WO2021172934A1 - 마이크 장치 및 층간 소음 감지 방법 - Google Patents

마이크 장치 및 층간 소음 감지 방법 Download PDF

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WO2021172934A1
WO2021172934A1 PCT/KR2021/002455 KR2021002455W WO2021172934A1 WO 2021172934 A1 WO2021172934 A1 WO 2021172934A1 KR 2021002455 W KR2021002455 W KR 2021002455W WO 2021172934 A1 WO2021172934 A1 WO 2021172934A1
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microphone
noise
sound
signal
medium
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PCT/KR2021/002455
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구본희
홍승근
김동준
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주식회사 세이렌어쿠스틱스
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Publication date
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    • H04R3/005—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for combining the signals of two or more microphones
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    • H04R7/02—Diaphragms for electromechanical transducers; Cones characterised by the construction
    • H04R7/12—Non-planar diaphragms or cones

Definitions

  • the present invention relates to a microphone device and a method for detecting noise between floors (MICROPHONE DEVICE AND METHOD OF DETECTING FLOOR NOISE). It's about technology.
  • a typical microphone picks up sound propagating through the air. That is, when sound is propagated, it causes a slight change in air pressure, and is diffused out of the sound source.
  • This minute change in air pressure causes the microphone's diaphragm to vibrate, and the microphone converts this signal into electrical energy.
  • a microphone device capable of collecting a sound signal transmitted to a medium is required.
  • Another object of the present invention is to collect sound in a target frequency range through a plurality of contact microphones.
  • Another object of the present invention is to amplify a signal input to a plurality of contact microphones.
  • Another object of the present invention is to provide a microphone device that does not generate noise due to speaker feedback.
  • Another object of the present invention is to classify an input noise signal into inter-floor noise and irrelevant noise to receive the input.
  • a microphone device includes a high-pitched contact microphone configured to collect sound from a medium using a first band as a target band and generate a first sound pickup signal, the first band A low-pitched contact microphone that collects sound from the medium using a second band, which is a lower frequency band, as a target band, and generates a second sound pickup signal; controller that creates
  • the first band and the second band may include a crossover band, and the summed sound pickup signal may correspond to the crossover band.
  • the treble contact microphone may have a relatively narrower area than the low sound contact microphone, and the treble contact microphone and the low tone contact microphone may be stacked apart from each other so that their central axes coincide with each other.
  • a funnel-shaped treble boost plate that has one end in contact with the medium and transmits the vibration of the medium to the treble contact microphone through the other end is further added.
  • a donut-shaped boost plate for bass that one end contacts the medium and transmits the vibration of the medium to the bass contact microphone through the other end is further added.
  • the bass boost plate is positioned so that the outer periphery of the bass boost plate coincides with the outer periphery of the bass contact microphone, and the treble boost plate can be located in the inner through hole of the bass boost plate.
  • the treble contact microphone and the low-pitched contact microphone are accommodated, and the housing is formed of a magnetic shielding material to prevent the influence of external magnetism, and a housing formed in a parabolic shape to improve the sound collection rate may be further included. .
  • the housing may include a rubber plate that covers the opening in contact with the medium.
  • the treble boost plate may transmit vibration to the treble contact microphone under the interposition of the rubber plate.
  • the rubber plate includes one or more through-holes at regular intervals along a circular arc
  • the bass boost plate is located inside the rubber plate, and includes one or more protrusions corresponding to the through-holes of the rubber plate. And, the protrusion may be positioned to pass through the through hole of the rubber plate.
  • the high-pitched contact microphone and the low-pitched contact microphone may be at least one of a piezo microphone and a laser microphone.
  • the method for detecting noise between floors includes the steps of receiving a noise signal through one or more microphone devices installed in a medium corresponding to the ceiling, regardless of the noise between the floors among the noise signals identifying unrelated noise and generating an inter-floor noise signal from which the unrelated noise has been removed.
  • the receiving of the noise signal includes generating a first phase signal of a balanced audio signal using a signal received from a high-pitched contact microphone of the microphone device, and a low-pitched contact microphone of the microphone device. generating a second phase signal of the balanced audio signal using a signal received from A sound pickup signal may be received as the noise signal.
  • the reception time of the noise signal received through the one or more installed microphone devices may be compared, and when all of the noise signals are received within a preset time difference, it may be determined as the irrelevant noise.
  • the method may further include analyzing a noise generation position by comparing reception times of noise signals received through the one or more installed microphone devices.
  • the method may further include the step of setting an inter-floor noise generation area through a reference noise signal, and the step of identifying the irrelevant noise is that the noise generation location analyzed through the step of analyzing the noise generation location is the inter-floor noise If it is out of the generation area, it may be determined as irrelevant noise.
  • the sound transmitted through the medium can be accurately picked up.
  • the input noise signal may be input by dividing the noise signal into inter-floor noise and irrelevant noise.
  • FIG. 1 is a perspective view of a microphone device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a microphone device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is an exploded view of a microphone device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an exemplary diagram illustrating a connector connection between a high-pitched contact microphone and a low-pitched contact microphone according to an embodiment of the present invention.
  • 5 is a graph showing frequencies received by a contact microphone for high tones and a contact microphone for low tones.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the use of a method for detecting noise between floors according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram for grasping the location of a general noise.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram for analyzing the location of noise between floors according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 9 is an exemplary graph for extracting noise between floors according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a flowchart of a method for detecting noise between floors according to an embodiment of the present invention.
  • the pickup microphone for sound pickup for noise cancellation between floors should pick up the sound transmitted from the medium, not for the purpose of collecting sound in the air.
  • Sound absorption is the most important element in a device for removing noise between floors, and when sound is collected in the air, a noise signal delayed from the actual noise generation time is collected, making it difficult to accurately remove noise.
  • the pickup microphone for sound pickup can perform sound pickup by detecting sound waves moving in the medium in a manner that is attached to the medium.
  • the pickup microphone for sound pickup that uses vibration as sound pickup includes a piezo microphone using a piezo element and a laser microphone using a laser.
  • the piezo microphone is attached to the surface of an instrument that sufficiently vibrates, such as an acoustic guitar, and amplifies the sound. , which is a method of converting this into sound energy.
  • the piezo microphone is also commonly referred to as a contact microphone, and is a microphone that senses audio vibration through contact with a solid object.
  • a contact microphone (or contact microphone) has a structure that is hardly affected by air vibrations, so only vibrations input by contact can be converted into signals.
  • the contact microphone can be used for experiments, such as a probe for detecting acoustic leaks, and is widely used in musical instruments.
  • a contact microphone based on a piezo element is a passive element and provides high impedance, eliminating the need for a dedicated preamplifier and collecting sound in a narrow band.
  • the most commonly used contact microphones are made of a thin piezoelectric ceramic circle bonded to a thin brass or alloy metal disk, with a central disk charged with a positive charge and a brass disk with a negative charge.
  • a laser microphone is a monitoring device that uses a laser beam to detect sound vibrations of distant objects.
  • the object to which the laser beam is irradiated should be something that can respond to vibrations to the pressure generated by noise in a room where a conversation is generally conducted (ex. picture frames, glass), etc., and should have a basically smooth surface.
  • the distance that is minutely generated by the vibration may be detected by interferometrically.
  • FIG. 1 is a perspective view of a microphone device according to an embodiment of the present invention.
  • the microphone device is attached to a medium such as a ceiling, and includes a high-pitched contact microphone 110 for collecting high-pitched sounds and a low-pitched contact microphone for collecting low-range sounds. 120 , a housing 130 surrounding the outside, and a connector 140 capable of transmitting a sound signal received from the microphones to the controller.
  • the microphone device according to an embodiment of the present invention may be implemented by various configurations in addition to the above-described configuration, and will be described in more detail below.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a microphone device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is an exploded view of the microphone device according to an embodiment of the present invention.
  • the microphone device collects sound from a medium with a first band as a target band, and generates a first sound pickup signal for high-pitched contact microphone 201.
  • a low-pitched contact microphone 203 for collecting sound from the medium using a second band, which is a lower frequency band than the first band, as a target band, and generating a second sound-collecting signal, and the first sound-collecting signal and the second and a controller that sums the sound pickup signals to generate the summed sound pickup signal.
  • the first band and the second band may include a crossover band, and the summed sound pickup signal may correspond to the crossover band.
  • the high-pitched contact microphone 201 has a relatively smaller area than the low-pitched contact microphone 203, and the high-pitched contact microphone 201 and the low-pitched contact microphone 203 are stacked so that their central axes coincide with each other.
  • one end contacts the medium, and the vibration of the medium is transmitted to the high-pitched contact microphone through the other end. It may further include a funnel-shaped boost plate 205 for treble.
  • the boost plate 205 for high sound is formed in a funnel shape, it is possible to amplify minute vibrations and efficiently transmit the amplified vibrations to the contact microphone 201 for high sound.
  • the material of the treble boost plate 205 may use a material capable of amplifying vibration (for example, the density is configured to have the same sound propagation speed as ABS-concrete), and through this, the vibration is absorbed Vibration can be efficiently absorbed even in high-density media, which is difficult to achieve.
  • a material capable of amplifying vibration for example, the density is configured to have the same sound propagation speed as ABS-concrete
  • one end contacts the medium, and the vibration of the medium is transmitted to the low-pitched contact microphone through the other end. It may further include a donut-shaped boost plate 207 for bass.
  • the bass boost plate 207 may be positioned so that the outer periphery of the bass boost plate 207 coincides with the outer periphery of the low-pitched contact microphone 205, and the treble boost plate 205 is for the bass. It may be located in an inner through hole of the boost plate 207 .
  • the microphone device accommodates the high-pitched contact microphone 201 and the low-pitched contact microphone 203, but is formed of a magnetic-proof material to prevent the influence of external magnetic, and reduces the sound pickup rate.
  • it may further include a housing 209 formed in a parabolic shape.
  • the housing 209 may be formed in a parabolic (parabolic) shape to amplify the sound generated in the medium.
  • the housing 209 is formed in a parabolic shape, so that only a sound generated in a desired direction can be absorbed.
  • the housing 209 may be formed of a magnetic shielding material in order to prevent distortion of a signal due to a magnetic field generated in the electronic component.
  • the microphone device including the housing 209 is a contact microphone type that is not affected by acoustic characteristics, it is difficult to pick up people or ambient noise.
  • the housing 209 may include a rubber plate 211 covering the opening in contact with the medium.
  • the rubber plate 211 may be formed using a material capable of amplifying the target frequency band of the medium, and the target frequency may be obtained by adjusting the size and thickness.
  • the rubber plate 211 may improve the reactivity by placing an edge at the edge in order to efficiently amplify and collect the frequency.
  • the outer edge of the rubber plate 211 may be processed in a ring shape in order to collect a sound of an accurate spot.
  • the microphone device can block sound coming from the outside by compression when mounted on a medium, and can be accurately attached to the medium, resulting in increased proximity effect. Bass acoustic properties can be increased.
  • the rubber plate 211 includes one or more through-holes at regular intervals along a circular arc, and the bass boost plate 207 is located inside the rubber plate 211, but passes through the rubber plate 211. It may include one or more protrusions corresponding to the spheres, and the protrusions may be positioned to pass through the through holes of the rubber plate 211 .
  • the high-pitched contact microphone 201 and the low-pitched contact microphone 203 may be at least one of a piezo microphone and a laser microphone.
  • the microphone device may be used together so as not to come into direct contact with a cone generating vibration of a speaker, and may be used together with an exciter driver to reduce noise between floors.
  • FIG. 4 is an exemplary diagram illustrating a connector connection between the high-pitched contact microphone 401 and the low-pitched contact microphone 403 according to an embodiment of the present invention.
  • a general microphone is a device that converts the intensity of the diaphragm into electrical energy and reads changes in air pressure.
  • the general microphone is directly attached to the medium, it does not detect the sound wave signal of the medium and detects the sound wave in the air.
  • the general microphone cannot clearly distinguish the noise to be removed due to the influx of unnecessary frequencies and noise, so it is difficult to obtain a target sound.
  • the microphone device can be attached to a part in which a medium vibrates, and has a parabolic appearance that can be absorbed by amplifying minute vibrations. can have
  • the parabolic shape may act in the same way as the principle of the stethoscope to amplify the sound.
  • the microphone device includes a high-pitched contact microphone 401 and a low-pitched contact microphone 403, and the high-pitched contact microphone 401 and the low-pitched contact microphone 403 are used. They can be connected in series to more easily amplify the fine amplified energy.
  • the high-pitched contact microphone 401 and the low-pitched contact microphone 403 may connect a negative terminal (-) to the same ground, and each uses a positive terminal (+) as an individual output to provide a balanced audio signal (a balanced audio signal is resistant to noise characteristics) can be generated.
  • the balanced audio signal may amplify the entire signal by applying an inverse phase to the negative signal, which will be described later in detail with reference to FIG. 5 .
  • 5 is a graph showing frequencies received by a contact microphone for high tones and a contact microphone for low tones.
  • signals received by the high-pitched contact microphone and the low-pitched contact microphone are summed, and an overlapping crossover region becomes a substantially target band.
  • the crossover frequency fo may be adjusted by the user.
  • the crossover frequency range can be set in DSP (Digital Signal Proseccing), and the high-pitched contact mic is designated as a High Pass Filter (HPF) and the low-pitched contact mic is designated as an LPF (Low Pass Filter) to allow users to crossover. You can adjust the frequency.
  • DSP Digital Signal Proseccing
  • HPF High Pass Filter
  • LPF Low Pass Filter
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the use of a method for detecting noise between floors according to an embodiment of the present invention.
  • one or more microphone devices 600 are modularized and installed on the ceiling, and the noise between floors can be detected.
  • signals input from the five microphone devices 600 are compared and DSP processing is performed to recognize the direction of generation of noise between floors, and furthermore, it is possible to detect a position.
  • the input signal may include vector information, so that the motion of the noise may be recorded.
  • the DSP can minimize errors due to reflection by reflecting only the first peak value corresponding to the direct signal in the calculation.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram for grasping the location of a general noise.
  • the location of the noise may be recognized through one or more microphone devices m0 and m1.
  • the noise source S transmits noise to the microphone devices m0 and m1, and the noise source ( S) can be located.
  • c means the speed of sound
  • the unit is m/s
  • temp means the temperature in degrees Celsius.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram for analyzing the location of noise between floors according to an embodiment of the present invention.
  • the location of the noise source (S) between floors can be determined through five microphone devices (4 microphone devices and one reference microphone device, m0, m1, m2, m3, m4). and the number of microphone units can be adjusted to compensate for orientation accuracy.
  • four microphone devices may be arranged at regular intervals, and a reference microphone device corresponding to m0 serving as a reference point may be disposed in the center.
  • the reference microphone device corresponding to m0 may also be used as a virtual microphone point.
  • the TOA (Time Of Arrival) value for the four microphone devices can be obtained through Equation 2 below.
  • S-m means a time value from the noise source S to the microphone device, respectively.
  • negative values of TD_10 and TD_20 and positive values of TD_30 and TD_40 may be obtained.
  • the location of the noise source S may be found by comparing and calculating time values in other microphone devices with respect to the reference microphone device.
  • the direction having a negative value is the direction of the noise source S.
  • vibration when the microphone device is initially installed, vibration may be directly generated in the ceiling through a reference signal, and the ceiling shape may be learned based on the value.
  • the learning may establish a criterion for judging whether the input noise is inter-floor noise or noise transmitted through other walls.
  • the speed of sound transmitted from the concrete (3040 m/s) is about 10 times faster than the speed of sound transmitted in the air.
  • the sample calculated within the area can be directly defined as inter-floor noise, and the sample calculated outside the area can be defined as the noise introduced through another path, so that a more accurate noise level can be obtained.
  • the cause can be obtained, and the method of removing the noise can be applied differently.
  • the accuracy of the position value can be increased by comparing the sound pressure that is attenuated by generating noise at a reference distance.
  • FIG 9 is an exemplary graph for extracting noise between floors according to an embodiment of the present invention.
  • each of the plurality of microphone devices receives a noise signal from a noise source.
  • the direction and distance of the noise source may be calculated by analyzing the arrival time or level of the noise signal arriving at each microphone device.
  • the noise signal for calculating the direction and distance of the noise source is processed by comparing only the direct sound in order to minimize errors due to reflection, diffusion, and oscillation, and the sound input within the error range is reflected. It can be regarded as a sound and removed.
  • the sound input at the same time from all microphone devices is not generated from the ceiling, but is determined as a sound that is introduced from the entire building or from the outside and is canceled (or masked) can do it
  • the signal input through each microphone device can be used as data for an additional process by calculating an average value for the noise floor. signal can be obtained.
  • FIG. 10 is a flowchart of a method for detecting noise between floors according to an embodiment of the present invention.
  • a noise signal is first received through one or more microphone devices installed in a medium corresponding to the ceiling ( S1010 ).
  • a first phase signal of a balanced audio signal is generated by using a signal received from a treble contact microphone of the microphone device, and a signal received from a low-pitched contact microphone of the microphone device. generates a second phase signal of the balanced audio signal using It can be received as a noise signal.
  • the method for detecting noise between floors may set an area for generating noise between floors through a reference noise signal ( S1020 ).
  • the noise generation position may be analyzed by comparing the reception time of the noise signal received through the one or more installed microphone devices ( S1030 ).
  • the inter-floor noise detection method identifies a noise unrelated to the inter-floor noise among the noise signals (S1040).
  • step S1040 compares the reception times of the noise signals received through the one or more installed microphone devices, and when all of the noise signals are received within a preset time difference, it may be determined as irrelevant noise.
  • step S1040 when the noise generating position analyzed through the analyzing the noise generating position is outside the inter-floor noise generating area, it may be determined as irrelevant noise.
  • the inter-floor noise detection method generates an inter-floor noise signal from which the irrelevant noise is removed ( S1050 ).
  • the configuration and method of the above-described embodiments are not limitedly applicable, but the embodiments are the examples of each embodiment so that various modifications can be made. All or a part may be selectively combined and configured.

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Abstract

마이크 장치 및 층간 소음 감지 방법이 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 장치는, 제1 대역을 목표 대역으로 하여 매질로부터 소리를 수음하고, 제1 수음 신호를 생성하는 고음용 컨택트 마이크, 상기 제1 대역보다 낮은 주파수 대역인 제2 대역을 목표 대역으로 하여 상기 매질로부터 소리를 수음하고, 제2 수음신호를 생성하는 저음용 컨택트 마이크 및 상기 제1 수음 신호 및 상기 제2 수음 신호를 합산하여 합산 수음 신호를 생성하는 컨트롤러를 포함한다.

Description

마이크 장치 및 층간 소음 감지 방법
본 발명은 마이크 장치 및 층간 소음 감지 방법(MICROPHONE DEVICE AND METHOD OF DETECTING FLOOR NOISE)에 관한 것으로써, 매질에서 전달되는 소리를 수음하는 마이크 장치 및 수음된 소음 신호 중에 층간 소음과 무관 소음을 구분하여 감지하는 기술에 관한 것이다.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.
일반적인 마이크는 공기 중에 전파되는 소리를 수음한다. 즉, 소리는 전파될 때 미세한 기압의 변화를 일으키며, 사운드 소스로부터 확산되어 나간다.
이러한 미세한 기압의 변화는 마이크의 다이어프램을 진동시키고, 마이크는 이 신호를 전기 에너지로 변환하게 된다.
하지만, 층간 소음 제거를 장치에서 일반적인 마이크를 사용하는 경우, 매질에서 음파의 전달 속도와 공기중에서 전달되는 음파의 속도가 서로 달라, 매질에서 제거하고자 하는 음파를 정확하게 감지할 수 없을 뿐만 아니라, 이로써 매질에서 전달되는 음파 속도로 인하여 위상을 맞출 수 없는 문제가 발생하게 된다.
결과적으로 캔슬레이션에 필요한 역상 신호를 정확하게 발생시킬 수 없다.
층간 소음 제거 장치에서 상술한 문제점을 해결하고, 캔슬레이션의 효율성을높이기 위해서는 매질에 전달되는 소리 신호를 수음할 수 있는 마이크 장치가 필요하다.
본 발명의 목적은 매질을 통해 전달되는 소리를 정확하게 수음하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 다수의 컨택트 마이크를 통해 목표로 하는 주파수 영역대의 소리를 수음하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 다수의 컨택트 마이크에 입력되는 신호를 증폭하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 층간 소음원의 위치를 정확하게 파악하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 스피커의 피드백에 의한 노이즈가 발생하지 않는 마이크 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 입력되는 소음 신호를 층간 소음과 무관 소음으로 구분하여 입력받는 것이다.
또한 상술한 바와 같은 목적들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 목적이 도출될 수도 있음은 자명하다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 장치는, 제1 대역을 목표 대역으로 하여 매질로부터 소리를 수음하고, 제1 수음 신호를 생성하는 고음용 컨택트 마이크, 상기 제1 대역보다 낮은 주파수 대역인 제2 대역을 목표 대역으로 하여 상기 매질로부터 소리를 수음하고, 제2 수음신호를 생성하는 저음용 컨택트 마이크 및 상기 제1 수음 신호 및 상기 제2 수음 신호를 합산하여 합산 수음 신호를 생성하는 컨트롤러를 포함한다.
이 때, 상기 제1 대역 및 상기 제2 대역은 크로스오버 대역을 포함하고, 상기 합산 수음 신호는 상기 크로스오버 대역에 상응하는 것일 수 있다.
이 때, 상기 고음용 컨택트 마이크는 상기 저음용 컨택트 마이크보다 상대적으로 좁은 면적을 가지고, 상기 고음용 컨택트 마이크와 상기 저음용 컨택크 마이크는 중심축이 일치되도록 이격되어 적층된 것일 수 있다.
이 때, 상기 매질로부터 전달되는 소리의 수음율을 향상시키기 위하여, 일단이 상기 매질에 접촉하고, 타단을 통해 상기 고음용 컨택트 마이크에 상기 매질의 진동을 전달하는 깔대기 형상의 고음용 부스트 플레이트를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 매질에 전달되는 소리의 수음율을 향상시키기 위하여, 일단이 상기 매질에 접촉하고, 타단을 통해 상기 저음용 컨택트 마이크에 상기 매질의 진동을 전달하는 도너츠 형상의 저음용 부스트 플레이트를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 저음용 부스트 플레이트는 상기 저음용 부스트 플레이트의 외주연이 상기 저음용 컨택트 마이크의 외주연과 일치하도록 위치하고, 상기 고음용 부스트 플레이트는 상기 저음용 부스트 플레이트의 내부 관통구에 위치할 수 있다.
이 때, 상기 고음용 컨택트 마이크 및 상기 저음용 컨택트 마이크를 수용하되, 외부 자기의 영향을 방지하기 위하여 방자형 소재로 형성되고, 수음율을 향상시키기 위하여 파라볼라 형상으로 형성되는 하우징을 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 하우징은 상기 매질과 접촉하는 개방부를 커버하는 러버 플레이트를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 고음용 부스트 플레이트는 상기 러버 플레이트의 개재하에 상기 고음용 컨택트 마이크에 진동을 전달할 수 있다.
이 때, 상기 러버 플레이트는 원호를 따라 일정 간격으로 하나 이상의 관통구를 포함하고, 상기 저음용 부스트 플레이트는 상기 러버 플레이트의 내측에 위치하되, 상기 러버 플레이트의 관통구에 대응하는 하나 이상의 돌기를 포함하고, 상기 돌기가 상기 러버 플레이트의 관통구에 통과하여 위치할 수 있다.
이 때, 상기 고음용 컨택트 마이크 및 상기 저음용 컨택트 마이크는 피에조(Piezo) 마이크 및 레이저(Laser) 마이크 중 적어도 어느 하나 이상일 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 층간 소음 감지 방법은 천정에 상응하는 매질에 하나 이상 설치된 마이크 장치를 통하여 소음 신호를 수신하는 단계, 상기 소음 신호 중 층간 소음과 무관한 무관 소음을 식별하는 단계 및 상기 무관 소음이 제거된 층간 소음 신호를 생성하는 단계를 포함한다.
이 때, 상기 소음 신호를 수신하는 단계는, 상기 마이크 장치의 고음용 컨택트 마이크에서 수신되는 신호를 이용하여 밸런스드(Balanced) 오디오 신호의 제1 위상 신호를 생성하고, 상기 마이크 장치의 저음용 컨택트 마이크에서 수신되는 신호를 이용하여 상기 밸런스드 오디오 신호의 제2 위상 신호를 생성하고, 상기 밸런스드 오디오 신호의 제1 위상 신호 및 제2 위상 신호 중 어느 하나에 역상을 가하여 합산 수음 신호를 생성하고, 상기 합산 수음 신호를 상기 소음 신호로 수신할 수 있다.
이 때, 상기 무관 소음을 식별하는 단계는 상기 하나 이상 설치된 상기 마이크 장치를 통해 수신되는 소음 신호의 수신시간을 비교하여 기설정된 시간 차이 이내에 모두 수신된 경우, 무관 소음으로 판단할 수 있다.
이 때, 상기 하나 이상 설치된 상기 마이크 장치를 통해 수신되는 소음 신호의 수신 시간을 비교하여 소음 발생 위치를 분석하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 때, 레퍼런스 소음 신호를 통하여 층간 소음 발생 영역을 설정하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 무관 소음을 식별하는 단계는 상기 소음 발생 위치를 분석하는 단계를 통해 분석된 소음 발생 위치가 상기 층간 소음 발생 영역을 벗어나는 경우, 무관 소음으로 판단할 수 있다.
본 발명에 따르면, 매질을 통해 전달되는 소리를 정확하게 수음할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 다수의 컨택트 마이크를 통해 목표로 하는 주파수 영역대의 소리를 수음할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 다수의 컨택트 마이크에 입력되는 신호를 증폭할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 층간 소음원의 위치를 정확하게 파악할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 스피커의 피드백에 의한 노이즈가 발생하지 않는 마이크 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 입력되는 소음 신호를 층간 소음과 무관 소음으로 구분하여 입력받을 수 있다.
본 실시 예들의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 장치의 분해도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 고음용 컨택트 마이크와 저음용 컨택트 마이크의 커넥터 연결을 나타내는 예시도이다.
도 5는 고음용 컨택트 마이크와 저음용 컨택트 마이크에 수음되는 주파수를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 층간 소음 감지 방법의 사용예시도이다.
도 7은 일반적인 소음의 위치를 파악하는 개념도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 층간 소음의 위치를 분석하는 개념도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 층간 소음을 추출하는 예시그래프이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 층간 소음 감지 방법의 흐름도이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
층간 소음 제거를 위한 수음용 픽업 마이크는 공기 중의 소리를 수음하기 위한 목적이 아닌, 매질에서 전달되는 소리를 수음해야 한다.
수음은 층간 소음 제거를 위한 장치에서 가장 중요한 요소이며, 공기 중의 소리를 수음하게 되면, 실제 소음 발생 시간에서 딜레이된 소음 신호가 수음되어 정확한 소음 제거가 어려워 진다.
상기 수음용 픽업 마이크는 매질에 부탁되는 방식으로 매질에서 이동하는 음파를 감지하여 수음을 할수 있다.
진동을 수음으로 사용하는 상기 수음용 픽업 마이크는 피에조(Piezo) 소자를 이용한 피에조 마이크와 레이저를 이용한 레이저 마이크가 있다.
상기 피에조 마이크는 어쿠스틱 기타 등과 같이 진동이 충분히 발생하는 악기의 표면에 부착하여 소리를 증폭하는 방식이며, 레이저 마이크는 레이저를 송신하고 반사되어 돌아오는 레이저를 수신하는데까지 걸린 시간을 통하여 진동을 판단하고, 이를 소리 에너지로 변환하는 방식이다.
상기 피에조 마이크는 컨택트 마이크(Contact Microphone)로 통칭되기도 하며, 고체 물체와 접촉을 통해 오디오 진동을 감지하는 마이크이다.
컨택트 마이크(또는 접촉식 마이크)는 일반적이 마이크와 달리 공기 진동에 거의 영향을 받지 않는 구조로 이루어져 있어, 접촉에 의해 입력되는 진동만을 신호로 변환할 수 있다.
또한, 컨택트 마이크는 음향 누출 탐지용 프로브와 같이 실험용으로 사용될 수도 있으며, 악기에서도 널리 사용된다.
피에조 소자를 기반으로 하는 컨택트 마이크는 패시브 소자이며, 높은 임피던스를 제공하여 전용 프리앰프가 필요하지 않으며, 좁은 대역의 소리를 수음한다.
가장 일반적으로 사용하는 접촉식 마이크는 얇은 황동 또는 합금 금속 디스크에 접착된 얇은 압전 세라믹 원형으로 만들어지며, 중심 디스크는 양전하로 충전되고 황동 디스크는 음전하로 충전된다.
레이저 마이크는 레이저 빔을 사용하여 멀리 있는 물체의 소리 진동을 감지하는 감시 장치로써, 노출 가능성을 최소화할 수 있어 도청 장비로 사용될 수 있다.
레이저 빔이 조사되는 물체는 일반적으로 대화가 이루어지는 방안에서 소음에 의해 생성된 압력이 진동으로 반응할 수 있는 것(ex. 액자, 유리) 등이어야 하고, 기본적으로 매끄러운 표면을 가져야 한다.
이 때, 진동에 의해 미세하게 발생하는 거리는 간섭계(Interferometrically)로 감지될 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 장치의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 장치는 천장 등과 같은 매질에 부착되어, 고음역대의 소리를 수음하는 고음용 컨택트 마이크(110)와 저음역대의 소리를 수음하는 저음용 컨택트 마이크(120), 외부를 감싸는 하우징(130) 및 상기 마이크들로부터 전달받은 소리 신호를 컨트롤러로 전달할 수 있는 커넥터(140)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 장치는 상술한 구성 외에도 다양한 구성에 의해 실시될 수 있으며, 이하에서 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 장치의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 장치의 분해도이다.
도 2 및 도 3을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 장치는 제1 대역을 목표 대역으로 하여 매질로부터 소리를 수음하고, 제1 수음 신호를 생성하는 고음용 컨택트 마이크(201), 상기 제1 대역보다 낮은 주파수 대역인 제2 대역을 목표 대역으로 하여 상기 매질로부터 소리를 수음하고, 제2 수음신호를 생성하는 저음용 컨택트 마이크(203) 및 상기 제1 수음 신호 및 상기 제2 수음 신호를 합산하여 합산 수음 신호를 생성하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제1 대역 및 상기 제2 대역은 크로스오버 대역을 포함하고, 상기 합산 수음 신호는 상기 크로스오버 대역에 상응하는 것일 수 있다.
상기 크로스오버 대역과 관련된 내용은 도 4 및 도 5를 참조하여 후술한다.
이 때, 고음용 컨택트 마이크(201)는 저음용 컨택트 마이크(203)보다 상대적으로 좁은 면적을 가지고, 고음용 컨택트 마이크(201)와 저음용 컨택트 마이크(203)는 중심축이 일치되도록 이격되어 적층될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 장치는, 상기 매질로부터 전달되는 소리의 수음율을 향상시키기 위하여, 일단이 상기 매질에 접촉하고, 타단을 통해 고음용 컨택트 마이크에 상기 매질의 진동을 전달하는 깔대기 형상의 고음용 부스트 플레이트(205)를 더 포함할 수 있다.
이 때, 고음용 부스트 플레이트(205)는 깔대기 형상으로 형성됨으로써, 미세한 진동을 증폭시킬 수 있고, 증폭된 진동을 고음용 컨택트 마이크(201)에 효율적으로 전달할 수 있다.
이 때, 고음용 부스트 플레이트(205)의 소재는 진동을 증폭시킬 수 있는 소재(예를 들어, ABS-콘트리트와 동일한 음의 전파 속도를 갖게 밀도를 구성)를 사용할 수 있고, 이를 통해 진동을 수음하기 어려운 높은 밀도의 매질에서도 효율적으로 진동을 수음할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 장치는, 상기 매질로부터 전달되는 소리의 수음율을 향상시키기 위하여, 일단이 상기 매질에 접촉하고, 타단을 통해 저음용 컨택트 마이크에 상기 매질의 진동을 전달하는 도너츠 형상의 저음용 부스트 플레이트(207)를 더 포함할 수 있다.
이 때, 저음용 부스트 플레이트(207)는 저음용 부스트 플레이트(207)의 외주연이 저음용 컨택트 마이크(205)의 외주연과 일치하도록 위치할 수 있고, 고음용 부스트 플레이트(205)는 저음용 부스트 플레이트(207)의 내부 관통구에 위치할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 장치는, 고음용 컨택트 마이크(201) 및 저음용 컨택트 마이크(203)를 수용하되, 외부 자기의 영향을 방지하기 위하여 방자형 소재로 형성되고, 수음율을 향상시키기 위하여 파라볼라 형상으로 형성되는 하우징(209)을 더 포함할 수 있다.
이 때, 하우징(209)은 파라볼라(파라볼릭, Parabolic) 형상으로 형성되어, 매질에서 발생하는 소리를 증폭시킬 수 있다.
또한, 하우징(209)은 파라볼라 형상으로 형성되어, 목적으로 하는 방향에서 발생하는 소리만 수음할 수 있다.
또한, 하우징(209)은 전자부품에서 발생하는 자장으로 인한 신호의 왜곡을 방지하기 위하여 방자형 소재로 형성될 수 있다.
또한, 하우징(209)을 포함한 마이크 장치는 어쿠스틱 특성에 영향을 받지 않는 컨택트 마이크 형식으로써, 사람이나 주변 소음이 잘 수음되지 않는다.
이 때, 하우징(209)은 상기 매질과 접촉하는 개방부를 커버하는 러버 플레이트(211)를 포함할 수 있다.
이 때, 러버 플레이트(211)는 매질의 목적으로 하는 주파수 대역을 증폭할 수 있는 재질을 사용하여 형성할 수 있으며, 크기 및 두께를 조정하여 목적으로 하는 주파수를 획득할 수도 있다.
이 때, 러버 플레이트(211)는 주파수를 효율적으로 증폭 수음하기 위하여, 가장 자리에 엣지를 두어 반응성을 향상시킬 수 있다.
또한, 러버 플레이트(211)는 정확한 스팟의 소리를 수음하기 위하여 외측 가장자리를 링 형태로 처리할 수 있다.
상기 링 형태를 통하여, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 장치는 매질에 장착시 압착에 의해 외부에서 유입되는 소리를 차단할 수 있으며, 매질에 정확하게 부착될 수 있어, 프록시미트(Proximity) 이펙트 증가로 저음 수음 특성이 증가될 수 있다.
이 때, 러버 플레이트(211)는, 원호를 따라 일정 간격으로 하나 이상의 관통구를 포함하고, 저음용 부스트 플레이트(207)는 러버 플레이트(211)의 내측에 위치하되, 러버 플레이트(211)의 관통구에 대응하는 하나 이상의 돌기를 포함할 수 있고, 상기 돌기가 러버 플레이트(211)의 관통구에 통과하도록 위치할 수 있다.
이 때, 고음용 컨택트 마이크(201) 및 저음용 컨택트 마이크(203)는 피에조(Piezo) 마이크 및 레이저(Laser) 마이크 중 적어도 어느 하나 이상일 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 장치는, 스피커의 진동을 발생시키는 콘과 직접 접촉하지 않도록 함께 사용될 수 있으며, 익사이터 드라이버와 함께 사용되어 층간 소음을 저감하는 장치로 사용될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 고음용 컨택트 마이크(401)와 저음용 컨택트 마이크(403)의 커넥터 연결을 나타내는 예시도이다.
도 4를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 고음용 컨택트 마이크(401)와 저음용 컨택트 마이크(403)의 커넥터 연결에 관하여 설명하기에 앞서 일반적인 마이크를 통한 층간 소음 수음의 문제점과 일반적인 콘택트 마이크를 통한 층간 소음 수음의 문제점을 먼저 설명한다.
일반적인 마이크는 다이어프램의 진도을 전기 에너지로 변환하는 장치로서, 공기의 기압 변화를 읽는 장치이다.
상기 일반적인 마이크는 매질에 직접 부착되어도, 매질의 음파 신호를 탐지하지 못하고 공기 중의 음파를 감지하게 된다.
또한, 일반적인 마이크의 다이어프램를 매질에 직접 접촉하는 경우에는, 미세한 다이어프램의 움직임에 따라 접점부 노이즈가 유입되는 등의 추가적인 문제가 발생하며, 매질의 진동에 다라 왜곡된 소리가 입력될 수 있다.
결국, 일반적인 마이크는 필요하지 않은 주파수 및 노이즈의 유입으로 인하여 제거해야할 소음을 명확하게 구분할 수 없어, 목적으로 하는 소리를 획득하기 어렵다는 문제점이 있다.
또한, 일반적인 마이크는 층간 소음 제거를 위한 스피커와 함께 배치된 경우, 제어할 수 없는 심각한 피드백이 발생한다는 문제점이 있다.
이에, 일반적인 컨택트 마이크는 매질의 진동을 통하여 수음할 수 공기중의 소리가 거의 유입되지 않으며, 스피커와 함께 배치되어도 피드백이 거의 발생하지 않는다.
그러나, 일반적인 컨택트 마이크는 충분한 진동이 발생할 수 있는 악기 바디 등에 사용되기에는 충분하나, 콘크리트와 같이 밀도가 높은 매질의 진동을 수음하기에는 다소 약하다는 문제점이 있다.
상술한 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 장치는 매질이 진동하는 부분에 부착할 수 있으며, 미세한 진동을 증폭하여 수음할 수 있는 파라볼라(파라볼릭, Parabolic) 형태의 외관을 가질 수 있다.
상기 파라볼라 형태는 청진기의 원리와 일부 동일하게 작용하여 소리를 증폭하는 역할을 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크 장치는 고음용 컨택트 마이크(401)와 저음용 컨택트 마이크(403)를 포함하고, 고음용 컨택트 마이크(401)와 저음용 컨택트 마이크(403)는 사용하여 미세한 증폭에너지를 보다 쉽게 증폭할 수 있도록 직렬로 연결될 수 있다.
이 때, 고음용 컨택트 마이크(401)와 저음용 컨택트 마이크(403)는 동일한 그라운드에 마이너스 단자(-)를 연결할 수 있고, 각각 플러스 단자(+)를 개별 출력으로 사용하여 밸런스드(Balanced) 오디오 신호(밸런스트 오디오 신호는 노이즈 특성에 강함)를 생성할 수 있다.
상기 밸런스드 오디오 신호는 마이너스 신호에 역상을 가하여 전체 신호를 증폭할 수 있으며, 보다 상세하게는 도 5를 참조하여 후술하도록 한다.
도 5는 고음용 컨택트 마이크와 저음용 컨택트 마이크에 수음되는 주파수를 나타내는 그래프이다.
도 5를 참조하면, 상기 고음용 컨택트 마이크와 저음용 컨택트 마이크에 수음되는 신호는 합산되고, 중첩되는 크로스오버(Cross over) 영역이 실질적으로 목표로 하는 대역이 된다.
이 때, 크로스오버 주파수(fo)는 사용자에 의해 조절될 수 있다.
예를 들면, DSP(Digital Signal Proseccing)에서 크로스오버 주파수 범위를 설정할 수 있으며, 고음용 컨택트 마이크는 HPF(High Pass Filter)로 저음용 컨택트 마이크는 LPF(Low Pass Filter)로 지정하여 사용자가 크로스오버 주파수를 조절할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 층간 소음 감지 방법의 사용예시도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 층간 소음 감지 방법은 하나 이상의 마이크 장치(600)를 하나의 모듈화하여 천장에 설치하고, 층간 소음을 감지할 수 있다.
예를 들면, 층간 소음 감지 방법은 5개의 마이크 장치(600)에서 입력되는 신호를 비교하고, DSP 처리를 하여 층간 소음의 발생방향을 인지하고 더 나아가 위치 또한 감지할 수 있다.
또한, 상기 입력되는 신호는 벡터 정보를 포함할 수 있어, 소음의 움직임을 기록할 수 있다.
이때, DSP는 다이렉트 신호에 해당하는 최초의 피크값 만을 연산에 반영하여 반사로 인한 오류를 최소화할 수 있다.
도 7은 일반적인 소음의 위치를 파악하는 개념도이다.
도 7을 참조하면, 소음의 위치는 하나 이상의 마이크 장치(m0, m1)를 통하여 파악될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 소음원(S)은 마이크 장치(m0, m1)에 소음을 전달하고, 각 마이크 장치(m0, m1)에 소음이 전달된 시간과 아래 수학식 1에 기반하여 소음원(S)의 위치를 파악할 수 있다.
Figure PCTKR2021002455-appb-M000001
이 때, c는 음속을 의미하며 단위는 m/s이고, temp는 섭씨온도를 의미한다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 층간 소음의 위치를 분석하는 개념도이다.
도 7에서 살펴본 개념도에 의하면 동일한 시간에 소음이 전달되는 경우 소음원(S)의 위치를 정확하게 파악할 수 없다.
도 8을 참조하면 층간 소음의 위치 분석 방법은 5개의 마이크 장치(4개의 마이크 장치와 1개의 기준 마이크 장치, m0, m1, m2, m3, m4)를 통해 층간 소음원(S)의 위치를 파악할 수 있으며, 방향에 대한 정확성을 보정하기 위해 마이크 장치의 수는 조정될 수 있다.
층간 소음의 위치 분석 방법은 4개의 마이크 장치를 일정 간격으로 배치하고, 정중앙에 기준 포인트가 되는 m0에 해당하는 기준 마이크 장치를 배치할 수 있다.
이 때, m0에 해당하는 기준 마이크 장치는 가상 마이크 포인트로도 사용할 수 있다.
층간 소음의 위치 분석 방법은 4개의 마이크 장치에 대한 TOA(Time Of Arrival) 값을 아래 수학식 2를 통하여 구할 수 있다.
Figure PCTKR2021002455-appb-M000002
이 때, S-m은 각각 소음원(S)에서 마이크 장치까지의 시간값을 의미한다.
도 8을 참조하여 살펴보면, TD_10과 TD_20은 마이너스 값, TD_30과 TD_40은 플러스 값을 얻을 수 있다.
소음원(S)의 위치는 기준 마이크 장치를 기준으로 다른 마이크 장치에서의 시간 값을 비교 연산하여 찾을 수 있다.
이 때, 마이너스 값을 갖는 방향이 소음원(S)의 방향이다.
또한, 본 발명의 일실시예는 마이크 장치를 최초 설치시에 레퍼런스 신호를 통하여 천장에 직접 진동을 발생시키고, 이에 대한 값을 기준으로 천장 모양을 학습할 수 있다.
상기 학습은 입력되는 소음이 층간 소음인지 기타 벽을 통하여 전달된 소음인지 여부를 판단하는 기준을 정할 수 있다.
이 때, 콘트리트에서 전달되는 소리의 속도(3040m/s)는 공기중에서 전달되는 소리의 속도보다 약 10배 빠르므로, 이를 기준으로 층간 소음 판단 기준을 정할 수 있다.
예를 들어, 샘플링 주파수를 44100Hz로 적용하고, Nyquist 이론을 적용하여 샘플링한 경우, 측정 해상도는 3040m/22050(샘플링 주파수) = 137.87mm로 즉 7샘플 당 1m 를 적용할 수 있다.
따라서, 방의 가로 및 세로 값을 미리 지정하면, 면적 내에서 연산된 샘플은 직접 층간 소음으로 규정할 수 있고, 면적 밖에서 연산된 샘플은 다른 경로로 유입된 소음으로 규정할 수 있어, 보다 정확한 소음의 원인을 획득할 수 있고, 소음을 제거하는 방법도 다르게 적용할 수 있다.
또한, 매질에서 전파되는 소리는 음원과 측정 거리에 따라 레벨의 변화가 거의 없어, 기준 거리를 두고 소음을 발생시켜 감쇄되는 음압을 적용하여 비교함으로써, 위치값의 정확성을 높일 수도 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 층간 소음을 추출하는 예시그래프이다.
도 9를 참조하면, 다수의 마이크 장치는 소음원으로부터 각각 소음 신호를 입력받는다.
이 때, 제1 그래프영역(910)에 도시된 바와 같이 소음원의 방향과 거리는 각각의 마이크 장치에 도착하는 소음 신호의 도착 시간 또는 레벨을 분석하여 산출될 수 있다.
이 때, 특정 매질에서 전달되는 소리의 속도는 공기 중에서 전달되는 소리의 속도보다 빠르기 때문에 소음원과 마이크 장치의 거리가 멀수록 요구하는 결과를 산출해낼 수 있다.
이 때, 소음원의 방향과 거리를 산출하기 위한 소음 신호는, 반사, 확산 및 발진 등으로 인한 오류를 최소화하기 위하여 다이렉트 사운드(Direct Sound)만을 비교하여 처리하며, 오차 범위 이내에 입력되는 소리는 반사되는 소리로 간주하고 제거할 수 있다.
또한, 제2 그래프영역(920)에 도시된 바와 같이, 모든 마이크 장치에서 동일한 시간에 입력된 소리는 천장에서 발생된 것이 아니고, 건물 전체 또는 외부에서 유입되는 소리로 판정하여 캔슬레이션(또는 마스킹)시킬 수 있다.
또한, 제3 그래프영역(930)에 도시된 바와 같이, 각각의 마이크 장치를 통해 입력되는 신호는 노이즈 플로어에 대한 평균값을 연산하여 추가적인 프로세스의 데이터로 사용할 수 있으며, 이를 프로세스에 반영하면 보다 정교한 목적 신호를 얻을 수 있다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 층간 소음 감지 방법의 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 층간 소음 감지 방법은 먼저 천정에 상응하는 매질에 하나 이상 설치된 마이크 장치를 통하여 소음 신호를 수신한다(S1010).
이 때, 단계(S1010)는 상기 마이크 장치의 고음용 컨택트 마이크에서 수신되는 신호를 이용하여 밸런스드(Balanced) 오디오 신호의 제1 위상 신호를 생성하고, 상기 마이크 장치의 저음용 컨택트 마이크에서 수신되는 신호를 이용하여 상기 밸런스드 오디오 신호의 제2 위상 신호를 생성하고, 상기 밸런스드 오디오 신호의 제1 위상 신호 및 제2 위상 신호 중 어느 하나에 역상을 가하여 합산 수음 신호를 생성하고, 상기 합산 수음 신호를 상기 소음 신호로 수신할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 층간 소음 감지 방법은 레퍼런스 소음 신호를 통하여 층간 소음 발생 영역을 설정할 수 있다(S1020).
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 층간 소음 감지 방법은 상기 하나 이상 설치된 상기 마이크 장치를 통해 수신되는 소음 신호의 수신 시간을 비교하여 소음 발생 위치를 분석할 수 있다(S1030).
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 층간 소음 감지 방법은 상기 소음 신호 중 층간 소음과 무관한 무관 소음을 식별한다(S1040).
이 때, 단계(S1040)는 상기 하나 이상 설치된 상기 마이크 장치를 통해 수신되는 소음 신호의 수신시간을 비교하여 기설정된 시간 차이 이내에 모두 수신된 경우, 무관 소음으로 판단할 수 있다.
이 때, 단계(S1040)는 상기 소음 발생 위치를 분석하는 단계를 통해 분석된 소음 발생 위치가 상기 층간 소음 발생 영역을 벗어나는 경우, 무관 소음으로 판단할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 층간 소음 감지 방법은 상기 무관 소음이 제거된 층간 소음 신호를 생성한다(S1050).
이상에서와 같이 본 발명에 따른 마이크 장치 및 층간 소음 감지 방법은 상기한 바와 같이 설명한 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (16)

  1. 제1 대역을 목표 대역으로 하여 매질로부터 소리를 수음하고, 제1 수음 신호를 생성하는 고음용 컨택트 마이크;
    상기 제1 대역보다 낮은 주파수 대역인 제2 대역을 목표 대역으로 하여 상기 매질로부터 소리를 수음하고, 제2 수음신호를 생성하는 저음용 컨택트 마이크; 및
    상기 제1 수음 신호 및 상기 제2 수음 신호를 합산하여 합산 수음 신호를 생성하는 컨트롤러;
    를 포함하는 마이크 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 대역 및 상기 제2 대역은 크로스오버 대역을 포함하고,
    상기 합산 수음 신호는 상기 크로스오버 대역에 상응하는 것을 특징으로 하는 마이크 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 고음용 컨택트 마이크는 상기 저음용 컨택트 마이크보다 상대적으로 좁은 면적을 가지고,
    상기 고음용 컨택트 마이크와 상기 저음용 컨택크 마이크는 중심축이 일치되도록 이격되어 적층된 것을 특징으로 하는 마이크 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 매질로부터 전달되는 소리의 수음율을 향상시키기 위하여, 일단이 상기 매질에 접촉하고, 타단을 통해 상기 고음용 컨택트 마이크에 상기 매질의 진동을 전달하는 깔대기 형상의 고음용 부스트 플레이트;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 매질로부터 전달되는 소리의 수음율을 향상시키기 위하여, 일단이 상기 매질에 접촉하고, 타단을 통해 상기 저음용 컨택트 마이크에 상기 매질의 진동을 전달하는 도너츠 형상의 저음용 부스트 플레이트;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 저음용 부스트 플레이트는,
    상기 저음용 부스트 플레이트의 외주연이 상기 저음용 컨택트 마이크의 외주연과 일치하도록 위치하고,
    상기 고음용 부스트 플레이트는,
    상기 저음용 부스트 플레이트의 내부 관통구에 위치하는 것을 특징으로 하는 마이크 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 고음용 컨택트 마이크 및 상기 저음용 컨택트 마이크를 수용하되,
    외부 자기의 영향을 방지하기 위하여 방자형 소재로 형성되고,
    수음율을 향상시키기 위하여 파라볼라 형상으로 형성되는 하우징;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 매질과 접촉하는 개방부를 커버하는 러버 플레이트; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 고음용 부스트 플레이트는,
    상기 러버 플레이트의 개재하에 상기 고음용 컨택트 마이크에 진동을 전달하는 것을 특징으로 하는 마이크 장치.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 러버 플레이트는,
    원호를 따라 일정 간격으로 하나 이상의 관통구를 포함하고,
    상기 저음용 부스트 플레이트는,
    상기 러버 플레이트의 내측에 위치하되, 상기 러버 플레이트의 관통구에 대응하는 하나 이상의 돌기를 포함하고, 상기 돌기가 상기 러버 플레이트의 관통구에 통과하여 위치하는 것을 특징으로 하는 마이크 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 고음용 컨택트 마이크 및 상기 저음용 컨택트 마이크는,
    피에조(Piezo) 마이크 및 레이저(Laser) 마이크 중 적어도 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 마이크 장치.
  12. 천정에 상응하는 매질에 하나 이상 설치된 마이크 장치를 통하여 소음 신호를 수신하는 단계;
    상기 소음 신호 중 층간 소음과 무관한 무관 소음을 식별하는 단계; 및
    상기 무관 소음이 제거된 층간 소음 신호를 생성하는 단계;
    를 포함하는 층간 소음 감지 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 소음 신호를 수신하는 단계는,
    상기 마이크 장치의 고음용 컨택트 마이크에서 수신되는 신호를 이용하여 밸런스드(Balanced) 오디오 신호의 제1 위상 신호를 생성하고, 상기 마이크 장치의 저음용 컨택트 마이크에서 수신되는 신호를 이용하여 상기 밸런스드 오디오 신호의 제2 위상 신호를 생성하고, 상기 밸런스드 오디오 신호의 제1 위상 신호 및 제2 위상 신호 중 어느 하나에 역상을 가하여 합산 수음 신호를 생성하고, 상기 합산 수음 신호를 상기 소음 신호로 수신하는 것을 특징으로 하는 층간 소음 감지 방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 무관 소음을 식별하는 단계는,
    상기 하나 이상 설치된 상기 마이크 장치를 통해 수신되는 소음 신호의 수신시간을 비교하여 기설정된 시간 차이 이내에 모두 수신된 경우, 무관 소음으로 판단하는 것을 특징으로 하는 층간 소음 감지 방법.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 하나 이상 설치된 상기 마이크 장치를 통해 수신되는 소음 신호의 수신 시간을 비교하여 소음 발생 위치를 분석하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 층간 소음 감지 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    레퍼런스 소음 신호를 통하여 층간 소음 발생 영역을 설정하는 단계;
    를 더 포함하고,
    상기 무관 소음을 식별하는 단계는,
    상기 소음 발생 위치를 분석하는 단계를 통해 분석된 소음 발생 위치가 상기 층간 소음 발생 영역을 벗어나는 경우, 무관 소음으로 판단하는 것을 특징으로 하는 층간 소음 감지 방법.
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