KR20230052783A

KR20230052783A - 오디오 장면에 기초하여 주변 사운드를 제어하는 전자 장치 및 그 동작방법

Info

Publication number: KR20230052783A
Application number: KR1020210180516A
Authority: KR
Inventors: 양재모; 김상은; 김선미; 김지연; 문한길; 차준우
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2021-10-13
Filing date: 2021-12-16
Publication date: 2023-04-20

Abstract

일 실시 예에 따른 전자 장치는, 오디오 장면에 따라 주변 사운드를 처리하기 위해, 주변 사운드(ambient sound)를 수신하고, 주변 사운드에 기초하여 오디오 장면(audio scene)을 결정하고, 하나 이상의 신호 처리 프로파일(profile) 중 오디오 장면에 대응하는 타겟 신호 처리 프로파일을 결정하고, 타겟 신호 처리 프로파일에 따라 주변 사운드를 처리할 수 있다. 그 외에도 다양한 실시예들이 가능할 수 있다.

Description

오디오 장면에 기초하여 주변 사운드를 제어하는 전자 장치 및 그 동작방법{ELECTRONIC DEVICE FOR CONTROLLING AMBIENT SOUND BASED ON AUDIO SCENE AND OPERATING METHOD THEREOF}

아래의 개시는 오디오 장면에 기초하여 주변 사운드를 제어하는 전자 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 주변 사운드에 따라 오디오 장면을 결정하고, 오디오 장면에 따라 대응하는 타겟 신호 처리 프로파일을 결정하고, 타겟 신호 처리 프로파일에 따라 주변 사운드를 처리하는 전자 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

전자 장치는 오디오 신호 처리와 관련한 기능을 제공할 수 있다. 예컨대, 전자 장치는 오디오 신호를 수집하고 전달하는 통화 기능, 오디오 신호를 녹음하는 녹음 기능과 같은 사용자 기능을 제공할 수 있다. 통화 기능 사용 중에 전자 장치 주변 환경이 노이즈가 많은 경우, 양호한 오디오 신호를 획득하기 어려운 문제가 있다. 또한, 전자 장치가 녹음 기능을 수행하는 중에 주변 노이즈가 많은 경우, 노이즈와 음성 신호가 함께 녹음되어, 음성 신호의 구분이 어려운 문제가 있다.

헤드폰과 같은 오디오 출력 장치는 다양한 노이즈 제거 기술을 탑재하고 있을 수 있다. 예를 들어, 헤드폰은 노이즈 제거 회로와 연결된 마이크를 통해 주변 노이즈를 획득하고, 획득된 노이즈에 대하여 역 위상의 안티-노이즈(anti-noise) 신호를 출력할 수 있다. 사용자는 주변 노이즈와, 역 위상의 노이즈를 함께 듣게 되고, 이를 통해 노이즈가 제거된 효과를 얻을 수 있다.

오디오 출력 장치에서 능동적 노이즈 제거(ANC: active noise cancellation) 기술을 활용하는 경우, ANC용 마이크에서 노이즈를 획득하고, 주변 잡음 환경을 판단하여 능동적으로 노이즈를 제거하는 것이 가능하다. 오디오 출력 장치는 재생 장치로부터 제공되는 오디오 신호가 사용자에게 보다 선명하게 제공될 수 있도록 출력부(스피커)에서 주변 노이즈를 상쇄하도록 설계될 수 있다.

이어폰 또는 헤드폰 제품에서, 주변 사운드를 감쇠하는 ANC(ANC: active noise cancellation) 기능 및 주변 사운드를 증폭시키는 ASE(ambient sound enhancement) 기능이 사용자 조작에 기초하여 제공될 수 있다.

주변 환경에 따라, ANC 기능 또는 ASE 기능 중 사용자마다 선호하는 기능이 다를 수 있다. 예를 들어, 동일한 환경에서도 일부 사람은 주변 소리를 제거하는 ANC 기능을 선호할 수 있고, 다른 사람은 주변 소리를 증폭시키는 ASE 기능을 선호할 수 있다.

이에 따라, 주변 환경에 따른 사용자 별 맞춤형 오디오 처리 기능에 대한 수요가 늘어나고 있다.

일 실시 예에 따른 전자 장치는, 주변 사운드(ambient sound)를 수신하고, 상기 주변 사운드를 처리한 사운드를 출력하기 위한 입출력 모듈, 상기 주변 사운드를 처리하기 위한 오디오 모듈, 컴퓨터로 실행 가능한 명령어들(computer-executable instructions)과 하나 이상의 신호 처리 프로파일(profile)이 저장된 메모리, 및 상기 메모리에 억세스(access)하여 상기 명령어들을 실행하는 프로세서를 포함하고, 상기 명령어들은, 상기 주변 사운드에 기초하여 오디오 장면(audio scene)을 결정하고, 상기 오디오 장면에 대응하는 타겟 신호 처리 프로파일을 결정하고, 상기 타겟 신호 처리 프로파일에 따라 상기 주변 사운드를 처리하도록 구성될 수 있다.

일 실시 예에 따른 전자 장치의 동작 방법은, 주변 사운드(ambient sound)를 수신하는 동작, 상기 주변 사운드에 기초하여 오디오 장면(audio scene)을 결정하는 동작, 하나 이상의 신호 처리 프로파일(profile) 중, 상기 오디오 장면에 대응하는 타겟 신호 처리 프로파일을 결정하는 동작, 및 상기 타겟 신호 처리 프로파일에 따라 상기 주변 사운드를 처리하는 동작을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 전자 장치의 동작 방법은, 주변 사운드(ambient sound)를 수신하는 동작, 상기 주변 사운드에 기초하여 오디오 장면(audio scene)을 결정하는 동작, 하나 이상의 신호 처리 프로파일(profile) 중, 사용자 선택 이력 정보를 참조하여 상기 오디오 장면에 대응하는 타겟 신호 처리 프로파일을 결정하는 동작, 및 상기 타겟 신호 처리 프로파일에 따라 상기 주변 사운드를 처리하는 동작을 포함할 수 있다.

다양한 실시 예에 따르면, 사용자 조작 없이도 주변 사운드에 따라 오디오 장면을 결정하고, 대응하는 신호 처리 프로파일을 결정하여 주변 사운드를 처리하는 전자 장치가 제공될 수 있다.

다양한 실시 예들에 따르면, 신호 처리 프로파일에 대한 사용자 선택 이력에 기초하여, 오디오 장면에 따라 맞춤형으로 주변 사운드를 처리하는 전자 장치가 제공될 수 있다.

다양한 실시 예들에 따르면, 주변 사운드 변경에 따라 신호 처리 프로파일을 심리스하게 전환하는 전자 장치가 제공될 수 있다.

이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.

도 1은 다양한 실시 예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 다양한 실시에 따른 오디오 모듈의 블록도이다.
도 3은 다양한 실시 예에 따른 오디오 신호 처리 시스템의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 다양한 실시 예들에 따른, 전자 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5 및 도 6은 다양한 실시 예들에 따른, ANC 회로 및 ASE 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 다양한 실시 예들에 따른, 신호 처리 프로파일 및 사용자 선택 이력을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9 및 도 10은 다양한 실시 예들에 따른 사용자 선택 이력에 기초하여 신호 처리 프로파일을 결정하는 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

< 전자 장치 >

도 1은 다양한 실시 예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.

도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108) 중 적어도 하나와 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 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 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: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 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 저장하고, 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 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 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: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능 모델이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.

메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(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) 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) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.

입력 모듈(150)은, 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 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.

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

디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 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 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(155), 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), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 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, 홀 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.

인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 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, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.

연결 단자(178)는, 그를 통해서 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)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 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) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.

카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 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 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.

통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 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, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(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 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.

무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.

안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.

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

일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 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 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 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 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 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, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.

도 2는 다양한 실시에 따른 오디오 모듈(170)의 블록도(200)이다.

도 2를 참조하면, 오디오 모듈(170)은, 예를 들면, 오디오 입력 인터페이스(210), 오디오 입력 믹서(220), ADC(analog to digital converter)(230), 오디오 신호 처리기(240), DAC(digital to analog converter)(250), 오디오 출력 믹서(260), 또는 오디오 출력 인터페이스(270)를 포함할 수 있다.

오디오 입력 인터페이스(210)는 입력 모듈(150)의 일부로서 또는 전자 장치(101)와 별도로 구성된 마이크(예: 다이나믹 마이크, 콘덴서 마이크, 또는 피에조 마이크)를 통하여 전자 장치(101)의 외부로부터 획득한 소리에 대응하는 오디오 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 오디오 신호가 외부의 전자 장치(102)(예: 헤드셋 또는 마이크)로부터 획득되는 경우, 오디오 입력 인터페이스(210)는 상기 외부의 전자 장치(102)와 연결 단자(178)를 통해 직접, 또는 무선 통신 모듈(192)을 통하여 무선으로(예: Bluetooth 통신) 연결되어 오디오 신호를 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 입력 인터페이스(210)는 상기 외부의 전자 장치(102)로부터 획득되는 오디오 신호와 관련된 제어 신호(예: 입력 버튼을 통해 수신된 볼륨 조정 신호)를 수신할 수 있다. 오디오 입력 인터페이스(210)는 복수의 오디오 입력 채널들을 포함하고, 상기 복수의 오디오 입력 채널들 중 대응하는 오디오 입력 채널 별로 다른 오디오 신호를 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 추가적으로 또는 대체적으로, 오디오 입력 인터페이스(210)는 전자 장치(101)의 다른 구성 요소(예: 프로세서(120) 또는 메모리(130))로부터 오디오 신호를 입력 받을 수 있다.

오디오 입력 믹서(220)는 입력된 복수의 오디오 신호들을 적어도 하나의 오디오 신호로 합성할 수 있다. 예를 들어, 일실시예에 따르면, 오디오 입력 믹서(220)는, 오디오 입력 인터페이스(210)를 통해 입력된 복수의 아날로그 오디오 신호들을 적어도 하나의 아날로그 오디오 신호로 합성할 수 있다.

ADC(230)는 아날로그 오디오 신호를 디지털 오디오 신호로 변환할 수 있다. 예를 들어, 일실시예에 따르면, ADC(230)는 오디오 입력 인터페이스(210)을 통해 수신된 아날로그 오디오 신호, 또는 추가적으로 또는 대체적으로 오디오 입력 믹서(220)를 통해 합성된 아날로그 오디오 신호를 디지털 오디오 신호로 변환할 수 있다.

오디오 신호 처리기(240)는 ADC(230)를 통해 입력받은 디지털 오디오 신호, 또는 전자 장치(101)의 다른 구성 요소로부터 수신된 디지털 오디오 신호에 대하여 다양한 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 일실시예에 따르면, 오디오 신호 처리기(240)는 하나 이상의 디지털 오디오 신호들에 대해 샘플링 비율 변경, 하나 이상의 필터 적용, 보간(interpolation) 처리, 전체 또는 일부 주파수 대역의 증폭 또는 감쇄, 노이즈 처리(예: 노이즈 또는 에코 감쇄), 채널 변경(예: 모노 및 스테레오간 전환), 합성(mixing), 또는 지정된 신호 추출을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 신호 처리기(240)의 하나 이상의 기능들은 이퀄라이저(equalizer)의 형태로 구현될 수 있다.

DAC(250)는 디지털 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 변환할 수 있다. 예를 들어, 일실시예에 따르면, DAC(250)는 오디오 신호 처리기(240)에 의해 처리된 디지털 오디오 신호, 또는 전자 장치(101)의 다른 구성 요소(예: 프로세서(120) 또는 메모리(130))로부터 획득한 디지털 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 변환할 수 있다.

오디오 출력 믹서(260)는 출력할 복수의 오디오 신호들을 적어도 하나의 오디오 신호로 합성할 수 있다. 예를 들어, 일실시예에 따르면, 오디오 출력 믹서(260)는 DAC(250)를 통해 아날로그로 전환된 오디오 신호 및 다른 아날로그 오디오 신호(예: 오디오 입력 인터페이스(210)을 통해 수신한 아날로그 오디오 신호)를 적어도 하나의 아날로그 오디오 신호로 합성할 수 있다.

오디오 출력 인터페이스(270)는 DAC(250)를 통해 변환된 아날로그 오디오 신호, 또는 추가적으로 또는 대체적으로 오디오 출력 믹서(260)에 의해 합성된 아날로그 오디오 신호를 음향 출력 모듈(155)을 통해 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)는, 예를 들어, dynamic driver 또는 balanced armature driver 같은 스피커, 또는 리시버를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 음향 출력 모듈(155)는 복수의 스피커들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 오디오 출력 인터페이스(270)는 상기 복수의 스피커들 중 적어도 일부 스피커들을 통하여 서로 다른 복수의 채널들(예: 스테레오, 또는 5.1채널)을 갖는 오디오 신호를 출력할 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 출력 인터페이스(270)는 외부의 전자 장치(102)(예: 외부 스피커 또는 헤드셋)와 연결 단자(178)를 통해 직접, 또는 무선 통신 모듈(192)을 통하여 무선으로 연결되어 오디오 신호를 출력할 수 있다.

일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은 오디오 입력 믹서(220) 또는 오디오 출력 믹서(260)를 별도로 구비하지 않고, 오디오 신호 처리기(240)의 적어도 하나의 기능을 이용하여 복수의 디지털 오디오 신호들을 합성하여 적어도 하나의 디지털 오디오 신호를 생성할 수 있다.

일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은 오디오 입력 인터페이스(210)를 통해 입력된 아날로그 오디오 신호, 또는 오디오 출력 인터페이스(270)를 통해 출력될 오디오 신호를 증폭할 수 있는 오디오 증폭기(미도시)(예: 스피커 증폭 회로)를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 상기 오디오 증폭기는 오디오 모듈(170)과 별도의 모듈로 구성될 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 또는 둘"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제1", "제2", 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: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 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 제3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.

본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 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 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 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: 스마트 폰들) 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 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 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.

도 3은 다양한 실시 예에 따른 오디오 신호 처리 시스템(10)의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 오디오 신호 처리 시스템(10)은 제1 전자 장치(101) 및 제2 전자 장치(102)를 포함할 수 있다. 제1 전자 장치(101) 및 제2 전자 장치(102)는 도 1을 참조하여 전술한 전자 장치(101)의 구성을 적어도 일부 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 전자 장치(101)는 제2 전자 장치(102)와 유선 또는 무선으로 연결되고, 제2 전자 장치(102)가 전달하는 오디오 신호를 출력할 수 있다. 제1 전자 장치(101)는 적어도 하나의 마이크를 이용하여 주변 사운드(ambient sound)를 수집하고, 수집된 오디오 신호를 제2 전자 장치(102)에 전달할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제1 전자 장치(101)는 근거리 통신 채널(예: 블루투스 모듈 기반의 통신 채널)을 제2 전자 장치(102)와 형성할 수 있는 무선 이어폰일 수 있다. 예를 들어, 제1 전자 장치(101)는 완전 무선 이어폰(TWS: true-wireless stereo), 무선 헤드폰(headphone) 및 무선 헤드셋(headset) 중 어느 하나일 수 있다. 도 3에서 제1 전자 장치(101)가 커널형 무선 이어폰으로 도시되어 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다. 다른 일 실시 예에 따르면, 제1 전자 장치(101)는 유선 방식으로 제2 전자 장치(102)와 연결되는 유선 이어폰일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 이어폰 타입의 제1 전자 장치(101)는 사용자의 귀에 삽입될 수 있는 삽입부(301a)와, 삽입부(301a)와 연결되며 사용자의 귓바퀴에 적어도 일부가 거치될 수 있는 거치부(301b)를 가지는 하우징(301)(또는 케이스)을 포함할 수 있다. 제1 전자 장치(101)는 적어도 하나의 마이크(150-1, 150-2)을 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 사용자의 입력을 수신할 수 있는 입력 인터페이스(377)를 포함할 수 있다. 입력 인터페이스(377)는 예를 들어, 물리적인 인터페이스(예: 물리 버튼, 터치 버튼)와 가상 인터페이스(예: 제스처, 사물 인식, 음성 인식)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 사용자의 피부와 접촉을 감지할 수 있는 터치 센서(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)의 일부에는 터치 센서가 배치된 영역(예: 입력 인터페이스(377))이 위치할 수 있다. 사용자는 신체 부위를 이용하여 해당 영역을 터치하는 것으로 입력을 인가할 수 있다. 터치 입력에는, 예를 들어, 한 번 터치, 복수 터치, 스와이프(swipe), 및/또는 튕기기(flick)를 포함할 수 있다.

마이크(150-1, 150-2)는 도 1을 참조하여 전술한 입력 모듈(150)의 기능을 수행할 수 있고, 도 1을 참조하여 설명한 부분과 중복되는 설명은 생략한다. 마이크(150-1, 150-2) 중 제1 마이크(150-1)는 거치부(301b)에 배치되어 제1 전자 장치(101)가 사용자의 귀에 착용된 상태에서 외부 주변 사운드를 수집할 수 있도록, 귀 내측을 기준으로, 음공의 적어도 일부가 외부로 노출되도록 배치될 수 있다. 마이크(150-1, 150-2) 중 제2 마이크(150-2)는 삽입부(301a)에 배치될 수 있다. 제2 마이크(150-2)는 제1 전자 장치(101)가 사용자의 귀에 착용된 상태에서 바깥귀길(또는, 외이도) 내부로 전달되는 신호를 수집할 수 있도록, 바깥귀길의 귓바퀴쪽 개구부를 기준으로, 음공의 적어도 일부가 바깥귀길 내측을 향해 노출되거나 바깥귀길의 내벽과 적어도 일부가 접촉되도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 제1 전자 장치(101)를 착용하고 음성 발화하는 경우, 발화에 따른 떨림의 적어도 일부가 사용자의 피부나 근육 또는 뼈 등을 통해 전달되고, 전달된 떨림은 귀 내측에서 제2 마이크(150-2)에 의해 주변 사운드로 수집될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 제2 마이크(150-2)는 사용자의 귀 내측 공동에서 소리를 수집할 수 있는 다양한 형태의 마이크(예: 인이어 마이크, 이너 마이크, 또는 골전도 마이크)일 수 있다. 예를 들어, 제2 마이크(150-2)는, 음성을 감지하기 위한 적어도 하나의 공기 전도 마이크(air conduction microphone) 및/또는 적어도 하나의 골 전도 마이크(bone conduction microphone)를 포함할 수 있다. 공기 전도 마이크는, 공기를 통해 전달되는 음성(예: 사용자의 발화)을 감지하여, 감지된 음성에 대응하는 음성 신호를 출력할 수 있다. 골 전도 마이크는, 사용자의 발성에 의한 골(bone)(예: 두개골)의 진동을 측정하여, 측정된 진동에 대응하는 음성 신호를 출력할 수 있다. 골 전도 마이크는, 골 전도 센서 또는 그 밖의 다양한 명칭으로 호칭될 수 있다. 공기 전도 마이크에 의해 감지되는 음성은 사용자의 발화가 공기를 통해 전달되는 동안 외부 잡음(noise)이 섞인 음성일 수 있다. 골 전도 마이크에 의해 감지되는 음성은 골의 진동에 따라 감지된 음성이므로 외부 잡음의 유입(예: 잡음의 영향)이 적은 음성일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제1 전자 장치(101)에는 도 1 및 도 2를 참조하여 전술한 오디오 모듈(170)이 포함될 수 있다. 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 부분과 중복되는 설명은 생략한다. 제1 전자 장치(101)는 오디오 모듈(170)을 통해(예를 들어, 도 2의 오디오 신호 처리기(240)를 통해) 노이즈 처리(예: 노이즈 억제 처리, noise suppressing), 주파수 대역 조절, 이득(gain) 조절과 같은 오디오 신호 처리를 수행할 수 있다. 제1 전자 장치(101)의 구성은 도 4를 참조하여 상세히 설명한다. 제1 전자 장치(101)는 도 4 내지 도 10에서 전자 장치(101)로 지칭될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 사용자의 귀에 착용된 상태를 감지할 수 있는 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서는 물체와의 거리를 감지할 수 있는 센서(예: 적외선 센서, 레이저 센서), 물체와의 접촉을 감지할 수 있는 센서(예: 터치 센서)를 포함할 수 있다. 이러한 센서는 전자 장치(101)가 사용자의 귀에 착용됨에 따라, 피부와의 거리 또는 피부와의 접촉을 감지하여 신호를 생성할 수 있다. 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 센서가 생성한 신호를 감지하여 전자 장치(101)가 현재 착용 상태인지 여부를 인식할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 제2 전자 장치(102)는 제1 전자 장치(101)와 통신 채널을 형성하고, 제1 전자 장치(101)로 지정된 오디오 신호를 전달하거나, 제1 전자 장치(101)로부터 오디오 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 제2 전자 장치(102)는 제1 전자 장치(101)와 통신 채널(예: 유선 또는 무선 통신 채널)을 형성할 수 있는 휴대 단말, 단말 장치, 스마트폰, 태블릿 PC, 패드류, 또는 웨어러블 전자 장치와 같은 다양한 전자 장치일 수 있다. 제2 전자 장치(102)는 도 1을 참조하여 전술한 전자 장치(101)와 동일하거나 대응하는 구성을 포함할 수 있고, 구현에 따라 도 1의 전자 장치(101)보다 적거나 많은 구성을 포함할 수 있다. 제2 전자 장치(102)는 도 4 내지 도 10에서 전자 장치(102)로 지칭될 수 있다.

일 실시 예에 따르면 오디오 신호 처리 시스템(10)에서, 제1 전자 장치(101)는 ANC(active noise cancellation) 기능을 제공할 수 있다. 예를 들어, 제1 전자 장치(101)는 복수개의 마이크들(150-1, 150-2)들이 수집한 오디오 신호에 기초하여, 상대적으로 노이즈 신호가 적은 오디오 신호 또는 상대적으로 특정 주파수 대역(예: 음성 신호 외 대역) 신호의 적어도 일부를 제거한 오디오 신호를 생성할 수 있다.

ANC는 파동의 중첩 원리를 이용한 것으로, 노이즈의 파형과 역 형태인 파형을 생성함으로써 공중의 음향 노이즈를 능동적으로 감소시키는 기술이다. ANC 기능은 전자 장치(101)에서 다양한 방법으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 하나 이상의 마이크(150-1)를 통해 외부의 노이즈 기준 신호를 포착하고, 이 노이즈 기준 신호로부터 180° 위상이 변화된 파형의 신호를 생성하여 재생함으로써 상쇄 간섭을 통해 노이즈를 줄일 수 있다. ANC 기능을 통해 노이즈가 제거된 높은 품질의 음향이 사용자에게 제공될 수 있다. 일 실시 예에 따른 ANC 회로는 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.

다른 일 실시 예에 따르면 오디오 신호 처리 시스템(10)에서, 제1 전자 장치(101)는 ASE(ambient sound enhancement) 기능을 제공할 수 있다. ASE는 주변 사운드를 증폭시키는 기술로, 제1 전자 장치(101)에서 ASE 기능이 사용되는 경우 사용자는 제1 전자 장치(101)에서 출력되는 음향과 주변 사운드를 함께 들을 수 있다. 주변 사운드를 그대로 통과시키거나(pass through) 증폭시키는 기능에 대해서는 ASE 외에도 ambient sound pass through, 주변음 통과 기능으로 지칭될 수 있다.

ASE 기능은 전자 장치(101)에서 다양한 방법으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제1 전자 장치(101)는 마이크(150-1, 150-2)가 수집한 오디오 신호에 대해 특정 주파수 대역(예: 음성 신호 대역)의 적어도 일부가 강조되거나, 이득(gain)이 조절된 오디오 신호를 생성할 수 있다. ASE 기능을 통해 주변 사운드(ambient sound)가 사용자에게 제공될 수 있다. 일 예에 따르면, 사용자가 제1 전자 장치(101)로 주변의 위험 소리 감지가 어려울 수 있는 커널형 이어폰을 사용하는 경우, ASE 기능을 통해 사용 안전성이 제고될 수 있다. 일 실시 예에 따른 ASE 회로는 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.

일 실시 예에 따르면, 오디오 신호 처리 시스템(10)은 오디오 장면에 기초하여 주변 사운드를 제어할 수 있다. 도 3을 참조하면, 오디오 신호 처리 시스템(10)이 제1 전자 장치(101) 및 제2 전자 장치(102)를 포함하는 형태로 도시되어 있으나, 이로 한정되는 것은 아니다. 오디오 장면에 기초하여 주변 사운드를 제어하는 기능은 제1 전자 장치(101)에서 구현되거나, 제1 전자 장치(101) 및 제2 전자 장치(102)의 협업을 통해 구현될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 오디오 장면(audio scene)은 복수의 음원(sound source)을 기초로 분류한 단위를 의미할 수 있다. 음성, 음악, 또는 효과음에 따라 오디오 장면이 분류될 수 있다. 예를 들어, 스포츠 중계 상황에서, 스포츠 중계 장면은 해설자의 음성과 관중 함성 소리의 두 가지의 주요 음원으로 구성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 오디오 신호, 예를 들어 해설자의 음성과 관중 함성 소리에 기초하여 오디오 장면이 스포츠 중계 장면으로 인식되고, 분류될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 오디오 신호 처리 시스템(10)에서, 오디오 신호 처리 방법 및 기능이 제2 전자 장치(102)의 개입 없이 제1 전자 장치(101)에서 독립적으로 구현될 수 있다. 오디오 장면에 기초하여 주변 사운드를 제어하는 기능이 제1 전자 장치(101)에 대해 독립형(stand-alone)으로 구현되는 경우, 제2 전자 장치(102)와의 통신 없이 제1 전자 장치(101)에서 오디오 장면에 기초하여 주변 사운드를 제어하는 기능이 제공될 수 있다. 예를 들어, 제1 전자 장치(101)는 주변 사운드를 수신하고, 주변 사운드에 기초하여 오디오 장면을 결정하고, 오디오 장면에 대응하는 타겟 신호 처리 프로파일을 결정하고, 타겟 신호 처리 프로파일에 따라 주변 사운드를 처리할 수 있다.

다른 일 실시 예에 따르면, 오디오 신호 처리 방법 및 기능이 제1 전자 장치(101) 및 제2 전자 장치(102)의 동작을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 오디오 장면에 기초하여 주변 사운드를 제어하기 위해, 제1 전자 장치(101)는 주변 사운드를 수신하고, 수신한 주변 사운드를 제2 전자 장치(102)로 전송하여 제2 전자 장치(102)에서 주변 사운드에 기초하여 오디오 장면이 결정될 수 있다. 제2 전자 장치(102)는 제1 전자 장치(101)로 결정된 오디오 장면 정보를 전송하고, 제1 전자 장치(101)는 오디오 장면에 대응하는 타겟 신호 처리 프로파일을 결정하고, 타겟 신호 처리 프로파일에 따라 주변 사운드를 처리할 수 있다.

도 4는 다양한 실시 예들에 따른, 전자 장치(101)의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 4의 전자 장치(101)는 도 3을 참조하여 전술한 제1 전자 장치(101)이고, 도 4의 전자 장치(102)는 도 3을 참조하여 전술한 제2 전자 장치(102)일 수 있다.

도 4를 참조하면, 전자 장치(101)는 주변 사운드를 수신하기 위한 입력 모듈(150), 주변 사운드를 처리한 사운드를 출력하기 위한 음향 출력 모듈(155), 주변 사운드를 처리하기 위한 오디오 모듈(170), 컴퓨터로 실행 가능한 명령어들(computer-executable instructions)과 신호 처리 프로파일 정보(420)가 저장된 메모리(130), 및 메모리(130)에 억세스(access)하여 명령어들을 실행하는 프로세서(120)가 포함될 수 있다.

프로세서(120)는 입력 모듈(150)을 통해 수신한 주변 사운드에 기초하여 오디오 장면(audio scene)을 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 미리 훈련된 학습 모델에 기초하여, 장소 및 주변 사운드의 특징 중 적어도 어느 하나에 따라 오디오 장면을 결정할 수 있다. 도 4를 참조하면, 전자 장치(101)에는 오디오 장면 결정을 위한 머신 러닝 기반의 학습 모델(410)이 포함되고, 프로세서(120)는 학습 모델(410)을 통해 오디오 장면을 결정할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 머신 러닝 기반 학습 모델(410)은 방대한 학습 데이터를 포함할 수 있고, 이어폰 타입의 전자 장치(101)에서 구현되기 어려울 수 있다. 도 3을 참조하여 전술한 바와 같이, 오디오 장면에 기초하여 주변 사운드를 제어하는 기능은 전자 장치(102)와의 협업을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 오디오 장면 결정을 위한 학습 모델(410)이 전자 장치(102)에 포함되도록 구현될 수 있고, 전자 장치(101)의 프로세서(120)는 입력 모듈(150)로 수신한 주변 사운드를 전자 장치(102)로 전송하고, 전자 장치(102)에서 학습 모델(410)을 통해 오디오 장면이 결정되어 오디오 장면에 대한 정보가 전자 장치(101)로 전송될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 오디오 장면에 대한 ID가 있을 수 있고, 오디오 장면은 계층에 따라 구분될 수 있다. 예를 들어 오디오 장면이 장소에 따라 구분되는 경우, 상위 ID에는 조용한 상태, 실내, 실외, 또는 교통상황이 포함되고, 실내로 구분된 상위 ID에는 오피스, 카페, 지하철역, 헬스장, 또는 공항과 같이 하나 이상의 하위 ID가 포함될 수 있다. 프로세서(120)는 오디오 신호에 기초하여 오디오 장면을 결정하고, 오디오 장면에 대한 ID를 기초로 대응하는 신호 처리 프로파일을 결정할 수 있다. 예를 들어, 복수의 음원에 따라 장소가 결정되도록 학습 모델(410)이 구성되어 있을 수 있다. 프로세서(120)는 스포츠 중계 상황에서 복수의 음원, 예를 들어 해설자의 음성과 관중 함성 소리를 오디오 신호로 수신할 수 있고, 학습 모델(410)에 기초하여 오디오 장면이 실외, 그중에서도 스포츠 경기장이라고 결정할 수 있다. 프로세서(120)는 실외에 대응하는 상위 ID 중 스포츠 경기장에 대응하는 하위 ID를 기초로, 대응하는 신호 처리 프로파일(예를 들어, ANC 프로파일)을 결정할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 메모리(130)에는 하나 이상의 신호 처리 프로파일(예: 제1 신호 처리 프로파일(421), 제2 신호 처리 프로파일(423))을 포함하는 신호 처리 프로파일 정보(420)가 포함되고, 프로세서(120)는 신호 처리 프로파일 정보(420)를 참조하여 오디오 장면에 대응하는 타겟 신호 처리 프로파일을 결정할 수 있다. 신호 처리 프로파일 정보(420)에 포함된 하나 이상의 신호 처리 프로파일 각각(421, 423)은 주변 사운드를 감쇠(attenuate)하기 위한 ANC 회로의 설정에 대한 프로파일 및 주변 사운드를 통과시키기 위한 ASE 회로의 설정에 대한 프로파일의 조합으로 구성될 수 있다. 도 4에서 신호 처리 프로파일 정보(420)에 제1 프로파일(421) 및 제2 프로파일(423)만 포함되는 것으로 도시되었으나 이에 제한되는 것은 아니고, 사용자 설정에 따라 여러 프로파일이 신호 처리 프로파일 정보(420)에 포함될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(120)는 사용자 선택에 기초하여 하나 이상의 신호 처리 프로파일 중 타겟 신호 처리 프로파일을 결정할 수 있고, 오디오 장면 정보와 해당 오디오 장면에 대해 사용자가 선택한 신호 처리 프로파일에 대한 정보를 연동하여 사용자 선택 이력 정보(430)에 저장할 수 있다. 사용자 선택 데이터가 축적되어 특정 오디오 장면에 대한, 사용자의 특정 신호 처리 프로파일 선택의 신뢰도가 임계값 이상이면, 프로세서(120)는 사용자 선택 이력 정보(430)를 참조하여 사용자 선택 없이 대응하는 신호 처리 프로파일을 타겟 신호 처리 프로파일로 결정할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(120)는 타겟 신호 처리 프로파일에 따라 주변 사운드를 처리할 수 있다. 프로세서(120)는 타겟 신호 처리 프로파일에 기초하여 주변 사운드의 음원 종류, 또는 주변 사운드의 음원 방향 중 적어도 어느 하나에 따라 주변 사운드의 주파수 대역 및 이득(gain) 중 적어도 어느 하나를 조절(adjust)할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 주변 사운드에 기초하여 특정 방향에서 전자 장치(101) 쪽으로 음성이 들어오는 상황이라고 판단하여 "음성이 수신되는 상황(talking to me)"이라고 오디오 장면을 결정할 수 있고, 대응하는 타겟 신호 처리 프로파일에 따라 음성 방향으로 빔포밍(beamforming)하는 전처리를 수행하고, 음성 외 주파수 대역에 대해서는 ANC 프로파일에 기초하여 제거하고, 이득을 낮게 조절할 수 있다. 동시에, 음성의 주파수 대역에 대해서는 ASE 프로파일에 기초하여 대역을 강조하고, 이득을 높게 조절할 수 있다.

사용자 선택 이력 정보(430)를 참조하여 신호 처리 프로파일을 결정하는 다양한 실시 예들 및 신호 처리 프로파일에 기초하여 주변 사운드를 처리하는 다양한 실시 예들은 도 7을 참조하여 상세히 설명한다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(120)는 프로파일 전환 시 사용자가 인지하지 못하도록 심리스(seamless)하게 프로파일을 전환할 수 있다. 프로세서(120)는 재귀적 평균(recursive averaging) 기법을 이용하여 프로파일 간 심리스한 전환을 구현할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)가 타겟 신호 처리 프로파일을 제1 프로파일(421)에서 제2 프로파일(423)로 전환하는 경우, 제1 프로파일(421)의 이득에 대한 G(gain)값과 대역폭에 대한 EQ값에 대해 재귀적 평균 기법을 적용할 수 있고, G값은 아래 [수학식 1]과 같이, EQ값은 아래 [수학식 2]와 같이 결정될 수 있다.

주변 사운드 변경에 따라 프로세서(120)가 타겟 신호 처리 프로파일을 제1 프로파일(421)에서 제2 프로파일(423)로 전환하는 경우, G(0), EQ(0)는 제1 프로파일(421)의 G값 및 EQ값이고, G_target, 또는 EQ_target은 제2 프로파일(423)의 G값 및 EQ값일 수 있다. B₁및 B₂는 0에서 1 사이의 값이고, B₁은 이득 전환에서의 속도, B₂는 EQ 전환에서의 속도에 대응될 수 있다. 예를 들어, B₁, B₂가 1에 가까우면 전환 속도가 느려지고, 사용자는 보다 끊김없는 전환을 경험할 수 있다. B₁, B₂가 0에 가까우면 사용자는 빠른 전환을 경험할 수 있다. B₁, B₂는 사용자 설정에 따라 변경될 수 있고, B₁, B₂값은 각 프로파일 별로 결정되어 있을 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(120)가 재귀적 평균 기법을 이용하여 심리스한 전환을 제공하기 위해서는 적용된 프로파일 이력(예를 들어, [수학식 1]에서 G(t-1), [수학식 2]에서 EQ(t-1))이 필요할 수 있다. 프로세서(120)는 프로파일 전환 과정에서 신호 처리 프로파일 이력을 신호 처리 프로파일 이력 정보(440)에 저장하고, 프로파일 이력 정보(440)를 참조하여 심리스한 전환을 제공할 수 있다.

도 5 및 도 6은 다양한 실시 예들에 따른, ANC 회로 및 ASE 회로를 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 ANC 프로파일(510)에 기초하여 주변 사운드가 감쇠(attenuate)되는 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 5의 회로(500)는, 일 실시 예에 따른 FxLMS 알고리즘에 기반한 주변 사운드를 감쇠하기 위한 ANC 회로일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(120)는 적응형 알고리즘을 이용하여 감쇠하고자 하는 주변 사운드에 대해 위상차를 계산하고, 주변 사운드의 위상과 반대되는 역위상을 갖는 소음 저감 신호를 생성할 수 있다. 도 5의 회로(500)에서는 적응형 알고리즘으로 필터링된-x LMS(filtered-x LMS, 이하 FxLMS) 알고리즘을 사용하는 것으로 도시되었으나, 이에 제한되는 것은 아니다. FxLMS 알고리즘은 ANC 분야에서 일반적으로 사용되는 것이므로, 상세한 설명은 생략한다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(120)는 ANC 프로파일(510)에 기초하여 주파수 대역 및 이득을 조절할 수 있다. 주파수 대역은 회로(500)의 RES(residual error shaping) 필터(570)의 제어를 통해 조절될 수 있고, 이득은 회로(500)의 이득(550)의 제어를 통해 조절될 수 있다. ANC 프로파일(510)에 기초한 구체적인 주변 사운드 처리 동작은 도 7을 참조하여 상세히 설명한다.

도 6은 주변음 통과 프로파일, 또는 ASE 프로파일(610)에 기초하여 주변 사운드가 증폭되는 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 6의 회로(600)는, 일 실시 예에 따른 주변 사운드를 증폭하기 위한 ASE 회로일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(120)는 주변음 통과 프로파일(610)에 기초하여 주파수 대역 및 이득을 조절할 수 있다. 회로(600)를 참조하면, 입력 모듈(150), 예를 들어 마이크로 수신된 주변 사운드의 주파수 대역은 회로(600)의 EQ필터(650)의 제어를 통해 조절될 수 있고, 이득은 회로(600)의 이득(670)의 제어를 통해 조절될 수 있다. 주변음 통과 프로파일(610)에 기초하여 처리된 주변음은 음향 출력 모듈(155), 예를 들어 스피커를 통해 출력될 수 있다. 주변음 통과 프로파일(610)에 기초한 구체적인 주변 사운드 처리 동작은 도 7을 참조하여 상세히 설명한다.

도 7은 다양한 실시 예들에 따른, 신호 처리 프로파일 및 사용자 선택 이력을 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참조하면, 일 실시 예에 따른 프로파일 정보(710)가 도시되어 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로파일 정보(710)는 도 4를 참조하여 전술한 메모리(130)에 저장된 신호 처리 프로파일 정보(420)일 수 있고, 하나 이상의 프로파일(721, 722, 723)을 포함할 수 있다. 프로파일(721, 722, 723) 각각은 ANC 프로파일(750) 및 주변음 통과 프로파일(750)의 조합으로 구성될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로파일 정보(710)에는 오디오 장면 ID(720)에 대응하는 프로파일 번호(730), 프로파일 번호(730)에 대응하는 전처리 방법(740), ANC 프로파일(750)의 설정 정보, 주변음 통과 프로파일(760)의 설정 정보 및 전환 시간(770)에 대한 정보가 포함될 수 있다.

도 4를 참조하여 전술한 바와 같이, 오디오 장면 ID(720)는 미리 훈련된 학습 모델에 기초하여, 장소 및 주변 사운드의 특징 중 적어도 어느 하나에 따라 결정될 수 있다. 프로세서(120)는 오디오 장면 결정을 위한 학습 모델(410)을 참조하여 주변 사운드에 대한 오디오 장면 ID(720)를 결정할 수 있다.

각 프로파일 번호(730)는 오디오 장면 ID(720)에 대응하여 결정될 수 있고, 전처리(740)는 오디오 장면 ID(720)에 따라 결정될 수 있다. 도 4를 참조하여 전술한 바와 같이, 프로세서(120)는 주변 사운드의 음원 종류, 음원 방향 중 적어도 어느 하나에 따라 다르게 주변 사운드를 전처리(740)할 수 있다.

ANC 프로파일(750)은 도 5를 참조하여 전술한 ANC 프로파일(510)이고, ANC 프로파일(750)의 RES 필터 설정(751)는 도 5를 참조하여 전술한 회로(500)의 RES 필터(570)의 설정 정보이고, ANC 프로파일(750)의 이득(756)은 도 5를 참조하여 전술한 회로(500)의 이득(550)에 대한 설정 정보일 수 있다.

주변음 통과 프로파일(760)은 도 6을 참조하여 전술한 주변음 통과 프로파일(610)이고, 주변음 통과 프로파일(760)의 EQ필터 설정(761)는 도 6을 참조하여 전술한 회로(600)의 EQ필터(650)의 설정 정보이고, 주변음 통과 프로파일(760)의 이득(766)은 도 6를 참조하여 전술한 회로(600)의 이득(670)에 대한 설정 정보일 수 있다.

전환 시간(770)에 대한 정보는 도 4를 참조하여 심리스한 전환에 대해 설명한 [수학식 1]의 B₁값, [수학식 2]의 B₂값에 대응될 수 있다. 예를 들어, 프로파일(721)의 전환 시간이 slow로 설정되어 있으면, 프로세서(120)는 프로파일(721)에서 다른 프로파일로 전환할 때 [수학식 1]의 B₁값, [수학식 2]의 B₂값을 1에 가깝게 설정할 수 있다.

도 7의 프로파일 정보(710)를 참조하여, 각 프로파일(721, 722, 723)에 대한 설정을 상세히 설명한다. 1번 프로파일(721)은 오디오 장면 ID(720)가 "Transportation"인 경우에 대한 설정 정보를 포함할 수 있다. 1번 프로파일(721)에 따르면, 프로세서(120)는 주변 사운드에 대해 전방향 빔포밍(BF omni)으로 전처리(740)하고, 주변 사운드를 감쇠하기 위해 ANC 프로파일(750)의 RES 필터(751)에 대해서는 저역 강조로 설정하고, 이득(756)은 최대로 설정하고, 주변음 통과 프로파일(760)의 EQ 필터(761)는 오프(off)시키고, 이득(766)은 0으로 설정하고, 전환 시간(770)은 느리게 설정할 수 있다.

2번 프로파일(722)을 참조하면, 2번 프로파일(722)은 오디오 장면 ID(720)가 "Safety alarm"인 경우에 대한 설정 정보를 포함할 수 있다. 2번 프로파일(722)에 따르면, 프로세서(120)는 주변 사운드에 대해 알람 방향 빔포밍으로 전처리(740)하고, 알람 외 대역의 주변 사운드를 감쇠하기 위해 ANC 프로파일(750)의 RES 필터(751)에 대해서는 알람 외 대역 필터링으로 설정하고, 이득(756)은 낮게 설정하고, 주변음 통과 프로파일(760)의 EQ 필터(761)는 알람 대역 강조로 설정하고, 이득(766)은 최대로 설정하고, 전환 시간(770)은 빠르게 설정할 수 있다.

3번 프로파일(723)을 참조하면, 3번 프로파일(723)은 오디오 장면 ID(720)가 "Talking to me"인 경우에 대한 설정 정보를 포함할 수 있다. 3번 프로파일(723)에 따르면, 프로세서(120)는 주변 사운드에 대해 음성 방향 빔포밍으로 전처리(740)하고, 음성 외 대역의 주변 사운드를 감쇠하기 위해 ANC 프로파일(750)의 RES 필터(751)에 대해서는 음성 외 대역 필터링으로 설정하고, 이득(756)은 낮게 설정하고, 주변음 통과 프로파일(760)의 EQ 필터(761)는 음성 대역 강조로 설정하고, 이득(766)은 높게 설정하고, 전환 시간(770)은 빠르게 설정할 수 있다.

도 7의 프로파일 정보(710)를 참조하여 1번 프로파일(721), 2번 프로파일(722) 및 3번 프로파일(723)에 대해 설명하였으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 프로파일은 오디오 장면 ID에 대응하여 다양하게 설정될 수 있다.

도 7의 표(780)는 도 4를 참조하여 전술한 사용자 선택 이력 정보(440)를 설명하기 위한 표이다. 프로파일 정보(710)와 같이 다양한 프로파일에 대한 설정 정보가 메모리(130)에 저장될 수 있고, 프로세서(120)는 각 오디오 장면에 따라 다양하게 프로파일을 설정할 수 있으나, 오디오 장면에 대한 프로파일 설정 선호도는 사용자마다 다를 수 있다. 일례로, 동일한 오디오 장면에 대해서 사용자마다 선호하는 프로파일이 다를 수 있다. 사용자 선택 이력 정보(430)는 사용자마다 맞춤형 프로파일을 제공하기 위해 활용될 수 있다. 다양한 실시 예들에 따른, 프로세서(120)가 사용자 선택 이력 정보(430)에 기초하여 맞춤형 프로파일을 제공하는 동작은 도 9 및 도 10을 참조하여 상세히 설명한다.

일 실시 예에 따르면, 표(780)는 사용자 선택 이력 정보(430)에 포함된, 오디오 장면 ID가 "Transportation"인 경우 프로파일 정보(710)의 1번 프로파일(721)을 사용자가 선택한 이력에 대한 정보일 수 있다. 사용자가 특정 오디오 장면(예: "Transportation" 오디오 장면)에 대해 특정 프로파일(예: 1번 프로파일(721))을 한번 선택한 이력이 있다고 해서 이에 따라 주변 사운드를 처리하는 것은 사용자 의도에 부합하지 않을 수 있다. 프로세서(120)는 특정 오디오 장면에 대한, 사용자의 특정 프로파일 선택의 신뢰도를 고려할 수 있다.

표(780)를 참조하면, 오디오 장면 ID가 "Transportation"으로 결정된 횟수가 C_s1, 오디오 장면 ID가 "Transportation"인 경우에 사용자가 1번 프로파일(721)을 선택한 횟수가 C_p1이다. 오디오 장면 ID가 "Transportation"으로 결정된 횟수 C_s1이 임계값(THD1)(예를 들어, 5번) 이상이고, 그 때 사용자가 1번 프로파일(721)을 선택한 횟수 C_p1이 임계값(THD2)(예를 들어, 3번)인 경우, 프로세서(120)는 오디오 장면 ID "Transportation"에 대한 사용자의 1번 프로파일 선택의 신뢰도가 높다고 결정할 수 있다. 프로세서(120)는 이후 오디오 장면 ID가 "Transportation"으로 결정되었을 때 사용자 선택 요청 없이 1번 프로파일(721)을 타겟 프로파일로 결정하고, 1번 프로파일(721)에 기초하여 주변 사운드를 처리할 수 있다.

다만 이에 제한되는 것은 아니고, 사용자 선택에 대한 신뢰도는 다양한 방법으로 결정될 수 있다.

< 전자 장치의 동작 방법 >

도 8은 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치(101)의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

동작 810 내지 동작 840은 도 4를 참조하여 전술된 전자 장치(101)의 프로세서(120)에 의해 수행될 수 있고, 간명한 설명을 위해 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략될 수 있다.

일 실시 예에 따르면 동작 810에서, 프로세서(120)는 주변 사운드를 수신할 수 있다. 주변 사운드는 도 4를 참조하여 전술한 입력 모듈(150), 예를 들어 도 3의 마이크(150-1, 150-2)를 통해 수신될 수 있다.

일 실시 예에 따르면 동작 820에서, 프로세서(120)는 주변 사운드에 기초하여 오디오 장면을 결정할 수 있다. 도 4 및 도 7을 참조하여 전술한 바와 같이, 프로세서(120)는 미리 훈련된 학습 모델(410)에 기초하여, 장소 및 주변 사운드의 특징 중 적어도 어느 하나에 따라 오디오 장면을 결정할 수 있다. 도 4에서 전술한 바와 같이 오디오 장면은 상위 ID, 및 하위 ID 와 같이 계층적으로 구성될 수 있고, 실시 예에 따라 다양하게 구분될 수 있다.

도 4에서 전술한 바와 같이 오디오 장면 결정을 위한 학습 모델이 외부 전자 장치, 예를 들어 도 4의 전자 장치(102)에서 구현되는 경우, 프로세서(120)는 주변 사운드를 전자 장치(102)로 전송하고 전자 장치(102)에서 오디오 장면이 결정될 수 있다.

일 실시 예에 따르면 동작 830에서, 프로세서(120)는 하나 이상의 신호 처리 프로파일 중 오디오 장면에 대응하는 타겟 신호 처리 프로파일을 결정할 수 있다. 도 7을 참조하여 전술한 바와 같이, 신호 처리 프로파일 정보(710)에 포함된 하나 이상의 신호 처리 프로파일(721, 722, 723)은 다양하게 구성될 수 있고, 프로세서(120)는 프로파일 정보(710)를 참조하여 오디오 장면에 대해 미리 결정된 신호 처리 프로파일을 타겟 신호 처리 프로파일로 결정할 수 있다. 다만 해당 실시예로 제한되는 것은 아니고, 프로세서(120)는 사용자 입력에 기초하여 타겟 신호 처리 프로파일을 결정할 수 있다. 타겟 신호 처리 프로파일을 결정하는 다양한 실시 예들은 도 9 및 도 10을 참조하여 상세히 설명한다.

일 실시 예에 따르면 동작 840에서, 프로세서(120)는 타겟 신호 처리 프로파일에 따라 주변 사운드를 처리할 수 있다. 예를 들어 도 7을 참조하여 전술한 바와 같이, 주변 사운드에 기초한 오디오 장면 ID가 "Transportation"이고 대응하는 타겟 신호 처리 프로파일이 1번 프로파일(721)일 수 있다. 프로세서(120)는 1번 프로파일(721)에 따라 주변 사운드에 대해 전방향 빔포밍(BF omni)으로 전처리(740)하고, 주변 사운드를 감쇠하기 위해 ANC 프로파일(750)의 RES 필터(751)에 대해서는 저역 강조로 설정하고, 이득(756)은 최대로 설정하고, 주변음 통과 프로파일(760)의 EQ 필터(761)는 오프(off)시키고, 이득(766)은 0으로 설정하고, 전환 시간(770)은 느리게 설정할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(120)는 타겟 신호 처리 프로파일에 따라 처리한 주변 사운드를 음향 출력 모듈(155), 예를 들어 도 3의 전자 장치(101)의 스피커를 통해 출력할 수 있다.

도 4를 참조하여 전술한 바와 같이, 프로세서(120)는 프로파일 이력 정보(440)를 참조하여 재귀적 평균법을 통해 프로파일 전환 시 심리스한 전환을 제공할 수 있다.

도 9 및 도 10은 다양한 실시 예들에 따른 사용자 선택 이력에 기초하여 신호 처리 프로파일을 결정하는 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

동작 910 내지 동작 920 및 동작 1010 내지 동작 1030은 도 4를 참조하여 전술된 전자 장치(101)의 프로세서(120)에 의해 수행될 수 있고, 간명한 설명을 위해 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 동작 910 내지 동작 920 및 동작 1010 내지 동작 1020은 도 8을 참조하여 설명한 오디오 장면에 대응하는 타겟 신호 처리 프로파일을 결정하는 동작(예: 도 8의 동작 830)에 대응될 수 있다.

도 9를 참조하면 동작 910에서 프로세서(120)는, 사용자 선택 이력 정보(430)를 참조하여 동작 820에서 결정된 오디오 장면에 대해, 사용자 선택의 신뢰도가 임계값 이상인 프로파일이 존재하는지 결정할 수 있다. 예를 들어 도 7의 표(780)를 참조하여 전술한 바와 같이, 프로세서(120)는 특정 오디오 장면에 대한, 사용자의 특정 프로파일 선택의 신뢰도를 계산할 수 있다.

일 실시 예에 따르면 동작 920에서 프로세서(120)는, 신뢰도가 임계값 이상인 프로파일을 타겟 신호 처리 프로파일로 결정할 수 있다. 신뢰도가 임계값 이상인 프로파일이 존재하지 않는 경우의 실시예는 도 10을 참조하여 상세히 설명한다.

도 10을 참조하면, 동작 820에서 결정된 오디오 장면에 대해 신뢰도가 임계값 이상인 프로파일이 존재하지 않는 경우, 동작 1010에서 프로세서(120)는 해당 오디오 장면과 관련된 신호 처리 프로파일 리스트를 결정하고, 사용자에게 출력할 수 있다.

도 3을 참조하여 전술한 바와 같이, 전자 장치(101)는 이어폰형 전자 장치일 수 있고, 전자 장치(101)에는 디스플레이가 포함되지 않을 수 있다. 동작 1010에서, 프로세서(120)는 전자 장치(102)를 통해 사용자에게 리스트를 출력하고, 전자 장치(102)를 통해 사용자 입력을 수신할 수 있다. 예를 들어 도 7로 돌아가서, 오디오 장면이 신호 처리 프로파일 정보(710)의 "Transportation"으로 결정된 경우의 프로세서(120)의 동작에 대해 설명한다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(120)는 프로파일 정보(710)에 포함된 각 프로파일(721, 722, 723) 중 오디오 장면 "Transportation"과 관련된 신호 처리 프로파일로 1번 프로파일(721) 및 2번 프로파일(722)에 대한 정보를 사용자에게 출력할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 프로세서(120)는 메모리(130)에 저장된 신호 처리 프로파일 정보(420)에 포함된 모든 프로파일, 예를 들어 도 7의 신호 처리 프로파일 정보(710)의 경우 1번 프로파일(721), 2번 프로파일(722) 및 3번 프로파일(723)에 대한 정보를 모두 사용자에게 출력할 수 있다. 전자 장치(102)를 통해 관련 프로파일 정보가 전자 장치(102)를 통해 사용자에게 출력되고, 사용자에게 프로파일 선택을 위한 UI가 제공될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 프로세서(120)는 도 7의 신호 처리 프로파일 정보(710)와 같이 미리 결정된 대응하는 프로파일에 대해 추천 프로파일로 결정하고, 프로파일 리스트 중 추천 프로파일에 대해 시각적 효과를 다르게 출력할 수 있다. 예를 들어 도 7을 참조하면, 결정된 오디오 장면 ID가 "Transportation"인 경우 프로세서(120)는 프로파일 리스트(721, 722, 723)를 사용자 선택을 위한 UI로 출력하고, "Transportation"에 대해 미리 결정된 1번 프로파일(721)을 추천 프로파일로 결정하여 시각적 효과를 다르게 출력할 수 있다.

일 실시 예에 따르면 동작 1020에서 프로세서(120)는 사용자 입력에 따라 타겟 신호 처리 프로파일을 결정할 수 있다. 전술한 바와 같이 프로세서(120)는 전자 장치(102)를 통해 프로파일 리스트 선택 UI를 사용자에게 출력하고, 사용자로부터 입력을 수신함에 따라 타겟 신호 처리 프로파일을 결정할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 동작 1030에서 프로세서(120)는 해당 오디오 장면과 사용자가 선택한 신호 처리 프로파일을 연동하여 사용자 선택 이력 정보(430)에 저장할 수 있다.

일 실시 예에 따른 전자 장치(101)에 있어서, 주변 사운드(ambient sound)를 수신하고, 주변 사운드를 처리한 사운드를 출력하기 위한 입출력 모듈(150, 155), 주변 사운드를 처리하기 위한 오디오 모듈(170), 컴퓨터로 실행 가능한 명령어들(computer-executable instructions)과 하나 이상의 신호 처리 프로파일(profile)(421, 423, 721, 722, 723)이 저장된 메모리(130), 및 메모리(130)에 억세스(access)하여 명령어들을 실행하는 프로세서(120)를 포함하고, 명령어들은, 주변 사운드에 기초하여 오디오 장면(audio scene)을 결정하고, 오디오 장면에 대응하는 타겟 신호 처리 프로파일을 결정하고, 타겟 신호 처리 프로파일에 따라 주변 사운드를 처리하도록 구성될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 명령어들은, 미리 훈련된 학습 모델(410)에 기초하여, 장소 및 주변 사운드의 특징 중 적어도 어느 하나에 따라 오디오 장면을 결정하도록 구성될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 타겟 신호 처리 프로파일은 사용자 입력에 기초하여 결정될 수 있고, 명령어들은, 오디오 장면에 대해 사용자가 선택한 신호 처리 프로파일을 연동하여 사용자 선택 이력 정보(430)에 저장하도록 더 구성될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 명령어들은, 사용자 선택 이력 정보(430)를 참조하여, 오디오 장면에 대한 사용자 선택의 신뢰도가 임계값 이상인 신호 처리 프로파일을 타겟 신호 처리 프로파일로 결정하도록 구성될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 명령어들은, 주변 사운드의 음원 종류 및 주변 사운드의 음원 방향 중 적어도 어느 하나에 따라, 주변 사운드의 주파수 대역 및 이득(gain) 중 적어도 어느 하나를 조절하도록 구성될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 명령어들은, 주변 사운드가 변경됨에 따라, 신호 처리 프로파일 이력 정보(440)를 참조하여 타겟 신호 처리 프로파일을 심리스하게(seamlessly) 전환하도록 더 구성될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 하나 이상의 신호 처리 프로파일 각각(721, 722, 723)은, 주변 사운드를 감쇠(attenuate)하기 위한 ANC(active noise cancellation) 프로파일(750), 및 주변 사운드를 증폭하기 위한 ASE(ambient sound enhancement) 프로파일(760)의 조합으로 구성될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는, 완전 무선 이어폰(TWS: true-wireless stereo), 헤드폰(headphone) 및 헤드셋(headset) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 전자 장치(101)의 동작 방법은, 주변 사운드(ambient sound)를 수신하는 동작, 주변 사운드에 기초하여 오디오 장면(audio scene)을 결정하는 동작, 하나 이상의 신호 처리 프로파일(profile) 중, 오디오 장면에 대응하는 타겟 신호 처리 프로파일을 결정하는 동작 및 타겟 신호 처리 프로파일에 따라 주변 사운드를 처리하는 동작을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 오디오 장면을 결정하는 동작은, 미리 훈련된 학습 모델(410)에 기초하여, 장소 및 주변 사운드의 특징 중 적어도 어느 하나에 따라 오디오 장면을 결정하는 동작을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 타겟 신호 처리 프로파일은 사용자 입력에 기초하여 결정될 수 있고, 전자 장치(101)의 동작 방법은, 오디오 장면에 대해 사용자가 선택한 신호 처리 프로파일을 연동하여 사용자 선택 이력 정보(430)에 저장하는 동작을 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 오디오 장면에 대응하는 타겟 신호 처리 프로파일을 결정하는 동작은, 사용자 선택 이력 정보(430)를 참조하여, 오디오 장면에 대한 사용자 선택의 신뢰도가 임계값 이상인 신호 처리 프로파일을 타겟 신호 처리 프로파일로 결정하는 동작을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 타겟 신호 처리 프로파일에 따라 주변 사운드를 처리하는 동작은, 주변 사운드의 음원 종류 및 주변 사운드의 음원 방향 중 적어도 어느 하나에 따라 주변 사운드의 주파수 대역 및 이득(gain) 중 적어도 어느 하나를 조절하는 동작을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 주변 사운드가 변경됨에 따라, 신호 처리 프로파일 이력 정보(440)를 참조하여 타겟 신호 처리 프로파일을 심리스하게(seamlessly) 전환하는 동작을 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 하나 이상의 신호 처리 프로파일(721, 722, 723) 각각은, 주변 사운드를 감쇠(attenuate)하기 위한 ANC(active noise cancellation) 프로파일(750) 및 주변 사운드를 증폭하기 위한 ASE(ambient sound enhancement) 프로파일(760)의 조합으로 구성될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)의 동작 방법은, 주변 사운드(ambient sound)를 수신하는 동작, 주변 사운드에 기초하여 오디오 장면(audio scene)을 결정하는 동작, 하나 이상의 신호 처리 프로파일(profile) 중, 사용자 선택 이력 정보(430)를 참조하여 오디오 장면에 대응하는 타겟 신호 처리 프로파일을 결정하는 동작 및 타겟 신호 처리 프로파일에 따라 주변 사운드를 처리하는 동작을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 사용자 선택 이력 정보(430)를 참조하여 타겟 신호 처리 프로파일을 결정하는 동작은, 오디오 장면에 대한 사용자 선택의 신뢰도가 임계값 이상인 신호 처리 프로파일을 타겟 신호 처리 프로파일로 결정하는 동작을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 하나 이상의 신호 처리 프로파일(721, 722, 723) 각각은, 주변 사운드를 감쇠(attenuate)하기 위한 ANC(active noise cancellation) 프로파일(750), 및 주변 사운드를 증폭하기 위한 ASE(ambient sound enhancement) 프로파일(760)의 조합으로 구성될 수 있다.

101: 전자 장치
120: 프로세서
130: 메모리

Claims

전자 장치에 있어서,
주변 사운드(ambient sound)를 수신하고, 상기 주변 사운드를 처리한 사운드를 출력하기 위한 입출력 모듈;
상기 주변 사운드를 처리하기 위한 오디오 모듈;
컴퓨터로 실행 가능한 명령어들(computer-executable instructions)과 하나 이상의 신호 처리 프로파일(profile)이 저장된 메모리; 및
상기 메모리에 억세스(access)하여 상기 명령어들을 실행하는 프로세서
를 포함하고,
상기 명령어들은,
상기 주변 사운드에 기초하여 오디오 장면(audio scene)을 결정하고,
상기 오디오 장면에 대응하는 타겟 신호 처리 프로파일을 결정하고,
상기 타겟 신호 처리 프로파일에 따라 상기 주변 사운드를 처리
하도록 구성되는,
전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 명령어들은,
미리 훈련된 학습 모델에 기초하여, 장소 및 상기 주변 사운드의 특징 중 적어도 어느 하나에 따라 상기 오디오 장면을 결정
하도록 구성되는,
전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 타겟 신호 처리 프로파일은 사용자 입력에 기초하여 결정될 수 있고,
상기 명령어들은,
오디오 장면에 대해 사용자가 선택한 신호 처리 프로파일을 연동하여 사용자 선택 이력 정보에 저장
하도록 더 구성되는,
전자 장치.
제3항에 있어서,
상기 명령어들은,
상기 사용자 선택 이력 정보를 참조하여, 상기 오디오 장면에 대한 사용자 선택의 신뢰도가 임계값 이상인 신호 처리 프로파일을 상기 타겟 신호 처리 프로파일로 결정
하도록 구성되는,
전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 명령어들은,
상기 주변 사운드의 음원 종류 및 상기 주변 사운드의 음원 방향 중 적어도 어느 하나에 따라, 상기 주변 사운드의 주파수 대역 및 이득(gain) 중 적어도 어느 하나를 조절
하도록 구성되는,
전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 명령어들은,
상기 주변 사운드가 변경됨에 따라, 신호 처리 프로파일 이력 정보를 참조하여 상기 타겟 신호 처리 프로파일을 심리스하게(seamlessly) 전환
하도록 더 구성되는,
전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 신호 처리 프로파일 각각은,
상기 주변 사운드를 감쇠(attenuate)하기 위한 ANC(active noise cancellation) 프로파일, 및 상기 주변 사운드를 증폭하기 위한 ASE(ambient sound enhancement) 프로파일의 조합으로 구성되는,
전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 전자 장치는,
완전 무선 이어폰(TWS: true-wireless stereo), 헤드폰(headphone) 및 헤드셋(headset) 중 적어도 어느 하나를 포함하는,
전자 장치.
전자 장치의 동작 방법에 있어서,
주변 사운드(ambient sound)를 수신하는 동작;
상기 주변 사운드에 기초하여 오디오 장면(audio scene)을 결정하는 동작;
하나 이상의 신호 처리 프로파일(profile) 중, 상기 오디오 장면에 대응하는 타겟 신호 처리 프로파일을 결정하는 동작; 및
상기 타겟 신호 처리 프로파일에 따라 상기 주변 사운드를 처리하는 동작
을 포함하는,
전자 장치의 동작 방법.
제9항에 있어서,
상기 오디오 장면을 결정하는 동작은,
미리 훈련된 학습 모델에 기초하여, 장소 및 상기 주변 사운드의 특징 중 적어도 어느 하나에 따라 상기 오디오 장면을 결정하는 동작
을 포함하는,
전자 장치의 동작 방법.
제9항에 있어서,
상기 타겟 신호 처리 프로파일은 사용자 입력에 기초하여 결정될 수 있고,
상기 방법은,
오디오 장면에 대해 사용자가 선택한 신호 처리 프로파일을 연동하여 사용자 선택 이력 정보에 저장하는 동작
을 더 포함하는,
전자 장치의 동작 방법.
제11항에 있어서,
상기 오디오 장면에 대응하는 타겟 신호 처리 프로파일을 결정하는 동작은,
상기 사용자 선택 이력 정보를 참조하여, 상기 오디오 장면에 대한 사용자 선택의 신뢰도가 임계값 이상인 신호 처리 프로파일을 상기 타겟 신호 처리 프로파일로 결정하는 동작
을 포함하는,
전자 장치의 동작 방법.
제9항에 있어서,
상기 타겟 신호 처리 프로파일에 따라 상기 주변 사운드를 처리하는 동작은,
상기 주변 사운드의 음원 종류 및 상기 주변 사운드의 음원 방향 중 적어도 어느 하나에 따라 상기 주변 사운드의 주파수 대역 및 이득(gain) 중 적어도 어느 하나를 조절하는 동작
을 포함하는,
전자 장치의 동작 방법.
제9항에 있어서,
상기 주변 사운드가 변경됨에 따라, 신호 처리 프로파일 이력 정보를 참조하여 상기 타겟 신호 처리 프로파일을 심리스하게(seamlessly) 전환하는 동작
을 더 포함하는,
전자 장치의 동작 방법.
제9항에 있어서,
상기 하나 이상의 신호 처리 프로파일 각각은,
상기 주변 사운드를 감쇠(attenuate)하기 위한 ANC(active noise cancellation) 프로파일, 및 상기 주변 사운드를 증폭하기 위한 ASE(ambient sound enhancement) 프로파일의 조합으로 구성되는,
전자 장치의 동작 방법.
제9항에 있어서,
상기 전자 장치는,
완전 무선 이어폰(TWS: true-wireless stereo), 헤드폰(headphone) 및 헤드셋(headset) 중 적어도 어느 하나를 포함하는,
전자 장치의 동작 방법.
하드웨어와 결합되어 제9항 내지 제16항 중 어느 하나의 항의 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
전자 장치의 동작 방법에 있어서,
주변 사운드(ambient sound)를 수신하는 동작;
상기 주변 사운드에 기초하여 오디오 장면(audio scene)을 결정하는 동작;
하나 이상의 신호 처리 프로파일(profile) 중, 사용자 선택 이력 정보를 참조하여 상기 오디오 장면에 대응하는 타겟 신호 처리 프로파일을 결정하는 동작; 및
상기 타겟 신호 처리 프로파일에 따라 상기 주변 사운드를 처리하는 동작
을 포함하는,
전자 장치의 동작 방법.
제18항에 있어서,
상기 사용자 선택 이력 정보를 참조하여 상기 타겟 신호 처리 프로파일을 결정하는 동작은,
상기 오디오 장면에 대한 사용자 선택의 신뢰도가 임계값 이상인 신호 처리 프로파일을 상기 타겟 신호 처리 프로파일로 결정하는 동작
을 포함하는,
전자 장치의 동작 방법.
제18항에 있어서,
상기 하나 이상의 신호 처리 프로파일 각각은,
상기 주변 사운드를 감쇠(attenuate)하기 위한 ANC(active noise cancellation) 프로파일, 및 상기 주변 사운드를 증폭하기 위한 ASE(ambient sound enhancement) 프로파일의 조합으로 구성되는,
전자 장치의 동작 방법.