KR20240038294A - 보청기를 이용한 사용자 또는 객체의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법 및 장치 - Google Patents

보청기를 이용한 사용자 또는 객체의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

보청기를 이용한 사용자 또는 객체의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법 및 장치가 제시된다. 일 실시예에 따른 보청기를 이용한 사용자 또는 객체의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법은, 사용자가 착용한 보청기의 센서부를 통해 상기 사용자의 방향 또는 위치를 추정하거나 상기 사용자와 대화하는 객체의 방향 또는 위치를 추정하는 단계; 및 상기 사용자 또는 상기 객체의 위치에 따라 마이크 지향성에 대한 빔포밍을 자동으로 변경하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.

Description

보청기를 이용한 사용자 또는 객체의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR AUTOMATICALLY SETTING MICROPHONE DIRECTIVITY ACCORDING TO LOCATION ESTIMATION OF USER OR OBJECT USING HEARING AID}
아래의 실시예들은 보청기를 이용한 사용자 또는 객체의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자의 위치 또는 객체의 위치나 수에 따라 마이크 지향성을 자동으로 설정하는 보청기를 이용한 사용자 또는 객체의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근에는 의공학적 기술의 도약적인 발전에 의하여 이전에 보청기를 착용하여 큰 도움을 받지 못하던 환자들이 적합한 보청기를 선정하여 착용함으로써, 훌륭한 청력 개선을 도모할 수 있게 되었다. 보청기는 의료기기 중에도 늘 몸에 부착하여 사용하는 첨단 의료기기로, 청력의 변화에 따라 꾸준히 관리를 받아야 하고 습기와 귀 내 이물질로 인해 손상되는 부분에 대한 A/S를 받아야 한다. 기존의 보청기는 나팔형의 집음기의 형태였으나, 현재는 보통 음의 증폭을 돕는 전기보청기의 형태로 사용된다. 또한, 보청기는 유돌부에 장착하는 골도식이 있으나 대개는 기도식의 구조이며, 음파를 마이크로폰으로 받아 전기 진동으로 바꾸고, 이것을 확대하여 이어폰으로 다시 음파로 변환하여 귀에 들리게 한다.
보청기의 마이크의 "방향성"은 보청기를 사용하는 사용자들이 보다 잘 들을 수 있도록 할 수 있다. 일반적으로 보청기는 마이크 지향성 신호를 계산하기 위해, 무지향성 특성을 가진 희소 2개의 마이크를 사용한다. 하지만, 이 경우 한번 세팅해 놓은 방향성은 상황에 따라 능동적으로 대처할 수 없다. 또한 방향성을 변경 수정 세팅을 하는 경우 번거로운 절차를 밞아야 한다.
도 1은 일반적인 보청기의 방향성 설정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 보청기는 사용자를 중심으로 소리가 들리는 방향을 측정할 수 있고, 사용자는 소리가 들리는 방향에 따라 방향을 바꾸어야 한다. 즉, 보청기를 착용한 사용자의 방향에 따라 방향성 인덱스가 고정되어 있다.
도 2는 일반적인 보청기의 방향성 변경을 설명하기 위한 도면이다.
도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 일반적인 보청기의 경우 음원(예컨대, 말소리)가 들리는 방향으로 마이크의 방향성을 변경할 수 있으나, 음원의 방향은 현실적으로 계속 바뀌고, 이를 그때마다 바꾸기는 매우 번거롭다. 보청기의 마이크의 방향성을 변경하기 위해서는 단말 등과 보청기를 연결한 후 변경할 수 있다. 예를 들어 PC와 보청기를 연결한 후 보청기의 방향성을 변경하거나, 스마트폰과 보청기를 연결한 후 보청기의 방향성을 변경할 수 있다. 또한, 리모트 컨트롤러와 보청기를 연결한 후 보청기의 방향성을 변경할 수도 있다. 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 빔포밍 축 회전을 통해 옴니 디렉션 상태를 제공할 수도 있다.
한국등록특허 10-2004460호는 이러한 블루투스 회로와 디지털 신호 처리를 이용한 디지털 히어링 디바이스에 관한 것으로, 블루투스 회로와 디지털 신호 처리를 이용하여 블루투스 모듈의 한정된 자원에서 사용자 청력 프로파일과 보청기 착용 환경에 맞는 최적화된 보청 기능을 제공할 수 있는 디지털 히어링 디바이스에 관한 기술을 기재하고 있다.
한국등록특허 10-2004460호
실시예들은 보청기를 이용한 사용자 또는 객체의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법 및 장치에 관하여 기술하며, 보다 구체적으로 사용자의 위치에 또는 객체의 위치나 수에 따라 그 상황 및 환경에 맞는 마이크 지향성(빔포밍)을 자동으로 설정하여 보청기의 성능을 높이는 기술을 제공한다.
실시예들은 보청기의 센서부를 통해 사용자의 방향 또는 위치를 추정하거나 사용자와 대화하는 객체의 방향 또는 위치를 추정함으로써, 사용자 또는 상기 객체의 방향 또는 위치에 따라 마이크 지향성에 대한 빔포밍을 자동으로 변경함으로써, 보다 잘 들을 수 있도록 하여 보청기의 성능을 높이는, 보청기를 이용한 사용자 또는 객체의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
일 실시예에 따른 보청기를 이용한 사용자 또는 객체의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법은, 사용자가 착용한 보청기의 센서부를 통해 상기 사용자의 방향 또는 위치를 추정하거나 상기 사용자와 대화하는 객체의 방향 또는 위치를 추정하는 단계; 및 상기 사용자 또는 상기 객체의 위치에 따라 마이크 지향성에 대한 빔포밍을 자동으로 변경하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
추정된 상기 방향 또는 위치에 따라 상기 사용자 또는 상기 객체를 감지하여 위치를 매핑하는 단계를 더 포함하고, 매핑된 상기 사용자 또는 상기 객체의 위치에 따라 마이크 지향성에 대한 빔포밍을 자동으로 변경할 수 있다.
상기 센서부는, 가속도 센서, 근접 센서, 라이다 센서, 열 감지 센서, 움직임 센서, 적외선 방출기 및 빛 센서 중 적어도 어느 하나 이상일 수 있다.
상기 방향 또는 위치를 추정하는 단계는, 상기 보청기의 센서부를 통해 상기 사용자의 움직임 방향을 인식함에 따라 사용자의 위치 및 방향에 맞게 빔포밍 세팅 값을 설정할 수 있다.
상기 방향 또는 위치를 추정하는 단계는, 상기 보청기의 센서부를 통해 상기 사용자와 상기 객체의 거리가 소정거리 이내일 때 상기 객체의 방향 또는 위치를 추정함에 따라 상기 객체의 방향 또는 위치에 맞게 빔포밍 세팅 값을 설정할 수 있다.
상기 방향 또는 위치를 추정하는 단계는, 음향이 발생된 방향 또는 위치를 인식함에 따라 상기 음향이 발생된 방향 또는 위치에 맞게 빔포밍 세팅 값을 설정할 수 있다.
상기 방향 또는 위치를 추정하는 단계는, 상기 사용자와 소정 거리 이내의 상기 객체의 수를 파악하고, 각각의 상기 객체의 방향 또는 위치를 추정하며, 상기 빔포밍을 자동으로 변경하는 단계는, 상기 객체의 수에 따라 다중 빔포밍 세팅으로 변경할 수 있다.
상기 방향 또는 위치를 추정하는 단계는, 적외선 방출기를 이용하여 방출된 적외선을 통해 객체를 인식하고, 빛 센서를 이용하여 반사된 빛을 통해 객체를 인식한 후, 상기 적외선 방출기를 통해 인식된 부분과 상기 빛 센서를 통해 인식된 부분 중 겹치는 부분에 객체가 있다고 인식할 수 있다.
다른 실시예에 따른 보청기를 이용한 사용자 또는 객체의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 장치는, 사용자가 착용한 보청기에 구성되며, 상기 사용자의 방향 또는 위치를 추정하거나 상기 사용자와 대화하는 객체의 방향 또는 위치를 추정하는 센서부; 및 상기 사용자 또는 상기 객체의 위치에 따라 마이크 지향성에 대한 빔포밍을 자동으로 변경하는 빔포밍 설정부를 포함하여 이루어질 수 있다.
추정된 상기 방향 또는 위치에 따라 상기 사용자 또는 상기 객체를 감지하여 위치를 매핑하는 위치 매핑부를 더 포함하고, 매핑된 상기 사용자 또는 상기 객체의 위치에 따라 마이크 지향성에 대한 빔포밍을 자동으로 변경할 수 있다.
상기 센서부는, 가속도 센서, 근접 센서, 라이다 센서, 열 감지 센서, 움직임 센서, 적외선 방출기 및 빛 센서 중 적어도 어느 하나 이상일 수 있다.
상기 센서부는 상기 사용자의 움직임 방향을 인식함에 따라 상기 빔포밍 설정부는 사용자의 위치 및 방향에 맞게 빔포밍 세팅 값을 설정할 수 있다.
상기 센서부는 상기 사용자와 상기 객체의 거리가 소정거리 이내일 때 상기 객체의 방향 또는 위치를 추정함에 따라 상기 빔포밍 설정부는 상기 객체의 방향 또는 위치에 맞게 빔포밍 세팅 값을 설정할 수 있다.
상기 센서부는 음향이 발생된 방향 또는 위치를 인식함에 따라 상기 빔포밍 설정부는 상기 음향이 발생된 방향 또는 위치에 맞게 빔포밍 세팅 값을 설정할 수 있다.
상기 센서부는, 상기 사용자와 소정 거리 이내의 상기 객체의 수를 파악하고, 각각의 상기 객체의 방향 또는 위치를 추정하며, 상기 빔포밍 설정부는 상기 객체의 수에 따라 다중 빔포밍 세팅으로 변경할 수 있다.
상기 센서부는, 적외선 방출기를 이용하여 방출된 적외선을 통해 객체를 인식하고, 빛 센서를 이용하여 반사된 빛을 통해 객체를 인식한 후, 상기 적외선 방출기를 통해 인식된 부분과 상기 빛 센서를 통해 인식된 부분 중 겹치는 부분에 객체가 있다고 인식할 수 있다.
실시예들에 따르면 보청기의 센서부를 통해 사용자의 방향 또는 위치를 추정하거나 사용자와 대화하는 객체의 방향 또는 위치를 추정함으로써, 사용자 또는 상기 객체의 방향 또는 위치에 따라 마이크 지향성에 대한 빔포밍을 자동으로 변경함으로써, 보다 잘 들을 수 있도록 하여 보청기의 성능을 높이는, 보청기를 이용한 사용자 또는 객체의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 일반적인 보청기의 방향성 설정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일반적인 보청기의 방향성 변경을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 보청기의 예시를 나타내는 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 보청기를 이용한 사용자의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 보청기를 이용한 객체의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 보청기를 이용한 객체의 소리를 파악하여 소리 방향에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 보청기를 이용한 사용자 또는 객체의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 알고리즘을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 보청기를 이용한 사용자 또는 객체의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 보청기를 이용한 사용자 또는 객체의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 장치를 나타내는 블록도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 센서를 이용한 객체의 위치 추정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 사람 감지 및 매핑을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 빔포밍 변경을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 센서를 이용한 다중 객체의 위치 추정을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 일 실시예에 따른 다중 사람 감지 및 매핑을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 일 실시예에 따른 다중 빔포밍을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 일 실시예에 따른 객체 인식을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 설명한다. 그러나, 기술되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 또한, 여러 실시예들은 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
기존의 보청기는 한번 세팅해 놓은 마이크의 방향성은 상황에 따라 능동적으로 변환되지 않는다. 또한, 기존의 보청기의 경우 마이크의 방향성이 변환된다고 해도 매번 수정 시 불편한 시스템 절차를 진행해야 하며 사용자가 직접 대처가 힘들다.
하지만, 실시예들은 보청기에 센서를 장착하여 사용자의 위치 또는 대화하고자 하는 객체(예컨대, 상대방)의 위치를 파악하고, 파악된 사용자의 위치 또는 대화하고자 하는 객체의 위치에 따라 세팅 값이 자동으로 변환됨으로써 각 상황에 맞게 사용자가 보다 잘 들을 수 있도록 할 수 있다.
아래의 실시예들은 보청기를 이용한 사용자 또는 객체의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 사용자의 위치에 따라 또는 객체의 위치나 인원 수에 따라 그 상황 및 환경에 맞는 마이크 지향성(빔포밍)을 자동으로 설정함으로써 기존 보청기의 성능보다 효율적으로 소리를 들을 수 있도록 할 수 있다. 실시예들은 객체의 위치 추정뿐 아니라, 사용자의 청력 상태, 주변 소음, 사용자가 설정한 모드 등을 추가로 고려할 수 있다.
일 실시예에 따른 보청기를 이용한 사용자 또는 객체의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 장치는 청력 손실이 있는 난청인들을 위해 소리를 감지하는데 도움이 되는 청각보조기구로서 원하는 방향에 맞추어 소리를 증폭시킬 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 보청기를 이용한 사용자 또는 객체의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 장치는 이를 통해 청력을 보상하고 전기적인 증폭을 통하여 소리에너지를 디지털 신호로 바꿔 증폭시키고 증폭된 에너지를 다시 원하는 방향에 맞추어 소리에너지로 바꾸어 난청인들의 청력을 도울 수 있다.
이에 따라 일 실시예에 따른 보청기를 이용한 사용자 또는 객체의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 장치는 사용자의 움직임에 따라 또는 대화하고자 하는 객체의 위치에 따라서 소리를 알고리즘으로 분석하고 그 상황에 맞도록 최적의 세팅 값을 자동으로 제공할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 보청기의 예시를 나타내는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 보청기(100)는 사용자의 귀에 착용되도록 구성되며, 마이크, 스피커 및 센서부(110)를 포함할 수 있다. 또한, 실시예에 따른 보청기(100)는 무선 통신부, 제어부 및 전원 공급부를 더 포함할 수 있다.
보청기(100)의 본체는 사용자의 귀에 부착 또는 착용되며, 내부에 무선 통신부, 제어부, 전원 공급부 등을 포함할 수 있다.
마이크는 본체에 적어도 하나 이상 구성되며, 음성 등 음향을 입력 받을 수 있다. 마이크는 외부의 음향 신호를 전기적인 음성 데이터로 처리할 수 있다. 이 때, 마이크는 스피커와 소정거리 이상 떨어지도록 배치되어 하울링의 제약을 덜 받아 증폭에 용이하도록 구성될 수 있다. 예를 들어 마이크는 2개 구성될 수 있으며, 실시예에 따라 하나 또는 3개 이상으로 구성될 수 있다.
스피커는 본체에 구성되어 마이크로부터 수신된 소리를 증폭시켜 사용자에게 전달할 수 있다.
센서부(110)는 본체에 구성되며, 보청기(100)를 착용한 사용자의 위치 또는 방향을 추정하거나 사용자와 대화하는 객체의 위치 또는 방향을 추정하여 마이크 지향성을 자동 설정하도록 할 수 있다. 이 때, 마이크 지향성을 설정하는 것은 제어부를 통해 수행될 수 있다.
예를 들어, 센서부(110)는 근접 센서 또는 라이다 센서로 구성될 수 있으며, 근접센서 또는 라이다 센서를 통하여 사용자와 대화하는 사람의 위치를 파악함으로써 제어부를 통해 마이크의 셋팅 값을 변화시킬 수 있다. 여기서, 센서부(110)는 근접 센서 또는 라이다 센서뿐 아니라, 사용자의 방향 또는 위치를 추정하거나 객체의 방향 또는 위치를 추정할 수 있는 열 감지 센서, 움직임 센서 등의 다양한 센서를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 보청기(100)는 무선 통신부, 제어부 및 전원 공급부를 더 포함할 수 있다.
무선 통신부는 본체에 내장되도록 구성되며, 사용자 단말과 무선 통신으로 연결된다. 즉, 무선 통신부는 무선 인터넷 기술들에 따른 통신망에서 사용자 단말로부터 무선 신호를 송수신하도록 이루어질 수 있다.
무선 인터넷 기술로는, 예를 들어 WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등이 있으며, 무선 통신부는 상기에서 나열되지 않은 인터넷 기술까지 포함한 범위에서 적어도 하나의 무선 인터넷 기술에 따라 데이터를 송수신할 수 있다.
한편, 무선 통신부는 근거리 통신(Short range communication)을 수행할 수도 있다. 근거리 통신 기술로는 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association, IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나가 이용될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고 무선 통신부는 상기에서 나열되지 않은 근거리 통신 기술을 통해 이동 단말기로부터 데이터를 수신할 수 있다.
이와 같이 무선 통신부는 근거리 통신을 통해 사용자 단말과 연결됨에 따라 사용자 단말을 이용하여 보청기(100)의 설정 등을 구성 또는 변경할 수 있다.
제어부는 본체에 내장되도록 구성되며, 구성요소들의 전반적인 동작을 제어하도록 구현될 수 있다. 제어부는 복수의 마이크로부터 수신된 소리를 증폭시켜 사용자에게 전달하도록 할 수 있다. 특히, 제어부는 사용자의 방향 또는 위치를 추정하거나 객체의 방향 또는 위치를 추정함으로써 마이크 지향성을 자동 설정할 수 있다. 또한 제어부는 무선 통신부를 통해 사용자 단말과 연결되어 입력된 음향의 증폭이득 등 보청기(100)의 설정을 변경할 수 있다.
예를 들어 사용자는 사용자 단말에 애플리케이션을 설치 후 애플리케이션을 실행하여 마이크에 대한 증폭 이득을 설정할 수 있고, 제어부는 이러한 제어 신호를 전달 받아 마이크에 대한 증폭 이득을 설정할 수 있다.
전원 공급부는 제어부의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다. 전원 공급부는 배터리를 포함하며, 배터리는 충전 가능하도록 이루어지는 내장형 배터리가 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4는 일 실시예에 따른 보청기를 이용한 사용자의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 보청기(100)에 구성된 센서부(110)를 이용하여 보청기(100)를 착용한 사용자(210)의 위치에 따라 마이크 지향성을 자동 설정할 수 있다. 이는, 일 실시예에 따른 보청기(100)를 이용한 사용자(210)의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 장치에 의해 수행될 수 있다. 일 실시예에 따른 보청기(100)를 이용한 사용자(210)의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 장치는 간단히 마이크 지향성을 자동 설정하는 장치로 언급될 수 있다.
예를 들어, 마이크 지향성을 자동 설정하는 장치는 보청기(100)의 가속도 센서를 통하여 보청기(100)를 착용한 사용자(210)의 움직임 방향에 따라 마이크 지향성(빔포밍)에 변화를 주어 사용자(210)의 위치 및 각도에 맞게 세팅 값을 설정할 수 있다. 이후, 사용자(210)가 옆 방향으로 회전하였을 경우, 마이크 지향성을 자동 설정하는 장치는 센서부(110)가 인식하여 움직인 방향만큼의 마이크 지향성(빔포밍)이 자동 변환될 수 있다. 이 때, 사용자(210)는 몸 전체를 회전하거나 얼굴의 방향을 회전시킬 수 있다.
여기서, 마이크 지향성을 자동 설정하는 장치는 0도 기준으로 마이크 값이 설정되어 있으면 움직인 각도에 대한 방향성을 알고리즘을 통하여 분석하고 그에 맞는 값을 자동 변환하여 사용자 환경에 맞는 최적의 값을 적용할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 보청기를 이용한 객체의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 보청기를 이용한 객체(220)의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하되, 근접 센서 또는 라이다 센서를 통하여 사용자(210)와 대화하는 사람의 위치를 파악하여 마이크의 셋팅 값을 변화시킬 수 있다.
예를 들어, 마이크 지향성을 자동 설정하는 장치는 IR 및 근접 센서 또는 라이다 센서를 통하여 객체(220)가 사용자(210)에게 접근하였을 때 그 방향에 맞게 빔포밍 값이 설정되어 방향에 맞는 최적의 효율을 적용할 수 있다.
이 때, 마이크 지향성을 자동 설정하는 장치는 보청기에 장착된 센서를 통해 사용자(210)의 주변의 사람의 수를 인식할 수 있다. 즉, 보청기의 센서를 통해 객체(220)가 1명인지 또는 다수인지 인식할 수 있다.
마이크 지향성을 자동 설정하는 장치는 인식된 환경에 맞게 시스템 알고리즘을 적용하여 대화하는 객체(220)의 방향에 따라 마이크 지향성(빔포밍)이 자동으로 변환될 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 보청기를 이용한 객체의 소리를 파악하여 소리 방향에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 기본 방향에서 대화하는 객체(220)의 소리를 알고리즘으로 파악하여 소리 방향에 맞게 최적의 세팅 값을 자동으로 변경할 수 있다.
예를 들어, 마이크 지향성을 자동 설정하는 장치는 3개 이상의 마이크에 대해 원형 형태를 적용하여 여러 방향에서 나오는 소리를 구분할 수 있다.
그리고 마이크 지향성을 자동 설정하는 장치는 딥러닝을 학습을 통하여 소리의 방향 및 인원 수를 인식하고, 그에 맞는 마이크 지향성(빔포밍)을 설정하여 최적의 세팅 값을 적용할 수 있다.
또한, 마이크 지향성을 자동 설정하는 장치는 알고리즘을 통하여 사물 및 사람에 대한 소리를 분석하고 사용자(210) 환경에 맞추어 자동으로 마이크 지향성(빔포밍)을 변경할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 보청기를 이용한 사용자 또는 객체의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 알고리즘을 나타내는 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 보청기를 이용한 사용자(210) 또는 객체(220)의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 알고리즘은 일 실시예에 따른 보청기를 이용한 사용자(210) 또는 객체(220)의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 장치에 의해 수행될 수 있다.
센서 또는 카메라 모듈이 장착(S710)되어 객체(220)를 감지하고 매핑(S720)할 수 있다. 이 때, 객체(220)의 위치 또는 방향을 감지하여 매핑할 수 있다. 이에 따라 기본 빔포밍 값(S730)에서 매핑된 위치 또는 방향에 따라 자동으로 빔포밍 세팅 값을 변경(S740)함으로써, 빔포밍 세팅 변경을 완료(S750)할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 보청기를 이용한 사용자 또는 객체의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 보청기를 이용한 사용자 또는 객체의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법은, 사용자가 착용한 보청기의 센서부를 통해 사용자의 방향 또는 위치를 추정하거나 사용자와 대화하는 객체의 방향 또는 위치를 추정하는 단계(S810), 및 사용자 또는 객체의 위치에 따라 마이크 지향성에 대한 빔포밍을 자동으로 변경하는 단계(S830)를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 추정된 방향 또는 위치에 따라 사용자 또는 객체를 감지하여 위치를 매핑하는 단계(S820)를 더 포함하고, 매핑된 사용자 또는 객체의 위치에 따라 마이크 지향성에 대한 빔포밍을 자동으로 변경할 수 있다.
아래에서 일 실시예에 따른 보청기를 이용한 사용자 또는 객체의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법을 보다 상세히 설명한다.
일 실시예에 따른 보청기를 이용한 사용자 또는 객체의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법은 일 실시예에 따른 보청기를 이용한 사용자 또는 객체의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 장치를 예를 들어 설명할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 보청기를 이용한 사용자 또는 객체의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 장치를 나타내는 블록도이다.
도 9를 참조하면, 일 실시예에 따른 보청기를 이용한 사용자 또는 객체의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 장치(900)는 센서부(910) 및 빔포밍 설정부(930)를 포함할 수 있으며, 실시예에 따라 위치 매핑부(920)를 더 포함할 수 있다. 한편, 센서부(910)는 도 3에서 설명한 센서부(910)를 포함하거나 센서부(910)에 포함될 수 있고, 빔포밍 설정부(930) 및 위치 매핑부(920)는 도 3에서 설명한 제어부를 포함하거나 제어부에 포함될 수 있다.
단계(S810)에서, 센서부(910)는 사용자가 착용한 보청기의 센서부(910)를 통해 사용자의 방향 또는 위치를 추정하거나 사용자와 대화하는 객체의 방향 또는 위치를 추정할 수 있다. 여기서, 센서부(910)는 가속도 센서, 근접 센서, 라이다 센서, 열 감지 센서, 움직임 센서, 카메라, 적외선 방출기 및 빛 센서 중 적어도 어느 하나 이상일 수 있다.
예컨대 센서부(910)는 가속도 센서 및 근접 센서를 포함할 수 있다. 센서부(910)는 가속도 센서를 통하여 보청기를 착용한 사용자의 움직임 방향에 따라 마이크 지향성(빔포밍)에 변화를 줄 수 있다. 또한, 센서부(910)는 IR 및 근접 센서 또는 라이다 센서를 통하여 객체가 사용자에게 접근하였을 때 그 방향에 맞게 빔포밍 값을 설정할 수 있다.
다른 예로, 센서부(910)는 적외선 방출기를 이용하여 방출된 적외선을 통해 객체를 인식하고, 빛 센서를 이용하여 반사된 빛을 통해 객체를 인식한 후, 적외선 방출기를 통해 인식된 부분과 빛 센서를 통해 인식된 부분 중 겹치는 부분에 객체가 있다고 인식할 수 있다.
단계(S820)에서, 위치 매핑부(920)는 추정된 방향 또는 위치에 따라 사용자 또는 객체를 감지하여 위치를 매핑할 수 있다.
단계(S830)에서, 빔포밍 설정부(930)는 추정 또는 매핑된 사용자 또는 객체의 위치에 따라 마이크 지향성에 대한 빔포밍을 자동으로 변경할 수 있다.
일례로, 센서부(910)는 사용자의 움직임 방향을 인식함에 따라 빔포밍 설정부(930)는 사용자의 위치 및 방향에 맞게 빔포밍 세팅 값을 설정할 수 있다.
다른 예로, 센서부(910)는 사용자와 객체의 거리가 소정거리 이내일 때 객체의 방향 또는 위치를 추정함에 따라 빔포밍 설정부(930)는 객체의 방향 또는 위치에 맞게 빔포밍 세팅 값을 설정할 수 있다.
또 다른 예로, 센서부(910)는 음향이 발생된 방향 또는 위치를 인식함에 따라 빔포밍 설정부(930)는 음향이 발생된 방향 또는 위치에 맞게 빔포밍 세팅 값을 설정할 수 있다.
또한, 센서부(910)는 사용자와 소정 거리 이내의 객체의 수를 파악하고, 각각의 객체의 방향 또는 위치를 추정하며, 빔포밍 설정부(930)는 객체의 수에 따라 다중 빔포밍 세팅으로 변경할 수 있다.
도 10 내지 도 12을 참조하여, 일 실시예에 따른 보청기를 이용한 사용자(210) 또는 객체(220)의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법을 설명한다. 여기에서는 사용자(210)와 대화하는 객체(220)의 수가 1명인 경우를 예를 들어 설명한다.
도 10은 일 실시예에 따른 센서를 이용한 객체의 위치 추정을 설명하기 위한 도면이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 사용자(210)가 착용한 보청기의 센서부를 통해 객체(220)의 위치 추정할 수 있다. 이 때, 센서부는 근접 센서, 열 감지 센서, 움직임 센서 등이 사용될 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 사람 감지 및 매핑을 설명하기 위한 도면이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 사용자(210)가 착용한 보청기의 센서부를 통해 객체(220)의 위치 추정함에 따라 사람, 즉 객체(220)를 감지하여 위치 매핑부를 통해 그 위치를 매핑할 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 빔포밍 변경을 설명하기 위한 도면이다. 도 12를 참조하면, 빔포밍 설정부는 기본 빔포밍 상태에서 매핑된 사람의 위치에 따라 빔포밍 세팅을 변경할 수 있다.
도 13 내지 도 15를 참조하여, 일 실시예에 따른 보청기를 이용한 사용자(210) 또는 객체(220)의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법을 설명한다. 여기에서는 사용자(210)와 대화하는 객체(220)의 수가 2명인 경우를 예를 들어 설명한다. 객체(220)의 수는 2명 이상일 수 있다.
도 13은 일 실시예에 따른 센서를 이용한 다중 객체의 위치 추정을 설명하기 위한 도면이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 사용자(210)가 착용한 보청기의 센서부를 통해 2명의 객체(220)의 위치 추정할 수 있다. 이 때, 센서부는 근접 센서, 열 감지 센서, 움직임 센서 등이 사용될 수 있다.
도 14는 일 실시예에 따른 다중 사람 감지 및 매핑을 설명하기 위한 도면이다. 도 14에 도시된 바와 같이, 사용자(210)가 착용한 보청기의 센서부를 통해 2명의 객체(220)의 위치 추정함에 따라 사람, 즉 2명의 객체(220)를 감지하여 위치 매핑부는 그 위치를 매핑할 수 있다.
도 15는 일 실시예에 따른 다중 빔포밍을 설명하기 위한 도면이다. 도 15를 참조하면, 빔포밍 설정부는 기본 빔포밍 상태에서 매핑된 사람의 수에 따라 다중 빔포밍 세팅으로 변경할 수 있다. 빔포밍 설정부는 다중 객체(220) 센싱 시, 빔포밍 프로그램을 변경하면서 원하는 빔포밍이 되도록 할 수 있다.
도 16은 일 실시예에 따른 객체 인식을 설명하기 위한 도면이다.
도 16을 참조하면, 적외선 방출기를 이용하여 방출된 적외선을 통해 객체(220), 즉 사람을 인식할 수 있다. 또한, 빛 센서를 이용하여 반사된 빛을 통해 객체(220)를 인식할 수 있다. 또한, 적외선 방출기 및 빛 센서 두 개를 이용하여 객체(220)를 인식할 수 있다. 이 때, 적외선 방출기를 통해 인식된 부분과 빛 센서를 통해 인식된 부분이 겹치는 부분에 객체(220)가 있다고 인식할 수 있다.
이상과 같이, 실시예들에 따르면 보청기의 센서부를 통해 사용자(210)의 방향 또는 위치를 추정하거나 사용자(210)와 대화하는 객체(220)의 방향 또는 위치를 추정함으로써, 사용자(210) 또는 상기 객체(220)의 방향 또는 위치에 따라 마이크 지향성에 대한 빔포밍을 자동으로 변경함으로써, 보다 잘 들을 수 있도록 하여 보청기의 성능을 높일 수 있다.
이상에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (16)

  1. 보청기를 이용한 사용자 또는 객체의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법에 있어서,
    사용자가 착용한 보청기의 센서부를 통해 상기 사용자의 방향 또는 위치를 추정하거나 상기 사용자와 대화하는 객체의 방향 또는 위치를 추정하는 단계; 및
    상기 사용자 또는 상기 객체의 위치에 따라 마이크 지향성에 대한 빔포밍을 자동으로 변경하는 단계
    를 포함하는, 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    추정된 상기 방향 또는 위치에 따라 상기 사용자 또는 상기 객체를 감지하여 위치를 매핑하는 단계
    를 더 포함하고,
    매핑된 상기 사용자 또는 상기 객체의 위치에 따라 마이크 지향성에 대한 빔포밍을 자동으로 변경하는, 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는,
    가속도 센서, 근접 센서, 라이다 센서, 열 감지 센서, 움직임 센서, 적외선 방출기 및 빛 센서 중 적어도 어느 하나 이상인 것
    을 특징으로 하는, 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 방향 또는 위치를 추정하는 단계는,
    상기 보청기의 센서부를 통해 상기 사용자의 움직임 방향을 인식함에 따라 사용자의 위치 및 방향에 맞게 빔포밍 세팅 값을 설정하는 것
    을 특징으로 하는, 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 방향 또는 위치를 추정하는 단계는,
    상기 보청기의 센서부를 통해 상기 사용자와 상기 객체의 거리가 소정거리 이내일 때 상기 객체의 방향 또는 위치를 추정함에 따라 상기 객체의 방향 또는 위치에 맞게 빔포밍 세팅 값을 설정하는 것
    을 특징으로 하는, 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 방향 또는 위치를 추정하는 단계는,
    음향이 발생된 방향 또는 위치를 인식함에 따라 상기 음향이 발생된 방향 또는 위치에 맞게 빔포밍 세팅 값을 설정하는 것
    을 특징으로 하는, 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 방향 또는 위치를 추정하는 단계는,
    상기 사용자와 소정 거리 이내의 상기 객체의 수를 파악하고, 각각의 상기 객체의 방향 또는 위치를 추정하며,
    상기 빔포밍을 자동으로 변경하는 단계는,
    상기 객체의 수에 따라 다중 빔포밍 세팅으로 변경하는 것
    을 특징으로 하는, 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 방향 또는 위치를 추정하는 단계는,
    적외선 방출기를 이용하여 방출된 적외선을 통해 객체를 인식하고, 빛 센서를 이용하여 반사된 빛을 통해 객체를 인식한 후, 상기 적외선 방출기를 통해 인식된 부분과 상기 빛 센서를 통해 인식된 부분 중 겹치는 부분에 객체가 있다고 인식하는 것
    을 특징으로 하는, 마이크 지향성을 자동 설정하는 방법.
  9. 보청기를 이용한 사용자 또는 객체의 위치 추정에 따라 마이크 지향성을 자동 설정하는 장치에 있어서,
    사용자가 착용한 보청기에 구성되며, 상기 사용자의 방향 또는 위치를 추정하거나 상기 사용자와 대화하는 객체의 방향 또는 위치를 추정하는 센서부; 및
    상기 사용자 또는 상기 객체의 위치에 따라 마이크 지향성에 대한 빔포밍을 자동으로 변경하는 빔포밍 설정부
    를 포함하는, 마이크 지향성을 자동 설정하는 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    추정된 상기 방향 또는 위치에 따라 상기 사용자 또는 상기 객체를 감지하여 위치를 매핑하는 위치 매핑부
    를 더 포함하고,
    매핑된 상기 사용자 또는 상기 객체의 위치에 따라 마이크 지향성에 대한 빔포밍을 자동으로 변경하는, 마이크 지향성을 자동 설정하는 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 센서부는,
    가속도 센서, 근접 센서, 라이다 센서, 열 감지 센서, 움직임 센서, 적외선 방출기 및 빛 센서 중 적어도 어느 하나 이상인 것
    을 특징으로 하는, 마이크 지향성을 자동 설정하는 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 센서부는 상기 사용자의 움직임 방향을 인식함에 따라 상기 빔포밍 설정부는 사용자의 위치 및 방향에 맞게 빔포밍 세팅 값을 설정하는 것
    을 특징으로 하는, 마이크 지향성을 자동 설정하는 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 센서부는 상기 사용자와 상기 객체의 거리가 소정거리 이내일 때 상기 객체의 방향 또는 위치를 추정함에 따라 상기 빔포밍 설정부는 상기 객체의 방향 또는 위치에 맞게 빔포밍 세팅 값을 설정하는 것
    을 특징으로 하는, 마이크 지향성을 자동 설정하는 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 센서부는 음향이 발생된 방향 또는 위치를 인식함에 따라 상기 빔포밍 설정부는 상기 음향이 발생된 방향 또는 위치에 맞게 빔포밍 세팅 값을 설정하는 것
    을 특징으로 하는, 마이크 지향성을 자동 설정하는 장치.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 센서부는,
    상기 사용자와 소정 거리 이내의 상기 객체의 수를 파악하고, 각각의 상기 객체의 방향 또는 위치를 추정하며,
    상기 빔포밍 설정부는
    상기 객체의 수에 따라 다중 빔포밍 세팅으로 변경하는 것
    을 특징으로 하는, 마이크 지향성을 자동 설정하는 장치.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 센서부는,
    적외선 방출기를 이용하여 방출된 적외선을 통해 객체를 인식하고, 빛 센서를 이용하여 반사된 빛을 통해 객체를 인식한 후, 상기 적외선 방출기를 통해 인식된 부분과 상기 빛 센서를 통해 인식된 부분 중 겹치는 부분에 객체가 있다고 인식하는 것
    을 특징으로 하는, 마이크 지향성을 자동 설정하는 장치.
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