휘발성 메모리, 하나 이상의 광 저장 장치 및/또는 플래시 메모리를 포함할 수 있다.The memory 5 may be coupled to a memory interface in the processor 4. The memory 5 may include fast random access memory and / or nonvolatile memory, such as one or more magnetic disk storage devices, one or more optical storage devices and / or flash memory.
또한, 메모리(5)는 소프트웨어, 프로그램, 명령어 집합 또는 이들의 조합을 저장할 수 있다. 소프트웨어의 구성요소는 운영 체제(operating system) 모듈, 통신 모듈, 그래픽 모듈, 사용자 인터페이스 모듈, MPEG(moving picture experts group) 모듈, 카메라 모듈, 하나 이상의 애플리케이션 모듈 등을 포함할 수 있다. 모듈은 명령어들의 집합으로서 명령어 세트(instruction set) 또는 프로그램으로 표현될 수 있다.The memory 5 may also store software, programs, instruction sets, or a combination thereof. Components of the software may include an operating system module, a communication module, a graphics module, a user interface module, a moving picture experts group (MPEG) module, a camera module, one or more application modules, and the like. A module can be represented as an instruction set or program as a set of instructions.
운영 체제는 예컨대 MS WINDOWS, LINUX, 다윈(Darwin), RTXC, UNIX, OS X, iOS, 맥 OS, VxWorks, 구글 OS, 안드로이드(android), 바다(삼성 OS), 플랜 9 등과 같은 내장 운영 체제를 포함하고, 모바일 기기 또는 소음 제거 장치의 시스템 작동(system operation)을 제어하는 여러 가지의 구성요소를 구비할 수 있다.Operating systems include built-in operating systems such as MS WINDOWS, LINUX, Darwin, RTXC, UNIX, OS X, iOS, Mac OS, VxWorks, Google OS, Android, Sea (Samsung OS), Plan 9, etc. And various components for controlling system operation of the mobile device or noise reduction device.
소음 제거 기능의 제어를 제외한 일반적인 시스템 작동 또는 기능의 제어를 위해, 모바일 기기는 예를 들어 메모리 관리 및 제어, 저장 하드웨어 제어 및 관리, 전력 제어 및 관리 등을 포함할 수 있다. 전술한 운영 체제는 여러 가지의 하드웨어(장치)와 소프트웨어 구성요소(모듈) 사이의 통신을 수행하는 기능도 구비할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.For general system operation or control of functions other than control of the noise canceling function, the mobile device may include, for example, memory management and control, storage hardware control and management, power control and management, and the like. The operating system described above may include, but is not limited to, a function for performing communication between various hardware (devices) and software components (modules).
통신 인터페이스(communication I/F)는 하나 이상의 무선 통신 서브시스템을 포함할 수 있다. 무선 통신 서브시스템은 무선 주파수(radio frequency) 수신기 및 송수신기 및/또는 광(예컨대, 적외선) 수신기 또는 송수신기를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스는 네트워크 예를 들어, GSM(Global System for Mobile Communication) 네트워크, EDGE(Enhanced Data GSM Environment) 네트워크, CDMA(Code Division Multiple Access) 네트워크, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 네트워크, WiMax 네트워크, Wi-Fi(Wireless Fidelity) 네트워크, Bluetooth 네트워크 등에 연결되어 적어도 하나 이상의 통신 프로토콜을 지원할 수 있다.The communication I / F may include one or more wireless communication subsystems. The wireless communication subsystem may include a radio frequency receiver and transceiver and / or an optical (eg, infrared) receiver or transceiver. The communication interface may be a network, for example, a Global System for Mobile Communication (GSM) network, an Enhanced Data GSM Environment (EDGE) network, a Code Division Multiple Access (CDMA) network, a W-Code Division Multiple Access (W-CDMA) network, LTE (Long Term Evolution) network, Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) network, WiMax network, Wireless Fidelity (Wi-Fi) network, Bluetooth network and the like can support at least one communication protocol.
입출력 시스템은 터치 스크린 제어기 및/또는 기타 입출력 제어기를 포함할 수 있다. 터치스크린 제어기는 터치 스크린에 연결될 수 있다. 터치 스크린 및 터치 스크린 제어기는, 이하에 한정되지는 않지만, 터치 스크린과의 하나 이상의 접촉점을 결정하기 위한 용량성, 저항성, 적외선 및 표면 음향파 기술들뿐 아니라 기타 근접 센서 배열 또는 기타 요소들을 포함하는 임의의 멀티 터치 감지 기술을 이용하여 접촉 및 움직임 또는 이들의 중단을 검출할 수 있다.The input / output system may include a touch screen controller and / or other input / output controller. The touch screen controller can be connected to the touch screen. Touch screens and touch screen controllers include, but are not limited to, capacitive, resistive, infrared and surface acoustic wave technologies as well as other proximity sensor arrangements or other elements for determining one or more contact points with the touch screen. Any multi-touch sensing technique can be used to detect contact and movement or disruption thereof.
터치스크린은 디스플레이 모듈의 일종으로서 모바일 기기(3) 상의 사용자 인터페이스로서 기능할 수 있다. 즉, 터치스크린은 사용자의 터치 입력을 프로세서(4)에 전달할 수 있다. 또한 터치스크린은 모바일 기기(3)에서 이어폰(8)을 통해 출력되는 음향에 대한 정보를 시각적으로 보여주는 수단 및/또는 구성부로서 동작할 수 있다. 시각적 출력(visual output)은 텍스트(text), 그래픽(graphic), 비디오(video), 또는 이들의 조합 형태를 가질 수 있다.The touch screen is a kind of display module and can function as a user interface on the mobile device 3. That is, the touch screen may transmit a user's touch input to the processor 4. The touch screen may also operate as a means and / or component for visually showing information about sound output through the earphone 8 in the mobile device 3. The visual output may be in the form of text, graphics, video, or a combination thereof.
전술한 터치스크린은 여러 가지 디스플레이 타입들 중 어느 한 형태로 제조될 수 있다. 예를 들어 터치스크린은, 이에 한정되지는 않지만, LCD(liquid crystal display), LED(light emitting diode), LPD(light emitting polymer display), OLED(organic light emitting diode), AMOLED(active matrix organic light emitting diode) 또는 FLED(flexible LED) 형태로 구현될 수 있다.The touch screen described above may be manufactured in any one of various display types. For example, the touch screen may include, but is not limited to, a liquid crystal display (LCD), a light emitting diode (LED), a light emitting polymer display (LPD), an organic light emitting diode (OLED), and an active matrix organic light emitting (AMOLED). It may be implemented in the form of a diode) or FLED (flexible LED).
기타 입출력 제어기는 모바일 기기(3)에 탑재되거나 결합하는 기타 입출력 장치에 연결될 수 있다. 기타 입출력 장치는 하나 이상의 버튼, 로커(rocker) 스위치, 섬 휠(thumb-wheel), 다이얼(dial), 스틱(stick), 스타일러스와 같은 포인터 장치, 오디오 장치, 또는 이들의 조합 등을 포함할 수 있다.The other input / output controller may be connected to other input / output devices mounted on or coupled to the mobile device 3. Other input / output devices may include one or more buttons, rocker switches, thumb-wheels, dials, sticks, pointer devices such as stylus, audio devices, or combinations thereof. have.
오디오 장치인 경우, 기타 입출력 장치는 음성 인식, 음성 복제, 디지털 레코딩(recording) 또는 전화 기능과 같은 오디오 스트림의 입력 및/또는 출력을 담당할 수 있다. 또한, 오디오 장치는, 스피커(speaker) 및/또는 마이크로폰을 통해 사용자와 소통할 수 있다. 오디오 장치는 프로세서(3)의 주변장치 인터페이스를 통하여 데이터 스트림을 수신하고, 수신한 데이터스트림을 전기적인 스트림으로 변환한 후, 변환된 전기 스트림(electric signal)을 스피커 또는 이어폰으로 전달할 수 있다. 스피커 또는 이어폰은 전기 스트림을 사람이 들을 수 있는 음파(sound wave)로 변환하여 출력할 수 있다. 변환된 전기 스트림이 전달되면, 오디오 장치는 전기 스트림을 오디오 데이터 스트림으로 변환하고 변환된 오디오 데이터 스트림을 주변장치 인터페이스로 전송할 수 있다. 마이크로폰은 사람이나 기타 다른 음원(sound source)으로부터 전달된 음파를 전기 스트림으로 변환하는 수단이나 이러한 수단에 상응하는 기능을 수행하는 구성부를 지칭한다.In the case of an audio device, the other input / output device may be responsible for input and / or output of an audio stream such as voice recognition, voice replication, digital recording, or a telephone function. In addition, the audio device may communicate with the user through a speaker and / or a microphone. The audio device may receive a data stream through the peripheral interface of the processor 3, convert the received data stream into an electrical stream, and then transfer the converted electric signal to a speaker or earphone. The speaker or earphone may convert and output an electric stream into a sound wave that can be heard by a human. Once the converted electrical stream is delivered, the audio device may convert the electrical stream into an audio data stream and send the converted audio data stream to the peripheral interface. A microphone refers to a means for converting sound waves transmitted from a person or other sound source into an electric stream or a component for performing a function corresponding to the means.
센서는 모바일 기기(3)에 탑재되거나 결합하는 조도 센서, 자이로스코프 센서, G 센서, 동작 센서, 생체 센서, 위치 센서 등에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 조도 센서는 기기 외부의 조도 또는 밝기를 감지하여 미리 설정된 동작을 위한 신호(예컨대, 트리거 신호)를 출력할 수 있다. 자이로스코프 센서는 모바일 기기(3)의 상하좌우 움직임을 인식할 수 있고, G 센서는 터치 스크린 또는 화면의 가로 세로에 따라 폭 자동 맞춤 기능 등에 이용될 수 있으며, 동작 센서는 사용자 인터페이스와 연계되어 사용자 접근 또는 특정 사용자 입력 동작을 감지하는데 이용될 수 있다. 그리고, 생체 센서는 얼굴 인식 센서, 지문 인식 센서 등을 포함할 수 있고, 위치 센서는 GPS(global positioning system), 음원/소음원 위치 추정 또는 위치 인식 센서를 포함할 수 있다. 이 경우, 위치 센서는 복수의 마이크로폰들과 연결될 수 있다.The sensor may include at least one selected from an illumination sensor, a gyroscope sensor, a G sensor, a motion sensor, a biometric sensor, a position sensor, or the like mounted on or coupled to the mobile device 3. The illuminance sensor detects illuminance or brightness of the outside of the device and outputs a signal (eg, a trigger signal) for a preset operation. The gyroscope sensor can recognize the up, down, left and right movements of the mobile device 3, the G sensor can be used for the automatic adjustment of the width according to the width or height of the touch screen or the screen, the motion sensor is connected to the user interface and the user It can be used to detect access or specific user input actions. The biometric sensor may include a face recognition sensor, a fingerprint recognition sensor, and the like, and the position sensor may include a global positioning system (GPS), a sound source / noise source position estimation, or a position recognition sensor. In this case, the position sensor may be connected with a plurality of microphones.
한편, 전술한 소음 제어 장치는 전술한 구성으로 한정되지 않고, 하나 이상의 스트림 프로세싱(processing) 및/또는 애플리케이션 특정 집적 회로(ASIC, Application Specific Integrated circuit)를 포함하는 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합에 의해 모바일 음향 기기에서 소음 제거 동작을 수행할 수 있다.On the other hand, the above-described noise control device is not limited to the above-described configuration, but by hardware, software, or a combination thereof, including one or more stream processing and / or application specific integrated circuits (ASICs). The noise canceling operation may be performed in the mobile audio device.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 소음 제거 장치의 개략적인 블록도이다.4 is a schematic block diagram of an apparatus for removing noise according to another embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 소음 제거 장치(10)는, 모바일 기기(3)의 오디오 단자(7a)에 착탈가능하게 결합하는 별도 장치 형태를 구비한다. 소음 제거 장치(10)는 모바일 기기(3)에 착탈 가능하게 연결되어 모바일 기기(3)의 이어폰을 통해 사용자가 듣는 소음을 제거할 수 있다.Referring to FIG. 4, the noise reduction device 10 according to the present embodiment has a separate device form detachably coupled to the audio terminal 7a of the mobile device 3. The noise reduction device 10 may be detachably connected to the mobile device 3 to remove noise that a user hears through the earphone of the mobile device 3.
모바일 기기(3)는 전술한 소음 제거 방법을 구현한 프로그램이나 이러한 프로그램을 저장하는 기록매체 또는 소음 제거 장치를 탑재하지 않은 기존의 장치이지만, 착탈식 소음 제거 장치(10)가 결합되면, 모바일 기기(3)에 연결된 이어폰에서 사용자가 듣는 소음을 제거하는 새로운 기능을 가질 수 있다. 이러한 모바일 기기(3)는 전술한 모바일 기기와 유사하게 프로세서(4a), 메모리(5a), 기타 주변장치(6), 이어폰 단자(7a), 적어도 하나 이상의 마이크(9), 적어도 하나 이상의 마이크 단자(9a) 등을 구비할 수 있다. 프로세서(4a)와 메모리(5a)는 본 실시예의 소음 제거 방법을 구현하기 위한 모듈, 프로그램 또는 명령어 집합 등의 소트프웨어 구성이나 이러한 소프트웨어 구성에 상응하는 기능을 수행하는 하드웨어 구성을 직접 구비하지 않는 점을 제외하고 도 9의 프로세서(4)와 메모리(5)와 각각 실질적으로 동일할 수 있다.The mobile device 3 is a conventional device that does not have a program that implements the noise canceling method described above, a recording medium storing such a program, or a noise canceling device, but when the removable noise canceling device 10 is combined, the mobile device ( Earphones connected to 3) may have a new function of removing noise that the user hears. The mobile device 3 is similar to the mobile device described above with a processor 4a, a memory 5a, other peripherals 6, earphone terminals 7a, at least one microphone 9, at least one microphone terminal. (9a) etc. can be provided. The processor 4a and the memory 5a do not directly include a software configuration such as a module, a program or an instruction set for implementing the noise canceling method of the present embodiment, or a hardware configuration that performs a function corresponding to the software configuration. Except for the processor 4 and the memory 5 of Figure 9 may be substantially the same.
마이크 단자(9a)에는 별도의 착탈식 마이크(9b)가 결합될 수 있다. 그 경우, 모바일 기기(3)는 하나 이상의 내장형 마이크(9) 및/또는 하나 이상의 착탈식 마이크(9b)를 구비하며 이것들에서의 소음의 도착시간 차이(time difference of arrival, TDoA) 등을 이용하여 소음원의 위치를 추정할 수 있다.A separate removable microphone 9b may be coupled to the microphone terminal 9a. In that case, the mobile device 3 has one or more built-in microphones 9 and / or one or more removable microphones 9b and uses a time difference of arrival (TDoA) or the like to reduce noise sources. Estimate the position of.
도 5는 도 4의 소음 제거 장치에 채용할 수 있는 구성에 대한 블록도이다.FIG. 5 is a block diagram of a configuration that can be employed in the noise reduction device of FIG. 4.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 소음 제거 장치(10)는 메모리(50), 메모리 컨트롤러(57), 제1 연결부(57), 제2 연결부(58), 내부 인터페이스(59a, 59b) 및 하우징(60)을 포함한다.Referring to FIG. 5, the noise canceling apparatus 10 according to the present exemplary embodiment may include a memory 50, a memory controller 57, a first connector 57, a second connector 58, and internal interfaces 59a and 59b. And a housing 60.
메모리(50)는 모바일 기기(3)의 외부에 배치되는 것으로서, 제1 모듈(51), 제2 모듈(52), 제3 모듈(53), 제4 모듈(54) 및 제5 모듈(55)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제5 모듈들(51 내지 55)은 이하의 도 7의 입력부, 추정부, 생성부, 조정부, 출력부에 기재된 순서대로 각각 대응할 수 있다. 물론 메모리(50)는 이하의 도 7 내지 9의 생성부, 반복 소음 판단부, 모델링부, 의사 신호 생성부 등에 대응하는 적어도 하나 이상의 모듈을 더 포함할 수 있다. 각 모듈(51 내지 55)에 대한 기능 및 구성은 입력부, 추정부, 생성부, 조정부, 출력부의 기능 및 구성과 실질적으로 동일하므로 그에 대한 상세 설명은 생략한다. 다만, 메모리(50)는 도 3의 메모리(5)와의 구분을 위해 소음 제거 방법을 구현한 모듈, 프로그램, 명령어 집합 또는 이들의 조합을 주로 저장하는 메모리라는 의미로 전용 메모리로 지칭될 수 있다.The memory 50 is disposed outside the mobile device 3 and includes a first module 51, a second module 52, a third module 53, a fourth module 54, and a fifth module 55. ) May be included. The first to fifth modules 51 to 55 may correspond to the input unit, the estimation unit, the generation unit, the adjustment unit, and the output unit of FIG. 7 in the following order. Of course, the memory 50 may further include at least one module corresponding to the generation unit, the repetitive noise determination unit, the modeling unit, and the pseudo signal generation unit of FIGS. 7 to 9. Since the functions and configurations of the modules 51 to 55 are substantially the same as the functions and configurations of the input unit, the estimation unit, the generation unit, the adjustment unit, and the output unit, detailed description thereof will be omitted. However, the memory 50 may be referred to as a dedicated memory to mean a memory mainly storing a module, a program, an instruction set, or a combination thereof that implements the noise canceling method to distinguish it from the memory 5 of FIG. 3.
메모리 컨트롤러(57)는 메모리(50) 상의 저장 영역에 대한 주소와 주소에 어떻게 접근할지를 제어하고, 메모리(50)의 특정 주소에 데이터를 기록하거나 읽어낼 수 있다. 또한, 메모리 컨트롤러(57)는 메모리(50)의 리프레쉬(refresh)를 수행하거나 동작 전압을 공급하거나, 모바일 기기(3)의 프로세서와 의사소통 또는 신호 송수신을 수행할 수 있다.The memory controller 57 controls the address of the storage area on the memory 50 and how to access the address, and may write or read data to a specific address of the memory 50. In addition, the memory controller 57 may perform a refresh of the memory 50, supply an operating voltage, communicate with a processor of the mobile device 3, or transmit and receive a signal.
제1 연결부(57)는 모바일 장치(3)에 소음 제거 장치(10)를 하드웨어적으로 결합한다. 이러한 제1 연결부(57)의 결합에 의하면, 소음 제거 장치(10)의 데이터 전송라인, 전원 전송라인 및 오디오 전송라인은 모바일 장치(3)의 데이터 전송라인, 전원 전송라인 및 오디오 전송라인과 각각 연결될 수 있다. 본 실시예에서 제1 연결부(57)는 현재 많이 사용되고 있는 이어폰 잭의 한 종류를 예시하나, 이에 한정되지는 않으며, 음성 및 데이터 라인들의 조합 혹은 음성, 데이터 및 전원 라인들의 조합에 연결된 잭이라면 어느 것이라도 제한되지는 않는다. 예를 들어, 제1 연결부(57)는 2.5TS잭, 3.5TS잭, 3.5TRS잭, 5.5TRS 잭 등의 폰플러그잭 형태를 구비할 수 있다. 다만, 제1 연결부(57)는 모바일 기기(3)의 오디오 출력단 기능을 담당하는 단자와 끼워 맞춤 등의 형태로 결합 가능하게 구현되어야 함은 물론이다.The first connection 57 hardware-couples the noise canceling device 10 to the mobile device 3. According to the combination of the first connection unit 57, the data transmission line, the power transmission line and the audio transmission line of the noise canceling device 10 and the data transmission line, power transmission line and audio transmission line of the mobile device 3 respectively. Can be connected. In the present exemplary embodiment, the first connector 57 exemplifies one type of earphone jack which is widely used. However, the first connector 57 is not limited thereto, and any one of jacks connected to a combination of voice and data lines or a combination of voice, data and power lines may be used. The thing is not limited. For example, the first connector 57 may have a phone plug jack type, such as a 2.5TS jack, a 3.5TS jack, a 3.5TRS jack, and a 5.5TRS jack. However, of course, the first connection unit 57 may be implemented to be combined in a form such as a terminal and a fitting for the audio output terminal function of the mobile device 3.
제2 연결부(58)는 오디오 암 단자(audio female terminal) 형태를 구비한다. 제2 연결부(58)는 모바일 기기(3)에서 이어폰의 잭과 결합하는 오디오 단자와 실질적으로 동일한 구조나 형태를 구비할 수 있다. 제2 연결부(58)는 내부 버스 또는 내부 배선(59c)을 통해 제1 연결부(57)와 연결될 수 있고, 그에 의해 제2 연결부(58)는 모바일 기기(3)의 오디오 출력단에 연결될 수 있다.The second connector 58 has the form of an audio female terminal. The second connector 58 may have a structure or shape substantially the same as an audio terminal coupled to a jack of an earphone in the mobile device 3. The second connector 58 may be connected to the first connector 57 through an internal bus or an internal wiring 59c, whereby the second connector 58 may be connected to an audio output terminal of the mobile device 3.
내부 인터페이스(59a, 59b)는 메모리 인터페이스(59a) 및 주변장치 인터페이스(59b)를 포함할 수 있다. 메모리 인터페이스(59a)는 메모리(50)와 메모리 컨트롤러(56)를 연결한다. 주변장치 인터페이스(59b)는 메모리 컨트롤러(56)와 제1 연결부(57)를 연결한다. 주변장치 인터페이스(59b)는 제1 연결부(57)를 통해 모바일 기기(3)의 주변장치 인터페이스와 연결되고, 그에 의해 메모리 컨트롤러(56)와 모바일 기기의 프로세서를 연결할 수 있다. 이때, 제1 연결부(57)는 서로 전기적으로 분리된 복수의 입출력 단자들을 구비하고, 입출력 단자들의 일부는 주변장치 인터페이스(59b)에 연결되고, 입출력 단자들의 다른 일부는 내부 배선(59c)에 연결될 수 있다. Internal interfaces 59a and 59b may include memory interface 59a and peripheral interface 59b. The memory interface 59a connects the memory 50 and the memory controller 56. The peripheral interface 59b connects the memory controller 56 and the first connector 57. The peripheral device 59b is connected to the peripheral device interface of the mobile device 3 through the first connector 57, thereby connecting the memory controller 56 and the processor of the mobile device. In this case, the first connector 57 may include a plurality of input / output terminals electrically separated from each other, some of the input / output terminals may be connected to the peripheral device interface 59b, and other portions of the input / output terminals may be connected to the internal wiring 59c. Can be.
하우징(60)은 메모리(50), 메모리 컨트롤러(56), 제1 연결부(57), 제2 연결부(58), 내부 인터페이스(59a, 59b) 등을 지지하고 보호하기 위한 구성부이다. 본 실시예에서 하우징(60)은 일면이 사각형인 형태(예컨대, 육면체 형태)를 가지나, 이에 한정되지 않으며, 구형, 원통형, 원뿔형, 사면체, 다면체, 또는 이들의 조합 형태를 가질 수 있다. 즉, 하우징(60)은 모바일 기기(3)와의 결합시 모바일 기기(3)의 두께보다 두껍지 않고, 모바일 기기의 크기에 비해 상대적으로 작은(예컨대, 1/8 이하) 크기를 가지는 것이 바람직하다.The housing 60 is a component for supporting and protecting the memory 50, the memory controller 56, the first connector 57, the second connector 58, the internal interfaces 59a and 59b, and the like. In the present embodiment, the housing 60 may have a rectangular shape (for example, a hexahedral shape) on one side thereof, but is not limited thereto, and may have a spherical shape, a cylindrical shape, a conical shape, a tetrahedron, a polyhedron, or a combination thereof. That is, the housing 60 preferably has a size that is not thicker than the thickness of the mobile device 3 when combined with the mobile device 3 and is relatively small (eg, 1/8 or less) relative to the size of the mobile device.
예를 들어, 외부로 돌출된 제1 연결부(57)를 제외하고 하우징(60)의 크기는 육면체 형태를 기준으로 가로, 세로, 및 두께가 기재된 순서대로 약 5㎜ 내지 약 20㎜, 약 5㎜ 내지 약 20㎜, 및 약 3㎜ 내지 약 15㎜ 정도를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 이러한 예시보다 조금 더 작거나 얇을 수 있고, 또한 구현에 따라 상기의 예시보다 조금 더 크거나 두꺼울 수 있다.For example, the size of the housing 60, except for the first connection portion 57, which protrudes outward, is about 5 mm to about 20 mm, about 5 mm in the order in which the width, length, and thickness are described based on the hexahedron shape. To about 20 mm, and about 3 mm to about 15 mm, but is not limited thereto, and may be slightly smaller or thinner than this example, and may also be slightly larger or thicker than the above example, depending on the implementation. .
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 소음 제거 장치가 결합된 모바일 기기에 대한 예시도이다.6 is an exemplary view of a mobile device incorporating a noise canceling device according to another embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 소음 제거 장치(10)는, 모바일 기기(3)의 외부 연결 포트(7c)에 착탈 가능하게 결합한다.Referring to FIG. 6, the noise reduction device 10 according to the present embodiment is detachably coupled to an external connection port 7c of the mobile device 3.
모바일 기기(3)는 프로세서(4a), 메모리(5a), 주변장치(6), 이어폰 단자(7a), 케이블 포트(7c), 마이크(9) 및 내부 배선을 포함할 수 있다. 모바일 기기(3)의 구성요소들은 도 3 및 도 4를 참조하여 앞서 설명한 다른 실시예들의 대응 구성요소와 실질적으로 동일할 수 있다.The mobile device 3 may include a processor 4a, a memory 5a, a peripheral device 6, an earphone terminal 7a, a cable port 7c, a microphone 9, and internal wiring. The components of the mobile device 3 may be substantially the same as the corresponding components of the other embodiments described above with reference to FIGS. 3 and 4.
소음 제거 장치(10)는 도 3 및 도 4의 소음 제거 장치와 유사하게 메모리, 메모리 컨트롤러, 내부 인터페이스, 제3 연결부(7d), 마이크(7e) 및 하우징을 구비할 수 있다. 메모리, 메모리 컨트롤러, 내부 인터페이스 및 하우징은 앞서 설명한 도 3 및 도 4의 소음 제거 장치의 대응 구성요소와 실질적으로 동일할 수 있다.The noise canceling apparatus 10 may have a memory, a memory controller, an internal interface, a third connection 7d, a microphone 7e and a housing similar to the noise canceling apparatus of FIGS. 3 and 4. The memory, memory controller, internal interface and housing may be substantially identical to the corresponding components of the noise canceling device of FIGS. 3 and 4 described above.
제3 연결부(7d)는 데이터 및 전력의 전송을 위한 케이블 포트(7c)에 착탈 가능하게 결합한다. 제3 연결부(7d)는 모바일 기기(3)의 케이블 포트(7c)와 쌍을 이루는 커넥터 구조를 구비할 수 있다. 예를 들어, 제3 연결부(7d)는 타입 A, 타입 B, 타입 C, 미니-A, 미니-B, 마이크로-A 또는 마이크로-B의 USB(universal serial bus) 케이블 포트 형태를 구비할 수 있다.The third connection portion 7d is detachably coupled to the cable port 7c for the transmission of data and power. The third connection portion 7d may have a connector structure paired with the cable port 7c of the mobile device 3. For example, the third connector 7d may have a type of universal serial bus (USB) cable port of type A, type B, type C, mini-A, mini-B, micro-A or micro-B. .
마이크(7e)는 소음 제거 장치(10)에 설치되는 것으로서 모바일 기기(3)에 장착된 마이크(9)에 더하여 추가로 모바일 기기(3)에 착탈가능하게 장착될 수 있다. 마이크(7e)를 착탈식 소음 제거 장치(10)에 설치하는 경우, 모바일 기기(3)는 케이블 포트(7c)의 데이터 입력 라인들 중 적어도 어느 하나를 마이크 입력으로 사용할 수 있다. 그 경우, 모바일 기기(3)는 하드웨어적으로 케이블 포트(7c)에 마이크 입력 포트를 구비할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 내부 설정이나 애플리케이션 등을 이용하여 소프트웨어적으로 연결 설정을 변경함으로써 케이블 포트(7c)의 적어도 어느 하나를 마이크 입력 포트로 사용할 수 있다.The microphone 7e is installed in the noise canceling device 10 and may be detachably mounted to the mobile device 3 in addition to the microphone 9 mounted on the mobile device 3. When the microphone 7e is installed in the removable noise canceling device 10, the mobile device 3 may use at least one of the data input lines of the cable port 7c as the microphone input. In this case, the mobile device 3 may include a microphone input port in the cable port 7c in hardware, but is not limited thereto. The cable port may be changed in software by using an internal setting or an application. At least one of (7c) can be used as the microphone input port.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 소음 제거 장치에 채용할 수 있는 기능 블록에 대한 블록도이다.7 is a block diagram of a functional block that can be employed in the noise reduction apparatus according to the embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 소음 제거 장치(10)는 입력부(11), 추정부(12), 생성부(13), 조정부(14), 합성부(15) 및 출력부(16)를 포함할 수 있다. 입력부(11), 추정부(12), 생성부(13), 조정부(14), 합성부(15) 및 출력부(16)는 모바일 기기의 메모리에 탑재되는 기능 모듈이나 프로그램으로 구현될 수 있으며, 모바일 기기의 프로세서에 의해 수행되어 해당 기능을 수행하도록 구현될 수 있다.Referring to FIG. 7, the noise canceling apparatus 10 according to the present exemplary embodiment includes an input unit 11, an estimation unit 12, a generation unit 13, an adjustment unit 14, a synthesis unit 15, and an output unit 16. ) May be included. The input unit 11, the estimating unit 12, the generating unit 13, the adjusting unit 14, the combining unit 15, and the output unit 16 may be implemented as a function module or a program mounted in a memory of the mobile device. It may be implemented by the processor of the mobile device to perform a corresponding function.
각 구성요소를 좀더 구체적으로 설명하면, 입력부(11)는 모바일 기기의 마이크로폰(이하, 간략히 마이크라 함)을 통해 주변 소음을 입력받는다. 입력부(11)는 마이크를 통해 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변경하는 아날로그 디지털 컨버터(analog digital convertor)를 포함할 수 있다.To describe each component in more detail, the input unit 11 receives ambient noise through a microphone (hereinafter, simply referred to as a microphone) of the mobile device. The input unit 11 may include an analog digital converter for converting an analog signal input through a microphone into a digital signal.
추정부(12)는 모바일 기기의 마이크를 통해 모바일 기기의 주변으로부터 획득한 주변 소음에 기초하여 모바일 기기에서 이어폰을 통해 사용자가 듣게 되는 소음을 추정한다. 추정부(12)는 모바일 기기에 따른 음향 관련 파라미터, 모바일 기기에 대한 사용자 지정 모델링 파라미터, 이어폰 종류에 따른 음향 관련 파라미터, 또는 이들이 조합된 파라미터들을 이용하며 사용자가 듣게 되는 소음을 측정할 수 있다. 사용자 지정 모델링 파라미터는 이어폰에 속한 오른쪽 이어폰과 왼쪽 이어폰 및 모바일 기기 간의 상대적인 위치 정보를 포함할 수 있다.The estimator 12 estimates the noise that the user hears through the earphone in the mobile device based on the ambient noise obtained from the surroundings of the mobile device through the microphone of the mobile device. The estimator 12 may measure the noise that the user hears using the sound related parameter according to the mobile device, the user-specified modeling parameter for the mobile device, the sound related parameter according to the earphone type, or a combination thereof. The custom modeling parameter may include relative position information between the right earphone, the left earphone, and the mobile device belonging to the earphone.
또한, 추정부(12)는 모바일 기기에서 주변 소음의 음원 위치와 음원의 형태를 분석하여 반복적 소음인지를 판단할 수 있다. 반복적 소음에 대한 판단을 위해, 추정부(12)는 주변 소음을 일정한 주기로 절단하고, 절단된 각 주기의 파형이 유사하거나 각 주기의 소리 크기 차이가 일정 문턱치 이하인 부분이 앞서 선택되거나 추출된 음향 구간의 전체 주기에서 일정 비율 이상을 차지하는지 판단할 수 있다.In addition, the estimator 12 may determine the repetitive noise by analyzing the sound source position and the shape of the sound source of the ambient noise in the mobile device. In order to determine the repetitive noise, the estimator 12 cuts the ambient noise at regular intervals, and the acoustic section in which the waveforms of the truncated cycles are similar or the portion whose sound size difference is less than or equal to the predetermined threshold is previously selected or extracted. It can be determined whether the ratio occupies a certain percentage of the entire period of.
생성부(13)는 사용자가 듣게 되는 소음에 대한 추정 소음의 역위상 신호를 생성한다. 추정부(12)가 필터를 이용하여 반복적 소음을 판단하는 경우, 생성부(13)는 추정부(12)로부터의 반복적 소음에 대해 임의의 위상과 게인을 가진 의사 역위상 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 생성부(13)는 추정부(12)에서 역위상 신호와 주변 소음과의 합성이 일정 시간 이상의 진폭 0 구간을 갖는 역위상 신호를 생성하거나, 또는 일정 구간 동안 진폭 0에 근접한 값을 갖도록 주변 소음의 위상을 반주기 또는 180° 시프트하거나 반전한 역위상 신호를 생성할 수 있다.The generation unit 13 generates an antiphase signal of the estimated noise with respect to the noise heard by the user. When the estimator 12 determines the repetitive noise by using the filter, the generator 13 may generate a pseudo antiphase signal having an arbitrary phase and gain with respect to the repetitive noise from the estimator 12. . For example, the generation unit 13 generates an antiphase signal having an amplitude zero section in which the combination of the antiphase signal and the ambient noise in the estimation unit 12 has a certain amplitude zero section or more, or a value close to the amplitude zero for a certain section. It is possible to generate an antiphase signal by shifting or inverting the phase of the ambient noise by a half cycle or 180 degrees.
조정부(14)는 사용자의 피드백을 수신한다. 조정부(14)는 생성부(13)에서 역위상 신호를 생성한 후에 사용자 피드백을 수신할 수 있다. 즉, 조정부(14)는 사용자 인터페이스를 통해 획득되는 사용자 입력에 대응하여 최종적인 역위상 신호의 생성을 위해 현재의 역위상 신호 또는 의사 역위상 신호의 파라미터를 조정 또는 변경할 수 있다. 사용자 인터페이스는 음원의 위치 조정, 모바일 기기와 이어폰 간의 상대적 위치 조정, 이어폰 종류 조정, 주파수별 이득 조정, 또는 이들의 조합을 위한 설정값을 표시하거나 사용자 입력을 위한 입력창을 구비할 수 있다.The adjusting unit 14 receives the user's feedback. The adjusting unit 14 may receive the user feedback after generating the anti-phase signal in the generating unit 13. That is, the adjuster 14 may adjust or change a parameter of the current antiphase signal or the pseudo antiphase signal in order to generate a final antiphase signal in response to a user input obtained through the user interface. The user interface may display a setting value for adjusting the position of the sound source, adjusting the relative position between the mobile device and the earphone, adjusting the earphone type, adjusting the gain for each frequency, or a combination thereof, or include an input window for user input.
합성부(15)는 모바일 기기를 통해 사용자가 듣고자 하는 신호(이하, 음향 신호)와 생성부(13)에서 생성한 역위상 신호를 합성한다. 합성부(15)는 두 음향 신호를 합성하는 수단이나 이러한 수단에 상응하는 기능을 수행하는 구성부로 구현될 수 있다. 예를 들어, 합성부(15)는 프로세서의 프로그램 수행, 전자회로 또는 기계적인 장치에 의해 구현될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 기존의 다양한 소리 합성(sound synthesis) 방법들 중 어느 하나 이상을 이용하여 구현될 수 있다.The synthesizer 15 synthesizes a signal (hereinafter, referred to as an acoustic signal) that the user wants to hear through the mobile device and an antiphase signal generated by the generator 13. The synthesizing unit 15 may be implemented as a means for synthesizing two acoustic signals or a component for performing a function corresponding to such means. For example, the synthesis unit 15 may be implemented by a program execution of an processor, an electronic circuit, or a mechanical device, but is not limited thereto. Any one or more of various conventional sound synthesis methods may be used. It can be implemented using.
출력부(16)는 합성부(15)에서 합성된 신호를 모바일 기기에 연결된 어이폰으로 출력한다. 이 경우, 사용자는 일반 이어폰을 통해 소음이 제거된 음향 신호를 들을 수 있다.The output unit 16 outputs the signal synthesized by the synthesizer 15 to the earphone connected to the mobile device. In this case, the user may hear the acoustic signal from which the noise is removed through the general earphone.
또한, 출력부(16)는 음향 신호 없이 역위상 신호를 모바일 기기에 연결된 이어폰을 통해 출력할 수 있다. 이러한 경우와 같이, 합성부(15)가 동작하지 않거나 합성부(15)를 생략한 구조에서 역위상 신호만이 출력부(16)를 통해 이어폰으로 출력하면, 사용자는 모바일 기기에 연결된 이어폰을 귀에 꽂는 것만으로 사용자 주변의 소음이 제거된 조용한 환경을 제공받을 수 있다.In addition, the output unit 16 may output an antiphase signal through an earphone connected to a mobile device without an acoustic signal. In such a case, when the synthesizer 15 does not operate or the reverse phase signal is output to the earphone through the output unit 16 in a structure in which the synthesizer 15 is omitted, the user attaches the earphone connected to the mobile device to the ear. Just plug it in to provide a quiet environment with no noise around you.
한편, 본 실시예에서는 설명의 편의상 입력부(11), 추정부(12), 생성부(12), 조정부(14), 합성부(15) 및 출력부(16)를 포함하는 구성에 대하여 설명하나, 이에 한정되지는 않는다. 모바일 기기 또는 소음 제거 장치의 구현에 따라서 조정부(14)가 생략되거나, 합성부(15) 또는 출력부(16)가 선택적으로 구비될 수 있다.In the present embodiment, for convenience of description, a configuration including an input unit 11, an estimation unit 12, a generation unit 12, an adjustment unit 14, a synthesis unit 15, and an output unit 16 will be described. It is not limited to this. According to the implementation of the mobile device or the noise canceling device, the adjusting unit 14 may be omitted, or the combining unit 15 or the output unit 16 may be selectively provided.
도 8은 도 7의 소음 제거 장치에 채용할 수 있는 추정부의 다른 실시예에 대한 블록도이다.FIG. 8 is a block diagram of another embodiment of an estimator that may be employed in the apparatus for removing noise of FIG. 7.
도 8를 참조하면, 본 실시예에 따른 소음 제거 장치의 추정부(12)는, 반복 소음 판단부(122) 및 모델링부(124)를 포함한다. 본 실시예는 모바일 기기에 단일 마이크 또는 적은 개수의 마이크가 장착되어 소음원의 위치를 파악하기 어려운 경우에 대응할 수 있다.Referring to FIG. 8, the estimation unit 12 of the noise removing apparatus according to the present embodiment includes a repetitive noise determination unit 122 and a modeling unit 124. The present embodiment may correspond to a case in which a single microphone or a small number of microphones is mounted on the mobile device, and thus it is difficult to determine the location of the noise source.
반복 소음 판단부(122)는 먼저 마이크로부터 획득한 주변 소음을 주파수별로 구분하고, 필터를 이용하여 주파수별로 구분된 주변 소음이 반복적 소음인지를 판단할 수 있다. 필터는 하나 이상의 서브필터들을 포함할 수 있고, 저역통과, 대역통과, 고역통과, 대역저지 중 적어도 어느 하나의 특성을 가질 수 있으며, 소음레벨의 단위로는 데시벨(㏈)을 이용할 수 있다.The repetitive noise determiner 122 may first classify the ambient noise obtained from the microphone by frequency, and determine whether the ambient noise classified by frequency is a repetitive noise using a filter. The filter may include one or more subfilters, and may have at least one of lowpass, bandpass, highpass, and bandstop, and may use decibels as a unit of the noise level.
모델링부(124)는, 반복적 소음 판단부(122)에서 판단된 반복적 소음에 대하여 모바일 기기에 입력되는 주변 소음을 기준으로 사용자가 듣게 되는 소음의 형태를 모델링할 수 있다. 사용자가 듣게 되는 소음의 모델링을 위해, 모델링부(124)는 모바일 기기와 이어폰 간의 상대적 위치에 대하여 미리 저장된 복수의 설정들을 출력하는 사용자 인터페이스와 사용자 인터페이스를 통해 수신되는 사용자 입력 정보를 토대로 주변 소음이 이어폰의 위치에서 따라 어떠한 형태를 가지는지 예측(모델링)할 수 있다. 예를 들어, 모델링부(124)는 사용자 입력 정보에 대응하는 파라미터를 룩업테이블 등에서 추출하여 모델링을 수행할 수 있다. 사용자 입력 정보는 이어폰의 종류에 대한 설정 정보 또는 사용자 선택 정보를 포함할 수 있다.The modeling unit 124 may model the type of noise that the user hears based on the ambient noise input to the mobile device with respect to the repetitive noise determined by the repetitive noise determiner 122. For modeling the noise that the user hears, the modeling unit 124 outputs a plurality of settings stored in advance with respect to the relative position between the mobile device and the earphone, and the ambient noise based on the user input information received through the user interface. The shape of the earphone can be predicted (modeled) according to its shape. For example, the modeling unit 124 may perform modeling by extracting a parameter corresponding to user input information from a lookup table or the like. The user input information may include setting information about the type of earphone or user selection information.
도 9는 도 7의 소음 제거 장치의 변형예에 대한 부분 블록도이다.FIG. 9 is a partial block diagram of a modification of the noise canceling apparatus of FIG. 7.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 소음 제거 장치(10)는, 반복 소음 판단부(122) 및 의사 신호 생성부(132)를 포함할 수 있다. 본 실시예는 도 7의 소음 제거 장치에서 추정부(12) 및 생성부(13)의 다른 실시예에 대응될 수 있다.Referring to FIG. 9, the noise removing apparatus 10 according to the present exemplary embodiment may include a repetitive noise determiner 122 and a pseudo signal generator 132. This embodiment may correspond to other embodiments of the estimator 12 and the generator 13 in the noise reduction apparatus of FIG. 7.
반복 소음 판단부(122)는 추정부(12)에 포함될 수 있고, 의사 신호 생성부(132)는 생성부(13)에 포함될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 별도의 구성요소로서 소음 제거 장치(10)에 구비될 수 있다. 반복 소음 판단부(122)는 도 8을 참조하여 앞서 설명한 소음 제거 장치의 대응 구성요소와 실질적으로 동일할 수 있다.The repetitive noise determiner 122 may be included in the estimator 12, and the pseudo signal generator 132 may be included in the generator 13, but is not limited thereto. The noise removing device may be a separate component. 10 may be provided. The repetitive noise determiner 122 may be substantially the same as a corresponding component of the noise canceling apparatus described above with reference to FIG. 8.
의사 신호 생성부(132)는 반복 소음 판단부(122)에서 판단된 반복적 소음에 기초하여 의사 역위상 신호를 생성한다. 의사 역위상 신호는 사용자가 이어폰을 통해 듣는 소음의 추정이 정확하지 못하여 소음을 일정 레벨 이하로 제거하지 못하는 역위상 신호를 지칭할 수 있다. 본 실시예에서는 의사 신호 생성부(132)에서 제공하는 사용자 인터페이스를 통해 의사 역위상 신호에 대한 위상 조정, 이득 조정, 주파수 미세 조정 등을 허용하는 사용자 피드백을 받고, 1회 이상의 사용자 피드백에 기초하여 의사 역위상 신호로부터 실질적으로 소음을 제거하는 역위상 신호를 찾아가도록 구현될 수 있다. 1회 이상의 사용자 피드백이 반영된 의사 역위상 신호에 대하여 사용자 인증이 획득되면, 의사 신호 생성부(132)는 다른 사용자 입력 전까지 최종 인증된 의사 역위상 신호 즉 소음의 역위상 신호를 모바일 기기에 연결된 이어폰으로 출력할 수 있다.The pseudo signal generator 132 generates a pseudo antiphase signal based on the repetitive noise determined by the repetitive noise determiner 122. The pseudo anti-phase signal may refer to an anti-phase signal in which the estimation of noise that the user hears through the earphone is not accurate and thus the noise cannot be removed below a certain level. In the present embodiment, the user interface provided by the pseudo signal generator 132 receives user feedback allowing phase adjustment, gain adjustment, frequency fine adjustment, and the like for the pseudo antiphase signal, and is based on one or more user feedbacks. It can be implemented to look for an antiphase signal that substantially removes noise from the pseudo antiphase signal. When user authentication is obtained for a pseudo anti-phase signal reflecting one or more user feedbacks, the pseudo signal generator 132 may be configured to provide a pseudo anti-phase signal, i.e., an anti-phase signal of noise, to the mobile device. You can output
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모바일 음향 기기의 소음 제거 방법에 대한 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating a noise canceling method of a mobile acoustic device according to another exemplary embodiment of the present invention.
본 실시예에서는 모바일 기기에 장착된 마이크의 수가 적거나 방향의 다양성이 충분치 않아 소음원의 위치를 파악할 수 없는 경우에 대해서, 모바일 기기의 마이크를 이용해 주파수별로 주변 음원을 특정한 후 각 소음에 대하여 사용자가 이득(gain), 위상 등을 조절해 사용자에게 들리는 소음을 모델링하는 과정을 나타낸다. 즉, 모바일 기기에서 음원의 위치를 특정할 수 없는 경우에, 주파수 특성을 이용하여 주변 음원을 구별하는 경우에 있어서 사용자가 반복적인 주변 소음이 제거된 음향을 청취하는 과정을 보여준다. 도 10은 복수의 마이크가 아닌 단일 마이크를 구비한 경우로서 마이크의 개수를 제외하고 도 2의 소음 제거 방법을 더욱 상세히 설명하는 경우에 대응될 수 있다.In the present embodiment, when the number of microphones mounted on the mobile device is insufficient or the diversity of directions is not enough to determine the location of the noise source, the user may be assigned to each noise after specifying the ambient sound source by frequency using the microphone of the mobile device. It describes the process of modeling the noise audible to the user by adjusting gain and phase. That is, when the location of the sound source cannot be specified in the mobile device, when the user distinguishes the ambient sound source using the frequency characteristic, the user hears the sound from which the repeated ambient noise is removed. FIG. 10 may correspond to a case in which the noise canceling method of FIG. 2 is described in more detail except for the number of microphones as a single microphone instead of a plurality of microphones.
도 10을 참조하면, 모바일 기기에 탑재된 소음 제거 장치는, 먼저 주파수 특성을 이용하여 반복적 소음원을 파악한다(S101), 이후 파악되는 반복적 소음은 소음원의 집합 {n1, n2, …, nM}으로 표현될 수 있다.Referring to FIG. 10, the noise canceling apparatus mounted on the mobile device first identifies a repetitive noise source by using frequency characteristics (S101), and the repetitive noise identified thereafter is a set of noise sources {n 1 , n 2 ,. , n M }.
반복적 소음원의 파악을 위해, 소음 모델링 설정을 초기화한다. 소음 모델링 설정의 초기화는 메모리에 저장된 반복적 소음 데이터를 초기화하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 소음 모델링 설정의 초기화를 위해 k를 0으로 설정한다(S102).Initialize the noise modeling settings to identify repetitive noise sources. Initializing the noise modeling settings may include initializing the repetitive noise data stored in the memory. For example, k is set to 0 to initialize the noise modeling setting (S102).
다음, k가 M인지를 판단한다(S103). 본 단계(S103)에 의하면, k가 1에서 M까지의 모든 주파수 대역에 대하여 사용자 피드백 모듈이 동작할 수 있다.Next, it is determined whether k is M (S103). According to the step S103, the user feedback module may operate for all frequency bands from k to 1.
상기의 판단 단계(S103)에서, k가 M이 아니면, k가 미리 정해진 값(M)이 되기까지 k를 1씩 증가시키고(S104) 대역 통과 필터를 통해 각 소음원(nk)을 필터링한다(S105). 모바일 기기의 마이크를 통해 획득되는 소음원은 우측 이어폰과 좌측 이어폰에 대하여 각각 획득될 수 있다. 그리고, 필터링된 각 소음원의 역위상 신호를 생성한다(S106). 각 소음원의 역위상 신호는 누적되어 반복적 소음에 대한 역위상 신호로서 생성될 수 있다. 반복적 소음에 대한 역위상 신호는 모바일 기기에 연결되는 이어폰에 구비된 우측 이어폰의 반복적 소음에 대한 역위상 신호(이하, 우측 역위상 신호)(/NRK)와 좌측 이어폰의 반복적 소음에 대한 역위상 신호(이하, 좌측 역위상 신호)(/NLK)를 포함할 수 있다.In the above determination step (S103), if k is not M, k is increased by 1 until k is a predetermined value (M) (S104) and each noise source n k is filtered through a band pass filter ( S105). Noise sources obtained through the microphone of the mobile device may be obtained for the right earphone and the left earphone, respectively. Then, an antiphase signal of each filtered noise source is generated (S106). The antiphase signals of each noise source can be accumulated and generated as antiphase signals for repetitive noise. The antiphase signal for repetitive noise includes an antiphase signal for repetitive noise of a right earphone (hereinafter, a right antiphase signal) (/ N RK ) and a repetitive noise for a left earphone. Signal (hereinafter, referred to as a left antiphase signal) / N LK .
다음, 사용자 피드백을 통해 우측 및 좌측 역위상 신호(/NRK, /NLK) 중 적어도 어느 하나 이상의 위상 조정, 이득 조정, 주파수 미세 조정 등의 수행한다(S107). 즉, 본 실시예에서는 k가 미리 정해진 값(M)이 될 때까지 M개로 분할된 소음원의 모든 주파수 대역에 대하여 우측 및 좌측 역위상 신호(/NRK, /NLK)를 피드백하여 사용자 피드백(S107)을 반복 수행할 수 있다.Next, at least one or more phase adjustments, gain adjustments, and frequency fine adjustments of the right and left antiphase signals / N RK and / N LK are performed through the user feedback (S107). That is, in the present embodiment, the right and left antiphase signals (/ N RK , / N LK ) are fed back to all frequency bands of the M noise sources divided by k until k becomes a predetermined value M, thereby providing user feedback ( S107) may be repeated.
한편, 위의 판단 단계(S103)에서, k가 M이면, 반복적 소음에 대한 역위상 신호를 사용자가 듣고자 하는 신호(SL, SR)와 함께 전송 또는 출력한다(S108). 모바일 기기에 연결된 이어폰으로 출력되는 출력 신호는 우측 이어폰 출력 신호(NR+NE1)와 좌측 이어폰 출력 신호(NL+NE2)를 포함할 수 있다. 우측 이어폰 출력 신호에 포함되는 우측 역위상 신호(NE1)는 전술한 우측 역위상 신호(/NRK)이고, 좌측 이어폰 출력 신호에 포함되는 좌측 역위상 신호(NE2)는 전술한 좌측 역위상 신호(/NLK)이며, 두 역위상 신호(NE1, NE2)는 서로 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 서로 다른 위상, 이득, 주파수, 또는 이들의 조합을 가질 수 있다. 출력 신호(NR+NE1, NL+NE2)를 나타내면 다음의 수학식 1과 같다.On the other hand, in the above determination step (S103), if k is M, and transmits or outputs the anti-phase signal for the repetitive noise with the signal (S L , S R ) that the user wants to hear (S108). The output signal output to the earphone connected to the mobile device may include a right earphone output signal NR + NE1 and a left earphone output signal NL + NE2. The right antiphase signal NE1 included in the right earphone output signal is the above-described right antiphase signal / N RK , and the left antiphase signal NE2 included in the left earphone output signal is the above left antiphase signal ( / N LK ), the two antiphase signals NE1 and NE2 may be identical to each other, but are not limited thereto and may have different phases, gains, frequencies, or a combination thereof. The output signals NR + NE1 and NL + NE2 are represented by Equation 1 below.
Figure PCTKR2016003535-appb-M000001
Figure PCTKR2016003535-appb-M000001
도 11은 도 10의 소음 제거 방법에서 사용되는 사용자 피드백 과정에 대한 흐름도이다.FIG. 11 is a flowchart illustrating a user feedback process used in the noise removing method of FIG. 10.
도 11은 도 10의 소음 제거 방법에 채용할 수 있는 사용자 피드백 모듈의 예시일 수 있으며, 그 경우 본 실시예의 소음 제어 장치는 사용자 인터페이스를 통해 반복적 소음의 역위상을 조정 또는 교정하는 사용자 입력을 포함할 수 있다. 이러한 구성은 도 10 이외에 사용자 피드백이 필요한 본 발명의 실시예의 다양한 변형예에서 사용될 수 있다.FIG. 11 may be an example of a user feedback module that may be employed in the noise canceling method of FIG. 10, in which case the noise control device of the present embodiment includes a user input for adjusting or correcting an antiphase of repetitive noise through a user interface. can do. Such a configuration may be used in various modifications of the embodiment of the present invention where user feedback is required in addition to FIG. 10.
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 소음 제거 장치는 사용자 피드백 모듈을 포함한다. 사용자 피드백 모듈은 소음의 역위상 생성을 위해 역위상 신호 생성 모듈(13a) 및 사용자 조정 모듈(14a)을 포함할 수 있다. 역위상 신호 생성 모듈(13a)은 앞서 설명한 추정부(도 2의 12 참조)의 적어도 일부 기능부 또는 구성부와, 앞서 설명한 생성부(도 2의 13 참조)의 적어도 일부 기능부 또는 구성부를 포함할 수 있고, 사용자 조정 모듈(14a)은 앞서 설명한 조정부(도 2의 14 참조)의 적어도 일부 기능부 또는 구성부일 수 있다.Referring to FIG. 11, the noise reduction apparatus according to the present embodiment includes a user feedback module. The user feedback module may include an anti-phase signal generation module 13a and a user adjustment module 14a for anti-phase generation of noise. The antiphase signal generation module 13a includes at least some functional units or components of the estimator (see 12 in FIG. 2) described above, and at least some functional units or components of the generator (see 13 in FIG. 2) described above. The user adjustment module 14a may be at least some functional units or components of the above-described adjustment unit (see 14 of FIG. 2).
역위상 신호 생성 모듈(13a)은 입력되는 소음(nk)의 역위상 신호를 추정하고(S712), 추정된 역위상 신호(/nk)를 이어폰을 통해 사용자에게 소음의 역위상 신호를 전송한다(134). 그리고 사용자 승인이 있으면(136의 예), 모바일 기기 또는 모바일 기기에 결합하는 소음 제거 장치는 현재의 소음 제거 상태를 유지하면서 역위상 신호(/nk)를 단독 혹은 듣고자 하는 음향 신호와 함께 이어폰을 통해 사용자에게 전송할 수 있다.The anti-phase signal generation module 13a estimates an anti-phase signal of the input noise n k (S712), and transmits the anti-phase signal of noise to the user through the earphone through the estimated anti-phase signal / n k . (134). And with the user's approval (example of 136), the mobile device or the noise canceling device coupled to the mobile device can maintain the current noise canceling state, either alone or with an acoustic signal to listen to the antiphase signal (/ n k ). Can be sent to the user.
한편, 현재의 소음 제거 상태에 대한 사용자 승인이 거부되면(136의 아니오), 소음 제거 장치는 사용자 조정 모듈(14a)을 통해 사용자에게 위상 조정, 이득(gain) 조정 및 주파수 미세 조정 등에 대한 사용자 인터페이스를 제공하고, 사용자 인터페이스에서의 사용자 입력 신호에 따라 위상을 조정하거나(S74), 이득을 조정하거나(S75), 주파수 미세 조정(S76)을 수행할 수 있다. 사용자 조정 모듈(14a)의 출력 신호는 입력 소음(nk) 대신에 혹은 입력 소음(nk)과 조합되어 소음의 역위상 신호(/nk)를 다시 추정(132)하는데 이용될 수 있다.On the other hand, if the user's approval for the current noise canceling state is denied (NO in 136), the noise canceling device provides a user interface for phase adjustment, gain adjustment and frequency fine adjustment to the user through the user adjustment module 14a. And adjust the phase according to the user input signal in the user interface (S74), adjust the gain (S75), or perform frequency fine tuning (S76). The output signal of the user adjustment module (14a) may be used to input noise (n k) estimated in combination with or input noise (n k) in place of the reverse phase signal (/ n k) of the noise again 132.
본 실시예에 의하면, 사용자 피드백에 따라 역위상 신호의 위상 조정, 이득 조정, 주파수 미세 조정 또는 이들의 조합을 수행하여 사용자가 이어폰을 통해 듣게 되는 소음을 매우 효과적으로 제거할 수 있다. 특히, 본 실시예의 소음 제거 방법 또는 소음 제거 장치를 이용하는 경우에는 사용자의 이어폰 사용 환경에 따라 사용자가 수동으로 반복적 소음의 역위상을 추정하거나 교정함으로써, 사용자의 다양한 이어폰 사용 형태와 이어폰 종류에 상관없이 사용자가 이어폰을 통해 듣는 반복적 소음을 효과적으로 제거할 수 있다. 전술한 소음 제거 방법에서의 실제 신호의 변화를 예시하면 도 12와 같다.According to the present exemplary embodiment, the phase adjustment, the gain adjustment, the frequency fine adjustment, or a combination of the antiphase signals according to the user feedback may be performed to effectively remove noise that the user hears through the earphone. In particular, in the case of using the noise canceling method or the noise canceling apparatus of the present embodiment, the user manually estimates or corrects the reverse phase of the repetitive noise according to the user's earphone usage environment, regardless of the user's various earphone usage types and earphone types. The user can effectively eliminate the repetitive noise that the user hears through the earphone. A change in the actual signal in the noise canceling method described above is illustrated in FIG. 12.
도 12는 도 11의 사용자 피드백에 의한 소음의 역위상 신호 추정 과정에서의 신호를 나타낸 예시도이다. 도 12는 도 10에서 사용자의 피드백을 받아 해당 소음의 역위상을 추정해가는 과정에 대한 묘사이거나, 도 11의 사용자 피드백 모듈의 실제 사용 결과의 예시일 수 있다.FIG. 12 is an exemplary diagram illustrating a signal in a process of estimating an antiphase signal of noise by the user feedback of FIG. 11. FIG. 12 may be a description of a process of estimating a reverse phase of a corresponding noise by receiving a user's feedback in FIG. 10, or may be an example of an actual use result of the user feedback module of FIG. 11.
본 실시예에 따른 소음 제거 장치는 사용자 인터페이스를 통한 사용자 입력 신호에 따라 역위상 신호의 위상, 이득, 주파수 등을 조정할 수 있는데, 위상과 이득 조정을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.The noise canceling apparatus according to the present exemplary embodiment may adjust the phase, the gain, the frequency, and the like of the antiphase signal according to a user input signal through the user interface.
먼저, 도 12의 (a)에 도시한 바와 같이, 반복적 소음(NR)과 반복적 소음을 토대로 추정한 역위상 신호(NE)와의 조합 신호(NR+NE)가 반복적 소음이나 역위상 신호와 유사하게 여전히 반복적 소음 형태를 가지는 것을 알 수 있다. 즉, (a)의 조합 신호(NR+NE)는 반복적 소음의 역위상 신호에 대한 위상과 이득의 올바른 추정에 실패하여 사용자가 기존과 거의 같은 양 또는 형태의 소음을 듣고 있는 것을 나타낸다.First, as shown in (a) of FIG. 12, the combination signal NR + NE of the antiphase signal NE estimated based on the repetitive noise NR and the repetitive noise is similar to the repetitive noise or antiphase signal. It can be seen that it still has a repetitive noise pattern. In other words, the combination signal NR + NE of (a) fails to correctly estimate phase and gain for the antiphase signal of repetitive noise, indicating that the user is listening to the same amount or shape of noise as before.
다음, 도 12의 (b) 및 (c)에 도시한 바와 같이, 두 차례의 사용자 피드백을 반복하여 위상과 이득을 조정한 결과, 도 12의 (d) 또는 (e)에 도시한 바와 같이 반복적 소음(NR)에 대한 역위상 신호(NE)가 올바르게 추정되어 사용자가 이어폰으로 듣게 되는 소음이 거의 상쇄된 것을 알 수 있다. 이때, 조합 신호(NR+NE)는 소음이나 역위상 신호에 비해 상대적으로 위상이나 이득의 변화가 거의 없는 평편한 신호 형태를 구비한다.Next, as shown in FIGS. 12B and 12C, two phases of user feedback are repeated to adjust phase and gain, and as shown in FIGS. 12D and 12E, iteratively. It can be seen that the anti-phase signal NE for the noise NR is correctly estimated so that the noise that the user hears with the earphone is almost canceled out. In this case, the combined signal NR + NE has a flat signal shape with little change in phase or gain relative to noise or antiphase signals.
본 실시예에 의하면, 사용자 피드백에 있어서 역위상 신호의 위상과 이득을 조정하는 횟수는 제한되지 않으며, 사용자가 소음 제거 성능을 만족할 때까지 위상 조정, 이득 조정 및 주파수 미세 조정의 순서를 바꾸어가며 조정할 수 있다. 또한, 일정 이상의 정확도로 위상과 이득이 조정되면 사용자가 느끼지 못할 정도로 소음이 줄어들게 되므로, 소음 제거 장치는 소음에 대하여 항상 완전하게 맞추어진 역위상 신호를 생성할 필요는 없다.According to the present embodiment, the number of phase and gain adjustments of the anti-phase signal in the user feedback is not limited, and the order of phase adjustment, gain adjustment and frequency fine adjustment are adjusted in turn until the user satisfies the noise canceling performance. Can be. In addition, if the phase and gain are adjusted to a certain degree of accuracy, the noise is reduced to a degree that the user does not feel, so the noise canceller does not always need to generate a perfectly phased antiphase signal for the noise.
위에서 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명한 실시예들은 모바일 기기에 적은 개수의 마이크 또는 단일 마이크가 장착되어 소음원의 위치 추정이 불가능한 경우에 대해서 사용자가 주변 소음이 제거된 음향을 청취하는 과정에 더욱 유용하다.The embodiments described above with reference to FIGS. 10 to 12 are more useful for a process in which a user listens to a sound from which ambient noise is removed when the mobile device is equipped with a small number of microphones or a single microphone, and thus it is impossible to estimate the location of the noise source. Do.
특히, 모바일 기기에 장착된 마이크의 수가 적거나 방향의 다양성이 충분치 않아 소음원의 위치를 파악할 수 없는 경우, 모바일 기기의 마이크를 이용해 주파수별로 주변 음원을 특정 지은 후 각 소음원에 대하여 사용자가 이득, 위상, 주파수 등을 조절해 사용자에게 들리는 소음을 모델링할 수 있다.In particular, if the location of the noise source cannot be determined due to the small number of microphones installed in the mobile device or the insufficient diversity of directions, the user can obtain the gain and phase for each noise source after specifying the ambient sound source by frequency using the mobile device's microphone. You can adjust the frequency, frequency, etc. to model the noise you hear.
모바일 기기의 마이크를 이용하여 주변 음원을 주파수별로 구별 짓고 대역 통과 필터(band pass filter)를 이용하여 각 주파수의 음원별로 소음 여부를 판단할 수 있다. 여기서 소음 여부는 반복성을 기반으로 판단된다. 즉, 특정 주파수대의 소음이 일정 크기로 반복되면 이를 소음으로 본다. 해당 주파수의 음원이 소음으로 판단되면 사용자가 듣게 될 해당 소음의 역위상 신호를 향후 사용자 조정을 위하여 임의의 위상과 이득을 가지고 추정한다. 임의 추정된 역위상 신호(의사 역위상 신호)를 사용자에게 보내면 사용자가 직접 위상과 이득을 조정하고, 경우에 따라 주파수를 미세 조정하는 등의 방법으로 역위상 신호가 이어폰으로 들리는 소음을 상쇄시키도록 한다. 주파수별로 분리된 모든 외부 음원에 대하여 위 과정을 반복한 뒤 모든 소음원의 역위상 신호를 합쳐 사용자에게 전송할 수 있다. 결과적으로 사용자는 소음이 제거된 본래 듣고자 하는 음향을 들을 수 있다.A microphone of a mobile device may be used to distinguish surrounding sound sources by frequency, and a band pass filter may be used to determine noise by each sound source of each frequency. Noise is judged based on repeatability. That is, if the noise of a specific frequency band is repeated to a certain size, it is regarded as noise. If the sound source of the frequency is determined to be noise, the anti-phase signal of the noise that the user will hear is estimated with an arbitrary phase and gain for future user adjustment. Send an arbitrary estimated antiphase signal to the user so that the user can offset the noise heard by the earphones by manually adjusting the phase and gain, and in some cases fine-tuning the frequency. do. After repeating the above process for all external sound sources separated by frequency, the anti-phase signals of all noise sources can be combined and transmitted to the user. As a result, the user can hear the sound originally intended to be noise-free.
사용자가 원할 경우 임의의 소음원의 역위상을 조정하는 과정을 다시 실행시킬 수 있다. 또한 특정 주파수의 소음원에 변동이 있을 경우 모바일 기기에서 사용자에게 재조정을 권유하거나 미리 저장된 소음 제거 기능의 자동 실행 설정에 따라 모바일 기기 스스로 재조정을 수행할 수 있다.If desired, the user can redo the process of adjusting the out-of-phase of any noise source. In addition, if there is a change in the noise source of a certain frequency, the mobile device may recommend the user to recalibrate, or recalibrate the mobile device itself according to the automatic execution setting of the pre-stored noise canceling function.
사용자가 자주 사용하는 음향 청취 환경의 경우, 동작시간의 단축을 위해 소음원의 주파수 특성 등을 저장한 데이터를 이용할 수 있다.In the case of a sound listening environment that is frequently used by a user, data that stores frequency characteristics of a noise source, etc. may be used to reduce an operation time.
본 실시예에 의하면, 모바일 기기의 한계로 인하여 주변 소음원을 특정하는데 주파수 특성만을 이용하므로, 개별적으로 소음원의 위치를 파악하는 방법에 비해서 사용자가 관여해야할 사항이 많고 환경을 설정하는데 상대적으로 긴 시간이 소요될 수 있다. 하지만 현재 대부분의 모바일 음향 기기가 녹음을 위해서 최소 한 개 이상의 마이크를 포함하고 있어 추가적인 하드웨어가 필요치 않는 등 확장이 용이하다는 장점을 갖는다.According to the present embodiment, due to the limitation of the mobile device, only the frequency characteristics are used to specify the ambient noise source, so that the user has much more involvement and relatively long time to set the environment compared to the method of individually identifying the location of the noise source. It can take. However, most mobile audio devices now include at least one microphone for recording, so they do not require any additional hardware and are easy to expand.
전술한 실시예들에 의하면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.According to the above embodiments, the following effects can be obtained.
첫째, 모바일 기기의 프로세서와 마이크를 이용하여 모바일 기기에 연결되는 일반 이어폰의 소음을 효과적으로 제거할 수 있다.First, it is possible to effectively remove noise of a general earphone connected to a mobile device by using a processor and a microphone of the mobile device.
둘째, 사용자가 듣게 되는 실제 소음을 추정하는 과정에 있어서, 모바일 기기와 이어폰의 상대적 위치를 특정할 때, 사용자가 수동으로 위치 정보를 입력하거나 모바일 기기가 제공하는 위치에 따른 여러 결과를 듣고 선택하며, 해당 정보를 등록하여 이어폰 소음 제거에 이용할 수 있다.Second, in the process of estimating the actual noise that the user will hear, when the relative position of the mobile device and the earphone is specified, the user manually inputs the location information or listens and selects various results according to the location provided by the mobile device. This information can be registered and used to remove earphone noise.
셋째, 사용자가 듣게 되는 실제 소음을 추정하는 과정에 있어서, 사용자의 피드백을 반영하여 모델링할 수 있다. 여기서, 사용자의 피드백은 모델링에 필요한 정보들을 수정하는 방식으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 사용자의 피드백은 소음원별 위치 조정, 사용자와 모바일 기기 간의 위치 조정, 파악된 소음원별로 이득, 위상, 미세주파수 조정, 이어폰에 따른 차음 효과 수정 등을 포함할 수 있다.Third, in the process of estimating the actual noise heard by the user, it can be modeled by reflecting the feedback of the user. Here, the feedback of the user may be made by modifying information necessary for modeling. For example, the feedback of the user may include location adjustment for each noise source, location adjustment between the user and the mobile device, gain, phase, and fine frequency adjustment for each identified noise source, and sound insulation effect correction for the earphone.
넷째, 사용자가 듣게 되는 실제 소음을 추정하는 과정에 있어서, 소음원 유무, 소음원 위치 등이 바뀌는 경우와 같이 사용자가 듣게 될 소음에 대해 수정이 필요한 경우, 자동으로 재계산할 수 있다. 예를 들어, 모바일 기기에 자이로 센서 등이 장착되어 있는 경우, 모바일 기기의 위치 변화를 파악하고, 그에 따라 일정 시간 간격으로 소음원을 재검사하여 사용자가 이어폰으로 듣게 되는 소음을 실시간 재모델링할 수 있다.Fourth, in the process of estimating the actual noise to be heard by the user, if the user needs to modify the noise to be heard, such as the presence or absence of noise source, the location of the noise source can be automatically recalculated. For example, when a gyro sensor or the like is mounted on the mobile device, the location change of the mobile device may be grasped, and the noise source may be re-inspected at a predetermined time interval, thereby real-time remodeling of the noise heard by the user with the earphone.
다섯째, 사용자가 듣게 되는 실제 소음을 추정하는 과정에 있어서, 모바일 기기에 내장된 마이크 등의 하드웨어가 주변 소음원의 위치를 특정 지을 수 없는 경우에, 주파수별로 주변 음원을 구분하여 주파수별로 구분된 각 음원에 대하여 반복적 소음 여부를 판단하고 판별된 반복적 소음을 토대로 사용자가 이어폰을 통해 듣게 되는 실제 소음을 모델링하여 제거할 수 있다.Fifth, in the process of estimating the actual noise to be heard by the user, when hardware such as a microphone built in the mobile device cannot determine the location of the ambient noise source, each sound source divided by frequency by dividing the ambient sound source by frequency It is possible to determine whether repetitive noise with respect to the model and to remove the actual noise that the user hears through the earphone based on the determined repetitive noise.
여섯째, 사용자가 듣게 되는 실제 소음을 추정하는 과정에 있어서, 현재 사용되고 있는 이어폰의 형태에 따른 차음 효과를 고려하여 그에 대한 정보를 등록하고 이를 이용하여 이어폰 소음 제거를 수행할 수 있다.Sixth, in the process of estimating the actual noise to be heard by the user, in consideration of the sound insulation effect according to the type of earphone currently being used, information about it can be registered and the earphone noise can be removed using the same.
일곱째, 주파수별로 구분 지은 각 소음원에 대해서 대략적인 위상과 이득을 가지고 역위상 신호를 추정하여 사용자에게 보낸 후 사용자가 이를 세부 조정하게 함으로써 최적의 소음 제거 성능을 제공할 수 있다. 이 경우, 각각의 서로 다른 주파수를 가진 소음원에 대하여 사용자는 소음이 충분히 줄어들 때까지 외부 소음과 추정된 역위상 신호를 함께 들으면서 이득, 위상, 세부 주파수 등을 조정할 수 있다. 또한, 모바일 기기에서 들려주는 여러 소음 제거 기능 설정 후보들 중에서 하나를 선택하도록 구현될 수 있다.Seventh, it is possible to provide an optimum noise canceling performance by estimating an antiphase signal to each user having an approximate phase and gain for each noise source divided by frequency and then sending the user to fine tune it. In this case, for each noise source with different frequencies, the user can adjust gain, phase, detail frequency, etc. while listening to the external noise and the estimated antiphase signal together until the noise is sufficiently reduced. In addition, it may be implemented to select one of several noise canceling function setting candidates heard from the mobile device.
여덟째, 특정 주파수의 소음원에 변동이 있을 경우 모바일 기기에서 사용자에게 재조정을 권유하거나 모바일 기기 스스로 재조정하도록 구현될 수 있다.Eighth, if there is a change in the noise source of a specific frequency, the mobile device may be implemented to encourage the user to readjust or to readjust the mobile device itself.
아홉째, 준비 시간 단축을 위해서 자주 사용하는 환경에 대해서 소음원의 주파수 특성 등을 미리 저장해놓고 활용할 수 있다.Ninth, the frequency characteristics of the noise source can be stored and used in advance for an environment frequently used to shorten the preparation time.
본 발명은 음향을 청취하기 위한 모든 종류의 모바일 기기에 적용 가능할 뿐 아니라 시중에 있는 일반 이어폰을 사용할 수 있으므로 소음 제거 기능에 있어서 큰 파급력을 가질 수 있다.The present invention is not only applicable to all kinds of mobile devices for listening to sound, but also can use general earphones on the market, and thus can have a great impact in noise reduction function.
한편, 전술한 실시예들에 있어서, 모바일 음향 기기의 소음 제거 장치의 구성요소들(도 7 내지 9의 11 내지 16, 122, 124, 132)은 모바일 기기나 컴퓨터 장치에 탑재되는 기능 블록이나 모듈일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 전술한 구성요소들은 이들이 수행하는 일련의 기능(모바일 음향 기기의 소음 제거 방법)을 구현하기 위한 소프트웨어 형태로 컴퓨터 판독 가능 매체(기록매체)에 저장되거나 혹은 캐리어 형태로 원격지에 전송되어 다양한 컴퓨터 장치에서 동작하도록 구현될 수 있다. 이 경우, 컴퓨터 판독 가능 매체는 네트워크를 통해 연결되는 복수의 컴퓨터 장치나 클라우드 시스템에 결합할 수 있고, 복수의 컴퓨터 장치나 클라우드 시스템 중 적어도 하나 이상은 메모리 시스템에 본 실시예의 모바일 음향 기기의 소음 제거 방법을 수행하기 위한 프로그램이나 소스 코드 등을 저장할 수 있다.Meanwhile, in the above-described embodiments, the components (11 to 16, 122, 124, and 132 of FIGS. 7 to 9) of the noise canceling device of the mobile acoustic device are functional blocks or modules mounted on the mobile device or the computer device. It may be, but is not limited thereto. The aforementioned components are stored on a computer readable medium (recording medium) in the form of software for implementing a series of functions (method of noise canceling of a mobile audio device) which they perform or transmitted to a remote place in the form of a carrier for various computer devices. It may be implemented to operate. In this case, the computer readable medium may be coupled to a plurality of computer devices or cloud systems connected through a network, and at least one or more of the plurality of computer devices or cloud systems may be noise-removed from the mobile acoustic device of the present embodiment in a memory system. You can save the program or source code to perform the method.
즉, 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하는 형태로 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다.That is, the computer readable medium may be embodied in the form of a single or combination of program instructions, data files, data structures, and the like. The programs recorded on the computer readable medium may be those specially designed and configured for the present invention, or may be known and available to those skilled in computer software.
또한, 컴퓨터 판독 가능 매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함할 수 있다. 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 하드웨어 장치는 본 실시예의 소음 제거 방법을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.In addition, the computer readable medium may include a hardware device that is specially configured to store and execute program instructions, such as a ROM, a RAM, a flash memory, and the like. Program instructions may include high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, as well as machine code such as produced by a compiler. The hardware device may be configured to operate with at least one software module to perform the noise canceling method of the present embodiment, and vice versa.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
부호의 설명Explanation of the sign
3: 모바일 음향 기기 또는 모바일 기기 4: 프로세서3: mobile audio device or mobile device 4: processor
5: 메모리 6: 주변장치5: memory 6: peripherals
8: 이어폰 10: 소음 제거 장치8: earphone 10: noise canceling device
11: 입력부 12: 추정부11: input unit 12: estimating unit
13: 생성부 13a: 역위상 신호 생성 모듈13: generator 13a: anti-phase signal generation module
14: 조정부 14a: 사용자 조정 모듈14: control unit 14a: user adjustment module
15: 합성부 16: 출력부15: synthesis section 16: output section
122: 반복 소음 판단부 124: 모델링부122: repetitive noise determination unit 124: modeling unit
132: 의사 신호 생성부132: pseudo signal generator

Claims (20)

  1. 모바일 기기에 탑재되거나 결합하는 소음 제거 장치에서 이어폰을 통해 사용자가 듣는 소음을 제거하는 방법으로서,As a method of removing noise from a user through earphones in a noise canceling device mounted on or coupled to a mobile device,
    상기 모바일 기기의 마이크를 통해 주위 소음을 입력받는 단계;Receiving ambient noise through a microphone of the mobile device;
    상기 소음에 기초하여 사용자가 듣게 되는 반복적 소음을 추정하는 단계;Estimating repetitive noise heard by a user based on the noise;
    상기 반복적 소음의 역위상 신호를 생성하는 단계; 및Generating an antiphase signal of the repetitive noise; And
    상기 역위상 신호를 상기 모바일 기기에 연결된 이어폰을 통해 출력하는 단계를 포함하는, 모바일 음향 기기의 소음 제거 방법.And outputting the anti-phase signal through an earphone connected to the mobile device.
  2. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 소음을 추정하는 단계는, 상기 모바일 기기에 따른 음향 관련 파라미터, 상기 모바일 기기에 대한 사용자 지정 모델링 파라미터, 이어폰 종류에 따른 음향 관련 파라미터, 또는 이들의 조합 파라미터를 이용하며, 여기서 상기 사용자 지정 모델링 파라미터는 상기 이어폰에 속한 오른쪽 이어폰과 왼쪽 이어폰 및 상기 모바일 기기 간의 상대적인 위치 정보를 포함하는, 모바일 음향 기기의 소음 제거 방법.The estimating of the noise may include a sound related parameter according to the mobile device, a user specified modeling parameter for the mobile device, a sound related parameter according to an earphone type, or a combination thereof, wherein the user specified modeling parameter The noise canceling method of the mobile acoustic device includes relative position information between the right earphone and the left earphone and the mobile device belonging to the earphone.
  3. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 소음을 추정하는 단계는,Estimating the noise,
    상기 모바일 기기로부터 획득한 상기 소음의 소음원의 위치와 형태를 분석하여 반복적 소음인지를 판단하는 단계; 및Determining whether the noise is repetitive by analyzing a position and a shape of the noise source of the noise obtained from the mobile device; And
    상기 반복적 소음에 대하여 상기 모바일 기기에 연결된 이어폰을 통해 사용자가 듣게 되는 소음의 형태를 모델링하는 단계를 포함하는,And modeling the type of noise that the user hears through the earphone connected to the mobile device with respect to the repetitive noise.
    모바일 음향 기기의 소음 제거 방법.How to reduce noise in mobile audio equipment.
  4. 청구항 3에 있어서,The method according to claim 3,
    상기 반복적 소음인지를 판단하는 단계는, 일정 시간 구간의 상기 소음을 일정한 주기로 절단한 후, 각 주기에서의 소음의 파형이 유사하거나 소음의 크기 차이가 일정 문턱값 이하인 부분이 전체 주기에서 일정 비율 이상을 차지하는지 판단하는, 모바일 음향 기기의 소음 제거 방법.The step of determining whether the noise is a repetitive noise, after cutting the noise of a certain time interval in a certain period, the portion of the waveform of similar noise or the magnitude difference of the noise in each period is less than a certain threshold value in a certain period or more in a certain ratio How to reduce the noise of the mobile audio device.
  5. 청구항 3에 있어서,The method according to claim 3,
    상기 모델링하는 단계는, 상기 모바일 기기의 사용자 인터페이스를 통해 사용자 입력을 획득하고 획득한 사용자 입력을 토대로 상기 소음이 상기 이어폰의 위치에서 어떠한 형태를 가지는지 예측하며, 여기서 상기 사용자 입력은 상기 이어폰의 종류에 대한 선택 정보 및 상기 이어폰에 속한 오른쪽 이어폰과 왼쪽 이어폰 및 상기 모바일 기기 간의 상대적 위치 정보를 포함하는, 모바일 음향 기기의 소음 제거 방법.The modeling may include obtaining a user input through a user interface of the mobile device and predicting the shape of the noise at the position of the earphone based on the obtained user input, wherein the user input is a type of the earphone. And selection information about and relative position information between the right earphone and the left earphone belonging to the earphone and the mobile device.
  6. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 역위상 신호를 생성하는 단계 이후에, 상기 모바일 기기의 사용자 인터페이스를 통한 사용자 입력에 따라 상기 역위상 신호의 위상 조정, 이득 조정, 주파수 미세 조정 또는 이들의 조합을 수행하는 사용자 피드백 단계를 더 포함하는, 모바일 음향 기기의 소음 제거 방법.After generating the anti-phase signal, the method further includes a user feedback step of performing phase adjustment, gain adjustment, frequency fine adjustment, or a combination thereof in accordance with a user input through a user interface of the mobile device. How to remove noise of mobile audio equipment.
  7. 청구항 6에 있어서,The method according to claim 6,
    상기 사용자 피드백 단계는, 상기 음원의 위치 조정, 상기 모바일 기기와 이어폰 간의 상대적 위치 조정, 이어폰 종류 조정, 주파수별 이득 조정, 또는 이들의 조합을 위한 사용자 인터페이스를 통해 획득한 사용자 입력에 따라 상기 역위상 신호를 교정 또는 보정하는, 모바일 음향 기기의 소음 제거 방법.The user feedback step may include the anti-phase according to a user input obtained through a user interface for adjusting the position of the sound source, adjusting the relative position between the mobile device and the earphone, adjusting the earphone type, adjusting the gain for each frequency, or a combination thereof. A noise canceling method of a mobile audio device, correcting or correcting a signal.
  8. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 소음을 추정하는 단계는, 상기 소음을 주파수별로 구분하고, 상기 주파수별 소음을 필터를 이용하여 반복적 소음인지를 판단하며,The estimating of the noise may include classifying the noise by frequency and determining whether the noise by frequency is a repetitive noise using a filter.
    상기 역위상 신호를 생성하는 단계는, 상기 반복적 소음을 이용하여 임의의 위상과 이득을 가진 의사 역위상 신호를 생성하는,Generating the antiphase signal may include generating a pseudo antiphase signal having an arbitrary phase and gain by using the repetitive noise.
    모바일 음향 기기의 소음 제거 방법.How to reduce noise in mobile audio equipment.
  9. 청구항 8에 있어서,The method according to claim 8,
    상기 역위상 신호를 생성하는 단계는, 사용자 인터페이스를 통해 상기 의사 역위상 신호에 대한 사용자 입력을 수신하고, 상기 사용자 입력에 응하여 상기 의사 역위상 신호의 위상 조정, 이득 조정, 주파수 미세 조정 또는 이들의 조합을 수행하는, 모바일 음향 기기의 소음 제거 방법.The generating of the anti-phase signal may include receiving a user input for the pseudo anti-phase signal through a user interface, and responsive to the user input, phase adjustment, gain adjustment, frequency fine adjustment, or a combination thereof. Noise canceling method of a mobile acoustic device, performing a combination.
  10. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 역위상 신호를 생성하는 단계는, 추정된 반복적 소음에 대하여 또는 상기 역위상 신호와 상기 추정된 반복적 소음의 합성 신호에 대하여 일정 시간 이상 동안 일정 크기 이하-0을 포함함-의 진폭 구간을 갖는 역위상 신호를 생성하거나, 또는 일정 구간 동안 진폭 0에 근접한 값을 갖도록 상기 소음의 위상을 반주기 또는 180° 이동하거나 반전한 역위상 신호를 생성하는, 모바일 음향 기기의 소음 제거 방법.Generating the antiphase signal has an amplitude interval of less than or equal to a certain magnitude for a predetermined time or more for an estimated repetitive noise or for a composite signal of the antiphase and the estimated repetitive noise. Generating an anti-phase signal or an anti-phase signal in which the phase of the noise is shifted or inverted by 180 degrees or inverted so as to have a value close to zero amplitude for a predetermined period.
  11. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 역위상 신호를 출력하는 단계는, 상기 역위상 신호를 상기 모바일 기기를 통해 사용자가 듣고자 하는 음향 신호와 함께 상기 이어폰으로 출력하거나, 상기 역위상 신호를 상기 음향 신호와 합성하여 출력하는, 모바일 음향 기기의 소음 제거 방법.The outputting of the antiphase signal may include outputting the antiphase signal to the earphone together with the sound signal that the user wants to hear through the mobile device, or synthesizing the antiphase signal with the sound signal. How to remove noise from sound equipment.
  12. 모바일 기기에 탑재되거나 결합하여 상기 모바일 기기에 연결된 이어폰을 통해 사용자가 듣는 소음을 제거하는 소음 제어 장치로서,A noise control device mounted on or coupled to a mobile device to remove noise that a user hears through earphones connected to the mobile device.
    프로그램을 저장하는 메모리: 및Memory to store the program: and
    상기 메모리에 연결되어 상기 프로그램을 수행하는 프로세서를 포함하되,A processor coupled to the memory to perform the program;
    상기 프로세서는 상기 프로그램에 의해,The processor by the program,
    상기 모바일 기기의 마이크를 통해 주위 소음을 입력받고, 상기 소음에 기초하여 사용자가 듣게 되는 반복적 소음을 추정하고, 상기 반복적 소음에 대한 역위상 신호를 생성하고, 상기 역위상 신호를 상기 이어폰으로 출력하는,Receiving ambient noise through a microphone of the mobile device, estimating repetitive noise heard by a user based on the noise, generating an antiphase signal for the repetitive noise, and outputting the antiphase signal to the earphone ,
    모바일 음향 기기의 소음 제거 장치.Noise canceling device for mobile audio equipment.
  13. 모바일 기기에 탑재되거나 결합하여 상기 모바일 기기에 연결된 이어폰을 통해 사용자가 듣는 소음을 제거하는 소음 제거 장치로서,A noise canceling device mounted on or coupled to a mobile device to remove noise that a user hears through earphones connected to the mobile device.
    상기 모바일 기기의 마이크를 통해 주위 소음을 입력받는 입력부;An input unit configured to receive ambient noise through a microphone of the mobile device;
    상기 소음에 기초하여 사용자가 듣게 되는 반복적 소음을 추정하는 추정부;An estimator estimating the repetitive noise heard by the user based on the noise;
    상기 반복적 소음의 역위상 신호를 생성하는 생성부; 및A generator configured to generate an anti-phase signal of the repetitive noise; And
    상기 역위상 신호를 출력하는 출력부를 포함하는,An output unit for outputting the anti-phase signal,
    모바일 음향 기기의 소음 제거 장치.Noise canceling device for mobile audio equipment.
  14. 청구항 13에 있어서,The method according to claim 13,
    상기 추정부는, 상기 모바일 기기에 따른 음향 관련 파라미터, 상기 모바일 기기에 대한 사용자 지정 모델링 파라미터, 이어폰 종류에 따른 음향 관련 파라미터, 또는 이들의 조합 파라미터를 이용하여 상기 소음을 추정하며, 여기서 상기 사용자 지정 모델링 파라미터는 상기 이어폰에 속한 오른쪽 이어폰과 왼쪽 이어폰 및 상기 모바일 기기 간의 상대적인 위치 정보, 상기 이어폰의 유형 정보, 또는 이 둘 모두를 포함하는, 모바일 음향 기기의 소음 제거 장치.The estimator estimates the noise using a sound related parameter according to the mobile device, a user specified modeling parameter for the mobile device, a sound related parameter according to an earphone type, or a combination thereof, wherein the user specified modeling The parameter includes relative positional information between the right earphone and the left earphone belonging to the earphone and the mobile device, the type information of the earphone, or both.
  15. 청구항 13에 있어서,The method according to claim 13,
    상기 추정부는,The estimating unit,
    상기 모바일 기기에서 상기 소음에 대한 소음원의 위치와 형태를 분석하여 반복적 소음인지를 판단하는 반복 소음 판단부; 및A repetitive noise determiner for determining whether the repetitive noise is analyzed by analyzing the position and shape of the noise source with respect to the noise in the mobile device; And
    상기 반복적 소음에 토대로 상기 이어폰의 사용자가 듣게 되는 소음의 형태를 모델링하는 모델링부를 포함하는, 모바일 음향 기기의 소음 제거 장치.And a modeling unit for modeling a type of noise heard by the user of the earphone based on the repetitive noise.
  16. 청구항 15에 있어서,The method according to claim 15,
    상기 반복 소음 판단부는, 일정 시간 구간의 소음을 일정 주기로 분할하고, 각 주기에서의 상기 소음의 파형이 유사하거나 상기 소음의 크기 차이가 일정 문턱치 이하인 부분이 전체 주기에서 일정 비율 이상을 차지하는지 판단하는,The repetitive noise determination unit divides the noise of a predetermined time interval into a predetermined cycle, and determines whether a portion having a similar waveform or a difference in magnitude of the noise in each cycle occupies a predetermined ratio or more in the entire cycle. ,
    모바일 음향 기기의 소음 제거 장치.Noise canceling device for mobile audio equipment.
  17. 청구항 15에 있어서,The method according to claim 15,
    상기 모델링부는, 상기 모바일 기기의 사용자 인터페이스를 통해 획득한 사용자 입력을 토대로 사용자가 상기 이어폰을 통해 듣게 되는 소음 형태를 모델링하며, 여기서 사용자 입력은 상기 이어폰에 속한 오른쪽 이어폰과 왼쪽 이어폰 및 상기 모바일 기기 간의 상대적 위치 정보, 상기 이어폰의 유형 정보, 및 이 둘 모두를 포함하는, 모바일 음향 기기의 소음 제거 장치.The modeling unit models a noise type that the user hears through the earphone based on a user input obtained through a user interface of the mobile device, wherein the user input is between a right earphone and a left earphone belonging to the earphone and the mobile device. A noise canceling device for a mobile audio device comprising relative position information, type information of the earphone, and both.
  18. 청구항 13에 있어서,The method according to claim 13,
    상기 추정부는, 상기 소음을 주파수별로 구분하고, 상기 주파수별 소음을 필터를 이용하여 반복적 소음인지를 판단하는 반복 소음 판단부를 포함하고,The estimating unit includes a repeating noise determination unit for classifying the noise by frequency and determining whether the noise for each frequency is repetitive noise by using a filter.
    상기 생성부는, 상기 반복적 소음을 이용하여 임의의 위상과 게인을 가진 의사 역위상 신호를 생성하는 의사 신호 생성부 또는 역위상 신호 생성 모듈을 포함하는, 모바일 음향 기기의 소음 제거 장치.The generation unit may include a pseudo signal generator or an antiphase signal generation module for generating a pseudo antiphase signal having an arbitrary phase and gain by using the repetitive noise.
  19. 청구항 18에 있어서,The method according to claim 18,
    상기 모바일 기기의 사용자 인터페이스를 통해 획득한 사용자 입력에 응하여 상기 의사 역위상 신호의 위상 조정, 이득 조정, 주파수 미세 조정 또는 이들의 조합을 수행하여 상기 의사 역위상 신호를 상기 이어폰으로 출력할 역위상 신호로 1회 이상 보정하는 조정부 또는 사용자 조정 모듈을 더 포함하는, 모바일 음향 기기의 소음 제거 장치.An antiphase signal to output the pseudo antiphase signal to the earphone by performing phase adjustment, gain adjustment, frequency fine adjustment, or a combination thereof in response to the user input obtained through the user interface of the mobile device. The noise canceling device of the mobile audio device further comprises an adjustment unit or a user adjustment module to correct more than once.
  20. 청구항 13에 있어서,The method according to claim 13,
    상기 역위상 신호를 상기 모바일 기기를 통해 사용자가 듣고자 하는 음향 신호와 함께 상기 이어폰으로 출력하거나, 상기 역위상 신호를 상기 음향 신호에 합성하여 출력하는 합성부를 더 포함하는, 모바일 음향 기기의 소음 제거 장치.The apparatus may further include a synthesizer configured to output the antiphase signal to the earphone together with an acoustic signal that a user wants to hear through the mobile device, or to output the antiphase signal to the acoustic signal. Device.
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