KR20130127876A - 사용자 단말 장치 및 그를 이용한 누설 음성 신호 제거 방법 - Google Patents

사용자 단말 장치 및 그를 이용한 누설 음성 신호 제거 방법 Download PDF

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KR20130127876A
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Abstract

음성 통화 기능을 제공하는 사용자 단말 장치가 개시된다. 본 사용자 단말 장치는, 사용자 단말 장치의 사용자에게 음성 신호를 출력하는 음성 신호 출력부, 음성 신호 출력부를 통해 출력되는 음성 신호가 사용자의 주변으로 누설되어 발생하는 누설 음성 신호를 제거하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부 및, 생성된 제어 신호를 출력하는 제어 신호 출력부;를 포함하며, 제어 신호는, 사용자 단말 장치와 기설정된 거리만큼 이격된 타겟 지점에 전달되는 누설 음성 신호의 크기를 최소화시키기 위해, 타겟 지점에서 누설된 음성 신호와 역 위상을 갖는다.

Description

사용자 단말 장치 및 그를 이용한 누설 음성 신호 제거 방법 { USER TERMINAL AND METHOD FOR REMOVING LEAKAGE SOUND SIGNAL USING THE SAME }
본 발명은 사용자 단말 장치 및 그를 이용한 누설 음성 신호 제거 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음성 통화 수행 중 누설되는 음성 신호를 제거할 수 있는 사용자 단말 장치 및 그를 이용한 누설 음성 신호 제거 방법에 관한 것이다.
최근 전자 기술의 발전으로, 사용자들은 휴대폰뿐만 아니라 다양한 단말 장치를 이용하여 음성 통화를 수행할 수 있다.
한편, 음성 통화 수행 중 스피커를 통해 출력되는 음성 신호가 주변에 있는 다른 사람에게까지 전달되는 경우가 있다. 소음 레벨이 낮은 공간의 경우에 특히 그러하다.
이와 같이, 음성 신호가 누설되어 주변 사람에게 전달되면 통화 당사자들의 사생활이 노출될 수 있으며, 다른 한편으로, 주변 사람에게는 누설되는 음성 신호가 소음으로 여겨져 불편함을 초래할 수 있다.
이에 따라, 음성 통화 수행 중에 누설되는 음성 신호를 최소화시키기 위한 방안의 모색이 요청된다.
본 발명은 상술한 필요성에 따른 것으로 본 발명의 목적은 음성 통화 중 누설되는 음성 신호를 제거하기 위한 사용자 단말 장치 및 그를 이용한 누설 음성 신호 제거 방법을 제공함에 있다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른, 음성 통화 기능을 제공하는 사용자 단말 장치는 상기 사용자 단말 장치의 사용자에게 음성 신호를 출력하는 음성 신호 출력부, 상기 음성 신호 출력부를 통해 출력되는 음성 신호가 상기 사용자의 주변으로 누설되어 발생하는 누설 음성 신호를 제거하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부 및, 상기 생성된 제어 신호를 출력하는 제어 신호 출력부를 포함하며, 상기 제어 신호는, 상기 사용자 단말 장치와 기설정된 거리만큼 이격된 타겟 지점에 전달되는 누설 음성 신호의 크기를 최소화시키기 위해, 상기 타겟 지점에서 상기 누설된 음성 신호와 역 위상을 갖는다.
여기에서, 상기 제어 신호 생성부는, 상기 타겟 지점과 상기 음성 신호 출력부 사이의 전달함수 및 상기 타겟 지점과 상기 제어 신호 출력부 사이의 전달함수를 이용하여 필터 계수를 산출하고, 상기 산출된 필터 계수를 상기 음성 신호에 적용하여 상기 제어 신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 제어 신호 생성부는, 아래의 수학식을 이용하여 상기 필터 계수를 산출할 수 있다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
여기에서, q는 필터 계수, hre (1), hre (2),..., hre (m)는 m개의 타겟 지점이 존재할 때, 각 타겟 지점과 상기 음성 신호 출력부 사이의 전달함수, hse (1), hse (2),..., hse (m)는 m개의 타겟 지점이 존재할 때, 각 타겟 지점과 상기 제어 신호 출력부 사이의 전달함수이다.
한편, 본 실시 예에 따른 사용자 단말 장치는, 상기 음성 신호에 대해 마스킹 효과를 적용하기 위한 마스킹 효과 적용부를 더 포함하며, 상기 음성 신호 출력부는, 상기 마스킹 효과가 적용된 음성 신호를 출력하며, 상기 제어 신호 생성부는, 상기 마스킹 효과가 적용되어 출력되는 음성 신호가 누설되어 발생하는 누설 음성 신호를 제거하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 음성 통화 기능을 제공하는 사용자 단말 장치의 누설 음성 신호 제거 방법은, 상기 사용자 단말 장치의 사용자에게 음성 신호를 출력하는 단계, 상기 출력되는 음성 신호가 상기 사용자의 주변으로 누설되어 발생하는 누설 음성 신호를 제거하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계 및, 상기 생성된 제어 신호를 출력하는 단계를 포함하며, 상기 제어 신호는, 상기 사용자 단말 장치와 기설정된 거리만큼 이격된 타겟 지점에 전달되는 누설 음성 신호의 크기를 최소화시키기 위해, 상기 타겟 지점에서 상기 누설된 음성 신호와 역 위상을 갖는다.
여기에서, 상기 생성하는 단계는, 상기 타겟 지점과 상기 음성 신호 출력부 사이의 전달함수 및 상기 타겟 지점과 상기 제어 신호 출력부 사이의 전달함수를 이용하여 필터 계수를 산출하고, 상기 산출된 필터 계수를 상기 음성 신호에 적용하여 상기 제어 신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 생성하는 단계는, 아래의 수학식을 이용하여 상기 필터 계수를 산출할 수 있다.
Figure pat00004
Figure pat00005
Figure pat00006
여기에서, q는 필터 계수, hre (1), hre (2),..., hre (m)는 m개의 타겟 지점이 존재할 때, 각 타겟 지점과 상기 음성 신호 출력부 사이의 전달함수, hse (1), hse (2),..., hse (m)는 m개의 타겟 지점이 존재할 때, 각 타겟 지점과 상기 제어 신호 출력부 사이의 전달함수이다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 누설 음성 신호 제거 방법은, 상기 음성 신호에 대해 마스킹 효과를 적용하는 단계를 더 포함하며, 상기 음성 신호를 출력하는 단계는, 상기 마스킹 효과가 적용된 음성 신호를 출력하며, 상기 생성하는 단계는, 상기 마스킹 효과가 적용되어 출력되는 음성 신호가 누설되어 발생하는 누설 음성 신호를 제거하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 음성 통화 중 누설되는 음성 신호를 다른 신호를 이용하여 상쇄시킬 수 있다. 이에 따라, 통화 당사자들의 사생활 보호를 꾀할 수 있고, 다른 한편으로 누설 음성 신호로 주변 사람이 받는 불편함을 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 단말 장치를 이용하여 누설 음성 신호를 제거하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 단말 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 제거 신호를 생성하기 위해, 음성 신호에 적용되는 필터 계수를 산출하기 위한 방법을 설명하는 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 단말 장치의 세부구성을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스킹 효과 적용부(140)의 세부 구성을 설명하기 위한 블록도,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어 신호 출력부가 사용자 단말 장치에서 배치되는 위치를 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 누설 음성 신호를 감쇄시키는 방법을 설명하기 위한 도면, 그리고
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 음성 통화 기능을 제공하는 사용자 단말 장치의 누설 음성 신호 제거 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 자세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 단말 장치를 이용하여 누설 음성 신호를 제거하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 사용자 단말 장치(100)는 스마트폰과 같은 휴대폰, 테블릿(tablet), PDA(Personal Digital Assitant) 등으로 구현되어, 음성 통화 기능을 제공한다. 즉, 사용자 단말 장치(100)는 타 사용자 단말 장치(미도시)로부터 수신된 음성 신호를 사용자(1)에게 출력하고, 사용자(1)로부터 발화되는 음성 신호를 수집하여 타 사용자 단말 장치(미도시)로 전송할 수 있다.
한편, 사용자 단말 장치(100)로부터 음성 신호(10)가 출력되어 사용자(1)에게 전달될 때, 출력된 음성 신호가 누설되어 사용자 단말 장치(100)와 인접한 타 사용자(2)에게 전달될 수 있다. 즉, 출력된 음성 신호(10) 중 일부는 사용자 단말 장치(100)가 밀착된 사용자(1)의 귀로 입력되지만, 사용자 단말 장치(100)와 사용자(1)의 귀 사이에 형성된 공간으로 음성 신호(10) 중 일부가 누설될 수 있다.
이와 같은 타 사용자(2)에게 전달되는 누설 음성 신호(20)를 제거하기 위해, 사용자 단말 장치(100)는 제어 신호(30)를 생성하여 출력할 수 있다. 구체적으로, 사용자 단말 장치(100)는 기설정된 거리만큼 이격된 타겟 지점에 전달되는 누설 음성 신호(20)와 역 위상을 갖도록 제어 신호(30)를 생성하여 출력하여, 타겟 지점에서 누설 음성 신호(20)와 상쇄시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 단말 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 2를 참조하면, 사용자 단말 장치(100)는 음성 신호 출력부(110), 제어 신호 생성부(120), 제어 신호 출력부(130)를 포함한다. 비록, 도 2에는 도시하지 않았지만, 사용자 단말 장치(100)는 음성 통화 기능을 제공할 수 있는 음성 통화 기능 블록(미도시)를 포함하며, 사용자는 사용자 단말 장치(100)를 통해 타 사용자 단말 장치(미도시)와 음성 통화를 수행할 수 있다.
음성 신호 출력부(110)는 사용자 단말 장치(100)의 사용자에게 음성 신호를 출력한다. 여기에서, 음성 신호는 음성 통화 기능에 따라 타 사용자 단말 장치(미도시)로부터 수신된 음성 신호이다. 이를 위해, 음성 신호 출력부(110)는 스피커 등으로 구현되어, 사용자 단말 장치(100)의 일 면에 구비될 수 있다.
제어 신호 생성부(120)는 음성 신호 출력부(110)를 통해 출력되는 음성 신호가 사용자의 주변으로 누설되어 발생하는 누설 음성 신호를 제거하기 위한 제어 신호를 생성한다.
구체적으로, 제어 신호 생성부(120)는 사용자 단말 장치(100)와 기설정된 거리만큼 이격된 타겟 지점에 전달되는 누설 음성 신호의 크기를 최소화시키기 위해, 타겟 지점에서 누설된 음성 신호와 역 위상을 갖는 제어 신호를 생성할 수 있다. 즉, 제어 신호 생성부(120)는 제어 신호 출력부(130)에서 출력된 제어 신호가 타겟 지점에서 누설 음성 신호와 역 위상을 갖도록, 제어 신호를 생성할 수 있다. 여기에서, 제어 신호 생성부(120)는 실험적으로 측정되어 기저장된 필터 계수를 음성 신호에 적용하여 제어 신호를 생성할 수 있으며, 보다 구체적인 설명을 위해 도 3을 함께 참조하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 제거 신호를 생성하기 위해, 음성 신호에 적용되는 필터 계수를 산출하기 위한 방법을 설명하는 도면이다.
타겟 지점은 사용자 단말 장치(100)의 주변 지점으로, 복수 개로 설정된다. 예를 들어, 도 3과 같이, 타겟 지점은 사용자 단말 장치(100)와 반경 60㎝을 이루는 가상의 원 상에서 동일한 간격을 갖는 8개의 지점(31, 32,..., 38)으로 설정될 수 있다. 한편, 각 타겟 지점에는 음성 신호 수집을 위한 마이크가 구비되어, 음성 신호 출력부(110) 및 제거 신호 출력부(130)를 통해 출력된 음성 신호를 수집한다.
제어 신호 생성부(120)는 각 타겟 지점에서 수집된 음성 신호들에 기초하여, 음성 신호 출력부(110)와 각 타겟 지점 사이의 전달함수 및 제거 신호 출력부(130)와 각 타겟 지점 사이의 전달함수를 산출한다. 그리고, 제어 신호 생성부(120)는 타겟 지점과 음성 신호 출력부(110) 사이의 전달함수 및 타겟 지점과 제어 신호 출력부(130) 사이의 전달함수를 이용하여 필터 계수를 산출한다.
구체적으로, 타겟 지점과 음성 신호 출력부(110) 사이에서 산출된 전달함수가 hre (m)일때, 각 타겟 지점과 음성 신호 출력부(110) 사이의 전달함수 Pre는 다음과 같은 수학식 1과 같은 행렬로 표현될 수 있으며, 타겟 지점과 제어 신호 출력부(130) 사이에서 산출된 전달함수가 hse (m)일때, 각 타겟 지점과 제어 신호 출력부(130) 사이의 전달함수 hre는 다음과 같은 수학식 2와같은 행렬로 표현될 수 있다.
Figure pat00007
Figure pat00008
여기에서, m은 타겟 지점의 개수이고, T는 트랜스포스(transpose) 연산자, H는 에르미트(hermitian) 연산자를 나타낸다.
한편, 제어 신호 생성부(120)는 아래의 수학식 3을 이용하여 필터 계수를 산출한다.
Figure pat00009
즉, 제어 신호 생성부(120)는 전달함수 Pre와 필터 계수가 적용된 전달함수 hre사이의 차(error)가 최소가 되도록, 필터 계수 q를 산출할 수 있다. 이에 따라, 산출된 필터 계수 q는 아래의 수학식 4와 같다.
Figure pat00010
여기에서, q는 필터 계수이며, 주파수 도메인 상에서 산출될 수 있다.
제어 신호 생성부(120)는 수학식 4와 같이 산출된 필터 계수와 음성 신호를 시간 영역에서 컨볼루션하여, 기설정된 타겟 지점에서 누설 음성 신호와 역 위상을 갖는 제어 신호를 생성한다.
이에 따라, 타겟 지점에 위치한 사용자에게 전달되는 누설 음성 신호의 영향을 최소화시킬 수 있으며, 뿐만 아니라, 타겟 지점 외의 사용자 단말 장치(100)의 주변에 위치한 사용자에게 전달되는 누설 음성 신호의 영향을 최소화시킬 수 있게 된다.
제어 신호 출력부(130)는 제어 신호를 출력한다. 여기에서, 제어 신호는 누설 음성 신호를 상쇄시키기 위한 신호를 의미하며, 타겟 지점에서 누설 음성 신호와 역 위상을 갖는 신호일 수 있다. 이를 위해, 제어 신호 출력부(130)는 스피커 등으로 구현되어, 사용자 단말 장치(100)의 타 면에 구비될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 단말 장치의 세부구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 4에 따르면, 사용자 단말 장치(100)는 음성 신호 출력부(110), 제어 신호 생성부(120), 제어 신호 출력부(130) 및, 마스킹 효과 적용부(140)를 포함한다. 한편, 도 4를 설명함에 있어, 도 2와 동일한 도면 부호를 갖는 구성은 동일한 기능을 수행한다는 점에서, 구체적인 중복설명은 생략하도록 한다.
마스킹 효과 적용부(140)는 음성 신호에 마스킹 효과를 적용한다. 여기에서, 마스킹 효과(masking effect)란, 어느 음이 존재하면 다른 음이 잘 들리지 않게 되는 현상을 의미한다. 즉, 방해음에 의해서 어느 음의 최소 가청 한계가 상승하는 현상을 의미하며, 최소 가청 한계의 상승분을 마스킹 양이라 한다. 마스킹 양은 방해음(듣기 원하지 않는 음: 마스커(Masker))과 목적음(듣고자 하는 음: 마스키(Maskee))의 주파수가 가까울수록 커진다. 보다 구체적인 설명을 위해, 도 5를 참조한다
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스킹 효과 적용부(140)의 세부 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 5에 따르면, 마스킹 효과 적용부(140)는 음성 신호 변환부(141), 음성 신호 감쇄부(142) 및, 음성 신호 역변환부(143)를 포함한다.
음성 신호 변환부(141)는 음성 신호를 주파수 영역으로 변환하는 기능을 수행한다. 구체적으로, 음성 신호 변환부(141)는 음성 신호를 샘플링하여 프레임 단위로 분리하고, 분리된 프레임에 윈도우(Window)를 적용한다. 이 경우, Sine Window 또는 Kaiser-Bessel Derived Window 등이 적용될 수 있다. 그리고, 음성 신호 변환부(141)는 윈도윙 처리가 된 신호에 Discrete Fourier Transform, Modified Discrete Cosine Transform를 수행하여 주파수 영역으로 음성 신호를 변환할 수 있다. 이 경우, 음성 신호 변환부(141)는 주파수 영역으로의 변환을 위해 Quadrature Mirror Filterbank(QMK)를 윈도윙 처리가 된 신호에 적용할 수도 있다.
음성 신호 감쇄부(142)는 음성 신호 변환부(141)로부터 전달받은 음성 신호의 에너지를 감소시키는 기능을 수행한다. 먼저, 음성 신호 감쇄부(142)는 주파수 영역으로 변환된 음성 신호에 대해 청각 기관의 특성이 반영된 청신경 자극 패턴(Excitation Patter)을 산출한다. 구체적으로, 음성 신호 감쇄부(142)는 내이(內耳) 안의 기저막(基底膜)의 해상력을 모사하는 Equivalent Rectangular Band(ERB) 또는 Critical Band를 주파수 영역으로 변환된 음성 신호에 적용하고, 각각의 자극이 인접한 청신경에 끼치는 영향을 모델링한 Spreading Function을 통하여 청신경 자극 패턴을 산출한다.
그리고, 음성 신호 감쇄부(142)는 산출된 청신경 자극 패턴을 분석하여 톤(Tone) 성분과 노이즈(Noise) 성분을 구분하고, 각 성분에 대한 마스킹 임계값(Masking Threshold)을 산출한다.
구체적으로, 음성 신호 감쇄부(142)는 MPEG Psychoacoustic Model에서 사용되는 Tonality와 같은 신호의 연속성을 이용하거나, 주파수 영역에서 인접한 주위 주파수 성분들에 비하여 큰 에너지를 갖는 성분을 추출하는 방법을 통해 톤 성분과 노이즈 성분을 구분할 수 있다. 그리고, 음성 신호 감쇄부(142)는 노이즈 성분이 톤 성분에 비해 더 좋은 마스커로 작용한다는 점에서, 서로 다른 마스킹 모델을 적용하여 각 성분들에 대한 마스킹 임계값을 산출하고, 이를 통합하여 전체 마스킹 임계값을 산출할 수 있다. 여기에서, 마스킹 임계값은 마스커에 의해 마스킹되는 주파수 대역에서의 음압 레벨을 의미할 수 있다.
한편, 마스킹 임계값에 대응되는 주파수 대역은 통화 수행 중에 사람이 인지하지 못하므로, 음성 신호 감쇄부(142)는 마스킹 임계값에 대응되는 주파수 대역의 에너지를 제거하여, 음성 신호의 출력을 감소시킨다. 이에 따라, 음성 신호의 에너지가 전반적으로 감소되고, 누설 음성 신호의 에너지 또한 감소하게 된다. 즉, 통화 당사자들이 인지하지 못하는 마스킹 임계값에서의 에너지 감소를 통해 누설 음성 신호의 에너지까지 감소시켜, 통화를 수행하지 않는 다른 사람에게 누설 음성 신호가 미치는 영향을 최소화시킬 수 있다.
한편, 음성 신호 감쇄부(142)는 마스킹 임계값 이상의 감소가 필요한 경우, 추가적인 에너지 보정을 수행할 수 있다. 구체적으로, 음성 신호 감쇄부(142)는 음성 신호 출력부(110)에서 출력되는 음성 신호 중 에너지가 가장 높은 주파수 대역의 에너지를 기설정된 데시벨(dB)만큼 감소시키거나(Static Equalization 방식), 상대적으로 주변의 주파수 성분들에 비해 에너지 비가 높은 포먼트(Formant) 성분들의 음압을 감소시켜(Dynamic Equalization 방식), 음성 신호의 에너지를 추가적으로 감소시킬 수도 있다.
여기에서, 감소되는 에너지 레벨은 사용자가 음압 레벨의 감소를 인지하지 못하는 정도가 됨이 바람직하다. 예를 들어, 하기와 같은 수학식 5를 에너지가 높은 주파수 대역 또는 포먼트 성분에 대한 음성 신호에 적용할 수 있다.
Figure pat00011
여기에서, x는 에너지가 높은 주파수 대역 또는 포먼트 성분에 대한 음성 신호, μ, V는 임의의 파라미터이다.
음성 신호 역변환부(143)는 주파수 영역 상의 음성 신호를 시간 영역으로 변환하는 기능을 수행한다. 즉, 음성 신호 역변환부(143)는 음성 신호 변환부(141)의 역 기능을 수행한다.
구체적으로, 음성 신호 역변환부(143)는 음성 신호 감쇄부(142)에서 처리된 주파수 영역의 음성 신호를 시간 영역으로 변환한다. 이 경우, 시간 영역으로의 변환을 위해, Inverse Discrete Fourier Transform 또는 Inverse Modified Discrete Cosine Transform 등이 적용될 수 있다.
그리고, 음성 신호 역변환부(143)는 시간 영역으로 변환된 음성 신호에 대해 프레임마다 윈도우를 적용하고, 윈도윙 처리된 신호들을 오버랩 및 결합하여 원 음성 신호를 생성할 수 있다. 이 경우, 윈도윙 처리시 적용되는 윈도우는 음성 신호 변환부(141)에서 적용된 윈도우와 반대 기능을 수행하기 위한 윈도우일 수 있다.
한편, 음성 신호 출력부(110)는 마스킹 효과가 적용된 음성 신호를 출력할 수 있다. 그리고, 제어 신호 출력부(130)는 마스킹 효과가 적용되는 음성 신호가 누설되어 발생하는 누설 음성 신호를 제거하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 이를 위해, 제어 신호 생성부(120)는 마스킹 효과가 적용된 음성 신호와 기산출된 필터 계수를 시간 영역에서 컨볼루션하여, 기설정된 타겟 지점에서 마스킹 효과가 적용되어 출력된 음성 신호와 역위상을 갖는 제어 신호를 생성할 수 있다. 이처럼, 에너지 크기가 감소된 음성 신호에 기초하여 제어 신호를 생성한다는 점에서, 타겟 지점 및 타겟 지점 외의 사용자 단말 장치(100)의 주변에 위치한 사용자에게 전달되는 누설 음성 신호의 영향을 더욱 효과적으로 최소화시킬 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어 신호 출력부가 사용자 단말 장치에서 배치되는 위치를 설명하기 위한 도면이다.
제어 신호 출력부(210)는 스피커로 구현되어 사용자 단말 장치(200)의 타면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 6과 같이 제어 신호 출력부(210)는 사용자 단말 장치(100)의 후면 상단 부분의 다양한 위치에 배치될 수 있다. 하지만, 이는 일 예일 뿐이고, 제어 신호 출력부(210)는 후면 중앙 부분, 후면 하단 부분 등 다양한 위치에 배치될 수 있음은 물론이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 누설 음성 신호를 감쇄시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
음성 통화 기능이 수행되면 사용자 단말 장치(300)는 타 사용자 단말 장치(미도시)로부터 음성 신호를 수신하여, 음성 신호 출력부(310)를 통해 출력한다. 출력된 음성 신호의 일부(330)는 사용자에 입력되지만, 일부(340)는 외부로 누설될 수 있다. 이에 따라, 사용자 단말 장치(300)는 누설 음성 신호(340)를 제거하기 위해, 음성 신호에 기설정된 필터 계수를 적용하여 제어 신호(350)를 생성하고 생성된 제어 신호(350)를 제어 신호 출력부(320)를 통해 출력할 수 있다.
즉, 기설정된 타겟 지점에서 제어 신호(350)는 누설 음성 신호(340)와 역 위상을 갖게 되므로, 타겟 지점에서 누설 음성 신호(340)는 제어 신호(350)에 의해 상쇄될 수 있다. 뿐만 아니라, 타겟 지점 외의 사용자 단말 장치(300)의 주변에서도 누설 음성 신호(340)는 제어 신호(350)에 의해 그 크기가 축소되어, 주변 사용자에게 미치는 영향이 최소화될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 음성 통화 기능을 제공하는 사용자 단말 장치의 누설 음성 신호 제거 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 사용자 단말 장치의 사용자에게 음성 신호를 출력한다(S810). 구체적으로, 사용자 단말 장치의 일 면에 구비된 스피커를 통해, 음성 신호를 출력할 수 있다.
그리고, 출력되는 음성 신호가 상기 사용자의 주변으로 누설되어 발생하는 누설 음성 신호를 제거하기 위한 제어 신호를 생성한다(S820). 여기에서, 제어 신호는, 사용자 단말 장치와 기설정된 거리만큼 이격된 타겟 지점에 전달되는 누설 음성 신호의 크기를 최소화시키기 위해, 타겟 지점에서 누설된 음성 신호와 역 위상을 갖는 신호일 수 있다.
구체적으로, 타겟 지점과 음성 신호 출력부 사이의 전달함수 및 타겟 지점과 제어 신호 출력부 사이의 전달함수를 이용하여 필터 계수를 산출하고, 산출된 필터 계수를 음성 신호에 적용하여 제어 신호를 생성할 수 있다. 여기에서, 필터 계수는 아래의 수학식을 이용하여 산출될 수 있다.
Figure pat00012
Figure pat00013
Figure pat00014
여기에서, q는 필터 계수, hre (1), hre (2),..., hre (m)는 m개의 타겟 지점이 존재할 때, 각 타겟 지점과 상기 음성 신호 출력부 사이의 전달함수, hse (1), hse (2),..., hse (m)는 m개의 타겟 지점이 존재할 때, 각 타겟 지점과 상기 제어 신호 출력부 사이의 전달함수이다. 이들 수학식에 대해서는 상술한바 있다는 점에서, 중복 설명은 생략하도록 한다.
이후, 생성된 제어 신호를 출력한다(S830). 즉, 사용자 단말 장치에서 음성 신호 출력부가 배치된 면의 반대편에 스피커 등을 구비하여, 제어 신호를 출력할 수 있다.
한편, 본 실시 예에 따른 누설 음성 신호 제거 방법은, 음성 신호에 대해 마스킹 효과를 적용할 수 있다. 즉, 마스킹 효과가 적용된 음성 신호를 출력하고, 마스킹 효과가 적용되어 출력되는 음성 신호가 누설되어 발생하는 누설 음성 신호를 제거하기 위한 제어 신호를 생성할 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 사용자 단말 장치를 이용하여 누설 음성 신호 제거 방법을 순차적으로 수행하는 프로그램이 저장된 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)가 제공될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100 : 사용자 단말 장치 110 : 음성 신호 출력부
120 : 제어 신호 생성부 130 : 제어 신호 출력부

Claims (8)

  1. 음성 통화 기능을 제공하는 사용자 단말 장치에 있어서,
    상기 사용자 단말 장치의 사용자에게 음성 신호를 출력하는 음성 신호 출력부;
    상기 음성 신호 출력부를 통해 출력되는 음성 신호가 상기 사용자의 주변으로 누설되어 발생하는 누설 음성 신호를 제거하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부; 및,
    상기 생성된 제어 신호를 출력하는 제어 신호 출력부;를 포함하며,
    상기 제어 신호는,
    상기 사용자 단말 장치와 기설정된 거리만큼 이격된 타겟 지점에 전달되는 누설 음성 신호의 크기를 최소화시키기 위해, 상기 타겟 지점에서 상기 누설된 음성 신호와 역 위상을 갖는, 사용자 단말 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 신호 생성부는,
    상기 타겟 지점과 상기 음성 신호 출력부 사이의 전달함수 및 상기 타겟 지점과 상기 제어 신호 출력부 사이의 전달함수를 이용하여 필터 계수를 산출하고, 상기 산출된 필터 계수를 상기 음성 신호에 적용하여 상기 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어 신호 생성부는,
    아래의 수학식을 이용하여 상기 필터 계수를 산출하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말 장치.
    Figure pat00015

    Figure pat00016

    Figure pat00017

    여기에서, q는 필터 계수, hre (1), hre (2),..., hre (m)는 m개의 타겟 지점이 존재할 때, 각 타겟 지점과 상기 음성 신호 출력부 사이의 전달함수, hse (1), hse (2),..., hse (m)는 m개의 타겟 지점이 존재할 때, 각 타겟 지점과 상기 제어 신호 출력부 사이의 전달함수이다.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 음성 신호에 대해 마스킹 효과를 적용하기 위한 마스킹 효과 적용부;를 더 포함하며,
    상기 음성 신호 출력부는, 상기 마스킹 효과가 적용된 음성 신호를 출력하며,
    상기 제어 신호 생성부는, 상기 마스킹 효과가 적용되어 출력되는 음성 신호가 누설되어 발생하는 누설 음성 신호를 제거하기 위한 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말 장치.
  5. 음성 통화 기능을 제공하는 사용자 단말 장치의 누설 음성 신호 제거 방법에 있어서,
    상기 사용자 단말 장치의 사용자에게 음성 신호를 출력하는 단계;
    상기 출력되는 음성 신호가 상기 사용자의 주변으로 누설되어 발생하는 누설 음성 신호를 제거하기 위한 제어 신호를 생성하는 단계; 및,
    상기 생성된 제어 신호를 출력하는 단계;를 포함하며,
    상기 제어 신호는,
    상기 사용자 단말 장치와 기설정된 거리만큼 이격된 타겟 지점에 전달되는 누설 음성 신호의 크기를 최소화시키기 위해, 상기 타겟 지점에서 상기 누설된 음성 신호와 역 위상을 갖는, 누설 음성 신호 제거 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 생성하는 단계는,
    상기 타겟 지점과 상기 음성 신호 출력부 사이의 전달함수 및 상기 타겟 지점과 상기 제어 신호 출력부 사이의 전달함수를 이용하여 필터 계수를 산출하고, 상기 산출된 필터 계수를 상기 음성 신호에 적용하여 상기 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 누설 음성 신호 제거 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 생성하는 단계는,
    아래의 수학식을 이용하여 상기 필터 계수를 산출하는 것을 특징으로 하는 누설 음성 신호 제거 방법.
    Figure pat00018

    Figure pat00019

    Figure pat00020

    여기에서, q는 필터 계수, hre (1), hre (2),..., hre (m)는 m개의 타겟 지점이 존재할 때, 각 타겟 지점과 상기 음성 신호 출력부 사이의 전달함수, hse (1), hse (2),..., hse (m)는 m개의 타겟 지점이 존재할 때, 각 타겟 지점과 상기 제어 신호 출력부 사이의 전달함수이다.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 음성 신호에 대해 마스킹 효과를 적용하는 단계;를 더 포함하며,
    상기 음성 신호를 출력하는 단계는, 상기 마스킹 효과가 적용된 음성 신호를 출력하며,
    상기 생성하는 단계는, 상기 마스킹 효과가 적용되어 출력되는 음성 신호가 누설되어 발생하는 누설 음성 신호를 제거하기 위한 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 누설 음성 신호 제거 방법.
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