KR20200011841A - Apparatus and method for auditory management, and apparatus for attenuating noise at sound signal inputted from one microphone - Google Patents

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Abstract

A hearing management device disclosed in the present invention includes: an acoustic range determining unit which determines an ambient sound within a predetermined range from a reference sound when the predetermined reference sound specialized for a subject is set; an output time determining unit which determines an output time for each sound for outputting each of the reference sound and the ambient sounds; an acoustic time matching unit for generating sound output control information by matching the output time for each sound to each of the reference sound and the ambient sounds; and an output sound generating unit for generating an auditory management sound to be output to a speaker based on sound output control information.

Description

청각 관리 장치 및 방법, 그리고 청각 관리 기능을 구비한 단일 마이크 음성 신호의 노이즈를 감쇄시키는 장치{APPARATUS AND METHOD FOR AUDITORY MANAGEMENT, AND APPARATUS FOR ATTENUATING NOISE AT SOUND SIGNAL INPUTTED FROM ONE MICROPHONE}Hearing management device and method, and a device for attenuating the noise of a single microphone voice signal having a hearing management function, and APPARATUS FOR ATTENUATING NOISE AT SOUND SIGNAL INPUTTED FROM ONE MICROPHONE}

본 발명은 청각 관리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대상자에게 특화된 주파수의 음향을 출력하여 청각 기능을 개선하거나 보호할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다. 또한, 이러한 청각 관리 장치를 구비하여 청각 관리 방법을 구현할 수 있는 단일 마이크 음성 신호의 노이즈를 감쇄시키는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for managing hearing, and more particularly, to an apparatus and method capable of improving or protecting a hearing function by outputting sound of a frequency specialized to a subject. The present invention also relates to a device for attenuating noise of a single microphone voice signal capable of implementing a hearing management method.

청각을 개선하거나, 이명과 같은 울림 현상, 난청 질환을 개선할 수 있는 음향 신호를 이용한 청각 세포 자극 방법 및 장치가 공개되어 있다. 한국등록특허 제10-0963888호(2010.06.08.)(이하, 종래기술이라 함).A method and apparatus for stimulating auditory cells using acoustic signals capable of improving hearing, ringing such as tinnitus, and hearing loss are disclosed. Korea Patent Registration No. 10-0963888 (2010.06.08.) (Hereinafter referred to as the prior art).

상기 종래기술에서는, 1/k 옥타브의 해상도로 신호음을 제공하여 사용자의 청력 역치를 결정하고, 결정된 청력 역치에 근거하여 손상된 청각 세포 영역의 주파수를 판별하고, 이에 상응하는 타겟 주파수 대역의 소정 강도를 갖는 음향 신호를 출력함으로써, 사용자의 청각 세포를 자극하고 있다. In the prior art, a sound signal is provided at a resolution of 1 / k octave to determine a user's hearing threshold, and based on the determined hearing threshold, a frequency of the damaged auditory cell region is determined, and a predetermined intensity of a corresponding target frequency band is determined. By outputting an acoustic signal, the user's auditory cells are stimulated.

하지만, 상기 종래기술에서는, 특정의 주파수 대역의 한 음을 집중적으로 출력함으로써, 특정 청각 세포 영역을 집중적으로 자극하는 것을 목적으로 한다. 하지만, 이렇게 특정 청각 세포 영역만을 집중적으로 자극하게 되면, 오히려, 집중 자극된 청각 세포 영역과 주변 청각 세포 영역과의 감지 능력의 편차가 발생할 수 있다. However, in the prior art, an object is to intensively stimulate a specific auditory cell region by intensively outputting one sound of a specific frequency band. However, intensive stimulation of only a specific auditory cell region may result in a deviation of the sensing ability between the intensively stimulated auditory cell region and the surrounding auditory cell region.

더욱, 실제로, 집중 자극하기 위한 특정 주파수 대역의 한 음을 계속 출력하게 되면, 사용자는 출력되는 음만 순응하게 되어 전반적인 자극 효과에는 문제점이 있다. Moreover, in practice, if one sound of a specific frequency band for intensive stimulation is continuously output, the user may only adapt the sound to be output and there is a problem in the overall stimulus effect.

또한, 상기 종래기술에서는, 음향 신호를 진폭 변조음, 주파수 변조음, 펄스음, 지속음, 진폭 변조 협대역 잡음을 하나 또는 조합하여 구성한다고 기재하고 있으나, 구체적인 방식은 전혀 기재되어 있지 않다. In addition, the prior art describes that an acoustic signal is composed of one or a combination of amplitude modulated sound, frequency modulated sound, pulsed sound, continuous sound, and amplitude modulated narrowband noise, but no specific method is described.

본 발명은, 청각 구조의 가청 영역에서 아주 좁은 협대역 부분만을 자극한다거나 모든 영역에 대해 광범위한 자극을 주는 상술한 바와 같은 종래기술에서 더 나아가, 특정한 영역의 근접 부분의 음향들을 순차 스위프(Sweep) 방식과 랜덤(Random) 방식으로 변화를 주어 인가함으로써, 청각 관리 효과를 높이고자 한다.The present invention further goes beyond the prior art as described above, which stimulates only a very narrow narrowband portion in the audible region of the auditory structure, or gives a broad range of stimulation for all regions, further sequentially sweeping sounds in the vicinity of a particular region. By applying a change in a random (Random) method and to improve the hearing management effect.

본 발명의 일 실시예에 따른 청각 관리 장치는, 대상자에게 특화된 소정의 기준음이 설정되면, 상기 기준음으로부터 소정 범위 내의 주변음을 결정하는 음향 범위 결정부; 상기 기준음 및 상기 주변음들 각각을 출력하기 위한 음별 출력 시간을 결정하는 출력 시간 결정부; 상기 기준음 및 상기 주변음들 각각에 상기 음별 출력 시간을 매칭시켜 음향 출력 제어 정보를 생성하는 음향 시간 매칭부; 상기 음향 출력 제어 정보에 근거하여 스피커로 출력할 청각관리 음향을 생성하하는 출력 음향 생성부를 포함하여 이루어진다.The hearing management device according to an embodiment of the present invention may include: an acoustic range determiner configured to determine an ambient sound within a predetermined range from the reference sound when a predetermined reference sound specialized for the subject is set; An output time determiner configured to determine a sound output time for outputting each of the reference sound and the ambient sound; An acoustic time matching unit configured to generate sound output control information by matching the output time of each sound with each of the reference sound and the ambient sound; And an output sound generator for generating an auditory management sound to be output to the speaker based on the sound output control information.

여기서, 상기 기준음 및 상기 주변음의 주파수는, {(기준주파수)×2^(M/L)} 의 수식으로 계산되는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 M은 상기 기준주파수로부터 M번째 음계임을 나타내며, 상기 L은 상기 기준주파수로부터의 1옥타브를 구분할 음계의 갯수를 나타낸다.Here, the frequency of the reference sound and the ambient sound is characterized by being calculated by the formula of {(reference frequency) × 2 ^ (M / L)}. In this case, M represents the Mth scale from the reference frequency, and L represents the number of scales to distinguish one octave from the reference frequency.

또한, 상기 기준음 및 상기 주변음은, 피아노의 음계에 기반하여 선택될 수 있다. In addition, the reference sound and the ambient sound may be selected based on the scale of the piano.

또한, 상기 주변음은, 상기 기준음으로부터 1/K옥타브 범위(여기서, K는 1, 2, 1/2, 1/4 중 하나일 수 있음)에 있는 음계 중에서 선택될 수 있다.In addition, the peripheral sound may be selected from the scales in the 1 / K octave range (where K may be one of 1, 2, 1/2, 1/4) from the reference sound.

한편, 상기 음향 범위 결정부는, 가청 음향 주파수 범위를, 소정의 1옥타브 단위이면서 범위가 서로 일부 중첩된 복수 개의 밴드로 구분하고, 상기 설정된 기준음이 포함된 특정의 밴드가 특정되면, 상기 특정된 밴드에 포함된 모든 음계 또는 일부 음계를 상기 주변음으로 선택할 수 있다.Meanwhile, the sound range determiner divides the audible sound frequency range into a plurality of bands in which a range is partially overlapped with each other in a predetermined one octave unit, and when a specific band including the set reference sound is specified, All scales or some scales included in the band may be selected as the ambient sound.

또한, 상기 출력 시간 결정부는, 상기 기준음 및 상기 주변음을 주파수 순서에 따라 순차적으로 출력하는 스위프 방식에서 각각의 음을 출력할 음별 스위프 출력 시간과, 상기 기준음 및 상기 주변음을 주파수 순서를 따르지 않는 비순차적으로 출력하는 랜덤 방식에서 각각의 음을 출력할 음별 랜덤 출력 시간을 결정할 수 있다.The output time determiner may include a sweep output time for each sound to output each sound and a sequence of frequencies of the reference sound and the ambient sound in a sweep method of sequentially outputting the reference sound and the ambient sound according to the frequency order. The random output time for each sound to be output may be determined in a non-sequential random method that does not follow.

이때, 상기 음별 스위프 출력 시간은, 스위프 방식에서, 출력되는 각각의 음의 존재를 인식하게 하는 정도의 최소시간 이상으로, 또는 출력되는 각각의 음이 끊긴다고 인식하지 않을 정도의 최대시간 이하로, 결정될 수 있다. At this time, the sound sweep output time is, in the sweep method, a minimum time or more to the extent that the presence of each sound is output, or less than a maximum time not to recognize that each sound is cut off, Can be determined.

더욱, 상기 청각관리 음향은, 상기 기준음 및 상기 주변음이 주파수 순서에 따라 순차적으로 출력되는 스위프 방식과 주파수 순서를 따르지 않는 비순차적으로 출력되는 랜덤 방식을 임의로 혼합한 방식에 따라 출력되도록, 구성될 수 있다.In addition, the auditory management sound is configured to be output according to a method of arbitrarily mixing the sweep method in which the reference sound and the ambient sound are sequentially output in a frequency order and a random method that is not sequentially output in a frequency order. Can be.

본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 청각 관리 방법은, 대상자에 특화된 소정의 기준음이 설정되면 상기 기준음으로부터 소정 범위 내의 주변음을 결정하는 단계; 상기 기준음 및 상기 주변음들 각각을 출력하기 위한 음별 출력 시간을 결정하는 단계; 상기 기준음 및 상기 주변음들 각각에 상기 음별 출력 시간을 매칭시켜 음향 출력 제어 정보를 생성하는 단계; 및 상기 음향 출력 제어 정보에 근거하여 스피커로 출력할 청각관리 음향을 생성하여 상기 대상자에게 인가하는 단계;를 포함한다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a hearing management method, comprising: determining an ambient sound within a predetermined range from a reference sound when a predetermined reference sound specialized for a subject is set; Determining a sound output time for outputting each of the reference sound and the ambient sound; Generating sound output control information by matching the tone output time to each of the reference sound and the ambient sound; And generating an auditory management sound to be output to a speaker based on the sound output control information and applying it to the subject.

여기서, 상기 기준음 및 상기 주변음은, 피아노의 음계에 기반하여 선택될 수 있다. The reference sound and the ambient sound may be selected based on the scale of the piano.

한편, 상기 음별 출력 시간을 결정하는 단계는, 상기 기준음 및 상기 주변음을 주파수 순서에 따라 순차적으로 출력하는 스위프 방식에서 각각의 음을 출력할 음별 스위프 출력 시간을 결정하는 것과, 상기 기준음 및 상기 주변음을 주파수 순서를 따르지 않는 비순차적으로 출력하는 랜덤 방식에서 각각의 음을 출력할 음별 랜덤 출력 시간을 결정하는 것을 더 포함할 수 있다.The determining of the sound output time may include determining a sound sweep output time for outputting each sound in a sweep method of sequentially outputting the reference sound and the ambient sound according to the frequency order, The method may further include determining a random output time for each sound to output each sound in a random manner in which the peripheral sound is output in a non-sequential manner not following a frequency order.

또한, 상기 청각관리 음향을 생성하는 단계는, 상기 기준음 및 상기 주변음이 주파수 순서에 따라 순차적으로 출력되는 스위프 방식과 주파수 순서를 따르지 않는 비순차적으로 출력되는 랜덤 방식을 임의로 혼합한 방식에 따라 출력되도록 상기 청각관리 음향을 생성할 수 있다.The generating of the auditory management sound may be performed by randomly mixing a sweep method in which the reference sound and the ambient sound are sequentially output in the order of frequencies and a random method in which the non-sequential output is not followed. The auditory management sound may be generated to be output.

본 발명의 다른 실시예에 따른, 청각 관리 기능을 구비하며 단일 마이크에 의한 음성 신호로부터 주기적 노이즈를 감쇄시키는 장치는: 단일의 상기 마이크에 유입된 음성을 디지털 변환한 신호로부터 주기 신호를 검출하고, 상기 디지털 변환한 신호에 상기 주기 신호의 역상을 혼합하여 주기 신호가 감쇄된 신호를 출력하는 주기 소리 감쇄 제어부; 상기 감쇄된 신호의 레벨을 제어하여 레벨 적응된 신호를 출력하는 적응 레벨 범위 제어부; 상기 주기 소리 감쇄 제어부에서 출력하는 상기 주기 신호가 감쇄된 신호와, 상기 적응 레벨 범위 제어부에서 출력하는 상기 레벨 적응된 신호 중의 어느 하나 또는 모두를 혼합하여 처리된 음성 신호로서 출력하는 감쇄 조절 선택부; 대상자에게 특화된 소정의 기준음이 설정되면, 상기 기준음으로부터 소정 범위 내의 주변음을 결정하고, 상기 기준음 및 상기 주변음들 각각을 출력하기 위한 음별 출력 시간을 결정하고, 상기 기준음 및 상기 주변음들 각각에 상기 음별 출력 시간을 매칭시켜 음향 출력 제어 정보를 생성하고, 그리고 상기 음향 출력 제어 정보에 근거하여 스피커로 출력할 청각관리 음향을 생성하는 청각 관리부; 상기 처리된 음성 신호 또는 상기 청각관리 음향 중 적어도 하나를 스피커에 제공하는 신호 선택부를 포함하여 이루어진다.According to another embodiment of the present invention, an apparatus having a hearing management function and attenuating periodic noise from a voice signal by a single microphone includes: detecting a periodic signal from a signal obtained by digitally converting a voice introduced into the single microphone; A periodic sound attenuation control unit that outputs a signal in which the periodic signal is attenuated by mixing an inverted phase of the periodic signal with the digitally converted signal; An adaptive level range controller for controlling the level of the attenuated signal to output a level-adapted signal; An attenuation adjustment selection unit for mixing one or all of the signal from which the periodic signal output from the periodic sound attenuation control unit is attenuated and the level-adapted signal output from the adaptive level range control unit to output the processed audio signal; When a predetermined reference sound specialized for the subject is set, an ambient sound within a predetermined range is determined from the reference sound, a sound output time for outputting the reference sound and each of the ambient sounds is determined, and the reference sound and the ambient sound are determined. An auditory manager configured to generate sound output control information by matching the respective output times with sounds, and to generate a hearing management sound to be output to a speaker based on the sound output control information; And a signal selector configured to provide at least one of the processed voice signal or the auditory management sound to a speaker.

여기서, 상기 상기 주기 소리 감쇄 제어부는: 상기 디지털 변환한 신호를 정신호로 처리하는 신호 블록 합 처리단; 상기 정신호를 역위상인 역신호로 처리하는 신호 블록 합 역 처리단; 결과신호를 상기 정신호와 연산하여 상기 주기 신호를 판단하고, 판단된 상기 주기 신호를 감쇄시키기 위하여 각 주파수별로 구분된 임의의 적응 Fir Filter 계수들을 생성하고, 상기 계수들을 상기 역신호에 가중하여 적용함으로써 상기 결과신호인 상기 주기 신호가 감쇄된 신호를 처리하기를 반복하는 적응 Fir Filter LMS단을 더 포함할 수 있다.The periodic sound attenuation control unit may include: a signal block sum processing stage configured to process the digitally converted signal as a positive signal; A signal block sum inverse processing stage for processing the positive signal into an inverse phase that is in antiphase; By calculating a resultant signal with the positive signal to determine the periodic signal, by generating arbitrary adaptive Fir Filter coefficients separated for each frequency in order to attenuate the determined periodic signal, the coefficients are weighted and applied to the inverse signal. The method may further include an adaptive Fir Filter LMS stage for repeating processing of the attenuated signal of the periodic signal, which is the resultant signal.

또한, 청각 관리 기능을 구비하며 단일 마이크에 의한 음성 신호로부터 주기적 노이즈를 감쇄시키는 상기 장치는, 상기 감쇄 조절 선택부에서 출력하는 상기 처리된 음성 신호로부터 피드백 발진음이 존재하는 주파수를 검출하기 위하여, 상기 처리된 음성 신호의 주파수 성분을 분석하여 스펙트럼 정보를 생성하는 신호 분석부; 및 상기 스펙트럼 정보로부터 피드백 발진을 포함하는 주파수를 분석하고, 상기 디지털 변환한 신호에서 상기 분석된 주파수를 필터링하여 매칭된 신호를 출력하는 소리 매칭부를 더 포함하고, 상기 감쇄 조절 선택부는 상기 주기 신호가 감쇄된 신호와, 상기 레벨 적응된 신호와, 상기 매칭된 신호 중 어느 하나 또는 2이상의 혼합된 신호를 출력할 수 있다. In addition, the apparatus having an auditory management function and attenuating periodic noise from a voice signal by a single microphone may be used to detect a frequency at which a feedback oscillation sound exists from the processed voice signal output from the attenuation adjustment selector. A signal analyzer for analyzing the frequency components of the processed speech signal to generate spectral information; And a sound matching unit for analyzing a frequency including feedback oscillation from the spectral information and filtering the analyzed frequency from the digitally converted signal to output a matched signal. The attenuated signal, the level-adapted signal, and one or more mixed signals of the matched signal may be output.

더욱, 상기 청각관리부는, 상기 기준음 및 상기 주변음을 주파수 순서에 따라 순차적으로 출력하는 스위프 방식에서 각각의 음을 출력할 음별 스위프 출력 시간과, 상기 기준음 및 상기 주변음을 주파수 순서를 따르지 않는 비순차적으로 출력하는 랜덤 방식에서 각각의 음을 출력할 음별 랜덤 출력 시간을 결정하고, 상기 기준음 및 상기 주변음을 상기 음별 스위프 출력 시간에 따라 상기 스위프 방식으로 출력하는 것과, 상기 음별 랜덤 출력 시간에 따라 상기 랜덤 방식으로 출력하는 것을 임의로 조합하여 상기 청각관리 음향을 생성할 수 있다.Further, the hearing management unit, the sweep output time for outputting each sound in the sweep method of sequentially outputting the reference sound and the ambient sound in order of frequency, the reference sound and the ambient sound does not follow the frequency order Determining a random random output time for outputting each sound in a non-sequential random method, and outputting the reference sound and the peripheral sound in the sweep method according to the negative sweep output time; The hearing management sound may be generated by arbitrarily combining the output in the random manner with time.

상기한 바와 같은 구성을 포함하는 본 발명은, 대상자에게 청각적 자극이 필요한 특정한 주파수뿐만 아니라 상기 주파수 주변의 근접 주파수 영역까지도 포함하는 청각관리 음향을 스위프 방식과 랜덤 방식으로 다양하게 인가함으로써, 청각 관리 효과를 극대화한다.According to the present invention including the above-described configuration, the auditory management is variously applied to the subject by a variety of sweep and random methods of auditory management sound including not only a specific frequency requiring an auditory stimulus but also a near frequency region around the frequency. Maximize the effect.

또한, 하나의 마이크를 통해 입력되는 음성 신호로부터 주변 노이즈 감쇄시킬 수 있으므로, 2개 이상의 마이크로부터의 음성 신호들을 상호처리함에 따라 음성 신호가 일그러진다는 문제점과 음성 신호를 처리할 때 오히려 추가 노이즈를 유발하던 문제점을 해소할 수 있는, 노이즈 감쇄 장치를 제공할 수 있다. 특히, 이러한 노이즈 감쇄 기능과 청각 관리 기능을 동시에 또는 선택적으로 제공할 수 있는 장치를 제공할 수 있다. In addition, since it is possible to attenuate the ambient noise from the voice signal input through one microphone, the problem that the voice signal is distorted as the voice signals from two or more microphones are mutually processed and causes additional noise when processing the voice signal. It is possible to provide a noise reduction device that can solve the problem. In particular, it is possible to provide an apparatus capable of simultaneously or selectively providing such a noise reduction function and hearing management function.

도 1은 본 발명에 따른 청각 관리 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 음향 범위 결정부를 보다 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 출력 시간 결정부를 보다 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 음향 시간 매칭부를 보다 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 출력 음향 생성부를 보다 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 청각 관리 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 7은 상술한 바와 같은 청각 관리 기능을 구현하는 청각 관리부를 구비한 단일 마이크 음성 신호의 노이즈를 감쇄시키는 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
1 is a block diagram showing the configuration of a hearing management device according to the present invention.
2 is a view for explaining the sound range determination unit in more detail.
3 is a view for explaining the output time determiner in more detail.
4 is a view for explaining the sound time matching unit in more detail.
5 is a view for explaining the output sound generator in more detail.
6 is a flowchart illustrating a hearing management method according to the present invention.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of an apparatus for attenuating noise of a single microphone voice signal having an auditory management unit that implements the auditory management function as described above.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 청각 관리 장치 및 방법, 그리고 청각 관리 기능을 구비한 단일 마이크 음성 신호의 노이즈를 감쇄시키는 장치의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 본 발명의 각 구성 요소를 지칭하는 용어들은 그 기능을 고려하여 예시적으로 명명된 것이므로, 용어 자체에 의하여 본 발명의 기술 내용을 예측하고 한정하여 이해해서는 안될 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the device and method for hearing management according to the present invention, and a device for attenuating the noise of a single microphone voice signal with a hearing management function. For reference, terms referring to each component of the present invention are named by way of example in consideration of their functions, and thus, the technical contents of the present invention should not be predicted and limited by the term itself.

먼저, 도 1의 블록도를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 청각 관리 장치의 구성을 설명한다. 도면을 참조하면, 청각 관리 장치(200)는, 대상자에게 특화된 소정의 기준음이 설정되면 설정된 기준음으로부터 소정 범위 내의 주변음을 결정하는 음향 범위 결정부(210)와, 설정된 기준음 및 결정된 주변음들 각각을 출력하기 위한 음별 출력 시간을 결정하는 출력 시간 결정부(220)와, 기준음 및 주변음들 각각에 음별 출력 시간을 매칭시켜 음향 출력 제어 정보를 생성하는 음향 시간 매칭부(230)와, 음향 출력 제어 정보에 근거하여 스피커로 출력할 청각관리 음향을 생성하하는 출력 음향 생성부(240)를 포함할 수 있다. First, with reference to the block diagram of Figure 1, the configuration of the hearing management apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. Referring to the drawings, the hearing management apparatus 200 may include a sound range determination unit 210 that determines an ambient sound within a predetermined range from a set reference sound when a predetermined reference sound specialized for a target person is set, and the set reference sound and the determined surrounding sound. An output time determiner 220 that determines the output time of each sound for outputting each of the sounds, and an acoustic time matcher 230 that generates sound output control information by matching the output time of each sound to the reference sound and the surrounding sounds, respectively. And an output sound generator 240 for generating an auditory management sound to be output to the speaker based on the sound output control information.

본 발명에서는, 기준음으로부터 결정될 수 있는 주변음의 주파수를 다음의 수식으로 계산할 수 있다.In the present invention, the frequency of the ambient sound that can be determined from the reference sound can be calculated by the following equation.

(각 주변음의 주파수) = {(기준주파수)×2^(M/L)}(Frequency of each ambient sound) = {(reference frequency) × 2 ^ (M / L)}

여기서, 상기 M은 기준주파수로부터 M번째 음계임을 나타내는 정수일 수 있다. M이 양수이면 기준주파수로부터 높은 방향으로의(고음 방향) 음계일 수 있고, M이 음수이면 기준주파수로부터 낮은 방향으로의(저음 방향) 음계일 수 있다. 상기 L은 기준주파수로부터의 1옥타브 범위의 주파수를 구분할 음계의 개수를 나타내며, 자연수일 수 있다. Here, M may be an integer representing the Mth scale from the reference frequency. If M is a positive scale, it may be a scale from the reference frequency in a high direction (high pitch direction), and if M is a negative scale, it may be a scale from a reference frequency in a low direction (bass scale). L represents the number of musical scales to classify the frequency in the range of one octave from the reference frequency, and may be a natural number.

특히, 본 발명은, 피아노의 음계에 기반한 음향을 사용할 수 있다. 피아노 음계에 기반한다는 것은, 각 음의 주파수를 결정할 때, A4=440Hz를 기준으로 정의한 피아노의 각 음계에 정의된 주파수를 사용한다는 의미로 해석할 수 있다. In particular, the present invention can use a sound based on the scale of the piano. Based on the piano scale, it can be interpreted to use the frequency defined in each scale of the piano defined based on A4 = 440 Hz when determining the frequency of each note.

이로써, 임의의 기준주파수가 입력되면, 기준주파수와 가장 관련깊은 (예를 들면, 주파수 값이 가장 가까운) 피아노 음계를 선택하여 기준음으로 결정할 수 있고, 이 기준음을 중심으로 고음 방향으로 몇 음계 및/또는 저음 방향으로 몇 음계를 선택함으로써, 원하는 범위의 주변음을 간단하게 선택할 수 있다. Thus, when an arbitrary reference frequency is input, it is possible to select the piano scale that is closest to the reference frequency (for example, the frequency value is closest) and determine it as the reference sound, and a few notes in the high pitch direction around the reference sound. And / or by selecting a few scales in the bass direction, it is possible to simply select a peripheral sound in a desired range.

만일, 기준주파수가 현존하는 피아노 음계의 주파수를 초과하는 경우에는(예를 들면, 88음계의 88번째 음의 주파수 이상의 주파수인 경우), 상기 수식을 이용하여 가상의 피아노 음계를 구성하여 기준음 및/또는 주변음을 결정할 수 있다. If the reference frequency exceeds the frequency of the existing piano scale (e.g., the frequency is higher than the frequency of the 88th note of the 88th scale), a virtual piano scale is constructed by using the above formula and the reference sound and And / or determine ambient sounds.

또한, 피아노 음계를 기본으로 하되 1옥타브당 24음계로 구분하는 등의 더 세분된(심지어는 1옥타브당 6음계 등으로 덜 세분할 수도 있음) 음계를 사용할 수도 있다. It is also possible to use more subdivided scales, such as those based on piano scales but divided into 24 scales per octave, or even subdivided into 6 scales per octave.

기준주파수를 선택하는 것은, 청각을 관리하고자 하는 대상자가 스스로 임의로 원하는 주파수 값을 지정하거나, 전문적인 측정 장비를 이용하여 관리가 필요한 주파수를 탐색하여 결정할 수도 있다. 본 발명은, 특정의 기준주파수가 선택되더라도 그 주변의 다양한 주파수 부분까지도 함께 관리할 수 있으므로, 전문 장비를 이용하지 않고 대상자가 기준주파수를 부정확하게 지정하더라도 무방하다. Selecting a reference frequency may be determined by a person who wants to manage hearing by arbitrarily designating a desired frequency value or by searching for a frequency that needs to be managed using a professional measuring device. According to the present invention, even if a specific reference frequency is selected, various frequency portions in the periphery thereof can be managed together, so that the subject may incorrectly specify the reference frequency without using specialized equipment.

기준주파수를 선택하는 것은, 특정한 하나의 주파수 값을 지정하거나 주파수 범위를 지정하는 방식, 특정의 피아노 음계를 지정하는 방식으로 가능하다.The reference frequency may be selected by specifying one specific frequency value or by specifying a frequency range, or by specifying a specific piano scale.

다른 방식으로, 기준주파수를 선택하는 것은, 기준주파수가 포함된 밴드를 지정하는 것과, 지정된 밴드 내에서 기준주파수와 가장 관련깊은 섹션을 지정하는 것을 포함할 수 있다. Alternatively, selecting a reference frequency may include specifying a band containing the reference frequency and specifying a section most relevant to the reference frequency within the designated band.

예를 들어, 가청주파수 대역은, [표 1]과 같이, 12개의 밴드로 구분될 수 있다. 각 밴드는 시작 주파수와 그의 2배 주파수까지의 구간(즉, 1옥타브)으로 구성된다.For example, the audio frequency band may be divided into 12 bands as shown in [Table 1]. Each band consists of a period (i.e., one octave) up to its starting frequency and twice its frequency.

밴드 번호(BN)Band number (BN) 주파수 범위Frequency range B1B1 200 ~ 400 Hz200 to 400 Hz B2B2 300 ~ 600 Hz300 to 600 Hz B3B3 500 ~ 1k Hz500 to 1k Hz B4B4 750 ~ 1.5k Hz750 to 1.5k Hz B5B5 1k ~ 2k Hz1k to 2k Hz B6B6 1.5k ~ 3k Hz1.5k to 3k Hz B7B7 2k ~ 4k Hz2k to 4k Hz B8B8 3k ~ 6k Hz3k to 6k Hz B9B9 4k ~ 8k Hz4k to 8k Hz B10B10 5k ~ 10k Hz5k to 10k Hz B11B11 6k ~ 12k Hz6k to 12k Hz B12B12 7k ~ 14k Hz7k to 14k Hz

그리고, 각 밴드는 다음의 수식에 의해 소정 개수의 섹션으로 분할될 수 있다. Each band may be divided into a predetermined number of sections by the following equation.

(각 섹션의 주파수) = {(시작 주파수)×2^(M/L)}(Frequency of each section) = {(starting frequency) × 2 ^ (M / L)}

여기서, M은 시작 주파수로부터 M번째 섹션임을 나타내며, L은 밴드를 구성하는 1옥타브를 구분할 섹션의 개수를 나타낸다. 섹션은 보통 12개로 정의될 수 있다.Here, M represents the M-th section from the start frequency, L represents the number of sections to distinguish one octave constituting the band. There are usually 12 sections.

그리고 예를 들어, 대상자가 밴드 3과 섹션 3을 지정하였다면, 기준주파수는 {(500)×2^(3/12)}=594.6Hz로 결정될 수 있을 것이다. And, for example, if the subject specifies band 3 and section 3, the reference frequency may be determined as {(500) × 2 ^ (3/12)} = 594.6 Hz.

한편, 이러한 지정 방식에서 응용할 수 있는 방법으로서, 대상자가 밴드만을 지정하는 경우에는 해당 밴드의 전체 주파수 범위 또는 해당 밴드의 시작 주파수를 기준으로 상1/2옥타브 - 하1/2옥타브 범위(총 1옥타브 범위)에서 청각관리 음향을 생성하여 출력하고, 대상자가 밴드 및 섹션을 지정한 경우에는 해당 섹션의 주파수를 기준으로 상1/4옥타브 - 하1/4옥타브 범위(총 1/2옥타브 범위)에서 청각관리 음향을 생성하여 출력하도록 구현될 수 있다. On the other hand, as a method that can be applied in this designation method, when the subject designates only the band, the upper 1/2 octave to lower 1/2 octave range (1 in total) based on the entire frequency range of the band or the start frequency of the band. Octave range) to generate and output auditory sound, and if the subject specifies a band and section, the range of upper 1/4 octave to lower 1/4 octave (total 1/2 octave range) It may be implemented to generate and output the hearing management sound.

또는, 비슷하게, 밴드만이 지정되는 경우에는 해당 밴드를 구성하는 12개의 섹션들의 주파수를 주변음으로서 출력하도록 하고, 밴드에 더불어 섹션까지 지정된 경우에는 해당 섹션을 기준으로 총 1/2옥타브 범위의 섹션들의 주파수를 주변음으로서 출력하도록 제어할 수도 있다. Or, similarly, if only a band is specified, the frequency of the 12 sections constituting the band is output as ambient sound, and if a section along with the band is specified, a section having a total range of 1/2 octave based on that section It is also possible to control the frequency of these to be output as ambient sound.

다른 방식으로, 밴드만 지정되는 경우에는, 해당 밴드를 구성하는 12개의 모든 섹션들의 주파수를 주변음으로서 선택하고, 선택된 주변음을 스위프 방식으로 출력할 수 있다. 반면에, 밴드와 섹션이 모두 지정된 경우에는, 해당 섹션을 기준음으로 하고, 해당 밴드의 모든 주변음들을 스위프 방식으로 출력하고, 교대로, 상1/4옥타브까지의 주변음과 하1/4옥타브까지의 주변음을 랜덤 방식으로 출력하도록 구성할 수 있다. 스위프 방식 및 랜덤 방식에 대해서는 후술한다.Alternatively, when only a band is designated, the frequencies of all 12 sections constituting the band may be selected as an ambient sound, and the selected ambient sound may be output in a swept manner. On the other hand, if both a band and a section are specified, the section is referred to as the reference sound, and all surrounding sounds of the band are output in a swept manner, and alternately, the surrounding sounds up to 1/4 octave and the lower quarter are made. Ambient sound up to octave can be configured to be output in a random manner. The sweep method and the random method will be described later.

밴드와 섹션을 지정하는 방식과 관련하여, 기준주파수를 선택하는 다른 예에서, 만일, 대상자가 1.5kHz와 섹션 5를 지정하였다고 가정한다. 여기서, 1옥타브당 섹션은 12개로 구분될 수 있고, 밴드에 더불어 섹션까지 지정되는 경우에는 섹션을 기준으로 총 1/2옥타브 범위에서 주변음을 선택하도록 설정되어 있다고 가정한다. 그렇다면, 상기 [표 1]에서 B4, B5, B6이 후보 밴드로 선택될 수 있다. 한편, 섹션 5가 지정되었으므로 기준주파수는 2002 Hz가 되므로, B6이 선택될 수 있다. 이어서, 선택된 밴드(B6)의 모든 주변음은 스위프 방식으로 출력될 수 있다. 그리고 교대로, 섹션 5를 기준주파수로 하는 기준음과 그로부터 상1/4옥타브까지의 음들과 하1/4옥타브까지의 음들로서 선택된 주변음이 랜덤 방식으로 출력될 수 있을 것이다.Regarding the way of specifying the band and section, in another example of selecting the reference frequency, suppose that the subject specified 1.5 kHz and section 5. Here, it is assumed that the section per octave can be divided into 12, and if the section is specified along with the band, it is set to select the ambient sound in the total 1/2 octave range based on the section. If so, in Table 1, B4, B5, and B6 may be selected as candidate bands. On the other hand, since section 5 is specified, the reference frequency is 2002 Hz, so B6 can be selected. Subsequently, all ambient sounds of the selected band B6 may be output in a swept manner. And alternately, the reference sound having section 5 as the reference frequency and the surrounding sounds selected as the notes up to 1/4 octave and the notes up to 1/4 octave therefrom may be output in a random manner.

한편, 본 발명은, 소정 옥타브 내에서 청각관리 음향으로서 결정된 음들(기준음 및 주변음)을, 주파수의 오름차순 또는 내림차순으로 순차적으로 출력하는 스위프 방식과, 주파수의 오름차순 또는 내림차순을 따르지 않는 랜덤한 순서 또는 고음과 저음을 왕복하는 임의의 비순차적인 순서로 출력하는 랜덤 방식으로 출력할 수 있다. On the other hand, the present invention is a sweep method for sequentially outputting the sound (reference sound and ambient sound) determined as the auditory management sound within a predetermined octave in ascending or descending order of frequency, and a random order that does not follow the ascending or descending order of frequency. Alternatively, the output may be performed in a random manner in which high and low sounds are output in an arbitrary non-sequential order.

또한, 스위프 방식 및/또는 랜덤 방식에서 출력되는 각 음계들은 임의의 미리정의된 시간동안 출력될 수 있다. 예를 들어, 각 음계가 출력되는 시간은 20~500 ms 정도로 결정될 수 있다. 각 음계들의 출력되는 시간은 해당 음계의 주파수에 따라, 스위프 방식으로 출력될지 또는 랜덤 방식으로 출력될지의 출력 방식에 따라, 각 방식 내에서 출력될 순서에 따라, 다양하게 결정될 수 있다. In addition, each scale output in the sweep scheme and / or the random scheme may be output for any predefined time. For example, the time at which each scale is output may be determined about 20 to 500 ms. The output time of each scale may be variously determined according to the order of output within each scheme according to the output scheme of whether to be output in a swept manner or a random manner according to the frequency of the scale.

이때, 출력 시간은, 예를 들어, 스위프 방식에서는, 순차적으로 출력되는 각각의 음이 출력되었음을 인식하게 하는 정도의 최소시간 이상이면서 및/또는 순차적으로 출력되는 각각의 음이 끊기는 것처럼 인식되지 않을 정도의 최대시간 이하로 결정될 수 있다. 또한, 랜덤 방식에서는, 출력되는 각각의 음이 출력되었음을 인식하게 하는 정도의 최소시간 이상이면서 및/또는 대상자에게 불쾌감을 주거나 청각관리효과가 무의미하게 되는 최대시간 이하로 결정될 수 있을 것이다. At this time, the output time is, for example, the sweep time, or more than the minimum time for the recognition that each of the sequentially output sound is output, and / or the degree that each of the sequentially output sound is not recognized as being cut off Can be determined to be less than or equal to the maximum time of In addition, the random method may be determined to be equal to or more than a minimum time for recognizing that each sound is output, and / or less than a maximum time that causes a discomfort or a hearing management effect to the subject.

청각 관리 장치(200)는 대상자가 밴드 및/또는 섹션, 기준 주파수, 주파수 범위 등을 지정할 수 있도록 인터페이스(도시하지 않음)를 제공할 수 있다. 또한, 대상자는 상기 인터페이스를 통해서, 밴드 및 섹션의 구분, 청각관리 음향의 출력 방식, 각 출력 방식에서 주변음을 선택하는 옥타브 범위 등, 청각 관리 장치(200)의 각종 파라미터를 설정하고 조정할 수 있을 것이다. The hearing management apparatus 200 may provide an interface (not shown) so that a subject may designate a band and / or a section, a reference frequency, a frequency range, and the like. In addition, the subject may set and adjust various parameters of the hearing management apparatus 200 through the interface, such as band and section division, an output method of auditory management sound, and an octave range for selecting an ambient sound in each output method. will be.

도 2는 음향 범위 결정부를 보다 상세하게 설명하기 위한 도면이다. 대상자가 적어도 기준주파수를 입력하면, 음향 범위 결정부(210)는 기준주파수 또는 기준음을 결정하고, 기준주파수 또는 기준음 주변의 소정 1/K옥타브 범위내에서 주변음을 결정할 수 있다. 여기서, K는 임의의 수일 수 있으며, 옥타브 범위를 4, 2, 1, 1/2 등으로 설정할 수 있다. 2 is a view for explaining the sound range determination unit in more detail. When the subject inputs at least a reference frequency, the sound range determination unit 210 may determine the reference frequency or the reference sound and determine the ambient sound within a predetermined 1 / K octave range around the reference frequency or the reference sound. Herein, K may be any number, and the octave range may be set to 4, 2, 1, 1/2, and the like.

또한, 음향 범위 결정부(210)는, 기준음과 선택된 주변음의 스위프 방식에서 및/또는 랜덤 방식에서의 출력 순서(시퀀스)를 결정할 수 있다. Also, the sound range determiner 210 may determine an output order (sequence) in the sweep method and / or the random method of the reference sound and the selected ambient sound.

도 3은 출력 시간 결정부를 보다 상세하게 설명하기 위한 도면이다. 출력 시간 결정부(220)는, 설정된 기준음과 주변음의 출력방식별 출력시간을 결정할 수 있다. 예를 들면, 스위프 방식의 각 음은 50~500 ms 범위에서 순차적으로 변하도록 또는 랜덤으로 출력시간(음별 스위프 출력 시간)이 결정될 수 있고, 랜덤 방식의 각 음은 20~160 ms 범위에서 순차적으로 변하도록 또는 랜덤으로 출력시간(음별 랜덤 출력 시간)이 결정될 수 있을 것이다. 3 is a view for explaining the output time determiner in more detail. The output time determiner 220 may determine the output time for each output method of the set reference sound and the ambient sound. For example, each note of the swept method may be determined sequentially in the range of 50 to 500 ms or randomly output time (swept sweep output time) may be determined, and each note of the random method may be sequentially selected in the range of 20 to 160 ms. The output time (negative random output time) may be determined to vary or randomly.

도 4는 음향 시간 매칭부를 보다 상세하게 설명하기 위한 도면이다. 음향 시간 매칭부(230)는, 특정의 순서가 설정된 각 음에 관련한 정보와 각 음에 관련하여 결정된 출력시간 정보를 서로 매칭시켜 일련의 정보(음향 출력 제어 정보)를 구성한다. 4 is a view for explaining the sound time matching unit in more detail. The acoustic time matching unit 230 configures a series of information (acoustic output control information) by matching the information related to each sound in which a specific order is set with the output time information determined in relation to each sound.

도 5는 출력 음향 생성부를 보다 상세하게 설명하기 위한 도면이다. 출력 음향 생성부(240)는, 임의의 샘플 음향을 음향 출력 제어 정보에 맞추어 변조함으로써 아날로그 신호(즉, 청각관리 음향)를 구성할 수 있다. 또는, 일정한 사인파를 샘플 음향으로 하고 이를 변조하여 청각관리 음향을 구성할 수 있다. 청각관리 음향은, 이어폰, 헤드폰, 음압 출력 장치, 골전도 스피커 등에 인가되어, 대상자에게 출력될 수 있다. 또한, 청각관리 음향은 왼쪽귀용 또는 오른쪽귀용 음향으로 각각 생성될 수도 있다. 5 is a view for explaining the output sound generator in more detail. The output sound generator 240 may configure an analog signal (ie, hearing management sound) by modulating arbitrary sample sounds in accordance with the sound output control information. Alternatively, a certain sine wave may be used as a sample sound and modulated to configure a hearing management sound. The hearing management sound may be applied to earphones, headphones, sound pressure output devices, bone conduction speakers, or the like, and may be output to the subject. In addition, the hearing management sound may be generated as a left ear or a right ear, respectively.

출력 음향 생성부(240)는 스위프 방식으로 제공할 음향과 랜덤 방식으로 제공할 음향을 각각 생성하고, 이들을 교대로 또는 임의의 순서로 출력할 수 있다. 또한, 각 방식을 교대할 때, 공백 시간을 끼워넣거나 공백없이 연속으로 출력할 수도 있다. The output sound generator 240 may generate a sound to be provided in a swept manner and a sound to be provided in a random manner, and output the alternating sounds in a random order. It is also possible to insert a blank time when outputting each method, or output continuously without a blank.

도 6은 본 발명에 따른 청각 관리 장치에 의해 수행되는 청각 관리 방법을 설명하는 흐름도이다. 6 is a flowchart illustrating a hearing management method performed by the hearing management apparatus according to the present invention.

청각 관리 장치(200)는 인터페이스를 통해 기준주파수 값을 입력받을 수 있다(S10). 기준주파수는, 밴드 및/또는 섹션을 입력받는 방식으로 지정될 수도 있다. 심지어, 기준주파수 값을 입력받는 대신에, 기준음이 곧바로 선택될 수도 있다. The hearing management apparatus 200 may receive a reference frequency value through an interface (S10). The reference frequency may be designated by receiving a band and / or a section. Even instead of receiving the reference frequency value, the reference sound may be selected immediately.

기준주파수가 입력되면, 기준음이 결정될 수 있다(S20). 기준음은 기준주파수 자체일 수 있으며, 또는 기준주파수와 가장 인접한 주파수인 피아노 음계에서 결정될 수 있다. 또한, 기준음의 1/K옥타브 상하 범위가 설정되고, 설정된 범위에서 임의 개수의 주변음이 결정될 수 있다. 주변음은 기준음으로부터 N개까지의 고음과 N'개까지의 저음으로 결정될 수도 있다. N과 N'은 같은 수이거나 서로 다른 수일 수 있다. 이때, 스위프 방식으로 출력하기 위한 음들과 랜덤 방식으로 출력하기 위한 음들이 서로 동일하거나 서로 다르게 결정될 수 있다. When the reference frequency is input, the reference sound may be determined (S20). The reference sound may be the reference frequency itself or may be determined in the piano scale, which is the frequency closest to the reference frequency. In addition, a 1 / K octave upper and lower ranges of the reference sound may be set, and any number of surrounding sounds may be determined within the set range. The ambient sound may be determined from up to N high notes and up to N ′ low notes from the reference sound. N and N 'may be the same number or different numbers. In this case, the sounds for output in a swept manner and the sounds for output in a random manner may be determined to be the same or different from each other.

이어서, 결정된 기준음 및/또는 주변음이 대상자에게 실제 음향으로서 제공될 각 음별 출력 시간을 결정한다(S30). 음별 출력 시간은, 스위프 방식에서 출력될 각 음별 출력 시간(음별 스위프 출력 시간)과 랜덤 방식에서 출력될 각 음별 출력 시간(음별 랜덤 출력 시간)이 서로 동일하거나 서로 다르게 결정될 수 있다. Subsequently, the determined reference sound and / or the ambient sound determine the output time for each sound to be provided as a real sound to the subject (S30). The sound output time may be determined to be identical to or different from each sound output time (sound sweep output time) to be output by the sweep method and each sound output time (sound random output time) to be output by the random method.

스위프 방식으로 출력할 기준음 및 주변음의 시퀀스와 음별 스위프 출력 시간을 각각 매칭하고, 랜덤 방식으로 출력할 기준음 및 주변음의 시퀀스와 음별 랜덤 출력 시간을 각각 매칭함으로써, 각 출력 방식별 음향 출력 제어 정보를 생성한다(S40). Matches the sequence of reference sound and ambient sound to be output by the sweep method and the sweep output time for each sound, and matches the sequence of reference sound and ambient sound to be output by the random method and the random output time for each sound, thereby outputting sound for each output method The control information is generated (S40).

각 출력 방식별 음향 출력 제어 정보에 근거하여, 각 출력방식별 청각관리 음향을 생성하고, 출력방식의 순서에 따라 청각관리 음향을 스피커를 통해 출력한다(S50). Based on the sound output control information for each output method, it generates a hearing management sound for each output method, and outputs the hearing management sound through the speaker in the order of the output method (S50).

추가로, 본 발명은, 상술한 바와 같은 청각 관리 장치에 의해 구현되는 청각 관리 기능을 구비한 단일 마이크 음성 신호의 노이즈를 감쇄시키는 장치를 제공한다. 이러한 노이즈 감쇄 장치의 구성은 도 7에 도시된다. In addition, the present invention provides an apparatus for attenuating noise of a single microphone voice signal having an auditory management function implemented by the auditory management apparatus as described above. The configuration of this noise reduction device is shown in FIG.

본 실시예에서의 청각 관리 기능을 구비한 단일 마이크 음성 신호의 노이즈를 감쇄시키는 장치는, 마이크 입력 임피던스 매칭 및 신호 변환부(100)와, 소리 매칭부(110)와, 주기음 분석 및 감쇄 제어부(120)와, 적응 레벨 범위 제어부(130)와, 감쇄 조절 선택부(140)와, 공간 음성 위치 제어부(150)와, 신호 분석부(160)와, 메인 게인 증폭부(170)와, 시스템 운용부(190)를 포함한다. 또한, 여기에 상술한 바와 같은 청각 관리 장치가 청각 관리부(200)라는 명칭의 구성부로 추가되었다. An apparatus for attenuating noise of a single microphone voice signal having a hearing management function according to the present embodiment includes a microphone input impedance matching and signal conversion unit 100, a sound matching unit 110, a periodic sound analysis and attenuation control unit. 120, adaptive level range control unit 130, attenuation adjustment selector 140, spatial voice position control unit 150, signal analysis unit 160, main gain amplifier 170, system It includes an operation unit 190. In addition, the hearing management apparatus as described above has been added as a component named hearing management unit 200.

특히, 공간음성 위치 제어부(150)로부터의 처리된 음성과 청각 관리부(200)로부터의 청각관리 음향은 신호선택부(195)에 의해 선택적으로 메인 게인 증폭부(170)에 제공될 수 있다. In particular, the processed voice from the spatial voice position controller 150 and the hearing management sound from the hearing manager 200 may be selectively provided to the main gain amplifier 170 by the signal selector 195.

상기 구성부들에 대한 상세한 구성을 후술한다. Detailed configuration of the components will be described later.

마이크 입력 임피던스 매칭 및 신호 변환부(100)는, 단일 마이크로부터의 입력과 노이즈 감쇄 장치의 임피던스를 매칭시킨다. 또한, 하나의 마이크에 의해 생성되는 아날로그 신호인 유입 신호(즉, 음성 신호와 주변 신호가 혼합된 신호)를 디지털 신호로 변환한다. 마이크 입력 임피던스 매칭 및 신호 변환부(100)는 입력 임피던스 매칭기능과 A/D 변환 기능을 포함한다. 마이크로부터 입력된 유입 신호는 아날로그 신호로서, 음성뿐 아니라 주변의 노이즈를 포함하고 있다. 입력 임피던스 매칭 기능은 유입 신호의 최대 전력 전송을 실현한다. The microphone input impedance matching and signal converter 100 matches the input from the single microphone with the impedance of the noise reduction device. In addition, an inflow signal (that is, a signal mixed with an audio signal and an ambient signal), which is an analog signal generated by one microphone, is converted into a digital signal. The microphone input impedance matching and signal converter 100 includes an input impedance matching function and an A / D conversion function. The incoming signal from the microphone is an analog signal and contains not only voice but also ambient noise. The input impedance matching function realizes maximum power transfer of the incoming signal.

소리 매칭부(110)는, 마이크로부터 생성되되어 디지털 변환된 신호와 임의의 특정한 주파수 대역의 소리를 유발하는 주파수 신호 중 하나를 선택하여 믹스된 신호를 만든다. 믹스된 신호는 주파수 대역별로 음색이 조정되어 매칭된 신호로서 출력된다. The sound matching unit 110 generates a mixed signal by selecting one of a frequency signal generated from a microphone to generate a digitally converted signal and a sound of an arbitrary specific frequency band. The mixed signal is output as a matched signal after the tone is adjusted for each frequency band.

또한, 소리 매칭부(110)에는 마이크로부터 유입되지 않은, 별도의 외부 신호가 입력될 수 있다. 이 외부 신호는 디지털 신호와 혼합될 수 있다. 외부 신호는 다른 헤드셋 또는 이어셋으로부터 전송되는 신호일 수 있다.In addition, a separate external signal, which does not flow from the microphone, may be input to the sound matching unit 110. This external signal can be mixed with the digital signal. The external signal may be a signal transmitted from another headset or earset.

소리 매칭부(110)는, 마이크 입력 임피던스 매칭 및 신호 변환부(100)에서 출력하는 디지털 신호와, 외부 신호와, 소리 매칭부(110)의 신호 발생 기능을 통해 생성된 신호 중 하나 또는 복수를 선택하여 혼합(mix)하는 신호 선택 믹스 및 먹스 기능을 구비한다. 또한, 신호 선택 믹스 및 먹스 기능에서 출력하는 신호는 음색 및 피드백 발진 조절 기능을 거쳐 매칭된 신호로 변환된다. The sound matching unit 110 may select one or more of a digital signal output from the microphone input impedance matching and signal conversion unit 100, an external signal, and a signal generated through a signal generation function of the sound matching unit 110. It has a signal selection mix and a mux function to select and mix. In addition, the signal output from the signal selection mix and mux function is converted into a matched signal through the tone and feedback oscillation adjustment function.

노이즈 감쇄 장치는, 외부 신호를 입력받아서 이를 마이크 입력 신호와 함께 노이즈 감쇄 처리하여 함께 청취하게 한다. 이로써, 또 다른 헤드셋 또는 이어셋으로부터 노이즈 감쇄되지 않은 신호를 함께 수신하는 경우에도 노이즈를 감쇄시켜서 깨끗한 음성만을 청취할 수 있게 한다. 특히, 이러한 기능은 복수의 헤드셋 또는 이어셋들이 서로 통신하는 경우에 유용하다.The noise reduction device receives an external signal and processes the noise reduction process together with the microphone input signal to listen together. This attenuates the noise even when receiving a signal with no noise attenuation from another headset or earset, so that only a clean voice can be heard. In particular, this functionality is useful when multiple headsets or earsets are in communication with each other.

신호 발생 기능은, 마이크 종류에 따른 신호변환 특성 및 음색을 제어하여 불필요한 음원을 전처리하고, 시스템의 피드백 유발을 조절하며, 청취할 음성을 원하는 음색으로 보정할 수 있도록 하기 위하여, 특정 주파수의 신호를 발생한다. 즉, 신호 발생 기능에서 특정 주파수를 갖는 음향을 생성하여 출력하고, 청취자가 그 주파수의 음향에 대한 음량을 원하는 만큼으로 수동 조정할 수 있게 함으로써, 청취자의 청각 특성에 맞는 주파수별 음색/음량 조정이 가능하게 된다. The signal generation function controls the signal conversion characteristics and the tone according to the microphone type, preprocessing unnecessary sound sources, adjusting the triggering of feedback from the system, and correcting the voice to be listened to to the desired tone. Occurs. That is, the signal generation function generates and outputs a sound having a specific frequency, and allows the listener to manually adjust the volume of the sound of the frequency as desired, thereby adjusting the tone / volume for each frequency according to the hearing characteristics of the listener. Done.

신호 선택 믹스 및 먹스 기능에서 출력하는 신호는, 마이크 입력 신호의 단일 출력, 마이크 입력 신호와 외부 신호의 혼합 출력, 신호 발생 기능에서 출력한 신호의 단일 출력 중 어느 하나일 수 있다.The signal output from the signal selection mix and mux function may be any one of a single output of the microphone input signal, a mixed output of the microphone input signal and an external signal, and a single output of the signal output from the signal generation function.

마이크 입력 신호를 단일 출력하는 것은, 마이크를 통해 유입되어 디지털 변환된 신호에 대해서만 노이즈 감쇄 처리하기 위함이다. 마이크 입력 신호와 외부 신호를 혼합하여 출력하는 것은, 마이크를 통해 유입되어 디지털 변환된 신호와 다른 헤드셋 또는 이어셋으로부터 전송된 음성 신호를 함께 믹스하여 처리하기 위한 것이다. 그리고, 신호 발생 기능에 의한 신호를 단일 출력하는 것은, 음성 신호로부터 원하는 주파수의 음색을 튜닝하기 위한 것으로서, 청취자가 스피커를 통해 청취하게 되는 음성의 주파수 대역별 음량을 자신의 청각 특성에 맞추어 조정하고자 할 때 선택된다. The single output of the microphone input signal is for noise attenuation only for the signal converted through the microphone and digitally converted. Mixing and outputting a microphone input signal and an external signal is for mixing and processing a voice signal introduced through a microphone and digitally converted and transmitted from another headset or earset. The single output of the signal generated by the signal generation function is to tune a tone of a desired frequency from the voice signal, and to adjust the volume of each frequency band of the voice that the listener hears through the speaker according to his or her hearing characteristics. Is selected when.

음색 및 피드백 발진 조절 기능은 다단의 필터(Filter1, Filter2, Filter3 ... FilterN)로 구성될 수 있다. 다단의 필터들은, 원하는 주파수의 음색을 제어하고 불필요한 음원을 제거하는 전처리를 위해서, 원하는 주파수의 음색을 튜닝하고 피드백 발진이 발생한 주파수를 제어하기 위한 목적으로 배치된다. 매칭된 신호 = {gN FilterN}×Xm(n)로 표현된다. The tone and feedback oscillation adjustment function may be composed of a plurality of filters (Filter1, Filter2, Filter3 ... FilterN). Multistage filters are arranged for the purpose of tuning the tone of the desired frequency and controlling the frequency at which the feedback oscillation occurs, for preprocessing to control the tone of the desired frequency and to remove unnecessary sound sources. The matched signal = {gN FilterN} × Xm (n).

각 필터의 제어량은 이득들(g1, g2, g3 ... gN)에 의해 조정될 수 있다. 각 필터의 이득은, 시스템 운용부(190)에서 제공하는 제어 명령(특정 주파수의 피드백 발진음을 제어하도록 명령하는 제어 명령)에 의하여 조절될 수 있다. The control amount of each filter can be adjusted by the gains g1, g2, g3 ... gN. The gain of each filter may be adjusted by a control command provided by the system operating unit 190 (a control command instructing to control a feedback oscillation sound of a specific frequency).

각 필터는, 노치(notch) 필터, 쉐프(shelf) 필터, 피크(peak) 필터 등을 포함할 수 있다. Each filter may include a notch filter, a shelf filter, a peak filter, or the like.

주기음 분석 및 감쇄 제어부(120)는, 소리 매칭부(110)에서 출력되는 매칭된 신호에서 주기적 파형 패턴을 갖는 주기 신호만을 감지하여 감쇄시킨다. 본 발명에서는 주기 신호를 노이즈로 판단한다. The periodic sound analysis and attenuation control unit 120 detects and attenuates only a periodic signal having a periodic waveform pattern from the matched signal output from the sound matching unit 110. In the present invention, the periodic signal is determined as noise.

주기음 분석 및 감쇄 제어부(120)는, 소리 매칭부(110)를 통하여 음색이 제어되고 불필요한 음원을 제거하기 위한 전처리가 수행되고 피드백 발진 발생이 조절된 매칭된 신호를 입력으로 받아들인다. 그리고, 이 매칭된 신호를 구성하는 신호 성분 중에서 주기적 신호만을 감쇄시킨 노이즈 감쇄된 신호를 출력한다. The periodic sound analysis and attenuation control unit 120 receives, as an input, a matched signal whose tone is controlled through the sound matching unit 110, preprocessing for removing unnecessary sound sources, and feedback generation is controlled. Then, a noise attenuated signal in which only a periodic signal is attenuated among the signal components constituting the matched signal is output.

주기음 분석 및 감쇄 제어부(120)는, 신호 블록 합 처리 기능과 신호 블록 합 역 처리 기능과 적응 Fir Filter LMS 기능을 포함한다. LMS는 최소 제곱 평균(Least Mean Square) 처리를 의미한다. The periodic sound analysis and attenuation control unit 120 includes a signal block sum processing function, a signal block sum processing function, and an adaptive Fir Filter LMS function. LMS stands for Least Mean Square processing.

Fir Filter LMS 기능은, LMS 처리에 따른 결과 가중치인 능동 계수를 얻어서, 적응하고자 하는 Fir Filter 계수에 적용한다. 적응 Fir Filter 계수는 LMS 처리에 따른 결과 가중치인 능동 계수에 의해 제어되고, T주기, G가중치는 시스템 운용부(190)로부터 제공되거나 Fir Filter LMS 기능에서 자체 생성될 수 있다. 이로써, 주기음 분석 및 감쇄 제어부(120)의 신호 블록 합 처리 기능과 신호 블록 합 역 처리 기능과 적응 Fir Filter LMS 기능의 순환 신호처리가 이루어진다. 적응 Fir Filter LMS 기능은 에러 신호를 생성하게 되는데, 이 에러 신호가 0이 될 때까지 적응 Fir Filter 계수가 수정되어 반복처리된다. The Fir Filter LMS function obtains an active coefficient, which is a result weight according to the LMS process, and applies it to a Fir Filter coefficient to be adapted. The adaptive Fir Filter coefficients are controlled by active coefficients, which are the resultant weights of the LMS process, and the T period , G weights may be provided from the system operator 190 or may be generated by the Fir Filter LMS function itself. As a result, the cyclic signal processing of the signal block sum processing function, the signal block sum processing function, and the adaptive Fir Filter LMS function of the periodic sound analysis and attenuation control unit 120 is performed. The adaptive Fir Filter LMS function generates an error signal. The adaptive Fir Filter coefficient is modified and iterated until the error signal becomes zero.

Fir Filter는 탭(tap) 딜레이가 발생하는데, 각 탭에 가중치W0(n) ~ Wm(n)를 적용한 후 LMS 결과에서 주기 신호(또는, 에러 신호)를 판단한다. 주기 신호가 0이 될 때까지 능동 계수를 조정하여 반복 적용하는 방법으로 노이즈를 감쇄시킨다. The tap filter generates a tap delay. After the weights W 0 (n) to W m (n) are applied to each tap, the fir filter determines a periodic signal (or an error signal) from the LMS result. The noise is attenuated by adjusting the active coefficient repeatedly until the periodic signal becomes zero.

주기 신호가 0이 되었다는 것은, 주기성 주변 신호 즉, 주변 노이즈가 대부분 감쇄되었다는 의미이다.When the periodic signal becomes zero, it means that the periodic peripheral signal, that is, the surrounding noise, is mostly attenuated.

주기음 분석 및 감쇄 제어부(120)는 소리 매칭부(110)에서 출력한 매칭된 신호를 처리함에 있어, 신호 블록 합 처리 기능과 신호 블록 합 역 처리 기능과 적응 Fir Filter LMS 기능으로 구성되는 신호 처리 경로를 다양하게 조합하여 노이즈가 감쇄된 신호를 생성하여 출력할 수 있다. In processing the matched signal output from the sound matching unit 110, the periodic sound analysis and attenuation control unit 120 includes a signal block sum processing function, a signal block sum reverse processing function, and an adaptive Fir Filter LMS function. Various paths can be combined to generate and output a signal with noise attenuation.

신호 블록 합 처리 기능은, 주기 신호 인식을 위한 블록 단위 정신호를 주기 노이즈 감쇄 신호와 비교하여 에러 신호를 얻는다. The signal block sum processing function obtains an error signal by comparing a block unit positive signal for periodic signal recognition with a periodic noise attenuation signal.

신호 블록 합 역 처리 기능은 주기 신호 인식을 위한 블록 단위 역신호에 에러 신호에 따라 LMS 능동 계수를 반영한다. The signal block sum inverse processing function reflects an LMS active coefficient according to an error signal in a block unit inverse signal for periodic signal recognition.

결과적으로, 정신호와 역신호를 능동 신호처리하여 에러 신호가 0에 가까워지게 되면, 비주기성 신호만 포함하는 노이즈 감쇄된 신호가 생성되는 것이다. As a result, when the error signal approaches zero by active signal processing the positive signal and the reverse signal, a noise attenuated signal including only the aperiodic signal is generated.

본 발명에서 Fir Filter을 이용하는 이유는 노이즈 감쇄 처리될 신호의 선형 위상을 유지하기 위함이며, Fir Filter가 선형성을 가지므로, 주기적 신호의 역상을 혼합할 때, 주기적 신호가 선형적으로 제거될 수 있다. The reason for using the fir filter in the present invention is to maintain the linear phase of the signal to be noise attenuated, and since the fir filter has linearity, when the reverse phase of the periodic signal is mixed, the periodic signal can be linearly removed. .

주기음 분석 및 감쇄 제어부(120)는, 능동 알고리즘을 이용하여 평균 제곱의 에러로 인지되는 신호를 최소화한다.The periodic sound analysis and attenuation control unit 120 minimizes a signal perceived as an error of the mean square using an active algorithm.

여기서 에러 신호로 인지되는 부분은, (에러 신호) = (블록 단위 정신호) + (주기 노이즈 감쇄 신호) 로 된다. 여기서, 신호 블록 합 처리 기능의 전달 함수를 Hs(n)으로 하고, 신호 블록 합 역 처리 기능의 전달 함수를 H's(n)라고 하면, Here, the part recognized as an error signal is (error signal) = (block unit positive signal) + (periodic noise reduction signal). Here, assuming that the transfer function of the signal block sum processing function is Hs (n) and the transfer function of the signal block sum processing function is H's (n),

(블록 단위 정신호) = (매칭된 신호) × Hs(n)라고 정리되며, 마찬가지로 (블록 단위 역신호) = (매칭된 신호) × H's(n)라고 정리된다. (Block unit forward signal) = (matched signal) x Hs (n), and (block unit reverse signal) = (matched signal) x H's (n).

결국, (에러 신호) = (블록 단위 정신호) + (주기 노이즈 감쇄 신호) 이며, 능동 알고리즘의 평균 제곱근을 취하면, 다음과 같이 정리된다.After all, (error signal) = (block unit constant signal) + (periodic noise attenuation signal), taking the root mean square of the active algorithm, it is summarized as follows.

▽²(에러 신호) = 2 (에러 신호)×(d(에러 신호)/dW(n)) ▽ ² (error signal) = 2 (error signal) × (d (error signal) / dW (n))

= 2 (에러 신호)×d{(블록 단위 정신호) + ((블록 단위 역신호) × [Wm(n)]T)}/dW(n) = 2 (error signal) × d {(block unit positive signal) + ((block unit reverse signal) × [W m (n)] T )} / dW (n)

즉, 블록 단위 정신호와 블록 단위 역신호는 서로 역상 관계에 있는 신호이므로, [Wm(n)]T와 같이 능동 계수 벡터 테이블에 의한 [Wm(n)]T의 주기적 상호 상쇄 처리를 수행하면 에러 신호는 0에 근접할 것이고, 마침내 주기 노이즈 감쇄 신호에서는 비주기적 신호만 재생할 수 있게 된다. That is, the block unit jeongsinho and blocks reverse signal, so each signal in the reverse phase relations, [W m (n)] Do [W m (n)] T periodically cancel each other out processing of by the active factor vector table as T The error signal will be close to zero, and finally only the non-periodic signal can be reproduced in the periodic noise attenuation signal.

한편, 통상적으로 LMS 능동 알고리즘만으로도 주기적인 신호를 제거할 수는 있다. 하지만, 어느 정도까지를 주기 신호로 볼 것인지에 대한 판단과, 판단된 주기 신호를 어느 정도까지 상쇄할 것인지에 대한 판단이 필요하다. On the other hand, the LMS active algorithm can usually eliminate the periodic signal. However, it is necessary to determine how far to view the periodic signal and to determine how much to cancel the determined periodic signal.

이러한 판단은, 시스템 운용부(190)가 신호 블록 합 처리 기능과 신호 블록 합 역 처리 기능과 적응 Fir Filter LMS 기능에 적용되는 T(주기)와 G(가중치)를 제어함으로써 조절될 수 있다. This determination can be adjusted by the system operation unit 190 controlling T (period) and G (weighting) applied to the signal block sum processing function, the signal block sum processing function, and the adaptive Fir Filter LMS function.

음성 신호로부터 주기적 신호를 상쇄하는 정도가 커지면 잔상 효과를 일으키는 유발 노이즈는 증가하게 된다. 그래서 이러한 부작용을 해결하고자, 이어지는 적응 레벨 범위 제어부(130)가 적용된다. As the degree of cancellation of the periodic signal from the speech signal increases, the noise causing the afterimage effect increases. So, in order to solve this side effect, the following adaptation level range controller 130 is applied.

적응 레벨 범위 제어부(130)는, 주기음 분석 및 감쇄 제어부(120)에서 제공되는 신호, 즉 주기 신호(노이즈)가 감쇄된 신호를, 음색 보상 처리 및 레벨 스케일 범위를 결정하여 레벨 적응된 신호를 출력하는 기능을 수행한다.The adaptive level range controller 130 determines a tone compensation process and a level scale range by using a signal provided from the periodic sound analysis and attenuation controller 120, that is, a signal from which a periodic signal (noise) is attenuated, and then applies a level-adapted signal. Perform the function of printing.

먼저, 주기 신호가 감쇄된 신호에서 주기성 유발 요소를 추가로 필터하기 위해 전처리 이득을 조절하여 전처리된 신호(전처리된 신호)를 생성하게 된다.First, the preprocessing gain is adjusted to generate a preprocessed signal (preprocessed signal) to further filter the periodicity-causing factor in the signal in which the periodic signal is attenuated.

이 전처리된 신호는 음색 보상 처리 및 레벨 스케일 범위를 조절하는 레벨 적응 커브 제어 처리를 수행하고, 다시 후처리 이득을 보정함으로써 주기성 유발 성분을 보상하여 레벨 적응된 신호로 변환된다. This preprocessed signal is converted into a level-adapted signal by performing a tone compensation process and a level adaptive curve control process for adjusting the level scale range, and again correcting the post-processing gain to compensate for the periodicity-inducing component.

음성 신호는 주기음 분석 및 감쇄 제어부(120)를 거치게 되면 주기적 성분을 중심으로 감쇄된 신호(즉, 주기 노이즈 감쇄 신호)가 출력되는데, 적응 레벨 범위 제어부(130)는 주기 노이즈 감쇄 신호에 여전히 남아있는 유발 노이즈 부분을 처리하게 된다. When the voice signal passes through the periodic sound analysis and attenuation control unit 120, a signal attenuated about a periodic component (ie, a periodic noise attenuation signal) is output, and the adaptive level range control unit 130 remains in the periodic noise attenuation signal. It will deal with the induced noise part.

적응 레벨 범위 제어부(130)는, 이득 전처리 기능과, 레벨 제어 커브 제어 기능과, 이득 후처리 기능을 포함하여 구성된다. 이득 전처리 기능과 이득 후처리 기능은 신호의 레벨을 평준화하기 위해 적용된다. 레벨 적응 커브 제어 기능은 유발 노이즈 부분의 적어도 일부를 처리하기 위해 적용된다. The adaptive level range control unit 130 is configured to include a gain preprocessing function, a level control curve control function, and a gain postprocessing function. Gain preprocessing and gain postprocessing are applied to level the signal. The level adaptive curve control function is applied to process at least part of the induced noise portion.

레벨 적응 커브 제어 기능은 주기 소리 감쇄 제어부에서의 처리에 의해 의도하지 않게 추가된 유발 노이즈를 감쇄시키기 위하여, 직렬 연결된 등화 처리용 다단 필터(Filter1, Filter2 ... FilterN)와 이득 기울기 제어 기능을 포함하여 구성된다. The level adaptive curve control function includes a cascaded multistage filter (Filter1, Filter2 ... FilterN) and a gain slope control function in order to attenuate the induced noise unintentionally added by the processing in the periodic sound attenuation control unit. It is configured by.

주기 노이즈 감쇄 신호는 적응 레벨 범위 제어부(130)를 통과함으로써, 음량 조절, 잔상 노이즈 제어, 그리고 유발 노이즈가 나타난 주파수 대역의 레벨이 제어되어, 레벨 적응된 신호가 된다. 레벨 적응된 신호는 다음과 같이 처리된다. (레벨 적응된 신호) = (전처리 이득) × [gN FilterN] × GSC × (후처리 이득). 여기서, [gN FilterN]은, 유발 노이즈가 나타난 주파수 대역의 레벨을 제어하기 위한 것으로서, 노치 필터, 쉐프 필터, 피크 필터 등으로 구성될 수 있다. The periodic noise attenuation signal passes through the adaptive level range control unit 130, whereby the volume control, after-image noise control, and the level of the frequency band in which the induced noise appears are controlled to become a level-adapted signal. The level-adapted signal is processed as follows. (Level-adapted signal) = (preprocessing gain) × [gN FilterN] × GSC × (postprocessing gain). Here, [gN FilterN] is for controlling the level of the frequency band in which the induced noise appears, and may be configured as a notch filter, a chef filter, a peak filter, and the like.

이득 기울기 제어 기능에서는, 소리의 시간 변형을 제어하는 Attack, Release, Sustain, Decay Time에 따른 음파의 변형과 음량의 높낮이에 따른 이득 기울기를 제어함으로써, 잔상 노이즈 제어 처리를 수행한다. In the gain slope control function, afterimage noise control processing is performed by controlling the distortion of the sound wave according to Attack, Release, Sustain, and Decay Time, which controls the time deformation of the sound, and the gain slope according to the height of the volume.

감쇄 조절 선택부(140)는, 소리 매칭부(110)에서 출력하는 매칭된 신호와, 주기음 분석 및 감쇄 제어부(120)에서 출력하는 주기 신호가 감쇄된 신호와, 적응 레벨 범위 제어부(130)에서 출력하는 레벨 적응된 신호를, 단독으로 출력하거나 2 이상을 가중 혼합하여, 처리된 음성 신호를 생성한다. The attenuation adjustment selector 140 may include a matched signal output from the sound matching unit 110, a signal from which a periodic signal output from the periodic sound analysis and attenuation control unit 120 is attenuated, and the adaptive level range control unit 130. A level-adapted signal output from is output alone or weighted mixed of two or more to generate a processed speech signal.

감쇄 조절 선택부(140)는, 소리 매칭부(110)를 통하여 음색 제어되고 불필요한 음원(즉, 피드백 발진)이 제거된 신호(즉, 매칭된 신호)와, 주기음 분석 및 감쇄 제어부(120)를 통하여 주기적 성분이 처리된 신호(즉, 노이즈 감쇄된 신호)와, 적응 레벨 범위 제어부(130)를 통하여 음량 조절, 잔상 노이즈 제어, 유발 노이즈 주파수 대역이 제어된 신호(즉, 레벨 적응된 신호)를 각각 입력받기 위한 입력단들을 구비하고, 각 신호들 중 하나 또는 복수를 선별하여 최종으로 처리된 음성 신호를 출력한다. The attenuation control selector 140 is a tone-controlled signal through the sound matching unit 110 and the unnecessary sound source (ie, feedback oscillation) is removed (ie, a matched signal), the periodic sound analysis and attenuation control unit 120. The signal in which the periodic component is processed (that is, the noise attenuated signal) and the signal in which the volume control, the after-image noise control, and the induced noise frequency band are controlled through the adaptive level range control unit 130 (that is, the level adaptive signal) Are respectively provided with input terminals for receiving input, and select one or a plurality of signals and output a final processed voice signal.

감쇄 조절 선택부(140)의 각 입력단에는 입력되는 신호들 각각에 대해 이득 조정하기 위한 증폭단들(G1, G2, G3)과 신호 입력을 선택하기 위한 스위치들(sw1, sw2, sw3)이 배치될 수 있다. 스위치들에 의해 선택된 신호들은 믹스단에서 믹스되어 출력된다. Amplification stages G1, G2, and G3 for gain adjustment for each of the input signals and switches sw1, sw2, and sw3 for selecting a signal input may be disposed at each input terminal of the attenuation adjustment selector 140. Can be. The signals selected by the switches are mixed and output at the mix stage.

증폭단들(G1, G2, G3)과 스위치들(sw1, sw2, sw3)에 의해 선택되어 믹스된 결과 신호인 처리된 음성 신호는 다음과 같이 표현된다. The processed speech signal, which is a resultant signal selected and mixed by the amplifying stages G1, G2, G3 and the switches sw1, sw2, sw3, is expressed as follows.

(처리된 음성 신호) = (G1 × sw1 × (레벨 적응된 신호)) + (G2 × sw2 × (주기 노이즈 감쇄 신호)) + (G3 × sw3 × (매칭된 신호)). 이때, 증폭단의 이득은, 원하는 노이즈 감쇄 정도에 따라서 조정될 수 있다. (Processed speech signal) = (G1 × sw1 × (level adapted signal)) + (G2 × sw2 × (periodic noise attenuation signal)) + (G3 × sw3 × (matched signal)). At this time, the gain of the amplifier stage can be adjusted according to the desired degree of noise attenuation.

종래의 노이즈 감쇄 장치들은 신호의 증폭 이득을 고정하고, 이를 단지 On/Off하는 것에 그치므로, 주변의 환경 변화에 적응하기 어려웠고 청취자의 요구에 대응하기 어려웠다. 하지만, 본 발명에 따른 노이즈 감쇄 장치는 감쇄 조절 선택부(140)의 증폭단들(G1, G2, G3)과 스위치들(sw1, sw2, sw3)을 이용하여 신호를 다양하게 선택하고 노이즈를 감쇄시키는 정도를 다변화할 수 있으므로, 주변의 환경이나 청취 요구에 효과적으로 부응할 수 있게 된다. Conventional noise attenuation devices merely fix the amplification gain of the signal and only turn it on / off, making it difficult to adapt to changes in the surrounding environment and to meet the needs of the listener. However, the noise attenuation apparatus according to the present invention uses the amplification stages G1, G2, G3 and the switches sw1, sw2, sw3 of the attenuation control selector 140 to variously select a signal and attenuate the noise. As the degree can be varied, it is possible to effectively meet the surrounding environment and listening needs.

제어 동작의 예시로서, 노이즈 감쇄 정도를 Off하는 경우에는, (처리된 음성 신호) = (G3 × sw3 × (매칭된 신호))만으로 설정함으로써, 매칭된 신호만을 출력할 수 있다. 이러한 출력에서는, 음색 및 피드백 발진이 제어된 음성을 들을 수 있다.As an example of the control operation, when the noise attenuation degree is turned off, only the matched signal can be output by setting only (processed speech signal) = (G3 x sw3 x (matched signal)). At this output, voices with a controlled tone and feedback oscillation can be heard.

또한, 감쇄 정도를 On하는 경우에는, (처리된 음성 신호) = (G1 × sw1 × (레벨 적응된 신호)) + (G2 × sw2 × (주기 노이즈 감쇄 신호)) + (G3 × sw3 × (매칭된 신호))로 하고, G1 = 0, G2 = α, G3 = β의 값을 적용하고, sw1은 Off, sw2와 sw3는 On 또는 Off 중에서 선택될 수 있다. 이로써, 주기 노이즈 감쇄 신호와 노이즈 감쇄된 후에 레벨 적응된 신호를 혼합하여 출력하게 된다. 이러한 출력에서는, 음색 및 피드백 발진이 제어되고, 주기적 노이즈가 감쇄되고, 레벨이 조정된 음성을 들을 수 있다. In addition, when the attenuation degree is turned on, (processed speech signal) = (G1 × sw1 × (level-adapted signal)) + (G2 × sw2 × (periodic noise attenuation signal)) + (G3 × sw3 × (matching) Signal)), G1 = 0, G2 = α, G3 = β, and sw1 can be selected from Off, sw2 and sw3 can be selected from On or Off. As a result, the periodic noise reduction signal and the level-adapted signal after the noise reduction are mixed and output. At this output, voices and feedback oscillations are controlled, periodic noise is attenuated, and levels are adjusted.

한편, 원음의 노이즈를 어느 정도 수용함으로써 정감있는 음성을 청취하고자 하는 경우에는, G1을 0으로 하지않고 약간의 가중치인 0.1 이하로 설정함으로써, 노이즈가 제거되지 않은 신호를 일부 혼합하여 청취할 수도 있다. On the other hand, if you want to listen to the emotional voice by accommodating the noise of the original sound to some extent, by setting G1 to 0 or less, which is a slight weight, you can also listen to a mixture of signals from which the noise is not removed. .

공간 음성 위치 제어부(150)는, 노이즈 감쇄처리된 음성 신호(즉, 처리된 음성 신호)를 이용하여, 음원의 위치를 청취자를 기준으로 하는 가상의 공간에 배치함으로써, 공간적인 음향을 생성한다. 하나의 마이크로 입력받은 음성 신호의 경우, 청취자에게는 음원이 청취자의 양쪽 눈 사이에 위치하는 것으로 인식될 수 있다. 이에 따라 청취자는 사시 현상과 어지러움 현상을 느낄 수 있다. The spatial voice position control unit 150 generates a spatial sound by arranging the position of the sound source in a virtual space based on the listener using the noise attenuated voice signal (ie, the processed voice signal). In the case of one microphone input voice signal, the listener can recognize that the sound source is located between both eyes of the listener. Accordingly, the listener may feel strabismus and dizziness.

공간 음성 위치 제어부(150)는, 음원이 청취자를 둘러싸는 공간 내에 입체적으로 배치된 것과 같은 효과를 일으키도록, 처리된 음성 신호를 좌측 스피커에 입력될 아날로그 신호와 우측 스피커에 입력될 아날로그 신호로 변환한다. 이로써 청취자는 안정적으로 편안하게 음성을 들을 수 있게 된다.The spatial voice position control unit 150 converts the processed voice signal into an analog signal to be input to the left speaker and an analog signal to be input to the right speaker so as to produce an effect such that the sound source is three-dimensionally arranged in the space surrounding the listener. do. This allows the listener to listen in a stable and comfortable manner.

즉, 공간 음성 위치 제어부(150)는, 감쇄 조절 선택부(140)를 통하여 출력되는 처리된 음성 신호를 공간 제어함에 따라, 음성 신호로부터 인식되는 공간 감각과 상기 공간 감각에 의해 인식되는 시각적 감각 간에 나타날 수 있는 괴리감, 즉, 음상과 시각이 중첩되는 현상을 해소할 수 있다. 이로써, 청취자의 시각적 피로도를 줄이고, 장시간 동안 음성 신호를 청취하더라도 귀 및 머리의 통증과 어지러움이 발생하지 않게 된다. That is, as the spatial voice position controller 150 controls the processed voice signal output through the attenuation adjustment selector 140, the spatial voice position controller 150 between the spatial sense recognized from the voice signal and the visual sense recognized by the spatial sense. It is possible to solve the disparity that may appear, that is, the overlapping of sound images and vision. As a result, the visual fatigue of the listener is reduced, and pain and dizziness of the ears and the head do not occur even when the voice signal is listened to for a long time.

이렇게, 단지 하나의 마이크에 의해 입력되는 음성 신호를 공간 내에서의 입체 음향으로 변환하는 기능을 수행하는 공간 음성 위치 제어부(150)는, HRTF(Head Related Transfer Function)의 원리를 이용하여 신호를 처리하게 된다. 이를 위하여, 공간 음성 위치 제어부(150)는, 좌측 지연 기능, 좌측 증폭 기능, 좌측 위상 처리 기능, 우측 지연 기능, 우측 증폭 기능, 우측 위상 처리 기능, D/A 변환 기능을 포함하여 구성될 수 있다. In this way, the spatial voice position control unit 150, which performs a function of converting a voice signal input by only one microphone into stereo sound in a space, processes the signal using the principle of a HRTF (Head Related Transfer Function). Done. To this end, the spatial voice position control unit 150 may include a left delay function, a left amplification function, a left phase processing function, a right delay function, a right amplification function, a right phase processing function, and a D / A conversion function. .

일반적으로 HRTF는 직접음과 간접음의 음량을 동시에 조절하는데, 본 실시예에서는 간접음 부분에 대하여 추가적으로 처리한다. 또한, 일반적인 HRTF는 귀에 전달하는 공간 전달 평면음 밸런스만을 조절하는 기능을 제공할 뿐인데에 반하여, 본 실시예에서의 HRTF는 공간 음성 위치 제어부(150)에서 동작함에 따라 공간 전달 공간 위치 제어가 가능하여 청취하는 음원의 위치를 입체적으로 조절할 수 있다. In general, the HRTF adjusts the volume of the direct sound and the indirect sound at the same time. In this embodiment, the indirect sound portion is further processed. In addition, the general HRTF only provides a function of adjusting only the spatial delivery plane sound balance delivered to the ear, whereas the HRTF in the present embodiment is capable of controlling the spatial delivery space position as it operates in the spatial voice position control unit 150. You can adjust the position of the sound source to listen in three dimensions.

처리 관계식은, (좌측 아날로그 신호) = (처리된 음성 신호) + (처리된 음성 신호) × ((좌측 지연량) + (좌측 증폭량) + (좌측 위상 처리량))이고, (우측 아날로그 신호) = (처리된 음성 신호) + (처리된 음성 신호) × ((우측 지연량) + (우측 증폭량) + (우측 위상 처리량))으로 성립된다. The processing relation is (left analog signal) = (processed speech signal) + (processed speech signal) × ((left delay amount) + (left amplification amount) + (left phase throughput)), and (right analog signal) = (Processed speech signal) + (processed speech signal) x ((right delay amount) + (right amplification amount) + (right phase throughput)).

HRTF에 의하여 처리된 신호는 D/A 변환기(155)를 거치면서 아날로그 신호로 변환된다. The signal processed by the HRTF is converted into an analog signal while passing through the D / A converter 155.

메인 게인 증폭부(170)는, 스피커에 입력될 아날로그 신호를, 시스템 운용부(190)의 제어에 의해 자동으로 또는 청취자의 요구에 따라 음량 제어한다. The main gain amplifying unit 170 controls the volume of the analog signal to be input to the speaker automatically or under the control of the system operating unit 190 according to the request of the listener.

신호 분석부(160)는, 노이즈 감쇄처리된 음성 신호(즉, 처리된 음성 신호)의 주파수 성분을 분석하여 스펙트럼 신호를 생성한다. 이 스펙트럼 신호를 바탕으로, 처리된 음성 신호에 포함된 피드백 발진음을 탐색할 수 있게 된다.The signal analyzer 160 analyzes frequency components of the noise attenuated speech signal (ie, the processed speech signal) to generate a spectral signal. Based on this spectral signal, the feedback oscillation sound included in the processed speech signal can be searched.

즉, 신호 분석부(160)에서는 감쇄 조절 선택부(140)를 통하여 환경이나 청취 요구에 따라 노이즈에 대한 감쇄 정도가 다변적으로 처리된 음성 신호(즉, 처리된 음성 신호)를 입력받고, 처리된 음성 신호를 주파수별 분석하여 스펙트럼 정보를 출력한다. That is, the signal analyzer 160 receives a voice signal (that is, a processed voice signal) that has attenuated the degree of attenuation varying according to the environment or a listening request through the attenuation adjustment selector 140, and processes the received signal. The spectral information is output by analyzing the speech signal for each frequency.

신호 분석부(160)에서 분석된 스펙트럼 정보를 이용하여 시스템 운용부(190)는 피드백 발진음이 발생하는 신호원을 찾을 수 있다. 스펙트럼 정보는 (스펙트럼 신호) = [gN FilterN]T × (처리된 음성 신호) 로 구성된다. [gN FilterN]T는 병렬 구조로 배치되며, 각각의 주파수 성분을 분석하여 데이터화하여 스펙트럼 정보를 출력한다.Using the spectrum information analyzed by the signal analyzer 160, the system operator 190 may find a signal source for generating the feedback oscillation sound. The spectral information consists of (spectral signal) = [gN FilterN] T × (processed speech signal). [gN FilterN] T is arranged in a parallel structure and analyzes each frequency component to make data and output spectral information.

시스템 운용부(190)는, 미리 설정된 프로그램에 따라서 노이즈 감쇄 동작을 처리하도록, 상술한 각 부의 동작을 제어할 수 있다. 즉, 각 부에서 혼합될 신호를 선택하고 선택된 신호에 대한 증폭 이득(또는, 가중치)을 조정하는 등의 처리를 수행하게 된다. The system operation unit 190 may control the operations of the above-described units so as to process the noise reduction operation according to a preset program. In other words, each part selects a signal to be mixed and adjusts an amplification gain (or weight) for the selected signal.

특히, 시스템 운용부(190)는, 신호 분석부(160)에서 제공하는 스펙트럼 정보를 통해서 피드백 발진음이 나타나는 주파수를 식별하고, 해당 주파수의 피드백 발진음을 제어하도록 하는 피드백 발진음 제어 명령을 소리 매칭부(110)에 제공한다. 소리 매칭부(110)는 제어 명령을 입력받으면 음색 및 피드백 발진 조절 기능을 이용하여 피드백 발진에 관한 처리를 수행한다. In particular, the system operation unit 190 identifies a frequency at which the feedback oscillation sound appears through the spectrum information provided by the signal analyzer 160 and sounds a feedback oscillation sound control command for controlling the feedback oscillation sound of the corresponding frequency. The matching unit 110 is provided. When the sound matching unit 110 receives a control command, the sound matching unit 110 performs a process related to feedback oscillation using a tone and feedback oscillation adjustment function.

또한, 시스템 운용부(190)는, 청취자로부터 노이즈 감쇄와 관련한 조작을 입력받을 수도 있다. 예를 들면, 감쇄 조절 선택부(190)에서 어떤 신호를 혼합할 것인지에 대한 선택이나, 여기서 선택된 신호에 대한 이득을 조정하기 위한 조작을 청취자로부터 입력받아 적용할 수 있다. In addition, the system operation unit 190 may receive an operation related to noise reduction from a listener. For example, the attenuation control selector 190 may select a signal to be mixed or an operation for adjusting a gain of the selected signal may be received from a listener and applied.

한편, 시스템 운용부(190)는, 사용자가 청각 관리 기능을 수행하고자 하는 선택 및 기준 주파수의 선택을 입력받으면, 신호 선택부(195)를 제어하여 처리된 음성 신호의 출력을 중단하고 청각 관리부(200)로부터의 청각 관리 음향을 출력하도록 할 수 있다. On the other hand, when the user receives a selection to perform the hearing management function and the selection of the reference frequency, the system operation unit 190 controls the signal selection unit 195 to stop the output of the processed voice signal and the hearing management unit ( And outputs the hearing management sound from 200.

신호선택부(195)는, 주로 메인 게인 증폭부(170)의 전단에 배치되어, 청각 관리부(200)로부터의 청각 관리 음향과 다른 구성부로부터의 신호 중 하나(예를 들면, 노이즈 감쇄 처리된 음성 신호)를 출력하도록 구성될 수 있다. 신호 선택부(195)의 동작은, 시스템 운용부(190)에 의해 제어되거나, 사용자에 의해 수동으로 제어될 수도 있다. The signal selector 195 is mainly disposed at the front end of the main gain amplifier 170 so that one of the auditory management sound from the auditory management unit 200 and the signal from another component (for example, the noise attenuation processing is performed). Voice signal). The operation of the signal selector 195 may be controlled by the system operator 190 or manually by a user.

이와 같은 구성에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 노이즈 감쇄 장치는, 단지 하나의 마이크로 유입되는 혼합 신호로부터 노이즈 감쇄가 필요한 성분만을 선별하고, 선별된 신호를 이용하여 생성되는 다양한 출력 신호들(매칭된 신호, 주기 노이즈 감쇄 신호, 레벨 적응된 신호) 중 하나 또는 복수를 가중 혼합함으로써 청취자에게 정감있는 소리를 제공할 수 있다. 또한 가상 공간 내의 입체적 음향으로 변환할 수 있으므로, 청취자가 장시간 음향을 청취하여도 불편하지 않게 된다. The noise attenuation apparatus according to the embodiment of the present invention having such a configuration selects only components that require noise attenuation from only one micro-induced mixed signal, and generates various output signals (matching) Weighted mixing of one or more of the signal, the periodic noise attenuation signal, and the level-adapted signal) can provide a sound to the listener. In addition, since it can be converted into three-dimensional sound in the virtual space, even if the listener listens to the sound for a long time is not inconvenient.

Claims (16)

대상자에게 특화된 소정의 기준음이 설정되면, 상기 기준음으로부터 소정 범위 내의 주변음을 결정하는 음향 범위 결정부;
상기 기준음 및 상기 주변음들 각각을 출력하기 위한 음별 출력 시간을 결정하는 출력 시간 결정부;
상기 기준음 및 상기 주변음들 각각에 상기 음별 출력 시간을 매칭시켜 음향 출력 제어 정보를 생성하는 음향 시간 매칭부;
상기 음향 출력 제어 정보에 근거하여 스피커로 출력할 청각관리 음향을 생성하는 출력 음향 생성부를 포함하는, 청각 관리 장치.
An acoustic range determination unit for determining an ambient sound within a predetermined range from the reference sound when a predetermined reference sound specialized for the subject is set;
An output time determiner configured to determine a sound output time for outputting each of the reference sound and the ambient sound;
An acoustic time matching unit configured to generate sound output control information by matching the output time of each sound with each of the reference sound and the ambient sound;
And an output sound generator configured to generate a hearing management sound to be output to a speaker based on the sound output control information.
제1항에 있어서,
상기 기준음 및 상기 주변음의 주파수는,
{(기준주파수)×2^(M/L)} 의 수식으로 계산되는 것을 특징으로 하는, 청각 관리 장치.
(여기서, 상기 M은 상기 기준주파수로부터 M번째 음계임을 나타내며, 상기 L은 상기 기준주파수로부터의 1옥타브를 구분할 음계의 갯수를 나타냄)
The method of claim 1,
The frequency of the reference sound and the ambient sound,
An auditory management device characterized in that it is calculated by the formula of {(reference frequency) × 2 ^ (M / L)}.
(Wherein M represents the Mth scale from the reference frequency, and L represents the number of scales to distinguish one octave from the reference frequency)
제1항에 있어서,
상기 기준음 및 상기 주변음은, 피아노의 음계에 기반하여 선택되는 것을 특징으로 하는, 청각 관리 장치.
The method of claim 1,
The reference sound and the ambient sound, characterized in that selected based on the scale of the piano, hearing management device.
제3항에 있어서,
상기 주변음은, 상기 기준음으로부터 1/K옥타브 범위(여기서, K는 1, 2, 1/2, 1/4 중 하나일 수 있음)에 있는 음계 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 청각 관리 장치.
The method of claim 3,
Wherein the ambient sound is selected from the scales in the 1 / K octave range, where K may be one of 1, 2, 1/2, or 1/4, from the reference sound. .
제2항 또는 제4항에 있어서,
상기 음향 범위 결정부는,
가청 음향 주파수 범위를, 소정의 1옥타브 단위이면서 범위가 서로 일부 중첩된 복수 개의 밴드로 구분하고,
상기 설정된 기준음이 포함된 특정의 밴드가 특정되면, 상기 특정된 밴드에 포함된 모든 음계 또는 일부 음계를 상기 주변음으로 선택하는 것을 특징으로 하는, 청각 관리 장치.
The method according to claim 2 or 4,
The sound range determination unit,
The audible acoustic frequency range is divided into a plurality of bands each having a predetermined one octave unit but partially overlapping each other,
And when a specific band including the set reference sound is specified, all or some scales included in the specified band are selected as the peripheral sound.
제1항에 있어서,
상기 출력 시간 결정부는,
상기 기준음 및 상기 주변음을 주파수 순서에 따라 순차적으로 출력하는 스위프 방식에서 각각의 음을 출력할 음별 스위프 출력 시간과,
상기 기준음 및 상기 주변음을 주파수 순서를 따르지 않는 비순차적으로 출력하는 랜덤 방식에서 각각의 음을 출력할 음별 랜덤 출력 시간을 결정하는 것을 특징으로 하는, 청각 관리 장치.
The method of claim 1,
The output time determiner,
A sweep output time for each sound to output each sound in the sweep method of sequentially outputting the reference sound and the ambient sound according to the frequency order;
And a random output time for each sound to be output in a random manner in which the reference sound and the ambient sound are output in a non-sequential manner not in order of frequency.
제6항에 있어서,
상기 음별 스위프 출력 시간은,
스위프 방식에서, 출력되는 각각의 음의 존재를 인식하게 하는 정도의 최소시간 이상으로, 또는 출력되는 각각의 음이 끊긴다고 인식하지 않을 정도의 최대시간 이하로, 결정되는 것을 특징으로 하는, 청각 관리 장치.
The method of claim 6,
The sound sweep output time is,
Auditory management, characterized in that it is determined in a swept manner to be above a minimum time to recognize the presence of each output sound or below a maximum time to not recognize that each output sound is cut off. Device.
제1항 또는 제6항에 있어서,
상기 청각관리 음향은, 상기 기준음 및 상기 주변음이 주파수 순서에 따라 순차적으로 출력되는 스위프 방식과 주파수 순서를 따르지 않는 비순차적으로 출력되는 랜덤 방식을 임의로 혼합한 방식에 따라 출력되도록, 구성되는 것을 특징으로 하는, 청각 관리 장치.
The method according to claim 1 or 6,
The auditory management sound is configured to be output according to a method of arbitrarily mixing a sweep method in which the reference sound and the ambient sound are sequentially output in a frequency order and a random method that is not sequentially output in a frequency order. Hearing management device characterized in that.
대상자에 특화된 소정의 기준음이 설정되면 상기 기준음으로부터 소정 범위 내의 주변음을 결정하는 단계;
상기 기준음 및 상기 주변음들 각각을 출력하기 위한 음별 출력 시간을 결정하는 단계;
상기 기준음 및 상기 주변음들 각각에 상기 음별 출력 시간을 매칭시켜 음향 출력 제어 정보를 생성하는 단계; 및
상기 음향 출력 제어 정보에 근거하여 스피커로 출력할 청각관리 음향을 생성하여 상기 대상자에게 인가하는 단계;를 포함하는, 청각 관리 방법.
Determining an ambient sound within a predetermined range from the reference sound when a predetermined reference sound specialized for the subject is set;
Determining a sound output time for outputting each of the reference sound and the ambient sound;
Generating sound output control information by matching the tone output time to each of the reference sound and the ambient sound; And
And generating and applying an auditory management sound to be output to a speaker based on the sound output control information to the subject.
제9항에 있어서,
상기 기준음 및 상기 주변음은, 피아노의 음계에 기반하여 선택되는 것을 특징으로 하는, 청각 관리 방법.
The method of claim 9,
The reference sound and the ambient sound, characterized in that the selection based on the scale of the piano, hearing management method.
제9항에 있어서,
상기 음별 출력 시간을 결정하는 단계는,
상기 기준음 및 상기 주변음을 주파수 순서에 따라 순차적으로 출력하는 스위프 방식에서 각각의 음을 출력할 음별 스위프 출력 시간을 결정하는 것과,
상기 기준음 및 상기 주변음을 주파수 순서를 따르지 않는 비순차적으로 출력하는 랜덤 방식에서 각각의 음을 출력할 음별 랜덤 출력 시간을 결정하는 것을 더 포함하는, 청각 관리 방법.
The method of claim 9,
The determining of the output time for each sound,
Determining a sweep output time for each sound to output each sound in the sweep method of sequentially outputting the reference sound and the ambient sound according to the frequency order;
And determining a random output time for each sound to output each sound in a non-sequential way of outputting the reference sound and the ambient sound in non-sequential order.
제9항 또는 제11항에 있어서,
상기 청각관리 음향을 생성하는 단계는,
상기 기준음 및 상기 주변음이 주파수 순서에 따라 순차적으로 출력되는 스위프 방식과 주파수 순서를 따르지 않는 비순차적으로 출력되는 랜덤 방식을 임의로 혼합한 방식에 따라 출력되도록 상기 청각관리 음향을 생성하는 것을 특징으로 하는, 청각 관리 방법.
The method according to claim 9 or 11,
Generating the hearing management sound,
The auditory management sound is generated such that the reference sound and the ambient sound are output according to a method of arbitrarily mixing a swept method in which the reference sound is sequentially output in a frequency order and a random method that is out of order in the frequency order. How to manage hearing.
청각 관리 기능을 구비하며, 단일 마이크에 의한 음성 신호로부터 주기적 노이즈를 감쇄시키는 장치로서:
단일의 상기 마이크에 유입된 음성을 디지털 변환한 신호로부터 주기 신호를 검출하고, 상기 디지털 변환한 신호에 상기 주기 신호의 역상을 혼합하여 주기 신호가 감쇄된 신호를 출력하는 주기 소리 감쇄 제어부;
상기 감쇄된 신호의 레벨을 제어하여 레벨 적응된 신호를 출력하는 적응 레벨 범위 제어부;
상기 주기 소리 감쇄 제어부에서 출력하는 상기 주기 신호가 감쇄된 신호와, 상기 적응 레벨 범위 제어부에서 출력하는 상기 레벨 적응된 신호 중의 어느 하나 또는 모두를 혼합하여 처리된 음성 신호로서 출력하는 감쇄 조절 선택부;
대상자에게 특화된 소정의 기준음이 설정되면, 상기 기준음으로부터 소정 범위 내의 주변음을 결정하고, 상기 기준음 및 상기 주변음들 각각을 출력하기 위한 음별 출력 시간을 결정하고, 상기 기준음 및 상기 주변음들 각각에 상기 음별 출력 시간을 매칭시켜 음향 출력 제어 정보를 생성하고, 그리고 상기 음향 출력 제어 정보에 근거하여 스피커로 출력할 청각관리 음향을 생성하는 청각 관리부;
상기 처리된 음성 신호 또는 상기 청각관리 음향 중 적어도 하나를 스피커에 제공하는 신호 선택부를 포함하는, 청각 관리 기능을 구비한 단일 마이크 음성 신호의 노이즈를 감쇄시키는 장치.
A device having a hearing management function and attenuating periodic noise from a voice signal by a single microphone:
A periodic sound attenuation control unit for detecting a periodic signal from a signal obtained by digitally converting the voice introduced into the single microphone, and outputting a signal in which the periodic signal is attenuated by mixing an inverted phase of the periodic signal with the digitally converted signal;
An adaptive level range controller for controlling the level of the attenuated signal to output a level-adapted signal;
An attenuation adjustment selection unit for mixing one or all of the signal from which the periodic signal output from the periodic sound attenuation control unit is attenuated and the level-adapted signal output from the adaptive level range control unit to output the processed audio signal;
When a predetermined reference sound specialized for the subject is set, an ambient sound within a predetermined range is determined from the reference sound, a sound output time for outputting the reference sound and each of the ambient sounds is determined, and the reference sound and the ambient sound are determined. An auditory manager configured to generate sound output control information by matching the respective output times with sounds, and to generate a hearing management sound to be output to a speaker based on the sound output control information;
And a signal selector for providing at least one of the processed voice signal or the hearing management sound to a speaker.
제13항에 있어서,
상기 주기 소리 감쇄 제어부는:
상기 디지털 변환한 신호를 정신호로 처리하는 신호 블록 합 처리단;
상기 정신호를 역위상인 역신호로 처리하는 신호 블록 합 역 처리단;
결과신호를 상기 정신호와 연산하여 상기 주기 신호를 판단하고, 판단된 상기 주기 신호를 감쇄시키기 위하여 주파수별로 구분된 임의의 적응 Fir Filter 계수들을 생성하고, 상기 계수들을 상기 역신호에 가중하여 적용함으로써 상기 결과신호인 상기 주기 신호가 감쇄된 신호를 처리하기를 반복하는 적응 Fir Filter LMS단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 청각 관리 기능을 구비한 단일 마이크 음성 신호의 노이즈를 감쇄시키는 장치.
The method of claim 13,
The periodic sound attenuation control unit is:
A signal block sum processing stage for processing the digitally converted signal into a positive signal;
A signal block sum inverse processing stage for processing the positive signal into an inverse phase that is in antiphase;
The resultant signal is calculated with the positive signal to determine the periodic signal, and to generate arbitrary adaptive Fir Filter coefficients separated by frequency in order to attenuate the determined periodic signal, the coefficients are weighted and applied to the inverse signal. And an adaptive Fir Filter LMS stage for repeating the processing of the attenuated signal of the periodic signal as a resultant signal.
제13항에 있어서,
상기 감쇄 조절 선택부에서 출력하는 상기 처리된 음성 신호로부터 피드백 발진음이 존재하는 주파수를 검출하기 위하여, 상기 처리된 음성 신호의 주파수 성분을 분석하여 스펙트럼 정보를 생성하는 신호 분석부; 및
상기 스펙트럼 정보로부터 피드백 발진을 포함하는 주파수를 분석하고, 상기 디지털 변환한 신호에서 상기 분석된 주파수를 필터링하여 매칭된 신호를 출력하는 소리 매칭부를 더 포함하고,
상기 감쇄 조절 선택부는,
상기 주기 신호가 감쇄된 신호와, 상기 레벨 적응된 신호와, 상기 매칭된 신호 중 어느 하나 또는 2이상의 혼합된 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는, 청각 관리 기능을 구비한 단일 마이크 음성 신호의 노이즈를 감쇄시키는 장치.
The method of claim 13,
A signal analyzer configured to generate spectral information by analyzing frequency components of the processed voice signal to detect a frequency at which a feedback oscillation sound exists from the processed voice signal output from the attenuation control selector; And
And a sound matching unit for analyzing a frequency including feedback oscillation from the spectral information and filtering the analyzed frequency from the digitally converted signal to output a matched signal.
The attenuation control selector,
The noise of the single microphone voice signal with the hearing management function, characterized in that for outputting a signal in which the periodic signal is attenuated, the level-adapted signal, and a mixed signal of at least two of the matched signal; Attenuating device.
제13항에 있어서,
상기 청각 관리부는,
상기 기준음 및 상기 주변음을 주파수 순서에 따라 순차적으로 출력하는 스위프 방식에서 각각의 음을 출력할 음별 스위프 출력 시간과, 상기 기준음 및 상기 주변음을 주파수 순서를 따르지 않는 비순차적으로 출력하는 랜덤 방식에서 각각의 음을 출력할 음별 랜덤 출력 시간을 결정하고,
상기 기준음 및 상기 주변음을 상기 음별 스위프 출력 시간에 따라 상기 스위프 방식으로 출력하는 것과, 상기 음별 랜덤 출력 시간에 따라 상기 랜덤 방식으로 출력하는 것을 임의로 조합하여 상기 청각관리 음향을 생성하는 것을 특징으로 하는, 청각 관리 기능을 구비한 단일 마이크 음성 신호의 노이즈를 감쇄시키는 장치.
The method of claim 13,
The hearing management unit,
In the sweep method of sequentially outputting the reference sound and the ambient sound according to the frequency order, a random sweep output time for outputting each sound, and randomly outputting the reference sound and the ambient sound out of order according to the frequency order In this method, the random output time for each note to be outputted is determined.
The auditory management sound is generated by arbitrarily combining the reference sound and the ambient sound by the sweep method according to the sound sweep output time and the random sound output according to the sound random output time. A device for attenuating noise of a single microphone voice signal having a hearing management function.
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