KR101542027B1 - 강한 노이즈 환경 하에서의 헤드셋 통신 방법 및 헤드셋 - Google Patents
강한 노이즈 환경 하에서의 헤드셋 통신 방법 및 헤드셋 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101542027B1 KR101542027B1 KR1020147029091A KR20147029091A KR101542027B1 KR 101542027 B1 KR101542027 B1 KR 101542027B1 KR 1020147029091 A KR1020147029091 A KR 1020147029091A KR 20147029091 A KR20147029091 A KR 20147029091A KR 101542027 B1 KR101542027 B1 KR 101542027B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- signals
- headset
- microphone
- external
- ear canal
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 230000006854 communication Effects 0.000 title claims abstract description 16
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 210000000613 ear canal Anatomy 0.000 claims abstract description 93
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 34
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 36
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 12
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims description 9
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 8
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 claims description 7
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 6
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 claims description 6
- 230000007480 spreading Effects 0.000 claims description 6
- 238000003892 spreading Methods 0.000 claims description 6
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 abstract description 12
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 210000003454 tympanic membrane Anatomy 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 2
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 210000002249 digestive system Anatomy 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 210000003027 ear inner Anatomy 0.000 description 1
- 210000005069 ears Anatomy 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 230000008451 emotion Effects 0.000 description 1
- 230000002124 endocrine Effects 0.000 description 1
- 210000000750 endocrine system Anatomy 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 210000002388 eustachian tube Anatomy 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 230000002688 persistence Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
- H04R1/10—Earpieces; Attachments therefor ; Earphones; Monophonic headphones
- H04R1/1083—Reduction of ambient noise
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F11/00—Methods or devices for treatment of the ears or hearing sense; Non-electric hearing aids; Methods or devices for enabling ear patients to achieve auditory perception through physiological senses other than hearing sense; Protective devices for the ears, carried on the body or in the hand
- A61F11/06—Protective devices for the ears
- A61F11/14—Protective devices for the ears external, e.g. earcaps or earmuffs
- A61F11/145—Protective devices for the ears external, e.g. earcaps or earmuffs electric, e.g. for active noise reduction
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L21/00—Speech or voice signal processing techniques to produce another audible or non-audible signal, e.g. visual or tactile, in order to modify its quality or its intelligibility
- G10L21/02—Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation
- G10L21/0272—Voice signal separating
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L21/00—Speech or voice signal processing techniques to produce another audible or non-audible signal, e.g. visual or tactile, in order to modify its quality or its intelligibility
- G10L21/02—Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation
- G10L21/0316—Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation by changing the amplitude
- G10L21/0364—Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation by changing the amplitude for improving intelligibility
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
- H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
- H04M1/02—Constructional features of telephone sets
- H04M1/19—Arrangements of transmitters, receivers, or complete sets to prevent eavesdropping, to attenuate local noise or to prevent undesired transmission; Mouthpieces or receivers specially adapted therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
- H04R3/005—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for combining the signals of two or more microphones
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
- H04R3/04—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for correcting frequency response
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
- H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
- H04M1/02—Constructional features of telephone sets
- H04M1/04—Supports for telephone transmitters or receivers
- H04M1/05—Supports for telephone transmitters or receivers specially adapted for use on head, throat or breast
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R2410/00—Microphones
- H04R2410/01—Noise reduction using microphones having different directional characteristics
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R2460/00—Details of hearing devices, i.e. of ear- or headphones covered by H04R1/10 or H04R5/033 but not provided for in any of their subgroups, or of hearing aids covered by H04R25/00 but not provided for in any of its subgroups
- H04R2460/01—Hearing devices using active noise cancellation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Otolaryngology (AREA)
- Computational Linguistics (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Psychology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Headphones And Earphones (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
Abstract
본 발명은 강한 노이즈 환경 하에서의 헤드셋 통신 방법 및 헤드셋을 공개한다. 본 방법은: 외이도에 들어가는 중간주파수 및 고주파수 노이즈들을 감소시키기 위하여 귀마개를 이용하고, 중간주파수 및 저주파수 노이즈들을 분기시키기 위하여 외이도와 병렬 연결로 외부 연결 캐비티를 이용하고; 외이도에 들어가는 주위환경 노이즈 신호 및 외이도에서의 사운드를 픽업하기 위하여 내부 마이크로폰을 이용하고, 주위환경 노이즈 신호를 픽업하기 위하여 외부 마이크로폰을 이용하고, 헤드셋의 송신단 신호들을 획득하기 위하여 내부 마이크로폰 신호에서의 노이즈 성분을 제거하고 음성 성분을 남기기 위해 외부 마이크로폰 신호를 레퍼런스 신호들로서 취하고; 음압 범위가 인간의 귀에 의해서 받아들여질 수 있는 범위까지 압축되도록 하기 위하여 음압 레벨의 관점에서 외부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들을 감축 및 보상하기 위해 사운드 다이내믹 압축 기술을 이용하고; 외부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들 및 헤드셋에 의해 수신된 수신단 신호는 헤드셋의 리시버를 통해서 함께 브로드캐스팅된다. 본 발명의 기술적 방안에 의해서, 청력을 보호하고, 음성을 향상시키고, 3차원 환경을 모니터링하는 기능들이 강한 노이즈 환경 하에서 완전히 달성될 수 있다.
Description
본 발명은 음향 기술 분야에 관한 것이고, 더욱 구체적으로는 강한 노이즈 환경(strong-noise environment) 하에서의 헤드셋 통신 방법 및 헤드셋(headset)에 관한 것이다.
사회적 진보 및 경제 발달에 따라, 우리는 인간이 강한 노이즈 환경, 예컨대, 산업 생산에서(직기 선반(loom lathes), 공기 압축기(air compressors), 블로워(blowers) 등과 같은) 대형 기계 옆에서 작업할 때, (모터사이클, 기차, 항공기 등과 같은) 현대적 운송수단의 굉음(roar)에 노출될 때, 및 작업 현장 또는 군사적 전장에 있을 때 등에 직면하는 상황을 어디에서나 볼 수 있다. 강한 노이즈는 다수의 심각한 문제점들을 초래할 수 있다.
첫째로, 고강도(high-intensity) 노이즈는 사람들이 피곤함을 느끼게 만들고, 부정적인 감정들을 초래하며, 사람들의 신경계, 혈액 순환계, 내분비계, 및 소화계뿐만 아니라 시각, 청각 및 지능에 심각하게 손상을 줄 수 있다. 그러므로, 강한 노이즈 환경에서의 청력 보호는 필수적인 조치이다. 둘째로, 강한 노이즈 환경에서, 화자의 음성 신호(voice signal)들은 음성 통신을 위해 헤드셋을 이용할 때 주변 노이즈에 의해 완전히 가려 버려서 음성 통신 프로세스가 적절하게 달성되지 않을 수 있고, 이것은 생산, 생활, 군사 작전 등에 심각한 영향을 초래할 수 있고, 개인, 기관, 및 심지어 국가에 큰 손실을 초래할 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 깨끗하고 안정적인 음성 통신 기능을 유지하는 것은 매우 중요하고, 이것은 또한 연구원들에게 중요한 토픽이 되어 왔었다. 셋째로, 몇몇 강한 노이즈 환경들에서는, 사람들의 청력이 보호되지만, 이들은 또한 적절한 응답을 하기 위하여 주변 환경에서 실시간 변화를 모니터링하기에 충분히 주변 환경에서의 소리에 민감하게 유지할 필요가 있고, 그렇지 않으면, 가능성 있는 위험 신호들을 알아차리지 못할 수 있다. 예컨대, 전장(battlefield) 환경에서, 군인들은 주변 소리를 들을 수 없다면 명백히 매우 수동적이고 위험한 상황에 처할 것이다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 극복하거나 적어도 부분적으로 해결하기 위하여 강한 노이즈 환경 하에서 헤드셋 통신 품질을 보장할 수 있는 헤드셋 통신 방법 및 헤드셋을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 기술적 솔루션은 다음과 같이 달성된다:
본 발명은 강한 노이즈 환경(strong-noise environment) 하에서의 헤드셋(headset) 통신 방법을 공개하는데, 상기 방법은:
전체 주파수 범위에서 외이도(ear canal)로 들어가는 사운드 신호(sound signal)들로부터 노이즈들을 제거하기 위하여, 외이도로 들어가는 중간주파수 및 고주파수 노이즈들을 감소시키기 위해 착용자의 외이도 도관(meatus)에 밀접하게 결합되는(closely coupled) 귀마개를 이용하고, 외이도에 들어가는 중간주파수 및 저주파수 노이즈들을 분기시키기 위해 외이도와 함께 병렬 브랜치(parallel branch)를 이루는, 귀마개로부터 연장되는 외부 연결 캐비티(external connection cavity)를 이용하는 단계;
외이도 내의 음성 신호(voice signal)들 및 외이도 내로 유입되는(slipping) 주위환경 노이즈 신호(environmental noise signal)들을 픽업(pick up)하기 위해 헤드셋의 내부 마이크로폰을 이용하고, 공기를 통해서 전파되는(propagating) 음성 신호들 및 주위환경 노이즈 신호들을 픽업하기 위해 헤드셋의 외부 마이크로폰을 이용하고; 내부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들에서 노이즈 성분을 제거하고 외부 마이크로폰에 의해 레퍼런스 신호(reference signal)들로서 픽업된 신호들과 함께 음성 성분을 남긴 후에 헤드셋의 송신단(transmitting terminal) 신호들을 획득하는 단계;
음압(sound pressure) 레벨의 관점에서 헤드셋의 양쪽에 있는 외부 마이크로폰들에 의해 픽업된 신호들을 감축(cutting down) 및 보상(compensating)해서, 처리된 신호들의 음압 범위가 인간의 귀에 의해서 받아들여질 수 있는(acceptable) 범위까지 압축되게 하고, 처리된 신호들 및 헤드셋에 의해 수신된 수신단(receiving terminal) 신호들이 헤드셋의 리시버(receiver)를 통해서 함께 브로드캐스팅되는(broadcast) 단계;를 포함한다.
대안으로, 외부 연결 캐비티의 음향 임피던스(acoustic impedance)가 외이도의 음향 임피던스보다 현저하게 더 작고; 흡음재가 외부 연결 캐비티의 내벽에 부착되어 있다.
대안으로, 내부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들에서 노이즈 성분을 제거하고 외부 마이크로폰에 의해 레퍼런스 신호들로서 픽업된 신호들과 함께 음성 성분을 남긴 후에 헤드셋의 송신단 신호들을 획득하는 단계는:
저주파수 범위에서 내부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들에 대한 외부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들의 통계적인 에너지 비(energy ratio)에 따라서 제어 파라미터 α를 결정하고, 피드백 출력 신호들을 가지고 자기-적응 필터(self-adaptive filter)의 가중치를 갱신하고, 제어 파라미터 α를 가지고 자기-적응 필터의 가중치의 갱신 속도를 제어하고, 외부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들에 대해 자기-적응적인 필터링(self-adaptively filtering)을 해서 자기-적응 필터 출력 신호들을 획득하는 단계;
내부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들로부터 자기-적응 필터 출력 신호들을 뺌으로써 출력 신호들을 획득하는 단계; 및
출력 신호들을 헤드셋의 송신단 신호들로서 이용하는 단계;를 포함한다.
선택적으로, 본 방법은: 출력 신호들에 대해서 단일채널 음성 처리(single-channel voice processing) 및 스펙트럼 확산 처리(spectrum spreading processing)를 하는 단계; 및
단일채널 음성 처리되고 스펙트럼 확산 처리된 신호들을 헤드셋의 송신단 신호들로서 이용하는 단계;를 더 포함한다.
본 발명은 또한 헤드셋을 공개하는데, 헤드셋은:
외이도에 들어가는 중간주파수 및 고주파수 노이즈들을 감소시키기 위해 착용자의 외이도 도관에 밀접하게 결합되는 귀마개; 외이도에 들어가는 중간주파수 및 저주파수 노이즈들을 분기시키기 위해 외이도와 함께 병렬 브랜치를 이루는, 귀마개로부터 연장되는 외부 연결 캐비티;
외이도 내의 음성 신호들 및 외이도로 유입되는 주위환경 노이즈 신호들을 픽업하기 위한 내부 마이크로폰; 공기를 통해서 전파되는 음성 신호들 및 주위환경 노이즈 신호들을 픽업하기 위한 외부 마이크로폰; 내부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들 및 외부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들을 수신하고, 내부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들에서 노이즈 성분을 제거하고 외부 마이크로폰에 의해 레퍼런스 신호들로서 픽업된 신호들과 함께 음성 성분을 남긴 후에 헤드셋의 송신단 신호들을 획득하기 위한 음성 신호 처리 유닛(voice signal processing unit);
처리된 신호들의 음압 범위가 인간의 귀에 의해서 받아들여질 수 있는 범위까지 압축되게 하기 위하여, 음압 레벨의 관점에서 외부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들을 감축 및 보상하기 위해 사운드 다이내믹 압축 기술을 이용하기 위한 사운드 다이내믹 압축 유닛(sound dynamic compression unit); 및 사운드 다이내믹 압축 유닛에 의해 처리된 신호들 및 헤드셋에 의해 수신된 수신단 신호들을 헤드셋에 의해서 함께 브로드캐스팅하기 위한 리시버;를 포함한다.
대안으로, 외부 연결 캐비티의 음향 임피던스가 외이도의 음향 임피던스보다 현저하게 더 작고; 흡음재가 외부 연결 캐비티의 내벽에 부착되어 있다.
대안으로, 음성 신호 처리 유닛은:
내부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들 및 외부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들을 수신하고, 저주파수 범위에서 내부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들에 대한 외부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들의 통계적인 에너지 비에 따라서 제어 파라미터 α를 결정하고, 제어 파라미터 α를 출력하기 위한 음성 검출 모듈;
가중치로서 피드백 출력 신호들을 가지고 레퍼런스 신호들을 갱신하고, 가중치로서 제어 파라미터 α를 가지고 속도의 제어 파라미터를 갱신하고, 외부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들에 대해서 자기-적응적인 필터링을 하고, 자기-적응 필터 출력 신호들을 출력하기 위한 자기-적응 필터; 및
수신된 자기-적응 필터 출력 신호들을 내부 마이크로폰에 의해 픽업된 수신 신호들로부터 뺌(subtracting)으로써 출력 신호들을 획득하기 위한 노이즈 감소 모듈(noise reduction module);을 포함한다.
대안으로, 음성 처리 유닛은:
출력 신호들에 대해서 단일채널 음성 처리 및 스펙트럼 확산 처리를 하기 위한 후처리 모듈(post-processing module)을 더 포함한다.
대안으로, 음성 신호 처리 유닛 및 사운드 다이내믹 압축 유닛은 DSP 칩(chip) 안으로 통합된다.
대안으로, 내부 마이크로폰의 수는 1이고, 내부 마이크로폰은 헤드셋의 좌측 또는 우측 귀쪽에 위치해 있고;
외부 마이크로폰의 수는 2이고, 외부 마이크로폰은 각각 헤드셋의 좌측 및 우측 귀쪽에 각각 위치해 있고;
음성 신호 처리 유닛은 동일한 귀쪽에 위치해 있는 내부 마이크로폰 및 외부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들을 수신하고;
사운드 다이내믹 압축 유닛은 두 개의 외부 마이크로폰들에 의해 픽업된 신호들을 음압 레벨의 관점에서 감축 및 보상한다.
외이도에 들어가는 중간주파수 및 고주파수 노이즈들을 감소시키기 위해 착용자의 외이도 도관에 밀접하게 결합되는 귀마개를 이용하고, 외이도에 들어가는 중간주파수 및 저주파수 노이즈들을 분기시키기 위해 외이도와 함께 병렬 브랜치를 이루는, 귀마개로부터 연장되는 외부 연결 캐비티를 이용하는 기술적 솔루션에 의해서, 청력을 보호하도록 전체 주파수 범위에서 외이도에 들어가는 음성 신호들로부터 노이즈들이 감소될 수 있다. 외이도 내의 음성 신호들 및 외이도 내로 유입되는 주위환경 노이즈 신호들을 픽업하기 위해 헤드셋의 내부 마이크로폰을 이용하고, 공기를 통해서 전파되는 음성 신호들 및 주위환경 노이즈 신호들을 픽업하기 위해 헤드셋의 외부 마이크로폰을 이용하고, 그리고 내부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들에서 노이즈 성분을 제거하고 외부 마이크로폰에 의해 레퍼런스 신호들로서 픽업된 신호들과 함께 음성 성분을 남긴 후에 헤드셋의 송신단 신호들을 획득하는 기술적 솔루션에 의해서, 첫째로, 음향적 레벨에서, 내부 마이크로폰에 의해 픽업된 외이도 내의 신호들이 귀마개 및 외부 연결 캐비티의 기능으로 인하여 더 높은 신호 대 노이즈 비를 가지고; 둘째로, 전자적 레벨에서, 내부 및 외부 마이크로폰들에 의해 픽업된 신호들이 자기-적응적으로 필터링되기 때문에, 송신단 신호들의 명료도가 크게 개선되고 음성이 향상된다. 한편, 음압 범위가 인간의 귀에 의해서 받아들여질 수 있는 범위까지 압축되게 하기 위하여, 음압 레벨의 관점에서 외부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들을 감축 및 보상하기 위해 사운드 다이내믹 압축 기술을 이용하고, 음압이 압축된 신호들 및 헤드셋에 의해 수신된 음성 신호들이 헤드셋의 리시버를 통해서 함께 브로드캐스팅되는 기술적 솔루션에 의해서, 강한 노이즈들은 인간의 청력에 손상을 주는 것을 피하도록 감소될 수 있고, 더 낮은 음압 레벨의 사운드는 착용자가 환경을 모니터링하는 것을 달성해서 그 안의 유용한 정보를 캡쳐(capture)할 수 있도록 적당히 증가될 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 기술적 솔루션은 강한 노이즈 환경 하에서 청력을 보호하고, 음성을 향상시키고, 3차원 환경을 모니터링하는 것을 달성할 수 있다.
도 1은 강한 노이즈 환경 하에서의 헤드셋 통신 방법이 헤드셋에 적용된 경우의 본 발명의 실시예를 도시하는 구조도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에서의 헤드셋의 사운드 분기(sound diversion)를 도시하는 구조도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서의 헤드셋의 사운드 분기의 원리를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에서의 헤드셋의 귀 안쪽 부분(in-ear portion)을 도시하는 구조도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에서의 헤드셋의 음성 향상 처리부(voice enhancement processing portion)를 도시하는 구조적 블록도이다.
도 6은 도 5의 헤드셋에 3 차원 환경을 모니터링하는 기능이 더 추가된 것을 도시하는 구조적 블록도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에서의 사운드 다이내믹 압축 알고리즘을 도시하는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에서의 사운드 다이내믹 압축 효과를 도시하는 곡선이다.
도 2는 본 발명의 실시예에서의 헤드셋의 사운드 분기(sound diversion)를 도시하는 구조도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서의 헤드셋의 사운드 분기의 원리를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에서의 헤드셋의 귀 안쪽 부분(in-ear portion)을 도시하는 구조도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에서의 헤드셋의 음성 향상 처리부(voice enhancement processing portion)를 도시하는 구조적 블록도이다.
도 6은 도 5의 헤드셋에 3 차원 환경을 모니터링하는 기능이 더 추가된 것을 도시하는 구조적 블록도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에서의 사운드 다이내믹 압축 알고리즘을 도시하는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에서의 사운드 다이내믹 압축 효과를 도시하는 곡선이다.
본 발명의 목적, 기술적 솔루션, 및 이점들을 더욱 명확히 하기 위하여, 본 발명의 실시예들이 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명된다.
본 발명의 실시예에서의 강한 노이즈 환경 하에서의 헤드셋 통신 방법은 이하의 점들을 포함한다:
(1) 전체 주파수 범위(full frequency range)에서 외이도로 들어가는 사운드 신호들로부터 노이즈들을 제거하기 위하여, 외이도에 들어가는 중간주파수 및 고주파수 노이즈들을 감소시키기 위해 착용자의 외이도 도관에 밀접하게 결합되는(closely coupled) 귀마개를 이용하고, 외이도에 들어가는 중간주파수 및 저주파수 노이즈들을 분기시키기 위해 외이도와 함께 병렬 브랜치를 이루는, 귀마개로부터 연장되는 외부 연결 캐비티(external connection cavity)를 이용한다.
여기서, 전체 주파수 범위에서의 노이즈 감소는 패시브(passive) 노이즈 감소 기술 및 사운드 분기 기술을 결합함으로써 실현될 수 있고, 이것은 (2)에서의 처리에 더 높은 신호 대 노이즈 비(signal to noise ratio)를 갖는 음성 신호들을 제공한다.
(2) 외이도 내의 음성 신호들 및 외이도 내로 유입되는(slipping) 주위환경 노이즈 신호들을 픽업(pick up)하기 위해 헤드셋의 내부 마이크로폰을 이용하고, 공기를 통해서 전파되는(propagating) 음성 신호들 및 주위환경 노이즈 신호들을 픽업하기 위해 헤드셋의 외부 마이크로폰을 이용하고; 내부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들에서 노이즈 성분을 제거하고 외부 마이크로폰에 의해 레퍼런스 신호들로서 픽업된 신호들과 함께 음성 성분을 남긴 후에 헤드셋의 송신단 신호들을 획득한다.
여기서, 음성은 (귀마개, 외부 연결 캐비티, 및 내부 마이크로폰에서) 음향학적으로 및 (내부 및 외부 마이크로폰들의 신호들을 자기-적응적으로 필터링해서) 전자적으로 양쪽 모두 향상되고, 그래서 높은 명료도(clarity) 및 자연스러움(naturalness)을 갖는 송신단 신호들을 획득한다.
(3) 처리된 신호들(즉, 음압 레벨의 관점에서 감축 및 보상된 신호들)의 음압 범위가 인간의 귀에 의해서 받아들여질 수 있는(acceptable) 범위까지 압축되도록 하기 위하여, 음압 레벨의 관점에서 헤드셋의 외부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들을 감축 및 보상하기 위해 사운드 다이내믹 압축 기술을 이용하기 위한 사운드 다이내믹 압축 유닛을 이용하고, 처리된 신호들 및 헤드셋에 의해 수신된 수신단 신호들은 헤드셋의 리시버를 통해서 함께 브로드캐스팅된다(broadcast).
여기서, 사운드 다이내믹 압축 기술에 의해서, 주위환경 노이즈들의 강도 범위는 인간의 귀의 가청 범위(hearing domain)에 투영되고(projected), 이것은 순간적인 극한 사운드(ultimate sound)에 의한 인간의 귀에 대한 가능한 손상을 피할 뿐 아니라, 착용자의 귀에 배경 노이즈들을 완전히 제시한다.
알 수 있는 바와 같이, 노이즈 분기, 인이어(in-ear) 마이크로폰, 및 음향 신호 처리의 기술을 사운드 다이내믹 압축 기술과 효과적으로 결합함으로써, 상술한 방법은 강한 노이즈 환경 하에서 청력을 보호하는 것, 음성을 향상시키는 것, 및 3차원 환경을 모니터링하는 것을 달성할 수 있다.
도 1은 강한 노이즈 환경 하에서의 헤드셋 통신 방법이 헤드셋에 적용된 경우의 본 발명의 실시예를 도시하는 구조도이다. 도 1에서 도시된 바와 같이, 헤드셋은:
통신 명료도를 보장하기 위하여 외이도 내에서 더 높은 신호 대 노이즈 비를 갖는 음성 신호들을 픽업하기 위한 내부 마이크로폰(101);
바이노럴(binaural) 외부 마이크로폰(102)들, 이것에 의해서 3차원 환경이 달성될 수 있고, 3차원적인 현실감 있는 있는 재현될 수 있음; 게다가, 내부 마이크로폰(101)과 동일한 귀쪽(ear side)에 위치한 외부 마이크로폰(102)은 또한 음성 향상을 위한 주위환경 노이즈 레퍼런스를 제공함;
주위환경 노이즈 레퍼런스 신호들 및 수신단 신호들을 함께 브로드캐스팅하기 위한 바이노럴 리시버(103)들;
청력을 보호하기 위하여 전체 주파수 범위에서의 노이즈 분리를 보장하기 위해 사운드 분기를 달성하기 위한 바이노럴 외부 연결 캐비티(104)들(도면에서 파선에 의해 도시됨);
전자적 레벨(electronic level)에서의 음성 향상 처리 및 사운드 다이내믹 압축 처리를 제공하기 위한 저전력 DSP 칩(105); 및
DSP 칩(105)에 파워를 제공하기 위한 건전지(106);를 포함한다.
본 발명의 기술적 솔루션을 더욱 상세하게 설명하기 위하여, 강한 노이즈 환경 하에서 청력 보호 기능, 음성 통신 기능, 및 3차원 환경 모니터링 기능을 갖는 다기능 헤드셋이 이하에서 설명된다. 구체적으로는, 이 세 개의 측면들이 각각 설명된다.
1. 청력 보호(Protecting hearing )
도 2는 본 발명의 실시예에서의 헤드셋의 사운드 분기를 도시하는 구조도이다. 도 2는 외이도(202) 및 고막(201)을 포함하는 인간의 귀의 구조를 도시한다. 도 2는 또한 본 발명의 실시예에서의 귀마개(203) 및 외부 연결 캐비티(204)를 포함하는 헤드셋의 분기 구조를 도시하고, 귀마개(203)는 착용자의 외이도 도관에 밀접하게 결합되고 구멍(perforation)을 가지며, 외부 연결 캐비티(204)는 귀마개(203)의 구멍으로부터 연장되고 착용자의 외이도와 함께 병렬 브랜치를 이룬다. 외부 연결 캐비티(204)는 연결 튜브(connection tube)(205)를 통해서 귀마개(203)의 구멍에 연결된다. 흡음재는 외부 연결 캐비티(204)의 내벽에 부착된다. 외부 연결 캐비티(204)의 음향 임피던스는 외이도의 음향 임피던스보다 현저하게 더 작다. 주위환경 노이즈(207)는 외이도 도관에서 분기된다. 외부 연결 캐비티(204)의 음향 임피던스는 외이도의 음향 임피던스보다 현저하게 더 작기 때문에, 메이저 노이즈(major noise)는 외부 연결 캐비티(204)로 분기되고, 마이너 노이즈(minor noise)(209)는 외이도로 들어간다. 귀마개(203)는 외이도에 들어가는 중간주파수 및 고주파수 노이즈들을 감소시킬 수 있고, 외부 연결 캐비티(204)는 중간주파수 및 저주파수 노이즈들의 대부분을 분기시킬 수 있어서, 전체 주파수 범위에서 노이즈들이 감소될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에서의 헤드셋의 사운드 분기의 원리를 도시하는 도면이다. 도 3을 참조하면, 튜브 또는 캐비티(cavity)는 외이도 도관에 밀접하게 결합된다. 외이도 도관에서 보면, 병렬 브랜치가 외이도에 추가된 것과 마찬가지이다. 외이도의 입구에 유입된 노이즈들은 이 브랜치에 의해서 부분적으로 분기될 것이다. 브랜치의 음향 임피던스 Zm이 외이도의 음향 임피던스 Ze보다 작으면 작을수록, 더 많은 음향 에너지(acoustic energy)가 추가적인 튜브 또는 캐비티에 들어가서, 외이도에 들어가는 노이즈를 감소시킨다.
도 3을 참조하면, 외부 노이즈들 Pa는 우선 헤드셋의 등가 음향 임피던스 Zs를 통과해서 외이도 도관에 도달한다. 잔여 노이즈들의 음압은 외이도 도관에서 Pe이다. 만일 아무런 분기 브랜치가 존재하지 않는다면, 외이도 도관에서 음압이 Pe인 잔여 노이즈들이 모두 외이도로 들어가고, 외이도의 음향 임피던스 Ze를 통과시키고, 마침내 고막에 도달해서 듣기를 유발할 것인데, 이것은 패시브 노이즈 감소 프로세스이다. 분기 브랜치가 도입되는 경우에, 음압이 Pe인 잔여 노이즈들은 분기 브랜치에 의해서 부분적으로 분기될 것이고, 외이도에 들어가는 음압은 
으로 될 것이고, 여기서 
는 외이도에 들어가는 잔여 노이즈들의 음압이고; 
이 
보다 훨씬 더 작은 경우에는, 
이다. 알 수 있는 바와 같이, 사운드 분기의 효과는 
에 대한 
의 비율에 의해서 직접적으로 결정된다. 비율이 작으면 작을수록, 분기 효과는 더 크다. 분기된 튜브 또는 캐비티는 용량성(capacitive) 성분으로서 주로 존재하고, 이것의 임피던스는 
이고, 여기서 
는 추가적인 캐비티의 음향적 체적(acoustic volume)이고, 
는 추가적인 캐비티의 체적이고, 
는 공기중에서의 음속이고, 
는 각주파수이고, 
는 공기의 밀도이다. 알 수 있는 바와 같이, 추가적인 캐비티의 체적이 크면 클수록, 그것의 음향 임피던스는 더 작고, 분기 효과는 더욱 명백하다.
본 발명의 실시예에서, 30dB 이상의 노이즈들은 패시브 노이즈 감소 기술과 사운드 분기 기술을 결합함으로써 전체 주파수 범위에서 감소될 수 있다. 도 2를 참조하면, 이 부분에서의 구조는 외이도 도관에 밀접하게 결합되는 귀마개(203)와 귀마개(203)로부터 연장되는 외부 연결 캐비티(204)로 구성된다. 고무 또는 다른 음향학적으로 저항성인 탄성재(acoustically resistive elastic material)로 형성된 귀마개(203)는 중간주파수 및 고주파수 노이즈들을 효과적으로 차단할 수 있다. 잔여 노이즈들이 외이도(202)의 입구에 도달하는 경우에 이들은 외이도(202)와 외부 연결 캐비티(204)를 병렬로 연결함으로써 형성된 통로를 통로를 만날 것이다. 만일 외부 연결 캐비티(204)의 음향 임피던스가 외이도(202)의 음향 임피던스보다 더 작도록 설계된다면, 음향 에너지의 대부분은 외부 연결 캐비티(204)로 모일 것이고, 반복적으로 분산됨으로써 캐비티 바디(cavity body)의 벽 상의 흡음재에 의해 흡수될 것이다. 이러한 방식으로, 외이도(202)에 들어가는 음향 에너지가 감소되고, 이로써 전체 주파수 범위에서 노이즈들을 감소시키는 효과를 달성한다. 게다가, 외부 연결 캐비티(204)의 선형도(linear degree)는 특정 주파수 근처에서 더 강한 사운드 제거 효과가 일어나도록 하기 위하여 특정 주파수에서 공진을 낳도록 양적으로 제어될 수 있다. 외부 연결 캐비티의 내부적인 음향학적 구조 및 내부 캐비티에 부착된 흡음재의 분포를 설계 및 제어함으로써, 공진에 의한 사운드 제거의 강도 및 주파수 범위는 전체 주파수 범위에서 최선의 노이즈 감소 효과를 달성하도록 조정될 수 있다.
2. 음성 향상(Enhancing voice)
본 발명의 실시예에서 채택된 음성 향상 솔루션은 두 부분을 포함하는데: 제1 부분은 음향학적으로 음성을 향상시키는 것 및 더 좋은 신호 대 노이즈 비를 갖는 주 신호(primary signal) 및 주 신호와 매우 관련된 노이즈 레퍼런스 신호를 전자적 음성 향상 알고리즘에 제공하는 것이며; 제2 부분은 음성 향상을 추가로 수행하기 위하여 발전된 음향 신호 처리 방법을 이용하는 것 및 음성의 신호 대 노이즈 비를 증가시키고 송신단의 음성의 양해도(intelligibility) 및 안락감(comfort)을 향상시키기 위하여 신호들에 대해 전처리하는 것이다. 이하에서는, 음성을 향상시키기 위한 방법이 음향적 및 전자적 관점에서 각각 설명될 것이다.
연구에 따르면, 인간의 외이도가 외부 공기로부터 격리된다면 닫힌 캐비티(closed cavity)가 형성될 것이고, 사람이 말할 때 외이도 안의 공기는 더 강한 음성 신호들을 포함하는 동기 진동(synchronous vibration)을 생성할 것이라고 한다. 그러므로, 본 발명에 의해서 제공된 헤드셋에서, 귀 안의 마이크로폰은 귀 안의 음성 신호들 및 그 안에 유입된 잔여 노이즈 신호들을 픽업하고, 외부 마이크로폰은 주위환경 노이즈 신호들을 픽업한다. 내부 마이크로폰 및 외부 마이크로폰 양쪽 모두의 신호들은 음성 신호 처리 유닛에 동시에 보내지며; 자기-적응적인 필터링(self-adaptively filtering) 방법에 의해 전자적 레벨에서 내부 마이크로폰의 신호들 내의 노이즈 신호들을 자기-적응적으로 제거하고 음성 성분을 남기기 위하여, 내부 마이크로폰의 신호들은 주 신호들이고, 외부 마이크로폰의 신호들은 레퍼런스 신호들이며; 마지막으로, 자기 적응적으로 필터링된 음성 신호들은 스펙트럼 보상됨(spectrum compensated)으로써 높은 명료도 및 자연스러움을 가진 송신단 음성 신호들을 획득한다. 세부사항을 위하여 도 4 및 도 5를 참조하라.
도 4는 본 발명의 실시예에서의 헤드셋의 귀 안쪽 부분을 도시하는 구조도이다. 도 4는 외이도(202) 및 고막(201)을 포함하는 인간의 귀의 구조를 도시한다. 도 4는 또한 본 발명의 실시예에서의 헤드셋의 귀 안쪽 부분의 구조를 도시하는데, 헤드셋은: 외이도(202)에 밀접하게 결합되는 귀마개(203), 외이도 안의 음성 신호들 및 외이도 안으로 유입된 잔여 노이즈 신호들을 픽업하기 위한 내부 마이크로폰(404), 및 주위환경 노이즈 신호들을 픽업하기 위한 외부 마이크로폰(405)을 포함한다. 도 4를 참조하면, 내부 마이크로폰(404)은 헤드셋이 착용될 때 외이도에 들어갈 수 있는 귀마개(203)의 부분에 위치해 있고, 외부 마이크로폰(405)은 헤드셋이 착용될 때 외이도의 바깥에 있는 귀마개(203)의 부분에 위치해 있다.
게다가, 본 발명의 실시예에서, 헤드셋은: 내부 마이크로폰(404)에 의해 픽업된 신호들 및 외부 마이크로폰(405)에 의해 픽업된 신호들을 수신하고, 내부 마이크로폰(404)에 의해 픽업된 신호들에서 노이즈 성분을 제거하고 외부 마이크로폰(405)에 의해 레퍼런스 신호들로서 픽업된 신호들과 함께 음성 성분을 남긴 후에 헤드셋의 송신단 신호들을 획득하기 위한 음성 신호 처리 유닛을 더 포함한다. 음성 신호 처리 유닛은 도 4에서 도시되지 않는다. 음성 신호 처리 유닛은 내부 마이크로폰(404) 및 외부 마이크로폰(405)에 각각 연결될 수 있고, 실제 상황에 따라서 본 발명의 실시예의 구현에 영향을 주지 않는 헤드셋의 적절한 부분에 배치될 수 있다.
사람이 말할 때 음성 신호들은 유스타키오관을 통해서 외이도로 전달되고, 소리를 만들 때, 즉 음성이 생성될 때, 외이도의 근육이 진동하고 공기 진동을 생성한다. 외이도 도관이 개방되어 있을 때, 외이도에서의 기체 진동(소스)은 더 큰 공간(큰 부하)를 향해 방출되어서, 기체는 작은 진폭을 가지고 진동하고 음향 에너지는 약하며; 외이도 도관이 막혔을 때, 외이도에서의 기체 진동(소스)은 외이도 내의 아주 작은 공간에서만 일어나서, 기체는 큰 진폭을 가지고 진동하고, 음향 에너지는 강하고, 외부 노이즈들의 에너지는 외부 노이즈들이 패시브하게(passively) 그리고 방음이 되게(soundproofly) 외이도 안으로 전송되기 때문에 감소되고, 그래서 신호 대 노이즈 비를 크게 향상시킨다. 그래서, 도 4를 참조하면, 내부 마이크로폰(404)은 외이도 내의 음성 신호들 및 외이도 안으로 유입된 주위환경 노이즈 신호들을 픽업하고, 외부 마이크로폰(405)은 공기를 통해서 전파된 음성 신호들 및 주위환경 노이즈 신호들을 픽업한다. 귀마개의 차단 및 외부 연결 캐비티의 분기를 통과한 후에, 주위환경 노이즈들은 이들이 외이도에 들어갈 때 현저하게 약화되어서, 내부 마이크로폰(404)에 의해 픽업된 음성 신호들은 더 높은 신호 대 노이즈 비를 가진다. 외부 마이크로폰(405)에 의해 픽업된 외부 노이즈 신호들이 더욱 순수(pure)할수록 다음 단계의 전자적 레벨의 노이즈 감소에 대해 더욱 양호한 외부 노이즈 레퍼런스 신호들을 제공할 수 있다. 공간적으로, 내부 마이크로폰(404)과 외부 마이크로폰(405) 사이의 거리는 상대적으로 짧은데, 이것은 픽업된 외부 노이즈 신호들이 상대적으로 더욱 양호하다는 것을 보장하고, 그래서 노이즈 신호들이 전자적 레벨에서 더 많이 감소될 수 있다는 것을 보장한다.
음향적 레벨(acoustic level)에서 음성을 향상시킨 후에, 음성 신호들의 신호 대 노이즈 비는 전자적 레벨에서의 음향 신호 처리 기술을 이용해서 더 향상되고, 음성 신호의 자연스러움 및 명료도가 향상된다. 더욱 상세하게는 도 5를 참조하라.
도 5는 본 발명의 실시예에서의 헤드셋의 음성 향상 처리부를 도시하는 구조적 블록도이다. 도 5에서 도시된 바와 같이, 헤드셋은: 내부 마이크로폰(404), 외부 마이크로폰(405), 및 음성 신호 처리 유닛(506)을 포함한다. 음성 신호 처리 유닛(506)은 구체적으로:
내부 마이크로폰(404)에 의해 픽업된 신호들 s1 및 외부 마이크로폰(405)에 의해 픽업된 신호들 s2을 수신하고, 저주파수 범위에서 s1에 대한 s2의 통계적인 에너지 비에 따라서 제어 파라미터 α를 결정하고, 제어 파라미터 α를 출력하기 위한 음성 검출 모듈(5061);
가중치로서 피드백 출력 신호들 y를 가지고 레퍼런스 신호들을 갱신하고, 가중치로서 음성 검출 모듈(5061)에 의해 출력된 제어 파라미터 α를 가지고 속도의 제어 파라미터를 갱신하고, 외부 마이크로폰(405)의 수신 신호들 s2에 대해서 자기-적응적인 필터링을 하고, 자기-적응 필터 출력 신호들 s3를 출력하기 위한 자기-적응 필터(5062);
수신된 자기-적응 필터 출력 신호들 s3을 내부 마이크로폰(404)에 의해 픽업된 수신 신호들로부터 뺌(subtracting)으로써 출력 신호들 y를 획득하기 위한 노이즈 감소 모듈(5063); 및
출력 신호들 y를 단일채널 음성 처리(single-channel voice processing) 및 스펙트럼 확산 처리(spectrum spreading processing)를 하기 위한 후처리 모듈(5064);을 포함한다. 후처리 모듈에 의해 출력된 신호는 헤드셋의 송신단 신호들이다.
음성 검출 모듈(5061): 음성 신호들이 존재하는 경우에, 내부 마이크로폰(404)은 외이도 내에서 더 많은 음성 신호들을 픽업하고; 헤드셋 착용자가 크게 말하는 경우에, 공기를 통해 전파되는 외부 마이크로폰(405)에 의해 픽업된 음성 신호들은 무시될 수 없다. 만일 자기-적응 필터가 레퍼런스 신호들로서 외부 마이크로폰(405)의 신호들을 이용해서 직접 갱신된다면 음성은 아마도 손상을 입을 수 있다. 그래서, 음성 검출 모듈(5061)이 이에 의해 제어 파라미터 α를 출력하기 위하여 본 발명에 추가된다. 제어 파라미터 α는 자기-적응 필터의 수렴 단계 크기에 가중치를 부여하기 위하여 주로 이용된다. 제어 파라미터 α의 값은 저주파수 범위에서 내부 마이크로폰 대한 외부 마이크로폰의 통계적인 에너지 비를 계산함으로써 주로 결정되고, α의 수치적인 범위는 
이다.
자기-적응 필터(5062) 및 노이즈 감소 모듈(5063): 자기-적응 필터(5062)는 단계 P (P≥1)를 가진 FIR 필터이다. 필터의 가중치는 
이다. 본 발명의 실시예에서는 P=64이다. 자기-적응 필터(5062)의 입력 신호들은 s2(n)이고, 여기서 n은 이산 시간 번호(discrete time number)이다. 자기-적응 필터의 출력 신호들은 s3(n)이다. 오프셋(offset) 신호들 y(n)은 s1(n)에서 s3(n)를 뺌으로써 획득된다. y(n)은 필터의 가중치를 갱신하기 위해 자기-적응 필터에 피드백되고, 그 갱신 속도는 파라미터 α에 의해 제어된다. α=1인 경우에, 즉, s1(n) 및 s2(n) 모두가 노이즈 성분인 경우에, 자기-적응 필터(5062)는 노이즈들이 외부 마이크로폰(405)에서부터 내부 마이크로폰(404)으로 전달되는 전달 함수 H_noise에 신속하게 수렴하여, s3(n)을 s1(n)과 동일하게 만들어서, 오프셋 y(n)는 매우 작고, 이로써 노이즈들을 제거한다. α=0인 경우에, 즉 s1(n) 및 s2(n) 모두가 타겟(target) 음성 신호들인 경우에, 자기-적응 필터(5062)는 갱신을 멈추고, 그래서 자기-적응 필터(5062)는 음성이 외부 마이크로폰(405)으로부터 내부 마이크로폰(404)으로 전달되는 전달 함수 H_speech에 수렴하지 않을 것이다. s3(n)은 s1(n)과 다르고, 그래서 빼진(subtracted) 음성 성분은 오프셋이 아닐 것이다: y (n)은 음성 성분이 남아 있는 동안 출력된다. 0<α<1인 경우에, 즉, 마이크로폰에 의해 수집된 신호들은 음성 성분 및 노이즈 성분 양쪽 모두를 포함하는 경우에, 노이즈들을 제거하면서도 음성 성분이 남아 있는 것을 보장하기 위하여 자기-적응 필터(5062)의 갱신 속도는 음성 성분 및 노이즈 성분의 양에 의해 제어된다. 노이즈들이 외부 마이크로폰(405)으로부터 내부 마이크로폰(404)으로 전달되는 전달 함수 H_noise와 음성들이 외부 마이크로폰(405)으로부터 내부 마이크로폰(404)으로 전달되는 전달 함수 H_speech는 유사하기 때문에, 자기-적응 필터(5062)가 H_noise에 수렴하더라도 음성은 여전히 어느 정도 손상을 입을 것이다. 그러므로, α는 자기-적응 필터(5062)의 가중치를 제한하는 데 이용된다. 이 실시예에서, 행하여진 제한은 
이다. α=1인 경우에, 즉, 수집된 신호들 모두가 노이즈 성분인 경우에, 자기-적응 필터(5062)는 제한되지 않고, 노이즈들은 완전히 제거된다; α=0인 경우에, 즉, 수집된 신호들 모두가 음성 성분인 경우에, 자기-적응 필터(5062)는 전체적으로 제한되고, 음성들은 완전히 남아 있다; 그리고, 0<α<1인 경우에, 즉, 마이크로폰에 의해 수집된 신호들이 음성 성분 및 노이즈 성분 양쪽 모두를 포함하는 경우에, 자기-적응 필터(5062)는 부분적으로 제한되고, 노이즈 부분이 제거되며 음성은 완전히 남아 있다. 그래서, 노이즈들을 감소시키면서 음성들을 양호하게 보호하는 효과가 달성된다.
후처리 모듈(5064): 후처리 모듈(5064)은 두 부분을 포함한다: 우선, 음성 신호들의 신호 대 노이즈 비를 더 증가시키기 위하여 노이즈 감소 모듈(5063)에 의해 출력된 신호들에 대해서 단일채널 음성 향상 처리를 수행하는 것, 그 다음에, 출력 음성 신호들의 명료도 및 양해도를 향상시키기 위하여 단일채널 처리된 신호들에 대해서 스펙트럼 확산 처리를 수행하는 것이다. 단일채널 음성 향상 및 스펙트럼 확산은 기존의 성숙한 솔루션에 의해 수행될 수 있고, 이들은 여기에서는 더 상세하게 언급되지 않을 것이다.
이상으로부터, 본 발명의 실시예에서의 헤드셋에 의해서, 음성 향상의 관점에서, 내부 마이크로폰은 더 높은 신호 대 노이즈 비를 갖는 음성 신호들을 획득하기 위하여 외이도 내에서 음성 신호들을 픽업하여, 음향적 레벨에서 음성 향상을 달성하고; 외부 마이크로폰은 전자적 레벨에서 음성 향상을 위한 환경을 제공하기 위하여 주위환경 노이즈들을 픽업하고; 전자적 레벨에서, 외부 마이크로폰의 신호들의 도움으로 내부 마이크로폰의 신호들을 기초로 하여 자기-적응적인 필터링 수단에 의해 배경 노이즈들이 더 제거된다는 것을 알 수 있다. 접화 마이크로폰(close-talking microphone)을 이용하는 음성 향상을 위한 기존 방법과 비교할 때, 본 발명의 솔루션은 극한 잡음 환경(noisy condition) 하에서도 음성 신호들의 검출 및 결정을 위한 기초로서 충분한 신호 대 노이즈 비를 여전히 오리지날(original) 신호에 제공할 수 있어서, 이로써 송신단 음성의 명료도 및 양해도를 보장한다.
이 실시예에서, 사운드 분기 기술이 이용되고, 외이도 도관에 도달하는 노이즈들의 대부분은 외부 연결 캐비티를 이용해서 분기되고, 그래서, 주위환경 노이즈들은 귀마개를 통과하고 사운드 분기를 거친 후에 상당히 줄어들었고, 내부 마이크로폰(404)에 의해 픽업된 음성 신호들은 더 높은 신호 대 노이즈 비를 가졌다.
3. 3차원 환경 모니터링(Monitoring a three-dimensional environment)
도 6은 도 5의 헤드셋에 3 차원 환경을 모니터링하는 기능이 더 추가된 것을 도시하는 구조적 블록도이다. 도 6 및 도 4를 참조하면, 이 실시에에서의 헤드셋은 도 5에 도시된 헤드셋의 구조를 포함하고, 이를 기초로 하여 이 실시예의 헤드셋은:
다른 귀쪽에 있는 외부 마이크로폰(405'); 외부 마이크로폰(405) 및 외부 마이크로폰(405')은 각각 두 귀쪽에 위치하고, 외부 마이크로폰(405) 및 내부 마이크로폰(404)은 동일한 귀쪽에 위치함;
외부 마이크로폰(405)에 의해 픽업된 신호들 s2 및 외부 마이크로폰(405')에 의해 픽업된 신호들 s3을 수신하고, 두 개의 외부 마이크로폰들에 의해 픽업된 신호들 s2 및 s3의 전체 음압 범위를 사운드 다이내믹 압축 기술을 이용해서 인간의 귀에 의해 받아들여질 수 있는 범위까지 압축하기 위한 사운드 다이내믹 압축 유닛(sound dynamic compression unit)(601); 및
헤드셋에 의해 수신된 송신단 신호들 L과 함께 사운드 다이내믹 압축 유닛(601)에 의해 처리된 신호들 s2' 및 s3'을 착용자의 귀 안에서 브로드캐스팅(broadcasting)하기 위한 리시버(receiver)(602);를 더 포함한다.
이 실시예에서, 내부 마이크로폰의 수는 1이고, 이것은 좌측 또는 우측 귀쪽에 위치해 있으며; 외부 마이크로폰의 수는 2이고, 이것은 죄측 및 우측 귀쪽에 각각 위치해 있다. 음성 신호 처리 유닛은 동일한 귀쪽에 위치해 있는 내부 마이크로폰 및 외부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들을 수신한다. 사운드 다이내믹 압축 유닛은 두 개의 외부 마이크로폰들에 의해서 픽업된 신호들을 음압 레벨의 관점에서 감축(cut down) 및 보상한다(compensate).
본 발명의 실시예에 있어서, 3차원 환경을 모니터링하는 관점에서, 주위환경 노이즈들은 외부 마이크로폰(405) 및 외부 마이크로폰(405')에 의해서 픽업되고, 사운드 다이내믹 압축 유닛(601)으로 전송된다. 사운드 다이내믹 압축 유닛(601)에서, 신호들의 에너지의 양은 우선 에너지의 양에 따라 이득(gain)을 조정하기 위하여 시간 영역 또는 주파수 영역에서 추정된다. 구체적으로 말해서, 높은 에너지를 갖는 신호들에게는 작은 이득(1보다 작음)이 주어지고, 낮은 에너지를 갖는 신호들에는 큰 이득(1보다 큼)이 주어진다. 이러한 조정시에, 인간의 청력에 해로운 주위환경의 강한 노이즈들이 감소되고, 더 낮은 음압 레벨 상의 사운드들은 착용자가 그 안에서 유용한 정보를 캡쳐(capture)할 수 있도록 적절하게 증가된다. 주위환경의 사운드 정보에 손상을 주지 않는다는 조건 하에서, 전체 음압의 다이내믹 범위(sound pressure dynamic range)는 인간의 귀에 의해서 받아들여질 수 있는 범위로 압축된다. 예를 들어, 주위환경 노이즈들의 음압 범위는 20dB-160dB이고, 이것은 처리 후에 40dB-90dB의 범위로 압축될 수 있다.
알 수 있는 바와 같이, 이 실시예에서, 헤드셋의 양 쪽에 있는 외부 마이크로폰들에 의해 픽업된 신호들을 음압 레벨의 관점에서 감축 및 보상함으로써, 그 음압 범위는 인간의 귀에 수신되기에 적합한 범위로 압축되고, 헤드셋에 의해 수신된 수신단 신호들 및 처리된 신호들은 헤드셋의 리시버를 통해서 함께 브로드캐스팅된다.
도 7은 본 발명의 실시예에서의 사운드 다이내믹 압축 알고리즘을 도시하는 흐름도이다. 도 8은 본 발명의 실시예에서의 사운드 다이나믹 압축 효과를 도시하는 곡선이다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 3차원 환경을 모니터링하는 관점에서, 주위환경의 사운드들이 외부 마이크로폰(405)에 의해 픽업되고, 사운드 다이내믹 압축 유닛(601) 안으로 전송된다. 사운드 다이내믹 압축 유닛(601)에서의 처리 프로시저는 도 7에서 도시된 바와 같고, 주로 이하의 섹션(section)들을 포함한다: 1. 푸리에 변환(Fourier transforming); 2. 특징점(characteristic point)들의 음압의 계산; 3. 특징점들의 이득값을 결정함; 4. 차이를 계산함으로써 전체 주파수 영역에서 이득 시퀀스(gain sequence)를 계산함; 5. 보상된 후에 스펙트럼을 획득함; 및 6. 역푸리에 변환(inverse Fourier transforming). 처리된 결과는 앰비언트 사운드 영역(ambient sound zone: ASZ)을 가청영역(audibility zone: AZ)에 투영하는(project) 것이며, 도 8을 참조하라. 사운드 다이내믹 압축 유닛(601)에 의해 처리된 신호들 및 헤드셋에 의해 수신된 음성 신호들은 착용자의 귀 안의 리시버(602)에 의해 함께 브로드캐스팅되고, 이것은 착용자의 청각에 손상을 주지 않으면서, 착용자가 주변 환경에서의 소리들을 모니터링하는 것을 가능하게 할 것이다.
본 발명의 실시예에서, 음성 신호 처리 유닛(506) 및 사운드 다이내믹 압축 유닛(601)은 DSP 칩 안으로 통합된다. 본 발명의 실시예에서의 헤드셋은 DSP 칩에 파워를 공급하기 위한 건전지를 더 포함한다. 건전지에 의해 공급되는 DSP 칩의 파워의 소비는 매우 낮으며, 강한 지속성(endurance)을 보장한다.
요약해서, 노이즈 분기 기술, 인이어 마이크로폰 기술, 및 사운드 다이내믹 압축 기술을 효과적으로 결합함으로써, 본 발명의 실시예는 효과적인 청력 보호, 깨끗한 음성 통신 기능, 및 3차원 환경 모니터링을 제공할 수 있는 다기능 헤드셋을 제공한다. 기존 헤드셋과 비교하면, 본 발명의 실시예의 헤드셋은 다음의 이점들을 가진다:
(1) 청력 보호의 측면에서, 30dB 이상의 노이즈들은 특정한 사운드 분기 기술에 의해 전체 주파수 범위에서 감소될 수 있다; 게다가, 패시브 노이즈 감소 기술이 이용되고 복잡한 구조 및 높은 에너지 소모를 갖는 액티브(active) 노이즈 감소 기술이 배제되기 때문에, 헤드셋의 전력 소비는 감소되고 헤드셋의 지속성을 크게 증가시킨다.
(2) 음성 통신의 측면에서, 접화(close-talking) 마이크로폰 또는 골전도(bone-conducting) 마이크로폰을 이용한 음성 향상을 위한 기존 방법과 비교해서, 본 방법은 인이어 마이크로폰에 의해 귀 안의 음성 신호들을 픽업하고 음성 신호 처리 유닛에 의해 배경 노이즈들을 추가로 제거함으로써 극한 잡음 환경 하에서도 음성 신호들의 검출 및 결정을 위해 충분한 신호 대 노이즈 비를 여전히 오리지날 신호에 제공할 수 있다.
(3) 주위환경을 모니터링하는 측면에서, 사운드 다이내믹 압축 기술에 의해서, 주위환경 노이즈들의 강도 범위가 진보적인 사운드 다이내믹 압축 알고리즘을 통해서 인간의 귀의 가청 범위로 투영되고, 이것은 순간적인 극한 사운드에 의한 인간의 귀에 대한 가능한 손상을 피할 뿐 아니라, 착용자의 귀에 전체 배경 노이즈들을 제시한다.
이상의 내용은 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐이며, 본 발명의 보호 범위를 제한하기 위해 이용되지 않는다. 본 발명의 사상 및 원리들 내에서의 임의의 변형, 등가적인 교체, 및 개선은 본 발명의 보호 범위 안에 포함되어야 한다.
Claims (10)
- 강한 노이즈 환경(strong-noise environment) 하에서의 헤드셋(headset) 통신 방법으로서, 상기 방법은:
전체 주파수 범위에서 외이도(ear canal)로 들어가는 사운드 신호(sound signal)들로부터 노이즈들을 제거하기 위하여, 외이도로 들어가는 중간주파수 및 고주파수 노이즈들을 감소시키기 위해 착용자의 외이도 도관(meatus)에 밀접하게 결합되는(closely coupled) 귀마개를 이용하고, 외이도에 들어가는 중간주파수 및 저주파수 노이즈들을 분기시키기 위해 외이도와 함께 병렬 브랜치(parallel branch)를 이루는, 귀마개로부터 연장되는 외부 연결 캐비티(external connection cavity)를 이용하는 단계;
외이도 내의 음성 신호(voice signal)들 및 외이도 내로 유입되는(slipping) 주위환경 노이즈 신호(environmental noise signal)들을 픽업(pick up)하기 위해 헤드셋의 내부 마이크로폰을 이용하고, 공기를 통해서 전파되는(propagating) 음성 신호들 및 주위환경 노이즈 신호들을 픽업하기 위해 헤드셋의 외부 마이크로폰을 이용하고; 내부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들에서 노이즈 성분을 제거하고 외부 마이크로폰에 의해 레퍼런스 신호(reference signal)들로서 픽업된 신호들과 함께 음성 성분을 남긴 후에 헤드셋의 송신단(transmitting terminal) 신호들을 획득하는 단계;
음압 레벨의 관점에서 헤드셋의 양쪽에 있는 외부 마이크로폰들에 의해 픽업된 신호들을 감축(cutting down) 및 보상(compensating)해서, 처리된 신호들의 음압 범위가 인간의 귀에 의해서 받아들여질 수 있는(acceptable) 범위까지 압축되게 하고, 처리된 신호들 및 헤드셋에 의해 수신된 수신단(receiving terminal) 신호들이 헤드셋의 리시버(receiver)를 통해서 함께 브로드캐스팅되는(broadcast) 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드셋 통신 방법.
- 청구항 1에 있어서,
외부 연결 캐비티의 음향 임피던스(acoustic impedance)가 외이도의 음향 임피던스보다 더 작고; 흡음재가 외부 연결 캐비티의 내벽에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 헤드셋 통신 방법.
- 청구항 1에 있어서,
내부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들에서 노이즈 성분을 제거하고 외부 마이크로폰에 의해 레퍼런스 신호들로서 픽업된 신호들과 함께 음성 성분을 남긴 후에 헤드셋의 송신단 신호들을 획득하는 단계는:
저주파수 범위에서 내부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들에 대한 외부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들의 통계적인 에너지 비(energy ratio)에 따라서 제어 파라미터 α를 결정하고, 피드백 출력 신호들을 가지고 자기-적응 필터(self-adaptive filter)의 가중치를 갱신하고, 제어 파라미터 α를 가지고 자기-적응 필터의 가중치의 갱신 속도를 제어하고, 외부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들에 대해 자기-적응적인 필터링(self-adaptively filtering)을 해서 자기-적응 필터 출력 신호들을 획득하는 단계;
내부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들로부터 자기-적응 필터 출력 신호들을 뺌으로써 출력 신호들을 획득하는 단계; 및
출력 신호들을 헤드셋의 송신단 신호들로서 이용하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드셋 통신 방법.
- 청구항 3에 있어서,
본 방법은:
출력 신호들에 대해서 단일채널 음성 처리(single-channel voice processing) 및 스펙트럼 확산 처리(spectrum spreading processing)를 하는 단계; 및
단일채널 음성 처리되고 스펙트럼 확산 처리된 신호들을 헤드셋의 송신단 신호들로서 이용하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드셋 통신 방법.
- 헤드셋으로서, 헤드셋은:
외이도에 들어가는 중간주파수 및 고주파수 노이즈들을 감소시키기 위해 착용자의 외이도 도관에 밀접하게 결합되는 귀마개; 외이도에 들어가는 중간주파수 및 저주파수 노이즈들을 분기시키기 위해 외이도와 함께 병렬 브랜치를 이루는, 귀마개로부터 연장되는 외부 연결 캐비티;
외이도 내의 음성 신호들 및 외이도로 유입되는 주위환경 노이즈 신호들을 픽업하기 위한 내부 마이크로폰; 공기를 통해서 전파되는 음성 신호들 및 주위환경 노이즈 신호들을 픽업하기 위한 외부 마이크로폰; 내부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들 및 외부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들을 수신하고, 내부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들에서 노이즈 성분을 제거하고 외부 마이크로폰에 의해 레퍼런스 신호들로서 픽업된 신호들과 함께 음성 성분을 남긴 후에 헤드셋의 송신단 신호들을 획득하기 위한 음성 신호 처리 유닛(voice signal processing unit);
처리된 신호들의 음압 범위가 인간의 귀에 의해서 받아들여질 수 있는 범위까지 압축되게 하기 위하여, 음압 레벨의 관점에서 외부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들을 감축 및 보상하기 위해 사운드 다이내믹 압축 기술을 이용하기 위한 사운드 다이내믹 압축 유닛(sound dynamic compression unit); 및 사운드 다이내믹 압축 유닛에 의해 처리된 신호들 및 헤드셋에 의해 수신된 수신단 신호들을 헤드셋에 의해서 함께 브로드캐스팅하기 위한 리시버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드셋.
- 청구항 5에 있어서,
외부 연결 캐비티의 음향 임피던스가 외이도의 음향 임피던스보다 더 작고; 흡음재가 외부 연결 캐비티의 내벽에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 헤드셋.
- 청구항 5에 있어서,
음성 신호 처리 유닛은:
내부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들 및 외부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들을 수신하고, 저주파수 범위에서 내부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들에 대한 외부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들의 통계적인 에너지 비에 따라서 제어 파라미터 α를 결정하고, 제어 파라미터 α를 출력하기 위한 음성 검출 모듈;
가중치로서 피드백 출력 신호들을 가지고 레퍼런스 신호들을 갱신하고, 가중치로서 제어 파라미터 α를 가지고 속도의 제어 파라미터를 갱신하고, 외부 마이크로폰의 수신 신호들에 대해서 자기-적응적인 필터링을 하고, 자기-적응 필터 출력 신호들을 출력하기 위한 자기-적응 필터; 및
수신된 자기-적응 필터 출력 신호들을 내부 마이크로폰에 의해 픽업된 수신 신호들로부터 뺌(subtracting)으로써 출력 신호들을 획득하기 위한 노이즈 감소 모듈(noise reduction module);을 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드셋.
- 청구항 7에 있어서,
음성 신호 처리 유닛은:
출력 신호들에 대해서 단일채널 음성 처리 및 스펙트럼 확산 처리를 하기 위한 후처리 모듈(post-processing module)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드셋.
- 청구항 5에 있어서,
음성 신호 처리 유닛 및 사운드 다이내믹 압축 유닛은 DSP 칩(chip) 안으로 통합되는 것을 특징으로 하는 헤드셋.
- 청구항 5 내지 9 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
내부 마이크로폰의 수는 1이고, 내부 마이크로폰은 헤드셋의 좌측 또는 우측 귀쪽에 위치해 있고;
외부 마이크로폰의 수는 2이고, 외부 마이크로폰은 헤드셋의 좌측 및 우측 귀쪽에 각각 위치해 있고;
음성 신호 처리 유닛은 동일한 귀쪽에 위치해 있는 내부 마이크로폰 및 외부 마이크로폰에 의해 픽업된 신호들을 수신하고;
사운드 다이내믹 압축 유닛은 두 개의 외부 마이크로폰들에 의해 픽업된 신호들을 음압 레벨의 관점에서 감축 및 보상하는 것을 특징으로 하는 헤드셋.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310192821.5 | 2013-05-22 | ||
| CN201310192821.5A CN103269465B (zh) | 2013-05-22 | 2013-05-22 | 一种强噪声环境下的耳机通讯方法和一种耳机 |
| PCT/CN2014/078081 WO2014187332A1 (zh) | 2013-05-22 | 2014-05-22 | 一种强噪声环境下的耳机通讯方法和一种耳机 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20150005924A KR20150005924A (ko) | 2015-01-15 |
| KR101542027B1 true KR101542027B1 (ko) | 2015-08-04 |
Family
ID=49013070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020147029091A KR101542027B1 (ko) | 2013-05-22 | 2014-05-22 | 강한 노이즈 환경 하에서의 헤드셋 통신 방법 및 헤드셋 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9467769B2 (ko) |
| EP (1) | EP2843915B1 (ko) |
| JP (1) | JP5770405B2 (ko) |
| KR (1) | KR101542027B1 (ko) |
| CN (1) | CN103269465B (ko) |
| DK (1) | DK2843915T3 (ko) |
| WO (1) | WO2014187332A1 (ko) |
Families Citing this family (55)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103269465B (zh) * | 2013-05-22 | 2016-09-07 | 歌尔股份有限公司 | 一种强噪声环境下的耳机通讯方法和一种耳机 |
| CN104618829A (zh) * | 2014-12-29 | 2015-05-13 | 歌尔声学股份有限公司 | 耳机环境声音的调节方法和耳机 |
| DK3051844T3 (da) * | 2015-01-30 | 2018-01-29 | Oticon As | Binauralt høresystem |
| WO2016156595A1 (en) * | 2015-04-02 | 2016-10-06 | Sivantos Pte. Ltd. | Hearing apparatus |
| EP3285497B1 (en) * | 2015-04-17 | 2021-10-27 | Sony Group Corporation | Signal processing device and signal processing method |
| US9596536B2 (en) | 2015-07-22 | 2017-03-14 | Google Inc. | Microphone arranged in cavity for enhanced voice isolation |
| US9762991B2 (en) * | 2015-08-10 | 2017-09-12 | Cotron Corporation | Passive noise-cancellation of an in-ear headset module |
| KR20170018554A (ko) | 2015-08-10 | 2017-02-20 | 해보라 주식회사 | 소리 필터링 시스템 |
| EP3799441A1 (en) | 2015-12-29 | 2021-03-31 | Beijing Xiaoniao Tingting Technology Co., LTD | Method for adjusting ambient sound for earphone, and earphone |
| KR101773353B1 (ko) * | 2016-04-19 | 2017-08-31 | 주식회사 오르페오사운드웍스 | 이어셋의 음색 보상 장치 및 방법 |
| DK3453189T3 (da) * | 2016-05-06 | 2021-07-26 | Eers Global Tech Inc | Anordning og fremgangsmåde til forbedring af kvaliteten af i- øret-mikrofonsignaler i støjende miljøer |
| KR101756674B1 (ko) * | 2016-05-27 | 2017-07-25 | 주식회사 이엠텍 | 보청기 기능의 능동 소음 제거 헤드셋 장치 |
| CN109891913B (zh) * | 2016-08-24 | 2022-02-18 | 领先仿生公司 | 用于通过保留耳间水平差异来促进耳间水平差异感知的系统和方法 |
| CN106254991B (zh) * | 2016-09-12 | 2019-03-26 | 歌尔股份有限公司 | 降噪耳机及其降噪方法 |
| CN106792315B (zh) * | 2017-01-05 | 2023-11-21 | 歌尔科技有限公司 | 一种抵消环境噪声的方法和装置及一种主动降噪耳机 |
| CN107071608B (zh) * | 2017-02-14 | 2023-09-29 | 歌尔股份有限公司 | 降噪耳机以及电子设备 |
| JP6729787B2 (ja) | 2017-03-10 | 2020-07-22 | ヤマハ株式会社 | ヘッドフォン |
| US10366708B2 (en) | 2017-03-20 | 2019-07-30 | Bose Corporation | Systems and methods of detecting speech activity of headphone user |
| CN107018461A (zh) * | 2017-03-22 | 2017-08-04 | 广东欧珀移动通信有限公司 | 耳机及其降噪方法 |
| US10170095B2 (en) * | 2017-04-20 | 2019-01-01 | Bose Corporation | Pressure adaptive active noise cancelling headphone system and method |
| US10249323B2 (en) | 2017-05-31 | 2019-04-02 | Bose Corporation | Voice activity detection for communication headset |
| WO2019079948A1 (en) * | 2017-10-23 | 2019-05-02 | Goertek Inc. | HEADER AND METHOD FOR PERFORMING AN ADAPTIVE SELF-ACCORD FOR A HEADPHONES |
| CN109729470A (zh) * | 2017-10-27 | 2019-05-07 | 北京金锐德路科技有限公司 | 用于脖戴式语音交互耳机的声麦收音处理装置 |
| CN109756807A (zh) * | 2017-11-08 | 2019-05-14 | 深圳市佳骏兴科技有限公司 | 具有耳语传导功能的通话器件及移动终端 |
| EP3503573A1 (en) * | 2017-12-20 | 2019-06-26 | GN Hearing A/S | Hearing protection device with reliability and related methods |
| US10511915B2 (en) | 2018-02-08 | 2019-12-17 | Facebook Technologies, Llc | Listening device for mitigating variations between environmental sounds and internal sounds caused by the listening device blocking an ear canal of a user |
| US10438605B1 (en) * | 2018-03-19 | 2019-10-08 | Bose Corporation | Echo control in binaural adaptive noise cancellation systems in headsets |
| CN108391193A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-08-10 | 东莞市猎声电子科技有限公司 | 一种新型智能耳机 |
| US10959003B2 (en) | 2018-07-13 | 2021-03-23 | Rosemount Aerospace Inc. | Aircraft ground safety for ultrasonic sensors |
| US10935647B2 (en) | 2018-07-13 | 2021-03-02 | Rosemount Aerospace Inc. | Aircraft ground safety for ultrasonic sensors |
| CN109218882B (zh) * | 2018-08-16 | 2021-02-26 | 歌尔科技有限公司 | 耳机的环境声音监听方法及耳机 |
| CN108632694B (zh) * | 2018-08-16 | 2024-04-02 | 歌尔科技有限公司 | 一种可衰减麦克风风噪的电子产品 |
| CN109166567A (zh) * | 2018-10-09 | 2019-01-08 | 安徽信息工程学院 | 一种降噪方法及设备 |
| CN109348335B (zh) * | 2018-10-30 | 2024-05-10 | 歌尔科技有限公司 | 一种耳机的增益调节方法、装置和电子设备 |
| CN109905794B (zh) * | 2019-03-06 | 2020-12-08 | 中国人民解放军联勤保障部队第九八八医院 | 基于战场应用的自适应智能化防护耳塞的数据分析系统 |
| EP3712885A1 (en) * | 2019-03-22 | 2020-09-23 | Ams Ag | Audio system and signal processing method of voice activity detection for an ear mountable playback device |
| CN111863006A (zh) * | 2019-04-30 | 2020-10-30 | 华为技术有限公司 | 一种音频信号处理方法、音频信号处理装置和耳机 |
| CN110177315B (zh) * | 2019-06-04 | 2024-02-02 | 北京塞宾科技有限公司 | 一种增强型抗噪声蓝牙耳机 |
| CN110931033B (zh) * | 2019-11-27 | 2022-02-18 | 深圳市悦尔声学有限公司 | 一种麦克风内置耳机的语音聚焦增强方法 |
| KR102279955B1 (ko) | 2019-12-02 | 2021-07-22 | 주식회사 이엠텍 | 캔틸레버 구조의 압전 소자를 이용한 음성 진동 센서 |
| US10834494B1 (en) | 2019-12-13 | 2020-11-10 | Bestechnic (Shanghai) Co., Ltd. | Active noise control headphones |
| CN110809211B (zh) * | 2020-01-08 | 2020-05-19 | 恒玄科技(北京)有限公司 | 对耳机主动降噪的方法、主动降噪系统以及耳机 |
| CN113038318B (zh) * | 2019-12-25 | 2022-06-07 | 荣耀终端有限公司 | 一种语音信号处理方法及装置 |
| CN113038315A (zh) * | 2019-12-25 | 2021-06-25 | 荣耀终端有限公司 | 一种语音信号处理方法及装置 |
| CN112055278B (zh) * | 2020-08-17 | 2022-03-08 | 大象声科（深圳）科技有限公司 | 融合入耳麦克风和耳外麦克风的深度学习降噪设备 |
| US11842717B2 (en) | 2020-09-10 | 2023-12-12 | Maxim Integrated Products, Inc. | Robust open-ear ambient sound control with leakage detection |
| CN112449269B (zh) * | 2020-10-13 | 2023-03-24 | 安克创新科技股份有限公司 | 耳机及其音质的优化方法 |
| CN112235679B (zh) * | 2020-10-29 | 2022-10-14 | 北京声加科技有限公司 | 适用于耳机的信号均衡方法、处理器及耳机 |
| CN112399299B (zh) * | 2020-11-09 | 2021-10-01 | 南京大学 | 一种环境音监听的装置及方法 |
| CN112242149B (zh) * | 2020-12-03 | 2021-03-26 | 北京声智科技有限公司 | 音频数据的处理方法、装置、耳机及计算机可读存储介质 |
| CN114007157A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-02-01 | 中北大学 | 一种智能降噪通信耳机 |
| CN114007163A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-02-01 | 深圳创优声学科技有限公司 | 一种tws耳机自适应人体医学听力保护系统及使用方法 |
| KR20240024638A (ko) * | 2022-08-17 | 2024-02-26 | 삼성전자주식회사 | 전자 장치 및 그 제어 방법 |
| WO2024096600A1 (ko) * | 2022-11-01 | 2024-05-10 | 삼성전자 주식회사 | 외부 소리를 전달하기 위한 전자 장치 및 전자 장치의 동작 방법 |
| CN116916216B (zh) * | 2023-09-13 | 2023-12-05 | 中国人民解放军空军特色医学中心 | 一种降噪通信设备 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010050739A (ja) | 2008-08-21 | 2010-03-04 | Audio Technica Corp | ノイズキャンセルシステム |
| CN102300140A (zh) | 2011-08-10 | 2011-12-28 | 歌尔声学股份有限公司 | 一种通信耳机的语音增强方法、装置及降噪通信耳机 |
| JP2012226366A (ja) | 2005-10-21 | 2012-11-15 | Panasonic Corp | 騒音制御装置 |
| JP2013065039A (ja) | 2012-12-07 | 2013-04-11 | Sony Corp | ヘッドホン、ヘッドホンのノイズ低減方法、ノイズ低減処理用プログラム |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5824967A (en) * | 1996-10-29 | 1998-10-20 | Syracuse University | Ear muffler |
| US7039195B1 (en) * | 2000-09-01 | 2006-05-02 | Nacre As | Ear terminal |
| JP2006517760A (ja) * | 2003-01-09 | 2006-07-27 | エティモティック・リサーチ・インコーポレーテッド | 外部の音響雑音を減少させる効果を有する双方向音声通信装置 |
| CN101438603A (zh) * | 2006-04-01 | 2009-05-20 | 唯听助听器公司 | 助听器和助听器的抗反馈系统中自适应速率的控制方法 |
| US20070274531A1 (en) * | 2006-05-24 | 2007-11-29 | Sony Ericsson Mobile Communications Ab | Sound pressure monitor |
| WO2009006418A1 (en) * | 2007-06-28 | 2009-01-08 | Personics Holdings Inc. | Method and device for background noise mitigation |
| WO2009006897A1 (en) * | 2007-07-09 | 2009-01-15 | Gn Netcom A/S | Headset system comprising a noise dosimete |
| US8155334B2 (en) * | 2009-04-28 | 2012-04-10 | Bose Corporation | Feedforward-based ANR talk-through |
| CN101853667B (zh) * | 2010-05-25 | 2012-08-29 | 无锡中星微电子有限公司 | 一种语音降噪装置 |
| CN203340256U (zh) * | 2013-05-22 | 2013-12-11 | 歌尔声学股份有限公司 | 一种耳机 |
| CN103269465B (zh) * | 2013-05-22 | 2016-09-07 | 歌尔股份有限公司 | 一种强噪声环境下的耳机通讯方法和一种耳机 |
-
2013
- 2013-05-22 CN CN201310192821.5A patent/CN103269465B/zh active Active
-
2014
- 2014-05-22 KR KR1020147029091A patent/KR101542027B1/ko active IP Right Grant
- 2014-05-22 US US14/385,075 patent/US9467769B2/en active Active
- 2014-05-22 WO PCT/CN2014/078081 patent/WO2014187332A1/zh active Application Filing
- 2014-05-22 EP EP14781801.7A patent/EP2843915B1/en active Active
- 2014-05-22 DK DK14781801.7T patent/DK2843915T3/en active
- 2014-05-22 JP JP2015517602A patent/JP5770405B2/ja active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012226366A (ja) | 2005-10-21 | 2012-11-15 | Panasonic Corp | 騒音制御装置 |
| JP2010050739A (ja) | 2008-08-21 | 2010-03-04 | Audio Technica Corp | ノイズキャンセルシステム |
| CN102300140A (zh) | 2011-08-10 | 2011-12-28 | 歌尔声学股份有限公司 | 一种通信耳机的语音增强方法、装置及降噪通信耳机 |
| JP2013065039A (ja) | 2012-12-07 | 2013-04-11 | Sony Corp | ヘッドホン、ヘッドホンのノイズ低減方法、ノイズ低減処理用プログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2014187332A1 (zh) | 2014-11-27 |
| CN103269465A (zh) | 2013-08-28 |
| CN103269465B (zh) | 2016-09-07 |
| US20160241948A1 (en) | 2016-08-18 |
| JP2015524224A (ja) | 2015-08-20 |
| KR20150005924A (ko) | 2015-01-15 |
| EP2843915A1 (en) | 2015-03-04 |
| JP5770405B2 (ja) | 2015-08-26 |
| US9467769B2 (en) | 2016-10-11 |
| DK2843915T3 (en) | 2016-12-19 |
| EP2843915A4 (en) | 2015-09-02 |
| EP2843915B1 (en) | 2016-08-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101542027B1 (ko) | 강한 노이즈 환경 하에서의 헤드셋 통신 방법 및 헤드셋 | |
| US10657950B2 (en) | Headphone transparency, occlusion effect mitigation and wind noise detection | |
| US9949048B2 (en) | Controlling own-voice experience of talker with occluded ear | |
| CN107533838B (zh) | 使用多个麦克风的语音感测 | |
| US9466281B2 (en) | ANC noise active control audio headset with prevention of the effects of a saturation of the feedback microphone signal | |
| US9190043B2 (en) | Assisting conversation in noisy environments | |
| CA2621916C (en) | Apparatus and method for sound enhancement | |
| US20170148428A1 (en) | Audio headset with active noise control, anti-occlusion control and passive attenuation cancelling, as a function of the presence or the absence of a voice activity of the headset user | |
| JP2017163531A (ja) | 頭部装着聴覚装置 | |
| JP2013121106A (ja) | 耳孔装着型収音装置、信号処理装置、収音方法 | |
| JP6495448B2 (ja) | ヘッドセット内の自己音声閉塞軽減 | |
| US10199029B2 (en) | Speech enhancement for headsets with in-ear microphones | |
| US9620142B2 (en) | Self-voice feedback in communications headsets | |
| JP2022016340A (ja) | 能動的閉塞キャンセルのためのイヤピース、聴覚装置及びシステム | |
| CN203340256U (zh) | 一种耳机 | |
| US20210368280A1 (en) | Method for operating a hearing aid and hearing aid | |
| US20230169948A1 (en) | Signal processing device, signal processing program, and signal processing method | |
| US20230421971A1 (en) | Hearing aid comprising an active occlusion cancellation system | |
| CN115361615A (zh) | 一种主动降噪耳机 | |
| Lee et al. | Recent trends in hearing aid technologies | |
| AU2005282209A1 (en) | Apparatus and method for sound enhancement |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| A302 | Request for accelerated examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190625 Year of fee payment: 5 |