KR102464972B1 - 자동 활성화 마이크의 초기 음성 신호를 인식하기 위한 음성 신호의 제어 및 동기화 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

자동 활성화 마이크의 음성 신호의 제어 및 동기화 방법 및 장치가 개시된다. 자동 활성화 마이크를 포함하는 음성 처리 장치에서 수행되는 동작 방법에 있어서, 초기 음성 신호가 탐지된 경우에, 상기 음성 처리 장치가 활성화 상태로 동작하는 단계, 상기 활성화 상태로 동작하는 상기 음성 처리 장치에서 제1 음성 신호를 수신하는 단계 및 상기 초기 음성 신호 및 상기 제1 음성 신호를 동기화 모드에 따라 결정된 재생 속도에 기초하여 출력하는 단계를 포함한다.

Description

자동 활성화 마이크의 초기 음성 신호를 인식하기 위한 음성 신호의 제어 및 동기화 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR VOICE SIGNAL CONTROL AND SYNCHRONIZATION TO RECOGNIZE INITIAL VOICE SIGNAL OF WIRED/WIRELESS AUTOMATIC ACTIVATION MICROPHONE DEVICE}

본 발명은 음성 신호의 제어 및 동기화 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동 활성화 마이크에서 활성화 전·후 음성 신호들의 재생 속도를 제어하여 동기화하는 기술에 관한 것이다.

기존의 자동 활성화 기능을 갖는 마이크(MICROPHONE)는 사용자에 의해 초기 음성 신호가 발생한 시점부터 마이크가 자동으로 활성화되는 시점까지의 지연 시간(lag time)동안 해당 음성 신호를 마이크에서 인식할 수 없어 해당 내용이 출력되지 않아 정보 손실 문제가 발생한다.

이처럼, 기존의 마이크 특히, 무선 마이크에서 불필요한 전원의 소모를 방지하기 위하여 자동으로 기능을 활성화 또는 불활성화시키는 기술이 제안되었다.

이러한 자동 활성화 기능을 갖는 마이크는 사용자의 음성 신호의 발생 유무에 따라 활성화/비활성화 상태로 자동으로 전환되게 된다. 다만, 자동으로 활성화되기 직전의 초기 음성 신호가 지연 시간동안 누락되는 문제가 발생한다.

따라서, 기존의 자동 활성화 기능을 갖는 마이크를 개선하여 사용자의 초기 음성 누락 문제를 해결하고, 초기 음성 신호와 마이크가 활성화된 이후에 인식된 음성 신호와의 동기화 방법을 제안한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 자동 활성화 마이크에서 초기 음성 신호의 손실을 방지하고 마이크 활성화 전·후 음성 신호들의 재생 속도를 제어하여 동기화하는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 자동 활성화 마이크를 포함하는 음성 처리 장치에서 수행되는 동작 방법은, 상기 음성 신호가 탐지된 경우에, 상기 음성 처리 장치가 활성화 상태로 동작하는 단계, 상기 활성화 상태로 동작하는 상기 음성 처리 장치에서 제1 음성 신호를 수신하는 단계 및 상기 초기 음성 신호 및 상기 제1 음성 신호를 동기화 모드에 따라 결정된 재생 속도에 기초하여 출력하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 재생 속도에 기초하여 출력하는 단계는, 상기 동기화 모드가 동기화 모드 1로 설정되는 경우, 상기 제1 음성 신호에 대한 지연 시간을 확인하는 단계 및 상기 지연 시간이 0이면, 상기 제1 음성 신호의 저장 없이, 상기 동기화 모드 1에 따른 재생 속도 A에 따라 상기 초기 음성 신호 및 상기 제1 음성 신호를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 재생 속도에 기초하여 출력하는 단계는, 상기 동기화 모드가 동기화 모드 1로 설정되는 경우, 상기 제1 음성 신호에 대한 지연 시간을 확인하는 단계, 상기 지연 시간이 0보다 크면, 상기 제1 음성 신호를 저장하는 단계, 상기 동기화 모드 1에 따른 재생 속도 B에 따라 상기 초기 음성 신호 및 상기 제1 음성 신호를 출력하는 단계 및 상기 재생 속도 B는 상기 지연 시간이 0인 경우의 재생 속도 A보다 빠를 수 있다.

여기서, 상기 재생 속도 B에 따라 상기 초기 음성 신호 및 상기 제1 음성 신호를 출력하는 단계는, 상기 초기 음성 신호 및 상기 제1 음성 신호의 출력이 완료되면, 상기 재생 속도 B에 따라 출력되는 상기 제1 음성 신호에 대한 지연 시간을 측정하는 단계, 상기 측정된 지연 시간이 0보다 큰 경우, 상기 제1 음성 신호 다음으로 수신한 제2 음성 신호를 저장하는 단계 및 상기 저장된 제2 음성 신호의 재생 속도를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 측정된 지연 시간은 상기 제1 음성 신호의 출력 시간 t에서 상기 제1 음성 신호가 버퍼에 저장된 시간 T _t , _First 를 뺀 값일 수 있다.

여기서, 상기 제2 음성 신호의 재생 속도를 조절하는 단계는, 상기 재생 속도 B에 α를 곱함으로써 상기 재생 속도를 조절하는 단계를 포함하며, 상기 α는 0보다 크고 1보다 작은 값을 가질 수 있다.

여기서, 상기 재생 속도에 기초하여 출력하는 단계는, 상기 동기화 모드가 동기화 모드 2로 설정되는 경우, 상기 초기 음성 신호 및 상기 제1 음성 신호를 저장하는 단계 및 신호 입력과 신호 출력 간의 지연 시간의 조절없이, 상기 동기화 모드 2에 따른 재생 속도 C에 따라 상기 초기 음성 신호와 상기 제1 음성 신호를 순차적으로 출력하는 단계를 포함하는, 상기 재생 속도 C는 고정된 값을 가질 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 실시예에 따른 자동 활성화 마이크를 포함하는 음성 처리 장치는, 프로세서(processor), 상기 프로세서와 전자적(electronic)으로 통신하는 메모리(memory) 및 상기 메모리에 저장되는 명령들(instructions)을 포함하며, 상기 명령들이 상기 프로세서에 의해 실행되는 경우, 상기 명령들은 음성 처리 장치가, 초기 음성 신호가 탐지된 경우에, 상기 음성 처리 장치가 활성화 상태로 동작하고, 상기 활성화 상태로 동작하는 상기 음성 처리 장치에서 제1 음성 신호를 수신하고, 그리고 상기 초기 음성 신호 및 상기 제1 음성 신호를 동기화 모드에 따라 결정된 재생 속도에 기초하여 출력하는 것을 야기하도록 동작한다.

여기서, 상기 재생 속도에 기초하여 출력하는 단계는, 상기 동기화 모드가 동기화 모드 1로 설정되는 경우, 상기 제1 음성 신호에 대한 지연 시간을 확인하고, 그리고 상기 지연 시간이 0이면, 상기 제1 음성 신호의 저장 없이, 상기 동기화 모드 1에 따른 재생 속도 A에 따라 상기 초기 음성 신호 및 상기 제1 음성 신호를 출력하는 것을 야기하도록 동작할 수 있다.

여기서, 상기 재생 속도에 기초하여 출력하는 단계는, 상기 동기화 모드가 동기화 모드 1로 설정되는 경우, 상기 제1 음성 신호에 대한 지연 시간을 확인하고, 상기 지연 시간이 0보다 크면, 상기 제1 음성 신호를 저장하고, 상기 동기화 모드 1에 따른 재생 속도 B에 따라 상기 초기 음성 신호 및 상기 제1 음성 신호를 출력하고, 상기 재생 속도 B는 상기 지연 시간이 0인 경우의 재생 속도 A보다 빠르며, 상기 재생 속도 B에 따라 상기 초기 음성 신호 및 상기 제1 음성 신호를 출력하는 단계는, 상기 초기 음성 신호 및 상기 제1 음성 신호의 출력이 완료되면, 상기 재생 속도 B에 따라 출력되는 상기 제1 음성 신호에 대한 지연 시간을 측정하고, 상기 측정된 지연 시간이 0보다 큰 경우, 상기 제1 음성 신호 다음으로 수신한 제2 음성 신호를 저장하고, 그리고 상기 저장된 제2 음성제2 음성 재생 속도를 조절하는 것을 야기하도록 동작할 수 있다.

여기서, 상기 재생 속도에 기초하여 출력하는 단계는, 상기 동기화 모드가 동기화 모드 2로 설정되는 경우, 상기 초기 음성 신호 및 상기 제1 음성 신호를 저장하고, 그리고 신호 입력과 신호 출력 간의 지연 시간의 조절없이, 상기 동기화 모드 2에 따른 재생 속도 C에 따라 상기 초기 음성 신호와 상기 제1 음성 신호를 순차적으로 출력하는 단계를 포함하는, 상기 재생 속도 C는 고정된 값을 가질 수 있다.

본 발명에 의하면, 음성 녹음 버퍼를 사용하여 자동 활성화 마이크(MICROPHONE)가 사용자의 초기 음성 신호를 저장하여 자동으로 활성화되기까지의 초기 음성 신호를 누락하지 않을 수 있다.

또한, 버퍼에 저장된 초기 음성 신호와 마이크가 활성화된 이후 인식한 음성 신호를 음성 신호 제어부를 통해 동기화시켜 정보 전달의 신뢰성 및 정확성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음성 신호 제어 및 동기화 장치의 아키텍처를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 음성 신호 제어 및 변환부의 동작 원리를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기화 모드 1의 구성 및 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 음성 재생 제어부에서 음성 재생 속도를 결정하고 지연 시간을 측정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 음성 재생 속도의 변화에 따른 지연 시간의 감소를 설명하기 위한 개념도이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기화 모드 2의 구성 및 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기화 모드 2에서 지연 시간과 음성 재생간의 관계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크의 동기화 모드 설정 제어를 위한 제어용 앱과 유·무선 통신을 위한 구성을 설명하기 위한 개념도이다.

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

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

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

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

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

통상적으로 마이크(microphone)는 사용자의 음성을 음성 신호로 변환하여 이를 증폭시켜 출력하는 기능을 한다. 또한, 자동 활성화 마이크는 사용자의 편의, 전력 소모 감소 또는 내구성을 향상시키기 위하여 사용자의 음성 신호가 감지되는 경우에만 상술한 마이크를 활성화시키기 위한 자동 활성화 동작을 수행할 수 있다.

또한, 자동 활성화 기능을 갖는 마이크는 사용자에 의해 초기 음성 신호가 발생한 이후 마이크가 사용자의 음성 신호를 발생을 감지하고 마이크가 자동으로 활성화되고, 사용자의 음성 신호가 일정 시간 이상 감지되지 않는 경우 마이크가 자동으로 비활성화되는 동작을 수행하는 것이 일반적이다.

자동 활성화 기능을 갖는 마이크는 전원이 켜진 상태에서 사용자의 음성 신호를 증폭시켜 출력하는 마이크의 기능을 활성화시키는 경우를 의미할 수 있다. 또한, 마이크는 유선 또는 무선 마이크 중 어느 하나를 의미할 수 있다.

지연 시간(lag time)은 사용자의 음성 신호를 감지하여 마이크가 자동으로 활성화되기까지의 시간을 의미할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음성 신호 제어 및 동기화 장치의 아키텍처를 도시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 음성 신호 제어 및 동기화 장치의 제어 및 음성 신호의 흐름을 설명할 수 있다. 자동 활성화 마이크는 외부 음성 인식부(101), 마이크 제어부(102), 블루투스 장치(103), 유선 연결용 USB(universal serial bus) 단자(104), 동기화 모드 선택부(105), 음성 신호 제어 및 변환부(106), 음성 녹음부(107), 음성 녹음 버퍼(108), 음성 재생 제어부(109), 버퍼 재생기(110), 마이크 음성 신호 출력부(111) 및 출력 장치(112)로 구성될 수 있다.

외부 음성 인식부(101), 마이크 제어부(102), 블루투스 장치(103), 유선 연결용 USB 단자(104), 동기화 모드 선택부(105), 음성 신호 제어 및 변환부(106), 음성 녹음부(107), 음성 녹음 버퍼(108), 음성 재생 제어부(109), 버퍼 재생기(110), 마이크 음성 신호 출력부(111) 및 출력 장치(112)의 동작은 자동 활성화 마이크에 포함된 프로세서에 의해 실행 및/또는 제어될 수 있다.

외부 음성 인식부(101)는 자동 활성화 마이크가 활성화되었는지와 무관하게, 사용자의 음성 신호를 인식할 수 있다. 따라서, 외부 음성 인식부(101)는 사용자의 초기 음성 신호를 감지하여, 마이크 제어부(102)에 마이크를 활성화시키기 위한 제어 신호를 전송할 수 있다. 또한, 외부 음성 인식부(101)는 사용자의 초기 음성 신호를 음성 신호 제어 및 변환부(103)로 전송할 수 있다.

또 다른 실시예로, 외부 음성 인식부(101)는 사용자의 초기 음성 신호 및 마이크가 활성화된 이후의 음성 신호를 모두 인식할 수 있다. 따라서 외부 음성 인식부(101)는 마이크에 포함된 하나의 음성 인식 장치일 수 있다.

마이크 제어부(102)는 외부 음성 인식부(101)로부터 마이크를 활성화시키기 위한 제어 신호를 수신할 수 있다. 마이크 제어부(102)는 제어 신호에 따라 현재 마이크 기능이 꺼짐 상태이면, 마이크의 기능을 켜짐 상태로 전활할 수 있다. 상술한 과정에서 마이크가 활성화되기까지 지연 시간이 발생하며, 지연 시간동안 마이크는 사용자의 음성을 감지하지 못할 수 있다. 또한, 마이크 기능이 켜짐으로 전환된 후 마이크 제어부가 인식한 사용자의 음성 신호를 음성 신호 제어 및 변환부로 전송하는 기능을 수행할 수 있다.

마이크 제어부(102)는 마이크가 활성화된 이후의 음성 신호를 수신할 수 있다. 마이크가 활성화된 이후의 음성 신호들은 각각 시간에 따라 제1 음성제1 음성제2 음성제2 음성/또는 제3 음성 신호를 의미할 수 있다.

블루투스 장치(103) 및 유선 연결용 USB 단자(104)는 스마트 디바이스 또는 컴퓨터와 연결되어 사용자가 선택한 동기화 모드에 대한 제어 신호를 수신하여 동기화 모드 선택부(105)에 전송할 수 있다.

동기화 모드 선택부(105)는 블루투스 장치(103) 및 유선 연결용 USB 단자(104)로부터 사용자가 선택한 동기화 모드에 대한 제어 신호를 수신할 수 있다. 또한, 동기화 모드 선택부(105)는 사용자가 선택한 동기화 모드에 대한 신호를 음성 신호 제어 및 변환부(106) 및 음성 재생 제어부(109)로 전송할 수 있다. 사용자가 선택 가능한 동기화 모드는 '일반 모드(즉, 동기화 모드 미사용), '동기화 모드 1'또는 '동기화 모드 2' 중 하나일 수 있다.

음성 신호 제어 및 변환부(106)는 사용자의 아날로그(analog) 음성 신호를 마이크 내부에서 처리할 수 있는 디지털(digital) 음성 신호로 변환할 수 있다. 사용자의 음성 신호는 마이크의 기능이 활성화되기 전의 초기 음성 신호 및 활성화된 이후 인식된 음성 신호를 의미할 수 있다.

음성 신호 제어 및 변화부(106)는 동기화 모드 선택부(105)로부터 사용자가 선택한 동기화 모드를 지시하는 제어 신호를 수신할 수 있다. 외부 음성 인식부(101)로부터 수신된 초기 음성 신호를 자동으로 음성 녹음부(107)에 전송할 수 있다. 음성 신호 제어 및 변환부(106)는 제어 신호에 따라 마이크 제어부로부터 인식된 음성을 현재 설정된 동기화 모드가 “동기화 모드 1”인 경우, 지연 시간을 체크하여 지연 시간이 0이면 마이크 음성 신호 출력부(111)로, 지연 시간이 0보다 크면 음성 녹음부(107)로 변환된 음성 신호를 전송할 수 있다. 음성 신호 제어 및 변환부(106)는 동기화 모드가 “동기화 모드 2”로 설정된 경우, 변환된 음성 신호를 음성 녹음부(107)로 전송할 수 있다.

음성 신호 제어 및 변환부(106)는 동기화 모드가 “일반 모드”로 설정된 경우, 음성 신호의 동기화 기능을 수행하지 않는다. 따라서 음성 신호 제어 및 변환부(106)는 변환된 음성 신호를 마이크 음성 신호 출력부(111)로 전송할 수 있다.

음성 녹음부(107)는 음성 녹음 버퍼(108)를 포함할 수 있다. 음성 녹음부(107)는 음성 신호 제어 및 변환부(106)로부터 변환된 음성 신호를 수신할 수 있다. 또한, 음성 녹음부(107)는 음성 신호 제어 및 변환부(106)로부터 수신된 음성 신호를 음성 녹음 버퍼(108)에 순차적으로 저장하는 기능을 수행할 수 있다.

음성 녹음 버퍼(108)는 음성 녹음부(107)에서 녹음된 음성 신호와 음성 신호가 저장된 시간을 저장하기 위한 소형의 저용량·내장형 메모리일 수 있다. 음성 녹음 버퍼(108)는 저장된 음성신호가 버퍼 재생기(110)로 출력됨과 동시에 바로 삭제되는 FIFO(First-In First-Out) 구조를 가질 수 있다.

음성 재생 제어부(109)는 동기화 모드 선택부(105)로부터 수신한 동기화 모드 제어 신호에 따라 음성 녹음 버퍼(108)에 저장된 음성 신호를 버퍼 재생기(110)에서 재생할 때, 재생 속도를 결정 및 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 음성 녹음 버퍼(108)에 저장된 음성 신호를 재생할 때 마다, 지연 시간을 측정할 수 있다.

버퍼 재생기(110)는 음성 녹음 버퍼(108)에 저장된 음성 신호를 음성 재생 제어부(109)에서 결정된 재생 속도에 따라 출력 장치(112)(output device)에서 재생할 수 있다.

마이크 음성 신호 출력부(111)는 음성 신호 제어 및 변환부(106)으로부터 수신한 음성 신호를 출력장치를 통해 출력하는 기능을 수행할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 음성 신호 제어 및 변환부의 동작 원리를 설명하기 위한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 음성 신호 제어 및 변환부는 외부 음성 인식부(202) 또는 마이크 제어부(203)로부터 사용자의 음성 신호를 수신하면, 이를 마이크 내부에서 처리가 가능한 신호로 변환할 수 있다. 즉, 음성 신호 제어 및 변환부에 포함된 음성 신호 변환기(ADC,　Analog to Digital Converter)(204)는 외부 음성 인식부(202) 또는 마이크 제어부(203)로부터 수신한 아날로그 음성 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다.

초기 음성 신호는 동기화 모드에 관계없이 외부 음성 인식부(202)가 음성 녹음부로 전송할 수 있다. 그러나 마이크가 활성화된 이후 인식된 음성 신호는 동기화 모드 선택부(201)로부터 수신한 제어 신호에 따라 달리 전송될 수 있다. 마이크가 활성화된 이후 인식된 음성 신호는 현재 동기화 모드가 “동기화 모드 1”로 설정된 경우, 현재 지연 시간이 0이면 음성 신호 제어 및 변환부에 의해 마이크 음성 신호 출력부(206)로 전송될 수 있다. 또한, 마이크가 활성화된 이후 인식된 음성 신호는 현재 지연 시간이 0보다 크면 음성 신호 제어 및 변환부에 의해 음성 녹음부(205)로 전송될 수 있다.

마이크가 활성화된 이후 인식된 음성 신호는 현재 동기화 모드가 “동기화 모드 2”로 설정된 경우, 음성 신호 제어 및 변환부에 의해 음성 녹음부(205)로 전송될 수 있다. 마이크가 활성화된 이후 인식된 음성 신호는 현재 동기화 모드가 “일반 모드”로 설정된 경우, 음성 신호 제어 및 변환부에 의해 마이크 음성 신호 출력부(206)로 전송될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기화 모드 1의 구성 및 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 외부 음성 인식부는 초기 음성 신호를 탐지할 수 있다. 초기 음성 신호는 지연 시간 동안의 음성 신호를 의미할 수 있다. 지연 시간은 “사용자가 처음 말하기 시작함과 동시에 음성 녹음 버퍼에 저장된 시간부터 마이크의 기능이 활성화되어 사용자가 말하는 내용이 재생될 때까지의 시간"을 의미할 수 있다. 음성 신호 제어 및 변환부는 아날로그 신호인 초기 음성 신호를 디지털 신호로 변환하여 음성 녹음부로 전송할 수 있다. 음성 녹음부는 음성 신호 제어 및 변환부로부터 변환된 초기 음성 신호를 수신할 수 있고, 음성 녹음 버퍼에 저장할 수 있다. 그리고 외부 음성 인식부는 마이크를 활성화하는 제어 신호를 마이크 제어부에 전송하여 마이크 기능을 활성화시킬 수 있다(S301).

마이크 제어부는 마이크가 활성화된 이후에 인식된 음성 신호를 음성 신호 제어 및 변환부로 전송할 수 있다. 음성 신호 제어 및 변환부는 마이크 제어부로부터 마이크가 활성화된 이후에 인식된 음성 신호를 수신할 수 있다. 음성 신호 제어 및 변환부는 수신한 아날로그 음성 신호를 디지털 신호로 변활할 수 있다. 또한, 음성 신호 제어 및 변환부는 지연 시간을 확인할 수 있다. 확인된 지연 시간 값에 따라 아래와 같이 동작 방법이 나누어질 수 있다.

[지연 시간이 0인 경우]

음성 신호 제어 및 변환부는 음성 신호에 대한 지연 시간을 확인하여 지연 시간이 0인 경우, 음성 신호들 간에 동기화 절차를 수행할 필요가 없으므로, 마이크 음성 신호 출력부로 변환된 음성 신호를 전송할 수 있다(S302). 마이크 음성 신호 출력부는 음성 신호 제어 및 변환부로부터 변환된 음성 신호를 수신할 수 있다. 마이크 음성 신호 출력부는 마이크에 인식된 음성 신호를 출력장치로 전송하여 음성을 출력할 수 있다(S307).

[지연 시간이 0보다 큰 경우]

음성 신호 제어 및 변환부는 음성 신호에 대한 지연 시간을 확인하여 지연 시간이 0보다 큰 경우, 음성 녹음부로 변환된 음성 신호를 전송할 수 있다(S303). 음성 녹음부는 음성 신호 제어 및 변환부로부터 변환된 음성 신호를 수신할 수 있다.

음성 녹음부에서 사용자의 음성 신호를 녹음하여 음성 녹음 버퍼에 저장할 수 있다(S304). 음성 녹음 버퍼에 저장된 음성 신호는 버퍼 재생기를 통해 미리 설정된 음성 재생 속도만큼 빠르게 재생될 수 있다. 미리 설정된 음성 재생 속도는 재생 속도 B를 의미할 수 있다. 음성의 재생 속도는 음성 신호 제어부에 의해서 결정될 수 있다(S305).

음성 신호가 버퍼 재생기를 통해 빠르게 재생되면, 음성 신호 제어부는 해당 음성 신호가 최초로 음성 녹음 버퍼에 기록된 시간과 실제 재생된 시간과의 차이를 계산하여 지연 시간을 측정할 수 있다. 음성 신호 제어부는 그 다음 음성 버퍼에 저장된 신호를 재생할 때, 재생 속도를 현재 속도(예를 들어, 재생 속도 B)보다 약간 느리게 설정할 수 있다. 음성 신호 제어 및 변환부는 다시 지연 시간을 확인할 수 있다(S306). 지연 시간이 여전히 0보다 큰 경우, 아직 실시간 음성 신호 동기화가 이루어지지 않은 상태이므로 지연 시간이 0에 도달할 때까지 상술한 절차(S303-S306)를 반복할 수 있다.

상술한 절차를 반복하여 지연 시간이 0이 되는 경우, 음성 신호 제어 및 변환부는 마이크 음성 신호 출력부로 변환된 음성 신호를 전송할 수 있다. 마이크 음성 신호 출력부는 음성 신호 제어 및 변환부로부터 변환된 음성 신호를 수신할 수 있다. 마이크 음성 신호 출력부는 수신한 음성 신호를 출력 장치로 전송하여 음성을 출력할 수 있다(S307).

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 음성 재생 제어부에서 음성 재생 속도를 결정하고 지연 시간을 측정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 시간 t에서 음성 재생 속도를 v _t 라 할 수 있다. t에서의 음성 재생 속도가 v _t > 1이면 음성 재생 속도가 빠르고, v _t = 1은 정상 속도를 의미할 수 있다. 또한, 정상 속도 일때의 재생 속도를 A로 표현할 수 있다. 현재 시간 t에서 새로운 음성 신호가 마이크 제어부를 통해 인식될 수 있다. 음성 신호 제어 및 변환부는 “Lag Time _t = 0”이면 음성 재생 제어부는 제어 신호에 따라 새롭게 인식된 음성 신호를 마이크 음성 신호 출력부로 전송하여 출력 장치에서 출력되도록 할 수 있다.

음성 신호 제어 및 변환부는“Lag Time _t > 0”이면 음성 재생 제어부의 제어 신호에 따라 새롭게 인식한 음성 신호를 음성 녹음부에 전송할 수 있다. 음성 녹음부는 음성 신호 제어 및 변환부로부터 새롭게 인식한 음성 신호를 수신할 수 있다. 음성 재생 제어부는 새롭게 인식한 음성 신호를 음성 녹음 버퍼에 저장할 수 있고, 저장 시간도 함께 기록할 수 있다. 해당 신호의 저장 시간을 T _First 라 할 수 있다. 음성 재생 제어부는 음성 녹음 버퍼에 저장된 해당 음성 신호를 출력할 순서가 되면 버퍼 재생기를 통해 재생할 수 있고, 재생 시작 시간도 함께 기록할 수 있다. 재생 시작 시간을 T _Play 라 할 수 있다(S401).

버퍼 재생기는 음성 신호 동기화를 위해 해당 음성 신호를 음성 재생 속도 B로 빠르게 재생할 수 있다. 음성 재성 제어부는 현재 시간 t에서 재생되는 음성 신호가 음성 녹음 버퍼에 최초로 기록된 시간 T _t , _First 를 뺀 값으로 새로운 지연 시간을 측정할 수 있다(S402). 새롭게 측정된 지연 시간은 아래 수학식과 같이 나타낼 수 있다.

음성 재생 제어부는 해당 음성 신호의 재생이 완료되면, 음성 녹음 버퍼에 저장된 다음 음성 신호의 재생 속도를 느리게 조정할 수 있다. 변경될 음성 재생 속도는 아래 수학식과 같이 나타낼 수 있다.

α는 0<<α<1인 파라미터이다(S403). 음성 재생 제어부는 새롭게 측정된 Lag Time _t+1 과 음성 재생 속도 계수 v _t+1 을 반환하여 다음 음성 신호 재생시 적용할 수 있다(S404).

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 음성 재생 속도의 변화에 따른 지연 시간의 감소를 설명하기 위한 개념도이다.

도 5 를 참조하면, 버퍼 재생기는 가장 먼저 인식된 음성 신호(예를 들어, T=1일때)를 음성 재생 제어부에 의해 설정된 재생 속도 B로 재생할 수 있다. 재생 속도 B는 1보다 큰 값을 가질 수 있다. 버퍼 재생기는 일정 시간 경과 후 인식된 다음 음성 신호(예를 들어, T=2 일때)를 첫 번째 음성 신호의 재생이 완료되면 재생할 수 있다. 두 번째 음성 신호의 재생 속도 v _t2 는 첫 번째 음성 신호의 재생 속도 v _t1 보다 느리게 설정될 수 있다. 상술한 절차를 반복하면, 일정한 간격으로 음성 녹음 버퍼에 저장되는 음성 신호들은 버퍼 재생기를 통해 순차적으로 재생될 수 있고, 재생 속도 v _t+(n+1) (예를 들어, n은 자연수)은 v _t+n 보다 작은 값을 가질 수 있다. 따라서, 지연 시간은 짧아지게 되므로, 버퍼 재생기는 마이크가 활성화된 이후에 인식되는 음성 신호들을 지연 시간이 0이 될 때까지 재생할 수 있다.

도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기화 동기화 모드 2의 구성 및 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 외부 음성 인식부는 초기 음성 신호를 탐지할 수 있다. 음성 신호 제어 및 변환부는 아날로그 신호인 초기 음성 신호를 디지털 신호로 변환하여 음성 녹음부로 전송할 수 있다. 음성 녹음부는 음성 신호 제어 및 변환부로부터 변환된 초기 음성 신호를 수신할 수 있고, 음성 녹음 버퍼에 저장할 수 있다. 그리고 외부 음성 인식부는 마이크를 활성화하는 제어 신호를 마이크 제어부에 전송하여 마이크 기능을 활성화시킬 수 있다(S601).

음성 신호 제어 및 변환부는 마이크가 활성화된 이후 인식한 음성 신호를 디지털 신호로 변환한 후, 음성 녹음부로 전송할 수 있다(S602). 음성 녹음부는 음성 신호 제어 및 변환부로부터 변환된 음성 신호를 수신할 수 있다. 음성 녹음부는 음성 신호 제어 및 변환부로부터 수신한 변환된 음성 신호를 녹음하여 음성 녹음 버퍼에 저장할 수 있다(S603).

음성 재생 제어부는 버퍼 재생기를 통해서 외부 음성 인식부를 통해 인식된 초기 음성 신호를 먼저 재생한 이후, 마이크가 활성화된 이후 인식된 음성 신호를 순차적으로 재생할 수 있다. 초기 음성 신호 및 마이크가 활성화된 이후의 음성 신호의 재생 속도는 음성 신호 제어부에 의해서 결정되며, v _t = 1인 고정 값을 가질 수 있다(S604). 또한, 고정된 재생 속도 값을 재생 속도 C로 표현할 수 있다.

동기화 모드1과 달리, 음성 재생 제어부는 순차적으로 음성 녹음부에 저장된 음성 신호를 재생할 때, 지연 시간 측정 및 재생 속도 조절 절차를 수행하지 않을 수 있다.

도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기화 모드 2에서 지연 시간과 음성 재생간의 관계를 설명하기 위한 개념도이다.

도 7을 참조하면, 마이크가 활성화된 이후 가장 먼저 인식된 음성 신호(예를 들어, T=1일때)는 버퍼 재생기에서 음성 재생 제어부에 의해 설정된 재생 속도는 v _t 인 고정 값을 가질 수 있다. 일정 시간 경과 후 인식된 다음 음성 신호(예를 들어, T=2 일때)는 첫 번째 음성 신호의 재생이 완료되면 재생될 수 있다. 그러나 동기화 모드 1과 달리, 버퍼 재생기를 통해 재생되는 음성 신호의 재생 속도는 v _t 로 고정 값을 가지므로, T = n 일 때, 지연 시간 및 재생 시간은 T = 1일 때와 동일하다.

도 8 는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크의 동기화 모드 설정 제어를 위한 제어용 앱과 유·무선 통신을 위한 구성을 설명하기 위한 개념도이다.

도 8을 참조하면, 마이크 동기화 모드의 설정 및 각 동기화 모드별 설정값을 제어하기 위한 제어용 앱이 사용자에게 제공될 수 있다. 제어용 앱은 컴퓨터 또는 스마트 디바이스 중 하나 이상의 장치에서 설치 및 실행이 가능할 수 있다. 제어용 앱은 마이크와 USB-8핀 유선 케이블을 통해 연결될 수 있다. 또한, 제어용 앱은 블루투스(Bluetooth) 장치를 통해 무선 연결될 수도 있다. 따라서 마이크는 유선 연결 제어를 위한 USB단자와 무선 연결 제어를 위한 블루투스 기기를 구비할 수 있다. 사용자는 제어용 앱을 이용하여 마이크의 동기화 모드와 각 동기화 모드별 기본 설정값을 직접 제어할 수 있다. 동기화 모드별 기본 설정값은 각 동기화 모드별 재생 속도, 음성 신호가 음성 녹음 버퍼에 저장되는 간격 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함될 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

또한, 상술한 방법 또는 장치는 그 구성이나 기능의 전부 또는 일부가 결합되어 구현되거나, 분리되어 구현될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (11)

1. 자동 활성화 마이크를 포함하는 음성 처리 장치에서 수행되는 동작 방법에 있어서,
   초기 음성 신호가 탐지된 경우에, 상기 음성 처리 장치가 활성화 상태로 동작하는 단계;
   상기 활성화 상태로 동작하는 상기 음성 처리 장치에서 제1 음성 신호를 수신하는 단계; 및
   상기 초기 음성 신호 및 상기 제1 음성 신호를 동기화 모드에 따라 결정된 재생 속도에 기초하여 출력하는 단계를 포함하며,
   상기 재생 속도에 기초하여 출력하는 단계는,
   상기 동기화 모드가 동기화 모드 1로 설정되는 경우, 상기 제1 음성 신호에 대한 지연 시간을 확인하는 단계;
   상기 지연 시간이 0보다 크면, 상기 제1 음성 신호를 저장하는 단계;
   상기 동기화 모드 1에 따른 재생 속도 B에 따라 상기 초기 음성 신호 및 상기 제1 음성 신호를 출력하는 단계;
   상기 초기 음성 신호 및 상기 제1 음성 신호의 출력이 완료되면, 상기 재생 속도 B에 따라 출력되는 상기 제1 음성 신호에 대한 지연 시간을 측정하는 단계;
   상기 측정된 지연 시간이 0보다 큰 경우, 상기 제1 음성 신호 다음으로 수신한 제2 음성 신호를 저장하는 단계; 및
   상기 저장된 제2 음성 신호의 재생 속도를 상기 재생 속도 B에 α를 곱함으로써 조절하는 단계를 포함하며, 상기 α는 0보다 크고 1보다 작은 값을 갖고, 상기 재생 속도 B는 상기 지연 시간이 0인 경우의 재생 속도 A보다 빠른, 음성 처리 장치에서 수행되는 동작 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 재생 속도에 기초하여 출력하는 단계는,
   상기 동기화 모드가 상기 동기화 모드 1로 설정되는 경우, 상기 제1 음성 신호에 대한 상기 지연 시간을 확인하는 단계; 및
   상기 지연 시간이 0이면, 상기 제1 음성 신호의 저장 없이, 상기 동기화 모드 1에 따른 상기 재생 속도 A에 따라 상기 초기 음성 신호 및 상기 제1 음성 신호를 출력하는 단계를 더 포함하는, 음성 처리 장치에서 수행되는 동작 방법.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 음성 신호에 대하여 상기 측정된 지연 시간은 상기 제1 음성 신호의 출력 시간 t에서 상기 제1 음성 신호가 버퍼에 저장된 시간 T_t,_First 를 뺀 값인, 음성 처리 장치에서 수행되는 동작 방법.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 재생 속도에 기초하여 출력하는 단계는,
   상기 동기화 모드가 동기화 모드 2로 설정되는 경우, 상기 초기 음성 신호 및 상기 제1 음성 신호를 저장하는 단계; 및
   신호 입력과 신호 출력 간의 지연 시간의 조절없이, 상기 동기화 모드 2에 따른 재생 속도 C에 따라 상기 초기 음성 신호와 상기 제1 음성 신호를 순차적으로 출력하는 단계를 포함하는,
   상기 재생 속도 C는 고정된 값을 가지는, 음성 처리 장치에서 수행되는 동작 방법.
8. 자동 활성화 마이크를 포함하는 음성 처리 장치로서,
   프로세서(processor);
   상기 프로세서와 전자적(electronic)으로 통신하는 메모리(memory); 및
   상기 메모리에 저장되는 명령들(instructions)을 포함하며,
   상기 명령들이 상기 프로세서에 의해 실행되는 경우, 상기 명령들은 음성 처리 장치가,
   초기 음성 신호가 탐지된 경우에, 상기 음성 처리 장치가 활성화 상태로 동작하고;
   상기 활성화 상태로 동작하는 상기 음성 처리 장치에서 제1 음성 신호를 수신하고; 그리고
   상기 초기 음성 신호 및 상기 제1 음성 신호를 동기화 모드에 따라 결정된 재생 속도에 기초하여 출력하는 것을 야기하도록 동작하며,
   상기 재생 속도에 기초하여 출력하는 경우 상기 명령들은 상기 음성 처리 장치가,
   상기 동기화 모드가 동기화 모드 1로 설정되는 경우, 상기 제1 음성 신호에 대한 지연 시간을 확인하고;
   상기 지연 시간이 0보다 크면, 상기 제1 음성 신호를 저장하고;
   상기 동기화 모드 1에 따른 재생 속도 B에 따라 상기 초기 음성 신호 및 상기 제1 음성 신호를 출력하고;
   상기 초기 음성 신호 및 상기 제1 음성 신호의 출력이 완료되면, 상기 재생 속도 B에 따라 출력되는 상기 제1 음성 신호에 대한 지연 시간을 측정하고;
   상기 측정된 지연 시간이 0보다 큰 경우, 상기 제1 음성 신호 다음으로 수신한 제2 음성 신호를 저장하고; 그리고
   상기 저장된 제2 음성 신호의 재생 속도를 상기 재생 속도 B에 α를 곱함으로써 조절하는 단계를 포함하며, 상기 α는 0보다 크고 1보다 작은 값을 갖고, 상기 재생 속도 B는 상기 지연 시간이 0인 경우의 재생 속도 A보다 빠른, 음성 처리 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 재생 속도에 기초하여 출력하는 단계는,
   상기 동기화 모드가 상기 동기화 모드 1로 설정되는 경우, 상기 제1 음성 신호에 대한 상기 지연 시간을 확인하고; 그리고
   상기 지연 시간이 0이면, 상기 제1 음성 신호의 저장 없이, 상기 동기화 모드 1에 따른 상기 재생 속도 A에 따라 상기 초기 음성 신호 및 상기 제1 음성 신호를 출력하는 것을 야기하도록 동작하는, 음성 처리 장치.
10. 삭제
11. 제8항에 있어서,
    상기 재생 속도에 기초하여 출력하는 단계는,
    상기 동기화 모드가 동기화 모드 2로 설정되는 경우, 상기 초기 음성 신호 및 상기 제1 음성 신호를 저장하고; 그리고
    신호 입력과 신호 출력 간의 지연 시간의 조절없이, 상기 동기화 모드 2에 따른 재생 속도 C에 따라 상기 초기 음성 신호와 상기 제1 음성 신호를 순차적으로 출력하는 단계를 포함하는,
    상기 재생 속도 C는 고정된 값을 가지는, 음성 처리 장치.
    
    

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