KR100405099B1 - 마이크로폰선택방법및음성액츄에이트스위칭장치 - Google Patents

마이크로폰선택방법및음성액츄에이트스위칭장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 마이크로폰 선택 프로세스는 다수의 마이크로폰중 하나에서 수신된 음성 신호의 음질 측정값을 제공하는 조합값을 사용함으로써, 프로세싱 조건면에서 비교적 일정하게 구현된다. 이러한 조합값은 예를 들면, 회의실에 적용 범위를 제공하는 다수의 마이크로폰중 하나가 음성 신호를 최적으로 수신함을 표시하는 방식으로 얻게 된다. 동작중에, 마이크로폰 선택 프로세스는 하나의 마이크로폰에서 수신된 신호 에너지 값을 다른 마이크로폰에서 수신된 신호 에너지 값과 비교하여, 음성 신호를 최적으로 수신하는 마이크로폰을 선택한다. 특히, 한 쌍의 마이크로폰은 음성이 음성 소스로 향하는 마이크로폰에서 강하고, 음성 소스로부터 떨어져 있는 마이크로폰에서는 약한 마이크로폰 쌍을 탐색하며, 음성에 대한 원방향이 결정되도록 조사된다. 각 마이크로폰의 뒤에 위치된 널은 각 마이크로폰의 정면에 위치된 메인 빔 또는 감응성 패턴보다 좁기 때문에, 이 널은 메인 빔보다 더 민감하며, 따라서, 메인 빔보다 음성에 대한 원방향성이 더욱 양호하게 나타난다. 가 마이크로폰 쌍에 대한 신호 에너지 값들을 조합하여, 음성 신호를 최적으로 수신하는 마이크로폰을 식별하고 선택하는데 사용되는 특정 조합값을 제공한다.

Description

마이크로폰 선택 방법 및 음성 액츄에이트 스위칭 장치{MICROPHONE SELECTION PROCESS FOR USE IN A MULTIPLE MICROPHONE VOICE ACTUATED SWITCHING SYSTEM}
본 발명은 오디오 시스템에 관한 것으로, 특히, 음성 신호에 응답하여 음성 회로(speech circuits)를 오디오 라인(audio line)에 선택적으로 접속시키는 시스템에 관한 것이다.
최근에 많은 회사들은 분산된 지역에서 전직원간에 통신하여 업무상 이동을 줄이는 비용 절감의 방안으로서 원격 회의(teleconference)를 고려하고 있다. 오디오 원격 회의 구성에서는, 한 지역의 다수의 회의 참석자가 전화선을 통해 하나 이상의 원격 지역의 다수의 회의 참석자와 통신하도록 되어 있다. 일반적으로, 각 지역의 마이크로폰 및 확성기 장치와 관련된 각 회의 참석자들의 위치에 따라 회의 참석자들의 각 그룹들간에 전송 음질이 달라진다. 일반적으로, 회의 장소의 회의실에 단지 하나의 마이크로폰 및 확성기 장치가 구비되는 경우에는 전송 음질이 떨어지는데, 그 이유는 몇몇 회의 참석자들은 마이크로폰 및 확성기 장치로부터의 최적의 거리보다 더 멀리 위치해 있기 때문이다.
회의 시스템의 질을 향상시키기 위해 각 회의 장소에서는 전형적으로 다수의 마이크로폰을 적절하게 이격 배치하여 사용한다. 마이크로폰 출력은 가산되고, 가산된 출력은 각 지역간에 개설된 통신 링크(communication link)에 제공된다. 이와 같은 구성에서, 각 회의 참석자들은 마이크로폰들중 하나로부터 수용될 수 있는 위치내에 있게 되고, 이로 인해 상대적으로 양호한 음질의 음성을 픽업하게 된다. 그러나, 한번에 모든 마이크로폰이 켜지게 되면, 여러 가지 바람직하지 못한 문제점들이 발생된다. 따라서, 전체적인 노이즈 픽업은 하나의 마이크로폰에 비해 훨씬 크다. 더 멀리 떨어진 마이크로폰으로부터의 지연된 신호 픽업에 의해 발생된 인공의 소리 되울림 효과는 회의 전송의 질을 더욱 저하시킨다. 게다가, 다수의 마이크로폰이 계속 턴온(turn-on)상태이면 전기 음향이 불안정해진다. 따라서, 이야기중인 회의 참석자와 가장 가까운 마이크로폰만이 동작하여 소리 되울림과 노이즈 픽업이 최소화되도록 하는 스위칭 장치를 제공하는 것이 바람직하며, 이는 본 기술 분야에 잘 알려져 있다.
이와 같은 스위칭 장치는 통상적으로 "보팅 회로(voting citcuit)"로서 알려져 있다. "보팅 회로" 구성에서, 가장 목소리가 큰 화자가 제어를 선점할 수 있으며, 그의 장소에서 다른 회의 참석자를 폐쇄시킬 수 있다. 그러나, 다른 마이크로폰에서 교번적으로 나타나는 최고 음성 레벨 입력에 응답하여 마이크로폰간의 스위칭이 자동으로 수행되면, 명료도(intelligibility)에 악영향을 끼치는 전송 인터럽션이 발생될 수도 있고, 일시적인 실내 노이즈에 의해 불필요한 간섭(interference)이 발생될 수 있다. 예를 들면, 회의 장소 중의 한 곳에서 발생된 큰 노이즈는 제어 마이크로폰을 완전히 턴오프시킬 수도 있다. 게다가, 한번에 하나의 마이크로폰만이 동작하기 때문에, 말하는 회의 참석자가 실내의 한 장소에서 다른 장소로 이동하므로써 발생되는 것과 같이 하나의 마이크로폰에서 다른 마이크로폰으로의 제어 전이는 이야기중인 회의 참석자의 위치에 따라 음성 전송의 음질 변화와, 전송 인터럽션 및 소리 되울림 효과를 야기시킬 수 있다.
원격 회의 구성은 여러 가지로 제안되어 왔으며, 지금까지 다수의 회의 참석자 마이크로폰으로부터 하나의 마이크로폰을 선택하고 하나의 선택된 마이크로폰으로부터의 신호를 전송하는 방법이 사용되어 왔었다. 이러한 원격 회의 구성은, 예를 들면, 1973년 5월 1일 M. V. Matthews에게 허여된 미합중국 특허 제 3,730,995 호, 1973년 8월 28일에 D. J. Maston에게 허여된 미합중국 특허 제 3,755,625 호, 1984년 5월 15일 B. H. Lee 등에게 허여된 미합중국 특허 제 4,449,238 호 및, 1987년 4월 14일 S. D. Julstrom에게 허여된 미합중국 특허 제 4,658,425 호에 개시되어 있다.
원격 회의 구성의 다른 예는 D. J. Bowen에 의해 1994년 5월 9일에 출원되어 공동 계류중인 미합중국 특허 출원 제 08/239,771 호에 개시되어 있으며, 본 출원인과 함께 동일 양수인에게 공동으로 양도되어 있다. 상기 공동 계류 중인 출원에서, 음성 액츄에이트 스위칭 장치(voice-actuated switching arrangement)는 각 마이크로폰으로부터 출력된 신호 레벨에 따라 하나 이상의 마이크로폰을 선택하기 위해 제공된 것이다.
또한, 상기 공동 계류 중인 출원에 개시된 음성 액츄에이트 스위칭 장치는 소리 되울림 및 노이즈 픽업에 의해 야기된 음성 신호의 저하를 감소시키기 위해 지향성 마이크로폰(directional microphones)을 사용한다. 이 지향성 마이크로폰은 일반적인 원형의 하우징(common circular housing)내에 위치되고, 이 하우징의 센터로부터 바깥쪽으로 확장하는 감성 응답 패턴(sensitivity response patterns)을 가지고 있다. 또한, 음성 액츄에이트 스위칭 장치는 실내에서 말하는 각각의 사람을 효율적으로 감시하기 위해 보팅 알고리즘 또는 프로세스를 사용하여 적절한 수의 마이크로폰을 실행 용도로 선택한다.
전술한 음성 액츄에이트 스위칭 장치는 소리 되울림 및 노이즈 픽업에 의해 야기된 음성 신호의 저하를 최소화하는데 적합하다. 유사하게, 마이크로폰 선택 기술도, 예를 들면, 마이크로폰이 턴오프 상태에서 턴온될 때 음절 클리핑(syllable clipping)하지 않고, 매우 정상적인 방식으로 만족스럽게 수행되었다. 그러나, 마이크로폰 선택 기술의 수행을 단순화해서 이 기술이 제한된 프로세싱 시간내에서 수행되도록 하는 것이 요구된다. 이러한 단순화는 다른 필요한 계산에 대한 많은 프로세서를 합리적으로 줄이거나, 또는 스위칭 장치에 있어서 전력 소모를 줄이고 더욱 저렴한 프로세서를 사용하게 한다.
본 발명에 따르면, 마이크로폰 선택 프로세스는 프로세싱 요건에 의해 다수의 마이크로폰들중 제각각의 하나의 마이크로폰에서 수신된 음성 신호의 음질의 측정을 제공하는 조합값을 사용하므로써 비교적 일정하게 수행된다. 이러한 조합값은 음성 신호를 가장 잘 수신하는 마이크로폰을 표시하는 방식에 의해 도출된다. 각각의 마이크로폰은 초심장형 응답 패턴(supercardioid response pattern)을 가지며, 일괄적으로 마이크로폰은 전형적인 회의실에 대해 전체 영역의 적용 범위를 제공하도록 위치된다.
본 발명의 특성에 따르면, 마이크로폰 선택 프로세스는 마이크로폰들중 각 마이크로폰에서 수신된 신호 에너지 값을 다른 마이크로폰에서 수신된 신호 에너지 값과 비교하므로써 음성 신호를 최적으로 수신하는 마이크로폰을 선택한다. 특히,마이크로폰 쌍은 음성이 전방 마이크로폰 즉, 음성 소스 방향으로 향하는 마이크로폰에서 강하고, 후방 마이크로폰 즉, 음성 소스로부터 떨어져 있는 마이크로폰에서는 약한 마이크로폰 쌍을 탐색하므로써 음성에 대한 원래 방향이 결정되도록 검색된다. 각 마이크로폰의 뒤에 위치된 널(null)이 메인 빔 또는 각 마이크로폰의 정면에 위치되어 있는 감성 패턴(sensitivity pattern) 보다 좁기 때문에, 이 널은 메인 빔보다 민감하며, 따라서 메인 빔보다 음성에 대한 원래 방향성이 더욱 양호하게 나타난다. 전방 마이크로폰과 이와 제각기 연관된 후방 마이크로폰에 대한 신호 에너지 값이 조합되면, 스위칭 장치에서 각각의 다른 마이크로폰 쌍과 비교되는 특정 조합값이 제공된다. 그러면, 최적의 조합값을 가진 마이크로폰 쌍은 음성 신호를 최적으로 수신하는 마이크로폰을 확인하여 선택하는데 용이하게 결정된다.
본 발명 및 본 발명의 동작 모드는 첨부된 도면과 함께 이하 상세한 설명을 참조하면 더욱 명확하게 이해될 것이다. 전체 도면에 걸쳐서 도시된 동일한 구성 요소는 동일한 참조 번호로 표시된다.
제 1 도를 참조하면, 회의용 어레이 마이크로폰(conference array microphone; CAM) 회로(100)의 블록도가 도시되어 있다. CAM 회로(100)는 디지털 신호 처리기(digital signal processor; DSP)(110), 증폭기(121-125)로 구성된 5개의 개별 입력 회로 및 이와 제각기 연관된 선형 CODEC(131-135)을 포함한다. 이들 각각의 입력 회로는 제 2 도에 도시되고 이하 개시되는 CAM 하우징(200)에 포함된 각각의 1차 경사 마이크로폰과 제각기 연결되어 있다. 또한, CAM 회로(100)는 마이크로폰 신호를 5개의 직렬 입력 병렬 출력(serial-in-parrel-out; SIPO) 또는직렬-병렬 변환기(141-145)를 통해 DSP(110)에 각각 제공하는 5개의 입력 회로중 하나를 선택하는 선택 로직 회로(140)를 포함한다. DSP(110)의 출력은 선형 CODEC(150) 및 출력 증폭기(151)로 구성된 출력 회로로 제공된다. DSP(110), 선형 CODEC(131-135, 150) 및 선택 로직 회로(140)는 모두 타이밍 회로(153)로부터 타이밍 정보를 수신한다. CAM 회로(100)는 회의에 참석한 개인에게 일반적인 시각 표시 신호를 제공할 뿐만 아니라 CAM 회로(100)의 초기 교정을 위한 시각 표시 신호를 제공하는 5개의 발광 다이오드(LED)(151-1, -2, -3, -4, -5)를 포함하며, 일반적으로 실내 장소는 CAM 회로(100)에 의해 선택된 마이크로폰들에 의해 커버된다.
동작중, CAM 회로(100)내에 입력된 각 마이크로폰으로부터의 각각의 아날로그 입력 신호는 각각의 선형 증폭기(121-125)에 의해 제각기 증폭된다. 증폭기(121-125)로서 사용하는데 적합한 증폭기는 상업적으로 이용가능하다. 이러한 증폭기는 예를 들어 Motorola 제품인 MC 34074 유니트이다. 각 증폭기(121-125)로 부터, 연관된 아날로그 신호는 아날로그 신호가 디지털로 변경되는 16-비트 선형 CODEC(131-135)과 제각기 결합된다. CODEC(131-135)으로 사용하는데 적합한 CODEC은 상업적으로 이용가능하다. 이러한 CODEC은 예를 들어, AT&T사 제품인 AT&T 7525 유니트이다. 또한, 경제적인 뮤-법칙(mu-Law) CODEC도 이용가능하며, CODEC(131-135, 150)에 의해 요구된 바람직한 기능들이 적절하게 제공될 것이다.
CODEC(131-135)으로부터, 각각의 16-비트 디지털 신호는 두 개의 케스케이드(cascaded) 8-비트 직렬-병렬 레지스터에 직렬로 로드된다. 이들 5쌍의 케스케이드 레지스터는 제각기 직렬-병렬 변환기(SIPO)(141-145)를 포함한다. 변환기(141-145)로서 사용하는데 적합한 직렬-병렬 변환기는 본 기술 분야에 잘 알려져 있으며, 예를 들어 Motorola 제품인 부품 MC 74299 호가 사용될 수 있다.
마이크로폰 입력 신호는 DSP(110)에 의해 서로 가중되고 합산되어 바람직한 단일 마이크로폰 출력 신호를 형성한다. DSP(110)는 이하 설명되는 프로세싱 동작을 수행하는 소프트웨어를 저장하는 롬(ROM) 및 DSP(110)의 결과를 저장하는 램(RAM)과 더블어, AT&T사 제품인 DSP16 또는 DSP32C와 같은 디지털 신호 프로세서 하드웨어를 포함할 수 있다.
선택 로직 회로(140)를 사용하여, DSP(110)는 변환기(141-145)의 10개의 케스케이트 직렬-병렬 레지스터중 하나를 순차적으로 선택하고, 이 데이터에서 병렬-포트의 하위 8-비트를 통해 한번에 8-비트를 판독한다. DSP(110)는 적절한 타임 구간 동안 제어 신호를 라인(101)을 통해 선택 로직 회로(140)에 제공하여, 선택 로직 회로가 레지스터중 적절한 하나의 레지스터를 이네이블시키도록 하고, 그 결과 올바른 8-비트 데이터 신호가 DSP(110)에 제공되도록 한다. 선택 로직 회로(140)로서 사용하는데 적합한 디코더 회로는 본 기술 분야에 잘 알려져 있으며 예를 들어, National Semiconductor사 제품인 부품 74154 호가 사용될 수 있다.
이하 상세히 기술된 바와 같이, 5개의 마이크로폰으로부터의 데이터 입력 신호가 DSP(110)에 수신되고 처리된 후에, 16-비트 디지털 출력 신호는 DSP(110)로부터 마이크로폰 출력 회로를 선형 CODEC(150)으로 직렬로 전송된다. 그 후, CODEC 출력 신호는 표준 아날로그 마이크로폰 출력 신호를 제공하기 위해 증폭기(151)에 의해 증폭 및 조절된다.
마이크로폰 출력 신호는 단지 하나 또는 두 개의 마이크로폰 입력 신호로 제한되지 않으며, 오히려 모든 마이크로폰 입력 신호의 가중된 합이다. 가변 가중 인수(variable weighting factor)가 각각의 마이크로폰에 할당되고, 오디오 라인에 접속된 각각의 선택 또는 활성화된 마이크로폰으로부터의 신호를 점진적으로 턴온 또는 턴오프시키는데 사용된다. 전형적으로, 가중인수는 선택된 마이크로폰에 대해서는 크고, 선택되지 않은 마이크로폰에 대해서는 영(zero)이다. 가중인수들은 점진적으로 조정되기 때문에 사용자는 마이크로폰의 선택과 주변 노이즈의 레벨의 변화를 감지하지 못한다. 대화중 전이 구간 동안 가중인수는 동시에 발생하는 여러 마이크로폰에 비해 비교적 클 수 있다.
CODEC(150)으로서 사용하는데 적합한 선형 CODEC은 예를 들어 AT&T사 제품인 부품 AT&T 7525 호가 사용될 수 있다. 증폭기(151)로서 사용하기에 적합한 증폭기는 예를 들어, Motorola사 제품인 부품 MC 34074 호가 사용될 수 있다. 타이밍 회로(153)는 데이터의 동기화 및 전송을 위해 CODEC에 의해 사용되는 2.048 MHz 신호 뿐만 아니라 DSP(110)용 26 MHz 수정 발진기를 포함한다.
제 2 도에는 위 방향으로 지향된 확성기(210), 마이크로폰(220-1, -2, -3, -4, -5) 및 발광 다이오드(152-1, -2, -3, -4, -5)를 내장한 CAM 하우징(200)의 평면도가 도시되어 있다. 도시된 실시예에서, CAM 하우징(200)은 다수의 지향성 제 1 차 경사 마이크로폰으로 구성되며, 이는 1992년 6월 9일 공고된 미합중국 특허 제 5,121,426 호에 개시되어 있다. 이들 마이크로폰은 미합중국 특허 의장 제 327,479 호에 개시된 오각형 하우징내에 탑재된다. 5개로 예시적으로 도시된 바와 같이, 다수의 1차 경사 마이크로폰들은 오각형 또는 일반적인 원형 하우징내에 위치되어, 하우징의 센터로부터 바깥 쪽으로 마주하면서 초심장형 응답 패턴이 형성된다. 마미크로폰의 어레이는 회의 전화 응용에 가장 적절한 실내에 대해 전체 적용 범위를 제공한다. 정상 동작 동안 한번에 오직 한 사람만이 이야기할 수 있기 때문에, 주변 노이즈 및 소리 되울림은 개인의 음성을 가장 잘 수신하는 마이크로폰만을 활성화시키므로써 최소화된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제 1 도에 도시된 회로는 CAM 하우징(200)내에 위치되며, 각 마이크로폰(220-1, -2, -3, -4, -5)으로부터 출력된 신호를 비교하여 이들 마이크로폰중 어느 마이크로폰이 더 강한 음성 신호를 제공하고 있는지를 판정되도록 구성된다. 응답시, 선택된 마이크로폰들로부터의 신호는 일반적으로 하나 이상의 마이크로폰이 활성화될 때 통상적으로 야기되는 소리 되울림이 없이 원격 장소의 회의 참석자에게로 전송된다.
확성기(210)는 하우징(200)내에 내장된 각 마이크로폰의 극성 응답 패턴의 널(null)에 위치된다. 극성 응답 패턴의 널은 메인 로브(main lobe)와 이와 인접한 측면 로브(abjacent side lobe) 사이에 위치한다. 이러한 특정 널은 125° 로 위치되며, 이 125° 는 하우징(200)의 주변에 마이크로폰을 특별히 위치시킨 것을 나타낸다. 이러한 실행은 미합중국 특허 제 5, 121, 426 호에 개시된 마이크로폰 구성 요소를 하우징 내에 배치시켜서, 초심장형 극성 응답 패턴을 형성함으로써 이루어진다. 제 2 도에는 단일 마이크로폰(220-4)과 연관된 극성 응답 패턴만 도시되었지만, 하우징 내의 각 마이크로폰의 응답 패턴은 동일하다. 하우징 및 하우징에 포함된 마이크로폰은 응답 패턴 형태를 결정하기 위해 상호 작용함을 유의하여야 한다.
제 3 도에는 3개의 마이크로폰(220-2, -3, -4)의 상대적인 위치를 예시하고, 이러한 유니트들이 저-프로파일 제품(low-profile product)에 제대로 패킹될 수 있음을 입증하는 CAM 하우징(200)의 정면도가 도시되어 있다.
제 4 도에는 회의 테이블(405) 센터내에 위치된 CAM 하우징(200)을 포함하는 원격 회의 시스템의 실시예가 도시되어 있다. CAM 하우징(200)내에 합체되는 CAM 회로(100)는 케이블(401)에 의해 시스템 내의 제어 유니트(401)와 접속되고, 케이블(401)은 테이블(405)의 구멍을 통해 테이블(405)을 관통하거나 테이블 위에 그대로 놓아둘 수도 있다. 이 케이블은 CAM 하우징(200)으로부터의 마이크로폰 출력 신호를 제어 유니트에 전달하고, 제어 유니트(410)로부터의 입력 신호를 스피커(210)로 전달하는데 적합한 배선을 포함한다. 또한, 이 케이블은 제 1 도에 도시된 회로에 동작 전력을 공급하는 CAM 회로(100) 내의 전형적인 전원 공급 장치(도시되지 않음)에서 전력을 공급하는 배선을 포함한다.
제어 유니트(410)는 전형적인 원격 회의 시스템에 전화 서비스를 제공하는 라인(402)을 통해 전화 팁-링 라인(telephone tip-ring line)(도시되지 않음)과 상호 접속된다. 제어 유니트는 제 1 도에 도시된 증폭기(151)로부터 마이크로폰 출력 신호를 수신하며, 또한, 제 2 도 및 제 3 도에 도시된 스피커(210)에 입력 신호를 직접 제공한다. 제어 유니트(410)로서 사용하는데 적합한 제어 유니트는 "Computer Controlled Adaptive Speakerphone"란 명칭으로 미합중국 특허 제 5,007,046 호에 개시되어 있다. 이 제어 유니트는 개선된 스위칭 손실 적응가능한 스피커폰(animproved switched-loss, adaptive speakerphone) 제공하며, 이 스피커폰은 음향 환경 및 전화선 상태를 분석하여 스위칭 임계치 및 다른 성능 파라미터를 동적으로 조정한다. 상기 인용 특허에 개시된 제어 유니트는 마이크로폰으로부터의 출력을 수신하며, 스피커폰을 구성하는 스피커에 입력을 제공한다. 증폭기(151)에 의해 제공된 마이크로폰 출력 신호는 개시된 스피커폰 구조로 도시된 마이크로폰과 용이하게 대체가능하다. 제어 유니트(410)로서 사용하는데 적합한 대체 제어 구성은 "Echo Canceler Suppressor Speakerphone"이란 명칭으로 미합중국 특허 제 5,016,271 호에 개시되어 있다. 수신 경로는 항상 개방 상태이고 전송 경로는 초과 되올림 반사 에코를 제한하는데 필요한 레벨까지만 감소되는 이득을 갖기 때문에, 거의 완전한 및 완전한 이중 동작(near-fulll and full duplex operations)은 다른 제어 장치를 이용하여 정규적으로 수행된다.
제어 유니트(410)는 CAM 회로(100)로부터 떨어져 있는 것으로 도시되어 있지만, 이러한 제어 유니트는 CAM 하우징(200) 내의 전자 장치와 일체화될 수 있음을 이해할 것이다. 더욱이, AT&T사의 5500HT 무선 전화 세트와 같이 일반적으로 잘 알려진 무선 전화 회로를 사용할 때, CAM 회로(100)는 자신과 전화 팁-링 라인에 접속된 기본 유니트 또는 제어 유니트간의 케이블 접속이 이루어지지 않도록 하기 위해 어셈블링될 수도 있음을 또한 이해할 것이다. 또한, 이러한 무선 전화 회로는 미합중국 특허 제 4,736,404 호에 개시되어 있다. CAM 회로(100) 뿐만 아니라 이러한 무선 전화 회로에 대해서, 배터리는 적절한 동작 전력의 소스를 제공하기 위해 사용될 수 있다.
제 5 도를 참조하면, 마이크로폰 선택 동작을 실행할 때의 DSP(100)의 동작을 예시한 흐름도가 도시되어 있다. DSP(110)에 의해 제공된 기능은 이와 연관된 ROM(도시되지 않음)에 저장된 프로세스 또는 프로그램에 의해 바람직하게 결정된다.
프로세스는 단계(501)로 진행되며, 이 단계(501)에서 초기화 파라미터가 설정된다. 이들 파라미터의 일부로서, 5개의 마이크로폰중 임의의 하나의 마이크로폰(220-1)의 가중인수(이하 기술됨)는 "1"로 설정되며, 이로 인해 마이크로폰이 효율적으로 턴온된다. 이 마이크로폰이 온 상태인 경우에, 일부 음성 신호는 이야기중인 사람에 대한 온 상태의 마이크로폰의 상대적인 위치에 의해 감소되더라도 항상 전송될 것이기 때문에, 제 1 실러블 클리핑(first syllable clipping)은 회의 참석자에 의해 유리하게 인식되지 않는다. 어떤 다른 초기화 파라미터들이 미합중국 특허 제 5,007,046 호에 따라 수행된다. 이 초기화가 단계(502)에서 수행 완료되면, 회로는 신호 데이터 입력을 준비하고, 프로세스는 단계(503)로 진행된다.
단계(503)에서, 각 샘플링 주기 즉, 매 124μs 동안 각 마이크로폰 입력 중 하나는 음성 에너지 입력의 피크 절대값(peak absolute values)을 결정하기 위해 샘플된다. 또한, 각 샘플링 주기에서 각 마이크로폰에 대한 입력값은 할당된 가중인수에 따라 조정되고, 모든 마이크로폰의 가중된 출력은 공통 오디오 라인상에서 함께 합산된다. 마이크로폰에 대한 피크 절대값은 각 마이크로폰에 대한 시간 주기 동안 발생하는 최대 걸대 피크값을 얻기 위해 2 밀리초당 16개의 샘플로부터 얻어진다. 2ms의 사이클 주기 동안 순차적으로 측정된 피크값이 이전에 측정되어 저장된 값보다 크면, 이전에 저장된 피크값은 순차적으로 측정된 피크값으로 대체 된다. 그러나 이전에 측정된 피크값이 순차적으로 측정된 값보다 크면, 이전에 측정된 피크값은 메모리에 저장된다. 이로 인해, 단계(503)에서, 5개의 각 마이크로폰 입력에 대한 피크 절대값이 각 사이클 주기 동안 결정된다. 각 사이클 주기 동안 모인 16개의 샘플에 의해, 관련된 가장 낮은 주파수인 300Hz에서 각 마이크로폰에 대한 신호 엔벨로프(signal envelope)를 추적할 수 있다.
단계(504)에서 결정된 바와 같이, 단계(503)에서 음성 에너지 내의 16개의 샘플이 각 마이크로폰에 대해 측정되지 않으면, 프로세스는 단계(505)로 진행하여, 각 마이크로폰에 대한 가중된 출력을 계산한다. 이 계산은 데이터 처리 속도 즉 125μs마다 수행된다. CAM(100)의 동작이 완료되었으면, 단계(501)에 제공된 초기화 파라미터는 가중된 출력을 결정하고, 따라서 이 프로세스에서 초기에 선택된 마이크로폰으로부터의 입력 신호는 아날로그 출력 라인과 접속된다. 그러나, 초기화가 완료되면, CAM(100)의 마이크로폰은 온 상태 또는 오프 상태로 되거나 혹은 실내에 존재하는 음향에 따라 이들 두 상태 사이에서 전이된다.
음성 에너지의 16 피크 입력값이 단계(504)에서 결정된 바와 같이 각 마이크로폰에 대해서 결정되었으면, 단계(506)에서 피크 입력값들 중 선택된 피크 입력값은 5개의 마이크로폰 입력 각각에 대한 신호의 대수값, 예를 들어, log10또는 데시벨 계산값을 계산하는데 사용된다. 그후, 단계(507)에서, 상대적인 신호 강도의 계산을 단순화하는 이들 대수값은 5개의 마이크로폰 피크 입력 각각에 대해 상대적으로 장기간 또는 단기간 엔벨로프 에너지를 결정하는데 사용되며, 장기간 또는 단기간 엔벨로프 에너지의 결정은 이하 제 6 도를 참조하여 더욱 상세히 기술될 것이다.
단계(507)에서 결정된 엔벨로프 에너지는 단계(508)의 보팅 알고리즘 또는 프로세스에 의해 어떤 마이크로폰 신호 입력이 출력으로 통과되는 지를 선택하기 위해 사용된다. 하나의 개시된 실시예에서, 선택 프로세스의 수행시, 보팅 알고리즘은 1) 현재의 마이크로폰; 2) 반대편의 마이크로폰; 3) 이들의 음성 신호 레벨이 비교적 강할 경우 현재 및 반대편의 마이크로폰; 또는 4) 제한적이지 않은 경우에 가장 강한 신호를 갖는 마이크로폰 중 하나를 선택하는 최대 마이크로폰 신호에 의거하여 비교한다. 주어진 순서에 따라 취해지면, 전술한 각각의 비교는 이전의 것보다 덜 제한적인 방식으로 수행된다. 현재의 마이크로폰 및 반대편의 마이크로폰의 음성 신호 레벨이 충분히 강하지 못하면, 보팅 알고리즘은 덜 제한적인 임계 값을 기초로 하여 임의의 마이크로폰을 선택할 수 있다. 음성 신호 레벨이 주변 노이즈 레벨에 근접하면, 보팅 알고리즘은 오직 현재의 선택된 마이크로폰과 두개의 반대편의 마이크로폰을 서로 비교하며, 만약 비교가 확정적이지 못하면 선택된 마이크로폰으로 유지된다.
단계(508)에서 마이크로폰 입력이 활성 또는 비활성에 대해 선택되면, 단계(509)에서 2ms의 사이클 주기 동안 각 마이크로폰에 대한 가변 가중인수가 갱신되고, 이들 가중인수는 출력에 접속되는 각 마이크로폰에 대한 신호 레벨을 결정하는데 이용된다. 따라서, 선택 또는 비선택에 따라, 마이크로폰으로부터의 출력은 온 또는 오프 상태로 유지되거나 혹은 단계(505)에 의해 수행된 계산에서 이들 두 상태가 하나의 상태 또는 다른 상태로 전이된다.
전술한 바와 같이, CAM 회로(100)로부터의 출력은, 활성화될 보팅 알고리즘에 의해 선택되거나 이 알고리즘에 의해 온상태로 구성된 것이 아니라 모든 마이크로폰으로부터 도출된 가중 신호이다. 따라서, 마이크로폰이 보팅 알고리즘에 의해 활성화되도록 선택되면, 입력은 출력 신호에 점차적으로 가산되거나 출력 신호의 대부분으로 부가된다. 유사하게, 마이크론이 보팅 알고리즘에 의해 선택된 후에 더 이상 오프 상태를 선택하거나 구성하지 않을 경우에, 입력은 출력 신호로부터 점진적으로 제거된다. 첫 번째 실러블 클리핑은 적어도 하나의 마이크로폰이 항상 온 상태로 남아 있기 때문에 바람직하게 인식되지 않으며, 실내의 어디에서나 발생되는 음성은 약하더라도 즉시 검출되어 전송될 것이다.
마이크로폰에 대한 활성화 및 비활성화 가중인수는 다음과 같이 표현된다.
여기서, Wi는 0과 1.0 사이의 범위를 갖는 마이크로폰( i )에 대한 가중인수, Ii는 다섯 개의 마이크로폰 입력중 하나의 마이크로폰 입력; 0는 각 마이크로폰의 가중된 신호의 합에 대한 출력값.
따라서, 턴온 상태의 마이크로폰은 턴오프 상태의 마이크로폰 보다 5배 빠른 속도로 활성화된다. 이 활성 및 비활성 장치는 제거되지 않은 임의의 주변 노이즈가 이하에 기술되는 노이즈 제거 프로세스에 의해 발생되더라도 매우 미약하며, 마이크로폰 신호와 함께 제거되는 주요 장점을 갖고 있다. 또한, 이 장치는 마이크로폰을 활성화 및 비활성화시키는 가중인수의 지연차로 인해 다수의 마이크로폰이 즉시 온 상태가 되도록 허용한다. 따라서, 하드-스위칭(마이크로폰을 즉시 완전히 온 또는 완전히 오프)과 같이 마이크로폰간에 급속하게 스위칭하는 보팅 알고리즘의 바람직하지 않은 결과가 제거된다. 따라서, 실제로, 많은 사람들이 동시에 각 다른 마이크로폰으로 이야기하고 동작시킬 수 있다. 각각의 사람들이 계속해서 말하는 범위까지, 그 마이크로폰은 온 상태, 즉 동작할 것이다.
제 6 도를 참조하면, CAM 회로(100)에 의해 각 마이크로폰에 대한 상대적인 신호 강도를 측정하는 것과 관련된 단계를 예시한 흐름도가 도시되어 있다. 이들 단계(601-604)는 모두 제 5 도에서 수행된 단계(507)의 부분이다. 한 명 이상의 사람이 이야기 중이고 이들 음성 신호를 최적으로 수신하는 마이크로폰(들)을 활성화하는 경우를 보팅 알고리즘이 결정하기 때문에, 이러한 계산의 결정 요소는 마이크로폰으로부터의 입력 신호가 노이즈 신호가 아닌 음성 신호인 경우를 정확하게 결정하는 것이다. 제 6 도의 흐름도에 의해 수행된 단계는 보팅 알고리즘에 의해 사용되는 정보를 바람직하게 제공한다.
수신된 신호 강도는 단계(601)에서와 같이 마이크로폰 입력에 맞게 선택된피크 절대값을 평균하므로써 계산되며, 각 피크 절대값은 2ms 사이클 주기 동안 발생되는 신호로부터 선택된다. 각각의 음성 신호 강도 및 노이즈 신호 강도를 나타내는 단기간 에너지 평균 및 장기간 에너지 평균값이 있다. 다른 평균 계수는 입력값의 기울기가 포지티브 또는 네거티브인지에 따라 선택된다. 기울기가 포지티브일 경우, 입력값의 강도는 증가하고, 기울기가 네거티브일 경우, 입력값의 강도는 감소한다. 이들의 평균은 다음과 같이 계산된다:
여기서, recs및 rec1은 각각 단기간 및 장기간 신호의 평균값;
In은 현재의 사이클 주기 동안 각 입력에 대한 피크 신호값;
In-1은 이전 사이클 주기 동안 각 입력에 대한 피크 신호값;
recsn및 rec1n의 값은 음성 신호 강도를 계산하는데 사용된다.
rec1n의 값은 주변 노이즈의 측정값이다. recsn의 값은 주변 노이즈와 함께 음성(voice)과 같은 간헐적 신호(intermittent signal) 또는 임의의 다른 날카로운(sharp) 노이즈의 측정값이다. 단계(602)에서 도시된 바와 같이, 각 마이크로폰에 대한 음성 신호 강도 또는 추적된 신호 에너지 값(rectn)은 단기간평균값(recsn)으로부터 장기간 평균값(rec1n)을 감산하므로써 계산되며, 다음과 같은 식으로 표현된다:
이들 값은 대수값이므로, rectn의 값은 단기간 및 장기간 신호 평균값간의 크기 차가 아니라, 이들 두 값의 크기 비이다.
그 후, 단계(603)에서와 같이, 각각의 마이크로폰의 추적된 신호값은 모든 마이크로폰들중에서 최대 및 최소 추적된 신호 에너지 값, 즉, RECMAX 및 RECMIN을 각각 결정하기 위해 정렬(sort)된다. 그 후 단계(604)에서 RECMAX과 RECMIN간의 차 인 SPREAD가 계산된다. 주변 노이즈 레벨이 각 마이크로폰 입력으로부터 효과적으로 제거되기 때문에, SPREAD는 간혈적 신호가 존재하지 않으면 제로 또는 제로에 근접해야 한다. 그러므로, SPREAD가 어떤 임계치만큼 제로보다 크면, 보팅 알고리듬은 이것을 음성 신호가 존재하는 것으로 해석하고, 음성 신호의 소스를 결정하기 위해 각 마이크로폰에 대한 각각의 추적 신호 강도값을 나타낸다. SPREAD는 음성 신호와 같은 간헐적 신호가 존재함을 나타내는데 사용되는 측정값이다.
제공된 입력 파라미터에 응답하여, 선택 프로세스는 음성 사운드 또는 신호를 최적으로 픽업하는 마이크로폰을 선택한다. 이러한 마이크로폰을 선택할 때, 마이크로폰에 대한 추적 신호 강도값이 서로 비교된다. 특히, 마이크로폰 쌍은 음성이 전방의 마이크로폰 즉, 음성 소스 방향으로 향하는 마이크로폰에서 강하고, 후방의 마이크로폰 즉, 음성 소스로부터 떨어져 있는 마이크로폰에서는 약한 마이크로폰 쌍을 탐색하므로써 음성에 대한 원래 방향을 결정하도록 검색된다. 음성은 후방의 마이크로폰의 널내에 있는 것으로 추정된다. 각 마이크로폰의 널은 메인 빔보다 더 좁으며, 따라서 방향에 대해서 더욱 민감하다. 두 개의 마이크로폰이 조합되면, 음성 신호의 방향성을 더욱 양호하게 측정하게 된다.
제 7 도를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라, 활성화되는 적절한 마이크로폰(들)을 선택할 때, SPREAD, RECMIN, 및 RECMAX 값을 사용하는 제 5 도의 단계(508)에서 포함된 부가적인 단계를 도시한 흐름도가 도시되어 있다.
전술한 바와 같이, 보팅 알고리즘은 음성 신호가 존재하는 지를 결정하고, 음성 신호를 최적으로 수신하는 마이크로폰(들), 또는 빔(들)을 선택한다. 보팅 알고리즘은 각 마이크로폰 또는 빔에 대한 추적 신호 값과, 결정을 수행하는 SPREAD, RECMIN및 RECMAX 값을 사용하며, 상기 빔 패턴은 특정 마이크로폰을 나타낸다. 또한, 전술한 바와 같이, 마이크로폰(220-1, -2, -3, -4, -5)은 제 2 도에 예시된 바와 같이 오각형의 하우징내에 탑재된다. 따라서, 다수의 마이크로폰 각각은 제각기 2개의 대향 마이크로폰을 갖는 것으로 고려된다. 예를 들면, 마이크로폰(220-1)은 두 개의 일반적인 대향 마이크로폰 즉, 마이크로폰(220-3) 및 마이크로폰(220-4)을 갖는다. CAM 회로(100)가 활성 상태 즉, 온 상태이면, 각 마이크로폰 입력의 상대적인 입력 에너지 레벨이 결정되고, 하나 또는 두 개의 마이크로폰이 선택되어 온상태로 유지된다.
본 발명의 실시예에 따르면, SPREAD 계산을 이용하는 것은 실내에 존재하는 음성과 같은 간헐적 신호가 존재하는지의 여부를 결정하기 위한 것이다. RECMIN 및 RECMAX 값은 주변 노이즈 레벨과 상대적이기 때문에, 음성이 존재하지 않으면 이들 값은 모두 제로가 될 것이다. 매우 심한 노이즈 환경에서도, RECMAX 값은 음성의 존재 여부를 나타내지만, 이러한 음성은 이러한 환경 내에서 하나의 소스가 아닐 것이다.
보팅 알고리즘의 수행에서, 제 5 도의 단계(507)에 도시된 바와 같이, 마이크로폰 선택 프로세스는 온에서 오프 상태의 소정의 마이크로폰을 재구성하거나 혹은 오프에서 온 상태의 소정의 마이크로폰을 재구성할지의 여부를 결정한다. 전술한 바와 같이, 이러한 보팅 과정은 모든 마이크로폰을 오프상태로 하지 않는다.
SPREAD, RECMAX 및 RECMIN 값에 응답하여, 마이크로폰 선택 프로세스는 음성 신호를 최적으로 픽업하는 마이크로폰을 선택한다. 이 마이크로폰을 선택할 때, 모든 마이크로폰에 대한 추적 신호 에너지 값들은 서로 비교된다. 특히, 마이크로폰 쌍은 음성이 전방 마이크로폰 즉, 음성 소스 방향으로 향하는 마이크로폰에서 강하고, 후방 마이크로폰 즉, 음성 소스로부터 떨어져 있는 마이크로폰에서는 약한 마이크로폰 쌍을 탐색하므로써 음성에 대한 원래 방향이 결정되도록 검색된다. 각 마이크로폰의 널은 메인 빔보다 좁기 때문에, 이 널은 메인 빔보다 더욱 민감하며, 따라서 음성에 대한 원래의 방향을 메인 빔보다 양호하게 나타낸다. 따라서, 두 마이크로폰으로부터의 신호 에너지가 조합되면, 음성에 대한 원래의 방향을 결정하기 위해 단순하지만 매우 적합한 측정이 제공된다.
공동 계류중인 미합중국 특허 제 08/239771 호에서는, 음성 신호의 소스 방향으로 향하는 마이크로폰(들)을 식별하는 마이크로폰 선택 프로세스를 실행할 때 다수의 비교가 행해진다. 다수의 비교는 CAM 회로(100)의 각 기능 조건에 대하여 수행되기 때문에, 상당량으로 중복 계산된다. 예를 들면, 공동 계류중인 미합중국 특허 출원 제 08/239771 호에 개시된 바와 같이, 전형적으로 하나의 마이크로폰 또는 빔이 현재 온상태로 선택되고, SPREAD가 큰 경우에 있어서, 프로세스는 1) 동일 마이크로폰이 계속해서 온 상태로 유지되는 지의 여부와 2) 동일 마이크로폰이 대신 선택되는지의 여부, 또는 3) 동일 마이크로폰 및 반대편의 마이크로폰 둘다 온되는지의 여부를 결정하기 위해, 본 명세서에 개시된 프로세싱 단계를 통해 계속적으로 리사이클링한다. 이 세가지 테스트 모두가 만족스럽지 못한 경우, 즉, 최악의 경우, 프로세스는 각각의 입력을 체크하고, 로우 레벨의 음성 신호가 존재함을 나타내는 최소 임계치를 초과하는 제 1 입력을 선택한다. 로우 레벨의 음성 신호가 존재하지 않으며, 프로세스는 현재의 선택된 마이크로폰과 유지하는 입력을 선택한다.
최악의 경우는 거의 발생되지는 않지만, 이는 최적의 처리 시간을 필요로 한다. 종종 소프트웨어 시스템에서, 제한된 처리 시간은 주기별로 보장되지만, 요구시 큰 값으로는 거의 사용되지 않는다. 전형적으로 할당된 처리 시간내에서 수행되는 프로세싱의 한계치를 필요로 하는 것이 바람직하다. 그리고 허용가능한 결과는, 가장 좋은 경우의 성능을 다소 악화시키는 댓가로 최악의 경우의 성능을 제공하는 방안을 제한하는 마이크로폰 선택 프로세스에서 성취될 수 있다.
보팅 알고리즘에 의해 수행된 마이크로폰 선택 프로세스를 프로세싱 조건에 따라 비교적 일정하게 구현하기 위해서, 각 마이크로폰에 대한 "양호한" 계산값 즉 우수한 계수를 나타내는 조합값은 이하 개시된 5단계의 프로세스를 통해 계산된다.
이들 조합값이 사용되더라도, 일련의 계산 및 비교보다 단일 수에 대한 비교가 수행되는 것이 바람직할 수 있다. 기준 조합값(제로)은 최적의 음향 상태의 측정의 지표로 선택되며, 제로이외의 값은 측정된 조합값이 최적의 음향 상태로부터 어느 정도 멀리 떨어졌는지를 측정하는 지표로 선택된다.
예를 들면, 제 2 도에 예시적으로 도시된 각 마이크로폰(220-1∼ 200-5)에 대한 추적 신호 에너지 값(rectn)은 다음과 같다.
이 예에서, RECMAX = 5, RECMIN = 1, SPREAD = 4.
RECMAX는 다른 마이크로폰 중 어느 하나에서 발생되는 추적 신호 에너지 값을 초과하는 하나의 마이크로폰에서 발생하는 최대 추적 신호 에너지 값이다. RECMIN은 다른 마이크로폰 중 어느 하나에서 발생되는 추적 신호 에너지 값보다 작은 하나의 마이크로폰에서 발생하는 최소 추적 신호 에너지 값이다. SPREAD는 RECMAX와 RECMIN간의 차이다. 제 7 도의 단계(701)에서 도시된 바와 같이, 제 1 단계는 조합값을 결정할 때, 각 마이크로폰에 대한 rectn의 값과 RECMAX간의 차를 결정하는 단계이다.
제 7 도의 단계(702)는 더 적거나 작은 추적 신호 에너지 값(rectn)을 갖는 반대편 마이크로폰(Opp-mike)을 식별하거나 관련짓는 단계이다. 오각형 하우징을 사용하는 본 발명의 실시예에서, 반대편의 마이크로폰은 임의의 마이크로폰을 후속하는 제 2 또는 제 3 마이크로폰중 하나일 수 있다(즉, 마이크로폰(220-3)은 반대편의 마이크로폰(220-5 및 220-1)을 갖는다). 예시적으로 지정된 추적 신호 에너지 값에 기인하여, 마이크로폰은 다음과 같이 쌍으로 되어 있다.
각 마이크로폰에 대한 반대편의 마이크로폰이 식별되면, 각각의 반대편 마이크로폰 값(rectn)과 RECMIN간의 차가 계산되며, 이 값은 이와 관련된 마이크로폰 아래에 다음과 같이 도시되어 있다.
마지막으로, 각 마이크로폰 쌍에 대한 조합값은 각 마이크로폰 쌍에 대한 제 2 및 제 4 단계에서 획득된 마이크로폰 값의 합으로부터 계산되며, 이 조합 값은다음과 같다:
예시적인 예로 제공된 바와 같이, 이들 결과는 이상적인 제로값과 "1"씩 이격되는 조합값을 갖기 때문에, 마이크로폰(220-4) 또는 마이크로폰(220-5)은 양호한 선택일 수 있으며, 프로세스에 의해 마이크로폰이 하나 또는 두 개가 선택된다. rectn의 초기값, 즉 각 마이크로폰에 대한 각각의 추적 신호 에너지 값은 이해의 명료성 및 용이성을 위해 단순히 정수 시퀀스로서 선택되기 때문에, 이 예로부터 도출된 이들 결과가 예측된다. rectn미세 기법은 가장 단순한 마이크로프로세서에서도 획득되고 용이하게 사용되며, 이러한 변화는 여러 가지로 예측된다. 이러한 기법이 사용되면, 이상적인 경우, 즉 음성의 소스와 마이크로간의 최적의 정합이 실제로 매우 빈번하게 발생된다.
제 1 도는 본 발명에 따라 구성된 회의용 어레이 마이크로폰 회로의 블럭도,
제 2 도는 제 1 도에 도시된 마이크로폰 회로를 에워싸는 회의용 어레이 하우징의 평면도,
제 3 도는 제 2 도에 도시된 회의용 어레이 하우징의 정면도,
제 4 도는 본 발명에 따른 원격 회의 시스템을 도시한 도면,
제 5 도는 본 발명에 따른 제 1 도에 도시된 디지탈 신호 프로세서에 합체되는데 적합한 프로세스의 흐름도,
제 6 도는 제 5 도에 도시된 프로세스의 부분을 더욱 상세히 도시한 프로세스의 흐름도,
제 7 도는 제 5 도에 도시된 프로세스의 부분을 더욱 상세히 도시한 프로세스의 흐름도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
220 : 마이크로폰 210 : 확성기
410 : 제어 유니트

Claims (24)

  1. 다수의 마이크로폰(a plurality of microphones) 중에서 하나의 마이크로폰을 선택하여 상기 마이크로폰으로부터의 음성 신호(speech signals)를 출력 라인(an output line)으로 전송하는 방법에 있어서,
    음성 사운드(speech sound)에 응답하여, 상기 다수의 마이크로폰 각각에 나타나는 음성 신호의 레벨을 측정하는 단계로서, 상기 다수의 마이크로폰 각각의 음성 신호의 레벨은 상기 음성 사운드의 소스에 대한 원방향(a direction of origin)에 의해 결정되는, 상기 측정 단계와,
    상기 다수의 마이크로폰을 마이크로폰 쌍(microphone pairs)으로 배열하는 단계로서, 각각의 마이크로폰 쌍 중의 제 1 마이크로폰은 제 1 방향으로 확장하는 메인 빔 감응성 패턴(a main beam sensitivity pattern)을 가지며, 각각의 마이크로폰 쌍 중의 제 2 마이크로폰은 일반적으로 상기 제 1 방향으로 확장하는 널 패턴(a null pattern)을 갖는, 상기 배열 단계와,
    상기 마이크로폰 쌍의 각각의 하나의 마이크로폰 중의 상기 제 1 및 제 2 마이크로폰에서 나타나는 상기 음성 신호들의 레벨을 조합하여 마이크로폰 쌍의 조합 값을 얻는 단계와,
    각 마이크로폰 쌍의 조합값을 비교하여, 상기 제 1 마이크로폰이 상기 음성 사운드를 최적으로 수신하는 마이크로폰 쌍을 식별하는 단계를 포함하는 마이크로폰 선택 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 마이크로폰을 원형 하우징(a circular shaped housing)의 주변에 장착하여, 상기 하우징의 센터로부터 바깥쪽으로 향하게 하고, 초심장형 응답 패턴(supercardioid response pattern)을 형성하게 하는 단계를 더 포함하는 마이크로폰 선택 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 다수의 마이크로폰은 제 1 차 경사 마이크로폰(first-order-gradient microphones)인 마이크로폰 선택 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 다수의 마이크로폰은, 상기 장착 단계에 의해 상기 하우징내에 배열되어, 실내에서 발생하는 음성 사운드에 적용 범위(area coverage)를 제공하는 마이크로폰 선택 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 비교 단계는, 각각의 마이크로폰 쌍 조합값을 기준 조합값(a reference combination value)과 비교하는 단계를 더 포함하되, 상기 기준 조합값은 상기 음성 사운드를 수신하는 상기 제 1 마이크로폰에 대해 최적의 음향 상태(a bestacoustical condition)의 측정을 제공하는 마이크로폰 선택 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 비교 단계는, 상기 기준 조합값에 가장 근접한 마이크로폰 쌍 조합값을 선택하는 단계를 더 포함하는 마이크로폰 선택 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 음성 신호는 추적된 신호 에너지 값(tracked signal energy values)으로 측정되는 마이크로폰 선택 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 측정 단계는, 다수의 마이크로폰 각각의 상기 추적된 신호 에너지 값과 다수의 마이크로폰 중 어느 하나의 마이크로폰의 최대 추적된 신호 에너지 값간의 차를 결정하는 단계를 더 포함하는 마이크로폰 선택 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 배열 단계는, 각 마이크로폰 쌍에 대해 상기 제 2 마이크로폰을 식별하는 단계를 더 포함하되, 상기 제 2 마이크로폰은 일반적으로 상기 제 1 방향과 반대인 제 2 방향으로 확장하는 메인 빔 감응성 패턴(main beam sensitivity patterns)을 갖는 적어도 두개의 마이크로폰 중 하나이고, 더 작은 추적된 신호 에너지 값을 갖는 상기 적어도 두개의 마이크로폰 중 하나인 마이크로폰 선택 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 결정 단계는, 상기 식별 단계에 응답하여, 상기 제 2 마이크로폰의 상기 추적 신호 에너지 값과 상기 다수의 마이크로폰 중 어느 하나의 마이크로폰의 최소 추적 신호 에너지 값간의 차를 결정하는 마이크로폰 선택 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 비교 단계는 각 마이크로폰 쌍 조합값을 기준 조합값과 비교하는 단계를 더 포함하되, 상기 기준 조합값은 상기 음성 사운드를 수신하는 상기 제 1 마이크로폰에 대해 최적의 음향 상태의 측정을 제공하는 마이크로폰 선택 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 비교 단계는 상기 기준 조합값에 가장 근접한 마이크로폰 쌍 조합값을 선택하는 단계를 더 포함하는 마이크로폰 선택 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 기준 조합값에 가장 근접한 상기 마이크로폰 쌍 조합값을 갖는 마이크로폰 쌍 중의 제 1 마이크로폰을 외부 라인에 접속시키는 단계를 더 포함하는 마이크로폰 선택 방법.
  14. 다수의 마이크로폰 중에서 마이크로폰을 선택하여, 상기 마이크로폰으로부터의 음성 신호를 출력 라인으로 전송하는 음성 액츄에이트 스위칭 장치(a voice-actuated switching apparatus)에 있어서,
    상기 음성 사운드에 응답하여, 상기 다수의 마이크로폰 각각에 나타나는 음성 신호의 레벨을 측정하는 수단으로서, 상기 다수의 마이크로폰 각각의 상기 음성 신호의 레벨은 상기 사운드의 소스에 대한 원방향에 의해 결정되는, 상기 측정 수단과;
    상기 다수의 마이크로폰을 마이크로폰 쌍으로 배열시키는 수단으로서, 각 마이크로폰 쌍 중 제 1 마이크로폰은 제 1 방향으로 확장하는 메인 빔 감응성 패턴을 가지며, 각 마이크로폰 쌍 중 제 2 마이크로폰은 일반적으로 상기 제 1 방향으로 확장하는 널 패턴을 갖는, 상기 배열 수단과;
    상기 마이크로폰 쌍의 각각의 하나의 마이크로폰중 상기 제 1 및 제 2 마이크로폰에서 나타나는 상기 음성 신호의 레벨을 조합하여 마이크로폰 쌍의 조합값을 얻는 수단과;
    각 마이크로폰 쌍의 조합값을 비교하여, 상기 제 1 마이크로폰이 상기 음성 사운드를 최적으로 수신하는 마이크로폰 쌍을 식별하는 수단을 포함하는 음성 액츄에이트 스위칭 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 다수의 마이크로폰을 원형 하우징의 주변에 장착하여, 상기 하우징의 센터로부터 바깥쪽으로 향하게 하고, 초심장형 응답 패턴을 형성하게 하는 수단을 더 포함하는 음성 액츄에이트 스위칭 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 비교 수단은 각 마이크로폰 쌍 조합값을 기준 조합값과 비교하는 수단을 더 포함하되, 상기 기준 조합값은 상기 음성 신호를 수신하는 상기 제 1 마이크로폰에 대해 최적의 음향 상태의 측정을 제공하는 음성 액츄에이트 스위칭 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 비교 수단은 상기 기준 조합값에 가장 근접한 마이크로폰 쌍 조합값을 선택하는 수단을 더 포함하는 음성 액츄에이트 스위칭 장치.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 음성 신호는 추적된 신호 에너지 값으로 측정되는 음성 액츄에이트 스위칭 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 측정 수단은 상기 다수의 마이크로폰 각각의 상기 추적된 신호 에너지 값과 상기 다수의 마이크로폰 중 어느 하나의 마이크로폰의 최대 추적된 신호 에너지 값간의 차를 결정하는 수단을 더 포함하는 음성 액츄에이트 스위칭 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 배열 수단은 각 마이크로폰 쌍에 대한 상기 제 2 마이크로폰을 식별하는 수단을 더 포함하되, 상기 제 2 마이크로폰은 일반적으로 상기 제 1 방향과 반대인 제 2 방향으로 확장하는 메인 빔 감응성 패턴을 갖는 적어도 두개의 마이크로폰 중 하나이고, 더 작은 추적된 신호 에너지 값을 갖는 상기 적어도 두개의 마이크로폰 중 하나인 음성 액츄에이트 스위칭 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 결정 수단은 상기 식별 수단에 응답하여 상기 제 2 마이크로폰의 상기 추적된 신호 에너지 값과 상기 다수의 마이크로폰 중 어느 하나의 마이크로폰의 최소 추적된 신호 에너지 값간의 차를 결정하는 음성 액츄에이트 스위칭 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 비교 수단은 상기 마이크로폰 쌍 조합값을 기준 조합값과 비교하는 수단을 더 포함하되, 상기 기준 조합값은 상기 음성 사운드를 수신하는 상기 제 1 마이크로폰에 대한 최적의 음향 상태의 측정을 제공하는 음성 액츄에이트 스위칭 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 비교 수단은 상기 기준 조합값에 가장 근접한 마이크로폰 쌍 조합값을 선택하는 수단을 더 포함하는 음성 액츄에이트 스위칭 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 선택된 마이크로폰 쌍의 제 1 마이크로폰을 출력 라인에 접속시키는 수단을 더 포함하는 음성 액츄에이트 스위칭 장치.
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