WO2021162337A1 - 음질 개선 방법 및 이어 웨어러블 장치 - Google Patents

음질 개선 방법 및 이어 웨어러블 장치 Download PDF

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WO2021162337A1
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noise
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백순호
양재모
김상은
문한길
양현철
이건우
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삼성전자 주식회사
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Definitions

  • Various embodiments of the present disclosure relate to a method for improving sound quality and an ear wearable device.
  • a portable electronic device may use an ear wearable device (eg, an earphone or a headset) when making a phone call with another electronic device.
  • an ear wearable device may include at least one speaker and at least one microphone, receive a user's voice through the microphone, and transmit a voice signal to another electronic device.
  • the portable electronic device may improve portability and accessibility of a user by making a phone call using the ear wearable device.
  • the ear wearable device may collect the user's voice by using the provided microphone, convert the collected voice into a digital signal, and transmit the user's voice by transmitting the digital signal to another electronic device.
  • the ear wearable device may include an in-ear microphone and an out-ear microphone.
  • the in-ear microphone may be disposed on the head of the ear wearable device, and may be located inside the user's ear when the ear wearable device is worn.
  • the out-ear microphone may be disposed in an area exposed to an external environment in the ear wearable device, and may be configured to receive external audio (eg, sound, user's voice, and external noise) from an external environment (eg, air).
  • external audio eg, sound, user's voice, and external noise
  • an external audio signal eg, external noise
  • noise received by the in-ear microphone may increase.
  • SNR signal to noise ratio
  • the noise entering the in-ear microphone may increase, A decrease in call quality and a decrease in the voice recognition rate may occur.
  • Various embodiments of the present invention provide a method for improving call quality by removing external noise from an audio signal flowing into an in-ear microphone using a noise removal module (eg, an adaptive filter), and an ear wearable implementing the same device can be provided.
  • a noise removal module eg, an adaptive filter
  • an ear wearable device in an ear wearable device, at least one second audio signal receiving a first audio signal including a first voice signal using a part of a human body as a movement path and a first noise signal using external air as a movement path 1 microphone, at least one second microphone for receiving a second audio signal including a second audio signal and a second noise signal using external air as a movement path, and an output difference between the first audio signal and the second audio signal an adaptive filter for adjusting the value, and a processor operatively coupled to the at least one first microphone, the at least one second microphone and the adaptive filter.
  • the processor extracts a first output value corresponding to the first audio signal received through the at least one first microphone and a second output value corresponding to the second audio signal received through the at least one second microphone and calculating a difference value between the first output value and the second output value, updating the setting value of the adaptive filter based on the difference value, and using the adaptive filter, from the first audio signal At least a portion of the first noise signal introduced into the at least one first microphone may be removed.
  • a method for improving sound quality of an ear wearable device includes a first voice signal using a part of a human body as a movement path and a first noise signal using external air as a movement path, received through at least one first microphone. an operation of extracting a first output value corresponding to a first audio signal including extracting a second output value corresponding to an audio signal, calculating a difference value between the first output value and the second output value, updating an adaptive filter setting value based on the difference value, and the and removing at least a portion of the first noise signal introduced into the at least one first microphone from the first audio signal using an adaptive filter.
  • a noise removal module eg, an adaptive filter
  • the ear wearable device may mount an in-ear microphone and an out-ear microphone, and may use a noise canceling module to remove external noise introduced into the in-ear microphone.
  • the ear wearable electronic device may extract a parameter for removing additional noise based on a voice signal from which external noise introduced into the in-ear microphone is removed, and use the extracted parameter. This can improve the quality of the voice signal collected through the out-ear microphone.
  • various effects directly or indirectly identified through this document may be provided.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 2A is a perspective view of an ear wearable device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 2B is a diagram illustrating a state in which an ear wearable device is coupled to a user's ear according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a first movement path of a first audio signal transmitted to an in-ear microphone and a second audio signal transmitted to an out-ear microphone in a state in which the ear wearable device according to various embodiments of the present disclosure is coupled to the ear; A second movement path is shown.
  • FIG. 4 is a block diagram of an ear wearable device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a flowchart of a method for improving sound quality in an ear wearable device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a process of improving sound quality corresponding to an in-ear microphone of an ear wearable device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a process of improving the sound quality of an out-ear voice signal by extracting voice activity detection (VAD) based on an in-ear voice signal with improved sound quality according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a process of extracting the size of a voice component based on an in-ear voice signal with improved sound quality and using it in SNR calculation according to various embodiments of the present invention.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a process of mixing an in-ear audio signal with improved sound quality into an out-ear audio signal corresponding to a low frequency band in an environment with a low SNR, according to various embodiments of the present disclosure; am.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 in a network environment 100 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 101 may include an ear wearable device.
  • an electronic device 101 communicates with an electronic device 102 (eg, an external electronic device) through a first network 198 (eg, a short-range wireless communication network), or Alternatively, it may communicate with the electronic device 104 (eg, an external electronic device) or the server 108 through the second network 199 (eg, a remote wireless communication network). According to an embodiment, the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108 .
  • a first network 198 eg, a short-range wireless communication network
  • the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108 through the second network 199 (eg, a remote wireless communication network).
  • the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108 .
  • the electronic device 101 includes a processor 120 , a memory 130 , an input device 150 , a sound output device 155 , a display device 160 , an audio module 170 , and a sensor module ( 176 , interface 177 , haptic module 179 , camera module 180 , power management module 188 , battery 189 , communication module 190 , subscriber identification module 196 , or antenna module 197 . ) may be included. In some embodiments, at least one of these components (eg, the display device 160 or the camera module 180 ) may be omitted or one or more other components may be added to the electronic device 101 . In some embodiments, some of these components may be implemented as one integrated circuit. For example, the sensor module 176 (eg, a fingerprint sensor, an iris sensor, or an illuminance sensor) may be implemented while being embedded in the display device 160 (eg, a display).
  • the sensor module 176 eg, a fingerprint sensor, an iris sensor, or an illuminance sensor
  • the processor 120 executes software (eg, the program 140) to execute at least one other component (eg, a hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120 . It can control and perform various data processing or operations. According to one embodiment, as at least part of data processing or operation, the processor 120 converts commands or data received from other components (eg, the sensor module 176 or the communication module 190 ) to the volatile memory 132 . may be loaded into the volatile memory 132 , process commands or data stored in the volatile memory 132 , and store the resulting data in the non-volatile memory 134 .
  • software eg, the program 140
  • the processor 120 converts commands or data received from other components (eg, the sensor module 176 or the communication module 190 ) to the volatile memory 132 .
  • the volatile memory 132 may be loaded into the volatile memory 132 , process commands or data stored in the volatile memory 132 , and store the resulting data in the non-volatile memory 134 .
  • the processor 120 is a main processor 121 (eg, a central processing unit (CPU) and/or an application processor (AP)), and/or independently or together with the An operable coprocessor 123 (eg, a graphic processing unit (GPU), an image signal processor, a sensor hub processor, and/or a communication processor (CP)) ) may be included. Additionally or alternatively, the auxiliary processor 123 may be configured to use less power than the main processor 121 or to be specialized for a designated function. The auxiliary processor 123 may be implemented separately from or as a part of the main processor 121 .
  • a main processor 121 eg, a central processing unit (CPU) and/or an application processor (AP)
  • An operable coprocessor 123 eg, a graphic processing unit (GPU), an image signal processor, a sensor hub processor, and/or a communication processor (CP)
  • the auxiliary processor 123 may be configured to use less power than the main processor 121 or to be specialized for a designated function
  • the auxiliary processor 123 may be, for example, on behalf of the main processor 121 while the main processor 121 is in an inactive (eg, sleep) state, or when the main processor 121 is active (eg, executing an application). ), together with the main processor 121 , at least one of the components of the electronic device 101 (eg, the display device 160 , the sensor module 176 , and/or the communication module 190 ) )) associated with at least some of the functions or states.
  • the coprocessor 123 eg, image signal processor and/or communication processor
  • the coprocessor 123 is part of other functionally related components (eg, camera module 180 and/or communication module 190 ). can be implemented as
  • the memory 130 may store various data used by at least one component (eg, the processor 120 and/or the sensor module 176 ) of the electronic device 101 .
  • the data may include, for example, input data or output data for software (eg, the program 140 ) and instructions related thereto.
  • the memory 130 may include a volatile memory 132 and/or a non-volatile memory 134 .
  • the program 140 may be stored as software in the memory 130 , and may include, for example, an operating system 142 , middleware 144 and/or applications 146 .
  • the input device 150 may receive a command or data to be used by a component (eg, the processor 120 ) of the electronic device 101 from the outside (eg, a user) of the electronic device 101 .
  • the input device 150 may include, for example, a microphone, a mouse, a keyboard, and/or a digital pen (eg, a stylus pen).
  • the input device 150 may include a physical key for at least partially controlling the electronic device 101 .
  • the input device 150 may include a volume key for controlling the volume level of audio and a key for executing at least one program (eg, bixby).
  • the sound output device 155 may output a sound signal to the outside of the electronic device 101 .
  • the sound output device 155 may include, for example, a speaker and/or a receiver.
  • the speaker can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback, and the receiver can be used to receive incoming calls. According to one embodiment, the receiver may be implemented separately from or as part of the speaker.
  • the display device 160 may visually provide information to the outside (eg, a user) of the electronic device 101 .
  • the display device 160 may include, for example, a display, a hologram device, and/or a projector and a control circuit for controlling the corresponding device.
  • the display device 160 may include a touch circuitry configured to sense a touch, and/or a sensor circuit (eg, a pressure sensor) configured to measure the intensity of a force generated by the touch.
  • a sensor circuit eg, a pressure sensor
  • the audio module 170 may convert a sound into an electric signal or, conversely, convert an electric signal into a sound. According to an embodiment, the audio module 170 obtains a sound through the input device 150 or an external electronic device ( For example, the sound may be output through the electronic device 102 (eg, a speaker or headphones).
  • the sensor module 176 detects an operating state (eg, power or temperature) of the electronic device 101 and/or an external environmental state (eg, a user state), and an electrical signal corresponding to the sensed state and/or You can create data values.
  • the sensor module 176 may include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, a barometric sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, It may include a temperature sensor, a humidity sensor, and/or an illuminance sensor.
  • the interface 177 may support one or more specified protocols that may be used for the electronic device 101 to connect to an external electronic device (eg, the electronic device 102 ) in a wired or wireless manner.
  • the interface 177 may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, and/or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital
  • connection terminal 178 may include a connector through which the electronic device 101 can be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 102 ).
  • the connection terminal 178 may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, and/or an audio connector (eg, a headphone connector).
  • the haptic module 179 may convert an electrical signal into a mechanical stimulus (eg, vibration or movement) and/or an electrical stimulus that the user can perceive through tactile or kinesthetic sense.
  • the haptic module 179 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, and/or an electrical stimulation device.
  • the camera module 180 may capture a still image and/or a video.
  • the camera module 180 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, and/or flashes.
  • the camera module 180 may include a front camera disposed on the front of the electronic device 101 and/or a rear camera disposed on the back of the electronic device 101 .
  • the power management module 188 may manage power supplied to the electronic device 101 .
  • the power management module 188 may be implemented as, for example, at least a part of a power management integrated circuit (PMIC).
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery 189 may supply power to at least one component of the electronic device 101 .
  • battery 189 may include, for example, a non-rechargeable primary cell, a rechargeable secondary cell, and/or a fuel cell.
  • the communication module 190 is a direct (eg, wired) communication channel or wireless communication between the electronic device 101 and an external electronic device (eg, the electronic device 102 , the electronic device 104 , and/or the server 108 ). It may support establishment of a channel and/or performing communication through the established communication channel.
  • the communication module 190 may include one or more communication processors that operate independently of the processor 120 (eg, an application processor) and support direct (eg, wired) communication or wireless communication.
  • the communication module 190 includes a wireless communication module 192 (eg, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, and/or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) and/or a wired communication module ( 194) (eg, a local area network (LAN) communication module, and/or a powerline communication module).
  • a wireless communication module 192 eg, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, and/or a global navigation satellite system (GNSS) communication module
  • GNSS global navigation satellite system
  • wired communication module eg, a local area network (LAN) communication module, and/or a powerline communication module.
  • a corresponding communication module among these communication modules is a first network 198 (eg, a short-range communication network such as Bluetooth, WiFi direct or IrDA (infrared data association)) and/or a second network 199 (eg, a cellular network, the Internet).
  • a first network 198 eg, a
  • the wireless communication module 192 uses the subscriber information (eg, International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) stored in the subscriber identification module 196 to provide a communication network such as the first network 198 and/or the second network 199 . can check and authenticate the electronic device 101 within the .
  • subscriber information eg, International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)
  • IMSI International Mobile Subscriber Identifier
  • the antenna module 197 may transmit or receive a signal and/or power to the outside (eg, an external electronic device).
  • the antenna module 197 may include one antenna including a conductor formed on a substrate (eg, a PCB) and/or a radiator formed of a conductive pattern.
  • the antenna module 197 may include a plurality of antennas. In this case, at least one antenna suitable for a communication scheme used in a communication network, such as the first network 198 and/or the second network 199 , is connected to the plurality of antennas by, for example, the communication module 190 . can be selected from The signal and/or power may be transmitted or received between the communication module 190 and the external electronic device through at least one selected antenna.
  • other components eg, RFIC
  • peripheral devices eg, a bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), and/or mobile industry processor interface (MIPI)
  • signals eg, commands or data
  • GPIO general purpose input and output
  • SPI serial peripheral interface
  • MIPI mobile industry processor interface
  • commands and/or data may be transmitted or received between the electronic device 101 and the external electronic device 104 through the server 108 connected to the second network 199 .
  • Each of the external electronic devices 102 and 104 may be the same as or different from the electronic device 101 .
  • all or part of the operations executed in the electronic device 101 may be executed in one or more of the external electronic devices 102 , 104 , and/or 108 .
  • the electronic device 101 executes the function and/or service itself.
  • it may request one or more external electronic devices to perform the function or at least a part of the service.
  • the one or more external electronic devices that have received the request may execute at least a part of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and transmit a result of the execution to the electronic device 101 .
  • the electronic device 101 may process the result as it is or additionally and provide it as at least a part of a response to the request.
  • cloud computing, distributed computing, or client-server computing technology may be used.
  • 2A is a perspective view 201 of an ear wearable device according to various embodiments of the present disclosure.
  • 2B is a diagram 202 illustrating a state in which an ear wearable device is coupled to a user's ear according to various embodiments of the present disclosure.
  • an ear wearable device 200 (eg, the electronic device 101 of FIG. 1 ) includes a housing 210 and/or an ear tip. (ear tip) 220 may be included.
  • the housing 210 may be formed detachably from the user's ear 230 .
  • the housing 210 includes a first part 211 insertable into the external auditory meatus (not shown) of the ear 230 and a second part 211 that can be seated in the groove 232 of the pinna connected to the external auditory meatus. portion 212 .
  • the ear wearable device 200 may include a speaker (not shown) positioned inside the housing 210 .
  • the sound output from the speaker may be emitted through the first portion 211 inserted into the external auditory meatus of the ear 200 and transmitted to the eardrum of the ear 200 .
  • at least a portion of the housing 210 may be formed of various materials such as a polymer or a metal.
  • the ear wearable device 200 may mount at least one microphone.
  • an in-ear mic 221 may be mounted to correspond to the first portion 211
  • an in-ear mic 221 may be mounted to correspond to the second portion 212 .
  • An out-ear mic 222 may be mounted.
  • the in-ear microphone 221 and the out-ear microphone 222 may be disposed to be spaced apart from each other by a set distance or more.
  • the in-ear microphone 221 is inserted into the ear canal and blocked from the external environment (eg, shielded from external air). state) may be present.
  • the out-ear microphone 222 is exposed to the external environment, and may receive a voice signal and noise transmitted from outside air.
  • the arrangement position and/or the number of the in-ear microphone 221 and the out-ear microphone 222 are not limited to the embodiment of FIG. 2A and may vary.
  • the ear wearable device 200 may include at least one in-ear microphone 221 and/or at least one out-ear microphone 222 .
  • the in-ear microphone 221 is disposed in the ear and transmits an audio signal (eg, a first audio signal) using at least a part of the human body as a movement path (eg, a movement path of a voice signal, a first path). ) can be received.
  • the first audio signal includes a voice signal (eg, the first voice signal) transmitted through the ear when the user covers the ear and speaks, and leakage generated when the ear wearable device 200 is worn.
  • ) may include a noise signal (eg, the first noise signal) introduced from the outside.
  • the clearance may mean a gap (eg, a gap, a space) that occurs between the ear wearable device and the ear when the ear wearable device 200 is worn on the ear.
  • the first voice signal may include a voice signal corresponding to a low frequency band (eg, a frequency band of about 2Khz or less).
  • the out-ear microphone 222 receives an external audio signal (eg, a second audio signal) transmitted by utilizing external air as a movement path (eg, a second path) while being exposed to the external environment.
  • an external audio signal eg, a second audio signal
  • the second audio signal may include a voice signal emitted to the outside (eg, the second voice signal) when the user speaks, and an ambient noise signal (eg, the second noise signal) transmitted through external air. may include.
  • the first voice signal may include a user's voice signal transmitted to the in-ear microphone through a movement path of at least a part of the human body (eg, the human body connected from the vocal cords to the eardrum).
  • the second voice signal may include a user's voice signal transmitted to the out-ear microphone through the external air movement path.
  • a gap (eg, a gap, a gap) may occur according to a mounting deviation and a shape of the user's ear.
  • the second audio signal including an external voice (eg, a second voice signal) and noise (eg, a second noise signal) is transmitted through a gap formed between the ear wearable device 200 and the user's ear.
  • the in-ear microphone 221 of the ear wearable device 200 disposed in the user's ear may receive at least a portion of the second audio signal introduced into the user's ear.
  • the first noise signal flowing into the in-ear microphone 221 may include at least a portion of the second audio signal.
  • external noise and noise may be introduced into the in-ear microphone 221 through a leak, and the call quality corresponding to the in-ear microphone 221 may be reduced. may be lowered.
  • the ear wearable device 200 may at least reduce the first noise signal introduced into the in-ear microphone 221 using a noise canceling module (eg, an adaptive filter) mounted therein. It may be partially removed, and call quality corresponding to the in-ear microphone 221 may be improved.
  • a noise canceling module eg, an adaptive filter
  • FIG. 3 illustrates a first movement path 311 and an out-ear of a first audio signal transmitted to the in-ear microphone 221 in a state in which the ear wearable device 200 is coupled to the ear according to various embodiments of the present disclosure; It is a diagram 300 illustrating a second movement path 312 of the second audio signal transmitted to the microphone 222 .
  • the first audio signal may include an audio signal transmitted to the in-ear microphone 221 by using at least a part of the human body as a movement path (eg, a first movement path, body path).
  • the first audio signal includes a user's voice signal (eg, the first voice signal) transmitted using at least a part of the human body as a movement path and a noise signal (eg, the first noise signal) introduced through external air.
  • the second audio signal may include an audio signal transmitted to the out-ear microphone 222 by using external air as a movement path (eg, a second movement path, acoustic path).
  • the second audio signal may be a user's voice signal (eg, a second voice signal) emitted to the outside air through the user's mouth and/or a noise signal (eg, a second voice signal) generated in the environment transmitted through the outside air. 2 noise signal).
  • a user's voice signal eg, a second voice signal
  • a noise signal eg, a second voice signal
  • the in-ear microphone 221 may receive only the first voice signal that is the user's voice signal.
  • the in-ear microphone 221 transmits a noise signal (eg, the first voice signal) introduced through the gap in addition to the first voice signal.
  • the first noise signal can be received together.
  • the first noise signal may include at least a portion of the second audio signal transmitted through the outside air.
  • the first noise signal may at least partially include a voice signal emitted to the outside air through the user's mouth (eg, a second voice signal) and an ambient generated noise signal (eg, a second noise signal). have.
  • a gap may be generated based on a shape and mounting deviation of the ear.
  • the in-ear microphone 221 may receive at least a portion of the second audio signal together with the first audio signal.
  • the in-ear microphone 221 receives a second audio signal from an external environment, so that when generating a voice signal for a phone call, the quality of the voice signal may be deteriorated.
  • FIG. 4 is a block diagram 400 of an ear wearable device (eg, the ear wearable device 200 of FIG. 2 and the electronic device 100 of FIG. 1 ) according to various embodiments of the present disclosure.
  • an ear wearable device eg, the ear wearable device 200 of FIG. 2 and the electronic device 100 of FIG. 1 .
  • the ear wearable device 200 includes a processor (eg, the processor 120 of FIG. 1 ), a memory (eg, the memory 130 of FIG. 1 ), and an audio module (eg, the audio module of FIG. 1 ) 170)), and/or wireless communication circuitry (eg, the communication module 190 of FIG. 1 ).
  • the ear wearable device 200 includes an in-ear microphone 221 , an out-ear microphone 222 and/or an adaptation included in the audio module 170 .
  • the sound quality of the ear wearable device 200 may be improved based on the filter 420 .
  • the processor 120 executes a program (eg, the program 140 of FIG. 1 ) stored in the memory 130 to control at least one other component (eg, a hardware or software component). and can perform various data processing or operations.
  • the processor 120 may measure a first output value corresponding to the first audio signal 411 received through the in-ear microphone 221 , and may measure the first output value through the out-ear microphone 222 .
  • a second output value corresponding to the received second audio signal 412 may be measured.
  • the processor 120 may update the setting value of the adaptive filter 420 based on a difference between the first output value and the second output value, and the input to the in-ear microphone 221 using the adaptive filter At least a portion of the second audio signal 412 (eg, the first noise signal included in the first audio signal 411) may be removed. According to an embodiment, the processor 120 may improve the quality of the audio signal corresponding to the in-ear microphone 221 .
  • the memory 130 may store a setting value of the adaptive filter 420 for improving the sound quality of the ear wearable device 200 .
  • the set value of the adaptive filter 420 may be updated based on the first audio signal 411 and the second audio signal 412 received from the ear wearable device 200 .
  • the processor 120 may remove at least a portion of the second audio signal 412 flowing into the in-ear microphone 221 based on the setting value of the adaptive filter 420, The quality of an audio signal corresponding to the in-ear microphone 221 may be improved.
  • the audio module 170 may include an in-ear microphone 221 , an out-ear microphone 222 , and/or an adaptive filter 420 .
  • the audio module 170 may convert a sound into an electric signal or convert an electric signal into a sound.
  • the in-ear microphone 221 may receive the first audio signal 411 transmitted using at least a part of the human body as a movement path (eg, the first path 401, the body path). have.
  • the out-ear microphone 222 may receive the second audio signal 412 transmitted using external air as a movement path (eg, the second path 402 or an acoustic path).
  • the processor 120 may measure a first output value corresponding to the first audio signal 411 and measure a second output value corresponding to the second audio signal 412 .
  • the first output value and the second output value may include values obtained by quantifying the magnitude of a wave corresponding to the audio signal.
  • the processor 120 may update the setting value of the adaptive filter 420 based on a difference value between the first output value and the second output value.
  • the adaptive filter 420 may include an output difference between the first audio signal 411 received through the in-ear microphone 221 and the second audio signal 412 received through the out-ear microphone 222 . can be minimized.
  • the adaptive filter 420 may generate waves having the same amplitude of vibrations of the voice signal, but opposite propagation directions.
  • the adaptive filter 420 may remove at least a portion of the second audio signal 412 by generating a wave having an opposite propagation direction. For example, the adaptive filter 420 sets the amplitude of the vibration of the second audio signal 412 to be equal to that of the first audio signal 411 , and the propagation direction of the vibration of the second audio signal 412 . may be set in a direction opposite to the wave of the first audio signal 411 .
  • the processor 120 uses the adaptive filter 420 to at least a part of the audio signal (eg, the first noise signal) of the second audio signal 412 flowing into the in-ear microphone 221 . can be removed.
  • the adaptive filter 420 may be included in a noise removal module (not shown) for removing noise.
  • the first output value of the first audio signal 411 may be greater than the second output value of the second audio signal 412 .
  • the first audio signal 411 uses at least a part of the human body as a movement path of the voice signal, and may include a voice signal corresponding to a low frequency band (eg, a frequency band of about 2Khz or less).
  • the ear wearable device 200 uses the adaptive filter 420 to remove at least a portion of the second audio signal 412 flowing into the in-ear microphone 221 , thereby reducing about 25 to 30 dB. Some degree of noise canceling effect may occur.
  • the processor 120 may improve the quality of the voice signal by the in-ear microphone 221 by using the adaptive filter 420 .
  • the wireless communication circuit 190 may establish a communication channel between the ear wearable device 200 and another electronic device (eg, the electronic devices 102 and 108 of FIG. 1 ), and establish the communication channel. can communicate through
  • the wireless communication circuit 190 may perform a phone call connection between the ear wearable device 200 and another electronic device.
  • the ear wearable device 200 may receive the audio signal 410 through the audio module 170 .
  • the audio signal 410 may include a first audio signal 411 received through the in-ear microphone 221 and a second audio signal 412 received through the out-ear microphone 222 .
  • the first audio signal 410 may include a first voice signal using at least a part of the human body as a movement path and a first noise signal introduced through external air.
  • the second audio signal 420 may include a second voice signal and a second noise signal using external air as a movement path.
  • the first audio signal 411 may include a first voice signal transmitted from the vocal cords to the eardrum of the ear using the human body as a movement path, and the second audio signal 412 .
  • the voice signal emitted from the vocal cords may include a second voice signal that is received by the ear.
  • the first audio signal 411 may be received through the in-ear microphone 221 of the ear wearable device 200
  • the second audio signal 412 may be received through the in-ear microphone 221 of the ear wearable device 200 . It may be received through the ear microphone 222 .
  • the ear wearable device 200 receives a first audio signal 411 including a first voice signal using a part of the human body as a movement path and a first noise signal using external air as a movement path.
  • At least one first microphone eg, the in-ear microphone 221
  • a second noise signal a second microphone (eg, out-ear microphone 222 )
  • an adaptive filter 420 for adjusting an output difference value between the first audio signal 412 and the second audio signal 422
  • the at least one a processor 120 operatively coupled to the first microphone 221 , the at least one second microphone 222 and the adaptive filter 420 .
  • the processor 120 includes a first output value corresponding to the first audio signal 411 received through the at least one first microphone 221 and the first output value received through the at least one second microphone 222 . extracting a second output value corresponding to the second audio signal 412, calculating a difference value between the first output value and the second output value, and based on the difference value, a set value of the adaptive filter 420 to remove at least a portion of the first noise signal 412 flowing into the at least one first microphone 221 from the first audio signal 411 using the adaptive filter 420 .
  • the first microphone 221 and the second microphone 222 are disposed apart from each other by a set distance or more, and when the ear wearable device is worn on the user's ear, the first 1
  • the microphone 221 may be shielded from the external air by at least a part of the human body.
  • the ear wearable device 200 further includes a housing, wherein the housing includes a first part inserted into the external auditory meatus of the ear (eg, the first part 211 of FIG. 2A ), and connected to the external auditory meatus. It may include a second part (eg, the second part 212 of FIG. 2A ) that is seated in the groove of the pinna.
  • the housing when the ear wearable device 200 is worn on the user's ear, a leak occurs in response to at least one of the first part 211 and the second part 212 , and the generated The second audio signal 412 may be introduced into the first microphone 221 through the gap.
  • the first noise signal included in the first audio signal 411 may include at least a portion of the second audio signal 412 introduced through the generated gap.
  • the processor 120 may generate a third voice signal from which at least a portion of the first noise signal is removed based on the first audio signal 411 .
  • the first output value includes a value obtained by quantifying the magnitude of a wave corresponding to the first audio signal 411
  • the second output value includes a wave corresponding to the second audio signal 412 .
  • the adaptive filter 420 may generate a wave having substantially the same vibration magnitude and opposite direction of vibration based on the second audio signal 412 .
  • FIG. 5 is a flowchart of a method of improving sound quality (eg, the quality of a voice signal) in an ear wearable device (eg, the ear wearable device 200 of FIG. 4 ) according to various embodiments of the present disclosure.
  • sound quality eg, the quality of a voice signal
  • the ear wearable device 200 includes a plurality of microphones (eg, an in-ear microphone (eg, the in-ear microphone 221 of FIG. 4 , and the out-ear microphone 222 of FIG. 4 )). and the movement path of the audio signal received through each microphone may be different, for example, the in-ear microphone 221 is introduced through the first voice signal using a part of the human body as the movement path and external air. It may receive a first audio signal (eg, the first audio signal 411 of Fig. 4) including the first noise signal.
  • the out-ear microphone 222 uses the outside air as a movement path for the second voice
  • the second audio signal (eg, the second audio signal 412 of Fig. 4) including the signal and the second noise signal may be received.
  • the ear wearable device 200 may include the first audio signal. It is possible to update a setting value of an adaptive filter (eg, the adaptive filter 420 of Fig. 4) based on the signal 411 and the second audio signal 412. Then, the wearable device 200 performs the updated adaptive filter. By using the filter 420 , at least a portion of the first noise signal flowing into the in-ear microphone 221 may be removed, and the quality of the audio signal through the ear wearable device 200 may be improved.
  • an adaptive filter eg, the adaptive filter 420 of Fig. 4
  • the processor (eg, the processor 120 of FIG. 4 ) of the ear wearable device 200 corresponds to the first audio signal 411 received through the first microphone (eg, the in-ear microphone 221 ). It is possible to extract a first output value of
  • the first audio signal 411 includes a user's voice signal (eg, a first voice signal) transmitted to the in-ear microphone 221 using at least a part of the human body as a movement path and noise introduced from the outside. It may include a signal (eg, a first noise signal).
  • the first voice signal may include a user voice signal of a low frequency band transmitted to the eardrum when speaking with the ear closed.
  • the processor 120 of the ear wearable device 200 may extract a second output value corresponding to the second audio signal 412 received through a second microphone (eg, the out-ear microphone 222).
  • the second audio signal 412 may include a user's voice signal (eg, a second voice signal) transmitted to the out-ear microphone 222 using external air as a movement path and noise generated and transmitted from the outside.
  • a signal eg, a second noise signal
  • the second voice signal may include a voice signal that is transmitted to the ear by using external air as a movement path of sound emitted through the vocal cords when the user speaks.
  • the processor 120 may determine a difference value between the first output value and the second output value.
  • the output value of the audio signal may include a wave magnitude of the audio signal and a traveling direction of the wave.
  • the processor 120 is configured to generate a second audio signal 412 (eg, to a second output value) flowing into the in-ear microphone 221 corresponding to the first output value based on the identified difference value.
  • the second audio signal of the corresponding out-ear microphone 222) may be at least partially removed.
  • the processor 120 may update the set value of the adaptive filter 420 based on the difference value.
  • the setting value of the adaptive filter 420 may be stored in the memory 130 .
  • the adaptive filter 420 may be electrically connected to the out-ear microphone 222 and classify the second audio signal 412 introduced through the out-ear microphone 222, At least a portion of the second audio signal 412 may be removed.
  • a noise signal eg, a second noise signal included in the second audio signal 412 may be removed.
  • the set value of the adaptive filter 420 may include data set to minimize a difference between the first output value and the second output value.
  • the processor 120 may use the adaptive filter 420 to remove at least a portion of the first noise signal introduced into the in-ear microphone.
  • the first noise signal may include noise generated in the vicinity and introduced into the ear.
  • a gap may occur based on a mounting deviation and the shape of the ear.
  • a first noise signal using external air as a movement path may be introduced into the ear through the clearance, and the first noise signal may be introduced into the in-ear microphone 221 .
  • the first noise signal may include a voice signal (eg, a second voice signal) emitted through the user's vocal cords and various sounds (eg, a second noise signal) generated in the vicinity.
  • the processor 120 may improve the quality of the audio signal through the in-ear microphone 221 by removing at least a portion of the first noise signal flowing into the in-ear microphone 221 . have.
  • FIG. 6 is a block diagram 600 illustrating a process of improving sound quality corresponding to an in-ear microphone of an ear wearable device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the processor eg, the processor 120 of FIG. 4 of the ear wearable device (eg, the ear wearable device 200 of FIG. 4 ) includes a first noise canceling module 601 (eg, active ANC (ANC)).
  • noise canceling module from the first audio signal corresponding to the in-ear microphone (eg, in-ear microphone 221 , first microphone in FIG. 4 ) to the out-ear microphone (eg, in FIG. 4 ) It is possible to remove noise included in the second audio signal corresponding to the out-ear microphone 222 and the second microphone), and generate a signal 610 (eg, enhanced signal, third audio signal) with improved sound quality. can do.
  • ANC active ANC
  • the first audio signal may be a voice signal received by the in-ear microphone 221
  • the second audio signal may be a voice signal received by the out-ear microphone 222
  • the second audio signal utilizes external air as a movement path, it may include a voice signal (eg, a second voice signal) emitted from the user's vocal cords and an external noise signal (eg, a second noise signal).
  • the processor 120 improves the quality of the first audio signal corresponding to the in-ear microphone 221 by using an adaptive filter (eg, the adaptive filter 420 of FIG. 4 ). can do.
  • the processor 120 may distinguish an external noise corresponding to the second audio signal using the adaptive filter 420 in order to remove the external noise introduced into the in-ear microphone 221 , , a noise signal (eg, the first noise signal) introduced into the ear among the second audio signals may be removed from the first audio signal.
  • a noise signal eg, the first noise signal
  • the processor 120 may calculate a difference value between the first audio signal and the second audio signal through the subtractor 603 (eg, a subtraction element). For example, the processor 120 may calculate a difference value by comparing a first output value corresponding to the first audio signal (eg, wave-related data of the audio signal) with a second output value corresponding to the second audio signal. . The processor 120 may update the setting value of the adaptive filter 420 based on the calculated difference value. For example, the adaptive filter 420 may modulate the second audio signal based on a set value and partially remove noise from the first audio signal.
  • the processor 120 may calculate a difference value between the first audio signal and the second audio signal through the subtractor 603 (eg, a subtraction element). For example, the processor 120 may calculate a difference value by comparing a first output value corresponding to the first audio signal (eg, wave-related data of the audio signal) with a second output value corresponding to the second audio signal. . The processor 120 may update the setting value of the adaptive filter 420 based
  • the processor 120 may update the setting value of the adaptive filter 420 in order to reduce the difference between the first audio signal and the second audio signal, and based on the updated setting value,
  • the second audio signal may be modulated.
  • the processor 120 may generate a signal 610 with improved sound quality by mixing the first audio signal and the second audio signal.
  • the signal 610 with improved sound quality may include an audio signal in which external noise (eg, the first noise signal) introduced into the in-ear microphone 221 from the first audio signal is removed.
  • FIG. 7 is a block diagram 700 illustrating a process of improving the sound quality of an out-ear voice signal by extracting voice activity detection (VAD) based on an in-ear voice signal with improved sound quality according to various embodiments of the present disclosure; )am.
  • VAD voice activity detection
  • the processor 120 of FIG. 4 of the ear wearable device includes a first noise canceling module 601 (eg, an active ANC (ANC)). noise canceling module), a first signal with improved sound quality (eg, the enhanced signal 610 of FIG. 6 , a third audio signal) may be generated.
  • the processor 120 may extract voice activity detection (VAD) information 710 based on the first signal 610 with improved sound quality, and use the extracted VAD information 710 with a second noise removal module 701 ) can be provided.
  • VAD voice activity detection
  • the VAD information 710 may be utilized to improve the quality of the second audio signal corresponding to the out-ear microphone (eg, the out-ear microphone 222 and the second microphone in FIG. 4 ). .
  • the VAD information 710 may be important information in performing a noise removal algorithm based on statistical signal processing. Since the processor 120 extracts the VAD information 710 based on the first signal 610 (the third audio signal) with improved sound quality, more accurate VAD information may be used to improve the sound quality.
  • the second noise removal module 701 may use the VAD information 710 to improve the quality of the second audio signal corresponding to the out-ear microphone 222 .
  • the processor 120 may at least partially remove external noise (eg, residual noise) of the second audio signal.
  • the second noise removal module 701 may include a beam former module 711 and a postfilter 713 .
  • the beamformer module 711 may be included in a device in which two or more out-ear microphones 222 are disposed, and is extracted based on the first signal 610 (third audio signal) with improved sound quality.
  • a setting value for removing external noise may be updated using the VAD information 710 .
  • the beamformer module 711 may be excluded from the second noise canceling module 701 when there is only one out-ear microphone 222 .
  • the processor 120 may remove the residual noise of the second audio signal corresponding to the out-ear microphone 222 through the second noise removing module 701 . According to an embodiment, the processor 120 may generate an audio signal with improved sound quality by mixing the first signal 610 with improved sound quality and the second audio signal from which the residual noise has been removed.
  • the ear wearable device 200 may further include a noise canceling module 701 .
  • the processor 120 performs VAD based on the third audio signal (eg, the first signal 610 with improved sound quality) from which at least a portion of the second audio signal 412 is removed from the first audio signal 411 .
  • (voice activity detection) information 710 is extracted, and the second audio is received through the second microphone 222 based on the extracted VAD information 710 using the noise removal module 701 Noise included in the signal 412 may be removed.
  • the ear wearable device 200 may further include a beamformer device 711 in the noise canceling module 701 . Based on the extracted VAD information 710 , the processor 120 detects noise included in the second audio signal 412 received through the second microphone 222 using the beamformer 711 . can be removed
  • FIG. 8 is a block diagram 800 illustrating a process of extracting the size of a voice component based on an in-ear voice signal with improved sound quality according to various embodiments of the present disclosure and using it in SNR calculation.
  • the processor 120 of FIG. 4 of the ear wearable device includes a first noise canceling module 601 (eg, active ANC (ANC)). noise canceling module), a first signal with improved sound quality (eg, the enhanced signal 610 of FIG. 6 , a third audio signal) may be generated.
  • the processor 120 uses a power equalizer module 810 to provide a first signal 610 (third audio signal) with improved sound quality and an out-ear microphone (eg, the out-ear microphone in FIG. 4 ). The difference in power between the ear microphone 222 and the second microphone) may be compensated.
  • the power equalizer module 810 may adjust the power value of the first signal 610 with improved sound quality to minimize a difference from the power value of the out-ear microphone 222 .
  • the processor 120 may extract the magnitude of the voice component (eg, the magnitude of the wave of the voice signal (eg, the user's voice signal)) based on the first signal 610 with improved sound quality.
  • signal to noise ratio (SNR) information 811 may be calculated based on the size of the extracted speech component.
  • the size of the audio component extracted based on the first signal 610 with improved sound quality may be more accurate information.
  • the processor 120 may calculate the SNR information 811 by using the magnitude of the extracted speech component, and based on the calculated SNR information 811, the out- through the second noise removal module 701 The quality of the audio signal corresponding to the ear microphone 222 may be improved.
  • the second noise removal module 701 may include a beam former module 711 and a postfilter 713 .
  • the beamformer module 711 may be included in a device in which two or more out-ear microphones 222 are disposed.
  • the beamformer module 711 may be excluded from the second noise canceling module 701 when there is only one out-ear microphone 222 .
  • the processor 120 through the second noise removal module 701, based on the SNR information 811, the residual noise of the second audio signal corresponding to the out-ear microphone 222 (eg: second noise signal) can be removed.
  • the processor 120 may generate an audio signal with improved sound quality by mixing the first signal 610 with improved sound quality and the second audio signal from which the residual noise has been removed.
  • the processor 120 extracts the size of a speech component based on the first signal 610, calculates a signal to noise ratio (SNR) value based on the extracted size of the speech component, and , noise included in the second audio signal 412 received through the second microphone 222 may be removed based on the calculated SNR value.
  • SNR signal to noise ratio
  • the ear wearable device 200 may further include a power equalizer module 810 .
  • the processor 120 adjusts the power of the first signal 610 using the power equalizer module 810 so that a difference in power corresponding to the first signal 610 and the second microphone 222 is minimized.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a process of mixing an in-ear audio signal with improved sound quality into an out-ear audio signal corresponding to a low frequency band in an environment with a low SNR, according to various embodiments of the present disclosure; (900).
  • the processor 120 of FIG. 4 of the ear wearable device includes a first noise canceling module 601 (eg, active ANC (ANC)). noise canceling module), a first signal with improved sound quality (eg, the enhanced signal 610 of FIG. 6 , a third audio signal) may be generated.
  • the processor 120 uses a power equalizer module 810 to provide the first signal 610 with improved sound quality and an out-ear microphone (eg, the out-ear microphone 222 in FIG. 4 ); The difference in power between the second microphones)) may be compensated.
  • the power equalizer module 810 adjusts the power value of the first signal 610 with improved sound quality to minimize the difference with the power value of the out-ear microphone 222 . can do.
  • the processor 120 may extract the magnitude of the voice component (eg, the wave magnitude of the voice signal) based on the first signal 610 with improved sound quality, and Based on the size, signal to noise ratio (SNR) information 811 may be calculated.
  • the first signal 610 with improved sound quality is a voice signal from which external noise is at least partially removed, and the size of a voice component extracted based on the first signal 610 with improved sound quality. may be more accurate information.
  • the processor 120 may determine whether the calculated SNR information 811 is less than a set threshold 901 .
  • a set threshold 901 For example, an environment in which the SNR information 811 is low may mean an environment in which it is difficult to transmit a user's voice signal due to a large amount of external noise.
  • the processor 120 uses the first signal 610 with improved sound quality based on a low frequency band (eg, a frequency band of about 2 Khz or less). can be mixed
  • the second noise removal module 701 may include a mixer 910 for mixing the first signal 610 with improved sound quality and a voice signal corresponding to the out-ear microphone 222 .
  • the processor 120 may improve audio quality by mixing the audio signal of a low frequency band (eg, a frequency band of about 2Khz or less) with the first signal 610 with improved sound quality.
  • a low frequency band eg, a frequency band of about 2Khz or less
  • the audio quality of the audio signal of the low frequency band may be improved by mixing the first signal 610 with the improved sound quality.
  • the processor 120 extracts a voice component corresponding to a low frequency band from the first signal 610 when the SNR value is less than or equal to a set threshold, and is received through the second microphone 222.
  • the second audio signal 412 may be mixed with a voice component corresponding to the low frequency band.
  • a movement path (eg, a part of the human body) received through at least one first microphone (eg, the in-ear microphone 221 of FIG. 4 ) :
  • a first audio signal (eg, the first audio signal 411 of FIG. 4 ) including a first audio signal used as the body path of FIG. 4 and a first noise signal using external air as a movement path 1 operation of extracting an output value, a second voice received by at least one second microphone (eg, the out-ear microphone 222 of FIG. 4 ) using external air as a movement path (eg, the acoustic path of FIG.
  • An operation of extracting a second output value corresponding to a second audio signal (eg, the second audio signal 412 of FIG. 4 ) including a signal and a second noise signal, a difference between the first output value and the second output value calculating a value, updating a set value of an adaptive filter (eg, the adaptive filter 420 of FIG. 4 ) based on the difference value, and using the adaptive filter 420 to the first audio signal It may include removing at least a portion of the second audio signal 412 flowing from the 411 to the at least one first microphone 221 .
  • the first microphone 221 and the second microphone 222 are disposed apart from each other by a set distance or more, and the ear wearable device 200 is worn on the user's ear, the first The microphone 221 may be shielded from the external air by at least a part of the human body.
  • a third voice signal (eg: A first signal 610 may be generated.
  • the first output value includes a value obtained by quantifying the magnitude of a wave corresponding to the first audio signal 411
  • the second output value includes a wave corresponding to the second audio signal 412 .
  • the adaptive filter 420 may generate a wave having substantially the same vibration magnitude and opposite direction of vibration based on the second audio signal 412 .
  • the method includes an operation of extracting voice activity detection (VAD) information (eg, the VAD information 710 of FIG. 7 ) based on the third audio signal and a noise removal module (eg, the third audio signal of FIG. 7 ). 2 Using the noise removal module 701), based on the extracted VAD information 710, removing noise included in the second audio signal 412 received through the second microphone 222 may further include.
  • VAD voice activity detection
  • the method according to an embodiment may further include a beamformer device (eg, the beamformer device 711 of FIG. 7 ) in the noise removal module 701 .
  • the operation of removing the noise included in the second audio signal 412 is performed by using the beamformer device 711 based on the extracted VAD information 710 and receiving the second microphone 222 through the second microphone 222 . 2 It may include an operation of removing noise included in the audio signal 412 .
  • a power difference value corresponding to the third audio signal and the second microphone 222 is minimized using a power equalizer module (eg, the power equalizer module 810 of FIG. 8 ). Adjusting the power of the third audio signal, extracting a size of a voice component based on the third audio signal, and calculating a signal to noise ratio (SNR) value based on the extracted size of the voice component and removing noise included in the second audio signal 412 received through the second microphone 222 based on the calculated SNR value.
  • SNR signal to noise ratio
  • the method includes an operation of extracting a voice component corresponding to a low frequency band from the third audio signal when the SNR value is less than or equal to a set threshold, and the second audio received through the second microphone 222 .
  • the method may further include mixing the signal 412 and a voice component corresponding to the low frequency band.
  • the electronic device may have various types of devices.
  • the electronic device may include, for example, a portable communication device (eg, a smart phone), a computer device, a portable multimedia device, a portable medical device, a camera, a wearable device, or a home appliance device.
  • a portable communication device eg, a smart phone
  • a computer device e.g., a smart phone
  • a portable multimedia device e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a wearable device e.g., a smart bracelet
  • a home appliance device e.g., a home appliance
  • first”, “second”, or “first” or “second” may simply be used to distinguish the component from other such components, and refer to those components in other aspects (e.g., importance or order) is not limited. It is said that one (eg, first) component is “coupled” or “connected” to another (eg, second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively”. When referenced, it means that one component can be connected to the other component directly (eg by wire), wirelessly, or through a third component.
  • module may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as, for example, logic, logic block, component, or circuit.
  • a module may be an integrally formed part or a minimum unit or a part of the part that performs one or more functions.
  • the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Various embodiments of the present document include one or more instructions stored in a storage medium (eg, internal memory 136 or external memory 138) readable by a machine (eg, electronic device 101).
  • a machine eg, electronic device 101
  • the processor eg, the processor 120
  • the device eg, the electronic device 101
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter.
  • the device-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • 'non-transitory' only means that the storage medium is a tangible device and does not contain a signal (eg, electromagnetic wave), and this term is used in cases where data is semi-permanently stored in the storage medium and It does not distinguish between temporary storage cases.
  • a signal eg, electromagnetic wave
  • the method according to various embodiments disclosed in this document may be provided as included in a computer program product.
  • Computer program products may be traded between sellers and buyers as commodities.
  • the computer program product is distributed in the form of a machine-readable storage medium (eg compact disc read only memory (CD-ROM)), or via an application store (eg Play StoreTM) or on two user devices ( It can be distributed (eg downloaded or uploaded) directly, online between smartphones (eg: smartphones).
  • a part of the computer program product may be temporarily stored or temporarily created in a machine-readable storage medium such as a memory of a server of a manufacturer, a server of an application store, or a relay server.
  • each component eg, a module or a program of the above-described components may include a singular or a plurality of entities.
  • one or more components or operations among the above-described corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • a plurality of components eg, a module or a program
  • the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components identically or similarly to those performed by the corresponding component among the plurality of components prior to the integration. .
  • operations performed by a module, program, or other component are executed sequentially, in parallel, repeatedly, or heuristically, or one or more of the operations are executed in a different order, or omitted. or one or more other operations may be added.

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Abstract

다양한 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치에 있어서, 인체의 일부를 이동 경로로 사용한 제 1 음성 신호 및 외부 공기를 이동 경로로 사용한 제 1 잡음 신호를 포함하는 제 1 오디오 신호를 수신하는 적어도 하나의 제 1 마이크, 외부 공기를 이동 경로로 사용한 제 2 음성 신호 및 제 2 잡음 신호를 포함하는 제 2 오디오 신호를 수신하는 적어도 하나의 제 2 마이크, 상기 제 1 오디오 신호와 상기 제 2 오디오 신호 간의 출력 차이값을 조정하기 위한 적응 필터, 및 상기 적어도 하나의 제 1 마이크, 상기 적어도 하나의 제 2 마이크 및 상기 적응 필터에 작동적으로 연결된 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 적어도 하나의 제 1 마이크를 통해 수신되는 상기 제 1 오디오 신호에 대응하는 제 1 출력값 및 상기 적어도 하나의 제 2 마이크를 통해 수신되는 상기 제 2 오디오 신호에 대응하는 제 2 출력값을 추출하고, 상기 제 1 출력값과 상기 제 2 출력값과의 차이값을 계산하고, 상기 차이값을 기반으로, 상기 적응 필터의 설정값을 업데이트하고, 상기 적응 필터를 사용하여, 상기 제 1 오디오 신호로부터 상기 적어도 하나의 제 1 마이크로 유입되는 상기 제 1 잡음 신호의 적어도 일부를 제거할 수 있다. 그 밖에 다양한 실시예들이 가능할 수 있다.

Description

음질 개선 방법 및 이어 웨어러블 장치
본 발명의 다양한 실시 예는 음질을 개선하는 방법 및 이어 웨어러블 장치에 관한 것이다.
기술의 발달로 인해, 휴대용 전자 장치(예: 스마트폰)는 다른 전자 장치와 전화 통화 시, 이어 웨어러블 장치(ear wearable device)(예: 이어폰, 헤드셋)를 사용할 수 있다. 통상적으로 이어 웨어러블 장치는 적어도 하나의 스피커와 적어도 하나의 마이크를 구비하고, 상기 마이크를 통해 사용자의 음성을 수신하여, 다른 전자 장치에게 음성 신호를 송신할 수 있다. 휴대용 전자 장치는 이어 웨어러블 장치를 사용하여 전화 통화를 함으로써, 사용자의 휴대성(portability) 및 접근성(accessibility)을 향상시킬 수 있다.
이어 웨어러블 장치는 구비된 마이크를 사용하여, 사용자의 음성을 수집할 수 있고, 상기 수집된 음성을 디지털 신호로 변환할 수 있고, 다른 전자 장치에게 디지털 신호를 송신함으로써, 상기 사용자의 음성을 전달할 수 있다. 이어 웨어러블 장치는 인-이어 마이크(in-ear microphone) 및 아웃-이어 마이크(out-ear microphone)를 포함할 수 있다. 인-이어 마이크는 이어 웨어러블 장치의 헤드에 배치될 수 있고, 상기 이어 웨어러블 장치가 착용되면, 사용자의 귀 내부에 위치할 수 있다. 아웃-이어 마이크는 이어 웨어러블 장치에서 외부 환경에 노출되는 영역에 배치될 수 있고, 외부 환경(예: 공기)으로부터 외부 오디오(예: 사운드(sound), 사용자의 음성, 및 외부 잡음)를 수신할 수 있다.
이어 웨어러블 장치는 사용자의 귓 속에 착용 될 때, 거치 편차 및 사용자의 귀 형태에 따른 유격(leakage)이 발생할 수 있다. 이 경우 유격을 통해, 외부 오디오 신호(예: 외부 잡음)가 인-이어 마이크로 유입될 수 있고, 인-이어 마이크가 수신하는 잡음의 크기가 커질 수 있다. 예를 들어, SNR(signal to noise ratio) 값이 낮은 환경(예: 기존 1ch 잡음 제거 알고리즘으로 잡음 제거가 어려운 환경, 외부 잡음이 많이 발생한 환경)에서 인-이어 마이크로 유입되는 잡음이 커질 수 있고, 통화 품질의 저하 현상 및 음성 인식률의 감소 현상이 발생할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는 잡음 제거 모듈(예: 적응 필터(adaptive filter))을 사용하여 인-이어 마이크로 유입되는 오디오 신호로부터 외부 잡음을 제거함으로써, 통화 품질을 향상시키는 방법 및 이를 구현한 이어 웨어러블 장치를 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치에 있어서, 인체의 일부를 이동 경로로 사용한 제 1 음성 신호 및 외부 공기를 이동 경로로 사용한 제 1 잡음 신호를 포함하는 제 1 오디오 신호를 수신하는 적어도 하나의 제 1 마이크, 외부 공기를 이동 경로로 사용한 제 2 음성 신호 및 제 2 잡음 신호를 포함하는 제 2 오디오 신호를 수신하는 적어도 하나의 제 2 마이크, 상기 제 1 오디오 신호와 상기 제 2 오디오 신호 간의 출력 차이값을 조정하기 위한 적응 필터, 및 상기 적어도 하나의 제 1 마이크, 상기 적어도 하나의 제 2 마이크 및 상기 적응 필터에 작동적으로 연결된 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 적어도 하나의 제 1 마이크를 통해 수신되는 상기 제 1 오디오 신호에 대응하는 제 1 출력값 및 상기 적어도 하나의 제 2 마이크를 통해 수신되는 상기 제 2 오디오 신호에 대응하는 제 2 출력값을 추출하고, 상기 제 1 출력값과 상기 제 2 출력값과의 차이값을 계산하고, 상기 차이값을 기반으로, 상기 적응 필터의 설정값을 업데이트하고, 상기 적응 필터를 사용하여, 상기 제 1 오디오 신호로부터 상기 적어도 하나의 제 1 마이크로 유입되는 상기 제 1 잡음 신호의 적어도 일부를 제거할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치의 음질 개선 방법은, 적어도 하나의 제 1 마이크를 통해 수신되는, 인체의 일부를 이동 경로로 사용한 제 1 음성 신호 및 외부 공기를 이동 경로로 사용한 제 1 잡음 신호를 포함하는 제 1 오디오 신호에 대응하는 제 1 출력값을 추출하는 동작, 적어도 하나의 제 2 마이크를 통해 수신되는, 외부 공기를 이동 경로로 사용한 제 2 음성 신호 및 제 2 잡음 신호를 포함하는 제 2 오디오 신호에 대응하는 제 2 출력값을 추출하는 동작, 상기 제 1 출력값과 상기 제 2 출력값과의 차이값을 계산하는 동작, 상기 차이값을 기반으로, 적응 필터를 설정값을 업데이트하는 동작, 및 상기 적응 필터를 사용하여 상기 제 1 오디오 신호로부터 상기 적어도 하나의 제 1 마이크로 유입되는 상기 제 1 잡음 신호의 적어도 일부를 제거하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들은 잡음 제거 모듈(예: 적응 필터(adaptive filter))을 이용하여 인-이어 마이크로 유입되는 외부 잡음을 제거하여, 이어 웨어러블 장치의 통화 품질을 향상시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치는 인-이어 마이크 및 아웃-이어 마이크를 실장할 수 있고, 잡음 제거 모듈을 사용하여 인-이어 마이크로 유입되는 외부 잡음을 제거할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 전자 장치는 인-이어 마이크로 유입되는 외부 잡음이 제거된 음성 신호를 기반으로, 추가적인 잡음을 제거하기 위한 파라미터(parameter)를 추출할 수 있고, 상기 추출된 파라미터를 이용하여 아웃-이어 마이크를 통해 수집되는 음성 신호에 대한 품질을 개선할 수 있다. 이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이어 웨어러블 장치에 관한 사시도이다.
도 2b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이어 웨어러블 장치가 사용자의 귀에 결합된 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이어 웨어러블 장치가 귀에 결합된 상태에서, 인-이어 마이크에 전달되는 제 1 오디오 신호의 제1 이동 경로 및 아웃-이어 마이크에 전달되는 제 2 오디오 신호의 제 2 이동 경로를 도시한다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이어 웨어러블 장치의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이어 웨어러블 장치에서 음질을 개선하는 방법에 대한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이어 웨어러블 장치의 인-이어 마이크에 대응하는 음질을 개선하는 과정을 도시한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 음질이 개선된 인-이어 음성 신호를 기반으로 VAD (voice activity detection)를 추출하여 아웃-이어 음성 신호의 음질을 개선하는 과정을 도시한 블록도이다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 음질이 개선된 인-이어 음성 신호를 기반으로 음성 성분의 크기를 추출하여 SNR 계산에 활용하는 과정을 도시한 블록도이다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 음질이 개선된 인-이어 음성 신호를 기반으로, SNR이 낮은 환경일 때, 저주파 대역에 대응하여 아웃-이어 음성 신호에 혼합하는 과정을 도시한 블록도이다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 이어 웨어러블 장치(ear wearable device)를 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)(예: 외부 전자 장치)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104)(예: 외부 전자 장치) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치(CPU, central processing unit) 및/또는 어플리케이션 프로세서(AP, application processor)), 및/또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치(GPU, graphic processing unit), 이미지 시그널 프로세서(image signal processor), 센서 허브 프로세서(sensor hub processor), 및/또는 커뮤니케이션 프로세서(CP, communication processor))를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 및/또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 및/또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 및/또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 및/또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 및/또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 및/또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(150)는, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 및/또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다. 입력 장치(150)는 전자 장치(101)를 적어도 부분적으로 제어하기 위한 물리적인 키를 포함할 수 있다. 예를 들어, 입력 장치(150)는 오디오의 볼륨 크기를 제어하기 위한 볼륨 키 및 적어도 하나의 프로그램(예: 빅스비(bixby))을 실행하기 위한 키를 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(155)는, 예를 들면, 스피커 및/또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(160)는, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 및/또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 및/또는 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 및/또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 및/또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 및/또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 및/또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 유선 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 및/또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연결 단자(178)은, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 및/또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 및/또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 및/또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및/또는 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 및/또는 플래시들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 전자 장치(101)의 전면에 배치된 전면 카메라 및/또는 전자 장치(101)의 후면에 배치된 후면 카메라를 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 및/또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 및/또는 서버(108))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및/또는 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 및/또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 및/또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 및/또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 및/또는 제 2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 및/또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 및/또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 및/또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 및/또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 및/또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 및/또는 전력은 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 및/또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고, 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 명령 및/또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104) 간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(102, 104, 및/또는 108) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 및/또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 2a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이어 웨어러블 장치에 관한 사시도(201)이다. 도 2b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이어 웨어러블 장치가 사용자의 귀에 결합된 상태를 도시한 도면(202)이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 일 실시예에서, 이어 웨어러블 장치(ear wearable device)(200)(예: 도 1의 전자 장치(101))는 하우징(housing)(210) 및/또는 이어 팁(ear tip)(220)을 포함할 수 있다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 하우징(210)은 사용자의 귀(230)에 탈착 가능한 형태로 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 하우징(210)은, 귀(230)의 외이도(미도시)에 삽입 가능한 제 1 부분(211)과, 상기 외이도와 연결된 귓바퀴의 홈(232)에 안착시킬 수 있는 제 2 부분(212)을 포함할 수 있다. 이어 웨어러블 장치(200)는 하우징(210)의 내부에 위치된 스피커(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스피커로부터 출력된 소리는 귀(200)의 외이도에 삽입된 제 1 부분(211)을 통해 방출되어 귀(200)의 고막에 전달될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 하우징(210)의 적어도 일부는 폴리머 또는 금속과 같은 다양한 물질로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)는 적어도 하나의 마이크를 실장할 수 있다. 예를 들어, 이어 웨어러블 장치(200)는 제 1 부분(211)에 대응하여 인-이어 마이크(in-ear mic)(221)가 실장될 수 있고, 제 2 부분(212)에 대응하여 아웃-이어 마이크(out-ear mic)(222)가 실장될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인-이어 마이크(221)와 아웃-이어 마이크(222)는 설정된 거리 이상으로 떨어져서 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)가 사용자의 귀(230)에 결합되면, 인-이어 마이크(221)는 귀의 외이도에 삽입되어, 외부 환경으로부터 차단되는 상태(예: 외부 공기로부터 차폐된 상태)일 수 있다. 아웃-이어 마이크(222)는 외부 환경에 노출된 상태이며, 외부 공기로부터 전달되는 음성 신호 및 잡음을 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인-이어 마이크(221) 및 아웃-이어 마이크(222)의 배치 위치 및/또는 개수는 도 2a의 실시예에 한정되지 않고 다양할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)는 적어도 하나의 인-이어 마이크(221) 및/또는 적어도 하나의 아웃-이어 마이크(222)를 포함할 수 있다.
인-이어 마이크(221)는 귓 속에 배치되어, 인체의 적어도 일부를 이동 경로(path)(예: 음성 신호의 이동 경로, 제 1 경로)로 활용하여 전달되는 오디오 신호(예: 제 1 오디오 신호)를 수신할 수 있다. 예를 들어, 제 1 오디오 신호는 사용자가 귀를 막고 말을 할 때, 귓 속을 통해 전달되는 음성 신호(예: 제 1 음성 신호) 및 이어 웨어러블 장치(200)의 착용 시 발생된 유격(leakage)을 통해 외부로부터 유입된 잡음 신호(예: 제 1 잡음 신호)를 포함할 수 있다. 상기 유격은 이어 웨어러블 장치(200)가 귀에 착용될 때, 이어 웨어러블 장치와 귀 사이에 발생하는 틈새(예: 갭(gap), 공간)를 의미할 수 있다. 제 1 음성 신호는 저주파 대역(예: 약 2Khz 이하 주파수 대역)에 대응하는 음성 신호를 포함할 수 있다.
아웃-이어 마이크(222)는 외부 환경에 노출된 상태로, 외부 공기를 이동 경로(path)(예: 제 2 경로)로 활용하여 전달되는 외부의 오디오 신호(예: 제 2 오디오 신호)를 수신할 수 있다. 예를 들어, 제 2 오디오 신호는 사용자가 말을 할 때, 외부로 방출되는 음성 신호(예: 제 2 음성 신호) 및 외부의 공기를 통해 전달되는 주변의 잡음 신호(예: 제 2 잡음 신호)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 음성 신호는 인체의 적어도 일부(예: 성대에서부터 귀의 고막으로 연결된 인체)를 이동 경로로 인-이어 마이크에 전달되는 사용자의 음성 신호를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 2 음성 신호는 외부 공기를 이동 경로로 아웃-이어 마이크에 전달되는 사용자의 음성 신호를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)가 사용자의 귓 속에 결합될 때, 거치 편차 및 사용자의 귀 형태에 따른 유격(leakage)(예: 틈, 갭(gap))이 발생할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 외부 음성(예: 제 2 음성 신호) 및 잡음(예: 제 2 잡음 신호)을 포함하는 제 2 오디오 신호는 이어 웨어러블 장치(200)와 사용자의 귀 사이에 형성된 틈을 통해, 귓 속으로 유입될 수 있다. 예를 들어, 사용자의 귓 속에 배치된 이어 웨어러블 장치(200)의 인-이어 마이크(221)는 상기 귓 속으로 유입된 제 2 오디오 신호의 적어도 일부를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인-이어 마이크(221)로 유입되는 제 1 잡음 신호는 상기 제 2 오디오 신호의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)는 유격(leakage)을 통해 인-이어 마이크(221)에 외부 소음 및 잡음이 유입될 수 있고, 인-이어 마이크(221)에 대응하는 통화 품질이 저하될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)는 내부에 실장된 잡음 제거 모듈(예: 적응 필터(adaptive filter))을 사용하여, 인-이어 마이크(221)로 유입된 제 1 잡음 신호를 적어도 부분적으로 제거할 수 있고, 인-이어 마이크(221)에 대응하는 통화 품질을 개선할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이어 웨어러블 장치(200)가 귀에 결합된 상태에서, 인-이어 마이크(221)에 전달되는 제 1 오디오 신호의 제 1 이동 경로(311) 및 아웃-이어 마이크(222)에 전달되는 제 2 오디오 신호의 제 2 이동 경로(312)를 도시한 도면(300)이다.
도 3을 참조하면, 제 1 오디오 신호는 인체의 적어도 일부를 이동 경로(예: 제 1 이동 경로, body path)로 활용하여, 인-이어 마이크(221)에 전달되는 오디오 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 오디오 신호는 인체의 적어도 일부를 이동 경로로 사용하여 전달되는 사용자의 음성 신호(예: 제 1 음성 신호) 및 외부 공기를 통해 유입된 잡음 신호(예: 제 1 잡음 신호)를 포함할 수 있다. 제 2 오디오 신호는 외부 공기를 이동 경로(예: 제 2 이동 경로, acoustic path)로 활용하여, 아웃-이어 마이크(222)에 전달되는 오디오 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 2 오디오 신호는 사용자의 입을 통해 외부 공기로 방출된 사용자의 음성 신호(예: 제 2 음성 신호) 및/또는 외부 공기를 통해 전달되는, 주변에서 생성된 잡음 신호(예: 제 2 잡음 신호)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)가 사용자의 귀에 완벽하게 밀착하여 결합되면, 인-이어 마이크(221)는 사용자의 음성 신호인 제 1 음성 신호만을 수신할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)와 사용자의 귀 사이에 유격(leakage)이 발생하면, 인-이어 마이크(221)는 제 1 음성 신호 외에, 상기 유격을 통해 유입되는 잡음 신호(예: 제 1 잡음 신호)를 함께 수신할 수 있다. 예를 들어, 제 1 잡음 신호는 외부 공기를 통해 전달되는 제 2 오디오 신호의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 잡음 신호는 사용자의 입을 통해 외부 공기로 방출된 음성 신호(예: 제 2 음성 신호) 및 주변에서 생성된 잡음 신호(예: 제 2 잡음 신호)를 적어도 부분적으로 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)가 사용자의 귀에 결합될 때, 귀의 모양 및 거치 편차에 기반하여, 틈이 생길 수 있다. 인-이어 마이크(221)는 제 1 오디오 신호와 함께, 적어도 일부의 제 2 오디오 신호를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인-이어 마이크(221)는 외부 환경으로부터 유입된 제 2 오디오 신호가 유입됨으로써, 전화 통화를 위한 음성 신호를 생성함에 있어서, 상기 음성 신호의 품질이 저하될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이어 웨어러블 장치(예: 도 2의 이어 웨어러블 장치(200), 도 1의 전자 장치(100))의 블록도(400)이다.
도 4를 참조하면, 이어 웨어러블 장치(200)는 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120)), 메모리(예: 도 1의 메모리(130)), 오디오 모듈(예: 도 1의 오디오 모듈(170)), 및/또는 무선 통신 회로(예: 도 1의 통신 모듈(190))를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)는 오디오 모듈(170)에 포함된 인-이어(in-ear) 마이크(221), 아웃-이어(out-ear) 마이크(222) 및/또는 적응 필터(420)를 기반으로 이어 웨어러블 장치(200)의 음질을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메모리(130)에 저장된 프로그램(예: 도 1의 프로그램(140))을 실행하여, 적어도 하나의 다른 구성 요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 인-이어 마이크(221)를 통해 수신되는 제 1 오디오 신호(411)에 대응하는 제 1 출력값을 측정할 수 있고, 아웃-이어 마이크(222)를 통해 수신되는 제 2 오디오 신호(412)에 대응하는 제 2 출력값을 측정할 수 있다. 프로세서(120)는 상기 제 1 출력값과 상기 제 2 출력값의 차이값을 기반으로 적응 필터(420)의 설정값을 업데이트할 수 있고, 상기 적응 필터를 사용하여 인-이어 마이크(221)로 유입되는 제 2 오디오 신호(412)의 적어도 일부(예: 제 1 오디오 신호(411)에 포함된 제 1 잡음 신호)를 제거할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 인-이어 마이크(221)에 대응하는 오디오 신호의 품질을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 메모리(130)는 이어 웨어러블 장치(200)에 대한 음질을 향상시키기 위한 적응 필터(adaptive filter)(420)의 설정값을 저장할 수 있다. 상기 적응 필터(420)의 설정값은 이어 웨어러블 장치(200)에서 수신되는 제 1 오디오 신호(411) 및 제 2 오디오 신호(412)에 기반하여 업데이트될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 상기 적응 필터(420)의 설정값을 기반으로, 인-이어 마이크(221)로 유입되는 적어도 일부의 제 2 오디오 신호(412)를 제거할 수 있고, 상기 인-이어 마이크(221)에 대응하는 오디오 신호의 품질을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은 인-이어 마이크(221), 아웃-이어 마이크(222), 및/또는 적응 필터(420)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인-이어 마이크(221)는 인체의 적어도 일부를 이동 경로(예: 제 1 경로(401), body path)로 사용하여 전달되는 제 1 오디오 신호(411)를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 아웃-이어 마이크(222)는 외부 공기를 이동 경로(예: 제 2 경로(402), acoustic path)로 사용하여 전달되는 제 2 오디오 신호(412)를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 제 1 오디오 신호(411)에 대응하는 제 1 출력값을 측정하고, 제 2 오디오 신호(412)에 대응하는 제 2 출력값을 측정할 수 있다. 예를 들어, 제 1 출력값 및 제 2 출력값은 오디오 신호에 대응하는 파동의 크기를 수치화한 값을 포함할 수 있다. 프로세서(120)는 상기 제 1 출력값과 상기 제 2 출력값과의 차이값을 기반으로, 적응 필터(420)의 설정값을 업데이트할 수 있다. 예를 들어, 적응 필터(420)는 인-이어 마이크(221)를 통해 수신된 제 1 오디오 신호(411)와 아웃-이어 마이크(222)를 통해 수신된 제 2 오디오 신호(412) 간의 출력 차이를 최소화할 수 있다. 예를 들어, 적응 필터(420)는 음성 신호의 진동 크기는 같지만, 진행 방향이 반대인 파동을 생성할 수 있다. 적응 필터(420)는 진행 방향이 반대인 파동을 생성하여 상기 제 2 오디오 신호(412)의 적어도 일부를 제거할 수 있다. 예를 들어, 적응 필터(420)는 제 2 오디오 신호(412)의 진동 크기를 상기 제 1 오디오 신호(411)와 진동 크기와 동일하게 설정하고, 제 2 오디오 신호(412)의 파동의 진행 방향을 상기 제 1 오디오 신호(411)의 파동과 반대 방향으로 설정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 적응 필터(420)를 사용하여, 인-이어 마이크(221)로 유입되는 제 2 오디오 신호(412)의 적어도 일부 오디오 신호(예: 제 1 잡음 신호)를 제거할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 적응 필터(420)는 잡음을 제거하기 위한 잡음 제거 모듈(미도시)에 포함될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 오디오 신호(411)의 제 1 출력값은 제 2 오디오 신호(412)의 제 2 출력값 보다 클 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 오디오 신호(411)는 인체의 적어도 일부를 음성 신호의 이동 경로로 활용하며, 저주파 대역(예: 약 2Khz 이하의 주파수 대역)에 대응되는 음성 신호를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)는 적응 필터(420)를 사용하여, 인-이어 마이크(221)로 유입되는 제 2 오디오 신호(412)의 적어도 일부를 제거함으로써, 약 25~30dB 정도의 잡음제거 효과가 발생할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 적응 필터(420)를 사용하여, 인-이어 마이크(221)에 의한 음성 신호의 품질을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 통신 회로(190)는 이어 웨어러블 장치(200)와 다른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(102, 108)) 간의 통신 채널을 수립할 수 있고, 상기 통신 채널을 통해 통신할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 회로(190)는 이어 웨어러블 장치(200)와 다른 전자 장치 간의 전화 통화 연결을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)는 오디오 모듈(170)을 통해, 오디오 신호(410)를 수신할 수 있다. 오디오 신호(410)는 인-이어 마이크(221)를 통해 수신되는 제 1 오디오 신호(411) 및 아웃-이어 마이크(222)를 통해 수신되는 제 2 오디오 신호(412)를 포함할 수 있다. 제 1 오디오 신호(410)는 인체의 적어도 일부를 이동 경로로 활용하는 제 1 음성 신호 및 외부 공기를 통해 유입되는 제 1 잡음 신호를 포함할 수 있다. 제 2 오디오 신호(420)는 외부 공기를 이동 경로로 활용하는 제 2 음성 신호 및 제 2 잡음 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 말을 할 때, 제 1 오디오 신호(411)는 인체를 이동 경로로 사용하여 성대로부터 귀의 고막으로 전달되는 제 1 음성 신호를 포함할 수 있고, 제 2 오디오 신호(412)는 외부 공기를 이동 경로로 사용하여, 성대에서 방출된 음성 신호가 귀로 수신되는 제 2 음성 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 오디오 신호(411)는 이어 웨어러블 장치(200)의 인-이어 마이크(221)를 통해 수신될 수 있고, 제 2 오디오 신호(412)는 이어 웨어러블 장치(200)의 아웃-이어 마이크(222)를 통해 수신될 수 있다.
다양한 실시에에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)는 인체의 일부를 이동 경로로 사용한 제 1 음성 신호 및 외부 공기를 이동 경로로 사용한 제 1 잡음 신호를 포함하는 제 1 오디오 신호(411)를 수신하는 적어도 하나의 제 1 마이크(예: 인-이어 마이크(221)), 외부 공기를 이동 경로로 사용한 제 2 음성 신호 및 제 2 잡음 신호를 포함하는 제 2 오디오 신호(412)를 수신하는 적어도 하나의 제 2 마이크(예: 아웃-이어 마이크(222)), 상기 제 1 오디오 신호(412)와 상기 제 2 오디오 신호(422) 간의 출력 차이값을 조정하기 위한 적응 필터(420), 및 상기 적어도 하나의 제 1 마이크(221), 상기 적어도 하나의 제 2 마이크(222) 및 상기 적응 필터(420)에 작동적으로 연결된 프로세서(120)를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(120)는 상기 적어도 하나의 제 1 마이크(221)를 통해 수신되는 상기 제 1 오디오 신호(411)에 대응하는 제 1 출력값 및 상기 적어도 하나의 제 2 마이크(222)를 통해 수신되는 상기 제 2 오디오 신호(412)에 대응하는 제 2 출력값을 추출하고, 상기 제 1 출력값과 상기 제 2 출력값과의 차이값을 계산하고, 상기 차이값을 기반으로, 상기 적응 필터(420)의 설정값을 업데이트하고, 상기 적응 필터(420)를 사용하여, 상기 제 1 오디오 신호(411)로부터 상기 적어도 하나의 제 1 마이크(221)로 유입되는 상기 제 1 잡음 신호(412)의 적어도 일부를 제거할 수 있다.
일 실시에에 따른 이어 웨어러블 장치(200)는 상기 제 1 마이크(221)와 상기 제 2 마이크(222)가 설정된 거리 이상으로 떨어져서 배치되고, 상기 이어 웨어러블 장치가 사용자의 귀에 착용될 때, 상기 제 1 마이크(221)는 인체의 적어도 일부에 의해 상기 외부 공기로부터 차폐될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)는 하우징을 더 포함하고, 상기 하우징은, 귀의 외이도에 삽입되는 제 1 부분(예: 도 2a의 제 1 부분(211)), 및 상기 외이도와 연결된 귓바퀴의 홈에 안착되는 제 2 부분(예: 도 2a의 제 2 부분(212))을 포함할 수 있다. 상기 하우징은, 상기 이어 웨어러블 장치(200)가 사용자의 귀에 착용 시, 상기 제 1 부분(211) 및 상기 제 2 부분(212) 중 적어도 하나에 대응하여 유격(leakage)이 발생하고, 상기 발생된 유격을 통해 상기 제 2 오디오 신호(412)가 상기 제 1 마이크(221)로 유입될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 1 오디오 신호(411)에 포함된 상기 제 1 잡음 신호는 상기 발생된 유격을 통해 유입된 상기 제 2 오디오 신호(412)의 적어도 일부를 포함할 수 있다.
일 실시에에 따르면, 프로세서(120)는 상기 제 1 오디오 신호(411)를 기반으로 상기 제 1 잡음 신호의 적어도 일부가 제거된 제 3 음성 신호를 생성할 수 있다.
일 실시에에 따르면, 상기 제 1 출력값은 상기 제 1 오디오 신호(411)에 대응하는 파동의 크기를 수치화한 값을 포함하고, 상기 제 2 출력값은 상기 제 2 오디오 신호(412)에 대응하는 파동의 크기를 수치화한 값을 포함할 수 있다.
일 실시에에 따르면, 상기 적응 필터(420)는 상기 제 2 오디오 신호(412)를 기반으로 진동 크기는 실질적으로 동일하고, 진동의 진행 방향이 반대인 파동을 생성할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이어 웨어러블 장치(예: 도 4의 이어 웨어러블 장치(200))에서 음질(예: 음성 신호의 품질)을 개선하는 방법에 대한 흐름도이다.
일 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)는 복수 개의 마이크(예: 인-이어 마이크(예: 도 4의 인-이어 마이크(221), 도 4의 아웃-이어 마이크(222))를 포함하고, 각각의 마이크를 통해 수신되는 오디오 신호의 이동 경로가 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 인-이어 마이크(221)는 인체의 일부를 이동 경로로 사용한 제 1 음성 신호 및 외부 공기를 통해 유입된 제 1 잡음 신호를 포함하는 제 1 오디오 신호(예: 도 4의 제 1 오디오 신호(411))를 수신할 수 있다. 아웃-이어 마이크(222)는 외부 공기를 이동 경로로 사용한 제 2 음성 신호 및 제 2 잡음 신호를 포함하는 제 2 오디오 신호(예: 도 4의 제 2 오디오 신호(412))를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)는 상기 제 1 오디오 신호(411) 및 상기 제 2 오디오 신호(412)를 기반으로 적응 필터(예: 도 4의 적응 필터(420))의 설정값을 업데이트할 수 있다. 이어 웨어러블 장치(200)는 상기 업데이트된 적응 필터(420)를 사용하여, 인-이어 마이크(221)로 유입되는 제 1 잡음 신호의 적어도 일부를 제거할 수 있고, 이어 웨어러블 장치(200)를 통한 오디오 신호의 품질을 향상시킬 수 있다.
동작 501에서 이어 웨어러블 장치(200)의 프로세서(예: 도 4의 프로세서(120))는 제 1 마이크(예: 인-이어 마이크(221))를 통해 수신되는 제 1 오디오 신호(411)에 대응하는 제 1 출력값을 추출할 수 있다. 예를 들어, 제 1 오디오 신호(411)는 인체의 적어도 일부를 이동 경로로 활용하여 인-이어 마이크(221)에 전달되는 사용자의 음성 신호(예: 제 1 음성 신호) 및 외부로부터 유입된 잡음 신호(예: 제 1 잡음 신호)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 음성 신호는 귀를 막고 말을 할 때, 고막에 전달되는 저주파 대역의 사용자 음성 신호를 포함할 수 있다.
동작 503에서 이어 웨어러블 장치(200)의 프로세서(120)는 제 2 마이크(예: 아웃-이어 마이크(222))를 통해 수신되는 제 2 오디오 신호(412)에 대응하는 제 2 출력값을 추출할 수 있다. 예를 들어, 제 2 오디오 신호(412)는 외부 공기를 이동 경로로 활용하여 아웃-이어 마이크(222)에 전달되는 사용자의 음성 신호(예: 제 2 음성 신호) 및 외부에서 발생하여 전달된 잡음 신호(예: 제 2 잡음 신호)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 2 음성 신호는 사용자가 말을 할 때, 성대를 통해 방출된 소리가 외부 공기를 이동 경로로 사용하여, 귀로 전달되는 음성 신호를 포함할 수 있다.
동작 505에서 프로세서(120)는 상기 제 1 출력값과 상기 제 2 출력값의 차이값을 확인할 수 있다. 예를 들어, 오디오 신호에 대한 출력값은 오디오 신호의 파동 크기 및 파동의 진행 방향을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 출력값과 제 2 출력값이 파동 크기는 동일하고, 파동의 진행 방향이 서로 반대 방향이라면, 간섭 현상이 발생할 수 있고, 제 1 출력값과 제 2 출력값은 서로 상쇄될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 상기 확인된 차이값을 기반으로 상기 제 1 출력값에 대응하는 인-이어 마이크(221)에 유입되는 제 2 오디오 신호(412)(예: 제 2 출력값에 대응하는 아웃-이어 마이크(222)의 제 2 오디오 신호)를 적어도 부분적으로 제거할 수 있다.
동작 507에서 프로세서(120)는 상기 차이값을 기반으로 적응 필터(420)의 설정값을 업데이트할 수 있다. 적응 필터(420)의 설정값은 메모리(130)에 저장될 수 있다. 예를 들어, 적응 필터(420)는 아웃-이어 마이크(222)에 전기적으로 연결될 수 있고, 상기 아웃-이어 마이크(222)를 통해 유입되는 제 2 오디오 신호(412)를 구분하여, 상기 구분된 제 2 오디오 신호(412)의 적어도 일부를 제거할 수 있다. 예를 들어, 제 2 오디오 신호(412)에 포함된 잡음 신호(예: 제 2 잡음 신호)를 제거할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 적응 필터(420)의 설정값은 상기 제 1 출력값과 상기 제 2 출력값과의 차이값이 최소화하도록 설정된 데이터를 포함할 수 있다.
동작 509에서 프로세서(120)는 적응 필터(420)를 사용하여 인-이어 마이크로 유입되는 제 1 잡음 신호의 적어도 일부를 제거할 수 있다. 예를 들어, 제 1 잡음 신호의 적어도 일부는 주변에서 발생되어 귓 속으로 유입된 잡음을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)가 사용자의 귓 속에 결합될 때, 거치 편차 및 귀의 모양에 기반하여 유격이 발생할 수 있다. 이 경우 외부 공기를 이동 경로로 활용하는 제 1 잡음 신호가 상기 유격을 통해 귓 속으로 유입될 수 있고, 상기 제 1 잡음 신호가 인-이어 마이크(221)로 유입될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 잡음 신호는 사용자의 성대를 통해 방출된 음성 신호(예: 제 2 음성 신호) 및 주변에서 발생된 다양한 소리(예: 제 2 잡음 신호)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 인-이어 마이크(221)로 유입되는 제 1 잡음 신호의 적어도 일부를 제거함으로써, 상기 인-이어 마이크(221)를 통한 오디오 신호의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 이어 웨어러블 장치의 인-이어 마이크에 대응하는 음질을 개선하는 과정을 도시한 블록도(600)이다.
도 6을 참조하면, 이어 웨어러블 장치(예: 도 4의 이어 웨어러블 장치(200))의 프로세서(예: 도 4의 프로세서(120))는 제 1 잡음 제거 모듈(601)(예: ANC(active noise cancelling) 모듈)을 사용하여, 인-이어 마이크(예: 도 4의 인-이어 마이크(221), 제 1 마이크))에 대응하는 제 1 오디오 신호로부터 아웃-이어 마이크(예: 도 4의 아웃-이어 마이크(222), 제 2 마이크))에 대응하는 제 2 오디오 신호에 포함된 잡음을 제거할 수 있고, 음질이 향상된 신호(610)(예: enhanced signal, 제 3 오디오 신호)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제 1 오디오 신호는 인-이어 마이크(221)에 수신되는 음성 신호일 수 있고, 제 2 오디오 신호는 아웃-이어 마이크(222)에 수신되는 음성 신호일 수 있다. 제 2 오디오 신호는 외부 공기를 이동 경로로 활용하므로, 사용자의 성대에서 방출된 음성 신호(예: 제 2 음성 신호) 및 외부 잡음 신호(예: 제 2 잡음 신호)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 적응 필터(adaptive filter)(예: 도 4의 적응 필터(420))를 사용하여 인-이어 마이크(221)에 대응하는 제 1 오디오 신호의 품질을 개선할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 인-이어 마이크(221)로 유입된 외부 잡음을 제거하기 위해, 상기 적응 필터(420)를 사용하여 제 2 오디오 신호에 대응하는 외부 잡음을 구분할 수 있고, 제 1 오디오 신호로부터 상기 제 2 오디오 신호 중 귓 속으로 유입된 잡음 신호(예: 제 1 잡음 신호)를 제거할 수 있다.
도 6을 참조하면, 프로세서(120)는 뺄셈기(603)(예: 뺄셈 소자)를 통해, 제 1 오디오 신호와 제 2 오디오 신호의 차이값을 계산할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 제 1 오디오 신호에 대응하는 제 1 출력값(예: 오디오 신호의 파동 관련 데이터)과 제 2 오디오 신호에 대응하는 제 2 출력값을 비교하여, 차이값을 계산할 수 있다. 프로세서(120)는 상기 계산된 차이값을 기반으로 적응 필터(420)의 설정값을 업데이트할 수 있다. 예를 들어, 적응 필터(420)는 설정값을 기반으로 제 2 오디오 신호를 변조할 수 있고, 제 1 오디오 신호에 대한 잡음을 부분적으로 제거할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 제 1 오디오 신호와 제 2 오디오 신호 간의 차이값을 줄이기 위해, 적응 필터(420)의 설정값을 업데이트할 수 있고, 상기 업데이트된 설정값에 기반하여, 제 2 오디오 신호를 변조할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 상기 제 1 오디오 신호와 상기 제 2 오디오 신호를 믹싱함으로써, 음질이 향상된 신호(610)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 음질이 향상된 신호(610)는 제 1 오디오 신호로부터 인-이어 마이크(221)로 유입된 외부 잡음(예: 제 1 잡음 신호)이 제거된 오디오 신호를 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 음질이 개선된 인-이어 음성 신호를 기반으로 VAD (voice activity detection)를 추출하여 아웃-이어 음성 신호의 음질을 개선하는 과정을 도시한 블록도(700)이다.
도 7을 참조하면, 이어 웨어러블 장치(예: 도 4의 이어 웨어러블 장치(200))의 프로세서(예: 도 4의 프로세서(120))는 제 1 잡음 제거 모듈(601)(예: ANC(active noise cancelling) 모듈)을 사용하여, 음질이 향상된 제 1 신호(예: 도 6의 enhanced signal(610), 제 3 오디오 신호)를 생성할 수 있다. 프로세서(120)는 상기 음질이 향상된 제 1 신호(610)를 기반으로 VAD (voice activity detection) 정보(710)를 추출할 수 있고, 상기 추출된 VAD 정보(710)를 제 2 잡음 제거 모듈(701)에 제공할 수 있다. 예를 들어, VAD 정보(710)는 아웃-이어 마이크(예: 도 4의 아웃-이어 마이크(222), 제 2 마이크))에 대응하는 제 2 오디오 신호의 품질을 향상시키기 위해 활용될 수 있다. VAD 정보(710)는 통계적 신호 처리 기반의 잡음 제거 알고리즘을 수행함에 있어서, 중요한 정보일 수 있다. 프로세서(120)는 음질이 향상된 제 1 신호(610)(제 3 오디오 신호)를 기반으로 VAD 정보(710)를 추출하므로, 음질 향상을 위해, 보다 정확한 VAD 정보를 활용할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 2 잡음 제거 모듈(701)은 상기 VAD 정보(710)를 사용하여 아웃-이어 마이크(222)에 대응하는 제 2 오디오 신호의 품질을 향상시킬 수 있다. 프로세서(120)는 상기 제 2 오디오 신호에 대한 외부 잡음(예: 잔여 잡음)을 적어도 부분적으로 제거할 수 있다.
도 7을 참조하면, 제 2 잡음 제거 모듈(701)은 빔포머(beam former) 모듈(711) 및 포스트필터(postfilter)(713)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 빔포머 모듈(711)은 아웃-이어 마이크(222)가 2개 이상 배치된 장치에 포함될 수 있고, 음질이 향상된 제 1 신호(610)(제 3 오디오 신호)를 기반으로 추출된 VAD 정보(710)를 사용하여 외부 잡음을 제거하기 위한 설정값을 업데이트할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 2 잡음 제거 모듈(701)은 아웃-이어 마이크(222)가 하나인 경우 빔포머 모듈(711)이 제외될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 제 2 잡음 제거 모듈(701)을 통해, 아웃-이어 마이크(222)에 대응하는 제 2 오디오 신호의 잔여 잡음을 제거할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 상기 음질이 향상된 제 1 신호(610)와 상기 잔여 잡음이 제거된 제 2 오디오 신호를 믹싱하여, 음질이 향상된 오디오 신호를 생성할 수 있다.
다양한 실시에에 따르면, 이어 웨어러블 장치(200)는 잡음 제거 모듈(701)을 더 포함할 수 있다. 프로세서(120)는 상기 제 1 오디오 신호(411)로부터 상기 제 2 오디오 신호(412)의 적어도 일부가 제거된 상기 제 3 오디오 신호(예: 음질이 향상된 제 1 신호(610))를 기반으로 VAD (voice activity detection) 정보(710)를 추출하고, 상기 잡음 제거 모듈(701)을 사용하여, 상기 추출된 VAD 정보(710)를 기반으로 상기 제 2 마이크(222)를 통해 수신되는 상기 제 2 오디오 신호(412)에 포함된 잡음을 제거할 수 있다.
일 실시에에 따른 이어 웨어러블 장치(200)는 상기 잡음 제거 모듈(701)에 빔포머 장치(711)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(120)는 상기 추출된 VAD 정보(710)를 기반으로, 상기 빔포머 장치(711)를 사용하여 상기 제 2 마이크(222)를 통해 수신되는 제 2 오디오 신호(412)에 포함된 잡음을 제거할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 음질이 개선된 인-이어 음성 신호를 기반으로 음성 성분의 크기를 추출하여 SNR 계산에 활용하는 과정을 도시한 블록도(800)이다.
도 8을 참조하면, 이어 웨어러블 장치(예: 도 4의 이어 웨어러블 장치(200))의 프로세서(예: 도 4의 프로세서(120))는 제 1 잡음 제거 모듈(601)(예: ANC(active noise cancelling) 모듈)을 사용하여, 음질이 향상된 제 1 신호(예: 도 6의 enhanced signal(610), 제 3 오디오 신호)를 생성할 수 있다. 프로세서(120)는 파워 이퀄라이저 모듈(power equalizer module)(810)을 사용하여, 상기 음질이 개선된 제 1 신호(610)(제 3 오디오 신호)와 아웃-이어 마이크(예: 도 4의 아웃-이어 마이크(222), 제 2 마이크)) 간의 파워 차이를 보상해줄 수 있다. 예를 들어, 파워 이퀄라이저 모듈(810)은 상기 음질이 개선된 제 1 신호(610)의 파워값을 조정하여, 상기 아웃-이어 마이크(222)의 파워값과의 차이를 최소화할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 상기 음질이 개선된 제 1 신호(610)를 기반으로 음성 성분의 크기(예: 음성 신호(예: 사용자의 음성 신호)의 파동 크기)를 추출할 수 있고, 상기 추출된 음성 성분의 크기를 기반으로 SNR(signal to noise ratio) 정보(811)를 계산할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 음질이 개선된 제 1 신호(610)에 기반하여 추출된 음성 성분의 크기는 보다 정확한 정보일 수 있다. 프로세서(120)는 상기 추출된 음성 성분의 크기를 사용하여, SNR 정보(811)를 계산할 수 있고, 상기 계산된 SNR 정보(811)를 기반으로 상기 제 2 잡음 제거 모듈(701)을 통해 아웃-이어 마이크(222)에 대응하는 오디오 신호의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 8을 참조하면, 제 2 잡음 제거 모듈(701)은 빔포머(beam former) 모듈(711) 및 포스트필터(postfilter)(713)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 빔포머 모듈(711)은 아웃-이어 마이크(222)가 2개 이상 배치된 장치에 포함될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 2 잡음 제거 모듈(701)은 아웃-이어 마이크(222)가 하나인 경우 빔포머 모듈(711)이 제외될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 제 2 잡음 제거 모듈(701)을 통해, SNR 정보(811)를 기반으로 아웃-이어 마이크(222)에 대응하는 제 2 오디오 신호의 잔여 잡음(예: 제 2 잡음 신호)을 제거할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 상기 음질이 향상된 제 1 신호(610)와 상기 잔여 잡음이 제거된 제 2 오디오 신호를 믹싱하여, 음질이 향상된 오디오 신호를 생성할 수 있다.
다양한 실시에에 따르면, 프로세서(120)는 상기 제 1 신호(610)를 기반으로음성 성분의 크기를 추출하고, 상기 추출된 음성 성분의 크기를 기반으로 SNR (signal to noise ratio) 값을 계산하고, 상기 계산된 SNR 값을 기반으로 상기 제 2 마이크(222)를 통해 수신되는 제 2 오디오 신호(412)에 포함된 잡음을 제거할 수 있다.
일 실시예에 따른 이어 웨어러블 장치(200)는 파워 이퀄라이저 모듈(810)을 더 포함할 수 있다. 프로세서(120)는 상기 파워 이퀄라이저 모듈(810)을 사용하여 상기 제 1 신호(610)와 상기 제 2 마이크(222)에 대응하는 전력 차이값이 최소화되도록 상기 제 1 신호(610)의 전력을 조정할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 음질이 개선된 인-이어 음성 신호를 기반으로, SNR이 낮은 환경일 때, 저주파 대역에 대응하여 아웃-이어 음성 신호에 혼합하는 과정을 도시한 블록도(900)이다.
도 9를 참조하면, 이어 웨어러블 장치(예: 도 4의 이어 웨어러블 장치(200))의 프로세서(예: 도 4의 프로세서(120))는 제 1 잡음 제거 모듈(601)(예: ANC(active noise cancelling) 모듈)을 사용하여, 음질이 향상된 제 1 신호(예: 도 6의 enhanced signal(610), 제 3 오디오 신호)를 생성할 수 있다. 프로세서(120)는 파워 이퀄라이저 모듈(power equalizer module)(810)을 사용하여, 상기 음질이 개선된 제 1 신호(610)와 아웃-이어 마이크(예: 도 4의 아웃-이어 마이크(222), 제 2 마이크)) 간의 파워 차이를 보상해줄 수 있다. 예를 들어, 파워 이퀄라이저 모듈(power equalizer module)(810)은 상기 음질이 개선된 제 1 신호(610)의 파워값을 조정하여, 상기 아웃-이어 마이크(222)의 파워값과의 차이를 최소화할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 상기 음질이 개선된 제 1 신호(610)를 기반으로 음성 성분의 크기(예: 음성 신호의 파동 크기)를 추출할 수 있고, 상기 추출된 음성 성분의 크기를 기반으로 SNR(signal to noise ratio) 정보(811)를 계산할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 음질이 개선된 제 1 신호(610)는 외부 잡음이 적어도 부분적으로 제거된 음성 신호이며, 상기 음질이 개선된 제 1 신호(610)에 기반하여 추출된 음성 성분의 크기는 보다 정확한 정보일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 상기 계산된 SNR 정보(811)가 설정된 임계값 미만(901)인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, SNR 정보(811)가 낮은 환경은 외부의 잡음 소리가 많아서 사용자의 음성 신호의 전달이 어려운 환경을 의미할 수 있다. 프로세서(120)는 상기 계산된 SNR 정보(811)가 설정된 임계값 미만(901)인 경우 상기 음질이 개선된 제 1 신호(610)를 저주파 대역(예: 약 2Khz 이하의 주파수 대역)에 기반하여 믹싱할 수 있다. 제 2 잡음 제거 모듈(701)은 상기 음질이 개선된 제 1 신호(610) 및 아웃-이어 마이크(222)에 대응하는 음성 신호를 믹싱하기 위한 Mixer(910)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 저주파 대역(예: 약 2Khz 이하의 주파수 대역)의 음성 신호는 상기 음질이 개선된 제 1 신호(610)를 믹싱하여 오디오 품질이 향상될 수 있습니다. 일 실시예에 따르면, 저주파 대역의 음성 신호는 상기 음질이 개선된 제 1 신호(610)의 믹싱으로 인해, 오디오 음질이 개선될 수 있다.
다양한 실시에에 따르면, 프로세서(120)는 상기 SNR 값이 설정된 임계값 이하인 경우 상기 제 1 신호(610)로부터 저주파 대역에 대응하는 음성 성분을 추출하고, 상기 제 2 마이크(222)를 통해 수신되는 상기 제 2 오디오 신호(412)와 상기 저주파 대역에 대응하는 음성 성분을 믹싱할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 이어 웨어러블 장치(200)의 음질 개선 방법은, 적어도 하나의 제 1 마이크(예: 도 4의 인-이어 마이크(221))를 통해 수신되는, 인체의 일부를 이동 경로(예: 도 4의 body path)로 사용한 제 1 음성 신호 및 외부 공기를 이동 경로로 사용한 제 1 잡음 신호를 포함하는 제 1 오디오 신호(예: 도 4의 제 1 오디오 신호(411))에 대응하는 제 1 출력값을 추출하는 동작, 적어도 하나의 제 2 마이크(예: 도 4의 아웃-이어 마이크(222))에 수신되는, 외부 공기를 이동 경로(예: 도 4의 acoustic path)로 사용한 제 2 음성 신호 및 제 2 잡음 신호를 포함하는 제 2 오디오 신호(예: 도 4의 제 2 오디오 신호(412))에 대응하는 제 2 출력값을 추출하는 동작, 상기 제 1 출력값과 상기 제 2 출력값과의 차이값을 계산하는 동작, 상기 차이값을 기반으로, 적응 필터(예: 도 4의 적응 필터(420))의 설정값을 업데이트하는 동작, 및 상기 적응 필터(420)를 사용하여 상기 제 1 오디오 신호(411)로부터 상기 적어도 하나의 제 1 마이크(221)로 유입되는 상기 제 2 오디오 신호(412)의 적어도 일부를 제거하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 방법은, 상기 제 1 마이크(221)와 상기 제 2 마이크(222)가 설정된 거리 이상으로 떨어져서 배치되고, 상기 이어 웨어러블 장치(200)가 사용자의 귀에 착용될 때, 상기 제 1 마이크(221)는 인체의 적어도 일부에 의해 상기 외부 공기로부터 차폐될 수 있다.
일 실시예에 따른 방법은, 상기 제 1 오디오 신호(411)를 기반으로 상기 적어도 하나의 제 1 마이크(221)로 유입되는 상기 제 1 잡음 신호의 적어도 일부가 제거된 제 3 음성 신호(예: 제 1 신호(610))를 생성할 수 있다.
일 실시에에 따르면, 상기 제 1 출력값은 상기 제 1 오디오 신호(411)에 대응하는 파동의 크기를 수치화한 값을 포함하고, 상기 제 2 출력값은 상기 제 2 오디오 신호(412)에 대응하는 파동의 크기를 수치화한 값을 포함할 수 있다.
일 실시에에 따르면, 상기 적응 필터(420)는 상기 제 2 오디오 신호(412)를 기반으로 진동 크기는 실질적으로 동일하고, 진동의 진행 방향이 반대인 파동을 생성할 수 있다.
일 실시예에 따른 방법은, 상기 제 3 오디오 신호를 기반으로 VAD (voice activity detection) 정보(예: 도 7의 VAD 정보(710))를 추출하는 동작 및 잡음 제거 모듈(예: 도 7의 제 2 잡음 제거 모듈(701))을 사용하여, 상기 추출된 VAD 정보(710)를 기반으로 상기 제 2 마이크(222)를 통해 수신되는 상기 제 2 오디오 신호(412)에 포함된 잡음을 제거하는 동작을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 방법은, 상기 잡음 제거 모듈(701)에 빔포머 장치(예: 도 7의 빔포머 장치(711))를 더 포함할 수 있다. 제 2 오디오 신호(412)에 포함된 잡음을 제거하는 동작은 상기 추출된 VAD 정보(710)를 기반으로, 상기 빔포머 장치(711)를 사용하여 상기 제 2 마이크(222)를 통해 수신되는 제 2 오디오 신호(412)에 포함된 잡음을 제거하는 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 방법은, 파워 이퀄라이저 모듈(예: 도 8의 파워 이퀄라이저 모듈(810))을 사용하여 상기 제 3 오디오 신호와 상기 제 2 마이크(222)에 대응하는 전력 차이값이 최소화되도록 상기 제 3 오디오 신호의 전력을 조정하는 동작, 상기 제 3 오디오 신호를 기반으로 음성 성분의 크기를 추출하는 동작, 상기 추출된 음성 성분의 크기를 기반으로 SNR (signal to noise ratio) 값을 계산하는 동작, 및 상기 계산된 SNR 값을 기반으로 상기 제 2 마이크(222)를 통해 수신되는 제 2 오디오 신호(412)에 포함된 잡음을 제거하는 동작을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 방법은, 상기 SNR 값이 설정된 임계값 이하인 경우 상기 제 3 오디오 신호로부터 저주파 대역에 대응하는 음성 성분을 추출하는 동작 및 상기 제 2 마이크(222)를 통해 수신되는 상기 제 2 오디오 신호(412)와 상기 저주파 대역에 대응하는 음성 성분을 믹싱하는 동작을 더 포함할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나","A 또는 B 중 적어도 하나,""A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,"및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체 는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
그리고 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 실시예에 따른 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 실시예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 다양한 실시예의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 이어 웨어러블 장치에 있어서,
    인체의 일부를 이동 경로로 사용한 제 1 음성 신호 및 외부 공기를 이동 경로로 사용한 제 1 잡음 신호를 포함하는 제 1 오디오 신호를 수신하는 적어도 하나의 제 1 마이크;
    외부 공기를 이동 경로로 사용한 제 2 음성 신호 및 제 2 잡음 신호를 포함하는 제 2 오디오 신호를 수신하는 적어도 하나의 제 2 마이크;
    상기 제 1 오디오 신호와 상기 제 2 오디오 신호 간의 출력 차이값을 조정하기 위한 적응 필터(adaptive filter); 및
    상기 적어도 하나의 제 1 마이크, 상기 적어도 하나의 제 2 마이크 및 상기 적응 필터에 작동적으로 연결된 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 적어도 하나의 제 1 마이크를 통해 수신되는 상기 제 1 오디오 신호에 대응하는 제 1 출력값 및 상기 적어도 하나의 제 2 마이크를 통해 수신되는 상기 제 2 오디오 신호에 대응하는 제 2 출력값을 추출하고,
    상기 제 1 출력값과 상기 제 2 출력값과의 차이값을 계산하고,
    상기 차이값을 기반으로, 상기 적응 필터의 설정값을 업데이트하고,
    상기 적응 필터를 사용하여, 상기 제 1 오디오 신호로부터 상기 적어도 하나의 제 1 마이크로 유입되는 상기 제 1 잡음 신호의 적어도 일부를 제거하는 이어 웨어러블 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 마이크와 상기 제 2 마이크는 설정된 거리 이상으로 떨어져서 배치되고,
    상기 이어 웨어러블 장치가 사용자의 귀에 착용될 때, 상기 제 1 마이크는 인체의 적어도 일부에 의해 상기 외부 공기로부터 차폐된 것을 특징으로 하는 이어 웨어러블 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 이어 웨어러블 장치는 하우징을 더 포함하고,
    상기 하우징은,
    귀의 외이도에 삽입되는 제 1 부분; 및
    상기 외이도와 연결된 귓바퀴의 홈에 안착되는 제 2 부분; 을 포함하고,
    상기 이어 웨어러블 장치가 사용자의 귀에 착용 시, 상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분 중 적어도 하나에 대응하여 유격(leakage)이 발생하고, 상기 발생된 유격을 통해 상기 제 2 오디오 신호가 상기 제 1 마이크로 유입되고,
    상기 제 1 오디오 신호에 포함된 상기 제 1 잡음 신호는 상기 발생된 유격을 통해 유입된 상기 제 2 오디오 신호의 적어도 일부를 포함하는 이어 웨어러블 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 출력값은 상기 제 1 오디오 신호에 대응하는 파동의 크기를 수치화한 값을 포함하고, 상기 제 2 출력값은 상기 제 2 오디오 신호에 대응하는 파동의 크기를 수치화한 값을 포함하는 이어 웨어러블 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적응 필터는 상기 제 2 오디오 신호를 기반으로 진동 크기는 실질적으로 동일하고, 진동의 진행 방향이 반대인 파동을 생성하는 이어 웨어러블 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    잡음 제거 모듈을 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 제 1 오디오 신호를 기반으로 상기 제 1 잡음 신호의 적어도 일부가 제거된 제 3 오디오 신호를 생성하고,
    상기 제 3 오디오 신호를 기반으로 VAD (voice activity detection) 정보를 추출하고,
    상기 잡음 제거 모듈을 사용하여, 상기 추출된 VAD 정보를 기반으로 상기 제 2 마이크를 통해 수신되는 상기 제 2 오디오 신호에 포함된 잡음을 제거하는 이어 웨어러블 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 잡음 제거 모듈에 빔포머 장치를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 추출된 VAD 정보를 기반으로, 상기 빔포머 장치를 사용하여 상기 제 2 마이크를 통해 수신되는 제 2 오디오 신호에 포함된 잡음을 제거하는 이어 웨어러블 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제 3 오디오 신호를 기반으로 음성 성분의 크기를 추출하고,
    상기 추출된 음성 성분의 크기를 기반으로 SNR (signal to noise ratio) 값을 계산하고,
    상기 계산된 SNR 값을 기반으로 상기 제 2 마이크를 통해 수신되는 제 2 오디오 신호에 포함된 잡음을 제거하고,
    상기 SNR 값이 설정된 임계값 이하인 경우 상기 제 3 오디오 신호로부터 저주파 대역에 대응하는 음성 성분을 추출하고,
    상기 제 2 마이크를 통해 수신되는 상기 제 2 오디오 신호와 상기 저주파 대역에 대응하는 음성 성분을 믹싱하는 이어 웨어러블 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    파워 이퀄라이저 모듈을 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 파워 이퀄라이저 모듈을 사용하여 상기 제 3 오디오 신호와 상기 제 2 마이크에 대응하는 전력 차이값이 최소화되도록 상기 제 3 오디오 신호의 전력을 조정하는 이어 웨어러블 장치.
  10. 이어 웨어러블 장치의 음질 개선 방법에 있어서,
    적어도 하나의 제 1 마이크를 통해 수신되는, 인체의 일부를 이동 경로로 사용한 제 1 음성 신호 및 외부 공기를 이동 경로로 사용한 제 1 잡음 신호를 포함하는 제 1 오디오 신호에 대응하는 제 1 출력값을 추출하는 동작;
    적어도 하나의 제 2 마이크를 통해 수신되는, 외부 공기를 이동 경로로 사용한 제 2 음성 신호 및 제 2 잡음 신호를 포함하는 제 2 오디오 신호에 대응하는 제 2 출력값을 추출하는 동작;
    상기 제 1 출력값과 상기 제 2 출력값과의 차이값을 계산하는 동작;
    상기 차이값을 기반으로, 적응 필터의 설정값을 업데이트하는 동작; 및
    상기 적응 필터를 사용하여 상기 제 1 오디오 신호로부터 상기 적어도 하나의 제 1 마이크로 유입되는 상기 제 1 잡음 신호의 적어도 일부를 제거하는 동작; 을 포함하는 음질 개선 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 마이크와 상기 제 2 마이크는 설정된 거리 이상으로 떨어져서 배치되고, 상기 이어 웨어러블 장치가 사용자의 귀에 착용될 때, 상기 제 1 마이크는 인체의 적어도 일부에 의해 상기 외부 공기로부터 차폐된 것을 특징으로 하는 음질 개선 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 오디오 신호로부터 상기 적어도 하나의 제 1 마이크로 유입되는 상기 제 1 잡음 신호의 적어도 일부가 제거된 제 3 오디오 신호를 생성하는 동작; 을 더 포함하고,
    상기 제 1 출력값은 상기 제 1 오디오 신호에 대응하는 파동의 크기를 수치화한 값을 포함하고, 상기 제 2 출력값은 상기 제 2 오디오 신호에 대응하는 파동의 크기를 수치화한 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 음질 개선 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 3 오디오 신호를 기반으로 VAD (voice activity detection) 정보를 추출하는 동작; 및
    잡음 제거 모듈을 사용하여, 상기 추출된 VAD 정보를 기반으로 상기 제 2 마이크를 통해 수신되는 상기 제 2 오디오 신호에 포함된 잡음을 제거하는 동작; 을 더 포함하는 음질 개선 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 잡음 제거 모듈은 빔포머 장치를 더 포함하고,
    상기 제 2 오디오 신호에 포함된 잡음을 제거하는 동작은,
    상기 추출된 VAD 정보를 기반으로, 상기 빔포머 장치를 사용하여 상기 제 2 마이크를 통해 수신되는 제 2 오디오 신호에 포함된 잡음을 제거하는 동작을 포함하는 음질 개선 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    파워 이퀄라이저 모듈을 사용하여 상기 제 3 오디오 신호와 상기 제 2 마이크에 대응하는 전력 차이값이 최소화되도록 상기 제 3 오디오 신호의 전력을 조정하는 동작;
    상기 제 3 오디오 신호를 기반으로 음성 성분의 크기를 추출하는 동작;
    상기 추출된 음성 성분의 크기를 기반으로 SNR (signal to noise ratio) 값을 계산하는 동작; 및
    상기 계산된 SNR 값을 기반으로 상기 제 2 마이크를 통해 수신되는 제 2 오디오 신호에 포함된 잡음을 제거하는 동작;
    상기 SNR 값이 설정된 임계값 이하인 경우 상기 제 3 오디오 신호로부터 저주파 대역에 대응하는 음성 성분을 추출하는 동작; 및
    상기 제 2 마이크를 통해 수신되는 상기 제 2 오디오 신호와 상기 저주파 대역에 대응하는 음성 성분을 믹싱하는 동작을 더 포함하는 음질 개선 방법.
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