WO2022014748A1 - 액티브 노이즈 캔슬링 - Google Patents

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WO2022014748A1
WO2022014748A1 PCT/KR2020/009371 KR2020009371W WO2022014748A1 WO 2022014748 A1 WO2022014748 A1 WO 2022014748A1 KR 2020009371 W KR2020009371 W KR 2020009371W WO 2022014748 A1 WO2022014748 A1 WO 2022014748A1
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noise
aircraft
data
active noise
control sound
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PCT/KR2020/009371
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English (en)
French (fr)
Inventor
원영오
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주식회사 리베라빗
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R29/00—Monitoring arrangements; Testing arrangements

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to an active noise canceling apparatus and an active noise canceling method.
  • Aircraft have large airframes and move at high speed, so they generate a lot of noise. In the case of an aircraft passing by, noise from the aircraft is minimized with soundproof walls, but there is a limit to reducing the noise with only such soundproof walls.
  • An object of the present invention is to provide an active noise canceling device and an active noise canceling method for reducing aircraft noise using artificial intelligence.
  • the active noise canceling method includes the steps of measuring noise generated by an aircraft, generating noise data, determining whether the noise data represents aircraft noise, the noise data reducing the aircraft noise when presenting, generating control sound data corresponding to the noise data and for reducing noise, and outputting a control sound for reducing noise using the control sound data.
  • noise data corresponding to the noise of an aircraft is analyzed through an artificial intelligence algorithm, and there is an effect of generating control sound data capable of effectively reducing the noise of the aircraft according to the analysis result.
  • FIG 1 illustrates an active noise canceling system according to embodiments of the present invention.
  • FIG 2 illustrates an active noise canceling apparatus according to embodiments of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an active noise cancellation method according to embodiments of the present invention.
  • FIG 4 illustrates an active noise canceling system according to embodiments of the present invention.
  • FIG. 5 illustrates a data flow of an active noise canceling system according to embodiments of the present invention.
  • the active noise canceling system 10 may include an active noise canceling device 100 and a control server 200 .
  • the active noise canceling device 100 measures the noise of the aircraft 300 using the control server 200 , analyzes the measured noise, and a reduced sound source capable of reducing the noise of the aircraft 300 according to the analysis result can be printed out.
  • the active noise canceling apparatus 100 may receive aircraft information on the aircraft 300 from the control server 200 .
  • the aircraft information includes the flight number of the aircraft 300 , the departure time of the aircraft 300 , the arrival time of the aircraft 300 , the current location of the aircraft 300 , the altitude of the aircraft 300 , etc. It may include various information related to operation.
  • the control server 200 may refer to hardware or software capable of communicating with the active noise canceling device 100 .
  • the control server 200 may communicate with the active noise canceling device 100 using a wired communication protocol or a wireless communication protocol.
  • the control server 200 may access the database, and may transmit data to the active noise canceling device 100 or store data transmitted from the active noise canceling device 100 in the database according to the access result.
  • the control server 200 may manage aircraft information. According to embodiments, the control server 200 may acquire and store aircraft information by using APIs of other servers, such as a control server that manages aircraft information.
  • the control server 200 may transmit the obtained aircraft information to the active noise canceling apparatus 100 .
  • the active noise canceling apparatus 100 may include a microphone 110 , a controller 120 , a speaker 130 , a memory 140 , and a communication circuit 150 .
  • the active noise canceling apparatus 100 may further include a position sensor 160 .
  • the microphone 110 may measure noise received from the outside, and convert a physical vibration of the measured noise into an electrical signal to generate a noise signal. According to embodiments of the present invention, the microphone 110 may measure ambient noise generated by the movement of the aircraft 300 and generate a noise signal corresponding to the noise.
  • the controller 120 may control the overall operation of the active noise canceling apparatus 100 .
  • a processor having an operation processing capability may be included, and various operations necessary for the operation of the active noise canceling apparatus 100 may be processed.
  • the controller 120 may control the microphone 110 , the speaker 130 , the memory 140 , the communication circuit 150 , and the position sensor 160 .
  • the controller 120 may control the overall operation of the active noise canceling apparatus 100 by using the aircraft information received from the control server 200 . According to embodiments, the controller 120 may operate the microphone 110 and the speaker 130 based on aircraft information.
  • the controller 120 may generate noise data using the noise signal generated by the microphone 110 , and may generate control sound data using the noise data.
  • the control sound data is for generating a control sound for reducing noise.
  • the controller 120 may transmit the generated control sound data to the speaker 130 .
  • the controller 120 may generate control sound data for reducing noise according to an artificial intelligence algorithm by using the aircraft information received from the control server 200 .
  • the speaker 130 may output sound under the control of the controller 120 .
  • the speaker 130 may output a control sound for reducing noise based on the control sound data transmitted from the controller 120 .
  • the speaker 130 may generate a physical vibration according to the control sound data to output a control sound for reducing noise.
  • the memory 140 may store data required for the operation of the active noise canceling apparatus 100 .
  • the memory 140 may store noise data and control sound data.
  • the memory 140 may store reference noise data representing the noise of aircraft measured in advance.
  • the memory 140 may include at least one of a non-volatile memory and a volatile memory.
  • the communication circuit 150 may perform communication between the active noise canceling apparatus 100 and the control server 200 . According to embodiments, the communication circuit 150 may transmit data to the control server 200 or receive data transmitted from the control server 200 .
  • the location sensor 160 may recognize a current location of the active noise canceling apparatus 100 and generate location information. According to embodiments, the position sensor 160 may measure the position of the active noise canceling apparatus 100 according to various methods. For example, the position sensor 160 may measure the current position and the current time of the active noise canceling apparatus 100 together.
  • the active noise canceling apparatus 100 may further include an actuator capable of adjusting an angle and movement of at least one of the microphone 110 and the speaker 130 , and the controller 120 controls the actuator. can do.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an active noise cancellation method according to embodiments of the present invention.
  • the active noise canceling method to be described with reference to FIG. 3 may be performed by the active noise canceling apparatus 100 described with reference to FIGS. 1 to 2 .
  • the active noise canceling apparatus 100 may request aircraft information from the control server 200 and receive the aircraft information (S110). According to embodiments, the active noise canceling apparatus 100 may request aircraft information from the control server 200 at regular intervals or in real time.
  • the active noise canceling apparatus 100 may measure noise and generate noise data ( S120 ). According to embodiments, the active noise canceling apparatus 100 may operate a microphone and measure noise when the aircraft 300 exists within a range set based on aircraft information. For example, the controller 120 may operate a microphone when the aircraft 300 passes a specific position based on the aircraft position included in the aircraft information. In addition, the controller 120 compares the position of the aircraft included in the aircraft information with the position of the active noise canceling device 100 , and the aircraft 300 in flight within a range set based on the position of the active noise canceling device 100 . It can be determined whether it exists or not.
  • the active noise canceling apparatus 100 may be a speaker located in a home around an airport, and the speaker may be a speaker having a so-called active noise canceling function.
  • the active noise canceling apparatus 100 may receive the aircraft information (eg, aircraft type, altitude, speed, current location, departure point, destination, flight number, etc.) received from the control server 200 .
  • the active noise canceling apparatus 100 may control the time when the microphone 110 is turned on.
  • the controller 120 may determine whether the noise data represents the noise of the aircraft 300 using the noise data (S130).
  • the controller 120 may extract a feature of the noise data, and determine whether the noise data represents the noise of the aircraft 300 based on the extracted feature. For example, the controller 120 may determine whether the noise data represents the noise of the aircraft 300 based on the similarity between the feature extracted from the noise data and the reference feature of the aircraft noise. That is, when the characteristic of the noise data is similar to the pre-stored reference characteristic indicating the noise of the aircraft, it may be determined that the noise data represents the noise of the aircraft 300 .
  • the controller 120 may include at least one of a Fourier transform, a short-time fourier transform, a Mel frequency cepstral coefficient (MFCC), a Mel-scaled power spectogram (Melspectogram), a spectral-contrast, and a Tonnetz. Noise features can be extracted using the algorithm of
  • the active noise canceling apparatus 100 may analyze the noise data and generate control sound data according to the analysis result ( S140 ). According to embodiments, the active noise canceling apparatus 100 may generate control sound data according to the following method based on an artificial intelligence algorithm. The generation of control sound data may be performed by the controller 120 .
  • the active noise canceling apparatus 100 may generate control sound data by converting the measured noise data. According to embodiments, the active noise canceling apparatus 100 may generate control sound data by changing the waveform, amplitude, and frequency of the measured noise according to a preset algorithm.
  • the active noise canceling apparatus 100 may select reference noise data most similar to noise data, and generate control sound data based on the selected most similar reference noise data.
  • the controller 120 may generate control sound data using the selected most similar reference noise data.
  • the controller 120 may generate the control sound data by inverting the waveform of the selected most similar reference noise data.
  • the controller 120 may read and use the previously stored control sound data.
  • the controller 120 uses an artificial neural network algorithm such as a convolution neural network (CNN), a deep neural network (DNN), a recurrent neural network (RNN), and a hybrid neural network (HNN).
  • the reference noise data most similar to the noise data can be selected.
  • the reference noise data may be data representing the previously measured aircraft noise.
  • the controller 120 may use the obtained aircraft information when selecting the reference noise data most similar to the measured noise data. For example, the controller 120 may filter the reference noise data using the aircraft information. The controller 120 may identify an aircraft operating within a set range around the active noise canceling device 100 from the aircraft information transmitted from the control server 200 . For example, the controller 120 may identify aircraft currently existing within a range set based on the current location of the active noise canceling apparatus 100 . The controller 120 may use reference noise data generated by an aircraft operating within a set range around the active noise canceling device 100 from the stored reference noise data to select reference noise data most similar to the measured noise data. .
  • the controller 120 may select the reference noise data most similar to the measured noise data from the reference noise data generated by the aircraft operating within a set range around the active noise canceling device 100 . Since noises generated by the same aircraft are highly likely to be similar to each other, there is an effect that the amount of computation can be reduced while obtaining the same result according to the filtering of the reference noise data.
  • the active noise canceling apparatus 100 may output a control sound by using the control sound data (S150). According to embodiments, the active noise canceling apparatus 100 may control the speaker 130 to output a control sound corresponding to control sound data.
  • noise data corresponding to the noise of an aircraft is analyzed through an artificial intelligence algorithm, and there is an effect of generating control sound data capable of effectively reducing the noise of the aircraft according to the analysis result.
  • the active noise canceling system 10 of FIG. 4 has a difference that further includes a management server 400 . 1 to 4 , the active noise canceling apparatus 100 may operate under the control of the management server 400 . According to embodiments, the active noise canceling apparatus 100 may measure noise under the control of the management server 400 and output an opposite wave.
  • the management server 400 may control the active noise canceling apparatus 100 .
  • the management server 400 receives noise data from the active noise canceling device 100 , generates control sound data using the received noise data, and converts the control sound data to the active noise canceling device 100 . can be sent to That is, there is a difference in that the management server 400 of FIG. 4 performs steps S110 , S130 , and S140 described with reference to FIG. 3 instead of the controller 120 .
  • the management server 400 may include a processor having an arithmetic processing capability, and may process various operations under the control of the processor.
  • the management server 400 may receive aircraft information from the control server 200 ( S210 ). According to embodiments, the management server 400 may request aircraft information from the control server 200 at regular intervals or in real time.
  • the management server 400 may transmit a noise measurement command to the active noise canceling apparatus 100 (S220). According to embodiments, the management server 400 may transmit a noise measurement command when the aircraft 300 is present within a range set based on aircraft information. For example, the management server 400 may transmit a noise measurement command when the aircraft 300 passes a specific location based on the aircraft location included in the aircraft information.
  • the active noise canceling apparatus 100 may measure noise in response to a noise measurement command, generate noise data, and transmit the generated noise data to the management server (S230).
  • the management server 400 may determine whether the noise data represents the noise of the aircraft 300 using the transmitted noise data (S240). According to embodiments, the management server 400 may extract a feature of the noise data, and determine whether the noise data represents the noise of the aircraft 300 based on the extracted feature. The management server 400 may determine whether the noise data represents the noise of the aircraft 300 according to the same method as the controller 120 described with reference to FIG. 3 .
  • the management server 400 may analyze the noise data and generate control sound data according to the analysis result (S250). Similarly, the management server 400 may generate control sound data in the same manner as the controller 120 described with reference to FIG. 3 .
  • the management server 400 may transmit the generated control sound data and control sound output command to the active noise canceling apparatus 100 ( S260 ).
  • the active noise canceling apparatus 100 may output a control sound by using the control sound output command and control sound data transmitted from the management server 400 ( S270 ).
  • noise data corresponding to the noise of an aircraft is analyzed through an artificial intelligence algorithm, and there is an effect of generating control sound data capable of effectively reducing the noise of the aircraft according to the analysis result.
  • Methods according to embodiments of the present invention may be implemented as instructions that are stored in a computer-readable storage medium and executed by a processor.
  • a storage medium may include a relational database, a non-relational database, an in-memory database; Alternatively, it may include a database, including a distributed one, such as any other suitable database capable of storing data and allowing access to such data through a storage controller.
  • the storage medium may include a primary storage device (storage), a secondary storage device, a tertiary storage device, an offline storage device, a volatile storage device, a non-volatile storage device, a semiconductor storage device, a magnetic storage device, an optical storage device, and a flash device. It may include any type of storage device, such as a storage device, a hard disk drive storage device, a floppy disk drive, magnetic tape, or other suitable data storage medium.
  • an instruction is an assembler instruction, an instruction-set-architecture (ISA) instruction, a machine instruction, a machine dependent instruction, microcode, firmware instruction, state setting data, or an object-oriented programming language such as Smalltalk, C++, or the like. and source code or object code written in any combination of one or more programming languages, including conventional procedural programming languages, such as "C" programming language or similar programming languages.

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Abstract

액티브 노이즈 캔슬링 방법이 개시된다. 상기 방법은, 항공기에 의해 생성된 소음을 측정하고, 소음 데이터를 생성하는 단계, 소음 데이터가 항공기 소음을 나타내는지 여부를 판단하는 단계, 소음 데이터가 항공기 소음을 나타낼 때, 소음 데이터에 대응하고 소음을 저감시키기 위한 제어음 데이터를 생성하는 단계 및 제어음 데이터를 이용하여 소음을 저감시키기 위한 제어음을 출력하는 단계를 포함한다.

Description

액티브 노이즈 캔슬링
본 발명의 실시 예들은 액티브 노이즈 캔슬링 장치 및 액티브 노이즈 캔슬링 방법에 관한 것이다.
현대 사회에는 다양한 스트레스 원들이 존재한다. 특히, 이러한 스트레스 중 소음에 의해 발생하는 스트레스의 비중이 점점 증가하는 추세이다. 소음은 실생활에서 발생할 수 있고, 이러한 소음에 지속적으로 노출되는 경우 스트레스 증가, 학습도 감소, 성장 저하 등 신체적 및 정신적인 악영향이 발생할 수 있다.
항공기는 큰 기체를 가지고 있으며 빠른 속도로 움직이므로, 소음을 많이 발생시킨다. 항공기가 지나가는 주변의 경우 방음벽 등으로 항공기의 소음을 최소화하고 있으나, 이러한 방음벽만으로는 그 소음을 저감시키는 것에 한계가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 인공지능을 이용하여 항공기 소음을 저감시키기 위한 액티브 노이즈 캔슬링 장치 및 액티브 노이즈 캔슬링 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 실시 예들에 따른 액티브 노이즈 캔슬링 방법은, 항공기에 의해 생성된 소음을 측정하고, 소음 데이터를 생성하는 단계, 소음 데이터가 항공기 소음을 나타내는지 여부를 판단하는 단계, 소음 데이터가 항공기 소음을 나타낼 때, 소음 데이터에 대응하고 소음을 저감시키기 위한 제어음 데이터를 생성하는 단계 및 제어음 데이터를 이용하여 소음을 저감시키기 위한 제어음을 출력하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 항공기의 소음에 해당하는 소음 데이터를 인공지능 알고리즘을 통해 분석하고, 분석 결과에 따라 항공기의 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있는 제어음 데이터를 생성할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 항공기의 소음을 인식 및 분석하여 항공기의 소음을 저감시킬 수 있는 제어음을 발생시킬 수 있으므로, 항공기의 소음이 저감되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 액티브 노이즈 캔슬링 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예들에 따른 액티브 노이즈 캔슬링 장치를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시 예들에 따른 액티브 노이즈 캔슬링 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도 4는 본 발명의 실시 예들에 따른 액티브 노이즈 캔슬링 시스템을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시 예들에 따른 액티브 노이즈 캔슬링 시스템의 데이터 플로우를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 액티브 노이즈 캔슬링 시스템을 나타낸다. 도 1을 참조하면, 액티브 노이즈 캔슬링 시스템(10)은 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100) 및 관제 서버(200)를 포함할 수 있다.
액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)는 관제 서버(200)를 이용하여 항공기(300)의 소음을 측정하고, 측정된 소음을 분석하고, 분석 결과에 따라 항공기(300)의 소음을 저감시킬 수 있는 저감 음원을 출력할 수 있다. 실시 예들에 따라, 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)는 관제 서버(200)로부터 항공기(300)에 대한 항공기 정보를 수신할 수 있다. 예컨대, 상기 항공기 정보는, 항공기(300)의 편명, 항공기(300)의 출발 시각, 항공기(300)의 도착 시각, 항공기(300)의 현재 위치, 항공기(300)의 고도 등 항공기(300)의 운행과 관련된 다양한 정보를 포함할 수 있다.
관제 서버(200)는 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)와 통신할 수 있는 하드웨어 또는 소프트웨어를 의미할 수 있다. 예컨대, 관제 서버(200)는 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)와 유선 통신 프로토콜 또는 무선 통신 프로토콜을 이용하여 통신할 수 있다.
관제 서버(200)는 데이터베이스에 액세스하고, 액세스 결과에 따라 데이터를 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)로 전달하거나 또는 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)로부터 전송된 데이터를 데이터베이스에 저장할 수 있다.
관제 서버(200)는 항공기 정보를 관리할 수 있다. 실시 예들에 따라, 관제 서버(200)는 항공기 정보를 관리하는 관제 서버 등의 다른 서버의 API를 이용하여, 항공기 정보를 획득하고 저장할 수 있다.
관제 서버(200)는 획득된 항공기 정보를 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)로 전송할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예들에 따른 액티브 노이즈 캔슬링 장치를 나타낸다. 도 1과 도 2를 참조하면, 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)는 마이크(110), 컨트롤러(120), 스피커(130), 메모리(140) 및 통신 회로(150)를 포함할 수 있다. 실시 예들에 따라, 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)는 위치 센서(160)를 더 포함할 수 있다.
마이크(110)는 외부로부터 수신되는 소음을 측정하고, 측정된 소음의 물리적인 진동을 전기적인 신호로 변환하여 소음 신호를 생성할 수 있다. 본 발명의 실시 예들에 따르면, 마이크(110)는 항공기(300)의 움직임에 의해 발생한 주변 소음을 측정하고, 소음에 해당하는 소음 신호를 생성할 수 있다.
컨트롤러(120)는 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)의 전반적인 작동을 제어할 수 있다. 실시 예들에 따라, 연산 처리 능력을 가지는 프로세서를 포함할 수 있고, 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)의 작동에 필요한 다양한 연산들을 처리할 수 있다. 컨트롤러(120)는 마이크(110), 스피커(130), 메모리(140), 통신 회로(150) 및 위치 센서(160)를 제어할 수 있다.
컨트롤러(120)는 관제 서버(200)로부터 수신된 항공기 정보를 이용하여 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)의 전반적인 작동을 제어할 수 있다. 실시 예들에 따라, 컨트롤러(120)는 항공기 정보에 기초하여 마이크(110) 및 스피커(130)를 작동시킬 수 있다.
컨트롤러(120)는 마이크(110)에 의해 생성된 소음 신호를 이용하여 소음 데이터를 생성하고, 소음 데이터를 이용하여 제어음 데이터를 생성할 수 있다. 제어음 데이터는 소음을 저감시키기 위한 제어음을 생성하기 위한 것이다. 컨트롤러(120)는 생성된 제어음 데이터를 스피커(130)로 전송할 수 있다. 실시 예들에 따라, 컨트롤러(120)는 관제 서버(200)로부터 수신된 항공기 정보를 이용하여 인공지능 알고리즘에 따라 소음을 저감시키기 위한 제어음 데이터를 생성할 수 있다.
스피커(130)는 컨트롤러(120)의 제어에 따라 소리를 출력할 수 있다. 실시 예들에 따라, 스피커(130)는 컨트롤러(120)로부터 전송된 제어음 데이터에 기초하여, 소음을 저감시키기 위한 제어음을 출력할 수 있다. 예컨대, 스피커(130)는 제어음 데이터에 따라 물리적인 진동을 발생하여 소음을 저감시키기 위한 제어음을 출력할 수 있다.
메모리(140)는 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)의 작동에 요구되는 데이터를 저장할 수 있다. 실시 예들에 따라, 메모리(140)는 소음 데이터 및 제어음 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(140)는 사전에 측정된 항공기들의 소음을 나타내는 기준 소음 데이터를 저장할 수 있다.예컨대, 메모리(140)는 비휘발성 메모리 및 휘발성 메모리 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
통신 회로(150)는 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)와 관제 서버(200) 사이의 통신을 수행할 수 있다. 실시 예들에 따라, 통신 회로(150)는 관제 서버(200)로 데이터를 전송하거나, 또는, 관제 서버(200)로부터 전송되는 데이터를 수신할 수 있다.
위치 센서(160)는 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)의 현재 위치를 인식하고, 위치 정보를 생성할 수 있다. 실시 예들에 따라, 위치 센서(160)는 다양한 방법에 따라 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)의 위치를 측정할 수 있다. 예컨대, 위치 센서(160)는 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)의 현재 위치와 현재 시각을 함께 측정할 수 있다.
실시 예들에 따라, 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)는 마이크(110) 및 스피커(130) 중 적어도 하나의 각도 및 움직임을 조절할 수 있는 액추에이터를 더 포함할 수 있고, 컨트롤러(120)는 상기 액추에이터를 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예들에 따른 액티브 노이즈 캔슬링 방법을 나타내는 플로우 차트이다. 도 3을 참조하여 설명될 액티브 노이즈 캔슬링 방법은 도 1 내지 도 2를 참조하여 설명된 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)에 의해 수행될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)는 관제 서버(200)로부터 항공기 정보를 요청하고, 항공기 정보를 수신할 수 있다(S110). 실시 예들에 따라, 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)는 일정한 주기로 또는 실시간으로 항공기 정보를 관제 서버(200)로 요청할 수 있다.
액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)는 소음을 측정하고, 소음 데이터를 생성할 수 있다(S120). 실시 예들에 따라, 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)는 항공기 정보에 기초하여 설정된 범위 내에 항공기(300)가 존재할 때 마이크를 작동시키고, 소음을 측정할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(120)는 항공기 정보에 포함된 항공기 위치에 기초하여, 항공기(300)가 특정 위치를 지날 때, 마이크를 작동시킬 수 있다. 또한, 컨트롤러(120)는 항공기 정보에 포함된 항공기 위치와 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)의 위치를 비교하고, 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)의 위치를 기준으로 설정된 범위 내에 운항중인 항공기(300)가 존재하는지 여부를 판단할 수 있다.
예를 들어, 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)는 공항 주변의 가정 내에 위치한 스피커일 수 있고, 그 스피커는 이른바 액티브 노이즈 캔슬링 기능을 구비하는 스피커일 수 있다. 항공기들은 공항의 관제사의 관제 명령에 따라 이륙과 착륙을 위한 비행 경로를 설정하여 비행하는데, 이러한 비행 경로는 날씨, 풍향, 복수의 항공기들의 운행 스케줄의 혼잡도 등에 따라서 시간대 또는 일자별로 상이할 수 있다. 따라서, 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)는 관제 서버(200)로부터 수신한 항공기의 정보(예를 들어, 항공기의 기종, 고도, 속도, 현재 위치, 출발지, 도착지, 편명 등)를 받을 수 있다. 받은 정보에 기초하여, 해당 항공기의 위치가 해당 가정의 위치로부터 소정의 거리 내(예를 들면, 3km) 있는 경우 또는 해당 항공기의 고도가 일정 높이(예를 들면, 500m) 이하인 경우 등을 판단할 수 있다. 판단 결과에 기초하여 액티브 노이즈 캔슬링 기능을 활성화시킬 필요가 있음 판단할 수 있다. 반대로, 판단 결과 소음 저감 기능을 활성화 시킬 필요가 없음을 판단할 수도 있다. 실시 예들에 따라, 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)는 마이크(110)가 턴-온 되는 시간을 제어할 수 있다.
컨트롤러(120)는 소음 데이터를 이용하여 소음 데이터가 항공기(300)의 소음을 나타내는지를 판단할 수 있다(S130).
실시 예들에 따라, 컨트롤러(120)는 소음 데이터의 특징을 추출하고, 추출된 특징에 기초하여 소음 데이터가 항공기(300)의 소음을 나타내는지를 판단할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(120)는 소음 데이터로부터 추출된 특징과 항공기 소음의 기준 특징과의 유사도에 기초하여, 소음 데이터가 항공기(300)의 소음을 나타내는지를 판단할 수 있다. 즉, 소음 데이터의 특징이 미리 저장된 항공기의 소음을 나타내는 기준 특징과 유사한 경우, 소음 데이터가 항공기(300)의 소음을 나타내는 것으로 판단할 수 있다.
예컨대, 컨트롤러(120)는 푸리에 변환(fourier transfrom), 단시간 푸리에 변환(short-time fourier transform), MFCC(Mel frequency cepstral coefficient), Melspectogram(Mel-scaled power spectogram), Spectral-contrast 및 Tonnetz 중 적어도 하나의 알고리즘을 이용하여 소음 특징을 추출할 수 있다.
소음 데이터가 항공기 소음을 나타낼 때, 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)는 소음 데이터를 분석하고, 분석 결과에 따라 제어음 데이터를 생성할 수 있다(S140). 실시 예들에 따라, 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)는 인공지능 알고리즘에 기초하여 아래와 같은 방법에 따라 제어음 데이터를 생성할 수 있다. 제어음 데이터의 생성은 컨트롤러(120)에 의해 수행될 수 있다.
액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)는 측정된 소음 데이터를 변환하여 제어음 데이터를 생성할 수 있다. 실시 예들에 따라, 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)는 기 설정된 알고리즘에 따라 측정된 소음의 파형, 진폭 및 주파수를 변경함으로써 제어음 데이터를 생성할 수 있다.
또한, 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)는 소음 데이터와 가장 유사한 기준 소음 데이터를 선택하고, 선택된 가장 유사한 기준 소음 데이터에 기초하여 제어음 데이터를 생성할 수 있다. 컨트롤러(120)는 가장 유사한 기준 소음 데이터가 선택되면, 선택된 가장 유사한 기준 소음 데이터를 이용하여 제어음 데이터를 생성할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(120)는 선택된 가장 유사한 기준 소음 데이터의 파형을 반전시킴으로써 제어음 데이터를 생성할 수 있다. 또한, 컨트롤러(120)는 가장 유사한 기준 소음 데이터에 대한 제어음 데이터가 미리 생성되어 저장되어 있는 경우, 미리 저장된 제어음 데이터를 리드하여 이용할 수 있다.
예컨대, 컨트롤러(120)는 CNN(convolution neural network), DNN(deep neural network), RNN(recurrent neural network) 및 HNN(hybrid neural network) 등의 인공 신경망 알고리즘을 이용하여, 저장된 기준 소음 데이터 중에서 측정된 소음 데이터와 가장 유사한 기준 소음 데이터를 선택할 수 있다. 이 때, 기준 소음 데이터는 사전에 측정된 항공기 소음을 나타내는 데이터일 수 있다.
추가적으로, 컨트롤러(120)는 측정된 소음 데이터와 가장 유사한 기준 소음 데이터를 선택할 때, 획득된 항공기 정보를 이용할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(120)는 항공기 정보를 이용하여 기준 소음 데이터를 필터링할 수 있다. 컨트롤러(120)는 관제 서버(200)로부터 전달된 항공기 정보로부터, 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100) 주변의 설정된 범위 내를 운항하는 항공기를 식별할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(120)는 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)의 현재 위치를 기준으로 설정된 범위 내에 현재 존재하는 항공기들을 식별할 수 있다. 컨트롤러(120)는 저장된 기준 소음 데이터 중에서 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100) 주변의 설정된 범위 내를 운항하는 항공기에 의해 생성된 기준 소음 데이터를 측정된 소음 데이터와 가장 유사한 기준 소음 데이터를 선택할 때 사용할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(120)는 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100) 주변의 설정된 범위 내를 운항하는 항공기에 의해 생성된 기준 소음 데이터 중에서 측정된 소음 데이터와 가장 유사한 기준 소음 데이터를 선택할 수 있다. 동일한 항공기에 의해 발생한 소음들 간에는 서로 유사할 가능성이 높으므로, 이러한 기준 소음 데이터의 필터링에 따라 동일한 결과를 얻으면서 동시에 연산량이 감소할 수 있는 효과가 있다.
액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)는 제어음 데이터를 이용하여 제어음을 출력할 수 있다(S150). 실시 예들에 따라, 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)는 제어음 데이터에 해당하는 제어음을 출력하도록 스피커(130)를 제어할 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 항공기의 소음에 해당하는 소음 데이터를 인공지능 알고리즘을 통해 분석하고, 분석 결과에 따라 항공기의 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있는 제어음 데이터를 생성할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 항공기의 소음을 인식 및 분석하여 항공기의 소음을 저감시킬 수 있는 제어음을 발생시킬 수 있으므로, 항공기의 소음이 저감되는 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예들에 따른 액티브 노이즈 캔슬링 시스템을 나타낸다. 도 1과 달리, 도 4의 액티브 노이즈 캔슬링 시스템(10)은 관리 서버(400)를 더 포함하는 차이가 있다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)는 관리 서버(400)의 제어에 따라 작동할 수 있다. 실시 예들에 따라, 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)는 관리 서버(400)의 제어에 따라 소음을 측정하고, 반대파를 출력할 수 있다.
관리 서버(400)는 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)를 제어할 수 있다. 실시 예들에 따라, 관리 서버(400)는 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)로부터 소음 데이터를 수신하고, 수신된 소음 데이터를 이용하여 제어음 데이터를 생성하고, 제어음 데이터를 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)로 전송할 수 있다. 즉, 도 4의 관리 서버(400)는 도 3을 참조하여 설명된 단계 S110, S130 및 S140를 컨트롤러(120) 대신 수행한다는 점이 차이가 있다. 예컨대, 관리 서버(400)는 연산 처리 능력을 가지는 프로세서를 포함하고, 프로세서의 제어에 따라 다양한 연산들을 처리할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예들에 따른 액티브 노이즈 캔슬링 시스템의 데이터 플로우를 나타낸다. 도 1 내지 도 5를 참조하면, 관리 서버(400)는 관제 서버(200)로부터 항공기 정보를 수신할 수 있다(S210). 실시 예들에 따라, 관리 서버(400)는 일정한 주기로 또는 실시간으로 항공기 정보를 관제 서버(200)로 요청할 수 있다.
관리 서버(400)는 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)로 소음 측정 명령을 전송할 수 있다(S220). 실시 예들에 따라, 관리 서버(400)는 항공기 정보에 기초하여 설정된 범위 내에 항공기(300)가 존재할 때 소음 측정 명령을 전송할 수 있다. 예컨대, 관리 서버(400)는 항공기 정보에 포함된 항공기 위치에 기초하여, 항공기(300)가 특정 위치를 지날 때, 소음 측정 명령을 전송할 수 있다.
액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)는 소음 측정 명령에 응답하여 소음을 측정하고, 소음 데이터를 생성하고, 생성된 소음 데이터를 관리 서버로 전송할 수 있다(S230).
관리 서버(400)는 전송된 소음 데이터를 이용하여 소음 데이터가 항공기(300)의 소음을 나타내는지를 판단할 수 있다(S240). 실시 예들에 따라, 관리 서버(400)는 소음 데이터의 특징을 추출하고, 추출된 특징에 기초하여 소음 데이터가 항공기(300)의 소음을 나타내는지를 판단할 수 있다. 관리 서버(400)는 도 3을 참조하여 설명된 컨트롤러(120)와 같은 방식에 따라 소음 데이터가 항공기(300)의 소음을 나타내는지를 판단할 수 있다.
소음 데이터가 항공기 소음을 나타낼 때, 관리 서버(400)는 소음 데이터를 분석하고, 분석 결과에 따라 제어음 데이터를 생성할 수 있다(S250). 마찬가지로, 관리 서버(400)는 도 3을 참조하여 설명된 컨트롤러(120)와 같은 방식에 따라 제어음 데이터를 생성할 수 있다.
관리 서버(400)는 생성된 제어음 데이터와 제어음 출력 명령을 액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)로 전송할 수 있다(S260).
액티브 노이즈 캔슬링 장치(100)는 관리 서버(400)로부터 전송된 제어음 출력 명령과 제어음 데이터를 이용하여 제어음을 출력할 수 있다(S270).
본 발명의 실시 예들에 따르면, 항공기의 소음에 해당하는 소음 데이터를 인공지능 알고리즘을 통해 분석하고, 분석 결과에 따라 항공기의 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있는 제어음 데이터를 생성할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 항공기의 소음을 인식 및 분석하여 항공기의 소음을 저감시킬 수 있는 제어음을 발생시킬 수 있으므로, 항공기의 소음이 저감되는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예들에 따른 방법들은 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 저장되어 프로세서에 의해 실행될 수 있는 명령어들로 구현될 수 있다.
저장 매체는, 직접 및/또는 간접적이든, 원시 상태, 포맷화된 상태, 조직화된 상태 또는 임의의 다른 액세스 가능한 상태이든 관계없이, 관계형 데이터베이스, 비관계형 데이터베이스, 인-메모리(in-memory) 데이터베이스, 또는 데이터를 저장할 수 있고 저장 제어기를 통해 이러한 데이터에 대한 액세스를 허용할 수 있는 다른 적절한 데이터베이스와 같이 분산형을 포함하는 데이터베이스를 포함할 수 있다. 또한, 저장 매체는, 1차 저장 장치(storage), 2차 저장 장치, 3차 저장 장치, 오프라인 저장 장치, 휘발성 저장 장치, 비휘발성 저장 장치, 반도체 저장 장치, 자기 저장 장치, 광학 저장 장치, 플래시 저장 장치, 하드 디스크 드라이브 저장 장치, 플로피 디스크 드라이브, 자기 테이프, 또는 다른 적절한 데이터 저장 매체와 같은 임의의 타입의 저장 장치를 포함할 수 있다.
본 명세서에서, 명령어는 어셈블러 명령어, 명령어 세트 아키텍처(instruction-set-architecture, ISA) 명령어, 머신 명령어, 머신 의존 명령어, 마이크로 코드, 펌웨어 명령어, 상태 설정 데이터, 또는 Smalltalk, C++ 등과 같은 객체 지향 프로그래밍 언어 및 "C" 프로그래밍 언어 또는 유사한 프로그래밍 언어와 같은 종래의 절차적 프로그래밍 언어를 포함하는 하나 이상의 프로그래밍 언어의 임의의 조합으로 작성된 소스 코드 또는 객체 코드 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 액티브 노이즈 캔슬링 방법에 있어서,
    가정에 위치한 장치를 통해 소음을 측정하고, 소음 데이터를 생성하는 단계;
    소음 데이터가 항공기 소음을 나타내는지 여부를 판단하는 단계;
    소음 데이터가 항공기 소음을 나타낼 때, 소음 데이터에 대응되며 소음을 저감시키기 위한 제어음 데이터를 생성하는 단계; 및
    제어음 데이터를 이용하여 소음을 저감시키기 위한 제어음을 상기 장치를 통해 출력하는 단계를 포함하는, 액티브 노이즈 캔슬링 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    관제 서버에 상기 항공기의 항공 정보를 요청하여 상기 관제 서버로부터 상기 항공기의 항공 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는, 액티브 노이즈 캔슬링 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 소음 데이터가 항공기 소음을 나타내는지 여부를 판단하는 단계는,
    푸리에 변환(fourier transfrom), 단시간 푸리에 변환(short-time fourier transform), MFCC(Mel frequency cepstral coefficient), Melspectogram(Mel-scaled power spectogram), Spectral-contrast 및 Tonnetz 중 적어도 하나의 알고리즘을 이용하여 추출된 소음의 특징이 미리 저장된 항공기의 소음을 나타내는 기준 특징과 유사한지 여부를 기준으로 판단하는, 액티브 노이즈 캔슬링 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제어음 데이터를 생성하는 단계는,
    인공지능 알고리즘에 따라 측정된 소음의 파형, 진폭 및/또는 주파수를 변경하여 제어음 데이터를 생성하는, 액티브 노이즈 캔슬링 방법.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 제어음 데이터를 생성하는 단계는,
    상기 수신한 항공 정보에 기초하여 상기 가정으로부터 기설정된 거리 내에 항공기가 존재하는 경우, 상기 항공기의 고도가 기설정된 높이 이하인 경우 또는 상기 항공기의 속도가 기설정된 속도 이상인 경우에만 상기 제어음 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는, 액티브 노이즈 캔슬링 방법.
  6. 액티브 노이즈 캔슬링 시스템에 있어서,
    항공기의 항공 정보를 유선 또는 무선 통신을 통하여 전송하는 관제 서버; 및
    상기 전송된 항공 정보를 이용하여 상기 항공기의 소음을 저감시키고 공항 주변의 가정에 설치된 액티브 노이즈 캔슬링 장치를 포함하는, 액티브 노이즈 캔슬링 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 관제 서버로부터 상기 항공 정보를 수신하고, 상기 액티브 노이즈 캔슬링 장치와 유선 또는 무선으로 통신하여 상기 액티브 노이즈 캔슬링 장치를 제어하는 명령을 송신하는 관리 서버를 더 포함하고,
    상기 관리 서버는,
    상기 관제 서버에 상기 항공기의 항공 정보를 요청하여 상기 관제 서버로부터 상기 항공기의 항공 정보를 수신하고, 상기 소음 저감 장치로부터 수신한 소음 데이터가 항공기 소음을 나타내는지 여부를 판단하고, 소음 데이터가 항공기 소음을 나타낼 때 소음 데이터에 대응되며 소음을 저감시키기 위한 제어음 데이터를 생성하고, 상기 제어음을 상기 소음 저감 장치로 송신하는, 액티브 노이즈 캔슬링 시스템.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 항공 정보는 상기 항공기의 편명, 출발 시각, 도착 시간, 현재 위치, 속도 및/또는 고도를 포함하는, 액티브 노이즈 캔슬링 시스템.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 액티브 노이즈 캔슬링 장치는,
    상기 항공기가 발생시키는 소음을 측정하고, 해당 소음 신호를 생성하는 마이크;
    인공지능 알고리즘을 이용하여 상기 소음 신호에 대응되는 제어음 데이터를 생성하는 컨트롤러;
    상기 컨트롤러가 생성한 제어음 데이터를 이용하여 소음을 저감시키기 위한 제어음을 출력하는 스피커;
    상기 소음 신호, 상기 제어음 데이터를 저장하는 메모리; 및
    상기 관제 서버와의 통신을 수행하는 통신 회로를 포함하는, 액티브 노이즈 캔슬링 시스템.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 액티브 노이즈 캔슬링 장치는,
    상기 액티브 노이즈 캔슬링 장치의 위치를 인식하여, 위치 정보를 생성하는 위치 센서를 더 포함하는, 액티브 노이즈 캔슬링 시스템.
  11. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 있어서,
    컴퓨터 상에서 실행될 때, 제 1항 내지 제 5항 중 어느 하나의 항에 따른 액티브 노이즈 캔슬링 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 포함하는, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
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