KR20190101037A

KR20190101037A - 음색 보정 기능을 갖는 블루투스 기반의 음성 방송시스템

Info

Publication number: KR20190101037A
Application number: KR1020180020934A
Authority: KR
Inventors: 이재훈
Original assignee: 이재훈
Priority date: 2018-02-22
Filing date: 2018-02-22
Publication date: 2019-08-30
Also published as: KR102055187B1

Abstract

본 발명은 송신 디바이스와 다수의 수신 디바이스로 이루어지면서 송신 디바이스와 수신 디바이스에 구비되는 주파변조 유닛과 블루투스 유닛을 비대칭적 융합 모듈로 구성하여 보다 넓은 범위의 블투투스 방송 영역을 확보할 수 있도록 해 주는 블루투스 방송시스템과, 이에 기초하여 송신 디바이스에서 방송 환경을 고려하여 송신할 음성의 음색을 보정하여 무선 송출하고, 다수의 수신 디바이스에서는 수신된 음성신호를 사용자의 청력 상태를 고려하여 음색 보정된 음성을 출력함으로써, 사용자 맞춤형의 음성 방송의 청취가 가능하도록 해 주는 블루투스 기반의 음성 방송 기술에 관한 것이다.
본 발명에 따른 음색 보정 기능을 갖는 블루투스 기반의 음성 방송 시스템은, 외부로부터 음성 신호가 입력되면 가청 주파수 대역에 대해 방송 환경에 대응한 음색 변환처리를 수행하고, 음색 변환된 송신 음성을 블루투스 통신 방식으로 브로드캐스팅하되, 송신 음성의 출력 주파수 변환, 출력 세기 가변 및 음성변조 중 적어도 하나의 음색 변환처리를 수행하는 송신 디바이스와, 송신 디바이스와 블루투스 통신을 수행하여 페어링된 송신 디바이스로부터 제공되는 음색 변환된 음성 신호를 수신하고, 수신된 음성 신호를 가청 주파수 대역에 대해 사용자 청력 환경에 대응되는 음색 변환처리를 수행하여 음성 출력기기를 통해 음성출력하는 복수의 수신 디바이스를 포함하여 구성되고, 상기 수신 디바이스는 사용자의 청력 상태에 따라 난청인 모드와 일반인 모드로 구분하여 다양한 수신 음색 유형을 제공하되, 난청인 모드는 다양한 난청 유형에 대응하여 난청 대역을 보정해 주는 음색 변환처리를 수행하고, 일반인 모드는 출력 주파수를 변경하는 음색 변환처리를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

비대칭 주파변조 모듈융합 블루투스 방송시스템과, 이를 이용한 음색 보정 기능을 갖는 블루투스 기반의 음성 방송시스템 {BLUETOOTH BROADCAST SYSTEM HAVING A ASYMMETRIC FREQUENCY MODULATION MODULE AND BLUETOOTH-BASED SOUND BROADCAST SYSTEM HAVING A FUCTION OF VOICE REVISION USING THTEREOF}

본 발명은 송신 디바이스와 다수의 수신 디바이스로 이루어지면서 송신 디바이스와 수신 디바이스에 구비되는 블루투스 모듈을 비대칭 형태로 구성하여 보다 넓은 범위의 블루투스 방송 영역을 확보할 수 있도록 해 주는 블루투스 방송시스템과, 송신 디바이스에서 방송 환경을 고려하여 송신할 음성의 음색을 주파수 보정하여 무선 송출하고, 다수의 수신 디바이스에서는 수신된 음성신호를 사용자의 청력 상태를 고려하여 음색 주파수 보정된 음성을 출력함으로써, 사용자 맞춤형의 음성 방송의 청취가 가능하도록 해 주는 블루투스 기반의 음성 방송 기술에 관한 것이다.

일반적으로 건물내의 강연장에서 이루어지는 강연이나 발표회 또는 야외에서 중소규모로 이루어지는 세미나와 같은 경우, 대부분의 연설자는 유무선 마이크를 착용하고, 이러한 마이크를 통해 송출되는 소정의 음성 신호를 고출력의 스피커를 이용하여 일괄 출력하도록 함으로써, 청중의 청감과는 상관없이 자신의 음성을 청중에게 전달하는 방송 시스템이 이용되고 있다.

그러나 강연장이 크고 넓은 경우나 콘서트장과 같이 음향이 울리는 경우, 모인 청중이 많거나 소음이 많은 경우, 연설자의 목소리가 선명하지 못한 경우 등에 있어서는 이러한 장소에 설치된 스피커만으로는 효율적으로 음성 또는 음향을 전파하기 어려운 경우가 많다.

또한, 이러한 음성 또는 음향이 각 장소의 전체 범위에 효율적으로 전파될 수 있도록 하기 위해 성능이 좋은 마이크, 앰프 및 고출력의 스피커를 설치하기 위해서는 막대한 비용이 든다는 문제점이 있었다.

한편, 무선 통신기술이 발전하면서, 무선으로 음성 방송 서비스를 제공하는 무선 방송시스템에 대한 요구가 대두되었으며, 이에 송신 디바이스에서 음성신호를 FM 변조하여 무선 송출하고, 이를 청취자가 무선 헤드셋 등의 수신 디바이스를 통해 무선 수신하여 음성 청취할 수 있는 방식의 무선 방송 시스템이 제안되었다.

그러나, FM 방식에 의한 무선 방송 기술은 송신 디바이스에서 FM신호를 송신하고, 라디오 크기의 수신기를 이용하여 방송 신호를 수신하는 기술로서, 일정 크기 이상의 안테나를 필수적으로 구비함에 따른 장치 소형화에 한계가 있음은 물론, FM 신호를 이용하는 과정에서 불가피하게 발생하는 잡음과 혼신 등의 문제가 있고, 수신기만 있으면 누구나 접근 가능한 FM 방식의 특성상 보안이 필요한 국제회의 등에서 활용하기에는 근본적인 문제가 있다.

이에, 선행문헌 1에는 송신 장치와 수신 장치가 블루투스 통신을 수행함으로써, FM 통신 방식에 비해 정보 보안성을 확보할 수 있는 오디오 방송 서비스를 제공하는 시스템이 공지되어 있다.

그러나, 일반적으로 통신 장비에서는 사람의 음성 주파수 대역인 300 ~3,400hz 로 설정하여 사람의 가청주파수 대역인 20 ~20,000 Hz 대비 일부 주파수 대역에 대해서만 무선 변조처리를 수행하게 되는 바, 자연음을 충분히 전달하기에 어려움이 있을 뿐 아니라, 수신 디바이스로 고성능 이어폰 등의 음성 출력 기기를 이용하는 경우에는 오히려 잡음이 선명하게 부각되어 청감에 불편함을 느끼게 되는 문제가 있다.

이러한 종래 기술과 같은 시스템에서의 문제점은 무엇보다도, 청취자가 난청을 갖는 사회 약자인 경우, 청취자는 보청기를 귀에 꽂은 채로 방송을 청취하여야 하는데, 선행문헌1과 같은 불루투스 헤드셋을 사용하여 음성을 청취하는 경우, 블루투스 헤드셋은 일반인에 적용하여 일률적인 상태의 음성을 출력하게 되는 바, 난청인이 가지고 있는 개개인의 청각적인 제약을 이와 같은 방송 시스템을 통해 해결하거나 원활한 음성 방송을 청취하기에는 무리가 있다. 즉, 사회적 약자 측면에서 이러한 문제를 해결할 필요가 있다.

또한, 연단에서 발표하는 발표자와 객석에 존재하는 다수의 청자간에 발생하는 제약된 환경 즉, 발표자의 음성이 보안을 위해 변조되어야 하는 상황이거나, 음색을 바꿔야 할 경우(지나치게 고음이거나 저음인 경우)와 같이 송신 음성에 대한 음색 변경이 필요할 수 있으나, 선행문헌 1과 같은 음성 방송 시스템에서는 이러한 이러한 기능에 대해 전혀 고려되고 있지 않다.

또한, 선행문헌2에는 무선수신기능을 가지는 디지털 보청기가 개시되어 있고, 선행문헌3에는 무선으로 제어되는 귓속형 디지털 보청기가 개시되어 있다. 선행문헌2와 선행문헌3은 보청기의 음성 출력 보정을 사용자가 무선으로 용이하게 제어할 수 있도록 해 주는 것이다.

그러나, 선행문헌2는 인덕션 루푸 등을 통하여 통신거리를 10m 이상 확보하기 어려우며, 청음특성 역시 음성신호의 단순 증폭을 통해 청음 보정처리를 수행하므로 상술한 청음 보정에 대한 문제를 해결하는데 한계가 있다.

또한, 선행문헌 3 역시 수신측에서만 음성 보정을 수행하기 때문에, 송신 음성에 대한 음색 변경이 불가능함은 물론, 청음감의 향상에 한계가 있다.

또한, 기존의 블루투스 통신(클래스 1) 경우, 100m 거리의 통신을 지원하고 있으나, 야외의 기준에서 가능할 뿐 실내에서 실제 통신거리는 1/2 이하 수준으로 줄어들기 때문에 실내의 장소에서 일정 영역 이상의 통신 거리를 확보하는데에는 문제가 있다.

1.한국공개특허 제10-2007-0120665호 (명칭 : 블루투스 모듈을 이용한 오디오 방송을 하기 위한 장치 및 방법) 2. 한국등록특허 제10-1630229호 (명칭: 무선 수신기능을 갖는 디지털 보청기) 3. 한국등록특허 제10-1007138호 (명칭 : 무선으로 제어되는 귓속형 디지털 보청기)

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위하여 창출된 것으로, 송신 디바이스와 다수의 수신 디바이스로 이루어지면서 송신 디바이스와 수신 디바이스에 각각 주파변조모듈과 블루투스 모듈을 비대칭 형태로 융합 구성함으로써, 실내 장소에서도 100 ~ 200m 이상의 넓은 방송 환경에서 사용할 수 있도록 해 주는 비대칭 주파변조 모듈융합 블루투스 방송시스템을 제공함에 그 기술적 목적이 있다.

또한, 송신 디바이스에서 방송 환경을 고려하여 송신할 음성의 음색을 주파수 보정하여 무선 송출하고, 이와 연결된 다수의 수신 디바이스에서는 수신된 음성신호를 사용자의 청력 환경을 고려하여 음색 주파수 보정을 수행하여 음성 출력함으로써, 사용자 맞춤형의 최적의 음성 방송의 청취가 가능하도록 해 주는 음색 보정 기능을 갖는 블루투스 기반의 음성 방송 시스템을 제공함에 또 다른 기술적 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 외부로부터 음성 신호가 입력되면 가청 주파수 대역에 대해 방송 환경에 대응한 음색 변환처리를 수행하고, 음색 변환된 송신 음성을 블루투스 통신 방식으로 브로드캐스팅하되, 송신 음성의 출력 주파수 변환, 출력 세기 가변 및 음성변조 중 적어도 하나의 음색 변환처리를 수행하는 송신 디바이스와, 송신 디바이스와 블루투스 통신을 수행하여 페어링된 송신 디바이스로부터 제공되는 음색 변환된 음성 신호를 수신하고, 수신된 음성 신호를 가청 주파수 대역에 대해 사용자 청력 환경에 대응되는 음색 변환처리를 수행하여 음성 출력기기를 통해 음성출력하는 복수의 수신 디바이스를 포함하여 구성되고, 상기 수신 디바이스는 사용자의 청력 상태에 따라 난청인 모드와 일반인 모드로 구분하여 다양한 수신 음색 유형을 제공하되, 난청인 모드는 다양한 난청 유형에 대응하여 난청 대역을 보정해 주는 음색 변환처리를 수행하고, 일반인 모드는 출력 주파수를 변경하는 음색 변환처리를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 음색 보정 기능을 갖는 블루투스 기반의 음성 방송 시스템이 제공된다.

또한, 상기 송신 디바이스는 사용자에 의해 설정되는 장소 환경정보에 대응하여 출력 주파수 및 출력 세기를 포함하는 송신 음색 변환를 위한 피팅 파라미터가 자동으로 설정되고, 사용자에 의해 송신 음성 성별이 추가적으로 설정되는 경우에는 장소 환경에 대응하여 설정된 피팅 파라미터값에 성별에 대응되는 주파수 변경값을 적용하여 최종적인 피팅 파라미터값을 설정하고, 이를 근거로 송신 음색을 변환 처리를 수행하되, 장소 환경정보는 실내/실외 여부와, 장소 규모 및, 방송 내용 카테고리 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 음색 보정 기능을 갖는 블루투스 기반의 음성 방송 시스템이 제공된다.

또한, 상기 수신 디바이스는 난청인 모드에 대응되는 다수의 기 설정된 난청 유형별 해당 난청 대역을 보완할 수 있는 피팅 파라미터값과, 일반인 모드에 대응되는 연령 유형별 주파수 보정을 위한 피팅 파라미터값이 미리 저장되고, 사용자에 의해 설정되는 유형에 대응하여 음색 변환을 위한 피팅 파라미터가 자동 설정되는 것을 특징으로 하는 음색 보정 기능을 갖는 블루투스 기반의 음성 방송 시스템이 제공된다.

또한, 상기 수신 디바이스에는 난청인 모드에 대해 각 난청 유형에 대응되는 연령대정보가 미리 저장되고, 사용자에 의해 입력되는 연령대에 대응하여 해당 난청 유형의 피팅 파리미터값을 자동 설정하는 것을 특징으로 하는 음색 보정 기능을 갖는 블루투스 기반의 음성 방송 시스템이 제공된다.

또한, 상기 수신 디바이스는 사용자에 의해 설정된 음색 변환 유형에 대해 LED를 통해 발광되는 색상을 변경시킴으로써, 사용자에게 음색 변환 유형을 인지시키는 것을 특징으로 하는 음색 보정 기능을 갖는 블루투스 기반의 음성 방송 시스템이 제공된다.

또한, 상기 수신 디바이스는 사용자에 의해 선택되는 수신 음색 유형에 대응하여 서로 다른 주파수 대역의 대화음 음원을 모두 포함하는 테스트 문장을 음성 출력함으로써, 사용자가 테스트 문장의 청음 상태를 확인하면서 자기 맞춤형의 수신 음색 유형을 설정할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 음색 보정 기능을 갖는 블루투스 기반의 음성 방송 시스템이 제공된다.

또한, 상기 수신 디바이스는 송신 디바이스로부터 제공되는 음색 변환된 음성 신호를 수신하여 음성 파일을 생성 및 저장함과 더불어, 사용자에 요청에 따라 저장된 음성파일을 외부로 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 음색 보정 기능을 갖는 블루투스 기반의 음성 방송 시스템이 제공된다.

또한, 상기 송신 디바이스와 상기 수신 디바이스는 입력되는 음성 신호에 대해 20 ~20,000 Hz의 가청 주파수 전 대역에 대해 음색 변환 처리를 수행하는 것을 특징으로 음색 보정 기능을 갖는 블루투스 기반의 음성 방송 시스템이 제공된다.

또한, 상기 송신 디바이스와 상기 수신 디바이스는 Modified Bluetooth Protocol에 따른 블루투스 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 음색 보정 기능을 갖는 블루투스 기반의 음성 방송 시스템이 제공된다.

또한, 상기 송신 디바이스로부터 브로드캐스팅되는 음색 변환된 음성 신호를 수신함과 더불어, 수신된 음색 변조된 음성 신호를 증폭하여 블루투스 통신 방식으로 다수의 수신 디바이스로 브로드캐스팅하는 중계 디바이스를 추가로 포함하여 구성되고, 상기 중계 디바이스는 송신 디바이스와 음성 방송을 위한 페어링을 수행하고, 상기 수신 디바이스는 상기 송신 디바이스 또는 중계 디바이스 중 하나의 디바이스와 페어링을 수행하는 것을 특징으로 하는 음색 보정 기능을 갖는 블루투스 기반의 음성 방송 시스템이 제공된다.

또한, 상기 중계 디바이스는 수신 디바이스에 블루투스 송신 모듈과, 증폭 모듈을 추가로 구비한 형태로 구성되어, 음성 방송 신호에 대한 중계처리를 수행함과 더불어, 사용자에게 수신 음색 변조된 음성을 출력하는 기능을 모두 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 음색 보정 기능을 갖는 블루투스 기반의 음성 방송 시스템이 제공된다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일측면에 따르면, 외부로부터 음성 신호를 제공받는 음성 입력수단과, 음성 신호를 블루투스 신호로 변환하여 브로드캐스팅하는 블루투스 송신 유닛과, 음성 신호에 대한 주파수 및 신호 세기를 포함하는 음색 변조처리를 수행하는 DSP(Digital signal processing), DSP를 통해 음색 변조된 음성신호를 블루투스 송신 유닛을 통해 전송하도록 제어하는 MCU(micro control unit), 동작 전원을 제공하는 전원부를 포함하여 구성되는 송신 디바이스와, 음성 신호를 블루투스 신호로 변환하여 브로드캐스팅하는 블루투스 송신 유닛과, 음성 신호에 대한 주파수 및 신호 세기를 포함하는 음색 변조처리를 수행하는 DSP(Digital signal processing), 동작 전원을 제공하는 전원부, 상기 송신 디바이스로부터 브로드캐스팅되는 블루투스 신호를 수신하는 블루투스 수신 유닛, 음색 변조된 음성 신호를 외부로 출력하는 음성 출력수단 및, DSP를 통해 음색 변조된 음성신호를 블루투스 송신 유닛을 통해 외부로 무선 전송함과 더불어 상기 음성 출력수단을 통해 음성 출력하도록 제어하는 MCU(micro control unit)가 융합 구성되는 다수의 수신 디바이스를 포함하여 구성되는 비대칭 주파변조 모듈융합 블루투스 방송시스템이 제공된다.

또한, 상기 블루투스 송신 유닛 및 블루투스 수신 유닛은 Sub-bandCoding (SBC) encoded 방식의 Modified Bluetooth Protocol을 사용하는 2.4 GHz ISAM band급 블루투스 모듈로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비대칭 주파변조 모듈융합 블루투스 방송시스템이 제공된다.

또한, 상기 DSP는 decoder가 내장된 high-quality variable-sample-rate stereo DAC and a stereo ADC 를 지원하는 것을 특징으로 하는 비대칭 주파변조 모듈융합 블루투스 방송시스템이 제공된다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일측면에 따르면, 외부로부터 음성 신호를 제공받는 음성 입력수단과, 음성 신호를 블루투스 신호로 변환하여 브로드캐스팅하는 블루투스 송신 유닛과, 음성신호를 블루투스 송신 유닛을 통해 전송하도록 제어하는 MCU(micro control unit), 동작 전원을 제공하는 전원부를 포함하여 구성되는 송신 디바이스와, 상기 송신 디바이스로부터 브로드캐스팅되는 블루투스 신호를 수신하는 블루투스 수신 유닛, 음색 변조된 음성 신호를 외부로 출력하는 음성 출력수단 및, 음성신호를 블루투스 송신 유닛을 통해 외부로 무선 전송함과 더불어 상기 음성 출력수단을 통해 음성 출력하도록 제어하는 MCU(micro control unit)을 구비하여 구성되는 다수의 수신 디바이스를 포함하여 구성되는 비대칭 주파변조 모듈융합 블루투스 방송시스템이 제공된다.

본 발명에 의하면, 형태적으로 균등하지 않은 융합 모듈의 구성을 통해 수십~수백미터 규모의 넓은 방송환경에서 블루투스 원거리 중계가 가능하도록 해 주는 블루투스 방송 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 송신 디바이스에서 방송 환경을 고려하여 송신할 음성의 음색을 보정하여 무선 송출하고, 다수의 수신 디바이스에서는 수신된 음성신호를 사용자의 청력 환경을 고려하여 사용자 맞춤형의 음색 보정을 수행하여 음성 출력함으로써, 난청인을 포함하는 모든 청력 환경의 사용자에 대해 사용자 맞춤형의 음성 방송 청취가 가능하다.

또한, 본 발명은 20 ~ 20,000 hz 의 전 가청주파수 대역에 대한 음색 변환을 통해 보다 자연스러운 음색 보정이 가능함으로써, 청취자는 보다 향상된 자연음 그대로의 청음감으로 방송 청취가 가능하다.

또한, 난청인도 보청기의 필요없이, 자신의 난청 상태에 최적으로 보정되도록 피팅된 음성 방송을 편리하고 명확하게 청취하는 것이 가능하다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음색 보정 기능을 갖는 블루투스 기반의 음성 방송 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면.
도2는 도1에 도시된 송신 디바이스(100)의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도.
도3은 도1에 도시된 수신 디바이스(200)의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도.
도4는 도3에 도시된 수신 디바이스(200)에서 제공되는 난청인 모드에 대한 수신 음색 변경 유형을 예시한 도면.
도5는 일반적인 주파수별 보완이 필요한 대화음에 대한 주파수 영역을 도시한 도면.
도6은 도1에 도시된 음색 보정 기능을 갖는 블루투스 기반의 음성 방송 시스템의 동작을 설명하기 위한 흐름도.
도7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 음색 보정 기능을 갖는 블루투스 기반의 음성 방송 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면.
도8은 본 발명의 또 다른 측면에 따른 비대칭 주파변조 모듈융합 블루투스 방송시스템의 구성을 설명하기 위한 도면.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 음색 보정 기능을 갖는 블루투스 기반의 음성 방송 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.

도1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 음색 보정 기능을 갖는 블루투스 기반의 음성 방송 시스템은 송신 디바이스(100)와 다수의 수신 디바이스(200)를 포함하여 구성된다.

송신 디바이스(100)와 수신 디바이스(200)는 근거리 무선통신 즉, 블루투스 통신을 수행한다. 블루투스 규격에 명시된 전력 클래스(Power class)에 따르면 클래스 1은 100m, 클래스 2는 10m 이내의 통신 범위를 갖는 바, 최대 100m 정도의 통신반경을 확보할 수 있는 일정 규모의 강연장 등에서 이용될 수 있다. 즉, 송신자는 송신 디바이스(100)를 이용하여 강의을 진행할 수 있고, 청취자는 수신 디바이스(200)를 이용하여 송신자의 강의 내용을 청취한다.

또한, 상기한 송신 디바이스(100)와 수신 디바이스(200)는 사용자의 주머니에 넣거나 디바이스에 구비된 체결수단을 통해 사용자의 옷깃에 체결할 수 있는 정도의 작은 크기(예컨대, 성냥갑정도의 크기로서 대략 가로 3.5cm 세로 5cm)와 경량으로 이루어져 사용자가 사용하기 편리하도록 구성된다.

상기한 송신 디바이스(100)는 외부로부터 입력되는 방송 음성을 방송 환경에 적합한 음색으로 변경하여 무선 송출한다. 이때, 송신 디바이스(100)는 스마트폰이나 마이크 및 Line-in을 포함하는 각종 경로를 통해 음성 신호를 제공받을 수 있다.

그리고, 수신 디바이스(200)는 사용자의 청력 상태에 적정하게 청취 음색을 변경하여 음성 출력한다. 이때, 수신 디바이스(200)는 이어폰이나 스피커 등을 포함하는 경로를 통해 음성 신호를 출력할 수 있다.

또한, 수신 디바이스(200)는 송신 디바이스(100)로부터 수신된 음성신호를 MP3 등의 음성 파일 형태로 저장하는 것도 가능하다.

즉, 송신 디바이스(100)는 외부로부터 제공되는 음성 신호를 방송 환경에 대응하여 최적의 방송용 음색으로 변환하여 무선 송출하고, 수신 디바이스(200)는 사용자의 청력 상태에 대응하여 무선 수신된 방송용 음성을 사용자 청력 맞춤형 음색으로 변환하여 출력하도록 구성된다.

도2는 도1에 도시된 송신 디바이스(100)의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도이다.

도2를 참조하면, 송신 디바이스(100)는 송신 음성입력부(110)와, 송신 정보 입출력부(120), 송신 음색 변환부(130), 송신 블루투스 모듈(140), 송신 제어부(150) 및, 송신 전원부(160)를 포함하여 구성된다.

송신 음성입력부(110)는 외부로부터 음성 신호를 입력받기 위한 것으로, 송신자가 직접 음성 입력하기 위한 마이크와, 각종 음성 제공 매체와 연결하기 위한 매체 접속단자, 예컨대 3.5mm 포트, usb 포트 등을 포함하여 구성된다.

송신 정보 입출력부(120)는 송신 디바이스(100)에 대한 동작 관련 정보를 입출력하기 위한 것으로, 특히 송신 블루투스 모듈(140)을 통해 무선 송출할 방송용 송신 음성 신호에 대한 음색 변경 모드를 설정한다. 이때, 송신 정보 입출력부(120)는 장소 정보의 설정을 통해 음색 변경 모드를 자동 설정하는 것도 가능하다. 예컨대, 장소의 실/내외 공간 규모, 음성 성별 중 적어도 하나를 포함하는 조건에 대응하여 음색 변경을 위한 피팅 파라미터가(예컨대, 주파수대역별 증폭도와 최대 출력 범위 등) 설정될 수 있다. 그리고, 이 경우 상기 송신 디바이스(200)는 사용자에 의해 설정되는 장소 정보에 대응하여 출력 주파수 변환 및 출력 세기 가변을 포함하는 송신 음색 변조를 위한 피팅 파라미터가 1차적으로 자동 설정됨과 더불어, 송신 음성 성별 설정시 1차 피팅 파라미터에 대해 성별에 대응되는 음성 변조 피팅값을 추가 적용함으로써, 최종적으로 방송용 음성에 대한 음색 변조처리를 수행하도록 한다.

송신 음색 변환부(130)는 기 설정된 음색 변경 모드에 대응하여 입력되는 송신 음성의 음색을 변경한다. 이때, 송신 음색 변환부(130)는 20 ~20,000 hz 의 가청 주파수 전 대역에 대하여 기 설정된 피팅 파라미터에 기초한 음색 변경 처리를 수행한다.

이러한 송신 음색 변환부(130)는 청감 보정을 위한 디코더(decoder)가 내장되면서, 주파수별 이득(Gain)을 조정하고 거친 음색을 부드럽게 변조하기 위한 이퀄라이징 기능을 수행하는 DSP(Digital Signal Processing) 유닛으로 구현될 수 있다.

송신 블루투스 모듈(140)은 상기 송신 음색 변환부(130)로부터 제공되는 음색 변환된 송신 음성을 블루투스 신호로 변환하여 무선 송출한다. 또한, 송신 블루투스 모듈(140)은 블루투스 소스 음원 입력 및 이에 대한 송신기능을 수행할 수 있다. 이때, 상기 송신 블루투스 모듈(140)은 다수의 수신 디바이스(200)들과 블루투스 채널 설정을 위한 페어링 과정을 통해 다수의 수신 디바이스(200)에 대한 일련의 방송 채널을 설정한다.

이러한 송신 블루투스 모듈(140)은 종래 FM 방식 대비 잡음이 적고, 보다 선명한 음성신호의 다중 송수신이 가능한 Sub-band Coding(SBC) encoded 방식의 Modified Bluetooth Protocol 을 사용하는 2.4 GHz ISAM band 급 블루투스 모듈로 이루어진다. 이는 종래 블루투스 통신 방식인 A2DP 프로토콜 방식으로 송수신시에는 음성 지연이 발생되어 송신자의 입모양과 씽크가 안 맞게 되는 데 비하여, 본 발명에서는 Modified Bluetooth 프로토콜 방식으로 음성 송신을 수행함으로써 송신자가 마이크를 통해 음성을 제공하는 경우에도 음성 지연이 발생하지 않도록 한다.

송신 제어부(150)는 송신 디바이스(100)에 대한 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 송신 제어부(150)는 송신 음색 변환부(130)를 제어하여 기 설정된 송신 음색 모드에 대응되는 음색 변환처리를 수행하도록 제어한다.

송신 전원부(160)는 송신 디바이스(100)에 대한 동작 전원을 제공하기 위한 것으로, 내부 배터리로 형태로 구성될 수 있다. 이러한 내부 배터리 형태의 송신 전원부(160)을 통해 송신 디바이스(100)를 휴대형 장치로 구현하는 것이 가능하다. 특히, 송신자가 마이크를 통해 음성 입력을 수행하는 경우, 송신자는 자신의 활동 반경에 제약을 받지 않고 자유롭게 움직이면서 송신 디바이스(100)로 자신의 음성을 제공할 수 있다.

도3은 도1에 도시된 수신 디바이스(200)의 내부구성을 기능적으로 분리하여 나타낸 블록구성도이다.

도3을 참조하면, 수신 디바이스(200)는 수신 블루투스 모듈(210)와, 수신 정보 입출력부(220), 수신 음색 변환부(230), 음성 출력부(240), 음성 파일 생성부(250), 통신 인터페이스(260), 메모리(270), 수신 제어부(280) 및 전원부(290)를 포함하여 구성된다.

수신 블루투스 모듈(210)은 상기 송신 디바이스(100)와 블루투스 통신을 수행하여, 송신 디바이스(100)로부터 무선 송출되는 음성 신호를 수신한다. 수신 블루투스 모듈(210)은 상기한 송신 블루투스 모듈(140)과 마찬가지로 Sub-band Coding(SBC) encoded 방식의 Modified Bluetooth Protocol 을 사용하는 2.4 GHz ISAM band 급 블루투스 모듈로 이루어질 수 있다.

수신 정보 입출력부(220)는 수신 디바이스(100)에 대한 동작 관련 정보를 입출력하기 위한 것으로, 특히 수신 블루투스 모듈(210)을 통해 무선 수신된 음성 신호에 대한 음색 변경 모드를 설정한다. 즉, 수신 정보 입출력부(220)는 해당 수신 디바이스(200)를 이용하는 사용자 개인의 청력 상태에 따라 사용자가 음색 변경 모드를 임의로 설정할 수 있도록 지원한다.

수신 음색 변환부(230)는 수신 정보 입출력부(220)에 의해 설정된 수신 음색 변경 모드에 대응하여 입력되는 수신 음성의 음색을 변경한다. 수신 음색 변환부(230)는 송신 음색 변환부(130)와 마찬가지로, 청감 보정을 위한 디코더(decoder)가 내장되고 주파수별 이득(Gain)을 조정함과 더불어, 이퀄라이징 기능을 수행하는 DSP(Digital Signal Processing) 유닛으로 구현될 수 있으며, 20 ~20,000 hz 의 가청 주파수 전 대역에 대한 음색 변경 처리를 수행한다.

수신 음성의 음색 변환에 대해 보다 상세히 설명하면, 사용자의 청력 상태에 따라 난청인 모드와 일반인 모드로 구분하여 수신 음색 모드를 제공하고, 난청인 모드는 난청인의 난청 대역을 보정해 주는 음색 변경처리를 수행하고, 일반인 모드는 출력 주파수 대역 변경을 통한 음색 변경처리를 수행한다.

난청인 모드는 도4에 도시된 바와 같이 대표적인 7가지의 청감 이상 특성에 대응하여 서로 다른 음색 변환 유형이 설정될 수 있다. 이때, 난청인 모드에 대해서는 각 음색 변환 유형별 해당 난청 대역을 보완할 수 있는 피팅 파라미터값이 메모리(270)에 미리 저장된다. 또한, 메모리(270)에는 난청인 모드의 각 음색 변환 유형별 연령대 정보가 미리 저장될 수 있다.

여기서, 각 유형의 설정은 사용자가 수신 정보 입출력부(220)의 버튼을 토글 방식으로 동작시키거나 직접 음색 변환 유형을 입력함으로써, 사용자가 원하는 음색 변환 유형을 변경 설정할 수 있다. 또한, 난청인 모드에 대해 사용자의 연령대를 입력함으로써, 메모리(270)에 기 저장된 정보에 기초하여 해당 연령대에 대응되는 음색 변환 유형, 즉 피팅 파라미터값을 자동 설정하는 것도 가능하다.

그리고, 사용자에 의해 설정된 음색 변환 유형에 대해서는 정보 입출력부(220)의 LED를 통해 발광되는 색상을 변경시킴으로써, 사용자가 용이하게 음색 변환 유형을 인지할 수 있도록 한다.

또한, 음색 변환 모드 설정시 수신 제어부(280)는 설정된 모드에 대응하여 기 설정된 테스트 문장을 음성 출력함으로써, 사용자가 자신의 청음 상태를 확인하면서 사용자 맞춤형의 수신 음색 모드를 설정할 수 있도록 한다. 이때, 테스트 문장은 난청인 모드에서 서로 다른 주파수 대역의 대화음 음원, 예컨대 "므, 이, 오, 프, 야, 크, 트, 쉬, 스" 를 모두 포함하는 문장으로 이루질 수 있다. 도5에는 주파수별 보완이 필요한 대화음에 대한 주파수 영역이 도시되어 있다.

또한, 일반인 모드는 사용자가 수신 정보 입출력부(220)를 통해 토글 방식으로 주파수대역을 일정 주파수 단위로 상승 또는 하강시킴으로써 설정할 수 있다.

또한, 일반인 모드에 대해서는 일반적으로 연령대에 따라 청력에 변화가 발생하는 것을 고려하여, 자신의 연령대를 수신 정보 입출력부(220)를 통해 설정함으로써, 해당 연령대에 대응하여 피팅 파라미터가 자동 설정되도록 실시하는 것도 가능하다. 일반적으로 고령일수록 고주파 영역대에서 난청 정도가 커지는 특성을 가지며, 이에 대한 연령 유형별 주파수 변경을 위한 피팅 파라미터값은 메모리(270)에 미리 저장된다.

이때, 일반인 모드에 대해서도 각 음색 유형 선택에 대응하여 상술한 테스트 문장을 사용자에게 음성 출력함으로써, 사용자가 수신 음색 유형을 설정하도록 실시하는 것이 가능함은 물론이다.

한편, 도3에서 수신 음성 출력부(240)는 음색 변경된 수신 음성신호를 음성 출력한다. 이때, 수신 음성 출력부(240)는 헤드셋이나 이어폰 등과 같이 음성 신호를 출력하는 각종 음성 출력 기기이거나 또는 이러한 음성 출력 기기들과 접속하기 위한 통신 포트가 될 수 있다.

음성 파일 생성부(250)는 수신 음성을 압축하여 MP3 등의 음성 파일을 생성하고, 이를 메모리(270)에 저장한다.

통신 인터페이스(260)는 외부 통신 기기와 통신하기 위한 것으로, 예컨대 USB 등의 저장매체와 접속하기 위한 통신 포트 또는 메모리를 구비하는 스마트폰 등의 통신 단말과 연결하기 위한 통신 포트로 이루어질 수 있다. 이때, 스마트폰에는 음색 보정 관련 어플리케이션이 설치되고, 통신 인터페이스(260)와 연결된 상태에서 어플리케이션의 실행에 따라 수신 음색 변조를 위한 피팅 파라미터를 설정하거나 또는 음성 파일을 다운받을 수 있다.

메모리(270)는 수신 제어부(280)에서 처리되는 각종 데이터를 저장하는 것을 포함하여, 음색 유형별 피팅 파라미터와, 사용자에 의해 설정된 음색 변경 정보, 상기 음성 파일 생성부(250)에서 생성된 음성 파일을 저장한다.

전원부(290)는 수신 디바이스(200)에 대한 구동 전원을 공급하기 위한 것으로, 수신 디바이스(200)는 휴대형 장치로서 이용되는 바, 이러한 전원부(290)는 외부로부터 제공되는 전원을 충전할 수 있는 충전용 배터리로 이루어질 수 있다.

수신 제어부(280)는 수신 디바이스(200)에 대한 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 수신 제어부(280)는 수신 음색 변환부(230)를 제어하여 기 설정된 수신 음색 모드에 대응되는 음색 변환처리를 수행함과 더불어, 음색 변환된 음성 신호를 음성 출력부(240)를 통해 출력하도록 제어한다. 또한, 수신 제어부(280)는 음성 파일 생성부(250)를 통해 수신 음성에 대한 음성 파일을 생성하도록 제어함과 더불어, 수신 정보 입출력부(220)에 의한 사용자 요청에 대응하여 메모리(270)에 저장된 음성 파일을 통신 인터페이스(260)를 통해 외부로 제공한다.

도6은 도1에 도시된 음색 보정 기능을 갖는 블루투스 기반의 음성 방송 시스템의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명에 따른 방송 시스템은 일정 공간내에서 사용되는 것으로, 기본적으로 송신자와 다수의 청취자들이 해당 공간내에서 음성 방송을 수신하는 통신 시스템이다. 예컨대, 일정 규모의 강당에서 강연자가 다수의 청중을 대상으로 음성 방송을 실시할 수 있다. 이때, 송신자는 송신 디바이스(100)를 소지하고, 다수의 청취자는 수신 디바이스(200)를 소지한다.

상기한 상태에서, 송신자는 송신 디바이스(100)를 통해 무선 송출할 음성 방송 신호에 대한 송신 음색 모드를 설정한다(ST100).

송신자는 송신 디바이스(100)의 송신 정보 입출력부(120)를 통해 출력 주파수 변환, 출력 세기 및, 음성 변조를 포함하는 음색 변경 항목을 임의로 설정할 수 있다. 이때, 송신 디바이스(100)는 송신 정보 입출력부(120)를 통해 기 등록된 장소정보를 표시출력하고, 송신자에 의해 설정된 장소 조건, 예컨대 실내/실외, 공간 규모, 방송 내용 분야에 대응하여 기본 송신 음색 항목을 자동 설정할 수 있다. 이 경우, 음성 방송 신호의 성별 조건은 송신자에 의해 별도로 설정되는 것이 가능하다. 예컨대, 교회의 50평 규모의 실내 강당에서 간증 내용 등을 음성 방송하는 경우, 송신 음색 모드는 해당 장소에서 최적의 방송용 음성이 송출될 수 있도록 송신 음성의 특성 주파수, 음성 크기 등의 변경이 자동으로 설정될 수 있다.

또한, 청취자는 수신 디바이스(200)를 통해 무선 수신되는 음성 방송 신호에 대한 수신 음색 모드를 설정한다(ST200).

즉, 청취자는 수신 디바이스(200)의 수신 정보 입출력부(220)를 통해 수신 음성에 대한 신호 크기, 주파수 대역을 포함하는 음색 변경 항목을 임의로 설정할 수 있다. 특히, 청취자는 자신의 청력 상태를 고려하여 난청인과 일반인 대상 중 하나의 대상에서 자신에서 적합한 음색 유형을 설정한다.

이어, 음성 방송 서비스를 위해 송신자와 각 청취자가 송신 디바이스(100)와 수신 디바이스(200)를 방송 모드로 설정한다. 예컨대, 정보 입출력부를 통한 방송 시작 버튼의 입력을 근거로 각 디바이스가 방송 모드로 설정된다.

각 디바이스가 방송 모드로 설정된 상태에서, 송신 디바이스(100)와 다수의 수신 디바이스(200)는 블루투스 신호를 무선 송수신하는 페어링 과정을 수행함으로써, 음성 방송을 위한 무선 통신 채널을 설정한다(ST300).

송신 디바이스(100)와 다수의 수신 디바이스(200)간의 통신 채널이 모두 설정되면, 송신 디바이스(100)는 방송할 음성 신호를 기 설정된 송신 음색 모드에 대응하여 음색 변환한 후, 이를 블루투스 방식으로 브로드캐스팅한다(ST400, ST500).

이때, 송신 디바이스(100)는 마이크를 통해 송신자에 의해 직접 입력되는 음성신호나, 음성 입력 단자(line-in)를 통해 외부기기로부터 통해 제공되는 음성 신호에 대해 음색 주파수를 변조한다. 그리고, 음색 변조된 상태의 음성 신호를 블루투스 신호로 변환하여 브로드캐스팅한다. 여기서, 스마트 폰 등의 블루투스 소스의 음성에 대해서는 음색 변환 후, 별도의 블루투스 신호 변환처리를 수행하지 않고 바로 브로드캐스팅한다.

예컨대, 송신자는 자신의 음색을 숨기고 싶은 경우, 자신과 다른 성별을 선택함으로써, 선택된 성별에 대응한 음성 변조된 음성 방송을 진행할 수 있음은 물론, 외부로부터 제공되는 음성 신호에 대해서는 그 속도를 조절하여 무선 송출 하는 것도 가능하다.

송신 디바이스(100)를 통해 방송되는 음성 신호는 일정 공간 영역에 위치하면서 송신 디바이스(100)와 채널 설정된 다수의 수신 디바이스(200)에서 수신한다.

수신 디바이스(200)는 송신 디바이스(100)로부터 무선 송출된 음성 방송 신호가 수신되면, 이를 기 설정된 수신 음색 유형에 대응하여 음색 변환한다(ST600).

그리고, 수신 디바이스(200)는 음색 주파수 변환된 수신 음성 신호를 음성 출력기기, 예컨대 이어폰을 통해 음성 출력한다(ST700).

즉, 수신자는 자신의 청력 환경에 대응하여 가장 최적의 청감 상태로 음성 방송을 청취하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명에 있어서는 음성 방송을 저장하는 기능을 추가로 제공할 수 있다. 이 경우, 청취자가 수신 디바이스(200)를 통해 저장 기능을 설정하고, 이 저장 기능 설정을 근거로 수신 제어부(280)에서 수신 블루투스 모듈(210)을 통해 수신되는 음성 방송 신호를 음성 파일 생성부(250)로 제공하며, 음성 파일 생성부(250)에서 수신되는 음성 방송 신호를 음성 파일로 변환하여 메모리(270)에 저장한다. 이후 수신 디바이스(200)는 수신 정보 입출력부(220)를 통해 제공되는 사용자의 요청에 따라 메모리(270)에 저장된 음성 파일을 통신 인터페이스(260)를 통해 외부로 제공할 수 있다.

한편, 본 발명에 있어서는 일정 규모 이상의 공간, 예컨대 경기장이나 콘서트 홀 등과 같이 100m 이상의 공간에서 음성 방송 서비스를 제공하고자 하는 경우에는 통신 반경을 보다 확장할 필요가 있다.

이에, 본 발명에 있어서는 도7에 도시된 바와 같이 중계 디바이스(300)를 추가적으로 구비하여 음성 방송 시스템을 구성할 수 있다.

중계 디바이스(300)는 송신 디바이스(100)로부터 수신되는 블루투스 음성 신호를 증폭하여 블루투스 음성 신호로 무선 출력하는 것으로, 기본적으로 수신 블루투스 모듈과 송신 블루투스 모듈 및 증폭 모듈을 구비하여 구성된다.

즉, 중계 디바이스(300)는 송신 디바이스(100)로부터 브로드캐스팅되는 음색 변조된 신호를 수신함과 더불어, 수신된 음색 변조된 방송신호를 증폭하여 Modified Bluetooth Protocol에 따른 블루투스 통신 방식으로 다수의 수신 디바이스(200)로 브로드캐스팅한다.

이때, 상기 중계 디바이스(300)는 송신 디바이스(100)와 음성 방송을 위한 페어링을 수행하고, 상기 수신 디바이스(200)는 상기 송신 디바이스(100) 또는 중계 디바이스(300) 중 하나의 디바이스와 페어링을 수행한다.

그리고, 중계 디바이스(300)는 자신과 페어링된 해당 그룹의 수신 디바이스(G1 ~ Gn)에 대해 송신 디바이스(100)로부터 방송되는 음싱 신호에 대한 중계처리를 수행한다.

또한, 방송 중계장치(300)는 도3에 도시된 수신 디바이스(200)에 블루투스 송신 모듈과, 증폭 모듈을 추가로 구비한 형태로 구성함으로써, 음성 방송 신호에 대한 중계처리와 사용자에게 수신 음색 변조된 음성을 출력하는 기능을 모두 수행하도록 구성될 수 있다.

한편, 상기 실시예에 있어서는 송신 디바이스(100)와 수신 디바이스(200)를 이용하여 블루투스 음성 방송서비스를 제공함에 있어서, 난청인과 일반인을 고려하여 선택적인 음색 보정을 수행하는 구성에 대해 설명하였으나, 본 발명은 기본적으로 도8에 도시된 바와 같이 방송 디바이스(Tx)와 수신 디바이스(Rx)를 본 발명에서 제시하는 유닛의 비대칭 융합 모듈로 구성하는 기술적인 방법으로 보다 넓은 블루투스 방송 영역을 확보하고자 하는데에도 중요한 특징이 있다.

도8에는 송신 디바이스(Tx)와 수신 디바이스(Rx)에 대한 내부 구성이 나타나 있다. 이때, 송신 디바이스(Tx)와 수신 디바이스(Rx)는 도1에 도시된 바와 같이 하나의 송신 디바이스(Tx)와 다수의 수신 디바이스(Rx)로 이루어지는 방송 시스템에 적용되어 실시된다.

도8에 도시된 바와 같이 송신 디바이스(Tx)는 마이크(10) 등을 포함하는 음성 입력 수단과, 20~ 20,000Hz 대역의 음성 신호에 대한 주파수 및 신호 세기를 포함하는 음색 변조 기능을 지원하는 DSP(20), 음성 신호를 블루투스 신호로 변환하여 브로드캐스팅하는 블루투스 송신 유닛(30), 제어부(MCU, 40) 및, 배터리(50)를 구비하여 구성된다.

그리고, 수신 디바이스(Rx)는 송신 디바이스(Tx)와 마찬가지로 마이크(10) 등을 포함하는 음성 입력 수단과, 20~ 20,000Hz 대역에 대한 음색 변조 기능을 지원하는 DSP(20), 블루투스 브로드캐스팅을 지원하는 블루투스 송신 유닛(30), 제어부(MCU, 40) 및, 배터리(50)를 구비함과 더불어, 추가적으로 브로드캐스팅되는 블루투스 신호를 수신하기 위한 블루투스 수신 유닛(60)과, 이어폰(14) 등을 포함하는 음성 출력 수단을 더 포함하여 구성된다.

이때, 수신 디바이스(Rx)와 송신 디바이스(Tx)에 구비되는 기본적으로 DSP(20)는 주파수별 청감을 보정할 수 있는 기능을 제공하는 decoder가 내장된 high-quality variable-sample-rate stereo DAC and a stereo ADC 를 지원하고, 블루투스 송신 유닛(30)은 송신용 Sub-band Coding (SBC) encoded 방식의 Modified Bluetooth Protocol 을 사용하는 2.4 GHz ISAM band BT 유닛을 사용하며, 제어부(40)는 ARM Cortex-M0+, 64 KB Flash, 8 KB RAM 급 이상의 MCU 유닛을 사용하고, 400mAh 배터리(13)와, 상기 마이크(10) 등의 음성 입력 수단을 연결하기 위한 3.5mm 잭을 구비하도록 구성할 수 있다.

또한, 수신 디바이스(Rx)는 수신용 Sub-band Coding (SBC) encoded 방식의 Modified Bluetooth Protocol 을 사용하는 2.4 GHz ISAM band 수신 블루투스 유닛(60)과, 상기 송신용 Sub-band Coding (SBC) encoded 방식의 Modified Bluetooth Protocol 을 사용하는 2.4 GHz ISAM band 송신 블루투스 유닛(30)을 병합하여 장착할 수 있다. 여기서, Sub-bandCoding (SBC) encoded 방식의 Modified Bluetooth Protocol 을 사용하는 2.4 GHz ISAM band 급 블루투스 모듈은 종래 FM 통신 방식에 대비하여 잡음이 없고 선명한 특성의 음성 신호의 송수신을 가능하게 한다.

또한, 수신 디바이스(Rx)에 구비되는 DSP(20)는 음색 변조된 신호에 대한 청음감을 향상시킬 수 있는 이퀼라이져(Equilizer) 유닛이 추가적으로 구비될 수 있다.

여기서, 송신 디바이스(Tx)와 수신 디바이스(Tx)의 프로그램적인 기능 구성은 상술한 송신 디바이스(100)와 수신 디바이스(200)와 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다. 즉, 송신 디바이스(Tx)의 제어부(40)는 DSP(20)를 통해 음색 변조된 음성신호를 블루투스 송신 유닛을 통해 전송하도록 프로그램 구성되고, 수신 디바이스(Rx)의 제어부(40)는 DSP(20)를 통해 음색 변조된 음성신호를 블루투스 송신 유닛을 통해 외부로 무선 전송함과 더불어 상기 음성 출력수단을 통해 음성 출력하도록 프로그램 구성된다.

본 발명자가 상술한 바와 같은 상용 모듈을 이용하여 본 발명에 따른 송신 디바이스(Tx)와 수신 디바이스(Rx)를 구현하여 실험한 결과, 국제 회의장 규모에서 등록절차에 따른 보안성이 확보되었고, 100m 범위의 방송 환경을 확보할 수 있었으며, 20~20,000 Hz 의 주파수 변조 지원을 통해 매우 자연스럽고 선명한 음색으로 송신자의 음색을 송신 디바이스를 통해 변조할 수 있었을 뿐 아니라, 청각 이상이 있는 수신자의 수신 디바이스에서 청각 맞춤형의 주파 변조를 통해 선명한 청감의 방송을 청취할 수 있음을 알 수 있었다.

또한, 본 발명자가 기존의 일반적인 FM신호를 이용한 기술에 의한 무선 신호전송기술을 본 발명에 적용하여 방송 시스템을 구축하여 실험해 해 본 결과, 송신장치는 FM 송신에 따른 안테나등이 돌출되어 장치를 소형으로 하기 어려웠으며, 특히 FM송신을 하기 위한 출력장치와 전원과 관련된 부품 등의 사이즈가 작지 않았다. 그리고, 수신장치는 FM신호를 전체 주파수에 대해 수신한 후, 이를 이어폰을 이용하여 귀에 장착하고, 이어폰의 볼륨 조절을 통해 출력 음성을 증폭하도록 구성하였다. 이러한 구성의 시스템은 전체 주파수 대역의 음성 신호를 증폭함으로 인해 특정 주파수에 결손적 청각장애가 있는 경우에는 여전히 청음특성이 좋지 않았다. 또한, 이러한 문제 해결을 위해 수신장치에 EQ(이퀼라이저)를 추가적으로 장착하였으나, 청각장애자는 본인의 주파수별 특징을 알지 못하므로 최적의 EQ 즉, 피팅값을 조절할 수 없어 기능적인 최적화가 불가능하였다.

또한, 본 발명자가 종래기술에 따른 일반적인 블루투스 모듈을 이용한 무선 신호전송기술을 비교하기 위해 방송 시스템을 구축하였다. 이때, 송신장치에는 connection band형 블루투스 모듈과 배터리를 장착하고 수신장치에도 동일한 블루투스 모듈과 배터리를 대칭적으로 배치하였다. 또한, DSP와 제어부(MCU)는 추가로 장착하지 아니하고 송신장치와 수신장치의 블루투스 모듈에 있는 DSP기능과 MCU기능을 그대로 사용하였다.

이러한 종래 블루투스 무선 신호 전송 기술이 적용된 시스템은 간단하고 가볍고, 서로 등록하는 과정을 거쳐 보안성은 향상되었으나 대칭적으로 배치된 블루투스 모듈로 인해 1:1의 송수신만 가능하였고, 무엇보다 통신 거리가 10m 범위를 벋어날 경우 소리가 끊기는 현상이 발생하였다. 즉, 일반 블루투스 모듈에 내장된 DSP는 성능이 부족하여 주파수별 EQ 조정기능을 지원할 수 없었으며 20~20,000Hz 영역이 모두 재현되지 않아 자연스러운 소리의 재현이 어렵고, 청각장애 유형별로 제공되는 주파수 보정기능이 없어 청자는 전체대역에서 증폭된 신호를 들을 수는 있지만 여전히 명료한 소리를 듣기에는 어려움이 있음을 확인할 수 있었다.

100 : 송신 디바이스, 200 : 수신 디바이스,
300 : 중계 디바이스,
110 : 송신 음성 입력부, 120 : 송신 정보 입출력부,
130 : 송신 음색 변환부, 140 : 송신 블루투스 모듈,
150 : 송신 제어부, 210 : 수신 블루투스 모듈,
220 : 수신 정보 입출력부, 230 : 수신 음색 변환부,
240 : 음성 출력부, 250 : 음성 파일 생성부,
260 : 통신 인터페이스, 270 : 메모리,
280 : 수신 제어부, 290 : 전원부.

Claims

외부로부터 음성 신호가 입력되면 가청 주파수 대역에 대해 방송 환경에 대응한 음색 변환처리를 수행하고, 음색 변환된 송신 음성을 블루투스 통신 방식으로 브로드캐스팅하되, 송신 음성의 출력 주파수 변환, 출력 세기 가변 및 음성변조 중 적어도 하나의 음색 변환처리를 수행하는 송신 디바이스와,
송신 디바이스와 블루투스 통신을 수행하여 페어링된 송신 디바이스로부터 제공되는 음색 변환된 음성 신호를 수신하고, 수신된 음성 신호를 가청 주파수 대역에 대해 사용자 청력 환경에 대응되는 음색 변환처리를 수행하여 음성 출력기기를 통해 음성출력하는 복수의 수신 디바이스를 포함하여 구성되고,
상기 수신 디바이스는 사용자의 청력 상태에 따라 난청인 모드와 일반인 모드로 구분하여 다양한 수신 음색 유형을 제공하되, 난청인 모드는 다양한 난청 유형에 대응하여 난청 대역을 보정해 주는 음색 변환처리를 수행하고, 일반인 모드는 출력 주파수를 변경하는 음색 변환처리를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 음색 보정 기능을 갖는 블루투스 기반의 음성 방송 시스템.
제1항에 있어서,
상기 송신 디바이스는 사용자에 의해 설정되는 장소 환경정보에 대응하여 출력 주파수 및 출력 세기를 포함하는 송신 음색 변환를 위한 피팅 파라미터가 자동으로 설정되고, 사용자에 의해 송신 음성 성별이 추가적으로 설정되는 경우에는 장소 환경에 대응하여 설정된 피팅 파라미터값에 성별에 대응되는 주파수 변경값을 적용하여 최종적인 피팅 파라미터값을 설정하고, 이를 근거로 송신 음색을 변환 처리를 수행하되,
장소 환경정보는 실내/실외 여부와, 장소 규모 및, 방송 내용 카테고리 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 음색 보정 기능을 갖는 블루투스 기반의 음성 방송 시스템.
제1항에 있어서,
상기 수신 디바이스는 난청인 모드에 대응되는 다수의 기 설정된 난청 유형별 해당 난청 대역을 보완할 수 있는 피팅 파라미터값과, 일반인 모드에 대응되는 연령 유형별 주파수 보정을 위한 피팅 파라미터값이 미리 저장되고, 사용자에 의해 설정되는 유형에 대응하여 음색 변환을 위한 피팅 파라미터가 자동 설정되는 것을 특징으로 하는 음색 보정 기능을 갖는 블루투스 기반의 음성 방송 시스템.
제3항에 있어서,
상기 수신 디바이스에는 난청인 모드에 대해 각 난청 유형에 대응되는 연령대정보가 미리 저장되고, 사용자에 의해 입력되는 연령대에 대응하여 해당 난청 유형의 피팅 파리미터값을 자동 설정하는 것을 특징으로 하는 음색 보정 기능을 갖는 블루투스 기반의 음성 방송 시스템.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 수신 디바이스는 사용자에 의해 설정된 음색 변환 유형에 대해 LED를 통해 발광되는 색상을 변경시킴으로써, 사용자에게 음색 변환 유형을 인지시키는 것을 특징으로 하는 음색 보정 기능을 갖는 블루투스 기반의 음성 방송 시스템.
제1항 내지 제5항에 있어서,
상기 수신 디바이스는 사용자에 의해 선택되는 수신 음색 유형에 대응하여 서로 다른 주파수 대역의 대화음 음원을 모두 포함하는 테스트 문장을 음성 출력함으로써, 사용자가 테스트 문장의 청음 상태를 확인하면서 자기 맞춤형의 수신 음색 유형을 설정할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 음색 보정 기능을 갖는 블루투스 기반의 음성 방송 시스템.
제1항에 있어서,
상기 수신 디바이스는 송신 디바이스로부터 제공되는 음색 변환된 음성 신호를 수신하여 음성 파일을 생성 및 저장함과 더불어, 사용자에 요청에 따라 저장된 음성파일을 외부로 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 음색 보정 기능을 갖는 블루투스 기반의 음성 방송 시스템.
제1항에 있어서,
상기 송신 디바이스와 상기 수신 디바이스는 입력되는 음성 신호에 대해 20 ~ 20,000 Hz의 가청 주파수 전 대역에 대해 음색 변환 처리를 수행하는 것을 특징으로 음색 보정 기능을 갖는 블루투스 기반의 음성 방송 시스템.
제1항에 있어서,
상기 송신 디바이스와 상기 수신 디바이스는 Modified Bluetooth Protocol에 따른 블루투스 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 음색 보정 기능을 갖는 블루투스 기반의 음성 방송 시스템.
제1항에 있어서,
상기 송신 디바이스로부터 브로드캐스팅되는 음색 변환된 음성 신호를 수신함과 더불어, 수신된 음색 변조된 음성 신호를 증폭하여 블루투스 통신 방식으로 다수의 수신 디바이스로 브로드캐스팅하는 중계 디바이스를 추가로 포함하여 구성되고,
상기 중계 디바이스는 송신 디바이스와 음성 방송을 위한 페어링을 수행하고, 상기 수신 디바이스는 상기 송신 디바이스 또는 중계 디바이스 중 하나의 디바이스와 페어링을 수행하는 것을 특징으로 하는 음색 보정 기능을 갖는 블루투스 기반의 음성 방송 시스템.
제10항에 있어서,
상기 중계 디바이스는 수신 디바이스에 블루투스 송신 모듈과, 증폭 모듈을 추가로 구비한 형태로 구성되어, 음성 방송 신호에 대한 중계처리를 수행함과 더불어, 사용자에게 수신 음색 변조된 음성을 출력하는 기능을 모두 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 음색 보정 기능을 갖는 블루투스 기반의 음성 방송 시스템.
외부로부터 음성 신호를 제공받는 음성 입력수단과, 음성 신호를 블루투스 신호로 변환하여 브로드캐스팅하는 블루투스 송신 유닛과, 음성 신호에 대한 주파수 및 신호 세기를 포함하는 음색 변조처리를 수행하는 DSP(Digital signal processing), DSP를 통해 음색 변조된 음성신호를 블루투스 송신 유닛을 통해 전송하도록 제어하는 MCU(micro control unit), 동작 전원을 제공하는 전원부를 포함하여 구성되는 송신 디바이스와,
음성 신호를 블루투스 신호로 변환하여 브로드캐스팅하는 블루투스 송신 유닛과, 음성 신호에 대한 주파수 및 신호 세기를 포함하는 음색 변조처리를 수행하는 DSP(Digital signal processing), 동작 전원을 제공하는 전원부, 상기 송신 디바이스로부터 브로드캐스팅되는 블루투스 신호를 수신하는 블루투스 수신 유닛, 음색 변조된 음성 신호를 외부로 출력하는 음성 출력수단 및, DSP를 통해 음색 변조된 음성신호를 블루투스 송신 유닛을 통해 외부로 무선 전송함과 더불어 상기 음성 출력수단을 통해 음성 출력하도록 제어하는 MCU(micro control unit)이 융합 구성되는 다수의 수신 디바이스를 포함하여 구성되는 비대칭 주파변조 모듈융합 블루투스 방송시스템.
제12항에 있어서,
상기 블루투스 송신 유닛 및 블루투스 수신 유닛은 Sub-band Coding (SBC) encoded 방식의 Modified Bluetooth Protocol을 사용하는 2.4 GHz ISAM band급 블루투스 모듈로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비대칭 주파변조 모듈융합 블루투스 방송시스템.
제12항에 있어서,
상기 DSP 는 decoder가 내장된 high-quality variable-sample-rate stereo DAC and a stereo ADC 를 지원하는 것을 특징으로 하는 비대칭 주파변조 모듈융합 블루투스 방송시스템.
제14항에 있어서,
수신 디바이스에 구비되는 DSP는 음색 변조된 신호에 대한 청음감을 향상시킬 수 있는 이퀼라이져(Equilizer) 모듈이 추가적으로 구비되어 구성되는 것을 특징으로 하는 비대칭 주파변조 모듈융합 블루투스 방송시스템.
외부로부터 음성 신호를 제공받는 음성 입력수단과, 음성 신호를 블루투스 신호로 변환하여 브로드캐스팅하는 블루투스 송신 유닛과, 음성신호를 블루투스 송신 유닛을 통해 전송하도록 제어하는 MCU(micro control unit), 동작 전원을 제공하는 전원부를 포함하여 구성되는 송신 디바이스와,
상기 송신 디바이스로부터 브로드캐스팅되는 블루투스 신호를 수신하는 블루투스 수신 유닛, 음색 변조된 음성 신호를 외부로 출력하는 음성 출력수단 및, 음성신호를 블루투스 송신 유닛을 통해 외부로 무선 전송함과 더불어 상기 음성 출력수단을 통해 음성 출력하도록 제어하는 MCU(micro control unit)을 구비하여 구성되는 다수의 수신 디바이스를 포함하여 구성되는 비대칭 주파변조 모듈융합 블루투스 방송시스템.
제16항에 있어서,
상기 블루투스 송신 유닛 및 블루투스 수신 유닛은 Sub-band Coding (SBC) encoded 방식의 Modified Bluetooth Protocol을 사용하는 2.4 GHz ISAM band급 블루투스 모듈로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비대칭 주파변조 모듈융합 블루투스 방송시스템.