KR20190107902A - 주변 환경에 기초하여 안내 음성의 음량을 제어하는 시스템, 방법 및 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

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Abstract

주변 환경에 기초하여 안내 음성의 음량을 제어하는 시스템은 청감 보정 필터를 이용하여 마이크를 통해 입력된 환경 소음의 크기를 측정하는 환경 소음 크기 측정부, 스피커의 음압 레벨을 연산하는 음압 레벨 연산부, 시스템 볼륨의 현재값 및 스피커의 음압 레벨을 이용하여 스피커를 통해 출력될 안내 음성의 크기를 예측하는 안내 음성 크기 예측부 및 측정된 환경 소음의 크기, 스피커의 음압 레벨 및 예측된 안내 음성의 크기를 이용하여 최종 안내 음성의 출력 크기를 결정하는 안내 음성 출력 크기 결정부를 포함할 수 있다.

Description

주변 환경에 기초하여 안내 음성의 음량을 제어하는 시스템, 방법 및 컴퓨터 프로그램{SYSTEM, METHOD AND COMPUTER PROGRAM FOR CONTROLLING VOLUME OF GUIDANCE VOICE BASED ON ENVIRONMENT}
본 발명은 주변 환경에 기초하여 안내 음성의 음량을 제어하는 시스템, 방법 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
최근 딥러닝의 발달로 대화형 스피커의 개발이 활발히 진행되고 있다. 대화형 스피커는 사용자와의 원활한 대화가 가능하도록 하는 기기이다.
종래의 대화형 스피커는 주변 환경에서 발생하는 환경 소음에 대한 고려 없이 기설정된 음량으로 안내 음성을 재생하고 있다. 이로 인해, 조용한 환경에서는 대화형 스피커를 통한 안내 음성의 소리가 크게 재생되는 것처럼 느껴지고, 시끄러운 환경에서는 작게 재생되는 것처럼 느껴지는 불편함이 있다.
현재 이러한 문제를 해결하기 위해서,　사용자가 직접　환경 소음을 체크하고　대화형스피커의　음량을 조절하고 있다.
한국공개특허공보 제2007-0066788호(2007.06.27. 공개)
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 주변 환경에 기초하여 스피커를 통해 출력될 안내 음성의 음량을 제어하고자 한다. 구체적으로, 본 발명은 마이크를 통해 입력된 환경 소음의 크기를 측정하고, 스피커를 출력될 안내 음성의 크기를 예측한 후, 환경 소음의 크기, 시스템 볼륨의 현재값, 스피커의 음압 레벨 및 예측된 안내 음성의 크기를 이용하여 최종 안내 음성의 출력 크기를 결정하고, 결정된 최종 안내 음성의 출력 크기에 기초하여 안내 음성의 음량을 조절하고자 한다. 다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따른 주변 환경에 기초하여 안내 음성의 음량을 제어하는 시스템은 청감 보정 필터를 이용하여 마이크를 통해 입력된 환경 소음의 크기를 측정하는 환경 소음 크기 측정부; 스피커의 음압 레벨을 연산하는 음압 레벨 연산부; 시스템 볼륨의 현재값 및 상기 스피커의 음압 레벨을 이용하여 상기 스피커를 통해 출력될 안내 음성의 크기를 예측하는 안내 음성 크기 예측부; 및 상기 측정된 환경 소음의 크기, 상기 시스템 볼륨의 현재값, 상기 스피커의 음압 레벨 및 상기 예측된 안내 음성의 크기를 이용하여 최종 안내 음성의 출력 크기를 결정하는 안내 음성 출력 크기 결정부를 포함할 수 있다.
본 발명의 제 2 측면에 따른 주변 환경에 기초하여 안내 음성의 음량을 제어하는 방법은 에청감 보정 필터를 이용하여 마이크를 통해 입력된 상기 주변 환경에 대한 환경 소음의 크기를 측정하는 단계; 스피커의 음압 레벨을 연산하는 단계; 시스템 볼륨의 현재값 및 상기 스피커의 음압 레벨을 이용하여 상기 스피커를 통해 출력될 안내 음성의 음압을 예측하는 단계; 및 상기 측정된 환경 소음의 크기, 상기 시스템 볼륨의 현재값, 상기 스피커의 음압 레벨 및 상기 예측된 안내 음성의 크기을 이용하여 최종 안내 음성의 출력 크기를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 제 3 측면에 따른 주변 환경에 기초하여 안내 음성의 음량을 제어하는 명령어들의 시퀀스를 포함하는 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램은 상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨팅 장치에 의해 실행될 경우, 청감 보정 필터를 이용하여 마이크를 통해 입력된 환경 소음의 크기를 측정하고, 스피커의 음압 레벨을 연산하고, 시스템 볼륨의 현재값 및 상기 스피커의 음압 레벨을 이용하여 상기 스피커를 통해 출력될 안내 음성의 크기를 예측하고, 상기 측정된 환경 소음의 크기, 상기 시스템 볼륨의 현재값, 상기 스피커의 음압 레벨 및 상기 예측된 안내 음성의 크기을 이용하여 최종 안내 음성의 출력 크기를 결정하는 명령어들의 시퀀스를 포함할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 본 발명은 주변 환경에 기초하여 스피커를 통해 출력될 안내 음성의 음량을 제어할 수 있다. 구체적으로, 본 발명은 마이크를 통해 입력된 환경 소음의 크기를 측정하고, 스피커를 출력될 안내 음성의 크기를 예측한 후, 환경 소음의 크기, 시스템 볼륨의 현재값, 스피커의 음압 레벨 및 예측된 안내 음성의 크기를 이용하여 최종 안내 음성의 출력 크기를 결정하고, 결정된 최종 안내 음성의 출력 크기에 기초하여 안내 음성의 음량을 조절할 수 있다.
또한, 본 발명은 스피커를 통한 안내 음성 재생 시, 주변 환경에서의 환경 소음의 크기에 따른 청감 특성이 적용된 안내음성을 재생할 수 있다.
또한, 본 발명은 자동으로 안내 음성의 음량을 조절하기 때문에 사용자가 안내 음성을 위해 직접 볼륨을 조절해야 하는 번거로움을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명은 안내음성에 등청감곡선을 적용함으로써 안내음성의 명료도를 향상시키고, 정확한 의미를 전달할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 음량 제어 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1에 도시된 음량 제어 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 에이웨이팅 필터(A-wighting filter)를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 복수의 등청감 곡선을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 안내 음성의 음량을 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.
본 명세서에 있어서 단말 또는 디바이스가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는 해당 단말 또는 디바이스와 연결된 서버에서 대신 수행될 수도 있다. 이와 마찬가지로, 서버가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부도 해당 서버와 연결된 단말 또는 디바이스에서 수행될 수도 있다.
이하, 첨부된 구성도 또는 처리 흐름도를 참고하여, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 음량 제어 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 음량 제어 시스템은 음량 제어 장치(100), 마이크(110) 및 스피커(120)를 포함할 수 있다. 다만, 이러한 도 1의 음량 제어 시스템은 본 발명의 일 실시예에 불과하므로 도 1을 통해 본 발명이 한정 해석되는 것은 아니며, 본 발명의 다양한 실시예들에 따라 도 1과 다르게 구성될 수도 있다.
음량 제어 장치(100)는 주변 환경에 기초하여 안내 음성의 음량을 제어할 수 있다.
구체적으로, 음량 제어 장치(100)는 현재 환경 상황에 대하여 사람의 청각 특성을 반영한 청감 보정 필터를 이용하여 마이크(110)를 통해 입력된 환경 소음의 크기를 측정할 수 있다. 여기서, 청감 보정 필터는 사람이 주변 환경에 대해 느끼는 음압과 동일한 청감 특성이 반영된 필터이다. 예를 들면, 청감 보정 필터는 에이웨이팅 필터(A-wighting filter)를 포함할 수 있다. 에이웨이팅 필터는 사람의 청감 보정(사람의 청감을 고려한 주파수에 따른 보정)을 위하여 주파수 응답 특성에 따라 가중치를 부여한 필터이다. 이러한 에이웨이팅 필터는 저주파 감쇠 특성을 갖고, 라우드니스 곡선에서 40 phon 등청감 곡선을 바탕으로 설계된 필터이다. 에이웨이팅 필터는 음압 레벨 55dB 이하에서 주로 사용되며 저파수 성분을 크게 감소시키는 보정을 수행한다.
음량 제어 장치(100)는 안내 음성이 출력될 스피커(120)의 음압 레벨을 연산하고, 시스템의 볼륨의 현재값 및 연산된 스피커(120)의 음압 레벨을 이용하여 스피커(120)를 통해 출력될 안내 음성의 크기를 예측할 수 있다.
음량 제어 장치(100)는 환경 소음의 크기, 시스템 볼륨의 현재값, 스피커의 음압 레벨 및 예측된 안내 음성의 크기를 이용하여 스피커(120)로 출력될 최종 안내 음성의 출력 크기를 결정할 수 있다.
음량 제어 장치(100)는 스피커(120)로 결정된 최종 안내 음성의 출력 크기에 대한 정보를 전송하고, 스피커(120)는 최종 안내 음성의 출력 크기에 기초하여 안내 음성을 재생할 수 있다.
이하에서는 도 1의 음량 제어 시스템의 각 구성요소의 동작에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1에 도시된 음량 제어 장치(100)의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 음량 제어 장치(100)는 환경 소음 크기 측정부(200), 음압 레벨 연산부(210), 안내 음성 크기 예측부(220), 안내 음성 출력 크기 결정부(230), 타겟 비율 계산부(240), 등청감 곡선 적용부(250) 및 필터 게인값 계산부(260)를 포함할 수 있다. 다만, 도 2에 도시된 음량 제어 장치(100)는 본 발명의 하나의 구현 예에 불과하며, 도 2에 도시된 구성요소들을 기초로 하여 여러 가지 변형이 가능하다.
환경 소음 크기 측정부(200)는 청감 보정 필터를 이용하여 마이크(110)를 통해 입력된 환경 소음의 크기를 측정할 수 있다. 여기서, 청감 보정 필터는 에이웨이팅 필터(A-wighting filter)를 포함할 수 있다.
환경 소음 크기 측정부(200)는 청감 보정 필터를 이용하여 사람이 주변 환경에 대해 느끼는 음압과 동일한 환경 소음의 크기를 측정할 수 있다. 예를 들면, 환경 소음 크기 측정부(200)는 스피커(120)가 설치된 환경의 소음에 대하여 마이크(110)로 입력된 환경 소음에 대응하는 신호를 청감 특성이 반영된 에이웨이팅 필터를 적용하여 환경 소음에 대응하는 신호의 크기를 측정할 수 있다.
잠시 도 3을 참조하여 에이웨이팅 필터를 살펴보면, 에이웨이팅 필터는 저음과 고음에 대하여 둔감하고, 1kHz~6kHz까지 민감한 사람의 청각 특성을 반영한 필터이다. 이러한, 에이웨이팅 필터는 [수학식 1]과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00001
환경 소음 크기 측정부(200)는 [수학식 1]에
Figure pat00002
,
Figure pat00003
의 값과,
Figure pat00004
를 대입하여 환경 소음에 대응하는 신호에 대하여 아날로그 필터링을 수행할 수 있다. 이 때, 환경 소음 크기 측정부(200)는 [수학식 1]을 디지털 도메인에서 사용하기 위해 Z 변환을 수행할 수 있다.
환경 소음 크기 측정부(200)는 청감 보정 필터에 의해 필터링된 환경 소음에 대한 신호에 가중치 이동평균을 적용하여 환경 소음의 크기를 측정할 수 있다. 이 때, 안내 음성이 스피커(120)를 통해 출력되기 전의 순간적인 환경 소음의 영향을 줄이기 위해 필터링된 환경 소음에 대한 신호에 가중치 이동 평균을 적용하게 된다. 여기서, 가중치 이동 평균은 [수학식 2]와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00005
여기서, WMA는 가중치 이동평균값, X는 입력된 환경 소음에 대한 신호의 크기, N은 연산에 사용될 환경 소음에 대한 신호의 개수, W는 가중치 값을 의미한다.
또한, 환경 소음 크기 측정부(200)는 언제 발생할지 모르는 안내 음성에 대한 환경 소음의 영향을 줄이기 위해 가중치 이동 평균([수학식 2])에 [수학식 3]과 같은 가중치(W)를 적용할 수 있다.
Figure pat00006
여기서, N은 전체 환경 소음에 대한 신호의 개수이고, K는 가중치(weight) 값의 인덱스를 나타낸다. 이 때, [수학식 3]의 합은 항상 1이 되므로 [수학식 2]에서 제거될 수 있다.
음압 레벨 연산부(210)는 스피커(120)의 종류에 따라 사람이 인지하는 음압의 크기가 달라지므로 안내 음성을 출력하는 스피커(120)의 음압 레벨을 연산할 수 있다.
예를 들면, 제 1 스피커의 경우, 1W의 입력에서 90dBSPL(Sound Pressure Level)이고, 제 2 스피커의 경우, 1W의 입력에서 80dBSPL이면, 동일한 전기 신호에서 제 1 스피커의 소리가 더 크므로 사용되는 스피커의 음압 레벨(dBSPL)을 미리 측정할 필요가 있다.
하지만, 스피커의 음압 레벨을 그대로 사용하기에는 어려움이 있으므로 스피커의 음압 레벨을 오프셋 값 형태인 임의의 값으로 설정하여 사용할 수 있다.
안내 음성 크기 예측부(220)는 시스템 볼륨의 현재값 및 스피커(120)의 음압 레벨을 이용하여 스피커(120)를 통해 출력될 안내 음성의 크기를 예측할 수 있다. 여기서, 시스템 볼륨의 현재값은 사용자에 의해 설정된 스피커(120)의 볼륨 단계(volume step)를 의미하고, 일반적인 스피커(120)의 볼륨 단계는 30 내지 100 단계를 포함한다.
예를 들면, 현 스피커(120)의 시스템 볼륨의 현재값이 30(30=-6 dB)으로 설정된 경우, 안내 음성 크기 예측부(220)는 스피커(120)를 통해 재생되는 안내 음성 크기를 -6 dB로 예측할 수 있다.
안내 음성 출력 크기 결정부(230)는 시스템 볼륨의 현재값, 스피커(120)의 음압 레벨 및 예측된 안내 음성의 크기를 이용하여 최종 안내 음성의 출력 크기를 산출할 수 있다. 여기서, 최종 안내 음성의 출력 크기는 [수학식 4]를 통해 계산된다.
[수학식 4]
최종 안내 음성의 출력 크기 = 시스템 볼륨의 현재값 + 스피커의 음압 레벨 + 안내 음성의 크기
예를 들면, 시스템 볼륨의 현재값이 0.501187이고, 스피커(120)의 음압 레벨이 0.0001이고, 안내 음성의 크기가 0.501187인 경우, 최종 안내 음성의 출력 크기는 1.002476으로 계산될 수 있다.
안내 음성 출력 크기 결정부(230)는 측정된 환경 소음의 크기, 시스템 볼륨의 현재값, 스피커(120)의 음압 레벨 및 예측된 안내 음성의 크기를 이용하여 최종 안내 음성의 출력 크기를 결정할 수 있다.
타겟 비율 계산부(240)는 최종 안내 음성의 출력 크기 및 환경 소음의 크기에 기초하여 최종 안내 음성과 환경 소음 간의 타겟 비율을 계산할 수 있다. 여기서, 타겟 비율은 [수학식 5]를 통해 계산된다.
[수학식 5]
타겟 비율 = 최종 안내 음성의 출력 크기 / 환경 소음의 크기
예를 들면, 마이크(110)로 입력된 환경 소음의 크기가 0.0630958이고, 최종 안내 음성의 출력 크기가 1.002476인 경우, 타겟 비율은 15.88814로 계산된다.
안내 음성 출력 크기 결정부(230)는 최종 안내 음성의 왜곡이 최소화되도록 결정된 최종 안내 음성의 출력 크기에 스무딩 스텝 연산을 적용할 수 있다. 안내 음성 출력 크기 결정부(230)는 최종 안내 음성의 왜곡을 최소화하기 위하여 [수학식 6]과 같은 스무딩을 진행할 수 있다.
Figure pat00007
여기서, 스무딩 스텝(Smoothing Step)은 프레임당 적용되는 게인값을 나타내며, 스무딩 타임(Smoothing Time)은 Release Time/ Sampling Frequency을 나타낸다.
안내 음성 출력 크기 결정부(230)는 마이크에 입력된 환경 소음의 크기 및 최종 안내 음성의 출력 크기에 기초하여 타겟 게인값(
Figure pat00008
Figure pat00009
)을 결정할 수 있다. 예를 들어, 마이크에 입력된 환경 소음의 크기가 최종 안내 음성의 출력 크기보다 작은 경우, 타겟 게인값은 [수학식 7]을 통해 계산되고, 마이크에 입력된 환경 소음의 크기가 최종 안내 음성의 출력 크기보다 큰 경우, 타겟 게인값은 [수학식 8]을 통해 계산된다.
Figure pat00010
Figure pat00011
안내 음성 출력 크기 결정부(230)는 타겟 비율에 따른 타겟 게인값 및 스무딩 타임(
Figure pat00012
Figure pat00013
)에 기초하여 스무팅 스텝 연산을 수행할 수 있다. 예를 들면, 스무딩 타임은, 1초로 기준으로 하면, 16kHz sampling frequency의 16000samples 가 되고, 스무딩 스텝(smoothing step)은 sample당 0.0000585가 된다.
등청감 곡선 적용부(250)는 안내 음성의 명료도가 향상되도록 최종 안내 음성에 등청감 곡선을 적용할 수 있다.
이를 위해 필터 게인값 계산부(260)는 환경 소음의 크기에 기초하여 청감 적용 필터 게인값을 계산할 수 있다. 여기서, 청감 적용 필터 게인값은 환경 소음의 크기에 비례할 수 있다.
등청감 곡선 적용부(250)는 복수의 등청감 곡선 중 계산된 청감 적용 필터 게인값에 대응하는 등청감 곡선을 선택하고, 선택된 등청감 곡선을 최종 안내 음성에 적용할 수 있다.
이와 관련하여, 복수의 등청감 곡선 각각에는 상이한 값을 갖는 청감 적용 필터 게인값이 매핑되어 있다. 잠시 도 4를 참조하면, 복수의 등청감 곡선은 사람의 청각 특성을 나타내는 그래프로 저음과 고음에 둔감한 청감 특성을 나타내는 그래프이다. 예를 들면, 1kHz 신호가 30dB의 크기로 출력될 때, 125Hz가 같은 크기의 신호로 인지되기 위해서는 약 52dB의 크기로 재생되어야 한다.
한편, 당업자라면, 환경 소음 크기 측정부(200), 음압 레벨 연산부(210), 안내 음성 크기 예측부(220), 안내 음성 출력 크기 결정부(230), 타겟 비율 계산부(240), 등청감 곡선 적용부(250) 및 필터 게인값 계산부(260) 각각이 분리되어 구현되거나, 이 중 하나 이상이 통합되어 구현될 수 있음을 충분히 이해할 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 안내 음성의 음량을 제어하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 단계 S501에서 음량 제어 장치(100)는 에이웨이팅 필터를 이용하여 마이크(110)를 통해 입력된 환경 소음의 크기를 측정할 수 있다. 여기서, 에이웨이팅 필터는 청감 특성이 반영된 필터이다.
단계 S503에서 음량 제어 장치(100)는 스피커(120)의 음압 레벨을 연산할 수 있다.
단계 S505에서 음량 제어 장치(100)는 시스템 볼륨의 현재값 및 스피커(120)의 음압 레벨을 이용하여 스피커(120)를 통해 출력될 안내 음성의 음압을 예측할 수 있다.
단계 S507에서 음량 제어 장치(100)는 측정된 환경 소음의 크기, 시스템 볼륨의 현재값, 스피커(120)의 음압 레벨 및 예측된 안내 음성의 음압을 이용하여 최종 안내 음성의 출력 크기를 결정할 수 있다.
도 5에는 도시되지 않았으나, 단계 S501에서 음량 제어 장치(100)는 에이웨이팅 필터에 의해 필터링된 환경 소음에 대한 신호에 가중치 이동평균을 적용하여 환경 소음의 크기를 측정할 수 있다.
도 5에는 도시되지 않았으나, 단계 S507에서 음량 제어 장치(100)는 최종 안내 음성의 왜곡이 최소화되도록 결정된 최종 안내 음성의 출력 크기에 스무딩 스텝 연산을 적용할 수 있다.
도 5에는 도시되지 않았으나, 단계 S507 이후에 음량 제어 장치(100)는 안내 음성의 명료도가 향상되도록 상기 최종 안내 음성에 등청감 곡선을 적용할 수 있다.
도 5에는 도시되지 않았으나, 단계 S507 이후에 음량 제어 장치(100)는 환경 소음의 크기에 기초하여 청감 적용 필터 게인값을 계산하고, 복수의 등청감 곡선 중 계산된 청감 적용 필터 게인값에 대응하는 등청감 곡선을 선택하고, 선택된 등청감 곡선을 최종 안내 음성에 적용할 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S501 내지 S507은 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 음량 제어 장치
110: 마이크
120: 스피커
200: 환경 소음 크기 측정부
210: 음압 레벨 연산부
220: 안내 음성 크기 예측부
230: 안내 음성 출력 크기 결정부
240: 타겟 비율 계산부
250: 등청감 곡선 적용부
260: 필터 게인값 계산부

Claims (18)

  1. 주변 환경에 기초하여 안내 음성의 음량을 제어하는 시스템에 있어서,
    청감 보정 필터를 이용하여 마이크를 통해 입력된 환경 소음의 크기를 측정하는 환경 소음 크기 측정부;
    스피커의 음압 레벨을 연산하는 음압 레벨 연산부;
    시스템 볼륨의 현재값 및 상기 스피커의 음압 레벨을 이용하여 상기 스피커를 통해 출력될 안내 음성의 크기를 예측하는 안내 음성 크기 예측부; 및
    상기 측정된 환경 소음의 크기, 상기 시스템 볼륨의 현재값, 상기 스피커의 음압 레벨 및 상기 예측된 안내 음성의 크기를 이용하여 최종 안내 음성의 출력 크기를 결정하는 안내 음성 출력 크기 결정부
    를 포함하는 음량 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 환경 소음 크기 측정부는 일시적인 환경 소음의 크기 변화에 대한 영향을 감소시키기 위하여 상기 청감 보정 필터에 의해 필터링된 환경 소음에 대한 신호에 가중치 이동평균을 적용하여 상기 환경 소음의 크기를 측정하는 것인, 음량 제어 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 청감 보정 필터는 에이웨이팅 필터(A-weighting filter)인 것인, 음량 제어 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 최종 안내 음성의 왜곡이 최소화되도록 상기 안내 음성 출력 크기 결정부는 상기 결정된 최종 안내 음성의 출력 크기에 스무딩 스텝 연산을 적용하는 것인, 음량 제어 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 최종 안내 음성의 출력 크기 및 상기 환경 소음의 크기에 기초하여 상기 최종 안내 음성과 상기 환경 소음 간의 타겟 비율을 계산하는 타겟 비율 계산부
    를 더 포함하는 것인, 음량 제어 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 안내 음성 출력 크기 결정부는 상기 타겟 비율에 따른 타겟 게인값 및 스무딩 타임에 기초하여 상기 스무팅 스텝 연산을 수행하고,
    상기 타겟 게인값은 상기 마이크에 입력된 환경 소음의 크기 및 상기 최종 안내 음성의 출력 크기에 기초하여 결정되는 것인, 음량 제어 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 안내 음성의 명료도가 향상되도록 상기 최종 안내 음성에 등청감 곡선을 적용하는 등청감 곡선 적용부
    를 더 포함하는 음량 제어 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 환경 소음의 크기에 기초하여 청감 적용 필터 게인값을 계산하는 필터 게인값 계산부를 더 포함하고,
    상기 등청감 곡선 적용부는 복수의 등청감 곡선 중 상기 계산된 청감 적용 필터 게인값에 대응하는 등청감 곡선을 선택하고, 선택된 등청감 곡선을 상기 최종 안내 음성에 적용하는 것인, 음량 제어 시스템.
  9. 주변 환경에 기초하여 안내 음성의 음량을 제어하는 방법에 있어서,
    청감 보정 필터를 이용하여 마이크를 통해 입력된 상기 주변 환경에 대한 환경 소음의 크기를 측정하는 단계;
    스피커의 음압 레벨을 연산하는 단계;
    시스템 볼륨의 현재값 및 상기 스피커의 음압 레벨을 이용하여 상기 스피커를 통해 출력될 안내 음성의 음압을 예측하는 단계; 및
    상기 측정된 환경 소음의 크기, 상기 시스템 볼륨의 현재값, 상기 스피커의 음압 레벨 및 상기 예측된 안내 음성의 크기을 이용하여 최종 안내 음성의 출력 크기를 결정하는 단계
    를 포함하는 음량 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 환경 소음의 크기를 측정하는 단계는
    일시적인 환경 소음의 크기 변화에 대한 영향을 감소시키기 위하여 상기 청감 보정 필터에 의해 필터링된 환경 소음에 대한 신호에 가중치 이동평균을 적용하여 상기 환경 소음의 크기를 측정하는 단계인 것인, 음량 제어 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 청감 보정 필터는 에이웨이팅 필터(A-weighting filter)를 포함하는 것인, 음량 제어 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 최종 안내 음성의 출력 크기를 결정하는 단계는
    상기 최종 안내 음성의 왜곡이 최소화되도록 상기 결정된 최종 안내 음성의 출력 크기에 스무딩 스텝 연산을 적용하는 단계인 것인, 음량 제어 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 안내 음성의 명료도가 향상되도록 상기 최종 안내 음성에 등청감 곡선을 적용하는 단계
    를 더 포함하는 것인, 음량 제어 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 최종 안내 음성에 등청감 곡선을 적용하는 단계는
    상기 환경 소음의 크기에 기초하여 청감 적용 필터 게인값을 계산하는 단계 및
    복수의 등청감 곡선 중 상기 계산된 청감 적용 필터 게인값에 대응하는 등청감 곡선을 선택하고, 선택된 등청감 곡선을 상기 최종 안내 음성에 적용하는 단계를 더 포함하는 것인, 음량 제어 방법.
  15. 주변 환경에 기초하여 안내 음성의 음량을 제어하는 명령어들의 시퀀스를 포함하는 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨팅 장치에 의해 실행될 경우,
    청감 보정 필터를 이용하여 마이크를 통해 입력된 환경 소음의 크기를 측정하고,
    스피커의 음압 레벨을 연산하고,
    시스템 볼륨의 현재값 및 상기 스피커의 음압 레벨을 이용하여 상기 스피커를 통해 출력될 안내 음성의 크기를 예측하고,
    상기 측정된 환경 소음의 크기, 상기 시스템 볼륨의 현재값, 상기 스피커의 음압 레벨 및 상기 예측된 안내 음성의 크기을 이용하여 최종 안내 음성의 출력 크기를 결정하는 명령어들의 시퀀스를 포함하는, 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 최종 안내 음성의 왜곡이 최소화되도록 상기 결정된 최종 안내 음성의 출력 크기에 스무딩 스텝 연산을 적용하는 명령어들의 시퀀스를 더 포함하는, 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 최종 안내 음성의 출력 크기 및 상기 환경 소음의 크기에 기초하여 상기 최종 안내 음성과 상기 환경 소음 간의 타겟 비율을 계산하는 명령어들의 시퀀스를 더 포함하는, 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 타겟 비율에 따른 타겟 게인값 및 스무딩 타임에 기초하여 상기 스무팅 스텝 연산을 수행하고,
    상기 타겟 게인값은 상기 마이크에 입력된 환경 소음의 크기 및 상기 최종 안내 음성의 출력 크기에 기초하여 결정되는 명령어들의 시퀀스를 더 포함하는, 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023035626A1 (zh) * 2021-09-10 2023-03-16 深圳市冠旭电子股份有限公司 调节耳机音量的方法、装置及耳机

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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