KR100568469B1

KR100568469B1 - 잡음 제거 기능을 구비한 인공 와우 및 잡음 제거 방법

Info

Publication number: KR100568469B1
Application number: KR1020040048844A
Authority: KR
Inventors: 원종호; 권세윤; 이상민; 김인영; 김선일; 홍성화
Original assignee: 한양대학교 산학협력단
Priority date: 2004-06-28
Filing date: 2004-06-28
Publication date: 2006-04-07
Also published as: KR20060000025A

Abstract

본 발명은 외부의 소리를 입력받아 아날로그 사운드 신호를 생성하는 복수개의 마이크, 아날로그 사운드 신호를 디지털 사운드 신호로 변환하는 프론트 엔드, 미리 설정된 신호 처리 알고리즘을 이용하여 디지털 사운드 신호에서 디지털 음성 신호를 추출하는 신호 처리부, 디지털 음성 신호에 상응하는 자극 요구 신호를 생성하는 자극 요구 신호 생성부 및 자극 요구 신호를 미리 설정된 통신 방법에 상응하도록 변환하여 체내 장치로 전송하는 전송부를 포함하는 체외 장치와 체외 장치로부터 수신되는 자극 요구 신호에 상응하도록 청신경을 자극하는 체내 장치를 포함하는 잡음 제거 기능을 구비한 인공 와우 및 잡음 제거 방법에 관한 것으로, 잡음 환경 내에서도 보청기 착용 환자가 음성 신호만을 명확하게 제공받을 수 있도록 한다.

인공 와우, 보청기, 잡음, 청력 환자,

Description

잡음 제거 기능을 구비한 인공 와우 및 잡음 제거 방법{Cochlear implant having noise reduction function and method for reducing noise}

도 1은 종래의 인공 와우 시스템의 구성을 나타낸 블록 구성도.

도 2는 인공 와우 시스템의 장착 상태를 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인공 와우 시스템의 구성을 나타낸 블록 구성도.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인공 와우 시스템의 외형을 나타낸 도면.

도 5는 음성 신호와 잡음 신호를 나타낸 도면.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잡음-음성 혼합 신호와 잡음이 제거된 음성 신호를 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

135 : 프론트 엔드

140 : 주파수 분석부

145 : 셀렉션부

150 : 신호 크기 조절부

155 : 전송부

170 : 수신부

175 : 제어부

180 : 백 엔드

185 : 전극

300 : 인공 와우 시스템

310 : 체외부

320 : 체내부

330a, 330b : 마이크

340 : 신호 처리부

본 발명은 잡음 제거 기능을 구비한 인공 와우 및 잡음 제거 방법에 관한 것으로, 특히 주변 잡음이 강한 환경(in the background noise or noisy environment)에서 청력 환자가 어음을 보다 명확히 들을 수 있도록 하는 잡음 제거 기능을 구비한 인공 와우 및 잡음 제거 방법에 관한 것이다.

일반적으로 사람의 귀는 크게 외이, 중이, 내이 세 부분으로 구분된다. 사람 의 귀에서 소리를 들을 수 있게 되는 경로를 살펴보면 다음과 같다. 소리의 진동이 귓바퀴에 모여져 외이도를 따라 고막으로 전달된다. 외이도는 한쪽이 고막에 의해 막힌 일종의 공명관 형태이고, 고막의 진동은 중이 안에 있는 세 이소골(즉, 망치뼈, 모루뼈, 고리뼈)을 통해 내이로 전달된다. 이소골의 진동이 고리뼈의 족판을 통해 내이 안에 있는 달팽이관에 전달된다. 달팽이관(Cochlea, 蝸牛)은 인간의 청각 기능을 담당하고 있는 기관이며, 약 3.5㎝ 정도 되는 길이의 달팽이 모양으로 약 두 바퀴 반 정도 말린 관의 형태를 띠고 있다. 달팽이관 내부의 림프액이 움직이고, 달팽이관의 가운데층에 있는 수천개의 미세한 유모 세포들이 림프액의 진동을 감지하여 그 자극을 전기적인 신호로 바꾼다. 이후 전기적인 신호가 청신경을 통해 뇌로 전달됨으로써 사람이 소리를 들을 수 있게 되는 것이다.

청각이 저하된 상태 또는 상실된 상태에 있는 난청(impaired hearing, 難聽) 환자의 경우 보청기 또는 인공 와우의 착용이 필요하다. 난청은 크게 전음성 난청(conductive hearing loss)과 감각신경성 난청(sensorineural hearing loss)으로 구분할 수 있다. 전음성 난청은 외이 및 중이 질환에 의해 생긴 난청이다. 전음성 난청의 경우 청각 신경에는 손상이 없으므로 청력 환자가 보청기를 착용하면 청력 손실을 보상받을 수 있다. 그러나, 감각신경성 난청은 청각 신경의 이상에 의해 생긴 난청이다. 청각 신경의 이상은 유전적 요인 및 병리적 요인 등에 의해 발생될 수 있다. 감각신경성 난청은 보청기 착용으로 청력 손실을 보상 받을 수 없다. 왜냐하면 달팽이관에서 뇌로 소리 정보를 적절히 전달해 줄 수 없기 때문이다. 즉, 감각신경성 난청의 경우 달팽이관 내의 내유모세포(inner hair cell)들이 기능하지 못하므로, 외부 소리가 외이와 중이를 거쳐 달팽이관에 전달되더라도 청각 신경(auditory nerve)이 흥분(firing)되지 않는다. 따라서, 외부 소리 자극에 대한 어떠한 정보도 뇌로 전달되지 못하기 때문에, 감각신경성 난청 환자는 소리를 듣지 못한다. 이러한 감각신경성 난청 환자의 청력 회복을 위하여 인공 와우(Cochlear Implant)의 개발이 세계적으로 진행되어 왔다.

인공 와우란 내이의 청각 세포의 손상으로 인한 감각신경성 난청 환자 또는 청각 장애인의 청력 보상을 위해 개발된 것이다. 인공 와우 장치의 구성은 체외부와 환자의 측두골(temporal bone) 영역에 수술을 통해서 삽입되는 체내부로 구성된다. 인공 와우의 시술 방법은 다음과 같다. 우선 환자의 유양동(또는 유양돌기)을 갈아낸 후 인공 와우의 전극이 삽입될 달팽이관의 정원창(round window)을 노출시킨다. 이후, 약 10㎜ 두께의 길이가 2 ~ 2.5㎝ 정도의 매우 얇고 긴 구조물 형태의 인공 와우 전극을 달팽이관에 삽입한다. 인공 와우 체외부는 마이크, 스피치 프로세서와 전송기로 구성되고, 체내부는 유도 코일과 전극으로 구성된다. 인공 와우 체외부는 마이크를 통해 입력받은 외부 소리를 스피치 프로세서를 통해서 분석한 후 전송기를 통해 전기 자극 정보를 인공 와우 체내부로 전송한다. 이 때 체외부와 체내부의 통신은 RF(Radio Frequency) 통신으로 이루어진다. 인공 와우 체내부는 수신한 전기 자극 정보에 상응하도록 청각 신경을 전기 자극한다.

이와 같은 인공 와우는 난청 환자에게 명확한 어음을 전달하기 위한 것이다. 그러나, 종래의 인공 와우는 주변 잡음이 강한 환경에서는 잡음 성분마저 자극해 줌으로써, 청각 환자가 말소리를 정확하게 인식하기 어려운 문제점이 있었다.

따라서, 상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 잡음 환경 내에서도 보청기 착용 환자가 음성 신호만을 명확하게 제공받을 수 있도록 하는 잡음 제거 기능을 구비한 인공 와우 및 잡음 제거 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 신호 처리 알고리즘을 구비하여 잡음 환경 내에서도 높은 노이즈 감쇄 효과를 제공할 수 있는 잡음 제거 기능을 구비한 인공 와우 및 잡음 제거 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 체외 장치와 상기 체외 장치로부터 수신되는 자극 요구 신호에 상응하도록 청신경을 자극하는 체내 장치를 포함하는 인공 와우 시스템의 상기 체외 장치에 있어서, 외부의 소리를 입력받아 아날로그 사운드 신호를 생성하는 복수개의 마이크-여기서, 상기 아날로그 사운드 신호는 아날로그 음성 신호 및 아날로그 잡음 신호를 포함함-; 상기 아날로그 사운드 신호를 디지털 사운드 신호로 변환하는 프론트 엔드; 미리 설정된 신호 처리 알고리즘을 이용하여 상기 디지털 사운드 신호에서 디지털 음성 신호를 추출하는 신호 처리부; 상기 디지털 음성 신호에 상응하는 자극 요구 신호를 생성하는 자극 요구 신호 생성부; 및 상기 자극 요구 신호를 미리 설정된 통신 방법에 상응하도록 변환하여 상기 체내 장치로 전송하는 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공 와우 시스템의 체외 장치가 제공된다.

상기 복수개의 마이크는 서로간에 상이한 지향 방향을 가지고, 각각의 마이크는 무지향성 소리 입력부, 지향성(directional) 소리 입력부 중 적어도 어느 하나를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 미리 설정된 통신 방법은 상기 자극 요구 신호를 RF(Radio Frequency) 전송 방식일 수 있다. 또는, 상기 미리 설정된 통신 방법은 적외선 통신 방식일 수 있다.

상기 신호 처리 알고리즘은 독립 요소 분석(ICA : Independent Component Analysis) 알고리즘일 수 있다.

상기 체내 장치는 수신부, 요구 자극 생성부 및 자극 출력부를 포함하고, 상기 수신부는 상기 전송부로부터 신호를 수신하여 상기 요구 자극 신호로 복조하며, 상기 요구 자극 생성부는 상기 요구 자극 신호에 상응하는 출력 자극 신호를 생성하여 상기 자극 출력부를 통해 상기 청신경을 자극하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면 번호에 상관없이 동일한 수단에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하기로 한다.

도 1은 종래의 인공 와우 시스템의 구성을 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 인공 와우 시스템의 장착 상태를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 인공 와우 시스템(100)은 체외부(體外部)(110)와 체내부(體內部)(120)로 구성된다. 도 1의 블록 구성도는 종래의 인공 와우 시스템(100)의 구성 및 동작 원리를 설명하기 위한 것이며, 실제적인 종래의 인공 와우 시스템(100)의 세부 구성은 도 1과 다소 상이할 수 있다.

체외부(110)는 마이크(130), 프론트 엔드(Front End)(135), 주파수 분석부(Filter Bank)(140), 디지털 신호 생성부(Sampling & Selection)(145), 신호 크기 조절부(Amplitude Mapping)(150) 및 전송부(150)를 포함한다.

마이크(130)는 외부의 아날로그 사운드 신호(예를 들어, 음성, 음향 등)를 입력받아 프론트 엔드(135)로 전달하고, 프론트 엔드(135)는 입력받은 아날로그 사운드 신호를 최적화하여 디지털 사운드 신호를 생성하며, 주파수 분석부(140)는 프론트 엔드(135)로부터 전달 받은 디지털 사운드 신호를 주파수 별로 분석한다. 셀렉션부(145)는 주파수 별로 분석된 신호를 샘플링 및 셀렉션하고, 신호 크기 조절부(150)에서 셀렉션된 디지털 사운드 신호를 난청 환자의 심리 음향적 크기에 맞게 조정한다. 이후, 전송부(155)는 크기 조절된 디지털 사운드 신호를 인코딩하고, 이에 상응하는 전기적 펄스 형태의 RF 신호를 생성하여 체내부(120)로 전송한다. 체외부(110)와 체내부(120)간의 신호 송수신은 RF(Radio Frequency) 통신 방법이 사용된다. 이때, 전력 신호가 함께 체내부(120)로 전송된다.

체내부(120)는 수신부(170), 제어부(Controller)(175), 백 엔드(Back End)(180) 및 전극(Electrode)(185)을 포함한다.

수신부(170)는 체내부(110)의 전송부(155)로부터 RF 신호를 수신하고, 수신된 RF 신호를 디코딩하여 전력 신호와 사운드 신호를 추출한다.

제어부(175)는 사운드 신호를 이용하여 최적화된 전기 자극 패턴(예를 들어, 전극채널, 자극모드, 자극크기 및 자극주기 등)을 가지는 자극 신호를 생성하여 백 엔드(180)로 전달한다. 이 때 사용되는 전력은 수신부(170)가 수신한 RF 신호로부터 얻을 수 있다. 백 엔드(180)는 제어부(175)에서 결정된 전기 자극 패턴에 따라 실제적으로 전극(185)이 청각 신경을 전기 자극하도록 한다.

도 1에 도시된 종래의 인공 와우 시스템(100)을 청각 환자가 장착한 경우의 예시도가 도 2에 예시되어 있다.

종래의 인공 와우 시스템(100)이 입력된 아날로그 사운드 신호를 난청 환자가 인식할 수 있도록 처리하는 방법에 대해 간략히 설명한다.

우선, 마이크(130)는 외부 아날로그 사운드 신호를 입력받고, 아날로그 사운드 신호를 전기 신호로 변환한다. 변환된 전기 신호는 주파수 분석부(140) 내지 전송부(155)에 의해 전기적 펄스 형태로 인코딩된다. 그리고, 인코딩된 전기적 펄스는 전송부(155)에 의해 RF 통신 방법으로 체내부(120)의 수신부(170)로 전송된다. 수신부(170)를 통해 수신된 전기적 펄스는 제어부(175) 및 백 엔드(180)를 통해 전극(185)으로 전달된다. 청신경은 전극(185)으로부터 미세한 전기적 펄스를 받아들여 이를 뇌로 전달하고, 뇌는 이 신호를 소리로 해석한다.

상술한 바와 같이 종래의 인공 와우 시스템(100)의 체외부(110)는 단지 입력된 외부 소리 신호를 주파수 별로 분석한 후 이를 체내부(120)로 전송하는 방법을 채택하고 있다. 그러나, 이러한 방법은 외부의 잡음이 강할 경우 외부 잡음이 적절히 제거되지 못하고 오히려 잡음 성분마저 청각 신경에 전기 자극되기 때문에 청 각 환자에게 불편함을 제공하는 원인이 되고 있다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인공 와우 시스템의 구성을 나타낸 블록 구성도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인공 와우 시스템의 외형을 나타낸 도면이다. 도 5는 음성 신호와 잡음 신호를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잡음-음성 혼합 신호와 잡음이 제거된 음성 신호를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 잡음 제거 기능을 구비한 인공 와우 시스템(300)은 체외부(310)와 체내부(320)를 포함한다.

체외부(310)는 2개 이상의 마이크(단, 마이크의 수량은 둘 이상으로 구현될 수 있으나, 여기서는 두개로 구성된 경우를 가정하여 제1 마이크(330a), 제2 마이크(330b)라 칭함), 프론트 엔드(135), 신호 처리부(source separation)(340), 주파수 분석부(140), 셀렉션부(145), 신호 크기 조절부(150), 전송부(155)를 포함한다.

제1 마이크(330a)와 제2 마이크(330b)는 각각 전방향과 후방향으로 독립하여 구비되어 외부의 아날로그 사운드 신호를 입력받는다. 도 4에 제1 마이크(330a)와 제2 마이크(330b)가 각각 상이한 방향으로 구비된 경우의 외형도가 예시되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 마이크(330a)와 제2 마이크(330b)는 각각 상이한 지향 방향을 가지며, 각각의 마이크는 지향성 소리 입력부 및/또는 무지향성 소리 입력부를 구비할 수 있다.

제1 마이크(330a)와 제2 마이크(330b)는 입력된 아날로그 사운드 신호를 프 론트 엔드(135)로 전달한다. 프론트 엔드(135)는 수신된 아날로그 사운드 신호를 최적화한다. 즉, 프론트 엔드(135)는 입력된 아날로그 사운드 신호를 미리 지정된 크기로 증폭한 후, 증폭된 아날로그 사운드 신호를 디지털 사운드 신호로 변환한다.

이후, 신호 처리부(340)는 디지털 사운드 신호를 디지털 음성 신호와 디지털 잡음 신호로 분리하여, 디지털 음성 신호를 주파수 분석부(140)로 제공한다. 이하, 신호 처리부(340)에서 디지털 사운드 신호를 디지털 음성 신호와 디지털 잡음 신호로 분리하는 방법에 대해 간략히 설명한다.

신호 처리부(340)는 디지털 사운드 신호를 분리하기 위해 다양한 신호 처리 방법을 사용할 수 있으나, 여기서는 독립 요소 분석(ICA : Independent Component Analysis) 알고리즘을 이용하여 음성 신호를 추출하는 방법을 중심으로 설명한다.

독립 요소 분석(ICA)이란 선형적으로 혼합된(Mixing) 신호들로부터 통계적으로 상호 독립적인 신호들을 분리해내는 기술이다. 2개의 마이크(330a, 330b)를 통해 입력된 신호원들은 아래의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.

여기서, s1(t), s2(t)는 독립적인 신호들로서 각각의 마이크(330a, 330b)를 통해 입력받은 신호원들을 의미하고, x1(t), x2(t)는 a₁₁, a₁₂, a₂₁, a ₂₂의 가중치에 의해 선형적인 조합으로 만들어진 신호들을 의미한다. 즉, 각각의 신호원들은 음향 필드(acoustic field)에서 임의로 섞여서 마이크로 입력되는데, 이러한 과정을 가중치를 각 신호원에 곱하여 표시한 것이다.

예를 들어, 2개의 마이크가 존재하고, 남성, 여성 두 명의 목소리 신호가 있다고 가정한다.

이 때, 마이크를 녹음 상태로 설정하고, 남성과 여성이 동시에 각자 말하기 시작하면, 결국 마이크 1과 마이크 2에서 각각 얻게 되는 신호는 남성과 여성의 목소리가 적당히 섞여 있는 음성 신호이다. 이와 같은 과정, 즉 음향 필드(acoustical field)에서 임의로 섞이는 과정을 통해 각각의 목소리가 마이크로 입력된다. ICA 알고리즘에서 고려하는 신호는 바로 센서에서 검출된(detected) 신호만을 가지고 위 남성과 여성 목소리를 각각 분리하고자 하는 개념이다. 이 때, 음향 필드(acoustical field)에서 섞이는 과정을 a₁₁, a₁₂, a₂₁, a₂₂라는 원소를 가진 행렬로 보는 것이다. 따라서, 수학식 1에 제시된 바와 같이 마이크에서 얻는 신호는 원래의 신호와 가중치 행렬의 곱으로 설명할 수 있다.

이와 같이, 아날로그 사운드 신호는 신호원들과 가중치들의 곱의 합의 형태로 마이크(330a, 330b)를 통해 프론트 엔드(135)로 전달된다. 이러한 과정을 일반화시켜 하나의 통계적인 모델로 정립하면 하기의 수학식 2와 같이 표시할 수 있 다.

여기서, A는 미지의 가역 행렬로 혼합 행렬이라 한다. ICA 알고리즘은 마이크 등의 입력 장치를 통해 측정한 신호 X만을 이용하여 혼합 행력 A의 역행렬을 찾음으로써 음원 신호를 복원한다. 따라서, 혼합 행렬 A의 역행렬인 분리 행렬 W가 추정(estimation)되어야 하며, 이는 하기의 수학식 3과 같이 표시할 수 있다.

여기서, 분리 행렬 W를 추정하기 위해서 신호원들은 서로 독립이라고 가정한다. 즉, 하나의 음원에서 나오는 원신호가 다른 음원에서 나오는 원신호에 상호 영향을 주지않는다고 가정한다.

상술한 분리 행렬 W를 추정하기 위해 현재까지 다양한 방법들이 제시되고 있다. 이러한 방법으로는 예를 들어, 엔트로피 최대화 방법, Information Maximization 방법, Negentrophy maximization 방법, Mutual Information Minimization 방법, Maximum Likelihood Estimation 방법 등이 있다. 이중 엔트로피 최대화 방법으로 분리 행렬 W를 추정하는 방법은 하기 수학식 4와 같다. 물론, 분리 행렬 W를 추정하는 방법이 엔트로피 최대화 방법으로 제한되지 않음은 자명하다.

음성 신호 분리부(225)는 상술한 수학식 4를 이용하여 음성 신호와 잡음 신호가 혼합된 아날로그 사운드 신호로부터 음성 신호를 추출(즉, 음성 신호와 잡음 신호의 분리)할 수 있다.

도 5에는 음성 신호(510)와 잡음 신호(520)가 도시되어 있고, 도 6에는 잡음-음성 혼합 신호(610)와 본 발명에 따른 인공 와우 시스템(300)을 이용하여 잡음을 제거한 음성 신호(620)가 도시되어 있다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 인공 와우 시스템(300)을 이용할 때, 청각 환자는 보다 명확한 음성 신호를 인지할 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

다시 도 3을 참조하면, 상술한 과정을 통해 추출된 음성 신호는 주파수 분석부(140)에서 주파수별로 분석된다. 그리고, 주파수별로 분석된 신호는 셀렉션부(145)에 의해 샘플링 및 셀렉션되고, 또한 신호 크기 조절부(150)에 의해 난청 환자의 심리 음향적 크기에 맞게 당해 신호의 크기가 조절된다. 이후, 전송부(155)는 처리된 신호에 상응하는 RF 신호를 생성하여 체내부(320)로 전송한다. 물론, 체외부(110)와 체내부(120)간의 신호 송수신은 RF 통신 방법 외에 적외선 통신 방법에 의해 수행될 수도 있다. 만일, 적외선 통신 방법이 이용되는 경우에는 체외부(310)는 예를 들어, 발광 다이오드(LED) 또는 레이저 다이오드(LD) 등과 같은 광원용 다이오드를 더 포함할 수 있고, 체내부(320)는 광신호를 전기적 신호로 변환하는 광 검출기를 더 포함할 수 있다.

체내부(320)의 구성 및 각 구성 요소의 기능은 앞서 도 1을 참조하여 설명한 바와 같으므로 이에 대한 설명은 생략한다.

이와 같이, 본 발명은 주변 잡음이 강한 환경에서도 청각 환자가 말소리를 보다 더 잘 들을 수 있도록 해주는 인공 와우 시스템의 잡음 제거 방법에 관한 것이다. 따라서, 당업자는 복수의 마이크 및 신호 처리부가 구비되어 잡음이 제거된 디지털 음성 신호를 추출할 수 있도록 하는 구성이라면 도 3에 예시된 구성과 상이할지라도 다양하게 구현될 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 잡음 제거 기능을 구비한 인공 와우 및 잡음 제거 방법은 잡음 환경 내에서도 보청기 착용 환자가 음성 신호만을 명확하게 제공받을 수 있도록 한다.

또한, 본 발명은 신호 처리 알고리즘을 구비하여 잡음 환경 내에서도 높은 노이즈 감쇄 효과를 제공할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

체외 장치와 상기 체외 장치로부터 수신되는 자극 요구 신호에 상응하도록 청신경을 자극하는 체내 장치를 포함하는 인공 와우 시스템의 상기 체외 장치에 있어서,

외부의 소리를 입력받아 아날로그 사운드 신호를 생성하는 복수개의 마이크-여기서, 상기 아날로그 사운드 신호는 아날로그 음성 신호 및 아날로그 잡음 신호를 포함함-;

상기 아날로그 사운드 신호를 디지털 사운드 신호로 변환하는 프론트 엔드;

미리 설정된 신호 처리 알고리즘을 이용하여 상기 디지털 사운드 신호에서 디지털 음성 신호를 추출하는 신호 처리부;

상기 디지털 음성 신호에 상응하는 자극 요구 신호를 생성하는 자극 요구 신호 생성부; 및

상기 자극 요구 신호를 미리 설정된 통신 방법에 상응하도록 변환하여 상기 체내 장치로 전송하는 전송부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공 와우 시스템의 체외 장치.
제1항에 있어서,

상기 복수개의 마이크는 서로간에 상이한 지향 방향을 가지고, 각각의 마이 크는 무지향성 소리 입력부, 지향성(directional) 소리 입력부 중 적어도 어느 하나를 구비하는 것

을 특징으로 하는 인공 와우 시스템의 체외 장치.
제1항에 있어서,

상기 미리 설정된 통신 방법은 상기 자극 요구 신호를 RF(Radio Frequency) 전송 방식인 것

을 특징으로 하는 인공 와우 시스템의 체외 장치.
제1항에 있어서,

상기 미리 설정된 통신 방법은 적외선 통신 방식인 것

을 특징으로 하는 인공 와우 시스템의 체외 장치.
제1항에 있어서,

상기 신호 처리 알고리즘은 독립 요소 분석(ICA : Independent Component Analysis) 알고리즘인 것

을 특징으로 하는 인공 와우 시스템의 체외 장치.
제1항에 있어서,

상기 체내 장치는 수신부, 요구 자극 생성부 및 자극 출력부를 포함하고,

상기 수신부는 상기 전송부로부터 신호를 수신하여 상기 요구 자극 신호로 복조하며, 상기 요구 자극 생성부는 상기 요구 자극 신호에 상응하는 출력 자극 신호를 생성하여 상기 자극 출력부를 통해 상기 청신경을 자극하는 것

을 특징으로 하는 인공 와우 시스템의 체외 장치.