KR20200000115A - 소형 SoC에서 동작하는 음성 가청도 증강 방법 - Google Patents

Abstract

소형 휴대용 음향기기에서 출력되는 음성을 변조하여 음성 가청도를 증강하는 방법이 제공된다.
방법은, 원음 파형에서 소정의 주파수 대역을 갖는 고주파 부분 파형을 캡처하는 단계(S110), 캡처된 고주파 부분 파형을 소정의 배율로 증폭하는 단계(S120), 증폭된 고주파 부분 파형을 원음 파형과 합성하는 단계(S130), 합성된 파형의 음성을 출력하는 단계(S140)를 포함한다.

Description

소형 SoC에서 동작하는 음성 가청도 증강 방법 {VOCAL AUDIBILITY ENHANCEMENT METHOD WORKING ON SMALL SoC}

이 발명은 스마트폰이나 소형 휴대용 음향기기를 통해 들려오는 음성의 가청도를 증강하는 방법에 관한 것이여, 더 자세하게는 청각 능력이 비정상적인 청취자가 음성을 잘 들을 수 있도록 변조하는 방법에 관한 것이다.

스마트폰 등과 같은 소형 휴대용 음향기기가 보급되면서, 아동부터 노인까지 전 연령대의 사람들이 사용하고 있다.

소형 휴대용 음향기기에는 소형 스피커가 장착되는데, 소형 스피커 제조 기술이 비약적으로 발전하면서 작지만 풍부한 음량을 출력하고 있다.

정상인들은 소형 스피커를 들려오는 음성을 무난하게 즐기고 있지만, 노인 등과 같이 청각이 무뎌진 비정상적인 청취자들은 소형 스피커를 들려오는 음성에 대해 어색하게 여기고 발음의 일부를 제대로 듣지 못하는 경향이 있다.

이러한 비정상인들을 위한 음성 가청도를 증강하기 위하여 소형 휴대용 음향기기의 출력을 변조하는 다양한 방법이 제안되고 있다.

그러나, 기존에 제안된 변조 방법을 적용한 소형 휴대용 음향기기의 음성 출력은 원음의 왜곡이 심하여 정상인들이 듣기에 거북스러울 뿐만 아니라, 비정상인들의 가청도도 그다지 개선되지 않는다.

이 발명은 소형 휴대용 음향기기에서 출력되는 음성을 변조하여 청각이 무뎌진 비정상적인 청취자들을 위한 음성 가청도를 증강하는 방법을 제안하려는 것이다.

또한, 이 발명은 소형 휴대용 음향기기에서 출력되는 음성을 원음의 특색을 유지한 상태로 변조함으로써 발화자의 음성 특색에 익숙한 청취자가 발화자를 쉽게 구분할 수 있게 하는 음성 가청도를 증강하는 방법을 제안하려는 것이다.

또한, 이 발명은 소형 휴대용 음향기기에 장착되는 소형 SoC(System on Chip)에서 구현될 수 있는 비교적 간단한 알고리즘으로 구현되는 음성 가청도를 증강하는 방법을 제안하려는 것이다.

또한, 이 발명은 위와 같은 음성 가청도 증강을 구현하는 프로그램을 제안하려는 것이다.

또한, 이 발명은 위와 같은 음성 가청도 증강을 구현하는 프로그램이 탑재된 소형 휴대용 음향기기를 제안하려는 것이다.

이 발명의 한 양태에 따르면, 소형 휴대용 음향기기에서 출력되는 음성을 변조하여 음성 가청도를 증강하는 방법이 제공된다.

이 방법은, 원음 파형에서 소정의 주파수 대역을 갖는 고주파 부분 파형을 캡처하는 단계,

캡처된 고주파 부분 파형을 소정의 배율로 증폭하는 단계,

증폭된 고주파 부분 파형을 원음 파형과 합성하는 단계, 및

합성된 파형의 음성을 출력하는 단계를 포함한다.

이 발명의 다른 한 양태에 따르면, 소형 휴대용 음향기기에서 출력되는 음성을 변조하여 음성 가청도 증강을 구현하는 프로그램이 제공된다.

이 프로그램은, 원음 파형에서 소정의 주파수 대역을 갖는 고주파 부분 파형을 캡처하는 단계,

캡처된 고주파 부분 파형을 소정의 배율로 증폭하는 단계,

증폭된 고주파 부분 파형을 원음 파형과 합성하는 단계, 및

합성된 파형의 음성을 출력하는 단계를 구현하게 구성된다.

이 발명의 또다른 한 양태에 따르면, 음성을 변조하여 음성 가청도 증강을 구현하는 프로그램이 탑재된 소형 휴대용 음향기기가 제공된다.

이 소형 휴대용 음향기기는, 원음 파형에서 소정의 주파수 대역을 갖는 고주파 부분 파형을 캡처하는 단계,

캡처된 고주파 부분 파형을 소정의 배율로 증폭하는 단계,

증폭된 고주파 부분 파형을 원음 파형과 합성하는 단계, 및

합성된 파형의 음성을 출력하는 단계를 구현하게 구성된 프로그램이 탑재된다.

여기에서, "소형 휴대용 음향기기"라고 함은 예를 들어 스마트폰을 포함하는 음향기기를 의미한다.

이 발명에 따른 음성 변조에서는 원음의 특색을 유지하는 원음 파형이 출력되므로, 청취자는 익숙한 원음 특색을 유지한 음성으로부터 발화자를 쉽게 구분할 수 있다.

또한, 발화자의 음성 특색에 익숙한 청취자가 발화자의 음성 특색을 유지한 음성으로부터 음성의 내용을 쉽게 인지할 수 있다.

노인들은 청각이 무뎌지면서 특히 고주파 음역에서 잘 듣지 못하는, 즉 고주파 음역의 음파 특성을 잘 구분해내지 못하는 경향이 있다.

고주파 음역이 증폭된 합성 음파로부터 노인들은 음파 특성을 잘 구분해서 잘 들을 수 있으면서도, 원음의 특색을 유지하는 원음 파형으로부터 발화자를 쉽게 구분하고, 익숙한 원음 특색을 유지한 음성으로부터 음성의 내용을 쉽게 인지하게 되는 것이다.

도 1은 이 발명의 한 실시예에 따른 음성 변조 방법을 설명하기 위한 순서도이다

아래에서는, 첨부된 도면을 참조하여, 이 발명의 한 실시예에 따른, 음성 가청도 증강 방법에서 이용하는 음성 변조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1에는 이 발명의 한 실시예에 따른 음성 변조 방법을 설명하기 위한 순서도가 도시되어 있다.

이 실시예에 따른, 음성 가청도 증강 방법에서 이용하는 음성 변조에서는, 먼저, 원음 파형에서 소정의 주파수 대역을 갖는 고주파 부분 파형을 캡처한다.(S110) 그 후, 캡처된 고주파 부분 파형을 소정의 배율로 증폭한다.(S120) 그 후, 증폭된 고주파 부분 파형을 원음 파형과 합성한다.(S130) 그 후, 합성된 파형의 음성을 출력한다.(S140)

고주파 부분 파형 캡처 단계(S110)는 캡처하는 주파수 대역을 사용자가 조정하도록 구성될 수 있다.

고주파 부분 파형 증폭 단계(S120)는 증폭 배율을 사용자가 조정하도록 구성될 수 있다.

파형 합성 단계(S130)에서는 원음 파형 중 캡처된 고주파 부분 파형을 증폭된 고주파 부분 파형으로 치환하는 방식으로 합성할 수 있다. 파형 합성 단계(S130)에서는 원음 파형 중 캡처된 고주파 부분 파형에 증폭된 고주파 부분 파형을 부가하는 방식으로 합성할 수도 있다.

합성 파형 음성 출력 단계(S140)에서 출력되는 음성은 상당 부분의 대역에서 원음 파형을 유지하므로 원음의 특색이 유지된다. 특히, 저주파 대역의 음색이 원음과 동일하게 유지되므로, 청취자는 익숙한 원음 특색을 유지한 음성으로부터 발화자를 쉽게 구분할 뿐만 아니라, 음성의 내용을 더 쉽게 인지할 수 있다.

노인들은 청각이 무뎌지면서 특히 고주파 음역에서 잘 듣지 못하는, 즉 고주파 음역의 음파 특성을 잘 구분해내지 못하는 경향이 있다.

합성 파형 음성 출력 단계(S140)에서 출력되는 음성은 고주파 음역이 증폭되어 있으므로, 고주파 음역에서의 청각이 무뎌진 노인들도 고주파 음역 및 저주파 음역 전반에 걸쳐 원음에 가까운 음색으로 무난하게 청취할 수 있다.

한편, 이 발명의 한 실시예에 따른 음성 가청도 증강 구현 프로그램은 앞서 설명한 단계 S110 내지 S140을 포함하는 단계를 구현하는 알고리즘으로 구성된다.

실시간 스트리밍 되는 음파에서 고주파 대역을 캡처하고 증폭하여 원위치에 합성하는 위에서 설명한 단계를 구현하는 알고리즘으로 구성된 프로그램은 비교적 단순하고 가벼워서 소형 SoC에서 무리 없이 실행될 수 있다.

이 발명에 따르면, 위와 같은 음성 가청도 증강 구현 프로그램이 탑재된 소형 휴대용 음향기기가 제공된다.

아래에서는, 이 발명의 예시적 실시형태를 상세하게 설명한다.

제1 실시형태에에서, 소형 휴대용 음향기기에서 출력되는 음성을 변조하여 음성 가청도를 증강하는 방법이 제공된다.

이 방법은, 원음 파형에서 소정의 주파수 대역을 갖는 고주파 부분 파형을 캡처하는 단계,

캡처된 고주파 부분 파형을 소정의 배율로 증폭하는 단계,

증폭된 고주파 부분 파형을 원음 파형과 합성하는 단계, 및

합성된 파형의 음성을 출력하는 단계를 포함한다.

제2 실시형태에 따른 음성 가청도 증강 방법은, 제1 실시형태에서, 고주파 부분 파형 캡처 단계가 캡처하는 주파수 대역을 사용자가 조정하도록 구성된다.

제3 실시형태에 따른 음성 가청도 증강 방법은, 제1 실시형태 또는 제2 실시형태에서, 고주파 부분 파형 증폭 단계가 증폭 배율을 사용자가 조정하도록 구성된다.

제4 실시형태에 따른 음성 가청도 증강 방법은, 제1 실시형태 내지 제3 실시형태 중 어느 하나에서, 파형 합성 단계에서 원음 파형 중 캡처된 고주파 부분 파형을 증폭된 고주파 부분 파형으로 치환하는 방식으로 합성한다.

제5 실시형태에 따른 음성 가청도 증강 방법은, 제1 실시형태 내지 제4 실시형태 중 어느 하나에서, 파형 합성 단계에서 원음 파형 중 캡처된 고주파 부분 파형에 증폭된 고주파 부분 파형을 부가하는 방식으로 합성한다.

제6 실시형태에서는, 소형 휴대용 음향기기에서 출력되는 음성을 변조하여 음성 가청도 증강을 구현하는, 소형 SoC에서 실행 가능한 프로그램이 제공된다.

이 프로그램은, 원음 파형에서 소정의 주파수 대역을 갖는 고주파 부분 파형을 캡처하는 단계,

캡처된 고주파 부분 파형을 소정의 배율로 증폭하는 단계,

증폭된 고주파 부분 파형을 원음 파형과 합성하는 단계, 및

합성된 파형의 음성을 출력하는 단계를 구현하게 구성된다.

제7 실시형태에 따른 프로그램은, 제6 실시형태에서, 고주파 부분 파형 캡처 단계가 캡처하는 주파수 대역을 사용자가 조정하도록 구성된다.

제8 실시형태에 따른 프로그램은, 제6 실시형태 또는 제7 실시형태에서, 고주파 부분 파형 증폭 단계가 증폭 배율을 사용자가 조정하도록 구성된다.

제9 실시형태에 따른 프로그램은, 제6 실시형태 내지 제8 실시형태 중 어느 하나에서, 파형 합성 단계에서 원음 파형 중 캡처된 고주파 부분 파형을 증폭된 고주파 부분 파형으로 치환하는 방식으로 합성한다.

제10 실시형태에 따른 프로그램은, 제6 실시형태 내지 제9 실시형태 중 어느 하나에서, 파형 합성 단계에서 원음 파형 중 캡처된 고주파 부분 파형에 증폭된 고주파 부분 파형을 부가하는 방식으로 합성한다.

제11 실시형태에서는, 음성을 변조하여 음성 가청도 증강을 구현하는 프로그램이 탑재된 소형 휴대용 음향기기가 제공된다.

소형 휴대용 음향기기에는,

원음 파형에서 소정의 주파수 대역을 갖는 고주파 부분 파형을 캡처하는 단계,

캡처된 고주파 부분 파형을 소정의 배율로 증폭하는 단계,

증폭된 고주파 부분 파형을 원음 파형과 합성하는 단계, 및

합성된 파형의 음성을 출력하는 단계를 구현하게 구성된 프로그램이 탑재된다.

제12 실시형태에 따른 소형 휴대용 음향기기는, 제11 실시형태에서, 고주파 부분 파형 캡처 단계가 캡처하는 주파수 대역을 사용자가 조정하도록 구성된다.

제13 실시형태에 따른 소형 휴대용 음향기기는, 제11 실시형태 또는 제12 실시형태에서, 고주파 부분 파형 증폭 단계가 증폭 배율을 사용자가 조정하도록 구성된다.

제14 실시형태에 따른 소형 휴대용 음향기기는, 제11 실시형태 내지 제13 실시형태 중 어느 하나에서, 파형 합성 단계에서 원음 파형 중 캡처된 고주파 부분 파형을 증폭된 고주파 부분 파형으로 치환하는 방식으로 합성한다.

제15 실시형태에 따른 소형 휴대용 음향기기는, 제11 실시형태 내지 제14 실시형태 중 어느 하나에서, 파형 합성 단계에서 원음 파형 중 캡처된 고주파 부분 파형에 증폭된 고주파 부분 파형을 부가하는 방식으로 합성한다.

위에서는 이 발명의 양호한 실시예에 따른 예시적 구성에 관하여 설명하였지만, 이 발명이 그러한 예시적 구성으로 제한되는 것은 아니다.

이 발명이 속한 기술분야에서 숙련된 자들은, 이 발명의 기술사상을 벗어남이 없이, 위에서 설명한 예시적 구성의 수정, 변경 또는 치환을 쉽게 이룰 수 있음이 명백하다.

첨부된 특허청구범위는 이 발명의 기술사상의 범위를 벗어남이 없는 그러한 수정, 변경 또는 치환을 이 발명의 보허범위 내에 두고자 한다

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Claims (15)

1. 소형 휴대용 음향기기에서 출력되는 음성을 변조하여 음성 가청도를 증강하는 방법으로서,
   원음 파형에서 소정의 주파수 대역을 갖는 고주파 부분 파형을 캡처하는 단계,
   캡처된 고주파 부분 파형을 소정의 배율로 증폭하는 단계,
   증폭된 고주파 부분 파형을 원음 파형과 합성하는 단계, 및
   합성된 파형의 음성을 출력하는 단계를 포함하는, 음성 가청도 증강 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 고주파 부분 파형 캡처 단계는 캡처하는 주파수 대역을 사용자가 조정하도록 구성된, 음성 가청도 증강 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 고주파 부분 파형 증폭 단계는 증폭 배율을 사용자가 조정하도록 구성된, 음성 가청도 증강 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 파형 합성 단계에서는 원음 파형 중 캡처된 고주파 부분 파형을 증폭된 고주파 부분 파형으로 치환하는 방식으로 합성하는, 음성 가청도 증강 방법.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 파형 합성 단계에서는 원음 파형 중 캡처된 고주파 부분 파형에 증폭된 고주파 부분 파형을 부가하는 방식으로 합성하는, 음성 가청도 증강 방법.
6. 소형 휴대용 음향기기에서 출력되는 음성을 변조하여 음성 가청도 증강을 구현하는, 소형 SoC에서 실행 가능한 프로그램으로서,
   원음 파형에서 소정의 주파수 대역을 갖는 고주파 부분 파형을 캡처하는 단계,
   캡처된 고주파 부분 파형을 소정의 배율로 증폭하는 단계,
   증폭된 고주파 부분 파형을 원음 파형과 합성하는 단계, 및
   합성된 파형의 음성을 출력하는 단계를 구현하게 구성된, 프로그램.
7. 제6항에 있어서,
   상기 고주파 부분 파형 캡처 단계는 캡처하는 주파수 대역을 사용자가 조정하도록 구성된, 프로그램.
8. 제6항에 있어서,
   상기 고주파 부분 파형 증폭 단계는 증폭 배율을 사용자가 조정하도록 구성된, 프로그램.
9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 파형 합성 단계에서는 원음 파형 중 캡처된 고주파 부분 파형을 증폭된 고주파 부분 파형으로 치환하는 방식으로 합성하는, 프로그램.
10. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파형 합성 단계에서는 원음 파형 중 캡처된 고주파 부분 파형에 증폭된 고주파 부분 파형을 부가하는 방식으로 합성하는, 프로그램.
11. 음성을 변조하여 음성 가청도 증강을 구현하는 프로그램이 탑재된 소형 휴대용 음향기기로서,
    원음 파형에서 소정의 주파수 대역을 갖는 고주파 부분 파형을 캡처하는 단계,
    캡처된 고주파 부분 파형을 소정의 배율로 증폭하는 단계,
    증폭된 고주파 부분 파형을 원음 파형과 합성하는 단계, 및
    합성된 파형의 음성을 출력하는 단계를 구현하게 구성된 프로그램이 탑재된, 소형 휴대용 음향기기.
12. 제11항에 있어서,
    상기 고주파 부분 파형 캡처 단계는 캡처하는 주파수 대역을 사용자가 조정하도록 구성된, 소형 휴대용 음향기기.
13. 제11항에 있어서,
    상기 고주파 부분 파형 증폭 단계는 증폭 배율을 사용자가 조정하도록 구성된, 소형 휴대용 음향기기.
14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파형 합성 단계에서는 원음 파형 중 캡처된 고주파 부분 파형을 증폭된 고주파 부분 파형으로 치환하는 방식으로 합성하는, 소형 휴대용 음향기기.
15. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파형 합성 단계에서는 원음 파형 중 캡처된 고주파 부분 파형에 증폭된 고주파 부분 파형을 부가하는 방식으로 합성하는, 소형 휴대용 음향기기.

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