KR20190016953A - 음향 처리 장치, 음향 처리 방법 및 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

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시게토시 하야시
고헤이 아사다
데츠노리 이타바시
가즈마 요시이
미츠히로 스즈키
신페이 츠치야
유시 야마베
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Abstract

[과제] 적은 비용으로 효과적으로 소음을 저감시키는 것이 가능한 음향 처리 장치를 제공한다.
[해결 수단] 유저의 귀부에 장착되는 하우징의 내부에 새어 들어오는 노이즈원으로부터의 제1 노이즈 신호를 집음하는 제1 집음부와, 제1 노이즈 신호에 기초하여 캔슬 포인트에 있어서의 노이즈를 저감시키기 위한 제1 노이즈 저감 신호를 형성하는 제1 신호 처리부와, 제1 의사 노이즈 신호에 대하여 캔슬 포인트에 있어서의 노이즈를 저감시키기 위한 제2 노이즈 저감 신호를 형성하는 제2 신호 처리부와, 제1 노이즈 저감 신호와 제2 노이즈 저감 신호를 가산하는 가산부와, 가산부의 출력을 하우징 내에 방음하는 방음부를 구비하고, 제1 의사 노이즈 신호는, 제1 집음부의 출력으로부터, 방음부로부터 제1 집음부까지의 전달 특성을 모방한 모의 전달 특성이 부여된 가산부의 출력을 감산한 신호인, 음향 처리 장치가 제공된다.

Description

음향 처리 장치, 음향 처리 방법 및 컴퓨터 프로그램
본 개시는 음향 처리 장치, 음향 처리 방법 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
이어폰이나 헤드폰 등을 통하여 악곡 등을 듣을 때, 외부 환경의 소음(노이즈)을 저감(캔슬)시켜, 청취자(유저)에게 양호한 악곡 재생 환경을 제공하는 노이즈 캔슬링 시스템이 알려져 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, 하우징의 내측에 설치된 마이크로폰을 사용한 피드백형 노이즈 캔슬링 방법과, 하우징의 외측에 설치된 마이크로폰을 사용한 피드 포워드형 노이즈 캔슬링 방법을 통합한 트윈형 소음 저감 장치가 제안되어 있다.
일본 특허 공개 제2008-116782호 공보
트윈형 소음 저감 장치는 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있다. 그러나, 트윈형 소음 저감 장치는, 하우징의 내측과 외측의 양쪽에 마이크로폰을 설치할 필요가 있어, 비용의 상승이나 디바이스 규모의 확대로 연결된다.
그래서, 본 개시에서는, 적은 비용으로 효과적으로 소음을 저감시키는 것이 가능한, 신규이면서도 개량된 음향 처리 장치, 음향 처리 방법 및 컴퓨터 프로그램을 제안한다.
본 개시에 의하면, 유저의 귀부에 장착되는 하우징의 내부로 새어 들어오는 노이즈원으로부터의 제1 노이즈 신호를 집음하는 제1 집음부와, 상기 제1 노이즈 신호에 기초하여 소정의 캔슬 포인트에 있어서의 노이즈를 저감시키기 위한 제1 노이즈 저감 신호를 형성하는 제1 신호 처리부와, 제1 의사(疑似) 노이즈 신호에 대하여 소정의 캔슬 포인트에 있어서의 노이즈를 저감시키기 위한 제2 노이즈 저감 신호를 형성하는 제2 신호 처리부와, 상기 제1 노이즈 저감 신호와 상기 제2 노이즈 저감 신호를 가산하는 가산부와, 상기 가산부의 출력을 상기 하우징 내에 방음(放音)하는 방음부를 구비하고, 상기 제1 의사 노이즈 신호는, 상기 제1 집음부의 출력으로부터, 상기 방음부로부터 상기 제1 집음부까지의 전달 특성을 모방한 모의 전달 특성이 부여된 상기 가산부의 출력을 감산한 신호인, 음향 처리 장치가 제공된다.
또한 본 개시에 의하면, 유저의 귀부에 장착되는 하우징의 내부에 새어 들어오는 노이즈원으로부터의 제1 노이즈 신호를 제1 집음부에서 집음하는 것과, 상기 제1 노이즈 신호에 기초하여 소정의 캔슬 포인트에 있어서의 노이즈를 저감시키기 위한 제1 노이즈 저감 신호를 형성하는 것과, 제1 의사 노이즈 신호에 대하여 소정의 캔슬 포인트에 있어서의 노이즈를 저감시키기 위한 제2 노이즈 저감 신호를 형성하는 것과, 상기 제1 노이즈 저감 신호와 상기 제2 노이즈 저감 신호를 가산하는 것과, 상기 가산한 후의 신호를 방음부로부터 상기 하우징 내에 방음시키는 것과, 상기 가산한 후의 신호에 상기 방음부로부터 상기 제1 집음부까지의 전달 특성을 모방한 모의 전달 특성을 부여하는 것을 포함하고, 상기 제1 의사 노이즈 신호는, 상기 제1 집음부의 출력으로부터, 상기 모의 전달 특성이 부여된 신호를 감산한 신호인, 음향 처리 방법이 제공된다.
또한 본 개시에 의하면, 제1 집음부에서 집음되는, 유저의 귀부에 장착되는 하우징의 내부에 새어 들어오는 노이즈원으로부터의 제1 노이즈 신호에 기초하여 소정의 캔슬 포인트에 있어서의 노이즈를 저감시키기 위한 제1 노이즈 저감 신호를 형성하는 것과, 제1 의사 노이즈 신호에 대하여 소정의 캔슬 포인트에 있어서의 노이즈를 저감시키기 위한 제2 노이즈 저감 신호를 형성하는 것과, 상기 제1 노이즈 저감 신호와 상기 제2 노이즈 저감 신호를 가산하는 것과, 상기 가산한 후의 신호를 방음부로부터 상기 하우징 내에 방음시키는 것과, 상기 가산한 후의 신호에 상기 방음부로부터 상기 제1 집음부까지의 전달 특성을 모방한 모의 전달 특성을 부여하는 것을 컴퓨터에 실행시키고, 상기 제1 의사 노이즈 신호는, 상기 제1 집음부의 출력으로부터, 상기 모의 전달 특성이 부여된 신호를 감산한 신호인, 컴퓨터 프로그램이 제공된다.
이상 설명한 바와 같이 본 개시에 의하면, 적은 비용으로 효과적으로 소음을 저감시키는 것이 가능한, 신규이면서도 개량된 음향 처리 장치, 음향 처리 방법 및 컴퓨터 프로그램을 제공할 수 있다.
또한, 상기 효과는 반드시 한정적인 것은 아니고, 상기 효과와 함께 또는 상기 효과 대신에, 본 명세서에 나타난 어느 효과, 또는 본 명세서로부터 파악될 수 있는 다른 효과가 발휘되어도 된다.
도 1은 CCT 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 행하는 소음 저감 장치(10)의 구성예를 나타내는 설명도이다.
도 2는 IMC 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 행하는 소음 저감 장치(100)의 구성예를 나타내는 설명도이다.
도 3은 피드 포워드 방식에 의한 노이즈 캔슬 처리의 신호 처리 블록을 나타내는 설명도이다.
도 4는 CCT 방식과 IMC 방식을 조합하여 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 행하는 소음 저감 장치(200)의 구성예를 나타내는 설명도이다.
도 5는 IMC 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리와, 피드 포워드 방식의 노이즈 캔슬 처리를 조합한 소음 저감 장치(300)의 구성예를 나타내는 설명도이다.
도 6은 피드 포워드 방식의 노이즈 캔슬 처리와, 더블 피드백 방식의 노이즈 캔슬 처리를 조합한 소음 저감 장치(300)의 구성예를 나타내는 설명도이다.
도 7은 피드 포워드 방식의 노이즈 캔슬 처리와, 더블 피드백 방식의 노이즈 캔슬 처리를 조합한 소음 저감 장치(300)의 구성예를 나타내는 설명도이다.
도 8은 노이즈의 패턴의 예를 나타내는 설명도이다.
도 9는 더블 피드백 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리와, 피드 포워드 방식의 노이즈 캔슬 처리를 조합한 소음 저감 장치(300)의 구성예를 나타내는 설명도이다.
도 10은 필터 회로(304)의 구성예를 나타내는 설명도이다.
도 11은 볼륨 페이더(311a, 311b)의 특성예를 나타내는 설명도이다.
도 12는 다중화된 IMC 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 행하는 소음 저감 장치(400)의 구성예를 나타내는 설명도이다.
도 13은 소음 저감 장치(200)의 구성예를 나타내는 설명도이다.
도 14는 소음 저감 장치(300)의 구성예를 나타내는 설명도이다.
도 15는 소음 저감 장치(500)의 구성예를 나타내는 설명도이다.
도 16은 소음 저감 장치(600)의 구성예를 나타내는 설명도이다.
도 17은 소음 저감 장치(700)의 구성예를 나타내는 설명도이다.
도 18은 소음 저감 장치(300)의 구성예를 나타내는 설명도이다.
도 19는 소음 저감 장치(300)의 구성예를 나타내는 설명도이다.
도 20은 소음 저감 장치(300)의 구성예를 나타내는 설명도이다.
도 21은 소음 저감 장치를 구비한 자동차용 시트(800)의 외관예를 나타내는 설명도이다.
이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 개시의 적합한 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 번호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.
또한, 설명은 이하의 순서로 행하기로 한다.
1. 본 개시의 실시 형태
1.1. 개요
1.2. 구성예
1.3. 변형예
2. 정리
<1. 본 개시의 실시 형태>
[1.1. 개요]
본 개시의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명하기 전에, 먼저 본 개시의 실시 형태의 개요를 설명한다.
이어폰이나 헤드폰 등을 통하여 악곡 등을 들을 때, 외부 환경의 소음(노이즈)을 저감(캔슬)시켜, 청취자(유저)에 대하여 양호한 악곡 재생 환경을 제공하는 노이즈 캔슬링 시스템이 알려져 있다. 특히, 휴대형 음악 플레이어가 보급되고 있는 요즘에는, 음악의 시청 환경은 주로 집밖이고, 헤드폰을 사용하여 음악을 듣는 유저가 많다. 그 때문에, 주위의 소음을 저감시켜, 소음 하에 있어서도 정적의 환경과 동일한 상황에서 음악을 청취 가능한 노이즈 캔슬 기능에 대한 요망이 높아지고 있다.
노이즈 캔슬 처리에는, 일반적으로 피드백형과 피드 포워드형이 알려져 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 피드백형과 피드 포워드형을 조합한 트윈형 노이즈 캔슬 처리를 행하는 기술도 제안되어 있다. 여기에서는 피드백형 노이즈 캔슬 처리의 개요를 설명한다.
피드백형 노이즈 캔슬 처리를 행하는 소음 저감 장치는, 고전 제어 이론에 기초하여 설계되는 경우가 많다. 이하의 설명에서는, 고전 제어 이론에 기초하는 피드백형 노이즈 캔슬 방식을, Classical Control Theory의 이니셜을 취해 CCT 방식이라고 칭하기로 한다.
도 1은, CCT 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 행하는 소음 저감 장치(10)의 구성예를 나타내는 설명도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 소음 저감 장치(10)는 마이크로폰(11)과, 필터 회로(12)와, 스피커(13)를 포함하여 구성된다.
마이크로폰(11)은 유저의 귀에 가깝다고 할 수 있는 위치에 마련되고, 유저의 귀에 가까운 위치의 소리를 집음한다. 따라서, 마이크로폰(11)은 귀에 달하려고 하는 외부의 소음을 집음한다. 마이크로폰(11)은 집음한 소리를 노이즈 신호 d로서 필터 회로(12)로 출력한다. 마이크로폰(11)에서 집음된 소리는, 필터 회로(12) 및 스피커(13)와 마이크로폰(11) 사이의 전달 함수 F를 경유하여, 마이크로폰(11)에 다시 집음된다. 따라서, 마이크로폰(11)과, 필터 회로(12)와, 스피커(13)에서, 소위 폐루프가 형성된다.
필터 회로(12)는, 마이크로폰(11)으로부터 출력되는 노이즈 신호에 대한 소정의 필터 처리를 실시하여, 유저의 귀에 달하는 외부의 소음을 제거하기 위한 노이즈 캔슬 신호를 생성한다. 필터 회로(12)는 마이크로폰(11)으로부터 출력되는 노이즈 신호에 대하여, 파라미터 β1에 의해 게인, 위상, 진폭 특성을 조작한다. 필터 회로(12)는 예를 들어 FIR(Finite Impulse Response) 필터로 구성되어 있어도 되고, IIR(Infinite Impulse Response) 필터로 구성되어 있어도 된다.
스피커(13)는, 필터 회로(12)로부터 출력되는 노이즈 캔슬 신호에 기초하여 진동판(도시하지 않음)이 진동함으로써 음성을 출력하는 구성으로 되어 있다. 스피커(13)로부터 출력되는 음성은, 외부의 소음과 함께 마이크로폰(11)에서 집음된다. 따라서, 마이크로폰(11)은, 노이즈 캔슬 신호에 기초하여 출력되는 음성에서는 미처 지우지 못한 노이즈에 상당하는 잔차 신호 y를 출력한다. 또한, 마이크로폰(11)과 스피커(13)는, 도시하지 않은 하우징(하우징)의 내측에 마련된다.
CCT 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리에 있어서의, 마이크로폰(11)의 위치에서의 잔차 신호 y에 대하여, 노이즈 신호 d와의 관계를 산출하면, 하기 수식 1과 같이 된다.
Figure pct00001
여기서, 수식 (1)에 있어서의 1/(1+β1)을 감도 함수라고 칭한다. 감도 함수가 0에 접근할수록, 마이크로폰(11)의 위치에서의 노이즈 신호 d는 저감되고, 잔차 신호 y는 0에 근접한다고 할 수 있다. 즉, CCT 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리는, 필터 회로(12)의 β1의 게인을 크게 취함으로써, 감도 함수의 분모가 커지고, 결과적으로 마이크로폰(11)의 위치에서의 노이즈 신호 d가 저감되는 처리라고 말할 수 있다.
이 피드백형 노이즈 캔슬 처리에, 피드 포워드형 노이즈 캔슬 처리를 더함으로써, 노이즈를 보다 저감시키는, 트윈형 소음 저감 장치에 관한 기술이 개시되어 있는 것은 전술한 바와 같다. 그러나, 트윈형 소음 저감 장치는, 하우징의 내측과 외측의 양쪽에 마이크로폰을 설치할 필요가 있어, 비용의 상승이나 디바이스 규모의 확대로 연결된다.
여기에서 본건 개시자는 상술한 점을 감안하여, 비용을 상승시키거나 디바이스 규모를 확대시키거나 하지 않고, 노이즈 저감의 질을 향상시키는 것이 가능한 기술에 대하여 예의 검토를 행하였다. 그 결과, 본건 개시자는 이하에서 설명한 바와 같이, 비용을 상승시키거나 디바이스 규모를 확대시키거나 하지 않고, 노이즈의 저감의 질을 향상시키는 것이 가능한 기술을 고안하기에 이르렀다.
이상, 본 개시의 실시 형태의 개요를 설명하였다. 계속하여 본 개시의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다.
[1.2. 구성예]
(내부 모델 제어 방식)
먼저, 내부 모델 제어 방식을 사용한 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 행하는 소음 저감 장치의 구성예를 설명한다. 이하의 설명에서는, 내부 모델 제어 방식을, Internal Model Control의 이니셜을 취하여 IMC 방식이라고도 칭한다.
도 2는, IMC 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 행하는 소음 저감 장치(100)의 구성예를 나타내는 설명도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 소음 저감 장치(100)는 마이크로폰(101)과, 특성 부여부(102)와, 감산부(103)와, 필터 회로(104)와, 스피커(105)를 포함하여 구성된다. 도 2에 도시한 소음 저감 장치(100)는, 도 1에 도시한 CCT 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 행하는 소음 저감 장치(10)와 비교하면, 특성 부여부(102) 및 감산부(103)가 추가되어 있는 구성으로 되어 있다.
마이크로폰(101)은 유저의 귀에 가깝다고 할 수 있는 위치에 마련되고, 유저의 귀에 가까운 위치의 소리를 집음한다. 따라서, 마이크로폰(101)은 귀에 달하려고 하는 외부의 소음을 집음한다. 마이크로폰(101)은 집음한 소리를 노이즈 신호 d로서 감산부(103)로 출력한다. 마이크로폰(101)에서 집음된 소리는, 감산부(103), 필터 회로(104) 및 스피커(105)와 마이크로폰(101) 사이의 전달 함수 F를 경유하여, 마이크로폰(101)에 다시 집음된다. 따라서, 마이크로폰(101)과, 감산부(103)와. 필터 회로(104)와, 스피커(105)로, 소위 폐루프가 형성된다.
특성 부여부(102)는 필터 회로(104)의 출력에 대하여 소정의 특성 F'를 부여하여 출력하는 회로이다. 이 특성 F'는 스피커(105)와 마이크로폰(101) 사이의 전달 함수 F를 모방한 특성이며, 전달 함수 F의 플랜트 모의 특성으로서 설계된다. 특성 부여부(102)는 필터 회로(104)의 출력에 대하여 소정의 특성 F'를 부여한 것을 감산부(103)로 출력한다.
감산부(103)는, 마이크로폰(101)로부터 출력되는 노이즈 신호로부터, 특성 부여부(102)의 출력을 감산한다. 감산부(103)는 감산 후의 신호를 필터 회로(104)로 출력한다.
필터 회로(104)는, 감산부(103)로부터 출력되는 신호에 대한 소정의 필터 처리를 실시하여, 유저의 귀에 달하는 외부의 소음을 제거하기 위한 노이즈 캔슬 신호를 생성한다. 필터 회로(104)는 감산부(103)로부터 출력되는 신호에 대하여, 파라미터 β2에 의해 게인, 위상, 진폭 특성을 조작한다. 필터 회로(104)는 예를 들어 FIR 필터로 구성되어 있어도 되고, IIR 필터로 구성되어 있어도 된다.
스피커(105)는, 필터 회로(104)로부터 출력되는 노이즈 캔슬 신호에 기초하여 진동판(도시하지 않음)이 진동함으로써 음성을 출력하는 구성으로 되어 있다. 스피커(105)로부터 출력되는 음성은, 외부의 소음과 함께 마이크로폰(101)에서 집음된다. 따라서, 마이크로폰(101)은, 노이즈 캔슬 신호에 기초하여 출력되는 음성에서는 미처 지우지 못한 노이즈에 상당하는 잔차 신호 y를 출력한다. 또한, 마이크로폰(101)과 스피커(105)는, 도시하지 않은 하우징(하우징)의 내측에 마련된다.
IMC 방식은, 낭비 시간을 포함하는 계의 제어에 주로 사용되는 제어 방식이다. 도 2에 도시한 바와 같이, IMC 방식의 특징으로서, 루프 내에 내부 모델을 갖는다는 점이 있다. 즉, 특성 F'를 부여하는 특성 부여부(102)가 내부 모델에 상당한다.
CCT 방식과 동일하게, IMC 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리에 있어서의, 마이크로폰(101)의 위치에서의 잔차 신호 y에 대하여, 노이즈 신호 d와의 관계를 산출하면, 하기 수식 2와 같아진다.
Figure pct00002
여기서, 수식 2에 있어서의 d와 y의 전달 함수를 감도 함수라고 칭한다. IMC 방식에 있어서, 내부 모델 F'는 플랜트 F에 근사한 것으로서 설계된다. 따라서, 근사적으로 F'=F가 성립되면, IMC 방식은, 감도 함수에 있어서의 분자의 항인 (1+β2F')를 최소화하는 필터를 설계하면 된다고 바꾸어 말할 수 있고,
CCT 방식과 IMC 방식에 대하여 정리하면, CCT 방식은 감도 함수의 분모를 크게 취하여, 제산에 의해 소음을 저감시키는 방식이라고 바꾸어 말할 수 있다. 또한 IMC 방식은 감도 함수의 분자를 감산함으로써 소음을 저감시키는 방식이라고 바꾸어 말할 수 있다.
IMC 방식은 피드 포워드 방식과 유사하다고 할 수 있다. 그 이유는 이하와 같다.
도 3은, 피드 포워드 방식에 의한 노이즈 캔슬 처리의 신호 처리 블록을 나타내는 설명도이다.
피드 포워드 방식에 의한 특성 G는, 노이즈원 N으로부터 참조 마이크(21)까지의 전달 함수를 나타내는 것으로 하고, 특성 G'는, 노이즈원 N으로부터 오차 마이크(22)까지의 전달 함수를 나타내는 것으로 한다. 또한, 스피커(24)와 오차 마이크(22) 사이의 전달 함수를 F라 한다. 또한 피드 포워드 방식의 소음 저감 필터 회로(23)의 게인을 α라 한다.
피드 포워드 방식에 있어서의 오차 마이크(22)의 위치에서의 잔차 신호를 최소화하기 위한 소음 저감 필터 회로(23)의 게인 α는, 하기 수식 3으로 나타낼 수 있다.
Figure pct00003
한편, 도 2에 도시한 IMC 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리에 있어서, 내부 모델 F'가 스피커(105)와 마이크로폰(101) 사이의 전달 함수 F와 일치하고, F'=F가 성립되면, 마이크로폰(101)의 위치에서의 잔차 신호를 최소화하는 필터 회로(104)의 게인 β2는, 하기 수식 4로 나타낼 수 있다.
Figure pct00004
수식 3과 수식 4를 비교하면, IMC 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리는, 참조 마이크와 오차 마이크가 동일하다고 간주한 경우의 피드 포워드 방식에 의한 노이즈 캔슬 처리와 등가라고 표현할 수 있다. 즉, IMC 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리는, 피드 포워드 방식에 의한 노이즈 캔슬 처리와 동등한 효과가 얻어지게 된다.
(CCT 방식과 IMC 방식의 조합)
IMC 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리는, 피드 포워드 방식에 의한 노이즈 캔슬 처리와 동등한 효과가 얻어진다면, CCT 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리와, IMC 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 조합함으로써, 상술한 트윈형 노이즈 캔슬 처리와 동등한 효과가, 하나의 마이크로폰만으로 얻어질 것이다.
도 4는, 본 개시의 실시 형태에 따른, CCT 방식과 IMC 방식을 조합하여 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 행하는 소음 저감 장치(200)의 구성예를 나타내는 설명도이다. CCT 방식과 IMC 방식을 조합한 피드백형 노이즈 캔슬 처리를, 더블 피드백 방식의 노이즈 캔슬 처리라고도 칭한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 소음 저감 장치(200)는 마이크로폰(201)과, 필터 회로(202, 205)와, 특성 부여부(203)와, 감산부(204)와, 가산부(206)와, 스피커(207)를 포함하여 구성된다.
마이크로폰(201)은 유저의 귀에 가깝다고 할 수 있는 위치에 마련되고, 유저의 귀에 가까운 위치의 소리를 집음한다. 따라서, 마이크로폰(201)은 귀에 달하려고 하는 외부의 소음을 집음한다. 마이크로폰(201)은 집음한 소리를 노이즈 신호 d로서 감산부(204)로 출력한다.
필터 회로(202)는, 감산부(204)로부터 출력되는 신호에 대한 소정의 필터 처리를 실시하여, 유저의 귀에 달하는 외부의 소음을 제거하기 위한 노이즈 캔슬 신호를 생성한다. 필터 회로(202)는 감산부(204)로부터 출력되는 신호에 대하여, 파라미터 β1에 의해 게인, 위상, 진폭 특성을 조작한다. 필터 회로(202)는 예를 들어 FIR 필터로 구성되어 있어도 되고, IIR 필터로 구성되어 있어도 된다.
필터 회로(205)는, 감산부(204)로부터 출력되는 신호에 대한 소정의 필터 처리를 실시하여, 유저의 귀에 달하는 외부의 소음을 제거하기 위한 노이즈 캔슬 신호를 생성한다. 필터 회로(205)는 감산부(204)로부터 출력되는 신호에 대하여, 파라미터 β2에 의해 게인, 위상, 진폭 특성을 조작한다. 필터 회로(205)는 예를 들어 FIR 필터로 구성되어 있어도 되고, IIR 필터로 구성되어 있어도 된다.
특성 부여부(203)는 가산부(206)의 출력에 대하여, 소정의 특성 F'를 부여하여 출력하는 회로이다. 이 특성 F'는, 스피커(207)와 마이크로폰(201) 사이의 전달 함수 F를 모방한 특성이며, 전달 함수 F의 플랜트 모의 특성으로서 설계된다. 특성 부여부(203)는 가산부(206)의 출력에 대하여, 소정의 특성 F'를 부여한 것을 감산부(204)로 출력한다.
감산부(204)는 마이크로폰(201)로부터 출력되는 노이즈 신호로부터, 특성 부여부(203)의 출력을 감산한다. 감산부(204)는 감산 후의 신호를 필터 회로(202, 205)로 출력한다.
가산부(206)는, 필터 회로(202)가 생성한 노이즈 캔슬 신호와, 필터 회로(205)가 생성한 노이즈 캔슬 신호를 가산한다. 가산부(206)는, 가산 후의 노이즈 캔슬 신호를 스피커(207)로 출력한다.
스피커(207)는, 가산부(206)로부터 출력되는 노이즈 캔슬 신호에 기초하여 진동판(도시하지 않음)이 진동함으로써 음성을 출력하는 구성으로 되어 있다. 스피커(207)로부터 출력되는 음성은, 외부의 소음과 함께 마이크로폰(201)에서 집음된다. 따라서, 마이크로폰(201)은, 노이즈 캔슬 신호에 기초하여 출력되는 음성에서는 미처 지우지 못한 노이즈에 상당하는 잔차 신호 y를 출력한다. 또한, 마이크로폰(201)과 스피커(207)은, 도시하지 않은 하우징(하우징)의 내측에 마련된다.
소음 저감 장치(200)에 있어서의 노이즈 신호 d와 잔차 신호 y의 감도 함수를 산출하면, 하기 수식 5와 같아진다.
Figure pct00005
수식 5의 감도 함수를 고찰하면, 더블 피드백 방식은, CCT 방식의 필터 회로(202)의 게인을 높이면 높일수록, 또한 IMC 방식의 필터 회로(205)의 게인이 F'의 역특성에 접근할수록, 소음이 저감되어, 잔차 신호 y는 0에 근접한다. 즉, 더블 피드백 방식은, 수식 5의 감도 함수에 있어서, 분모 및 분자의 양쪽항으로부터 소음의 저감이 도모되는 방식이라고 할 수 있다.
IMC 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리는, 피드 포워드 방식에 의한 노이즈 캔슬 처리와 동등한 효과가 얻어진다. 따라서, 도 4에 도시한 소음 저감 장치(200)는, CCT 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리와, IMC 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 조합함으로써, 상술한 트윈형 노이즈 캔슬 처리와 동등한 효과가 얻어진다. 또한, 도 4에 도시한 소음 저감 장치(200)는 하나의 마이크로폰(201)만으로, 상술한 트윈형 노이즈 캔슬 처리와 동등한 효과가 얻어진다.
(피드 포워드 방식과 IMC 방식의 조합)
IMC 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리는, CCT 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리와 조합할 수 있지만, 피드 포워드 방식의 노이즈 캔슬 처리와 조합할 수도 있다.
도 5는, 본 개시의 실시 형태에 따른, IMC 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리와, 피드 포워드 방식의 노이즈 캔슬 처리를 조합한 소음 저감 장치(300)의 구성예를 나타내는 설명도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 소음 저감 장치(300)는 마이크로폰(301과 305)과, 필터 회로(304, 306)와, 특성 부여부(302)와, 감산부(303)와, 가산부(307)와, 스피커(308)를 포함하여 구성된다. 도 5에서는, 노이즈원 N으로부터 마이크로폰(305)까지의 전달 함수를 G, 노이즈원 N으로부터 마이크로폰(301)까지의 전달 함수를 G'로서 정의되어 있다. 즉, 여기까지의 설명에서 사용한 도면에 있어서의 노이즈 신호 d는, d=NG'로서 파악할 수 있다.
마이크로폰(301), 특성 부여부(302), 감산부(303) 및 필터 회로(304)는, 도 2에 도시한 IMC 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 행하는 소음 저감 장치(100)와 동등한 것이다.
마이크로폰(305) 및 필터 회로(306)는 피드 포워드 방식의 노이즈 캔슬 처리를 행하기 위한 것이다. 노이즈원 N으로부터의 소음은 마이크로폰(305)에서 집음되어 노이즈 신호로서 필터 회로(306)로 출력된다. 필터 회로(306)는 노이즈 신호에 기초하여 피드 포워드 방식에 의한 노이즈 캔슬 처리를 행하고, 노이즈 캔슬 신호를 가산부(307)로 출력한다. 가산부(307)는, 필터 회로(304, 306)가 출력하는 노이즈 캔슬 신호를 가산하여 스피커(308)로 출력한다. 또한, 마이크로폰(301)과 스피커(308)는, 도시하지 않은 하우징(하우징)의 내측에 마련되고, 마이크로폰(305)은 하우징(하우징)의 외측에 마련된다.
도 5에 도시한 소음 저감 장치(300)는, IMC 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리와, 피드 포워드 방식의 노이즈 캔슬 처리를 조합함으로써, 각각을 단독으로 사용하는 경우보다도 더욱 우수한 소음 저감 효과를 도모할 수 있다.
(피드 포워드 방식과 더블 피드백 방식의 조합)
피드 포워드 방식의 노이즈 캔슬 처리를, 더블 피드백 방식의 노이즈 캔슬 처리와 조합함으로써, 더욱 우수한 소음 저감 효과를 도모할 수 있다.
도 6은, 본 개시의 실시 형태에 따른, 피드 포워드 방식의 노이즈 캔슬 처리와, 더블 피드백 방식의 노이즈 캔슬 처리를 조합한 소음 저감 장치(300)의 구성예를 나타내는 설명도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 소음 저감 장치(300)는 마이크로폰(301과 305)과, 필터 회로(304, 306, 309)와, 특성 부여부(302)와, 감산부(303)와, 가산부(307, 310)와, 스피커(308)를 포함하여 구성된다. 도 6에서도, 노이즈원 N으로부터 마이크로폰(305)까지의 전달 함수를 G, 노이즈원 N으로부터 마이크로폰(301)까지의 전달 함수를 G'로서 정의되어 있다.
도 6에 나타낸 소음 저감 장치(300)는 도 5에 도시한 소음 저감 장치(300)에, 필터 회로(309) 및 가산부(310)가 추가된 구성을 갖는다. 마이크로폰(301), 특성 부여부(302), 감산부(303), 필터 회로(304, 309) 및 가산부(310)는, 도 4에 도시한 더블 피드백 방식의 노이즈 캔슬 처리를 행하는 소음 저감 장치(200)와 동등한 것이다.
도 6에 나타낸 소음 저감 장치(300)에 있어서의 노이즈원 N으로부터의 소음과 잔차 신호 y 사이의 감도 함수를 산출하면, 수식 6에 나타낸 바와 같아진다.
Figure pct00006
수식 6의 감도 함수로부터 명백해진 바와 같이, 피드 포워드 방식과 더블 피드백 방식을 조합한 노이즈 캔슬 처리는, 더블 피드백 방식에 피드 포워드 방식의 항이 추가된 것으로 파악하는 것이 가능하다. 따라서, 피드 포워드 방식과 더블 피드백 방식을 조합한 노이즈 캔슬 처리는, IMC 방식으로 저감시킨 잔차 신호에 비하여, 더욱 피드 포워드 방식으로 저감시킬 수 있다. 즉, 도 6에 나타낸 소음 저감 장치(300)는, 더블 피드백 방식 단체의 노이즈 캔슬 처리에 비해 더욱 우수한 소음 저감 효과를 도모할 수 있다.
(노이즈 환경에 대응한 노이즈 캔슬 처리)
상술한 각각의 소음 저감 장치에는, 마이크로폰에서 집음된 음성의 디지털 신호를 해석하고, 해석 결과에 기초하여 최적의 소음 저감 필터를 선택하는 처리가 더하여져도 된다.
도 7은, 본 개시의 실시 형태에 따른, 더블 피드백 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리와, 피드 포워드 방식의 노이즈 캔슬 처리를 조합한 소음 저감 장치(300)의 구성예를 나타내는 설명도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 소음 저감 장치(300)는 마이크로폰(301, 305)과, 필터 회로(304, 306, 309)와, 특성 부여부(302)와, 감산부(303)와, 가산부(307, 310)와, 스피커(308)와, 노이즈 분석부(320)와, 최적 필터 계수 평가부(330)와, 메모리 컨트롤러(340)와, 메모리(350)를 포함하여 구성된다. 도 7에서도, 노이즈원 N으로부터 마이크로폰(305)까지의 전달 함수를 G, 노이즈원 N으로부터 마이크로폰(301)까지의 전달 함수를 G'로서 정의하고 있다.
노이즈 분석부(320)는, 마이크로폰(305)이 집음하여 출력한 디지털의 노이즈 신호의 분석을 행한다. 노이즈 분석부(320)는, 노이즈 신호의 분석을 행함으로써 노이즈 신호 중에, 어떤 주파수대에 어느 정도의 노이즈가 존재하고 있는지 여부를 파악할 수 있다.
도 8은, 노이즈의 패턴의 예를 나타내는 설명도이다. 도 8에는, 3개의 노이즈의 패턴 N1, N2, N3을 나타내었지만, 물론 노이즈의 패턴은 그러한 예에 한정되는 것은 아니다. 이와 같이, 간단히 노이즈라고 해도 다양한 패턴의 노이즈가 있다. 효과적으로 노이즈 저감을 도모하기 위해서는, 노이즈의 에너지가 집중되어 있는 주파수대에 있어서, 노이즈 캔슬 처리를 실시해야 한다. 그 때문에 노이즈 분석부(320)에 의해 노이즈 신호의 분석을 행한다.
최적 필터 계수 평가부(330)는, 노이즈 분석부(320)에 의한 노이즈 신호의 분석 결과에 기초하여, 노이즈 캔슬 효과가 가장 양호하게 얻어지는 필터 계수를 결정한다. 그리고 메모리 컨트롤러(340)는, 메모리(350)에 저장되어 있는, 필터 회로(304, 306, 309)를 위한 필터 계수를, 최적 필터 계수 평가부(330)에 의한 필터 계수의 결정 결과에 기초하여 판독하여, 판독한 필터 계수를 필터 회로(304, 306, 309)에 설정한다. 또한, 최적 필터 계수 평가부(330)는, 필터 회로(304, 306, 309)의 전부가 아니라, 적어도 어느 것에 대하여, 노이즈 캔슬 효과가 가장 양호하게 얻어지는 필터 계수를 결정해도 된다.
도 7에 나타낸 예에서는, 피드 포워드 방식에 의한 노이즈 캔슬 처리를 위한 마이크로폰(305)에서 집음된 노이즈 신호에 대하여 분석을 행하였지만, 본 개시는 그러한 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 피드백 방식에 의한 노이즈 캔슬 처리를 위한 마이크로폰(301)에서 집음된 노이즈 신호에 대하여 분석을 행해도 된다.
도 9는, 더블 피드백 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리와, 피드 포워드 방식의 노이즈 캔슬 처리를 조합한 소음 저감 장치(300)의 구성예를 나타내는 설명도이다.
도 9에 나타낸 소음 저감 장치(300)는 노이즈 분석부(320)와, 최적 필터 계수 평가부(330)와, 메모리 컨트롤러(340)와, 메모리(350)를 포함하여 구성되는 점에서는 도 7에 나타낸 소음 저감 장치(300)의 구성과 동일하다. 그러나, 노이즈 분석부(320)는, 감산부(303)로부터의 출력을 입력하고 있는 점에서, 도 7에 나타낸 소음 저감 장치(300)의 구성과 상이하다.
마이크로폰(301)로부터의 출력이 아니라, 감산부(303)로부터의 출력을 노이즈 분석부(320)에 입력하고 있는 것은, IMC 방식의 패스와의 차분을 사용함으로써, 본래의 노이즈 신호에 가까운 성분을 취출할 수 있기 때문이다.
필터 회로(304, 306, 309)의 필터 계수를 변경할 때에는, 돌발적인 변경은 바람직하지 않다. 돌발적인 변경은, 전환 시에 이음이 발생하는 경우가 있어, 이 이음이 청취자에게 불쾌감을 느끼게 하는 경우가 있다.
그래서, 필터 회로(304, 306, 309)는 몇 가지의 필터 영역을 병행하여 보유해도 된다. 도 10은, 필터 회로(304)의 구성예를 나타내는 설명도이다. 도 10에 도시한 필터 회로(304)는, 2개의 필터 영역(304a, 304b)을 갖고 있다. 또한 필터 영역(304a, 304b)의 후단에는 볼륨 페이더(311a, 311b)와, 볼륨 페이더(311a, 311b)의 각각의 출력을 가산하는 가산부(312)가 마련되어 있다.
예를 들어, 필터 영역(304a)으로부터 필터 영역(304b)으로 전환하는 경우, 갑자기 필터 영역(304a)으로부터 필터 영역(304b)으로 전환하는 것이 아니라, 볼륨 페이더(311a, 311b)를 조절하여 매끄럽게 전환한다. 볼륨 페이더(311a, 311b)를 조절하여 매끄럽게 전환함으로써, 필터 영역(304a)으로부터 필터 영역(304b)으로 전환할 때의 이음 발생을 방지하고, 청취자에게 불쾌감을 기억시키는 것을 방지할 수 있다.
더블 피드백형 노이즈 캔슬 처리에 있어서의 IMC 방식의 필터 회로(304)의 전환에는, 이 볼륨 페이더(311a, 311b)를 사용한 필터의 전환을 행해도 된다. 도 11은, 볼륨 페이더(311a, 311b)의 특성예를 나타내는 설명도이다. 도 11에는, 볼륨 페이더(311a)의 출력 F1과, 볼륨 페이더(311b)의 출력 F2가 나타나 있다. 도 11에 도시한 예에서는, 볼륨 페이더(311a)의 출력을 1배로부터 서서히 저하시켜 최종적으로 0으로 하고, 반대로 볼륨 페이더(311b)의 출력을 0배로부터 서서히 상승시켜 최종적으로 1로 하고 있다. 물론, 볼륨 페이더(311a, 311b)의 특성은 그러한 예에 한정되는 것은 아니다.
(IMC 방식의 다중화)
계속해서, IMC 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리의 다중화에 대하여 설명한다. 도 12는, 다중화된 IMC 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 행하는 소음 저감 장치(400)의 구성예를 나타내는 설명도이다. 도 12에서는, IMC 방식을 2개 조합한 이중 IMC 방식을 예시하지만, IMC 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리는 3개 이상의 다중화를 행해도 된다.
도 12에 도시한 바와 같이, 소음 저감 장치(400)는 마이크로폰(401)과, 특성 부여부(402, 406)와, 감산부(403, 405)와, 필터 회로(404, 407)와, 가산부(408)와, 스피커(409)를 포함하여 구성된다.
도 12에 나타낸 소음 저감 장치(400)는, 도 2에 도시한 IMC 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 행하는 소음 저감 장치(100)에, 또한 IMC 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 행하기 위한 구성을 추가한 것이다. 즉, 소음 저감 장치(100)에, 특성 부여부(406), 감산부(405), 필터 회로(407)를 추가한 것이 도 12에 나타낸 소음 저감 장치(400)의 구성으로 된다.
다른 시점으로부터 IMC 방식을 고찰하면, IMC 방식은 내부 모델을 사용하여, 자신의 계층의 영향을 제거하고, 복원된 신호에 대하여 신호 처리를 실시할 수 있는 처리라고 생각된다. 즉, 도 2에 도시한 소음 저감 장치(100)에서는, 특성 부여부(102)가 부여하는 내부 모델 F'의 목적은, 드라이버(스피커(105))로부터 출력된 신호의 영향을 제거하고, 노이즈 신호 d를 재현하는 데 있다.
도 12로 설명을 복귀시키면, 다중화 IMC 방식은, 내부 모델 F'에 의한 피드백 패스를 2개 보유하고 있다. 전술한 바와 같이, IMC 방식에 의한 내부 모델 제어를 사용하면 자신의 계층의 영향을 배제할 수 있다. 즉, 도 12의 point1에서는 드라이버(스피커(409))로부터의 출력 신호의 영향이 제거되어, 노이즈 신호 d가 복원되게 된다.
한편, point2에 대하여 착안하면, 게인 β2를 부여하는 필터 회로(407)에 있어서의 계층(편의상 제2 계층이라고 칭함)의 영향을 내부 모델 F'에 의해 배제하고 있기 때문에, 게인 β1을 부여하는 필터 회로(404)에 의한 계층(편의상 제1 계층이라고 칭함)에 의해 소음된 잔차 신호만이 복원된다. 이것은, 바꾸어 말하면 제1 계층에서 완전히 저감시킬 수 없었던 잔차 신호에 대하여 다시, 제2 계층에 있어서 소음 저감 처리를 실시하는 것이 가능하다고 바꾸어 말할 수 있다. 따라서, 도 12에 나타낸 구성에 의해, IMC 방식의 다중화가 가능해진다.
도 12에 나타낸 소음 저감 장치(400)에 있어서의 노이즈원 N으로부터의 노이즈 신호 d와 잔차 신호 y 사이의 감도 함수를 산출하면, 수식 7에 나타낸 바와 같아진다.
Figure pct00007
수식 7을 보면, 분자에 있어서의 2항을 β1 및 β2를 사용하여 0에 접근시킬 수 있기 때문에, 도 12에 나타낸 소음 저감 장치(400)는 IMC 방식에 의한 소음 저감 효과를 다중화한 것이라고 할 수 있다.
또한, IMC 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 다중화하면, 각각의 계층에서, 소음을 저감시킬 타깃의 주파수대를 변화시킬 수 있다. CCT 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 다중화해도, 동일한 주파수대에 있어서의 소음 저감 효과를 증강시킬 수는 있지만, 소음을 저감시킬 타깃의 주파수대를 변화시킬 수는 없다. 한편, IMC 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 다중화하면, 파라미터 β1, β2의 설정에 의해, 소음을 저감시킬 타깃의 주파수대를 변화시킬 수 있으므로, 더 넓은 범위에서 소음을 저감시키는 효과가 있다.
또한, 도 12에는, 다중화된 IMC 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 행하는 소음 저감 장치(400)의 구성예를 나타내었지만, 다중화된 IMC 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리에, CCT 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 행하는 구성 또는 피드 포워드형 노이즈 캔슬 처리를 행하는 구성 중 어느 것, 또는 그 양쪽의 구성을 더해도 된다.
(IMC 방식과 모니터의 공존)
계속해서, IMC 방식과 모니터의 공존 방법에 대하여 설명한다.
마이크를 갖는 액티브 헤드폰을 사용하는 유저에 있어서, 주위의 환경 소리를 확인하면서, 불필요한 음성은 소음을 저감시키고자 하는 요망은 매우 높다고 생각된다. 상술한 더블 피드백 방식을 사용하면, CCT 방식에서 유저가 요망하지 않는 대역의 소음을 저감시키면서, IMC 방식으로 모니터용 신호 처리 필터를 사용하여, 신호를 동상으로 부가함으로써 모니터를 실현할 수 있다.
도 13은, 소음 저감 장치(200)의 구성예를 나타내는 설명도이다. 도 13에 나타낸 것은, IMC 방식의 루프에 있어서의 필터 회로(211)(필터 계수 γ)를, 소음 저감이 아니라, 모니터 용도로서 사용한 경우의 신호 처리 블록이다. 필터 회로(211)는, 노이즈를 저감시키기 위해서가 아니라, 신호를 동상으로 부가하기 위해서 마련된다. 물론, 마이크로폰(201)에서 집음되는 음성은, 헤드폰에 있어서의 새어나오는 소리이므로, 모니터 소리에는 적합하지 않을 가능성도 있다.
그래서, 피드 포워드 방식과 더블 피드백 방식을 조합한 경우에 있어서, 하우징의 외측에 배치되어 있는 마이크로폰의 신호를 모니터 용도로서 사용하고, 더블 피드백 방식을 사용하여 불필요한 주파수 대역의 소음을 보다 효율적으로 저감시킬 수도 있다.
도 14는, 소음 저감 장치(300)의 구성예를 나타내는 설명도이다. 도 14에 도시한 것은, 피드 포워드 방식의 필터 회로(311)(필터 계수 γ)를 모니터 용도로서 사용한 경우의 신호 처리 블록이다. 필터 회로(311)는, 노이즈를 저감시키기 위해서가 아니라, 신호를 동상으로 부가하기 위해서 마련된다. 또한, IMC 방식은 피드 포워드 방식과 동일하게, 타깃 주파수의 튜닝이 가능하고, 도 14에 도시한 소음 저감 장치(300)는 청취자에게 있어서 불필요한 주파수를 선택하여 저감시킬 수 있다.
(뮤직 캔슬러에 대한 응용)
여기까지, IMC 방식을 사용한 노이즈 캔슬 처리를 행하는 소음 저감 장치에 대하여 설명하였다. 계속해서, 음향 처리 장치의 외부로부터 공급되는 뮤직 신호를 캔슬하는 뮤직 캔슬러에 대한 응용예를 설명한다.
도 15는, 본 개시의 실시 형태에 따른 소음 저감 장치(500)의 구성예를 나타내는 설명도이다. 도 15에 도시한 바와 같이, 소음 저감 장치(500)는 마이크로폰(501)과, 특성 부여부(502)와, 감산부(503)와, 필터 회로(504)와, 가산부(505)와, 스피커(506)를 포함하여 구성된다.
마이크로폰(501)은 유저의 귀에 가깝다고 할 수 있는 위치에 마련되고, 유저의 귀에 가까운 위치의 소리를 집음한다. 따라서, 마이크로폰(501)은 귀에 달하려고 하는 외부의 소음을 집음한다. 마이크로폰(501)은 집음한 소리를 노이즈 신호 d로서 감산부(503)로 출력한다.
특성 부여부(502)는 뮤직 m에 대하여, 소정의 특성 F1'를 부여하여 출력하는 회로이다. 이 특성 F1'는, 스피커(506)와 마이크로폰(501) 사이의 전달 함수 F1을 모방한 특성이며, 전달 함수 F1의 플랜트 모의 특성으로서 설계된다. 특성 부여부(502)는 뮤직 m에 대하여, 소정의 특성 F1'를 부여한 것을 감산부(503)로 출력한다.
감산부(503)는 마이크로폰(501)으로부터 출력되는 노이즈 신호로부터, 특성 부여부(502)의 출력을 감산한다. 감산부(503)는 감산 후의 신호를 필터 회로(504)로 출력한다.
필터 회로(504)는, 감산부(503)로부터 출력되는 신호에 대한 소정의 필터 처리를 실시하여, 유저의 귀에 달하는 외부의 소음을 제거하기 위한 노이즈 캔슬 신호를 생성한다. 필터 회로(504)는 감산부(503)로부터 출력되는 신호에 대하여, 파라미터 β에 의해 게인, 위상, 진폭 특성을 조작한다. 필터 회로(504)는 예를 들어 FIR 필터로 구성되어 있어도 되고, IIR 필터로 구성되어 있어도 된다.
가산부(505)는, 음향 처리 장치의 외부로부터 공급되는 뮤직 m에, 필터 회로(504)가 생성한 노이즈 캔슬 신호를 가산한다.
스피커(506)는, 가산부(505)로부터 출력되는 노이즈 캔슬 신호에 기초하여 진동판(도시하지 않음)이 진동함으로써 음성을 출력하는 구성으로 되어 있다. 스피커(506)로부터 출력되는 음성은, 외부의 소음과 함께 마이크로폰(201)에서 집음된다. 따라서, 마이크로폰(501)은, 노이즈 캔슬 신호에 기초하여 출력되는 음성에서는 미처 지우지 못한 노이즈에 상당하는 잔차 신호 y를 출력한다. 또한, 마이크로폰(501)과 스피커(506)는, 도시하지 않은 하우징(하우징)의 내측에 마련된다.
소음 저감 장치(500)에 있어서의 노이즈 신호 d와, 뮤직 m, 잔차 신호 y의 감도 함수를 산출하면, 하기 수식 8과 같아진다.
Figure pct00008
뮤직 캔슬러를 사용하면, 소음 저감 장치(500)에 있어서의 CCT 방식의 루프 중에 뮤직 성분이 혼입되지 않는다. 그 때문에, 소음 저감 장치(500)는 뮤직에 대한 이퀄라이저는 불필요해진다(또는 미세 조정만으로 충분함).
수식 8에 있어서의 뮤직 성분으로부터는, F1과 F1'이 등가이면 β가 제외된다. 따라서, 수식 8로부터도, 소음 저감 장치(500)의 뮤직 캔슬러는 유용하다고 할 수 있다.
또한, 도 15에는, CCT 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 행하는 구성만을 도시하였지만, CCT 방식으로 바꾸어 IMC 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 행하는 구성이어도 되고, 더블 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 행하는 구성이어도 된다.
계속하여 피드 포워드 루프의 캔슬러에 대하여 설명한다. 도 16은, 본 개시의 실시 형태에 따른 소음 저감 장치(600)의 구성예를 나타내는 설명도이다. 도 16에 도시한 바와 같이, 소음 저감 장치(600)는 마이크로폰(601, 602)과, 필터 회로(603, 606)와, 특성 부여부(604)와, 감산부(605)와, 가산부(607)와, 스피커(608)를 포함하여 구성된다.
소음 저감 장치(600)에 있어서의 노이즈 신호 N과, 잔차 신호 z의 감도 함수를 산출하면, 하기 수식 9와 같아진다.
Figure pct00009
피드 포워드 루프의 캔슬러에 있어서 부여되는 특성 F1'는, 스피커(608)와 마이크로폰(601) 사이의 전달 함수 F1을 모방한 특성이다. 피드 포워드 루프의 캔슬러를 사용하면, 소음 저감 장치(600)에 있어서의 CCT 방식의 루프 중에 피드 포워드 성분이 혼입되지 않는다. 또한, 특성 F1'를 사용함으로써, 개인차 및 장착 오차의 요인이 되는 F1의 성분을 제외할 수 있다. 또한, 수식 9에 있어서의 마지막 식은, F1'가 F1과 동등한 것으로서, 하나 앞의 식의 F1'를 F1로 치환하여 정리한 것이다.
또한, 도 16에는, CCT 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 행하는 구성만을 도시하였지만, CCT 방식으로 바꾸어 IMC 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 행하는 구성이어도 되고, 더블 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 행하는 구성이어도 된다.
이 뮤직 캔슬러와 피드 포워드 캔슬러를 조합하는 것도 가능하다. 도 17은, 본 개시의 실시 형태에 따른 소음 저감 장치(700)의 구성예를 나타내는 설명도이다. 도 17에 도시한 바와 같이, 소음 저감 장치(700)는 마이크로폰(701, 702)과, 필터 회로(703, 706)와, 특성 부여부(704)와, 감산부(705)와, 가산부(707, 709)와, 스피커(708)를 포함하여 구성된다. 도 17에 나타낸 구성은, 도 15에 도시한 뮤직 캔슬러를 구비하는 소음 저감 장치(500)와, 도 16에 나타낸 피드 포워드 캔슬러를 조합한 것으로 되어 있다.
소음 저감 장치(700)는, 도 17에 나타낸 구성을 가짐으로써, 뮤직 캔슬러와 피드 포워드 캔슬러의 양쪽의 기능을 갖는다.
또한, 도 17에는, CCT 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 행하는 구성만을 도시하였지만, CCT 방식으로 바꾸어 IMC 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 행하는 구성이어도 되고, 더블 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 행하는 구성이어도 된다.
(모의 특성 F'의 검출 결과를 사용한 노이즈 캔슬 처리)
상술한 IMC 방식을 사용한 노이즈 캔슬 처리에서는, 특성 F를 모방한 특성 F'를 사용하여 노이즈 캔슬 신호를 생성하고 있다. 그러나, 특성 F는 변동 요소를 포함하고 있다. 그 때문에, 특성 F와 특성 F'의 오차가 커지면, 상정한 노이즈 캔슬 효과를 얻지 못할 가능성이 있다.
그래서, IMC 방식을 사용한 노이즈 캔슬 처리를 행하는 소음 저감 장치는, 특성 F'의 상태를 검출하여, 검출 결과에 따라서 노이즈 캔슬 신호의 게인을 낮추거나, 또한 노이즈 캔슬 처리를 정지하거나 해도 된다.
도 18은, 본 개시의 실시 형태에 따른 소음 저감 장치(300)의 구성예를 나타내는 설명도이다. 도 18에 나타낸 것은, 도 6에 나타낸 소음 저감 장치(300)에, 검출부(361)와, 페이더(362)가 추가된 소음 저감 장치(300)의 구성예이다.
검출부(361)는, 감산부(303)가 출력하는, 특성 F'가 부여된 신호의 상태를 검출한다. 구체적으로는, 검출부(361)는, 특성 F'가 부여된 신호의 상태를 검출하고, 특성 F와 특성 F'의 오차의 상태를 검출한다. 검출부(361)는, 감산부(303)의 출력에 대하여, 예를 들어 시간축 신호, 주파수축 신호, 엔벨로프, 파워값 등을 사용하여 신호의 상태를 검출해도 된다.
페이더(362)는, 검출부(361)의 검출 결과에 기초하여, 가산부(307)가 출력하는 노이즈 캔슬 신호의 게인을 변화시킨다. 예를 들어, 검출부(361)의 검출의 결과, 특성 F와 특성 F'의 오차가 소정의 범위 내이면, 페이더(362)는, 가산부(307)가 출력하는 노이즈 캔슬 신호의 게인은 변화시키지 않는다. 그러나, 검출부(361)의 검출의 결과, 특성 F와 특성 F'의 오차가 소정의 범위를 초과하여 이상 상태가 되면, 페이더(362)는, 가산부(307)가 출력하는 노이즈 캔슬 신호의 게인을 1배 미만으로 한다. 페이더(362)는, 특성 F와 특성 F'의 오차의 크기에 따라서 게인의 저하량을 변화시켜도 된다. 또한, 페이더(362)는, 특성 F와 특성 F'의 오차가 더욱 소정의 범위를 초과하여 커지면, 게인을 0배, 즉, 가산부(307)가 출력하는 노이즈 캔슬 신호를 출력시키지 않도록 해도 된다.
도 19는, 본 개시의 실시 형태에 따른 소음 저감 장치(300)의 다른 구성예를 나타내는 설명도이다. 도 19에 나타낸 소음 저감 장치(300)는, 도 18에 나타낸 소음 저감 장치(300)와 동일한 구성을 갖고 있지만, 검출부(361)는, 감산부(303)가 출력하는 신호에 더하여, 뮤직 신호 M을 입력하고 있다. 그리고 검출부(361)는, 특성 F'가 부여된 신호의 상태를 검출하지만, 그 때, 상술한 시간축 신호, 주파수축 신호, 엔벨로프, 파워값 등 이외에도, 뮤직 신호 M과의 상관을 사용해도 된다. 그리고 페이더(362)는, 검출부(361)의 검출 결과에 따라서, 가산부(307)가 출력하는 노이즈 캔슬 신호에 부여하는 게인을 변화시킨다.
도 20은, 본 개시의 실시 형태에 따른 소음 저감 장치(300)의 다른 구성예를 나타내는 설명도이다. 도 20에 나타낸 소음 저감 장치(300)는, 도 18에 나타낸 소음 저감 장치(300)와 동일한 구성을 갖고 있지만, 검출부(361)는, 감산부(303)가 출력하는 신호에 더하여, 마이크로폰(305)으로부터의 출력을 입력하고 있다. 그리고 검출부(361)는, 특성 F'가 부여된 신호의 상태를 검출하지만, 그 때, 상술한 시간축 신호, 주파수축 신호, 엔벨로프, 파워값 등 이외에도, 마이크로폰(305)으로부터의 출력과의 상관, 마이크로폰(305)으로부터의 출력과의 차분, 마이크로폰(305)으로부터의 출력과의 비율 등을 사용해도 된다. 그리고 페이더(362)는, 검출부(361)의 검출 결과에 따라서, 가산부(307)가 출력하는 노이즈 캔슬 신호에 부여하는 게인을 변화시킨다.
이와 같이, 특성 F'가 부여된 신호의 상태를 검출하여, 그 검출 결과에 따라서 노이즈 캔슬 신호에 부여하는 게인을 변화시킴으로써, 소음 저감 장치(300)는 특성 F와 특성 F'의 오차가 커진 경우에는, 노이즈 캔슬 효과를 조금 약화시키거나, 또한 노이즈 캔슬 처리를 일시적으로 정지시키거나 할 수 있다.
(자동차의 시트에 대한 응용)
상술한 IMC 방식을 사용한 노이즈 캔슬 처리를 행하는 소음 저감 장치는, 헤드폰뿐만 아니라 기타 분야에도 응용할 수 있다. 여기에서는, 자동차의 시트에, 상술한 소음 저감 장치 중 어느 것을 구비함으로써, 차 내로 새어 전달되오는 소음을 제거할 수 있는 예를 설명한다.
도 21은, 상술한 소음 저감 장치 중 어느 것을 구비한 자동차용 시트(800)의 외관예를 나타내는 설명도이다. 도 21에는, 자동차용 시트(800)의 헤드 레스트(810)에, 스피커(802a, 802b)가 구비됨과 함께, 마이크로폰(801a, 801b)도 구비되어 있다. 자동차용 시트(800)는 운전석, 조수석, 뒷좌석 중 어느 좌석으로서도 사용할 수 있다.
마이크로폰(801a, 801b)은, 상술한 소음 저감 장치와 동일하게, 유저의 귀에 가깝다고 할 수 있는 위치에 마련되고, 유저의 귀에 가까운 위치의 소리를 집음한다. 또한, 도 21에는 2개의 마이크로폰(801a, 801b)을 도시하였지만, 본 개시는 그러한 예에 한정되는 것은 아니며, 자동차용 시트(800)에 마련되는 마이크로폰의 수는 1개여도 되고, 또한 3개 이상이어도 된다. 스피커(802a, 802b)는, 마이크로폰(801a, 801b)이 집음한 소리를 캔슬하기 위한 노이즈 캔슬링 신호에 기초한 소리를 출력한다.
도 21에 나타낸 자동차용 시트(800)는 이러한 구조를 가짐으로써, 차 내로 새어 전달되어, 자동차의 탑승원이 느끼는 소음을 캔슬할 수 있다. 특히, 상술한 IMC 방식에 의한 피드백형 노이즈 캔슬 처리나, 더블 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 행하는 소음 저감 장치를 구비함으로써, 도 21에 나타낸 자동차용 시트(800)는 저비용이며, 또한 우수한 소음 저감 특성을 자동차의 탑승원에게 제공할 수 있다.
<2. 정리>
이상 설명한 바와 같이 본 개시의 실시 형태에 의하면, IMC 방식에 의한 노이즈 캔슬 처리를 행하는 소음 저감 장치가 제공된다. IMC 방식에 의한 노이즈 캔슬 처리를 행하는 소음 저감 장치는, 하우징의 외측에 마이크로폰을 구비하여, 유저의 귀에 전달되는 소음을 저감시키는 소음 저감 장치와 동등한 효과를 얻을 수 있다.
또한 본 개시의 실시 형태에 의하면, 종래의 CCT 방식에 의한 노이즈 캔슬 처리에, IMC 방식에 의한 노이즈 캔슬 처리를 조합한 더블 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 행하는 소음 저감 장치가 제공된다. 더블 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 행하는 소음 저감 장치는, 하나의 마이크로폰으로 종래의 트윈형 노이즈 캔슬 처리와 동등한 효과가 얻어진다. 따라서, 더블 피드백형 노이즈 캔슬 처리를 행하는 소음 저감 장치는, 추가의 하드웨어를 필요로 하지 않으므로, 적은 비용으로 효과적으로 소음을 저감시키는 것이 가능해진다.
또한 본 개시의 실시 형태에 의하면, 더블 피드백형 노이즈 캔슬 처리에, 피드 포워드 방식의 노이즈 캔슬 처리를 조합한 소음 저감 장치가 제공된다. 관련되는 소음 저감 장치는, 더블 피드백형 노이즈 캔슬 처리에, 피드 포워드 방식의 노이즈 캔슬 처리를 조합함으로써, 더 한층의 소음 저감 효과를 기대할 수 있다.
IMC 방식에 의한 노이즈 캔슬 처리는, 피드 포워드 방식에 의한 노이즈 캔슬 처리와 마찬가지로, 주파수마다 세밀한 튜닝이 가능하다. 따라서, IMC 방식에 의한 노이즈 캔슬 처리를 행하는 소음 저감 장치는, 노이즈의 내용에 따라서 필터 특성을 전환함으로써, 복수의 모드를 동적으로 대응시키는 것이 가능해진다.
IMC 방식에 의한 노이즈 캔슬 처리는, 특성의 계층의 영향을 제거한다는 처리이기도 하다. 따라서, IMC 방식에 의한 노이즈 캔슬 처리를 행하는 소음 저감 장치는, 내부 모델을 복수의 계층으로 배치하고, 잔차 신호를 복원함으로써, IMC 방식에 의한 노이즈 캔슬 처리를 다중화할 수 있다.
본 명세서의 각 장치가 실행하는 처리에 있어서의 각 스텝은, 반드시 시퀀스도 또는 흐름도로서 기재된 순서에 따라서 시계열로 처리할 필요는 없다. 예를 들어, 각 장치가 실행하는 처리에 있어서의 각 스텝은, 흐름도로서 기재한 순서와 상이한 순서로 처리되어도, 병렬적으로 처리되어도 된다.
또한, 각 장치에 내장되는 CPU, ROM 및 RAM 등의 하드웨어를, 상술한 각 장치의 구성과 동등한 기능을 발휘시키기 위한 컴퓨터 프로그램도 제작 가능하다. 또한, 해당 컴퓨터 프로그램을 기억시킨 기억 매체도 제공되는 것이 가능하다. 또한, 기능 블록도에서 나타낸 각각의 기능 블록을 하드웨어 또는 하드웨어 회로로 구성함으로써, 일련의 처리를 하드웨어 또는 하드웨어 회로로 실현할 수도 있다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 개시의 적합한 실시 형태에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 개시의 기술적 범위는 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 개시의 기술 분야에 있어서의 통상의 지식을 갖는 사람이면, 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있음은 명확하고, 이들에 대해서도, 당연히 본 개시의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다.
또한, 본 명세서에 기재된 효과는, 어디까지나 설명적 또는 예시적인 것으로서 한정적이지는 않다. 즉, 본 개시에 관한 기술은, 상기 효과와 함께 또는 상기 효과 대신에, 본 명세서의 기재로부터 당업자에게는 명확한 다른 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 이하와 같은 구성도 본 개시의 기술적 범위에 속한다.
(1)
유저의 귀부에 장착되는 하우징의 내부에 새어 들어오는 노이즈원으로부터의 제1 노이즈 신호를 집음하는 제1 집음부와,
상기 제1 노이즈 신호에 기초하여 소정의 캔슬 포인트에 있어서의 노이즈를 저감시키기 위한 제1 노이즈 저감 신호를 형성하는 제1 신호 처리부와,
제1 의사 노이즈 신호에 대하여 소정의 캔슬 포인트에 있어서의 노이즈를 저감시키기 위한 제2 노이즈 저감 신호를 형성하는 제2 신호 처리부와,
상기 제1 노이즈 저감 신호와 상기 제2 노이즈 저감 신호를 가산하는 가산부와,
상기 가산부의 출력을 상기 하우징 내에 방음하는 방음부
를 구비하고,
상기 제1 의사 노이즈 신호는, 상기 제1 집음부의 출력으로부터, 상기 방음부로부터 상기 제1 집음부까지의 전달 특성을 모방한 모의 전달 특성이 부여된 상기 가산부의 출력을 감산한 신호인, 음향 처리 장치.
(2)
상기 하우징의 외부에 마련되고, 상기 노이즈원으로부터의 제2 노이즈 신호를 수음하는 제2 집음부와,
상기 제2 집음부에서 집음된 상기 제2 노이즈 신호에 기초하여 상기 캔슬 포인트에 있어서의 노이즈를 저감시키기 위한 제3 노이즈 저감 신호를 형성하는 제3 신호 처리부
를 더 구비하고,
상기 가산부는 상기 제1 노이즈 저감 신호, 상기 제2 노이즈 저감 신호 및 상기 제3 노이즈 저감 신호를 가산하는, 상기 (1)에 기재된 음향 처리 장치.
(3)
상기 제2 노이즈 신호를 분석하는 분석부와,
상기 분석부의 분석 결과에 기초하여 상기 제1 내지 제3 신호 처리부 중 적어도 어느 하나에서 사용되는 필터를 선택하는 선택부
를 더 구비하는, 상기 (2)에 기재된 음향 처리 장치.
(4)
상기 제1 의사 노이즈 신호를 분석하는 분석부와,
상기 분석부의 분석 결과에 기초하여 상기 제1 내지 제3 신호 처리부 중 적어도 어느 하나에서 사용되는 필터를 선택하는 선택부
를 더 구비하는, 상기 (2)에 기재된 음향 처리 장치.
(5)
상기 필터의 전환 시에 출력을 서서히 변화시키는 변화부를 구비하는, 상기 (4)에 기재된 음향 처리 장치.
(6)
상기 제1 신호 처리부를 n개(n은 2 이상의 정수) 구비하고,
각각의 상기 제1 신호 처리부는, 상기 제1 집음부의 출력으로부터, 상기 모의 전달 특성이 부여된 상기 제1 신호 처리부의 출력을 감산한 제n 의사 노이즈 신호에 기초하여 제n 노이즈 저감 신호를 형성하는, 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 한 항에 기재된 음향 처리 장치.
(7)
상기 제2 신호 처리부는, 상기 제2 노이즈 저감 신호의 형성 대신에 상기 제1 의사 노이즈 신호와 동상의 신호를 형성하는, 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 한 항에 기재된 음향 처리 장치.
(8)
상기 제3 신호 처리부는, 상기 제3 노이즈 저감 신호의 형성 대신에 상기 제2 노이즈 신호와 동상의 신호를 형성하는, 상기 (2) 또는 (3) 중 어느 한 항에 기재된 음향 처리 장치.
(9)
외부로부터의 음향 신호에 대하여 상기 모의 전달 특성을 부여하는 제4 신호 처리부를 더 구비하고,
상기 제1 신호 처리부는, 상기 제1 노이즈 신호로부터, 상기 제4 신호 처리부의 출력을 감산한 것에 기초하여 제1 노이즈 저감 신호를 형성하는, 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 한 항에 기재된 음향 처리 장치.
(10)
상기 제3 노이즈 저감 신호에 대하여 상기 모의 전달 특성을 부여하는 제4 신호 처리부를 더 구비하고,
상기 제1 신호 처리부는, 상기 제1 노이즈 신호로부터, 상기 제4 신호 처리부의 출력을 감산한 것에 기초하여 제1 노이즈 저감 신호를 형성하는, 상기 (2) 내지 (9) 중 어느 한 항에 기재된 음향 처리 장치.
(11)
상기 제4 신호 처리부는, 또한 외부로부터의 음향 신호에 대하여 상기 모의 전달 특성을 부여하는, 상기 (10)에 기재된 음향 처리 장치.
(12)
상기 제1 의사 노이즈 신호의 상태를 검출하는 검출부와,
상기 검출부의 검출 결과에 기초하여 상기 가산부의 출력을 조정하는 조정부
를 구비하는, 상기 (1) 내지 (11) 중 어느 한 항에 기재된 음향 처리 장치.
(13)
상기 검출부는, 외부로부터의 음향 신호에 기초하여 상기 제1 의사 노이즈 신호의 상태를 검출하는, 상기 (12)에 기재된 음향 처리 장치.
(14)
상기 제1 의사 노이즈 신호의 상태를, 상기 제3 노이즈 저감 신호에 기초하여 검출하는 검출부와,
상기 검출부의 검출 결과에 기초하여 상기 가산부의 출력을 조정하는 조정부
를 구비하는, 상기 (2) 내지 (11) 중 어느 한 항에 기재된 음향 처리 장치.
(15)
상기 검출부는, 외부로부터의 음향 신호에 기초하여 상기 제1 의사 노이즈 신호의 상태를 검출하는, 상기 (14)에 기재된 음향 처리 장치.
(16)
유저의 귀부에 장착되는 하우징의 내부에 새어 들어오는 노이즈원으로부터의 제1 노이즈 신호를 제1 집음부에서 집음하는 것과,
상기 제1 노이즈 신호에 기초하여 소정의 캔슬 포인트에 있어서의 노이즈를 저감시키기 위한 제1 노이즈 저감 신호를 형성하는 것과,
제1 의사 노이즈 신호에 대하여 소정의 캔슬 포인트에 있어서의 노이즈를 저감시키기 위한 제2 노이즈 저감 신호를 형성하는 것과,
상기 제1 노이즈 저감 신호와 상기 제2 노이즈 저감 신호를 가산하는 것과,
상기 가산한 후의 신호를 방음부로부터 상기 하우징 내에 방음시키는 것과,
상기 가산한 후의 신호에 상기 방음부로부터 상기 제1 집음부까지의 전달 특성을 모방한 모의 전달 특성을 부여하는 것
을 포함하고,
상기 제1 의사 노이즈 신호는, 상기 제1 집음부의 출력으로부터, 상기 모의 전달 특성이 부여된 신호를 감산한 신호인, 음향 처리 방법.
(17)
제1 집음부에서 집음되는, 유저의 귀부에 장착되는 하우징의 내부에 새어 들어오는 노이즈원으로부터의 제1 노이즈 신호에 기초하여 소정의 캔슬 포인트에 있어서의 노이즈를 저감시키기 위한 제1 노이즈 저감 신호를 형성하는 것과,
제1 의사 노이즈 신호에 대하여 소정의 캔슬 포인트에 있어서의 노이즈를 저감시키기 위한 제2 노이즈 저감 신호를 형성하는 것과,
상기 제1 노이즈 저감 신호와 상기 제2 노이즈 저감 신호를 가산하는 것과,
상기 가산한 후의 신호를 방음부로부터 상기 하우징 내에 방음시키는 것과,
상기 가산한 후의 신호에 상기 방음부로부터 상기 제1 집음부까지의 전달 특성을 모방한 모의 전달 특성을 부여하는 것
을 컴퓨터에 실행시키고,
상기 제1 의사 노이즈 신호는, 상기 제1 집음부의 출력으로부터, 상기 모의 전달 특성이 부여된 신호를 감산한 신호인, 컴퓨터 프로그램.
100: 소음 저감 장치
101: 마이크로폰
102: 특성 부여부
103: 감산부
104: 필터 회로
105: 스피커
200: 소음 저감 장치
201: 마이크로폰
202: 필터 회로
203: 특성 부여부
204: 감산부
205: 필터 회로
206: 가산부
207: 스피커
800: 자동차용 시트
801a: 마이크로폰
801b: 마이크로폰
802a: 스피커
802b: 스피커
810: 헤드 레스트

Claims (17)

  1. 유저의 귀부에 장착되는 하우징의 내부에 새어 들어오는 노이즈원으로부터의 제1 노이즈 신호를 집음하는 제1 집음부와,
    상기 제1 노이즈 신호에 기초하여 소정의 캔슬 포인트에 있어서의 노이즈를 저감시키기 위한 제1 노이즈 저감 신호를 형성하는 제1 신호 처리부와,
    제1 의사 노이즈 신호에 대하여 소정의 캔슬 포인트에 있어서의 노이즈를 저감시키기 위한 제2 노이즈 저감 신호를 형성하는 제2 신호 처리부와,
    상기 제1 노이즈 저감 신호와 상기 제2 노이즈 저감 신호를 가산하는 가산부와,
    상기 가산부의 출력을 상기 하우징 내에 방음하는 방음부
    를 구비하고,
    상기 제1 의사 노이즈 신호는, 상기 제1 집음부의 출력으로부터, 상기 방음부로부터 상기 제1 집음부까지의 전달 특성을 모방한 모의 전달 특성이 부여된 상기 가산부의 출력을 감산한 신호인, 음향 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하우징의 외부에 마련되고, 상기 노이즈원으로부터의 제2 노이즈 신호를 수음하는 제2 집음부와,
    상기 제2 집음부에서 집음된 상기 제2 노이즈 신호에 기초하여 상기 캔슬 포인트에 있어서의 노이즈를 저감시키기 위한 제3 노이즈 저감 신호를 형성하는 제3 신호 처리부
    를 더 구비하고,
    상기 가산부는 상기 제1 노이즈 저감 신호, 상기 제2 노이즈 저감 신호 및 상기 제3 노이즈 저감 신호를 가산하는, 음향 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2 노이즈 신호를 분석하는 분석부와,
    상기 분석부의 분석 결과에 기초하여 상기 제1 내지 제3 신호 처리부 중 적어도 어느 하나에서 사용되는 필터를 선택하는 선택부
    를 더 구비하는, 음향 처리 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1 의사 노이즈 신호를 분석하는 분석부와,
    상기 분석부의 분석 결과에 기초하여 상기 제1 내지 제3 신호 처리부 중 적어도 어느 하나에서 사용되는 필터를 선택하는 선택부
    를 더 구비하는, 음향 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 필터의 전환 시에 출력을 서서히 변화시키는 변화부를 구비하는, 음향 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 신호 처리부를 n개(n은 2 이상의 정수) 구비하고,
    각각의 상기 제1 신호 처리부는, 상기 제1 집음부의 출력으로부터, 상기 모의 전달 특성이 부여된 상기 제1 신호 처리부의 출력을 감산한 제n 의사 노이즈 신호에 기초하여 제n 노이즈 저감 신호를 형성하는, 음향 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2 신호 처리부는, 상기 제2 노이즈 저감 신호의 형성 대신에 상기 제1 의사 노이즈 신호와 동상의 신호를 형성하는, 음향 처리 장치.
  8. 제2항에 있어서, 상기 제3 신호 처리부는, 상기 제3 노이즈 저감 신호의 형성 대신에 상기 제2 노이즈 신호와 동상의 신호를 형성하는, 음향 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서, 외부로부터의 음향 신호에 대하여 상기 모의 전달 특성을 부여하는 제4 신호 처리부를 더 구비하고,
    상기 제1 신호 처리부는, 상기 제1 노이즈 신호로부터, 상기 제4 신호 처리부의 출력을 감산한 것에 기초하여 제1 노이즈 저감 신호를 형성하는, 음향 처리 장치.
  10. 제2항에 있어서, 상기 제3 노이즈 저감 신호에 대하여 상기 모의 전달 특성을 부여하는 제4 신호 처리부를 더 구비하고,
    상기 제1 신호 처리부는, 상기 제1 노이즈 신호로부터, 상기 제4 신호 처리부의 출력을 감산한 것에 기초하여 제1 노이즈 저감 신호를 형성하는, 음향 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제4 신호 처리부는, 또한 외부로부터의 음향 신호에 대하여 상기 모의 전달 특성을 부여하는, 음향 처리 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1 의사 노이즈 신호의 상태를 검출하는 검출부와,
    상기 검출부의 검출 결과에 기초하여 상기 가산부의 출력을 조정하는 조정부
    를 구비하는, 음향 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 검출부는, 외부로부터의 음향 신호에 기초하여 상기 제1 의사 노이즈 신호의 상태를 검출하는, 음향 처리 장치.
  14. 제2항에 있어서, 상기 제1 의사 노이즈 신호의 상태를, 상기 제3 노이즈 저감 신호에 기초하여 검출하는 검출부와,
    상기 검출부의 검출 결과에 기초하여 상기 가산부의 출력을 조정하는 조정부
    를 구비하는, 음향 처리 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 검출부는, 외부로부터의 음향 신호에 기초하여 상기 제1 의사 노이즈 신호의 상태를 검출하는, 음향 처리 장치.
  16. 유저의 귀부에 장착되는 하우징의 내부에 새어 들어오는 노이즈원으로부터의 제1 노이즈 신호를 제1 집음부에서 집음하는 것과,
    상기 제1 노이즈 신호에 기초하여 소정의 캔슬 포인트에 있어서의 노이즈를 저감시키기 위한 제1 노이즈 저감 신호를 형성하는 것과,
    제1 의사 노이즈 신호에 대하여 소정의 캔슬 포인트에 있어서의 노이즈를 저감시키기 위한 제2 노이즈 저감 신호를 형성하는 것과,
    상기 제1 노이즈 저감 신호와 상기 제2 노이즈 저감 신호를 가산하는 것과,
    상기 가산한 후의 신호를 방음부로부터 상기 하우징 내에 방음시키는 것과,
    상기 가산한 후의 신호에 상기 방음부로부터 상기 제1 집음부까지의 전달 특성을 모방한 모의 전달 특성을 부여하는 것
    을 포함하고,
    상기 제1 의사 노이즈 신호는, 상기 제1 집음부의 출력으로부터, 상기 모의 전달 특성이 부여된 신호를 감산한 신호인, 음향 처리 방법.
  17. 제1 집음부에서 집음되는, 유저의 귀부에 장착되는 하우징의 내부에 새어 들어오는 노이즈원으로부터의 제1 노이즈 신호에 기초하여 소정의 캔슬 포인트에 있어서의 노이즈를 저감시키기 위한 제1 노이즈 저감 신호를 형성하는 것과,
    제1 의사 노이즈 신호에 대하여 소정의 캔슬 포인트에 있어서의 노이즈를 저감시키기 위한 제2 노이즈 저감 신호를 형성하는 것과,
    상기 제1 노이즈 저감 신호와 상기 제2 노이즈 저감 신호를 가산하는 것과,
    상기 가산한 후의 신호를 방음부로부터 상기 하우징 내에 방음시키는 것과,
    상기 가산한 후의 신호에 상기 방음부로부터 상기 제1 집음부까지의 전달 특성을 모방한 모의 전달 특성을 부여하는 것
    을 컴퓨터에 실행시키고,
    상기 제1 의사 노이즈 신호는, 상기 제1 집음부의 출력으로부터, 상기 모의 전달 특성이 부여된 신호를 감산한 신호인, 컴퓨터 프로그램.
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