ANC 기술 분류
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능동 소음 제어 기술 분류 I
Single-Channel ANC vs. Multi-Channel ANC
- 01 Single-Channel ANC
- reference 마이크가 없거나 1개의 reference 마이크 사용
- 1개의 control 스피커 사용
- 1개의 error 마이크 사용
- 1(0) reference mic x 1 control speaker x 1 error mic
- 02 Multi-Channel ANC
- 1개 이상 reference 마이크 사용
- 1개 이상의 control 스피커 사용
- 1개 이상의 error 마이크 사용
- J reference mic x K control speaker x M error mic (e.g. 12 x 8 x 8)
Multi-Channel ANC가 왜 필요한가?
- 좁은 Quiet Zone을 극복하기 위해 Quiet Zone을 오버랩 시켜서 Quiet Zone을 넓힘
능동 소음 제어 기술 분류 II
- 01 Feedforward ANC
- reference 마이크가 존재
- reference 마이크 신호를 사전 정보로 이용하여 random noise 제거 가능
- 02 Feedback ANC
- reference 마이크가 없음
- 잡음 신호의 과거 값들로 예측하는 일종의 predictor로 작용
- 주기성이 강한 noise만 제거
- 03 Hybrid ANC
- feedforward와 feedback를 결합
- reference 마이크 신호와 상관성이 없는 잡음이 error 마이크에 존재할 경우 성능이 개선됨
- 좋은 성능을 보이나 연산량이 증가
능동 소음 제어 기술 분류 III
- 01 Sample Processing ANC
- Sample 단위로 처리함으로서 출력 Latency가 최소화됨
- 단순한 FxLMS는 샘플 단위로 처리, 즉 신호의 시간적 통계적 특성을 활용하지 않음
- 구현 시 interrupt 기반으로 동작, 많은 interrupt overhead
- 신호의 시간적 통계적 특성을 이용하는 개선된 알고리즘
- Filtered-x Recursive Least Square(FxRLS) : Autocorrelation Matrix의 역행렬 계산을 포함, 매우 많은 연산량
- Filtered-x Affine Projection : FxLMS와 FxRLS의 중간적인 알고리즘
- 02 Block Processing ANC
- FFT 기반의 Fast Convolution을 통한 연산량 감소, 연산량이 많은 다채널 ANC에 유용
- Block buffering에서 기인하는 출력 Latency 및 적응 필터 update latency가 증가됨
- 구현 시 DMA 기반으로 동작, 적은 interrupt overhead
- Frequency-domain algorithm : Frequency-domain Block FxLMS(FBFxLMS)
- Block 단위처리에서 얻는 신호의 시간적 통계적 특성을 이용
- 대표적인 알고리즘
- Self-Orthogonalized FBFxLMS : 용이한 Diagonalized Autocorrelation Matrix의 역행렬 계산
- Subband FxLMS : Filter-bank 기반의 알고리즘, Decimation을 통한 연산량 감소
- 03 Hybrid Processing ANC
- ANC 제어기 출력은 Time-domain에서 sample processing을 함
- 제어기 적응 필터 update는 Frequency-domain에서 block processing을 함
- 출력 latency는 없으나 적응 필터 update latency는 존재함
- 잡음의 특성이 시간적으로 빠르게 변화할 경우 불리함
- Block 단위 처리에서 얻는 신호의 시간적 통계적 특성을 이용
- 대표적인 알고리즘
- Time-Frequency FxLMS (Delayless Frequency-domain FxLMS)
- Delayless Subband FxLMS