KR20140091195A - 안경 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

음향의 발생 위치를 촬영하여 투명 디스플레이에 표시하고, 음향의 크기에 따라 투명도를 조절하는 안경 및 그 제어방법을 제공한다.
안경은 외부로부터 음향을 입력받고, 상기 음향이 발생한 위치를 인식하는 음향 입력부와, 음향이 발생한 위치를 촬영하여 영상 정보를 생성하는 카메라 및 카메라에 의해 생성된 영상 정보를 음향이 발생한 위치에 매칭되는 영역에 표시하고, 상기 음향의 크기에 따라 투명도가 조절되는 투명 디스플레이를 포함하므로, 음향의 발생 위치에 대한 영상 정보를 청각 장애자에게 알려줄 수 있고, 투명 디스플레이의 투명도를 조정함으로써 주의를 환기시킬 수 있다.

Description

안경 및 그 제어방법{Glasses and control method thereof}
본 발명은 음향을 인식하여 영상 정보를 출력하는 안경 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 청각 장애인은 시각 장애인과는 달리 시각을 통해서 일상 생활의 모든 사물과 주변 상황 및 기기 상태를 식별할 수 있다. 특히 청각에 다소 장애가 있는 노인이나 약청자의 경우에는 보청기를 사용함으로써, 주변 상황을 인식하고 판단하게 되므로 일상생활에 불편함을 최소화할 수 있다. 그러나, 전혀 소리를 듣지 못하는 청각 장애인의 경우에는 보청기를 사용할 수 없고, 주로 시각만으로 그들의 주변에서 벌어지는 상황들을 인지한다. 따라서, 청각 장애인들은 그들의 시각이 미치는 범위 밖에서 벌어지는 상황들에 대해서는 어떤 상황들이 벌어지고 있는지를 인지하지 못하는 것이 현실이다. 또한, 시각이 미치는 범위내에서 벌어지는 상황들이라도 그 상황들이 동적인 상황이 아니고 정적인 상황들일 경우에도 그 상황들을 정확하게 인지하지 못할 것이다.
이러한 문제들을 해결하기 위하여 손목시계 형태의 경보 표시기를 이용하여 청각 장애인에게 청각적인 정보를 시각적으로 변환해주는 청각장애인용 알림장치가 공지되어 있으나, 긴급한 상황에 반응하는데 있어서 손목시계의 신호를 시각적으로 확인하는데 상당한 시간이 소요된다는 문제가 있다.
또한, 손목 또는 기타 신체의 일부에 장착하여 청각적 신호를 진동 형태로 전환하여 청각 장애인에게 주변 상황 또는 긴급 상황을 알려주는 청각장애인용 진동 알림 장치가 개시되어 있으나, 주변 상황에 의해 진동 신호가 감지되지 못하는 경우 등이 발생할 수 있어 정보 전달이 용이하지 않다는 문제가 있다.
본 발명의 일측면은 음향의 발생 위치를 촬영하여 투명 디스플레이에 표시하는 안경 및 그 제어방법을 제공한다.
본 발명의 다른 측면은 음향의 크기에 따라 투명도가 조절되는 안경 및 그 제어방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면은 음향의 크기 변화율에 따라 투명도의 변화율이 조절되는 안경 및 그 제어방법을 제공한다.
이를 위한 본 발명의 일측면에 의한 안경은 외부로부터 음향을 입력받고, 상기 음향이 발생한 위치를 인식하는 음향 입력부;와, 상기 음향이 발생한 위치를 촬영하여 영상 정보를 생성하는 카메라; 및 상기 카메라에 의해 생성된 영상 정보를 상기 음향이 발생한 위치에 매칭되는 영역에 표시하는 투명 디스플레이를 포함할 수 있다.
상기 음향 입력부는 복수 개의 마이크로폰을 포함할 수 있고, 상기 복수 개의 마이크로폰에 음향이 도착하는 시간 지연 정보를 이용하여 상기 음원의 위치를 인식할 수 있다.
상기 카메라의 동작을 제어하는 촬상 제어부와, 상기 카메라에 의해 촬영된 영상을 처리하여 상기 투명 디스플레이에 표시하기 위한 화면 데이터를 생성하는 영상처리부를 더 포함할 수 있다.
상기 음향의 크기 변화에 따라 상기 투명 디스플레이의 투명도를 조절하는 시각화 후처리부를 더 포함할 수 있다.
상기 시각화 후처리부는 상기 음향의 크기가 크면 상기 투명 디스플레이의 투명도를 낮게 하고, 상기 음향의 크기가 작으면 상기 투명 디스플레이의 투명도를 높게 할 수 있다.
상기 시각화 후처리부는 상기 음향의 크기가 미리 정해진 기준보다 크고, 상기 음향이 미리 정해진 물체로부터 발생한 것으로 판단되면, 상기 투명 디스플레이의 투명도를 조절할 수 있다.
상기 시각화 후처리부는 상기 음향의 크기 변화율에 비례하여 상기 투명도의 단위시간당 변화율을 조절할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 의한 안경의 제어방법은 외부에서 발생한 음향을 수신하는 음향 입력부와, 영상을 촬영하는 카메라와, 상기 영상을 출력할 수 있는 투명 디스플레이를 포함하는 안경의 제어방법에 있어서, 상기 음향 입력부는 외부로부터 음향을 입력받고, 상기 음향이 발생한 위치를 인식하고, 상기 카메라는 상기 음향이 발생한 위치를 촬영하여 영상 정보를 생성하고, 상기 영상 정보를 상기 음향이 발생한 위치에 매칭되는 상기 투명 디스플레이의 영역에 표시할 수 있다.
상기 음향 입력부가 외부로부터 음향을 입력받고, 상기 음향이 발생한 위치를 인식하는 것은, 상기 음향 입력부가 포함하는 복수 개의 마이크로폰에 음향이 도착하는 시간 지연 정보를 이용하여 상기 음향이 발생한 위치를 인식할 수 있다.
상기 카메라가 상기 음향이 발생한 위치를 촬영하여 영상 정보를 생성하는 것은, 상기 음향이 발생한 위치를 촬영할 수 있도록 미리 마련된 카메라를 동작시켜 상기 영상 정보를 생성하거나, 상기 카메라를 회전시켜 상기 음향이 발생한 위치를 촬영하여 상기 영상 정보를 생성할 수 있다.
상기 음향의 크기에 따라 상기 투명 디스플레이의 투명도를 조절하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 음향의 크기가 크면 상기 투명 디스플레이의 투명도를 낮추고, 상기 음향의 크기가 작으면 상기 투명 디스플레이의 투명도를 높일 수 있다.
상기 음향의 크기에 대한 단위시간당 변화율에 따라 상기 투명 디스플레이의 단위시간당 투명도 변화율을 조정하여 상기 투명 디스플레이의 투명도를 조정할 수 있다.
상기 외부로부터 입력받은 음향을 미리 저장된 음향 패턴과 비교하여 상기 음향을 인식할 수 있다.
상기 인식된 음향이 미리 정해진 물체로부터 발생한 음향이면, 상기 투명 디스플레이의 투명도를 상기 음향의 크기에 따라 조정할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일측면에 의하면 음향의 발생위치를 촬영하여 투명 디스플레이의 특정 영역에 영상 정보를 표시할 수 있고, 음향의 크기 변화에 따라 투명도의 크기 및 변화율을 조정함으로서 착용자의 주의를 환기시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 안경의 외관을 개략적으로 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 여러 가지 실시예에 의한 안경을 도시한 도면
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 안경에 포함되는 제어부의 개략적인 구성을 도시한 블록도
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 안경에서 음향이 입력되는 경우 카메라를 통해 촬영된 영상이 출력되는 것을 설명하기 위한 도면
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 안경에서 음향의 크기에 따라 투명 디스플레이의 투명도를 조절하는 것을 설명하기 위한 도면
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 안경에서 음향 크기의 시간적 변화 속도에 따라 투명 디스플레이의 투명도의 변화율을 조절하는 것을 설명하기 위한 도면
도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 안경에서 음향이 입력되는 경우 카메라를 통해 촬영된 영상이 출력되고, 음향 크기에 따라 투명 디스플레이의 투명도를 변화시키는 것을 설명하기 위한 도면
도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 안경의 투명도를 다양하게 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 안경의 개략적으로 나타낸 도면
도 10은 본 발명의 일실시예에 의한 안경의 제어흐름도
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 사용하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 안경의 외관을 개략적으로 나타낸 도면며, 도 2는 본 발명의 여러 가지 실시예에 의한 안경을 도시한 도면이다.
안경(100)은 투명 디스플레이(110), 안경 다리(120), 안경 고리(130), 음향 입력부(140), 전원부(150), 제어부(160) 및 카메라(170a 내지 170d)를 포함할 수 있다.
투명 디스플레이(110)는 투명 플렉서블 디스플레이를 포함하여 구성될 수 있다. 투명 플렉서블 디스플레이는 휘어질 수 있으며, 평소에는 유리처럼 투명한 상태로 있다가 전기 신호를 입력하면 화면이 나타나는 장치이다. 투명 디스플레이(110)는 투명 플렉서블 디스플레이와 일반적인 렌즈의 조합으로 이루어질 수도 있으나, 투명 플레서블 디스플레이만으로 이루어질 수도 있다. 도 2의 (a)를 참조하면, 투명 디스플레이(110)는 투명 플렉서블 디스플레이(110a)와 일반 렌즈(110b)를 병합하여 마련될 수 있다. 투명 플렉서블 디스플레이(110a)는 투명도가 조절되거나, 디스플레이 화면을 출력할 수 있다. 일반 렌즈(110b)는 청각 장애자의 시력에 맞도록 초점이 맞추어 질 수 있다. 도 2의 (b)를 참조하면, 투명 디스플레이(110)는 투명 플렉서블 디스플레이(110a)만으로 이루어질 수 있다. 투명 플렉서블 디스플레이(110a)는 상술한 것처럼, 디스플레이 화면을 출력하거나 투명도가 조절될 수 있다.
안경 다리(120)는 투명 디스플레이(110)로부터 일정 방향으로 신장되어 형성된다. 안경 다리(120)는 음향 입력부(140), 전원부(150), 음향 시각화부(160), 카메라(170a 내지 170d) 및 제어부(160)를 포함하여 구성될 수 있다. 안경 다리(120)는 착용자의 귀에 걸리는 안경 고리(130)가 끝단에 연결될 수 있다.
음향 입력부(140)는 소형 마이크 또는 음향인식센서로 구현될 수 있다. 음향 입력부(140)는 외부에서 발생하는 음향을 수신할 수 있다. 음향 입력부(140)는 수신된 음향을 전기적 신호로 변환할 수 있다.
음향 입력부(140)는 안경 다리(120), 투명 디스플레이(110)와 안경 다리(120)의 연결단 또는 안경 고리(130)의 내부 또는 외부에 마련될 수 있다. 음향 입력부(140)는 안경과 분리되어 음향 입력부(140)와 유무선 통신을 하는 외부 모듈로 분리되어 마련될 수도 있다.
음향 입력부(140)는 입력되는 음원의 대략적인 위치를 인식할 수 있다. 음향 입력부(140)는 복수 개의 마이크로폰을 포함할 수 있고, 복수 개의 마이크로폰에 소리가 도착하는 시간 지연 정보를 이용하여 음원의 위치를 추정할 수 있다. 음향 입력부(140)는 도착시간차(TDOA, Time Difference Of Arrival)를 이용하여 음원의 위치를 찾을 수 있다. TDOA 알고리즘은 서로 다른 위치에 설치된 마이크로폰으로 들어오는 음원의 도달 시간의 상대적인 차이를 이용하여 위치를 추정하는 방법이며, 복수 개의 마이크로폰을 이용하여 음원의 위치를 추적하는 기술은 공지 기술이므로 구체적인 설명은 생략한다.
전원부(150)는 안경 다리(120) 또는 안경 고리(130) 등 안경(100) 본체에 마련될 수 있다. 전원부(150)는 수은 전지 등 통상의 소형 배터리, 또는 안경(100) 본체에 내장될 수 있도록 특수 설계된 배터리를 포함할 수 있다. 전원부(150)는 음향 입력부(140), 제어부(160), 투명 디스플레이(110) 및 카메라(170a 내지 170d)에 전원을 공급할 수 있다.
제어부(160)는 마이크로 프로세서 등의 하드웨어로 구현될 수 있다. 제어부(160)는 음향 입력부(140)에서 입력 받은 음향에 대한 신호 처리를 수행한 후, 기존에 저장된 음향 패턴을 이용하여 음향을 인식할 수 있다.
제어부(160)는 음향의 크기에 따라 투명 디스플레이(110)의 투명도를 조절할 수 있다. 제어부(160)는 음향의 단위시간당 변화율에 따라 투명 디스플레이(110)의 투명도 변화율을 조절할 수 있다.
제어부(160)는 카메라(170a 내지 170d)를 통해 수신된 영상 정보를 투명 디스플레이(110)를 통해 출력할 수 있다. 제어부(160)는 음향 입력부(140)를 통해 음향이 입력되는 방향의 영상을 카메라(170a 내지 170d)로부터 전송받아 투명 디스플레이(110)를 통해 출력할 수 있다.
카메라(170a 내지 170d)는 안경(100)의 임의의 지점에 적어도 하나 마련될 수 있다. 측면 카메라(170a,170c)는 좌/우측 안경 다리(120)에 각각 마련되고, 후방 카메라(170b,170d)는 좌/우측 안경 고리(130)에 각각 마련될 수 있다. 좌/우측 안경 다리(120)에 마련된 카메라(170a,170c)는 착용자의 좌/우 측면 영상을 각각 촬영할 수 있고, 좌/우측 안경 고리(130)에 마련된 카메라(170b,170d)는 착용자의 좌/우 후면 영상을 각각 촬영할 수 있다. 카메라(170a 내지 170d)는 제어부(160)에 의해 각각 제어가 가능하며, 음향 입력부(140)를 통해 음향이 입력되는 방향의 카메라(170a 내지 170d)가 작동하여 해당 영상을 촬영할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 안경에 포함되는 제어부의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다.
제어부(160)는 음향 입력부(140)를 통해 입력되는 음향 신호를 처리할 수 있도록 음향 전처리부(161), 음향패턴 저장부(162), 음향 인식부(163), 시각화 후처리부(164)를 포함할 수 있다. 제어부(160)는 카메라(170a 내지 170d)를 통해 입력되는 영상 신호를 처리할 수 있도록 촬상 제어부(165) 및 영상처리부(166)를 포함할 수 있다.
음향 전처리부(161)는 음향 입력부(140)에서 입력 받은 음향 신호에 대하여 잡음제거 및 신호 보상을 수행한다. 음향 전처리부(161)는 잡음제거 및 신호 보상된 음향 신호에서 인식에 필요한 특징 벡터를 추출한다. 음향 전처리부(161)는 아날로그-디지털 변환기 및 디지털 신호처리기 등의 하드웨어를 포함할 수 있다. 음향 전처리부(161)에서 수행되는 전처리는 음향 인식률을 높이기 위한 것으로, 프리-엠퍼시스, 윈도윙, 고속 푸리에 변환, 에너지 분석 등을 통하여 수행되는 음향의 특징 벡터 내지 끝점 추출을 포함할 수 있다. 또한, 각종 필터링 및 음향 신호처리 알고리즘을 적용하여 다양한 형태의 잡음제거 및 신호 보상을 수행함으로써, 음향 인식부(163)가 순수하게 음향학적 특성에만 집중하여 음향 인식을 수행하도록 지원할 수 있다. 음향 전처리부(161)가 잡음제거 및 신호보상을 통하여 입력받은 음향 신호로부터 그 음향학적 특성만을 추출하는 기법으로는 LPC(Linear Predictive Coding), MFCC(Mel Frequency Cepstral Coefficients), 고역강조 추출법, 창 함수 추출법 등이 사용될 수 있다.
음향패턴 저장부(162)는 기 설정된 음향 패턴에 관한 정보를 저장할 수 있다. 실시예에 따라 저장되는 음향 패턴으로는 사람의 목소리, 차량 소리, 자연에서 발생하는 소리 등 다양한 형태의 소리를 포함할 수 있다.
음향 인식부(163)는 저장된 음향 패턴을 이용하여 전처리된 음향을 인식한다. 음향 인식 알고리즘으로는 화자종속 음향인식 기술에 기반한 템플릿 패턴 매칭 등 다양한 기법이 사용될 수 있다. 음향 인식부(163)는 음향패턴 저장부(162)에 저장된 템플릿 음향 패턴과 전처리된 음향에서 추출된 특징 벡터 내지 끝점의 패턴을 비교하여, 음향패턴 저장부(162)에 저장된 음향 패턴 중 가장 정확도가 높은 음향 패턴을 인식결과로 선택하게 된다. 템플릿 패턴 매칭 알고리즘으로는 DTW(Dynamic Time Warping), HMM(Hidden Markov chain), ANN(Artificial Nural Network) 등이 사용될 수 있다. 실시예에 따라 음향 인식부(163)는 전처리된 음향의 패턴과 저장된 음향 패턴 중 가장 유사도가 높은 음향 패턴 간의 제1유사도와, 전처리된 음향의 패턴과 저장된 음향 패턴 중 두 번째로 유사도가 높은 음향 패턴 간의 제2유사도가, 기 설정된 일정 수준 이상의 차이를 가지는 경우에만 음향이 인식된 것으로 엄격하게 처리하도록 구현될 수 있다.
시각화 후처리부(164)는 인식된 음향에 해당하는 문자 또는 도형과 같은 영상 정보의 출력 레이아웃을 조정할 수 있다. 영상 정보의 출력 레이아웃에는 문자 또는 도형의 수, 표시 위치, 크기 및 색상 등이 포함될 수 있다. 출력 레이아웃에 관한 설정을 조정함으로써, 사용자가 음향 인식 결과가 변환된 영상 정보를 더욱 효과적으로 볼 수 있게 된다.
시각화 후처리부(164)는 인식된 음향의 크기에 따라 투명 디스플레이(110)의 투명도를 조절할 수 있다. 시각화 후처리부(164)는 인식된 음향의 크기가 큰 경우 투명도를 낮게 하여 청각 장애자의 주의를 환기시킬 수 있다. 또한, 시각화 후처리부(164)는 인식된 음향 패턴과 음향의 크기가 미리 저장된 조건을 충족하면 투명 디스플레이(110)의 투명도를 조절하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 시각화 후처리부(164)는 인식된 음향 패턴이 “기차”와 같은 차량이고, 음향의 크기가 미리 정해진 기준 크기 이상이면 위험을 알릴 수 있도록 투명 디스플레이(110)의 투명도를 낮출 수 있다.
시각화 후처리부(164)는 인식된 음향의 크기 변화에 따라 투명 디스플레이(110)의 투명도가 바뀌는 속도의 단위시간당 변화율을 제어할 수 있다. 또한, 시각화 후처리부(164)는 인식된 음향 패턴과 인식된 음향의 크기 변화에 따라 투명도가 바뀌는 속도의 단위시간당 변화율을 제어할 수 있다. 예를 들어, 시각화 후처리부(164)는 인식된 음향 패턴이 “자동차”와 같은 차량이고, 음향의 크기 변화율이 미리 저장된 변화율보다 큰 경우 위험을 알릴 수 있도록 투명 디스플레이(110)의 투명도 변화율을 높일 수 있고, 음향의 크기 변화율이 미리 저장된 변화율보다 작은 경우 투명 디스플레이(110)의 투명도 변화율을 낮출 수 있다.
촬상 제어부(165)는 카메라(170a 내지 170d)의 작동을 제어할 수 있다. 촬상 제어부(165)는 음향 입력부(140)를 통해 제어부(160)에 음향 신호가 전송되면, 음원의 위치에 가장 가까운 카메라(170a 내지 170d)를 작동시켜 해당 영상을 촬영할 수 있다. 음원의 위치는 상술한 것처럼, 음향 입력부(140)에 포함되는 복수 개의 마이크로폰에 소리가 도착하는 시간 지연 정보를 이용하여 인식할 수 있다.
영상처리부(166)는 카메라(170a 내지 170d)를 통해 촬영된 영상 신호를 표시하기 위한 화면 데이터를 발생하는 기능을 수행한다. 영상처리부(166)는 카메라(170a 내지 170d)를 통해 출력되는 영상 신호를 프레임 단위로 처리하며, 프레임 영상 데이터를 투명 디스플레이(110)의 특성 및 크기에 맞춰 출력한다. 영상처리부(166)는 영상 코덱을 구비하며, 투명 디스플레이(110)에 표시되는 프레임 영상 데이터를 설정된 방식으로 압축하거나, 압축된 프레임 영상 데이터를 원래의 프레임 영상 데이터로 복원하는 기능을 수행할 수 있다. 영상코덱은 JPEG코덱, MPEG4 코덱, Wavelet 코덱 등이 될 수 있다. 영상처리부(166)는 동영상 촬영모드 또는 정지영상 촬영모드에서 수신되는 영상신호를 처리하여 투명 디스플레이(110)에 송신할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 안경에서 음향이 입력되는 경우 카메라를 통해 촬영된 영상이 출력되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
음향 입력부(140)는 공으로부터 출력되는 음향을 수신할 수 있다. 음향 입력부(140)는 상술한 것처럼, 복수 개의 마이크로폰을 포함할 수 있고, 복수 개의 마이크로폰에 소리가 도착하는 시간 지연 정보를 이용하여 음원의 위치를 추정할 수 있다. 음향 입력부(140)는 도착시간차(TDOA, Time Difference Of Arrival)를 이용하여 음원의 위치를 찾을 수 있다.
촬상 제어부(165)는 음향 입력부(140)를 통해 음향 신호 및 음원의 위치 정보가 수신되면, 해당 위치를 촬영할 수 있는 카메라(170a 내지 170d)를 동작시켜 해당 위치의 영상을 촬영할 수 있다.
영상처리부(166)는 카메라(170a 내지 170d)를 통해 촬영된 영상 신호를 표시하기 위한 화면 데이터를 발생하는 기능을 수행한다. 영상처리부(166)는 카메라(170a 내지 170d)를 통해 출력되는 영상 신호를 투명 디스플레이(110)의 특성 및 크기에 맞춰 출력한다.
촬상 제어부(165)는 영상처리부(166)를 제어하여 해당 영상을 음원이 발생한 위치에 가까운 렌즈에만 표시할 수 있다. 도 4를 참조하면, 공을 차는 소리가 안경(100) 착용자의 왼쪽 뒤편에서 발생하였고, 촬상 제어부(165)는 왼쪽 안경 고리(130)에 마련된 카메라(170b)를 작동시켜 해당 영상을 촬영한다. 영상처리부(166)는 해당 영상을 음원이 발생한 위치에 가까운 투명 디스플레이(110) 즉, 안경(100)의 왼쪽에 위치한 투명 디스플레이(110)에만 해당 영상을 출력할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 안경에서 음향의 크기에 따라 투명 디스플레이의 투명도를 조절하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
음향 시각화부(160)의 시각화 후처리부(164)는 인식된 음향의 크기에 따라 투명 디스플레이(110)의 투명도를 조절할 수 있다. 음향 시각화부(160)는 인식된 음향의 크기가 큰 경우 투명도를 낮게 하여 청각 장애자의 주의를 환기시킬 수 있다. 이하, 투명도의 레벨이 1부터 10까지라고 가정하고, 투명도를 조절하는 구성을 설명한다.
도 5의 (a)를 참조하면, 안경(100)으로부터 거리가 200m에 위치한 기차의 음향을 수신하는 경우 투명 디스플레이(110)의 투명도가 10레벨로 조정될 수 있다. 도 5의 (b)를 참조하면, 안경(100)으로부터 거리가 100m에 위치한 기차의 음향을 수신하는 경우 투명 디스플레이(110)의 투명도가 5레벨로 조정될 수 있다. 도 5의 (c)를 참조하면, 안경(100)으로부터 거리가 50m에 위치한 기차의 음향을 수신하는 경우 투명 디스플레이(110)의 투명도가 0레벨로 조정될 수 있다. 도 5의 (a) 내지 (c)의 투명도 레벨을 보면, 기차가 가까워짐에 따라 즉, 기차의 소리가 커짐에 따라 안경(100)의 투명 디스플레이(110)의 투명도가 낮아지게 되어 착용자의 주의를 환기시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 안경에서 음향 크기의 시간적 변화 속도에 따라 투명 디스플레이의 투명도의 변화율을 조절하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
음향 시각화부(160)의 시각화 후처리부(164)는 인식된 음향의 크기 변화에 따라 투명 디스플레이(110)의 투명도의 단위시간당 변화율을 제어할 수 있다. 이하, 투명도의 단위 시간당 변화율 레벨이 1부터 10까지라고 가정하고, 투명도의 변화율을 조절하는 구성을 설명한다.
도 6의 (a)를 참조하면, 속도가 100km/h인 기차가 접근하는 경우, 음향 입력부(140)는 100km/h 속도로 이동하는 기차로부터 발생하는 음향을 수신한다. 이 때, 음향 입력부(140)에 입력되는 음향의 크기 변화는 기차의 이동 속도에 비례하게 된다. 음향 시각화부(160)는 음향 입력부(140)로부터 음향 신호에 대한 전기적인 신호와, 음향의 크기 변화율에 대한 정보를 수신하고, 투명 디스플레이(110)의 투명도 변화율을 2로 하여 투명도를 10레벨까지 자연스럽게 변화시킬 수 있다. 도 6의 (b)를 참조하면, 속도가 150km/h인 기차가 접근하는 경우, 음향 입력부(140)는 150km/h 속도로 이동하는 기차로부터 발생하는 음향을 수신한다. 음향 시각화부(160)는 음향 입력부(140)로부터 음향 신호에 대한 전기적인 신호와, 음향의 크기 변화율에 대한 정보를 수신하고, 투명 디스플레이(110)의 투명도 변화율을 5로 하여 투명도를 5레벨까지 조금 빠르게 변화시킬 수 있다. 도 6의 (c)를 참조하면, 속도가 200km/h인 기차가 접근하는 경우, 음향 입력부(140)는 200km/h 속도로 이동하는 기차로부터 발생하는 음향을 수신한다. 음향 시각화부(160)는 음향 입력부(140)로부터 음향 신호에 대한 전기적인 신호와, 음향의 크기 변화율에 대한 정보를 수신하고, 투명 디스플레이(110)의 투명도 변화율을 8로 하여 투명도를 0레벨까지 빠르게 변화시킬 수 있다.
한편, 상술한 투명도 0레벨은 전면이 아예 보이지 않는 상태가 아니며, 착용자는 투명도 0레벨에서도 전방에 있는 사물을 관측할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 안경에서 음향이 입력되는 경우 카메라를 통해 촬영된 영상이 출력되고, 음향 크기에 따라 투명 디스플레이의 투명도를 변화시키는 것을 설명하기 위한 도면이다.
음향 입력부(140)는 공으로부터 출력되는 음향을 수신하고, 음원 위치를 인식할 수 있다. 촬상 제어부(165)는 음향 입력부(140)를 통해 음향 신호 및 음원의 위치 정보가 수신되면, 해당 위치를 촬영할 수 있는 카메라(170a 내지 170d)를 동작시켜 해당 위치의 영상을 촬영한다. 영상처리부(166)는 카메라(170a 내지 170d)를 통해 출력되는 영상 신호를 투명 디스플레이(110)의 특성 및 크기에 맞춰 출력한다.
음향 시각화부(160)의 시각화 후처리부(164)는 인식된 음향의 크기에 따라 투명 디스플레이(110)의 투명도를 조절할 수 있다. 음향 시각화부(160)는 인식된 음향의 크기가 큰 경우 투명도를 낮게 하여 청각 장애자의 주의를 환기시킬 수 있다.
도 7의 (a)를 참조하면, 안경(100)으로부터 거리가 200m에 위치한 기차의 음향을 수신하는 경우 투명 디스플레이(110)의 투명도가 8레벨로 조정되고, 해당 영상이 투명 디스플레이(110)에 표시될 수 있다.
도 7의 (b)를 참조하면, 안경(100)으로부터 거리가 100m에 위치한 기차의 음향을 수신하는 경우 투명 디스플레이(110)의 투명도가 5레벨로 조정되고, 해당 영상이 투명 디스플레이(110)에 표시될 수 있다.
도 7의 (c)를 참조하면, 안경(100)으로부터 거리가 50m에 위치한 기차의 음향을 수신하는 경우 투명 디스플레이(110)의 투명도가 2레벨로 조정되고, 해당 영상이 투명 디스플레이(110)에 표시될 수 있다.
한편, 상술한 실시예에서는 안경(100) 주변의 음향에 대응하여 투명도의 크기와 변화율을 변화시키는 것으로 설명하였지만, 안경(100) 주변의 음향이 미리 저장된 음향 패턴 중 “차량”과 같이 주의해야 하는 물체에 대해서만 투명도의 크기와 변화율이 변화되도록 설정될 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 안경(100)으로 입력되는 음향이 새로부터 발생한 경우 투명도의 크기나 변화율을 조정하지 않고, 안경(100)으로 입력되는 음향이 오토바이로부터 발생한 경우 투명도의 크기나 변화율이 조정될 수 있도록 설계될 수 있다. 여기서, 투명도의 크기나 변화율이 조정되는 음원은 미리 정해질 수 있으며 갱신될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 안경의 투명도를 다양하게 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8의 (a)를 참조하면, 안경(100)은 음향의 크기에 따라 투명 디스플레이(110)의 투명도 크기 및 투명도 변화율이 조정될 수 있으며, 그 변화되는 영역이 투명 디스플레이(110)의 일부분(L)일 수 있다. 이에 따라, 안경(100)의 착용자는 투명 디스플레이(110)의 투명도 변화여부에 관계없이 나머지 영역을 이용하여 전방을 용이하게 관찰할 수 있다.
도 8의 (b)를 참조하면, 안경(100)은 음향의 크기에 따라 투명 디스플레이(110)의 투명도 크기 및 투명도 변화율이 조정될 수 있으며, 그 변화되는 영역이 투명 디스플레이(110)의 전체 영역(M)일 수 있다. 착용자는 투명 디스플레이(110)의 투명도가 낮아지더라도, 완전 불투명으로 변경되는 것이 아니기 때문에 남은 투명도를 활용해서 주변 환경을 관찰할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 안경의 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 안경(100)은 좌/우 안경 다리(120) 각각에 부착된 카메라(170e,170f)를 포함하고, 각각의 카메라(170e,170f)는 미도시된 모터에 의해 회전이 가능하다. 이에 따라, 음향 입력부(140)를 통해 인식된 음원의 위치 방향으로 카메라(170e,170f)를 회전시켜 해당 영상을 촬영할 수 있다. 도면에서는 회전이 가능한 카메라(170e,170f)를 안경 다리(120)에 각각 설치하였지만, 안경 고리(130)에 설치하는 등 임의의 영역에 설치되어 음향을 발생시키는 물체에 대한 영상을 획득할 수 있음은 물론이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 의한 안경의 제어흐름도이다.
음향 입력부(140)는 외부로부터 음향을 수신할 수 있다. 음향 입력부(140)는 수신된 음향을 전기적 신호로 변환할 수 있다.(200)
음향 인식부(163)는 저장된 음향 패턴을 이용하여 전처리된 음향을 인식한다. 음향 인식부(163)는 음향패턴 저장부(162)에 저장된 템플릿 음향 패턴과 전처리된 음향에서 추출된 특징 벡터 내지 끝점의 패턴을 비교하여, 음향패턴 저장부(162)에 저장된 음향 패턴 중 가장 정확도가 높은 음향 패턴을 인식결과로 선택하게 된다. 음향 인식부(163)는 음향 입력부(140)로부터 전송되는 음원 위치 정보를 인식한다.(210)
촬상 제어부(165)는 음원 위치 정보에 따라 음원 방향에 대한 영상을 촬영하도록 카메라(170a 내지 170d)를 제어한다. 촬상 제어부(165)가 카메라(170a 내지 170d)를 제어하는 것은 인식된 음원 방향을 촬영할 수 있도록 마련된 카메라(170a 내지 170d)를 동작시키거나, 카메라(170a 내지 170d)를 회전시켜 음원 방향을 촬영하도록 동작시키는 방법을 모두 포함할 수 있다.(220)
영상처리부(166)는 카메라(170a 내지 170d)를 통해 촬영된 영상 신호를 표시하기 위한 화면 데이터를 발생하는 기능을 수행한다. 영상처리부(166)는 카메라(170a 내지 170d)를 통해 촬영되는 영상 신호를 투명 디스플레이(110)의 특성 및 크기에 맞춰 출력한다. 촬상 제어부(165)는 음원 방향에 따라 안경(100)의 좌/우측에 위치한 투명 디스플레이(110) 중 어느 하나의 투명 디스플레이(110)에 해당 영상을 출력할 수 있도록 영상처리부(166)를 제어할 수 있다. 시각화 후처리부(164)는 인식된 음향 패턴과 음향의 크기가 미리 저장된 조건을 충족하면 투명 디스플레이(110)의 투명도를 조절하도록 설계될 수 있다. 시각화 후처리부(164)는 인식된 음향이 미리 정해진 주의해야 하는 물체로부터 발생한 음향이면, 해당 영상을 출력하면서 투명도의 크기 및 투명도의 변화율을 조정할 수 있다.(230)
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구범위의 범위에 속함은 자명하다.

Claims (13)

  1. 외부로부터 음향을 입력받고, 상기 음향이 발생한 위치를 인식하는 음향 입력부;
    상기 음향이 발생한 위치를 촬영하여 영상 정보를 생성하는 카메라; 및
    상기 카메라에 의해 생성된 영상 정보를 상기 음향이 발생한 위치에 매칭되는 영역에 표시하는 투명 디스플레이를 포함하는 안경.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 음향 입력부는 복수 개의 마이크로폰을 포함할 수 있고, 상기 복수 개의 마이크로폰에 음향이 도착하는 시간 지연 정보를 이용하여 상기 음원의 위치를 인식하는 것인 안경.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 카메라의 동작을 제어하는 촬상 제어부와, 상기 카메라에 의해 촬영된 영상을 처리하여 상기 투명 디스플레이에 표시하기 위한 화면 데이터를 생성하는 영상처리부를 더 포함하는 안경.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 음향의 크기 변화에 따라 상기 투명 디스플레이의 투명도를 조절하는 시각화 후처리부를 더 포함하고, 상기 시각화 후처리부는 상기 음향의 크기가 크면 상기 투명 디스플레이의 투명도를 낮게 하고, 상기 음향의 크기가 작으면 상기 투명 디스플레이의 투명도를 높게 하는 안경.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 시각화 후처리부는 상기 음향의 크기가 미리 정해진 기준보다 크고, 상기 음향이 미리 정해진 물체로부터 발생한 것으로 판단되면, 상기 투명 디스플레이의 투명도를 조절하는 것인 안경.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 시각화 후처리부는 상기 음향의 크기 변화율에 비례하여 상기 투명도의 단위시간당 변화율을 조절하는 것인 안경.
  7. 외부에서 발생한 음향을 수신하는 음향 입력부와, 영상을 촬영하는 카메라와, 상기 영상을 출력할 수 있는 투명 디스플레이를 포함하는 안경의 제어방법에 있어서,
    상기 음향 입력부는 외부로부터 음향을 입력받고, 상기 음향이 발생한 위치를 인식하고,
    상기 카메라는 상기 음향이 발생한 위치를 촬영하여 영상 정보를 생성하고,
    상기 영상 정보를 상기 음향이 발생한 위치에 매칭되는 상기 투명 디스플레이의 영역에 표시하는 안경의 제어방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 음향 입력부가 외부로부터 음향을 입력받고, 상기 음향이 발생한 위치를 인식하는 것은,
    상기 음향 입력부가 포함하는 복수 개의 마이크로폰에 음향이 도착하는 시간 지연 정보를 이용하여 상기 음향이 발생한 위치를 인식하는 것인 안경의 제어방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 카메라가 상기 음향이 발생한 위치를 촬영하여 영상 정보를 생성하는 것은,
    상기 음향이 발생한 위치를 촬영할 수 있도록 미리 마련된 카메라를 동작시켜 상기 영상 정보를 생성하거나, 상기 카메라를 회전시켜 상기 음향이 발생한 위치를 촬영하여 상기 영상 정보를 생성하는 것인 안경의 제어방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 음향의 크기에 따라 상기 투명 디스플레이의 투명도를 조절하는 안경의 제어방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 음향의 크기가 크면 상기 투명 디스플레이의 투명도를 낮추고, 상기 음향의 크기가 작으면 상기 투명 디스플레이의 투명도를 높이는 안경의 제어방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 음향의 크기에 대한 단위시간당 변화율에 따라 상기 투명 디스플레이의 단위시간당 투명도 변화율을 조정하여 상기 투명 디스플레이의 투명도를 조정하는 안경의 제어방법.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 외부로부터 입력받은 음향을 미리 저장된 음향 패턴과 비교하여 상기 음향을 인식하고, 상기 인식된 음향이 미리 정해진 물체로부터 발생한 음향이면, 상기 투명 디스플레이의 투명도를 상기 음향의 크기에 따라 조정하는 안경의 제어방법.


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