KR101228643B1 - 움직임 검출 장치 및 방법, 이를 이용한 음향 및 영상 장치 - Google Patents

움직임 검출 장치 및 방법, 이를 이용한 음향 및 영상 장치 Download PDF

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여운승
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Abstract

본 발명은 움직임 검출 장치 및 방법, 이를 이용한 음향 및 영상 장치에 관한 것으로,
상기 움직임 검출 장치는 제어신호를 가청 주파수 대역의 소리로 출력하는 오디오 장치; 및 상기 제어신호를 녹음 및 분석하여 도플러 편이값을 검출하고, 상기 도플러 편이값을 이용하여 상기 오디오 장치의 위치를 산출하는 다기능 전자 기기를 포함하며,
기존의 음향 장치를 통해 가청 오디오 신호를 송수신하고, 이의 도플러 편이값을 통해 오디오 발생자의 움직임을 검출하도록 함으로써, 구현 비용과 시간이 획기적으로 감소될 수 있도록 한다.

Description

움직임 검출 장치 및 방법, 이를 이용한 음향 및 영상 장치{APPARATUS AND METHOD FOR MOTION DETECTION, AND APPARATUS FOR AUDIO AND IMAGE GERNERATION}
본 발명은 움직임 검출 기술에 관한 것으로, 특히 가청 오디오 신호를 이용하여 오디오 발신자의 움직임을 보다 용이하고 효과적으로 검출할 수 있도록 하는 움직임 검출 장치 및 방법, 이를 이용한 음향 및 영상 장치에 관한 것이다.
움직임 검출 기술은 순수 과학 연구 분야, 스포츠 및 보안과 같은 실용적인 분야, 그리고 미디어 아트에서의 음악 분야에 이르기까지, 광범위하게 적용되고 있다.
움직임 검출 기술은 검출 매커니즘들, 그리고 센서 분야와 함께 개발되고 있으며, 그 예로 카메라 및 적외선 센서 등을 이용한 이미지 처리 기법, 나침반 등을 이용한 자기장 검출 기법, 가속도계 등을 이용한 센싱 기법 등이 존재한다.
그러나 이러한 움직임 검출 기술은 카메라, 나침반, 센서등과 같은 외부 장치와, 상기 외부 장치를 통해 획득된 데이터를 데스크탑, 랩탑 등과 같은 컴퓨팅 장치가 이용할 수 있도록 인터페이싱해주는 장치를 반드시 구비해야 했었다. 그 결과, 움직임 검출 기술을 구현하기 위한 장치의 구현 비용과 시간이 상대적으로 증가되는 단점이 있다.
이에 본 발명은 기존의 음향 장치를 통해 움직임 검출 동작을 구현할 수 있도록 하여, 구현 비용과 시간이 획기적으로 감소될 수 있는 움직임 검출 장치 및 방법, 이를 이용한 음향 및 영상 장치를 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 제어신호를 가청 주파수 대역의 소리로 출력하는 오디오 장치; 및 상기 제어신호를 녹음 및 분석하여 도플러 편이값을 검출하고, 상기 도플러 편이값을 이용하여 상기 오디오 장치의 위치를 산출하는 다기능 전자 기기를 포함하는 움직임 검출 장치를 제공한다.
이때, 상기 제어 신호는 18kHz 내지 22kHz의 주파수 대역을 사용할 수 있다.
상기 다기능 전자 기기는 상기 제어신호를 녹음하는 마이크; 및 상기 마이크에 의해 녹음된 제어신호와 상기 오디오 장치에 의해 발생된 제어신호를 비교 분석하여 도플러 편이값을 검출하고, 상기 도플러 편이값으로부터 상기 다기능 전자 기기와 상기 오디오 장치간 거리를 도출하는 위치 추적부를 포함할 수 있다.
상기 다기능 전자 기기는 상기 제어신호를 생성하는 제어신호 발생부; 및 상기 제어신호를 상기 오디오 장치에 제공하는 오디오 출력부를 포함할 수 있다.
상기 오디오 장치는 상기 제어신호를 소리 형태로 변환하여 출력하는 트랜스듀서를 포함할 수 있다.
상기 오디오 장치는 상기 제어신호를 상기 다기능 전자 기기로부터 제공받아, 상기 트랜스듀서에 전달하는 오디오 입력부; 및 상기 제어신호를 생성하여 상기 트랜스듀서에 제공하는 제어신호 발생부 중 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 제어신호를 가청 주파수 대역의 소리로 출력하는 오디오 장치; 및 상기 제어신호를 녹음 및 분석하여 도플러 편이값을 검출하고, 상기 도플러 편이값을 이용하여 상기 오디오 장치의 움직임을 산출하고, 상기 오디오 장치의 움직임에 상응하는 영상과 음원 중 적어도 하나를 출력하는 다기능 전자 기기를 포함하는 음향 및 영상 장치를 제공한다.
이때, 상기 제어 신호는 18kHz 내지 22kHz의 주파수 대역을 사용할 수 있다.
상기 다기능 전자 기기는 상기 제어신호를 녹음하는 마이크; 상기 녹음된 제어신호의 도플러 편이값을 검출하여 상기 오디오 장치의 위치를 산출하고 누적하여, 상기 오디오 장치의 움직임을 파악하는 위치 추적부; 상기 오디오 장치의 움직임에 상응하는 영상과 음원 중 적어도 하나를 생성하는 오디오 비주얼 매핑부; 및 상기 오디오 비주얼 매핑부에 의해 생성된 영상과 음원 중 적어도 하나를 출력하는 사용자 인터페이스부를 포함할 수 있다.
상기 다기능 전자 기기는 상기 제어신호를 생성하는 제어신호 발생부; 및 상기 제어신호과 상기 음원 중 적어도 하나를 상기 오디오 장치에 제공하는 오디오 출력부를 포함할 수 있다.
상기 오디오 장치는 상기 제어신호를 상기 다기능 전자 기기로부터 제공받아, 상기 트랜스듀서에 전달하는 오디오 입력부; 및 상기 제어신호를 생성하여 상기 트랜스듀서에 제공하는 제어신호 발생부 중 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따르면, 오디오 장치에 의해 출력되며 가청 주파수 대역을 사용하는 제어신호를 수신하는 단계; 상기 제어신호의 도플러 편이값을 검출하는 단계; 및 상기 도플러 편이값을 기준으로 상기 오디오 장치의 위치를 도출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 검출 방법을 제공한다.
이때, 상기 제어 신호는 18kHz 내지 22kHz의 주파수 대역을 사용할 수 있다.
본 발명은 가청 주파수 대역의 일부 대역은 사람이 인식할 수 없다는 점을 고려하여, 사람이 인식할 수 없는 가청 주파수 대역을 사용하여 움직임 검출용 제어 신호를 생성 및 전송하고, 이의 도플러 편이값을 측정함으로써, 오디오 측정자가 오디오 발생자의 움직임을 검출할 수 있도록 한다.
이에 본 발명은 종래에 활용되지 못하던 주파수 대역을 사용하여 주파수 활용도를 증대시켜 줄 수 있을 뿐 만 아니라, 상기의 움직임 검출 동작이 기존의 음향 장치를 그대로 활용하여 구현될 수 있도록 함으로써 그 구현 비용과 시간도 획기적으로 감소시켜 줄 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가청 오디오 신호를 이용한 움직임 검출 장치를 도시한 도면이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 검출 장치를 이용해 구현되는 음향 및 영상 장치를 도시한 도면이다.
도3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 음향 및 영상 장치에 의해 생성되는 음원과 제어 신호의 사용 주파수 대역을 도시한 도면이다.
도4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 움직임 검출 장치에 의해 생성되는 영상을 도시한 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로서, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “...부”, “...기”, “모듈”, “블록” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 발명은 가청 주파수 대역의 일부 대역은 사람이 인식할 수 없다는 점에서 착안된 것이다.
가청 주파수는 20Hz ~ 22kHz로 정의되어 있으나, 가청 주파수의 일부 대역을 사용하는 오디오 신호를 듣지 못지 현상이 발생한다. 예를 들어, 18kHz~ 22kHz 정도의 높은 주파수 대역을 사용하는 오디오 신호를 생성하여 제공하더라도 대부분의 사람들은 이를 전혀 인지할 수가 없다.
이에 본 발명에서는 18kHz에서 22kHz까지의 주파수 대역을 이용하여 제어 신호를 생성 및 출력시키고, 해당 제어 신호가 공기중으로 전송되면서 도플러 편이(Doppler shift)되면 이를 측정하여 오디오 발생자와 측정자간 거리를 산출하도록 한다.
도플러 효과(Doppler effect)란, 파동을 발생시키는 파원과 그 파동을 관측하는 관측자 중 하나 이상이 운동하고 있을 때 발생하는 효과로, 파원과 관측자 사이의 거리가 좁아질 때에는 파동의 주파수가 더 높게, 거리가 멀어질 때에는 파동의 주파수가 더 낮게 관측되는 특성을 가진다.
기본적으로 도플러 효과(Doppler effect)는 파동의 발생원과 관찰자 사이의 상대속도에 기인하는 현상이다. 매질의 성질이 고정되어 있다면 파동의 전파속도는 일정한데 반해 파동 발생원 및 관찰자의 상대속도가 존재할 경우, 파동의 도달시간이 바뀌면서 파동이 변조되는 것이다. 도플러 효과의 기본적인 수식은 아래와 같다.
Figure 112011065865219-pat00001
f: 관찰되는 파동 주파수
f0: 발신된 파동 주파수
V: 매질 내에서 파동의 전파속도
Vs: 매질에 대한 파동원의 상대속도
Vr: 매질에 대한 관찰자의 상대속도
본 발명은 고정된 관찰자(다기능 전자 기기)에 대한 파동원(오디오 장치)의 운동을 가정하고 있으므로, 수학식1에서 Vr=0이다. 따라서 수학식1을 다시 정리하면, 이하의 수학식2로 정리된다
Figure 112011065865219-pat00002
본 발명은 f0를 미리 알고 있는 상태에서 V를 근사값으로 가정하고, 측정된 파동의 f를 바탕으로 Vs를 산출해내는 것이 기본 골자이다.
또한 이 수학식2에서 볼 때, 매질에 대한 파동원의 상대속도가 두 주파수의 비율에 비례하는 것을 볼 수 있다. 즉, 바꿔 말해, 똑같은 상대속도에 대해 발신되는 파동 주파수가 높을수록 주파수 변조폭이 커지는 것이다. 이 점은 제어신호 선택에 반영되었는데, 제어신호 파동이 고주파일수록 변조폭이 커지고, 이는 동일한 주파수 분석 해상도에 대해 더 높은 속도 해상도를 얻을 수 있음을 뜻한다. 또한 실내소음이 저주파 대역에 집중되는 특징이 있다.
이에 본 발명에서는 이러한 점들을 고려하여, 제어신호 대역 선택에 있어 저주파와 고주파 대역 중 고주파 대역을 선택하도록 한다.
제어신호가 가청음역에서 멀어질수록 사용자에게 인지될 확률이 낮아진다는 점에서 유리하다. 실험적으로 18kHz 이상의 신호는 사람이 인지하지 못하는 것으로 나타났으며, 제어 신호의 하한선은 18kHz로 설정한다. 반대로, 주파수가 너무 높아질 경우, 음향기기의 임피던스 한계에 따라 신호 자체가 발생되지 않는 특징이 있다. 일반적인 음향기기의 입출력대역은 인간의 가청주파수 범위인 22kHz에 맞춰져 있으며 기종에 따라 그보다 높거나 낮다. 이러한 측면에서는 가능한 다양한 기기에서 작동할 수 있게끔 제어신호가 낮을수록 유리하다.
앞서 제어신호의 하한선을 18kHz로 선정하였으므로 그보다는 높고 음향기기의 입출력이 무리 없이 작동할 수 있는 대역으로서 22kHz를 상한선으로 설정하였다.
이와 같이, 본 발명은 종래에 활용되지 못하던 주파수 대역(특히 18kHz~20kHz )을 사용하여 움직임 검출용 제어신호를 발생하도록 하고, 도플러 효과를 통해 오디오 발생자의 움직임을 검출하도록 하는, 새로운 방식의 움직임 검출 기술을 제안하는 것이다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가청 오디오 신호를 이용한 움직임 검출 장치를 도시한 도면이다.
도1에 도시된 바와 같이, 상기 움직임 검출 장치는 오디오 측정자로써 역할을 수행하는 다기능 전자 기기(100), 및 오디오 발생자로써 역할을 수행하는 오디오 장치(200)로 구성된다.
본 발명의 다기능 전자 기기(100)와 오디오 장치(200)는 소리 형태로 제어 신호를 송수신하기 때문에, 기존의 음향 장치를 구비하는 장치로 구현되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 오디오 측정자로써 동작되는 다기능 전자 기기(100)는 데스크탑, 랩탑 등과 같이 외부의 소리를 녹음할 수 있는 마이크를 내장하는 각종 전자 기기로 구현될 수 있으며, 오디오 발생자로써 동작되는 오디오 장치(200)는 이어폰, 마이크로폰, MP3 플레이어, 스마트 폰, 태블릿 PC 등과 같이 전기적 신호를 소리 형태로 변환하여 출력할 수 있는 트랜스듀서를 내장한 각종 전자 기기로 구현될 수 있다.
다기능 전자 기기(100)는 18kHz에서 22kHz까지의 주파수 대역을 이용하여 제어신호를 생성하는 제어신호 발생부(110), 상기 제어신호를 오디오 장치(200)에 제공하는 오디오 출력부(120), 소리 형태로 공기중으로 전송되는 제어신호를 수신(즉, 녹음)하는 적어도 하나의 마이크(130), 적어도 하나의 마이크(130)에 의해 녹음된 제어신호에 포함된 잡음을 제거하는 입력 필터(140), 입력 필터(140)에 의해 잡음이 제거된 제어신호의 도플러 편이값을 검출하여 오디오 장치(200)의 현 위치를 산출하고, 이를 누적하여 오디오 장치(200)의 움직임 패턴을 획득하는 위치 추적부(150), 및 오디오 장치(200)의 움직임을 영상 또는 소리의 형태로 사용자에게 알려주는 사용자 인터페이스(160) 등을 포함할 수 있다.
오디오 장치(200)는 다기능 전자 기기(100)에 의해 제공되는 제어신호를 획득하는 오디오 입력부(210) 및 오디오 입력부(210)에 의해 획득된 제어 신호를 소리 형태로 변환하여 출력하는 트랜스듀서(220) 등을 포함할 수 있다.
그리고 다기능 전자 기기(100)와 오디오 장치(200)간은 1채널의 제어 신호가 전송될 수 있으나, 2채널 이상의 제어 신호가 전송될 수 도 있다.
이하, 도1를 참조하여 움직임 검출 장치의 동작 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제어신호 발생부(110)는 가청 주파수 대역내에 포함되나 사용자가 실제로는 잘 듣지 못하는 주파수(즉, 18kHz ~ 22kHz)를 사용하여, 움직임 검출용 제어신호를 생성하고, 이를 오디오 출력부(120)를 통해 오디오 장치(200)에 제공한다.
제어신호는 유선 통신방식과 무선 통신방식 모두를 이용하여 오디오 장치(200)에 제공될 수 있으나, 오디오 장치(200)의 이동성을 보장할 수 있도록 무선 통신방식(예를 들어, 블루투스 등)을 이용하는 것이 더욱 바람직할 것이다.
오디오 장치(200)는 오디오 입력부(210)를 통해 오디오 출력부(120)로부터 출력되는 제어신호를 수신하고, 이를 트랜스듀서(220)를 통해 소리 형태로 변환한다. 그러면, 소리 형태로 변환된 제어신호(즉, 제어소리)는 공기를 통해 전파되면서, 도플러 효과에 의해 주파수가 가변된 후 다기능 전자 기기(100)에 제공될 것이다.
그러면 다기능 전자 기기(100)는 마이크(130)를 통해 제어소리를 녹음하고, 입력 필터(140)는 녹음된 제어소리에 포함된 잡음을 협대역 밴드 패스 필터(band pass filter)를 통해 모두 제거한다.
참고로, 본 발명에서는 제어신호의 도플러 편이값을 통해 오디오 장치(200)의 위치를 추적하고자 하는데, 이때의 도플러 편이는 일반적으로 피크치 검출 방식으로 측정되는 특징이 있다. 이에 본 발명의 입력 필터(140)는 협대역의 밴드 패스 필터(band pass filter)를 사용하여, 제어 주파수 이외에 주파수 대역에 속하는 외부 잡음 피크치를 모두 제거하도록 한다.
이후, 위치 추적부(150)는 제어소리의 입력 주파수와 제어신호의 생성 주파수간 주파수 편차(즉, 도플러 편이값)를 계산하고, 이를 다기능 전자 기기(100)와 오디오 장치(200)의 거리값으로 환산한다. 즉, 도플러 효과를 이용하여 오디오 장치(200)의 현재 위치를 추적한다.
그리고 나서, 오디오 장치(200)의 현재 위치값을 이미지, 소리 등의 형태로 변환한 후 사용자 인터페이스(160)를 통해 출력하여, 다기능 전자 기기(100)의 사용자가 오디오 장치(200)의 움직임을 시각 및 청각적으로 인식할 수 있도록 한다.
이와 같이, 본 발명은 기존에는 활용되지 못하던 주파수 대역을 사용하여 제어신호를 생성 및 출력하고, 상기 제어신호의 도플러 편이값을 측정하여 오디오 발생자와 측정자간 거리를 산출하는 새로운 방식으로, 오디오 발신지의 움직임을 추적할 수 있다.
특히, 본 발명에서는 제어신호가 소리 형태를 가지도록 하고, 음원 재생 및 녹음등에 사용되는 기존에 음향 장치(마이크, 트랜스듀서, 스피커 등)을 그대로 이용하여 상기 제어신호의 송신 및 수신 동작을 모두 수행할 수 있도록 한다.
그 결과, 본 발명에서는 다기능 전자 기기(100) 및 오디오 장치(200)에 별도의 장치를 추가하고 셋팅하는 과정없이 기존에 다기능 전자 기기(100)에 구비되던 음향 장치들을 그대로 이용하여, 상기의 움직임 검출 동작을 구현할 수 있다. 즉, 본 발명의 움직임 검출 장치는 기존의 음향 장치를 그대로 활용하여 상기의 움직임 검출 동작을 구현할 수 있으므로, 총 구현 비용 및 시간이 획기적으로 감소될 수 있도록 한다.
더하여, 상기의 설명에서는 제어신호 발생부가 다기능 전자 기기에 구비되도록 하였으나, 경우에 따라 다기능 전자 기기가 아닌 오디오 장치에 구비되도록 할 수도 것이다.
예를 들어, 오디오 장치가 MP3 플레이어, 스마트 폰, 태블릿 PC 등과 같이 오디오 발생 장치를 내장하는 장치인 경우, 오디오 장치는 상기 오디오 발생 장치를 제어신호 발생부로써 활용해 상기 움직임 검출에 필요한 제어신호를 제공할 수 있음은 물론 당연하다.
이하, 본 발명의 적용예를 통해 본 발명의 이해를 돕기로 한다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 검출 장치를 이용해 구현되는 음향 및 영상 장치를 도시한 도면으로, 이는 오디오 장치(200)에 구비되는 좌측, 우측 트랜스듀서(221, 222) 각각의 위치에 상응하는 음원 및 영상을 생성 및 제공하는 장치이다.
도2에서는 설명의 편이를 위해, 다기능 전자 기기(100)는 랩탑으로 구현되고, 오디오 장치(200)는 랩탑에 연결되는 이어폰으로 구현되며, 오디오 장치(200)내 트랜스듀서(221, 222) 각각의 위치에 상응하는 음원 및 영상을 생성 및 제공하는 경우에 한하여 설명하기로 한다.
더하여, 다기능 전자 기기(100)는 4개 이상의 채널을 지원하되, 4개 이상의 채널 중 2개의 채널을 통해서는 본 발명의 제어신호를, 나머지 채널을 통해서는 원래의 음원을 전송한다고 가정하기로 한다. 물론, 필요한 경우, 1개의 채널을 통해 제어신호와 음원을 동시에 전송할 수도 있을 것이다.
계속하여 도2를 참고하면, 상기 다기능 전자 기기(100)는 도1의 제어신호 발생부(110), 오디오 출력부(120), 마이크(130), 입력 필터(140), 위치 추적부(150), 사용자 인터페이스(160) 이외에, 오디오 장치(200)에 구비되는 트랜스듀서들(221, 222) 각각의 움직임에 상응하는 음원 및/또는 영상 신호를 생성 및 제공하는 오디오 비주얼 매핑부(170)와, 상기 음원과 상기 제어신호간 신호 충돌이 방지되도록, 상기 음원 신호를 로우 패스 필터링하여 제어신호 보다 낮은 주파수 대역을 사용하는 음원만이 통과되도록 하는 출력 필터(180)를 더 포함할 수 있다. 더하여, 이때의 사용자 인터페이스(160)는 내부 스피커(161), 그리고 스피커, 모니터, 레이저 포인터, 빔 프로젝트 등으로 구현되는 영상 재생부(162)로 구현될 수 있을 것이다.
그리고 오디오 장치(200)는 2채널의 좌측, 우측 트랜스듀서(221, 222)과, 상기 다기능 전자 기기(100)로부터 전송되는 2채널의 제어신호를 좌측, 우측 트랜스듀서(221, 222)에 각각 제공하는 오디오 수신부(210)를 포함할 수 있다.
이와 같이 구성되는 움직임 검출 장치는 다음과 같이 동작되어, 상기 좌측, 우측 트랜스듀서(221, 222)의 움직임을 검출하고, 이에 상응하는 음원 및 영상을 사용자에게 제공해준다.
먼저, 다기능 전자 기기(100)는 사용자의 요청에 응답하여, 제어신호 발생부(110)를 통해 18kHz와 19kHz의 주파수 대역을 사용하는 2채널의 제어신호를 생성하고, 이를 오디오 장치(200)에 제공한다.
오디오 장치(200)의 오디오 입력부(210)는 상기 2채널의 제어신호를 수신하고, 좌측, 우측 트랜스듀서(221, 222) 각각에 전달하고, 좌측, 우측 트랜스듀서(221, 222) 각각은 18kHz 및 19kHz의 제어신호를 입력받고, 이들을 소리 형태로 변환하여 출력한다.
소리 형태의 제어신호들은 공기를 통해 전파되고, 이들은 도플러 편이된 후 다시 다기능 전자 기기(100)에 입력된다.
그러면, 다기능 전자 기기(100)에 입력된 2채널 마이크(130) 및 입력 필터(140)를 거치면서 잡음 제거된 후 위치 추적부(150)로 전송되고, 위치 추적부(150)는 이들 신호의 도플러 편이값을 파악하고, 이로부터 좌측, 우측 트랜스듀서(221, 222) 각각의 현재 위치값을 산출한다.
이와 같은 18kHz 및 19kHz의 제어신호의 출력 및 재수신 동작을 반복 수행하면서 좌측, 우측 트랜스듀서(221, 222) 각각의 위치값을 누적하면, 좌측 트랜스듀서(221)과 우측 트랜스듀서(222)의 연속적인 움직임이 파악된다.
그러면, 오디오 비주얼 매핑부(170)는 움직임 속도, 방향, 세기등을 고려하여, 좌측 트랜스듀서(221)과 우측 트랜스듀서(222)의 움직임을 가장 잘 반영해줄 수 있는 음원 신호와 영상 신호를 생성한다.
그러면, 오디오 출력부(120)는 음원 신호를 소리로 변환하고, 사용자 인터페이스부(160)는 스피커, 모니터, 레이저 포인터, 빔 프로젝트 등을 통해 오디오 비주얼 매핑부(170)와 오디오 비주얼 매핑부(170)의 출력에 상응하는 소리 및 영상을 출력하여(즉, 좌측 트랜스듀서(221)과 우측 트랜스듀서(222)의 움직임에 상응하는 소리 및 영상을 출력하여) 사용자가 좌측 트랜스듀서(221)과 우측 트랜스듀서(222)의 움직임을 시청각적으로 인식할 수 있도록 한다.
더하여, 오디오 출력부(120)는 오디오 비주얼 매핑부(170)에 의해 생성된 음원 신호를 오디오 장치(200)에도 제공하여, 오디오 장치(200)의 사용자도 이를 청취할 수 해줄수 도 있다.
도3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 음향 및 영상 장치에 의해 생성되는 음원과 제어 신호의 사용 주파수 대역을 도시한 도면이다.
도3을 참고하면, 음향 및 영상 장치에 의해 생성되는 음원(Audio)은 사람이 이를 들을 수 있는 18kHz 보다 낮은 가청 주파수대를 사용하고, 2채널의 제어신호(Signal CH1, CH2)는 사람이 들을 수 없는 18kHz와 19kHz를 사용함을 알 수 있다.
도4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 움직임 검출 장치에 의해 생성되는 영상을 도시한 도면으로, 도4를 참조하면, 좌측 트랜스듀서(221)과 우측 트랜스듀서(222)의 움직임 속도, 방향, 세기에 따라 좌측 트랜스듀서(221)과 우측 트랜스듀서(222) 각각에 대응되는 영상의 이동 속도, 방향, 크기등이 가변됨을 알 수 있다.
즉, 사용자에 의해 발생되는 좌측 트랜스듀서(221)과 우측 트랜스듀서(222)의 움직임을 추적하고, 이를 반영하는 다양한 영상을 생성 및 출력함으로써, 사용자 및/또는 관람자가 좌측 트랜스듀서(221)과 우측 트랜스듀서(222)의 움직임을 시각적으로 인식할 수 있도록 한다.
또한, 도4에 도시되지는 못했지만 좌측, 우측 트랜스듀서(221, 222) 각각의 움직임 속도, 방향, 세기에 따라 음원의 리듬, 음계, 크기 등을 가변함으로써, 좌측, 우측 트랜스듀서(221, 222)의 움직임도 청각적으로 알려줄 수 있을 것이다.
이와 같이, 본 발명의 움직임 검출 장치는 오디오 발신지(즉, 좌측, 우측 트랜스듀서(221, 222))의 움직임 정보를 시각 및 청각 정보를 변환할 수 있도록 함으로써, 음향 및 영상 장치로도 차후 활용될 수 있도록 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명이 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이와 균등하거나 또는 등가적인 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다 할 것이다.

Claims (14)

  1. 제어신호를 가청 주파수 대역의 소리로 출력하는 오디오 장치; 및
    상기 제어신호를 녹음 및 분석하여 도플러 편이값을 검출하고, 상기 도플러 편이값을 이용하여 상기 오디오 장치의 위치를 산출하는 다기능 전자 기기를 포함하며, 상기 다기능 전자 기기는 상기 제어신호를 녹음하는 마이크; 및 상기 마이크에 의해 녹음된 제어신호와 상기 오디오 장치에 의해 발생된 제어신호를 비교 분석하여 도플러 편이값을 검출하고, 상기 도플러 편이값으로부터 상기 다기능 전자 기기와 상기 오디오 장치간 거리를 도출하는 위치 추적부를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 신호는
    18kHz 내지 22kHz의 주파수 대역을 사용하는 것을 특징으로 하는 움직임 검출 장치.
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서, 상기 다기능 전자 기기는
    상기 제어신호를 생성하는 제어신호 발생부; 및
    상기 제어신호를 상기 오디오 장치에 제공하는 오디오 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 검출 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 오디오 장치는
    상기 제어신호를 소리 형태로 변환하여 출력하는 트랜스듀서를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 검출 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 오디오 장치는
    상기 제어신호를 상기 다기능 전자 기기로부터 제공받아, 상기 트랜스듀서에 전달하는 오디오 입력부; 및
    상기 제어신호를 생성하여 상기 트랜스듀서에 제공하는 제어신호 발생부 중 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 검출 장치.
  7. 제어신호를 가청 주파수 대역의 소리로 출력하는 오디오 장치; 및
    상기 제어신호를 녹음 및 분석하여 도플러 편이값을 검출하고, 상기 도플러 편이값을 이용하여 상기 오디오 장치의 움직임을 산출하고, 상기 오디오 장치의 움직임에 상응하는 영상과 음원 중 적어도 하나를 출력하는 다기능 전자 기기를 포함하며, 상기 다기능 전자 기기는 상기 제어신호를 녹음하는 마이크; 상기 녹음된 제어신호의 도플러 편이값을 검출하여 상기 오디오 장치의 위치를 산출하고 누적하여, 상기 오디오 장치의 움직임을 파악하는 위치 추적부; 상기 오디오 장치의 움직임에 상응하는 영상과 음원 중 적어도 하나를 생성하는 오디오 비주얼 매핑부; 및 상기 오디오 비주얼 매핑부에 의해 생성된 영상과 음원 중 적어도 하나를 출력하는 사용자 인터페이스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 및 영상 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제어 신호는
    18kHz 내지 22kHz의 주파수 대역을 사용하는 것을 특징으로 하는 음향 및 영상 장치.
  9. 삭제
  10. 제7항에 있어서, 상기 다기능 전자 기기는
    상기 제어신호를 생성하는 제어신호 발생부; 및
    상기 제어신호과 상기 음원 중 적어도 하나를 상기 오디오 장치에 제공하는 오디오 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 및 영상 장치.
  11. 제7항에 있어서, 상기 오디오 장치는
    상기 제어신호를 소리 형태로 변환하여 출력하는 트랜스듀서를 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 및 영상 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 오디오 장치는
    상기 제어신호를 상기 다기능 전자 기기로부터 제공받아, 상기 트랜스듀서에 전달하는 오디오 입력부; 및
    상기 제어신호를 생성하여 상기 트랜스듀서에 제공하는 제어신호 발생부 중 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 및 영상 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001174538A (ja) * 1999-12-15 2001-06-29 Toshiba Corp 音源位置特定装置及び音源位置特定方法
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JP2011081541A (ja) * 2009-10-06 2011-04-21 Canon Inc 入力装置及びその制御方法

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