WO2017010609A1 - 헤드셋의 하울링 및 에코 제거 방법 및 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

헤드셋의 하울링 및 에코 제거 방법 및 컴퓨터 프로그램 Download PDF

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WO2017010609A1
WO2017010609A1 PCT/KR2015/009154 KR2015009154W WO2017010609A1 WO 2017010609 A1 WO2017010609 A1 WO 2017010609A1 KR 2015009154 W KR2015009154 W KR 2015009154W WO 2017010609 A1 WO2017010609 A1 WO 2017010609A1
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WO
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speaker unit
microphone
headset
echo
sound signal
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Application number
PCT/KR2015/009154
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English (en)
French (fr)
Inventor
김은동
Original Assignee
중소기업은행
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/02—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for preventing acoustic reaction, i.e. acoustic oscillatory feedback
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R27/00—Public address systems

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling a headset used for listening to music or making a call using a mobile device, and more specifically, howling and echoing when a call is put on while wearing the headset. and a computer program for performing the same.
  • Headsets usually have the form of earphones or headphones, and generally include two speakers and one microphone.
  • the user plays music while listening to music on a smartphone while wearing a headset, and when a call comes in, selects a call function and makes a call while wearing a headset.
  • the microphone does not work when listening to music, and when the call function is selected, the smartphone stops playing the music and activates the microphone to transmit the user's voice to the call partner. At the same time, the other party's voice is played back through the speaker of the headset to the user.
  • the initial headset has a structure in which the microphone 110 is separated from the head 120 as illustrated in FIG. 1 to increase the call sensitivity, and extends around the user's mouth by a separate support.
  • Such a structure exhibits a very good performance when making a phone call, but has a problem that it is cumbersome and inconvenient to use in a daily life or a lot of motion. For example, it is not suitable for listening to music while jogging.
  • the volume can be minimized and the convenience of wearing can be secured.
  • the microphone is located relatively far from the user's mouth, it is difficult to accurately capture only the user's voice. Cause problems.
  • the bone conduction type microphone is disposed on the earphone head, but instead of being exposed to the outside, the microphone is in close contact with the ear canal of the user. As a result, only the voice of the user is captured by the bone conduction method and transmitted to the call counterpart while the external noise is blocked.
  • European Patent No. 2208367 “Multifunction system and method for integrated hearing and communication with noise cancellation and feedback management,” detects a user's voice using a bone conduction microphone disposed inside the ear canal, and removes noise from external sound.
  • European Patent No. 1748678 "Hearing device and method for reducing feedback therein” adopts the form of a kernel-type earphone, but discloses a technique for placing in the earpiece so that the microphone is directly exposed to the ear canal. Accordingly, by arranging the speaker and the microphone so as to be symmetrical with each other, the movement of the sound from the speaker to the microphone can be attenuated to suppress the generation of howling.
  • the present invention was developed to solve the above problems of the prior art, and instead of using a bone conduction microphone, by mounting an ECM (electret condenser / capacitor microphone) microphone or MEMS (Micro Electro Mechanical System) microphone on the head In addition, it effectively shields noise from the outside, and captures the user's voice sufficiently, but provides a clean sound to the user by blocking the generation of howling and echo.
  • ECM electronic condenser / capacitor microphone
  • MEMS Micro Electro Mechanical System
  • the present invention is to improve the accuracy of speech recognition by removing the howling and echo of the headset so that only the user's voice signal is correctly received through the microphone.
  • a mobile device connected to a headset including a first head having a first speaker unit and a second head having a second speaker unit and a microphone
  • the method of canceling howling and echo may include monitoring a sound signal received through the microphone, and when a waveform corresponding to the howling or echo is detected in the received sound signal as a result of the monitoring, a second signal of the headset; It may include blocking the channel applied to the speaker unit.
  • the monitoring of the received signal may include monitoring a sound signal from the microphone while applying a sound signal output to the first speaker unit and the second speaker unit.
  • the sound signal received from the communication network is applied to the first speaker unit, and the sound signal from the microphone is connected to the communication network. It may include transmitting through.
  • the method may further include releasing the blocking of the channel applied to the second speaker unit of the headset when an acoustic signal is not received from the microphone.
  • the method may further include applying a sound signal to the first speaker unit and the second speaker unit of the headset when the waveform corresponding to the howling or echo is not detected in the sound signal received from the microphone. have.
  • the method includes monitoring a sound signal output from the first speaker unit and the second speaker unit, and howling in the sound signal output from the first speaker unit or the sound signal output from the second speaker unit.
  • the method may further include blocking a channel applied to the second speaker unit.
  • the method may further include operating the microphone and blocking a channel applied to the second speaker unit when the mobile device is in a call connection state.
  • the present invention by providing a method of monitoring how to remove the howling or echo occurs in the headset, it is possible to provide a clear sound quality to the user while sufficiently capturing the user's voice.
  • according to the present invention can remove the howling and echo of the headset so that only the user's voice signal is correctly received through the microphone, it is possible to increase the accuracy of speech recognition.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a headset having a structure in which a microphone and a head are separated.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a headset having a structure in which a microphone is mounted on an earphone.
  • FIG 3 is a view for explaining the principle of the voice transmission to the inside of the ear and the appearance of the headset having a structure in which the microphone is installed in the head according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a headset and a howling and echo cancellation device of a headset according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a howling and echo cancellation method of a headset according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view illustrating an example in which the howling and echo cancellation apparatus of a headset is implemented in a smartphone according to an embodiment of the present invention.
  • any part of the specification is to “include” any component, this means that it may further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated.
  • the terms “... means”, “... unit”, “module”, etc. described in the specification mean a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software, or hardware and software. It can be implemented as a combination of.
  • Figure 3 (a) is a view showing the appearance of the headset having a structure in which the microphone is installed in the head according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 (b) is a state wearing the headset of Figure 3 (a) This is a view for explaining the principle of the voice transmitted to the inside of the ear.
  • the speaker unit 320 and the microphone 310 are installed together in one of the two heads 301 and 302 of the headset.
  • the human voice may go out of the mouth, but also through the eardrum inside the ear. This is the case when you hear your voice with your ears closed. Therefore, the microphone 310 is installed in the earphone head 301 so that the microphone 310 is located inside the ear as shown in FIG. 3 (b) when the earphone is worn, so that only the voice transmitted to the inside of the ear is blocked while blocking external noise. can do.
  • the microphone when the earphone is worn, the microphone may be disposed so as to face the inside of the ear canal without being in close contact with the ear canal of the user. Even in this embodiment, only the voice transmitted to the inside of the ear can be transmitted while blocking external noise.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a headset and a howling and echo cancellation device of a headset according to an embodiment of the present invention.
  • the howling and echo canceller is connected to the headset 420 to transmit an acoustic signal to the headset 420 and through the microphone 424-2 of the headset 420.
  • a computing device for receiving an acoustic signal which is a mobile device 410 having a function of reproducing and calling a sound information.
  • the mobile device 410 can use a voice call, a short message service (SMS), a data transmission / reception service, etc. using a mobile communication system.
  • SMS short message service
  • a built-in player can be implemented as a portable phone such as a smart phone that can play music according to a user's request.
  • a wired or wireless communication method may be used for communication between the mobile device 410 and the headset 420.
  • a communication method such as Bluetooth, Infrared, Zigbee, etc. may be used. It may be, but is not limited to any one method.
  • the mobile device 410 for removing the howling and the echo may include a first communication unit 417, a headset 420 and an audio signal and a control signal for transmitting and receiving a voice and data signal through a mobile communication network.
  • a data processing unit 418 including a transmitter for encoding and modulating a signal transmitted through the first communication unit 417, a receiver for demodulating and decoding a received signal, and the like.
  • the audio codec of the data processor 418 converts the digital audio signal into an analog audio signal and outputs the analog audio signal generated from the microphone. Group may perform the function of converting the transmission to the data processing unit 418 into a digital audio signal through the audio codec.
  • the mobile device 410 monitors an acoustic signal received from the headset 420 through the second communication unit 413 to detect whether a howling or an echo is generated, and as a result of the monitoring, the mobile device 410 detects howling or echo from the microphone received signal. If a corresponding waveform is detected, the controller 411 may execute an application that performs a function of blocking a channel applied to the second speaker unit 424-1 of the headset 420. Each process performed by the controller 411 will be described later in more detail with reference to FIGS. 5 and 6.
  • the mobile device 410 an input unit 414 for providing an input means for setting various functions of the mobile device 410, and displays the current state, each processing and operation state in accordance with the user's input
  • the display unit 412 may display various output data generated by the mobile device 410, and a memory 415 for storing a program and data for controlling an operation of the mobile device 410.
  • the headset 420 includes a first head 423 having a first speaker unit 423-1, and a second head 424 having a second speaker unit 424-1 and a microphone 424-2.
  • the first speaker unit includes a sound signal received by the third communication unit 421 and the third communication unit 421 for short-range wireless communication or wired communication with the mobile device 410 under the control of the mobile device 410.
  • 2 may include an audio processor 422.
  • an electret condenser / capacitor microphone (ECM) microphone or a micro electro mechanical system (MEMS) microphone may be used as the microphone 424-2 mounted on the second head 424, so that the microphone 424-2 may be positioned at the user's ear canal when worn.
  • the ear canal may be disposed to face the ear canal without being in close contact with the ear canal.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a howling and echo cancellation method of a headset according to an embodiment of the present invention.
  • the received sound signal is monitored to determine whether a howling or an echo is detected (S504).
  • Howling and echo are noises that occur when a speaker and a microphone are placed close together and the sound of the speaker enters the microphone and is amplified and then comes out of the speaker to form an oscillating state by forming a loop of positive feedback.
  • the sound signal received from the communication network is applied to the first speaker unit 423-1 and the same head 424 as the microphone 424-2 in the headset 420.
  • the second speaker unit 424-1 disposed in the block blocks the sound signal from entering, and receives the sound signal from the microphone 424-2 through the second communication unit 413.
  • the microphone is continuously applied while the acoustic signal is introduced into the first speaker unit 423-1 and the second speaker unit 424-1. Continue monitoring the received signal via 424-2.
  • the signal output from the first speaker unit 423-1 and / or the second speaker unit 424-1, as well as the signal received from the microphone 424-2 is monitored and howling. You can monitor the occurrence of echoes. In this case, when the waveform corresponding to the howling or the echo is detected as a result of monitoring the signal output to the first speaker unit 423-1 and / or the second speaker unit 424-1, the second speaker unit 424- Howling / Echo can be removed by blocking the channel applied to 1).
  • howling or echo may be blocked by blocking a channel applied to the second speaker unit 424-1 without analyzing a microphone reception signal or a speaker output signal when a call is connected.
  • the microphone 424-2 is operated and the channel applied to the second speaker unit 424-1 is blocked.
  • FIG. 6 is a view illustrating an example in which the howling and echo cancellation apparatus of a headset is implemented in a smartphone according to an embodiment of the present invention.
  • the sound signal is basically output to both the first speaker unit 621 and the second speaker unit 622 so that the user can hear the sound signal with good quality. To do that.
  • a howling or echo phenomenon may occur, and a howling and echo prevention app installed on the smartphone is executed to receive a signal from the microphone and / or a signal output through a speaker. By continuously monitoring, check whether the waveform corresponding to howling or echo is detected.
  • the howling and echo prevention app removes the howling or echo signal by blocking the channel applied to the second speaker unit 622 installed in the same head as the microphone 623. .
  • the howling and echo protection function according to the invention can be executed automatically or manually.
  • Method according to an embodiment of the present invention is implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means may be recorded on a computer readable medium.
  • the computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
  • Program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the present invention, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks.
  • Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

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Abstract

제1 스피커 유닛이 구비된 제1 헤드와 제2 스피커 유닛 및 마이크가 구비된 제2 헤드를 포함하는 헤드셋과 연결된 모바일 기기에서 헤드셋의 하울링 및 에코를 제거하는 방법이 개시되며, 마이크를 통해 수신되는 음향 신호를 모니터링 하는 단계와, 모니터링의 결과 수신되는 음향 신호에서 하울링 또는 에코에 해당하는 파형이 감지되는 경우, 헤드셋의 제2 스피커 유닛으로 인가되는 채널을 차단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의할 때, 외부로부터의 소음을 효과적으로 차폐할 뿐 아니라, 사용자의 음성을 충분히 포착하되 하울링과 에코의 발생을 원천적으로 차단함으로써 사용자에게 깨끗한 음향을 제공할 뿐만 아니라, 음성 인식 기기에 적용될 때 음성 인식의 정확도를 높일 수 있다.

Description

헤드셋의 하울링 및 에코 제거 방법 및 컴퓨터 프로그램
본 발명은 모바일 기기를 이용하여 음악을 듣거나 통화를 하기 위해 사용되는 헤드셋(headset)을 제어하는 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 헤드셋을 착용한 상태로 통화할 때의 하울링(howling) 및 에코(echo)를 제거하는 방법 및 이를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
과거에는 휴대전화를 손에 쥐고 통화를 하는 것이 일반적이었으나, 스마트폰이 보급되면서 음악을 감상하거나 또는 통화를 하기 위한 용도로 헤드셋이 널리 사용되고 있다.
헤드셋은 통상 이어폰의 형태나 헤드폰의 형태를 가지며, 2개의 스피커(speaker)와 1개의 마이크(microphone)를 구비하는 것이 일반적이다.
사용자는 헤드셋을 착용한 상태로 스마트폰으로 음악을 재생하여 듣다가, 전화가 오면 통화기능을 선택하여 헤드셋을 착용한 채로 통화하게 된다.
음악 감상시 마이크는 작동하지 않으며, 통화 기능이 선택되면 스마트폰은 음악 재생을 중단하고 마이크를 작동시켜 사용자의 음성을 통화 상대방에게 전달한다. 동시에 상대방의 음성을 헤드셋의 스피커를 통해 재생하여 사용자에게 들려준다.
한편, 초기의 헤드셋은 통화 감도를 높이기 위하여 도 1에 예시된 바와 같이 마이크(110)가 헤드(120)와 분리되며, 별도의 지지대에 의하여 사용자의 입 주위까지 연장되는 구조를 가지고 있다.
그러나, 이러한 구조는 전화 통화시에는 매우 우수한 성능을 발휘하나 일상적인 생활이나 또는 움직임이 많은 환경에서는 거추장스러우며 사용하기에 불편함을 초래한다는 문제점이 있었다. 예컨대, 조깅을 하면서 음악 감상을 하는 용도로는 적합하지 않다.
보다 간편한 헤드셋을 제공하기 위해, 도 2와 같이 유선 또는 무선 이어폰의 외형을 그대로 유지하되 마이크(210)를 이어폰에 실장하는 방법도 사용되고 있다.
그러나, 이와 같은 종래기술의 경우 부피를 최소화하며 착용의 편리함을 담보할 수는 있으나, 마이크가 사용자의 입에서 상대적으로 멀리 위치하기 때문에 사용자의 음성만을 정확하게 포착하기 어려우며 외부 소음이 그대로 유입되어 통화 상대방에게 전달되는 문제점을 야기한다.
이러한 문제점을 해소하기 위하여 마이크를 이어폰의 외이도 또는 귓바퀴에 삽입되는 부위에 위치시키는 시도가 이루어지고 있다. 일반적으로 골전도 방식의 마이크를 이어폰 헤드에 배치하되, 외부로 노출시키는 대신 착용시 사용자의 외이도에 밀착되도록 한다. 이에 의해 외부의 소음이 차단된 상태에서 골전도 방식에 의해 사용자의 음성만을 포착하여 통화 상대방에게 전달한다.
예컨대, 유럽 특허 제2208367호 "Multifunction system and method for integrated hearing and communication with noise cancellation and feedback management"는 외이도 내부에 배치된 골전도 마이크를 이용하여 사용자의 음성을 검출하고, 외부 사운드의 노이즈를 제거하여 음향 청취 성능을 향상시키는 기법을 제시한다.
또한, 유럽 특허 제1748678호 "Hearing device and method for reducing feedback therein"는 커널형 이어폰의 형태를 채택하되, 마이크가 외이도에 직접 노출되도록 이어피스 내에 배치하는 기술을 공지한다. 이에 의할 때, 스피커와 마이크를 서로 대칭되도록 배열함으로써 스피커로부터 마이크에 이르는 소리의 이동을 감쇄시켜 하울링 발생을 억제할 수 있게 된다.
그러나, 이와 같이 골전도 마이크를 사용하는 경우 사용자의 음성 신호를 충분한 크기로 검출하기 어려운 문제점이 있다. 이러한 방식은 비록 외부의 소음을 효과적으로 차단할 수는 있으나, 사용자의 음성 신호를 충분히 또렷하게 전달하기 어렵다는 기술적 한계를 가진다.
또한, 헤드셋의 이어폰 안쪽에 마이크를 설치하면 외부 소음은 차단할 수 있으나 마이크로부터 수신되는 음향 신호에 하울링 및/또는 에코가 발생하여 통화 품질이 저하되는 문제가 있다.
또한, 최근 스마트 기기의 입력 방법으로 음성 인식의 사용이 증가하고 있는데, 사용자 주변에서 발생하는 소음(Ambient Noise)제거를 하지 않으면 마이크를 통해 수신되는 음성 신호에 사용자 주변에서 발생하는 소음이 섞여 있어 음성 인식의 정확도가 떨어지는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 개발된 것으로, 골전도 마이크를 사용하는 대신에, ECM(electret condenser/capacitor microphone) 마이크 또는 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 마이크를 헤드에 실장하여, 외부로부터의 소음을 효과적으로 차폐할 뿐 아니라, 사용자의 음성을 충분히 포착하되 하울링과 에코의 발생을 원천적으로 차단함으로써 사용자에게 깨끗한 음향을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 헤드셋의 하울링 및 에코를 제거하여 마이크를 통해 사용자의 음성 신호만이 정확히 수신되도록 함으로써 음성 인식의 정확도를 높이는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따라, 제1 스피커 유닛이 구비된 제1 헤드와 제2 스피커 유닛 및 마이크가 구비된 제2 헤드를 포함하는 헤드셋과 연결된 모바일 기기에서 상기 헤드셋의 하울링 및 에코를 제거하는 방법은, 상기 마이크를 통해 수신되는 음향 신호를 모니터링 하는 단계와, 상기 모니터링의 결과 상기 수신되는 음향 신호에서 하울링 또는 에코에 해당하는 파형이 감지되는 경우, 상기 헤드셋의 제2 스피커 유닛으로 인가되는 채널을 차단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 수신되는 신호를 모니터링하는 단계는, 상기 제1 스피커 유닛 및 제2 스피커 유닛으로 음향 신호 출력을 인가하면서, 상기 마이크로부터의 음향 신호를 모니터링하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 스피커 유닛으로 인가되는 채널을 차단하는 단계는, 상기 모바일 기기의 호 연결 상태에서, 통신망으로부터 수신한 음향 신호를 상기 제1 스피커 유닛으로 인가하고, 상기 마이크로부터의 음향 신호를 상기 통신망을 통해 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 마이크로부터 음향 신호가 수신되지 않으면, 상기 헤드셋의 제2 스피커 유닛으로 인가되는 채널의 차단을 해제하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 마이크로부터 수신되는 음향 신호에서 하울링 또는 에코에 해당하는 파형이 감지되지 않으면, 상기 헤드셋의 제1 스피커 유닛 및 제2 스피커 유닛으로 음향 신호가 출력되도록 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 제1 스피커 유닛 및 상기 제2 스피커 유닛으로부터 출력되는 음향 신호를 모니터링 하는 단계와, 상기 제1 스피커 유닛으로부터 출력되는 음향 신호 또는 상기 제2 스피커 유닛으로부터 출력되는 음향 신호에서 하울링 또는 에코에 해당하는 파형이 감지되는 경우, 상기 제2 스피커 유닛으로 인가되는 채널을 차단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 모바일 기기가 호 연결 상태가 되면, 상기 마이크를 작동시키고 상기 제2 스피커 유닛으로 인가되는 채널을 차단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이러한 본 발명에 의할 때 헤드셋에서 하울링이나 에코가 발생되는지 모니터링하여 이를 제거하는 방법을 제공함으로써, 사용자의 음성을 충분히 포착하면서도 사용자에게 깨끗한 음질의 음향을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 헤드셋의 하울링 및 에코를 제거하여 마이크를 통해 사용자의 음성 신호만이 정확히 수신되도록 함으로써 음성 인식의 정확도를 높일 수 있다.
도 1은 마이크와 헤드가 분리되는 구조의 헤드셋을 예시하는 도면이다.
도 2는 마이크를 이어폰에 실장하는 구조의 헤드셋을 예시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 마이크가 헤드에 설치되는 구조를 가지는 헤드셋의 외형과 귀의 안쪽으로 목소리가 전달되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드셋과 헤드셋의 하울링 및 에코 제거 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드셋의 하울링 및 에코 제거 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 헤드셋의 하울링 및 에코 제거 장치가 스마트폰에 구현되는 예를 설명하는 도면이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
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 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...수단", "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 3(a)는 본 발명의 일 실시예에 따라 마이크가 헤드에 설치되는 구조를 가지는 헤드셋의 외형을 도시한 도면이고, 도 3(b)는 도 3(a)의 헤드셋을 착용한 모습과 귀의 안쪽으로 목소리가 전달되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 3(a)를 참조하면, 헤드셋의 두 헤드(301, 302) 중 한쪽 헤드(301)에 스피커 유닛(320)과 마이크(310)가 함께 설치됨을 알 수 있다.
사람의 목소리는 입 밖으로 나가기도 하지만 귀 안쪽으로 고막을 통해 전달이 되기도 한다. 귀를 막고 말을 해보면 본인의 목소리가 들리는 경우가 여기에 해당된다. 따라서 이어폰 헤드(301)에 마이크(310)를 설치하여 이어폰 착용시 도 3(b)와 같이 마이크(310)가 귀 안쪽에 위치하게 함으로써, 외부 소음을 차단하면서 귀의 안쪽으로 전달되는 목소리만 전달하도록 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 이어폰 착용시에 마이크가 사용자의 외이도에 밀착되지 않고 외이도 내부로 향하도록 배치할 수도 있다. 이 실시예의 경우에도 외부 소음을 차단하면서 귀의 안쪽으로 전달되는 목소리만 전달할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드셋과 헤드셋의 하울링 및 에코 제거 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하울링 및 에코 제거 장치는 헤드셋(420)과 연결되어 헤드셋(420)으로 음향 신호를 전송하고 헤드셋(420)의 마이크(424-2)를 통해 음향 신호를 수신하는 컴퓨팅 장치로서, 음향 정보의 재생 및 통화 기능을 가진 모바일 기기(410)이다.
모바일 기기(410)는 이동 통신 시스템을 이용하여 음성통화, 단문 메시지 서비스(SMS: Short Message Service), 데이터 송수신 서비스 등을 이용할 수 있고, 카메라를 내장하여 사용자의 요구에 따라 피사체를 촬영하거나, MP3 플레이어를 내장하여 사용자의 요구에 따라 음악을 재생할 수 있는 스마트폰 등의 휴대용 전화기로 구현될 수 있다.
모바일 기기(410)와 헤드셋(420) 간의 통신을 위하여 유선 또는 무선 통신 방식이 이용될 수 있으며, 그 예로써 블루투스(Bluetooth), 인프라레드(Infrared), 지그비(Zigbee) 등의 통신 방식이 이용될 수 있으나, 어느 한 방법으로 한정되지는 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따라 하울링 및 에코를 제거하기 위한 모바일 기기(410)는, 이동 통신망을 통해 음성 및 데이터 신호를 송수신하는 제1 통신부(417), 헤드셋(420)과 음향 신호 및 제어 신호를 주고 받기 위한 제2 통신부(413), 제1 통신부(417)를 통한 음성 통화 기능이나 오디오 파일 재생 기능 등을 수행함으로써 발생하는 출력 오디오 신호 및 입력 오디오 신호를 처리하는 제1 오디오 처리부(416), 제1 통신부(417)를 통해 송신되는 신호를 부호화하고 변조하는 송신기 및 수신되는 신호를 복조 및 복호화하는 수신기 등을 구비하는 데이터 처리부(418)를 포함할 수 있으며, 제1 오디오 처리부(416)는 데이터 처리부(418)의 오디오 코덱을 통해 디지털 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 변환하여 출력하거나 마이크로부터 발생되는 아날로그 오디오 신호를 상기 오디오 코덱을 통해 디지털 오디오 신호로 변환하여 데이터 처리부(418)로 전송하는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 모바일 기기(410)는, 제2 통신부(413)를 통해 헤드셋(420)으로부터 수신되는 음향 신호를 모니터링하여 하울링이나 에코의 발생 여부를 감지하고, 모니터링의 결과 마이크 수신 신호에서 하울링 또는 에코에 해당하는 파형이 감지되는 경우, 헤드셋(420)의 제2 스피커 유닛(424-1)으로 인가되는 채널을 차단하는 기능을 수행하는 어플리케이션을 실행하는 제어부(411)를 포함한다. 제어부(411)에 의해 수행되는 각 과정에 대해서는 도 5 및 도 6을 참조하여 더욱 상세히 후술하기로 한다.
또한, 모바일 기기(410)는, 모바일 기기(410)의 각종 기능들을 설정하기 위한 입력 수단을 제공하기 위한 입력부(414)와, 사용자의 입력에 따라 현재의 상태, 각 처리 및 동작 상태를 표시하며 모바일 기기(410)에서 발생하는 각종 출력 데이터를 표시하기 위한 표시부(412)와, 모바일 기기(410)의 동작을 제어하기 위한 프로그램 및 데이터를 저장하기 위한 메모리(415)를 포함할 수 있다.
헤드셋(420)은 제1 스피커 유닛(423-1)을 구비한 제1 헤드(423)와, 제2 스피커 유닛(424-1) 및 마이크(424-2)를 구비한 제2 헤드(424)를 포함하며, 모바일 기기(410)와의 근거리 무선 통신 또는 유선 통신을 위한 제3 통신부(421), 제3 통신부(421)로 수신된 음향 신호를 모바일 기기(410)의 제어에 따라 제1 스피커 유닛(423-1) 및/또는 제2 스피커 유닛(424-1)으로 출력하고 마이크(424-2)를 통해 입력된 음향 신호를 제3 통신부(421)를 통해 모바일 기기(410)로 송신하는 제2 오디오 처리부(422)를 포함할 수 있다.
이때, 제2 헤드(424)에 장착되는 마이크(424-2)로 ECM(electret condenser/capacitor microphone) 마이크 또는 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 마이크가 사용될 수 있으며, 착용시에 사용자의 외이도에 위치하도록 배치되거나, 외이도에 밀착되지 않고 외이도 내부로 향하도록 배치될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드셋의 하울링 및 에코 제거 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 모바일 기기(410)가 통화 모드로 전환되어 사용자가 통화를 하게 되었을 때, 헤드셋(420)의 마이크(424-2)를 통해 음향 신호가 수신되는지 체크된다(S502). 마이크(424-2)를 통해 신호가 수신되지 않으면 제1 스피커 유닛(423-1)과 제2 스피커 유닛(424-1)로 음향 신호가 계속 출력되도록 양 채널에 대한 인가 상태를 유지한다.
마이크(424-2)를 통해 음향 신호가 수신되면, 수신되는 음향 신호를 모니터링하여 하울링 또는 에코가 감지되는지 여부를 결정한다(S504).
하울링과 에코는 스피커와 마이크가 접근하여 배치되어 있을 때 스피커의 음이 마이크에 들어가 증폭되어서 다시 스피커를 통해 나오는 식으로 정궤환의 루프가 형성됨으로써 발진 상태가 되기 때문에 일어나는 잡음을 말한다.
마이크(424-2)로부터 수신되는 신호를 모니터링한 결과, 마이크 수신 신호에서 하울링 또는 에코에 해당하는 파형이 감지되는 경우(S506), 제2 스피커 유닛(424-1)으로 인가되는 채널을 차단한다(S508).
구체적으로, 모바일 기기(410)의 호 연결 상태에서, 통신망으로부터 수신한 음향 신호를 제1 스피커 유닛(423-1)으로 인가하고 헤드셋(420)에서 마이크(424-2)와 동일 헤드(424)에 배치되어 있는 제2 스피커 유닛(424-1)으로는 음향 신호가 들어가지 않도록 차단하며, 마이크(424-2)로부터의 음향 신호를 제2 통신부(413)를 통해 수신한다.
수신되는 음향 신호에서 하울링 또는 에코에 해당하는 파형이 감지되지 않는 경우는(S506), 제1 스피커 유닛(423-1)과 제2 스피커 유닛(424-1)로의 음향 신호 유입을 계속 인가하면서 마이크(424-2)를 통한 수신 신호의 모니터링을 계속한다.
또한, 제2 스피커 유닛(424-1)으로 인가되는 채널이 차단된 상태에서, 마이크(424-2)로부터 음향 신호가 수신되지 않으면, 제2 스피커 유닛(424-1)으로 인가되는 채널의 차단을 해제함으로써, 양 쪽의 스피커 유닛(423-1, 424-1) 모두에서 음향 신호가 출력되도록 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 마이크(424-2)로부터 수신되는 신호뿐만 아니라 제1 스피커 유닛(423-1) 및/또는 제2 스피커 유닛(424-1)으로 출력되는 신호를 모니터링하여 하울링이나 에코 발생을 감시할 수 있다. 이 경우, 제1 스피커 유닛(423-1) 및/또는 제2 스피커 유닛(424-1)으로 출력되는 신호를 모니터링한 결과 하울링 또는 에코에 해당하는 파형이 감지되면 상기 제2 스피커 유닛(424-1)으로 인가되는 채널을 차단함으로써 하울링/에코를 제거할 수 있다.
한편, 통화 연결시 마이크 수신 신호나 스피커 출력 신호의 분석 없이 제2 스피커 유닛(424-1)으로 인가되는 채널을 차단함으로써 하울링이나 에코를 원천적으로 차단할 수도 있다. 이 경우, 통화 수신 또는 통화 발신에 의해 모바일 기기(410)가 호 연결 상태가 되면, 마이크(424-2)를 작동시키고 제2 스피커 유닛(424-1)으로 인가되는 채널을 차단할 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 헤드셋의 하울링 및 에코 제거 장치가 스마트폰에 구현되는 예를 설명하는 도면이다.
사용자가 스마트폰을 통해 음향 정보를 재생하여 듣거나 통화하는 동안 기본적으로 제1 스피커 유닛(621)과 제2 스피커 유닛(622) 둘다로 음향 신호가 출력되어, 사용자가 좋은 품질로 음향 신호를 듣도록 한다.
그러나 통화 연결이 되어 마이크(623)로부터 신호가 수신되면 하울링이나 에코 현상이 일어날 수 있으므로, 스마트폰에 설치되는 하울링 및 에코 방지 앱이 실행되어 마이크로부터 수신되는 신호 및/또는 스피커를 통해 출력되는 신호를 계속 모니터링 함으로써, 하울링 또는 에코에 해당하는 파형이 감지되는지 여부를 체크한다.
하울링 또는 에코에 해당하는 파형이 감지되는 경우, 하울링 및 에코 방지 앱은 마이크(623)와 동일한 헤드에 설치되어 있는 제2 스피커 유닛(622)으로 인가되는 채널을 차단함으로써 하울링이나 에코 신호를 제거한다.
본 발명에 따른 하울링 및 에코 방지 기능은 자동 또는 수동으로 실행될 수 있다.
자동으로 실행되는 경우에는 마이크(623)를 통해 신호가 수신되거나 통화 연결 상태가 되면 하울링 및 에코 방지를 위한 신호 모니터링 및 제2 스피커 유닛(622)으로의 채널을 차단하는 동작이 수행될 것이다. 이때, 하울링/에코 방지 기능이 켜져 있다는 것을 화면에 표시함으로써, 사용자로 하여금 양쪽의 스피커 유닛 중 하나를 통해서만 음향 신호가 출력되고 있음을 인지하도록 할 수 있다.
반면, 수동으로 실행되는 경우는 도 6에 도시된 바와 같이 스마트폰 화면을 통해 사용자가 '하울링/에코 제거 기능(610)'을 켠 경우에 하울링 및 에코 방지를 위한 신호 모니터링 및 제2 스피커 유닛(622)으로의 채널을 차단하는 동작이 수행될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.

Claims (10)

  1. 제1 스피커 유닛이 구비된 제1 헤드와 제2 스피커 유닛 및 마이크가 구비된 제2 헤드를 포함하는 헤드셋과 연결된 모바일 기기에서 상기 헤드셋의 하울링 및 에코를 제거하는 방법에 있어서,
    상기 마이크를 통해 수신되는 음향 신호를 모니터링 하는 단계와,
    상기 모니터링의 결과 상기 수신되는 음향 신호에서 하울링 또는 에코에 해당하는 파형이 감지되는 경우, 상기 헤드셋의 제2 스피커 유닛으로 인가되는 채널을 차단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하울링 및 에코 제거 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수신되는 음향 신호를 모니터링하는 단계는,
    상기 제1 스피커 유닛 및 제2 스피커 유닛으로 음향 신호 출력을 인가하면서, 상기 마이크로부터의 음향 신호를 모니터링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하울링 및 에코 제거 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 스피커 유닛으로 인가되는 채널을 차단하는 단계는,
    상기 모바일 기기의 호 연결 상태에서, 통신망으로부터 수신한 음향 신호를 상기 제1 스피커 유닛으로 인가하고, 상기 마이크로부터의 음향 신호를 상기 통신망을 통해 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하울링 및 에코 제거 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로부터 음향 신호가 수신되지 않으면, 상기 헤드셋의 제2 스피커 유닛으로 인가되는 채널의 차단을 해제하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하울링 및 에코 제거 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로부터 수신되는 음향 신호에서 하울링 또는 에코에 해당하는 파형이 감지되지 않으면, 상기 헤드셋의 제1 스피커 유닛 및 제2 스피커 유닛으로 음향 신호가 출력되도록 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하울링 및 에코 제거 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 스피커 유닛 및 상기 제2 스피커 유닛으로부터 출력되는 음향 신호를 모니터링 하는 단계와,
    상기 제1 스피커 유닛으로부터 출력되는 음향 신호 또는 상기 제2 스피커 유닛으로부터 출력되는 음향 신호에서 하울링 또는 에코에 해당하는 파형이 감지되는 경우, 상기 제2 스피커 유닛으로 인가되는 채널을 차단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하울링 및 에코 제거 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 모바일 기기가 호 연결 상태가 되면, 상기 마이크를 작동시키고 상기 제2 스피커 유닛으로 인가되는 채널을 차단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하울링 및 에코 제거 방법.
  8. 제1 스피커 유닛이 구비된 제1 헤드와 제2 스피커 유닛 및 마이크가 구비된 제2 헤드를 포함하는 헤드셋과 연결된 모바일 기기에서 상기 헤드셋의 하울링 및 에코를 제거하는 방법을 실행하기 위해 기록매체에 기록된 컴퓨터 프로그램에 있어서, 상기 방법은,
    상기 마이크를 통해 수신되는 음향 신호를 모니터링 하는 단계와,
    상기 모니터링의 결과 상기 수신되는 음향 신호에서 하울링 또는 에코에 해당하는 파형이 감지되는 경우, 상기 헤드셋의 제2 스피커 유닛으로 인가되는 채널을 차단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 제1 스피커 유닛 및 상기 제2 스피커 유닛으로부터 출력되는 음향 신호를 모니터링 하는 단계와,
    상기 제1 스피커 유닛으로부터 출력되는 음향 신호 또는 상기 제2 스피커 유닛으로부터 출력되는 음향 신호에서 하울링 또는 에코에 해당하는 파형이 감지되는 경우, 상기 제2 스피커 유닛으로 인가되는 채널을 차단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 모바일 기기가 호 연결 상태가 되면, 상기 마이크를 작동시키고 상기 제2 스피커 유닛으로 인가되는 채널을 차단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램.
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