WO2016129717A1 - 골전도를 이용하는 착용형 장치 - Google Patents

골전도를 이용하는 착용형 장치 Download PDF

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WO2016129717A1
WO2016129717A1 PCT/KR2015/001371 KR2015001371W WO2016129717A1 WO 2016129717 A1 WO2016129717 A1 WO 2016129717A1 KR 2015001371 W KR2015001371 W KR 2015001371W WO 2016129717 A1 WO2016129717 A1 WO 2016129717A1
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bone conduction
user
audio signal
wearable device
audio
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PCT/KR2015/001371
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English (en)
French (fr)
Inventor
박지훈
김주환
Original Assignee
재단법인 다차원 스마트 아이티 융합시스템 연구단
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/02—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for preventing acoustic reaction, i.e. acoustic oscillatory feedback

Definitions

  • the present invention relates to a wearable device using bone conduction, and more particularly, to a wearable device providing a call service using a bone conduction microphone and a bone conduction speaker.
  • the wearable device is a device mounted on a user's head to provide a call service and may be implemented as smart glasses, a headset, or a smart helmet.
  • the conventional wearable device uses a microphone that receives a voice signal as a sound and a speaker that outputs the audio signal as a sound.
  • the conventional wearable device has a disadvantage in that it is vulnerable to ambient noise because it inputs / outputs a voice signal and an audio signal using sound from a microphone and a speaker.
  • the present specification proposes a wearable device that is robust to ambient noise by using bone conduction instead of using sound in a microphone and a speaker.
  • Embodiments of the present invention propose a wearable device that is robust to ambient noise by using a bone conduction microphone and a bone conduction speaker, and a method of providing a call service using the same.
  • embodiments of the present invention by using an echo canceller to cancel the audio signal output from the bone conduction speaker from the speech signal transmitted from the bone conduction microphone in the process using the bone conduction microphone and bone conduction speaker
  • an echo canceller to cancel the audio signal output from the bone conduction speaker from the speech signal transmitted from the bone conduction microphone in the process using the bone conduction microphone and bone conduction speaker
  • Wearable device using the bone conduction comprises a front frame portion disposed on the front of the user's head; Left and right side frame parts coupled to both ends of the front frame part and disposed on left and right sides of the head of the user; An audio processor provided at one of the front frame part and the left and right side frame parts to process an audio signal transmitted and received through wireless communication; A bone conduction microphone provided at one side of the front frame part to transmit a voice signal input to the bone conduction by the user to the audio processor; A bone conduction speaker provided at one side of the left and right side frame parts to output a received audio signal processed by the audio processor to bone conduction; And an echo canceller for canceling the audio signal output from the bone conduction speaker from the voice signal transmitted from the bone conduction microphone to the audio processor.
  • the echo canceller may output an audio signal output from the bone conduction speaker from a speech signal transmitted from the bone conduction microphone to the audio processor using a sound transfer function estimated in response to the audio signal output from the bone conduction speaker. Can be offset.
  • the echo canceller may model a transmission path through which the audio signal output from the bone conduction speaker is transferred to the bone conduction microphone according to the shape of the user's head, and estimate the sound transmission function based on the modeled transmission path. have.
  • the echo canceller may model a transmission path through which an audio signal output from the bone conduction speaker is transmitted to the bone conduction microphone according to the shape of the user's head using a database in which at least one transmission path modeled in advance is stored. .
  • the echo canceller may periodically update the database.
  • the echo canceller may model a transmission path through which the audio signal output from the bone conduction speaker is transferred to the bone conduction microphone according to the shape of the user's head using the call service notification sound output from the bone conduction speaker. .
  • the echo canceller may cancel the audio signal output from the bone conduction speaker from the speech signal transmitted from the bone conduction microphone to the audio processor using the estimated sound transfer function based on the user's manipulation input. Can be adjusted.
  • the bone conduction speaker may be exposed to an inner surface of the left and right side frame parts to be in contact with the body of the user.
  • the bone conduction microphone may be exposed on the inner surface of the front frame portion to be in contact with the body of the user.
  • the audio processor may be connected to a base station that accommodates a communication network to support wireless communication.
  • the audio processing unit may be connected to a wireless terminal of the user capable of communicating with a base station accommodating a call network to support short range wireless communication.
  • the method of providing a call service of a wearable device using bone conduction is coupled to both ends of the front frame portion or the front frame portion disposed on the front of the user's head and the left and right sides of the user's head.
  • the transmitting to the audio processor may include canceling an audio signal output from the bone conduction speaker from an audio signal transmitted from the bone conduction microphone to the audio processor using an echo canceller.
  • the canceling of the audio signal output from the bone conduction speaker from the voice signal transmitted from the bone conduction microphone to the audio processor uses the sound transfer function estimated in response to the audio signal output from the bone conduction speaker.
  • the audio signal output from the bone conduction speaker may be canceled from the voice signal transmitted from the bone conduction microphone to the audio processor.
  • the canceling of the audio signal output from the bone conduction speaker from the voice signal transmitted from the bone conduction microphone to the audio processor may include transmitting the audio signal output from the bone conduction speaker according to the shape of the user's head. Modeling the delivery path; And estimating the sound transfer function based on the modeled transfer path.
  • Embodiments of the present invention may propose a wearable device that is robust to ambient noise and a call service providing method using the same by using a bone conduction microphone and a bone conduction speaker.
  • embodiments of the present invention by using an echo canceller to cancel the audio signal output from the bone conduction speaker from the speech signal transmitted from the bone conduction microphone in the process using the bone conduction microphone and bone conduction speaker
  • an echo canceller to cancel the audio signal output from the bone conduction speaker from the speech signal transmitted from the bone conduction microphone in the process using the bone conduction microphone and bone conduction speaker
  • a wearable device that is robust to noise and a call service providing method using the same may be proposed.
  • FIG. 1 is a view showing a wearable device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a top view of the wearable device shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a top view of the wearable device shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a view for explaining the operation of the eco-cancellor included in the wearable device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view for explaining an operation of modeling a transmission path of an echo canceller according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a call service providing method of a wearable device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a block diagram showing a wearable device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing a wearable device according to an embodiment of the present invention.
  • a wearable device is a device mounted on a user's head to provide a call service, and includes a front frame part 110 and a front frame part disposed on the front of the user's head.
  • the audio processor 130 is coupled to both ends of the audio processing unit 130 provided on one side of the left and right side frame unit 120, the front frame unit 110, or the left and right side frame unit 120 which are disposed on the left and right sides of the user's head.
  • a bone conduction microphone 140 provided on one side of the front frame part 110, a bone conduction speaker 150 provided on one side of the left and right side frame parts 120, and an echo canceller.
  • the wearable device is described as smart glasses, but is not limited thereto.
  • the wearable device may be various devices mounted on a user's head such as a headset or a smart helmet.
  • the audio processor 130 processes an audio signal transmitted and received through wireless communication.
  • the audio processor 130 may include a communication module to transmit and receive audio signals through wireless communication.
  • the audio processor 130 may include a communication module connected to a base station accommodating a communication network to support wireless communication.
  • the wearable device including the audio processor 130 may operate as one call terminal.
  • the audio processor 130 may be connected to a wireless terminal of a user capable of communicating with a base station that accommodates a communication network to support short range wireless communication (eg, Bluetooth, RFID, UWB or Zigbee).
  • the wearable device including the audio processor 130 may be connected to the wireless terminal of the user through short range wireless communication, thereby providing a call service to the user through the wireless terminal of the user.
  • the communication module will be described as being included in the audio processor 130, but is not limited thereto and may be provided as a separate individual device.
  • the audio processor 130 is illustrated as being provided to be exposed to the outside of the front frame 110 in the drawing, it is not limited thereto, and any one of the front frame 110 or the left and right side frame parts 120 is provided. It may be provided to be included in the interior.
  • the bone conduction microphone 140 transmits the voice signal input to the bone conduction by the user to the audio processor 130. At this time, the bone conduction microphone 140 may be applied to the existing bone conduction technology. In addition, although not shown, the bone conduction microphone 140 may be electrically connected to the audio processor 130.
  • the bone conduction microphone 140 may be disposed to be exposed to the inner surface of the front frame unit 110 to be in contact with the user's body to facilitate the input of the voice signal to the bone conduction by the user. Detailed description thereof will be described with reference to FIG. 2.
  • the bone conduction speaker 150 outputs the received audio signal processed by the audio processor 130 to bone conduction. At this time, the bone conduction speaker 150 may also be applied to the existing bone conduction technology. In addition, although not shown, the bone conduction speaker 150 may be electrically connected to the audio processor 130.
  • the bone conduction speaker 150 may be disposed to be exposed to the inner surface of the left and right side frame portion 120 so that the user can easily recognize the audio signal output by contacting the user's body. Detailed description thereof will be described with reference to FIG. 2.
  • the wearable device having such a structure transmits a voice signal input to the bone conduction by the user through the bone conduction microphone 150 to the audio processor 130, and is generated from the voice signal using the audio processor 130.
  • the user's voice signal can be transmitted to the base station or the user's wireless terminal.
  • the wearable device receives the received audio signal from the base station or the user's wireless terminal through the audio processor 130, processes the received audio signal, and outputs the received audio signal to the user through the bone conduction speaker 150.
  • the received audio signal received from the base station or the user's wireless terminal may be output to the user.
  • the echo canceller cancels the audio signal output from the bone conduction speaker 150 from the voice signal transmitted from the bone conduction microphone 140 to the audio processor 130.
  • the received audio signal processed by the audio processor 130 is output to the bone conduction through the bone conduction speaker 150 and input to the bone conduction by the user through the bone conduction microphone 140.
  • the audio signal output from the bone conduction speaker 150 is introduced into the bone conduction microphone 140, and the audio processing unit (eg, the bone conduction microphone 140).
  • the bone conduction speaker 150 is transmitted from the audio signal transmitted from the bone conduction microphone 140 to the audio processor 130. Audio signal output from can be removed. Therefore, the quality of the voice signal transmitted from the bone conduction microphone 140 to the audio processor 130 may be improved.
  • the echo canceller uses the sound transfer function estimated in response to the audio signal output from the bone conduction speaker 150, and then conducts bone conduction from the voice signal transmitted from the bone conduction microphone 140 to the audio processor 130.
  • the audio signal output from the speaker 150 may be canceled out.
  • the echo canceller models a transmission path through which the audio signal output from the bone conduction speaker 150 is transmitted to the bone conduction microphone 140 according to the shape of the user's head, and estimates the sound transmission function according to the modeled transmission path. can do. Detailed description thereof will be described with reference to FIG. 4.
  • the echo canceller is illustrated as being included in the audio processor 130, but is not limited thereto or may be provided as a separate device from the cucumber processor 130. In this case, the echo canceller may be provided on one side of the front frame part 110 or the left and right side frame part 120.
  • FIG. 2 is a top view of the wearable device shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a top view of the wearable device shown in FIG. 1.
  • the wearable device includes a front frame part 210, a left and right side frame part 220, an audio processor 230, a bone conduction microphone 240, and a bone conduction speaker ( 250) and echo canceller 260.
  • the bone conduction microphone 240 is in direct contact with the bone (bone) of the user's body, it is exposed and disposed on the inner surface of the front frame portion 210 to receive a voice signal from the user using bone conduction technology Can be.
  • the detailed position in which the bone conduction microphone 240 is placed can be adjusted freely under the constraint of abutting the bone adjacent to the user's mouth.
  • the bone conduction speaker 250 directly contacts the bones of the user's body, and is exposed and disposed on the inner surfaces of the left and right side frame parts 220 to output the received audio signal to the user using bone conduction technology. Can be.
  • the detailed position in which the bone conduction speaker 250 is placed can also be adjusted freely under the constraint of abutting the bone adjacent to the user's ear.
  • FIG. 3 is a view for explaining the operation of the eco-cancellor included in the wearable device according to an embodiment of the present invention.
  • the echo canceller 310 is an audio signal output from the bone conduction speaker 340 from a voice signal transmitted from the bone conduction microphone 320 to the audio processor 330. Offsets
  • the echo canceller 310 outputs the received audio signal processed by the audio processor 330 to the bone conduction through the bone conduction speaker 320 and the bone conduction by the user through the bone conduction microphone 340.
  • the audio signal output from the bone conduction speaker 320 is introduced into the bone conduction microphone 340, and the audio is transmitted from the bone conduction microphone 340.
  • the bone conduction speaker from the audio signal transmitted from the bone conduction microphone 340 to the audio processor 330.
  • the audio signal output from 320 may be removed. Therefore, noise mixed with the voice signal transmitted from the bone conduction microphone 140 to the audio processor 130 may be removed.
  • the echo canceller 310 uses the sound transfer function H '(n) estimated in response to the voice signal input by the user through the microphone 340 to output the audio from the bone conduction microphone 340.
  • the audio signal output from the bone conduction speaker 320 may be canceled from the voice signal transmitted to the processor 330.
  • the conventional echo cancellation technique may be applied to the process of canceling the audio signal output from the bone conduction speaker 320 from the voice signal transmitted from the bone conduction microphone 340 to the audio processor 330 using the estimated sound transfer function. have.
  • the echo canceller 310 is configured in the bone conduction speaker 320 from the voice signal transmitted from the bone conduction microphone 340 to the audio processor 330 by using the estimated sound transfer function.
  • the degree of canceling the output audio signal can be adjusted.
  • the echo canceller 310 transmits the bone conduction microphone 340 from the bone conduction microphone 340 to the audio processor 330 according to a user's manipulation input received through a control dial provided at the left and right side frame portions of the wearable device.
  • the degree of canceling the audio signal output from the bone conduction speaker 320 from the voice signal (eg, to offset more or less) is continuous (eg, similar to volume control) or discontinuous (eg, strong- Medium to weak).
  • the echo canceller 310 cancels the audio signal output from the bone conduction speaker 320 from the voice signal transmitted from the bone conduction microphone 340 to the audio processor 330 according to a user's manipulation input. You can also control on / off.
  • the echo canceller 310 transmits the audio signal output from the bone conduction speaker 320, which is modeled according to the shape of the user's head, to the bone conduction microphone 340 in the process of estimating the sound transfer function. Route is available. Detailed description thereof will be described below.
  • the wearable device removes an audio signal output from the bone conduction speaker 320 in a process of transmitting a voice signal from the bone conduction microphone 340 to the audio processor 330.
  • the canceller 310 it is possible to provide a user with a call service robust to noise.
  • FIG. 4 is a view for explaining an operation of modeling a transmission path of an echo canceller according to an embodiment of the present invention.
  • an audio signal output from the bone conduction speaker 420 is transferred to the bone conduction microphone 430 according to the head shape 410 of the user.
  • a sound transfer function can be estimated based on the modeled transfer path 440.
  • the eco-cancellor may transmit a route 440 according to a specific user's head shape 410 when a specific user initially drives the wearable device or when a specific user performs configuration of the wearable device.
  • the sound transfer function may be estimated using the previously stored transfer path 440.
  • the echo canceller stores the sound transmission function itself estimated based on the transmission path 440, so as to store the stored sound transmission function when a specific user uses the wearable device. Can be used to perform echo cancellation.
  • an eco-cancellor pre-models the head shape of each of the at least one person and stores and maintains at least one delivery path in a database so that a particular user initially drives the wearable device or the environment for the wearable device.
  • a transmission path 440 that is most suitable for a specific user's head shape may be selected from a database, and the sound transmission function may be estimated based on the selected transmission path 440.
  • the echo canceller may additionally perform a process of adjusting parameters related to at least one delivery path stored in the database in selecting a delivery path 440 most suitable for a specific user's head shape from the database.
  • such a database may be updated periodically to improve the performance of selecting the delivery path 440 that is most appropriate for the shape of a particular user's head.
  • the eco-cancellor in the process of modeling the delivery path 440 according to the head shape 410 of the specific user or in the process of modeling at least one delivery path according to the head shape of each of the at least one person in advance in the database.
  • the call service notification sound output from the bone conduction speaker 420 may be used.
  • the echo canceller checks the value or time difference that the call service notification sound (for example, a call reception tone or a transmission tone) output from the bone conduction speaker 420 flows into the bone conduction microphone 430, and confirms the result.
  • the delivery path 440 according to the user's head shape 410 may be modeled based on the calculated value or time difference.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a call service providing method of a wearable device according to an embodiment of the present invention.
  • the wearable device may be coupled to both front and rear frame portions disposed on the front of the user's head, or left and right side frame portions disposed on left and right sides of the user's head.
  • the audio processor which is provided at one side and processes an audio signal transmitted and received through wireless communication, processes the received audio signal (510).
  • the audio processor may be connected to a base station that accommodates a call network to support wireless communication, or may be connected to a wireless terminal of a user who can communicate with a base station that accepts a call network to support short range wireless communication.
  • the wearable device outputs the received audio signal processed by the audio processor to bone conduction in the bone conduction speaker provided at one side of the left and right side frame units (520).
  • the wearable device receives the audio processed by the audio processor by using a bone conduction speaker that is exposed to the inner surface of the left and right side frame parts so that the audio signal output by contacting the user's body is easily recognized by the user.
  • the signal can be output to bone conduction.
  • the wearable device transmits a voice signal input to the bone conduction by the user to the audio processor in the bone conduction microphone provided at one side of the front frame part (530).
  • the wearable device conducts bone conduction of the audio signal from the user by using a bone conduction microphone that is exposed to the inner surface of the front frame part so as to be in contact with the body of the user and to facilitate input of the audio signal by the user. Can be input.
  • the wearable device is output from the bone conduction speaker from the voice signal transmitted from the bone conduction microphone to the audio processor by using an echo canceller in the process of delivering a voice signal input to the bone conduction by the user to the audio processor. Cancel the audio signal.
  • the echo canceller may cancel the audio signal output from the bone conduction speaker from the voice signal transmitted from the bone conduction microphone to the audio processor using the sound transfer function estimated in response to the audio signal output from the bone conduction speaker.
  • the echo canceller may model a transmission path through which the audio signal output from the bone conduction speaker is transferred to the bone conduction microphone according to the shape of the user's head, and estimate the sound transmission function based on the modeled transmission path.
  • the wearable device may transmit a voice signal processed by the audio processor as a transmission audio signal to a base station or a user terminal through wireless communication.
  • Figure 6 is a block diagram showing a wearable device according to an embodiment of the present invention.
  • the wearable device includes a front frame part 610, left and right side frame parts 620, an audio processor 630, a bone conduction microphone 640, and a bone conduction speaker ( 650 and echo canceller 660.
  • the front frame portion 610 is disposed on the front of the user's head
  • the left and right side frame portion 620 is coupled to both ends of the front frame portion 610 is disposed on the left and right sides of the user's head.
  • the wearable device may be implemented as a smart glasses, a headset or a smart helmet.
  • the audio processor 630 is provided on one side of the front frame unit 610 or the left and right side frame units 620 to process audio signals transmitted and received through wireless communication.
  • the audio processing unit 630 includes a communication module connected to a base station receiving a communication network to support wireless communication or connected to a wireless terminal of a user capable of communicating with a base station receiving a communication network to support near field communication. can do.
  • the wearable device may be connected to the base station or the terminal of the user using the audio processor 630 to provide a call service to the user.
  • the bone conduction microphone 640 is provided at one side of the front frame unit 610 to transmit a voice signal input to the bone conduction by the user to the audio processor 630. At this time, the bone conduction microphone 640 may be disposed to be exposed to the inner surface of the front frame portion 610 so as to be in contact with the user's body to facilitate the input of the voice signal to the bone conduction by the user.
  • the bone conduction speaker 650 is provided at one side of the left and right side frame parts 620 to output the received audio signal processed by the audio processor 630 to bone conduction. At this time, the bone conduction speaker 650 may be disposed to be exposed to the inner surface of the left and right side frame portion 620 so that the audio signal output by contacting the user's body is easily recognized by the user.
  • the echo canceller 660 cancels the audio signal output from the bone conduction speaker 650 from the voice signal transmitted from the bone conduction microphone 640 to the audio processor 630.
  • the echo canceller 660 transmits the voice signal transmitted from the bone conduction microphone 640 to the audio processor 630 using the sound transfer function estimated in response to the audio signal output from the bone conduction speaker 650.
  • the audio signal output from the bone conduction speaker 650 can be canceled. Accordingly, the wearable device may provide a call service robust to noise by using the echo canceller 660.
  • the echo canceller 660 models a transmission path through which the audio signal output from the bone conduction speaker 650 is transmitted to the bone conduction microphone 640 according to the shape of the user's head, and sounds based on the modeled transmission path.
  • the transfer function can be estimated.
  • the echo canceller 660 uses the call service notification sound output from the bone conduction speaker 650 so that the audio signal output from the bone conduction speaker 650 is converted to the bone conduction microphone 640 according to the shape of the user's head. We can model the propagation path to).
  • the echo canceller 660 uses a database in which at least one transfer path pre-modeled is stored, and the audio signal output from the bone conduction speaker 650 according to the shape of the user's head is transferred to the bone conduction microphone 640. You can model the delivery path that is delivered.
  • the database may be updated periodically by the echo canceller 660.
  • the echo canceller 660 may be configured in the bone conduction speaker 650 from the voice signal transmitted from the bone conduction microphone 640 to the audio processor 630 based on the user's manipulation input. The degree of canceling the output audio signal can be adjusted.

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Abstract

골전도(bone conduction)를 이용하는 착용형 장치는 사용자의 머리 앞면에 배치되는 전면 프레임부; 상기 전면 프레임부의 양단에 결합되어 상기 사용자의 머리 좌우 측면에 배치되는 좌우 측면 프레임부; 상기 전면 프레임부 또는 상기 좌우 측면 프레임부 중 어느 하나의 일측에 구비되어, 무선 통신을 통하여 송수신되는 오디오 신호를 처리하는 오디오 처리부; 상기 전면 프레임부의 일측에 구비되어, 상기 사용자에 의해 골전도로 입력되는 음성 신호를 상기 오디오 처리부로 전달하는 골전도 마이크; 상기 좌우 측면 프레임부의 일측에 구비되어, 상기 오디오 처리부에 의해 처리된 수신 오디오 신호를 골전도로 출력하는 골전도 스피커; 및 상기 골전도 마이크에서 상기 오디오 처리부로 전달하는 음성 신호로부터 상기 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호를 상쇄시키는 에코 캔셀러(echo canceller)를 포함한다.

Description

골전도를 이용하는 착용형 장치
본 발명은 골전도(bone conduction)를 이용하는 착용형 장치에 대한 기술로서, 보다 구체적으로 골전도 마이크 및 골전도 스피커를 이용하여 통화 서비스를 제공하는 착용형 장치에 관한 기술이다.
착용형 장치는 사용자의 머리에 장착되어 통화 서비스를 제공하는 장치로서, 스마트 안경, 헤드셋 또는 스마트 헬멧 등으로 구현될 수 있다. 여기서, 기존의 착용형 장치는 음향으로 음성 신호를 입력 받는 마이크 및 음향으로 오디오 신호를 출력하는 스피커를 이용한다.
따라서, 기존의 착용형 장치는 마이크 및 스피커에서 음향을 이용하여 음성 신호 및 오디오 신호를 입력/출력하기 때문에, 주변 소음에 취약한 단점이 있다.
이에, 본 명세서에서는 마이크 및 스피커에서 음향을 이용하는 대신에, 골전도를 이용함으로써, 주변 소음에 강인한 착용형 장치를 제안한다.
본 발명의 실시예들은 골전도 마이크 및 골전도 스피커를 이용함으로써, 주변 소음에 강인한 착용형 장치 및 이를 활용한 통화 서비스 제공 방법을 제안한다.
특히, 본 발명의 실시예들은 골전도 마이크 및 골전도 스피커를 이용하는 과정에서, 골전도 마이크에서 전달하는 음성 신호로부터 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호를 상쇄시키는 에코 캔셀러(echo canceller)를 사용함으로써, 잡음에 강인한 착용형 장치 및 이를 활용한 통화 서비스 제공 방법을 제안한다.
본 발명의 일실시예에 따른 골전도(bone conduction)를 이용하는 착용형 장치는 사용자의 머리 앞면에 배치되는 전면 프레임부; 상기 전면 프레임부의 양단에 결합되어 상기 사용자의 머리 좌우 측면에 배치되는 좌우 측면 프레임부; 상기 전면 프레임부 또는 상기 좌우 측면 프레임부 중 어느 하나의 일측에 구비되어, 무선 통신을 통하여 송수신되는 오디오 신호를 처리하는 오디오 처리부; 상기 전면 프레임부의 일측에 구비되어, 상기 사용자에 의해 골전도로 입력되는 음성 신호를 상기 오디오 처리부로 전달하는 골전도 마이크; 상기 좌우 측면 프레임부의 일측에 구비되어, 상기 오디오 처리부에 의해 처리된 수신 오디오 신호를 골전도로 출력하는 골전도 스피커; 및 상기 골전도 마이크에서 상기 오디오 처리부로 전달하는 음성 신호로부터 상기 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호를 상쇄시키는 에코 캔셀러(echo canceller)를 포함한다.
상기 에코 캔셀러는 상기 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호에 대응하여 추정된 소리 전달 함수를 이용하여, 상기 골전도 마이크에서 상기 오디오 처리부로 전달하는 음성 신호로부터 상기 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호를 상쇄시킬 수 있다.
상기 에코 캔셀러는 상기 사용자의 머리 형태에 따라 상기 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호가 상기 골전도 마이크로 전달되는 전달 경로를 모델링하고, 상기 모델링된 전달 경로에 기초하여 상기 소리 전달 함수를 추정할 수 있다.
상기 에코 캔셀러는 미리 모델링된 적어도 하나의 전달 경로가 저장된 데이터베이스를 이용하여, 상기 사용자의 머리 형태에 따라 상기 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호가 상기 골전도 마이크로 전달되는 전달 경로를 모델링할 수 있다.
상기 에코 캔셀러는 상기 데이터베이스를 주기적으로 업데이트할 수 있다.
상기 에코 캔셀러는 상기 골전도 스피커에서 출력되는 통화 서비스 알림음을 이용하여, 상기 사용자의 머리 형태에 따라 상기 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호가 상기 골전도 마이크로 전달되는 전달 경로를 모델링할 수 있다.
상기 에코 캔셀러는 상기 사용자의 조작 입력을 기초로, 상기 추정된 소리 전달 함수를 이용하여 상기 골전도 마이크에서 상기 오디오 처리부로 전달하는 음성 신호로부터 상기 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호를 상쇄시키는 정도를 조절할 수 있다.
상기 골전도 스피커는 상기 사용자의 신체와 접촉되도록 상기 좌우 측면 프레임부의 내부 표면에 노출될 수 있다.
상기 골전도 마이크는 상기 사용자의 신체와 접촉되도록 상기 전면 프레임부의 내부 표면에 노출될 수 있다.
상기 오디오 처리부는 통화망을 수용하는 기지국과 연결되어 무선 통신을 지원할 수 있다.
상기 오디오 처리부는 통화망을 수용하는 기지국과 통신 가능한 상기 사용자의 무선 단말과 연결되어 근거리 무선 통신을 지원할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 골전도(bone conduction)를 이용하는 착용형 장치의 통화 서비스 제공 방법은 사용자의 머리 앞면에 배치되는 전면 프레임부 또는 상기 전면 프레임부의 양단에 결합되어 상기 사용자의 머리 좌우 측면에 배치되는 좌우 측면 프레임부 중 어느 하나의 일측에 구비되어, 무선 통신을 통하여 송수신되는 오디오 신호를 처리하는 오디오 처리부에서, 수신 오디오 신호를 처리하는 단계; 상기 좌우 측면 프레임부의 일측에 구비되는 골전도 스피커에서, 상기 오디오 처리부에 의해 처리된 상기 수신 오디오 신호를 골전도로 출력하는 단계; 및 상기 전면 프레임부의 일측에 구비되는 골전도 마이크에서, 상기 사용자에 의해 골전도로 입력되는 음성 신호를 상기 오디오 처리부로 전달하는 단계를 포함하고, 상기 사용자에 의해 골전도로 입력되는 음성 신호를 상기 오디오 처리부로 전달하는 단계는 에코 캔셀러(echo canceller)를 이용하여, 상기 골전도 마이크에서 상기 오디오 처리부로 전달하는 음성 신호로부터 상기 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호를 상쇄시키는 단계를 포함한다.
상기 골전도 마이크에서 상기 오디오 처리부로 전달하는 음성 신호로부터 상기 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호를 상쇄시키는 단계는 상기 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호에 대응하여 추정된 소리 전달 함수를 이용하여, 상기 골전도 마이크에서 상기 오디오 처리부로 전달하는 음성 신호로부터 상기 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호를 상쇄시키는 단계일 수 있다.
상기 골전도 마이크에서 상기 오디오 처리부로 전달하는 음성 신호로부터 상기 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호를 상쇄시키는 단계는 상기 사용자의 머리 형태에 따라 상기 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호가 상기 골전도 마이크로 전달되는 전달 경로를 모델링하는 단계; 및 상기 모델링된 전달 경로에 기초하여 상기 소리 전달 함수를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 골전도 마이크 및 골전도 스피커를 이용함으로써, 주변 소음에 강인한 착용형 장치 및 이를 활용한 통화 서비스 제공 방법을 제안할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예들은 골전도 마이크 및 골전도 스피커를 이용하는 과정에서, 골전도 마이크에서 전달하는 음성 신호로부터 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호를 상쇄시키는 에코 캔셀러(echo canceller)를 사용함으로써, 잡음에 강인한 착용형 장치 및 이를 활용한 통화 서비스 제공 방법을 제안할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 착용형 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 착용형 장치를 나타낸 상면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 착용형 장치에 포함되는 에코 캔셀러의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 에코 캔셀러의 전달 경로를 모델링하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 착용형 장치의 통화 서비스 제공 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 착용형 장치를 나타낸 블록도이다.
이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 착용형 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 착용형 장치는 사용자의 머리에 장착되어 통화 서비스를 제공하는 장치로서, 사용자의 머리 앞면에 배치되는 전면 프레임부(110), 전면 프레임부(110)의 양단에 결합되어 사용자의 머리 좌우 측면에 배치되는 좌우 측면 프레임부(120), 전면 프레임부(110) 또는 좌우 측면 프레임부(120) 중 어느 하나의 일측에 구비되는 오디오 처리부(130), 전면 프레임부(110)의 일측에 구비되는 골전도 마이크(140), 좌우 측면 프레임부(120)의 일측에 구비되는 골전도 스피커(150) 및 에코 캔셀러를 포함한다. 이하, 착용형 장치는 스마트 안경으로 설명되나 이에 제한되거나 한정되지 않고, 헤드셋 또는 스마트 헬멧 등 사용자의 머리에 장착되는 다양한 장치일 수 있다.
오디오 처리부(130)는 무선 통신을 통하여 송수신되는 오디오 신호를 처리한다. 여기서, 오디오 처리부(130)는 통신 모듈을 포함함으로써, 무선 통신을 통하여 오디오 신호를 송수신할 수 있다.
구체적으로, 오디오 처리부(130)는 통화망을 수용하는 기지국과 연결되어 무선 통신을 지원하는 통신 모듈을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 오디오 처리부(130)를 포함하는 착용형 장치는 하나의 통화 단말로서 작동될 수 있다. 또한, 오디오 처리부(130)는 통화망을 수용하는 기지국과 통신 가능한 사용자의 무선 단말과 연결되어 근거리 무선 통신(예컨대, 블루투스, RFID, UWB 또는 지그비 등)을 지원할 수 있다. 이러한 경우, 오디오 처리부(130)를 포함하는 착용형 장치는 사용자의 무선 단말과 근거리 무선 통신을 통하여 연결됨으로써, 사용자의 무선 단말을 통하여 사용자에게 통화 서비스를 제공할 수 있다. 이하, 통신 모듈이 오디오 처리부(130)에 포함되는 경우로 설명하나, 이에 제한되거나 한정되지 않고, 분리된 개별 장치로 구비될 수도 있다.
이 때, 도면에서 오디오 처리부(130)가 전면 프레임(110)의 외부에 드러나도록 구비되는 것으로 도시되었지만, 이에 제한되거나 한정되지 않고, 전면 프레임(110) 또는 좌우 측면 프레임부(120) 중 어느 하나의 내부에 포함되도록 구비될 수 있다.
골전도 마이크(140)는 사용자에 의해 골전도로 입력되는 음성 신호를 오디오 처리부(130)로 전달한다. 이 때, 골전도 마이크(140)에는 기존의 골전도 기술이 적용될 수 있다. 또한, 도면에는 도시되지 않았으나, 골전도 마이크(140)는 오디오 처리부(130)와 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 골전도 마이크(140)는 사용자의 신체와 접촉되어 사용자에 의해 음성 신호가 골전도로 입력되기 용이하도록 전면 프레임부(110)의 내부 표면에 노출되어 배치될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 2를 참조하여 기재하기로 한다.
골전도 스피커(150)는 오디오 처리부(130)에 의해 처리된 수신 오디오 신호를 골전도로 출력한다. 이 때, 골전도 스피커(150)에도 역시 기존의 골전도 기술이 적용될 수 있다. 또한, 도면에는 도시되지 않았으나, 골전도 스피커(150)는 오디오 처리부(130)와 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 골전도 스피커(150)는 사용자의 신체와 접촉되어 출력되는 오디오 신호를 사용자가 인식하기 용이하도록 좌우 측면 프레임부(120)의 내부 표면에 노출되어 배치될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 2를 참조하여 기재하기로 한다.
이와 같은 구조를 갖는 착용형 장치는 골전도 마이크(150)를 통하여 사용자에 의해 골전도로 입력되는 음성 신호를 오디오 처리부(130)로 전달하고, 오디오 처리부(130)를 이용하여 음성 신호로부터 생성된 송신 오디오 신호를 처리하여 기지국 또는 사용자의 무선 단말로 송신 오디오 신호를 전송함으로써, 통화 서비스를 제공하는 과정에서, 기지국 또는 사용자의 무선 단말로 사용자의 음성 신호를 전송할 수 있다.
또한, 착용형 장치는 오디오 처리부(130)를 통하여 기지국 또는 사용자의 무선 단말로부터 수신 오디오 신호를 전달 받아 수신 오디오 신호를 처리한 후, 골전도 스피커(150)를 통하여 수신 오디오 신호를 사용자에게 출력함으로써, 통화 서비스를 제공하는 과정에서, 기지국 또는 사용자의 무선 단말로부터 전달 받은 수신 오디오 신호를 사용자에게 출력할 수 있다.
에코 캔셀러는 골전도 마이크(140)에서 오디오 처리부(130)로 전달하는 음성 신호로부터 골전도 스피커(150)에서 출력되는 오디오 신호를 상쇄시킨다. 예를 들어, 에코 캔셀러는 오디오 처리부(130)에 의해 처리된 수신 오디오 신호가 골전도 스피커(150)를 통하여 골전도로 출력되고, 골전도 마이크(140)를 통하여 사용자에 의해 골전도로 입력되는 음성 신호가 오디오 처리부(130)로 전달되는 통화 서비스 제공 과정에서, 골전도 스피커(150)에서 출력되는 오디오 신호가 골전도 마이크(140)로 유입되어, 골전도 마이크(140)에서 오디오 처리부(130)로 전달하는 음성 신호에 골전도 스피커(150)에서 출력되는 오디오 신호가 섞이는 것을 방지하기 위하여, 골전도 마이크(140)에서 오디오 처리부(130)로 전달하는 음성 신호로부터 골전도 스피커(150)에서 출력되는 오디오 신호를 제거할 수 있다. 따라서, 골전도 마이크(140)에서 오디오 처리부(130)로 전달되는 음성 신호의 품질이 향상될 수 있다.
이 때, 에코 캔셀러는 골전도 스피커(150)에서 출력되는 오디오 신호에 대응하여 추정된 소리 전달 함수를 이용하여, 골전도 마이크(140)에서 오디오 처리부(130)로 전달하는 음성 신호로부터 골전도 스피커(150)에서 출력되는 오디오 신호를 상쇄시킬 수 있다. 여기서, 에코 캔셀러는 사용자의 머리 형태에 따라 골전도 스피커(150)에서 출력되는 오디오 신호가 골전도 마이크(140)로 전달되는 전달 경로를 모델링하고, 모델링된 전달 경로에 따라 소리 전달 함수를 추정할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 4를 참조하여 기재하기로 한다.
도면에는, 에코 캔셀러가 오디오 처리부(130)에 포함되는 것으로 도시되었으나, 이에 제한되거나 한정되지 않고, 오이도 처리부(130)와 별도의 장치로 구비될 수 있다. 이러한 경우, 에코 캔셀러는 전면 프레임부(110) 또는 좌우 측면 프레임부(120) 중 어느 하나의 일측에 구비될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 착용형 장치를 나타낸 상면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 착용형 장치는 전면 프레임부(210), 좌우 측면 프레임부(220), 오디오 처리부(230), 골전도 마이크(240), 골전도 스피커(250) 및 에코 캔셀러(260)를 포함한다.
여기서, 골전도 마이크(240)는 사용자의 신체 중 골(bone)과 직접적으로 맞닿음으로써, 골전도 기술을 이용하여 음성 신호를 사용자로부터 입력 받도록 전면 프레임부(210)의 내부 표면에 노출되어 배치될 수 있다. 골전도 마이크(240)가 배치되는 세부적인 위치는 사용자의 입에 인접한 골과 맞닿는 제한 아래 자유롭게 조정될 수 있다.
마찬가지로, 골전도 스피커(250)는 사용자의 신체 중 골과 직접적으로 맞닿음으로써, 골전도 기술을 이용하여 수신 오디오 신호를 사용자에게 출력하도록 좌우 측면 프레임부(220)의 내부 표면에 노출되어 배치될 수 있다. 골전도 스피커(250)가 배치되는 세부적인 위치 역시 사용자의 귀에 인접한 골과 맞닿는 제한 아래 자유롭게 조정될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 착용형 장치에 포함되는 에코 캔셀러의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 에코 캔셀러(310)는 골전도 마이크(320)에서 오디오 처리부(330)로 전달하는 음성 신호로부터 골전도 스피커(340)에서 출력되는 오디오 신호를 상쇄시킨다.
구체적으로, 에코 캔셀러(310)는 오디오 처리부(330)에 의해 처리된 수신 오디오 신호가 골전도 스피커(320)를 통하여 골전도로 출력되고, 골전도 마이크(340)를 통하여 사용자에 의해 골전도로 입력되는 음성 신호가 오디오 처리부(330)로 전달되는 통화 서비스 제공 과정에서, 골전도 스피커(320)에서 출력되는 오디오 신호가 골전도 마이크(340)로 유입되어, 골전도 마이크(340)에서 오디오 처리부(330)로 전달하는 음성 신호에 골전도 스피커(320)에서 출력되는 오디오 신호가 섞이는 것을 방지하기 위하여, 골전도 마이크(340)에서 오디오 처리부(330)로 전달하는 음성 신호로부터 골전도 스피커(320)에서 출력되는 오디오 신호를 제거할 수 있다. 따라서, 골전도 마이크(140)에서 오디오 처리부(130)로 전달되는 음성 신호에 섞이는 잡음을 제거할 수 있다.
이 때, 에코 캔셀러(310)는 마이크(340)를 통하여 사용자에 의해 음향으로 입력되는 음성 신호에 대응하여 추정된 소리 전달 함수 H’(n)를 이용하여, 골전도 마이크(340)에서 오디오 처리부(330)로 전달하는 음성 신호로부터 골전도 스피커(320)에서 출력되는 오디오 신호를 상쇄시킬 수 있다. 추정된 소리 전달 함수를 이용하여 골전도 마이크(340)에서 오디오 처리부(330)로 전달하는 음성 신호로부터 골전도 스피커(320)에서 출력되는 오디오 신호를 상쇄시키는 과정에는 기존의 에코 캔슬 기술이 적용될 수 있다.
여기서, 에코 캔셀러(310)는 사용자의 조작 입력을 기초로, 추정된 소리 전달 함수를 이용하여 골전도 마이크(340)에서 오디오 처리부(330)로 전달하는 음성 신호로부터 골전도 스피커(320)에서 출력되는 오디오 신호를 상쇄시키는 정도를 조절할 수 있다.
예를 들어, 에코 캔셀러(310)는 착용형 장치의 좌우 측면 프레임부에 구비되는 조절 다이얼을 통하여 수신되는 사용자의 조작 입력에 따라, 골전도 마이크(340)에서 오디오 처리부(330)로 전달하는 음성 신호로부터 골전도 스피커(320)에서 출력되는 오디오 신호를 상쇄시키는 정도(예컨대, 많이 상쇄시킬 것인지, 적게 상쇄시킬 것인지)를 연속적(예컨대, 볼륨 조절과 유사하게) 또는 불연속적(예컨대, 강-중-약으로)으로 조절할 수 있다. 또한, 에코 캔셀러(310)는 사용자의 조작 입력에 따라, 골전도 마이크(340)에서 오디오 처리부(330)로 전달하는 음성 신호로부터 골전도 스피커(320)에서 출력되는 오디오 신호를 상쇄시키는 동작의 온/오프를 제어할 수도 있다.
이 때, 에코 캔셀러(310)는 소리 전달 함수를 추정하는 과정에서, 사용자의 머리 형태에 따라 모델링된, 골전도 스피커(320)에서 출력되는 오디오 신호가 골전도 마이크(340)로 전달되는 전달 경로를 이용할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 아래에서 기재하기로 한다.
이와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 착용형 장치는 골전도 마이크(340)에서 오디오 처리부(330)로 음성 신호를 전달하는 과정에서, 골전도 스피커(320)에서 출력되는 오디오 신호를 제거하는 에코 캔셀러(310)를 이용함으로써, 잡음에 강인한 통화 서비스를 사용자에게 제공할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 에코 캔셀러의 전달 경로를 모델링하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 에코 캔셀러는 사용자의 머리 형태(410)에 따라 골전도 스피커(420)에서 출력되는 오디오 신호가 골전도 마이크(430)로 전달되는 전달 경로(440)를 모델링함으로써, 모델링된 전달 경로(440)에 기초하여 소리 전달 함수를 추정할 수 있다.
예를 들어, 에코 캔셀러는 특정 사용자가 착용형 장치를 초기 구동하는 경우 또는 특정 사용자가 착용형 장치에 대한 환경 설정을 수행하는 경우, 특정 사용자의 머리 형태(410)에 따른 전달 경로(440)를 모델링하여 저장함으로써, 특정 사용자가 착용형 장치를 사용할 때, 미리 저장된 전달 경로(440)를 이용하여 소리 전달 함수를 추정할 수 있다. 이 때, 에코 캔셀러는 전달 경로(440)를 저장하는 대신에, 전달 경로(440)에 기초하여 추정된 소리 전달 함수 자체를 저장하여, 특정 사용자가 착용형 장치를 사용할 때 저장된 소리 전달 함수를 이용하여 에코 캔슬을 수행할 수 있다.
다른 예를 들면, 에코 캔셀러는 적어도 하나의 사람 각각의 머리 형태를 미리 모델링하여 적어도 하나의 전달 경로를 데이터베이스에 저장하고 유지함으로써, 특정 사용자가 착용형 장치를 초기 구동하거나 착용형 장치에 대한 환경 설정을 수행하는 경우, 데이터베이스로부터 특정 사용자의 머리 형태에 가장 적합한 전달 경로(440)를 선택하고, 선택된 전달 경로(440)에 기초하여 소리 전달 함수를 추정할 수 있다. 여기서, 에코 캔셀러는 데이터베이스로부터 특정 사용자의 머리 형태에 가장 적합한 전달 경로(440)를 선택하는 과정에서, 데이터베이스에 저장된 적어도 하나의 전달 경로와 관련된 파라미터들을 조절하는 과정을 추가적으로 수행할 수도 있다. 또한, 이러한 데이터베이스는 주기적으로 업데이트됨으로써, 특정 사용자의 머리 형태에 가장 적합한 전달 경로(440)를 선택하는 성능을 향상시킬 수도 있다.
이 때, 에코 캔셀러는 특정 사용자의 머리 형태(410)에 따른 전달 경로(440)를 모델링하는 과정 또는 데이터베이스에 미리 적어도 하나의 사람 각각의 머리 형태에 따른 적어도 하나의 전달 경로를 모델링하는 과정에서, 골전도 스피커(420)에서 출력되는 통화 서비스 알림음을 이용할 수 있다. 구체적으로, 에코 캔셀러는 골전도 스피커(420)에서 출력되는 통화 서비스 알림음(예컨대, 통화 수신음 또는 송신음을 포함함)이 골전도 마이크(430)로 유입되는 값 또는 시간차를 확인하고, 확인된 값 또는 시간차에 기초하여 사용자의 머리 형태(410)에 따른 전달 경로(440)를 모델링할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 착용형 장치의 통화 서비스 제공 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 착용형 장치는 사용자의 머리 앞면에 배치되는 전면 프레임부 또는 전면 프레임부의 양단에 결합되어 사용자의 머리 좌우 측면에 배치되는 좌우 측면 프레임부 중 어느 하나의 일측에 구비되어, 무선 통신을 통하여 송수신되는 오디오 신호를 처리하는 오디오 처리부에서, 수신 오디오 신호를 처리한다(510). 이 때, 오디오 처리부는 통화망을 수용하는 기지국과 연결되어 무선 통신을 지원하거나, 통화망을 수용하는 기지국과 통신 가능한 사용자의 무선 단말과 연결되어 근거리 무선 통신을 지원할 수 있다.
또한, 착용형 장치는 좌우 측면 프레임부의 일측에 구비되는 골전도 스피커에서, 오디오 처리부에 의해 처리된 수신 오디오 신호를 골전도로 출력한다(520). 이 때, 착용형 장치는 사용자의 신체와 접촉되어 출력되는 오디오 신호가 사용자에게 인식되기 용이하도록 좌우 측면 프레임부의 내부 표면에 노출되어 배치되는 골전도 스피커를 이용하여, 오디오 처리부에 의해 처리된 수신 오디오 신호를 골전도로 출력할 수 있다.
또한, 착용형 장치는 전면 프레임부의 일측에 구비되는 골전도 마이크에서, 사용자에 의해 골전도로 입력되는 음성 신호를 오디오 처리부로 전달한다(530). 이 때, 착용형 장치는 사용자의 신체와 접촉되어 사용자에 의해 음성 신호가 골전도로 입력되기 용이하도록 전면 프레임부의 내부 표면에 노출되어 배치되는 골전도 마이크를 이용하여, 사용자로부터 음성 신호를 골전도로 입력 받을 수 있다.
여기서, 착용형 장치는 사용자에 의해 골전도로 입력되는 음성 신호를 오디오 처리부로 전달하는 과정에서, 에코 캔셀러를 이용하여, 골전도 마이크에서 오디오 처리부로 전달하는 음성 신호로부터 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호를 상쇄시킨다.
구체적으로, 에코 캔셀러는 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호에 대응하여 추정된 소리 전달 함수를 이용하여, 골전도 마이크에서 오디오 처리부로 전달하는 음성 신호로부터 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호를 상쇄시킬 수 있다. 이 때, 에코 캔셀러는 사용자의 머리 형태에 따라 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호가 골전도 마이크로 전달되는 전달 경로를 모델링하고, 모델링된 전달 경로에 기초하여 소리 전달 함수를 추정할 수 있다.
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 착용형 장치는 오디오 처리부에서 처리된 음성 신호를 송신 오디오 신호로서, 무선 통신을 통하여 기지국 또는 사용자의 단말로 전송할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 착용형 장치를 나타낸 블록도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 착용형 장치는 전면 프레임부(610), 좌우 측면 프레임부(620), 오디오 처리부(630), 골전도 마이크(640), 골전도 스피커(650) 및 에코 캔셀러(660)를 포함한다.
전면 프레임부(610)는 사용자의 머리 앞면에 배치되고, 좌우 측면 프레임부(620)는 전면 프레임부(610)의 양단에 결합되어 사용자의 머리 좌우 측면에 배치된다. 전면 프레임부(610) 및 좌우 측면 프레임부(620)의 형태에 따라, 착용형 장치는 스마트 안경, 헤드셋 또는 스마트 헬멧 등으로 구현될 수 있다.
오디오 처리부(630)는 전면 프레임부(610) 또는 좌우 측면 프레임부(620) 중 어느 하나의 일측에 구비되어 무선 통신을 통하여 송수신되는 오디오 신호를 처리한다. 이 때, 오디오 처리부(630)는 통화망을 수용하는 기지국과 연결되어 무선 통신을 지원하거나, 통화망을 수용하는 기지국과 통신 가능한 사용자의 무선 단말과 연결되어 근거리 무선 통신을 지원하는 통신 모듈을 포함할 수 있다. 따라서, 착용형 장치는 오디오 처리부(630)를 이용하여, 기지국 또는 사용자의 단말과 연결되어 통화 서비스를 사용자에게 제공할 수 있다.
골전도 마이크(640)는 전면 프레임부(610)의 일측에 구비되어, 사용자에 의해 골전도로 입력되는 음성 신호를 오디오 처리부(630)로 전달한다. 이 때, 골전도 마이크(640)는 사용자의 신체와 접촉되어 사용자에 의해 음성 신호가 골전도로 입력되기 용이하도록 전면 프레임부(610)의 내부 표면에 노출되어 배치될 수 있다.
골전도 스피커(650)는 좌우 측면 프레임부(620)의 일측에 구비되어, 오디오 처리부(630)에 의해 처리된 수신 오디오 신호를 골전도로 출력한다. 이 때, 골전도 스피커(650)는 사용자의 신체와 접촉되어 출력되는 오디오 신호가 사용자에게 인식되기 용이하도록 좌우 측면 프레임부(620)의 내부 표면에 노출되어 배치될 수 있다.
에코 캔셀러(660)는 골전도 마이크(640)에서 오디오 처리부(630)로 전달하는 음성 신호로부터 골전도 스피커(650)에서 출력되는 오디오 신호를 상쇄시킨다. 이 때, 에코 캔셀러(660)는 골전도 스피커(650)에서 출력되는 오디오 신호에 대응하여 추정된 소리 전달 함수를 이용하여, 골전도 마이크(640)에서 오디오 처리부(630)로 전달하는 음성 신호로부터 골전도 스피커(650)에서 출력되는 오디오 신호를 상쇄시킬 수 있다. 따라서, 착용형 장치는 에코 캔셀러(660)를 이용함으로써, 잡음에 강인한 통화 서비스를 제공할 수 있다.
여기서, 에코 캔셀러(660)는 사용자의 머리 형태에 따라 골전도 스피커(650)에서 출력되는 오디오 신호가 골전도 마이크(640)로 전달되는 전달 경로를 모델링하고, 모델링된 전달 경로에 기초하여 소리 전달 함수를 추정할 수 있다. 구체적으로, 에코 캔셀러(660)는 골전도 스피커(650)에서 출력되는 통화 서비스 알림음을 이용하여, 사용자의 머리 형태에 따라 골전도 스피커(650)에서 출력되는 오디오 신호가 골전도 마이크(640)로 전달되는 전달 경로를 모델링할 수 있다.
이 때, 에코 캔셀러(660)는 미리 모델링된 적어도 하나의 전달 경로가 저장된 데이터베이스를 이용하여, 사용자의 머리 형태에 따라 골전도 스피커(650)에서 출력되는 오디오 신호가 골전도 마이크(640)로 전달되는 전달 경로를 모델링할 수 있다. 데이터베이스는 에코 캔셀러(660)에 의해 주기적으로 업데이트될 수 있다.
또한, 에코 캔셀러(660)는 사용자의 조작 입력을 기초로, 추정된 소리 전달 함수를 이용하여 골전도 마이크(640)에서 오디오 처리부(630)로 전달하는 음성 신호로부터 골전도 스피커(650)에서 출력되는 오디오 신호를 상쇄시키는 정도를 조절할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (14)

  1. 골전도(bone conduction)를 이용하는 착용형 장치에 있어서,
    사용자의 머리 앞면에 배치되는 전면 프레임부;
    상기 전면 프레임부의 양단에 결합되어 상기 사용자의 머리 좌우 측면에 배치되는 좌우 측면 프레임부;
    상기 전면 프레임부 또는 상기 좌우 측면 프레임부 중 어느 하나의 일측에 구비되어, 무선 통신을 통하여 송수신되는 오디오 신호를 처리하는 오디오 처리부;
    상기 전면 프레임부의 일측에 구비되어, 상기 사용자에 의해 골전도로 입력되는 음성 신호를 상기 오디오 처리부로 전달하는 골전도 마이크;
    상기 좌우 측면 프레임부의 일측에 구비되어, 상기 오디오 처리부에 의해 처리된 수신 오디오 신호를 골전도로 출력하는 골전도 스피커; 및
    상기 골전도 마이크에서 상기 오디오 처리부로 전달하는 음성 신호로부터 상기 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호를 상쇄시키는 에코 캔셀러(echo canceller)
    를 포함하는 착용형 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에코 캔셀러는
    상기 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호에 대응하여 추정된 소리 전달 함수를 이용하여, 상기 골전도 마이크에서 상기 오디오 처리부로 전달하는 음성 신호로부터 상기 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호를 상쇄시키는 착용형 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 에코 캔셀러는
    상기 사용자의 머리 형태에 따라 상기 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호가 상기 골전도 마이크로 전달되는 전달 경로를 모델링하고, 상기 모델링된 전달 경로에 기초하여 상기 소리 전달 함수를 추정하는 착용형 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 에코 캔셀러는
    미리 모델링된 적어도 하나의 전달 경로가 저장된 데이터베이스를 이용하여, 상기 사용자의 머리 형태에 따라 상기 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호가 상기 골전도 마이크로 전달되는 전달 경로를 모델링하는 착용형 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 에코 캔셀러는
    상기 데이터베이스를 주기적으로 업데이트하는 착용형 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 에코 캔셀러는
    상기 골전도 스피커에서 출력되는 통화 서비스 알림음을 이용하여, 또는 상기 통화 서비스 알림음이 출력되는 동안에 상기 사용자의 머리 형태에 따라 상기 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호가 상기 골전도 마이크로 전달되는 전달 경로를 모델링하는 착용형 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 에코 캔셀러는
    상기 사용자의 조작 입력을 기초로, 상기 추정된 소리 전달 함수를 이용하여 상기 골전도 마이크에서 상기 오디오 처리부로 전달하는 음성 신호로부터 상기 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호를 상쇄시키는 정도를 조절하는 착용형 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 골전도 스피커는
    상기 사용자의 신체와 접촉되도록 상기 좌우 측면 프레임부의 내부 표면에 노출되는 착용형 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 골전도 마이크는
    상기 사용자의 신체와 접촉되도록 상기 전면 프레임부의 내부 표면에 노출되는 착용형 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 오디오 처리부는
    통화망을 수용하는 기지국과 연결되어 무선 통신을 지원하는 착용형 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 오디오 처리부는
    통화망을 수용하는 기지국과 통신 가능한 상기 사용자의 무선 단말과 연결되어 근거리 무선 통신을 지원하는 착용형 장치.
  12. 골전도(bone conduction)를 이용하는 착용형 장치의 통화 서비스 제공 방법에 있어서,
    사용자의 머리 앞면에 배치되는 전면 프레임부 또는 상기 전면 프레임부의 양단에 결합되어 상기 사용자의 머리 좌우 측면에 배치되는 좌우 측면 프레임부 중 어느 하나의 일측에 구비되어, 무선 통신을 통하여 송수신되는 오디오 신호를 처리하는 오디오 처리부에서, 수신 오디오 신호를 처리하는 단계;
    상기 좌우 측면 프레임부의 일측에 구비되는 골전도 스피커에서, 상기 오디오 처리부에 의해 처리된 상기 수신 오디오 신호를 골전도로 출력하는 단계; 및
    상기 전면 프레임부의 일측에 구비되는 골전도 마이크에서, 상기 사용자에 의해 골전도로 입력되는 음성 신호를 상기 오디오 처리부로 전달하는 단계
    를 포함하고,
    상기 사용자에 의해 골전도로 입력되는 음성 신호를 상기 오디오 처리부로 전달하는 단계는
    에코 캔셀러(echo canceller)를 이용하여, 상기 골전도 마이크에서 상기 오디오 처리부로 전달하는 음성 신호로부터 상기 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호를 상쇄시키는 단계
    를 포함하는 착용형 장치의 통화 서비스 제공 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 골전도 마이크에서 상기 오디오 처리부로 전달하는 음성 신호로부터 상기 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호를 상쇄시키는 단계는
    상기 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호에 대응하여 추정된 소리 전달 함수를 이용하여, 상기 골전도 마이크에서 상기 오디오 처리부로 전달하는 음성 신호로부터 상기 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호를 상쇄시키는 단계인 착용형 장치의 통화 서비스 제공 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 골전도 마이크에서 상기 오디오 처리부로 전달하는 음성 신호로부터 상기 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호를 상쇄시키는 단계는
    상기 사용자의 머리 형태에 따라 상기 골전도 스피커에서 출력되는 오디오 신호가 상기 골전도 마이크로 전달되는 전달 경로를 모델링하는 단계; 및
    상기 모델링된 전달 경로에 기초하여 상기 소리 전달 함수를 추정하는 단계
    를 포함하는 착용형 장치의 통화 서비스 제공 방법.
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