KR20100127194A - 무선 음성 인식 이어폰 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 주변 소음 속에서도 무선 송·수신 모듈과 음성 인식 모듈을 활용하여 화자(발성자 및 청취자)들 간에 고음질의 대화 음성 신호를 교신하여 듣게 하고 다른 언어끼리 자동 통역되어 듣게도 하는 무선 음성 인식 이어폰을 제공하는 데 있다.

Description

무선 음성 인식 이어폰{WIRELESS VOICE RECOGNITION EARPHONE}
본 발명은 귓속 삽입형 무선 음성 인식 이어폰에 관한 것으로서, 특히 주변 소음 속에서 귓속 삽입형 무선 이어폰 기술과 초소형 쌍방향 무선 통신 모듈 기술, 그리고 음성 인식 기술을 모두 합체하여 외부 소음을 차단하고 무선으로 고음질의 소리를 듣도록 하거나 자동 통역되는 귓속 삽입형 무선 음성 인식 이어폰에 관한 것이다.
현재까지 개발되거나 시판되는 보청기들은 음성으로 대화하는 두 대화자 사이에 공기를 통해 전달되는 진동 음압 변화를 대화음을 듣는 상대방의 귀에 삽입된 보청기의 마이크로폰에 의해 전기 신호로 변환시켜 아날로그 혹은 디지털 신호 처리 방식에 의해 신호 처리한 후 리시버에 의해 다시 음압 신호로 변환시켜 고막을 통해 대화음(음성)을 듣도록 하는 방식이다.
이러한 종래의 보청기는 특히 주변 소음이 많아 소음 대비 신호음의 크기 비율이 적은 야외나 시끄러운 장소에서는 보청기로써의 효율이 현저하게 저하되는 근본적인 문제점이 있었다.
이러한 문제점들은 특히 멀리서 대화하는 음성을 분명하게 알아듣기 매우 어렵게 하여 보청기로써의 활용 가치를 떨어뜨린다는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기위하여 보청기의 볼륨을 높이면 동시에 주변 소음도 높아져서 소리만 크지 무슨 말인지 분별하기가 매우 곤란하다는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 여러 가지 문제점을 모두 감안해서 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 주변 소음 속에서도 귀에 삽입된 무선 통신 이어폰과 쌍방향 무선 통신 모듈 그리고 음성인식 모듈을 모두 활용하여 외부 소음을 차단하고 무선으로 고음질의 소리를 듣을 수 있음과 동시에, 외국어를 자동 통역해서 리시버에 출력하는 귓속 삽입형 무선 음성 인식 이어폰을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 귓속 삽입형 무선 음성인식 이어폰은 귓속에 삽입할 수 있도록 달팽이 껍질 형상으로 형성되며, 외이도 밖의 어음 음압신호를 받아서 전기적 음성신호로 변환된 음성신호를 디지털 음성신호로 변환하여 송신함과 동시에, 청각 장애인이 청취할 수 있도록 외이도 내에 디지털 음성신호를 받아 아날로그 음성신호를 출력하는 이어 쉘과; 신체의 특정부위에 장착되어 상기 이어 쉘에서 송신되는 디지털 음성신호를 수신하여 인식된 음성 신호에 등가되는 음성 코드를 출력하고, 인식된 음성 신호에 등가되는 음성 코드를 받아서 발성자 주 무선통신모듈을 개재하여 발성자 휴대폰과 무선통신하고, 발성자 휴대폰과 청취자 휴대폰과의 사이에 통화하는 통화신호를 수신함과 동시에, 청취자 휴대폰에서 출력되는 통화신호를 받아서 특정언어의 음성 코드를 다른 언어의 음성코드와 비교하여 통역하는 메인 시스템을 구비하고 있는 특징으로 한다.
본 발명의 귓속 삽입형 무선 음성인식 이어폰에 의하면, 근거리 무선 통신 방식으로 상대방의 음성 신호를 수집하고 음성 인식 방식으로 상대방의 어음을 전자적으로 분별하므로써 주변 소음 속에서도 고음질의 소리 청취가 가능해지며, 다른 언어간의 통역도 가능하게 하는 효과가 있다.
도 1은 기존의 귓속 삽입형 보청기의 동작 사시도로써 주변 소음 대비 음성 신호음의 비율이 적어 어음 변별력이 저하됨을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 귓속 삽입형 무선 음성 인식 이어폰을 사용하여 휴대폰 통화 또는 근거리 무선 통신을 할 경우의 전체 동작을 설명하는 설명도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 귓속 삽입형 무선 음성 인식 이어폰의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 귓속 삽입형 무선 음성 인식 이어폰의 회로 블록도이다.
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 귓속 삽입형 무선 음성인식 이어폰에 대하여 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 귓속 삽입형 무선 음성인식 이어폰은 귓속에 삽입할 수 있도록 달팽이 껍질 형상으로 형성되며, 외이도 밖의 어음 음압신호를 받아서 전기적 음성신호로 변환된 음성신호를 디지털 음성신호로 변환하여 송신함과 동시에, 청각 장애인이 청취할 수 있도록 외이도 내에 디지털 음성신호를 받아 아날로그 음성신호를 출력하는 이어 쉘(10)과; 신체의 특정부위에 장착되어 상기 이어 쉘(10)에서 송신되는 디지털 음성신호를 수신하여 인식된 음성 신호에 등가되는 음성 코드를 출력하고, 인식된 음성 신호에 등가되는 음성 코드를 받아서 발성자 주 무선통신모듈(30)을 개재하여 발성자 휴대폰(32)과 무선통신하고, 발성자 휴대폰(32)과 청취자 휴대폰(34)과의 사이에 통화하는 통화신호를 수신함과 동시에, 청취자 휴대폰(34)에서 출력되는 통화신호를 받아서 특정 언어의 음성 코드를 다른 언어의 음성코드와 비교하여 통역하는 메인 시스템(20)으로 구성되어 있다.
상기 이어 쉘(10)은 외이도 밖의 어음 음압신호를 받아서 전기적 음성신호로 변환하는 마이크로폰(11)과; 상기 마이크로폰(11)에서 출력되는 전기적 음성신호를 받아서 디지털 음성신호로 변조하여 제1 안테나(12a)를 통해서 상기 메인시스템(20)의 쌍방향 주 근거리 무선 디지털 통신모듈(21)에 송신하는 근거리 쌍방향 부 무선 디지털 통신모듈(12)과; 청각 장애인이 청취할 수 있도록 상기 근거리 쌍방향 부 무선 디지털 통신모듈(12)에서 출력되는 디지털 음성신호를 받아서 아날로그 음성신호로 변환하여 외이도 내에 출력하는 하는 리시버(13)와; 상기 마이크로폰(11), 상기 근거리 쌍방향 부 무선 디지털 통신모듈(12) 및 상기 리시버(13)에 동작전원을 공급하는 제1 배터리(14)로 구성되어 있다.
상기 메인 시스템(20)은 상기 이어 쉘(10)의 근거리 쌍방향 부 무선 디지털 통신모듈(12)에서 송신되는 디지털 음성신호를 제2 안테나(21a)를 통하여 수신하여 복조하는 쌍방향 주 근거리 무선 디지털 통신모듈(21)과; 상기 쌍방향 주 근거리 무선 디지털 통신모듈(21)에서 출력되는 디지털 음성신호를 인식하여 인식된 디지털 음성 신호에 등가되는 음성 코드를 상기 출력하는 음성인식모듈(22)과; 상기 음성인식모듈(22)에서 출력되는 디지털 음성 신호에 등가되는 음성 코드를 받으며, 발성자 주 무선 통신모듈(30)의 제3 안테나(30a)에서 송신되는 발성자 휴대폰(32)과 청취자 휴대폰(34)과의 사이에 통화하는 통화신호를 제4 안테나(23a)를 통해서 받으며, 청취자 휴대폰(34)에서 출력되는 통화신호를 각각 받아서 디지털신호로 복조하는 주 무선 통신모듈(23)과; 상기 주 무선 통신모듈(23)에서 출력되는 음성 코드, 발성자 휴대폰(32)과 청취자 휴대폰(34)과의 사이에 통화하는 통화신호, 청취자 휴대폰(34)에서 출력되는 통화신호를 각각 받아서 특정언어의 음성 코드를 다른 언어의 음성코드와 비교하여 각각 통역하여 상기 쌍방향 주 근거리 무선 디지털 통신모듈(21)에 출력하는 음성통역모듈(24)과; 상기 주 무선 통신모듈(23)에 구동제어 신호를 출력하는 구동제어기(25)와; 상기 쌍방향 주 근거리 무선 디지털 통신모듈(21), 상기 음성인식모듈(22), 상기 주 무선 통신모듈(23), 상기 음성통역모듈(24) 및 상기 구동제어기(25)에 동작전원을 공급하는 제2 배터리(26)로 구성되어 있다.
다음에, 본 발명의 일실시예에 의한 귓속 삽입형 무선 음성인식 이어폰의 작용에 대하여 설명한다.
먼저, 대화자는 음성 발성자(1)(휴대폰 통화의 경우 발성자 휴대폰(32))와 발성된 음성의 청취자(2)(휴대폰 통화의 경우 청취자 휴대폰(34))로 나뉜다. 발성자(1)로부터 멀어질수록 어음 음압(4)이 약해지고, 상대적으로 주변 소음(3)의 음압이 커지면서 청취자(2)는 발성자(1)의 음성을 주변 소음(3) 속에서 청취하기가 어려워진다. 청취자(2)가 이어쉘(10 ; 근거리 쌍방향 무선 디지털 통신모듈이 장착된 보청기)를 착용하였더라도 발성자(1)로부터 거리가 떨어질수록 어음 음압(4)이 약해져서 이어쉘(10)에 장착된 마이크로폰(11)에 수집되는 발성자(1)의 음성 신호에 비해 청취자(2) 주변 소음(3)의 신호가 상대적으로 강해져서 어음 변별력은 여전히 낮아진다.
이에 반해 청취자(2)뿐만 아니라 발성자(1)도 착용하는 이어 쉘(10)에 내장된 마이크로폰(11)을 통해 발성자(1)의 음성 음압(4)을 수집하게 되면 발성자(1)의 어음 음압(4)의 세기는 발성자(1)나 청취자(2) 주변 소음(3)에 대비해 상대적으로 크므로 발성자(1)가 착용한 이어 쉘(10)의 마이크로폰(11)은 높은 비율의 소음 대비 음성 신호를 수집할 수 있다.
이렇게 수집된 발성자(1)의 어음 신호가 발성자(1)가 착용한 이어 쉘(10)에 내장된 근거리 쌍방향 부 무선 디지털 통신모듈(12)의 제1 안테나(12a)에 의해 근거리로 전자기장파를 송신하면, 청취자(2)가 별도로 착용한 메인 시스템(20)의 쌍방향 주 근거리 무선 디지털 통신모듈(21)의 제2 안테나(21a)과 교신하면서 발성자(1)의 음성 신호는 청취자(2)의 쌍방향 주 근거리 무선 통신모듈(21)에 수신된다.
청취자(2)가 착용한 메인 시스템(20)의 쌍방향 주 근거리 무선 통신모듈(21)에서는 수신된 발성자(1)의 음성 신호를 분석하고 메인 시스템(20)에 장착된 음성인식모듈(22)의 음성 인식 알고리즘에 의해 발성자(1) 음성에 대한 등가 음절을 전산적으로 자동 추정한다. 이와 같이 음성인식모듈(22)에서 자동 음성 인식된 음절 신호는 음절 단위당 2 바이트의 메모리에 임시 저장된다.
본 발명에서의 메인 시스템(20)의 음성인식모듈(22)은 발성자(1) 자신의 입력 신호음이 높은 소음 대비 신호음 비율을 가지기 때문에 인식률이 향상될 수 있다. 자동 음성 인식된 발성자(1)의 음성 신호는 이제 디지털의 음성 정보 데이터로 저장되었으며, 각각의 개별적인 음절에 대해 고유의 음절 코드가 부여된다.
발성자와 청취자의 언어가 다른 경우에 통역할 때에는 상기 메인 시스템(20)의 구동제어기(25)에서 입력되는 구동제신호에 의해 몇 개의 연속 음절이 모여 단어를 이룰 때에 몇 개의 연속 음절을 합하여 단어 코드로 저장되기도 한다. 각 나라마다 언어에 따라 음절에 대해 각기 다른 음절과 단어 코드를 부여할 수 있으며, 언어간의 통역을 위해서는 같은 의미를 가지는 음절이나 단어에 대해 1 : 1 매칭에 의한 코드 변환이 가능해진다. 예를 들어 한국어로 '아빠' 라는 단어 코드에 대해 영어로의 변역은 1 : 1로 'Dad'라는 대칭 번역 코드로 전환하면 된다.
이때, 발성자(1)가 착용한 메인 시스템(20)의 쌍방향 주 근거리 무선 통신모듈(21)에서 처리된 발성자(1)의 음성 정보는 음절이나 단어 코드 정보로 전환된 상태에서 청취자(2)가 착용한 쌍방향 주 근거리 무선 디지털 통신모듈(21)로 전자기장파에 의해 제2 안테나(21a)를 경유하여 전달된다.
한편, 발성자(1)와 청취자(2)가 같은 언어를 사용하지 않는 경우에는 청취자(2)가 착용한 메인 시스템(20)의 구동제어기(25)에서 출력되는 구동제어 신호기에 의해 상기 메인 시스템(20)의 음성통역모듈(24)에 내장된 음성 정보 해독 알고리즘에서 다른 언어 코드를 자국 언어 코드(청취자가 사용하는 언어 코드)로 통역되어 쌍방향 주 근거리 무선 디지털 통신모듈(21)의 제2 안테나(21a)를 통해 제1 안테나(12a)를 통해서 근거리 쌍방향 부 무선 디지털 통신모듈(12)에 수신된다.
이와 같이 발성자(1)로부터 청취자(2)에게 전달된 음성 정보는 통역되거나 단순 전달된 발성자(1)의 음성 정보는 다시 청취자(2)가 착용한 메인 시스템(20)의 주 무선 통신모듈(23)에서 다시 청취자(2)의 귀에 삽입된 이어 쉘(10)의 근거리 쌍방향 부 무선 디지털 통신모듈(12)로 제1 안테나(12a)를 통해 전자기장파 형태로 전달된다. 청취자(2)의 근거리 쌍방향 부 무선 디지털 통신모듈(12)에 전달된 발성자(1)의 음성 신호는 청취자(2)도 착용하고 있는 이어 쉘(10)에 내장된 리시버(13)를 통해 청취자(2)의 외이도 내로 어음 음압이 전달되어 최종적으로 청취자(2)는 발성자(1)의 음성 정보를 자신이 이해하는 언어로 듣게 된다.
이때, 발성자(1)와 청취자(2)가 서로 다른 언어를 사용할 경우에는 청취자(2)가 착용한 메인 시스템(20)의 음성인식모듈(22)의 음성 정보 해독기로 이미 자동 통역된 상태이므로 발성자(1)가 다른 언어로 발성하였다해도 청취자(2)는 청취자(2)의 언어로 듣게 된다.
본 발명의 무선 음성 인식 이어폰은 발성자(1)가 발성한 음성 신호를 발성자(1)가 착용한 메인 시스템(20)의 음성인식모듈(22)에서 음성을 인식하였기 때문에 청취자(2)의 주변 소음(3)이 아무리 크다 해도 청취자(2)는 발성자(1)로부터 근거리 무선 통신에 의해 전달받은 음절이나 단어 코드로부터 어음 음압(4)이 발생되기 때문에 주변 소음(3)과 상관없는 깨끗한 소리를 들을 수 있게 된다.
또한 발성자(1)와 청취자(2)는 각각 착용한 메인 시스템(10)의 주 무선 통신 모듈(23)을 발성자 휴대폰(32) 및 청취지(32)과 연동하여 거리에 제한 없이 무제한으로 통신도 가능하다. 즉, 발성자(1)의 주 무선 통신 모듈(30)에서 발성자(1)가 휴대한 발성자 휴대폰(32)으로 발성자(1)의 음성 코드를 전달시키면 발성자 휴대폰(32)은 발성자 주 무선 통신모듈(30)의 제1 안테나(30a)를 통해 공중파를 청취자(2 ; 상대방)의 휴대폰(34)으로 전달되고, 다시 청취자(2)의 휴대폰(34)으로부터 청취자(2)가 착용한 메인 시스템(20)의 주 무선 통신모듈(23)에 전달되었다가, 다시 청취자(2)가 귀에 삽입한 이어 쉘(10)에 장착된 근거리 쌍방향 부 무선 디지털 통신모듈(12)을 통해 신호를 수신하고, 다시 청취자(2)의 이어 쉘(10)에 내장된 리시버(13)를 통해 청취자(2)의 고막으로 어음 음압이 전달되어 청취할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의한 무선 음성 인식 이어폰은 종래의 보청기를 대체하기에 가장 적합할 수 있다. 왜냐하면 종래의 보청기와 달리 청취자(2) 주변의 소음에 상관없이 발성자(1)의 음성을 깨끗이 코드 재생하여 들을 수 있기 때문이다.
상기 설명에 있어서, 상기 이어 쉘(10)의 쌍방향 주 근거리 무선 디지털 통신모듈(21)과 상기 메인 시스템(20)의 쌍방향 주 근거리 무선 디지털 통신모듈(21)은 제1 및 제2 안테나(12a)(21a)를 통해서 서로 쌍방향 송수신하고, 상기 메인 시스템(20)의 주 무선 통신모듈(23)과 상기 발성자 주 무선 통신모듈(23)은 제3 및 제4 안테나(30a)(23)를 통해서 서로 쌍방향 송수신한다.
상기 설명에 있어서, 특정 실시예를 들어서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 본 발명의 개념을 이탈하지 않는 범위내에서 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 여러 가지로 설계 변경하는 것도 본 발명의 청구범위에 포함되는 것은 물론이다.
1:발성자 2:청취자
3:주변 소음 4:어음 음압
10:이어쉘 11:마이크로폰
12:근거리 쌍방향 부 무선 디지털 통신모듈
12a:제1 안테나 13:리시버
14:제1 배터리 20:메인시스템
21:쌍방향 주 근거리 무선 디지털 통신모듈
21a:제2 안테나 22:음성인식모듈
23:주 무선 통신모듈 23a:제4 안테나
24:음성통역모듈 25:구동제어기
26:제2 배터리 30:발성자 주 무선 통신모듈
30a:제3안테나 32:발성자 휴대폰
34:청취자 휴대폰

Claims (4)

  1. 귓속에 삽입할 수 있도록 달팽이 껍질 형상으로 형성되며, 외이도 밖의 어음 음압신호를 받아서 전기적 음성신호로 변환된 음성신호를 디지털 음성신호로 변환하여 송신함과 동시에, 청각 장애인이 청취할 수 있도록 외이도 내에 디지털 음성신호를 받아 아날로그 음성신호를 출력하는 이어 쉘(10)과;
    신체의 특정부위에 장착되어 상기 이어 쉘(10)에서 송신되는 디지털 음성신호를 수신하여 인식된 음성 신호에 등가되는 음성 코드를 출력하고, 인식된 음성 신호에 등가되는 음성 코드를 받아서 발성자 주 무선통신모듈(30)을 개재하여 발성자 휴대폰(32)과 무선통신하고, 발성자 휴대폰(32)과 청취자 휴대폰(34)과의 사이에 통화하는 통화신호를 수신함과 동시에, 청취자 휴대폰(34)에서 출력되는 통화신호를 받아서 특정언어의 음성 코드를 다른 언어의 음성코드와 비교하여 통역하는 메인 시스템(20)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 귓속 삽입형 무선 음성 인식 이어폰.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이어 쉘(10)은 외이도 밖의 어음 음압신호를 받아서 전기적 음성신호로 변환하는 마이크로폰(11)과; 상기 마이크로폰(11)에서 출력되는 전기적 음성신호를 받아서 디지털 음성신호로 변조하여 제1 안테나(12a)를 통해서 상기 메인시스템(20)의 쌍방향 주 근거리 무선 디지털 통신모듈(21)에 송신하는 근거리 쌍방향 부 무선 디지털 통신모듈(12)과; 청각 장애인이 청취할 수 있도록 상기 근거리 쌍방향 부 무선 디지털 통신모듈(12)에서 출력되는 디지털 음성신호를 받아서 아날로그 음성신호로 변환하여 외이도 내에 출력하는 하는 리시버(13)와; 상기 마이크로폰(11), 상기 근거리 쌍방향 부 무선 디지털 통신모듈(12) 및 상기 리시버(13)에 동작전원을 공급하는 제1 배터리(14)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 귓속 삽입형 무선 음성 인식 이어폰.
  3. 제1항에 있어서, 상기 메인 시스템(20)은 상기 이어 쉘(10)의 근거리 쌍방향 부 무선 디지털 통신모듈(12)에서 송신되는 디지털 음성신호를 제2 안테나(21a)를 통하여 수신하여 복조하는 쌍방향 주 근거리 무선 디지털 통신모듈(21)과; 상기 쌍방향 주 근거리 무선 디지털 통신모듈(21)에서 출력되는 디지털 음성신호를 인식하여 인식된 디지털 음성 신호에 등가되는 음성 코드를 상기 출력하는 음성인식모듈(22)과; 상기 음성인식모듈(22)에서 출력되는 디지털 음성 신호에 등가되는 음성 코드를 받으며, 발성자 주 무선 통신모듈(30)의 제3 안테나(30a)에서 송신되는 발성자 휴대폰(32)과 청취자 휴대폰(34)과의 사이에 통화하는 통화신호를 제4 안테나(23a)를 통해서 받으며, 청취자 휴대폰(34)에서 출력되는 통화신호를 각각 받아서 디지털신호로 복조하는 주 무선 통신모듈(23)과; 상기 주 무선 통신모듈(23)에서 출력되는 음성 코드, 발성자 휴대폰(32)과 청취자 휴대폰(34)과의 사이에 통화하는 통화신호, 청취자 휴대폰(34)에서 출력되는 통화신호를 각각 받아서 특정언어의 음성 코드를 다른 언어의 음성코드와 비교하여 각각 통역하여 상기 쌍방향 주 근거리 무선 디지털 통신모듈(21)에 출력하는 음성통역모듈(24)과; 상기 주 무선 통신모듈(23)에 구동제어 신호를 출력하는 구동제어기(25)와; 상기 쌍방향 주 근거리 무선 디지털 통신모듈(21), 상기 음성인식모듈(22), 상기 주 무선 통신모듈(23), 상기 음성통역모듈(24) 및 상기 구동제어기(25)에 동작전원을 공급하는 제2 배터리(26)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 귓속 삽입형 무선 음성 인식 이어폰.
  4. 상기 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 이어 쉘(10)의 쌍방향 주 근거리 무선 디지털 통신모듈(21)과 상기 메인 시스템(20)의 쌍방향 주 근거리 무선 디지털 통신모듈(21)은 제1 및 제2 안테나(12a)(21a)를 통해서 서로 쌍방향 송수신하고, 상기 메인 시스템(20)의 주 무선 통신모듈(23)과 상기 발성자 주 무선 통신모듈(23)은 제3 및 제4 안테나(30a)(23)를 통해서 서로 쌍방향 송수신는 것을 특징으로 하는 귓속 삽입형 무선 음성 인식 이어폰.
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