KR20230101638A - 전자 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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KR20230101638A
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박해규
장주희
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Abstract

본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 적어도 하나의 마이크로폰, 스피커, 상기 적어도 하나의 마이크로폰 및 스피커와 작동적으로(operatively) 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 마이크로폰의 동작 주파수를 제1주파수로 설정하고, 상기 제1주파수로 동작하는 상기 마이크로폰을 통해 상기 전자 장치의 외부로부터 외부 오디오 신호를 수신하고, 상기 수신한 외부 오디오 신호를 이용하여 제1오디오 신호를 생성하고, 상기 제1오디오 신호에 기초하여 노이즈 신호 정보를 획득하고, 상기 노이즈 신호 정보에 기초하여 생성된 제2오디오 신호를 상기 스피커를 통해 출력하고, 상기 생성된 제2오디오 신호에 기초하여 제2주파수를 결정하고, 상기 마이크로폰의 동작 주파수를 상기 제2주파수로 변경하여, 상기 제2주파수로 동작하는 상기 마이크로폰을 통해 상기 전자 장치의 외부로부터 상기 외부 오디오 신호를 수신하도록 설정될 수 있다.

Description

전자 장치 및 그 제어 방법{ELECTRONIC DEVICE AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
본 문서에 개시된 다양한 실시예는 음향을 출력하는 전자 장치 및 이를 제어하는 방법에 관한 것이다.
디지털 기술의 발달과 함께 이동통신 단말기, PDA(personal digital assistant), 전자수첩, 스마트 폰, 태블릿 PC(personal computer), 또는 웨어러블 디바이스(wearable device)와 같은 다양한 유형의 전자 장치가 널리 사용되고 있다. 이러한, 전자 장치는 블루투스(bluetooth)와 같은 근거리 무선 기술을 이용하여 노트북, 이어폰, 또는 헤드폰과 같은 외부 장치와 연결하여 정보를 교환할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 이어폰과 블루투스로 연결하여, 이어폰을 통해 음악 또는 동영상의 소리를 출력할 수 있다.
음향을 출력하는 전자 장치의 예로서, 예를 들어 이어폰, 또는 헤드폰과 같은 다양한 오디오 장치가 사용되고 있다. 오디오 장치에 대한 사용자의 요구에 발맞춰 오디오 장치의 음질 개선 및 휴대성을 증진하는 방향으로 다양한 기술이 제안 및 개발된다. 오디오 장치는 적응적으로 외부 소리(예: 소음)으로 인하여 비롯된 소음을 차단하기 위하여 '노이즈 캔슬링(active noise cancelling, ANC)'기술이 개발되고 있다. 또한 휴대성 목적으로 외부 장치(예: 스마트 폰)와 무선으로 연결될 수 있는 '무선 이어폰(true wireless stereo; TWS)(또는 무선 출력 장치)' 형태의 오디오 장치가 출시되고 있다.
전자 장치, 예를 들어 무선 이어폰 장치는, 휴대성 증가 요구에 따른 소형화 추세에 따라 배터리 크기 역시 감소하는 추세이므로, 성능 고도화에 대한 요구에 따라 ANC 기술에 대한 성능 고도화 및 소모 전력 감소를 통한 사용시간 증가를 동시에 만족시키기에 어려움이 있을 수 있다. 또한, 성능 고도화 면에서 외부 소음(노이즈)뿐만 아니라 전자 장치 자체가 발생시키는 소음을 저감시킬 수 있고, 전력 면에서 효율적인 ANC 제어 기술이 요구된다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치는 ANC를 지원하는 중 주변 상황에 맞게 Mic 클락을 조절할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 적어도 하나의 마이크로폰, 스피커, 상기 적어도 하나의 마이크로폰 및 스피커와 작동적으로(operatively) 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 마이크로폰의 동작 주파수를 제1주파수로 설정하고, 상기 제1주파수로 동작하는 상기 마이크로폰을 통해 상기 전자 장치의 외부로부터 외부 오디오 신호를 수신하고, 상기 수신한 외부 오디오 신호를 이용하여 제1오디오 신호를 생성하고, 상기 제1오디오 신호에 기초하여 노이즈 신호 정보를 획득하고, 상기 노이즈 신호 정보에 기초하여 생성된 제2오디오 신호를 상기 스피커를 통해 출력하고, 상기 생성된 제2오디오 신호에 기초하여 제2주파수를 결정하고, 상기 마이크로폰의 동작 주파수를 상기 제2주파수로 변경하여, 상기 제2주파수로 동작하는 상기 마이크로폰을 통해 상기 전자 장치의 외부로부터 상기 외부 오디오 신호를 수신하도록 설정될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 적어도 하나의 마이크로폰 및 적어도 하나의 스피커를 포함하는 전자 장치가 오디오 신호를 출력하는 방법은, 상기 마이크로폰의 동작 주파수를 제1주파수로 설정하고, 상기 제1주파수로 동작하는 상기 마이크로폰을 통해 상기 전자 장치의 외부로부터 수신한 외부 오디오 신호를 이용하여 제1오디오 신호를 생성하는 동작, 상기 제1오디오 신호에 기초하여 노이즈 신호 정보를 획득하는 동작, 상기 노이즈 신호 정보에 기초하여 생성된 제2오디오 신호를 상기 스피커를 통해 출력하는 동작, 상기 생성된 제2오디오 신호에 기초하여 제2주파수를 결정하는 동작 및 상기 마이크로폰의 동작 주파수를 제2주파수로 변경하고, 상기 제2주파수로 동작하는 상기 마이크로폰을 통해 상기 전자 장치의 외부로부터 상기 외부 오디오 신호를 수신하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 주변 상황에 맞게 전자 장치의 마이크로폰의 클락을 조절하여 소모전류 감소 혹은 마이크로폰의 SNR(signal-to-noise ratio) 성능 고도화로 소비자 사용성을 향상 시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, ANC 동작 조건에 따라 전자 장치의 마이크로폰을 제어하여 노이즈가 크고 지속적으로 들리는 비행기, 버스등에서 배터리 소모를 감소시켜 사용시간을 향상시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 사무실, 또는 도서관과 같이 노이즈가 거의 없는 공간에서는 클락을 제어하여 마이크로폰 자체에서 발생하는 노이즈를 감소시키거나 제거하는 것이 가능하여 사용자에게 향상된 편의성을 제공할 수 있다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대하여는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 블록도이다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 구성요소를 나타낸 것이다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블록도이다.
도 4는 다양한 실시예에 따른 전자 장치가 외부 소음을 제거하는 동작을 나타낸 것이다.
도 5는 다양한 실시예에 따른 전자 장치가 외부 소음을 제거하는 동작 흐름도이다.
도 6은 다양한 실시예에 따른 마이크로폰 동작 주파수에 대응되는 자기 잡음(self-noise) 크기의 예시적 그래프를 나타낸 것이다.
도 7은 다양한 실시예에 따른 마이크로폰 동작 주파수에 따른 자기 잡음(self-noise) 크기의 예시적 그래프를 나타낸 것이다.
도 8은 다양한 실시예에 따른 외부 오디오 신호의 레벨에 따라 마이크로폰의 동작 주파수를 분류한 것이다.
도 9는 다양한 실시예에 따른 전자 장치가 외부 소음을 제거하는 동작 흐름도이다.
도 10은 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 전자 장치(101)는 착용 감지 센서(110), 가속도 센서(115), 자이로 센서(120), 터치 센서(125), 메모리(130), 프로세서(140), 통신 모듈(150), 마이크(160), 스피커(165), 충전 모듈(170), 인터페이스(180), 또는 배터리(190) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있는데, 오디오 신호를 출력하는 오디오 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 오디오 장치는 무선 이어폰 또는 보청기일 수 있다.
착용 감지 센서(110)는 전자 장치(101)에 근접하는 물체를 감지하는 센서일 수 있다. 착용 감지 센서(110)는 전자 장치(101)의 착용 여부를 판단하는데 활용되는 것으로, 사용자의 귀에 삽입되는 전자 장치(101)의 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 착용 감지 센서(110)는 적외선(infrared ray)의 반사량을 통해서 물체가 근접해 있는지 판단하는 근접 센서나, 물체가 근처에 있을 경우 유기되는 전하량의 변화량으로 판단하는 그립 센서(또는 터치 센서)일 수 있다. 착용 감지 센서(110)의 예시는 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 예시에 의해 본 발명이 제한되는 것은 아니다.
가속도 센서(115)는 물체의 가속도, 진동, 충격과 같은 동적 힘을 측정하는 센서일 수 있다. 가속도 센서(115)는 물체의 운동 상태를 감지할 수 있어, 다양한 용도로 활용될 수 있다. 전자 장치(101)는 착용 감지 센서(110)와 함께 가속도 센서(115)에서 측정한 가속도 데이터에 기반하여 전자 장치(101)의 착용 여부를 결정할 수 있다.
자이로 센서(120)는 물체의 각속도를 측정하는 센서일 수 있다. 자이로 센서(120)는 물체의 가속도를 측정하는 가속도 센서(115)와 달리 물체의 각속도를 측정할 수 있다. 상기 각속도는 시간당 회전하는 속도(또는 각도)를 의미하는 것일 수 있다. 자이로 센서(120)는 전자 장치(101)의 각속도에 기반하여 전자 장치(101)의 착용 여부를 결정하는데 이용될 수 있다. 자이로 센서(120)는 자이로스코프(Gyroscope) 센서라고도 할 수 있다.
터치 센서(125)는 전자 장치(101)를 제어하기 위한 센서일 수 있다. 전자 장치(101)에서 소리를 출력하는 중에 터치 센서(125)에서 터치가 검출되면 전자 장치(101)는 재생을 정지할 수 있다. 재생 정지 후, 터치 센서(125)에서 터치가 검출되면 전자 장치(101)는 재생을 시작할 수 있다. 터치 센서(125)는 사용자가 전자 장치(101)를 착용한 상태에서 터치를 입력받기 위해, 사용자의 귀에 삽입되지 않는 전자 장치(101)의 외부 영역에 배치될 수 있다.
메모리(130)(또는 버퍼)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(140) 또는 착용 감지 센서(110))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다.
프로세서(140)는 소프트웨어를 실행하여 프로세서(140)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(140)는 다른 구성요소(예: 착용 감지 센서(110) 또는 통신 모듈(150))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 메모리(130)에 저장하고, 메모리(130)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 메모리(130)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 메인 프로세서(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(예: 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서 및 보조 프로세서를 포함하는 경우, 보조 프로세서는 메인 프로세서보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서는 메인 프로세서와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 프로세서(140)는 착용 감지 센서(110)에 의해 물체 근접이 검출되면, 일정 시간 동안 자이로 센서(120)로부터 자이로 데이터를 수집하고, 수집한 자이로 데이터의 크기에 기반하여 샘플링 데이터를 선택하고, 선택된 샘플링 데이터를 기준치와 비교하여, 비교 결과에 기반하여 전자 장치(101)의 착용 상태를 인식할 수 있다. 프로세서(140)는 착용 감지 센서(110)를 이용하여 전자 장치(101)의 착용 상태를 1차 판단하고, 자이로 센서(120)를 이용하여 전자 장치(101)의 착용 상태를 2차로 판단함으로써, 전자 장치(101)의 착용 상태를 더욱 정확하게 인식할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 프로세서(140)는 착용 감지 센서(110)를 이용하여 전자 장치(101)의 착용 상태를 1차 판단하고, 가속도 센서(115)를 이용하여 전자 장치(101)의 착용 상태를 2차 판단하고, 자이로 센서(120)를 이용하여 전자 장치(101)의 착용 상태를 3차로 판단함으로써, 전자 장치(101)의 착용 상태를 더욱 정확하게 인식할 수 있다.
통신 모듈(150)은 외부 전자 장치(예: 스마트 폰, 노트북)와 무선 통신 채널을 수립하고, 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(150)은 블루투스, 저전력 블루투스, 와이파이(Wi-Fi), ANT+(adaptive network topology), LTE(long term evolution), 5G(5th generation mobile communication), 또는 NB-IoT(narrowband internet of things)를 통하여 외부 전자 장치와 연결되거나, 엑세스 포인트, 또는 네트워크와 연결될 수 있다. 통신 모듈(150)은 외부 전자 장치로부터 음향 신호를 수신하거나, 외부 전자 장치로 센싱 정보(또는 센싱 신호) 또는 음향 신호를 전송할 수 있다.
마이크(160)는 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 마이크(160)는 소리(또는 오디오)를 획득하여 전기 신호로 변환시킬 수 있다.
스피커(165)는 오디오(또는 음향) 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 스피커(165)는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커(165)는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리시버는 스피커(165)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
충전 모듈(170)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 충전 모듈(170)은 인터페이스(180)를 통해 수신되는 전력으로 배터리(190)를 충전시킬 수 있다. 충전 모듈(170)은 PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
인터페이스(180)는 전자 장치(101)가 외부 장치(예: 도 2a의 하우징(201))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다.
배터리(190)는 웨어러블 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.
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 구성요소를 나타낸 것이다.
도 2a는 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))의 제1형태의 경우를 도시한 것이다. 제1형태의 전자 장치(101)는, 커널형(canal-type) 이어폰을 포함할 수 있다.
도 2b는 도 2a에 도시된, 제1형태의 전자 장치(101)의 분해사시도이다.
도 2c는 전자 장치(101)의 제2형태의 경우를 도시한 것이다. 제2형태의 전자 장치(101)는 오픈형(open-type) 이어폰을 포함할 수 있다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c를 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(예: 제1장치(210) 및/또는 제2장치(220))(예: 도 1의 전자 장치(101))는 외부 전자 장치(예: 스마트 폰)와 무선으로 연결되어, 외부 전자 장치로부터 출력되는 오디오 신호를 수신하여 스피커(165)(예: 도 1의 스피커(165))를 통해 출력하거나, 마이크로폰(예: 제1마이크로폰(161) 및/또는 제2마이크로폰(162))(예: 도 1의 마이크(160))를 통해 외부(예: 사용자)로부터 입력되는 오디오 신호를 외부 전자 장치로 전송하는 장치일 수 있다. 전자 장치(101)는 실질적으로 동일하거나 대칭되는 형상인 두 개의 장치인 제1장치(210) 및 제2장치(220) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이하, 본 발명에서 설명하는 전자 장치(101)는 제1장치(210) 또는 제2장치(220)를 의미할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1마이크로폰(161)은 스피커(165)의 음성 출력 방향과 실질적으로 반대되거나 상이한 방향을 향하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1마이크로폰(161)은 스피커(165)에서 출력된 오디오 신호를 수신하지 못하거나 실질적으로 0에 가까운 레벨으로 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2마이크로폰(162)은 스피커(165)의 음성 출력 방향과 실질적으로 동일하거나 유사한 방향을 향하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2마이크로폰(162)은 스피커(165)에서 출력된 오디오 신호를 출력된 레벨과 실질적으로 동일한 레벨로 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1마이크로폰(161), 제2마이크로폰(162) 및/또는 스피커(165)는 하우징(201) 내부에 포함될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 하우징(201)은 제1하우징(201a) 및 제2하우징(201b)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 제1장치(210) 및 제2장치(220)는 사용자 신체 일부(예: 사용자의 왼쪽 귀 또는 사용자의 오른쪽 귀)에 각각 착용될 수 있다. 제1장치(210) 및 제2장치(220) 각각은 스피커 또는 마이크를 포함할 수 있다. 제1장치(210) 및 제2장치(220) 각각은 스피커(165)를 통해 오디오 신호를 출력하거나, 마이크(예: 제1마이크(161) 및/또는 제2마이크(162))를 통해 외부로부터 오디오 신호를 수신(또는 입력)할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제1장치(210)가 마스터 역할을 하고, 제2장치(220)가 슬레이브 역할을 할 수 있다. 반대로, 제1장치(210)가 슬레이브 역할을 하고, 제2장치(220)가 마스터 역할을 할 수 있다. 제1장치(210) 및 제2장치(220)는 주기적 및/또는 연속적으로 외부 전자 장치로부터 스피커(165)로 출력할 오디오 신호를 수신할 수 있다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블록도이다.
도 3을 참조하면, 전자 장치(101)(예: 도 1의 전자 장치(101))는 스피커(165)(예: 도 1의 스피커(165)), 프로세서(140), 또는 적어도 하나의 마이크(예: 제1마이크로폰(161), 제2마이크로폰(162), 도 1의 마이크(160))를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 마이크는 제1마이크로폰(161) 및/또는 제2마이크로폰(162)을 포함할 수 있다. 전자 장치(101)는 제1마이크로폰(161) 및 제2마이크로폰(162) 가운데 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 마이크는 외부 소리을 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 마이크는 외부 오디오 신호를 전기적 신호로 변환할 수 있다. 이때 외부 오디오 신호는 전자 장치(101) 외부의 오디오 신호를 포함할 수 있다. 외부 오디오 신호는, 외부 소음 및 전자 장치(101) 내부에서 발생된 소리가 외부로 전달되어 다시 적어도 하나의 마이크를 통하여 수음되는 신호를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 마이크는 프로세서(140)로부터 지정된 동작 주파수에 기초하여 외부 오디오 신호를 수신할 수 있다. 마이크의 동작 주파수는 마이크의 클록(clock) 속도를 의미할 수 있다. 예를 들어, 동작 주파수는 마이크를 이용하여 아날로그 신호인 외부 오디오 신호의 디지털화된 데이터(예: 제1오디오 신호)를 기록하는 속도를 의미할 수 있다. 클록 속도는 시간당 발생되는 클록 펄스(clock pulse)의 숫자를 의미할 수 있고, 클록 주파수로 명명될 수 있다. 전자 장치(101)는, 적어도 하나의 마이크가 지정된 동작 주파수에 대응되는 일정 간격에 따라 수신한, 외부 오디오 신호에 관한 전기적 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 마이크는 지정된 동작 주파수에 대응되는 일정 간격에 따라 수신한, 외부 오디오 신호를 전기적 신호로 변환하고, 변환된 전기적 신호를 프로세서(140)로 전송할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1마이크로폰(161)은 전자 장치(101) 외부에서 발생한 오디오 신호, 예를 들면, 스피커(165)로부터 출력된 오디오 신호를 제외한 전자 장치(101) 외부의 오디오 신호를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2마이크로폰(162)은 전자 장치(101) 외부에서 발생한 오디오 신호, 예를 들면, 스피커(165)로부터 출력된 오디오 신호를 제외한 전자 장치(101) 외부의 오디오 신호를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 마이크는 디지털 마이크를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 스피커(165)는 전자 장치(101)의 외부로 오디오 신호를 출력할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 스피커(165)는 프로세서(140)로부터 출력할 오디오 신호에 관한 전기적 신호를 수신할 수 있고, 수신된 전기적 신호를 오디오 신호로 변환할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 프로세서(140)는 전자 장치(101)의 각 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터를 처리할 수 있다. 프로세서(140)는 도 1의 프로세서(140)의 구성 및/또는 기능 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 프로세서(140)는 스피커(165), 제1마이크로폰(161) 및/또는 제2마이크로폰(162)과 같은 전자 장치(101)의 구성요소와 작동적(operatively), 전기적(electrically) 및/또는 기능적(functionally)으로 연결될 수 있다. 프로세서(140)가 수행할 수 있는 동작, 연산 및 데이터 처리의 종류 및/또는 양에 대하여는 한정됨이 없을 것이나, 본 문서에서는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(101)의 소음 제거 방법 및 그 방법을 수행하는 동작과 관련된 프로세서(140)의 구성 및 기능에 대하여만 설명하기로 한다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 적어도 하나의 마이크(예: 제1마이크로폰(161) 및/또는 제2마이크로폰(162))로부터 외부 오디오 신호를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 적어도 하나의 마이크로부터 적어도 하나의 마이크가 외부 오디오 신호를 수신하여 전기적으로 변환한 신호를 수신할 수 있다. 이때 외부 오디오 신호는 전자 장치(101) 외부의 오디오 신호를 포함할 수 있다. 전자 장치(101) 외부의 오디오 신호(외부 오디오 신호)는 전자 장치(101)를 착용한 사용자의 귀(예: 외이) 외부에서 발생한 잡음(예: 제1외부 오디오 신호))을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 제1마이크로폰(161)을 제어하여 전자 장치(101) 외부의 오디오 신호(예: 제1외부 오디오 신호)를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 외부 오디오 신호는, 외부 소음 및 전자 장치(101) 내부에서 발생된 소리가 전자 장치(101)의 외부로 전달되어 다시 적어도 하나의 마이크를 통하여 수음되는 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 외부 오디오 신호는 전자 장치(101) 외부의 소리 가운데 전자 장치(101)를 착용한 사용자의 귀(예: 내이) 내부에 전달되는 모든 오디오 신호(예: 제2외부 오디오 신호)를 포함할 수 있다. 따라서 스피커 장치(165)에서 출력한 오디오 신호, 전자 장치(101)에서 발생된 소음(예: hiss noise) 및/또는 전자 장치(101) 외부에서 발생한 소음(예: 제1외부 오디오 신호) 가운데 전자 장치(101)의 물리적 차음 효과를 거쳐 전달된 오디오 신호를 모두 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제2마이크로폰(162)를 제어하여 전자 장치(101) 외부의 외부 오디오 신호 가운데 사용자 내이로 전달되는 오디오 신호(예: 제2외부 오디오 신호)를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 적어도 하나의 마이크의 동작 주파수를 설정하고 적어도 하나의 마이크가 설정된 동작 주파수에 기초하여 외부 오디오 신호를 수신하도록 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 마이크의 동작 주파수를 변경할 수 있다. 프로세서(140)는, 적어도 하나의 마이크가 지정된 동작 주파수에 대응되는 일정 간격에 따라 생성한, 외부 오디오 신호에 관한 전기적 신호를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제1마이크로폰(161) 및 제2마이크로폰(162) 각각을 제어하여 서로 다른 동작 주파수를 설정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제1마이크로폰(161) 및 제2마이크로폰(162)를 동시에 제어하여 한꺼번에 동작 주파수를 설정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 수신된 외부 오디오 신호에 기초하여 제1오디오 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1오디오 신호는 외부 오디오 신호가 디지털 신호로 변환된 것을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1오디오 신호는 외부 오디오 신호가 앰프(예: pre amplifier)를 통해 증폭 및 디지털 신호로 변환된 신호를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제1외부 오디오 신호가 처리된 신호(예: 제1디지털 신호) 및 제2외부 오디오 신호가 처리된 신호(예: 제2디지털 신호)에 기초하여 제1오디오 신호를 생성할 수 있다. 예를 들면, 제1외부 오디오 신호를 증폭 및 디지털 변환한 신호 및 제2외부 오디오 신호를 증폭 및 디지털 변환한 신호를 합성하여 제1오디오 신호를 생성할 수 있다. 외부 오디오 신호는 예를 들어, 제1외부 오디오 신호 또는 제2외부 오디오 신호를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 외부 오디오 신호를 처리하여 제1오디오 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1오디오 신호는 외부 오디오 신호가 ADC(analogue-digital converter)에 의하여 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환된 신호를 포함할 수 있다. ADC는 직접회로(integrated circuit) 형태로 프로세서(140) 외부에 배치되어 프로세서(140)와 전기적으로 연결된 회로를 포함할 수 있고, 또는, 프로세서(140) 내에 포함될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 ADC를 제어하여 외부 오디오 신호를 디지털 신호로 변환하여 제1오디오 신호를 생성할 수 있다. 제1오디오 신호는 제1외부 오디오 신호가 변환된 신호(예: 제1디지털 신호) 및 제2외부 오디오 신호가 변환된 신호(예: 제2디지털 신호)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제1오디오 신호에 기초하여 노이즈 신호 정보를 획득할 수 있다. 노이즈 신호 정보는, 외부 소리 가운데 소음에 관한 신호를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 노이즈 신호 정보는 제1오디오 신호의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 일 실시예예 따르면, 노이즈 신호 정보는 제1오디오 신호 가운데 지정된 주파수 대역 범위 내의 신호를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 적어도 하나의 마이크를 이용하여 외부 소리를 수신하여 생성된 제1오디오 신호 및 스피커(165)가 출력 중인 오디오 신호에 관한 정보에 기초하여 노이즈 신호 정보를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제1외부 오디오 신호가 변환된 신호(예: 제1디지털 신호(413)) 및 제2외부 오디오 신호가 변환된 신호(예: 제2디지털 신호(414))를 합산하여 생성된 제1오디오 신호에 기초하여 노이즈 신호 정보를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제1오디오 신호에 대하여 지정된 신호 처리 기법을 적용하여 노이즈 신호 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 제1오디오 신호를 지정된 하나 이상의 필터에 통과시켜 노이즈 신호 정보를 생성할 수 있다. 프로세서(140)는 제1오디오 신호를 변조, 증폭 및/또는 감쇄하여 노이즈 신호 정보를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제1외부 오디오 신호가 변환된 신호(예: 제1디지털 신호(413)) 및 제2외부 오디오 신호가 변환된 신호(예: 제2디지털 신호(414))에 대하여 서로 다른 필터를 적용하여 노이즈 신호 정보를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제2외부 오디오 신호에 대하여 전자 장치(101)가 출력한 오디오 신호(예: 제2오디오 신호)의 역위상 신호를 합산하여 노이즈 신호 정보를 생성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 노이즈 신호 정보에 기초하여 제2오디오 신호를 생성 및 출력할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 노이즈 신호 정보를 처리하여 제2오디오 신호를 생성할 수 있다. 제2오디오 신호는, 노이즈 신호를 제거하기 위한 신호일 수 있다. 예를 들면, 프로세서(140)는 노이즈 신호 정보를 역위상 처리할 수 있고, 노이즈 신호 정보 또는 노이즈 신호 정보의 역위상 신호에 대하여 필터링(filtering), 증폭, 감쇄 및/또는 변조를 적용할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 노이즈 신호 정보에 기초하여 노이즈 신호를 감쇄시키기 위한 제2오디오 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2오디오 신호는 노이즈 신호와 실질적으로 동일한 진폭을 가지며 반대되는 위상을 가지는 오디오 신호를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 스피커(165)를 제어하여 제2오디오 신호를 출력할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 노이즈를 제거하기 위한 제2오디오 신호 이외에 다른 오디오 데이터(예: 음원 데이터, 또는 전화 음성 데이터)를 출력하는 동시에 제2오디오 신호를 출력할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제2오디오 신호에 기초하여 마이크(예: 제1마이크로폰(161) 및/또는 제2마이크로폰(162))의 동작주파수를 결정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 생성된 제2오디오 신호를 분석하여 마이크의 동작주파수를 결정할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(140)는 제2오디오 신호의 이득(gain) 값에 기초하여 마이크의 동작주파수를 결정할 수 있다. 제2오디오 신호의 이득은 프로세서(140)가 제어하는 스피커(165)의 출력 이득을 통해 확인될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 스피커(165)의 이득(gain)을 기초로 마이크의 동작 주파수를 결정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제2오디오 신호의 이득이 증가하는 경우 마이크의 동작주파수를 감소시킬 수 있다. 노이즈 신호의 레벨이 높은 경우 노이즈 신호의 SNR(signal-to-noise ratio) 값은 노이즈 신호의 레벨과 양의 상관관계를 가질 수 있고, 낮은 동작주파수로 마이크를 제어하더라도 노이즈 신호를 효과적으로 수음할 수 있다. 반면, 노이즈 신호의 레벨이 낮은 경우 노이즈 신호의 SNR 값이 작을 수 있다. 이 경우 마이크를 높은 동작 주파수로 제어하여 낮은 SNR의 신호를 효과적으로 수음할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제2오디오 신호의 레벨이 감소하는 경우 마이크 동작주파수를 증가시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제2오디오 신호의 이득을 확인하고, 확인된 이득에 기초하여 마이크 동작주파수를 결정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 마이크(예: 제1마이크로폰(161) 및/또는 제2마이크로폰(162))의 동작 주파수를 제2오디오 신호에 기초하여 결정된 동작 주파수로 변경할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제2오디오 신호에 기초하여 결정된 마이크의 동작 주파수가 설정된, 또는 현재의 마이크 동작 주파수와 상이한 경우 결정된 동작 주파수로 변경할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 변경된 동작 주파수에 따라 마이크(예: 제1마이크로폰(161) 및/또는 제2마이크로폰(162))를 제어하여 외부 오디오 신호를 수신할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 마이크의 동작 주파수가 지정된 최대 동작 주파수에 도달한 경우 스피커(165)의 이득을 확인할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 스피커(165)의 이득이 0 또는 실질적으로 0에 상응하는 값을 갖는지 여부를 확인할 수 있다. 프로세서(140)는 스피커(165)의 이득이 지정된 임계값보다 작은지 여부를 기초로 스피커(165)의 이득이 0에 수렴하는지 여부를 확인할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 스피커(165)의 이득이 0에 수렴됨을 확인한 경우, 해당 시점의 외부 오디오 신호 레벨을 저장할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 스피커(165)의 이득이 실질적으로 0이 되는 것을 확인하고, 제1마이크로폰(161) 및/또는 제2마이크로폰(162)을 이용하여 획득한 외부 오디오 신호의 레벨값을 메모리(예: 도 1의 메모리(130))에 저장할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 스피커(165)의 이득이 0에 수렴됨을 확인하는 경우 스피커(165)를 비활성화 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제2오디오 신호의 이득이 0에 수렴되는 경우 마이크로 획득한 외부 오디오 신호의 레벨값을 저장하고, 스피커(165)를 비활성화할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제2오디오 신호의 이득이 0에 수렴되는 경우 마이크의 동작 주파수를 제2오디오 신호에 기초하여 변경된 동작 주파수에서 원래 값으로 복귀시킬 수 있다. 예를 들어, 원래 값이란 지정된 기본 동작 주파수일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제2오디오 신호의 이득이 0에 수렴될 때 저장된 외부 오디오 신호의 레벨에 기초하여, 새로 수신된 외부 오디오 신호의 레벨이 지정된 임계값을 초과하는 경우 비활성화된 스피커(165)를 다시 활성화할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 새로 수신된 외부 오디오 신호의 레벨에 대한 RMS(root mean squre) 값에 기초하여 새로 수신된 외부 오디오 신호의 레벨이 지정된 임계값을 초과하는지 여부를 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 지정된 주파수(예: 가청 주파수) 대역 범위에서, 새로 수신된 외부 오디오 신호의 레벨의 RMS 값을 확인할 수 있다. 프로세서(140)는 확인된 RMS 값이 지정된 임계값을 초과하는지 여부를 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 수신된 외부 오디오 신호 중 지정된 주파수 대역을 포함하는 외부 오디오 신호의 일부의 RMS 값이 지정된 임계값을 초과하는지 여부에 기초하여 스피커(165)를 다시 활성화 할 수 있다.
도 4는 다양한 실시예에 따른 전자 장치가 외부 소음을 제거하는 동작을 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 전자 장치(101)(예: 도 1의 전자 장치(101), 도 3의 전자 장치(101))는 제1마이크로폰(161), 제2마이크로폰(162) 및/또는 스피커(165)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 제1마이크로폰(161)으로부터 외부 오디오 신호(예: 제1외부 오디오 신호(401))를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 제1마이크로폰(161)을 통해 제1외부 오디오 신호(401)를 수신하여 전기적으로 변환한 신호(예: 제1디지털 신호(413))를 수신할 수 있다. 이때 제1외부 오디오 신호(401)는 전자 장치(101) 외부의 오디오 신호를 포함할 수 있다. 전자 장치(101) 외부는 전자 장치(101)를 착용한 사용자의 귀(417) 외부에서 발생한 잡음을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 제2외부 오디오 신호(402)를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 제2마이크로폰(162)를 제어하여 전자 장치(101) 외부의 외부 오디오 신호 가운데 사용자 내이로 전달되는 오디오 신호(예: 제2외부 오디오 신호(402))를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 외부 오디오 신호는, 외부 소음 및 전자 장치(101) 내부에서 발생된 소리가 전자 장치(101)의 외부로 전달되어 다시 적어도 하나의 마이크를 통하여 수음되는 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 외부 오디오 신호는 전자 장치(101) 외부의 소리 가운데 전자 장치(101)를 착용한 사용자의 귀(417) 내부에 전달되는 모든 오디오 신호(예: 제2외부 오디오 신호)를 포함할 수 있다. 따라서 스피커 장치(165)에서 출력한 오디오 신호, 전자 장치(101)에서 발생된 소음(예: hiss noise) 및/또는 전자 장치(101) 외부에서 발생한 소음(예: 제1외부 오디오 신호(401)) 가운데 전자 장치(101)의 물리적 차음 효과를 거쳐 전달된 오디오 신호(401a)를 모두 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2외부 오디오 신호(402)는 스피커(165)에서 출력한 제2오디오 신호(416) 및 제1외부 오디오 신호(401)가 전자 장치(101)의 물리적 구조에 의하여 차단되어(passively cancelled) 사용자 귀(417)에 전달된 잡음을 포함할 수 있다. 예컨대, 제2외부 오디오 신호(402)는 실제 사용자가 청취하는 소리와 실질적으로 동일한 오디오 신호를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2외부 오디오 신호(402)는 제1외부 오디오 신호(401)에 의한 잡음 가운데 적어도 일부를 제거하는 신호(제2오디오 신호(416))를 전자 장치(101)로 피드백하는 신호를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 수신된 제1외부 오디오 신호(401) 및/또는 제2외부 오디오 신호(402)에 기초하여 제1오디오 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1오디오 신호는 제1외부 오디오 신호(401)가 디지털 신호로 변환된 것(예: 제1디지털 신호(413))을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1오디오 신호는 제1외부 오디오 신호(401)가 제1앰프(403)(mic. pre amplifier)를 통해 증폭된 후 디지털 신호로 변환된 신호(예: 제1디지털 신호(413))를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1오디오 신호는 제2외부 오디오 신호(402)가 제2앰프(406)(mic. pre amplifier)를 통해 증폭된 후 디지털 신호로 변환된 신호(예: 제2디지털 신호(414))를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1오디오 신호는 제1외부 오디오 신호(401)가 필터(예: 제1필터(404))를 통해 변환된 신호를(예: 제1디지털 신호(413)) 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1오디오 신호는 제2외부 오디오 신호(402)가 필터(예: 제2필터(407))를 통해 변환된 신호(예: 제2디지털 신호(414))를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 제1외부 오디오 신호가 변환된 신호(예: 제1디지털 신호(413)) 및 제2외부 오디오 신호가 변환된 신호(예: 제2디지털 신호(414))를 합성하여 제1오디오 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 외부 오디오 신호를 처리하여 제1오디오 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1오디오 신호는 제1외부 오디오 신호(401)가 ADC(analogue-digital converter)(예: 제1ADC(405))에 의하여 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환된 신호(예: 제1디지털 신호(413)) 및/또는 제2외부 오디오 신호(402)가 ADC(예: 제2ADC(408))에 의하여 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환된 신호(예: 제2디지털 신호(414))를 포함할 수 있다. ADC는 직접회로(integrated circuit) 형태로 전자 장치(101) 내부에 배치되어 전자 장치(101)와 전기적으로 연결된 회로를 포함할 수 있고, 또는, 전자 장치(101)의 프로세서(예: 도 3의 프로세서(140)) 내에 포함될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 ADC(예: 제1ADC(405), 제2ADC(408))를 제어하여 외부 오디오 신호(예: 제1외부 오디오 신호(401), 제2외부 오디오 신호(402))를 디지털 신호로 변환하여 제1오디오 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 제1외부 오디오 신호가 변환된 신호(예: 제1디지털 신호(413)) 및 제2외부 오디오 신호가 변환된 신호(예: 제2디지털 신호(414))를 합산하여 제1오디오 신호를 생성할 수 있다.
전자 장치(101)는 DSP(409)를 제어하여 각종 오디오 신호를 합성하거나 분석, 변환과 같은 처리를 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 DSP(409)(digital signal processor)를 제어하여 제1오디오 신호를 생성할 수 있다. DSP(409)는 프로세서(예: 도 3의 프로세서(140))의 일부 또는 프로세서(140) 외부에 배치된 직접회로 형태로 프로세서(140)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 제1외부 오디오 신호(401)에 의하여 생성된 신호(예: 제1디지털 신호(413)) 및 제2외부 오디오 신호(402)에 의하여 생성된 신호(예: 제2디지털 신호(414))를 합성하여 제1오디오 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 적어도 하나의 제1마이크로폰(161)의 동작 주파수를 설정하고 적어도 하나의 제1마이크로폰(161)이 설정된 동작 주파수에 기초하여 외부 오디오 신호를 수신하도록 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 제1마이크로폰(161)의 동작 주파수를 변경할 수 있다. 제1마이크로폰(161)의 동작 주파수는 제1마이크로폰(161)의 클록(clock) 속도를 의미할 수 있다. 예를 들어, 제1마이크로폰(161)을 이용하여 제1외부 오디오 신호(401)의 디지털화된 데이터(예: 제1디지털 신호(413))를 기록하는 속도를 의미할 수 있다. 클록 속도는 시간당 발생되는 클록 펄스(clock pulse)의 숫자를 의미할 수 있고, 클록 주파수로 명명될 수 있다. 전자 장치(101)는, 적어도 하나의 제1마이크로폰(161)이 지정된 동작 주파수에 대응되는 일정 간격에 따라 수신한, 외부 오디오 신호에 관한 전기적 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 동작 주파수는 ADC(예: 제1ADC(405))가 제1외부 오디오 신호(401)를 디지털 신호로 기록하는 속도를 의미할 수 있다. 전자 장치(101)는 제1ADC(405)를 동작 주파수에 기초하여 제어함으로써 동작 주파수에 대응되는 속도로 복수의 디지털 신호(예: 제1디지털 신호(413))를 생성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 적어도 하나의 제2마이크로폰(162)의 동작 주파수를 설정하고 적어도 하나의 제2마이크로폰(162)이 설정된 동작 주파수에 기초하여 외부 오디오 신호를 수신하도록 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 제2마이크로폰(162)의 동작 주파수를 변경할 수 있다. 제2마이크로폰(162)의 동작 주파수는 제2마이크로폰(162)의 클록(clock) 속도를 의미할 수 있다. 예를 들어, 제2마이크로폰(162)을 이용하여 제2외부 오디오 신호(402)의 디지털화된 데이터(예: 제2디지털 신호(414))를 기록하는 속도를 의미할 수 있다. 클록 속도는 시간당 발생되는 클록 펄스(clock pulse)의 숫자를 의미할 수 있고, 클록 주파수로 명명될 수 있다. 전자 장치(101)는, 적어도 하나의 제2마이크로폰(162)이 지정된 동작 주파수에 따라 수신한 외부 오디오 신호에 관한 전기적 신호를 수신하도록 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 동작 주파수는 ADC(예: 제2ADC(408))가 제2외부 오디오 신호(402)를 디지털 신호로 기록하는 속도를 의미할 수 있다. 전자 장치(101)는 제2ADC(408)를 동작 주파수에 기초하여 제어함으로써 동작 주파수에 대응되는 속도로 복수의 디지털 신호(예: 제2디지털 신호(414))를 생성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 제1마이크로폰(161) 및 제2마이크로폰(162) 각각을 제어하여 서로 다른 동작 주파수를 설정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 제1마이크로폰(161) 및 제2마이크로폰(162)를 동시에 제어하여 각 마이크에 동일한 동작 주파수를 설정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 노이즈 신호 정보(415)를 획득할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 제1오디오 신호에 기초하여 노이즈 신호 정보(415)를 획득할 수 있다. 노이즈 신호 정보(415)는, 외부 소리 가운데 소음에 관한 신호를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 노이즈 신호 정보(415)는 제1오디오 신호의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 일 실시예예 따르면, 노이즈 신호 정보(415)는 제1오디오 신호 가운데 지정된 주파수 대역 범위 내의 신호를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 DSP(409)를 제어하여 제1오디오 신호에 기초하여 노이즈 신호 정보(415)를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 제1외부 오디오 신호(401)에 기초하여 생성된 제1디지털 신호(413) 및 제2외부 오디오 신호에 기초하여 생성된 제2디지털 신호(414)를 합산하여 제1오디오 신호를 생성하고, 제1오디오 신호에 기초하여 노이즈 신호 정보(415)를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 DSP(409)를 제어하여, 제1오디오 신호에 대하여 지정된 신호 처리 기법을 적용함으로써 노이즈 신호 정보(415)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 제1오디오 신호를 지정된 하나 이상의 필터에 통과시켜 노이즈 신호 정보(415)를 생성할 수 있다. 전자 장치(101)는 제1오디오 신호를 변조, 증폭 및/또는 감쇄하여 노이즈 신호 정보(415)를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 제1외부 오디오 신호(401)에 기초한 제1디지털 신호(413) 및 제2외부 오디오 신호(402)에 기초한 제2디지털 신호(414)에 대하여 서로 다른 필터를 적용하여 노이즈 신호 정보(415)를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 제2외부 오디오 신호(402)에 대하여 전자 장치(101)가 제2오디오 신호 이외에 출력하고자 하는 오디오 신호(예: 음원)의 역위상 신호를 합산하여 노이즈 신호 정보(415)를 생성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 노이즈 신호 정보(415)에 기초하여 제2오디오 신호(416)를 생성 및 출력할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 노이즈 신호 정보(415)를 처리하여 제2오디오 신호(416)를 생성할 수 있다. 제2오디오 신호(416)는, 잡음을 제거하기 위한 신호일 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)는 노이즈 신호 정보(415)를 역위상 처리할 수 있고, 노이즈 신호 정보(415) 또는 노이즈 신호 정보(415)의 역위상 신호에 대하여, 필터(예: 제3필터(411))를 적용하여 필터링(filtering)할 수 있고, 앰프(예: 제3앰프(412))(power amplifier)를 이용하여 증폭할 수 있고, 감쇄 및/또는 변조를 적용할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 노이즈 신호 정보(415)에 기초하여 노이즈 신호를 감쇄시키기 위한 제2오디오 신호(416)를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2오디오 신호(416)는 노이즈 신호와 실질적으로 동일한 진폭을 가지며 반대되는 위상을 가지는 오디오 신호를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 스피커(예: 도 3의 스피커(165))를 제어하여 제2오디오 신호(416)를 출력할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 노이즈 신호 정보(415)에 기초하여 제2오디오 신호(416)를 생성 및 출력할 수 있다. 전자 장치(101)는 노이즈 신호 정보(415)에 기초하여 제2오디오 신호의 레벨을 결정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)는 노이즈 신호 정보(415)에 기초하여 외부 오디오 신호에 포함된 노이즈의 크기에 대응하는 레벨의 제2오디오 신호(416)를 생성할 수 있다. 전자 장치(101)는 제3앰프(412)를 제어하여 노이즈 신호 정보(415)에 대응되는 레벨의 이득(gain)만큼 증폭시켜 제2오디오 신호(416)를 출력할 수 있다.
도 5는 다양한 실시예에 따른 전자 장치가 외부 소음을 제거하는 동작 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101), 도 3의 전자 장치(101))가 외부 소음을 제거하는 동작은 전자 장치의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(140), 도 3의 프로세서(140))가 수행하는 일련의 동작을 포함할 수 있다. 도 5의 각 동작은 그 일부가 변형되거나 서로 교환 또는 다른 동작으로 치환될 수 있다.
동작 501에서, 프로세서(140)는 마이크(예: 도 3의 제1마이크로폰(161) 및/또는 제2마이크로폰(162))의 동작 주파수를 제1주파수로 설정하여 외부 오디오 신호를 수신할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 적어도 하나의 마이크(예: 도 3의 제1마이크로폰(161) 및/또는 제2마이크로폰(162))로부터 외부 오디오 신호를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 적어도 하나의 마이크로부터 적어도 하나의 마이크가 외부 오디오 신호를 수신하여 전기적으로 변환한 신호를 수신할 수 있다. 이때 외부 오디오 신호는 전자 장치(101) 외부의 오디오 신호를 포함할 수 있다. 전자 장치(101) 외부는 전자 장치(101)를 착용한 사용자의 귀(예: 외이) 외부에서 발생한 잡음(예: 제1외부 오디오 신호))을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 제1마이크로폰(161)을 제어하여 전자 장치(101) 외부의 오디오 신호(예: 제1외부 오디오 신호)를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 외부 오디오 신호는, 외부 소음 및 전자 장치(101) 내부에서 발생된 소리가 전자 장치(101)의 외부로 전달되어 다시 적어도 하나의 마이크(예: 제2마이크로폰(162))를 통하여 수음되는 신호(예: 제2외부 음성 신호)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 외부 오디오 신호는 전자 장치(101) 외부의 소리 가운데 전자 장치(101)를 착용한 사용자의 귀(예: 내이) 내부에 전달되는 모든 오디오 신호(예: 제2외부 오디오 신호)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제2외부 오디오 신호는 스피커 장치(165)에서 출력한 오디오 신호, 전자 장치(101)에서 발생된 소음(예: hiss noise) 및/또는 전자 장치(101) 외부에서 발생한 소음(예: 제1외부 오디오 신호) 가운데 전자 장치(101)의 물리적 차음 효과를 거쳐 전달된 오디오 신호를 모두 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 적어도 하나의 마이크의 동작 주파수(예: 제1주파수)를 설정하고 적어도 하나의 마이크가 설정된 동작 주파수에 기초하여 외부 오디오 신호를 생성하도록 제어할 수 있다. 프로세서(140)는, 적어도 하나의 마이크가 지정된 동작 주파수에 대응되는 일정 간격에 따라 생성한, 외부 오디오 신호에 관한 전기적 신호를 수신할 수 있다. 제1주파수는, 예를 들면, 동작 주파수에 대한 초기 설정값일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제1마이크로폰(161) 및 제2마이크로폰(162) 각각을 제어하여 서로 다른 동작 주파수를 설정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제1마이크로폰(161) 및 제2마이크로폰(162)를 동시에 제어하여 한꺼번에 동작 주파수를 설정할 수 있다.
동작 502에서, 프로세서(140)는 제1오디오 신호를 생성하고 노이즈 신호 정보를 획득할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 수신된 외부 오디오 신호에 기초하여 제1오디오 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1오디오 신호는 외부 오디오 신호가 디지털 신호로 변환된 것을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1오디오 신호는 외부 오디오 신호가 앰프(예: pre amplifier)를 통해 증폭 및 디지털 신호로 변환된 신호를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제1외부 오디오 신호 및 제2외부 오디오 신호를 합성하여 제1오디오 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 외부 오디오 신호를 처리하여 제1오디오 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1오디오 신호는 외부 오디오 신호가 ADC(analogue-digital converter)에 의하여 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환된 신호를 포함할 수 있다. ADC는 직접회로(integrated circuit) 형태로 프로세서(140) 외부에 배치되어 프로세서(140)와 전기적으로 연결된 회로를 포함할 수 있고, 또는, 프로세서(140) 내에 포함될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 ADC를 제어하여 외부 오디오 신호를 디지털 신호로 변환하여 제1오디오 신호를 생성할 수 있다. 제1오디오 신호는 제1외부 오디오 신호 및 제2외부 오디오 신호를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제1오디오 신호에 기초하여 노이즈 신호 정보를 획득할 수 있다. 노이즈 신호 정보는, 외부 소리 가운데 소음에 관한 신호를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 노이즈 신호 정보는 제1오디오 신호를 포함할 수 있다. 일 실시예예 따르면, 노이즈 신호 정보는 제1오디오 신호 가운데 지정된 주파수 대역 범위 내의 신호를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 적어도 하나의 마이크를 이용하여 외부 소리를 수신하여 생성된 제1오디오 신호 및 스피커(165)가 출력 중인 오디오 신호에 관한 정보에 기초하여 노이즈 신호 정보를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제1외부 오디오 신호에 기초하여 생성된 제1오디오 신호 및 제2외부 오디오 신호에 기초하여 생성된 제1오디오 신호를 합산하여 노이즈 신호 정보를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제1오디오 신호에 대하여 지정된 신호 처리 기법을 적용하여 노이즈 신호 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 제1오디오 신호를 지정된 하나 이상의 필터에 통과시켜 노이즈 신호 정보를 생성할 수 있다. 프로세서(140)는 제1오디오 신호를 변조, 증폭 및/또는 감쇄하여 노이즈 신호 정보를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제1외부 오디오 신호에 기초한 제1오디오 정보 및 제2외부 오디오 신호에 기초한 제1오디오 정보에 대하여 서로 다른 필터를 적용하여 노이즈 신호 정보를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제2외부 오디오 신호에 대하여 전자 장치(101)가 출력한 오디오 신호(예: 제2오디오 신호)의 역위상 신호를 합산하여 노이즈 신호 정보를 생성할 수 있다.
동작 503에서, 프로세서(140)는 제2오디오 신호를 생성 및 출력할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 노이즈 신호 정보에 기초하여 제2오디오 신호를 생성 및 출력할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 노이즈 신호 정보를 처리하여 제2오디오 신호를 생성할 수 있다. 제2오디오 신호는, 노이즈 신호를 제거하기 위한 신호일 수 있다. 예를 들면, 프로세서(140)는 노이즈 신호 정보를 역위상 처리할 수 있고, 노이즈 신호 정보 또는 노이즈 신호 정보의 역위상 신호에 대하여 필터링(filtering), 증폭, 감쇄 및/또는 변조를 적용할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 노이즈 신호 정보에 기초하여 노이즈 신호를 감쇄시키기 위한 제2오디오 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2오디오 신호는 노이즈 신호와 실질적으로 동일한 진폭을 가지며 반대되는 위상을 가지는 오디오 신호를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 스피커(예: 도 3의 스피커(165))를 제어하여 제2오디오 신호를 출력할 수 있다.
동작 504에서, 프로세서(140)는 제2오디오 신호에 기초하여 제2주파수를 결정할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제2오디오 신호에 기초하여 마이크(예: 도 3의 제1마이크로폰(161) 및/또는 제2마이크로폰(162))의 동작주파수를 결정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 생성된 제2오디오 신호를 분석하여 마이크의 동작주파수를 결정할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(140)는 제2오디오 신호의 이득(gain) 값에 기초하여 마이크의 동작주파수를 결정할 수 있다. 제2오디오 신호의 이득은 프로세서(140)가 제어하는 스피커(예: 도 3의 스피커(165))의 출력 이득을 통해 확인될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 스피커(165)의 이득(gain)을 기초로 마이크의 동작 주파수를 결정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제2오디오 신호의 이득이 증가하는 경우 마이크의 동작주파수를 감소시킬 수 있다. 노이즈 신호의 레벨이 높은 경우 노이즈 신호의 SNR(signal-to-noise ratio) 값은 노이즈 신호의 레벨과 양의 상관관계를 가질 수 있고, 프로세서(140)는 낮은 동작주파수로 마이크를 제어하더라도 노이즈 신호를 수음할 수 있다. 반면, 노이즈 신호의 레벨이 낮은 경우 노이즈 신호의 SNR 값이 매우 작을 수 있다. 이 경우 프로세서(140)는 마이크를 높은 동작 주파수로 제어하여 낮은 SNR의 신호를 수음할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제2오디오 신호의 레벨이 감소하는 경우 마이크 동작주파수를 증가시킬 수 있다. 여기서 오디오 신호의 '레벨'은, 오디오 신호의 크기 또는 오디오 신호의 볼륨을 의미할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제2오디오 신호의 이득을 확인하고, 확인된 이득에 기초하여 마이크 동작주파수를 결정할 수 있다.
동작 505에서, 프로세서(140)는 마이크로폰의 동작 주파수를 제2주파수로 변경하여 외부 오디오 신호를 수신할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 마이크(예: 도 3의 제1마이크로폰(161) 및/또는 제2마이크로폰(162))의 동작 주파수를 제2오디오 신호에 기초하여 결정된 동작 주파수로 변경할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제2오디오 신호에 기초하여 결정된 마이크의 동작 주파수가 설정된, 또는 현재의 마이크 동작 주파수와 상이한 경우 결정된 동작 주파수로 변경할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 변경된 동작 주파수에 따라 마이크(예: 제1마이크로폰(161) 및/또는 제2마이크로폰(162))를 제어하여 외부 오디오 신호를 수신할 수 있다.
도 6은 다양한 실시예에 따른 마이크로폰 동작 주파수에 대응되는 자기 잡음(self-noise) 크기의 예시적 그래프(예: 제1그래프(600))를 나타낸 것이다.
도 7은 다양한 실시예에 따른 마이크로폰 동작 주파수에 따른 자기 잡음(self-noise) 크기의 예시적 그래프(예: 제2그래프(700))를 나타낸 것이다.
도 6을 참조하면, 제1그래프(600)는 마이크로폰(예: 도 3의 제1마이크로폰(161) 및/또는 제2마이크로폰(162))의 동작 주파수 가운데 가장 큰 값(예: 최대 동작 주파수)을 가질 때의 자기 잡음(self-noise, residual noise, EIN(equivalent input noise) 또는 sen(민감도, sensitivity)의 크기에 대한 FFT(고속 푸리에 변환, fast Fourier transform) 모델을 나타낸 그래프일 수 있다. 자기 잡음은, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101), 도 3의 전자 장치(101))가 마이크로폰을 이용하여 외부 오디오 신호를 수음할 때 마이크로폰에서 발생하는 잡음을 의미할 수 있다. 예를 들어, 자기 잡음은 전자 장치(101)가 스스로 발생시키는 잡음일 수 있다.
도 7을 참조하면, 제2그래프(700)는 마이크로폰(예: 도 3의 제1마이크로폰(161) 및/또는 제2마이크로폰(162))의 동작 주파수 가운데 가장 작은 값(예: 최소 동작 주파수)을 가질 때의 자기 잡음(self-noise)의 크기에 대한 FFT(고속 푸리에 변환, fast Fourier transform) 모델을 나타낸 그래프일 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 마이크로폰의 최대 동작 주파수는 3.072MHz일 수 있고, 최소 동작 주파수는 0.768MHz일 수 있으나, 이는 예시적인 수치에 불과하며 마이크로폰의 최대 또는 최소 동작 주파수는 상술한 값에 한정되지 않는다. 또한 제1그래프(600) 또는 제2그래프(700)의 각 수치는 예시적인 값으로 동작 주파수의 감소 또는 증가에 따른 자기 잡음의 상대적 차이를 보이기 위함이다. 따라서 최대 또는 최소 동작 주파수에 대응되는 자기 잡음의 크기는 제1그래프(600) 또는 제2그래프(700)의 각 수치에 한정되지 않는다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 제1그래프(600) 및 제2그래프(700)의 가로축은 자기 잡음의 주파수(frequency)를 나타낼 수 있다. 제1그래프(600) 및 제2그래프(700)의 세로축은 자기 잡음(self-noise, residual noise, EIN(equivalent input noise) 또는 sen(self-equivalent noise))의 크기를 dBfs(deci-bell full scale) 값으로 표현한 것을 나타낼 수 있다.
제1그래프(600) 및 제2그래프(700)를 비교하는 경우 동일한 마이크로폰을 기준으로, 높은 동작 주파수(예: 최대 동작 주파수)에서의 자기 잡음 크기가 낮은 동작 주파수(예: 최소 동작 주파수)에서의 자기 잡음 크기에 비하여 상대적으로 작은 값을 나타냄을 알 수 있다.
마이크로폰의 동작 주파수에 대응되는 자기 잡음의 파워 스펙트럼 밀도(power spectral density)는 수학식 1과 같이 표현될 수 있다. 수학식 1에서 E(f)는 자기 잡음의 파워 스펙트럼 밀도, e_rms는 잡음의 파워에 대한 실효값(RMS 평균, root-mean-square 평균), f_s는 동작 주파수를 의미할 수 있다.
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도 6 및 도 7의 제1그래프(600) 및 제2그래프(700)의 결과를 참조하면, 마이크로폰의 동작 주파수를 증가시키는 경우 마이크로폰의 자기 잡음이 줄어들 수 있고, 마이크로폰의 동작 주파수를 감소시키는 경우 마이크로폰의 자기 잡음이 증가할 수 있다. 마이크로폰은 자기 잡음보다 큰 레벨의 외부 오디오 신호만을 수음할 수 있고, 따라서 마이크로폰의 동작 주파수를 높이는 경우 더 작은 외부 오디오 신호를 수음하는 것이 가능하다.
도 8은 다양한 실시예에 따른 외부 오디오 신호의 레벨에 따라 마이크로폰의 동작 주파수를 분류한 것이다.
도 8을 참조하면, 외부 오디오 신호의 레벨은 침실 수준의 레벨(bed room level, 약 40dB), 조용한 사무실 수준의 레벨(quiet office level, 약 50dB), 버스 내부 수준의 레벨(inside bus level, 약 90dB), 공항 수준의 레벨(airport level, 약 110dB)로 구별할 수 있다. 외부 오디오 신호의 레벨은 다양한 외부 오디오 신호(예: 소음)의 크기를 일반적으로 나타낸 것으로서 예시적 수치에 불과하다.
외부 오디오 신호(예: 노이즈 신호)의 레벨이 높은 경우 노이즈 신호의 SNR(signal-to-noise ratio) 값은 노이즈 신호의 레벨과 양의 상관관계를 가질 수 있다. 따라서 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101), 도 3의 전자 장치(101))가 낮은 동작주파수로 마이크를 제어하더라도 노이즈 신호를 수음할 수 있다. 반면, 노이즈 신호의 레벨이 낮은 경우 노이즈 신호의 SNR 값이 매우 작을 수 있다. 이 경우 전자 장치(101)는 마이크를 높은 동작 주파수로 제어하여 낮은 SNR의 신호를 수음할 수 있다.
또한 도 6 및 도 7에서 상술한 바와 같이 마이크의 동작 주파수가 높은 경우 전자 장치(101)는 상대적으로 낮은 레벨의 자기 잡음을 발생시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 노이즈 신호의 레벨이 낮은 경우 마이크가 저레벨의 소리를 수음 가능하도록 높은 동작 주파수(803)로 마이크를 제어할 수 있다.
마이크의 동작 주파수가 낮은 경우 전자 장치(101)는 상대적으로 높은 레벨의 자기 잡음을 발생시킬 수 있다. 따라서 노이즈 신호의 레벨이 높은 경우 전자 장치(101)가 낮은 동작 주파수로 마이크를 제어하여 높은 레벨의 노이즈 신호를 발생시키더라도 수음되는 노이즈 신호의 품질에 영향이 적을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 저전력으로 마이크를 제어하기 위하여 노이즈 신호의 레벨이 높은 경우 낮은 동작 주파수(801)로 마이크를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 노이즈 신호의 레벨이 상대적으로 크거나 작지 않은 평균적인 상태(예: 조용한 사무실 수준의 레벨)에 머무는 경우 지정된 동작 주파수(예: 제1주파수)로 마이크를 제어할 수 있다.
도 9는 다양한 실시예에 따른 전자 장치가 외부 소음을 제거하는 동작 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101), 도 3의 전자 장치(101))가 외부 소음을 제거하는 동작은 전자 장치의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(140), 도 3의 프로세서(140))가 수행하는 일련의 동작을 포함할 수 있다. 도 9의 각 동작은 그 일부가 변형되거나 서로 교환 또는 다른 동작으로 치환될 수 있다.
동작 901에서, 프로세서(140)는 적어도 하나의 마이크의 동작 주파수에 기초하여 외부 오디오 신호를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 마이크(예: 도 3의 제1마이크로폰(161) 및/또는 제2마이크로폰(162))의 동작 주파수를 제1주파수로 설정하여 외부 오디오 신호를 수신할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 적어도 하나의 마이크(예: 도 3의 제1마이크로폰(161) 및/또는 제2마이크로폰(162))로부터 외부 오디오 신호를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 적어도 하나의 마이크로부터 적어도 하나의 마이크가 외부 오디오 신호를 수신하여 전기적으로 변환한 신호를 수신할 수 있다.
이때 외부 오디오 신호는 전자 장치(101) 외부의 오디오 신호를 포함할 수 있다. 전자 장치(101) 외부는 전자 장치(101)를 착용한 사용자의 귀(예: 외이) 외부에서 발생한 잡음(예: 제1외부 오디오 신호))을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 제1마이크로폰(161)을 제어하여 전자 장치(101) 외부의 오디오 신호(예: 제1외부 오디오 신호)를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 외부 오디오 신호는, 외부 소음 및 전자 장치(101) 내부에서 발생된 소리가 전자 장치(101)의 외부로 전달되어 다시 적어도 하나의 마이크(예: 제2마이크로폰(162))를 통하여 수음되는 신호(예: 제2외부 음성 신호)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 외부 오디오 신호는 전자 장치(101) 외부의 소리 가운데 전자 장치(101)를 착용한 사용자의 귀(예: 내이) 내부에 전달되는 모든 오디오 신호(예: 제2외부 오디오 신호)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제2외부 오디오 신호는 스피커 장치(165)에서 출력한 오디오 신호, 전자 장치(101)에서 발생된 소음(예: hiss noise) 및/또는 전자 장치(101) 외부에서 발생한 소음(예: 제1외부 오디오 신호) 가운데 전자 장치(101)의 물리적 차음 효과를 거쳐 전달된 오디오 신호를 모두 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 제2마이크로폰(162)을 제어하여 전자 장치(101) 외부의 오디오 신호(예: 제2외부 오디오 신호)를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 적어도 하나의 마이크의 동작 주파수(예: 제1주파수)를 설정하고 적어도 하나의 마이크가 설정된 동작 주파수에 기초하여 외부 오디오 신호를 수신하도록 제어할 수 있다. 프로세서(140)는, 적어도 하나의 마이크가 지정된 동작 주파수에 대응되는 일정 간격에 따라 수신한, 외부 오디오 신호에 관한 전기적 신호를 수신할 수 있다. 제1주파수는, 예를 들면, 동작 주파수에 대한 초기 설정값일 수 있다. 외부 오디오 신호는 제1외부 오디오 신호 및 제2외부 오디오 신호를 포함할 수 있다.
동작 902에서, 프로세서(140)는 제2오디오 신호를 생성 및 출력할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제1오디오 신호를 생성하고 노이즈 신호 정보를 획득할 수 있다. 프로세서(140)는 수신된 외부 오디오 신호에 기초하여 제1오디오 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1오디오 신호는 외부 오디오 신호가 디지털 신호로 변환된 것을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1오디오 신호는 외부 오디오 신호가 앰프(예: pre amplifier)를 통해 증폭 및 디지털 신호로 변환된 신호를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제1외부 오디오 신호 및 제2외부 오디오 신호를 각각 디지털 신호로 변환할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 제1외부 오디오 신호를 디지털 신호로 변환한 제1디지털 신호 및 제2외부 오디오 신호를 디지털 신호로 변환한 제2디지털 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제1디지털 신호 및 제2디지털 신호를 합성하여 제1오디오 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 외부 오디오 신호를 처리하여 제1오디오 신호를 생성할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제1오디오 신호에 기초하여 노이즈 신호 정보를 획득할 수 있다. 노이즈 신호 정보는, 외부 소리 가운데 소음에 관한 신호를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 노이즈 신호 정보는 제1오디오 신호를 포함할 수 있다. 일 실시예예 따르면, 노이즈 신호 정보는 제1오디오 신호 가운데 지정된 주파수 대역 범위 내의 신호를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 적어도 하나의 마이크를 이용하여 외부 소리를 수신하여 생성된 제1오디오 신호 및 스피커(165)가 출력 중인 오디오 신호에 관한 정보에 기초하여 노이즈 신호 정보를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제1외부 오디오 신호에 기초하여 생성된 제1디지털 신호 및 제2외부 오디오 신호에 기초하여 생성된 제2디지털 신호를 합산하여 노이즈 신호 정보를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제1오디오 신호에 대하여 지정된 신호 처리 기법을 적용하여 노이즈 신호 정보를 생성할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 노이즈 신호 정보에 기초하여 제2오디오 신호를 생성 및 출력할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 노이즈 신호 정보를 처리하여 제2오디오 신호를 생성할 수 있다. 제2오디오 신호는, 노이즈 신호를 제거하기 위한 신호일 수 있다. 예를 들면, 프로세서(140)는 노이즈 신호 정보를 역위상 처리할 수 있고, 노이즈 신호 정보 또는 노이즈 신호 정보의 역위상 신호에 대하여 필터링(filtering), 증폭, 감쇄 및/또는 변조를 적용할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 노이즈 신호 정보에 기초하여 노이즈 신호를 감쇄시키기 위한 제2오디오 신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2오디오 신호는 노이즈 신호와 실질적으로 동일한 진폭을 가지며 반대되는 위상을 가지는 오디오 신호를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 스피커(예: 도 3의 스피커(165))를 제어하여 제2오디오 신호를 출력할 수 있다.
동작 903을 참조하면, 프로세서(140)는 스피커(165)의 이득이 변경되는지 여부를 확인할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제2오디오 신호를 출력하는 스피커(165)의 이득을 확인할 수 있다. 프로세서(140)는 스피커(165)의 이득을 제2오디오 신호 출력 중 지속적으로 및/또는 주기적으로 확인할 수 있다. 프로세서(140)는 스피커(165)의 이득의 변경 여부에 관하여, 지정된 임계값을 적용하여 확인할 수 있다. 프로세서(140)는 스피커(165)의 이득이 직전에 비하여 임계값보다 큰 폭으로 상승 또는 하강함에 기초하여 스피커(165) 이득의 변경 여부를 확인할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 프로세서(140)는 스피커(165)의 이득에 대하여 임계값을 적용하지 않고 실시간으로 스피커(165)의 이득을 확인하고, 변경되는 경우 스피커 이득의 변경 여부를 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 스피커(165)의 이득이 변경되는 경우 동작 904로 진행할 수 있고, 스피커(165)의 이득이 변경되지 않는 경우 경우 동작 901로 복귀할 수 있다.
동작 904를 참조하면, 프로세서(140)는 스피커(165)의 이득이 상승하는지, 하강하는지 여부를 확인할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제2오디오 신호를 출력하는 스피커(165)의 이득을 확인할 수 있다. 프로세서(140)는 스피커(165)의 이득을 제2오디오 신호 출력 중 지속적으로 및/또는 주기적으로 확인할 수 있다. 프로세서(140)는 스피커(165)의 이득의 상승 또는 하강 여부에 관하여, 지정된 임계값을 적용하여 확인할 수 있다. 프로세서(140)는 스피커(165)의 이득이 직전에 비하여 임계값보다 큰 폭으로 상승 또는 하강함에 기초하여 스피커(165) 이득의 상승 또는 하강 여부를 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 스피커(165)의 이득이 상승하는 경우 동작 905로 진행할 수 있고, 스피커(165)의 이득이 하강하는 경우 동작 907로 진행할 수 있다.
동작 905에서, 프로세서(140)는 마이크의 동작 주파수가 최소 동작 주파수에 도달하였는지 여부를 확인할 수 있다. 최소 동작 주파수는 마이크의 동작 주파수가 도달할 수 있는 동작 주파수 가운데 최소값일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 마이크의 동작 주파수를 지속적 및/또는 주기적으로 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 최소 동작 주파수는 지정된 값일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 최소 동작 주파수는 마이크의 하드웨어적 사양에 따라 다른 값을 가질 수 있다. 프로세서(140)는 마이크의 동작 주파수가 최소 동작 주파수에 도달한 경우 다시 동작 901로 돌아갈 수 있고, 최소 동작 주파수에 도달하지 않은 경우 동작 906으로 진행할 수 있다.
동작 906에서, 프로세서(140)는 동작 주파수를 하강할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 마이크(예: 도 3의 제1마이크로폰(161) 및/또는 제2마이크로폰(162))의 동작 주파수를 변경할 수 있다. 프로세서(140)는, 적어도 하나의 마이크가 지정된 동작 주파수에 대응되는 일정 간격에 따라 수신한, 외부 오디오 신호에 관한 전기적 신호를 수신할 수 있고, 동작 주파수를 변경할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제1마이크로폰(161) 및 제2마이크로폰(162) 각각을 제어하여 서로 다른 동작 주파수를 설정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제1마이크로폰(161) 및 제2마이크로폰(162)를 동시에 제어하여 한꺼번에 동작 주파수를 설정할 수 있다. 프로세서(140)는 스피커(165) 이득의 상승에 대응하여 마이크의 동작 주파수를 하강시킬 수 있다. 스피커(165)의 이득이 상승하는 경우는 외부 오디오 신호의 노이즈 레벨이 큰 경우일 수 있다. 이 경우 노이즈 신호의 SNR이 상대적으로 높은 경우이며, 마이크의 자체 노이즈(self-noise, residual noise 또는 EIN(equivalent input noise)) 레벨이 외부 오디오 신호의 노이즈 레벨보다 상대적으로 작은 경우일 수 있다. 따라서 마이크의 동작 주파수가 낮은 경우에도 충분히 외부 소리를 수음할 수 있고, 마이크의 동작 주파수 하강으로 인하여 마이크의 전력 소모가 감소할 수 있다.
동작 907에서, 프로세서(140)는 마이크의 동작 주파수가 최대 동작 주파수에 도달하였는지 여부를 확인할 수 있다. 최대 동작 주파수는 마이크의 동작 주파수가 도달할 수 있는 동작 주파수 가운데 최대값일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 마이크의 동작 주파수를 지속적 및/또는 주기적으로 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 최대 동작 주파수는 지정된 값일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 최대 동작 주파수는 마이크의 하드웨어적 사양에 따라 다른 값을 가질 수 있다. 프로세서(140)는 마이크의 동작 주파수가 최대 동작 주파수에 도달하지 않은 경우 동작 908로 진행할 수 있고, 최대 동작 주파수에 도달한 경우 동작 909로 진행할 수 있다.
동작 908에서, 프로세서(140)는 동작 주파수를 상승할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 마이크(예: 도 3의 제1마이크로폰(161) 및/또는 제2마이크로폰(162))의 동작 주파수를 변경할 수 있다. 프로세서(140)는, 적어도 하나의 마이크가 지정된 동작 주파수에 대응되는 일정 간격에 따라 생성한, 외부 오디오 신호에 관한 전기적 신호를 수신할 수 있고, 동작 주파수를 변경할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제1마이크로폰(161) 및 제2마이크로폰(162) 각각을 제어하여 서로 다른 동작 주파수를 설정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제1마이크로폰(161) 및 제2마이크로폰(162)를 동시에 제어하여 한꺼번에 동작 주파수를 설정할 수 있다. 프로세서(140)는 스피커(165) 이득의 하강에 대응하여 마이크의 동작 주파수를 상승시킬 수 있다. 스피커(165)의 이득이 하강하는 경우는 외부 오디오 신호의 노이즈 레벨이 작은 경우일 수 있다. 이 경우 노이즈 신호의 SNR이 상대적으로 낮은 경우이며, 마이크의 자체 노이즈(self-noise, residual noise 또는 EIN(equivalent input noise)) 레벨이 외부 오디오 신호의 노이즈 레벨보다 상대적으로 큰 경우일 수 있다. 따라서 프로세서(140)는 상대적으로 낮은 레벨을 가지는 외부 오디오 신호를 수음하기 위하여 마이크의 동작 주파수를 높일 수 있다.
동작 909에서, 프로세서(140)는 스피커(예: 도 3의 스피커(165))의 이득이 0에 수렴하는지 여부를 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 마이크의 동작 주파수가 지정된 최대 동작 주파수에 도달한 경우 스피커(165)의 이득을 확인할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 스피커(165)의 이득이 0 또는 실질적으로 0에 상응하는 값을 갖는지 여부를 확인할 수 있다. 프로세서(140)는 스피커(165)의 이득이 지정된 임계값보다 작은지 여부를 기초로 스피커(165)의 이득이 0에 수렴하는지 여부를 확인할 수 있다. 스피커(165)의 이득이 0이 되는 경우는, 예를 들면, 프로세서(140)가 노이즈를 제거하기 위한 제2오디오 신호 이외에 다른 오디오 데이터(예: 음원 데이터, 또는 전화 음성 데이터)를 출력하지 않는 경우일 수 있다. 따라서, 프로세서(140)가 제2오디오 신호 이외의 오디오 데이터를 출력하는 경우, 프로세서(140)는 동작 910 내지 동작 912를 수행하지 않을 수 있다. 프로세서(140)는 스피커(165)의 이득이 0에 수렴하는 경우 동작 910으로 진행할 수 있고, 0에 수렴하지 않은 경우(0보다 큰 경우) 다시 동작 901로 돌아갈 수 있다.
동작 910에서, 프로세서(140)는 외부 오디오 신호 레벨을 저장하는 동작, 스피커를 비활성화하는 동작 및 동작 주파수를 제1주파수로 복귀시키는 동작 가운데 적어도 하나를 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 스피커(165)의 이득이 0에 수렴됨을 확인한 경우, 해당 시점의 외부 오디오 신호 레벨을 저장할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 스피커(165)의 이득이 실질적으로 0이 되는 것을 확인하고, 제1마이크로폰(161) 및/또는 제2마이크로폰(162)을 이용하여 획득한 외부 오디오 신호의 레벨값을 메모리(예: 도 1의 메모리(130))에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 스피커(165)의 이득이 0에 수렴됨을 확인하는 경우 스피커(165)를 비활성화 할 수 있다. 스피커(165)의 이득이 0에 수렴되는 경우는 노이즈 신호의 레벨이 0에 수렴하거나, 실질적으로 마이크가 수신할 수 없을 정도로 노이즈 신호의 레벨이 작은 경우일 수 있다. 이 경우 프로세서(140)는 스피커(165)를 비활성화하여 전력 소모를 감소시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제2오디오 신호의 이득이 0에 수렴되는 경우 해당 시점에 마이크로 획득한 외부 오디오 신호의 레벨값을 저장하고, 스피커(165)를 비활성화할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제2오디오 신호의 이득이 0에 수렴되는 경우 마이크의 동작 주파수를 제2오디오 신호에 기초하여 변경된 동작 주파수(예: 제2동작 주파수)에서 초기 값(예: 제1동작 주파수)으로 복귀시킬 수 있다. 초기 값이란 지정된 기본 동작 주파수(예: 제1동작 주파수)일 수 있다.
동작 911에서, 프로세서(140)는 외부 오디오 신호의 레벨을 저장한 이후, 새로 수신된 외부 오디오 신호의 레벨이 저장된 외부 오디오 신호의 레벨에 비하여 지정된 값 이상 상승했는지 여부를 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(140)는 제2오디오 신호의 이득이 0에 수렴될 때 저장된 외부 오디오 신호의 레벨에 기초하여, 새로 수신된 외부 오디오 신호의 레벨이 지정된 임계값을 초과하는지 여부를 확인할 수 있다.
동작 912에서, 프로세서(140)는 새로 수신된 외부 오디오 신호의 레벨이 저장된 외부 오디오 신호 레벨에 비하여 지정된 임계값을 초과하여 커지는 경우 비활성화된 스피커(165)를 다시 활성화할 수 있다. 프로세서(140)는 동작 912 이후, 다시 동작 901로 복귀할 수 있다.
도 10은 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 10을 참조하면, 네트워크 환경(1100)에서 전자 장치(1101)는 제 1 네트워크(1198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(1199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1104) 또는 서버(1108) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1101)는 서버(1108)를 통하여 전자 장치(1104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1101)는 프로세서(1120), 메모리(1130), 입력 모듈(1150), 음향 출력 모듈(1155), 디스플레이 모듈(1160), 오디오 모듈(1170), 센서 모듈(1176), 인터페이스(1177), 연결 단자(1178), 햅틱 모듈(1179), 카메라 모듈(1180), 전력 관리 모듈(1188), 배터리(1189), 통신 모듈(1190), 가입자 식별 모듈(1196), 또는 안테나 모듈(1197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(1101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(1178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(1176), 카메라 모듈(1180), 또는 안테나 모듈(1197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(1160))로 통합될 수 있다.
프로세서(1120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(1140))를 실행하여 프로세서(1120)에 연결된 전자 장치(1101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(1120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(1176) 또는 통신 모듈(1190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(1132)에 저장하고, 휘발성 메모리(1132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(1134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(1120)는 메인 프로세서(1121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(1123)(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(1101)가 메인 프로세서(1121) 및 보조 프로세서(1123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(1123)는 메인 프로세서(1121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(1123)는 메인 프로세서(1121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(1123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(1121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(1121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1121)와 함께, 전자 장치(1101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(1160), 센서 모듈(1176), 또는 통신 모듈(1190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(1123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(1180) 또는 통신 모듈(1190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(1123)(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(1101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(1108))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(1130)는, 전자 장치(1101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(1120) 또는 센서 모듈(1176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(1140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(1130)는, 휘발성 메모리(1132) 또는 비휘발성 메모리(1134)를 포함할 수 있다.
프로그램(1140)은 메모리(1130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(1142), 미들 웨어(1144) 또는 어플리케이션(1146)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(1150)은, 전자 장치(1101)의 구성요소(예: 프로세서(1120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(1101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(1150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(1155)은 음향 신호를 전자 장치(1101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(1155)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. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(1160)은 전자 장치(1101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(1160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(1160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(1170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(1170)은, 입력 모듈(1150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(1155), 또는 전자 장치(1101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(1176)은 전자 장치(1101)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. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(1176)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, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(1177)는 전자 장치(1101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(1177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(1178)는, 그를 통해서 전자 장치(1101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(1178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(1179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(1179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(1180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(1180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(1188)은 전자 장치(1101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(1188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(1189)는 전자 장치(1101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(1189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(1190)은 전자 장치(1101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1102), 전자 장치(1104), 또는 서버(1108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(1190)은 프로세서(1120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(1190)은 무선 통신 모듈(1192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(1194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(1198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(1199)(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(1104)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(1192)은 가입자 식별 모듈(1196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(1198) 또는 제 2 네트워크(1199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(1101)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(1192)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(1192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(1192)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(1192)은 전자 장치(1101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(1199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(1192)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(1197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(1197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(1197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(1198) 또는 제 2 네트워크(1199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(1190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(1190)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(1197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(1197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 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 제 2 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.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(1199)에 연결된 서버(1108)를 통해서 전자 장치(1101)와 외부의 전자 장치(1104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(1102, 또는 1104) 각각은 전자 장치(1101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(1102, 1104, 또는 1108) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(1101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(1101)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(1101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(1101)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(1101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(1104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(1108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(1104) 또는 서버(1108)는 제 2 네트워크(1199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(1101)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.
본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(101))는, 적어도 하나의 마이크로폰(예: 도 3의 제1마이크로폰(161)), 스피커(예: 도 3의 스피커(165)), 상기 적어도 하나의 마이크로폰 및 스피커와 작동적으로(operatively) 연결된 프로세서(예: 도 3의 프로세서(140))를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 마이크로폰의 동작 주파수를 제1주파수로 설정하고, 상기 제1주파수로 동작하는 상기 마이크로폰을 통해 상기 전자 장치의 외부로부터 외부 오디오 신호를 수신하고, 상기 수신한 외부 오디오 신호를 이용하여 제1오디오 신호를 생성하고, 상기 제1오디오 신호에 기초하여 노이즈 신호 정보를 획득하고, 상기 노이즈 신호 정보에 기초하여 생성된 제2오디오 신호를 상기 스피커를 통해 출력하고, 상기 생성된 제2오디오 신호에 기초하여 제2주파수를 결정하고, 상기 마이크로폰의 동작 주파수를 상기 제2주파수로 변경하여, 상기 제2주파수로 동작하는 상기 마이크로폰을 통해 상기 전자 장치의 외부로부터 상기 외부 오디오 신호를 수신하도록 설정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2오디오 신호는 상기 노이즈 신호 정보의 반대 위상을 가지도록 처리한 신호를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 제2오디오 신호의 이득(gain)에 기초하여 상기 제2주파수를 결정하도록 설정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 제2오디오 신호의 이득이 증가하는 경우, 상기 제2주파수를 상기 제1주파수보다 작은 값으로 결정하고, 상기 제2오디오 신호의 이득이 감소하는 경우, 상기 제2주파수를 상기 제1주파수보다 큰 값으로 결정하도록 설정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 제2오디오 신호의 이득을 확인하고, 상기 확인된 이득이 지정된 이득 값보다 작은 경우, 상기 스피커를 비활성화하도록 설정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 확인된 이득이 지정된 이득 값보다 작은 경우, 상기 적어도 하나의 마이크로폰이 수신한 상기 외부 오디오 신호의 레벨에 관한 정보를 저장하도록 설정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 마이크로폰을 통해 새로 수신된 외부 오디오 신호의 레벨이 상기 저장된 외부 오디오 신호의 레벨보다 지정된 임계값을 초과하여 커지는 경우, 상기 스피커를 다시 활성화하도록 설정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 스피커를 비활성화한 경우, 상기 적어도 하나의 마이크로폰의 동작 주파수를 상기 제2동작 주파수에서 상기 제1동작 주파수로 재변경하도록 설정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 스피커가 비활성화된 상태일 경우, 상기 적어도 하나의 마이크로폰을 통하여 수신된 외부 오디오 신호가 지정된 레벨 값보다 큰 경우 상기 스피커를 다시 활성화하도록 설정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 수신된 외부 오디오 신호 중 지정된 주파수 대역을 포함하는 외부 오디오 신호의 일부의 RMS(root mean square) 값을 기초로 상기 외부 오디오 신호가 상기 지정된 레벨 값보다 큰지 여부를 확인하도록 설정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 스피커를 통해 상기 제2오디오 신호 이외의 다른 오디오 신호를 출력하는 경우, 상기 스피커를 비활성화하지 않도록 설정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 마이크로폰은 제1마이크로폰(예: 도 3의 제1마이크로폰(161)) 및 제2마이크로폰(예: 도 3의 제2마이크로폰(162))을 포함하고, 상기 제1마이크로폰은 상기 스피커가 소리를 출력하는 방향과 실질적으로 반대되는 제1방향으로 배치되어 외부 오디오 신호를 수음하고, 상기 제2마이크로폰은 상기 스피커의 오디오 신호 출력 방향과 실질적으로 동일한 제2방향으로 배치되어 상기 스피커가 출력하는 오디오 신호를 포함하는 상기 전자 장치 외부 오디오 신호를 수음하고, 상기 프로세서는, 상기 제1마이크로폰을 제어하여 제1외부 오디오 신호를 수신하고, 상기 제2마이크로폰을 제어하여 제2외부 오디오 신호를 수신하고, 상기 제1외부 오디오 신호 및 상기 제2외부 오디오 신호에 기초하여 상기 노이즈 신호 정보를 획득하도록 설정될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 적어도 하나의 마이크로폰 및 적어도 하나의 스피커를 포함하는 전자 장치가 오디오 신호를 출력하는 방법은, 상기 마이크로폰의 동작 주파수를 제1주파수로 설정하고, 상기 제1주파수로 동작하는 상기 마이크로폰을 통해 상기 전자 장치의 외부로부터 수신한 외부 오디오 신호를 이용하여 제1오디오 신호를 생성하는 동작, 상기 제1오디오 신호에 기초하여 노이즈 신호 정보를 획득하는 동작, 상기 노이즈 신호 정보에 기초하여 생성된 제2오디오 신호를 상기 스피커를 통해 출력하는 동작, 상기 생성된 제2오디오 신호에 기초하여 제2주파수를 결정하는 동작 및 상기 마이크로폰의 동작 주파수를 제2주파수로 변경하고, 상기 제2주파수로 동작하는 상기 마이크로폰을 통해 상기 전자 장치의 외부로부터 상기 외부 오디오 신호를 수신하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2주파수를 결정하는 동작은, 상기 제2오디오 신호의 이득(gain)에 기초하여 상기 제2주파수를 결정하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2주파수를 결정하는 동작은, 상기 제2오디오 신호의 이득이 증가하는 경우, 상기 제2주파수를 상기 제1주파수보다 작은 값으로 결정하는 동작 및 상기 제2오디오 신호의 이득이 감소하는 경우, 상기 제2주파수를 상기 제1주파수보다 큰 값으로 결정하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2오디오 신호의 이득을 확인하는 동작 및 상기 확인된 이득이 지정된 이득 값보다 작은 경우, 상기 스피커를 비활성화하는 동작을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 확인된 이득이 지정된 이득 값보다 작은 경우, 상기 적어도 하나의 마이크로폰이 수신한 상기 외부 오디오 신호의 레벨에 관한 정보를 저장하는 동작을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 스피커를 비활성화한 경우, 상기 적어도 하나의 마이크로폰의 동작 주파수를 상기 제2동작 주파수에서 상기 제1동작 주파수로 재변경하도록 설정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 스피커가 비활성화된 상태일 경우, 상기 적어도 하나의 마이크로폰을 통하여 수신된 외부 오디오 신호가 지정된 레벨 값보다 큰 경우 상기 스피커를 다시 활성화하도록 설정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 마이크로폰은 상기 스피커가 소리를 출력하는 방향과 실질적으로 반대되는 제1방향으로 배치되어 외부 오디오 신호를 수음하는 제1마이크로폰 및 상기 스피커의 오디오 신호 출력 방향과 실질적으로 동일한 제2방향으로 배치되어 상기 스피커가 출력하는 오디오 신호를 포함하는 상기 전자 장치 외부 오디오 신호를 수음하는 제2마이크로폰을 포함하고, 상기 방법은, 상기 제1마이크로폰을 제어하여 제1외부 오디오 신호를 수신하는 동작, 상기 제2마이크로폰을 제어하여 제2외부 오디오 신호를 수신하는 동작 및 상기 제1외부 오디오 신호 및 상기 제2외부 오디오 신호에 기초하여 상기 노이즈 신호 정보를 획득하는 동작을 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 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, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(1101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(1136) 또는 외장 메모리(1138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(1140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(1101))의 프로세서(예: 프로세서(1120))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.
일실시예에 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.

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    적어도 하나의 마이크로폰;
    스피커; 및
    상기 적어도 하나의 마이크로폰 및 스피커와 작동적으로(operatively) 연결된 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 마이크로폰의 동작 주파수를 제1주파수로 설정하고, 상기 제1주파수로 동작하는 상기 마이크로폰을 통해 상기 전자 장치의 외부로부터 외부 오디오 신호를 수신하고,
    상기 수신한 외부 오디오 신호를 이용하여 제1오디오 신호를 생성하고,
    상기 제1오디오 신호에 기초하여 노이즈 신호 정보를 획득하고,
    상기 노이즈 신호 정보에 기초하여 생성된 제2오디오 신호를 상기 스피커를 통해 출력하고,
    상기 생성된 제2오디오 신호에 기초하여 제2주파수를 결정하고,
    상기 마이크로폰의 동작 주파수를 상기 제2주파수로 변경하여, 상기 제2주파수로 동작하는 상기 마이크로폰을 통해 상기 전자 장치의 외부로부터 상기 외부 오디오 신호를 수신하도록 설정된 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2오디오 신호는 상기 노이즈 신호 정보의 반대 위상을 가지도록 처리한 신호를 포함하는 전자 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제2오디오 신호의 이득(gain)에 기초하여 상기 제2주파수를 결정하도록 설정된 전자 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제2오디오 신호의 이득이 증가하는 경우, 상기 제2주파수를 상기 제1주파수보다 작은 값으로 결정하고,
    상기 제2오디오 신호의 이득이 감소하는 경우, 상기 제2주파수를 상기 제1주파수보다 큰 값으로 결정하도록 설정된 전자 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제2오디오 신호의 이득을 확인하고,
    상기 확인된 이득이 지정된 이득 값보다 작은 경우, 상기 스피커를 비활성화하도록 설정된 전자 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 확인된 이득이 지정된 이득 값보다 작은 경우,
    상기 적어도 하나의 마이크로폰이 수신한 상기 외부 오디오 신호의 레벨에 관한 정보를 저장하도록 설정된 전자 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 마이크로폰을 통해 새로 수신된 외부 오디오 신호의 레벨이 상기 저장된 외부 오디오 신호의 레벨보다 지정된 임계값을 초과하여 커지는 경우, 상기 스피커를 다시 활성화하도록 설정된 전자 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 스피커를 비활성화한 경우,
    상기 적어도 하나의 마이크로폰의 동작 주파수를 상기 제2동작 주파수에서 상기 제1동작 주파수로 재변경하도록 설정된 전자 장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 스피커가 비활성화된 상태일 경우,
    상기 적어도 하나의 마이크로폰을 통하여 수신된 외부 오디오 신호가 지정된 레벨 값보다 큰 경우 상기 스피커를 다시 활성화하도록 설정된 전자 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 수신된 외부 오디오 신호 중 지정된 주파수 대역을 포함하는 외부 오디오 신호의 일부의 RMS(root mean square) 값을 기초로 상기 외부 오디오 신호가 상기 지정된 레벨 값보다 큰지 여부를 확인하도록 설정된 전자 장치.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 스피커를 통해 상기 제2오디오 신호 이외의 다른 오디오 신호를 출력하는 경우, 상기 스피커를 비활성화하지 않도록 설정된 전자 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 마이크로폰은 제1마이크로폰 및 제2마이크로폰을 포함하고,
    상기 제1마이크로폰은 상기 스피커가 소리를 출력하는 방향과 실질적으로 반대되는 제1방향으로 배치되어 외부 오디오 신호를 수음하고,
    상기 제2마이크로폰은 상기 스피커의 오디오 신호 출력 방향과 실질적으로 동일한 제2방향으로 배치되어 상기 스피커가 출력하는 오디오 신호를 포함하는 상기 전자 장치 외부 오디오 신호를 수음하고,
    상기 프로세서는,
    상기 제1마이크로폰을 제어하여 제1외부 오디오 신호를 수신하고,
    상기 제2마이크로폰을 제어하여 제2외부 오디오 신호를 수신하고,
    상기 제1외부 오디오 신호 및 상기 제2외부 오디오 신호에 기초하여 상기 노이즈 신호 정보를 획득하도록 설정된 전자 장치.
  13. 적어도 하나의 마이크로폰 및 적어도 하나의 스피커를 포함하는 전자 장치가 오디오 신호를 출력하는 방법에 있어서,
    상기 마이크로폰의 동작 주파수를 제1주파수로 설정하고, 상기 제1주파수로 동작하는 상기 마이크로폰을 통해 상기 전자 장치의 외부로부터 수신한 외부 오디오 신호를 이용하여 제1오디오 신호를 생성하는 동작;
    상기 제1오디오 신호에 기초하여 노이즈 신호 정보를 획득하는 동작;
    상기 노이즈 신호 정보에 기초하여 생성된 제2오디오 신호를 상기 스피커를 통해 출력하는 동작;
    상기 생성된 제2오디오 신호에 기초하여 제2주파수를 결정하는 동작; 및
    상기 마이크로폰의 동작 주파수를 제2주파수로 변경하고, 상기 제2주파수로 동작하는 상기 마이크로폰을 통해 상기 전자 장치의 외부로부터 상기 외부 오디오 신호를 수신하는 동작을 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2주파수를 결정하는 동작은,
    상기 제2오디오 신호의 이득(gain)에 기초하여 상기 제2주파수를 결정하는 동작을 포함하는 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제2주파수를 결정하는 동작은,
    상기 제2오디오 신호의 이득이 증가하는 경우, 상기 제2주파수를 상기 제1주파수보다 작은 값으로 결정하는 동작; 및
    상기 제2오디오 신호의 이득이 감소하는 경우, 상기 제2주파수를 상기 제1주파수보다 큰 값으로 결정하는 동작을 포함하는 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제2오디오 신호의 이득을 확인하는 동작; 및
    상기 확인된 이득이 지정된 이득 값보다 작은 경우, 상기 스피커를 비활성화하는 동작을 더 포함하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 확인된 이득이 지정된 이득 값보다 작은 경우,
    상기 적어도 하나의 마이크로폰이 수신한 상기 외부 오디오 신호의 레벨에 관한 정보를 저장하는 동작을 더 포함하는 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 스피커를 비활성화한 경우,
    상기 적어도 하나의 마이크로폰의 동작 주파수를 상기 제2동작 주파수에서 상기 제1동작 주파수로 재변경하도록 설정된 전자 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 스피커가 비활성화된 상태일 경우,
    상기 적어도 하나의 마이크로폰을 통하여 수신된 외부 오디오 신호가 지정된 레벨 값보다 큰 경우 상기 스피커를 다시 활성화하도록 설정된 전자 장치.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 마이크로폰은 상기 스피커가 소리를 출력하는 방향과 실질적으로 반대되는 제1방향으로 배치되어 외부 오디오 신호를 수음하는 제1마이크로폰 및 상기 스피커의 오디오 신호 출력 방향과 실질적으로 동일한 제2방향으로 배치되어 상기 스피커가 출력하는 오디오 신호를 포함하는 상기 전자 장치 외부 오디오 신호를 수음하는 제2마이크로폰을 포함하고,
    상기 방법은,
    상기 제1마이크로폰을 제어하여 제1외부 오디오 신호를 수신하는 동작;
    상기 제2마이크로폰을 제어하여 제2외부 오디오 신호를 수신하는 동작; 및
    상기 제1외부 오디오 신호 및 상기 제2외부 오디오 신호에 기초하여 상기 노이즈 신호 정보를 획득하는 동작을 포함하는 방법.
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