KR102195128B1 - 청음 보조 장치 - Google Patents

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KR102195128B1 KR1020190138493A KR20190138493A KR102195128B1 KR 102195128 B1 KR102195128 B1 KR 102195128B1 KR 1020190138493 A KR1020190138493 A KR 1020190138493A KR 20190138493 A KR20190138493 A KR 20190138493A KR 102195128 B1 KR102195128 B1 KR 102195128B1
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Abstract

본 발명은 청음 보조 장치에 관한 것으로서, 특히 주변 상황을 고려하여 프로세서 성능을 결정하여 처리하는 청음 보조 장치에 관한 것이다.
본 발명인 청음 보조 장치는 마이크와, 스피커와, 기능이 상이하거나 성능이 상이한 복수의 프로세서들을 구비하되, 복수의 프로세서 중의 어느 하나의 프로세서가 마이크로부터의 음향 신호에 따라 주변 상황을 판단하고, 판단된 주변 상황에 따라 단일 동작 제어 또는 복수 동작 제어를 선택한다.

Description

청음 보조 장치{HEARING ASSISTANT DEVICE}
본 발명은 청음 보조 장치에 관한 것으로서, 특히 주변 상황을 고려하여 프로세서 성능을 결정하여 처리하는 청음 보조 장치에 관한 것이다.
일반적으로 난청인은 일상생활에서 대화를 듣고 나누는데 이해가 곤란할 정도로 소리를 잘 듣지 못하는 사람 즉, 청각에 장애를 갖고 있는 사람을 말하며, 난청 정도에 따라 경도 난청, 중도 난청, 중고도 난청 및 고도 난청 등으로 분류된다.
난청의 종류로는 전음성 난청, 감응성 난청 및 혼합성 난청이 있으며, 외이도가 상했다거나, 고막이 천공되었거나, 이소골이 이탈되었거나, 외이염 또는 중이염으로 인하여 실청되었거나, 노인성 난청, 선천적 난청, 유전적 난청, 고음에 의한 실청, 고열 및 약물 부작용에 의한 실청 등의 이유로 골도와 기도의 손상 정도를 기준으로 구분하고 있다.
따라서 이러한 청각에 장애를 가진 난청인은 일상생활을 자연스럽게 할 수 없는바, 난청 정도를 충분히 보상해 줄 수 있는 장치인 보청기가 필요하며, 보청기는 난청 정도에 따라 화자음 또는 주변음을 증폭시켜서 난청인이 말소리를 보다 똑똑히 들을 수 있게 해주며, 보다 자연음에 가깝게 들리도록 보조해주는 장치이다.
일반적으로 보청기는 화자음 및 주변음을 수집하여 전기적인 신호로 출력하는 송화기, 송화기로부터 출력된 신호를 입력받아 증폭하는 증폭기, 증폭기에서 증폭된 신호를 음파로 변환하여 난청인의 귀로 전달하는 수화기 및 송화기, 수화기 및 증폭기로 전력을 공급하는 배터리를 포함하여 이루어진다. 이러한 보청기의 종류로는 상자형, 귀걸이형, 안경형 및 귓속형이 있으며, 최근에는 귓속형을 더욱 발전시킨 것으로 귀 속 깊숙이 넣을 수 있는 고막형이 추가 되었다.
이러한 일반적인 보청기는 주변 상황(소음 환경)과 상관없이 동일한 신호 처리 성능과 신호 처리 경로를 통하여 신호 처리를 수행하여, 다양한 상황에서의 신호 처리 효율이 저하되고 전력 소비가 과다한 문제가 있다.
본 발명은 주변 상황(소음 환경)에 따라 상이한 신호 처리 성능과 신호 처리 경로를 구현함으로써, 다양한 상황에서도 신호 처리 효율을 향상시키고 전력 소비를 최적화시킬 수 있는 청음 보조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명인 청음 보조 장치는 마이크와, 스피커와, 마이크로부터의 음향 신호를 기설정된 이득 처리 데이터에 따라 처리하고, 처리된 음향 신호를 스피커에 인가하는 기준 프로세서와, 기준 프로세서와 통신을 수행하고 제어되며 기준 프로세서의 성능과 다른 성능을 지니거나 기준 프로세서의 기능과 상이한 기능을 지닌 적어도 하나 이상의 추가 프로세서를 포함하여 구성되고, 기준 프로세서는 마이크로부터의 음향 신호에 따라 주변 상황을 판단하고, 판단된 주변 상황에 따라 기준 프로세서만 동작하는 단일 동작 제어와, 기준 프로세서와 적어도 하나 이상의 추가 프로세서가 동작하는 복수 동작 제어 중의 어느 하나를 선택하여 수행되도록 하며, 복수 동작 제어 시에, 기준 프로세서와 적어도 하나 이상의 추가 프로세서는 데이터 통신을 수행하면서 단일 동작 제어 시의 성능보다 더 고성능으로 마이크로부터의 음향 신호를 처리하여 스피커에 인가하여 음 방출시킨다.
또한, 복수의 프로세서들 간의 데이터 통신은 공통 저장 공간을 이용한 통신 방식인 것이 바람직하다.
또한, 청음 보조 장치는 사용자가 단일 동작 제어 또는 복수 동작 제어를 선택하는 수단을 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명은 제어 방식이 선택될 수 있도록 하여, 소비전력을 최소화하여 배터리 사용 시간을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 청음 보조 장치의 제어 구성도이다.
이하에서, 본 발명은 실시예와 도면을 통하여 상세하게 설명된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다", 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 문서에서, "A 또는 B", "A 또는/및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 문서에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제1 사용자 기기와 제2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)", "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)", "~하도록 설계된(designed to)", "~하도록 변경된(adapted to)", "~하도록 만들어진(made to)", 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성(또는 설정)된"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)"것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성(또는 설정)된 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명에 따른 청음 보조 장치의 제어 구성도이다. 청음 보조 장치는 음향 신호를 획득하는 마이크(1)와, 전기 신호를 인가 받아 음 방출하는 스피커(3)와, 마이크(1)로부터의 음향 신호에 대한 증폭 및/또는 감쇄 처리를 수행하고, 처리된 음향 신호를 스피커(3)에 인가하는 기준 프로세서(5)와, 기준 프로세서(5)의 성능과 다르거나 그 기능이 상이한 제 1 추가 프로세서(7)와, 기준 프로세서(5) 및/또는 제 1 추가 프로세서(9)의 성능과 다르거나 그 기능이 상이한 제 2 추가 프로세서(9)를 포함하여 구성된다. 다만, 전원을 공급하는 전원부(미도시), 입력부(미도시), 마이크(1) 및 스피커(3) 등은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자가 당연히 인식하는 기술에 불과하여, 그 설명이 생략된다.
기준 프로세서(5)는 일반적인 청음 보조 장치(예를 들면, 보청기 등)과 같이 음향 신호를 기설정된 이득 처리 데이터에 따라 주파수 대역별로 증폭시키거나 감쇄시키는 기본 증폭 기능을 수행하는 프로세서(예를 들면, CPU, MICROPROCESSOR, MCU 등)과, 이득 처리 데이터와, 주변 상황을 판단하기 위한 기준 데이터 등을 저장하는 저장 공간(예를 들면, 메모리 등) 등을 포함하여 구성된다. 또한, 기준 프로세서(5)는 무선 통신 모듈(예를 들면, 블루투스 통신 모듈 등)을 포함하여 구성될 수도 있다. 또한, 기준 프로세서(5)는 음향 신호에 포함된 사용자의 음성 명령을 인식하고, 인식된 명령에 따른 제어(단일 동작 제어, 복수 동작 제어 등)를 수행할 수도 있다.
기준 데이터는 기준 단위(예를 들면, 기준 윈도우, 프레임 등)의 음향 신호에 포함된 소음 등에 의해 주변 상황(예를 들면, 조용한 상황, 시끄러운 상황 등)을 판단하기 위한 데이터에 해당되며, 예를 들면, 주파수 대역별 에너지 등으로 구성될 수 있다. 기준 프로세서(5)은 마이크(1)로부터의 음성 신호와 기준 데이터를 비교하여 주변 상황을 판단한다.
다음으로, 제 1 추가 프로세서(7)과 제 2 추가 프로세서(9)는 기본 프로세서(5)에서 수행되는 기본 증폭 기능 이외에, 마이크(1)로부터의 음성 신호에 대하여 예를 들면, NR 배경 잡음 제거 처리를 수행하는 프로세서 또는 ANC(Active Noise Cancellation)를 수행하는 프로세서 중의 어느 하나의 프로세서로서, 기본 증폭 기능과 그 기능이 상이한 프로세서일 수 있다. 또는, 제 1 추가 프로세서(7)과 제 2 추가 프로세서(9)는 기본 증폭 기능을 수행하나, 기준 프로세서(5)와 비교하여 동기 클럭이 상이하여 성능이 상이하며, 그에 따른 전력 소비량이 상이할 수 있다. 예를 들면, 기준 프로세서(5)는 1MHz 클럭으로 동작하나, 제 1 및 제 2 추가 프로세서(7), (9) 각각은 기준 프로세서(5)보다 더 고성능 동작을 위해 2MHz와 4MHz 클럭으로 동작할 수도 있고, 기준 프로세서(5)의 성능이 제 1 추가 프로세서(7)의 성능과 제 2 추가 프로세서(9)의 성능 사이일 수도 있다. 또한, 기준 프로세서(5), 제 1 및 제 2 추가 프로세서(7), (9)가 동작되는 동기 클럭이 가변됨으로써, 그 성능이 조절될 수도 있다.
본 명세서에서, 단일 동작 제어는 기준 프로세서(5), 제 1 및 제 2 추가 프로세서(7), (9) 중의 하나의 프로세서만이 단독으로 동작하여 이루어지는 제어에 해당되며, 복수 동작 제어는 기준 프로세서(5), 제 1 및 제 2 추가 프로세서(7), (9) 중의 적어도 2개 이상의 프로세서가 동작하여 이루어지는 제어에 해당된다.
기준 프로세서(5)와 제 1 추가 프로세서(7) 간의 데이터 통신(D1)과, 기준 프로세서(5)와 제 2 추가 프로세서(9) 간의 데이터 통신(D2)은 시리얼 통신 방식(예를 들면, i2s 또는 PCM 통신 방식)이다. 또한, 제 1 추가 프로세서(7)와 제 2 추가 프로세서(9) 간의 데이터 통신도 i2s 또는 PCM 통신 방식으로 수행될 수도 있다.
또는, 기준 프로세서(5)와 제 1 추가 프로세서(7) 및 제 2 추가 프로세서(9) 간의 데이터 전달 방식은 공통 저장 공간이 구비되어, 이 공통 저장 공간으로의 쓰기/읽기 등에 의해 이루어질 수 있다. 즉, 복수의 프로세서들 간의 데이터 전달이 공통 저장 공간을 통하여 이루어질 수 있다.
본 발명인 청음 보조 장치는 도 1과 같이, 기준 프로세서(5)에 마이크(1)와 스피커(3) 각각이 전기적으로 연결되는 것으로 기재되고 있으나, 마이크(1)와 스피커(3)는 제 1 추가 프로세서(7) 및 제 2 추가 프로세서(9)에 전기적으로 연결될 수 있다.
본 실시예에서는 기준 프로세서(5)가 제 1 추가 프로세서(7)와 제 2 추가 프로세서(9) 간의 통신 및 제어를 수행하는 것으로 예시적으로 설명되나, 제 1 추가 프로세서(7) 또는 제 2 추가 프로세서(9)가 복수의 프로세서들 간의 통신 및 제어를 수행할 수도 있다.
먼저, 주변 상황을 판단하는 과정이 기재된다.
기준 프로세서(5)는 마이크(1)로부터 음향 신호를 지속적을 획득하나, 주변 상황을 판단하는 과정을 기설정된 시간 간격으로 수행한다.
기준 프로세서(5)는 마이크(1)로부터의 음향 신호와 상술된 기준 데이터를 비교하여, 음향 신호에 반영된 주변 상황을 판단한다.
다음으로, 판단된 주변 상황에 대응하는 제어 방식(단일 동작 제어 또는 복수 동작 제어)이 결정되는 과정이다.
기준 프로세서(5)는 판단된 주변 상황에 따라 단일 동작 제어 또는 복수 동작 제어 중의 어느 하나의 제어를 선택한다. 예를 들면, 시끄러운 상황인 경우에는 고성능 데이터 처리가 요구되기에, 복수 동작 제어가 선택되며, 조용한 상황인 경우에는 중간 성능이나 기본 성능 데이터 처리로 충분하기에, 단일 동작 제어가 선택된다.
다음으로, 선택된 제어 방식에 의해 기준 프로세서(5) 또는 제 1 또는 제 2 추가 프로세서(7), (9)가 마이크(1)로부터의 음향 신호를 처리하여 스피커(3)에 인가하여 음 방출시킨다.
단일 동작 제어 시에는, 기준 프로세서(5)만이 동작하고, 제 1 및 제 2 추가 프로세서(7), (9)는 오프 상태나 대기 상태로 유지되고, 기준 프로세서(5)가 마이크(1)로부터의 음향 신호를 처리하여 스피커(3)에 인가하여 음 방출시킨다.
복수 동작 제어 시에는, 기준 데이터(5)와, 적어도 하나 이상의 제 1 및 제 2 추가 프로세서(7), (9) 중의 복수의 프로세서가 서로 데이터 통신을 수행하면서, 마이크(1)로부터의 음향 신호를 처리하여 스피커(3)에 인가하여 음 방출시킨다.
또한, 기준 프로세서(5)는 구비된 무선 통신 모듈(예를 들면, 블루투스 통신 모듈 등)을 전자 통신 디바이스(예를 들면, 스마트폰, 넥밴드 음향 장치, 리모트 컨트롤러 등)으로부터의 제어 방식(단일 동작 제어, 복수 동작 제어)의 선택 명령에 따라 그에 대응하는 제어를 수행할 수도 있다.
또한, 기준 프로세서(5)는 음향 신호에 포함된 사용자의 음성 명령을 인식하고, 인식된 명령에 따른 제어(단일 동작 제어, 복수 동작 제어 등)를 수행할 수도 있다.
또한, 청음 보조 장치는 제어 방식의 선택을 위한 스위치를 구비할 수도 있고, 기준 프로세서(5)는 스위치의 선택 입력에 따른 제어 방식에 따라 제어를 수행할 수도 있다.
다양한 실시 예에 따른 장치(예: 프로세서 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는, 예컨대, 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 프로세서에 의해 실행될 경우, 상기 하나 이상의 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 예를 들면, 메모리가 될 수 있다.
컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(magnetic media)(예:자기테이프), 광기록 매체(optical media)(예: CD-ROM, DVD(Digital Versatile Disc), 자기-광 매체(magnetoopticalmedia)(예: 플롭티컬 디스크(floptical disk)), 하드웨어 장치(예: ROM, RAM, 또는 플래시 메모리 등)등을 포함할 수 있다. 또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 다양한 실시 예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지다.
다양한 실시 예에 따른 프로세서 또는 프로세서에 의한 기능들은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 추가적인 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따른 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱(heuristic)한 방법으로 실행될 수 있다. 또한, 일부 동작은 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
1: 마이크 3: 스피커
5: 기준 프로세서 7: 제 1 추가 프로세서
9: 제 2 추가 프로세서

Claims (3)

  1. 마이크와;
    스피커와;
    마이크로부터의 음향 신호를 기설정된 이득 처리 데이터에 따라 처리하고, 처리된 음향 신호를 스피커에 인가하는 기준 프로세서와,
    기준 프로세서와 통신을 수행하고 제어되며 기준 프로세서의 성능과 다른 성능을 지니거나 기준 프로세서의 기능과 상이한 기능을 지닌 적어도 하나 이상의 추가 프로세서를 포함하여 구성되고,
    기준 프로세서는 마이크로부터의 음향 신호에 따라 주변 상황을 판단하고, 판단된 주변 상황에 따라 기준 프로세서만 동작하는 단일 동작 제어와, 기준 프로세서와 적어도 하나 이상의 추가 프로세서가 동작하는 복수 동작 제어 중의 어느 하나를 선택하여 수행되도록 하며,
    복수 동작 제어 시에, 기준 프로세서와 적어도 하나 이상의 추가 프로세서는 데이터 통신을 수행하면서 단일 동작 제어 시의 성능보다 더 고성능으로 마이크로부터의 음향 신호를 처리하여 스피커에 인가하여 음 방출시키는 것을 특징으로 하는 청음 보조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    복수의 프로세서들 간의 데이터 통신은 공통 저장 공간을 이용한 통신 방식인 것을 특징으로 하는 청음 보조 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    청음 보조 장치는 사용자가 단일 동작 제어 또는 복수 동작 제어를 선택하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 청음 보조 장치.
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