KR101626497B1

KR101626497B1 - 음향 제어 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101626497B1
Application number: KR1020150002621A
Authority: KR
Inventors: 백민호
Original assignee: (주)에어사운드
Priority date: 2015-01-08
Filing date: 2015-01-08
Publication date: 2016-06-01

Abstract

본 발명은 음향 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 음향을 집음하여 음향신호를 생성 및 전송하는 집음기와, 집음기로부터 전송된 음향신호를 신호 처리하는 서버와, 서버로부터 전송된 음향신호를 수신 처리하여 해당 음향을 출력하는 단말을 포함한다. 본 발명에 따르면, 음향 집음도를 향상시킴과 아울러 빔포밍을 통한 음향 처리가 이루어짐으로써 방향성 음원에 대한 효율적인 음향 처리 및 출력이 가능하고, 또한 마이크가 필요 없으므로 사용자 편의성을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 단말 등을 통한 음향 전달이 가능하므로 효과적인 e-Learning을 구현할 수 있다.

Description

음향 제어 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHODF FOR CONTROLLING SOUND}

본 발명은 음향 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음향에 대한 집음, 필터링, 전송 제어를 수행하는 음향 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.

최근, 멀티미디어 장비들이 소형화 및 첨단화되면서, 가정, 사무실, 학교 등에서 해당 용도에 맞게 이용되고 있다.

일례로서, 학교의 강의실 내부에 다양한 멀티미디어 장비가 마련되고 있으며, 이를 이용하여 e-Learning을 구현하고 있다.

그런데, 강의실 내부가 일정 규모 이상일 경우에는 강의자의 목청만으로는 강의하기에 무리가 있을 수 있으므로, 멀티미디어 장비 중에서 마이크, 앰프 및 스피커 등을 포함하는 음향 장비가 구축되게 된다.

그런데, 통상 스피커가 특정 위치에만 배치됨에 따라, 원거리에 있는 수강생에게 청취가능한 음향을 전달하기 위해서는 스피커 출력을 높여야만 한다. 이에, 스피커의 근거리에 있는 수강생에게는 상대적으로 높은 음향이 전달됨으로써 불편함을 느끼게 할 수 있다. 게다가 스피커 출력을 높임에 따라 소모전력이 증가하는 단점도 있다. 또한, 스피커 출력을 높일 경우에, 마이크와 스피커의 위치가 근접되어 있다면 스피커로부터 출력된 음향이 마이크로 재유입되는 하울링 현상이 발생하기도 한다.

이에, 강의자의 음향을 효과적으로 집음, 필터링, 전송 제어할 수 있도록 하는 방안이 필요하다할 것이다.

대한민국 등록특허공보 제10-0505535호(공고일 2005.08.05.) 대한민국 등록특허공보 제10-1067673호(공고일 2011.09.27.)

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 집음부를 이중으로 구성하고, 노이즈 및 에코음향 등의 필터링을 수행하며, 서버, 단말 및 스피커 등으로 전송 제어할 수 있도록 하는 음향 제어 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 음향 제어 시스템은, 적어도 하나 이상의 마이크로폰으로부터 음향을 집음하여 음향신호를 생성 및 전송하는 집음기; 상기 집음기로부터 전송된 음향신호에 대해 빔포밍을 통한 신호 처리를 수행하는 서버; 및 상기 서버로부터 전송된 음향신호를 수신 처리하여 해당 음향을 출력하는 단말을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 집음기는, 제1방향으로 곡률을 갖고, 음향을 그 내부로 집음시키는 제1집음부; 상기 제1방향으로 곡률을 갖고, 상기 제1집음부와 이격된 틈으로 음향을 유도하여 집음시키는 제2집음부; 집음된 음향으로부터 음향신호를 생성하는 마이크로폰 어레이; 및 상기 음향신호를 전송하는 전송부를 포함한다.

상기 서버는, 각 마이크로폰의 음향신호로부터 각 음향신호의 특징정보를 갖는 기준신호와 음원의 방향정보를 갖는 방향신호를 생성하는 기준신호 및 방향신호 생성부; 각 방향신호로부터 음원방향을 판단하는 음원방향 판단부; 상기 기준신호 및 방향신호 생성부로부터 전달된 기준신호와, 상기 음향방향 판단부로부터 전달된 음원방향정보로부터 각 기준신호의 위상을 보상하는 기준신호 위상보상부; 음원방향에 대응하여 해당 음원방향 이외의 음향신호를 필터링하는 필터링부; 필터링된 음향신호와 위상이 보상된 기준신호를 결합시키는 결합부; 결합된 신호를 증폭하는 증폭부; 및 증폭된 신호를 상기 단말로 송신함과 아울러 상기 집음기로부터 수신된 음향신호를 상기 기준신호 및 방향신호 생성부로 전달하는 송수신부를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 기준신호 및 방향신호 생성부는, 각 기준신호를 저장하는 버퍼부; 기준신호에 대해 주파수변환을 수행하여 주파수별로 신호를 분리하는 주파수변환부; 및 주파수 영역으로 변환된 기준신호를 시간 영역으로 변환하는 역주파수변환부를 포함할 수 있다.

한편, 상기 서버는, 각 마이크로폰의 음향신호로부터 각 음향신호를 증폭함과 아울러 합성하는 다중입력 증폭 및 합성부; 각 음향신호로부터 음원의 위치를 판단하는 음원 판단부; 상기 다중입력 증폭 및 합성부로부터 전달된 신호와 상기 음원 판단부로부터 전달된 신호에 근거하여 각 음향신호의 위상을 보상하는 신호위상 보상부; 음원의 위치에 대응하여 해당 음원 이외의 음향신호를 필터링하는 필터링부; 필터링된 음향신호와 위상이 보상된 신호를 결합시키는 결합부; 결합된 신호로부터 에코음향을 제거하는 에코음향 제거부; 에코음향이 제거된 신호를 증폭하는 증폭부; 및 증폭된 신호를 상기 단말로 송신함과 아울러 상기 집음기로부터 수신된 음향신호를 상기 다중입력 증폭 및 합성부로 전달하는 송수신부를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 음향 제어 시스템은, 적어도 하나 이상의 마이크로폰으로부터 음향을 집음하여 음향신호를 생성하고, 상기 음향신호에 대해 빔포밍을 통한 신호 처리를 수행하여 전송하는 집음기; 및 상기 집음기로부터 전송된 음향신호를 수신 처리하여 해당 음향을 출력하는 단말을 포함한다.

상기 집음기는, 제1방향으로 곡률을 갖고, 음향을 그 내부로 집음시키는 제1집음부; 상기 제1방향으로 곡률을 갖고, 상기 제1집음부와 이격된 틈으로 음향을 유도하여 집음시키는 제2집음부; 집음된 음향으로부터 음향신호를 생성하는 마이크로폰 어레이; 상기 마이크로폰 어레이로부터 전달된 음향신호에 대해 음향 처리를 수행하는 음향처리부; 및 음향신호를 전송하는 전송부를 포함한다.

상기 음향처리부는, 각 마이크로폰의 음향신호로부터 각 음향신호의 특징정보를 갖는 기준신호와 음원의 방향정보를 갖는 방향신호를 생성하는 기준신호 및 방향신호 생성부; 각 방향신호로부터 음원방향을 판단하는 음원방향 판단부; 상기 기준신호 및 방향신호 생성부로부터 전달된 기준신호와, 상기 음향방향 판단부로부터 전달된 음원방향정보로부터 각 기준신호의 위상을 보상하는 기준신호 위상보상부; 음원방향에 대응하여 해당 음원방향 이외의 음향신호를 필터링하는 필터링부; 필터링된 음향신호와 위상이 보상된 기준신호를 결합시키는 결합부; 결합된 신호를 증폭하는 증폭부; 및 증폭된 신호를 상기 단말로 송신함과 아울러 상기 집음기로부터 수신된 음향신호를 상기 기준신호 및 방향신호 생성부로 전달하는 송수신부를 포함할 수 있다.

한편, 상기 음향처리부는, 각 마이크로폰의 음향신호로부터 각 음향신호를 증폭함과 아울러 합성하는 다중입력 증폭 및 합성부; 각 음향신호로부터 음원의 위치를 판단하는 음원 판단부; 상기 다중입력 증폭 및 합성부로부터 전달된 신호와 상기 음원 판단부로부터 전달된 신호에 근거하여 각 음향신호의 위상을 보상하는 신호위상 보상부; 음원의 위치에 대응하여 해당 음원 이외의 음향신호를 필터링하는 필터링부; 필터링된 음향신호와 위상이 보상된 신호를 결합시키는 결합부; 결합된 신호로부터 에코음향을 제거하는 에코음향 제거부; 에코음향이 제거된 신호를 증폭하는 증폭부; 및 증폭된 신호를 상기 단말로 송신함과 아울러 상기 집음기로부터 수신된 음향신호를 상기 다중입력 증폭 및 합성부로 전달하는 송수신부를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 음향 제어 방법은, 이중으로 구성된 집음기를 통해 음향을 집음하는 단계; 집음된 음향에 대해 마이크로 어레이에서 음향신호를 생성하는 단계; 음향신호에 대한 시간지연으로부터 위치정보를 생성하는 단계; 위치정보에 대응하여 노이즈 제거, 에코음향 제거 및 위상 보상을 수행하는 단계; 및 스피커를 통해 음향을 출력하는 단계를 포함한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 음향 제어 시스템 및 방법에 따르면, 음향 집음도를 향상시킴과 아울러 빔포밍을 통한 음향 처리가 이루어짐으로써 방향성 음원에 대한 효율적인 음향 처리 및 출력이 가능하다.

또한, 본 발명에 따르면, 집음된 음향을 서버, 단말 및 스피커 등으로 다양하게 전달할 수 있으므로 효과적인 e-Learning 등을 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 음향 제어 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 집음기의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 서버의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 기준신호 및 방향신호 생성부의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 서버의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 단말의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 음향 제어 시스템의 구성도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 집음기의 구성도이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 집음기, 분해사시도 및 단면도이다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 의한 집음기, 분해사시도 및 단면도이다.
도 15 내지 도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 집음기, 분해사시도 및 단면도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 의한 음향 제어 방법의 흐름도이다.

이하, 본 발명의 음향 제어 시스템 및 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 동일 기능을 수행하는 구성에 대해 동일 명칭을 부여하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 음향 제어 시스템의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 음향 제어 시스템은, 적어도 하나 이상의 마이크로폰으로부터 음향을 집음하여 음향신호를 생성 및 전송하는 집음기(10)와, 집음기(10)로부터 전송된 음향신호에 대해 빔포밍을 통한 신호 처리를 수행하는 서버(20)와, 서버(20)로부터 전송된 음향신호를 수신 처리하여 해당 음향을 출력하는 단말(30)을 포함한다.

여기서, 서버(20)에서의 신호 처리는 증폭, 노이즈 제거 및 에코음향 제거를 포함한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 집음기의 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 집음기(10)는, 제1방향으로 곡률을 갖고, 벽면 또는 천장으로부터 반사된 음향을 그 내부로 집음시키는 제1집음부(101)와, 제1방향으로 곡률을 갖고, 제1집음부(101)와 이격된 틈으로 음향을 유도하여 집음시키는 제2집음부(102)와, 집음된 음향으로부터 음향신호를 생성하는 마이크로폰 어레이(103)와, 음향신호를 전송하는 전송부(104)를 포함한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 서버의 구성도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 서버(20)는, 각 마이크로폰의 음향신호로부터 각 음향신호의 특징정보를 갖는 기준신호와 음원의 방향정보를 갖는 방향신호를 생성하는 기준신호 및 방향신호 생성부(201)와, 각 방향신호로부터 음원방향을 판단하는 음원방향 판단부(202)와, 기준신호 및 방향신호 생성부(201)로부터 전달된 기준신호와, 음향방향 판단부(202)로부터 전달된 음원방향정보로부터 각 기준신호의 위상을 보상하는 기준신호 위상보상부(203)와, 음원방향에 대응하여 해당 음원방향 이외의 음향신호를 필터링하는 필터링부(204)와, 필터링된 음향신호와 위상이 보상된 기준신호를 결합시키는 결합부(205)와, 결합된 신호를 증폭하는 증폭부(206)와, 증폭된 신호를 단말(30)로 송신함과 아울러 집음기(10)로부터 수신된 음향신호를 기준신호 및 방향신호 생성부(201)로 전달하는 송수신부(207)를 포함한다.

여기에, 서버에는 적어도 하나 이상의 스피커(208)가 직접 연결될 수 있다.

한편, 서로 인접한 마이크로폰 간의 위치정보는 메모리부(미도시)에 미리 저장되어 있으며, 음원의 빔포밍시 위치정보가 이용된다.

그리고, 스피커(208)를 통해 출력되는 음향이 집음기(10)로 재입력되는 에코음향을 제거하기 위해 결합부(205)와 증폭부(206) 사이에 에코음향 제거부(미도시)를 더 형성시킬 수 있다.

본 발명의 기준신호 및 방향신호 생성부(201)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 각 기준신호를 저장하는 버퍼부(2031)와, 기준신호에 대해 주파수변환을 수행하여 주파수별로 신호를 분리하는 주파수변환부(2032)와, 주파수 영역으로 변환된 기준신호를 시간 영역으로 변환하는 역주파수변환부(2033)를 포함한다.

음원방향 판단부(202)는, 각 마이크로폰에 입력되는 음향의 시간차를 통해 음원방향을 판단하게 된다. 이 때, 시간지연과 마이크로폰 간의 위치와의 관계는 메모리부에 미리 저장되어 있다.

이에 시간지연을 통해 음원에 대한 빔포밍을 수행한다.

필터링부(204)는 음향의 시간차를 통해 확인된 방향정보(위치정보)를 통해 특정 방향에 대한 음원신호만을 강화하거나, 이와 반대로 불필요한 잡음(타방향의 음원신호 포함)을 제거할 수 있다. 이에, 방향성이 존재하지 않는 잡음이나 잔향을 줄일 수 있다. 이와 같이, 필터링부(204)는, 특정 방향으로부터 입력되는 음원 신호를 강조하거나 억제할 수 있고 특정 방향 이외의 음향(무지향성 잡음신호 포함)을 제거할 수 있다. 즉, 필터링부(204)는 공간상의 특정영역의 신호만 필터링해주는 공간 필터(spatial filter)와 같은 역할을 수행할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 서버의 구성도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 서버(20)는, 각 마이크로폰의 음향신호로부터 각 음향신호를 증폭함과 아울러 합성하는 다중입력 증폭 및 합성부(201′)와,

각 음향신호로부터 음원의 위치를 판단하는 음원 판단부(202′)와, 다중입력 증폭 및 합성부(201′)로부터 전달된 신호와 음원 판단부(202′)로부터 전달된 신호에 근거하여 각 음향신호의 위상을 보상하는 신호위상 보상부(203′)와, 음원의 위치에 대응하여 해당 음원 이외의 음향신호를 필터링하는 필터링부(204′)와, 필터링된 음향신호와 위상이 보상된 신호를 결합시키는 결합부(205′)와, 결합된 신호로부터 에코음향을 제거하는 에코음향 제거부(206′)와, 에코음향이 제거된 신호를 증폭하는 증폭부(207′)와, 증폭된 신호를 단말(30)로 송신함과 아울러 집음기(10)로부터 수신된 음향신호를 다중입력 증폭 및 합성부(201′)로 전달하는 송수신부(208′)를 포함한다.

여기서, 서버에는 적어도 하나 이상의 스피커(209′)가 직접 연결될 수 있다.

그리고, 다중입력 증폭 및 합성부(201′)의 제어를 위한 제어부(미도시)를 더 형성시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 단말의 구성도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 단말(30)은, 서버(20)로부터 전송된 음향신호를 수신하는 수신부(301)와, 음향신호에 대해 복호 및 증폭 처리를 수행하는 처리부(302)와, 처리부(302)로부터 출력된 신호에 대응하여 해당 음향을 출력하는 스피커(303)를 포함한다.

여기서, 집음기(10)와 서버(20) 간의 통신, 서버(20)와 단말(30) 간의 통신은 각각 근거리통신을 이용하는 것이 바람직하며, 근거리통신 방식으로 RF(Radio Frequency), Wi-Fi(Wireless Fidelity), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), UWB(Ultra Wide Band), 와이브로(Wibro), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등에서 선택적으로 이용할 수 있다. 바람직하게는 근거리통신 방식으로 Wi-Fi를 이용하는 것이 좋다. 물론, 3G, 4G, LTE(Long Term Evolution)를 포함한 이동통신망을 이용할 수도 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 음향 제어 시스템의 구성도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 음향 제어 시스템은, 적어도 하나 이상의 마이크로폰으로부터 음향을 집음하여 음향신호를 생성하고, 음향신호에 대해 빔포밍을 통한 신호 처리를 수행하여 전송하는 집음기(40)와, 집음기(40)로부터 전송된 음향신호를 수신 처리하여 해당 음향을 출력하는 단말(50)을 포함한다.

여기서, 집음기(40)에서의 음향신호 처리는 증폭, 노이즈 제거 및 에코음향 제거를 포함한다.

본 실시예에서는 음향신호에 대한 처리가 집음기(40)에서 이루어지는 경우에 대해 설명하고 있으나, 단말(50)에서 음향신호에 대한 처리가 이루어질 수도 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 집음기의 구성도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 집음기(40)는, 벽면 또는 천장으로부터 반사된 음향을 그 내부로 집음시키는 제1집음부(401)와, 제1방향으로 곡률을 갖고, 제1집음부(401)와 이격된 틈으로 음향을 유도하여 집음시키는 제2집음부(402)와, 집음된 음향으로부터 음향신호를 생성하는 마이크로폰 어레이(403)와, 마이크로폰 어레이(403)로부터 전달된 음향신호에 대해 음향 처리를 수행하는 음향처리부(404)와, 음향신호를 전송하는 전송부(405)를 포함한다.

음향처리부(404)는, 도 3 및 도 5의 서버(20) 구성에서 스피커 및 송수신부(207, 208′)가 생략되며, 도 3 및 도 5의 서버 구성과 실질적으로 동일하므로 중복 설명은 생략하기로 한다.

또한, 단말(50)은, 도 6의 단말(30) 구성과 실질적으로 동일하므로 중복 설명은 생략하기로 한다.

여기서, 집음기(40)와 단말(50)은 근거리통신을 이용하는 것이 바람직하며, 근거리통신 방식으로는 RF(Radio Frequency), Wi-Fi(Wireless Fidelity), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), UWB(Ultra Wide Band), 와이브로(Wibro), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등에서 선택적으로 이용할 수 있다. 바람직하게는 근거리통신 방식으로 Wi-Fi를 이용하는 것이 좋다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 도 8의 집음기(40)에서 전송부(405)가 생략되고, 스피커가 직접 연결될 수도 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 음향신호에 대해 집음기, 서버, 단말 순으로 전달하는 경우에 대해서만 설명하고 있으나, 집음기, 서버, 단말 간의 상호 세션 설정 과정을 통해 양방향 통신이 가능하며, 음향신호 전달 프로세스 이외의 요구 및 응답이 이루어질 수 있다.

집음기

도 9 내지 도 17은 본 발명의 집음기에 대한 다양한 예시들이다.

도 9 내지 도 17을 참조하면, 제1집음부(1)는, 중공된 반구형상을 하는 것이 바람직하며, 그 저면에 음향을 통과시키는 홀(H1)을 형성시키는 것이 바람직하고, 그 저면 내부에 제2집음부(2)와의 결합을 위한 결합턱(11)을 형성시키는 것이 바람직하다.

제2집음부(2)는, 제1집음부(1)보다 작은 반경을 갖는 중공된 반구형상을 하는 것이 바람직하며, 그 저면에 집음홀(H2)을 형성시키는 것이 바람직하고, 그 저면 외부에 제1집음부(1)의 결합턱(11)에 결합되는 결합돌기(21)를 형성시키는 것이 바람직하다.

여기서, 결합턱(11)과 결합돌기(21)에 의해 제1집음부(1)와 제2집음부(2)가 설정 간격이 유지된다. 본 실시예에서는 결합턱(11)과 결합돌기(21)에 의해 제1집음부(1)와 제2집음부(2)가 설정 간격을 유지하는 경우에 대해 예시하고 있으나, 다양한 이격 방법이 적용될 수 있으며, 예를 들어 음향 진행 방해를 최소화하는 돌기 등을 제1집음부(1)의 내부 및 제2집음부(2)의 외부에 선택적으로 형성시킴으로써 제1집음부(1)와 제2집음부(2)가 설정 간격을 유지할 수 있을 것이다.

한편, 제2집음부(2)는 중공된 반구형상으로부터 연장된 수납부(22)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제2집음부(2)와 수납부(22) 간의 접경 부분에 음향홀(H3)을 형성시킬 수도 있다. 또한, 수납부(22)에는 마이크로폰(31)으로 구성된 마이크로폰 어레이(103, 403), 음향처리부(404) 및 전송부(104, 405)가 선택적으로 형성된 기판(3)이 수납될 수 있다.

한편, 수납부(22)의 외주부에는 고정부재를 이용하여 벽면 또는 천장에 고정시킬 수 있도록 하는 플랜지가 형성될 수 있다.

또한, 수납부(22)는 벽면 또는 천장에 고정되는 고정부(4)에 체결될 수 있도록 하는 결합고리(23)를 형성시킬 수도 있다. 이 때, 수납부(22)가 고정부(4)에 결합되는 경우에는, 고정부(4)에 마이크로폰(31)으로 구성된 마이크로폰 어레이(103, 403), 음향처리부(404) 및 전송부(104, 405)가 선택적으로 형성된 기판(3)이 수납될 수 있다.

이 경우, 고정부(4)는, 벽면 또는 천장에 고정될 수 있도록 고정부재가 삽입되는 홀을 형성시킨 플랜지(41)와, 플랜지(41)에 연결되어 제2집음부(2)의 수납부(22)에 삽입되는 중공된 삽입부(42)를 포함할 수 있다.

이 때, 삽입부(42)의 입구에 기판(3) 등이 설치되는 것이 바람직하다. 물론, 기판(3)은 중공된 삽입부(42) 내에서 그 설치 위치가 변경될 수 있다. 한편, 삽입부(42)의 높이는 수납부(22)의 높이와 동일하거나 작게 형성시키는 것이 바람직하다.

한편, 고정부(4)에는 제1집음부(1) 및 제2집음부(2)가 선택적으로 결합될 수 있다. 이 때, 고정부(4)에 제2집음부(2)가 결합되고, 제2집음부(2)에 제1집음부(1)가 결합되는 것이 바람직하다. 이에 제조, 조립 및 분해를 용이하게 할 수 있다.

한편, 상기한 본 발명의 집음기가 방향성을 갖고 설치될 수 있도록 방향성 마운트(5)를 이용할 수 있다.

방향성 마운트(5)는, 벽면 또는 천장에 고정 설치되며, 이에 고정부(4)와 방향성 마운트(5)는 별도의 결합부재에 의해 결합이 이루어지게 된다. 결합부재는 결합돌기 및 결합턱, 고정부재 등을 이용할 수 있을 것이다. 방향성 마운트(5)는 예를 들어 지면 방향을 기준으로 하여 집음기의 방향성을 전방으로 0° ~ 90° 사이에서 형성될 수 있다.

한편, 방향성 마운트(5)의 기능을 고정부(4)에 형성시킬 수도 있을 것이다.

그러면, 여기서 상기와 같이 구성된 음향 제어 시스템을 이용한 음향 제어 방법에 대해 설명한다.

도 18은 본 발명의 일 실시예에 의한 음향 제어 방법의 흐름도이다.

도 18을 참조하면, 이중으로 구성된 집음기를 통해 음향의 집음이 이루어지면(S1), 집음된 음향에 대해 마이크로 어레이에서 음향신호를 생성한다(S2).

이어서, 음향신호에 대한 시간지연으로부터 위치정보를 생성한다(S3).

이에, 위치정보에 대응하여 노이즈 제거, 에코음향 제거 및 위상 보상을 수행한다(S4).

이후, 스피커를 통해 음향이 이루어지게 된다(S5).

한편, 단계 S3 및 S4는 제어부에서 이루어질 수 있으며, 이 제어부는 서버(20) 및 집음기(40)를 포함할 수 있을 뿐 아니라, 도 3 및 도 5의 제어블록을 포함할 수 있다.

이상에서 몇 가지 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.

10, 40 : 집음기
20 : 서버
30, 50 : 단말

Claims

적어도 하나 이상의 마이크로폰으로부터 음향을 집음하여 음향신호를 생성 및 전송하는 집음기;
상기 집음기로부터 전송된 음향신호에 대해 빔포밍을 통한 신호 처리를 수행하는 서버; 및
상기 서버로부터 전송된 음향신호를 수신 처리하여 해당 음향을 출력하는 단말을 포함하되,
상기 집음기는 제1방향으로 곡률을 갖고 음향을 그 내부로 집음시키는 제1집음부와, 상기 제1방향으로 곡률을 갖고 상기 제1집음부의 내부에서 상기 제1집음부와 이격된 공간으로 음향을 유도하여 집음하는 제2집음부와, 상기 집음된 음향으로부터 음향신호를 생성하는 마이크로폰 어레이를 포함하고,
상기 제1집음부는 상기 제2집음부와의 간격을 유지하기 위해 그 하부 내면에 형성된 결합턱을 포함하고,
상기 제2집음부는 상기 제1집음부의 하부 내면과 마주하도록 그 하부 중앙에 형성된 집음홀과, 상기 결합턱에 결합되도록 상기 집음홀의 둘레에 형성된 결합돌기와, 상기 제2집음부의 상부에 형성된 원통형 수납부를 포함하며,
상기 마이크로폰 어레이는 상기 원통형 수납부의 내부에 위치하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 음향 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 집음기는,
상기 음향신호를 전송하는 전송부를 더 포함하는 음향 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 서버는,
각 마이크로폰의 음향신호로부터 각 음향신호의 특징정보를 갖는 기준신호와 음원의 방향정보를 갖는 방향신호를 생성하는 기준신호 및 방향신호 생성부;
각 방향신호로부터 음원방향을 판단하는 음원방향 판단부;
상기 기준신호 및 방향신호 생성부로부터 전달된 기준신호와, 상기 음원방향 판단부로부터 전달된 음원방향정보로부터 각 기준신호의 위상을 보상하는 기준신호 위상보상부;
음원방향에 대응하여 해당 음원방향 이외의 음향신호를 필터링하는 필터링부;
필터링된 음향신호와 위상이 보상된 기준신호를 결합시키는 결합부;
결합된 신호를 증폭하는 증폭부; 및
증폭된 신호를 상기 단말로 송신함과 아울러 상기 집음기로부터 수신된 음향신호를 상기 기준신호 및 방향신호 생성부로 전달하는 송수신부를 포함하는 음향 제어 시스템.
제3항에 있어서,
상기 기준신호 및 방향신호 생성부는,
각 기준신호를 저장하는 버퍼부;
기준신호에 대해 주파수변환을 수행하여 주파수별로 신호를 분리하는 주파수변환부; 및
주파수 영역으로 변환된 기준신호를 시간 영역으로 변환하는 역주파수변환부를 포함하는 음향 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 서버는,
각 마이크로폰의 음향신호로부터 각 음향신호를 증폭함과 아울러 합성하는 다중입력 증폭 및 합성부;
각 음향신호로부터 음원의 위치를 판단하는 음원 판단부;
상기 다중입력 증폭 및 합성부로부터 전달된 신호와 상기 음원 판단부로부터 전달된 신호에 근거하여 각 음향신호의 위상을 보상하는 신호위상 보상부;
음원의 위치에 대응하여 해당 음원 이외의 음향신호를 필터링하는 필터링부;
필터링된 음향신호와 위상이 보상된 신호를 결합시키는 결합부;
결합된 신호로부터 에코음향을 제거하는 에코음향 제거부;
에코음향이 제거된 신호를 증폭하는 증폭부; 및
증폭된 신호를 상기 단말로 송신함과 아울러 상기 집음기로부터 수신된 음향신호를 기준신호 및 방향신호 생성부로 전달하는 송수신부를 포함하는 음향 제어 시스템.
적어도 하나 이상의 마이크로폰으로부터 음향을 집음하여 음향신호를 생성하고, 상기 음향신호에 대해 빔포밍을 통한 신호 처리를 수행하여 전송하는 집음기; 및
상기 집음기로부터 전송된 음향신호를 수신 처리하여 해당 음향을 출력하는 단말을 포함하되,
상기 집음기는 제1방향으로 곡률을 갖고 음향을 그 내부로 집음시키는 제1집음부와, 상기 제1방향으로 곡률을 갖고 상기 제1집음부의 내부에서 상기 제1집음부와 이격된 공간으로 음향을 유도하여 집음하는 제2집음부와, 상기 집음된 음향으로부터 음향신호를 생성하는 마이크로폰 어레이를 포함하고,
상기 제1집음부는 상기 제2집음부와의 간격을 유지하기 위해 그 하부 내면에 형성된 결합턱을 포함하고,
상기 제2집음부는 상기 제1집음부의 하부 내면과 마주하도록 그 하부 중앙에 형성된 집음홀과, 상기 결합턱에 결합되도록 상기 집음홀의 둘레에 형성된 결합돌기와, 상기 제2집음부의 상단에 형성된 원통형 수납부를 포함하며,
상기 마이크로폰 어레이는 상기 원통형 수납부의 내부에 위치하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 음향 제어 시스템.
제6항에 있어서,
상기 집음기는,
상기 마이크로폰 어레이로부터 전달된 음향신호에 대해 음향 처리를 수행하는 음향처리부; 및
음향신호를 전송하는 전송부를 포함하는 음향 제어 시스템.
제7항에 있어서,
상기 음향처리부는,
각 마이크로폰의 음향신호로부터 각 음향신호의 특징정보를 갖는 기준신호와 음원의 방향정보를 갖는 방향신호를 생성하는 기준신호 및 방향신호 생성부;
각 방향신호로부터 음원방향을 판단하는 음원방향 판단부;
상기 기준신호 및 방향신호 생성부로부터 전달된 기준신호와, 상기 음원방향 판단부로부터 전달된 음원방향정보로부터 각 기준신호의 위상을 보상하는 기준신호 위상보상부;
음원방향에 대응하여 해당 음원방향 이외의 음향신호를 필터링하는 필터링부;
필터링된 음향신호와 위상이 보상된 기준신호를 결합시키는 결합부;
결합된 신호를 증폭하는 증폭부; 및
증폭된 신호를 상기 단말로 송신함과 아울러 상기 집음기로부터 수신된 음향신호를 상기 기준신호 및 방향신호 생성부로 전달하는 송수신부를 포함하는 음향 제어 시스템.
제8항에 있어서,
상기 기준신호 및 방향신호 생성부는,
각 기준신호를 저장하는 버퍼부;
기준신호에 대해 주파수변환을 수행하여 주파수별로 신호를 분리하는 주파수변환부; 및
주파수 영역으로 변환된 기준신호를 시간 영역으로 변환하는 역주파수변환부를 포함하는 음향 제어 시스템.
제7항에 있어서,
상기 음향처리부는,
각 마이크로폰의 음향신호로부터 각 음향신호를 증폭함과 아울러 합성하는 다중입력 증폭 및 합성부;
각 음향신호로부터 음원의 위치를 판단하는 음원 판단부;
상기 다중입력 증폭 및 합성부로부터 전달된 신호와 상기 음원 판단부로부터 전달된 신호에 근거하여 각 음향신호의 위상을 보상하는 신호위상 보상부;
음원의 위치에 대응하여 해당 음원 이외의 음향신호를 필터링하는 필터링부;
필터링된 음향신호와 위상이 보상된 신호를 결합시키는 결합부;
결합된 신호로부터 에코음향을 제거하는 에코음향 제거부;
에코음향이 제거된 신호를 증폭하는 증폭부; 및
증폭된 신호를 상기 단말로 송신함과 아울러 상기 집음기로부터 수신된 음향신호를 기준신호 및 방향신호 생성부로 전달하는 송수신부를 포함하는 음향 제어 시스템.
이중으로 구성된 집음기를 통해 음향을 집음하는 단계;
집음된 음향에 대해 마이크로 어레이에서 음향신호를 생성하는 단계;
음향신호에 대한 시간지연으로부터 위치정보를 생성하는 단계;
위치정보에 대응하여 노이즈 제거, 에코음향 제거 및 위상 보상을 수행하는 단계; 및
스피커를 통해 음향을 출력하는 단계를 포함하되,
상기 집음기는 제1방향으로 곡률을 갖고 음향을 그 내부로 집음시키는 제1집음부와, 상기 제1방향으로 곡률을 갖고 상기 제1집음부의 내부에서 상기 제1집음부와 이격된 공간으로 음향을 유도하여 집음하는 제2집음부와, 상기 집음된 음향으로부터 음향신호를 생성하는 마이크로폰 어레이를 포함하고,
상기 제1집음부는 상기 제2집음부와의 간격을 유지하기 위해 그 하부 내면에 형성된 결합턱을 포함하고,
상기 제2집음부는 상기 제1집음부의 하부 내면과 마주하도록 그 하부 중앙에 형성된 집음홀과, 상기 결합턱에 결합되도록 상기 집음홀의 둘레에 형성된 결합돌기와, 상기 제2집음부의 상단에 형성된 원통형 수납부를 포함하며,
상기 마이크로폰 어레이는 상기 원통형 수납부의 내부에 위치하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 음향 제어 방법.