KR20210101644A - 음질 개선 방법 및 이어 웨어러블 장치 - Google Patents

Abstract

다양한 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치에 있어서, 인체의 일부를 이동 경로로 사용한 제 1 음성 신호 및 외부 공기를 이동 경로로 사용한 제 1 잡음 신호를 포함하는 제 1 오디오 신호를 수신하는 적어도 하나의 제 1 마이크, 외부 공기를 이동 경로로 사용한 제 2 음성 신호 및 제 2 잡음 신호를 포함하는 제 2 오디오 신호를 수신하는 적어도 하나의 제 2 마이크, 상기 제 1 오디오 신호와 상기 제 2 오디오 신호 간의 출력 차이값을 조정하기 위한 적응 필터, 및 상기 적어도 하나의 제 1 마이크, 상기 적어도 하나의 제 2 마이크 및 상기 적응 필터에 작동적으로 연결된 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 적어도 하나의 제 1 마이크를 통해 수신되는 상기 제 1 오디오 신호에 대응하는 제 1 출력값 및 상기 적어도 하나의 제 2 마이크를 통해 수신되는 상기 제 2 오디오 신호에 대응하는 제 2 출력값을 추출하고, 상기 제 1 출력값과 상기 제 2 출력값과의 차이값을 계산하고, 상기 차이값을 기반으로, 상기 적응 필터의 설정값을 업데이트하고, 상기 적응 필터를 사용하여, 상기 제 1 오디오 신호로부터 상기 적어도 하나의 제 1 마이크로 유입되는 상기 제 1 잡음 신호의 적어도 일부를 제거할 수 있다. 그 밖에 다양한 실시예들이 가능할 수 있다.

Description

음질 개선 방법 및 이어 웨어러블 장치 {METHOD AND EAR WEARABLE DEVICE FOR IMPROVING SOUND QUALITY}

본 발명의 다양한 실시 예는 음질을 개선하는 방법 및 이어 웨어러블 장치에 관한 것이다.

기술의 발달로 인해, 휴대용 전자 장치(예: 스마트폰)는 다른 전자 장치와 전화 통화 시, 이어 웨어러블 장치(ear wearable device)(예: 이어폰, 헤드셋)를 사용할 수 있다. 통상적으로 이어 웨어러블 장치는 적어도 하나의 스피커와 적어도 하나의 마이크를 구비하고, 상기 마이크를 통해 사용자의 음성을 수신하여, 다른 전자 장치에게 음성 신호를 송신할 수 있다. 휴대용 전자 장치는 이어 웨어러블 장치를 사용하여 전화 통화를 함으로써, 사용자의 휴대성(portability) 및 접근성(accessibility)을 향상시킬 수 있다.

이어 웨어러블 장치는 구비된 마이크를 사용하여, 사용자의 음성을 수집할 수 있고, 상기 수집된 음성을 디지털 신호로 변환할 수 있고, 다른 전자 장치에게 디지털 신호를 송신함으로써, 상기 사용자의 음성을 전달할 수 있다. 이어 웨어러블 장치는 인-이어 마이크(in-ear microphone) 및 아웃-이어 마이크(out-ear microphone)를 포함할 수 있다. 인-이어 마이크는 이어 웨어러블 장치의 헤드에 배치될 수 있고, 상기 이어 웨어러블 장치가 착용되면, 사용자의 귀 내부에 위치할 수 있다. 아웃-이어 마이크는 이어 웨어러블 장치에서 외부 환경에 노출되는 영역에 배치될 수 있고, 외부 환경(예: 공기)으로부터 외부 오디오(예: 사운드(sound), 사용자의 음성, 및 외부 잡음)를 수신할 수 있다.

이어 웨어러블 장치는 사용자의 귓 속에 착용 될 때, 거치 편차 및 사용자의 귀 형태에 따른 유격(leakage)이 발생할 수 있다. 이 경우 유격을 통해, 외부 오디오 신호(예: 외부 잡음)가 인-이어 마이크로 유입될 수 있고, 인-이어 마이크가 수신하는 잡음의 크기가 커질 수 있다. 예를 들어, SNR(signal to noise ratio) 값이 낮은 환경(예: 기존 1ch 잡음 제거 알고리즘으로 잡음 제거가 어려운 환경, 외부 잡음이 많이 발생한 환경)에서 인-이어 마이크로 유입되는 잡음이 커질 수 있고, 통화 품질의 저하 현상 및 음성 인식률의 감소 현상이 발생할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예는 잡음 제거 모듈(예: 적응 필터(adaptive filter))을 사용하여 인-이어 마이크로 유입되는 오디오 신호로부터 외부 잡음을 제거함으로써, 통화 품질을 향상시키는 방법 및 이를 구현한 이어 웨어러블 장치를 제공할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치에 있어서, 인체의 일부를 이동 경로로 사용한 제 1 음성 신호 및 외부 공기를 이동 경로로 사용한 제 1 잡음 신호를 포함하는 제 1 오디오 신호를 수신하는 적어도 하나의 제 1 마이크, 외부 공기를 이동 경로로 사용한 제 2 음성 신호 및 제 2 잡음 신호를 포함하는 제 2 오디오 신호를 수신하는 적어도 하나의 제 2 마이크, 상기 제 1 오디오 신호와 상기 제 2 오디오 신호 간의 출력 차이값을 조정하기 위한 적응 필터, 및 상기 적어도 하나의 제 1 마이크, 상기 적어도 하나의 제 2 마이크 및 상기 적응 필터에 작동적으로 연결된 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 적어도 하나의 제 1 마이크를 통해 수신되는 상기 제 1 오디오 신호에 대응하는 제 1 출력값 및 상기 적어도 하나의 제 2 마이크를 통해 수신되는 상기 제 2 오디오 신호에 대응하는 제 2 출력값을 추출하고, 상기 제 1 출력값과 상기 제 2 출력값과의 차이값을 계산하고, 상기 차이값을 기반으로, 상기 적응 필터의 설정값을 업데이트하고, 상기 적응 필터를 사용하여, 상기 제 1 오디오 신호로부터 상기 적어도 하나의 제 1 마이크로 유입되는 상기 제 1 잡음 신호의 적어도 일부를 제거할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치의 음질 개선 방법은, 적어도 하나의 제 1 마이크를 통해 수신되는, 인체의 일부를 이동 경로로 사용한 제 1 음성 신호 및 외부 공기를 이동 경로로 사용한 제 1 잡음 신호를 포함하는 제 1 오디오 신호에 대응하는 제 1 출력값을 추출하는 동작, 적어도 하나의 제 2 마이크를 통해 수신되는, 외부 공기를 이동 경로로 사용한 제 2 음성 신호 및 제 2 잡음 신호를 포함하는 제 2 오디오 신호에 대응하는 제 2 출력값을 추출하는 동작, 상기 제 1 출력값과 상기 제 2 출력값과의 차이값을 계산하는 동작, 상기 차이값을 기반으로, 적응 필터를 설정값을 업데이트하는 동작, 및 상기 적응 필터를 사용하여 상기 제 1 오디오 신호로부터 상기 적어도 하나의 제 1 마이크로 유입되는 상기 제 1 잡음 신호의 적어도 일부를 제거하는 동작을 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예들은 잡음 제거 모듈(예: 적응 필터(adaptive filter))을 이용하여 인-이어 마이크로 유입되는 외부 잡음을 제거하여, 이어 웨어러블 장치의 통화 품질을 향상시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치는 인-이어 마이크 및 아웃-이어 마이크를 실장할 수 있고, 잡음 제거 모듈을 사용하여 인-이어 마이크로 유입되는 외부 잡음을 제거할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 전자 장치는 인-이어 마이크로 유입되는 외부 잡음이 제거된 음성 신호를 기반으로, 추가적인 잡음을 제거하기 위한 파라미터(parameter)를 추출할 수 있고, 상기 추출된 파라미터를 이용하여 아웃-이어 마이크를 통해 수집되는 음성 신호에 대한 품질을 개선할 수 있다. 이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.

도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이어 웨어러블 장치에 관한 사시도이다.
도 2b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이어 웨어러블 장치가 사용자의 귀에 결합된 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이어 웨어러블 장치가 귀에 결합된 상태에서, 인-이어 마이크에 전달되는 제 1 오디오 신호의 제1 이동 경로 및 아웃-이어 마이크에 전달되는 제 2 오디오 신호의 제 2 이동 경로를 도시한다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이어 웨어러블 장치의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이어 웨어러블 장치에서 음질을 개선하는 방법에 대한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이어 웨어러블 장치의 인-이어 마이크에 대응하는 음질을 개선하는 과정을 도시한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 음질이 개선된 인-이어 음성 신호를 기반으로 VAD (voice activity detection)를 추출하여 아웃-이어 음성 신호의 음질을 개선하는 과정을 도시한 블록도이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 음질이 개선된 인-이어 음성 신호를 기반으로 음성 성분의 크기를 추출하여 SNR 계산에 활용하는 과정을 도시한 블록도이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 음질이 개선된 인-이어 음성 신호를 기반으로, SNR이 낮은 환경일 때, 저주파 대역에 대응하여 아웃-이어 음성 신호에 혼합하는 과정을 도시한 블록도이다.

도 1은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 이어 웨어러블 장치(ear wearable device)를 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)(예: 외부 전자 장치)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104)(예: 외부 전자 장치) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다.

프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치(CPU, central processing unit) 및/또는 어플리케이션 프로세서(AP, application processor)), 및/또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치(GPU, graphic processing unit), 이미지 시그널 프로세서(image signal processor), 센서 허브 프로세서(sensor hub processor), 및/또는 커뮤니케이션 프로세서(CP, communication processor))를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.

보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 및/또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 및/또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 및/또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다.

메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 및/또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 및/또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.

프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 및/또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.

입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(150)는, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 및/또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다. 입력 장치(150)는 전자 장치(101)를 적어도 부분적으로 제어하기 위한 물리적인 키를 포함할 수 있다. 예를 들어, 입력 장치(150)는 오디오의 볼륨 크기를 제어하기 위한 볼륨 키 및 적어도 하나의 프로그램(예: 빅스비(bixby))을 실행하기 위한 키를 포함할 수 있다.

음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(155)는, 예를 들면, 스피커 및/또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.

표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(160)는, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 및/또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 및/또는 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.

오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 및/또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.

센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 및/또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 및/또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 및/또는 조도 센서를 포함할 수 있다.

인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 유선 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 및/또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.

연결 단자(178)는, 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연결 단자(178)은, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 및/또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.

햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 및/또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 및/또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.

카메라 모듈(180)은 정지 영상 및/또는 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 및/또는 플래시들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 전자 장치(101)의 전면에 배치된 전면 카메라 및/또는 전자 장치(101)의 후면에 배치된 후면 카메라를 포함할 수 있다.

전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.

배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 및/또는 연료 전지를 포함할 수 있다.

통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 및/또는 서버(108))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및/또는 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 및/또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 및/또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 및/또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 및/또는 제 2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 및/또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 및/또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 및 인증할 수 있다.

안테나 모듈(197)은 신호 및/또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 및/또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 및/또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 및/또는 전력은 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.

상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 및/또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고, 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 명령 및/또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104) 간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(102, 104, 및/또는 108) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 및/또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.

도 2a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이어 웨어러블 장치에 관한 사시도(201)이다. 도 2b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이어 웨어러블 장치가 사용자의 귀에 결합된 상태를 도시한 도면(202)이다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 일 실시예에서, 이어 웨어러블 장치(ear wearable device)(200)(예: 도 1의 전자 장치(101))는 하우징(housing)(210) 및/또는 이어 팁(ear tip)(220)을 포함할 수 있다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 하우징(210)은 사용자의 귀(230)에 탈착 가능한 형태로 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 하우징(210)은, 귀(230)의 외이도(미도시)에 삽입 가능한 제 1 부분(211)과, 상기 외이도와 연결된 귓바퀴의 홈(232)에 안착시킬 수 있는 제 2 부분(212)을 포함할 수 있다. 이어 웨어러블 장치(200)는 하우징(210)의 내부에 위치된 스피커(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스피커로부터 출력된 소리는 귀(200)의 외이도에 삽입된 제 1 부분(211)을 통해 방출되어 귀(200)의 고막에 전달될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 하우징(210)의 적어도 일부는 폴리머 또는 금속과 같은 다양한 물질로 형성될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)는 적어도 하나의 마이크를 실장할 수 있다. 예를 들어, 이어 웨어러블 장치(200)는 제 1 부분(211)에 대응하여 인-이어 마이크(in-ear mic)(221)가 실장될 수 있고, 제 2 부분(212)에 대응하여 아웃-이어 마이크(out-ear mic)(222)가 실장될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인-이어 마이크(221)와 아웃-이어 마이크(222)는 설정된 거리 이상으로 떨어져서 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)가 사용자의 귀(230)에 결합되면, 인-이어 마이크(221)는 귀의 외이도에 삽입되어, 외부 환경으로부터 차단되는 상태(예: 외부 공기로부터 차폐된 상태)일 수 있다. 아웃-이어 마이크(222)는 외부 환경에 노출된 상태이며, 외부 공기로부터 전달되는 음성 신호 및 잡음을 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인-이어 마이크(221) 및 아웃-이어 마이크(222)의 배치 위치 및/또는 개수는 도 2a의 실시예에 한정되지 않고 다양할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)는 적어도 하나의 인-이어 마이크(221) 및/또는 적어도 하나의 아웃-이어 마이크(222)를 포함할 수 있다.

인-이어 마이크(221)는 귓 속에 배치되어, 인체의 적어도 일부를 이동 경로(path)(예: 음성 신호의 이동 경로, 제 1 경로)로 활용하여 전달되는 오디오 신호(예: 제 1 오디오 신호)를 수신할 수 있다. 예를 들어, 제 1 오디오 신호는 사용자가 귀를 막고 말을 할 때, 귓 속을 통해 전달되는 음성 신호(예: 제 1 음성 신호) 및 이어 웨어러블 장치(200)의 착용 시 발생된 유격(leakage)을 통해 외부로부터 유입된 잡음 신호(예: 제 1 잡음 신호)를 포함할 수 있다. 상기 유격은 이어 웨어러블 장치(200)가 귀에 착용될 때, 이어 웨어러블 장치와 귀 사이에 발생하는 틈새(예: 갭(gap), 공간)를 의미할 수 있다. 제 1 음성 신호는 저주파 대역(예: 약 2Khz 이하 주파수 대역)에 대응하는 음성 신호를 포함할 수 있다.

아웃-이어 마이크(222)는 외부 환경에 노출된 상태로, 외부 공기를 이동 경로(path)(예: 제 2 경로)로 활용하여 전달되는 외부의 오디오 신호(예: 제 2 오디오 신호)를 수신할 수 있다. 예를 들어, 제 2 오디오 신호는 사용자가 말을 할 때, 외부로 방출되는 음성 신호(예: 제 2 음성 신호) 및 외부의 공기를 통해 전달되는 주변의 잡음 신호(예: 제 2 잡음 신호)를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제 1 음성 신호는 인체의 적어도 일부(예: 성대에서부터 귀의 고막으로 연결된 인체)를 이동 경로로 인-이어 마이크에 전달되는 사용자의 음성 신호를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 2 음성 신호는 외부 공기를 이동 경로로 아웃-이어 마이크에 전달되는 사용자의 음성 신호를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)가 사용자의 귓 속에 결합될 때, 거치 편차 및 사용자의 귀 형태에 따른 유격(leakage)(예: 틈, 갭(gap))이 발생할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 외부 음성(예: 제 2 음성 신호) 및 잡음(예: 제 2 잡음 신호)을 포함하는 제 2 오디오 신호는 이어 웨어러블 장치(200)와 사용자의 귀 사이에 형성된 틈을 통해, 귓 속으로 유입될 수 있다. 예를 들어, 사용자의 귓 속에 배치된 이어 웨어러블 장치(200)의 인-이어 마이크(221)는 상기 귓 속으로 유입된 제 2 오디오 신호의 적어도 일부를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인-이어 마이크(221)로 유입되는 제 1 잡음 신호는 상기 제 2 오디오 신호의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)는 유격(leakage)을 통해 인-이어 마이크(221)에 외부 소음 및 잡음이 유입될 수 있고, 인-이어 마이크(221)에 대응하는 통화 품질이 저하될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)는 내부에 실장된 잡음 제거 모듈(예: 적응 필터(adaptive filter))을 사용하여, 인-이어 마이크(221)로 유입된 제 1 잡음 신호를 적어도 부분적으로 제거할 수 있고, 인-이어 마이크(221)에 대응하는 통화 품질을 개선할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이어 웨어러블 장치(200)가 귀에 결합된 상태에서, 인-이어 마이크(221)에 전달되는 제 1 오디오 신호의 제 1 이동 경로(311) 및 아웃-이어 마이크(222)에 전달되는 제 2 오디오 신호의 제 2 이동 경로(312)를 도시한 도면(300)이다.

도 3을 참조하면, 제 1 오디오 신호는 인체의 적어도 일부를 이동 경로(예: 제 1 이동 경로, body path)로 활용하여, 인-이어 마이크(221)에 전달되는 오디오 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 오디오 신호는 인체의 적어도 일부를 이동 경로로 사용하여 전달되는 사용자의 음성 신호(예: 제 1 음성 신호) 및 외부 공기를 통해 유입된 잡음 신호(예: 제 1 잡음 신호)를 포함할 수 있다. 제 2 오디오 신호는 외부 공기를 이동 경로(예: 제 2 이동 경로, acoustic path)로 활용하여, 아웃-이어 마이크(222)에 전달되는 오디오 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 2 오디오 신호는 사용자의 입을 통해 외부 공기로 방출된 사용자의 음성 신호(예: 제 2 음성 신호) 및/또는 외부 공기를 통해 전달되는, 주변에서 생성된 잡음 신호(예: 제 2 잡음 신호)를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)가 사용자의 귀에 완벽하게 밀착하여 결합되면, 인-이어 마이크(221)는 사용자의 음성 신호인 제 1 음성 신호만을 수신할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)와 사용자의 귀 사이에 유격(leakage)이 발생하면, 인-이어 마이크(221)는 제 1 음성 신호 외에, 상기 유격을 통해 유입되는 잡음 신호(예: 제 1 잡음 신호)를 함께 수신할 수 있다. 예를 들어, 제 1 잡음 신호는 외부 공기를 통해 전달되는 제 2 오디오 신호의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 잡음 신호는 사용자의 입을 통해 외부 공기로 방출된 음성 신호(예: 제 2 음성 신호) 및 주변에서 생성된 잡음 신호(예: 제 2 잡음 신호)를 적어도 부분적으로 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)가 사용자의 귀에 결합될 때, 귀의 모양 및 거치 편차에 기반하여, 틈이 생길 수 있다. 인-이어 마이크(221)는 제 1 오디오 신호와 함께, 적어도 일부의 제 2 오디오 신호를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인-이어 마이크(221)는 외부 환경으로부터 유입된 제 2 오디오 신호가 유입됨으로써, 전화 통화를 위한 음성 신호를 생성함에 있어서, 상기 음성 신호의 품질이 저하될 수 있다.

도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이어 웨어러블 장치(예: 도 2의 이어 웨어러블 장치(200), 도 1의 전자 장치(100))의 블록도(400)이다.

도 4를 참조하면, 이어 웨어러블 장치(200)는 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120)), 메모리(예: 도 1의 메모리(130)), 오디오 모듈(예: 도 1의 오디오 모듈(170)), 및/또는 무선 통신 회로(예: 도 1의 통신 모듈(190))를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)는 오디오 모듈(170)에 포함된 인-이어(in-ear) 마이크(221), 아웃-이어(out-ear) 마이크(222) 및/또는 적응 필터(420)를 기반으로 이어 웨어러블 장치(200)의 음질을 향상시킬 수 있다.

일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메모리(130)에 저장된 프로그램(예: 도 1의 프로그램(140))을 실행하여, 적어도 하나의 다른 구성 요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 인-이어 마이크(221)를 통해 수신되는 제 1 오디오 신호(411)에 대응하는 제 1 출력값을 측정할 수 있고, 아웃-이어 마이크(222)를 통해 수신되는 제 2 오디오 신호(412)에 대응하는 제 2 출력값을 측정할 수 있다. 프로세서(120)는 상기 제 1 출력값과 상기 제 2 출력값의 차이값을 기반으로 적응 필터(420)의 설정값을 업데이트할 수 있고, 상기 적응 필터를 사용하여 인-이어 마이크(221)로 유입되는 제 2 오디오 신호(412)의 적어도 일부(예: 제 1 오디오 신호(411)에 포함된 제 1 잡음 신호)를 제거할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 인-이어 마이크(221)에 대응하는 오디오 신호의 품질을 향상시킬 수 있다.

일 실시예에 따르면, 메모리(130)는 이어 웨어러블 장치(200)에 대한 음질을 향상시키기 위한 적응 필터(adaptive filter)(420)의 설정값을 저장할 수 있다. 상기 적응 필터(420)의 설정값은 이어 웨어러블 장치(200)에서 수신되는 제 1 오디오 신호(411) 및 제 2 오디오 신호(412)에 기반하여 업데이트될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 상기 적응 필터(420)의 설정값을 기반으로, 인-이어 마이크(221)로 유입되는 적어도 일부의 제 2 오디오 신호(412)를 제거할 수 있고, 상기 인-이어 마이크(221)에 대응하는 오디오 신호의 품질을 향상시킬 수 있다.

일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은 인-이어 마이크(221), 아웃-이어 마이크(222), 및/또는 적응 필터(420)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인-이어 마이크(221)는 인체의 적어도 일부를 이동 경로(예: 제 1 경로(401), body path)로 사용하여 전달되는 제 1 오디오 신호(411)를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 아웃-이어 마이크(222)는 외부 공기를 이동 경로(예: 제 2 경로(402), acoustic path)로 사용하여 전달되는 제 2 오디오 신호(412)를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 제 1 오디오 신호(411)에 대응하는 제 1 출력값을 측정하고, 제 2 오디오 신호(412)에 대응하는 제 2 출력값을 측정할 수 있다. 예를 들어, 제 1 출력값 및 제 2 출력값은 오디오 신호에 대응하는 파동의 크기를 수치화한 값을 포함할 수 있다. 프로세서(120)는 상기 제 1 출력값과 상기 제 2 출력값과의 차이값을 기반으로, 적응 필터(420)의 설정값을 업데이트할 수 있다. 예를 들어, 적응 필터(420)는 인-이어 마이크(221)를 통해 수신된 제 1 오디오 신호(411)와 아웃-이어 마이크(222)를 통해 수신된 제 2 오디오 신호(412) 간의 출력 차이를 최소화할 수 있다. 예를 들어, 적응 필터(420)는 음성 신호의 진동 크기는 같지만, 진행 방향이 반대인 파동을 생성할 수 있다. 적응 필터(420)는 진행 방향이 반대인 파동을 생성하여 상기 제 2 오디오 신호(412)의 적어도 일부를 제거할 수 있다. 예를 들어, 적응 필터(420)는 제 2 오디오 신호(412)의 진동 크기를 상기 제 1 오디오 신호(411)와 진동 크기와 동일하게 설정하고, 제 2 오디오 신호(412)의 파동의 진행 방향을 상기 제 1 오디오 신호(411)의 파동과 반대 방향으로 설정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 적응 필터(420)를 사용하여, 인-이어 마이크(221)로 유입되는 제 2 오디오 신호(412)의 적어도 일부 오디오 신호(예: 제 1 잡음 신호)를 제거할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 적응 필터(420)는 잡음을 제거하기 위한 잡음 제거 모듈(미도시)에 포함될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제 1 오디오 신호(411)의 제 1 출력값은 제 2 오디오 신호(412)의 제 2 출력값 보다 클 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 오디오 신호(411)는 인체의 적어도 일부를 음성 신호의 이동 경로로 활용하며, 저주파 대역(예: 약 2Khz 이하의 주파수 대역)에 대응되는 음성 신호를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)는 적응 필터(420)를 사용하여, 인-이어 마이크(221)로 유입되는 제 2 오디오 신호(412)의 적어도 일부를 제거함으로써, 약 25~30dB 정도의 잡음제거 효과가 발생할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 적응 필터(420)를 사용하여, 인-이어 마이크(221)에 의한 음성 신호의 품질을 향상시킬 수 있다.

일 실시예에 따르면, 무선 통신 회로(190)는 이어 웨어러블 장치(200)와 다른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(102, 108)) 간의 통신 채널을 수립할 수 있고, 상기 통신 채널을 통해 통신할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 회로(190)는 이어 웨어러블 장치(200)와 다른 전자 장치 간의 전화 통화 연결을 수행할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)는 오디오 모듈(170)을 통해, 오디오 신호(410)를 수신할 수 있다. 오디오 신호(410)는 인-이어 마이크(221)를 통해 수신되는 제 1 오디오 신호(411) 및 아웃-이어 마이크(222)를 통해 수신되는 제 2 오디오 신호(412)를 포함할 수 있다. 제 1 오디오 신호(410)는 인체의 적어도 일부를 이동 경로로 활용하는 제 1 음성 신호 및 외부 공기를 통해 유입되는 제 1 잡음 신호를 포함할 수 있다. 제 2 오디오 신호(420)는 외부 공기를 이동 경로로 활용하는 제 2 음성 신호 및 제 2 잡음 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 말을 할 때, 제 1 오디오 신호(411)는 인체를 이동 경로로 사용하여 성대로부터 귀의 고막으로 전달되는 제 1 음성 신호를 포함할 수 있고, 제 2 오디오 신호(412)는 외부 공기를 이동 경로로 사용하여, 성대에서 방출된 음성 신호가 귀로 수신되는 제 2 음성 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 오디오 신호(411)는 이어 웨어러블 장치(200)의 인-이어 마이크(221)를 통해 수신될 수 있고, 제 2 오디오 신호(412)는 이어 웨어러블 장치(200)의 아웃-이어 마이크(222)를 통해 수신될 수 있다.

다양한 실시에에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)는 인체의 일부를 이동 경로로 사용한 제 1 음성 신호 및 외부 공기를 이동 경로로 사용한 제 1 잡음 신호를 포함하는 제 1 오디오 신호(411)를 수신하는 적어도 하나의 제 1 마이크(예: 인-이어 마이크(221)), 외부 공기를 이동 경로로 사용한 제 2 음성 신호 및 제 2 잡음 신호를 포함하는 제 2 오디오 신호(412)를 수신하는 적어도 하나의 제 2 마이크(예: 아웃-이어 마이크(222)), 상기 제 1 오디오 신호(412)와 상기 제 2 오디오 신호(422) 간의 출력 차이값을 조정하기 위한 적응 필터(420), 및 상기 적어도 하나의 제 1 마이크(221), 상기 적어도 하나의 제 2 마이크(222) 및 상기 적응 필터(420)에 작동적으로 연결된 프로세서(120)를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(120)는 상기 적어도 하나의 제 1 마이크(221)를 통해 수신되는 상기 제 1 오디오 신호(411)에 대응하는 제 1 출력값 및 상기 적어도 하나의 제 2 마이크(222)를 통해 수신되는 상기 제 2 오디오 신호(412)에 대응하는 제 2 출력값을 추출하고, 상기 제 1 출력값과 상기 제 2 출력값과의 차이값을 계산하고, 상기 차이값을 기반으로, 상기 적응 필터(420)의 설정값을 업데이트하고, 상기 적응 필터(420)를 사용하여, 상기 제 1 오디오 신호(411)로부터 상기 적어도 하나의 제 1 마이크(221)로 유입되는 상기 제 1 잡음 신호(412)의 적어도 일부를 제거할 수 있다.

일 실시에에 따른 이어 웨어러블 장치(200)는 상기 제 1 마이크(221)와 상기 제 2 마이크(222)가 설정된 거리 이상으로 떨어져서 배치되고, 상기 이어 웨어러블 장치가 사용자의 귀에 착용될 때, 상기 제 1 마이크(221)는 인체의 적어도 일부에 의해 상기 외부 공기로부터 차폐될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)는 하우징을 더 포함하고, 상기 하우징은, 귀의 외이도에 삽입되는 제 1 부분(예: 도 2a의 제 1 부분(211)), 및 상기 외이도와 연결된 귓바퀴의 홈에 안착되는 제 2 부분(예: 도 2a의 제 2 부분(212))을 포함할 수 있다. 상기 하우징은, 상기 이어 웨어러블 장치(200)가 사용자의 귀에 착용 시, 상기 제 1 부분(211) 및 상기 제 2 부분(212) 중 적어도 하나에 대응하여 유격(leakage)이 발생하고, 상기 발생된 유격을 통해 상기 제 2 오디오 신호(412)가 상기 제 1 마이크(221)로 유입될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제 1 오디오 신호(411)에 포함된 상기 제 1 잡음 신호는 상기 발생된 유격을 통해 유입된 상기 제 2 오디오 신호(412)의 적어도 일부를 포함할 수 있다.

일 실시에에 따르면, 프로세서(120)는 상기 제 1 오디오 신호(411)를 기반으로 상기 제 1 잡음 신호의 적어도 일부가 제거된 제 3 음성 신호를 생성할 수 있다.

일 실시에에 따르면, 상기 제 1 출력값은 상기 제 1 오디오 신호(411)에 대응하는 파동의 크기를 수치화한 값을 포함하고, 상기 제 2 출력값은 상기 제 2 오디오 신호(412)에 대응하는 파동의 크기를 수치화한 값을 포함할 수 있다.

일 실시에에 따르면, 상기 적응 필터(420)는 상기 제 2 오디오 신호(412)를 기반으로 진동 크기는 실질적으로 동일하고, 진동의 진행 방향이 반대인 파동을 생성할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이어 웨어러블 장치(예: 도 4의 이어 웨어러블 장치(200))에서 음질(예: 음성 신호의 품질)을 개선하는 방법에 대한 흐름도이다.

일 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)는 복수 개의 마이크(예: 인-이어 마이크(예: 도 4의 인-이어 마이크(221), 도 4의 아웃-이어 마이크(222))를 포함하고, 각각의 마이크를 통해 수신되는 오디오 신호의 이동 경로가 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 인-이어 마이크(221)는 인체의 일부를 이동 경로로 사용한 제 1 음성 신호 및 외부 공기를 통해 유입된 제 1 잡음 신호를 포함하는 제 1 오디오 신호(예: 도 4의 제 1 오디오 신호(411))를 수신할 수 있다. 아웃-이어 마이크(222)는 외부 공기를 이동 경로로 사용한 제 2 음성 신호 및 제 2 잡음 신호를 포함하는 제 2 오디오 신호(예: 도 4의 제 2 오디오 신호(412))를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)는 상기 제 1 오디오 신호(411) 및 상기 제 2 오디오 신호(412)를 기반으로 적응 필터(예: 도 4의 적응 필터(420))의 설정값을 업데이트할 수 있다. 이어 웨어러블 장치(200)는 상기 업데이트된 적응 필터(420)를 사용하여, 인-이어 마이크(221)로 유입되는 제 1 잡음 신호의 적어도 일부를 제거할 수 있고, 이어 웨어러블 장치(200)를 통한 오디오 신호의 품질을 향상시킬 수 있다.

동작 501에서 이어 웨어러블 장치(200)의 프로세서(예: 도 4의 프로세서(120))는 제 1 마이크(예: 인-이어 마이크(221))를 통해 수신되는 제 1 오디오 신호(411)에 대응하는 제 1 출력값을 추출할 수 있다. 예를 들어, 제 1 오디오 신호(411)는 인체의 적어도 일부를 이동 경로로 활용하여 인-이어 마이크(221)에 전달되는 사용자의 음성 신호(예: 제 1 음성 신호) 및 외부로부터 유입된 잡음 신호(예: 제 1 잡음 신호)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 음성 신호는 귀를 막고 말을 할 때, 고막에 전달되는 저주파 대역의 사용자 음성 신호를 포함할 수 있다.

동작 503에서 이어 웨어러블 장치(200)의 프로세서(120)는 제 2 마이크(예: 아웃-이어 마이크(222))를 통해 수신되는 제 2 오디오 신호(412)에 대응하는 제 2 출력값을 추출할 수 있다. 예를 들어, 제 2 오디오 신호(412)는 외부 공기를 이동 경로로 활용하여 아웃-이어 마이크(222)에 전달되는 사용자의 음성 신호(예: 제 2 음성 신호) 및 외부에서 발생하여 전달된 잡음 신호(예: 제 2 잡음 신호)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 2 음성 신호는 사용자가 말을 할 때, 성대를 통해 방출된 소리가 외부 공기를 이동 경로로 사용하여, 귀로 전달되는 음성 신호를 포함할 수 있다.

동작 505에서 프로세서(120)는 상기 제 1 출력값과 상기 제 2 출력값의 차이값을 확인할 수 있다. 예를 들어, 오디오 신호에 대한 출력값은 오디오 신호의 파동 크기 및 파동의 진행 방향을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 출력값과 제 2 출력값이 파동 크기는 동일하고, 파동의 진행 방향이 서로 반대 방향이라면, 간섭 현상이 발생할 수 있고, 제 1 출력값과 제 2 출력값은 서로 상쇄될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 상기 확인된 차이값을 기반으로 상기 제 1 출력값에 대응하는 인-이어 마이크(221)에 유입되는 제 2 오디오 신호(412)(예: 제 2 출력값에 대응하는 아웃-이어 마이크(222)의 제 2 오디오 신호)를 적어도 부분적으로 제거할 수 있다.

동작 507에서 프로세서(120)는 상기 차이값을 기반으로 적응 필터(420)의 설정값을 업데이트할 수 있다. 적응 필터(420)의 설정값은 메모리(130)에 저장될 수 있다. 예를 들어, 적응 필터(420)는 아웃-이어 마이크(222)에 전기적으로 연결될 수 있고, 상기 아웃-이어 마이크(222)를 통해 유입되는 제 2 오디오 신호(412)를 구분하여, 상기 구분된 제 2 오디오 신호(412)의 적어도 일부를 제거할 수 있다. 예를 들어, 제 2 오디오 신호(412)에 포함된 잡음 신호(예: 제 2 잡음 신호)를 제거할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 적응 필터(420)의 설정값은 상기 제 1 출력값과 상기 제 2 출력값과의 차이값이 최소화하도록 설정된 데이터를 포함할 수 있다.

동작 509에서 프로세서(120)는 적응 필터(420)를 사용하여 인-이어 마이크로 유입되는 제 1 잡음 신호의 적어도 일부를 제거할 수 있다. 예를 들어, 제 1 잡음 신호의 적어도 일부는 주변에서 발생되어 귓 속으로 유입된 잡음을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)가 사용자의 귓 속에 결합될 때, 거치 편차 및 귀의 모양에 기반하여 유격이 발생할 수 있다. 이 경우 외부 공기를 이동 경로로 활용하는 제 1 잡음 신호가 상기 유격을 통해 귓 속으로 유입될 수 있고, 상기 제 1 잡음 신호가 인-이어 마이크(221)로 유입될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 잡음 신호는 사용자의 성대를 통해 방출된 음성 신호(예: 제 2 음성 신호) 및 주변에서 발생된 다양한 소리(예: 제 2 잡음 신호)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 인-이어 마이크(221)로 유입되는 제 1 잡음 신호의 적어도 일부를 제거함으로써, 상기 인-이어 마이크(221)를 통한 오디오 신호의 품질을 향상시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이어 웨어러블 장치의 인-이어 마이크에 대응하는 음질을 개선하는 과정을 도시한 블록도(600)이다.

도 6을 참조하면, 이어 웨어러블 장치(예: 도 4의 이어 웨어러블 장치(200))의 프로세서(예: 도 4의 프로세서(120))는 제 1 잡음 제거 모듈(601)(예: ANC(active noise cancelling) 모듈)을 사용하여, 인-이어 마이크(예: 도 4의 인-이어 마이크(221), 제 1 마이크))에 대응하는 제 1 오디오 신호로부터 아웃-이어 마이크(예: 도 4의 아웃-이어 마이크(222), 제 2 마이크))에 대응하는 제 2 오디오 신호에 포함된 잡음을 제거할 수 있고, 음질이 향상된 신호(610)(예: enhanced signal, 제 3 오디오 신호)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제 1 오디오 신호는 인-이어 마이크(221)에 수신되는 음성 신호일 수 있고, 제 2 오디오 신호는 아웃-이어 마이크(222)에 수신되는 음성 신호일 수 있다. 제 2 오디오 신호는 외부 공기를 이동 경로로 활용하므로, 사용자의 성대에서 방출된 음성 신호(예: 제 2 음성 신호) 및 외부 잡음 신호(예: 제 2 잡음 신호)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 적응 필터(adaptive filter)(예: 도 4의 적응 필터(420))를 사용하여 인-이어 마이크(221)에 대응하는 제 1 오디오 신호의 품질을 개선할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 인-이어 마이크(221)로 유입된 외부 잡음을 제거하기 위해, 상기 적응 필터(420)를 사용하여 제 2 오디오 신호에 대응하는 외부 잡음을 구분할 수 있고, 제 1 오디오 신호로부터 상기 제 2 오디오 신호 중 귓 속으로 유입된 잡음 신호(예: 제 1 잡음 신호)를 제거할 수 있다.

도 6을 참조하면, 프로세서(120)는 뺄셈기(603)(예: 뺄셈 소자)를 통해, 제 1 오디오 신호와 제 2 오디오 신호의 차이값을 계산할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 제 1 오디오 신호에 대응하는 제 1 출력값(예: 오디오 신호의 파동 관련 데이터)과 제 2 오디오 신호에 대응하는 제 2 출력값을 비교하여, 차이값을 계산할 수 있다. 프로세서(120)는 상기 계산된 차이값을 기반으로 적응 필터(420)의 설정값을 업데이트할 수 있다. 예를 들어, 적응 필터(420)는 설정값을 기반으로 제 2 오디오 신호를 변조할 수 있고, 제 1 오디오 신호에 대한 잡음을 부분적으로 제거할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 제 1 오디오 신호와 제 2 오디오 신호 간의 차이값을 줄이기 위해, 적응 필터(420)의 설정값을 업데이트할 수 있고, 상기 업데이트된 설정값에 기반하여, 제 2 오디오 신호를 변조할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 상기 제 1 오디오 신호와 상기 제 2 오디오 신호를 믹싱함으로써, 음질이 향상된 신호(610)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 음질이 향상된 신호(610)는 제 1 오디오 신호로부터 인-이어 마이크(221)로 유입된 외부 잡음(예: 제 1 잡음 신호)이 제거된 오디오 신호를 포함할 수 있다.

도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 음질이 개선된 인-이어 음성 신호를 기반으로 VAD (voice activity detection)를 추출하여 아웃-이어 음성 신호의 음질을 개선하는 과정을 도시한 블록도(700)이다.

도 7을 참조하면, 이어 웨어러블 장치(예: 도 4의 이어 웨어러블 장치(200))의 프로세서(예: 도 4의 프로세서(120))는 제 1 잡음 제거 모듈(601)(예: ANC(active noise cancelling) 모듈)을 사용하여, 음질이 향상된 제 1 신호(예: 도 6의 enhanced signal(610), 제 3 오디오 신호)를 생성할 수 있다. 프로세서(120)는 상기 음질이 향상된 제 1 신호(610)를 기반으로 VAD (voice activity detection) 정보(710)를 추출할 수 있고, 상기 추출된 VAD 정보(710)를 제 2 잡음 제거 모듈(701)에 제공할 수 있다. 예를 들어, VAD 정보(710)는 아웃-이어 마이크(예: 도 4의 아웃-이어 마이크(222), 제 2 마이크))에 대응하는 제 2 오디오 신호의 품질을 향상시키기 위해 활용될 수 있다. VAD 정보(710)는 통계적 신호 처리 기반의 잡음 제거 알고리즘을 수행함에 있어서, 중요한 정보일 수 있다. 프로세서(120)는 음질이 향상된 제 1 신호(610)(제 3 오디오 신호)를 기반으로 VAD 정보(710)를 추출하므로, 음질 향상을 위해, 보다 정확한 VAD 정보를 활용할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 2 잡음 제거 모듈(701)은 상기 VAD 정보(710)를 사용하여 아웃-이어 마이크(222)에 대응하는 제 2 오디오 신호의 품질을 향상시킬 수 있다. 프로세서(120)는 상기 제 2 오디오 신호에 대한 외부 잡음(예: 잔여 잡음)을 적어도 부분적으로 제거할 수 있다.

도 7을 참조하면, 제 2 잡음 제거 모듈(701)은 빔포머(beam former) 모듈(711) 및 포스트필터(postfilter)(713)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 빔포머 모듈(711)은 아웃-이어 마이크(222)가 2개 이상 배치된 장치에 포함될 수 있고, 음질이 향상된 제 1 신호(610)(제 3 오디오 신호)를 기반으로 추출된 VAD 정보(710)를 사용하여 외부 잡음을 제거하기 위한 설정값을 업데이트할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 2 잡음 제거 모듈(701)은 아웃-이어 마이크(222)가 하나인 경우 빔포머 모듈(711)이 제외될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 제 2 잡음 제거 모듈(701)을 통해, 아웃-이어 마이크(222)에 대응하는 제 2 오디오 신호의 잔여 잡음을 제거할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 상기 음질이 향상된 제 1 신호(610)와 상기 잔여 잡음이 제거된 제 2 오디오 신호를 믹싱하여, 음질이 향상된 오디오 신호를 생성할 수 있다.

다양한 실시에에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)는 잡음 제거 모듈(701)을 더 포함할 수 있다. 프로세서(120)는 상기 제 1 오디오 신호(411)로부터 상기 제 2 오디오 신호(412)의 적어도 일부가 제거된 상기 제 3 오디오 신호(예: 음질이 향상된 제 1 신호(610))를 기반으로 VAD (voice activity detection) 정보(710)를 추출하고, 상기 잡음 제거 모듈(701)을 사용하여, 상기 추출된 VAD 정보(710)를 기반으로 상기 제 2 마이크(222)를 통해 수신되는 상기 제 2 오디오 신호(412)에 포함된 잡음을 제거할 수 있다.

일 실시에에 따른 이어 웨어러블 장치(200)는 상기 잡음 제거 모듈(701)에 빔포머 장치(711)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(120)는 상기 추출된 VAD 정보(710)를 기반으로, 상기 빔포머 장치(711)를 사용하여 상기 제 2 마이크(222)를 통해 수신되는 제 2 오디오 신호(412)에 포함된 잡음을 제거할 수 있다.

도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 음질이 개선된 인-이어 음성 신호를 기반으로 음성 성분의 크기를 추출하여 SNR 계산에 활용하는 과정을 도시한 블록도(800)이다.

도 8을 참조하면, 이어 웨어러블 장치(예: 도 4의 이어 웨어러블 장치(200))의 프로세서(예: 도 4의 프로세서(120))는 제 1 잡음 제거 모듈(601)(예: ANC(active noise cancelling) 모듈)을 사용하여, 음질이 향상된 제 1 신호(예: 도 6의 enhanced signal(610), 제 3 오디오 신호)를 생성할 수 있다. 프로세서(120)는 파워 이퀄라이저 모듈(power equalizer module)(810)을 사용하여, 상기 음질이 개선된 제 1 신호(610)(제 3 오디오 신호)와 아웃-이어 마이크(예: 도 4의 아웃-이어 마이크(222), 제 2 마이크)) 간의 파워 차이를 보상해줄 수 있다. 예를 들어, 파워 이퀄라이저 모듈(810)은 상기 음질이 개선된 제 1 신호(610)의 파워값을 조정하여, 상기 아웃-이어 마이크(222)의 파워값과의 차이를 최소화할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 상기 음질이 개선된 제 1 신호(610)를 기반으로 음성 성분의 크기(예: 음성 신호(예: 사용자의 음성 신호)의 파동 크기)를 추출할 수 있고, 상기 추출된 음성 성분의 크기를 기반으로 SNR(signal to noise ratio) 정보(811)를 계산할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 음질이 개선된 제 1 신호(610)에 기반하여 추출된 음성 성분의 크기는 보다 정확한 정보일 수 있다. 프로세서(120)는 상기 추출된 음성 성분의 크기를 사용하여, SNR 정보(811)를 계산할 수 있고, 상기 계산된 SNR 정보(811)를 기반으로 상기 제 2 잡음 제거 모듈(701)을 통해 아웃-이어 마이크(222)에 대응하는 오디오 신호의 품질을 향상시킬 수 있다.

도 8을 참조하면, 제 2 잡음 제거 모듈(701)은 빔포머(beam former) 모듈(711) 및 포스트필터(postfilter)(713)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 빔포머 모듈(711)은 아웃-이어 마이크(222)가 2개 이상 배치된 장치에 포함될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 2 잡음 제거 모듈(701)은 아웃-이어 마이크(222)가 하나인 경우 빔포머 모듈(711)이 제외될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 제 2 잡음 제거 모듈(701)을 통해, SNR 정보(811)를 기반으로 아웃-이어 마이크(222)에 대응하는 제 2 오디오 신호의 잔여 잡음(예: 제 2 잡음 신호)을 제거할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 상기 음질이 향상된 제 1 신호(610)와 상기 잔여 잡음이 제거된 제 2 오디오 신호를 믹싱하여, 음질이 향상된 오디오 신호를 생성할 수 있다.

다양한 실시에에 따르면, 프로세서(120)는 상기 제 1 신호(610)를 기반으로음성 성분의 크기를 추출하고, 상기 추출된 음성 성분의 크기를 기반으로 SNR (signal to noise ratio) 값을 계산하고, 상기 계산된 SNR 값을 기반으로 상기 제 2 마이크(222)를 통해 수신되는 제 2 오디오 신호(412)에 포함된 잡음을 제거할 수 있다.

일 실시예에 따른 이어 웨어러블 장치(200)는 파워 이퀄라이저 모듈(810)을 더 포함할 수 있다. 프로세서(120)는 상기 파워 이퀄라이저 모듈(810)을 사용하여 상기 제 1 신호(610)와 상기 제 2 마이크(222)에 대응하는 전력 차이값이 최소화되도록 상기 제 1 신호(610)의 전력을 조정할 수 있다.

도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 음질이 개선된 인-이어 음성 신호를 기반으로, SNR이 낮은 환경일 때, 저주파 대역에 대응하여 아웃-이어 음성 신호에 혼합하는 과정을 도시한 블록도(900)이다.

도 9를 참조하면, 이어 웨어러블 장치(예: 도 4의 이어 웨어러블 장치(200))의 프로세서(예: 도 4의 프로세서(120))는 제 1 잡음 제거 모듈(601)(예: ANC(active noise cancelling) 모듈)을 사용하여, 음질이 향상된 제 1 신호(예: 도 6의 enhanced signal(610), 제 3 오디오 신호)를 생성할 수 있다. 프로세서(120)는 파워 이퀄라이저 모듈(power equalizer module)(810)을 사용하여, 상기 음질이 개선된 제 1 신호(610)와 아웃-이어 마이크(예: 도 4의 아웃-이어 마이크(222), 제 2 마이크)) 간의 파워 차이를 보상해줄 수 있다. 예를 들어, 파워 이퀄라이저 모듈(power equalizer module)(810)은 상기 음질이 개선된 제 1 신호(610)의 파워값을 조정하여, 상기 아웃-이어 마이크(222)의 파워값과의 차이를 최소화할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 상기 음질이 개선된 제 1 신호(610)를 기반으로 음성 성분의 크기(예: 음성 신호의 파동 크기)를 추출할 수 있고, 상기 추출된 음성 성분의 크기를 기반으로 SNR(signal to noise ratio) 정보(811)를 계산할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 음질이 개선된 제 1 신호(610)는 외부 잡음이 적어도 부분적으로 제거된 음성 신호이며, 상기 음질이 개선된 제 1 신호(610)에 기반하여 추출된 음성 성분의 크기는 보다 정확한 정보일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 상기 계산된 SNR 정보(811)가 설정된 임계값 미만(901)인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, SNR 정보(811)가 낮은 환경은 외부의 잡음 소리가 많아서 사용자의 음성 신호의 전달이 어려운 환경을 의미할 수 있다. 프로세서(120)는 상기 계산된 SNR 정보(811)가 설정된 임계값 미만(901)인 경우 상기 음질이 개선된 제 1 신호(610)를 저주파 대역(예: 약 2Khz 이하의 주파수 대역)에 기반하여 믹싱할 수 있다. 제 2 잡음 제거 모듈(701)은 상기 음질이 개선된 제 1 신호(610) 및 아웃-이어 마이크(222)에 대응하는 음성 신호를 믹싱하기 위한 Mixer(910)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 저주파 대역(예: 약 2Khz 이하의 주파수 대역)의 음성 신호는 상기 음질이 개선된 제 1 신호(610)를 믹싱하여 오디오 품질이 향상될 수 있습니다. 일 실시예에 따르면, 저주파 대역의 음성 신호는 상기 음질이 개선된 제 1 신호(610)의 믹싱으로 인해, 오디오 음질이 개선될 수 있다.

다양한 실시에에 따르면, 프로세서(120)는 상기 SNR 값이 설정된 임계값 이하인 경우 상기 제 1 신호(610)로부터 저주파 대역에 대응하는 음성 성분을 추출하고, 상기 제 2 마이크(222)를 통해 수신되는 상기 제 2 오디오 신호(412)와 상기 저주파 대역에 대응하는 음성 성분을 믹싱할 수 있다.

다양한 실시예에 따른 이어 웨어러블 장치(200)의 음질 개선 방법은, 적어도 하나의 제 1 마이크(예: 도 4의 인-이어 마이크(221))를 통해 수신되는, 인체의 일부를 이동 경로(예: 도 4의 body path)로 사용한 제 1 음성 신호 및 외부 공기를 이동 경로로 사용한 제 1 잡음 신호를 포함하는 제 1 오디오 신호(예: 도 4의 제 1 오디오 신호(411))에 대응하는 제 1 출력값을 추출하는 동작, 적어도 하나의 제 2 마이크(예: 도 4의 아웃-이어 마이크(222))에 수신되는, 외부 공기를 이동 경로(예: 도 4의 acoustic path)로 사용한 제 2 음성 신호 및 제 2 잡음 신호를 포함하는 제 2 오디오 신호(예: 도 4의 제 2 오디오 신호(412))에 대응하는 제 2 출력값을 추출하는 동작, 상기 제 1 출력값과 상기 제 2 출력값과의 차이값을 계산하는 동작, 상기 차이값을 기반으로, 적응 필터(예: 도 4의 적응 필터(420))의 설정값을 업데이트하는 동작, 및 상기 적응 필터(420)를 사용하여 상기 제 1 오디오 신호(411)로부터 상기 적어도 하나의 제 1 마이크(221)로 유입되는 상기 제 2 오디오 신호(412)의 적어도 일부를 제거하는 동작을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 방법은, 상기 제 1 마이크(221)와 상기 제 2 마이크(222)가 설정된 거리 이상으로 떨어져서 배치되고, 상기 이어 웨어러블 장치(200)가 사용자의 귀에 착용될 때, 상기 제 1 마이크(221)는 인체의 적어도 일부에 의해 상기 외부 공기로부터 차폐될 수 있다.

일 실시예에 따른 방법은, 상기 제 1 오디오 신호(411)를 기반으로 상기 적어도 하나의 제 1 마이크(221)로 유입되는 상기 제 1 잡음 신호의 적어도 일부가 제거된 제 3 음성 신호(예: 제 1 신호(610))를 생성할 수 있다.

일 실시에에 따르면, 상기 제 1 출력값은 상기 제 1 오디오 신호(411)에 대응하는 파동의 크기를 수치화한 값을 포함하고, 상기 제 2 출력값은 상기 제 2 오디오 신호(412)에 대응하는 파동의 크기를 수치화한 값을 포함할 수 있다.

일 실시에에 따르면, 상기 적응 필터(420)는 상기 제 2 오디오 신호(412)를 기반으로 진동 크기는 실질적으로 동일하고, 진동의 진행 방향이 반대인 파동을 생성할 수 있다.

일 실시예에 따른 방법은, 상기 제 3 오디오 신호를 기반으로 VAD (voice activity detection) 정보(예: 도 7의 VAD 정보(710))를 추출하는 동작 및 잡음 제거 모듈(예: 도 7의 제 2 잡음 제거 모듈(701))을 사용하여, 상기 추출된 VAD 정보(710)를 기반으로 상기 제 2 마이크(222)를 통해 수신되는 상기 제 2 오디오 신호(412)에 포함된 잡음을 제거하는 동작을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 방법은, 상기 잡음 제거 모듈(701)에 빔포머 장치(예: 도 7의 빔포머 장치(711))를 더 포함할 수 있다. 제 2 오디오 신호(412)에 포함된 잡음을 제거하는 동작은 상기 추출된 VAD 정보(710)를 기반으로, 상기 빔포머 장치(711)를 사용하여 상기 제 2 마이크(222)를 통해 수신되는 제 2 오디오 신호(412)에 포함된 잡음을 제거하는 동작을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 방법은, 파워 이퀄라이저 모듈(예: 도 8의 파워 이퀄라이저 모듈(810))을 사용하여 상기 제 3 오디오 신호와 상기 제 2 마이크(222)에 대응하는 전력 차이값이 최소화되도록 상기 제 3 오디오 신호의 전력을 조정하는 동작, 상기 제 3 오디오 신호를 기반으로 음성 성분의 크기를 추출하는 동작, 상기 추출된 음성 성분의 크기를 기반으로 SNR (signal to noise ratio) 값을 계산하는 동작, 및 상기 계산된 SNR 값을 기반으로 상기 제 2 마이크(222)를 통해 수신되는 제 2 오디오 신호(412)에 포함된 잡음을 제거하는 동작을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 방법은, 상기 SNR 값이 설정된 임계값 이하인 경우 상기 제 3 오디오 신호로부터 저주파 대역에 대응하는 음성 성분을 추출하는 동작 및 상기 제 2 마이크(222)를 통해 수신되는 상기 제 2 오디오 신호(412)와 상기 저주파 대역에 대응하는 음성 성분을 믹싱하는 동작을 더 포함할 수 있다.

본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.

본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나","A 또는 B 중 적어도 하나,""A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,"및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.

본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.

본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체 는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.

일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

그리고 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 실시예에 따른 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 실시예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 다양한 실시예의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

200: 이어 웨어러블 장치(ear wearable device)
120: 프로세서 130: 메모리
170: 오디오 모듈 221: 인-이어 마이크(in-ear mic)
222: 아웃-이어 마이크(out-ear mic) 410: 오디오 신호
411: 제 1 오디오 신호 412: 제 2 오디오 신호
420: 적응 필터(adaptive filter)

Claims (20)

1. 이어 웨어러블 장치에 있어서,
   인체의 일부를 이동 경로로 사용한 제 1 음성 신호 및 외부 공기를 이동 경로로 사용한 제 1 잡음 신호를 포함하는 제 1 오디오 신호를 수신하는 적어도 하나의 제 1 마이크;
   외부 공기를 이동 경로로 사용한 제 2 음성 신호 및 제 2 잡음 신호를 포함하는 제 2 오디오 신호를 수신하는 적어도 하나의 제 2 마이크;
   상기 제 1 오디오 신호와 상기 제 2 오디오 신호 간의 출력 차이값을 조정하기 위한 적응 필터(adaptive filter); 및
   상기 적어도 하나의 제 1 마이크, 상기 적어도 하나의 제 2 마이크 및 상기 적응 필터에 작동적으로 연결된 프로세서를 포함하고,
   상기 프로세서는,
   상기 적어도 하나의 제 1 마이크를 통해 수신되는 상기 제 1 오디오 신호에 대응하는 제 1 출력값 및 상기 적어도 하나의 제 2 마이크를 통해 수신되는 상기 제 2 오디오 신호에 대응하는 제 2 출력값을 추출하고,
   상기 제 1 출력값과 상기 제 2 출력값과의 차이값을 계산하고,
   상기 차이값을 기반으로, 상기 적응 필터의 설정값을 업데이트하고,
   상기 적응 필터를 사용하여, 상기 제 1 오디오 신호로부터 상기 적어도 하나의 제 1 마이크로 유입되는 상기 제 1 잡음 신호의 적어도 일부를 제거하는 이어 웨어러블 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 마이크와 상기 제 2 마이크는 설정된 거리 이상으로 떨어져서 배치되고,
   상기 이어 웨어러블 장치가 사용자의 귀에 착용될 때, 상기 제 1 마이크는 인체의 적어도 일부에 의해 상기 외부 공기로부터 차폐된 것을 특징으로 하는 이어 웨어러블 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 이어 웨어러블 장치는 하우징을 더 포함하고,
   상기 하우징은,
   귀의 외이도에 삽입되는 제 1 부분; 및
   상기 외이도와 연결된 귓바퀴의 홈에 안착되는 제 2 부분; 을 포함하고,
   상기 이어 웨어러블 장치가 사용자의 귀에 착용 시, 상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분 중 적어도 하나에 대응하여 유격(leakage)이 발생하고, 상기 발생된 유격을 통해 상기 제 2 오디오 신호가 상기 제 1 마이크로 유입되는 이어 웨어러블 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제 1 오디오 신호에 포함된 상기 제 1 잡음 신호는 상기 발생된 유격을 통해 유입된 상기 제 2 오디오 신호의 적어도 일부를 포함하는 이어 웨어러블 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 프로세서는,
   상기 제 1 오디오 신호를 기반으로 상기 제 1 잡음 신호의 적어도 일부가 제거된 제 3 오디오 신호를 생성하는 이어 웨어러블 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 출력값은 상기 제 1 오디오 신호에 대응하는 파동의 크기를 수치화한 값을 포함하고, 상기 제 2 출력값은 상기 제 2 오디오 신호에 대응하는 파동의 크기를 수치화한 값을 포함하는 이어 웨어러블 장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 적응 필터는 상기 제 2 오디오 신호를 기반으로 진동 크기는 실질적으로 동일하고, 진동의 진행 방향이 반대인 파동을 생성하는 이어 웨어러블 장치.
8. 제 5 항에 있어서,
   잡음 제거 모듈을 더 포함하고,
   상기 프로세서는,
   상기 제 3 오디오 신호를 기반으로 VAD (voice activity detection) 정보를 추출하고,
   상기 잡음 제거 모듈을 사용하여, 상기 추출된 VAD 정보를 기반으로 상기 제 2 마이크를 통해 수신되는 상기 제 2 오디오 신호에 포함된 잡음을 제거하는 이어 웨어러블 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 잡음 제거 모듈에 빔포머 장치를 더 포함하고,
   상기 프로세서는,
   상기 추출된 VAD 정보를 기반으로, 상기 빔포머 장치를 사용하여 상기 제 2 마이크를 통해 수신되는 제 2 오디오 신호에 포함된 잡음을 제거하는 이어 웨어러블 장치.
10. 제 5 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제 3 오디오 신호를 기반으로 음성 성분의 크기를 추출하고,
    상기 추출된 음성 성분의 크기를 기반으로 SNR (signal to noise ratio) 값을 계산하고,
    상기 계산된 SNR 값을 기반으로 상기 제 2 마이크를 통해 수신되는 제 2 오디오 신호에 포함된 잡음을 제거하는 이어 웨어러블 장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    파워 이퀄라이저 모듈을 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 파워 이퀄라이저 모듈을 사용하여 상기 제 3 오디오 신호와 상기 제 2 마이크에 대응하는 전력 차이값이 최소화되도록 상기 제 3 오디오 신호의 전력을 조정하는 이어 웨어러블 장치.
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 SNR 값이 설정된 임계값 이하인 경우 상기 제 3 오디오 신호로부터 저주파 대역에 대응하는 음성 성분을 추출하고,
    상기 제 2 마이크를 통해 수신되는 상기 제 2 오디오 신호와 상기 저주파 대역에 대응하는 음성 성분을 믹싱하는 이어 웨어러블 장치.
13. 이어 웨어러블 장치의 음질 개선 방법에 있어서,
    적어도 하나의 제 1 마이크를 통해 수신되는, 인체의 일부를 이동 경로로 사용한 제 1 음성 신호 및 외부 공기를 이동 경로로 사용한 제 1 잡음 신호를 포함하는 제 1 오디오 신호에 대응하는 제 1 출력값을 추출하는 동작;
    적어도 하나의 제 2 마이크를 통해 수신되는, 외부 공기를 이동 경로로 사용한 제 2 음성 신호 및 제 2 잡음 신호를 포함하는 제 2 오디오 신호에 대응하는 제 2 출력값을 추출하는 동작;
    상기 제 1 출력값과 상기 제 2 출력값과의 차이값을 계산하는 동작;
    상기 차이값을 기반으로, 적응 필터의 설정값을 업데이트하는 동작; 및
    상기 적응 필터를 사용하여 상기 제 1 오디오 신호로부터 상기 적어도 하나의 제 1 마이크로 유입되는 상기 제 1 잡음 신호의 적어도 일부를 제거하는 동작; 을 포함하는 음질 개선 방법.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 마이크와 상기 제 2 마이크는 설정된 거리 이상으로 떨어져서 배치되고, 상기 이어 웨어러블 장치가 사용자의 귀에 착용될 때, 상기 제 1 마이크는 인체의 적어도 일부에 의해 상기 외부 공기로부터 차폐된 것을 특징으로 하는 음질 개선 방법.
15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 오디오 신호로부터 상기 적어도 하나의 제 1 마이크로 유입되는 상기 제 1 잡음 신호의 적어도 일부가 제거된 제 3 오디오 신호를 생성하는 동작; 을 더 포함하고,
    상기 제 1 출력값은 상기 제 1 오디오 신호에 대응하는 파동의 크기를 수치화한 값을 포함하고, 상기 제 2 출력값은 상기 제 2 오디오 신호에 대응하는 파동의 크기를 수치화한 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 음질 개선 방법.
16. 제 13 항에 있어서,
    상기 적응 필터는 상기 제 2 오디오 신호를 기반으로 진동 크기는 실질적으로 동일하고, 진동의 진행 방향이 반대인 파동을 생성하는 것을 특징으로 하는 음질 개선 방법.
17. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 3 오디오 신호를 기반으로 VAD (voice activity detection) 정보를 추출하는 동작; 및
    잡음 제거 모듈을 사용하여, 상기 추출된 VAD 정보를 기반으로 상기 제 2 마이크를 통해 수신되는 상기 제 2 오디오 신호에 포함된 잡음을 제거하는 동작; 을 더 포함하는 음질 개선 방법.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 잡음 제거 모듈은 빔포머 장치를 더 포함하고,
    상기 제 2 오디오 신호에 포함된 잡음을 제거하는 동작은,
    상기 추출된 VAD 정보를 기반으로, 상기 빔포머 장치를 사용하여 상기 제 2 마이크를 통해 수신되는 제 2 오디오 신호에 포함된 잡음을 제거하는 동작을 포함하는 음질 개선 방법.
19. 제 15 항에 있어서,
    파워 이퀄라이저 모듈을 사용하여 상기 제 3 오디오 신호와 상기 제 2 마이크에 대응하는 전력 차이값이 최소화되도록 상기 제 3 오디오 신호의 전력을 조정하는 동작;
    상기 제 3 오디오 신호를 기반으로 음성 성분의 크기를 추출하는 동작;
    상기 추출된 음성 성분의 크기를 기반으로 SNR (signal to noise ratio) 값을 계산하는 동작; 및
    상기 계산된 SNR 값을 기반으로 상기 제 2 마이크를 통해 수신되는 제 2 오디오 신호에 포함된 잡음을 제거하는 동작; 을 더 포함하는 음질 개선 방법.
20. 제 19 항에 있어서,
    상기 SNR 값이 설정된 임계값 이하인 경우 상기 제 3 오디오 신호로부터 저주파 대역에 대응하는 음성 성분을 추출하는 동작; 및
    상기 제 2 마이크를 통해 수신되는 상기 제 2 오디오 신호와 상기 저주파 대역에 대응하는 음성 성분을 믹싱하는 동작을 더 포함하는 음질 개선 방법.

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