WO2009102141A2 - Apparatus and method for detecting impact sound and rhythm of impact sound - Google Patents

Apparatus and method for detecting impact sound and rhythm of impact sound Download PDF

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WO2009102141A2
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impact sound
rhythm
impact
signal
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Seung-Joo Ko
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    • H05B47/00Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10Controlling the light source
    • H05B47/105Controlling the light source in response to determined parameters
    • H05B47/115Controlling the light source in response to determined parameters by determining the presence or movement of objects or living beings
    • H05B47/12Controlling the light source in response to determined parameters by determining the presence or movement of objects or living beings by detecting audible sound
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/40Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for detecting an impact sound and a rhythm caused by the impact sound, and controlling the operation of various peripheral devices preset according to the rhythm of the impact sound.
  • a switch is used to turn on / off various electric devices.
  • the switch is used to control home appliances such as lighting, TV, and audio in a home.
  • home appliances such as lighting, TV, and audio in a home.
  • the switch is fixed at a specific place or location, such as a light switch, the user must move to a specific place or location and then operate the switch. There was a hassle.
  • a device e.g., a second peripheral
  • a large number of claps e.g., five claps
  • a small number of claps e.g., three claps
  • a conventional device for detecting an impact sound such as clapping requires a high performance microprocessor because a noise canceling circuit or a complex noise canceling algorithm needs to be applied in order to distinguish between the existing noise and the clapping sound. There was a problem of raising the unit price.
  • a device using one conventional microphone may have a large impact sound exceeding a sound pressure level that the microphone can detect or a minute that is less than the sound pressure level that the microphone can detect.
  • the impact sound was input, there was a difficulty in detecting the impact sound.
  • the present invention detects an impact sound having a peak value of a sound input through a microphone equal to or greater than a specific reference value (detection threshold value), determines a rhythm to which the impact sound is input, and determines a predetermined signal corresponding to the rhythm ( Or a control signal) to selectively control at least one of a plurality of peripheral devices.
  • a specific reference value detection threshold value
  • the present invention adaptively sets a reference value (detection threshold) for the detection of the impact sound according to the magnitude and variation of the noise present in the surroundings, taking into consideration the average value of the input sound and the variance average value of the noise of the sound at the same time.
  • the present invention provides a method and an apparatus for accurately distinguishing and recognizing impact sounds from ambient noise.
  • the present invention in setting a reference value (detection threshold value) for the impact sound detection, it is possible to adaptively change the detection threshold setting magnification according to the amount of noise present in the surrounding, it is relatively less than usual depending on the surrounding situation It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for recognizing the impact sound of a magnitude.
  • the present invention provides a method and apparatus for accurately recognizing impact sounds that have a long duration in a sounding space such as a bathroom, a staircase, or a corridor, by using a correlation according to a change in the peak value of an input sound. It is to.
  • the present invention allows the user to set a plurality of rhythm patterns desired by the user in addition to the impact sound rhythm patterns stored by default, and to control any one of a plurality of peripheral devices corresponding to each rhythm or a plurality of functions of a specific peripheral device. It is to provide a method and apparatus that can be.
  • the present invention allows the user to recognize all the impact sounds that can be generated using a specific object or the body of the person without any classification, so that the user can control the peripheral devices by generating the impact sound using the appropriate means according to the surrounding situation It is to provide a method and a device to make it.
  • the present invention is to provide a device and a method for more accurately detecting a large impact sound or a fine impact sound by widening the bandwidth of the impact sound that can be detected using two or more microphones having different characteristics.
  • the present invention is to provide an apparatus and method for determining the impact sound by selectively using the input signal of a specific microphone of two or more microphones having different sound pressure level characteristics according to the surrounding situation.
  • the present invention also provides an apparatus and method for more accurately detecting impact sounds generated in a wide range of sound pressure level bands by using at least two microphones having different sound pressure level characteristics.
  • the present invention is to provide an apparatus and method for detecting the impact sound more accurately by selectively using a signal input from a microphone having a lower sensitivity when the impact sound is relatively larger than the ambient noise.
  • the present invention is to provide an apparatus and method for detecting the impact sound more accurately by selectively using a signal input from a microphone having a high sensitivity when a relatively small impact sound is input than usual.
  • An apparatus related to an embodiment of the present invention for realizing the above object includes a microphone for receiving an acoustic signal and converting it into an electrical signal; A memory configured to store a detection reference value set in consideration of a variance average value of noise and impact sound rhythm pattern information set corresponding to a plurality of peripheral devices for detecting the impact sound included in the acoustic signal; An AD conversion unit for sampling the sound signal input through the microphone and converting the sound signal into a digital value, an sound frame processing unit for dividing the sound signal converted into the digital value into predetermined frame units, and the impact sound included in the frame.
  • An impact sound determination unit for detecting a time interval between the impact sounds, and a rhythm pattern composed of the number of the impact sounds and the time interval information, and a rhythm pattern matching the rhythm pattern and a plurality of rhythm patterns previously stored in the memory; And a control unit including a rhythm determination unit for detecting a signal and a signal output unit for outputting a predetermined control signal to a peripheral device corresponding to the matched rhythm pattern.
  • the apparatus related to an embodiment of the present invention for realizing the above object is an algorithm for processing at least two or more microphones having different characteristics, the characteristic information of each microphone, or a sound signal received simultaneously from each microphone; And a memory for storing the related information and the impact sound rhythm pattern included in each sound signal received from each microphone, and then the impact sound rhythm patterns of the sound signals are the same or only in one sound signal. And a control unit for controlling an operation of a peripheral device corresponding to the impact sound rhythm pattern when the same impact sound rhythm pattern is detected in the memory.
  • the method related to an embodiment of the present invention for realizing the above-described problem is to receive the sound signal and convert it to a digital value, the basic detection using the preset default magnification (T) according to the magnitude average value (Pa) The threshold value is calculated, the final setting magnification Tf is calculated by reflecting a weight W according to the dispersion degree of noise included in the sound signal in the basic setting magnification T, and the input sound signal is calculated.
  • the method according to an embodiment of the present invention for realizing the above object is to receive at least two or more sound signals and process each, and to determine the sound signal of the impact sound is detected among the processed sound signals to the sound signal
  • the peripheral device corresponding to the rhythm pattern of the impact sound is made.
  • the impact sound rhythm pattern is detected from each sound signal and compared with each other. If the impact sound rhythm patterns of the sound signals are identical to each other, the peripheral device corresponding to the impact sound rhythm pattern is detected. To control.
  • the impact sound rhythm patterns of the respective sound signals are different from each other, it is detected whether a rhythm pattern corresponding to each impact sound rhythm pattern is stored in the memory, and the impact sound rhythm patterns of the respective sound signals are different from each other, and any impact sound rhythm is different.
  • the peripheral device corresponding to the impact sound rhythm pattern is controlled, and the impact sound rhythm patterns of the respective sound signals are different from each other, and the shock sound rhythm patterns of all the sound signals match.
  • the rhythm patterns are stored in the memory, the error processing operation is performed.
  • the present invention configured as described above has an effect of remarkably reducing the amount of calculation and power consumption by distinguishing the input shock sound by using the peak value of the impact sound in the acoustic frame.
  • the present invention by considering the average value of the input sound and the average of the dispersion of the sound at the same time, by adaptively setting the reference value (detection threshold) for detecting the impact sound according to the type and size of the noise present in the surroundings, There is an effect that can accurately recognize the impact sound from the ambient noise.
  • the present invention in setting a reference value (detection threshold value) for the impact sound detection, it is possible to adaptively change the detection threshold setting magnification according to the amount of noise present in the surrounding, it is relatively less than usual depending on the surrounding situation It also has the effect of recognizing the impact sound of the magnitude.
  • the present invention has an effect of accurately recognizing the impact sound that appears long duration in the sound ring space, such as bathroom, stairs, corridors, using the correlation according to the change in the peak value change of the input sound.
  • the present invention allows the user to set a plurality of rhythms desired by the user in addition to the impact sound rhythm stored by default, and can control at least one of a plurality of peripheral devices corresponding to each rhythm or any one function of a plurality of specific peripheral devices. It is effective.
  • the present invention allows the user to recognize all the impact sounds that can be generated using a specific object or the body of the person without any classification, so that the user can control the peripheral devices by generating the impact sound using the appropriate means according to the surrounding situation It is effective.
  • the present invention constituted as described above has the effect of widening the bandwidth of the shock sound that can be detected by using two or more microphones having different characteristics for the impact sound detection, so that a large impact sound or a fine impact sound can be detected more accurately.
  • the present invention by using at least two or more microphones having different characteristics in order to detect the impact sound, it is effective to improve the impact sound recognition rate by selectively receiving and processing the input signal of a specific microphone according to the ambient noise environment have.
  • the present invention has the effect of improving the misunderstanding of the impact sound by using the input signal of the microphone that is easy to detect the impact sound according to the ambient noise environment of at least two microphones having different sound pressure level characteristics in detecting the impact sound. .
  • FIG. 1 is a block diagram of an embodiment showing a configuration of an apparatus for detecting an impact sound and a rhythm of the impact sound according to the present invention.
  • Figure 2 is a block diagram of one embodiment showing a configuration for processing signals output from at least two microphones in accordance with the present invention.
  • Figure 3 is a block diagram of an embodiment showing the configuration of a device for detecting the impact sound and the rhythm of the impact sound in the signal received from the microphone according to the present invention.
  • 4 to 7 are exemplary diagrams for explaining and comparing sound signals input from a plurality of microphones having different characteristics according to the present invention.
  • FIG. 8 to 11 is an exemplary diagram of a graph for explaining the impact sound detection method according to the present invention.
  • FIG. 12 is a flowchart for explaining a method of calculating a basic detection threshold value according to a default setting magnification by a size average value as an example related to the present invention.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a method of calculating a final setting magnification reflecting a weight according to a dispersion degree of noise in a basic setting magnification T as an example related to the present invention, and calculating a final detection threshold accordingly.
  • FIG. 14 is a flowchart for explaining a method of determining an impact sound using a detection threshold set by a final setting magnification as an example related to the present invention.
  • FIG. 15 is a flowchart illustrating a method of outputting and controlling a preset control signal to a peripheral device corresponding to an input shock sound rhythm as an example related to the present invention
  • 16 is a flowchart illustrating a method of detecting an impact sound rhythm when receiving a plurality of sound signals as an example related to the present invention.
  • 17 is an exemplary view for explaining a method of applying and using the apparatus according to the present invention.
  • the present invention receives an acoustic signal output through at least two microphones having different sound pressure level characteristics, and detects an impact sound by processing at least one input signal among the acoustic signals output from each microphone.
  • the present invention relates to an apparatus and method for detecting a multi-channel impact sound.
  • the rhythm pattern composed of the impact sound is detected, and according to the rhythm pattern of the impact sound, A method of controlling the operation of the peripheral device will be described together.
  • the impact sound detected in the present invention means a sound generated by the impact, and means a sound generated when a sudden sudden force is applied to the object.
  • the impact sound may be generated using a human body such as a hand, mouth, or foot, or may be generated by hitting an arbitrary object such as a ballpoint pen or a key against another object such as a floor, a wall, or a desk.
  • the characteristic of the microphone includes a characteristic related to the sound pressure sensitivity or the height of the sound pressure level.
  • the sensitivity when the sound pressure sensitivity is high or low, the sensitivity may be large or small.
  • the microphone may have a high sensitivity at a specific sound pressure level, or a specific sound pressure bandwidth. Therefore, by using two or more highly sensitive microphones at different bandwidths, the sound pressure bandwidth that can be detected by the device of the present embodiment can be widened.
  • the impact sound detection device may detect the impact sound by processing a signal output from at least one microphone.
  • each impact sound may be detected by simultaneously processing signals input from the two or more microphones.
  • Figure 1 is a block diagram of an embodiment showing the configuration of a device for detecting the impact sound and the rhythm of the impact sound according to the present invention, the device outputs a signal (or control signal) corresponding to the detected impact sound rhythm corresponding to You can control peripherals or their specific actions.
  • the device 100 for detecting the impact sound and the rhythm of the impact sound includes a communication unit 110, an input unit 120, an output unit 130, a memory 140, an interface unit 150, and a controller 160. ) And a power supply unit 170 and the like.
  • a communication unit 110 an input unit 120, an output unit 130, a memory 140, an interface unit 150, and a controller 160.
  • a power supply unit 170 and the like.
  • not all illustrated components are essential components, and may be implemented by more components than the illustrated components, or by fewer components.
  • the communication unit 110 may include one or more components for wired or wireless communication between the device 100 and the plurality of peripheral devices 200A to 200N of the present invention.
  • the wireless internet module 111 or the short range communication module 112 may be included.
  • the wireless internet module 111 refers to a module for wireless internet access and may be internal or external.
  • the short range communication module 112 refers to a module for short range communication, and includes Bluetooth, ultrasonic waves, radio frequency identification (RFID), ZigBee, infrared data association (IrDA), and ultra wideband (UWB). Can be used.
  • RFID radio frequency identification
  • ZigBee ZigBee
  • IrDA infrared data association
  • UWB ultra wideband
  • the input unit 120 is a component for receiving a sound and a key manipulation of a user, and a key for receiving a key 121 of a microphone for receiving a sound and a user's key manipulation for setting a rhythm pattern or a peripheral device corresponding to the rhythm pattern. It may include an input unit 122.
  • the microphone 121 receives an external sound signal by a microphone and processes the external sound signal into electrical sound data.
  • the microphone 121 may include at least two microphones 121a and 121b having different sound pressure level characteristics.
  • the first microphone 121a may have a high sound pressure level characteristic
  • the second microphone 121b may have a low sound pressure level characteristic. If more microphones are provided, the sound pressure level can be further subdivided.
  • the sound pressure level characteristics may be configured to partially overlap.
  • each microphone may be implemented by the microphone itself, or may be implemented by adding a separate electric circuit to the microphone of the same characteristic.
  • the method of differently implementing the sound pressure level characteristics of the microphones is not highly related to the gist of the present invention, and a description thereof will be omitted.
  • the key input unit 122 generates a command for the user to control the operation of the device, and includes a key pad, a dome switch, a touch pad (constant voltage / capacitance type), a jog wheel, a jog switch, and the like. It may be configured as.
  • the output unit 130 is for outputting audio information for outputting an alarm or motion information or video information such as text or an image, and may include a display unit 131 and an alarm unit 132.
  • the display unit 131 may display information or an operation state processed by the apparatus 100 for detecting the impact sound and the rhythm of the impact sound of the present invention.
  • the operation state of the apparatus 100 may be displayed by a GUI (Graphic User Interface) method or may be displayed using a light emitting device (eg, an LED).
  • a light emitting device eg, an LED
  • a plurality of light emitting devices that output different colors according to an operating state eg, a normal operating state or an error operating state
  • Data and control information for each operation state may be stored in the memory 140.
  • the alarm unit 132 outputs a sound signal by using an audio output device such as a speaker or a buzzer for event information or an operation state processed by the apparatus 100 of the present invention.
  • the sound signal may be a simple sound effect or may be a guide message using a human voice. Examples of the event include a key input, an impact sound input, an error occurrence, and normal operation. Data and control information according to each event or operation state may be stored in the memory 140.
  • the memory 140 may store a program for processing and controlling the control unit 160, and input / output data (for example, information for detecting a shock sound, information about a shock sound rhythm, and corresponding to each impact sound rhythm). It can also perform a function for the temporary storage of the signal information to be output, information to be output according to the occurrence of the event or operation state.
  • the memory 140 includes an algorithm for blocking input of a signal containing a lot of noise, or stopping processing of the signal, each of which is difficult to detect an impact sound among signals output from microphones having two or more characteristics.
  • the microphone's characteristic information can be additionally stored.
  • the memory 140 may include at least one of a flash memory type, a hard disk type, various types of random access memory (RAM), and read-only memory (ROM). It may include a storage medium.
  • the interface unit 150 serves as an interface with all peripheral devices connected to the device 100 of the present invention.
  • a port for power connection a port for wired / wireless data communication, a port for connecting an external display means or an input means or an actuator means, an audio input / output (I / O) port, and the like may be included.
  • the controller 160 typically controls the overall operation of the apparatus 100 for detecting the impact sound and the rhythm of the impact sound.
  • the peripheral apparatus or the device 100 itself controls the sound processing for detecting the impact sound from the input sound, the determination of the impact sound, the rhythm determination by the impact sound, and the determined rhythm of the impact sound.
  • the control of the device itself means switching the device to a standby mode or an active mode.
  • the peripheral device may be controlled in the operation mode, but the peripheral device may not be controlled in the standby mode, and only a shock sound for switching to the operation mode may be recognized.
  • the controller 160 may detect impact sounds by processing signals output from the microphones, respectively.
  • the impact sound is detected by selecting a signal output from a microphone having an appropriate characteristic (a characteristic that is easy to detect an impact sound) according to the ambient noise condition.
  • a sound signal including a shock sound which can be more clearly distinguished from the ambient noise, it is possible to increase the accuracy by reducing the misunderstanding of the shock sound.
  • the power supply unit 170 supplies power required for the operation of each component.
  • DSPs digital signal processors
  • PLDs programmable logic devices
  • microprocessors that perform one function or operation.
  • the software code may be stored in the memory 140 and executed by the controller 160.
  • FIG. 2 is a block diagram of an embodiment showing a configuration for processing a signal output from at least two microphones in accordance with the present invention, each component shown in this may be configured as a separate hardware, the controller 160 It may be configured as one component within, or may be configured as a software module to be performed by the control unit 160.
  • the controller 160 may receive signals output from at least two microphones 121a and 121b through separate signal input ports. As such, when a signal output from each microphone is input through a separate signal input port, the controller 160 internally receives both signals output from both microphones through port switching, or is output from one microphone. The signal may be selectively input.
  • each microphone is connected to one side (input side) of the switching unit 180 and the other side (output side) is connected to a specific port of the controller 160.
  • the control unit 180 may output a control signal (or a switching signal) to the switching unit 180 to receive both signals output from both microphones, or to selectively receive only signals output from any one microphone.
  • control unit 160 processes the signals received from the two microphones 121a and 121b in parallel, but the processing method of each signal may be the same or slightly different. Only the processing method will be described.
  • Figure 3 is a block diagram of an embodiment showing the configuration of a device for detecting the impact sound and the rhythm of the impact sound in the signal received from the microphone according to the present invention.
  • the controller 160 samples the sound signal at a specific frequency (for example, 8 KHz, 16 KHz) through the A / D converter 161. Then, as shown in FIG. 4, a digital value (for example, 0 to 64,000, or -32,000 to +32,000) according to the level (amplitude) of the input sound signal is converted and output. As shown, the higher the level of the signal is converted to a digital value having a larger value, and the lower the level of the signal is converted to a digital value having a smaller value.
  • a specific frequency for example, 8 KHz, 16 KHz
  • a digital value for example, 0 to 64,000, or -32,000 to +32,000
  • the sensitive microphone 121a detects the impact sound well at an appropriate level (301).
  • the insensitive microphone 121b is detected 302 at a relatively small level of impact sound. Therefore, in this case, the controller 160 may detect the impact sound by processing the signal output from the sensitive microphone 121a.
  • the sensitive microphone 121a when a shock sound is input in a state where a specific noise (for example, a radio sound) 303 is present in the surroundings, the sensitive microphone 121a is distinguished by clapping with the impact sound 304 mixed with the ambient noise. (305). However, under the same conditions, the insensitive microphone 121b has a good applause (306) compared to the ambient noise. Therefore, in this case, the controller 160 may detect the impact sound by processing the signal output from the insensitive microphone 121b.
  • a specific noise for example, a radio sound
  • the controller 160 detects a dull micro shock sound at which the ambient noise is hardly input. Can be.
  • the sensitive microphone which is well inputted with the ambient noise, has a large dispersion value of the impact sound detection algorithm. Therefore, even if the maximum input value is input, the control unit 160 switches to a state in which it is not recognized as a shock sound, and thus misunderstanding due to noise is a source. Is blocked.
  • the sensitive microphone 121a may not be distinguished how many impact sounds are due to the surrounding sound (307).
  • the insensitive microphone 121b is sounded, but a signal capable of distinguishing a relatively shock sound is output (308). Therefore, in this case, the controller 160 may detect the impact sound by processing the signal output from the insensitive microphone 121b.
  • the microphone insensitive to a place where the ringing is severe, such as a bathroom or a corridor, does not input a shock sound thickly, so that the controller 160 may improve the recognition rate of the shock sound. That is, in the case of the single channel type impact sound detection method using one microphone, the non-impact sound such as voice and the impact sound such as clap have a strong tendency to be input in a similar waveform. There is a difficulty in accurately distinguishing the impact sound.
  • the present embodiment allows the single channel type impact sound detection method to lower the probability of misrecognition that may occur in a noise environment. That is, the non-impact sound and the impact sound can be distinguished more accurately.
  • the present embodiment provides a multi-channel shock sound detection method as compared to the single-channel shock sound detection method, and compared to the single-channel shock sound detection method, a non-impact like voice (voice) in the surroundings. Even in the presence of noise, the insensitive microphone can be used to more accurately detect the impact sound that is input louder than the non-impact noise from the detected sound signal.
  • the sound frame processor 162 divides the sound signal converted into a digital value according to the level into frame units having a predetermined time interval (for example, 50 ms), and divides the sound signal having the maximum value in each frame into the sound of the corresponding frame.
  • the peak value Pc is set. If the sound signal is unstable during the actual sound signal processing (for example, if there is ambient noise or if the power supply is unstable even if there is no ambient noise), the signal may be unstable. The difference value between may be used to detect an acoustic signal having the maximum value.
  • the controller 160 may control the sound frame processor 162 to sequentially process signals received from the microphones 121a and 121b.
  • the signals input from each microphone are buffered in a specific area of the memory 140, and the frames of the sound signals received from the first microphone 121a and the frames of the sound signals received from the second microphone 121b are sequentially processed.
  • the frame processing time is a time interval of one frame (eg 50 ms). Since it is more than twice as fast, the signals received from the first and second microphones 121a and 121b can be processed during the time interval of one frame (for example, 50 ms). That is, the sound peak value Pc can be detected in the corresponding frame of the sound signal received from each microphone for about the same time (for example, within 50 ms).
  • the performance of the control unit 160 is poor, for example, if the processing time required to process one frame in the control unit 160 is about 30ms, for a time interval of one frame (for example, 50ms Cannot process two frames, i.e., the frame processing time is not more than twice as fast as the time interval of one frame (e.g., 50 ms), so that the second microphone 121b is used while buffering the signal of the first microphone 121a. ) And alternately process the signal of the first microphone 121a while buffering the signal of the second microphone 121.
  • a time interval of one frame for example, 50ms Cannot process two frames, i.e., the frame processing time is not more than twice as fast as the time interval of one frame (e.g., 50 ms)
  • the second microphone 121b is used while buffering the signal of the first microphone 121a.
  • the sound frame processing unit 162 calculates a magnitude average value Pa of the sound peak values Pc of each frame with respect to a predetermined number of frames (for example, 100).
  • the predetermined frames for calculating the size average value Pa are each time a new frame is input, by excluding the frame inputted in time (oldest frame) and adding the new frame (current frame), Always maintain a constant number of frames (e.g. 100).
  • the magnitude average value Pa becomes larger or smaller in proportion to the magnitude of the ambient noise.
  • the frame processing as described above is performed on the signals output from the microphones 121a and 121b, respectively. That is, the magnitude average value Pa of each signal output from each microphone is calculated.
  • the basic setting magnification T of the reference value (detection threshold value) for detecting the impact sound is increased (e.g., 5-10 times the magnitude average value), and the magnitude average value Pa is obtained.
  • the default setting magnification T of the reference value (detection threshold value) for the impact sound detection is made small (e.g., 2-3 times the magnitude average value).
  • the basic value of the detection threshold is as follows. The setting magnification T is set to about 3.
  • the default preset magnification T can be set in advance by statistical values by experiment. However, the basic preset magnification T is applicable to the case where the ambient noise is always the same. Actually, the noise that may be present in the surroundings may have a large change range and a small change range as shown in FIG. 10. Noise N2 may be present in various ways.
  • the magnitude average values Pa of the two noises N1 and N2 may be the same, but the degree of dispersion may be different.
  • the sound frame processing unit 162 calculates a dispersion average value Da in order to determine how the sound peak value Pc of the current frame is dispersed from the calculated size average value Pa. That is, the variance average value Da determines whether the type of noise distributed in the surrounding is an impulsive noise having a large variation such as noise generated in a TV or a continuous noise having a small variation such as noise generated in a refrigerator. As described above, similarly to the size average value Pa, an update is performed for each frame by averaging the variance value of each frame with respect to a predetermined number of frames (for example, 100).
  • the magnitude average value Pa and the acoustic peak value of the current frame may be used to reduce the calculation amount. It can be replaced by the difference from (Pc).
  • the variance average value Da increases according to the degree of change in the amount of ambient noise, that is, when the change in the amount of ambient noise is large (for example, the degree of watching TV), and the magnitude of the ambient noise does not change. If it is nearly constant (eg, talking to the Soggongon), the value is small.
  • the weight W 1+ (Da / Pa) becomes 2
  • the present invention considers the magnitude average value Pa of the input sound and the dispersion average value Da of the sound at the same time, and the type of noise (degree of dispersion of noise) and the magnitude of the threshold for detecting the impact sound in the vicinity. By adaptively changing according to the change width, it is possible to accurately distinguish noise and impact sound according to the surrounding situation.
  • the final set magnification Tf of the detection threshold is set to be relatively larger, whereby the same size average value Pa is obtained. It should be recognized as a shock sound only when a relatively loud impact sound is input than when there is a noise having a small difference from the magnitude average value Pa (a constant noise with little change in magnitude). In the case where there is a noise (a constant noise with little change in size) that has little difference with the size average value Pa in the periphery, the final set magnification Tf of the detection threshold is set to be relatively smaller. It is possible to recognize the impact sound even if a relatively small impact sound is input than when there is a noise having a Pa) but a difference between the magnitude average value Pa and the noise having a large change in size.
  • the acoustic signal should not include ripple, but if the power supply is poor, the signal flow may wave like a wave, and in such a state, the acoustic peak value (Pc) Degree changes occur. Therefore, in the present invention, in order to avoid the influence of the wave phenomenon, as described above, the value Pc / Pa obtained by dividing the acoustic peak value Pc by the magnitude average value Pa is used as the acoustic peak value for determining the impact sound, and the detection threshold value is used. The impact sound is judged by comparison with the final setting magnification Tf for setting.
  • the acoustic peak value Pc of the current frame is 200
  • the magnitude average value Pa is 10
  • the weight W is 1.5
  • the default setting magnification T without weight is 10.
  • time information of the frame determined as the impact sound (for example, the time of the frame determined as the impact sound, or the time interval of each frame determined as the impact sound) is sequentially stored in the specific region of the memory 140.
  • the impact sound determination unit 163 determines that the rhythm input of the impact sound is terminated when the impact sound is no longer input for a predetermined time (for example, 500 ms) after the impact sound detection.
  • the impact sound that is greater than or equal to the final set magnification Tf exceeds a predetermined number of frames, it may not be determined as a shock sound, and the number of frames (shock sound holding time) in which the shock sound may be maintained for determining the impact sound may be around. It can be set in consideration of the situation (e.g., a place with a ringing, a place without a ringing). For example, when the level of the impact sound is too large, such as the signal 307 output from the sensitive microphone 121a of FIG. 7, to exceed the predetermined number of frames, the impact sound may not be determined. In this case, however, the impact sound can be determined using the signal 308 output from the insensitive microphone 121b.
  • the rhythm determination unit 164 generates a rhythm pattern based on the currently input impact sound based on the number of impact sounds stored in the memory 140 and time information on the impact sound, and compares the rhythm pattern with previously stored rhythm patterns.
  • the rhythm pattern is detected by comparing the rhythm patterns within an error range (for example, 5%) among a plurality of stored rhythm patterns. For example, referring to FIG. 4, assuming that the number of impact sounds is five (C1 to C5) and the time intervals t1 to t4 between each impact sound are 200, 400, 200, and 400 (ms), respectively.
  • a rhythm pattern having a number of impact sounds is detected among the rhythm patterns, and a rhythm pattern having a time interval of the impact sound among the rhythm patterns is detected within a specific error range and a time interval of the input impact sound rhythm pattern.
  • the rhythm pattern may vary in the time (speed) according to the user.
  • the time intervals t1 to t4 between the impact sounds C1 to C5 may be increased to 160, 320, 160, and 320 (ms), or may be slowed to 230, 460, 230, and 460 (ms).
  • the signal output unit 165 outputs a predetermined signal (or control signal) corresponding to the rhythm pattern detected by the rhythm determination unit 164 to control the corresponding peripheral device.
  • a predetermined signal or control signal
  • an internal operation of the apparatus 100 for detecting the impact sound and the rhythm of the impact sound according to the present invention may be controlled.
  • the above-described components may operate under the control of the controller 160.
  • 12 to 16 are flowcharts for explaining the impact sound according to the present invention and a method of detecting the rhythm of the impact sound.
  • the controller 160 processes each digital value to determine whether an impact sound is input from each sound signal.
  • the impact sound may be input in both signals or may be input in only one signal.
  • the controller 160 may stop the processing of the acoustic signal in which the impact sound is not input, and the time for stopping the processing may be limited until the processing of the other sound signal is completed. That is, when the processing of the other sound signal is completed, it is possible to process the sound signal received from the two microphones again.
  • the controller 160 determines the rhythm of the impact sound and outputs a control signal corresponding to the impact sound rhythm to control the peripheral device.
  • FIG. 12 is a flowchart for explaining a method of calculating a basic detection threshold value according to a basic setting magnification by a size average value as an example related to the present invention.
  • the controller 160 converts each sound signal into a digital value (S102), and converts each sound signal into a frame for a predetermined time.
  • the sound peak value Pc having the maximum digital value in each frame is detected by dividing the data into units (S103).
  • the magnitude average value Pa of the acoustic peak value Pc of each frame is calculated for the predetermined predetermined frame (S104).
  • a basic detection threshold value according to a preset default magnification T may be calculated using the magnitude average value Pa (S105).
  • the default setting magnification T may be stored in advance in the memory 140 as an experience value.
  • Each of the values eg, Pa, Pc, and T
  • the detection threshold value reflecting the variance average value Da of the noise is set.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a method of calculating a final setting magnification reflecting a weight according to a dispersion degree of noise in a basic setting magnification T as an example related to the present invention, and calculating a final detection threshold accordingly.
  • the controller 160 calculates the variance average value Da of the noise for each acoustic signal (S201), and uses the ratio of the variance average value Da to the magnitude average value Pa to determine the noise.
  • the weight W 1 + (Da / Pa) is a value in which the relative ratio Da / Pa of the variance average value Da with respect to the size average value Pa is reflected.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a method of determining an impact sound using a detection threshold set by a final setting magnification as an example related to the present invention.
  • 15 is a flowchart illustrating a method of outputting and controlling a predetermined control signal to a peripheral device corresponding to an input shock sound rhythm as an example related to the present invention.
  • the controller 160 stores the number of impact sounds determined in each sound signal and time interval information between the impact sounds in the memory 140, and the impact sound rhythm pattern based on the number of impact sounds and the time interval information. Determine (S401).
  • the input shock sound rhythm pattern and the impact sound rhythm pattern previously stored in the memory 140 are compared (S402), and a rhythm pattern matching within an error range is detected (S403), and corresponds to the detected rhythm pattern.
  • the peripheral device is controlled by outputting a signal (or a control signal) (S404).
  • 16 is a flowchart illustrating a method of detecting an impact sound rhythm when receiving a plurality of sound signals as an example related to the present invention.
  • the controller 160 receives a plurality of sound signals (S501) and processes the sound signals respectively (S502).
  • S503 an acoustic signal in which an impact sound is detected is determined from each acoustic signal. If an impact sound is detected only in any one of the acoustic signals (NO in S503), a rhythm pattern consisting of the impact sound detected in the one acoustic signal is detected using the method described with reference to FIG. The corresponding peripheral device is controlled (S512).
  • the impact sound rhythm pattern is detected in each sound signal (S504).
  • the impact sound rhythm patterns of the respective acoustic signals are compared with each other (S505) to determine whether each impact sound rhythm pattern is the same rhythm pattern (S506).
  • the peripheral device is controlled by outputting a signal (or a control signal) corresponding to the rhythm pattern (S512).
  • the number of impact sounds that can be detected in each sound signal may be different.
  • the rhythm pattern is also different. This is because the impact sound rhythm pattern detected from the sound signal output from each microphone may be different even if the sound signals input to each microphone are the same.
  • the impact sound rhythm patterns of the sound signals determined above are different (NO in S506), the impact sound rhythm patterns compared to the impact sound rhythm patterns previously stored in the memory 140 are compared (S507), and the rhythms matched within the error range. It is detected whether there is a pattern (S508). If all of the rhythm patterns corresponding to the impulsive sound rhythm patterns of the respective sound signals are stored in the memory 140 (NO in S508), it is determined as an error and the preset error processing operation is performed (S509). The error processing operation outputs an error message (or alarm) through the output unit 130.
  • the signal corresponding to the rhythm pattern (or A control signal) is output to control the peripheral device (S512).
  • a plurality of impact sound rhythm patterns may be stored in the memory 140, and a plurality of impact sound rhythm patterns stored in the memory 140 may be set through the input unit 120, and then the impact sound rhythm pattern may be stored in the memory 140.
  • a peripheral device or a specific peripheral device to be controlled may be set.
  • a plurality of peripheral devices or operations may be simultaneously set for one rhythm pattern.
  • the information for setting the rhythm pattern may be output through the output unit 130, or may transmit the information edited by the computer through the interface with the computer (PC) and store it in the memory 140.
  • the present invention uses an acoustic signal output from a microphone having a sensitive characteristic to detect an impact sound that is input as a very small sound (for example, applause of a child) in a very quiet place such as midnight.
  • the impact sound for example, the impact sound with a large fluctuation range
  • the conventional art uses the acoustic signal output from a microphone having a sensitive characteristic to detect an impact sound that is input as a very small sound (for example, applause of a child) in a very quiet place such as midnight.
  • the apparatus 100 for controlling the peripheral apparatus using the impact sound and the impact sound rhythm related to the present invention may be variously connected in various ways in a wireless or wired manner through the communication unit 110 or the interface unit 150 as shown in FIG. It may interface with the peripheral devices 200A to 200N at the same time, or may form a network with another plurality of devices 100.
  • a plurality of peripherals can be simultaneously controlled (e.g., lighting of several rooms are on / off at the same time), or a specific operation can be controlled by selecting one of a plurality of peripherals (e.g., lighting , TV, air conditioner, door lock, on / off respectively).

Landscapes

  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
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Abstract

The present invention relates to an apparatus and a method for detecting an impact sound and the rhythm of the impact sound, and to a controlling operation of peripheral devices in accordance with the detected rhythm of the impact sound. The apparatus and method of the present invention comprise detecting an impact sound wherein the peak value of the sound inputted through a microphone is higher than a reference value (i.e., a threshold value), detecting the rhythm of the impact sound, and outputting a preset signal (or a control signal) corresponding to the rhythm, enabling the selective control of at least one of a plurality of peripheral devices.

Description

충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 장치와 방법Apparatus and method for detecting an impact sound and its rhythm
본 발명은 충격음과 그 충격음에 의한 리듬을 검출하고, 그 충격음의 리듬에 따라 기 설정된 각종 주변기기의 동작을 제어하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for detecting an impact sound and a rhythm caused by the impact sound, and controlling the operation of various peripheral devices preset according to the rhythm of the impact sound.
일반적으로 스위치는 각종 전기장치를 온/오프시키는 용도로 사용된다.In general, a switch is used to turn on / off various electric devices.
상기 스위치는 가정에서 조명이나 티브이, 오디오와 같은 가전기기를 제어하는데 이용되지만, 조명 스위치와 같이 특정 장소나 위치에 고정되어 있는 경우에는 사용자가 직접 특정 장소나 위치로 이동한 후 그 스위치를 조작해야 하는 번거로움이 있었다. The switch is used to control home appliances such as lighting, TV, and audio in a home. However, when the switch is fixed at a specific place or location, such as a light switch, the user must move to a specific place or location and then operate the switch. There was a hassle.
이에 따라, 근래에는 박수(특히, 박수 횟수)에 의해 제어되는 스위치가 출시되기도 하였으나, 상기 박수에 의한 스위치 제어방식은 잡음이 많은 장소에서는 박수소리의 인식률이 떨어지는 문제점이 있었다. 즉, 잡음으로부터 박수소리를 구분하는 것이 용이하지 않기 때문에 주변기기의 제어에 어려움이 있었다. Accordingly, in recent years, a switch controlled by clapping (especially the number of claps) has been released, but the switch control method by clapping has a problem in that the recognition rate of clapping sounds falls in a place where there is a lot of noise. In other words, it is difficult to control the peripheral device because it is not easy to distinguish the applause from the noise.
또한, 박수소리는 일상 생활 중 다양한 상황(예 : 웃을 때, 주의를 집중시킬 때)에서 자주 발생하기 때문에, 사용자가 의도하지 않은 박수소리에 의해서도 주변장치가 제어될 수 있는 문제점이 있었다.In addition, since the applause sounds frequently occur in various situations (eg, when smiling and focusing attention) in daily life, there is a problem that the peripheral device can be controlled even by the unintentional applause.
또한, 종래와 같이 박수 횟수에 의해서 장치를 제어하는 기술은 제어하고자 하는 주변기기가 많거나, 하나의 주변기기 내에서도 제어하고자 하는 동작이 많아질 경우, 그 주변기기의 개수나 동작의 수에 따라 해당하는 박수 횟수도 증가 되어야하기 때문에, 사용자가 각각의 주변기기에 해당하는 박수 횟수를 기억하기가 쉽지 않아 제어에 어려움이 있었다. In addition, as in the conventional technique of controlling a device by the number of claps, when there are many peripheral devices to be controlled or an operation to be controlled in one peripheral device increases, the number of claps corresponding to the number of the peripheral devices or the number of operations Since it should also be increased, it was difficult for the user to remember the number of claps corresponding to each peripheral device.
또한, 주변에 많은 박수 횟수(예 : 박수 5회)에 의해 동작하는 장치(예 : 제1 주변기기)와 적은 박수 횟수(예 : 박수 3회)에 의해 동작하는 장치(예 : 제2 주변기기)가 함께 존재할 경우, 제1 주변기기를 작동시키기 위한 박수 소리가 발생했을 때, 의도하지 않은 제2 주변기기도 작동될 수 있는 문제점이 있었다.In addition, a device (e.g., a second peripheral) that operates by a large number of claps (e.g., five claps) and a device that operates by a small number of claps (e.g., three claps) When present together, when there was a clap sound for operating the first peripheral, there was a problem that the unintentional second peripheral can also be operated.
또한, 종래의 박수와 같은 충격음을 검출하는 장치는 주변에 존재하는 잡음과 박수소리를 구별하기 위해서 잡음 제거 회로를 부가하거나 복잡한 잡음 제거 알고리즘을 적용시켜야 하기 때문에 고성능의 마이크로 프로세서를 필요로 하여서 장치의 단가를 상승시키는 문제점이 있었다. In addition, a conventional device for detecting an impact sound such as clapping requires a high performance microprocessor because a noise canceling circuit or a complex noise canceling algorithm needs to be applied in order to distinguish between the existing noise and the clapping sound. There was a problem of raising the unit price.
또한, 종래의 하나의 마이크를 사용하는 장치에서는 충격음 검출을 위한 마이크의 특성에 따라서, 상기 마이크가 검출할 수 있는 음압레벨을 초과하는 큰 충격음이나 상기 마이크가 검출할 수 있는 음압레벨에 미달되는 미세한 충격음이 입력되는 경우, 그 충격음의 검출에 어려움이 있었다.In addition, according to the characteristics of a microphone for detecting a shock sound, a device using one conventional microphone may have a large impact sound exceeding a sound pressure level that the microphone can detect or a minute that is less than the sound pressure level that the microphone can detect. When the impact sound was input, there was a difficulty in detecting the impact sound.
본 발명은 마이크를 통해 입력되는 음향(Sound)의 피크치(Peak Value)가 특정 기준치(검출 임계치) 이상인 충격음을 검출하고, 그 충격음이 입력되는 리듬을 판단하여, 그 리듬에 해당하는 기설정된 신호(또는 제어신호)를 출력함으로써 다수의 주변기기 중 적어도 하나를 선택적으로 제어할 수 있도록 하는 방법과 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention detects an impact sound having a peak value of a sound input through a microphone equal to or greater than a specific reference value (detection threshold value), determines a rhythm to which the impact sound is input, and determines a predetermined signal corresponding to the rhythm ( Or a control signal) to selectively control at least one of a plurality of peripheral devices.
또한, 본 발명은 입력된 음향의 크기 평균값과 그 음향의 잡음에 대한 분산 평균값을 동시에 고려하여, 충격음 검출을 위한 기준치(검출 임계치)를 주변에 존재하는 잡음의 크기와 변화폭에 따라 적응적으로 설정되게 함으로써, 주변잡음으로부터 충격음을 정확히 구별하여 인식할 수 있도록 하는 방법과 장치를 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention adaptively sets a reference value (detection threshold) for the detection of the impact sound according to the magnitude and variation of the noise present in the surroundings, taking into consideration the average value of the input sound and the variance average value of the noise of the sound at the same time. The present invention provides a method and an apparatus for accurately distinguishing and recognizing impact sounds from ambient noise.
또한, 본 발명은 충격음 검출을 위한 기준치(검출 임계치)를 설정함에 있어서, 주변에 존재하는 잡음의 크기에 따라 검출 임계치 설정배율을 적응적으로 변경할 수 있도록 함으로써, 주변 상황에 따라 평소보다 상대적으로 적은 크기의 충격음도 인식할 수 있도록 하는 방법과 장치를 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention, in setting a reference value (detection threshold value) for the impact sound detection, it is possible to adaptively change the detection threshold setting magnification according to the amount of noise present in the surrounding, it is relatively less than usual depending on the surrounding situation It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for recognizing the impact sound of a magnitude.
또한, 본 발명은 입력된 음향의 피크치 변화량 추이에 따른 연관 관계를 이용하여, 욕실, 계단, 복도와 같이 사운드가 울리는 공간에서 지속시간이 길게 나타나는 충격음도 정확히 인식할 수 있도록 하는 방법과 장치를 제공하기 위한 것이다. In addition, the present invention provides a method and apparatus for accurately recognizing impact sounds that have a long duration in a sounding space such as a bathroom, a staircase, or a corridor, by using a correlation according to a change in the peak value of an input sound. It is to.
또한, 본 발명은 디폴트로 저장된 충격음 리듬패턴 이외에 사용자가 원하는 복수의 리듬패턴을 설정할 수 있도록 하고, 각 리듬에 해당하는 다수의 주변기기 중 어느 하나 또는 특정 주변기기의 다수의 기능 중 어느 한가지 기능을 제어할 수 있는 방법과 장치를 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention allows the user to set a plurality of rhythm patterns desired by the user in addition to the impact sound rhythm patterns stored by default, and to control any one of a plurality of peripheral devices corresponding to each rhythm or a plurality of functions of a specific peripheral device. It is to provide a method and apparatus that can be.
또한, 본 발명은 특정 물체나 사람의 신체를 이용하여 발생시킬 수 있는 모든 충격음을 종류의 구분없이 인식할 수 있도록 함으로써, 사용자가 주변 상황에 따라 적절한 수단을 이용한 충격음을 발생하여 주변기기를 제어할 수 있도록 하는 방법과 장치를 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention allows the user to recognize all the impact sounds that can be generated using a specific object or the body of the person without any classification, so that the user can control the peripheral devices by generating the impact sound using the appropriate means according to the surrounding situation It is to provide a method and a device to make it.
또한, 본 발명은 적어도 두 개 이상의 마이크를 이용하여 넓은 범위의 음압레벨 대역에서 발생하는 충격음을 주변잡음으로부터 더 정확하게 검출할 수 있는 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.It is also an object of the present invention to provide an apparatus and method for more accurately detecting an impact sound generated in a wide range of sound pressure level bands by using at least two microphones from ambient noise.
또한, 본 발명은 특성이 다른 두 개 이상의 마이크를 이용하여 검출할 수 있는 충격음의 대역폭을 넓혀 큰 충격음이나 미세한 충격음도 더 정확하게 검출할 수 있는 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention is to provide a device and a method for more accurately detecting a large impact sound or a fine impact sound by widening the bandwidth of the impact sound that can be detected using two or more microphones having different characteristics.
또한, 본 발명은 주변 상황에 따라 음압레벨 특성이 다른 두 개 이상의 마이크 중 특정 마이크의 입력신호를 선택적으로 이용하여 충격음을 판단할 수 있는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention is to provide an apparatus and method for determining the impact sound by selectively using the input signal of a specific microphone of two or more microphones having different sound pressure level characteristics according to the surrounding situation.
또한, 본 발명은 음압레벨 특성이 다른 적어도 두 개 이상의 마이크를 이용하여 넓은 범위의 음압레벨 대역에서 발생하는 충격음을 더 정확하게 검출할 수 있는 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention also provides an apparatus and method for more accurately detecting impact sounds generated in a wide range of sound pressure level bands by using at least two microphones having different sound pressure level characteristics.
또한, 본 발명은 주변 소음보다 상대적으로 큰 충격음이 입력될 경우에 민감도가 작은 마이크에서 입력되는 신호를 선택적으로 이용하여 충격음을 더 정확하게 검출할 수 있는 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention is to provide an apparatus and method for detecting the impact sound more accurately by selectively using a signal input from a microphone having a lower sensitivity when the impact sound is relatively larger than the ambient noise.
또한, 본 발명은 평상시보다 상대적으로 작은 충격음이 입력될 경우에 민감도가 큰 마이크에서 입력되는 신호를 선택적으로 이용하여 충격음을 더 정확하게 검출할 수 있는 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention is to provide an apparatus and method for detecting the impact sound more accurately by selectively using a signal input from a microphone having a high sensitivity when a relatively small impact sound is input than usual.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 예와 관련된 장치는 음향 신호를 입력받아 전기적인 신호로 변환하여 출력하는 마이크와; 상기 음향 신호에 포함된 충격음 검출을 위해 잡음의 분산 평균값을 고려하여 설정된 검출 기준치와 다수의 주변기기에 대응하여 설정된 충격음 리듬패턴 정보를 저장하는 메모리와; 상기 마이크를 통해 입력된 음향 신호를 샘플링하여 디지털 값으로 변환하는 에이디 변환부와, 상기 디지털 값으로 변환된 음향 신호를 소정의 프레임 단위로 구분하는 음향 프레임 처리부와, 상기 프레임에 포함된 충격음과 각 충격음 사이의 시간간격을 검출하는 충격음 판단부와, 상기 충격음의 개수 및 그 시간간격 정보로 이루어진 리듬패턴을 생성하고, 그 리듬패턴과 상기 메모리에 기저장되어 있는 다수의 리듬패턴 중 일치되는 리듬패턴을 검출하는 리듬 판단부와, 상기 일치된 리듬패턴에 대응하는 주변기기로 기설정된 제어신호를 출력하는 신호 출력부로 이루어진 제어부;를 포함하여 구성된다.An apparatus related to an embodiment of the present invention for realizing the above object includes a microphone for receiving an acoustic signal and converting it into an electrical signal; A memory configured to store a detection reference value set in consideration of a variance average value of noise and impact sound rhythm pattern information set corresponding to a plurality of peripheral devices for detecting the impact sound included in the acoustic signal; An AD conversion unit for sampling the sound signal input through the microphone and converting the sound signal into a digital value, an sound frame processing unit for dividing the sound signal converted into the digital value into predetermined frame units, and the impact sound included in the frame. An impact sound determination unit for detecting a time interval between the impact sounds, and a rhythm pattern composed of the number of the impact sounds and the time interval information, and a rhythm pattern matching the rhythm pattern and a plurality of rhythm patterns previously stored in the memory; And a control unit including a rhythm determination unit for detecting a signal and a signal output unit for outputting a predetermined control signal to a peripheral device corresponding to the matched rhythm pattern.
또한, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 예와 관련된 장치는 특성이 다른 적어도 두 개 이상의 마이크와, 상기 각 마이크의 특성 정보, 또는 상기 각 마이크에서 동시에 입력받은 음향신호를 처리하기 위한 알고리즘과 그에 관련된 정보를 저장하는 메모리와, 상기 각 마이크에서 입력받은 각 음향신호에 포함된 충격음 리듬패턴을 검출한 후, 각 음향신호의 충격음 리듬패턴이 서로 동일하거나, 또는 어느 하나의 음향신호에서만 상기 메모리에 기저장된 충격음 리듬패턴과 동일한 충격음 리듬패턴이 검출될 경우에 그 충격음 리듬패턴에 해당하는 주변기기의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.In addition, the apparatus related to an embodiment of the present invention for realizing the above object is an algorithm for processing at least two or more microphones having different characteristics, the characteristic information of each microphone, or a sound signal received simultaneously from each microphone; And a memory for storing the related information and the impact sound rhythm pattern included in each sound signal received from each microphone, and then the impact sound rhythm patterns of the sound signals are the same or only in one sound signal. And a control unit for controlling an operation of a peripheral device corresponding to the impact sound rhythm pattern when the same impact sound rhythm pattern is detected in the memory.
또한, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 예와 관련된 방법은 음향 신호를 입력받아 디지털 값으로 변환하고, 그 크기 평균값(Pa)에 따라 기설정된 기본 설정배율(T)을 이용하여 기본 검출 임계치를 산출하고, 상기 음향 신호에 포함된 잡음의 분산 정도에 따른 가중치(W)를 기본 설정배율(T)에 반영하여 최종 설정배율(Tf)을 산출하고, 상기 입력된 음향 신호가 상기 산출된 최종 설정배율(Tf)에 의해 설정된 검출 임계치보다 클 경우에 충격음이 입력된 것으로 판단하고, 상기 음향 신호의 한 프레임에 포함된 충격음 및 각 충격음 사이의 시간간격으로 이루어지는 리듬패턴을 생성하고, 상기 생성한 충격음의 리듬패턴과 오차범위 내에서 동일한 리듬패턴이 메모리에 기저장되어 있는지 비교하여 검출하고, 동일한 리듬패턴이 있으면 그 리듬패턴에 대응하는 주변기기에 대하여 기설정된 신호를 출력하도록 이루어진다.In addition, the method related to an embodiment of the present invention for realizing the above-described problem is to receive the sound signal and convert it to a digital value, the basic detection using the preset default magnification (T) according to the magnitude average value (Pa) The threshold value is calculated, the final setting magnification Tf is calculated by reflecting a weight W according to the dispersion degree of noise included in the sound signal in the basic setting magnification T, and the input sound signal is calculated. When it is greater than the detection threshold set by the final setting magnification Tf, it is determined that a shock sound is input, and a rhythm pattern including a shock sound included in one frame of the sound signal and a time interval between each shock sound is generated, and the generation It compares and detects whether the same rhythm pattern is already stored in the memory within the error range and the rhythm pattern of one impact sound. With respect to the peripheral device in response made to output a predetermined signal.
또한, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 예와 관련된 방법은 적어도 두 개 이상의 음향신호를 입력받아 각기 처리하고, 상기 처리된 음향신호들 중 충격음이 검출되는 음향신호를 판단하여 상기 음향신호들 중 어느 하나에서만 충격음이 검출될 경우 그 충격음의 리듬패턴에 해당하는 주변기기를 제어하도록 이루어진다. 그리고, 상기 음향신호들 모두에서 충격음이 검출될 경우 각 음향신호에서 충격음 리듬패턴을 검출하여 서로 동일한지 비교하고, 상기 각 음향신호의 충격음 리듬패턴이 서로 동일한 경우 그 충격음 리듬패턴에 해당하는 주변기기를 제어하도록 이루어진다. 그리고, 상기 각 음향신호의 충격음 리듬패턴이 서로 다를 경우 각 충격음 리듬패턴과 일치하는 리듬패턴이 메모리에 기저장되어 있는지 검출하여, 상기 각 음향신호의 충격음 리듬패턴이 서로 다르고, 어느 하나의 충격음 리듬패턴만 메모리에 기저장되어 있는 충격음 리듬패턴과 일치하는 경우에 그 충격음 리듬패턴에 해당하는 주변기기를 제어하며, 상기 각 음향신호의 충격음 리듬패턴이 서로 다르고, 모든 음향신호의 충력음 리듬패턴과 일치하는 리듬패턴들이 메모리에 기저장되어 있을 경우 에러처리 동작을 실행하도록 이루어진다.In addition, the method according to an embodiment of the present invention for realizing the above object is to receive at least two or more sound signals and process each, and to determine the sound signal of the impact sound is detected among the processed sound signals to the sound signal When the impact sound is detected only in any one of them, the peripheral device corresponding to the rhythm pattern of the impact sound is made. When the impact sound is detected in all of the sound signals, the impact sound rhythm pattern is detected from each sound signal and compared with each other. If the impact sound rhythm patterns of the sound signals are identical to each other, the peripheral device corresponding to the impact sound rhythm pattern is detected. To control. When the impact sound rhythm patterns of the respective sound signals are different from each other, it is detected whether a rhythm pattern corresponding to each impact sound rhythm pattern is stored in the memory, and the impact sound rhythm patterns of the respective sound signals are different from each other, and any impact sound rhythm is different. When only the pattern matches the impact sound rhythm pattern previously stored in the memory, the peripheral device corresponding to the impact sound rhythm pattern is controlled, and the impact sound rhythm patterns of the respective sound signals are different from each other, and the shock sound rhythm patterns of all the sound signals match. When the rhythm patterns are stored in the memory, the error processing operation is performed.
상기와 같이 구성되는 본 발명은 입력된 충격음을 주변의 평균 잡음을 구별함에 있어서, 음향 프레임 내의 충격음의 피크치를 이용해 구별함으로써, 계산량과 전력 소모량을 현저히 감소시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention configured as described above has an effect of remarkably reducing the amount of calculation and power consumption by distinguishing the input shock sound by using the peak value of the impact sound in the acoustic frame.
또한, 본 발명은 입력된 음향의 크기 평균값과 그 사운드의 분산 평균값을 동시에 고려하여, 충격음 검출을 위한 기준치(검출 임계치)를 주변에 존재하는 잡음의 종류와 크기에 따라 적응적으로 설정되게 함으로써, 주변잡음으로부터 충격음을 정확히 구별하여 인식할 수 있도록 하는 효과가 있다.In addition, the present invention by considering the average value of the input sound and the average of the dispersion of the sound at the same time, by adaptively setting the reference value (detection threshold) for detecting the impact sound according to the type and size of the noise present in the surroundings, There is an effect that can accurately recognize the impact sound from the ambient noise.
또한, 본 발명은 충격음 검출을 위한 기준치(검출 임계치)를 설정함에 있어서, 주변에 존재하는 잡음의 크기에 따라 검출 임계치 설정배율을 적응적으로 변경할 수 있도록 함으로써, 주변 상황에 따라 평소보다 상대적으로 적은 크기의 충격음도 인식할 수 있도록 하는 효과가 있다.In addition, the present invention, in setting a reference value (detection threshold value) for the impact sound detection, it is possible to adaptively change the detection threshold setting magnification according to the amount of noise present in the surrounding, it is relatively less than usual depending on the surrounding situation It also has the effect of recognizing the impact sound of the magnitude.
또한, 본 발명은 입력된 음향의 피크치 변화량 추이에 따른 연관 관계를 이용하여, 욕실, 계단, 복도와 같이 사운드가 울리는 공간에서 지속시간이 길게 나타나는 충격음도 정확히 인식할 수 있도록 하는 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect of accurately recognizing the impact sound that appears long duration in the sound ring space, such as bathroom, stairs, corridors, using the correlation according to the change in the peak value change of the input sound.
또한, 본 발명은 디폴트로 저장된 충격음 리듬 이외에 사용자가 원하는 복수의 리듬을 설정할 수 있도록 하고, 각 리듬에 해당하는 다수의 주변기기 중 적어도 어느 하나 또는 특정 주변기기의 다수의 기능 중 어느 한가지 기능을 제어할 수 있도록 하는 효과가 있다.In addition, the present invention allows the user to set a plurality of rhythms desired by the user in addition to the impact sound rhythm stored by default, and can control at least one of a plurality of peripheral devices corresponding to each rhythm or any one function of a plurality of specific peripheral devices. It is effective.
또한, 본 발명은 특정 물체나 사람의 신체를 이용하여 발생시킬 수 있는 모든 충격음을 종류의 구분없이 인식할 수 있도록 함으로써, 사용자가 주변 상황에 따라 적절한 수단을 이용한 충격음을 발생하여 주변기기를 제어할 수 있도록 하는 효과가 있다.In addition, the present invention allows the user to recognize all the impact sounds that can be generated using a specific object or the body of the person without any classification, so that the user can control the peripheral devices by generating the impact sound using the appropriate means according to the surrounding situation It is effective.
또한, 상기와 같이 구성되는 본 발명은 특성이 다른 두 개 이상의 마이크를 충격음 검출에 이용함으로써 검출할 수 있는 충격음의 대역폭을 넓게하여 큰 충격음이나 미세한 충격음도 더 정확하게 검출할 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention constituted as described above has the effect of widening the bandwidth of the shock sound that can be detected by using two or more microphones having different characteristics for the impact sound detection, so that a large impact sound or a fine impact sound can be detected more accurately.
또한, 본 발명은 충격음을 검출하기 위하여 특성이 다른 적어도 두 개 이상의 마이크를 이용함으로써, 주변의 소음환경에 따라 특정 마이크의 입력신호를 선택적으로 입력받아 처리함으로써 충격음 인식률을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.In addition, the present invention by using at least two or more microphones having different characteristics in order to detect the impact sound, it is effective to improve the impact sound recognition rate by selectively receiving and processing the input signal of a specific microphone according to the ambient noise environment have.
또한, 본 발명은 충격음을 검출함에 있어서 음압레벨 특성이 다른 적어도 두 개 이상의 마이크 중 주변의 소음환경에 따라 충격음 검출이 용이한 마이크의 입력신호를 이용함으로써 충격음의 오인식을 개선할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of improving the misunderstanding of the impact sound by using the input signal of the microphone that is easy to detect the impact sound according to the ambient noise environment of at least two microphones having different sound pressure level characteristics in detecting the impact sound. .
도 1은 본 발명에 관련된 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 장치의 구성을 보인 일 실시 예의 블록도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a block diagram of an embodiment showing a configuration of an apparatus for detecting an impact sound and a rhythm of the impact sound according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따라 적어도 두 개 이상의 마이크에서 출력되는 신호를 처리하기 위한 구성을 보인 일 실시예의 블록도.Figure 2 is a block diagram of one embodiment showing a configuration for processing signals output from at least two microphones in accordance with the present invention.
도 3은 본 발명에 따라 마이크로부터 입력받은 신호에서 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 장치의 구성을 보인 일 실시예의 블록도.Figure 3 is a block diagram of an embodiment showing the configuration of a device for detecting the impact sound and the rhythm of the impact sound in the signal received from the microphone according to the present invention.
도 4 내지 도 7은 본 발명에 따라 특성이 다른 복수의 마이크에서 입력되는 음향신호를 비교하여 설명하기 위한 그래프의 일 예시도.4 to 7 are exemplary diagrams for explaining and comparing sound signals input from a plurality of microphones having different characteristics according to the present invention.
도 8 내지 도 11은 본 발명에 관련된 충격음 검출 방법을 설명하기 위한 그래프의 일 예시도.8 to 11 is an exemplary diagram of a graph for explaining the impact sound detection method according to the present invention.
도 12는 본 발명에 관련된 일 예로서 크기 평균값에 의한 기본 설정배율에 따라 기본 검출 임계치를 산출하는 방법을 설명하기 위한 흐름도.12 is a flowchart for explaining a method of calculating a basic detection threshold value according to a default setting magnification by a size average value as an example related to the present invention.
도 13은 본 발명에 관련된 일 예로서 기본 설정배율(T)에 잡음의 분산 정도에 따른 가중치를 반영한 최종 설정배율을 산출하고 그에 따라 최종 검출 임계치를 산출하는 방법을 설명하기 위한 흐름도.13 is a flowchart illustrating a method of calculating a final setting magnification reflecting a weight according to a dispersion degree of noise in a basic setting magnification T as an example related to the present invention, and calculating a final detection threshold accordingly.
도 14는 본 발명에 관련된 일 예로서 최종 설정배율에 의해 설정된 검출 임계치를 이용하여 충격음을 판단하는 방법을 설명하기 위한 흐름도.14 is a flowchart for explaining a method of determining an impact sound using a detection threshold set by a final setting magnification as an example related to the present invention.
도 15는 본 발명에 관련된 일 예로서 입력된 충격음 리듬에 해당하는 주변기기에 기설정된 제어신호를 출력하여 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도.FIG. 15 is a flowchart illustrating a method of outputting and controlling a preset control signal to a peripheral device corresponding to an input shock sound rhythm as an example related to the present invention; FIG.
도 16은 본 발명에 관련된 일 예로서 복수의 음향신호를 입력받을 경우의 충격음 리듬을 검출하는 방법을 설명하기 위한 흐름도.16 is a flowchart illustrating a method of detecting an impact sound rhythm when receiving a plurality of sound signals as an example related to the present invention.
도 17은 본 발명에 관련된 장치를 적용하여 사용하는 방법을 설명하기 위한 일 예시도.17 is an exemplary view for explaining a method of applying and using the apparatus according to the present invention.
이하, 본 발명과 관련된 충격음을 검출하는 장치와 방법에 대하여 설명한다. 좀 더 구체적으로 설명하면, 본 발명은 음압레벨 특성이 다른 적어도 두 개 이상의 마이크를 통해 출력되는 음향신호를 입력받고, 각 마이크에서 출력되는 음향신호 중 적어도 어느 하나의 입력신호를 처리하여 충격음을 검출할 수 있도록 하는 멀티채널 방식 충격음 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.Hereinafter, the apparatus and method for detecting the impact sound according to the present invention will be described. More specifically, the present invention receives an acoustic signal output through at least two microphones having different sound pressure level characteristics, and detects an impact sound by processing at least one input signal among the acoustic signals output from each microphone. The present invention relates to an apparatus and method for detecting a multi-channel impact sound.
또한, 본 실시 예에서는 상기와 같이 적어도 어느 하나의 특정 마이크에서 출력되는 신호를 이용하여 충격음을 검출할 경우, 그 응용 예로서 상기 충격음으로 이루어진 리듬패턴을 검출하고, 그 충격음의 리듬패턴에 따라 해당하는 주변기기의 동작을 제어하는 방법에 대하여 함께 설명하기로 한다.In addition, in the present embodiment, when the impact sound is detected by using the signal output from at least one specific microphone as described above, as an application example, the rhythm pattern composed of the impact sound is detected, and according to the rhythm pattern of the impact sound, A method of controlling the operation of the peripheral device will be described together.
다만, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 공지기술 및 그 구성에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 또한, 도면을 참조하여 본 발명을 설명함에 있어서, 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대하여는 동일한 부호를 부여하여 설명하기로 한다.However, the detailed description of the well-known technology and its configuration which are determined to obscure the gist of the present invention will be omitted. In addition, in describing the present invention with reference to the drawings, components that perform the same function will be described with the same reference numerals.
본 발명에서 검출하는 충격음이란 충격으로 발생하는 소리를 의미하는 것으로서, 물체에 순간적으로 급격한 힘이 가하여진 경우에 발생하는 소리를 의미한다. 상기 충격음은 손, 입, 발과 같은 사람의 신체를 이용해 발생시킬 수 있으며, 볼펜이나 열쇠와 같은 임의의 물체를 바닥이나 벽, 책상과 같은 다른 임의의 물체에 부딪혀 발생시킬 수도 있다. The impact sound detected in the present invention means a sound generated by the impact, and means a sound generated when a sudden sudden force is applied to the object. The impact sound may be generated using a human body such as a hand, mouth, or foot, or may be generated by hitting an arbitrary object such as a ballpoint pen or a key against another object such as a floor, a wall, or a desk.
또한, 본 발명에서 마이크는 특성이 다른 마이크를 적어도 두 개 이상 사용할 수 있다. 상기 마이크의 특성은 음압 감도 또는 음압레벨의 높낮이에 관련된 특성을 포함하며, 본 실시 예에서는 상기 음압 감도가 높거나 낮을 경우에 민감도가 크거나 민감도가 작다라고 표현할 수 있다. 또한, 상기 마이크는 특정 음압레벨, 또는 특정 음압 대역폭에서 높은 민감도를 가질 수 있다. 따라서, 각기 다른 대역폭에서 민감도가 높은 마이크를 두 개 이상 사용함으로써 본 실시 예의 장치에서 검출할 수 있는 음압 대역폭이 넓어질 수 있다.In the present invention, at least two microphones having different characteristics may be used. The characteristic of the microphone includes a characteristic related to the sound pressure sensitivity or the height of the sound pressure level. In the present embodiment, when the sound pressure sensitivity is high or low, the sensitivity may be large or small. In addition, the microphone may have a high sensitivity at a specific sound pressure level, or a specific sound pressure bandwidth. Therefore, by using two or more highly sensitive microphones at different bandwidths, the sound pressure bandwidth that can be detected by the device of the present embodiment can be widened.
이하, 본 실시 예에서 충격음 검출 장치는 상기와 같이 특성이 다른 두 개 이상의 마이크를 사용할 경우, 적어도 어느 하나의 마이크에서 출력되는 신호를 처리하여 충격음을 검출할 수 있다. 그리고, 상기 두 개 이상의 마이크로부터 입력되는 신호를 동시에 처리하여 각각의 충격음을 검출할 수도 있다. 또한, 상기와 같이 검출된 충격음의 리듬을 검출하고 그 검출된 리듬에 따라 해당하는 주변기기를 제어할 수 있다.Hereinafter, in the present embodiment, when using two or more microphones having different characteristics as described above, the impact sound detection device may detect the impact sound by processing a signal output from at least one microphone. In addition, each impact sound may be detected by simultaneously processing signals input from the two or more microphones. In addition, it is possible to detect the rhythm of the impact sound detected as described above and to control the corresponding peripheral device according to the detected rhythm.
도1은 본 발명에 관련된 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 장치의 구성을 보인 일 실시예의 블록도로서, 상기 장치는 상기 검출된 충격음 리듬에 해당하는 신호(또는 제어신호)를 출력하여 해당하는 주변기기나 그 주변기기의 특정 동작을 제어할 수 있다.Figure 1 is a block diagram of an embodiment showing the configuration of a device for detecting the impact sound and the rhythm of the impact sound according to the present invention, the device outputs a signal (or control signal) corresponding to the detected impact sound rhythm corresponding to You can control peripherals or their specific actions.
상기 본 발명에 관련된 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 장치(100)는, 통신부(110), 입력부(120), 출력부(130), 메모리(140), 인터페이스부(150), 제어부(160) 및 전원 공급부(170) 등을 포함할 수 있다. 그러나, 상기 도시된 구성요소 모두가 필수 구성요소인 것은 아니며, 상기 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 구현될 수도 있고 그보다 적은 구성요소에 의해서 구현될 수도 있다.The device 100 for detecting the impact sound and the rhythm of the impact sound according to the present invention includes a communication unit 110, an input unit 120, an output unit 130, a memory 140, an interface unit 150, and a controller 160. ) And a power supply unit 170 and the like. However, not all illustrated components are essential components, and may be implemented by more components than the illustrated components, or by fewer components.
이하 상기 구성요소들에 대해 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, the components will be described in detail.
통신부(110)는 본 발명의 장치(100)와 다수의 주변기기(200A ~ 200N) 간의 유선 또는 무선 통신을 위한 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 인터넷 모듈(111)이나, 근거리 통신 모듈(112) 등을 포함할 수 있다. 상기 무선 인터넷 모듈(111)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 의미하는 것으로 내장되거나 외장 될 수 있다. 상기 근거리 통신 모듈(112)은 근거리 통신을 위한 모듈을 의미하는 것으로, 블루투스(Bluetooth), 초음파, RFID(Radio Frequency Identification), ZigBee, 적외선(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband) 등이 이용될 수 있다.The communication unit 110 may include one or more components for wired or wireless communication between the device 100 and the plurality of peripheral devices 200A to 200N of the present invention. For example, the wireless internet module 111 or the short range communication module 112 may be included. The wireless internet module 111 refers to a module for wireless internet access and may be internal or external. The short range communication module 112 refers to a module for short range communication, and includes Bluetooth, ultrasonic waves, radio frequency identification (RFID), ZigBee, infrared data association (IrDA), and ultra wideband (UWB). Can be used.
입력부(120)는 음향과 사용자의 키 조작을 입력받기 위한 구성요소로서, 음향을 입력받기 위한 마이크(121)와 리듬 패턴 설정이나 리듬 패턴에 대응할 주변기기의 설정을 위한 사용자의 키 조작을 입력받는 키 입력부(122)를 포함할 수 있다.The input unit 120 is a component for receiving a sound and a key manipulation of a user, and a key for receiving a key 121 of a microphone for receiving a sound and a user's key manipulation for setting a rhythm pattern or a peripheral device corresponding to the rhythm pattern. It may include an input unit 122.
상기 마이크(121)는 마이크로 폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력받아 전기적인 음향 데이터로 처리한다. 본 실시 예에서 상기 마이크(121)는 음압레벨 특성이 다른 적어도 두 개 이상의 마이크(121a, 121b)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 제1 마이크(121a)는 높은 음압레벨 특성을 가질 수 있고, 제2 마이크(121b)는 낮은 음압레벨 특성을 가질 수 있다. 만약, 더 많은 마이크를 구비할 경우에는 음압레벨을 더 세분화시킬 수도 있다. 또한, 상기 음압레벨 특성이 일부분 겹치게 구성할 수도 있다. The microphone 121 receives an external sound signal by a microphone and processes the external sound signal into electrical sound data. In the present embodiment, the microphone 121 may include at least two microphones 121a and 121b having different sound pressure level characteristics. For example, the first microphone 121a may have a high sound pressure level characteristic, and the second microphone 121b may have a low sound pressure level characteristic. If more microphones are provided, the sound pressure level can be further subdivided. In addition, the sound pressure level characteristics may be configured to partially overlap.
여기서, 상기 각 마이크의 특성은 마이크 자체적으로 구현될 수도 있고, 동일한 특성의 마이크에 별도의 전기회로를 부가하여 구현될 수도 있다. 편의상, 상기 각 마이크의 음압레벨 특성을 다르게 구현하는 방법은 본 발명의 요지와 큰 관련이 없으므로 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.Here, the characteristics of each microphone may be implemented by the microphone itself, or may be implemented by adding a separate electric circuit to the microphone of the same characteristic. For convenience, the method of differently implementing the sound pressure level characteristics of the microphones is not highly related to the gist of the present invention, and a description thereof will be omitted.
상기 키 입력부(122)는 사용자가 장치의 동작 제어를 위한 명령을 발생하는 것으로, 키 패드(key pad), 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전 타입), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다. The key input unit 122 generates a command for the user to control the operation of the device, and includes a key pad, a dome switch, a touch pad (constant voltage / capacitance type), a jog wheel, a jog switch, and the like. It may be configured as.
출력부(130)는 알람(alarm)이나 동작 정보 출력을 위한 오디오 정보 또는 텍스트나 이미지와 같은 비디오 정보의 출력을 위한 것으로 디스플레이부(131)와 알람부(132) 등이 포함될 수 있다. The output unit 130 is for outputting audio information for outputting an alarm or motion information or video information such as text or an image, and may include a display unit 131 and an alarm unit 132.
디스플레이부(131)는 본 발명의 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 장치(100)에서 처리되는 정보 또는 동작 상태를 표시할 수 있다. 예를 들어, 상기 장치(100)의 동작 상태를 GUI(Graphic User Interface) 방식으로 표시하거나, 발광 소자(예 : LED)를 이용하여 표시할 수 있다. 상기 디스플레이부(131)는 장치의 구성에 따라 두 개 이상 존재할 수도 있다. 예를 들어, 동작 상태(예 : 정상 동작 상태, 에러 동작 상태)에 따라 다른 색상을 출력하는 복수의 발광 소자를 사용할 수 있다. 상기 각 동작 상태에 대한 데이터 및 제어 정보는 메모리(140)에 저장될 수 있다.The display unit 131 may display information or an operation state processed by the apparatus 100 for detecting the impact sound and the rhythm of the impact sound of the present invention. For example, the operation state of the apparatus 100 may be displayed by a GUI (Graphic User Interface) method or may be displayed using a light emitting device (eg, an LED). There may be two or more display units 131 according to the configuration of the device. For example, a plurality of light emitting devices that output different colors according to an operating state (eg, a normal operating state or an error operating state) may be used. Data and control information for each operation state may be stored in the memory 140.
알람부(132)는 상기 본 발명의 장치(100)에서 처리되는 이벤트 정보 또는 동작 상태를 스피커(speaker)나 부저(Buzzer)와 같은 음향출력 소자를 이용하여 음향 신호를 출력한다. 상기 음향 신호는 단순한 효과음일 수도 있고, 사람의 음성을 이용한 안내 메시지가 될 수도 있다. 상기 이벤트의 예로는 키 입력, 충격음 입력, 에러 발생, 정상 동작 등이 있다. 상기 각 이벤트나 동작 상태에 따른 데이터 및 제어 정보는 메모리(140)에 저장될 수 있다.The alarm unit 132 outputs a sound signal by using an audio output device such as a speaker or a buzzer for event information or an operation state processed by the apparatus 100 of the present invention. The sound signal may be a simple sound effect or may be a guide message using a human voice. Examples of the event include a key input, an impact sound input, an error occurrence, and normal operation. Data and control information according to each event or operation state may be stored in the memory 140.
메모리(140)는 제어부(160)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 충격음 검출을 위한 정보, 충격음 리듬에 대한 정보, 각 충격음 리듬에 대응하여 출력할 신호 정보, 이벤트 발생이나 동작 상태에 따라 출력할 정보 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 또한, 상기 메모리(140)에는 두 개 이상의 특성이 다른 마이크에서 출력되는 신호 중 충격음 검출이 어려울 정도로 잡음이 많이 포함되어 있는 신호의 입력을 차단하거나, 또는 그 신호의 처리를 중지하기 위한 알고리즘 및 각 마이크의 특성 정보를 추가로 저장할 수 있다.The memory 140 may store a program for processing and controlling the control unit 160, and input / output data (for example, information for detecting a shock sound, information about a shock sound rhythm, and corresponding to each impact sound rhythm). It can also perform a function for the temporary storage of the signal information to be output, information to be output according to the occurrence of the event or operation state. In addition, the memory 140 includes an algorithm for blocking input of a signal containing a lot of noise, or stopping processing of the signal, each of which is difficult to detect an impact sound among signals output from microphones having two or more characteristics. The microphone's characteristic information can be additionally stored.
상기 메모리(140)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 다양한 타입의 램(RAM, Random Access Memory) 및 롬(ROM, Read-Only Memory) 중 적어도 한가지 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.The memory 140 may include at least one of a flash memory type, a hard disk type, various types of random access memory (RAM), and read-only memory (ROM). It may include a storage medium.
인터페이스부(150)는 본 발명의 장치(100)에 연결되는 모든 주변기기와의 인터페이스 역할을 한다. 예를 들어, 전원 연결을 위한 포트, 유/무선 데이터 통신을 위한 포트, 외부 디스플레이 수단이나 입력수단 또는 액츄에이터 수단을 연결하기 위한 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트 등이 포함될 수 있다. The interface unit 150 serves as an interface with all peripheral devices connected to the device 100 of the present invention. For example, a port for power connection, a port for wired / wireless data communication, a port for connecting an external display means or an input means or an actuator means, an audio input / output (I / O) port, and the like may be included.
제어부(160)는 통상적으로 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 입력된 음향에서 충격음을 검출하기 위한 음향 처리, 충격음의 판단, 충격음에 의한 리듬 판단 및 판단된 충격음의 리듬에 따른 주변기기 또는 장치(100) 자신의 제어를 수행한다. 여기서, 상기 장치 자신의 제어란, 장치를 대기 모드(standby mode) 또는 동작 모드(active mode)로 전환시키는 것을 의미한다. 상기 동작 모드에서는 주변기기를 제어할 수 있지만, 대기 모드 상태에서는 주변기기를 제어할 수 없고 동작 모드로 전환시키기 위한 충격음만 인식할 수 있다.The controller 160 typically controls the overall operation of the apparatus 100 for detecting the impact sound and the rhythm of the impact sound. For example, the peripheral apparatus or the device 100 itself controls the sound processing for detecting the impact sound from the input sound, the determination of the impact sound, the rhythm determination by the impact sound, and the determined rhythm of the impact sound. Here, the control of the device itself means switching the device to a standby mode or an active mode. The peripheral device may be controlled in the operation mode, but the peripheral device may not be controlled in the standby mode, and only a shock sound for switching to the operation mode may be recognized.
그리고, 본 실시 예와 같이 적어도 두 개 이상의 마이크를 구비할 경우, 제어부(160)는 상기 마이크들에서 출력되는 신호를 각각 처리하여 충격음을 검출할 수 있다. 그러나, 상기 신호들 중에서 충격음의 검출이 어려울 정도로 많은 잡음이 포함되어 있을 경우에는 그 신호의 입력을 차단하거나 그 신호의 처리를 중지하고, 다른 마이크에서 입력되는 신호로부터 충격음을 검출할 수 있다. 즉, 주변의 소음상태에 따라 적절한 특성(충격음 검출이 용이한 특성)의 마이크에서 출력되는 신호를 선택하여 충격음을 검출하는 것이다. 상기와 같이 주변 잡음으로부터 좀 더 명확하게 구별할 수 있는 충격음이 포함된 신호(Sound Signal)를 입력받아 처리함으로써 충격음의 오인식을 줄여 정확성을 높일 수 있게 된다. In addition, when at least two microphones are provided as in the present embodiment, the controller 160 may detect impact sounds by processing signals output from the microphones, respectively. However, when a lot of noise is contained in the signals, it is difficult to detect the impact sound, so that the input of the signal is interrupted or the processing of the signal is stopped, and the impact sound can be detected from a signal input from another microphone. That is, the impact sound is detected by selecting a signal output from a microphone having an appropriate characteristic (a characteristic that is easy to detect an impact sound) according to the ambient noise condition. As described above, by receiving and processing a sound signal including a shock sound which can be more clearly distinguished from the ambient noise, it is possible to increase the accuracy by reducing the misunderstanding of the shock sound.
전원 공급부(170)는 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.The power supply unit 170 supplies power required for the operation of each component.
여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 하나의 기능 또는 작동을 수행하게 하는 별개의 소프트웨어 모듈 또는 DSP(digital signal processors)나 PLD(programmable logic devices) 또는 마이크로프로세서(Micro processor)와 같은 하드웨어를 이용해서 구현될 수 있다. 이때, 소프트웨어 코드는 메모리(140)에 저장되고 제어부(160)에 의해 실행될 수 있다.The various embodiments described herein may, for example, comprise separate software modules or hardware such as digital signal processors (DSPs) or programmable logic devices (PLDs) or microprocessors that perform one function or operation. Can be implemented. In this case, the software code may be stored in the memory 140 and executed by the controller 160.
이하, 본 발명에 관련된 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 동작에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the operation of detecting the impact sound and the rhythm of the impact sound according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도2는 본 발명에 따라 적어도 두 개 이상의 마이크에서 출력되는 신호를 처리하기 위한 구성을 보인 일 실시예의 블록도로서, 이에 도시된 각 구성요소는 별도의 하드웨어로 구성될 수도 있고, 제어부(160) 내에 한 구성요소로서 구성될 수도 있고, 또는 소프트웨어 모듈로 이루어져 제어부(160)에서 수행될 수 있도록 구성될 수도 있다. Figure 2 is a block diagram of an embodiment showing a configuration for processing a signal output from at least two microphones in accordance with the present invention, each component shown in this may be configured as a separate hardware, the controller 160 It may be configured as one component within, or may be configured as a software module to be performed by the control unit 160.
이에 도시된 바와 같이, 제어부(160)는 적어도 두 개의 마이크(121a, 121b)에서 출력되는 신호를 별도의 신호 입력포트를 통해 입력받을 수 있다. 이와 같이 각각의 마이크에서 출력되는 신호를 별도의 신호 입력포트를 통해 입력받을 경우, 제어부(160)는 내부적으로 포트 스위칭을 통해 두 마이크에서 출력되는 신호를 모두 입력받거나, 어느 하나의 마이크에서 출력되는 신호를 선택적으로 입력받을 수 있다. As shown in the drawing, the controller 160 may receive signals output from at least two microphones 121a and 121b through separate signal input ports. As such, when a signal output from each microphone is input through a separate signal input port, the controller 160 internally receives both signals output from both microphones through port switching, or is output from one microphone. The signal may be selectively input.
또는, 외부에 별도의 스위칭부(180)를 구비할 경우에는 상기 스위칭부(180)의 일 측(입력측)에 각 마이크를 연결하고 타 측(출력측)을 제어부(160)의 특정 포트에 연결한다. 그리고, 그 스위칭부(180)에 제어신호(또는 스위칭 신호)를 출력하여 두 마이크에서 출력되는 신호를 모두 입력받거나, 어느 하나의 마이크에서 출력되는 신호만 선택적으로 입력받을 수 있다. Alternatively, when the external switching unit 180 is provided, each microphone is connected to one side (input side) of the switching unit 180 and the other side (output side) is connected to a specific port of the controller 160. . In addition, the control unit 180 may output a control signal (or a switching signal) to the switching unit 180 to receive both signals output from both microphones, or to selectively receive only signals output from any one microphone.
본 실시 예에서 제어부(160)는 두 개의 마이크(121a, 121b)로부터 입력받은 신호를 병렬로 처리하는데 각 신호의 처리 방법은 동일하거나 조금씩 다를 수도 있지만, 이하에서는 어느 하나의 마이크에서 출력되는 신호를 처리하는 방법에 대해서만 설명한다.In the present embodiment, the control unit 160 processes the signals received from the two microphones 121a and 121b in parallel, but the processing method of each signal may be the same or slightly different. Only the processing method will be described.
도3은 본 발명에 따라 마이크로부터 입력받은 신호에서 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 장치의 구성을 보인 일 실시예의 블록도이다.Figure 3 is a block diagram of an embodiment showing the configuration of a device for detecting the impact sound and the rhythm of the impact sound in the signal received from the microphone according to the present invention.
이에 도시된 바와 같이, 제어부(160)는 마이크(121)를 통해 음향 신호가 입력되면 A/D 변환부(161)를 통해 음향 신호를 특정 주파수(예 : 8KHz, 16KHz)로 샘플링한다. 그리고, 도4에 도시된 바와 같이 그 입력된 음향 신호의 레벨(진폭)에 따른 디지털 값(예 : 0 ~ 64,000, 또는 -32,000 ~ +32,000)으로 변환하여 출력한다. 이에 도시된 바와 같이 신호의 레벨이 높을수록 큰 값을 갖는 디지털 값으로 변환되고, 신호의 레벨이 낮을수록 작은 값을 갖는 디지털 값으로 변환된다.As shown in the drawing, when the sound signal is input through the microphone 121, the controller 160 samples the sound signal at a specific frequency (for example, 8 KHz, 16 KHz) through the A / D converter 161. Then, as shown in FIG. 4, a digital value (for example, 0 to 64,000, or -32,000 to +32,000) according to the level (amplitude) of the input sound signal is converted and output. As shown, the higher the level of the signal is converted to a digital value having a larger value, and the lower the level of the signal is converted to a digital value having a smaller value.
이때, 상기 각 마이크(121a, 121b)의 음압레벨 특성이 다를 경우에는 상기 A/D 변환부(161)를 통해 출력되는 각 마이크의 음향 신호도 다르게 된다. 예를 들어, 도5 내지 도7은 특정 음압레벨에서 민감도가 큰(=민감한) 마이크(121a)와 민감도가 작은(=둔감한) 마이크(121b)에서 검출된 음향 신호를 비교한 도면이다. In this case, when the sound pressure level characteristics of the microphones 121a and 121b are different, the acoustic signals of the microphones output through the A / D converter 161 are also different. For example, FIGS. 5 to 7 compare sound signals detected by a highly sensitive (= sensitive) microphone 121a and a less sensitive (= sensitive) microphone 121b at a specific sound pressure level.
도5에 도시된 바와 같이 주변이 조용한 상태에서 충격음(예 : 박수)이 입력될 경우 민감한 마이크(121a)는 충격음이 적절한 레벨로 잘 검출된다(301). 그러나, 동일한 조건에서 둔감한 마이크(121b)는 충격음이 상대적으로 아주 작은 레벨로 검출된다(302). 따라서, 이 경우 제어부(160)는 상기 민감한 마이크(121a)에서 출력된 신호를 처리하여 충격음을 검출할 수 있다.As shown in FIG. 5, when an impact sound (eg, clapping) is input in a quiet state, the sensitive microphone 121a detects the impact sound well at an appropriate level (301). However, under the same conditions, the insensitive microphone 121b is detected 302 at a relatively small level of impact sound. Therefore, in this case, the controller 160 may detect the impact sound by processing the signal output from the sensitive microphone 121a.
또한, 도6에 도시된 바와 같이 주변에 특정한 잡음(예 : 라디오 소리)(303)이 있는 상태에서 충격음이 입력될 경우 민감한 마이크(121a)는 충격음(304)이 주변 소음에 섞여서 박수가 잘 구별되지 않는다(305). 그러나, 동일한 조건에서 둔감한 마이크(121b)는 주변 소음에 비하여 박수가 잘 구별된다(306). 따라서, 이 경우 제어부(160)는 상기 둔감한 마이크(121b)에서 출력된 신호를 처리하여 충격음을 검출할 수 있다. Also, as illustrated in FIG. 6, when a shock sound is input in a state where a specific noise (for example, a radio sound) 303 is present in the surroundings, the sensitive microphone 121a is distinguished by clapping with the impact sound 304 mixed with the ambient noise. (305). However, under the same conditions, the insensitive microphone 121b has a good applause (306) compared to the ambient noise. Therefore, in this case, the controller 160 may detect the impact sound by processing the signal output from the insensitive microphone 121b.
다시 말해, 티브이나 라디오를 켜둔 상태이거나, 여러 사람이 대화를 나누고 있을 경우, 주변 소음보다 상대적으로 큰 충격음이 입력되면, 제어부(160)는 주변소음이 거의 입력되지 않는 둔감한 마이크로 충격음을 검출할 수 있다. 이때 주변 소음이 잘 입력되고 있는 민감한 마이크는 충격음 검출 알고리즘의 분산값이 커지게 되므로, 입력 가능한 최대값이 입력되어도 제어부(160)는 충격음으로 인식하지 않는 상태로 전환되기 때문에 소음에 의한 오인식이 원천 차단된다.In other words, when the TV or radio is turned on or when several people are talking, when a shock sound relatively louder than the ambient noise is input, the controller 160 detects a dull micro shock sound at which the ambient noise is hardly input. Can be. At this time, the sensitive microphone, which is well inputted with the ambient noise, has a large dispersion value of the impact sound detection algorithm. Therefore, even if the maximum input value is input, the control unit 160 switches to a state in which it is not recognized as a shock sound, and thus misunderstanding due to noise is a source. Is blocked.
또한, 도7에 도시된 바와 같이 화장실이나 복도와 같이 사운드가 울리는 장소에서 충격음이 입력될 경우 민감한 마이크(121a)는 주변의 울림으로 인하여 충격음이 몇 개인지 잘 구별되지 않는다(307). 그러나, 동일한 조건에서 둔감한 마이크(121b)는 울림이 있긴 하지만 상대적으로 충격음의 구분이 가능한 신호가 출력된다(308). 따라서, 이 경우 제어부(160)는 상기 둔감한 마이크(121b)에서 출력된 신호를 처리하여 충격음을 검출할 수 있다. In addition, as shown in FIG. 7, when a shock sound is input in a place where a sound sounds, such as a bathroom or a corridor, the sensitive microphone 121a may not be distinguished how many impact sounds are due to the surrounding sound (307). However, in the same condition, the insensitive microphone 121b is sounded, but a signal capable of distinguishing a relatively shock sound is output (308). Therefore, in this case, the controller 160 may detect the impact sound by processing the signal output from the insensitive microphone 121b.
다시 말해, 화장실이나 복도와 같이 울림이 심한 장소에서 둔감한 마이크는 충격음이 두껍게 입력되지 않으므로 제어부(160)는 충격음의 인식률을 향상시킬 수 있다. 즉, 하나의 마이크를 사용하여 충격음을 검출하는 단독채널 방식의 충격음 검출 방법의 경우 음성과 같은 비충격음과 박수와 같은 충격음이 비슷한 파형으로 입력되는 경향이 강하기 때문에 제어부(160)에서 상기 비충격음과 충격음을 정확하게 구별하는데 어려움이 있다. 그러나, 본 실시 예는 상기 단독채널 방식의 충격음 검출 방법이 소음환경에서 발생할 수 있는 오인식 확률을 낮출 수 있도록 한다. 즉, 상기 비충격음과 충격음을 더 정확하게 구별할 수 있도록 한다. In other words, the microphone insensitive to a place where the ringing is severe, such as a bathroom or a corridor, does not input a shock sound thickly, so that the controller 160 may improve the recognition rate of the shock sound. That is, in the case of the single channel type impact sound detection method using one microphone, the non-impact sound such as voice and the impact sound such as clap have a strong tendency to be input in a similar waveform. There is a difficulty in accurately distinguishing the impact sound. However, the present embodiment allows the single channel type impact sound detection method to lower the probability of misrecognition that may occur in a noise environment. That is, the non-impact sound and the impact sound can be distinguished more accurately.
상술한 바와 같이 본 실시 예에서는 단독채널 방식의 충격음 검출 방법과 대비하여 멀티채널 방식의 충격음 검출 방법을 제공하며, 상기 단독채널 방식의 충격음 검출 방법에 비하여, 주변에 음성(목소리)과 같은 비충격 소음이 있을 경우에도 둔감한 마이크를 이용해 검출된 음향신호로부터 상기 비충격 소음보다 더 큰 소리로 입력되는 충격음을 더 정확하게 검출할 수 있도록 한다.As described above, the present embodiment provides a multi-channel shock sound detection method as compared to the single-channel shock sound detection method, and compared to the single-channel shock sound detection method, a non-impact like voice (voice) in the surroundings. Even in the presence of noise, the insensitive microphone can be used to more accurately detect the impact sound that is input louder than the non-impact noise from the detected sound signal.
음향 프레임 처리부(162)는 상기 레벨에 따라 디지털 값으로 변환된 음향 신호를 소정의 시간 간격(예 : 50ms)을 갖는 프레임 단위로 구분하고, 각 프레임에서 최대값을 갖는 음향 신호를 해당 프레임의 음향 피크치(Pc)로 설정한다. 만약, 실제적인 음향 신호 처리 과정에서 상기 음향 신호가 불안정할 경우에는(예 : 주변 잡음이 있을 경우나, 주변 잡음이 없더라도 전원 공급이 불안정할 경우에는 신호가 불안정할 수 있다), 최대값과 최소값 간의 차이값을 이용하여 최대값을 갖는 음향 신호를 검출할 수도 있다.The sound frame processor 162 divides the sound signal converted into a digital value according to the level into frame units having a predetermined time interval (for example, 50 ms), and divides the sound signal having the maximum value in each frame into the sound of the corresponding frame. The peak value Pc is set. If the sound signal is unstable during the actual sound signal processing (for example, if there is ambient noise or if the power supply is unstable even if there is no ambient noise), the signal may be unstable. The difference value between may be used to detect an acoustic signal having the maximum value.
본 실시 예에서 제어부(160)는 상기 음향 프레임 처리부(162)를 제어하여, 각 마이크(121a, 121b)로부터 입력받은 신호를 순차로 처리할 수 있다. 예컨대, 각 마이크에서 입력되는 신호를 각기 메모리(140)의 특정 영역에 버퍼링하고, 제1 마이크(121a)에서 입력받은 음향 신호의 프레임과 제2 마이크(121b)에서 입력받은 음향 신호의 프레임을 순차로 처리할 수 있다. In the present exemplary embodiment, the controller 160 may control the sound frame processor 162 to sequentially process signals received from the microphones 121a and 121b. For example, the signals input from each microphone are buffered in a specific area of the memory 140, and the frames of the sound signals received from the first microphone 121a and the frames of the sound signals received from the second microphone 121b are sequentially processed. Can be treated as
이때, 상기 제어부(160)에서 한 프레임을 처리하는데 소요되는 처리시간은 약 20ms 정도로서 한 프레임의 크기(예 : 50ms)보다 작기 때문에, 즉, 프레임 처리시간이 한 프레임의 시간 간격(예 : 50ms)보다 두 배 이상 빠르기 때문에, 한 프레임의 시간 간격 동안(예 : 50ms) 제1,2 마이크(121a, 121b)에서 입력받은 신호를 모두 처리할 수 있다. 즉, 거의 동일한 시간동안(예 : 50ms 이내)에 각 마이크에서 입력받은 음향 신호의 해당 프레임에서 음향 피크치(Pc)를 검출할 수 있는 것이다. In this case, since the processing time required to process one frame by the controller 160 is about 20 ms and smaller than the size of one frame (eg 50 ms), that is, the frame processing time is a time interval of one frame (eg 50 ms). Since it is more than twice as fast, the signals received from the first and second microphones 121a and 121b can be processed during the time interval of one frame (for example, 50 ms). That is, the sound peak value Pc can be detected in the corresponding frame of the sound signal received from each microphone for about the same time (for example, within 50 ms).
그러나, 만약 제어부(160)의 성능이 떨어지는 경우, 예를 들어 상기 제어부(160)에서 한 프레임을 처리하는데 소되는 처리시간이 약 30ms 정도라고 가정할 경우, 한 프레임의 시간 간격 동안(예 : 50ms)에 두 프레임을 처리할 수 없으므로, 즉, 프레임 처리 시간이 한 프레임의 시간 간격(예 : 50ms)보다 두 배 이상 빠르지 않으므로, 제1 마이크(121a)의 신호를 버퍼링하는 동안 제2 마이크(121b)의 신호를 처리하고, 반대로 제2 마이크(121)의 신호를 버퍼링하는 동안 제1 마이크(121a)의 신호를 번갈아가며 처리할 수 있다.However, if the performance of the control unit 160 is poor, for example, if the processing time required to process one frame in the control unit 160 is about 30ms, for a time interval of one frame (for example, 50ms Cannot process two frames, i.e., the frame processing time is not more than twice as fast as the time interval of one frame (e.g., 50 ms), so that the second microphone 121b is used while buffering the signal of the first microphone 121a. ) And alternately process the signal of the first microphone 121a while buffering the signal of the second microphone 121.
또한, 상기 음향 프레임 처리부(162)는 도8에 도시된 바와 같이 기설정된 소정개(예 : 100 개)의 프레임에 대하여 각 프레임의 음향 피크치(Pc)에 대한 크기 평균값(Pa)을 산출한다. 상기 크기 평균값(Pa)을 계산하기 위한 소정개의 프레임은, 새로운 프레임이 입력될 때마다, 시간상으로 가장 먼저 입력된 프레임(가장 오래된 프레임)을 배제하고, 상기 새로운 프레임(현재 프레임)을 추가함으로써, 항상 일정한 프레임 수(예 : 100)를 유지한다. 예컨대, 상기 크기 평균값(Pa)은 주변 소음의 크기에 비례하여 커지거나 작아진다.Also, as illustrated in FIG. 8, the sound frame processing unit 162 calculates a magnitude average value Pa of the sound peak values Pc of each frame with respect to a predetermined number of frames (for example, 100). The predetermined frames for calculating the size average value Pa are each time a new frame is input, by excluding the frame inputted in time (oldest frame) and adding the new frame (current frame), Always maintain a constant number of frames (e.g. 100). For example, the magnitude average value Pa becomes larger or smaller in proportion to the magnitude of the ambient noise.
상기와 같은 프레임 처리 과정은 각 마이크(121a, 121b)에서 출력된 신호에 대하여 각각 실행된다. 즉, 각 마이크에서 출력된 신호에 대하여 각각 크기 평균값(Pa)을 산출한다.The frame processing as described above is performed on the signals output from the microphones 121a and 121b, respectively. That is, the magnitude average value Pa of each signal output from each microphone is calculated.
따라서, 본 발명에서는 크기 평균값(Pa)이 작을 경우에는 충격음 검출을 위한 기준치(검출 임계치)의 기본 설정배율(T)을 크게 하고(예 : 크기 평균값의 5-10배), 크기 평균값(Pa)이 클 경우에는 충격음 검출을 위한 기준치(검출 임계치)의 기본 설정배율(T)을 작게 한다(예 : 크기 평균값의 2-3배). 예컨대, 도9에 도시된 바와 같이 크기 평균값(Pa)이 100 정도로 작을 경우에 검출 임계치의 기본 설정배율(T)은 10 정도로 설정하고, 크기 평균값(Pa)이 500 정도로 클 경우에 검출 임계치의 기본 설정배율(T)을 3 정도로 설정하는 것이다. Therefore, in the present invention, when the magnitude average value Pa is small, the basic setting magnification T of the reference value (detection threshold value) for detecting the impact sound is increased (e.g., 5-10 times the magnitude average value), and the magnitude average value Pa is obtained. In this case, the default setting magnification T of the reference value (detection threshold value) for the impact sound detection is made small (e.g., 2-3 times the magnitude average value). For example, as shown in FIG. 9, when the magnitude average value Pa is as small as 100, the default setting magnification T of the detection threshold is set to about 10, and when the magnitude average value Pa is as large as about 500, the basic value of the detection threshold is as follows. The setting magnification T is set to about 3.
상기 기본 설정배율(T)은 실험에 의한 통계치에 의해 미리 설정해 둘 수 있다. 그러나, 상기 기본 설정배율(T)은 주변잡음이 항상 동일한 경우에 적용할 수 있는 것으로, 실제로 주변에 존재할 수 있는 잡음은 도10에 도시된 바와 같이 변화 폭이 큰 잡음(N1)과 변화폭이 작은 잡음(N2)이 다양하게 존재할 수 있다. The default preset magnification T can be set in advance by statistical values by experiment. However, the basic preset magnification T is applicable to the case where the ambient noise is always the same. Actually, the noise that may be present in the surroundings may have a large change range and a small change range as shown in FIG. 10. Noise N2 may be present in various ways.
따라서, 상기 두 잡음(N1, N2)에 대한 크기 평균값(Pa)은 같을 수 있지만 분산 정도는 다를 수 있다.Therefore, the magnitude average values Pa of the two noises N1 and N2 may be the same, but the degree of dispersion may be different.
따라서, 상기 음향 프레임 처리부(162)는 현재 프레임의 음향 피크치(Pc)가 상기 산출된 크기 평균값(Pa)으로부터 얼마나 분산되어 있는지를 판단하기 위하여 분산 평균값(Da)을 산출한다. 즉, 분산 평균값(Da)이란 주변에 분포하는 잡음의 종류가 티브이(TV)에서 발생하는 잡음과 같이 변화폭이 큰 임펄스형 잡음인지, 냉장고에서 발생하는 잡음과 같이 변화폭이 작은 지속형 잡음인지를 판단하기 위한 것으로, 상기 크기 평균값(Pa)과 마찬가지로 소정개(예 : 100개)의 프레임에 대한 각 프레임의 분산값을 평균한 값으로 매 프레임마다 갱신을 수행한다. Therefore, the sound frame processing unit 162 calculates a dispersion average value Da in order to determine how the sound peak value Pc of the current frame is dispersed from the calculated size average value Pa. That is, the variance average value Da determines whether the type of noise distributed in the surrounding is an impulsive noise having a large variation such as noise generated in a TV or a continuous noise having a small variation such as noise generated in a refrigerator. As described above, similarly to the size average value Pa, an update is performed for each frame by averaging the variance value of each frame with respect to a predetermined number of frames (for example, 100).
이때, 상기 각 프레임의 분산값을 산출하기 위해서는 제곱과 루트를 이용하는 공지된 임의의 분산 계산식들 중 하나를 이용할 수도 있지만, 본 발명에서는 계산량을 줄이기 위하여 상기 크기 평균값(Pa)과 현재 프레임의 음향 피크치(Pc)와의 차이값으로 대신할 수 있다. In this case, to calculate the variance value of each frame, one of any known variance equations using squares and roots may be used. However, in the present invention, the magnitude average value Pa and the acoustic peak value of the current frame may be used to reduce the calculation amount. It can be replaced by the difference from (Pc).
상기 분산 평균값(Da)은 주변 소음의 크기가 변화하는 정도에 따라, 즉, 주변 소음의 크기 변화가 클 경우(예 : 티브이를 시청하고 있는 정도)에는 값이 커지고, 주변 소음의 크기가 변화없이 거의 일정할 경우(예 : 소곤소곤 대화를 나누는 정도)에는 값이 작아진다. The variance average value Da increases according to the degree of change in the amount of ambient noise, that is, when the change in the amount of ambient noise is large (for example, the degree of watching TV), and the magnitude of the ambient noise does not change. If it is nearly constant (eg, talking to the Soggongon), the value is small.
따라서, 본 발명에서는 상기 검출 임계치를 설정할 때 분산 평균값(Da)을 반영한다. 즉, 상기 크기 평균값(Pa)에 대한 분산 평균값(Da)의 상대적인 비율을 반영하는 가중치(W = 1+(Da/Pa))를 산출하고, 그 가중치(W)를 상기 검출 임계치의 기본 설정배율(T)에 곱한 값(T*W)을 검출 임계치의 최종 설정배율(Tf = T*W)로 결정한다. 즉, 상기 분산 평균값(Da)이 클 경우에는 가중치(W)도 커지고, 분산 평균값(Da)이 작을 경우에는 가중치(W)도 작아진다. Therefore, in the present invention, the variance average value Da is reflected when the detection threshold is set. That is, a weight W (1 = 1 (Da / Pa)) reflecting a ratio of the relative ratio of the variance average value Da to the size average value Pa is calculated, and the weight W is set as the default setting magnification of the detection threshold value. The value T * W multiplied by (T) is determined as the final set magnification (Tf = T * W) of the detection threshold. That is, the weight W also becomes large when the variance average value Da is large, and the weight W becomes small when the variance average value Da is small.
예컨대, 크기 평균값(Pa)이 100이고 분산 평균값(Da)이 100이라고 가정할 경우, 가중치(W = 1+(Da/Pa))는 2가 되지만, 분산 평균값(Da)이 상대적으로 큰 200이라고 가정할 경우에는 가중치(W = 1+(Da/Pa))도 3으로 커지게 된다. 따라서, 가중치(W)를 설정하지 않았을 때의 기본 설정배율(T)을 10 이라고 가정할 때, 충격음 검출을 위한 임계치의 최종 설정배율(Tf)은, 분산 평균값(Da)이 클 때의 가중치(W=3)를 적용할 경우 30 이 되고, 분산 평균값(Da)이 작을 때의 가중치(W=2)를 적용할 경우 20 이 된다. 즉, 크기 평균값(Pa)이 같더라도 변화폭이 큰 잡음 환경에서는 크기 평균값(Pa)의 30배 이상인 충격음이 입력되었을 때 충격음으로 인식하고, 변화폭이 작은 잡음 환경에서는 크기 평균값(Pa)의 20배 이상의 충격음이 입력되면 충격음으로 인식하는 것이다.For example, assuming that the magnitude average value Pa is 100 and the variance average value Da is 100, the weight W = 1+ (Da / Pa) becomes 2, but the variance average value Da is 200, which is relatively large. If it is assumed, the weight (W = 1 + (Da / Pa)) is also increased to 3. Therefore, assuming that the basic set magnification T when the weight W is not set to 10, the final set magnification Tf of the threshold for the impact sound detection is determined by the weight (when the variance average value Da is large). When W = 3), it becomes 30, and when applying the weight (W = 2) when the variance average value Da is small, it becomes 20. That is, even when the magnitude average value (Pa) is the same, when the impact sound of 30 times or more of the magnitude average value (Pa) is input in the noise environment having a large change width, the impact sound is recognized. If a shock sound is input, it is recognized as a shock sound.
상기와 같이 본 발명은 입력된 음향의 크기 평균값(Pa)과 그 음향의 분산 평균값(Da)을 동시에 고려하여, 충격음 검출을 위한 임계치를 주변에 존재하는 잡음의 종류(잡음의 분산 정도)와 크기 변화폭에 따라 적응적으로 변경되도록 함으로써, 주변상황에 따라서 잡음과 충격음을 정확히 구별하여 인식할 수 있도록 한다. As described above, the present invention considers the magnitude average value Pa of the input sound and the dispersion average value Da of the sound at the same time, and the type of noise (degree of dispersion of noise) and the magnitude of the threshold for detecting the impact sound in the vicinity. By adaptively changing according to the change width, it is possible to accurately distinguish noise and impact sound according to the surrounding situation.
즉, 주변에 크기 평균값(Pa)과 차이가 큰 잡음(크기 변화가 큰 잡음)이 있을 경우에는 검출 임계치의 최종 설정배율(Tf)이 상대적으로 더 크게 설정되도록 함으로써, 동일한 크기 평균값(Pa)을 갖지만 그 크기 평균값(Pa)과 차이가 거의 없는 잡음(크기 변화가 거의 없이 일정한 잡음)이 있는 경우보다, 상대적으로 더 큰 충격음이 입력될 경우에만 충격음으로 인식하도록 한다. 그리고, 주변에 크기 평균값(Pa)과 차이가 거의 없는 잡음(크기 변화가 거의 없이 일정한 잡음)이 있을 경우에는 검출 임계치의 최종 설정배율(Tf)이 상대적으로 더 작게 설정되도록 함으로써, 동일한 크기 평균값(Pa)을 갖지만 그 크기 평균값(Pa)과 차이가 큰 잡음(크기 변화가 큰 잡음)이 있을 경우보다, 상대적으로 더 작은 충격음이 입력되더라도 충격음으로 인식할 수 있도록 하는 것이다.That is, when there is a noise (a noise having a large change in size) that is largely different from the size average value Pa in the vicinity, the final set magnification Tf of the detection threshold is set to be relatively larger, whereby the same size average value Pa is obtained. It should be recognized as a shock sound only when a relatively loud impact sound is input than when there is a noise having a small difference from the magnitude average value Pa (a constant noise with little change in magnitude). In the case where there is a noise (a constant noise with little change in size) that has little difference with the size average value Pa in the periphery, the final set magnification Tf of the detection threshold is set to be relatively smaller. It is possible to recognize the impact sound even if a relatively small impact sound is input than when there is a noise having a Pa) but a difference between the magnitude average value Pa and the noise having a large change in size.
충격음 판단부(163)는 각 프레임의 음향 피크치(Pc)를 크기 평균값(Pa)으로 나눈값(Pc/Pa)이 상기 가중치(W)를 적용한 최종 검출 임계치의 설정배율(Tf = T*W)보다 크다면 충격음이 시작된 것으로 판단하고(정확하게는, 충격음이 될 가능성이 있는 음향이 입력된 것으로 판단하고), 그 충격음 입력시간을 메모리(140)의 특정 영역에 저장한다. The impact sound determination unit 163 sets a preset magnification ratio (Tf = T * W) of the final detection threshold value (Pc / Pa) obtained by dividing the acoustic peak value Pc of each frame by the magnitude average value Pa. If larger, the impact sound is judged to have started (exactly, it is determined that the sound which is likely to be the impact sound is input), and the impact sound input time is stored in a specific area of the memory 140.
참고로, 주변에 잡음이 없는 경우를 가정할 때 음향신호에는 리플이 포함되지 않아야 하지만, 전원의 공급상태가 좋지 않을 경우에는 신호의 흐름이 파도처럼 흔들릴 수 있으며, 그런 상태에서는 음향 피크치(Pc)도 변화가 발생한다. 따라서, 본 발명에서는 상기 파도 현상의 영향을 피하기 위하여, 상술한 바와 같이 음향 피크치(Pc)를 크기 평균값(Pa)으로 나눈값(Pc/Pa)을 충격음 판단을 위한 음향 피크치로 사용하고, 검출 임계치 설정을 위한 최종 설정배율(Tf)과의 비교에 의해 충격음을 판단하는 것이다.For reference, assuming that there is no noise in the surroundings, the acoustic signal should not include ripple, but if the power supply is poor, the signal flow may wave like a wave, and in such a state, the acoustic peak value (Pc) Degree changes occur. Therefore, in the present invention, in order to avoid the influence of the wave phenomenon, as described above, the value Pc / Pa obtained by dividing the acoustic peak value Pc by the magnitude average value Pa is used as the acoustic peak value for determining the impact sound, and the detection threshold value is used. The impact sound is judged by comparison with the final setting magnification Tf for setting.
예컨대, 도11에 도시된 바와 같이 현재 프레임의 음향 피크치(Pc)가 200, 크기 평균값(Pa)이 10, 가중치(W)가 1.5, 가중치를 적용하지 않은 기본 설정배율(T)이 10 이라고 가정할 때, 최종 설정배율(Tf)은 15가 된다. 따라서, 현재 프레임의 음향 피크치(Pc)를 크기 평균값(Pa)으로 나눈값(Pc/Pa = 20)이 상기 가중치(W)를 적용한 최종 설정배율(Tf = 15)보다 크므로 충격음 입력이 시작된 것으로 판단한다. 그리고, 상기 최종 설정배율(Tf) 보다 큰 충격음이 기설정된 특정 프레임 수 이내에서 다시 크기 평균값(Pa) 가까이 작아지면 충격음으로 최종 판정한다. For example, as shown in FIG. 11, it is assumed that the acoustic peak value Pc of the current frame is 200, the magnitude average value Pa is 10, the weight W is 1.5, and the default setting magnification T without weight is 10. In this case, the final set magnification Tf is 15. Therefore, since the sound peak value Pc of the current frame divided by the magnitude average value Pa (Pc / Pa = 20) is greater than the final set magnification (Tf = 15) to which the weight (W) is applied, the impact sound input is started. To judge. When the impact sound larger than the final set magnification Tf becomes smaller near the magnitude average value Pa again within a predetermined number of predetermined frames, the sound is finally determined as the impact sound.
그리고, 상기 충격음으로 판정된 프레임의 시간정보(예 : 충격음으로 판정된 프레임의 시간, 또는 충격음으로 판정된 각 프레임의 시간간격 등)를 순차로 메모리(140)의 특정 영역에 저장한다. 또한, 상기 충격음 판단부(163)는 상기 충격음 검출 후 소정시간 동안(예 : 500ms) 더 이상 충격음이 입력되지 않으면 충격음의 리듬 입력이 종료된 것으로 판단한다.Then, time information of the frame determined as the impact sound (for example, the time of the frame determined as the impact sound, or the time interval of each frame determined as the impact sound) is sequentially stored in the specific region of the memory 140. In addition, the impact sound determination unit 163 determines that the rhythm input of the impact sound is terminated when the impact sound is no longer input for a predetermined time (for example, 500 ms) after the impact sound detection.
한편, 상기 최종 설정배율(Tf) 이상인 충격음이 기설정된 프레임 수를 초과하는 경우에는 충격음으로 판정하지 않을 수 있으며, 상기 충격음 판단을 위해서 상기 충격음이 유지될 수 있는 프레임 수(충격음 유지시간)는 주변상황(예 : 울림이 있는 장소, 울림이 없는 장소)을 고려하여 설정할 수 있다. 예를 들어, 도7의 민감한 마이크(121a)에서 출력된 신호(307)와 같이 충격음의 레벨이 너무 커서 기설정된 프레임 수를 초과하는 경우에는 충격음으로 판정하지 않을 수 있다. 그러나, 이 경우에 본 발명에서는 둔감한 마이크(121b)에서 출력된 신호(308)를 이용해서 충격음을 판정할 수 있다.On the other hand, when the impact sound that is greater than or equal to the final set magnification Tf exceeds a predetermined number of frames, it may not be determined as a shock sound, and the number of frames (shock sound holding time) in which the shock sound may be maintained for determining the impact sound may be around. It can be set in consideration of the situation (e.g., a place with a ringing, a place without a ringing). For example, when the level of the impact sound is too large, such as the signal 307 output from the sensitive microphone 121a of FIG. 7, to exceed the predetermined number of frames, the impact sound may not be determined. In this case, however, the impact sound can be determined using the signal 308 output from the insensitive microphone 121b.
리듬 판단부(164)는 상기 메모리(140)에 저장해 둔 충격음의 개수 및 그 충격음에 대한 시간정보를 바탕으로 현재 입력된 충격음에 의한 리듬패턴을 생성하여 기저장되어 있는 리듬패턴과 비교한다. 상기 리듬패턴의 비교를 통해 기저장되어 있는 다수의 리듬패턴 중 오차범위(예 : 5%) 내에서 일치되는 리듬패턴을 검출한다. 예컨대, 도4를 참조하면, 충격음의 개수가 5개(C1 ~ C5)이고 각 충격음 사이의 시간간격(t1 ~ t4)이 각각 200, 400, 200, 400(ms) 라고 가정할 경우, 기저장되어 있는 리듬패턴 중 충격음의 개수가 5개인 리듬패턴을 검출하고, 그 리듬패턴 중 충격음의 시간간격이 상기 입력된 충격음 리듬패턴의 시간간격과 특정 오차범위 이내에서 동일한 리듬패턴을 검출한다. The rhythm determination unit 164 generates a rhythm pattern based on the currently input impact sound based on the number of impact sounds stored in the memory 140 and time information on the impact sound, and compares the rhythm pattern with previously stored rhythm patterns. The rhythm pattern is detected by comparing the rhythm patterns within an error range (for example, 5%) among a plurality of stored rhythm patterns. For example, referring to FIG. 4, assuming that the number of impact sounds is five (C1 to C5) and the time intervals t1 to t4 between each impact sound are 200, 400, 200, and 400 (ms), respectively. A rhythm pattern having a number of impact sounds is detected among the rhythm patterns, and a rhythm pattern having a time interval of the impact sound among the rhythm patterns is detected within a specific error range and a time interval of the input impact sound rhythm pattern.
한편, 상기 리듬 패턴은 사용자에 따라 그 박자(속도)가 다를 수 있다. 예컨대, 상기 각 충격음(C1 ~ C5) 사이의 시간간격(t1 ~ t4)이 160, 320, 160, 320(ms) 로 빨라질 수도 있고, 230, 460, 230, 460(ms) 로 느려질 수도 있다.On the other hand, the rhythm pattern may vary in the time (speed) according to the user. For example, the time intervals t1 to t4 between the impact sounds C1 to C5 may be increased to 160, 320, 160, and 320 (ms), or may be slowed to 230, 460, 230, and 460 (ms).
따라서, 상기 리듬 판단부(164)는 상기 리듬패턴을 검출하기 위하여 박자를 맞추는 동작을 수행할 수 있다. 즉, 상기 입력된 각 충격음의 시간간격을 일정 비율로 늘리거나 줄임으로써, 기저장되어 있는 리듬패턴의 시간간격과 일치시킨 후(즉, 상기 입력된 충격음 리듬패턴을 기저장되어 있는 리듬패턴의 박자와 일치시킨 후), 특정 오차범위 이내에서 동일한 리듬패턴을 검출할 수 있다. 예컨대, 기저장되어 있는 리듬패턴의 총 시간간격이 1200ms(200+400+200+400)라고 할 때, 상기 입력된 충격음의 총 시간간격(960ms=160+320+160+320)을 상기 1200ms가 되도록 일정 비율로 확장한 후, 각 충격음 사이의 시간간격을 기저장된 리듬패턴의 각 시간간격과 비교하여, 오차범위 이내에서 동일한 리듬패턴인지를 판단하는 것이다.Accordingly, the rhythm determination unit 164 may perform an operation of adjusting the time signature to detect the rhythm pattern. That is, by increasing or decreasing the time interval of each of the input shock sounds at a predetermined rate, after matching the time interval of the pre-stored rhythm pattern (that is, the beat of the pre-stored rhythm pattern rhythm pattern) After matching, the same rhythm pattern can be detected within a certain error range. For example, when the total time interval of the stored rhythm pattern is 1200ms (200 + 400 + 200 + 400), the total time interval (960ms = 160 + 320 + 160 + 320) of the input shock sound is 1200ms. After expansion by a predetermined ratio, the time interval between each impact sound is compared with each time interval of the pre-stored rhythm pattern to determine whether it is the same rhythm pattern within an error range.
신호 출력부(165)는 상기 리듬 판단부(164)를 통해 검출된 리듬패턴에 해당하는 기설정된 신호(또는 제어신호)를 해당하는 주변기기를 제어하기 위해 출력한다. 또는 본 발명에 관련된 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 장치(100)의 내부 동작을 제어할 수도 있다. The signal output unit 165 outputs a predetermined signal (or control signal) corresponding to the rhythm pattern detected by the rhythm determination unit 164 to control the corresponding peripheral device. Alternatively, an internal operation of the apparatus 100 for detecting the impact sound and the rhythm of the impact sound according to the present invention may be controlled.
상술한 구성요소들은 제어부(160)의 제어를 받아 동작할 수 있다.The above-described components may operate under the control of the controller 160.
도12 내지 도16는 본 발명에 관련된 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.12 to 16 are flowcharts for explaining the impact sound according to the present invention and a method of detecting the rhythm of the impact sound.
도12 내지 도16에 도시된 바와 같이 본 발명에 관련된 장치(100)가 턴 온 되면, 각 마이크(121a, 121b)를 통해 음향신호를 입력받고, 각 음향신호를 디지털 값으로 변환하여 출력한다. 제어부(160)는 상기 각 디지털 값을 처리하여 각 음향신호에서 충격음이 입력되었는지 여부를 판단한다. 상기 충격음은 두 신호에서 모두 입력될 수도 있고 어느 하나의 신호에서만 입력될 수도 있다. 이때 제어부(160)는 충격음이 입력되지 않은 음향신호의 처리를 중지할 수 있고, 상기 처리를 중지하는 시간은 다른 음향신호의 처리가 완료될 때까지로 한정할 수 있다. 즉, 다른 음향신호의 처리가 완료되면 다시 두 마이크에서 입력받은 음향신호를 처리할 수 있다. As shown in FIGS. 12 to 16, when the apparatus 100 according to the present invention is turned on, sound signals are input through the microphones 121a and 121b, and the respective sound signals are converted into digital values and output. The controller 160 processes each digital value to determine whether an impact sound is input from each sound signal. The impact sound may be input in both signals or may be input in only one signal. In this case, the controller 160 may stop the processing of the acoustic signal in which the impact sound is not input, and the time for stopping the processing may be limited until the processing of the other sound signal is completed. That is, when the processing of the other sound signal is completed, it is possible to process the sound signal received from the two microphones again.
상기와 같이 두 음향신호 중 적어도 어느 하나에서 충격음이 검출될 경우, 제어부(160)는 그 충격음의 리듬을 판단하여 그 충격음 리듬에 해당하는 제어신호를 출력하여 주변기기를 제어한다.When the impact sound is detected in at least one of the two acoustic signals as described above, the controller 160 determines the rhythm of the impact sound and outputs a control signal corresponding to the impact sound rhythm to control the peripheral device.
이하, 그 방법에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the method will be described in more detail.
도12는 본 발명에 관련된 일 예로서 크기 평균값에 의한 기본 설정배율에 따라 기본 검출 임계치를 산출하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.12 is a flowchart for explaining a method of calculating a basic detection threshold value according to a basic setting magnification by a size average value as an example related to the present invention.
도12에 도시된 바와 같이 제어부(160)는 두 마이크(121a, 121b)로부터 각각 음향신호가 입력되면(S101) 각 음향신호를 디지털 값으로 변환하고(S102), 각 음향신호를 소정시간의 프레임 단위로 구분하여 각 프레임에서 디지털 값이 최대인 음향 피크치(Pc)를 검출한다(S103). 그리고, 상기 각 프레임의 음향 피크치(Pc)에 대한 크기 평균값(Pa)을 기설정된 소정개의 프레임에 대하여 산출한다(S104). 그리고, 상기 크기 평균값(Pa)을 이용하여 기설정된 기본 설정배율(T)에 따른 기본 검출 임계치를 산출할 수 있다(S105). As shown in FIG. 12, when the sound signals are input from the two microphones 121a and 121b, respectively, the controller 160 converts each sound signal into a digital value (S102), and converts each sound signal into a frame for a predetermined time. The sound peak value Pc having the maximum digital value in each frame is detected by dividing the data into units (S103). Then, the magnitude average value Pa of the acoustic peak value Pc of each frame is calculated for the predetermined predetermined frame (S104). In addition, a basic detection threshold value according to a preset default magnification T may be calculated using the magnitude average value Pa (S105).
상기 기본 설정배율(T)은 경험치로서 메모리(140)에 미리 저장해둘 수 있다. 그리고, 상기 각 값들(예 : Pa, Pc, T)은 각 음향신호에 대하여 별도로 검출하여 저장할 수 있다.The default setting magnification T may be stored in advance in the memory 140 as an experience value. Each of the values (eg, Pa, Pc, and T) may be separately detected and stored for each sound signal.
그러나, 본 발명에서는 충격음 검출의 정확성을 높이기 위하여 잡음의 분산 평균값(Da)을 반영한 검출 임계치를 설정한다. However, in the present invention, in order to increase the accuracy of the impact sound detection, the detection threshold value reflecting the variance average value Da of the noise is set.
도13은 본 발명에 관련된 일 예로서 기본 설정배율(T)에 잡음의 분산 정도에 따른 가중치를 반영한 최종 설정배율을 산출하고 그에 따라 최종 검출 임계치를 산출하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 13 is a flowchart illustrating a method of calculating a final setting magnification reflecting a weight according to a dispersion degree of noise in a basic setting magnification T as an example related to the present invention, and calculating a final detection threshold accordingly.
도13에 도시된 바와 같이 제어부(160)는 각 음향신호에 대하여 잡음의 분산 평균값(Da)을 산출하고(S201), 크기 평균값(Pa)에 대한 분산 평균값(Da)의 비율을 이용하여 잡음의 변화폭에 따른 가중치(W = 1+(Da/Pa))를 산출한다(S202). 그리고, 상기 산출된 가중치(W)를 기본 설정배율(T)에 곱하여 최종 검출 임계치 설정을 위한 설정배율(Tf)을 산출한다(S203). 즉, 상기 최종 설정배율(Tf)에 의해 충격음 검출을 위한 최종 임계치가 결정된다. As shown in FIG. 13, the controller 160 calculates the variance average value Da of the noise for each acoustic signal (S201), and uses the ratio of the variance average value Da to the magnitude average value Pa to determine the noise. The weight (W = 1 + (Da / Pa)) according to the change width is calculated (S202). Then, the calculated weight W is multiplied by the basic set magnification T to calculate a set magnification Tf for setting the final detection threshold (S203). That is, the final threshold for detecting the impact sound is determined by the final set magnification Tf.
상기 가중치(W = 1+(Da/Pa))는 크기 평균값(Pa)에 대한 분산 평균값(Da)의 상대적인 비율(Da/Pa)이 반영된 값이다.The weight W = 1 + (Da / Pa) is a value in which the relative ratio Da / Pa of the variance average value Da with respect to the size average value Pa is reflected.
도14는 본 발명에 관련된 일 예로서 최종 설정배율에 의해 설정된 검출 임계치를 이용하여 충격음을 판단하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.14 is a flowchart illustrating a method of determining an impact sound using a detection threshold set by a final setting magnification as an example related to the present invention.
도14에 도시된 바와 같이 제어부(160)는 각 음향신호에 대하여 상기 검출 임계치 결정을 위한 최종 설정배율(Tf)이 산출되면, 현재 프레임의 음향 피크치(Pc)를 크기 평균값(Pa)으로 나눈값(Pc/Pa)을 산출하고(S301), 그 산출된 값이 상기 최종 설정배율(Tf = T*W)보다 큰 경우((Pc/Pa)>Tf) 충격음으로 판단한다(S302, S303). 이때, 상기 충격음으로 판단되는 음향신호는 기설정된 소정 프레임 수 이상을 초과하지 않아야 한다. As shown in FIG. 14, when the final setting magnification Tf for determining the detection threshold value is calculated for each sound signal, the controller 160 divides the sound peak value Pc of the current frame by the magnitude average value Pa. (Pc / Pa) is calculated (S301), and when the calculated value is larger than the final set magnification (Tf = T * W) ((Pc / Pa)> Tf), it is determined as an impact sound (S302, S303). In this case, the sound signal determined as the impact sound should not exceed a predetermined number of predetermined frames.
도15는 본 발명에 관련된 일 예로서 입력된 충격음 리듬에 해당하는 주변기기에 기설정된 제어신호를 출력하여 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.15 is a flowchart illustrating a method of outputting and controlling a predetermined control signal to a peripheral device corresponding to an input shock sound rhythm as an example related to the present invention.
도15를 참조하면 상기 제어부(160)는 각 음향신호에서 판단된 충격음의 개수와 각 충격음 사이의 시간간격 정보를 메모리(140)에 저장하고, 그 충격음의 개수와 시간간격 정보에 의해 충격음 리듬패턴을 판단한다(S401). Referring to FIG. 15, the controller 160 stores the number of impact sounds determined in each sound signal and time interval information between the impact sounds in the memory 140, and the impact sound rhythm pattern based on the number of impact sounds and the time interval information. Determine (S401).
그리고, 상기 입력된 충격음 리듬패턴과 메모리(140)에 기저장되어 있는 충격음 리듬패턴을 비교하여(S402), 오차범위 내에서 일치되는 리듬패턴을 검출하고(S403), 상기 검출된 리듬패턴에 해당하는 신호(또는 제어신호)를 출력하여 주변기기를 제어한다(S404).In addition, the input shock sound rhythm pattern and the impact sound rhythm pattern previously stored in the memory 140 are compared (S402), and a rhythm pattern matching within an error range is detected (S403), and corresponds to the detected rhythm pattern. The peripheral device is controlled by outputting a signal (or a control signal) (S404).
도16는 본 발명에 관련된 일 예로서 복수의 음향신호를 입력받을 경우의 충격음 리듬을 검출하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.16 is a flowchart illustrating a method of detecting an impact sound rhythm when receiving a plurality of sound signals as an example related to the present invention.
이에 도시된 바와 같이 제어부(160)는 복수의 음향신호를 입력받고(S501) 그 음향신호를 각기 처리한다(S502). 그리고, 각 음향신호에서 충격음이 검출되는 음향신호를 판단한다(S503). 만약, 상기 음향신호들 중 어느 하나에서만 충격음이 검출될 경우(S503의 아니오), 상기 도15에서 설명한 방법을 이용하여 상기 하나의 음향신호에서 검출된 충격음으로 이루어진 리듬패턴을 검출하여 그 리듬패턴에 해당하는 주변기기를 제어한다(S512).As shown therein, the controller 160 receives a plurality of sound signals (S501) and processes the sound signals respectively (S502). In operation S503, an acoustic signal in which an impact sound is detected is determined from each acoustic signal. If an impact sound is detected only in any one of the acoustic signals (NO in S503), a rhythm pattern consisting of the impact sound detected in the one acoustic signal is detected using the method described with reference to FIG. The corresponding peripheral device is controlled (S512).
그런데, 상기 복수의 음향신호 모두에서 충격음이 검출될 경우(S503의 예), 각각의 음향신호에서 충격음 리듬패턴을 검출한다(S504). 그리고, 각 음향신호의 충격음 리듬패턴을 서로 비교하여(S505) 각 충격음 리듬패턴이 동일한 리듬패턴인지 판단한다(S506). 그리고, 상기 판단한 각 음향신호의 리듬패턴이 동일한 경우(S506의 예), 그 리듬패턴에 해당하는 신호(또는 제어신호)를 출력하여 주변기기를 제어한다(S512). 예컨대, 본 발명과 같이 특성이 다른 복수의 마이크를 사용하여 충격음을 검출할 경우, 각 음향신호에서 검출할 수 있는 충격음의 개수가 다를 수 있다. 이와 같이 충격음의 개수가 다를 경우에는 리듬패턴도 달라지게 된다. 왜냐하면, 각 마이크에 입력되는 음향신호가 동일하더라도 각 마이크에서 출력되는 음향신호로부터 검출되는 충격음 리듬패턴은 다를 수 있기 때문이다.However, when the impact sound is detected in all of the plurality of sound signals (YES in S503), the impact sound rhythm pattern is detected in each sound signal (S504). The impact sound rhythm patterns of the respective acoustic signals are compared with each other (S505) to determine whether each impact sound rhythm pattern is the same rhythm pattern (S506). When the determined rhythm pattern of each sound signal is the same (YES in S506), the peripheral device is controlled by outputting a signal (or a control signal) corresponding to the rhythm pattern (S512). For example, when the impact sound is detected using a plurality of microphones having different characteristics as in the present invention, the number of impact sounds that can be detected in each sound signal may be different. As such, when the number of impact sounds is different, the rhythm pattern is also different. This is because the impact sound rhythm pattern detected from the sound signal output from each microphone may be different even if the sound signals input to each microphone are the same.
그러나, 상기 판단한 각 음향신호의 충격음 리듬패턴이 다를 경우(S506의 아니오), 각 충격음 리듬패턴과 메모리(140)에 기저장되어 있는 충격음 리듬패턴을 비교하여(S507) 오차범위 내에서 일치되는 리듬패턴이 있는지 검출한다(S508). 만약, 각 음향신호의 충력음 리듬패턴과 일치하는 리듬패턴이 메모리(140)에 모두 저장되어 있을 경우에는(S508의 아니오) 에러로 판단하여 기설정된 에러처리 동작을 수행한다(S509). 상기 에러처리 동작은 출력부(130)를 통해 에러 메시지(또는 알람)를 출력하는 것이다. However, when the impact sound rhythm patterns of the sound signals determined above are different (NO in S506), the impact sound rhythm patterns compared to the impact sound rhythm patterns previously stored in the memory 140 are compared (S507), and the rhythms matched within the error range. It is detected whether there is a pattern (S508). If all of the rhythm patterns corresponding to the impulsive sound rhythm patterns of the respective sound signals are stored in the memory 140 (NO in S508), it is determined as an error and the preset error processing operation is performed (S509). The error processing operation outputs an error message (or alarm) through the output unit 130.
한편, 상기 판단한 각 음향신호의 충격음 리듬패턴이 서로 다르고, 어느 하나의 충격음 리듬패턴만 상기 메모리(140)에 저장된 리듬패턴과 일치하는 경우에는(S508의 예) 그 리듬패턴에 해당하는 신호(또는 제어신호)를 출력하여 주변기기를 제어한다(S512).On the other hand, when the impact sound rhythm patterns of the determined sound signals are different from each other, and only one impact sound rhythm pattern matches the rhythm pattern stored in the memory 140 (YES in S508), the signal corresponding to the rhythm pattern (or A control signal) is output to control the peripheral device (S512).
여기서, 상기 메모리(140)에는 다수의 충격음 리듬패턴을 저장할 수 있고, 상기 메모리(140)에 저장되는 다수의 충격음 리듬패턴은 입력부(120)를 통해 리듬패턴 저장 모드를 설정한 후, 충격음 리듬패턴과 각 충격음 리듬패턴에 대응하여 제어할 주변기기 또는 특정 주변기기의 동작을 설정할 수 있다. 이때, 하나의 리듬패턴에 대하여 다수의 주변기기 또는 동작을 동시에 설정할 수도 있다. 또한, 상기 리듬패턴 설정을 위한 정보가 출력부(130)를 통해 출력될 수 있으며, 컴퓨터(PC)와의 인터페이스를 통해 컴퓨터에서 편집한 정보를 전송하여 메모리(140)에 저장해 둘 수도 있다.Here, a plurality of impact sound rhythm patterns may be stored in the memory 140, and a plurality of impact sound rhythm patterns stored in the memory 140 may be set through the input unit 120, and then the impact sound rhythm pattern may be stored in the memory 140. In response to each impact sound rhythm pattern, a peripheral device or a specific peripheral device to be controlled may be set. In this case, a plurality of peripheral devices or operations may be simultaneously set for one rhythm pattern. In addition, the information for setting the rhythm pattern may be output through the output unit 130, or may transmit the information edited by the computer through the interface with the computer (PC) and store it in the memory 140.
상술한 바와 같이 본 발명은 민감한 특성의 마이크에서 출력되는 음향신호를 이용하여 한밤중과 같이 주변이 아주 조용한 장소에서 아주 작은 소리(예 : 어린아이의 박수소리)로 입력되는 충격음도 종래보다 더 정확하게 검출할 수 있고, 또한 둔감한 특성의 마이크에서 출력되는 음향신호를 이용하여 충격음 검출 장치에 아주 가까이 접근해서 입력되는 충격음(예 : 변동폭이 큰 충격음)도 종래보다 더 정확하게 검출할 수 있다.As described above, the present invention uses an acoustic signal output from a microphone having a sensitive characteristic to detect an impact sound that is input as a very small sound (for example, applause of a child) in a very quiet place such as midnight. In addition, by using the acoustic signal output from the insensitive characteristic microphone, the impact sound (for example, the impact sound with a large fluctuation range) that comes in close proximity to the impact sound detection device can be detected more accurately than the conventional art.
상술한 바와 같이 본 발명에 관련된 충격음 및 그 충격음 리듬을 이용하여 주변기기를 제어하는 장치(100)는 도17에 도시된 바와 같이 통신부(110) 또는 인터페이스부(150)를 통해 무선 또는 유선 방식으로 다양한 주변기기(200A ~ 200N)와 동시에 인터페이스 할 수도 있으며, 또 다른 다수의 장치(100)와 네트워크를 형성할 수도 있다. As described above, the apparatus 100 for controlling the peripheral apparatus using the impact sound and the impact sound rhythm related to the present invention may be variously connected in various ways in a wireless or wired manner through the communication unit 110 or the interface unit 150 as shown in FIG. It may interface with the peripheral devices 200A to 200N at the same time, or may form a network with another plurality of devices 100.
또한, 리듬패턴 설정에 따라서 한번에 다수의 주변기기를 동시에 제어할 수도 있고(예 : 여러 방의 조명을 동시에 온/오프), 다수의 주변기기 중 어느 하나를 선택하여 특정한 동작을 제어할 수도 있다(예 : 조명, 티브이, 에어컨, 도어락 등을 각각 온/오프). In addition, depending on the rhythm pattern setting, a plurality of peripherals can be simultaneously controlled (e.g., lighting of several rooms are on / off at the same time), or a specific operation can be controlled by selecting one of a plurality of peripherals (e.g., lighting , TV, air conditioner, door lock, on / off respectively).
이상, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조로 설명하였다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings.
여기서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. Here, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, but should be interpreted as meanings and concepts corresponding to the technical spirit of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention, and do not represent all of the technical idea of the present invention, which can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be various equivalents and variations.

Claims (14)

  1. 음향 신호를 입력받아 전기적인 신호로 변환하여 출력하는 마이크와;A microphone which receives an audio signal and converts the sound signal into an electrical signal;
    상기 음향 신호에 포함된 충격음 검출을 위하여, 잡음의 분산 평균값을 고려하여 설정된 검출 기준치와, 다수의 주변기기에 대응하여 설정된 충격음 리듬패턴 정보를 저장하는 메모리와; A memory configured to store a detection reference value set in consideration of a variance average value of noise and impact sound rhythm pattern information set corresponding to a plurality of peripheral devices for detecting the impact sound included in the acoustic signal;
    상기 마이크를 통해 입력된 음향 신호를 샘플링하여 디지털 값으로 변환하는 에이디 변환부와, 상기 디지털 값으로 변환된 음향 신호를 소정의 프레임 단위로 구분하는 음향 프레임 처리부와, 상기 프레임에 포함된 충격음과 각 충격음 사이의 시간간격을 검출하는 충격음 판단부와, 상기 충격음의 개수 및 그 시간간격 정보로 이루어진 리듬패턴을 생성하고, 그 리듬패턴과 상기 메모리에 기저장되어 있는 다수의 리듬패턴 중 일치되는 리듬패턴을 검출하는 리듬 판단부와, 상기 일치된 리듬패턴에 대응하는 주변기기로 기설정된 제어신호를 출력하는 신호 출력부로 이루어진 제어부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 장치.An AD conversion unit for sampling the sound signal input through the microphone and converting the sound signal into a digital value, an sound frame processing unit for dividing the sound signal converted into the digital value into predetermined frame units, and the impact sound included in the frame. An impact sound determination unit for detecting a time interval between the impact sounds, and a rhythm pattern composed of the number of the impact sounds and the time interval information, and a rhythm pattern matching the rhythm pattern and a plurality of rhythm patterns previously stored in the memory; And a control unit including a rhythm determination unit for detecting a signal, and a signal output unit for outputting a predetermined control signal to a peripheral device corresponding to the matched rhythm pattern.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,The method of claim 1, wherein the control unit,
    음향 프레임 처리부를 통해, 상기 각 프레임에서 디지털 값이 최대인 음향 피크치(Pc)를 검출하고, 상기 음향 피크치(Pc)에 대한 크기 평균값(Pa)을 기설정된 소정개의 프레임에 대하여 산출하고, 상기 크기 평균값(Pa)을 이용하여 기설정된 기본 설정배율(T)에 따른 충격음 검출을 위한 기본 검출 임계치를 산출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 장치.The sound frame processing unit detects an acoustic peak value Pc having a maximum digital value in each frame, calculates a magnitude average value Pa for the acoustic peak value Pc with respect to a predetermined predetermined frame, and sets the magnitude. A device for detecting an impact sound and a rhythm of the impact sound, characterized in that configured to calculate a basic detection threshold value for impact sound detection according to a preset default magnification T using an average value Pa.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어부는,The method of claim 2, wherein the control unit,
    음향 프레임 처리부를 통해, 상기 크기 평균값(Pa)이 상대적으로 작을 경우에는 기본 설정배율(T)을 상대적으로 크게 설정하고, 상기 크기 평균값(Pa)이 상대적으로 클 경우에는 기본 설정배율(T)을 상대적으로 작게 설정하여 메모리에 저장해 두는 것을 특징으로 하는 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 장치.If the average size Pa is relatively small, the sound frame processing unit sets a relatively large default setting magnification T. If the size average value Pa is relatively large, the basic setting magnification T is set. A device for detecting an impact sound and a rhythm of the impact sound, which is set relatively small and stored in a memory.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제어부는,The method of claim 2, wherein the control unit,
    음향 프레임 처리부를 통해, 상기 음향 신호에 포함된 잡음의 분산 평균값(Da)을 산출하고, 상기 크기 평균값(Pa)에 대한 분산 평균값(Da)의 비율(Da/Pa)을 이용하여 잡음의 변화폭에 따른 가중치(W)를 산출하고, 상기 산출된 가중치(W)를 기본 설정배율(T)에 곱하여 충격음 검출 임계치 결정을 위한 최종 설정배율(Tf)을 산출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 장치.The sound frame processing unit calculates a variance average value Da of the noise included in the sound signal and uses the ratio Da / Pa of the variance mean value Da to the magnitude average value Pa to determine the change in noise. Calculates a weight (W) according to the sound, and multiplies the calculated weight (W) by a basic set magnification (T) to calculate a final set magnification (Tf) for determining the impact sound detection threshold. Device for detecting rhythm.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제어부는,The method of claim 4, wherein the control unit,
    음향 프레임 처리부를 통해, 상기 크기 평균값(Pa)에 대한 분산 평균값(Da)의 상대적인 비율(Da/Pa)이 반영된 가중치(W = 1+(Da/Pa))를 산출하는 것을 특징으로 하는 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 장치.An impact sound, characterized by calculating a weight (W = 1+ (Da / Pa)) reflecting a relative ratio Da / Pa of the variance average value Da to the magnitude average value Pa, by means of an acoustic frame processing unit; A device for detecting the rhythm of the impact sound.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제어부는,The method of claim 5, wherein the control unit,
    충격음 판단부를 통해, 상기 검출 임계치 결정을 위한 최종 설정배율(Tf)이 산출되면, 현재 프레임의 음향 피크치(Pc)를 크기 평균값(Pa)으로 나눈값(Pc/Pa)을 산출하고, 상기 산출된 값(Pc/Pa)과 상기 최종 설정배율(Tf)을 비교하여, 그 값(Pc/Pa)이 더 큰 경우 충격음으로 판단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 장치.When the final setting magnification Tf for determining the detection threshold value is calculated through the impact sound determination unit, the value Pc / Pa obtained by dividing the acoustic peak value Pc of the current frame by the magnitude average value Pa is calculated. A device for detecting an impact sound and a rhythm of the impact sound, characterized in that the value Pc / Pa is compared with the final set magnification Tf to determine that the value Pc / Pa is larger than the impact sound.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제어부는,The method of claim 6, wherein the control unit,
    충격음 판단부를 통해, 상기 충격음으로 판단된 음향신호가 기설정된 소정 프레임 수 이상을 초과하지 않을 경우에 충격음으로 최종 판단하는 것을 특징으로 하는 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 장치.The impact sound determination unit, the device for detecting the impact sound and the rhythm of the impact sound, characterized in that the final determination as the impact sound when the sound signal determined as the impact sound does not exceed the predetermined number of predetermined frames.
  8. 제1항에 있어서, 상기 마이크를 적어도 두 개 이상으로 구성할 경우, The method of claim 1, wherein when the at least two microphones are configured,
    각 마이크는 음압 감도 또는 음압레벨의 높낮이에 관련된 특성이 다른 것을 특징으로 하는 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 장치.Each microphone has a sound pressure sensitivity or a characteristic of the sound pressure level is different, the device for detecting the impact sound and the rhythm of the impact sound.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,The method of claim 1, wherein the control unit,
    상기 마이크를 적어도 두 개 이상으로 구성할 경우, 각 마이크에서 입력받은 각 음향신호에 포함된 충격음 리듬패턴을 검출한 후, 각 음향신호의 충격음 리듬패턴이 서로 동일하거나, 또는 어느 하나의 음향신호에서만 상기 메모리에 기저장된 충격음 리듬패턴과 동일한 충격음 리듬패턴이 검출될 경우에 그 충격음 리듬패턴에 해당하는 주변기기의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 장치.When the microphone is configured with at least two, after detecting the impact sound rhythm pattern included in each sound signal received from each microphone, the impact sound rhythm pattern of each sound signal is the same or only one of the sound signal And when a shock sound rhythm pattern identical to the shock sound rhythm pattern previously stored in the memory is detected, controlling an operation of a peripheral device corresponding to the shock sound rhythm pattern.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제어부는,The method of claim 9, wherein the control unit,
    주변의 소음상태에 따라 상기 음향신호들 중에서 충격음의 검출이 어려운 음향신호의 입력을 차단하거나 그 음향신호의 처리를 중지하고, 충격음 검출이 용이한 다른 마이크의 음향신호로부터 충격음을 검출하는 것을 특징으로 하는 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 장치.According to the noise condition of the surroundings, the input of the acoustic signal, which is difficult to detect the impact sound, is interrupted or the processing of the acoustic signal is stopped, and the impact sound is detected from the acoustic signal of another microphone which is easy to detect the impact sound. A device for detecting an impact sound and a rhythm of the impact sound.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제어부는,The method of claim 9, wherein the control unit,
    상기 적어도 두 개 이상의 마이크로부터 입력받은 음향신호를 각기 메모리의 특정 영역에 버퍼링하고, 각 마이크에서 입력받은 음향신호를 소정시간의 프레임 단위로 구분하여 순차로 처리하는 것을 특징으로 하는 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 장치.Each of the sound signals received from the at least two microphones is buffered in a specific area of the memory, and the sound signals received from the microphones are processed in sequence by dividing the sound signals received in predetermined frame units. Device for detecting rhythm.
  12. 음향 신호를 입력받아 디지털 값으로 변환하고, 그 크기 평균값(Pa)에 따라 기설정된 기본 설정배율(T)을 이용하여 기본 검출 임계치를 산출하는 과정과;Receiving a sound signal, converting the digital signal into a digital value, and calculating a basic detection threshold value using a preset default magnification T according to the magnitude average value Pa;
    상기 음향 신호에 포함된 잡음의 분산 정도에 따른 가중치(W)를 기본 설정배율(T)에 반영하여 최종 설정배율(Tf)을 산출하는 과정과;Calculating a final setting magnification (Tf) by reflecting a weight (W) according to the dispersion degree of noise included in the sound signal in a basic setting magnification (T);
    상기 입력된 음향 신호가 상기 산출된 최종 설정배율(Tf)에 의해 설정된 검출 임계치보다 클 경우에 충격음이 입력된 것으로 판단하는 과정과;Determining that an impact sound is input when the input sound signal is larger than a detection threshold set by the calculated final set magnification Tf;
    상기 음향 신호의 한 프레임에 포함된 충격음 및 각 충격음 사이의 시간간격으로 이루어지는 리듬패턴을 생성하는 과정과;Generating a rhythm pattern comprising a shock sound included in one frame of the sound signal and a time interval between each shock sound;
    상기 생성한 충격음의 리듬패턴과 오차범위 내에서 동일한 리듬패턴이 메모리에 기저장되어 있는지 비교하여 검출하고, 동일한 리듬패턴이 있으면 그 리듬패턴에 대응하는 주변기기에 대하여 기설정된 신호를 출력하는 과정;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 방법.Comparing and detecting whether the same rhythm pattern is previously stored in the memory within the error range and the generated rhythm pattern, and outputting a predetermined signal to a peripheral device corresponding to the rhythm pattern if there is the same rhythm pattern; Method for detecting the impact sound and the rhythm of the impact sound comprising a.
  13. 제12항에 있어서, 상기 충격음을 판단하는 과정은,The method of claim 12, wherein the determining of the impact sound comprises:
    현재 프레임의 음향 피크치(Pc)를 크기 평균값(Pa)으로 나눈값(Pc/Pa)을 산출하고, 그 산출된 값이 상기 최종 설정배율(Tf)보다 크고((Pc/Pa)>Tf), 기설정된 소정 프레임 수 이상을 초과하지 않으면 충격음으로 판단하는 것을 특징으로 하는 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 방법.A value Pc / Pa obtained by dividing the acoustic peak value Pc of the current frame by the magnitude average value Pa is calculated, and the calculated value is larger than the final set magnification Tf ((Pc / Pa)> Tf), The impact sound and the method of detecting the rhythm of the impact sound characterized in that it is determined that the impact sound if not exceeding a predetermined number of predetermined frames.
  14. 제12항에 있어서, 상기 음향신호가 적어도 두 개 이상 입력되는 경우,The method of claim 12, wherein when at least two sound signals are input,
    상기 적어도 두 개 이상의 음향신호를 입력받아 각기 처리하는 과정과;Receiving and processing each of the at least two sound signals;
    상기 처리된 음향신호들 중 충격음이 검출되는 음향신호를 판단하는 과정과;Determining an acoustic signal in which an impact sound is detected among the processed acoustic signals;
    상기 음향신호들 중 어느 하나에서만 충격음이 검출될 경우 그 충격음의 리듬패턴에 해당하는 주변기기를 제어하는 과정과;Controlling a peripheral device corresponding to the rhythm pattern of the impact sound when the impact sound is detected only in one of the acoustic signals;
    상기 음향신호들 모두에서 충격음이 검출될 경우 각 음향신호에서 충격음 리듬패턴을 검출하여 서로 동일한지 비교하는 과정과;Detecting impact sound rhythm patterns in each sound signal and comparing them if they are identical to each other;
    상기 각 음향신호의 충격음 리듬패턴이 서로 동일한 경우 그 충격음 리듬패턴에 해당하는 주변기기를 제어하는 과정과;Controlling peripheral devices corresponding to the impact sound rhythm pattern when the impact sound rhythm patterns of the sound signals are the same;
    상기 각 음향신호의 충격음 리듬패턴이 서로 다를 경우 각 충격음 리듬패턴과 일치하는 리듬패턴이 메모리에 기저장되어 있는지 검출하는 과정과;Detecting whether a rhythm pattern corresponding to each impact sound rhythm pattern is stored in a memory when the impact sound rhythm patterns of the sound signals are different from each other;
    상기 각 음향신호의 충격음 리듬패턴이 서로 다르고, 어느 하나의 충격음 리듬패턴만 메모리에 기저장되어 있는 충격음 리듬패턴과 일치하는 경우에 그 충격음 리듬패턴에 해당하는 주변기기를 제어하는 과정과;Controlling peripheral devices corresponding to the impact sound rhythm pattern when the impact sound rhythm patterns of the sound signals are different from each other and only one impact sound rhythm pattern matches the impact sound rhythm pattern previously stored in the memory;
    상기 각 음향신호의 충격음 리듬패턴이 서로 다르고, 모든 음향신호의 충력음 리듬패턴과 일치하는 리듬패턴들이 메모리에 기저장되어 있을 경우 에러처리 동작을 실행하는 과정;을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 충격음과 그 충격음의 리듬을 검출하는 방법. And executing an error processing operation when the impact sound rhythm patterns of the respective sound signals are different from each other and the rhythm patterns corresponding to the impulsive sound rhythm patterns of all the sound signals are previously stored in the memory. A method for detecting an impact sound and its rhythm.
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