KR102205414B1 - 음향장치 및 음향 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음향장치 및 음향 처리 방법이 개시된다. 본 발명의 음향장치는, 일측에 기판과 결합되어 내부 공간을 형성하고, 타측에 다양한 형태의 소리유도선이 구비된 소리 입력판을 통해 외부 소리를 내부공간으로 유도하는 하우징; 하우징의 내부 공간에서 기판에 안착되는 절연베이스 위로 절연막, 진동막 및 음향 통과홀이 형성된 백플레이트와, 고정전극이 포함된 고정 전극판이 적층되어, 소리 입력판을 통해 유도된 외부 소리를 진동막과 고정 전극판 사이의 정전용량의 변화에 의한 압력으로 감지하여 전기신호로 출력하는 음향센서; 및 기판에 탑재되어 음향센서와 전기적으로 연결되어 전기신호를 아날로그 또는 디지털 전기신호로 변환하여 출력하는 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

음향장치 및 음향 처리 방법{AUDIBLE DEVICE AND METHOD FOR PROCESSING ACOUSTIC}

본 발명은 음향장치 및 음향 처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소리의 특성에 따른 다양한 모양의 필터를 퍼즐식으로 조합하여 소리를 유도하고, 이를 검출하여 소켓 웨이블렛 및 공간 재배치의 다양한 인식방법을 통해 음향을 처리하여 분석하는 음향장치 및 음향 처리 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 마이크로폰은 음향 신호를 전기신호로 변환하는 장치로써, 음향기기, 통신기기 또는 의료기기 등에 내장되어 사용되고 있다. 마이크로폰이 내장되는 다양한 기기들이 소형화되어 감에 따라 마이크로폰의 초소형화가 요구되고 있다. 이러한 요구에 따라 멤스(MEMS) 마이크로폰의 개발이 활발히 이루어지고 있다. 멤스 마이크로폰은 초소형화가 가능하고 부품 간의 분리된 생산공정을 일괄적으로 수행할 수 있어 성능과 생산효율에 있어서 크게 각광을 받고 있다.

최근 들어 미세 장치의 집적화를 위해 사용되는 기술로서 마이크로 머시닝을 이용한 반도체 가공기술이 있다. MEMS(Micro-Electro Mechanical System)라고 불리는 이러한 기술은 반도체 공정 특히 집적회로 기술을 응용한 마이크로머시닝 기술을 이용하여 마이크로미터(㎛)단위의 초소형 센서나 액츄에이터 및 전기기계적 구조물을 제조할 수 있다.

이러한 마이크로머시닝 기술을 이용하여 제조하는 MEMS 마이크로폰은 초정밀 미세 가공을 통하여 소형화, 고성능화, 다기능화 및 집적화가 가능하다. 또한, 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다. MEMS 마이크로폰은 주로 압전형(piezo-type) 및 콘덴서형(condenser-type)으로 나뉘어 이루어지고 있다. 음성을 포함한 음향 대역의 우수한 주파수 응답 특성 때문에 MEMS 마이크로폰은 콘덴서형이 주로 사용되고 있다.

관련 선행기술로는 한국공개특허 제2011-0025697호(2011.03.10.)인 "압전 MEMS 마이크로폰"이 있다.

이러한 마이크로폰은 다양한 모양 및 특성을 갖도록 만들어져 그 특성에 맞는 음향 성분을 구분하고 그 특성에 맞는 인식 방법을 통해 음향을 분석하고 있다.

그러나, 이와 같이 구분된 특성에 따라 음향 성분을 구분하여 인식할 경우 잡음이라고 인식하는 소리도 가공하여 처리하기에 따라 의미 있는 소리가 될 수 있으며, 판단하기에 따라 당연한 소리로 인식되던 소리도 가공과정에서 변질될 수 있어 제품이 구성하고 있는 소자와 특성들로 음향을 특색 있게 구분하여 처리하기에는 한계가 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 소리의 특성에 따른 다양한 모양의 필터를 퍼즐식으로 조합하여 소리를 유도하고, 이를 검출하여 소켓 웨이블렛 및 공간 재배치의 다양한 인식방법을 통해 음향을 처리하여 분석하는 음향장치 및 음향 처리 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 음향 처리 방법은, 음향장치로부터 측정된 측정소리를 음향처리부가 입력받아 저장부에 저장한 후 저장부에 저장된 측정소리에 대해 특징인자를 추출하여 요소별로 분리하는 단계; 음향처리부가 요소별로 분리된 측정소리를 저장부에 저장된 레퍼런스와 매칭시켜 대표소리로 합성하는 단계; 및 음향처리부가 대표소리에 대해 저장부에 저장된 레퍼런스와 매칭시켜 인식하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 특징인자를 추출할 때, 음향처리부가 소켓 웨이블렛을 이용하여 특징인자를 추출하여 저장하고, 비교하여 재활용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 소켓 웨이블렛은, 소리의 성질에 따른 특이 웨이블렛을 두고, 특이 웨이블렛의 양측에 대칭되도록 기본 웨이블렛이 배치되는 구조인 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 음향처리부가 대표소리와 측정소리를 비교하여 설정된 임계범위 이내인 경우 대표소리에 대해 특징인자를 추출하여 저장하고, 비교하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 음향처리부가 대표소리와 측정소리를 비교하여 차이성분에 대한 특성을 분석하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 특징인자를 추출할 때, 음향처리부가 측정소리를 시간축이나 주파수 축을 기반으로 폐곡선의 공간구조에 재배치하여 특징인자를 추출하여 저장하고, 비교하여 재활용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 특징인자를 추출할 때, 음향처리부가 측정소리를 임계범위로 분리한 입력값에 다양한 비율을 적용하여 특성값을 추출하고, 추출된 특성값에 대해 고유특성값을 이용하여 그룹과 매칭을 통해 출력값을 추출하여 저장하고, 비교하여 재활용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 음향장치는, 일측에 기판과 결합되어 내부 공간을 형성하고, 타측에 다양한 형태의 소리유도선이 구비된 소리 입력판을 통해 외부 소리를 내부공간으로 유도하는 하우징; 하우징의 내부 공간에서 기판에 안착되는 절연베이스 위로 절연막, 진동막 및 음향 통과홀이 형성된 백플레이트와, 고정전극이 포함된 고정 전극판이 적층되어, 소리 입력판을 통해 유도된 외부 소리를 진동막과 고정 전극판 사이의 정전용량의 변화에 의한 압력으로 감지하여 전기신호로 출력하는 음향센서; 및 기판에 탑재되어 음향센서와 전기적으로 연결되어 전기신호를 아날로그 또는 디지털 전기신호로 변환하여 출력하는 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 소리 유도선은, 내부가 관통된 구조로써 굵기, 길이 및 비틀림은 소리 특성에 따라 서로 다른 형태로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 소리 유도선은, 외측면에 걸림홈이나 걸림돌기가 구비되어 소리 입력판에 끼워져 고정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 소리 입력판은, 다양한 형태의 소리 유도선이 구비된 다수의 음향필터가 퍼즐방식으로 조립된 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 음향필터는, 소리유도선이 형성된 중심부와 인접한 음향필터와 결합하기 위한 요철구조를 갖는 주변부가 서로 다른 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 음향센서의 진동막이 다수개의 조각으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 음향장치 및 음향 처리 방법은 소리의 특성에 따른 다양한 모양의 필터를 퍼즐식으로 조합하여 소리를 유도하고, 이를 검출하여 소켓 웨이블렛 및 공간 재배치의 다양한 인식방법을 통해 음향을 처리하여 분석함으로써, 소리의 특질에 따라 최적화된 소리를 유도할 수 있을 뿐만 아니라 소리의 미세한 특질을 인식할 수 있어 소리를 통해 환자를 진단하고 시설물의 상태를 점검하고 분석할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향장치를 나타낸 단면 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향장치로 음향필터가 조립된 소리 입력판을 나타낸 단면 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향장치의 음향필터를 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향장치의 소리 유도선의 고정구조를 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향장치의 음향센서의 구조를 구체적으로 나타낸 분해사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 처리 장치를 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 처리 방법에서의 소켓 웨이블렛 구조를 나타낸 예시도이다.
도 9 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 처리 방법에서 특징인자를 추출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 처리 방법에서의 공간 재배치를 나타낸 예시도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 음향장치 및 음향 처리 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향장치를 나타낸 단면 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향장치로 음향필터가 조립된 소리 입력판을 나타낸 단면 구성도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향장치의 음향필터를 나타낸 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향장치의 소리 유도선의 고정구조를 나타낸 예시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향장치의 음향센서의 구조를 구체적으로 나타낸 분해사시도이다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 음향장치는 하우징(10), 음향센서(20) 및 출력부(30)를 포함할 수 있다.

하우징(10)은 일측에 기판(50)과 결합되어 내부 공간(18)을 형성하고, 타측에 다양한 형태의 소리 유도선(16)이 구비된 소리 입력판(12)을 통해 외부 소리를 내부 공간(18)으로 유도할 수 있다.

여기서 소리 유도선(16)은 내부가 관통된 구조로써, 다양한 형태와 굵기, 길이 및 비틀림에 따라 전달 특성이 달라지기 때문에 음향장치의 소리 특성에 적합하도록 조합하여 구비할 수 있다.

예를 들어, 소리 유도선(16)을 통과하면서 파동의 중첩 및 간섭으로 불필요한 소리를 제거하거나 원하는 소리를 증폭시킬 수도 있고, 특정 주파수의 소리를 공명시키거나 소리를 한 곳으로 집중시킬 수도 있다.

이와 같은 소리 유도선(16)은 도 4에 도시된 바와 같이 외측면에 걸림홈(16a)이나 걸림돌기(16b)가 구비되어 소리 입력판(12)에 끼워져 고정될 수 있다.

한편, 음향장치는 도 2에 도시된 바와 같이 다수의 음향필터(14)가 퍼즐방식으로 조립된 소리 입력판(12)으로 구성할 수도 있다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이 다양한 형태의 소리 유도선(16)이 구비된 다수의 음향필터(14)를 음향장치의 소리 특성에 적합하도록 퍼즐방식으로 조립하여 소리 입력판(12)을 구성할 수 있다.

음향필터(14)에 구비되는 소리 유도선(16)도 도 4에 도시된 바와 같이 외측면에 걸림홈(16a)이나 걸림돌기(16b)가 구비되어 음향필터(14)에 끼워져 고정될 수 있다.

또한, 음향필터(14)는 퍼즐방식으로 조립하여 소리 입력판(12)을 구성하여 압력평형을 유지할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하며, 소리 유도선(16)이 형성된 중심부와 인접한 음향필터(14)와 결합하기 위한 요철구조를 갖는 주변부를 서로 다른 재질로 형성하여, 조립 결합성을 높이면서도 소리의 민감성을 높일 수 있도록 할 수도 있다.

음향센서(20)는 하우징(10)의 내부 공간(18)에서 기판(50)에 안착되는 절연베이스(21) 위로 절연막(22), 진동막(23), 고정 전극판(24) 및 음향 통과홀(26)이 형성된 백플레이트(25)가 적층되어, 소리 입력판(12)을 통해 유도된 외부 소리를 진동막(23)과 고정 전극판(24) 사이의 정전용량의 변화에 의한 압력으로 감지하여 전기신호로 출력한다.

여기서 진동막(23)과 백플레이트(25)는 공극을 갖고 마련되고, 백플레이트(25)에 형성된 음향 통과홀(26)은 다각형 형태의 군집을 이루어 형성됨으로써, 음향센서(20)는 각 형태에 따른 주파수 특성에 따라 독립적으로 처리함으로써 모든 주파수 대역에서 원음에 가까운 소리를 검출할 수 있도록 한다.

한편 백플레이트(25)에 형성된 음향 통과홀(26)의 군집된 형태에 따라 백플레이트(25)와 진동막(23)을 지지하는 완충부(40)를 구비하여 충격을 완화하거나 강화하여 소리를 확장시키거나 축소시킬 수도 있다.

또한, 음향센서(20)의 진동막(23)은 도 5에 도시된 바와 같이 여러 조각으로 나누어져 형성될 수도 있다.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이 음향센서(20)는 진동막(23)이 길게 다수의 조각으로 나누어지고, 나누어진 특성에 따라 백플레이트(25)와 진동막(23)을 지지하는 완충부(40)가 여러 개로 구성되며, 진동막(23)에 대응되도록 고정 전극판(24)이 구분되어 여러 조각으로 구분되어 형성됨으로써, 소리의 특성이 잘게 구분되어 파악될 수 있도록 구성될 수도 있다.

출력부(30)는 기판(50)에 탑재되어 음향센서(20)와 전기적으로 연결되어 전기신호를 아날로그 또는 디지털 전기신호로 변환하여 출력한다.

또한, 출력부(40)는 복수개의 음향센서(20)에 대해 음향 통과홀(26)의 군집된 형태에 따라 전압값을 다르게 인가하여 다른 특성의 음향을 입력받아 전기적 신호를 직접 출력하거나 음향센서(20)의 특성에 따라 음향을 분리하여 독립적으로 처리한 후 선택적으로 취합하여 출력할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 음향장치에 따르면, 소리의 특성에 따른 다양한 모양의 음향필터를 퍼즐식으로 조합하여 소리를 유도함으로써 소리의 특질에 따라 최적화된 소리를 유도할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 처리 장치를 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.

도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 처리 장치는 음향장치(100), 음향처리부(200) 및 저장부(300)를 포함할 수 있다.

음향장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 소리의 특성에 따라 최적화된 소리를 유도하기 위해 다양한 형태의 소리 유도선(16)이 조합된 소리 입력판(12)을 통해 유도된 소리를 측정하여 전기적 신호로 변환하여 제공한다.

음향처리부(200)는 음향장치(100)로부터 입력된 측정소리에 대해 소켓 웨이블렛을 이용하여 특징인자를 추출하여 저장부(300)에 저장된 레퍼런스와 매칭하여 인식하고, 공간 재배치를 통해 소리의 미세한 특질을 인식하여 소리를 통해 환자를 진단하고 시설물의 상태를 점검하고 분석할 수 있도록 한다.

또한, 음향처리부(200)는 음향장치(100)로부터 직접 입력된 측정소리를 음향처리할 수도 있고, 저장부(300)에 기 저장된 측정소리를 읽어와 음향처리할 수도 있다.

저장부(300)는 음향장치(100)로부터 측정된 측정값에 측정소리의 매칭할 수 있도록 사전에 기준소리에 대한 측정소리를 기반으로 공간 재배치와 소켓 웨이블렛을 통해 다양한 레퍼런스를 저장한다.

또한, 저장부(300)에는 음향장치(100)로부터 측정된 측정소리를 저장하여 향후 음향처리를 수행하도록 할 수도 있다.

이와 같이 구성된 음향 처리 장치를 기반으로 음향 처리 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 처리 방법에서의 소켓 웨이블렛 구조를 나타낸 예시도이며, 도 9 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 처리 방법에서 특징인자를 추출하는 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 11 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 처리 방법에서의 공간 재배치를 나타낸 예시도이다.

도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 처리 방법은, 음향처리부가 음향장치(100)으로부터 측정소리를 입력받아 저장부(300)에 저장한다(S10).

S10 단계에서 측정소리를 입력받아 저장부(300)에 저장한 후 음향처리부(200)는 저장부(300)에 저장된 측정소리에 대해 특징인자를 소켓 웨이블렛을 이용하여 추출하여 저장하고 비교하여 재활용할 수 있도록 한다(S20).

여기서, 소켓 웨이블렛은 도 8에 도시된 바와 같이 소리의 성질에 따른 특이 웨이블렛을 두고, 특이 웨이블렛의 양측에 대칭되도록 기본 웨이블렛이 배치되는 구조일 수 있다. 즉, 소켓 웨이블렛(Socket Wavelet)은 측정소리로부터 음성과 음향을 구분하여 추출할 수 있는 필터 기능을 수행하며, 특이 웨이블렛은 측정소리에서의 특징인자를 추출하기 위해 정의된 웨이블렛이다.
즉, 특징인자는 소리에 섞인 특이한 음향을 말하며, 환자를 진단하거나 시설물의 상태를 점검하고 분석하기 위해 정의한 소리의 모양 형태이다.

따라서 소켓 웨이블렛을 이용하여 특징인자를 추출하기 위해 특이 웨이블렛을 삽입하여 특징인자를 추출할 수 있으며, 본 실시예에서는 S20 단계에서 소켓 웨이블렛을 이용하여 측정소리에 대해 음성과 음향의 특징인자를 추출할 수 있다.

한편, 음향처리부(200)는 측정소리에 대해 인공지능을 적용하여 측정소리에 대해 다수의 음성과 음향의 특징인자를 추출할 수도 있다.

도 9와 도 10에 도시된 바와 같이 측정소리를 설정된 임계범위로 분리한 입력값(x₁, x₂, x₃, ...)에 다양한 비율을 적용하여 특성값(A, B, C, D, ...)을 추출하고, 추출된 특성값에 대해 고유특성값(

,

, ...)을 이용하여 그룹과 매칭을 통해 출력값(y₁₁, y₁₂, y₁₃, y₃, y₄₁, y₄₂, ...)을 추출함으로써 보다 정확한 판단이 가능하도록 할 수 있고, 특징인자를 저장함으로써 비교하여 재활용하도록 할 수 있다.
여기서 다양한 비율은 도 9에 도시된 바와 같이 전체 비율의 합이 1인 범위 내에서 각 비율들을 설정하여 적용할 수 있고, 고유특성값은 음향장치(100)에서 소리를 입력시키는 소리 유도선(16)에 따라 정의되는 특성값이고, 출력값은 측정소리가 어떤 특이한 음향인지를 의미한다.

또한, S20 단계에서 특징인자를 추출할 때 음향처리부(200)가 측정소리를 시간축이나 주파수 축을 기반으로 폐곡선의 공간구조에 재배치하여 특징인자를 추출하여 저장하고 비교하여 재활용하도록 할 수도 있다.

도 11에 도시된 바와 같이 공간 재배치를 측정소리의 포락선을 근거로 처리할 수 있다. 즉, 측정소리의 자체 포락선, 측정소리의 외심원 포락선 및 측정소리의 내심원 포락선 중 어느 하나로 처리할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 측정소리를 시간 축이나 주파수 축을 기준으로 상부 진폭과 하부 진폭으로 구분한 후 소리의 시작점과 끝점까지의 거리를 분모로 설정하고 진폭과 진폭사이의 거리를 분자로 설정하여 비율을 구하고, 구해진 비율을 원, 구, 폐곡선의 각도로 변경시켜 표시한다.
이후 두 개의 진폭과 끼인 각의 성질을 이용하여 삼각형을 구성하고, 삼각형의 내심원, 외심원 성질 등을 이용하여 원, 구, 폐곡선에 해당하는 부분에 표시한 후 표시된 자료에 대한 각도와 진폭을 구하여 구해진 각도를 거리로, 진폭을 상부 진폭과 하부 진폭으로 구분하여 시간 축이나 주파수 축에 표시함으로써 외심원 포락선, 내심원 포락선 및 자체 포락선을 구할 수 있다.

도 12는 측정소리를 시간 축이나 주파수 축을 폐곡선의 원으로 배치하고, 내측와 외측으로 스케일과 크기를 각각 표시한 후 자체 포락선으로 공간 재배치를 함으로써 다양한 소리의 특질을 구성할 수도 있다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 측정소리를 시간 축이나 주파수 축을 기준으로 상부 진폭과 하부 진폭으로 구분한 후 측정소리의 시작점과 끝점까지 거리를 분모로 설정하고, 진폭과 진폭사이의 거리를 분자로 설정하여 비율을 구하고, 구해진 비율을 폐곡선의 각도로 변경시켜 두 개 진폭과 끼인 각의 성질을 이용하여 폐곡선의 원에 배치할 수 있다.

도 13은 도 12에 도시된 바와 같이 시간 축이나 주파수 축에 따라 확장하여 공간 재배치 한 후 다수의 특징들을 내부 포락선 및 외부 포락선의 특징에 따라 소리의 특징을 구성한 것으로, 주로 음성의 의미 분석 성능을 향상시키기 위해 측정소리를 설정시간 단위의 시간 축이나 설정 주파수 단위의 주파수 축으로 배치한 인접한 공간과 내부 포락선 및 외부 포락선으로 확장하면서 공간 재배치를 할 수 있다. 즉,
원, 구, 폐곡선의 외부 포락선 중 기준 축에 가장 근접한 진폭의 최대값과 다른 원, 구, 폐곡선의 외부 포락선 중 기준 축에 가장 근접한 진폭의 최소값을 연결시켜 확장하고 공간을 재배치할 수 있다.

또한, 이와 같이 공간 재배치를 통해 구축된 형태에 대해 재배치된 공간이나 일반 축에서 매칭시킬 때 구분 선, 구분 구간 및 구분 모양을 비교하여 매칭시킬 수 있다.

도 14는 측정소리를 설정시간 단위의 다수 개의 블록을 시간 축으로 구(球)의 형태로 배치하여 처리할 수 있다. 폐곡선인 구에 배치되는 순서는 설정된 특정 규칙에 따라 배치할 수 있다.

또한, 블록(a, b, c, c)을 특성에 따라 구분하고, 서로 조합하여 개별적 또는 그룹 단위로 저장하여 매칭 및 분류시 활용할 수 있다.

S20 단계에서 측정소리에서 특징인자를 추출한 후 음향처리부(200)는 특징인자를 기반으로 음성과 음향을 구분하고 각각의 측정소리에 대해 음소 단위의 요소별 단계로 분리할 수 있다(S30).

S30 단계에서 측정소리를 요소별 단계로 분리한 후 음향처리부(200)는 분리된 요소와 저장부(300)에 저장된 레퍼런스의 매칭여부를 판단한다(S40)

S40 단계에서 레퍼런스의 매칭여부를 판단한 후 음향처리부(200)는 요소별로 분리된 측정소리를 저장부(300)에 저장된 레퍼런스와 매칭시켜 대표소리로 합성한다(S50).

즉, 변화가능한 소리들로 임계범위 내의 소리들을 대표소리로 합성한다.

S40 단계에서 레퍼런스의 매칭여부를 판단한 후 매칭되지 않은 경우, 음향처리부(200)는 S30 단계로 리턴하여 시간폭이나 임계범위를 조정하여 요소별 단위로 다시 분리한다.

S50 단계에서 대표소리로 합성한 후 음향처리부(200)는 저장부(300)에 저장된 레퍼런스와 매칭시켜 대표소리를 인식한다(S60).

여기서 음향처리부(200)는 대표소리를 합성한 후 대표소리에 대해 특징인자를 추출하여 레퍼런스와 매칭시킬 수 있으며, 대표소리와 측정소리를 비교하여 임계범위 이내인 경우 대표소리에 대해 특징인자를 추출하여 저장하고, 비교하여 재 활용하도록 할 수 있다.

한편, 음향처리부(200)는 대표소리와 측정소리를 비교하여 차이성분에 대한 특성을 분석할 수도 있다.

즉, 차이성분을 통해 소리를 발생시키는 대상의 이상상태를 분석할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 음향 처리 방법에 따르면, 소리의 특성에 따른 다양한 모양의 필터를 퍼즐식으로 조합하여 소리를 유도하는 음향장치를 통해 소리의 특질에 따라 최적화된 소리를 유도하고, 이를 검출하여 소켓 웨이블렛, 인공지능 및 공간 재배치의 다양한 인식방법을 통해 음향을 처리하여 분석함으로써, 소리의 특질에 따라 최적화된 소리를 유도할 수 있을 뿐만 아니라 소리의 미세한 특질을 인식할 수 있어 소리를 통해 환자를 진단하고 시설물의 상태를 점검하고 분석할 수 있도록 한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 하우징 12 : 소리 입력판
14 : 음향필터 16 : 소리 유도선
16a : 걸림홈 16b : 걸림돌기
18 : 내부 공간 20 : 음향센서
21 : 절연베이스 22 : 절연막
23 : 진동막 24 : 고정 전극판
25 : 백플렉이트 26 : 음향 통과홀
30 : 출력부 40 : 완충부
50 : 기판 100 : 음향장치
200 : 음향처리부 300 : 저장부

Claims (13)

1. 음향처리부가 음향장치로부터 출력되는 측정소리를 입력받아 저장부에 저장한 후 상기 저장부에 저장된 측정소리에 대해 특징인자를 추출하여 요소별로 분리하는 단계;
   상기 음향처리부가 요소별로 분리된 상기 측정소리를 상기 저장부에 저장된 레퍼런스와 매칭시켜 대표소리로 합성하는 단계; 및
   상기 음향처리부가 상기 대표소리에 대해 상기 저장부에 저장된 레퍼런스와 매칭시켜 인식하는 단계를 포함하되,
   상기 음향장치는, 일측에 기판과 결합되어 내부 공간을 형성하고, 타측에 다양한 형태의 소리유도선이 구비된 소리 입력판을 통해 외부 소리를 내부공간으로 유도하는 하우징; 상기 하우징의 상기 내부 공간에서 상기 기판에 안착되는 절연베이스 위로 절연막, 진동막 및 음향 통과홀이 형성된 백플레이트와, 고정전극이 포함된 고정 전극판이 적층되어, 상기 소리 입력판을 통해 유도된 상기 외부 소리를 상기 진동막과 상기 고정 전극판 사이의 정전용량의 변화에 의한 압력으로 감지하여 전기신호로 출력하는 음향센서; 및 상기 기판에 탑재되어 상기 음향센서와 전기적으로 연결되어 전기신호를 아날로그 또는 디지털 전기신호로 변환하여 출력하는 출력부;를 포함하되, 상기 소리 입력판은, 중심부에 다양한 형태의 상기 소리 유도선이 형성되고 주변부에 요철구조가 형성된 다수의 음향필터가 인접한 음향필터의 주변부에 형성된 요철구조에 서로 결합되어 조립되고,
   상기 특징인자를 추출할 때 상기 음향처리부가, 소리의 성질에 따른 특이 웨이블렛을 두고, 상기 특이 웨이블렛의 양측에 대칭되도록 기본 웨이블렛이 배치되는 구조의 소켓 웨이블렛을 이용하여 상기 특징인자를 추출하여 저장하고, 비교하여 재활용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 음향 처리 방법.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 음향처리부가 상기 대표소리와 상기 측정소리를 비교하여 설정된 임계범위 이내인 경우 상기 대표소리에 대해 상기 특징인자를 추출하여 저장하고, 비교하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 처리 방법.
   
5. 제 1항에 있어서, 상기 음향처리부가 상기 대표소리와 상기 측정소리를 비교하여 차이성분에 대한 특성을 분석하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 처리 방법.
   
6. 제 1항에 있어서, 상기 특징인자를 추출할 때, 상기 음향처리부가 상기 측정소리를 임계범위로 분리한 입력값에 다양한 비율을 적용하여 특성값을 추출하고, 추출된 상기 특성값에 대해 고유특성값을 이용하여 그룹과 매칭을 통해 출력값을 추출하여 저장하고, 비교하여 재활용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 음향 처리 방법.
   
7. 제 1항에 있어서, 상기 특징인자를 추출할 때, 상기 음향처리부가 상기 측정소리를 시간축이나 주파수 축을 기반으로 폐곡선의 공간구조에 재배치하여 특징인자를 추출하여 저장하고, 비교하여 재활용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 음향 처리 방법.
   
8. 일측에 기판과 결합되어 내부 공간을 형성하고, 타측에 다양한 형태의 소리유도선이 구비된 소리 입력판을 통해 외부 소리를 내부공간으로 유도하는 하우징;
   상기 하우징의 상기 내부 공간에서 상기 기판에 안착되는 절연베이스 위로 절연막, 진동막 및 음향 통과홀이 형성된 백플레이트와, 고정전극이 포함된 고정 전극판이 적층되어, 상기 소리 입력판을 통해 유도된 상기 외부 소리를 상기 진동막과 상기 고정 전극판 사이의 정전용량의 변화에 의한 압력으로 감지하여 전기신호로 출력하는 음향센서; 및
   상기 기판에 탑재되어 상기 음향센서와 전기적으로 연결되어 전기신호를 아날로그 또는 디지털 전기신호로 변환하여 출력하는 출력부;를 포함하되,
   상기 소리 입력판은, 중심부에 다양한 형태의 상기 소리 유도선이 형성되고 주변부에 요철구조가 형성된 다수의 음향필터가 인접한 음향필터의 주변부에 형성된 요철구조에 서로 결합되어 조립된 것을 특징으로 하는 음향장치.
   
9. 제 8항에 있어서, 상기 소리 유도선은, 내부가 관통된 구조로써 굵기, 길이 및 비틀림은 소리 특성에 따라 서로 다른 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 음향장치.
   
10. 제 8항에 있어서, 상기 소리 유도선은, 외측면에 걸림홈이나 걸림돌기가 구비되어 상기 소리 입력판에 끼워져 고정되는 것을 특징으로 하는 음향장치.
    
11. 삭제
12. 제 8항에 있어서, 상기 음향필터는, 상기 소리유도선이 형성된 중심부와 인접한 상기 음향필터와 결합하기 위한 요철구조를 갖는 주변부가 서로 다른 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 음향장치.
    
13. 제 8항에 있어서, 상기 음향센서의 진동막이 다수개의 조각으로 형성되는 것을 특징으로 하는 음향장치.

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