KR20240064434A - 골전도 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시 예는 대상자의 구강 내 치아에 체결 가능한 의치에 매립되고 대상자의 가청 주파수에 기초하여 외부 소리를 대상자가 청취하도록 주파수를 수 전이할 수 있는 골전도 장치 및 방법을 발명한다.

Description

골전도 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR BONE CONDUCTION}

본 발명은 대상자의 구강 내 치아에 체결 가능한 의치에 매립되고 대상자의 가청 주파수에 기초하여 외부 소리를 대상자가 청취하도록 주파수를 수 전이할 있는 골전도 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대상자가 들을 수 없는 불가청 영역에서의 외부 소리 주파수 비율을 가청 영역 주파수 영역에서 생성될 수 있도록 주파수를 전이할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.

이하에서 기술되는 내용은 본 발명의 실시 예와 관련되는 배경 정보를 제공할 목적으로 기재된 것일 뿐이고, 기술되는 내용들이 당연하게 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

청각 장애는 전음성(전도성) 난청 (conductive hearing loss), 감음(감각)신경성 난청(sensorineural hearing loss), 혼합성 난청(mixed hearing loss) 및 편측성 난청(unilateral hearing loss) 등의 질환을 포함할 수 있다.

구체적으로, 전음성 난청은 외이(outer ear) 또는 중이(middle ear)에서 음을 내이(inner ear)로 달하는 과정의 문제로 인해 발생하고, 음을 증폭해 난청 문제를 해결하고, 나아가 수술적 치료로 난청 문제를 해결하고 있다.

감음 신경성 난청은 내이(inner ear) 또는 청각 신경의 문제로 발생하고, 음의 질에 문제가 있으며 청력 손실이 대부분 영구적인 것이 특징이다. 이러한 감음 신경성 난청은 보청기, 보조청각기구 및 청각학적 재활로 해결하고 있다.

감음 신경성 난청에 사용되는 보청기는 주로 골전도 장치가 사용되고 있으며, 골전도 장치는 외부의 음성 신호를 마이크로 받아 증폭시켜 귀에 전달하는 기능을 하는 장치이다. 고막이 아닌 뼈의 진동을 통해 소리를 듣기 때문에 dB 증폭으로 인한 청력 손실이 적다는 장점이 있다.

이러한 골전도 장치의 형태로는 귀나 두개골 등에 시술하는 장치가 있다. 귀나 두개골 등에 시술하는 골전도 장치의 경우 소리 증폭을 위한 장치를 신체 내에 삽입하는 수술이다. 따라서 수술 부위 관리의 불편함이 따르고 사용자에 따른 피부 반응 등과 같은 부작용이 발생할 수 있다는 단점이 있다. 또한, 수술 위험성을 감수해야 하며, 수술 이후에 재수술이 어렵다는 한계가 있다.

따라서, 외과적 이식이 불필요하고, 시술 중 합병증을 최소화할 수 있으며, 전달되는 소리의 명확성이 향상되고, 시술 부위의 노출이 적어 심미감이 향상될 수 있는 골전도 장치가 요구되고 있는 실정이다.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

본 발명의 실시 예는 골전도를 이용하여 외부 소리가 대상자의 가청 주파수 영역에서 생성되어 대상자가 외부 소리를 청취할 수 있는 골전도 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 실시 예는 신체에 삽입 시술 없이도 외부 소리를 보다 명확하게 전달할 수 있는 골전도 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 실시 예는 개인별로 추정된 가청 주파수에 따라 불가청 영역의 외부 소리를 가청 영역으로 주파수를 전이하여 외부 소리를 청취할 수 있는 골전도 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 과제에 한정되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시 예에 의해보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 알 수 있을 것이다.

본 발명의 실시 예에 따라 대상자의 구강 내 치아에 체결 가능한 의치에 매립되고 대상자의 가청 주파수에 기초하여 외부 소리를 대상자가 청취하도록 주파수를 전이하는 골전도 방법에 관한 것이다.

구체적으로, 대상자의 청력 상태 정보를 기준하여 수신한 외부 소리에서 가청 주파수 영역과 불가청 주파수 영역을 분리하고, 기 설정된 가청 주파수 조건에 따라 설정한 상기 불가청 주파수 영역에서 발생한 불가청 외부 소리가 상기 가청 주파수 영역에서 생성되도록 상기 불가청 외부 소리의 주파수 비율을 전이하는 과정을 통해 골전도가 수행될 수 있다.

이때, 상기 불가청 주파수 영역은 상기 가청 주파수 영역보다 높고, 주파수 전이 시, 기 저장된 상기 대상자의 청력 상태 정보를 기준으로 상기 불가청 외부 소리의 주파수를 낮출 수 있다.

실시 예에서, 상기 대상자의 청력 상태 정보는 제1 가청 범위 1000Hz이하, 제2 가청 범위 2000Hz 이하 및 제3 가청 범위 3000Hz 중 적어도 어느 하나의 범위일 수 있다.

실시 예에서 상기 대상자의 청력 상태 정보가 상기 제1 가청 범위인 경우, 상기 불가청 외부 소리 주파수 비율을 0.4 내지 0.6 이내로 낮춰 주파수 전이가 실행될 수 있다.

실시 예에서 상기 대상자의 청력 상태 정보가 상기 제2 가청 범위 및 상기 제3 가청 범위 중 어느 하나인 경우, 상기 불가청 외부 소리 주파수 비율을 0.2 내지 0.3 이내로 낮춰 주파수 전이가 실행될 수 있다.

실시 예에서, 상기 외부 소리에서 복수의 음원(soundsource)으로 분리하고, 분리된 상기 복수의 음원을 상기 대상자의 청력 상태 정보에 기준하여 주파수가 전이된 복수의 전이 음원으로 생성한 후, 상기 복수의 전이 음원을 재합성하는 과정을 더 포함할 수 있다.

이때, 실시 예에서 각각의 상기 복수의 음원의 청취 가능한 최대 가청 주파수 및 최소 가청 주파수를 설정할 수 있다.

실시 예에서, 상기 외부 소리를 발생시킨 음원을 기준으로 출력하도록 훈련된 머신 러닝 기반의 청력 추정 모델에 상기 외부 소리를 입력하여 상기 가청 주파수 영역과 상기 불가청 영역을 분리할 수 있다.

실시 예에서, 상기 음원 추출 모델은 대상자 별로 각각 개인화되어 생성된 머신 러닝 기반의 학습 모델일 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라 대상자의 구강 내 치아에 체결 가능한 의치에 매립되고 대상자의 가청 주파수에 기초하여 외부 소리(음악)를 대상자가 청취하도록 주파수를 전이하는 골전도 장치는, 프로세서 및 상기 프로세서와 전기적으로 연결되고, 상기 프로세서에서 수행되는 적어도 하나의 코드(code)가 저장되는 메모리를 포함하고, 상기 메모리는 상기 프로세서를 통해 실행될 때 상기 프로세서가 대상자의 청력 상태 정보를 기준하여 수신한 외부 소리에서 가청 주파수 영역과 불가청 주파수 영역을 분리하면, 기 설정된 가청 주파수 조건에 따라 설정한 상기 불가청 주파수 영역에서 발생한 불가청 외부 소리가 상기 가청 주파수 영역에서 생성되도록 상기 불가청 외부 소리의 주파수 비율을 전이하도록 야기하는 코드들을 저장할 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 및 이점이 이하의 도면, 청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시 예는 대상자의 청력 상태에 따라 분류된 가청 범위를 기준으로 수신된 외부 소리를 가청 외부 소리와 불가청 외부 소리로 분류하고, 대상자가 청취할 수 있는 가청 주파수 조건에 따라 설정한 불가청 주파수 영역에서 발생한 불가청 외부 소리를 가청 주파수 영역에서 생성되도록 불가청 주파수 비율을 가청 주파수 비율로 전이할 수 있다. 즉, 저장된 대상자의 청력 상태 정보를 기준으로 불가청 외부 소리의 주파수를 낮춰 대상자는 불가청 외부 소리를 가청 외부 소리 주파수 영역에서 들을 수 있다.

또한, 대상자는 청취할 수 있는 가청 영역이 개인마다 다를 수 있으므로, 같은 음악을 제1 대상자와 제2 대상자가 듣는다고 하더라도 불가청 외부 소리 주파수는 다를 수 있다. 따라서, 각 대상자마다 주파수 전이 비율은 다르게 적용될 수 있다.

더욱이, 본 발명의 실시 예에 따른 골전도 장치(100)는 별도로 신체에 삽입하는 수술을 실행하지 않고 구강 내 삽입하여 음원 주파수를 증폭할 수 있다. 따라서, 신체에 삽입 시술 없이도 외부 소리를 보다 명확하게 전달할 수 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 골전도 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 골전도 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따를 골전도 장치를 이용한 주파수 전이를 도시한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 골전도 장치를 이용하여 외부 소리의 주파수를 전이하고 대상자가 청취할 수 있는 가청 주파수로 재 합성하는 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 골전도 장치가 수신한 복수의 음원(soundsource)에서 청취 가능한 최대 가청 주파수 및 최소 가청 주파수를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 골전도 장치를 이용한 골전도 방법을 도시한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 발명된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 발명된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 발명된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 발명된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 발명된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

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.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수개의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 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.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 골전도 장치를 도시한 도면이다.

도 1을 참고하면, 골전도 장치(100)는 대상자의 구강 내 치아에 체결 가능한 의치에 매립되고 대상자가 청취할 수 있는 가청 주파수에 기초하여 외부 소리를 대상자가 청취하도록 주파수를 전이할 수 있는 장치이다.

본 발명의 실시 예들에 있어서, 골전도 장치(100)는 보청기를 통해 소리의 증폭으로 난청을 해결할 수 있는 전음성(전도성) 난청(conductive hearing loss), 혼합성 난청 및 한쪽 귀에 난청이 있는 편측성 난청 등의 환자가 착용 가능한 장치일 수 있다. 이러한 골전도 장치(100)는 귀나 두개골 등에 삽입하는 시술성 장치가 아닌, 대상자(예: 환자)의 치아나 치아에 체결 가능한 의치(예: 임플란트, 틀니, 마우스 피스 등)에 매립되는 방식으로 구현될 수 있다.

실시 예에서 골전도 장치(100)는 대상자가 들을 수 있는 가청 주파수에 기초하여 외부 소리를 골전도 장치(100)가 수신한 후, 수신한 외부 소리가 가청 주파수 밖에 있는 불가청 주파수에서 생성된 경우, 불가청 주파수에서 발생한 외부 소리를 가청 주파수에서 생성되도록 불가청 외부 소리의 주파수 비율을 가청 외부 소리의 주파수 영역으로 전이할 수 있도록 한다.

한편, 본 발명의 실시 예들에 있어서 골전도 장치(100)는 설명한 바와 같이 대상자 치아에 체결 가능한 의치에 매립되도록 구현될 수 있다. 즉, 임플란트, 틀니, 마우스 피스, 스프린트(splint) 등 치아 전체 또는 부분적의 의치에 매립될 수 있다. 이러한 골전도 장치(100)는 예를 들어 구강 내에서 탈착 가능할 수 있으며, 대상자가 소리 증폭이 필요한 시점에 구강의 치아에 체결할 수 있다. 이러한 특징으로 삽입과 같은 시술 없이도 외부 소리를 증폭할 수 있다. 시술 없이 소리 증폭이 가능해짐에 따라 수술 위험성 없이 소리 증폭이 가능해질 수 있다. 또한, 외부로 신체 일부에 장치 삽입 및 설치가 노출되지 않아 장치의 심미감이 향상될 수 있다.

실시 예에서, 골전도 장치(100)는 마우스 피스나 스프린트 중 어느 하나의 장치를 통해 구현할 수 있다. 예를 들어 마우스 피스는 대상자의 치아에 체결된 상태에서 골전도 장치(마우스 피스)가 포함하는 마이크(120_도 2 참고)에서 외부 소리를 수신 받을 수 있다. 수신된 외부 소리에서 발생하는 주파수와 기 저장된 대상자의 가청 주파수를 매칭하고, 불가청 주파수를 가청 주파수로 전이하여 대상자가 불가청 주파수도 청취할 수 있도록 한다.

이와 같이 불가청 주파수를 청취할 수 있도록 하기 위해서는 골전도 장치(100)를 착용하는 대상자가 청취할 수 있는 청력 상태 정보를 기준하여 골전도 장치(100)의 마이크(120)에서 수신한 외부 소리에서 가청 주파수 영역과 불가청 주파수 영역을 분리하고, 분리된 불가청 주파수 영역의 주파수를 전이(증폭)하여 가청 주파수 영역에서 생성될 수 있도록 한다.

이때, 대상자의 청력 상태 정보는 대상자의 청력 상태에 따라 분류될 수 있다. 예를 들어 제1 가청 범위 1000Hz 이하, 제2 가청 범위 2000Hz 이하 및 제3 가청 범위 3000Hz 이하로 분류할 수 있다. 구체적으로 대상자의 청력 상태가 제1 가청범위인 경우, 대상자는 여성 보컬, 타악기, synthesizer와 같은 음원(soundsource) 주파수를 청취할 수 있고, 대상자의 청력 상태가 제2 가청 범위인 경우, 대상자는 타악기, synthesizer와 같은 음원 주파수를 청취할 수 있으며, 가청 범위가 제3 가청 범위인 경우 대상자는 synthesizer와 같은 음원 주파수를 청취할 수 있다.

이러한 가청 범위는 조건에 따라 범위가 더 세분화되거나 단순하게 구분될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 골전도 장치의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따를 골전도 장치를 이용한 주파수 전이를 도시한 예시도이며, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 골전도 장치를 이용하여 외부 소리의 주파수를 전이하고 대상자가 청취할 수 있는 가청 주파수로 재 합성하는 과정을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 골전도 장치가 수신한 복수의 음원(soundsource)에서 청취 가능한 최대 가청 주파수 및 최소 가청 주파수를 도시한 도면이다.

도면 설명에 앞서, 설명의 편의상 골전도 장치(100)는 마우스 피스와 같이 대상자 구강에 탈착 가능하도록 구현된 예를 들어 설명하기로 한다.

도 2를 참고하면, 골전도 장치(100)는 대상자의 청력 상태 정보를 기초로 대상자가 들을 없는 불가청 영역의 주파수를 들을 수 있는 가청 영역 주파수로 전이할 수 있는 구성이다. 이러한 골전도 장치(100)는 마이크(120), 전이부(140), 러닝 프로세서(150), 메모리(160), 러닝 프로세서(150) 및 프로세서(180) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

골전도 장치(100)의 마이크(120)는 외부 소리를 수신할 수 있는 구성이다. 여기서 외부 소리란, 사람의 말소리 이외에 음악 소리와 같은 소리를 의미할 수 있다. 음악 소리는 말소리 보다 dB의 높낮이가 크기 때문에 난청 환자들이 청취하는데 어려움이 있다. 따라서 음악 소리를 정확하게 청취하기 위해서는 음악 소리의 주파수를 증폭해야 하고, 후술할 전이부(140)를 통해 음악 소리인 외부 소리 주파수를 전이할 수 있다.

전이부(140)는 대상자가 청취할 수 있는 가청 주파수 조건에 따라 설정한 불가청 주파수 영역에서 발생한 불가청 외부 소리를 가청 주파수 영역에서 생성되도록 불가청 주파수 비율을 가청 주파수 비율로 전이할 수 있는 구성이다.

앞서 설명한 바와 같이, 대상자의 청력 상태 정보는 대상자의 청력 상태 정보에 따라 분류될 수 있다. 예를 들어 제1 가청 범위 1000Hz 이하, 제2 가청 범위 2000Hz 이하 및 제3 가청 범위 3000Hz 이하로 분류할 수 있다.

예를 들어, 대상자의 청력 상태가 제1 가청 범위와 제2 가청 범위 사이인 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 대상자는 1.5KHz 이하의 소리(주파수)를 청취할 수 있다. 따라서, 1.5KHz 이상 주파수에서 생성된 소리는 불가청 외부 소리가 될 수 있다.

이러한 불가청 주파수 영역에서 생성된 소리를 전이부(140)를 통해 가청 영역 주파수로 이동시킬 수 있다. 즉, 전이부(140)는 저장된 대상자의 청력 상태 정보를 기준으로 불가청 외부 소리의 주파수를 낮춰 대상자는 불가청 외부 소리를 가청 외부 소리 주파수 영역에서 들을 수 있도록 하는 것이다.

이때, 본 발명의 실시 예에서 대상자는 제1 가청 범위 내지 제2 가청 범위 이내에서 음원을 청취할 수 있다고 가정하였으므로, 불가청 영역의 소리 주파수를 0.2 내지 0.6 비율로 낮출 수 있다.

구체적으로 대상자의 청력 상태 정보가 제1 가청 범위인 1000Hz 이하인 경우, 불가청 외부 소리 주파수 비율을 0.4 내지 0.6 이내로 낮출 수 있다. 다르게는 대상자의 청력 상태 정보가 제2 가청 범위 및 제3 가청 범위인 3000Hz 이하인 경우, 불가청 외부 소리 주파수 비율을 0.2 내지 0.3 이내로 낮춰 대상자가 불가청 영역의 소리를 들을 수 있도록 한다.

이와 같이 불가청 영역에서 발생한 소리 주파수를 전이하여 가청 영역에서 발생한 것과 같이 변경함에 따라 대상자가 청취할 수 없는 소리를 최소화할 수 있다. 특히 말소리보다 발생 주파수 범위가 넓은 음악 소리는 난청 환자가 들을 수 없는 불가청 영역이 넓어 음악을 정확하게 듣는데 한계가 있었다. 그러나 본 발명의 실시 예와 같이 불가청 영역의 소리 주파수를 가청 영역 소리 주파수로 전이함에 따라 대상자는 가청 영역의 소리가 증가하게 되어 보다 정확하게 음악 소리를 청취할 수 있게 된다.

한편 도 4를 참고하면, 복수의 음원을 포함하는 음악이 마이크(120)에 수신될 수 있고(도 4의 A 참고) 수신된 음악에서 복수의 음원을 분리할 수 있다(도 4의 B 참고).

분리된 복수의 음원은 각 음원마다의 고유한 주파수가 있다. 따라서, 복수의 음원 각각이 대상자가 청취할 수 있는 가청 영역으로 전이된 후의 주파수도 각 음원마다 다르다. 즉, 분리된 복수의 음원 주파수 각각을 대상자의 가청 범위에 기초하여 주파수를 전이한 이후의 분리된 복수의 전이 음원을 생성할 수 있다(도 4의 C 및 D 참고).

설명한 바와 같이, 대상자마다 청취할 수 있는 가청 범위가 다르므로 분리된 복수의 음원의 주파수를 전이하는 비율이 다를 수 있다. 따라서 주파수 전이 이전에 복수의 음원 주파수를 전이하기 위한 매개변수(D)를 설정할 수 있다.

다시 말해, 분리된 음원은 설정된 매개변수를 기초로 각 음원마다 주파수 증폭을 실행할 수 있고, 주파수 증폭이 이루어진 전이 음원은 대상자가 청취하기 위해 하나의 음악으로 재합성될 수 있다(도 4의 E 참고).

한편 도 5를 참고하면 하나의 음악을 복수의 음원으로 분리할 때, 분리된 각각의 음원의 주파수는 다를 수 있다.

예를 들어 음악 한곡을 완성하기 위해서는 여러 악기의 연주가 필요하다. 각각의 악기가 연주될 때 생성되는 음원의 높낮이는 악기별로 다르다. 따라서 각각의 악기별로 음원이 생성될 수 있다. 이때, 대상자는 생성된 각각의 음원에서 청취할 수 있는 주파수가 다를 수 있다. 따라서 각 음원에서 청취 가능한 최대 가청 주파수와 최소 가청 주파수를 설정할 수 있다.

이와 같이 각 음원에서 청취 가능한 최대 가청 주파수와 최소 가청 주파수를 설정함에 따라 각 음원의 전이 기준이 설정될 수 있다. 다시 말해 대상자의 불가청 주파수 영역은 기 설정될 수 있고, 기 설정된 대상자의 불가청 주파수 영역과 분리된 각각의 음원에서 일반적으로 청취 가능한 최대 및 최소 가청 주파수를 대응할 수 있다. 음원에서 분석한 최대 및 최소 가청 주파수 범위에서 대상자가 청취할 수 있는 영역으로 주파수를 전이시킬 수 있다. 이와 같이 각각의 음원의 최대 및 최소 가청 주파수를 설정함에 따라 악기 또는 음원마다 발생하는 주파수를 증폭하여 난청 환자가 음악을 청취할 때 불가청 영역이 발생되는 것을 최소화할 수 있게 된다.

메모리(160)는 모델 저장부(161)를 포함할 수 있다. 모델 저장부(161)는 러닝 프로세서(150)를 통해 학습 전 또는 학습된 모델(161a)을 저장할 수 있다. 학습된 모델 또는 학습 전 모델을 포함하는 학습 모델은 인공 신경망 기반 등 특별히 그 종류를 한정하지 않는다.

러닝 프로세서(150)는 학습 데이터를 이용하여 학습 모델(161a)을 학습시킬 수 있다. 학습 모델은 장치(100)에 탑재된 상태에서 이용될 수 있다.

학습 모델은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 학습 모델의 일부 또는 전부가 소프트웨어로 구현되는 경우 학습 모델을 구성하는 하나 이상의 명령어(instruction)는 메모리(160)에 저장될 수 있다.

본 발명의 학습 모델은 머신 러닝을 기반으로 하는 청력 추정 모델이며, 청력 추정 모델은 대상자의 청력 정보로부터 입력 받은 가청 범위로 레이블링(labeling)한 훈련 데이터로 훈련될 수 있다. 즉, 실시 예에서, 청력 추정 모델은 개인마다 측정된 자신의 가청 범위로 레이블링한 훈련 데이터로 훈련된 청력 추정 모델을 이용함으로써 개인마다 서로 다른 불가청 외부 소리 주파수를 정확하게 추정할 수 있다.

구체적으로 청력 추정 모델에 적용하는 대상자의 청력 상태 정보는 대상자의 청력 상태인 가청 범위에 기초한 데이터일 수 있다. 여기서 가청 범위는 기 설정된 조건인 제1 가청 범위 내지 제3 가청 범위 중 어느 하나일 수 있다.

예를 들어 대상자의 청력을 측정할 때, 대상자의 청력 상태가 제1 가청 범위와 제2 가청 범위 이내의 난청 환자인 것으로 판단할 수 있고, 판단된 정보를 골전도 장치(100)의 메모리(160)에 저장할 수 있다.

실시 예에서 대상자의 청력 상태 정보를 측정하면, 측정한 대상자의 청력 상태가 기 설정된 청력 추정 모델에 입력될 수 있다. 이때 청력 추정 모델은 대상자의 청력 정보로 레이블링된 훈련 데이터로 훈련될 수 있다.

즉, 본 발명의 훈련 데이터는 가청 영역에서 소리를 들을 수 있는 난청 환자인 대상자가 음악을 들을 때, 가청 영역과 불가청 영역을 분류할 수 있고, 분류한 데이터를 기초로 훈련 데이터를 생성할 수 있다.

이와 같이 생성된 청력 추정 모델은 대상자 별로 각각 개인화되어 생성된 학습 모델일 수 있다. 실시 예에서 학습 모델은 개인의 청력 상태(가청 범위)를 입력으로 하여 대상자의 가첨 범위를 수치적 값 또는 해당 수치적 값에 매핑한 단어로 출력할 수 있다. 즉, 대상자가 들을 수 있는 범위를 기 설정된 가청 범위에 대응시켜 대상자가 들을 수 있는 가청 정도를 출력할 수 있다.

이때, 청력 추정 모델의 정확성을 위해 대상자가 보다 다양한 환경에서 생성된 음원을 청취하여 훈련 데이터를 생성할 수도 있다. 예를 들어 훈련 데이터가 생성된 가청 범위와 측정된 주변 소음에 대해 대상자가 청취할 수 있는 영역을 매핑하여 저장한 후 학습 모델을 훈련하여 청력 추정을 수행하다가, 훈련 데이터가 생성되지 않은 주변 환경(다른 음악)의 음원을 대상자가 청취하는 경우에 대상자의 가청 범위를 측정하고 대상자가 들을 수 있는 정도를 입력 받은 후 훈련데이터에 추가하여 다시 학습 모델을 훈련할 수도 있다.

프로세서(180)는 학습 모델을 이용하여 새로운 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성할 수 있다.

또한, 프로세서(180)는 마이크(120)를 통해 수신한 외부 소리를 학습 모델에 적용하여 대상자의 가청 범위를 평가할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 골전도 장치를 이용한 골전도 방법을 도시한 흐름도이다.

도면을 참고하면, 대상자의 청력 정보에 기준하여 외부 소리(예: 음악)에서 가청 외부 소리와 불가청 외부 소리를 분리할 수 있다(S110).

분리된 외부 소리에서 불가청 소리의 주파수가 가청 소리 주파수에서 발생하도록 불가청 외부 소리 주파수 비율을 가청 외부 소리의 주파수 영역으로 전이할 수 있다(S120).

즉, 대상자의 청력 상태에 따라 분류된 제1 가청 범위(가청 범위 1000Hz 이하), 제2 가청 범위(가청 범위 2000Hz 이하) 및 제3 가청 범위(가청 범위 3000Hz 이하)에 기준하여 외부 소리를 가청 소리와 불가청 소리로 분리하는 것이다.

가청 범위가 설정되면 골전도 장치(100)의 마이크(120)에서 수신한 외부 소리가 설정된 대상자의 가청 범위를 기준으로 불가청 외부 소리와 가청 외부 소리로 분리할 수 있다.

이후, 대상자가 청취할 수 있는 가청 주파수 조건에 따라 설정한 불가청 주파수 영역에서 발생한 불가청 외부 소리를 가청 주파수 영역에서 생성되도록 불가청 주파수 비율을 가청 주파수 비율로 전이할 수 있다.

예를 들어, 대상자의 청력 상태가 제1 가청 범위와 제2 가청 범위 사이인 경우, 같이 대상자는 1.5KHz 이하의 소리(주파수)를 청취할 수 있다. 따라서, 1.5KHz 이상 주파수에서 생성된 소리는 불가청 외부 소리가 될 수 있다.

이러한 불가청 주파수 영역에서 생성된 소리를 가청 영역 주파수로 이동시킬 수 있다. 저장된 대상자의 청력 상태 정보를 기준으로 불가청 외부 소리의 주파수를 낮춰 대상자는 불가청 외부 소리를 가청 외부 소리 주파수 영역에서 들을 수 있도록 할 수 있다.

이때, 대상자는 청취할 수 있는 가청 영역이 개인마다 다를 수 있으므로, 같은 음악을 제1 대상자와 제2 대상자가 듣는다고 하더라도 불가청 외부 소리 주파수는 다를 수 있다. 따라서, 각 대상자마다 주파수 전이 비율은 다르게 적용될 수 있다. 즉, 개인마다 동일한 음악을 들을 때, 서로 다른 난청 환자들은 다른 음악을 듣는다고 느낄 수 있지만 본 발명의 실시 예에 따른 골전도 장치(100)에 의해 하나의 음악을 청취하는 것이라고 할 수 있다.

더욱이, 본 발명의 실시 예에 따른 골전도 장치(100)는 별도로 신체에 삽입하는 수술을 실행하지 않고 구강 내 삽입하여 음원 주파수를 증폭할 수 있다. 따라서, 신체에 삽입 시술 없이도 외부 소리를 보다 명확하게 전달할 수 있다.

이상 설명된 본 발명의 실시 예에 대한 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (16)

1. 각 단계의 적어도 일부가 프로세서에 의해 수행되고, 대상자의 구강 내 치아에 체결 가능한 의치에 매립되고 대상자의 가청 주파수에 기초하여 외부 소리(음악)를 대상자가 청취하도록 주파수를 전이하는 골전도 방법으로서,
   대상자의 청력 상태 정보를 기준하여 수신한 외부 소리에서 가청 주파수 영역과 불가청 주파수 영역을 분리하는 단계; 및
   기 설정된 가청 주파수 조건에 따라 설정한 상기 불가청 주파수 영역에서 발생한 불가청 외부 소리가 상기 가청 주파수 영역에서 생성되도록 상기 불가청 외부 소리의 주파수 비율을 전이하는 단계를 포함하는,
   골전도 방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 불가청 주파수 영역은 상기 가청 주파수 영역보다 높고,
   상기 전이하는 단계는,
   기 저장된 상기 대상자의 청력 상태 정보를 기준으로 상기 불가청 외부 소리의 주파수를 낮추는 단계를 포함하는,
   골전도 방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 대상자의 청력 상태 정보는 제1 가청 범위 1000Hz이하, 제2 가청 범위 2000Hz 이하 및 제3 가청 범위 3000Hz 중 적어도 어느 하나의 범위에 속하는,
   골전도 방법.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 대상자의 청력 상태 정보가 상기 제1 가청 범위인 경우,
   상기 전이하는 단계는,
   상기 불가청 외부 소리 주파수 비율을 0.4 내지 0.6 이내로 낮추는 단계를 포함하는,
   골전도 방법.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 대상자의 청력 상태 정보가 상기 제2 가청 범위 및 상기 제3 가청 범위 중 어느 하나인 경우,
   상기 전이하는 단계는,
   상기 불가청 외부 소리 주파수 비율을 0.2 내지 0.3 이내로 낮추는 단계를 포함하는,
   골전도 방법.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 외부 소리에서 복수의 음원(soundsource)으로 분리하는 단계;
   분리된 상기 복수의 음원을 상기 대상자의 청력 상태 정보에 기준하여 주파수가 전이된 복수의 전이 음원으로 생성하는 단계; 및
   상기 복수의 전이 음원을 재합성하는 단계를 더 포함하는,
   골전도 방법.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 복수의 음원으로 분리하는 단계는,
   각각의 상기 복수의 음원의 청취 가능한 최대 가청 주파수 및 최소 가청 주파수를 설정하는 단계를 더 포함하는,
   골전도 방법.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 설정하는 단계 이전에
   상기 외부 소리를 발생시킨 음원을 기준으로 출력하도록 훈련된 머신 러닝 기반의 청력 추정 모델에 상기 외부 소리를 입력하여 상기 가청 주파수 영역과 상기 불가청 영역을 분리하는 단계를 포함하는,
   골전도 방법.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 청력 추정 모델은 대상자 별로 각각 개인화되어 생성된 머신 러닝 기반의 학습 모델인,
   골전도 방법.
   
10. 대상자의 구강 내 치아에 체결 가능한 의치에 매립되어 대상자의 가청 주파수에 기초하여 외부 소리(음악)를 대상자가 청취하도록 주파수를 전이하는 골전도 장치로서,
    프로세서; 및
    상기 프로세서와 전기적으로 연결되고, 상기 프로세서에서 수행되는 적어도 하나의 코드(code)가 저장되는 메모리를 포함하고,
    상기 메모리는 상기 프로세서를 통해 실행될 때 상기 프로세서가
    대상자의 청력 상태 정보를 기준하여 수신한 외부 소리에서 가청 주파수 영역과 불가청 주파수 영역을 분리하면, 기 설정된 가청 주파수 조건에 따라 설정한 상기 불가청 주파수 영역에서 발생한 불가청 외부 소리가 상기 가청 주파수 영역에서 생성되도록 상기 불가청 외부 소리의 주파수 비율을 전이하도록 야기하는 코드들을 저장하는,
    골전도 장치.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 불가청 주파수 영역은 상기 가청 주파수 영역보다 높고,
    상기 메모리는 상기 프로세서가,
    기 저장된 상기 대상자의 청력 상태 정보를 기준으로 상기 불가청 외부 소리의 주파수를 낮추도록 야기하는 코드들을 저장하는,
    골전도 장치.
    
12. 제10항에 있어서,
    상기 대상자의 청력 상태 정보는 제1 가청 범위 1000Hz이하, 제2 가청 범위 2000Hz 이하 및 제3 가청 범위 3000Hz 중 적어도 어느 하나의 범위에 속하도록 야기하는 코드들을 더 저장하는
    골전도 장치.
    
13. 제10항에 있어서,
    상기 메모리는 상기 프로세서가,
    상기 외부 소리에서 복수의 음원(soundsource)으로 분리하고, 분리된 상기 복수의 음원을 상기 대상자의 청력 상태 정보에 기준하여 주파수가 전이된 복수의 전이 음원으로 생성한 후, 상기 복수의 전이 음원을 재합성하도록 야기하는 코드들을 저장하는,
    골전도 장치.
    
14. 제13항에 있어서,
    상기 메모리는 상기 프로세서가,
    각각의 상기 복수의 음원의 청취 가능한 최대 가청 주파수 및 최소 가청 주파수를 설정하도록 야기하는 코드들을 저장하는,
    골전도 장치.
    
15. 제10항에 있어서,
    상기 메모리는 상기 프로세서가,
    상기 외부 소리를 발생시킨 음원을 기준으로 출력하도록 훈련된 머신 러닝 기반의 청력 추정 모델에 상기 외부 소리를 입력하여 상기 가청 주파수 영역과 상기 불가청 영역을 분리하도록 야기하는 코드들을 저장하는,
    골전도 장치.
    
16. 제15항에 있어서,
    상기 청력 추정 모델은 대상자 별로 각각 개인화되어 생성된 머신 러닝 기반의 학습 모델인,
    골전도 장치.
    
    

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