KR102386771B1 - Apparatus for controlling external device - Google Patents
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Abstract
Description
본 개시는 외부 기기 제어 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 마스크에 장착 가능한 외부 기기 제어 장치에 관한 것이다.The present disclosure relates to an external device control device, and more particularly, to an external device control device mountable on a mask.
스마트폰과 같은 휴대용 단말을 조작할 때, 사용자는 통상적으로 두 손을 이용하여 휴대용 단말을 직접 보고 제어하거나, 휴대용 단말과 연결된 무선 통신 기기에 사용자의 음성을 이용하여 제어를 시도한다.When operating a portable terminal such as a smart phone, a user typically directly views and controls the portable terminal using both hands, or attempts to control a wireless communication device connected to the portable terminal by using the user's voice.
휴대용 단말을 제어하기 위해 사용자의 음성을 이용하기 위해서는 휴대용 단말과 연결된 무선 통신 기기에 입력되는 음성이 명확해야 한다. 하지만, 사용자가 마스크를 쓰고 있는 경우에는 음성이 명확하지 않아 휴대용 단말의 제어가 어렵다는 문제점이 있다.In order to use the user's voice to control the portable terminal, the voice input to the wireless communication device connected to the portable terminal must be clear. However, when the user is wearing a mask, there is a problem in that it is difficult to control the portable terminal because the voice is not clear.
따라서, 사용자는 마스크를 벗고 음성을 이용하여 휴대용 단말의 제어를 시도한다. 하지만, 사용자가 마스크를 벗을 수 없는 상황에서는 사용자의 음성을 이용하여 휴대용 단말을 제어할 수 없다는 문제점이 있다.Accordingly, the user takes off the mask and attempts to control the portable terminal using voice. However, in a situation in which the user cannot take off the mask, there is a problem in that the portable terminal cannot be controlled using the user's voice.
본 개시는 전술한 배경기술에 대응하여 안출된 것으로, 마스크 착용자가 마스크를 벗지 않고 외부 기기를 제어할 수 있는 마스크에 장착 가능한 외부 기기 제어 장치를 제공하기 위함이다.The present disclosure has been made in response to the above-described background art, and is intended to provide an external device control device that can be mounted on a mask that allows a mask wearer to control an external device without taking off the mask.
본 개시의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present disclosure are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 마스크에 장착 가능한 외부 기기 제어 장치에 있어서, 상기 외부 기기 제어 장치는, 상기 마스크 내부의 압력을 인식하는 압력 센싱부; 상기 마스크 내부에서 발생하는 음향 신호를 획득하는 음향 신호 획득부; 상기 압력의 변화 및 상기 음향 신호의 분석 결과에 기초하여 외부 기기를 제어하기 위한 제 1 제어 신호를 생성하는 제어부; 및 상기 제 1 제어 신호를 상기 외부 기기에 전송하는 통신부;를 포함할 수 있다.In an external device control device mountable on a mask for solving the above-described problem, the external device control device includes: a pressure sensing unit for recognizing a pressure inside the mask; an acoustic signal acquisition unit configured to acquire an acoustic signal generated inside the mask; a control unit configured to generate a first control signal for controlling an external device based on a change in the pressure and an analysis result of the sound signal; and a communication unit configured to transmit the first control signal to the external device.
대안적으로, 상기 제어부는, 상기 압력의 변화 및 상기 음향 신호의 분석 결과에 기초하여 상기 마스크의 착용자의 한번 이상의 숨쉬기의 타입을 인식하고 - 상기 타입은 자연적 들숨, 자연적 날숨, 인위적 들숨 및 인위적 날숨을 포함함 -, 상기 인위적 들숨의 횟수와 상기 인위적 날숨의 횟수를 이용하여 인식된 호흡 패턴에 기초하여 상기 제 1 제어 신호를 생성할 수 있다.Alternatively, the control unit recognizes one or more types of breathing of the wearer of the mask based on the change in pressure and the analysis result of the acoustic signal, wherein the types are natural inhalation, natural exhalation, artificial inhalation and artificial exhalation. Including -, it is possible to generate the first control signal based on the recognized breathing pattern using the number of artificial inhalation and the number of artificial exhalation.
대안적으로, 상기 제어부는, 상기 호흡 패턴에 기 설정된 시작 호흡 패턴과 기 설정된 종료 호흡 패턴이 포함된 경우, 상기 기 설정된 시작 호흡 패턴과 상기 기 설정된 종료 호흡 패턴 사이에 존재하는 제어 호흡 패턴에 기초하여 상기 제 1 제어 신호를 생성할 수 있다.Alternatively, when the breathing pattern includes a preset start breathing pattern and a preset end breathing pattern, the control unit is based on a control breathing pattern existing between the preset start breathing pattern and the preset end breathing pattern to generate the first control signal.
대안적으로, 상기 제어부는, 상기 호흡 패턴을 분석하여 상기 기 설정된 시작 호흡 패턴이 존재한다고 인식한 경우, 상기 제어 호흡 패턴을 인식할 수 있다.Alternatively, the controller may recognize the control breathing pattern when recognizing that the preset start breathing pattern exists by analyzing the breathing pattern.
대안적으로, 상기 제어부는, 상기 압력의 변화량, 상기 압력의 변화 시간 및 상기 압력의 변화 주기에 기초하여 상기 한번 이상의 숨쉬기에서 상기 자연적 들숨과 상기 자연적 날숨을 인식할 수 있다.Alternatively, the controller may recognize the natural in-breath and the natural exhalation in the one or more breaths based on the change amount of the pressure, the change time of the pressure, and the change period of the pressure.
대안적으로, 상기 제어부는, 상기 압력의 변화를 인식한 경우, 상기 마스크가 착용 상태라고 인식하고, 상기 마스크가 착용 상태라고 인식된 경우, 상기 압력의 변화 및 상기 음향 신호의 분석 결과에 기초하여 상기 제 1 제어 신호를 생성할 수 있다.Alternatively, when recognizing the change in pressure, the control unit recognizes that the mask is in a worn state, and when the mask is recognized as being in a worn state, based on the change in pressure and an analysis result of the sound signal The first control signal may be generated.
대안적으로, 상기 제어부는, 상기 압력이 기 설정된 값보다 작아진 후 기 설정된 기준 시간동안 작아진 상태가 유지되는 경우 상기 마스크의 착용자의 숨쉬기를 들숨으로 인식하고, 상기 압력이 상기 기 설정된 값보다 커진 후 기 설정된 기준 시간동안 커진 상태가 유지되는 경우 상기 착용자의 숨쉬기를 날숨으로 인식할 수 있다.Alternatively, the control unit, when the reduced state is maintained for a preset reference time after the pressure is less than a preset value, recognizes the breath of the wearer of the mask as an in-breath, and the pressure is higher than the preset value If the enlarged state is maintained for a preset reference time after increasing, the wearer's breathing may be recognized as an exhalation.
대안적으로, 상기 기 설정된 값은, 상기 착용자의 무호흡 상태에서 상기 마스크 내부의 압력 값일 수 있다.Alternatively, the preset value may be a pressure value inside the mask in an apnea state of the wearer.
대안적으로, 상기 제어부는, 상기 음향 신호 획득부를 통해 획득된 상기 음향 신호를 분석하여 음량과 신호 패턴을 인식하고, 상기 음량과 상기 신호 패턴에 기초하여 상기 마스크의 착용자의 액션(action)을 인식하고, 상기 액션에 기초하여 상기 외부 기기를 제어하기 위한 제 2 제어 신호를 생성하고, 상기 제 2 제어 신호를 상기 외부 기기에 전송하도록 상기 통신부를 제어할 수 있다.Alternatively, the control unit analyzes the sound signal acquired through the sound signal acquisition unit to recognize a volume and a signal pattern, and recognizes an action of a wearer of the mask based on the volume and the signal pattern and generate a second control signal for controlling the external device based on the action, and control the communication unit to transmit the second control signal to the external device.
대안적으로, 상기 음향 신호 획득부는: 상기 외부 기기 제어 장치가 장착된 상기 마스크가 착용자에게 착용된 상태에서 상기 착용자의 입과 기 설정된 제 1 거리 이내에 배치되는 제 1 마이크로폰; 및 상기 외부 기기 제어 장치가 장착된 상기 마스크가 상기 착용자에게 착용된 상태에서 상기 착용자의 입과 기 설정된 제 2 거리 이상 떨어진 위치에 배치되는 제 2 마이크로폰;을 포함할 수 있다.Alternatively, the acoustic signal acquisition unit may include: a first microphone disposed within a preset first distance from the wearer's mouth in a state in which the mask to which the external device control device is mounted is worn by the wearer; and a second microphone disposed at a position more than a preset distance from the wearer's mouth while the mask to which the external device control device is mounted is worn by the wearer.
대안적으로, 상기 제어부는, 상기 제 2 마이크로폰을 통해 획득된 음향 신호의 크기를 감쇄한 감쇄 신호를 생성하고, 상기 감쇄 신호를 이용하여 역상 처리한 역상 신호를 생성하고, 상기 역상 신호와 상기 제 1 마이크로폰을 통해 획득된 음향 신호를 합성하여 상기 착용자의 음성 신호를 획득할 수 있다.Alternatively, the control unit generates an attenuated signal obtained by attenuating the amplitude of the acoustic signal obtained through the second microphone, and generates an inverse-phase-processed signal using the attenuated signal, the inverse signal and the second 1 A voice signal of the wearer may be acquired by synthesizing an acoustic signal obtained through a microphone.
대안적으로, 상기 제어부는, 상기 음성 신호를 분석하여 상기 착용자의 명령이 상기 음성 신호에 포함되었다고 인식된 경우, 상기 명령에 기초하여 상기 외부 기기를 제어하는 제 3 제어 신호를 우선적으로 생성하고, 상기 통신부를 통해 상기 제 3 제어 신호를 우선적으로 상기 외부 기기에 전송할 수 있다.Alternatively, when it is recognized that the wearer's command is included in the voice signal by analyzing the voice signal, the control unit preferentially generates a third control signal for controlling the external device based on the command, The third control signal may be preferentially transmitted to the external device through the communication unit.
대안적으로, 상기 제어부는, 상기 음성 신호의 분석 결과와 상기 압력의 변화에 기초하여 상기 제 1 제어 신호를 생성할 수 있다.Alternatively, the controller may generate the first control signal based on an analysis result of the voice signal and a change in the pressure.
대안적으로, 상기 압력 센싱부는: 상기 외부 기기 제어 장치가 장착된 상기 마스크가 상기 착용자에게 착용된 상태에서 상기 착용자의 코와 기 설정된 제 3 거리 이내에 배치되는 제 1 압력 센싱부; 및 상기 외부 기기 제어 장치가 장착된 상기 마스크가 상기 착용자에게 착용된 상태에서 상기 착용자의 입과 기 설정된 제 4 거리 이내에 배치되는 제 2 압력 센싱부;를 포함할 수 있다.Alternatively, the pressure sensing unit may include: a first pressure sensing unit disposed within a preset third distance from the wearer's nose in a state in which the mask to which the external device control device is mounted is worn by the wearer; and a second pressure sensing unit disposed within a preset fourth distance from the wearer's mouth while the mask to which the external device control device is mounted is worn by the wearer.
대안적으로, 상기 제어부는, 상기 제 1 압력 센싱부에서 획득된 제 1 압력의 변화와 상기 제 2 압력 센싱부에서 획득된 제 2 압력의 변화를 이용하여 상기 한번 이상의 숨쉬기 각각의 소스를 인식하고, 상기 소스 각각의 상기 인위적 들숨의 횟수와 상기 인위적 날숨의 횟수를 이용하여 인식된 호흡 패턴에 기초하여 상기 제 1 제어 신호를 생성할 수 있다.Alternatively, the control unit, using the change in the first pressure obtained from the first pressure sensing unit and the change in the second pressure obtained from the second pressure sensing unit to recognize the source of each of the one or more breaths and , It is possible to generate the first control signal based on the recognized breathing pattern using the number of artificial inhalation and the number of artificial exhalation of each of the sources.
본 개시는 마스크 착용자가 마스크를 벗지 않고 외부 기기를 제어할 수 있어 편리한 외부 기기 제어 장치를 제공할 수 있다.The present disclosure can provide a convenient external device control device because a mask wearer can control an external device without taking off the mask.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects obtainable in the present disclosure are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present disclosure belongs from the description below. .
다양한 양상들이 이제 도면들을 참조로 기재되며, 여기서 유사한 참조 번호들은 총괄적으로 유사한 구성요소들을 지칭하는데 이용된다. 이하의 실시예에서, 설명 목적을 위해, 다수의 특정 세부사항들이 하나 이상의 양상들의 총체적 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나, 그러한 양상(들)이 이러한 구체적인 세부사항들 없이 실시될 수 있음은 명백할 것이다
도 1은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 외부 기기 제어 장치의 블록도이다.
도 2는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 외부 기기 제어 장치가 마스크에 장착된 도면이다.
도 3은 본 개시의 몇몇 실시예에 따라 외부 기기 제어 장치가 장착된 마스크를 사용자가 착용한 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 4, 5, 6, 8, 9, 11은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 외부 기기 제어 장치에서 수행되는 외부 기기를 제어하는 과정의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 외부 기기 제어 장치가 장착된 마스크를 사용자가 착용한 상태에서 마스크 내부의 시간에 따른 압력의 변화를 통해 들숨과 날숨을 인식하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 외부 기기 제어 장치에서 수행되는 착용자의 음성 신호를 획득하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.Various aspects are now described with reference to the drawings, wherein like reference numbers are used to refer to like elements collectively. In the following example, for purposes of explanation, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of one or more aspects. It will be evident, however, that such aspect(s) may be practiced without these specific details.
1 is a block diagram of an external device control apparatus according to some embodiments of the present disclosure;
2 is a view in which an external device control apparatus is mounted on a mask according to some embodiments of the present disclosure;
3 is a view for explaining a case in which a user wears a mask equipped with an external device control device according to some embodiments of the present disclosure.
4, 5, 6, 8, 9, and 11 are flowcharts for explaining an example of a process of controlling an external device performed by the external device controlling apparatus according to some embodiments of the present disclosure.
7 is for explaining an example of a method of recognizing inhalation and exhalation through a change in pressure over time inside the mask while the user wears a mask equipped with an external device control device according to some embodiments of the present disclosure; It is a drawing.
10 is a diagram for explaining a method for acquiring a wearer's voice signal performed by an external device control apparatus according to some embodiments of the present disclosure;
다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나 이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 감지될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다. 구체적으로, 본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.Various embodiments and/or aspects are now disclosed with reference to the drawings. In the following description, for purposes of explanation, numerous specific details are set forth to provide a thorough understanding of one or more aspects. However, it will also be appreciated by one of ordinary skill in the art that such aspect(s) may be practiced without these specific details. The following description and accompanying drawings set forth in detail certain illustrative aspects of one or more aspects. These aspects are illustrative, however, and some of various methods may be employed in the principles of the various aspects, and the descriptions set forth are intended to include all such aspects and their equivalents. Specifically, as used herein, “embodiment”, “example”, “aspect”, “exemplary”, etc. are not to be construed as advantageous or advantageous over any aspect or design described herein. It may not be.
이하, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않는다.Hereinafter, the same or similar components are assigned the same reference numerals regardless of reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in the present specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical ideas disclosed in the present specification are not limited by the accompanying drawings.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this disclosure belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular.
더불어, 용어 “또는”은 배타적 “또는”이 아니라 내포적 “또는”을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, “X는 A 또는 B를 이용한다”는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, “X는 A 또는 B를 이용한다”가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 “및/또는”이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다. In addition, the term “or” is intended to mean an inclusive “or” rather than an exclusive “or.” That is, unless otherwise specified or clear from context, “X employs A or B” is intended to mean one of the natural implicit substitutions. That is, X employs A; X employs B; Or, when X employs both A and B, "X employs A or B" can be applied to either of these cases. Also, as used herein, the term “and/or” should be understood to refer to and include all possible combinations of one or more of the listed related items.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나 이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 달리 특정되지 않거나 단수 형태를 지시하는 것으로 문맥상 명확하지 않은 경우에, 본 명세서와 청구범위에서 단수는 일반적으로 "하나 또는 그 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.Also, the terms "comprises" and/or "comprising" mean that the feature and/or element is present, but excludes the presence or addition of one or more other features, elements, and/or groups thereof. should be understood as not Also, unless otherwise specified or unless it is clear from context to refer to a singular form, the singular in the specification and claims should generally be construed to mean “one or more”.
그리고, "A 또는 B 중 적어도 하나"이라는 용어는, "A만을 포함하는 경우", "B 만을 포함하는 경우", "A와 B의 구성으로 조합된 경우"를 의미하는 것으로 해석되어야 한다.And, the term "at least one of A or B" should be interpreted as meaning "when including only A", "when including only B", and "when combined with the configuration of A and B".
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.
이하의 설명에서 사용되는 구성 요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.The suffixes "module" and "part" for the components used in the following description are given or used in consideration of only the ease of writing the specification, and do not have distinct meanings or roles by themselves.
본 개시의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 개시를 설명하는데 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.Objects and effects of the present disclosure, and technical configurations for achieving them will become clear with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. In describing the present disclosure, if it is determined that a detailed description of a well-known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present disclosure, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the terms described below are terms defined in consideration of functions in the present disclosure, which may vary according to intentions or customs of users and operators.
그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.However, the present disclosure is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms. Only the present embodiments are provided so that the present disclosure is complete, and to fully inform those of ordinary skill in the art to which the present disclosure belongs, the scope of the disclosure, and the present disclosure is only defined by the scope of the claims . Therefore, the definition should be made based on the content throughout this specification.
본 개시의 몇몇 실시예에 따른 외부 기기 제어 장치는, 마스크에 장착 가능하여 마스크 착용자가 마스크를 벗지 않고 외부 기기를 제어할 수 있는 외부 기기 제어 장치를 의미할 수 있다.The external device control device according to some embodiments of the present disclosure may refer to an external device control device that can be mounted on a mask so that a mask wearer can control an external device without taking off the mask.
도 1은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 외부 기기 제어 장치의 블록도이다. 1 is a block diagram of an external device control apparatus according to some embodiments of the present disclosure;
본 개시에서 외부 기기 제어 장치(100)는 마스크에 장착되어 마스크의 착용자의 숨쉬기 등과 같은 액션에 기초하여 외부 기기(200)를 제어하는 장치를 의미할 수 있다. 구체적으로, 외부 기기 제어 장치(100)는 마스크의 내측에 장착될 수 있다. 여기서, 마스크의 내측은 사용자가 마스크를 착용할 때 얼굴과 맞닿는 부분일 수 있다.In the present disclosure, the external
도 1을 참조하면, 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 외부 기기 제어 장치(100)는 통신 네트워크(300)를 통해 외부 기기(200)에 제어 신호를 전송할 수 있다.Referring to FIG. 1 , an external
외부 기기 제어 장치(100)는 압력 센싱부(110), 음향 신호 획득부(120), 제어부(130), 통신부(140), 저장부(150) 및 전원공급부(160)를 포함할 수 있다. 다만, 상술한 구성요소는 외부 기기 제어장치(100)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니며, 외부 기기 제어장치(100)는 위에 열거된 구성요소들보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.The external
압력 센싱부(110)는 마스크 내부의 압력 즉, 기압을 인식할 수 있다. 구체적으로, 외부 기기 제어장치(100)가 장착된 마스크를 사용자가 착용한 경우, 압력 센싱부(110)는 마스크 내부의 압력 즉, 기압의 변화를 인식할 수 있다.The
압력 센싱부(110)는 제 1 압력 센싱부(111) 및 제 2 압력 센싱부(112)를 포함할 수 있다. 다만, 상술한 구성요소는 압력 센싱부(110)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니며, 압력 센싱부(110)는 위에 열거된 구성요소들보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.The
제 1 압력 센싱부(111)는 마스크 내부의 압력 즉, 기압을 인식하도록, 외부 기기 제어 장치(100)가 장착된 마스크가 착용자에게 착용된 상태에서, 착용자의 코와 기 설정된 제 3 거리 이내에 배치될 수 있다. The first
좀더 구체적으로, 제 1 압력 센싱부(111)는 착용자의 윗입술 중앙부분을 기준으로 위로 10mm보다 멀리 배치될 수 있고, 착용자의 콧구멍 입구 아래에 대응하는 특정 영역(예를 들어, 코 중심을 기준으로 좌우폭 40mm 이내의 영역)에 배치될 수 있다. 제 1 압력 센싱부(111)가 상술한 위치에 배치되는 경우 착용자의 코를 통한 숨쉬기에 의해 발생하는 압력(또는 기압)의 변화를 쉽게 인식할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다. More specifically, the first
제 2 압력 센싱부(112)는 마스크 내부의 압력 즉, 기압을 인식하도록, 외부 기기 제어 장치(100)가 장착된 마스크가 착용자에게 착용된 상태에서 착용자의 입과 기 설정된 제 4 거리 이내에 배치될 수 있다. The second
좀더 구체적으로, 제 2 압력 센싱부(112)는 착용자의 아랫입술 중앙부분에 대응하는 특정 영역(예를 들어, 아랫입술의 중심을 기준으로 상하폭 20mm, 좌우폭 40mm 이내의 영역)에 배치될 수 있다. 제 2 압력 센싱부(112)가 상술한 위치에 배치되는 경우 착용자의 입을 통한 숨쉬기에 의해 발생하는 압력(또는 기압)의 변화를 쉽게 인식할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다.More specifically, the second
본 개시에서 제 1 압력 센싱부(111)와 제 2 압력 센싱부(112)는 외부 기기 제어 장치(100)가 마스크에 장착된 경우, 서로 다른 위치에 배치될 수 있다. 따라서, 외부 기기 제어 장치(100)는 착용자의 숨쉬기의 소스를 좀더 정확하게 인식할 수 있다.In the present disclosure, the first
한편, 상술한 바와 같이 외부 기기 제어 장치(100)가 복수 개의 압력 센싱부를 구비하는 경우, 마스크 내부에서 발생하는 압력(구체적으로, 기압)의 변화를 세밀하게 인식할 수 있다.Meanwhile, as described above, when the external
음향 신호 획득부(120)는 마스크 내부에서 발생하는 음향 신호를 획득할 수 있다. 구체적으로, 외부 기기 제어장치(100)가 장착된 마스크를 사용자가 착용한 경우, 음향 신호 획득부(120)는 마스크 내부에서 발생하는 음향 신호를 획득할 수 있다. 여기서, 음향 신호 획득부(120)가 획득하는 음향 신호는 마스크의 착용자가 발생시키는 음향뿐만 아니라 외부 음향도 포함할 수 있다. 따라서, 본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 외부 음향은 기 설정된 방법에 의해 제거될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은, 도 9 및 도 10에서 좀더 자세히 후술한다.The acoustic
음향 신호 획득부(120)는 제 1 마이크로폰(121) 및 제 2 마이크로폰(122)을 포함할 수 있다. 다만, 상술한 구성요소는 음향 신호 획득부(120)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니며, 음향 신호 획득부(120)는 위에 열거된 구성요소들보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.The acoustic
제 1 마이크로폰(121)은 마스크 내부에서 발생하는 음향 신호를 획득하도록, 외부 기기 제어 장치(100)가 장착된 마스크가 착용자에게 착용된 상태에서, 착용자의 입과 기 설정된 제 1 거리 이내에 배치될 수 있다. The
좀더 구체적으로, 제 1 마이크로폰(121)은 착용자의 입 중앙에 대응하는 특정 영역(예를 들어, 입의 중심을 기준으로 20mm 반경 이내의 영역)에 위치할 수 있다. 제 1 마이크로폰(121)이 상술한 위치에 배치되는 경우 착용자의 입에 의해 발생하는 음향을 보다 명확하게 인식할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다.More specifically, the
제 2 마이크로폰(122)은 마스크 내부에서 발생하는 음향 신호를 획득하도록, 외부 기기 제어 장치(100)가 장착된 마스크가 착용자에게 착용된 상태에서, 착용자의 입과 기 설정된 제 2 거리 이상 떨어진 위치에 배치될 수 있다. The
좀더 구체적으로, 제 2 마이크로폰(122)은 착용자의 입 중앙을 기준으로 60mm 반경을 벗어나는 위치에 배치될 수 있다. 제 2 마이크로폰(122)이 상술한 위치에 배치되는 경우 외부에서 발생하는 음향을 착용자에 의해 발생하는 음향보다 크게 인식할 수 있다. 따라서, 제 2 마이크로폰(122)는 착용자에 의해서 발생하는 음향에서 외부에서 발생하는 음향을 제거(노이즈 제거)할 때 활용될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다.More specifically, the
제 1 마이크로폰(121)과 제 2 마이크로폰(122)은 외부 기기 제어 장치(100)가 마스크에 장착된 경우, 서로 다른 위치에 배치될 수 있다. 따라서, 마스크의 착용자의 음성 이외의 외부에서 발생한 음향이 효과적으로 제거될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은, 도 9 및 도 10에서 좀더 자세히 후술한다.The
제어부(130)는 압력의 변화 및 음향 신호의 분석 결과에 기초하여 외부 기기(200)를 제어하기 위한 제어 신호(예를 들어, 제 1 제어 신호, 제 2 제어 신호, 제 3 제어 신호 등)를 생성할 수 있다.The
제어부(130)는 압력의 변화 및 음향 신호의 분석 결과에 기초하여 마스크의 착용자의 한번 이상의 숨쉬기의 타입을 인식할 수 있다. 여기에서, 숨쉬기의 타입은 자연적 들숨, 자연적 날숨, 인위적 들숨 및 인위적 날숨을 포함할 수 있다.The
여기에서, 제어부(130)는 압력의 변화량, 압력의 변화 시간 및 압력의 변화 주기에 기초하여 한번 이상의 숨쉬기에서 자연적 들숨과 자연적 날숨을 인식할 수 있다. 구체적으로, 제어부(130)는 마스크를 착용한 착용자의 처음 숨쉬기를 기본 숨쉬기로 판단하고 처음 숨쉬기에서 압력 센싱부(110)를 통해 인식된 압력의 변화량, 압력의 변화 시간 및 압력의 변화 주기에 기초하여 자연적 들숨과 자연적 날숨을 인식할 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 자연적 들숨에 해당되지 않는 들숨은 인위적 들숨으로 판단하고, 자연적 날숨에 해당되지 않는 날숨은 인위적 날숨으로 판단할 수 있다.Here, the
그리고, 제어부(130)는 압력의 변화 시간에 기초하여 인위적 들숨과 인위적 날숨에서 짧은 인위적 들숨, 긴 인위적 들숨, 짧은 인위적 날숨 및 긴 인위적 날숨을 인식할 수 있다. 예를 들어, 제어부(130)는 압력의 변화 시간이 기 설정된 시간(예를 들어, 2초)보다 짧은 경우, 인식된 인위적 들숨은 짧은 인위적 들숨으로 판단할 수 있다.In addition, the
또한, 제어부(130)는 호흡 패턴에 기 설정된 시작 호흡 패턴과 기 설정된 종료 호흡 패턴이 포함된 경우, 기 설정된 시작 호흡 패턴과 기 설정된 종료 호흡 패턴 사이에 존재하는 제어 호흡 패턴에 기초하여 제 1 제어 신호를 생성할 수 있다. 여기서, 제 1 제어 신호는 제어 호흡 패턴에 포함된 인위적 들숨의 횟수와 인위적 날숨의 횟수를 통해 생성할 수 있다.In addition, when the breathing pattern includes a preset start breathing pattern and a preset end breathing pattern, the
호흡 패턴은 사용자가 인위적으로 숨을 쉬는 패턴을 의미할 수 있다. 여기서, 호흡 패턴은 마스크 내부의 압력의 상승 유지 시간과 하강 유지 시간의 비율을 의미할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다.The breathing pattern may mean a pattern in which the user artificially breathes. Here, the breathing pattern may mean a ratio of a rising holding time and a falling holding time of the pressure inside the mask. However, the present invention is not limited thereto.
기 설정된 시작 호흡 패턴은 제어부(130)에서 제어 호흡 패턴을 인식하기 위한 시작시점을 나타내는 사용자가 인위적으로 숨을 쉬는 패턴을 의미할 수 있다. 여기서, 기 설정된 시작 호흡 패턴은 인위적 들숨과 인위적 날숨의 일정 패턴을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기 설정된 시작 호흡 패턴은 인위적 들숨 2회, 인위적 날숨 1회로 설정될 수 있다. 이러한 기 설정된 시작 호흡 패턴은 적어도 하나가 저장부(150)에 기록되어 있을 수 있다.The preset starting breathing pattern may mean a pattern in which the user artificially breathes, indicating a starting point for recognizing the control breathing pattern in the
기 설정된 종료 호흡 패턴은 제어부(130)에서 제어 호흡 패턴을 인식하기 위한 종료시점을 나타내는 사용자가 인위적으로 숨을 쉬는 패턴을 의미할 수 있다. 여기서, 기 설정된 종료 호흡 패턴은 인위적 들숨과 인위적 날숨의 일정 패턴을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기 설정된 종료 호흡 패턴은 인위적 들숨 1회, 인위적 날숨 2회로 설정될 수 있다. 이러한 기 설정된 종료 호흡 패턴은 적어도 하나가 저장부(150)에 기록되어 있을 수 있다.The preset end breathing pattern may mean a pattern in which the user artificially breathes, indicating an end point for recognizing the control breathing pattern in the
제어 호흡 패턴은 사용자가 외부 기기(200)를 제어하기 위해 인위적으로 숨을 쉬는 패턴을 의미할 수 있다. 여기서, 제어 호흡 패턴은 인위적 들숨과 인위적 날숨의 일정 패턴을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기 설정된 제어 호흡 패턴은 인위적 들숨 1회, 인위적 날숨 0회인 경우, 외부 기기(200)의 화면을 키는 패턴으로 설정될 수 있다. 이러한 기 설정된 제어 호흡 패턴은 적어도 하나가 저장부에 기록되어 있을 수 있다.The controlled breathing pattern may refer to a pattern in which the user artificially breathes in order to control the
제어부(130)가 제 1 제어 신호를 생성하는 구체적인 방법은 다음과 같다.A specific method for the
제어부(130)는 외부 기기 제어 장치(100)가 장착된 마스크를 착용한 착용자의 호흡 패턴을 실시간으로 분석할 수 있다.The
제어부(130)는 착용자의 호흡 패턴에서 인위적 들숨 및 인위적 날숨이 인식되는 경우에 계속 착용자의 호흡 패턴을 감지를 할 수 있다.When the artificial in-breath and artificial exhalation are recognized in the wearer's breathing pattern, the
제어부(130)는 인위적 들숨 및 인위적 날숨을 통해 생성되는 패턴이 기 설정된 시작 호흡 패턴이랑 유사한지 여부를 인식할 수 있다. 여기서, 제어부(130)는 기 설정된 시작 호흡 패턴과 인위적 들숨 및 인위적 날숨을 통해 생성되는 패턴이 기 설정된 정도 이상으로 유사하다고 판단되는 경우, 2개의 패턴이 유사하다고 인식할 수 있다.The
제어부(130)는 인위적 들숨 및 인위적 날숨을 통해 생성되는 패턴이 기 설정된 시작 호흡 패턴이랑 유사하다고 판단되는 경우, 기 설정된 시작 호흡 패턴 이후의 인위적 들숨 및 인위적 날숨은 제어 호흡 패턴이라고 인식할 수 있다.When it is determined that the pattern generated through the artificial in-breath and artificial exhalation is similar to the preset start breathing pattern, the
제어부(130)는 마스크 착용자의 인위적 들숨 및 인위적 날숨을 통해 인식된 제어 호흡 패턴을 저장부(150)에 저장된 복수 개의 제어 호흡 패턴과 비교할 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 마스크 착용자의 인위적 들숨 및 인위적 날숨을 통해 인식된 제어 호흡 패턴과 유사한 제어 호흡 패턴을 저장부(150)에서 확인할 수 있다. 여기서, 저장부(150)에는 복수 개의 제어 호흡 패턴 각각이 인식된 경우, 어떠한 제어 신호를 생성하면 되는지에 대한 정보가 저장되어 있을 수 있다. 따라서, 제어부(130)는 저장부(150)에 저장되어 있는 정보에 기초하여 마스크 착용자의 인위적 들숨 및 인위적 날숨을 통해 인식된 제어 호흡 패턴에 대응하는 제어 신호를 생성할 수 있다.The
한편, 제어부(130)는 제어 호흡 패턴 이후에 계속해서 호흡 패턴을 인식하고, 인위적 들숨 및 인위적 날숨을 통해 생성되는 패턴이 기 설정된 종료 호흡 패턴이랑 유사한지 여부를 인식할 수 있다. 여기서, 제어부(130)는 기 설정된 종료 호흡 패턴과 인위적 들숨 및 인위적 날숨을 통해 생성되는 패턴이 기 설정된 정도 이상으로 유사하다고 판단한 경우, 2개의 패턴이 유사하다고 인식할 수 있다. Meanwhile, the
만약, 제어부(130)는 인위적 들숨 및 인위적 날숨을 통해 생성되는 패턴이 기 설정된 종료 호흡 패턴과 유사하다고 인식된 경우, 기 설정된 종료 호흡 패턴 이후의 인위적 들숨 및 인위적 날숨은 제어 호흡 패턴이 아닌 것으로 인식할 수 있다.If, the
한편, 제어부(130)는 압력 센싱부(110)를 통해 인식된 압력에 기초하여 압력 즉, 기압의 변화를 최초로 인식한 경우, 마스크가 착용 상태라고 인식할 수 있다. 제어부(130)는 마스크가 착용 상태라고 인식된 경우, 압력의 변화 및 음향 신호의 분석 결과에 기초하여 제 1 제어 신호를 생성할 수 있다.Meanwhile, when the
구체적으로, 제어부(130)는 마스크가 착용 상태가 아닌 경우에는, 대기 상태로 전력 소모를 줄이기 위해 압력 센싱부(110)만 작동시켜 압력의 변화 즉, 기압의 변화만 인식할 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 압력의 변화를 인식하는 경우에는, 작동 상태로 전체 구성을 다 작동시킬 수 있다.Specifically, when the mask is not in a wearing state, the
제어부(130)는 압력(구체적으로, 기압)이 기 설정된 값보다 작아진 후, 기 설정된 기준시간동안 작아진 상태가 유지되는 경우 마스크의 착용자의 숨쉬기를 들숨으로 인식할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 압력(구체적으로, 기압)이 기 설정된 값보다 커진 후 기 설정된 기준시간동안 커진 상태가 유지되는 경우 마스크의 착용자의 숨쉬기를 날숨으로 인식할 수 있다.After the pressure (specifically, atmospheric pressure) becomes smaller than a preset value, when the reduced state is maintained for a preset reference time, the
여기에서, 기 설정된 값은 착용자의 무호흡 상태에서 마스크 내부의 압력 값일 수 있다. Here, the preset value may be a pressure value inside the mask in the wearer's apnea state.
제어부(130)는 음향 신호 획득부(120)를 통해 획득된 음향 신호를 분석하여 음량과 신호 패턴을 인식하고, 음량과 신호 패턴에 기초하여 마스크의 착용자의 액션(Action)을 인식할 수 있다. 본 개시에서, 액션은 자연스러운 숨쉬기, 바람 내불기, 말하기를 포함할 수 있다. The
구체적으로, 제어부(130)는 음량이 기 설정된 크기(예를 들어, 10dB)보다 작고 신호 패턴이 주기적으로 반복된다고 인식한 경우, 착용자의 액션을 자연스러운 숨쉬기로 인식할 수 있다. 제어부(130)는 음량이 기 설정된 크기보다 크고 신호 패턴이 반복되지 않고 유지된다고 인식하는 경우 착용자의 액션을 바람 내불기로 인식할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 숨쉬기보다 큰 음량으로 음성 파형의 신호 패턴이 발생하면서, 자연스러운 숨쉬기와 바람 내불기에서는 나타나지 않았던 신호 패턴이 발생한다고 인식한 경우, 착용자의 액션을 말하기로 인식할 수 있다.Specifically, when it is recognized that the volume is smaller than a preset level (eg, 10 dB) and the signal pattern is periodically repeated, the
한편, 제어부(130)는 인식된 액션에 기초하여 외부 기기(200)를 제어하기 위한 제 2 제어 신호를 생성하고, 제 2 제어 신호를 외부 기기(200)에 전송하도록 통신부(140)를 제어할 수 있다.Meanwhile, the
제어부(130)가 제 2 제어 신호를 생성하는 구체적인 방법은 다음과 같다.A specific method for the
제어부(130)는 외부 기기 제어 장치(100)가 장착된 마스크 내부에서 획득한 음향 신호를 실시간으로 분석할 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 음향 신호에서 음량과 신호 패턴을 인식할 수 있다.The
한편, 제어부(130)는 인식된 음량 및 신호 패턴이 특정 액션(예를 들어, 말하기)에 해당하는 음량 및 신호 패턴이랑 유사한지 여부를 인식할 수 있다. 여기서, 제어부(130)는 인식된 음량 및 신호 패턴과 특정 액션에 해당하는 음량 및 신호 패턴이 기 설정된 정도 이상으로 유사하다고 판단한 경우, 2개의 음량 및 신호패턴이 유사하다고 인식할 수 있다.Meanwhile, the
제어부(130)는 특정 액션에 해당하는 음량 및 신호 패턴을 저장부(150)에 저장된 복수 개의 음량 및 신호 패턴과 비교할 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 특정 액션에 해당하는 음량 및 신호 패턴과 유사한 음량 및 신호 패턴을 저장부(150)에서 확인할 수 있다. 여기서, 저장부(150)에는 복수 개의 음량 및 신호 패턴 각각이 인식된 경우, 어떠한 제어 신호를 생성하면 되는지에 대한 정보가 저장되어 있을 수 있다. 따라서, 제어부(130)는 저장부(150)에 저장되어 있는 정보에 기초하여 마스크 내부에서 획득한 음향 신호를 통해 인식된 음량 및 신호 패턴에 대응하는 제어 신호를 생성할 수 있다.The
한편, 본 개시에서 제어부(130)는 음향 획득부를 통해 획득된 음향에서 노이즈를 제거할 수 있다. 여기서, 노이즈는 마스크의 착용자에 의해 발생한 음향(구체적으로, 마스크의 내부에서 발생한 음향)을 제외한 음향을 의미할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. Meanwhile, in the present disclosure, the
구체적으로, 제어부(130)는 제 2 마이크로폰(122)을 통해 획득된 음향 신호의 크기를 감쇄한 감쇄 신호를 생성하고, 감쇄 신호를 이용하여 역상 처리한 역상 신호를 생성하고, 제 1 마이크로폰(121)을 통해 획득한 음향 신호를 역상 신호와 합성할 수 있다. 이 경우, 노이즈가 제거된 마스크의 착용자의 음성 신호가 획득될 수 있다.Specifically, the
한편, 제어부(130)는 음성 신호를 분석하여 착용자의 명령이 음성 신호에 포함되었다고 인식된 경우, 명령에 기초하여 외부 기기(200)를 제어하는 제 3 신호를 우선적으로 생성하고, 통신부(140)를 통해 제 3 제어 신호를 우선적으로 외부 기기(200)에 전송할 수 있다.On the other hand, when it is recognized that the wearer's command is included in the voice signal by analyzing the voice signal, the
본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 제어부(130)는 음성 신호의 분석 결과와 압력의 변화에 기초하여 제 1 제어 신호를 생성할 수 있다.According to some embodiments of the present disclosure, the
구체적으로, 제어부(130)는 외부 기기 제어 장치(100)가 장착된 마스크 내부에서 획득한 제 1 마이크로폰(121)을 통해 획득한 음향 신호와 제 2 마이크로폰(122)을 통해 획득된 음향 신호를 실시간으로 분석할 수 있다.Specifically, the
제어부(130)는 제 2 마이크로폰(122)을 통해 획득된 음향 신호의 크기를 감쇄한 감쇄 신호를 생성하고, 감쇄 신호를 이용하여 역상 처리한 역상 신호를 생성할 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 제 1 마이크로폰(121)을 통해 획득한 음향 신호를 역상 신호와 합성하여 마스크의 착용자의 음성 신호를 획득할 수 있다.The
제어부(130)는 획득된 음성 신호와 마스크 내의 압력(구체적으로, 기압) 변화에 기초하여 인위적 날숨과 인위적 들숨을 인식하고, 인위적 날숨과 인위적 들숨에 기초하여 착용자의 인위적 호흡 패턴을 인식할 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 착용자의 인위적 호흡 패턴과 저장부(150)에 저장된 복수 개의 호흡 패턴을 비교할 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 획득한 호흡 패턴과 유사한 호흡 패턴을 저장부(150)에서 확인할 수 있다. 여기서, 저장부(150)에는 복수 개의 호흡 패턴 각각에 의해 어떠한 제어 신호를 생성하면 되는지에 대한 정보가 저장되어 있을 수 있다. 따라서, 제어부(130)는 저장부(150)에 저장되어 있는 정보에 기초하여 마스크 내부에서 획득한 음향 신호 및 압력 변화에 기초하여 제어 신호를 생성할 수 있다.The
한편, 제어부(130)는 제 1 압력 센싱부(111)에서 획득된 제 1 압력의 변화와 제 2 압력 센싱부(112)에서 획득한 제 2 압력의 변화를 이용하여 한번 이상의 숨쉬기 각각의 소스를 인식하고, 소스 각각의 인위적 들숨의 횟수와 인위적 날숨의 횟수를 이용하여 인식된 호흡 패턴에 기초하여 제어 신호를 생성할 수 있다.On the other hand, the
여기에서, 소스는 들숨이나 날숨을 발생시킨 근원을 의미하며, 소스에는 착용자의 입과 코가 포함될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. Here, the source means a source that generates inhalation or exhalation, and the source may include a wearer's mouth and nose. However, the present invention is not limited thereto.
제어부(130)는 압력이 기 설정된 값 보다 작아진 후, 기 설정된 기준시간동안 기 설정된 값보다 작아진 상태가 유지되는 경우 마스크의 착용자의 숨쉬기가 들숨이라고 인식할 수 있다. 여기에서, 기 설정된 값은 착용자의 무호흡 상태에서 마스크 내부의 압력 값일 수 있다. After the pressure becomes smaller than the preset value, the
한편, 들숨 소스는 입, 코 또는 입과 코 둘 다를 포함할 수 있다.On the other hand, the inspiratory source may include the mouth, the nose, or both the mouth and the nose.
인위적 들숨이 입만 사용한 들숨인 경우 압력의 변화는 다음 수학식 1과 같다.When the artificial inhalation is an inhalation using only the mouth, the change in pressure is expressed by
[수학식 1][Equation 1]
P1 > k*P2+dP1 > k*P2+d
인위적 들숨이 코만 사용한 들숨인 경우 압력의 변화는 다음 수학식 2와 같다.When the artificial inhalation is an inhalation using only the nose, the change in pressure is expressed by Equation 2 below.
[수학식 2][Equation 2]
P1 < k*P2-dP1 < k*P2-d
인위적 들숨이 입과 코를 동시에 사용한 들숨인 경우 압력의 변화는 다음 수학식 3과 같다.When the artificial inhalation is an inhalation using the mouth and nose at the same time, the change in pressure is expressed by Equation 3 below.
[수학식 3][Equation 3]
k*P2-d < P1 < k*P2+dk*P2-d < P1 < k*P2+d
P1은 제 2 압력 센싱부(112)의 기 설정된 값(예를 들어, 착용자의 무호흡 상태에서 마스크 내부의 압력 값) 대비 압력감소 차이 값이고, P2는 제 1 압력 센싱부(111)의 기 설정된 값(예를 들어, 착용자의 무호흡 상태에서 마스크 내부의 압력 값) 대비 압력감소 차이 값이고, k는 자연스러운 호흡으로 입만 사용한 호흡과 코만 사용한 호흡의 압력이 동일하도록 맞추기 위한 비율(Factor), d는 입과 코를 동시에 호흡 시 발생하는 압력 변화 값일 수 있다.P1 is a pressure reduction difference value compared to a preset value of the second pressure sensing unit 112 (eg, the pressure value inside the mask in the wearer's apnea state), and P2 is a preset value of the first
본 개시에서, 제어부(130)는 제 1 압력 센싱부(111) 및 제 2 압력 센싱부(112)에서 측정된 압력의 변화를 상술한 수학식 1, 수학식 2 및 수학식 3을 이용하여 분석하여 들숨의 소스를 인식할 수 있다. In the present disclosure, the
한편, 제어부(130)는 압력이 기 설정된 값보다 커진 후 기 설정된 기준시간동안 기 설정된 값보다 커진 상태가 유지되는 경우 마스크의 착용자의 숨쉬기가 날숨이라고 인식할 수 있다. 여기에서, 기 설정된 값은 착용자의 무호흡 상태에서 마스크 내부의 압력 값일 수 있다. On the other hand, the
날숨 소스는 입, 코 또는 입과 코 둘 다를 포함할 수 있다.The exhalation source may include mouth, nose, or both mouth and nose.
인위적 날숨이 입만 사용한 들숨인 경우 압력의 변화는 다음 수학식 4와 같다.When the artificial exhalation is the inhalation using only the mouth, the change in pressure is expressed by Equation 4 below.
[수학식 4][Equation 4]
P1 > k*P2+dP1 > k*P2+d
인위적 날숨이 코만 사용한 들숨인 경우 압력의 변화는 다음 수학식 5와 같다.When the artificial exhalation is the inhalation using only the nose, the change in pressure is as shown in Equation 5 below.
[수학식 5][Equation 5]
P1 < k*P2-dP1 < k*P2-d
인위적 날숨이 입과 코를 동시에 사용한 들숨인 경우 압력의 변화는 다음 수학식 6과 같다.When the artificial exhalation is the inhalation using the mouth and the nose at the same time, the change in pressure is as shown in Equation 6 below.
[수학식 6][Equation 6]
k*P2-d < P1 < k*P2+dk*P2-d < P1 < k*P2+d
P1은 제 2 압력 센싱부(112)의 기 설정된 값(예를 들어, 착용자의 무호흡 상태에서 마스크 내부의 압력 값) 대비 압력 증가 차이 값이고, P2는 제 1 압력 센싱부(111)의 기 설정된 값(예를 들어, 착용자의 무호흡 상태에서 마스크 내부의 압력 값) 대비 압력 증가 차이 값이고, k는 자연스러운 호흡으로 입만 사용한 호흡과 코만 사용한 호흡의 압력이 동일하도록 맞추기 위한 비율(Factor), d는 입과 코를 동시에 호흡 시 발생하는 압력 변화 값일 수 있다.P1 is a pressure increase difference value compared to a preset value of the second pressure sensing unit 112 (eg, a pressure value inside the mask in the wearer's apnea state), and P2 is a preset value of the first
본 개시에서, 제어부(130)는 제 1 압력 센싱부(111) 및 제 2 압력 센싱부(112)에서 측정된 압력의 변화를 상술한 수학식 4, 수학식 5 및 수학식 6을 이용하여 분석하여 날숨의 소스를 인식할 수 있다. In the present disclosure, the
이와 같이 제어부(130)는 제 1 압력 센싱부(111)에서 획득된 제 1 압력의 변화와 제 2 압력 센싱부(112)에서 획득한 제 2 압력의 변화를 이용하여 한번 이상의 숨쉬기 각각의 소스를 인식함으로써, 입에서 발생한 호흡과 코에서 발생한 호흡을 구분하여 더욱더 다양한 패턴을 생성할 수 있고, 복잡한 명령에 대한 제어 신호도 다양한 패턴을 통해 생성할 수 있다.As such, the
제어부(130)는 마스크 내에 착용자로 인하여 생성된 인위적인 바람을 인식할 수 있다. 여기에서, 인위적인 바람은 착용자의 입에 의해 생성되는 인위적인 바람 및 착용자의 코에 의해 생성되는 인위적인 바람을 포함할 수 있다.The
구체적으로, 제어부(130)는 제 1 압력 센싱부(111), 제 2 압력 센싱부(112) 및 제 1 마이크로폰(121)에서 측정된 값(또는 신호)에 기초하여 기 설정된 개수(예를 들어, 4개)의 제 1 조건이 만족되는 경우 마스크의 착용자의 입에 의해 생성되는 인위적인 바람으로 인식할 수 있다. 여기서, 제 1 조건은 제 2 압력 센싱부(112)에서 인식된 압력이 착용자가 입으로만 호흡하여 날숨을 내는 경우에 인식되는 압력보다 더 크게 상승하여 기 설정된 제 1 시간(예를 들어, 30초) 이상 지속하는 경우 만족되는 조건, 제 1 압력 센싱부(111)에서 인식된 압력이 착용자가 입과 코로 날숨을 낼 때의 압력보다 작은 경우가 기 설정된 제 2 시간(예를 들어, 20초) 이상 지속되는 경우 만족되는 조건, 제 1 마이크로폰(121)에서 측정된 신호의 레벨 또는 제 1 마이크로폰(121)과 제 2 마이크로폰(122) 각각에서 측정된 신호를 합성한 합성신호의 레벨이 기준 값보다 큰 경우 만족되는 조건 및 제어부(130)는 음향 신호 획득부(120)에서 획득한 음성 신호에서 특정 음성 신호(예를 들어, "후"와 같은 입으로 숨을 쉴 때 나는 음향)가 인식되는 경우 만족되는 조건을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.Specifically, the
한편, 제어부(130)는 제 1 압력 센싱부(111), 제 2 압력 센싱부(112) 및 제 1 마이크로폰(121)에서 측정된 값(또는 신호)에 기초하여 기 설정된 개수(예를 들어, 4개)의 제 2 조건이 만족되는 경우 마스크의 착용자의 코에 의해 생성되는 인위적인 바람으로 인식할 수 있다. 여기서, 제 2 조건은 제 1 압력 센싱부(111)에서 인식된 압력이 착용자가 코로만 호흡하여 날숨을 내는 경우에 인식되는 압력보다 더 크게 상승하여 기 설정된 제 3 시간(예를 들어, 10초) 이상 지속되는 조건, 제 2 압력 센싱부(111)에서 인식된 압력이 착용자가 입과 코로 날숨을 낼 때의 압력보다 작은 경우가 기 설정된 제 4 시간(예를 들어, 20초) 이상 지속되는 조건, 제 1 마이크로폰(121)에서 측정된 신호의 레벨 또는 제 1 마이크로폰(121)과 제 2 마이크로폰(122) 각각에서 측정된 신호를 합성한 합성신호의 레벨이 기준 값보다 큰 경우 만족되는 조건, 및 음향 신호 획득부(120)에서 획득한 음성 신호에서 특정 음성 신호(예를 들어, "흡"과 같이 코를 통해 숨을 쉴 때 생성되는 음향)가 인식되는 조건을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.On the other hand, the
통신부(140)는 임의의 형태의 데이터 및 신호 등을 송수신할 수 있는 임의의 유무선 통신 네트워크를 포함할 수 있다. 예를 들면, 통신부(140)는 제어부(130)에 의해 생성된 제어 신호를 외부 기기(200)에 전송할 수 있다.The
저장부(150)는 제어부(130)에서 생성하거나 결정한 임의의 형태의 정보 및 통신부(140)에서 수신한 임의의 형태의 정보를 저장할 수 있다. 예를 들면, 저장부(150)는 제어부(130)에서 생성한 제어 신호를 저장하여 제어부(130)에서 언제, 어떤 제어 신호를 생성하였는지 확인할 수 있다. The
또한, 저장부(150)는 복수의 호흡 패턴, 음량, 신호 패턴 및 음성 신호 각각에 제어 신호가 맵핑되어 저장되어 있을 수 있다. 구체적으로, 저장부(150)에는 기 설정된 시작 호흡 패턴, 기 설정된 종료 호흡 패턴이 저장되어 있을 수 있다. 따라서, 제어부(130)는 압력의 변화 및 음향 신호의 분석 결과와 저장부(150)에 저장된 복수의 호흡 패턴, 음량, 신호 패턴 및 기준 음성 신호를 비교하여 대응되는 제어 신호를 생성할 수 있다.Also, the
여기에서, 저장부(150)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다.Here, the
전원공급부(160)는 전원 공급체(예를 들어, 배터리, 건전지)를 포함하고, 전원 공급체를 통해 제어부(140)에 전원을 공급할 수 있으며, 제어부(140)에 의해 선택적으로 전원을 공급하여 전력 소모를 줄일 수 있다.The
본 개시에서 외부 기기(200)는 외부 기기 제어 장치(100)로부터 제어 신호를 수신하여 제어되는 전자 디바이스를 의미할 수 있다. In the present disclosure, the
구체적으로, 외부 기기(200)는 통신 네트워크(300)를 통하여 외부 기기 제어 장치(100)와 통신하기 위한 매커니즘을 가지며, PC, 랩탑 컴퓨터, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 및 임의의 전자 디바이스를 포함할 수 있다. Specifically, the
외부 기기(200)는 프로세서(201), 저장부(202) 및 통신부(203)를 포함할 수 있다. 다만, 상술한 구성 요소들은 외부 기기(200)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 외부 기기(200)는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다. 여기서, 각각의 구성 요소들은 별개의 칩이나 모듈이나 장치로 구성될 수 있고, 하나의 장치 내에 포함될 수도 있다.The
프로세서(201)는 통상적으로 외부 기기(200)의 전반적인 동작을 처리할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(201)는 통신부(203)를 통해 수신한 제어 신호에 기초하여 외부 기기(200)의 제어를 수행할 수 있다.The
저장부(202)는 통신부(203)를 통해 수신한 제어 신호에 대한 정보를 저장할 수 있다. The
통신부(203)는 임의의 형태의 데이터 및 신호 등을 송수신할 수 있는 임의의 유무선 통신 네트워크를 포함할 수 있다. 예를 들면, 통신부(203)는 외부 기기 제어 장치(100)에서 전송한 제어 신호를 수신할 수 있다.The
통신 네트워크(300)는 임의의 형태의 데이터 및 신호 등을 송수신할 수 있는 임의의 유무선 통신 네트워크를 포함할 수 있다. 구체적으로, 통신 네트워크(300)는 외부 기기 제어 장치(100)와 외부 기기(200) 사이에 제어 신호를 송수신할 수 있는 무선 통신 네트워크를 포함할 수 있다.The
도 2는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 외부 기기 제어 장치가 마스크에 장착된 도면이다. 2 is a view in which an external device control apparatus is mounted on a mask according to some embodiments of the present disclosure;
도 2를 참조하면, 마스크(1)의 내측에 외부 기기 제어 장치(100)가 장착될 수 있다. Referring to FIG. 2 , the external
외부 기기 제어 장치(100)는 마스크(1)의 크기보다 작은 크기를 가질 수 있다. 따라서, 마스크(1)의 중심부분에 마스크(1)를 이탈하지 않는 크기로 외부 기기 제어 장치(100)가 장착될 수 있다. The external
외부 기기 제어 장치(100)는 중심 부분의 위에서 아래 방향으로 순서대로 제 1 압력 센싱부(111), 제 1 마이크로폰(121), 제 2 압력 센싱부(112)가 구비되고, 좌측 및 우측 가장자리에 각각 제 2 마이크로폰(122)에 구비될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 각각의 위치는 상황에 따라 다를 수 있다.The external
한편, 외부 기기 제어 장치(100)는 제 1 압력 센싱부(111), 제 2 압력 센싱부(112), 제 1 마이크로폰(121), 제 2 마이크로폰(122)이 구비되지 않는 반대면, 즉, 마스크(1)와 맞닿는 면에 벨크로(Velcro) 형태의 갈고리가 형성될 수 있다. 그리고, 외부 기기 제어 장치(100)와 맞닿는 마스크(1)의 면에는 벨크로 형태의 걸림고리가 형성될 수 있다. 따라서, 외부 기기 제어 장치(100)는 마스크(1)에 장착이 가능하다.On the other hand, the external
본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 외부 기기 제어 장치(100)는 상부에 고리(미도시)가 형성되어 마스크(1)에 고리(미도시)를 걸 수 있다. 고리(미도시)의 형태는 갈고리 형태로 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 마스크(1)에 걸 수 있는 형태로 형성될 수 있다.According to some embodiments of the present disclosure, the external
본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 외부 기기 제어 장치(100)는 마스크(1)에 형성된 주머니에 삽입되어 마스크(1)에 장착될 수 있다. 여기에서, 주머니는 외부 기기 제어 장치(100)를 수용할 수 있는 크기로 형성되고, 주머니를 여닫을 수 있도록 버튼이 구비될 수 있다. 구체적으로, 섕크 버튼(Shank Button)을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다.According to some embodiments of the present disclosure, the external
도 3은 본 개시의 몇몇 실시예에 따라 외부 기기 제어 장치가 장착된 마스크를 사용자가 착용한 경우를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a case in which a user wears a mask equipped with an external device control device according to some embodiments of the present disclosure.
도 3을 참조하면, 외부 기기 제어 장치(100)가 장착된 마스크(1)를 사용자가 착용할 경우, 제 1 압력 센싱부(111)는 착용자의 코와 입 사이에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제 1 압력 센싱부(111)는 착용자의 인중에 대응되도록 배치되어 착용자의 코에서 발생되는 바람에 따라 변화되는 마스크(1) 내부의 압력을 인식할 수 있다.Referring to FIG. 3 , when the user wears the
제 1 마이크로폰(121)은 착용자의 입에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제 1 마이크로폰(121)은 착용자의 입술 사이 중앙 부분에 대응되도록 배치되어 착용자의 입에서 발생되는 소리에 따른 음향 신호를 획득할 수 있다.The
제 2 압력 센싱부(112)는 착용자의 입술 아래에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제 2 압력 센싱부(112)는 착용자의 턱에 대응되도록 배치되어 착용자의 입에서 발생되는 바람에 따라 변화되는 마스크(1) 내부의 압력을 인식할 수 있다.The second
제 2 마이크로폰(122)은 착용자의 볼에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제 2 마이크로폰(122)은 착용자의 코 및 입과 먼 마스크의 가장자리에 위치하게 되어 마스크의 외부에서 마스크 내부로 들어오는 음향 신호를 획득할 수 있다.The
상술한 바와 같이, 제 1 압력 센싱부(111)와 제 2 압력 센싱부(112)가 상술한 위치에 배치되는 경우 착용자의 숨쉬기의 소스를 좀더 정확하게 인식할 수 있다. 또한, 제 1 마이크로폰(121)과 제 2 마이크로폰(122)이 상술한 위치에 배치되는 경우 마스크의 착용자의 음성 이외의 외부에서 발생한 음향이 효과적으로 제거될 수 있다. As described above, when the first
한편, 외부 기기 제어 장치(100)는 마스크(1)에 장착되어 마스크(1) 내부의 압력의 변화 및 음향 신호의 분석 결과에 기초하여 제어 신호를 생성하고 제어 신호를 외부 기기(200)에 전송할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 4에서 후술한다. Meanwhile, the external
도 4는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 외부 기기 제어 장치에서 수행되는 외부 기기를 제어하는 과정의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating an example of a process of controlling an external device performed by an external device control apparatus according to some embodiments of the present disclosure.
도 4를 참조하면, 외부 기기 제어 장치(100)는 압력 센싱부(110)를 통해 마스크(1) 내부의 압력을 인식할 수 있다(S110).Referring to FIG. 4 , the external
구체적으로, 제어부(130)는 압력 센싱부(110)를 통해 마스크(1) 내부의 압력의 변화를 인식할 수 있다. 이 경우, 제어부(130)는 현재 상태가 마스크 착용 상태(즉, 사용자가 마스크(1)를 착용한 상태)라고 인식할 수 있다. Specifically, the
본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 제어부(130)는 현재 상태가 마스크 착용 상태라고 인식한 경우, 음향 신호 획득부(120)를 비활성화 상태에서 활성 상태로 변경할 수 있다. According to some embodiments of the present disclosure, when recognizing that the current state is a mask wearing state, the
구체적으로, 외부 기기 제어 장치(100)의 음향 신호 획득부(120)는 대기 상태에서 전력 소모를 줄이기 위해 비활성 상태를 유지하고 있을 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 압력 센싱부(110)를 통해 사용자가 마스크를 착용했다고 인식된 경우, 음향 신호 획득부(120)를 비활성 상태에서 활성 상태로 변경할 수 있다. Specifically, the acoustic
한편, 도 1에서 상술한 바와 같이 압력 센싱부(110)는 제 1 압력 센싱부(111) 및 제 2 압력 센싱부(112)를 포함할 수 있다. 이와 같이, 압력 센싱부(110)가 2개로 구성되어 착용자의 입과 코 주변의 압력 변화를 각각 감지하여, 입에서 발생한 호흡과 코에서 발생한 호흡을 구분하여 더욱더 다양한 패턴을 인식할 수 있다.Meanwhile, as described above in FIG. 1 , the
외부 기기 제어 장치(100)는 음향 신호 획득부(120)를 통해 마스크(1) 내부에서 발생하는 음향 신호를 획득할 수 있다(S120).The external
구체적으로, 제어부(130)는 음향 신호 획득부(120)를 통해 마스크 내부에서 발생하는 음향 신호와 마스크 외부에서 발생하는 음향 신호를 획득할 수 있다. 이 경우, 제어부(130)는 도 9 및 도 10에서 후술할 노이즈 캔슬링(Noise cancelling)을 통해 마스크 내부에서 발생하는 음향 신호만 획득할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. Specifically, the
한편, 본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 음향 신호 획득부(120)는 노이즈 캔슬링을 수행하기 위해 제 1 마이크로폰(121) 및 제 2 마이크로폰(122)을 포함할 수 있다. 다만, 상술한 구성요소는 음향 신호 획득부(120)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니며, 음향 신호 획득부(120)는 위에 열거된 구성요소들보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.Meanwhile, according to some embodiments of the present disclosure, the acoustic
외부 기기 제어 장치(100)는 제어부(130)를 통해 압력의 변화 및 음향 신호의 분석 결과에 기초하여 외부 기기(200)를 제어하기 위한 제 1 제어 신호를 생성할 수 있다(S130).The external
구체적으로, 제어부(130)는 압력의 변화 및 음향의 신호의 분석 결과에 기초하여 인위적 들숨, 인위적 날숨, 자연적 들숨 및 자연적 날숨을 인식할 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 인위적 들숨과 인위적 날숨 각각의 횟수를 이용하여 인식된 호흡 패턴을 이용하여 제 1 제어 신호를 생성할 수 있다. Specifically, the
예를 들어, 제어부(130)는 압력의 변화 및 음향 신호의 분석 결과에 기초하여 인식된 인위적 호흡 패턴이, 외부 기기(200)의 화면을 끄는 패턴이라고 인식한 경우, 외부 기기(200)의 화면을 끄는 제 1 제어 신호를 생성할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다.For example, when the
한편, 외부 기기 제어 장치(100)의 제어부(130)는 단계(S130)에서 제 1 제어 신호가 생성된 경우, 통신부(140)를 통해 제 1 제어 신호를 외부 기기(200)에 전송할 수 있다(S140).Meanwhile, when the first control signal is generated in step S130 , the
본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 외부 기기 제어 장치(100)의 통신부(140)는 제어 신호가 생성되기 전에 비활성화된 상태일 수 있다. 다만, 제어부(130)는 단계(S130)에서 제어 신호가 생성된 경우, 비활성화된 통신부(140)를 활성화시킨 후 활성화된 통신부(140)를 제어하여 제 1 제어 신호를 외부 기기(200)에 전송할 수 있다. According to some embodiments of the present disclosure, the
한편, 외부 기기(200)는 외부 기기 제어 장치(100)와 사전에 페어링 과정을 통해 무선 통신의 연결을 위한 정보를 서로 송수신한 이력이 있는 임의의 전자 장치일 수 있다. Meanwhile, the
도 4에서 상술한 몇몇 실시예와 같이, 외부 기기 제어 장치(100)의 사용자는 마스크를 착용한 상태에서 숨쉬기를 통해 쉽게 외부 기기(200)를 제어할 수 있어 사용자에게 편리함을 제공할 수 있다.As in some embodiments described above in FIG. 4 , the user of the external
한편, 본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 외부 기기 제어 장치(100)의 제어부(130)는 마스크 착용자의 숨쉬기가 인위적인지 여부와 들숨 또는 날숨인지 여부를 인식하고, 이에 기초하여 생성된 호흡 패턴에 기초하여 제 1 제어 신호를 생성할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 5를 참조하여 후술한다. On the other hand, according to some embodiments of the present disclosure, the
도 5는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 외부 기기 제어 장치에서 수행되는 외부 기기를 제어하는 과정의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating an example of a process of controlling an external device performed by an external device control apparatus according to some embodiments of the present disclosure.
도 5를 참조하면, 제어부(130)는 압력의 변화 및 음향 신호의 분석 결과에 기초하여 마스크의 착용자의 한번 이상의 숨쉬기의 타입을 인식할 수 있다(S210).Referring to FIG. 5 , the
여기서, 숨쉬기의 타입은, 자연적 들숨, 자연적 날숨, 인위적 들숨 및 인위적 날숨을 포함할 수 있다. Here, the type of breathing may include a natural in-breath, a natural out-breath, an artificial in-breath, and an artificial out-breath.
구체적으로, 제어부(130)는 압력의 변화량, 압력의 변화 시간 및 압력의 변화 주기에 기초하여 상기 한번 이상의 숨쉬기에서 자연적 들숨과 자연적 날숨을 인식할 수 있다. Specifically, the
좀더 구체적으로, 제어부(130)는 마스크를 착용한 착용자의 처음 숨쉬기를 기본 숨쉬기로 판단하고 처음 숨쉬기에서 압력 센싱부(110)를 통해 인식된 압력의 변화량, 압력의 변화 시간 및 압력의 변화 주기에 기초하여 자연적 들숨과 자연적 날숨을 인식할 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 자연적 들숨에 해당되지 않는 들숨은 인위적 들숨으로 판단하고, 자연적 날숨에 해당되지 않는 날숨은 인위적 날숨으로 판단할 수 있다.More specifically, the
한편, 제어부(130)는 단계(S210)에서 숨쉬기의 타입을 인식한 경우, 인위적 들숨의 횟수와 인위적 날숨의 횟수를 이용하여 인식된 호흡 패턴에 기초하여 제 1 제어 신호를 생성할 수 있다(S220).On the other hand, when the
구체적으로, 제어부(130)는 호흡 패턴에 기 설정된 시작 호흡 패턴과 기 설정된 종료 호흡 패턴이 포함된 경우, 기 설정된 시작 호흡 패턴과 기 설정된 종료 호흡 패턴 사이에 존재하는 제어 호흡 패턴에 기초하여 제 1 제어 신호를 생성할 수 있다. Specifically, when the breathing pattern includes a preset start breathing pattern and a preset end breathing pattern, the
예를 들어, 제어부(130)는 호흡 패턴에 인위적 들숨 1회, 인위적 날숨 2회가 포함된 경우, 기 설정된 시작 호흡 패턴으로 인식할 수 있다. 그리고 제어부(130)는 기 설정된 시작 호흡 패턴 이후에 인위적 들숨 1회, 인위적 날숨 1회가 포함된 경우, 외부 기기(200)의 볼륨을 높이는 패턴으로 기 설정된 제어 호흡 패턴으로 인식할 수 있다. 그리고 제어부(130)는 호흡 패턴에 인위적 들숨 3회, 인위적 날숨 3회가 포함된 경우, 기 설정된 종료 호흡 패턴으로 인식할 수 있다. 따라서, 제어부(130)는 외부 기기(200)의 볼륨을 높이는 패턴을 인식하고 이에 대응하는 제 1 제어 신호를 생성할 수 있다.For example, when the breathing pattern includes one artificial in-breath and two artificial exhalations, the
도 5에서 상술한 몇몇 실시예와 같이, 착용자의 숨쉬기 타입을 인식하고, 호흡 패턴에 기초하여 제어 신호를 생성하는 경우, 착용자는 손을 사용하지 않고도 외부 기기(200)를 제어할 수 있다.As in some embodiments described above with reference to FIG. 5 , when the wearer's breathing type is recognized and a control signal is generated based on the breathing pattern, the wearer can control the
한편, 외부 기기 제어 장치(100)의 제어부(130)는 사용자의 마스크 착용 여부를 판단하여 외부 기기를 제어할 수 있다. 이는 도 6을 참조하여 좀더 자세히 후술한다. Meanwhile, the
도 6는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 외부 기기 제어 장치에서 수행되는 외부 기기를 제어하는 과정의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating an example of a process of controlling an external device performed by an external device control apparatus according to some embodiments of the present disclosure.
도 6을 참조하면, 제어부(130)는 압력의 변화를 인식한 경우, 마스크가 착용 상태라고 인식할 수 있다(S310).Referring to FIG. 6 , when recognizing a change in pressure, the
구체적으로, 제어부(130)는 압력 센싱부(110)를 통해 인식된 압력 변화 값이 기 설정된 값보다 낮은 경우에는 마스크를 착용하지 않은 것으로 인식하고, 압력 센싱부(110)를 통해 인식된 압력 변화 값이 기 설정된 값보다 큰 경우에는 사용자가 마스크를 착용한 것으로 인식할 수 있다. Specifically, when the pressure change value recognized through the
본 개시에서 마스크를 사용자가 착용하는 경우, 반드시 숨을 쉬어야 하기 때문에 마스크 내부의 기압이 변화될 수밖에 없다. 따라서, 제어부(130)는 마스크 내부의 압력(구체적으로, 기압)의 변화되는 값을 인식하여 사용자가 마스크를 착용했는지 여부를 쉽게 인식할 수 있다. In the present disclosure, when the user wears the mask, the air pressure inside the mask is inevitably changed because the user must breathe. Accordingly, the
한편, 제어부(130)는 마스크를 착용한 것으로 인식한 이후에 압력 센싱부(110)를 통해 인식된 압력 변화 값이 기 설정된 값보다 작게 인식되고, 작게 인식되는 시간이 일정 시간이상 지속되는 경우에는 사용자가 마스크를 탈착한 것으로 인식할 수 있다. On the other hand, the
제어부(130)는 단계(S310)에서 마스크가 착용 상태라고 인식된 경우, 압력의 변화 및 음향 신호의 분석 결과에 기초하여 제 1 제어 신호를 생성할 수 있다(S320).When it is recognized that the mask is in a wearing state in step S310 , the
구체적으로, 제어부(130)는 마스크가 착용 상태가 아닌 경우에는, 대기 상태로 전력 소모를 줄이기 위해 압력 센싱부(110)만 작동시켜 압력만 인식할 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 압력의 변화를 인식하는 경우에는, 작동 상태로 전체 구성을 다 작동시킬 수 있다.Specifically, when the mask is not in the wearing state, the
도 6에서 상술한 몇몇 실시예와 같이, 제어부(130)는 사용자의 마스크 착용 여부를 판단하고, 마스크가 착용되지 않은 경우에는 압력 센싱부(110)만 작동하도록 하여 전력 소모를 줄일 수 있다.As in some embodiments described above with reference to FIG. 6 , the
한편, 외부 기기 제어 장치(100)의 제어부(130)는 마스크 착용자의 숨쉬기를 들숨 또는 날숨으로 인식할 수 있다. 구체적으로, 제어부(130)는 압력이 기 설정된 값보다 작아진 후 기 설정된 기준 시간동안 작아진 상태가 유지되는 경우 마스크의 착용자의 숨쉬기를 들숨으로 인식할 수 있다. 한편, 제어부(130)는 압력이 기 설정된 값보다 커진 후 기 설정된 기준 시간동안 커진 상태가 유지되는 경우 마스크의 착용자의 숨쉬기를 날숨으로 인식할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 도 7을 참조하여 자세히 후술한다. Meanwhile, the
도 7은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 외부 기기 제어 장치가 장착된 마스크를 사용자가 착용한 상태에서 마스크 내부의 시간에 따른 압력의 변화를 통해 들숨과 날숨을 인식하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.7 is for explaining an example of a method of recognizing inhalation and exhalation through a change in pressure over time inside the mask while the user wears a mask equipped with an external device control device according to some embodiments of the present disclosure; It is a drawing.
도 7의 (a)는 외부 기기 제어 장치(100)가 장착된 마스크를 사용자가 착용한 상태에서 마스크 내부의 시간에 따른 압력의 변화를 나타낸 도면이다. FIG. 7A is a diagram illustrating a change in pressure according to time inside the mask in a state in which the user wears the mask on which the external
도 7의 (b)는 외부 기기 제어 장치(100)가 장착된 마스크를 사용자가 착용한 상태에서 마스크 내부의 시간에 따른 압력의 변화량을 나타낸 도면이다.FIG. 7B is a diagram illustrating the amount of change in pressure according to time inside the mask in a state in which the user wears the mask on which the external
도 7의 (c)는 외부 기기 제어 장치(100)가 장착된 마스크를 사용자가 착용한 상태에서 마스크 내부의 시간에 따른 압력의 변화율을 나타낸 도면이다.FIG. 7C is a diagram illustrating a change rate of pressure according to time inside the mask in a state in which the user wears the mask to which the external
도 7의 (a), (b) 및 (c)를 참조하면, 제어부(130)는 압력 센싱부(110)에서 인식된 압력의 변화를 분석하여, 마스크 착용자의 숨쉬기를 날숨 또는 들숨으로 인식할 수 있다. 7 (a), (b) and (c), the
구체적으로, 제어부는, 압력 센싱부(110)에서 인식된 마스크 내부의 압력의 값이 착용자가 무호흡 상태일 때 마스크 내부의 압력의 값(무호흡 압력 값)보다 크다고 인식하고, 압력 센싱부(110)에서 인식된 마스크 내부의 압력의 변화량이 착용자가 무호흡 상태일 때 마스크 내부의 압력의 변화량보다 크다고 인식하고, 착용자가 무호흡 상태일 때 마스크 내부의 압력의 변화율을 0으로 가정했을 때 압력 센싱부(110)에서 인식된 마스크 내부의 압력의 변화율이 0보다 크다고 인식된 경우 착용자의 숨쉬기를 날숨으로 인식할 수 있다. 여기에서, 착용자의 숨쉬기를 날숨으로 인식하는 구간은 구간 A 및 구간 C일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.Specifically, the control unit recognizes that the value of the pressure inside the mask recognized by the
한편, 제어부(130)는 압력 센싱부(110)에서 인식된 마스크 내부의 압력의 값이 착용자가 무호흡 상태일 때 마스크 내부의 압력의 값(무호흡 압력 값)보다 작다고 인식하고, 압력 센싱부(110)에서 인식된 마스크 내부의 압력의 변화량이 착용자가 무호흡 상태일 때 마스크 내부의 압력의 변화량보다 작다고 인식하고, 착용자가 무호흡 상태일 때 마스크 내부의 압력의 변화율을 0으로 가정했을 때 압력 센싱부(110)에서 인식된 마스크 내부의 압력의 변화율이 0 보다 작다고 인식된 경우 착용자의 숨쉬기를 들숨으로 인식할 수 있다. 여기에서, 착용자의 숨쉬기를 들숨으로 인식하는 구간은 구간 B일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.On the other hand, the
이와 같이, 제어부(130)는 마스크 내부의 시간에 따른 압력의 변화, 압력의 변화량 및 압력의 변화율을 분석하여 들숨 및 날숨을 인식할 수 있다.In this way, the
한편, 외부 기기 제어 장치(100)의 제어부(130)는 음향 신호 획득부(120)를 통해 획득된 음향 신호를 분석하여 제 2 제어 신호를 생성하고, 제 2 제어 신호를 외부 기기(200)에 전송할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 8에서 후술한다.Meanwhile, the
도 8은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 외부 기기 제어 장치에서 수행되는 외부 기기를 제어하는 과정의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating an example of a process of controlling an external device performed by an external device control apparatus according to some embodiments of the present disclosure.
도 8을 참조하면, 제어부(130)는 음향 신호 획득부(120)를 통해 획득된 음향 신호를 분석하여 음량과 신호 패턴을 인식할 수 있다(S510).Referring to FIG. 8 , the
구체적으로, 제어부(130)는 음향 신호의 크기에 기초하여 음량을 인식하고, 음향 신호에서 발생되는 파형, 주기에 기초하여 신호 패턴을 인식할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 다양한 방법으로 음향 신호를 분석하여 음량과 신호 패턴을 인식할 수 있다.Specifically, the
제어부(130)는 음량과 신호 패턴에 기초하여 마스크의 착용자의 액션을 인식할 수 있다(S520). 여기서, 액션은 자연스러운 숨쉬기, 바람 내불기, 말하기를 포함할 수 있다.The
구체적으로, 제어부(130)는 음량이 기 설정된 크기(예를 들어, 10dB)보다 작고 신호 패턴이 주기적으로 반복된다고 인식한 경우, 착용자의 액션을 자연스러운 숨쉬기로 인식할 수 있다. 제어부(130)는 음량이 기 설정된 크기보다 크고 신호 패턴이 반복되지 않고 유지된다고 인식하는 경우 착용자의 액션을 바람 내불기로 인식할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 숨쉬기보다 큰 음량으로 음성 파형의 신호 패턴이 발생하면서, 자연스러운 숨쉬기와 바람 내불기에서는 나타나지 않았던 신호 패턴이 발생한다고 인식한 경우, 착용자의 액션을 말하기로 인식할 수 있다.Specifically, when it is recognized that the volume is smaller than a preset level (eg, 10 dB) and the signal pattern is periodically repeated, the
예를 들어, 기 설정된 크기가 10dB인 경우, 제어부(130)는 음향 신호 획득부(120)를 통해 획득된 음향 신호를 분석하여 인식된 음량이 20dB이고, 하나의 신호 패턴이 주기 없이 유지되는 경우에 착용자의 액션을 바람 내불기로 인식할 수 있다.For example, when the preset level is 10 dB, the
제어부(130)는 액션에 기초하여 외부 기기(200)를 제어하기 위한 제 2 제어 신호를 생성할 수 있다(S530).The
구체적으로, 저장부(150)에는 착용자의 액션에 대응하는 제어 신호에 대한 정보가 저장되어 있을 수 있다. 제어부(130)는 단계(S520)에서 착용자의 액션을 인식한 경우, 인식된 착용자의 액션에 대응하는 제어 신호가 어떤 제어 신호인지를 저장부(150)에 저장되어 있는 정보에 기초하여 인식할 수 있다. Specifically, information on a control signal corresponding to an action of the wearer may be stored in the
다만, 제어부(130)는 착용자의 액션이 말하기인 경우, 착용자의 음성 신호를 분석하여 음성 신호에 명령이 포함되어 있는지를 인식할 수 있다. 여기서, 착용자의 음성 신호를 분석할 때 자연어 처리 기술을 통해 음성 신호에 포함된 의미를 분석하여 음성 신호에 명령이 포함되어 있는지 여부를 인식할 수 있다. 이 경우, 제어 신호는 음성 신호에 포함된 명령에 대응되는 제어 신호일 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 9에서 좀더 자세히 후술한다. However, when the wearer's action is speaking, the
제어부(130)는 제 2 제어 신호를 외부 기기(200)에 전송하도록 통신부(140)를 제어할 수 있다(S540).The
본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 통신부(140)는 제어 신호가 생성되기 전에 비활성화된 상태일 수 있다. 다만, 제어부(130)는 단계(S530)에서 제어 신호가 생성된 경우, 비활성화된 통신부(140)를 활성화시킨 후 활성화된 통신부(140)를 제어하여 제 2 제어 신호를 외부 기기(200)에 전송할 수 있다.According to some embodiments of the present disclosure, the
도 8에서 상술한 몇몇 실시예에 따르면 마스크의 착용자는 다양한 액션에 기초하여 외부 기기를 제어할 수 있다. According to some embodiments described above with reference to FIG. 8 , the wearer of the mask may control the external device based on various actions.
한편, 본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 외부 기기 제어 장치(100)의 제어부(130)는 노이즈 캔슬링을 통해 착용자의 음성 신호에서 노이즈를 제거할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 9를 참조하여 후술한다.Meanwhile, according to some embodiments of the present disclosure, the
도 9는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 외부 기기 제어 장치에서 수행되는 외부 기기를 제어하는 과정의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.9 is a flowchart illustrating an example of a process of controlling an external device performed by an external device control apparatus according to some embodiments of the present disclosure.
도 9를 참조하면, 제어부(130)는 제 2 마이크로폰(122)을 통해 획득된 음향 신호의 크기를 감쇄한 감쇄 신호를 생성할 수 있다(S610). 여기서, 제 2 마이크로폰(122)을 통해 획득된 음향 신호는 마스크 외부에서 내부로 들어오는 음향 신호와 마스크 내부에서 착용자의 입 및 코 중 적어도 하나를 통해 생성되는 음향 신호를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 9 , the
제 2 마이크로폰(122)은 마스크 내부의 착용자의 입과 일정 거리 이상 떨어진 위치, 즉, 마스크 내부의 가장자리에 위치할 수 있다. 따라서, 제 2 마이크로폰(122)을 통해 획득된 음향 신호에 포함된 마스크 외부에서 내부로 들어오는 음향 신호의 크기는 마스크 내부에서 착용자의 입 및 코 중 적어도 하나를 통해 생성되는 음향 신호의 크기 보다 클 수 있다, 따라서, 제어부(130)가 제 2 마이크로폰으로부터 획득된 음향 신호를 감쇄한 경우, 제 2 마이크로폰(122)을 통해 획득된 음향 신호 중 마스크 내부에서 생성되는 음향 신호는 사실상 크기가 0에 가까워질 수 있다. 즉, 마스크 내부에서 착용자의 입 및 코 중 적어도 하나를 통해 생성되는 음향 신호의 크기는 음향 신호 합성 시에 무시할 수 있을 정도까지 크기가 작아질 수 있다. The
제어부(130)는 감쇄 신호를 이용하여 역상 처리한 역상 신호를 생성할 수 있다(S620).The
구체적으로, 제어부(130)는 감쇄 신호의 위상을 반대로 반전시킨 신호인 역상 신호를 생성할 수 있다. Specifically, the
제어부(130)는 역상 신호와 제 1 마이크로폰(121)을 통해 획득된 음향 신호를 역상 신호와 합성하여 착용자의 음성 신호를 획득할 수 있다(S630).The
구체적으로, 제 1 마이크로폰(121)은 마스크 내부의 착용자의 입과 일정 거리 이내에 배치될 수 있다. 따라서, 제 1 마이크로폰(121)을 통해 획득된 음향 신호는 마스크 외부에서 내부로 들어오는 소리가 작게 인식되고, 마스크 내부에서 착용자의 입 주변에서 생성되는 소리는 크게 인식된다. 따라서, 제어부(130)는 제 1 마이크로폰(121)을 통해 획득된 음향 신호를 역상 신호와 합성하여 착용자의 입 주변에서 생성되는 소리만 존재하는 착용자의 음성 신호를 획득할 수 있다. 이 경우, 단계(S610)에서 감쇄된 감쇄 신호에도 마스크 내부에서 착용자의 입 및 코 중 적어도 하나를 통해 생성되는 음향 신호가 포함되어 있지만, 그 크기는 무시할 수 있을 정도이기 때문에, 단계(S630)에서 합성을 수행하더라도 제 1 마이크로폰(121)을 통해 획득된 마스크 내부에서 착용자의 입 및 코 중 적어도 하나를 통해 생성되는 음향 신호는 크게 변하지 않을 수 있다. Specifically, the
한편, 역상 신호는 제 1 마이크로폰(121)을 통해 획득된 외부에서 마스크 내부로 입력된 신호와 서로 위상만 반대로 반전시킨 형태를 가진 신호일 수 있다. 제 1 마이크로폰(121) 및 제 2 마이크로폰(122)을 통해 획득된 외부에서 마스크 내부로 입력된 신호는 그 크기만 다를 뿐 동일한 신호이기 때문이다, Meanwhile, the inverse signal may be a signal obtained by inverting only the phase of the signal input into the mask from the outside obtained through the
한편, 제어부(130)는 음성 신호를 분석하여 착용자의 명령이 음성 신호에 포함되었다고 인식된 경우, 명령에 기초하여 외부 기기(200)를 제어하는 제 3 제어 신호를 우선적으로 생성할 수 있다(S640). 여기서, 착용자의 음성 신호를 분석할 때 자연어 처리 기술을 통해 음성 신호에 포함된 의미를 분석하여 음성 신호에 명령이 포함되어 있는지 여부를 인식할 수 있다. 이 경우, 제어 신호는 음성 신호에 포함된 사용자의 음성 명령에 대응되는 제어 신호일 수 있다.Meanwhile, when it is recognized that the wearer's command is included in the voice signal by analyzing the voice signal, the
즉, 제어부(130)는 착용자의 들숨 또는 날숨을 통해 제어 신호를 생성하는 것 보다 착용자의 말을 통해 제어 신호를 생성하는 것을 우선적으로 수행할 수 있다. 마스크의 착용자가 외부 기기를 제어하기 위한 명령을 말하는 경우, 이를 분석해서 제어를 수행하는 것이 들숨 또는 날숨을 통해 제어를 수행하는 것 보다 더 효과적이기 때문이다. 또한, 착용자가 말을 할 때 인위적 들숨 또는 인위적 날숨이 발생하게 되는데, 이를 별도로 분석하면 잘못된 제어 신호를 생성할 수 있다. 따라서, 본 개시에서 이러한 문제를 방지하기 위해 착용자의 명령이 음성 신호에 포함되어 있는 경우, 명령에 기초하여 제 3 신호를 우선적으로 생성할 수 있다. That is, the
한편, 제어부(130)는 단계(S640)에서 제 3 제어 신호를 생성한 경우, 통신부(140)를 통해 제 3 제어 신호를 우선적으로 외부 기기에 전송할 수 있다(S650). Meanwhile, when the third control signal is generated in step S640 , the
본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 착용자의 음성 신호에 명령이 포함되어 있는 경우, 어떠한 외부 기기를 제어할지에 대한 정보도 명령에 포함되어 있을 수 있다. 따라서, 제어부(130)는 착용자의 음성 신호를 분석할 때 자연어 처리 기술을 통해 음성 신호에 포함된 의미를 분석하여 명령을 수행할 오브젝트에 대한 정보를 인식할 수도 있다. 제어부(130)는 오브젝트에 대한 정보를 인식한 경우, 오브젝트에 대한 정보에 대응하는 외부 기기와 페어링을 수행하여 제 3 제어 신호를 전송할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 외부 기기는 외부 기기 제어 장치(100)와 사전에 통신이 연결된 외부 기기일 수도 있다. According to some embodiments of the present disclosure, when a command is included in the wearer's voice signal, information on which external device to control may also be included in the command. Accordingly, when analyzing the wearer's voice signal, the
도 10은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 외부 기기 제어 장치에서 수행되는 착용자의 음성 신호를 획득하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.10 is a diagram for explaining a method for acquiring a wearer's voice signal performed by an external device control apparatus according to some embodiments of the present disclosure;
도 10의 (a)는 제 2 마이크로폰(122)을 통해 획득한 음향 신호를 나타낸 도면이다. 제 2 마이크로폰(122)을 통해 획득된 음향 신호는 마스크 내부의 착용자 입의 주변에서 발생된 신호(10)와 외부에서 마스크 내부로 입력된 신호(20)를 포함할 수 있다. FIG. 10A is a diagram illustrating an acoustic signal acquired through the
제어부(130)는 마스크 내부의 가장자리에 위치하는 제 2 마이크로폰(122)을 통해 음향 신호를 획득할 수 있다. 따라서, 외부에서 마스크 내부로 입력된 신호(20)는 마스크 내부의 착용자 입 주변에서 발생된 신호(10)보다 클 수 있다.The
한편, 도 10의 (b)는 도 10의 (a)에 도시된 음향 신호를 전체적으로 감쇄한 감쇄 신호를 나타낸 도면이다. 도 10의 (b)를 참조하면, 제어부(130)를 통해 감쇄된 마스크 내부의 착용자 입의 주변에서 발생된 신호(30)는 크기가 매우 작아져서 거의 소멸될 수 있다. 다만, 외부에서 마스크 내부로 입력된 신호(20)는 감쇄되더라도 그 크기가 소멸될 정도로 감쇄되지 않을 수 있다. Meanwhile, FIG. 10(b) is a diagram illustrating an attenuated signal obtained by completely attenuating the acoustic signal shown in FIG. 10(a). Referring to (b) of FIG. 10 , the
도 10의 (c)는 도 10의 (b)의 감쇄 신호를 이용하여 역상 처리한 역상 신호를 나타낸 도면이다. 역상 신호는 도 10의 (b)에 도시된 2개의 신호(30,40)를 역상한 신호를 모두 포함할 수 있다. 다만, 마스크 내부의 착용자의 입 주변에서 발생된 신호(10)는 감쇄를 통해 거의 소멸된 상태이기 때문에 이를 역상한 신호는 도 10의 (c)에 도시하지 않았다. 한편, 도 10의 (c)에 따르면, 제어부(130)는 도 10의(b)에 도시된 외부에서 마스크 내부로 입력된 신호(20)를 감쇄한 신호(40)에 대한 역상 처리를 통해 위상만 반전된 역상 신호를 생성할 수 있다. FIG. 10( c ) is a diagram illustrating an inverse signal obtained by performing an inverse process using the attenuated signal of FIG. 10 ( b ). The inverse signal may include both signals obtained by performing inverse phases of the two
도 10의 (d)는 제 1 마이크로폰(121)을 통해 획득한 음향 신호를 나타낸 도면이다. 도 10의 (d)에는, 제 1 마이크로폰(121)을 통해 획득된 마스크 내부의 착용자 입의 주변에서 발생된 신호(60)와 제 1 마이크로폰(121)을 통해 획득된 외부에서 마스크 내부로 입력된 신호(70)가 도시되어 있다. FIG. 10( d ) is a diagram illustrating an acoustic signal acquired through the
제어부(130)는 마스크 내부의 착용자 입 주변에 위치하는 제 1 마이크로폰(121)을 통해 음향 신호를 획득할 수 있다. 따라서, 마스크 내부의 착용자 입의 주변에서 발생된 신호(60)는 외부에서 마스크 내부로 입력된 신호(70)보다 클 수 있다.The
도 10의 (e)는 도 10의 (c)에 도시된 신호와 도 10의 (d)에 도시된 신호를 합성하는 과정을 나타낸 도면이다. 도 10의 (e)를 참조하면, 제어부(130)는 역상 신호(50)와 제 1 마이크로폰(121)을 통해 획득된 외부에서 마스크 내부로 입력된 신호(70)를 합성할 수 있다. 역상 신호(50)는 제 1 마이크로폰(121)을 통해 획득된 외부에서 마스크 내부로 입력된 신호(70)와 서로 위상만 반대로 반전시킨 신호일 수 있다. 따라서, 제 1 마이크로폰(121)을 통해 획득된 외부에서 마스크 내부로 입력된 신호(70)는 합성 과정을 통해 제 1 마이크로폰(121)을 통해 획득된 음향 신호에서 상쇄될 수 있다. FIG. 10(e) is a diagram illustrating a process of synthesizing the signal shown in FIG. 10(c) and the signal shown in FIG. 10(d). Referring to (e) of FIG. 10 , the
구체적으로, 제어부(130)는, 제 2 마이크로폰(122)을 통해 획득된 음향 신호를 감쇄시킬 때, 감쇄 신호(40)가 제 1 마이크로폰(121)을 통해 획득된 외부에서 마스크 내부로 입력된 신호(70)와 서로 대응되는 크기를 갖도록 감쇄시킬 수 있다. 그리고, 제어부(130)는 감쇄 신호(40)에 대한 역상 처리를 통해 역상 신호(50)를 생성할 수 있다. 따라서, 제 1 마이크로폰(121)을 통해 획득된 음향 신호와 역상 신호가 합성되면 도 10의 (f)와 같이 제 1 마이크로폰(121)을 통해 획득된 외부에서 마스크 내부로 입력된 신호(80)의 크기가 마스크 내부의 착용자 입의 주변에서 발생된 신호(60)의 크기 보다 매우 작아질 수 있다. 결과적으로 제어부(130)는 서로 다른 위치에 배치된 마이크로폰(121, 122)을 통해 획득된 음향 신호를 상술한 과정을 통해 합성하여 음향 신호에 착용자의 음성 신호만 존재하는 것처럼 만들 수 있다.Specifically, when the
도 9 및 10에서 상술한 노이즈 캔슬링 방법을 이용하는 경우, 별도의 노이즈 캔슬링 과정을 거치지 않고 비교적 간단한 방법을 통해 음성 신호에서 노이즈를 제거할 수 있다. When the noise canceling method described above in FIGS. 9 and 10 is used, noise can be removed from the voice signal through a relatively simple method without a separate noise canceling process.
도 11은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 외부 기기 제어 장치에서 수행되는 외부 기기를 제어하는 과정의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.11 is a flowchart illustrating an example of a process of controlling an external device performed by an external device control apparatus according to some embodiments of the present disclosure.
도 11을 참조하면, 제어부(130)는 제 1 압력 센싱부(111)에서 획득한 제 1 압력의 변화와 제 2 압력 센싱부(112)에서 획득한 제 2 압력의 변화를 이용하여 한번 이상의 숨쉬기 각각의 소스를 인식할 수 있다(S710).Referring to FIG. 11 , the
구체적으로, 제어부(130)는 제 1 압력의 변화 및 제 2 압력의 변화를 기 설정된 범위와 비교하여 한번 이상의 숨쉬기 각각의 소스를 인식할 수 있다. 여기서, 제어부(130)는 착용자가 무호흡 상태일 때 마스크 내부의 압력의 값에 기초하여 기 설정된 범위를 설정할 수 있다.Specifically, the
예를 들어, 제어부(130)는 제 1 압력의 변화 및 제 2 압력의 변화를 기 설정된 범위와 비교한 결과, 제 1 압력의 변화가 기 설정된 범위를 벗어나는 것으로 인식하고, 제 2 압력의 변화가 기 설정된 범위 내에 있는 것으로 인식할 수 있다. 이 경우, 제어부(130)는 마스크의 착용자가 코를 이용한 숨쉬기를 하고 있는 것으로 인식할 수 있다. For example, as a result of comparing the change in the first pressure and the change in the second pressure with the preset range, the
다른 예를 들어, 제어부(130)는 제 1 압력의 변화 및 제 2 압력의 변화를 기 설정된 범위와 비교한 결과, 제 1 압력의 변화가 기 설정된 범위 내에 있는 것으로 인식하고, 제 2 압력의 변화가 기 설정된 범위를 벗어나는 것으로 인식할 수 있다. 이 경우, 제어부(130)는 마스크의 착용자가 입을 이용한 숨쉬기를 하고 있는 것으로 인식할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다.As another example, as a result of comparing the change in the first pressure and the change in the second pressure with the preset range, the
제어부(130)는 소스 각각의 인위적 들숨의 횟수와 인위적 날숨의 횟수를 이용하여 인식된 호흡 패턴에 기초하여 제 1 제어 신호를 생성할 수 있다(S720).The
예를 들어, 제어부(130)는 코에서 발생한 인위적 들숨 1회, 입에서 발생한 인위적 날숨 4회의 호흡 패턴을 인식할 수 있다. For example, the
그리고, 제어부(130)는 코에서 발생한 인위적 들숨 1회, 입에서 발생한 인위적 날숨 4회와 유사한 제어 호흡 패턴을 저장부(150)에서 확인할 수 있다.In addition, the
그리고, 제어부(130)는 저장부(150)에 저장되어 있는 정보에 기초하여 코에서 발생한 인위적 들숨 1회, 입에서 발생한 인위적 날숨 4회에 대응하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어 신호는 외부 기기(200)의 통화 목록이 외부 기기(200)의 디스플레이에 나타나도록 하는 신호일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다.In addition, the
도 11에서 상술한 몇몇 실시예와 같이, 제어부(130)는 제 1 압력 센싱부(111)에서 획득된 제 1 압력의 변화와 제 2 압력 센싱부(112)에서 획득한 제 2 압력의 변화를 이용하여 한번 이상의 숨쉬기 각각의 소스를 인식함으로써, 입에서 발생한 호흡과 코에서 발생한 호흡을 구분하여 더욱더 다양한 패턴을 생성할 수 있고, 복잡한 명령에 대한 제어 신호도 다양한 패턴을 통해 생성할 수 있다.11 , the
도 4 내지 11에서 도시되는 단계들은 예시적인 단계들로써, 본 개시내용의 사상의 범위를 벗어나지 않는 한도에서 도 4 내지 11의 단계들 중 일부가 생략되거나 추가적인 단계들이 존재할 수 있다는 점 또한 당업자에게 명백할 것이다. 또한, 도 4 내지 11에 기재된 구성들(100 내지 300)에 관한 구체적인 내용은 앞서 도 1 내지 3을 통해 설명한 내용으로 대체될 수 있다.It will also be apparent to those skilled in the art that the steps shown in FIGS. 4 to 11 are exemplary steps, and some of the steps of FIGS. 4 to 11 may be omitted or additional steps may be present without departing from the scope of the present disclosure. will be. In addition, specific details regarding the
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 개시를 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 개시는 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.The description of the presented embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present disclosure. Various modifications to these embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the present disclosure. Thus, the present disclosure is not intended to be limited to the embodiments presented herein, but is to be construed in the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.
Claims (14)
상기 마스크 내부의 압력을 인식하는 압력 센싱부;
상기 마스크 내부에서 발생하는 음향 신호를 획득하는 음향 신호 획득부;
상기 압력의 변화 및 상기 음향 신호의 분석 결과에 기초하여 외부 기기를 제어하기 위한 제 1 제어 신호를 생성하는 제어부; 및
상기 제 1 제어 신호를 상기 외부 기기에 전송하는 통신부;
를 포함하고,
상기 음향 신호 획득부는:
상기 외부 기기 제어 장치가 장착된 상기 마스크가 착용자에게 착용된 상태에서 상기 착용자의 입과 기 설정된 제 1 거리 이내에 배치되는 제 1 마이크로폰; 및
상기 외부 기기 제어 장치가 장착된 상기 마스크가 상기 착용자에게 착용된 상태에서 상기 착용자의 입과 기 설정된 제 2 거리 이상 떨어진 위치에 배치되는 제 2 마이크로폰;
을 포함하는,
외부 기기 제어 장치.
An external device control device mountable on a mask, the external device control device comprising:
a pressure sensing unit for recognizing the pressure inside the mask;
an acoustic signal acquisition unit configured to acquire an acoustic signal generated inside the mask;
a control unit configured to generate a first control signal for controlling an external device based on a change in the pressure and an analysis result of the sound signal; and
a communication unit for transmitting the first control signal to the external device;
including,
The sound signal acquisition unit:
a first microphone disposed within a preset first distance from the wearer's mouth in a state in which the mask to which the external device control device is mounted is worn by the wearer; and
a second microphone disposed at a position more than a predetermined distance from the wearer's mouth while the mask on which the external device control device is mounted is worn by the wearer;
containing,
External device control unit.
상기 제어부는,
상기 압력의 변화 및 상기 음향 신호의 분석 결과에 기초하여 상기 마스크의 착용자의 한번 이상의 숨쉬기의 타입을 인식하고 - 상기 타입은 자연적 들숨, 자연적 날숨, 인위적 들숨 및 인위적 날숨을 포함함 -,
상기 인위적 들숨의 횟수와 상기 인위적 날숨의 횟수를 이용하여 인식된 호흡 패턴에 기초하여 상기 제 1 제어 신호를 생성하는,
외부 기기 제어 장치.
The method of claim 1,
The control unit is
recognizing one or more types of breathing of the wearer of the mask based on the change in pressure and the analysis result of the acoustic signal, wherein the types include natural inhalation, natural exhalation, artificial inhalation and artificial exhalation;
generating the first control signal based on the recognized breathing pattern using the number of artificial in-breaths and the number of artificial exhalations;
External device control unit.
상기 제어부는,
상기 호흡 패턴에 기 설정된 시작 호흡 패턴과 기 설정된 종료 호흡 패턴이 포함된 경우, 상기 기 설정된 시작 호흡 패턴과 상기 기 설정된 종료 호흡 패턴 사이에 존재하는 제어 호흡 패턴에 기초하여 상기 제 1 제어 신호를 생성하는,
외부 기기 제어 장치.
3. The method of claim 2,
The control unit is
When the breathing pattern includes a preset start breathing pattern and a preset end breathing pattern, the first control signal is generated based on a control breathing pattern existing between the preset start breathing pattern and the preset end breathing pattern doing,
External device control unit.
상기 제어부는,
상기 호흡 패턴을 분석하여 상기 기 설정된 시작 호흡 패턴이 존재한다고 인식한 경우, 상기 제어 호흡 패턴을 인식하는,
외부 기기 제어 장치.
4. The method of claim 3,
The control unit is
When it is recognized that the preset start breathing pattern exists by analyzing the breathing pattern, the control breathing pattern is recognized,
External device control unit.
상기 제어부는,
상기 압력의 변화량, 상기 압력의 변화 시간 및 상기 압력의 변화 주기에 기초하여 상기 한번 이상의 숨쉬기에서 상기 자연적 들숨과 상기 자연적 날숨을 인식하는,
외부 기기 제어 장치.
3. The method of claim 2,
The control unit is
Recognizing the natural in-breath and the natural exhalation in the one or more breaths based on the change amount of the pressure, the change time of the pressure, and the change period of the pressure,
External device control unit.
상기 제어부는,
상기 압력의 변화를 인식한 경우, 상기 마스크가 착용 상태라고 인식하고,
상기 마스크가 착용 상태라고 인식된 경우, 상기 압력의 변화 및 상기 음향 신호의 분석 결과에 기초하여 상기 제 1 제어 신호를 생성하는,
외부 기기 제어 장치.
The method of claim 1,
The control unit is
When the change in pressure is recognized, it is recognized that the mask is worn,
When it is recognized that the mask is worn, generating the first control signal based on a change in the pressure and an analysis result of the acoustic signal,
External device control unit.
상기 제어부는,
상기 압력이 기 설정된 값보다 작아진 후 기 설정된 기준 시간동안 상기 압력이 작아진 상태가 유지되는 경우 상기 마스크의 착용자의 숨쉬기를 들숨으로 인식하고,
상기 압력이 상기 기 설정된 값보다 커진 후 기 설정된 기준 시간동안 상기 압력이 커진 상태가 유지되는 경우 상기 착용자의 숨쉬기를 날숨으로 인식하는,
외부 기기 제어 장치.
The method of claim 1,
The control unit is
After the pressure becomes smaller than a preset value, if the reduced pressure is maintained for a preset reference time, the mask wearer's breathing is recognized as an inhalation,
Recognizing that the wearer's breathing is exhaled when the pressure is maintained for a preset reference time after the pressure is greater than the preset value,
External device control unit.
상기 기 설정된 값은,
상기 착용자의 무호흡 상태에서 상기 마스크 내부의 압력 값인,
외부 기기 제어 장치.
8. The method of claim 7,
The preset value is
The pressure value inside the mask in the wearer's apnea state,
External device control unit.
상기 제어부는,
상기 음향 신호 획득부를 통해 획득된 상기 음향 신호를 분석하여 음량과 신호 패턴을 인식하고,
상기 음량과 상기 신호 패턴에 기초하여 상기 마스크의 착용자의 액션(Action)을 인식하고,
상기 액션에 기초하여 상기 외부 기기를 제어하기 위한 제 2 제어 신호를 생성하고,
상기 제 2 제어 신호를 상기 외부 기기에 전송하도록 상기 통신부를 제어하는,
외부 기기 제어 장치.
The method of claim 1,
The control unit is
Recognizing the volume and signal pattern by analyzing the sound signal acquired through the sound signal acquisition unit,
Recognizing an action of a wearer of the mask based on the volume and the signal pattern,
generating a second control signal for controlling the external device based on the action;
controlling the communication unit to transmit the second control signal to the external device,
External device control unit.
상기 제어부는,
상기 제 2 마이크로폰을 통해 획득된 음향 신호의 크기를 감쇄한 감쇄 신호를 생성하고,
상기 감쇄 신호를 이용하여 역상 처리한 역상 신호를 생성하고,
상기 역상 신호와 상기 제 1 마이크로폰을 통해 획득된 음향 신호를 합성하여 상기 착용자의 음성 신호를 획득하는,
외부 기기 제어 장치.
The method of claim 1,
The control unit is
generating an attenuated signal obtained by attenuating the amplitude of the acoustic signal acquired through the second microphone;
generating a reverse-phase-processed signal using the attenuation signal;
To obtain the wearer's voice signal by synthesizing the inverse signal and the acoustic signal obtained through the first microphone,
External device control unit.
상기 제어부는,
상기 음성 신호를 분석하여 상기 착용자의 명령이 상기 음성 신호에 포함되었다고 인식된 경우, 상기 명령에 기초하여 상기 외부 기기를 제어하는 제 3 제어 신호를 우선적으로 생성하고,
상기 통신부를 통해 상기 제 3 제어 신호를 우선적으로 상기 외부 기기에 전송하는,
외부 기기 제어 장치.
11. The method of claim 10,
The control unit is
When it is recognized that the wearer's command is included in the voice signal by analyzing the voice signal, a third control signal for controlling the external device is preferentially generated based on the command;
Transmitting the third control signal preferentially to the external device through the communication unit,
External device control unit.
상기 제어부는,
상기 음성 신호의 분석 결과와 상기 압력의 변화에 기초하여 상기 제 1 제어 신호를 생성하는,
외부 기기 제어 장치.
11. The method of claim 10,
The control unit is
generating the first control signal based on an analysis result of the voice signal and a change in the pressure;
External device control unit.
상기 압력 센싱부는:
상기 외부 기기 제어 장치가 장착된 상기 마스크가 상기 착용자에게 착용된 상태에서 상기 착용자의 코와 기 설정된 제 3 거리 이내에 배치되는 제 1 압력 센싱부; 및
상기 외부 기기 제어 장치가 장착된 상기 마스크가 상기 착용자에게 착용된 상태에서 상기 착용자의 입과 기 설정된 제 4 거리 이내에 배치되는 제 2 압력 센싱부;
를 포함하는,
외부 기기 제어 장치.
3. The method of claim 2,
The pressure sensing unit:
a first pressure sensing unit disposed within a third preset distance from the wearer's nose while the mask on which the external device control device is mounted is worn by the wearer; and
a second pressure sensing unit disposed within a preset fourth distance from the wearer's mouth in a state in which the mask to which the external device control device is mounted is worn by the wearer;
containing,
External device control unit.
상기 제어부는,
상기 제 1 압력 센싱부에서 획득된 제 1 압력의 변화와 상기 제 2 압력 센싱부에서 획득된 제 2 압력의 변화를 이용하여 상기 한번 이상의 숨쉬기 각각의 소스를 인식하고,
상기 소스 각각의 상기 인위적 들숨의 횟수와 상기 인위적 날숨의 횟수를 이용하여 인식된 호흡 패턴에 기초하여 상기 제 1 제어 신호를 생성하는,
외부 기기 제어 장치.
14. The method of claim 13,
The control unit is
Recognizing the source of each of the one or more breaths by using the change in the first pressure obtained in the first pressure sensing unit and the change in the second pressure obtained in the second pressure sensing unit,
generating the first control signal based on a respiration pattern recognized using the number of artificial inhalations and the number of artificial exhalations of each of the sources;
External device control unit.
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