JP2023530860A - オーディオ認識を活用した能動型音響機器 - Google Patents

Abstract

本発明はオーディオ認識を活用した能動型音響機器に関し、外部端末機からオーディオデータを入力するデータ入力部；入力されたオーディオデータを出力する出力部；外部で発生したオーディオ信号を感知するオーディオ感知部；オーディオ感知部で感知されたオーディオ信号を判断する判断部；および判断部から判断された情報に基づいて前記データ入力部で入力されたオーディオデータの出力を制御する制御部；を含むことを特徴とする。

Description

本発明はオーディオ認識を活用した能動型音響機器に関する。詳細には、人工知能アルゴリズムによってオーディオ認識を通じて能動型で音響調節が可能な音響機器に関する。

従来のイヤホンおよびヘッドホンによると、使用者がオーディオを聴取中に外部で発生する騒音によってオーディオ聴覚に妨害となる問題点がある。これを解決するために、使用者は手動で音量調節およびノイズキャンセリング機能をオンオフさせることによってイヤホンを制御することができる。しかし、従来の音量調節およびノイズキャンセリング機能は、使用者が手動で状況に応じて随時調整をしなければならないため、煩雑であるという問題点がある。また、使用者の意図でノイズキャンセリング機能を設定した場合、使用者は危険状況を認知できないという問題点がある。したがって、このような問題点を解決するために、本発明は外部で発生するオーディオ認識を活用して、人工知能アルゴリズムを利用した能動型音響機器を提案しようとする。

大韓民国登録特許１０－１３５７９３５号（２０１４．０１．２４．登録）

前記の問題を解決するために、本発明は人工知能アルゴリズムによる能動型音響機器を提供することを目的とする。

また、周辺環境を認識して自動で音響調節またはノイズキャンセリング機能をオンオフさせる能動型音響機器を提供することを目的とする。

また、危険信号の発生時、ノイズキャンセリング機能を自動で中断する能動型音響機器を提供することを目的とする。

使用者の耳に少なくとも一部分挿入されるイヤーキャップ；外部端末機からオーディオデータを入力するデータ入力部；入力されたオーディオデータを出力する出力部；外部で発生したオーディオ信号を感知するオーディオ感知部；オーディオ感知部で感知されたオーディオ信号を分析してオーディオ信号のクラスおよび大きさを判断する判断部；および判断部から判断された情報に基づいて前記データ入力部で入力されたオーディオデータの出力を制御する制御部；を含むことを特徴とする、能動型音響機器。

本発明によると、使用者のパターンと外部の騒音の種類および大きさを判別して人工知能アルゴリズムによる能動型音響調節またはノイズキャンセリングをオンオフできる音響機器を提供することができる。

最終的に、使用者の手動操作がなくても音響またはノイズキャンセリング機能が調節され、周辺の状況などに応じて学習された人工知能アルゴリズムが音響を自動調節できる効果がある。

本発明の一実施例に係る音響機器のシステムを示した概略図である。 本発明の一実施例に係る音響機器を示した図面である。 本発明の一実施例に係る音響機器の構成を示したブロック図である。 本発明の第１実施例に係る音響機器のシステムを示した概略図である。

使用者の耳に少なくとも一部分挿入されるイヤーキャップ１０；
外部端末機からオーディオデータを入力するデータ入力部１２０；
入力されたオーディオデータを出力する出力部１１０；
外部で発生したオーディオ信号を感知するオーディオ感知部１３０；
前記オーディオ感知部で感知されたオーディオ信号を分析して前記オーディオ信号のクラスおよびボリュームのうち少なくとも一つ以上を判断する判断部１４０；および
前記判断部１４０により判断された情報に基づいて前記データ入力部１２０で入力されたオーディオデータの出力を制御する制御部１６０；を含むことを特徴とする、能動型音響機器。

以下、添付された図面を参照して本発明の実施例について、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は多様な異なる形態で具現され得、以下で開示される図面および実施例に限定されるものではない。また、図面で本発明を明確に説明するために本発明にかかわらない部分は省略したし、図面で同一または類似する符号は同一または類似する構成要素を示す。

本発明の目的および効果は下記の説明によって自然に理解されるかより明確となり得、本発明の要旨を不要に曖昧にさせ得る恐れがあると判断される場合にはその詳細な説明を省略するので、下記の記載にのみ本発明の目的および効果が制限されるものではない。

以下、図面を参照して本発明をより詳細に説明することにする。

図１は、本発明の一実施例に係る音響機器のシステムを示した概略図である。

図１を参照して、本発明の一実施例を簡略に説明すると、本発明は外部端末機から入力したオーディオデータ（Ａｕｄｉｏ Ｄａｔａ）を出力するイヤホンまたはヘッドセットなどの音響機器に関し、外部で発生したノイズ（Ｎｏｉｓｅ）を含むオーディオ信号を判断部１４０の人工知能アルゴリズムが判別して能動型で使用者が聴覚できるオーディオ信号のクラスおよびボリュームなどを調節する音響機器に関する。

以下、図２および図３を参照して各構成についてより詳細に説明することにする。図２は本発明の一実施例に係る音響機器を示した図面であり、図３は本発明の一実施例に係る音響機器のシステムの構成を示したブロック図である。

図２および図３を参照して一実施例を説明すると、本発明はイヤーキャップ１０、出力部１１０、データ入力部１２０、オーディオ感知部１３０、判断部１４０、位置認識部１５０および制御部１６０を含んで構成され得る。

まず、イヤーキャップ１０は使用者の耳に少なくとも一部分挿入される構成であり、出力部１１０を通じて出力されるオーディオデータが使用者の耳の内部方向に伝達され得るようにガイドする構成である。これは従来の多様な形態のイヤホンの挿入部のうちいずれか一つであり得、必ずしも使用者の耳の内側に挿入されなければならないものではなく、ヘッドセットの形態で使用者の耳殻に接するように備えられてもよい。

出力部１１０は入力されたオーディオデータを出力する構成であり、データ入力部１２０は外部端末機からオーディオデータを入力する構成である。詳細には、出力部１１０は使用者の耳で聴覚できるオーディオデータを出力する構成であり、最終的に使用者は出力部１１０から出力されたオーディオ情報を聴覚することができる。データ入力部１２０は使用者が出力部１１０を通じて出力しようとするオーディオデータを入力する構成であり、携帯電話、ノートパソコン、ＭＰ３、デスクトップなどのオーディオデータを提供できる電子機器のうちいずれか一つであり得る。すなわち、使用者が聴取しようとするオーディオデータを入力できる外部端末機はいずれであっても可能であり、使用者の有線または無線イヤホン、ブルートゥース（登録商標）スピーカー、スピーカーを具備したウェアラブル機器などで有線または無線通信を通じてオーディオデータを伝送できる機器のうちいずれか一つであり得る。

以下、本発明の能動型音響機器は使用者の有線または無線イヤホン、ヘッドセットなどのうちいずれか一つであり得、説明の便宜上一実施例は無線イヤホンを基準として説明することにする。

オーディオ感知部１３０は外部で発生したオーディオ信号を感知する構成である。詳細には、使用者の聴覚を通じて直接伝達される出力部１１０以外の音が発生されるオーディオ信号を感知することができる。詳細には、一実施例に係るオーディオ感知部１３０は使用者のイヤホンの外側に形成されたマイクを通じてオーディオ信号を感知することができ、この時、感知されるオーディオ信号は外部の騒音、周辺の人たちの対話音、各種環境音などがすべて含まれ得る。

オーディオ感知部１３０で感知されたオーディオ信号は判断部１４０に伝送され得る。判断部１４０は感知されたオーディオ信号を判断する構成であり、オーディオ信号のボリューム、クラス、重要度などのうち一つ以上を判断することができる。詳細には、判断部１４０はオーディオ感知部１３０で感知されたオーディオ信号を分析してオーディオ信号のクラスおよびボリュームのうち一つ以上を判断することができ、該当オーディオ信号の重要度を共に判断してもよい。ここでクラスは使用者が予め指定して設定した分類であって、判断部１４０を通じて使用者が予め設定した分類のうちいずれか一つに分類され得る。具体的には、使用者の設定によるクラスは人声、危険案内信号、音楽音、生活音、その他の騒音などのうちいずれか一つ以上を含むように使用者の便宜によって分類することができる。より詳細には、判断部１４０は予め搭載された人工知能アルゴリズムによってオーディオ信号を分析することができ、人工知能アルゴリズムは使用者の手動音響調節によって学習して、本発明の一実施例に係る能動型音響機器が自動で音響を調節できるように判断することができる。判断部１４０はオーディオ感知部１３０で感知された外部オーディオ信号を分析して判断することが好ましく、位置認識部１５０により認識された位置を共に判断して制御部１６０にオーディオ信号および位置の総合的な判断結果を伝送することができる。

位置認識部１５０は出力部１１０の位置を認識する構成であり、位置認識部１５０で認識された位置情報は判断部１４０に伝達され、判断部１４０は伝達された位置情報によりオーディオ信号の種類および大きさなどを判断することができる。詳細には、位置認識部１５０は使用者の位置が野外なのか室内なのかを認識することができ、該当位置がどのような状況の場所なのか、事務室なのか、教室なのか、図書館なのか、公共交通なのか、公共施設なのかなどを認識することができる。より詳細には、位置認識部１５０ではＧＰＳ座標および各種距離センサ等を通して位置を認識して判断部１４０に認識された位置情報を伝送し、判断部１４０で人工知能アルゴリズムは予め学習された結果により該当位置情報を判断して、該当位置が野外なのか室内なのか、どのような状況の場所なのかなどを正確に判断することができる。したがって、判断部１４０は位置認識部１５０で伝達された位置情報を考慮して外部で感知されたオーディオ信号のクラスおよびボリュームを判断することができる。前述した一実施例では、位置認識部１５０による位置情報を判断して使用者の位置を把握するものとして説明したが、他の実施例によると、位置認識部１５０が別途に挿入されなくてもオーディオ感知部１３０で感知されたオーディオ信号のトラッキングを通じて、トラッキングされたオーディオ信号を分析して判断部１４０の人工知能アルゴリズムが使用者のオーディオ信号が感知された場所に関連した情報を検出することによって該当場所を把握してもよい。詳細には、判断部１４０は前述したところによると、感知されたオーディオ信号を分析してオーディオ信号のクラスを判断できるが、判断されたクラスの結果値を基準として場所を把握することができる。具体的には、オーディオ感知部１３０で感知されたオーディオ信号を判断部１４０で自動車音などにクラスを分類した場合、使用者の場所が路上、野外であることを認知することができ、公共交通案内放送などにクラスが分類されるオーディオ信号を認識した場合には使用者の場所が公共交通であることを認知することができる。また、ＴＶ音および水が沸く声などが認識されると室内であることを認識することができ、より精密度が高くなると家なのか事務室なのかなども認知できることになるであろう。このように、位置認識部１５０を通じてより正確な座標値で位置を把握することもできるが、オーディオ信号のトラッキングを通じて使用者の場所を認識し、該当場所に応じてオーディオデータの出力を制御してもよい。

オーディオ感知部１３０から感知された外部オーディオ信号および位置認識部１５０から認識された位置情報を判断部１４０で総合的に判断して、判断された結果による制御指示を制御部１６０に伝送することができる。制御部１６０は判断部１４０により判断された情報に基づいて、データ入力部１２０から入力されたオーディオデータの出力を制御する構成である。詳細には、制御部１６０はデータ入力部１２０から入力されたオーディオデータを、判断部１４０の判断結果により音響を調節して出力部１１０に出力することができる。すなわち、使用者の手動操作なしにも判断部１４０による判断結果に基づいて自ら出力部１１０の音響を調節することができる。この時、調節される音響は出力部１１０から出力されるオーディオデータのボリュームおよび響きなどを含むことができる。具体的には、本発明の能動型音響機器によると、使用者の位置場所および外部オーディオ信号のクラスおよび入力されるボリュームなどを考慮して、出力部１１０のノイズキャンセリング機能を自動オンオフすることもでき、ボリュームおよび響きなどの音響を自動で調節して使用者オーダーメード型音響調節システムを提供することができる。また、トランスペアレントモード（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ ｍｏｄｅ）をオンオフしてもよい。詳細には、トランスペアレントモードは外部オーディオ信号をオーディオ感知部１３０で認識して、出力部１１０を通じて使用者の耳に出力する機能であり、場合により使用者が必ず聞かなければならない危険信号などにクラスが分類されたオーディオ信号が感知されると、出力部１１０を通じて出力することによって使用者が重要オーディオ信号を聴取できるようにすることができる。

以下、図４を参照して本発明の能動型音響機器の第１実施例および追加的な変形実施例について具体的に説明することにする。図４は、本発明の第１実施例に係る音響機器のシステムを示した概略図である。

図４を参照すると、判断部１４０は予め搭載された人工知能アルゴリズムによって、オーディオ感知部１３０で感知されたオーディオ信号、データ入力部１２０から入力されたオーディオデータを同時に分析および判断して制御部１６０に指示することによって、制御部１６０は最終オーディオデータの出力を制御することができる。詳細には、判断部１４０に搭載された人工知能アルゴリズムは、外部で入力されたオーディオ信号の判断結果値によって使用者の手動操作をモニタリングして記録することができる。以後、記録された使用者の手動操作に基づいて能動的な音響調節を学習することができる。具体的には、一実施例によると、オーディオ感知部１３０でＮｏｉｓｅ１の外部オーディオ信号が感知された場合、使用者が出力部１１０を通じて出力して聴取していたオーディオデータの音響を手動で調節すると、使用者の調節結果をモニタリングして記録することによって判断部１４０の人工知能アルゴリズムが学習することができる。以後、同一のクラスに分類される外部オーディオ信号が感知されると、以前の使用者の音響調節結果を反映して能動的に音響調節をするように制御することができる。ここで、調節される音響はボリューム、音質および音響効果などのうちいずれか一つ以上を含む用語であり、音響調節はボリューム調節だけでなく、ノイズキャンセリングオンオフ調節機能も含むことができる。

さらに他の実施例によると、図４のようにオーディオ感知部１３０で感知された外部オーディオ信号がＮｏｉｓｅ１およびＮｏｉｓｅ２と二つの信号が認識された場合、判断部１４０はそれぞれのオーディオ信号を判断して、Ｎｏｉｓｅ１の種類および状況とＮｏｉｓｅ２の種類および状況を判別することができる。判断結果Ｎｏｉｓｅ１は不要なノイズ信号と判別される場合、遮断して使用者が聴取中の出力部１１０に出力されることを防止することができ、Ｎｏｉｓｅ２が使用者を呼ぶ対話音または危険状況を知らせる警告音などである場合、出力部１１０に出力して使用者に聴覚されるようにすることができる。より詳細には、判断部１４０は一般的な外部の騒音に判別されるオーディオ信号は、すべてノイズキャンセリングを通じて出力部１１０に出力されることを遮断するものの、危険の警告音（災難の通知、自動車のクラクション音など）または使用者と対話する対象の対話音などと判別される場合には、オーディオデータとともに出力部１１０に出力されるようにすることができる。場合によって、対話音は入力されたオーディオデータと出力部１１０から出力されるように制御するが、危険の警告音が認識された場合にはオーディオデータの出力は中断し、危険の警告音のみ出力部１１０に出力されるようにして使用者の安全を最優先するようにしてもよい。また、オーディオデータおよび対話音などが同時に出力時、使用者の普段のパターンによって学習された結果によってオーディオデータおよび対話音の出力ボリュームおよび音響などをそれぞれ自動で調節してもよい。また、位置認識部１５０によりまたはオーディオ信号分析を通じて位置が図書館などと判別された場合、ノイズキャンセリング機能を自動でオンにさせることができ、野外と判別された場合、使用者の普段のパターンによってノイズキャンセリング機能のオンオフまたは音量を調節することができる。ノイズキャンセリング機能がオンの状態であっても、外部でオーディオ感知部１３０を通じて危険の警告音などが感知された場合には直ちにノイズキャンセリング機能を除去し、使用者に危険の警告音を伝達することができる。また、判断部１４０の人工知能アルゴリズムは外部で発生するオーディオ信号が特定ボリューム以上の強度で感知される場合、該当オーディオ信号は使用者に伝達してもよい。また、公共交通などで使用者のパターンにより使用者が定期的に動きが発生する駅の名前の案内放送が出ると、ノイズキャンセリング機能をオフにさせ、使用者に乗り換えの駅または降りる駅に到着したことを知らせてもよい。前述した通り、警告音、特定ボリューム以上などの使用者のクラス設定により重要クラスに分類されたオーディオ信号が感知されると、単純にノイズキャンセリング機能をオフにしてもよいが、他の実施例によると、トランスペアレントモードをオンにして使用者が重要オーディオ信号をより正確かつ迅速に認知できるようにしてもよい。

このように、本発明の能動型音響機器を利用すると、使用者の別途の操作がなくても自動で使用者オーダーメード型音響を提供できる効果がある。同時に、危険状況は使用者に案内できる効果もある。

前記の本発明は一実施例に関するものであり、これは実施例に過ぎず、本技術分野で通常の知識を有する者はこれから多様な変形および均等な他の実施例も可能であり得る。したがって、本発明の権利範囲は前記の実施例および添付された図面によって限定されるものではない。

本発明によると、使用者のパターンと外部の騒音の種類および大きさを判別して人工知能アルゴリズムによる能動型音響調節またはノイズキャンセリングをオンオフできる音響機器を提供することができる。

最終的に、使用者の手動操作がなくても音響またはノイズキャンセリング機能が調節され、周辺の状況などに応じて学習された人工知能アルゴリズムが音響を自動調節できる効果がある。

Claims (8)

1. 使用者の耳に少なくとも一部分挿入されるイヤーキャップ（１０）；
   外部端末機からオーディオデータを入力するデータ入力部（１２０）；
   入力されたオーディオデータを出力する出力部（１１０）；
   外部で発生したオーディオ信号を感知するオーディオ感知部（１３０）；
   前記オーディオ感知部で感知されたオーディオ信号を分析して前記オーディオ信号のクラスおよびボリュームのうち少なくとも一つ以上を判断する判断部（１４０）；および
   前記判断部（１４０）により判断された情報に基づいて前記データ入力部（１２０）で入力されたオーディオデータの出力を制御する制御部（１６０）；を含むことを特徴とする、能動型音響機器。
2. 前記判断部（１４０）は、
   予め搭載された人工知能アルゴリズムによって前記オーディオ信号を分析し、
   前記人工知能アルゴリズムは、
   前記判断部（１４０）で判断されたオーディオ信号の結果値による使用者の手動操作をモニタリングして記録することを特徴とする、請求項１に記載の能動型音響機器。
3. 前記人工知能アルゴリズムは、
   記録された使用者の前記手動操作に基づいて、音響調節を学習することを特徴とする、請求項２に記載の能動型音響機器。
4. 前記判断部（１４０）は、
   判断された前記オーディオ信号のクラスを基準として前記オーディオ信号が感知された場所に関連した情報を検出することを特徴とする、請求項３に記載の能動型音響機器。
5. 前記制御部（１６０）は、
   前記データ入力部（１２０）から入力されたオーディオデータを前記判断部（１４０）の判断結果により音響を調節して出力部（１１０）に出力することを特徴とする、請求項３または請求項４に記載の能動型音響機器。
6. 前記人工知能アルゴリズムは、
   感知されたオーディオ信号を分析して前記オーディオ信号のクラスおよびボリュームのうち少なくとも一つ以上を判断するものの、
   前記判断された結果値に対する使用者のフィードバックによってオーディオ信号を学習することを特徴とする、請求項５に記載の能動型音響機器。
7. 前記出力部（１１０）の位置を認識する位置認識部（１５０）；をさらに含み、
   前記位置認識部（１５０）で認識された位置情報は前記判断部（１４０）に伝達されて、前記判断部（１４０）は伝達された位置情報を考慮して前記オーディオ信号のクラスおよびボリュームを判断することを特徴とする、請求項６に記載の能動型音響機器。
8. 前記オーディオ信号のクラスは、
   使用者が予め指定して設定した分類のうちいずれか一つに分類されることを特徴とする、請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の能動型音響機器。