KR102010806B1

KR102010806B1 - 소음의 주파수 분석 기반 세대 간 소음 방지 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102010806B1
Application number: KR1020180117974A
Authority: KR
Inventors: 양홍석; 이기홍
Original assignee: 한국토지주택공사
Priority date: 2018-10-04
Filing date: 2018-10-04
Publication date: 2019-08-14

Abstract

본 발명은 소음 방지 장치 및 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는, 소음의 주파수를 분석하여 그 분석 결과에 따라 세대 간 소음을 제어할 수 있는 소음 방지 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 소음 방지 장치는 소음을 감지하는 소음 감지부; 및 상기 소음 감지부가 감지한 소음이 제 2 소음 기준치를 초과하는지 여부를 판단하고, 상기 제 2 소음 기준치를 초과하는 것으로 판단되면 소음 주파수 분석을 수행하고 상기 소음 주파수 분석 결과에 따라 소음을 통제하는 소음 분석부를 포함한다. 본 발명은 주파수 분석 결과에 따라 소음원의 속성을 인지하고 그에 따라 소음원의 소음 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.

Description

소음의 주파수 분석 기반 세대 간 소음 방지 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PREVENTING NOISE BETWEEN HOUSEHOLD BASED ON ANALYZING A FREQUENCY OF NOISE}

본 발명은 소음 방지 장치 및 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는, 소음의 주파수를 분석하여 그 분석 결과에 따라 세대 간 소음을 제어할 수 있는 소음 방지 장치 및 방법에 관한 것이다.

층간소음이란 다세대 주택 및 아파트 등 공동주거 공간에서 주로 발생하는 소음 공해이다. 아이들 뛰는 소리, 발걸음 소리, 화장실 물소리, 가구 끄는 소리, 피아노 소리, 오디오 소리, TV 소리 등이 그 예이다. 층간소음은 가볍고 딱딱한 경량충격음, 무겁고 충격이 큰 중량충격음, 그리고 기체를 통해 전달되는 가벼운 소리인 공기전달음 등으로 나눌 수 있다.

층간소음은 도시화 및 산업화로 주거양식이 아파트 등 공동주거 형태로 변하면서 일상생활에서 가장 자주 노출되는 환경오염원이 되었다. 층간소음은 소득수준이 높아지면서 쾌적하게 살고 싶은 개인적 욕구에 반하게 삶의 질을 떨어뜨리는 주요 요인이기 때문에 심리적 저항이 크다. 직장 등 공동 공간이 아닌 가정이라는 사적 공간에서 발생하는 소음이라는 측면에서 견딜 수 없을 만큼 고통스러울 수 있다. 이에 과거에는 크게 문제되지 않던 층간소음이 최근에는 환경민원의 많은 부분을 차지하고 있으며, 소음 피해를 호소하는 민원은 매년 증가하고 있다.

소음피해 민원을 분석해보면 중요한 사실을 발견할 수 있다. 시간대별로는 저녁시간(18~22시) 48.5%, 밤(22~05시) 31.9%, 낮(08~18시) 15.3%, 아침(05~08시) 4.3% 순으로 많다. 대부분 저녁과 밤에 층간소음 피해를 호소하고 있다. 층간소음으로 방해를 받는 일상생활은 휴식 42%, 독서(공부) 28%, 수면 24%, TV 청취 3%, 대화 3% 순으로 나타났다. 휴식과 공부, 수면에 방해를 받는다고 생각할 때 민감한 반응을 보인다는 것을 알 수 있다.

층간소음의 원인은 크게 세 가지로 나눌 수 있다. 아이들 뛰는 소리(73%), 망치질 소리(4.7%) 등과 같은 인적요인과 화장실 물소리, 문 여닫는 소리 등과 같은 건물의 구조적 요인, 그리고 이를 예방하고 해결해야 하는 제도적 요인 등이다. 인적 요인은 소통으로 어느 정도 해결할 수 있지만 구조적 요인은 개인이 해결하는 데 한계가 있다. 구조적 문제는 국내 아파트의 85%를 차지하는 벽식구조 아파트가 실내소음 차단에 취약하다는 데서 기인한다. 얼마 전까지만 해도 주택건설 등에 관한 규정에서 바닥두께(150~210mm) 또는 바닥충격음 기준(경량 58dB, 중량 50dB) 중 하나만 충족하면 됐다. 소음에 취약할 수밖에 없는 구조였다. 공동체 의식의 부재도 층간소음 분쟁의 주요 원인이다. 국민 대부분이 공동주택에서 살고 있지만 이웃을 배려하는 마음이 부족하여 층간소음 분쟁의 씨앗이 되고 있다.

이러한 층간 소음과 더불어 공동 주거 공간에서 세대 간 소음도 큰 문제가 된다. 세대 간 소음은 차음벽을 사이에 두고 이웃하는 세대 간에 발생하는 소음을 의미한다.

소음원에 의해 발생한 소음은 층간 소음의 형태로 상하로도 전달되지만 세대 간 소음의 형태로 측부로 전달된다. 세대 간 소음을 방지하기 위해 차음벽이 설치되나 차음벽의 차음 특성이 세대 마다 상이하고 거주자가 측부로 전달되는 소음의 강도를 인식하는 것은 매우 어렵다. 예를 들어, 층간 소음의 원인이 되는 진동은 행위에 위해 쉽게 파악이 되지만 세대 간 소음의 원인이 되는 옆집으로 전달되는 음량은 사람의 청각으로 쉽게 파악되지 않는다는 문제점이 있다. 그리고, 세대 간 소음을 방지하고자 거주자가 상시 주의를 하는 것도 생활에 많은 불편을 줄 수 있다.

한국등록특허 제10-1617635호는 건물 천장면, 바닥면 또는 벽면에 배치되어 건물내부에서 발생되는 음파를 감지하는 센서부, 센서부에서 소정의 음파가 감지된 경우 감지된 음파를 수집하는 음파수집부, 수집된 음파를 분석하고 분석된 음파가 특정 이상의 결과값을 갖는 경우 소정의 신호를 발생하는 제어부, 발생된 신호에 의해 경고정보를 표시하는 경고표시부 및 정보수집부 또는 경고표시부에 전력을 공급하는 전력공급부로 이루어지는 층간 소음 경보 장치를 개시한다.

한국등록특허 제10-1690006호는 각 세대의 실제 거주하는 거주자로 하여금 자신이 거주하는 세대에서 발생되는 실시간 층간소음 및 실시간 층간진동을 확인하도록 하고 발생되는 층간소음 및 층간진동이 법정기준치 또는 해당 공동주택의 설정 기준치를 초과하지 않도록 하여 위층세대와 아래층세대간의 다툼이나 분쟁을 미연에 방지할 수 있으며, 초과되는 층간소음 또는 층간진동에 대한 벌과금을 관리비로 부과시킴에 따라 층간소음 및 층간진동에 대한 조심성 및 주의를 기울이도록 할 수 있는 층간소음 및 층간진동 감지시스템을 개시한다.

다만, 종래 기술은 층간 소음에 대한 해결책만 제시할 뿐 옆으로 이웃한 세대 간 소음을 방지할 수 있는 방안은 제시하지 못하였다.

1. 한국등록특허 제10-1617635호(공고일: 2016년05월03일) 2. 한국등록특허 제10-1690006호(공고일: 2017년01월31일)

이에, 본 발명은 소음의 주파수를 분석하여 그 분석 결과에 따라 측부로 이웃한 세대 간 소음을 제어할 수 있는 소음 방지 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 소음 방지 장치는 소음을 감지하는 소음 감지부; 및 상기 소음 감지부가 감지한 소음이 제 2 소음 기준치를 초과하는지 여부를 판단하고, 상기 제 2 소음 기준치를 초과하는 것으로 판단되면 소음 주파수 분석을 수행하고 상기 소음 주파수 분석 결과에 따라 소음을 통제하는 소음 분석부를 포함한다.

그리고, 상기 소음 감지부는 상기 주파수 분석에 따라 소음원의 속성을 분석하고 상기 소음원의 속성에 따라 상이한 소음 기준치를 적용하여 소음을 통제할 수 있다.

또한, 상기 소음 감지부는 상기 주파수 분석 결과 최고 크기를 가지는 주파수가 기 설정된 임계 주파수를 초과하면 경보에 의해 통제가 잘 되지 않는 소음으로 분류하고, 상기 기 설정된 임계 주파수 이하이면 경보에 의해 통제가 잘 되는 소음으로 분류할 수 있다.

또한, 소음원이 통제가 용이하지 않은 소음원인 경우 제 2 소음 기준치를 초과한 경우 경보가 제공될 수 있다.

또한, 소음원이 통제가 용이하지 않은 소음원이며, 상기 제 2 소음 기준치 초과 이벤트가 제 2 기준 시간 이상 유지되는 것으로 판단되면 제 2 환경 제어 모드에서 소음 환경의 제어를 수행하는 제 2 환경 제어부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제 2 환경 제어 모드에서, 반려 동물의 감성 상태를 분석하고 그 분석 결과를 제공할 수 있다.

또한, 반려 동물의 감성 상태 별 소리 벡터를 저장하고, 상기 소음 감지부에 의해 감지된 소음으로부터 파악되는 소리 벡터와 상기 저장된 소리 벡터를 비교하여 반려 동물의 감성을 추론할 수 있다.

또한, 소음원이 통제가 용이한 소음원인 경우 제 1 소음 기준치를 초과한 경우 경보가 제공되며, 상기 제 1 소음 기준치는 상기 제 2 소음 기준치 보다 높을 수 있다.

또한, 상기 제 1 소음 기준치 초과 이벤트가 제 1 시간 이상 유지되는 것으로 판단되면 제 1 환경 제어 모드에 따라 소음 환경의 제어를 수행하는 제 1 환경 제어부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제 1 환경 제어 모드에서, 음악 출력 또는 감성 조명 제어를 통해 소음 환경 제어가 이루어질 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 따른 소음 방지 방법은 소음 감지부가 소음을 감지하는 단계; 및 소음 분석부가 상기 소음 감지부가 감지한 소음이 제 2 소음 기준치를 초과하는지 여부를 판단하고, 상기 제 2 소음 기준치를 초과하는 것으로 판단되면 소음 주파수 분석을 수행하고 상기 소음 주파수 분석 결과에 따라 소음을 통제하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 소음 감지부는 상기 주파수 분석에 따라 소음원의 속성을 분석하고 상기 소음원의 속성에 따라 상이한 소음 기준치를 적용하여 소음을 통제할 수 있다.

그리고, 상기 소음 감지부는 상기 주파수 분석 결과 최고 크기를 가지는 주파수가 기 설정된 임계 주파수를 초과하면 경보에 의해 통제가 잘 되지 않는 소음으로 분류하고, 상기 기 설정된 임계 주파수 이하이면 경보에 의해 통제가 잘 되는 소음으로 분류할 수 있다.

또한, 소음원이 통제가 용이하지 않은 소음원이며, 상기 제 2 소음 기준치 초과 이벤트가 제 2 기준 시간 이상 유지되는 것으로 판단되면 제 2 환경 제어부가 제 2 환경 제어 모드에서 소음 환경의 제어를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 제 1 환경 제어부가 상기 제 1 소음 기준치 초과 이벤트가 제 1 시간 이상 유지되는 것으로 판단되면 제 1 환경 제어 모드에 따라 소음 환경의 제어를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 주파수 분석 결과에 따라 소음원의 속성을 인지하고 그에 따라 소음원의 소음 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 소음방지장치의 설치 상태도를 나타낸다.
도 2는 도 1의 소음방지장치의 기능블록도를 나타낸다.
도 3은 소음에 대한 아날로그 데이터의 예시를 나타낸다.
도 4는 소음에 대한 주파수 분석의 예시를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 소음 저감 효과를 설명하기 위한 도면을 나타낸다.
도 6는 애완견의 일반적인 소리입력 파형을 나타내는 화면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 애완견의 소리입력 파형을 나타내는 화면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 애완견의 소리입력 파형에 대한 소리 벡터를 설명하기 위한 화면이다.
도 9는 본 발명의 소리벡터감정DB에 저장된 감정별 소리 및 시간 간격정보를 시각적으로 나타내는 화면이다.
도 10은 본 발명의 소리벡터감정DB에 저장된 감정별 소리 및 시간정보를 벡터표현으로 나타내는 화면이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 소음 방지 방법에 대한 플로우차트를 나타낸다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 소음원의 주파수 분석 기반 세대 간 소음 방지 장치에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 소음방지장치의 설치 상태도를 나타낸다. 도 2는 도 1의 소음방지장치의 기능블록도를 나타낸다. 도 3은 소음에 대한 아날로그 데이터의 예시를 나타낸다. 도 4는 소음에 대한 주파수 분석의 예시를 나타낸다. 도 5는 본 발명에 따른 소음 저감 효과를 설명하기 위한 도면을 나타낸다. 도 6는 애완견의 일반적인 소리입력 파형을 나타내는 화면이다. 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 애완견의 소리입력 파형을 나타내는 화면이다. 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 애완견의 소리입력 파형에 대한 소리 벡터를 설명하기 위한 화면이다. 도 9는 본 발명의 소리벡터감정DB에 저장된 감정별 소리 및 시간 간격정보를 시각적으로 나타내는 화면이다. 도 10은 본 발명의 소리벡터감정DB에 저장된 감정별 소리 및 시간정보를 벡터표현으로 나타내는 화면이다.

도 1을 참조하면, 이웃하는 세대(제 1 세대, 제 2 세대) 간에 설치된 차음벽에 소음 방지 장치(100)가 설치될 수 있다. 차음벽의 차음 특성은 일반적으로 65 ~ 70 dB일 수 있다.

도 2를 참조하면, 소음 방지 장치(100)는 소음감지부(110), 소음분석부(120), 경보부(130), 제 1 환경 제어부(140), 제 2 환경 제어부(150), 저장부(160), 통신부(170)를 포함할 수 있다.

도 3을 참조하면, 소음은 i) 사람이 내는 소음과 같이 경보에 의해 통제가 잘되는 소음 ii) 반려동물이 내는 소음과 같이 경보에 의해 통제가 잘 되지 않는 소음으로 구분될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 두 종류의 소음에 대하여 동일한 제 1 소음 기준치를 적용하고 해당 제 1 기준 소음치를 초과하였을 때 경보를 제공한 경우, 사람의 소음이 제 1 기준 소음치 이하로 떨어지는 시간은 짧고, 반려동물의 소음이 제 1 기준 소음치 이하로 떨어지는 시간은 매우 긴 것을 알 수 있다.

도 4를 참조하면, 사람이 내는 소음과 동물이 내는 소음은 주파수 분포가 상이함을 알 수 있다. 일반적으로, 사람은 85∼1100 Hz 까지를 내며 20∼20000 Hz 까지를 들을 수 있다. 개는 452∼1080 Hz까지를 내며 15∼50000 Hz까지 들을 수 있다. 고양이는 760∼1520 Hz 까지를 낼 수 있다. 즉, 사람에 비해 동물이 고주파수의 음성을 낸다. 따라서, 소음의 주파수 분석 결과 최고 크기를 가지는 주파수가 임계 주파수 예를 들어, 800 Hz를 초과하면 해당 소음은 반려동물이 내는 소음(달리 표현하면, 경보에 의해 통제가 잘 되지 않는 소음)으로 분류하고, 임계 주파수 이하이면 사람이 내는 소음(달리 표현하면, 경보에 의해 통제가 잘 되는 소음)으로 분류할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 점에 착안하여 소음의 주파수 분석 결과에 근거하여 소음원의 속성을 파악하고 그 속성에 따른 경보 및 소음 환경을 제어할 수 있다.

소음감지부(110)는 마이크(미도시)를 탑재하여 소음에 대한 전기적인 신호 파형을 출력할 수 있다.

소음감지부(110)가 출력하는 파형은 아날로그 파형으로 도 3에서와 같은 파형일 수 있다. 소음감지부(110)는 기 설정된 시간(예를 들어, 1sec)에서 최고값을 해당 시간에서의 소음값으로 출력할 수 있다.

소음분석부(120)는 소음감지부(110)의 출력 파형을 분석하고 경보부(130)는 그 분석 결과에 따른 경보를 제공할 수 있다. 소음분석부(120)는 소음 주파수 분석을 수행하고 그 주파수 분석 결과에 따라 소음을 통제할 수 있다. 구체적으로, 소음분석부(120)는 소음감지부(110)의 출력을 실시간으로 분석하여 소음이 제 2 소음 기준치를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 제 2 소음 기준치는 후술하는 제 1 소음 기준치 보다 기 설정된 값(예를 들어, 20 dB)이 낮은 값일 수 있다. 소음분석부(120)는 제 2 소음 기준치 보다 높은 소음이 감지되면 소음에 대한 주파수 분석을 수행할 수 있다. 그리고, 주파수 분석 결과에 근거하여, 소음분석부(120)는 해당 소음이 통제 가능한 소음인지 여부를 판단할 수 있다. 이때, 앞서 본 바와 같이, 소음의 주파수 분석 결과 최고 크기를 가지는 주파수가 기 설정된 임계 주파수(예를 들어, 800 Hz)를 초과하면 해당 소음은 경보에 의해 통제가 잘 되지 않는 소음(달리 표현하면, 반려동물이 내는 소음)으로 분류하고, 상기 기 설정된 임계 주파수 이하이면 경보에 의해 통제가 잘 되는 소음(달리 표현하면, 사람이 내는 소음)으로 분류할 수 있다. 소음의 주파수 분석 결과 통제 가능한 소음이라 판단되면, 소음분석부(120)는 해당 소음이 제 1 소음 기준치를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 앞서 본 바와 같이, 제 1 소음 기준치는 제 2 소음 기준치 보다 기 설정치 이상 높은 값일 수 있다. 이때, 제 1 소음 기준치 보다 높다고 판단되면, 경보부(130)는 경보를 제공할 수 있다. 경보 방식은 음성, 문자 등일 수 있으며 본 발명이 경보의 종류를 제한하지 않는다.

경보부(130)가 경보를 제공하는 동안 소음분석부(120)는 제 1 소음 기준치 초과 이벤트가 제 1 기준 시간(예를 들어, 1분) 이상 유지되는지 여부를 판단할 수 있다. 이때, 제 1 소음 기준치 초과 이벤트가 제 1 기준 시간 이상 유지되는 것으로 판단되면, 제 1 환경 제어부(140)가 제 1 환경 제어 모드에 따라 소음이 감소되도록 소음 환경을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제 1 환경 제어 모드에서 제 1 환경 제어부(140)는 사람의 격한 감정이 감소되도록 또는 아이가 차분해지도록 하는 음악을 출력할 수 있다. 또는, 제 1 환경 제어 모드에서 제 1 환경 제어부(140)는 감성 조명을 제어하여 사람이 차분해지도록 하는 색온도 / 조도가 출력되도록 할 수 있다. 예를 들어, 파란색 또는 녹색 계열의 감성 조명이 사용될 수 있다.

소음분석부(120)는 소음감지부(110)의 출력을 실시간으로 분석하여 소음이 제 2 소음 기준치를 초과하는지 여부를 판단한 결과 제 2 소음 기준치 이하라고 판단되면, 제 3 소음 기준치 이하인지 여부를 판단할 수 있다. 이때, 제 3 소음 기준치 이하라고 판단되면, 소음분석부(120)는 제 3 소음 기준치 이하인 것이 제 3 기준 시간(예를 들어, 1일) 이상 유지되는지 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 제 3 소음 기준치는 상기 제 2 소음 기준치 보다 작은 값으로 예를 들어, 5 dB일 수 있다. 소음분석부(120)는 제 3 소음 기준치 이하인 것이 제 3 기준 시간(예를 들어, 1일) 이상 유지되는 것으로 판단되면 외부 알림을 제공할 수 있다. 이때, 소음분석부(120)는 통신부(170) 및 댁내에 구비된 게이트웨이(미도시)를 통해 기 설정된 전화번호로 알림 서비스를 제공할 수 있다. 이에 의해 고독사가 방지될 수 있다. 이와 달리, 소음분석부(120)는 고독사 방지 및 응급 상황 대비를 위해 실시간으로 외부(기 설정된 단말)에 소음 파형 정보를 제공할 수 있다.

앞서 본 바와 같이, 소음분석부(120)는 제 2 소음 기준치 보다 높은 소음이 감지되면 소음에 대한 주파수 분석을 수행할 수 있다. 그리고, 주파수 분석 결과에 근거하여, 소음분석부(120)는 해당 소음이 통제 가능한 소음인지 여부를 판단할 수 있다. 이때, 앞서 본 바와 같이, 소음의 주파수 분석 결과 최고 크기를 가지는 주파수가 기 설정된 임계 주파수(예를 들어, 800 Hz)를 초과하면 해당 소음은 경보에 의해 통제가 잘 되지 않는 소음(달리 표현하면, 반려동물이 내는 소음, 이하, "제 1 속성 소음"이라 칭한다.)으로 분류하고, 상기 기 설정된 임계 주파수 이하이면 경보에 의해 통제가 잘 되는 소음(달리 표현하면, 사람이 내는 소음, 이하, "제 2 속성 소음"이라 칭한다.)으로 분류할 수 있다. 소음의 주파수 분석 결과 제 1 속성 소음이라고 판단되면, 경보부(130)를 통해 경보를 제공할 수 있다. 이때, 소음분석부(120)는 제 1 속성 소음이 제 2 소음 기준치를 초과한 이벤트가 제 2 기준 시간(예를 들어, 1 분) 이상 유지되는지 여부를 판단할 수 있다. 이때, 제 2 기준 시간 이상 유지되는 것으로 판단되면 제 2 환경 제어부((150)가 제 2 환경 제어 모드에서 소음 환경을 제어할 수 있다. 제 1 속성 소음은 반려 동물에 의한 것일 수 있다. 따라서, 제 2 환경 제어 모드에서, 반려 동물의 감성 상태를 분석하고 그 분석 결과를 제공하는 것에 의해 소음이 감소되도록 제어될 수 있다. 도 6 내지 도 9는 반려동물이 "개"인 경우를 예시한다. 이하의 예시는 한국등록특허 제10-1108114호(공고일: 2012년01월31일)에 의할 수 있다.

제 2 환경 제어부(150)는 소음감지부(110)에 의해 감지된 소리에 대한 소리벡터 정보와 저장부(160)에 기 저장된 감정별 소리벡터와 패턴을 비교해서 감정을 추론할 수 있다. 이때, 일반적으로 많이 이용하는 DTW(Dynamic Time Warping), HMM(Hidden Marcov Model), ANN(Artificial Neural Network), Fuzzy 등의 패턴 비교 알고리즘을 단독으로 또는 두 개 이상 사용하여 가장 유사한 감정을 판단함으로써 소리 인식을 수행한다. 제 2 환경 제어부(150)는 애완견의 감정을 요구(Demand), 반가움(Joy), 호기심(Curiosity), 외로움(Solitude), 경고(Warning), 화남(Woof), 두려움(Fear) 등의 감정 중에서 선택적으로 추론할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이 애완견이 한번 짖을 때마다 입력 파형은 거의 포물선 형태로 표시된다. 그러나, 애완견이 한번 짖는 것만으로 애완견의 감정을 구분하기는 현실적으로 거의 불가능하다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 애완견의 감정을 제대로 구분하기 위해서는 애완견이 짖는 소리와 짖는 소리 사이의 시간 간격(소리 정보)을 파악해야 되며, 제 2 환경 제어부(150)가 검출하는 애완견의 소리는 다음과 같은 벡터로 구성된다.

Vector1 = sound1 delay1 sound2 delay2 sound3 delay3 .... soundn delayn

이러한 소리벡터는 제 2 환경 제어부(150)의 끝점검출 조건에 따라 같은 입력 소리라도 다른 벡터로 표현될 수 있기 때문에, 가능한 한 동일한 끝점검출 조건이 적용되어야 하며, 미리 저장되어 있는 감정별 소리 벡터에도 동일한 끝점 검출 조건에서 테스트한 샘플이 제공되어야 한다.

예로 도 9에서와 같이, 외로움(Solitude 0001, Solitude0002 등)이라는 감정에 대해서 다양한 소리 정보가 저장되어 있음을 시각적으로 알 수 있다.

도 10과 같이, 외로움 0001번째 소리벡터는 소리 발생빈도와 시간지연구간 횟수를 포함하여 벡터 형태로 표시할 수 있다. 여기서 S06은 소리가 6번 발생한 것을 말하며, D05는 시간지연구간이 5번 발생함을 말한다. S347은 애완견의 한 번 짖음이 347msec동안 지속됨을 말하고, D3784는 애완견의 소리와 소리 사이의 시간지연구간이 3784msec임을 나타낸다.

Solitude

0001:S06,D05}S347}D3784}S139}D1799}S1300}D2438}S336}D637}S197}D5932}S1056}

또한, 상기 S347는 벡터 형태로 애완견이 한 번 짖음을 프레임(Frame)별 영교차율(ZCR)과 에너지(Energy)의 벡터값 형태로 표시할 수 있다. 즉, 아래와 같이 나타낸다.

S347:

전체프레임개수}1프레임의ZCR}2프레임의ZCR}…..}22프레임의ZCR}1프레임의Energy}2프레임의Energy}….. }22프레임의에너지}

상기 정보는 다시 아래와 같이 수치화하여 표시할 수 있다.

S347:

F22}53}114}134}156}168}162}145}145}146}130}158}168}140}135}141}169}187}193}206}183}112}50}321323}1027545}1836237}…….

이때, F22는 애완견의 한 번 짖음이 22프레임(frame)으로 구성됨을 말하고,

53}114}134}156}168}162}145}145} …은 프레임(Frame)별 영교차율(ZCR)값 22개를 말하며,

321323}1027545}1836237}……는 프레임(Frame)별 에너지(Energy)값이 22개임을 나타낸다.

제 2 환경 제어부(150)는 상기 소리벡터를 사용해 애완견의 감정을 요구(Demand), 반가움(Joy), 호기심(Curiosity), 외로움(Solitude), 경고(Warning), 화남(Woof), 두려움(Fear) 등의 감정 중에서 선택적으로 추론하고 그 추론된 감정을 인테페이스(미도시)를 통해 댁내 거주자에게 알릴 수 있다.

이에 의해, 반려동물의 감정 상태에 따라, "요구"인 경우 밥을 주고, "화남 또는 두려움"일 때 달래주는 형태로 반려동물에 의한 소음 발생을 억제할 수 있다. 저장부(160)에는 댁내에서 키우는 반려동물에 대응한 소리벡터가 저장될 수 있고, 제 2 환경 제어부(150)는 저장부(160)에 저장된 소리벡터를 사용해 반려동물의 감정 상태를 파악해 댁내 거주자에게 알릴 수 있다.

상술한 바와 같이, 소음 속성이 제 1 소음 속성인 경우 낮은 소음 기준치(제 2 소음 기준치)를 초과하면 알람을 제공하고 소음 속성이 제 2 소음 속성인 경우 높은 소음 기준치(제 1 소음 기준치)에서 알람을 제공한다. 이에 의해, 댁내 거주자의 행동 제약을 최소화하면서 이웃한 집에 소음 피해를 주는 것을 최소화할 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 소음 속성의 경우 낮은 소음 기준치(제 2 소음 기준치)를 적용하는 것에 의해 소음 감소 효과가 향상됨을 알 수 있다.

이하, 첨부된 도 1 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 소음원의 주파수 분석 기반 세대 간 소음 방지 방법에 대하여 설명한다. 도 11은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 소음 방지 방법에 대한 플로우차트를 나타낸다. 이하의 설명에 의해 앞서 본 소음 방지 장치의 구성이 보다 명확해질 수 있다.

가장 먼저, 소음감지부(110)가 소음을 감지하고 그에 대한 전기적인 신호를 출력할 수 있다(S1). 이때, 소음분석부(120)는 소음감지부(110)의 출력을 실시간으로 분석하여 소음이 제 2 소음 기준치를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다(S2). 여기서, 제 2 소음 기준치는 후술하는 제 1 소음 기준치 보다 기 설정된 값(예를 들어, 20 dB)이 낮은 값일 수 있다. 소음분석부(120)는 S2에서 제 2 소음 기준치 초과로 판단되면 소음에 대한 주파수 분석을 수행할 수 있다(S3). 그리고, 주파수 분석 결과에 근거하여, 소음분석부(120)는 해당 소음이 통제 가능한 소음(제 2 속성 소음)인지 여부를 판단할 수 있다(S4). 이때, 앞서 본 바와 같이, 소음의 주파수 분석 결과 최고 크기를 가지는 주파수가 기 설정된 임계 주파수(예를 들어, 800 Hz)를 초과하면 해당 소음은 경보에 의해 통제가 잘 되지 않는 소음(달리 표현하면, 반려동물이 내는 소음)으로 분류하고, 상기 기 설정된 임계 주파수 이하이면 경보에 의해 통제가 잘 되는 소음(달리 표현하면, 사람이 내는 소음)으로 분류할 수 있다. S4에서 제 2 속성 소음인 것으로 판단되면, 소음분석부(120)는 해당 소음이 제 1 소음 기준치를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다(S5). 앞서 본 바와 같이, 제 1 소음 기준치는 제 2 소음 기준치 보다 기 설정치 이상 높은 값일 수 있다. S5에서 제 1 소음 기준치 보다 높다고 판단되면, 경보부(130)는 경보를 제공할 수 있다(S6). 경보 방식은 음성, 문자 등일 수 있으며 본 발명이 경보의 종류를 제한하지 않는다. S5에서 제 1 소음 기준치 이하인 것으로 판단되면 경보가 제공되지 않을 수 있다.

경보부(130)가 경보를 제공하는 동안 소음분석부(120)는 제 1 소음 기준치 초과 이벤트가 제 1 기준 시간(예를 들어, 1분) 이상 유지되는지 여부를 판단할 수 있다(S7). S7에서 제 1 소음 기준치 초과 이벤트가 제 1 기준 시간 이상 유지되는 것으로 판단되면, 제 1 환경 제어부(140)가 제 1 환경 제어 모드에 따라 소음이 감소되도록 소음 환경을 제어할 수 있다(S8). 예를 들어, 제 1 환경 제어 모드에서 제 1 환경 제어부(140)는 사람의 격한 감정이 감소되도록 또는 아이가 차분해지도록 하는 음악을 출력할 수 있다. 또는, 제 1 환경 제어 모드에서 제 1 환경 제어부(140)는 감성 조명을 제어하여 사람이 차분해지도록 하는 색온도 / 조도가 출력되도록 할 수 있다. 예를 들어, 파란색 또는 녹색 계열의 감성 조명이 사용될 수 있다. S7에서 제 1 소음 기준치 초과 이벤트가 제 1 기준 시간 이상 유지되지 않는 것으로 판단되면 일반 경보 모드(S6)를 유지할 수 있다. 상기 S6에서의 "경보" 및 후술하는 S12에서의 "경보"는 일반 경보로 지칭될 수 있다.

S2에서 제 2 소음 기준치 이하라고 판단되면, 소음분석부(120)는 해당 소음이 제 3 소음 기준치 이하인지 여부를 판단할 수 있다(S9). S9에서 제 3 소음 기준치 이하라고 판단되면, 소음분석부(120)는 제 3 소음 기준치 이하인 것이 제 3 기준 시간(예를 들어, 1일) 이상 유지되는지 여부를 판단할 수 있다(S10). 여기서, 제 3 소음 기준치는 상기 제 2 소음 기준치 보다 작은 값으로 예를 들어, 5 dB일 수 있다. S10에서 소음분석부(120)는 제 3 소음 기준치 이하인 것이 제 3 기준 시간(예를 들어, 1일) 이상 유지되는 것으로 판단되면 외부 알림을 제공할 수 있다(S11). 이때, 소음분석부(120)는 통신부(170) 및 댁내에 구비된 게이트웨이(미도시)를 통해 기 설정된 전화번호로 알림 서비스를 제공할 수 있다. 이에 의해 고독사가 방지될 수 있다. 이와 달리, 소음분석부(120)는 고독사 방지 및 응급 상황 대비를 위해 실시간으로 외부(기 설정된 단말)에 소음 파형 정보를 제공할 수 있다.

앞서 본 S4에서 경보에 의해 통제가 잘 되지 않는 소음(달리 표현하면, 반려동물이 내는 소음, 이하, "제 1 속성 소음"이라 칭한다.)으로 판단되면, 경보부(130)를 통해 일반 경보를 제공할 수 있다(S12). 이때, 소음분석부(120)는 제 1 속성 소음이 제 2 소음 기준치 초과 이벤트가 제 2 기준 시간(예를 들어, 1 분) 이상 유지되는지 여부를 판단할 수 있다(S13). S13에서 제 2 기준 시간 이상 유지되는 것으로 판단되면 제 2 환경 제어부(150)가 제 2 환경 제어 모드에서 소음 환경을 제어할 수 있다(S14). 제 1 속성 소음은 반려 동물에 의한 것일 수 있다. 따라서, 제 2 환경 제어 모드에서, 반려 동물의 감성 상태를 분석하여 그 감성 상태를 충족시키는 것에 의해 소음이 감소되도록 제어될 수 있다. 세부 예시는 앞서 본 바와 같다. S13에서 제 2 기준 시간 이상 유지되지 않는 것으로 판단되면, S12 단계로 복귀할 수 있다.

100: 소음 방지 장치
110: 소음감지부
120: 소음분석부
130: 경보부
140: 제 1 환경 제어부
150: 제 2 환경 제어부
160: 저장부
170: 통신부

Claims

소음을 감지하는 소음 감지부; 및
상기 소음 감지부가 감지한 소음이 제 2 소음 기준치를 초과하는지 여부를 판단하고, 상기 제 2 소음 기준치를 초과하는 것으로 판단되면 소음 주파수 분석을 수행하고 상기 소음 주파수 분석 결과에 따라 소음을 통제하는 소음 분석부를 포함하고,
상기 소음 분석부는 상기 주파수 분석에 따라 소음원의 속성을 분석하고 상기 소음원의 속성에 따라 상이한 소음 기준치를 적용하여 소음을 통제하고
상기 소음 분석부는 상기 주파수 분석 결과 최고 크기를 가지는 주파수가 기 설정된 임계 주파수를 초과하면 경보에 의해 통제가 잘 되지 않는 소음으로 분류하고, 상기 기 설정된 임계 주파수 이하이면 경보에 의해 통제가 잘 되는 소음으로 분류하고
소음이 통제가 용이하지 않은 소음이고 제 2 소음 기준치를 초과한 경우, 경보가 제공되고
소음이 통제가 용이하지 않은 소음이고, 상기 제 2 소음 기준치 초과 이벤트를 제 2 기준 시간 이상 유지하는 것으로 판단되면 제 2 환경 제어 모드에서 소음 환경의 제어를 수행하는 제 2 환경 제어부를 더 포함하고
상기 제 2 환경 제어부는 상기 제 2 환경 제어 모드에서, 반려 동물의 감성 상태를 분석하고 그 분석 결과를 제공하고
소음이 통제가 용이한 소음이고 제 1 소음 기준치를 초과한 경우, 경보가 제공되며,
상기 제 1 소음 기준치는 상기 제 2 소음 기준치 보다 높고
소음이 통제가 용이한 소음이고 상기 제 1 소음 기준치 초과 이벤트를 제 1 시간 이상 유지하는 것으로 판단되면 제 1 환경 제어 모드에 따라 소음 환경의 제어를 수행하는 제 1 환경 제어부를 더 포함하고
상기 제 1 환경 제어부는 상기 제 1 환경 제어 모드에서, 음악 출력 또는 감성 조명 제어를 통해 소음 환경 제어가 이루어지게 하고
상기 소음 분석부는 소음이 제 3 소음 기준치 이하인 것이 제 3 기준 시간 이상 유지되는 것으로 판단되면 외부 알림을 제공하고,
상기 제 3 소음 기준치는 상기 제 2 소음 기준치 보다 작은 값인 것을 특징으로 하는 소음 방지 장치.
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제 1 항에 있어서,
반려 동물의 감성 상태 별 소리 벡터를 저장하고, 상기 소음 감지부에 의해 감지된 소음으로부터 파악되는 소리 벡터와 상기 저장된 소리 벡터를 비교하여 반려 동물의 감성을 추론하는 것을 특징으로 하는 소음 방지 장치.
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소음 감지부가 소음을 감지하는 단계; 및
소음 분석부가 상기 소음 감지부가 감지한 소음이 제 2 소음 기준치를 초과하는지 여부를 판단하고, 상기 제 2 소음 기준치를 초과하는 것으로 판단되면 소음 주파수 분석을 수행하고 상기 소음 주파수 분석 결과에 따라 소음을 통제하는 단계를 포함하고,
상기 소음 분석부는 상기 주파수 분석에 따라 소음원의 속성을 분석하고 상기 소음원의 속성에 따라 상이한 소음 기준치를 적용하여 소음을 통제하고
상기 소음 분석부는 상기 주파수 분석 결과 최고 크기를 가지는 주파수가 기 설정된 임계 주파수를 초과하면 경보에 의해 통제가 잘 되지 않는 소음으로 분류하고, 상기 기 설정된 임계 주파수 이하이면 경보에 의해 통제가 잘 되는 소음으로 분류하고
소음이 통제가 용이하지 않은 소음이고 제 2 소음 기준치를 초과한 경우, 경보가 제공되고
소음이 통제가 용이하지 않은 소음이고 상기 제 2 소음 기준치 초과 이벤트를 제 2 기준 시간 이상 유지하는 것으로 판단되면, 제 2 환경 제어부가 제 2 환경 제어 모드에서 소음 환경의 제어를 수행하는 단계를 더 포함하고
상기 제 2 환경 제어부는 상기 제 2 환경 제어 모드에서, 반려 동물의 감성 상태를 분석하고 그 분석 결과를 제공하고
소음이 통제가 용이한 소음이고 제 1 소음 기준치를 초과한 경우, 경보가 제공되며,
상기 제 1 소음 기준치는 상기 제 2 소음 기준치 보다 높고
소음이 통제가 용이한 소음이고 상기 제 1 소음 기준치 초과 이벤트를 제 1 시간 이상 유지하는 것으로 판단되면, 제 1 환경 제어부가 제 1 환경 제어 모드에 따라 소음 환경의 제어를 수행하는 단계를 더 포함하고
상기 제 1 환경 제어부는 상기 제 1 환경 제어 모드에서, 음악 출력 또는 감성 조명 제어를 통해 소음 환경 제어가 이루어지게 하고
상기 소음 분석부는 소음이 제 3 소음 기준치 이하인 것이 제 3 기준 시간 이상 유지되는 것으로 판단되면 외부 알림을 제공하고,
상기 제 3 소음 기준치는 상기 제 2 소음 기준치 보다 작은 값인 것을 특징으로 하는 소음 방지 방법.
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제 11 항에 있어서,
반려 동물의 감성 상태 별 소리 벡터를 저장하고, 상기 소음 감지부에 의해 감지된 소음으로부터 파악되는 소리 벡터와 상기 저장된 소리 벡터를 비교하여 반려 동물의 감성을 추론하는 것을 특징으로 하는 소음 방지 방법.
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