KR101661106B1 - The dangerous situation notification apparatus by using 2-channel sound input-output device standing on the basis headset - Google Patents
The dangerous situation notification apparatus by using 2-channel sound input-output device standing on the basis headset Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 헤드셋 기반 2채널 음향 입출력 장치를 이용한 위험상황 알림장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음향 신호를 이용해 주변 상황인지 및 알림을이용하여 헤드폰, 헤드셋, 이어폰에 마이크를 탑재하여 사용자 주변에 발생하는 소리를 입력받고 이를 분석하여, 위험 요소 발생시, 스피커를 통해 위험 요소의 방향과 종류를 알리는 헤드셋 기반 2채널 음향 입출력 장치를 이용한 위험상황 알림장치에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 헤드폰을 쓰고 있는 사람에게 필요한 주변 소음을 감지하여 알림으로써 사용자의 안전과 편의를 도모할 수 있는 효과를 발휘하게 된다.
나아가 청각장애자에게 이를 적용(알림을 소리 대신 진동으로 전달함)하면, 보이지 않는 사각 지역에 대한 보행의 안전 제공할 수 있을 것으로 기대된다.The present invention relates to a dangerous situation notification device using a headset-based two-channel sound input / output device, and more particularly, to a dangerous situation notification device using a headset, a headset and an earphone, Channel sound input / output apparatus using a headset for informing the direction and type of a dangerous element through a speaker when a dangerous element occurs.
According to the present invention, it is possible to provide the user with safety and convenience by detecting ambient noise necessary for a person wearing a headphone and notifying the user of the ambient noise.
Furthermore, applying it to the hearing impaired (transmitting a notification instead of a sound as a vibration), it is expected that it will provide the safety of the walking to the invisible rectangular area.
Description
본 발명은 헤드셋 기반 2채널 음향 입출력 장치를 이용한 위험상황 알림장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음향 신호를 이용해 주변 상황인지 및 알림을이용하여 헤드폰, 헤드셋, 이어폰에 마이크를 탑재하여 사용자 주변에 발생하는 소리를 입력받고 이를 분석하여, 위험 요소 발생시, 스피커를 통해 위험 요소의 방향과 종류를 알리는 헤드셋 기반 2채널 음향 입출력 장치를 이용한 위험상황 알림장치에 관한 것이다.The present invention relates to a dangerous situation notification device using a headset-based two-channel sound input / output device, and more particularly, to a dangerous situation notification device using a headset, a headset and an earphone, Channel sound input / output apparatus using a headset for informing the direction and type of a dangerous element through a speaker when a dangerous element occurs.
보행 중에 스마트폰을 통해 음악 청취, 게임을 하는 행동은 주변 상황에 대한 판단을 흐리게 하고, 그에 따라 위험한 사고로 연결될 수 있다. Listening to music and playing games on a smartphone while walking can blur the judgment of the surrounding situation and lead to dangerous accidents accordingly.
또한, 청각 장애인이나 난청이 있는 노인의 경우도 마찬가지로 사각지대에서 발생하는 위험 상황에 노출되어 있다. In addition, the hearing impaired or the elderly with hearing loss are also exposed to the dangerous situation in the blind spot.
인용문헌1인 대한민국등록특허공보 10-1382553호인 외부상황 인지 리시버의 경우에는 외부 음원(주변 소음)과 내부 음원(음악 등)을 같이 사용자에게 전달하여 주변 위험 상황을 사용자가 직접 감지할 수 있도록 하는 기술이다.In the case of the external situation aware receiver, which is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1382553, the external sound source (ambient noise) and the internal sound source (music, etc.) are transmitted to the user together so that the user can directly detect the surrounding dangerous situation Technology.
상기한 인용문헌1의 경우에는 외부 음원으로 인한 내부 음원 오염이 불가피하며, 사용자가 직접 소음을 듣고 판단해야 하므로 스마트폰을 통해 다른 활동(게임, 동영상 시청 등)에 집중하고 있다면, 대처가 늦을 수 있는 단점이 존재하게 된다.In the case of the cited document 1, contamination of the internal sound source due to an external sound source is inevitable. Since the user must directly listen to and judge the noise, if the user is concentrating on other activities (games, video watching, etc.) There is a shortcoming.
또한, 인용문헌2인 대한민국공개특허공보 10-2007-0070812호인 휴대용 멀티미디어 장치의 경고 장치 및 그 경고 방법의 경우에는 기존 소음 평균치에 비해 큰 소음이 발생할 경우, 위협음으로 판단하여 기존 내부 음원의 스피커 볼륨을 줄이고 사용자에게 위협음 발생을 알리는 기술이다.In the case of the warning device and the warning method of the portable multimedia device of Korean Patent Publication No. 10-2007-0070812, which is cited document 2, when a loud noise is generated as compared with the existing noise level, it is determined that the sound is a threat sound, It is a technique to reduce the volume and notify the user of the occurrence of a threat.
상기한 인용문헌2의 경우에는 소리 크기와 저장된 파형 비교로 인한 위협음 판단하는 것으로서, 파형 비교 방식의 경우, 위험음에 대해 일치된 파형을 모두 갖고 있어야 감지가 가능하므로 다양한 음향 변이에 대한 대처가 어려우며, 위협음이 발생했을 때, 사용자가 직접 주변을 살펴서 위험 요소의 위치와 종류를 판단해야 하는 과정이 필요하므로 대처가 늦을 수 있는 단점이 존재하게 된다.In the case of the above-mentioned cited document 2, the threat level due to the comparison of the sound size and the stored waveform is determined. In the case of the waveform comparison method, since it is necessary to have all the waveforms matched for the dangerous sound, When there is a threat, it is necessary for the user to directly look around and determine the location and type of the risk element, so that there is a disadvantage that the action may be delayed.
따라서, 사용자의 주변 상황에 대해 지속적으로 분석하고, 위험 요소로 판단되는 상황이 발생했을 때, 이를 적절히 알림으로써 사용자의 안전을 도모하고자 하는 기술이 필요하게 되었다.Therefore, it is necessary to continuously analyze the surrounding situation of the user and to provide the user with safety by appropriately notifying the user when a situation is determined to be a risk factor.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 직접 음원의 종류를 판별하고, 각 위협 음원의 크기를 분석하여 현재 상황에 위협요소가 있는지 세밀하게 판단하고 알림으로써, 사용자가 빠르게 위험 상황을 대처할 수 있도록 하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior arts, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for detecting a threat by directly discriminating a type of a sound source and analyzing a size of each threat source, As a reminder, it is intended to allow the user to quickly respond to a risk situation.
본 발명의 다른 목적은 음원의 방향 정보를 단말장치(이어폰, 헤드셋, 헤드폰)의 좌우 스피커 볼륨 조정을 통해 경고음으로 전달함으로써 사용자가 위험 감지후, 위험 요소 방향을 찾는 2차 판단 과정을 단축할 수 있도록 하는데 있다.Another object of the present invention is to shorten the second judging process in which a user searches for a dangerous element direction after detecting a danger by transmitting direction information of a sound source to a warning sound through adjusting the volume of left and right speakers of a terminal device (earphone, headset, headphone) .
본 발명의 또 다른 목적은 경고음을 각 위험 음원별로 직관적인 음향을 통해 알리도록 하는데 있다.Another object of the present invention is to notify a warning sound through an intuitive sound for each dangerous sound source.
본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 헤드셋 기반 2채널 음향 입출력 장치를 이용한 위험상황 알림장치는,According to an aspect of the present invention, there is provided a risk-situation notification apparatus using a headset-based 2-channel sound input / output apparatus,
좌측 음원과 우측 음원을 각각 획득하기 위한 좌측 마이크수단(10)과 우측마이크 수단(20)을 포함하여 구성되는 마이크수단(30)과;A microphone means (30) comprising left microphone means (10) and right microphone means (20) for acquiring a left sound source and a right sound source, respectively;
음향상황판단수단(100)으로부터 출력되는 경고음등을 출력하는 좌측스피커 수단(50)과 우측스피커수단(60)을 포함하여 구성되는 스피커수단(70)과;A speaker means 70 comprising a left speaker means 50 and a right speaker means 60 for outputting a warning sound or the like outputted from the acoustic situation judgment means 100;
음량 크기를 판단하여 위험상황 음원인지 정상상황 음원인지를 판단하고, 위험 상황 음원일 경우에 각 위험 음원별 경고가 필요한 음량 수준을 설정한 테이블을 참조하여 경고 상황을 판단하며, 경고 상황으로 판단될 경우에 음원 방향 정보를 음원방향추정수단으로부터 획득하여 음원 방향 정보를 참조하여 경고음의 출력 음량을 조절함으로 해당 방향을 직감할 수 있도록 좌측스피커수단과 우측스피커수단으로 경고음을 출력하기 위한 음향상황판단수단(100)과;Determines a warning situation by referring to a table in which a volume level is determined to determine whether the sound source is a dangerous condition source or a normal situation sound source and if the sound source is a dangerous sound source, An audio situation determination means for outputting a warning sound by using the left speaker means and the right speaker means so as to intuit the corresponding direction by controlling the output volume of the warning sound by referring to the sound source direction information by acquiring the sound source direction information from the sound source direction estimation means, (100);
음향에 대해 지속적으로 음향 방향을 추정하고, 일정 시간 동안 결과를 기록하여 음향상황판단수단으로 음원 방향 정보를 제공하기 위한 음원방향추정수단(200)을 포함한다.And sound source direction estimation means 200 for estimating the sound direction continuously with respect to the sound and recording the result for a predetermined time to provide the sound source direction information to the sound situation determination means.
요즘 스마트폰의 발달로 인해 이어폰, 헤드폰, 헤드셋의 사용이 늘고 있으며, 이러한 장치를 사용하게 되면 주변 소음을 듣지 못하여 주변 사람들에게 불편함을 초래하거나, 위험한 상황이 발생하기도 한다.Recently, the use of earphone, headphone, and headset is increasing due to the development of smartphone. When these devices are used, they may not hear the surrounding noise, causing inconvenience to the people around them or causing a dangerous situation.
그러나, 이상의 구성 및 작용을 지니는 본 발명에 따른 헤드셋 기반 2채널 음향 입출력 장치를 이용한 위험상황 알림시스템을 통해, 헤드폰을 쓰고 있는 사람에게 필요한 주변 소음을 감지하여 알림으로써 사용자의 안전과 편의를 도모할 수 있는 효과를 발휘하게 된다. However, the dangerous situation notification system using the headset-based 2-channel audio input / output apparatus according to the present invention having the above-described configuration and action detects the surrounding noise required for the person wearing the headphone, The effect can be achieved.
나아가 청각장애자에게 이를 적용(알림을 소리 대신 진동으로 전달함)하면, 보이지 않는 사각 지역에 대한 보행의 안전 제공할 수 있을 것으로 기대된다.Furthermore, applying it to the hearing impaired (transmitting a notification instead of a sound as a vibration), it is expected that it will provide the safety of the walking to the invisible rectangular area.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 헤드셋 기반 2채널 음향 입출력 장치를 이용한 위험상황 알림장치의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 헤드셋 기반 2채널 음향 입출력 장치를 이용한 위험상황 알림장치의 음향상황판단수단 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 헤드셋 기반 2채널 음향 입출력 장치를 이용한 위험상황 알림장치의 음원판단부 블록도이다.
도 4은 본 발명의 일실시예에 따른 헤드셋 기반 2채널 음향 입출력 장치를 이용한 위험상황 알림장치의 음원방향추정수단 블록도이다.1 is an overall configuration diagram of a dangerous situation notification device using a headset-based 2-channel audio input / output device according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of an acoustic situation determination means of a dangerous situation notification device using a headset-based two-channel sound input / output device according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a sound source determination unit of a dangerous situation notification device using a headset-based 2-channel sound input / output device according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of a sound source direction estimating means of a dangerous situation notification device using a headset-based 2-channel sound input / output device according to an embodiment of the present invention.
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만, 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. The following merely illustrates the principles of the invention. Therefore, those skilled in the art will be able to devise various apparatuses which, although not explicitly described or illustrated herein, embody the principles of the invention and are included in the concept and scope of the invention.
또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.Furthermore, all of the conditional terms and embodiments listed herein are, in principle, only intended for the purpose of enabling understanding of the concepts of the present invention, and are not to be construed as limited to such specifically recited embodiments and conditions do.
또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들 뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. It is also to be understood that the detailed description, as well as the principles, aspects and embodiments of the invention, as well as specific embodiments thereof, are intended to cover structural and functional equivalents thereof.
또한, 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It is also to be understood that such equivalents include all elements contemplated to perform the same function irrespective of currently known equivalents as well as equivalents to be developed in the future.
따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블록도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.Thus, for example, it should be understood that the block diagrams herein illustrate conceptual aspects of exemplary circuits embodying the principles of the invention. Similarly, all flowcharts, state transition diagrams, pseudo code, and the like are representative of various processes that may be substantially represented on a computer-readable medium and executed by a computer or processor, whether or not the computer or processor is explicitly shown .
프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. The functions of the various elements shown in the figures, including the functional blocks depicted in the processor or similar concept, may be provided by use of dedicated hardware as well as hardware capable of executing software in connection with appropriate software.
프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.When provided by a processor, the functions may be provided by a single dedicated processor, a single shared processor, or a plurality of individual processors, some of which may be shared.
또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.Also, the explicit use of terms such as processor, control, or similar concepts should not be interpreted exclusively as hardware capable of running software, and may be used without limitation as a digital signal processor (DSP) (ROM), random access memory (RAM), and non-volatile memory. Other hardware may also be included.
이러한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.
It is to be understood that the invention defined by the appended claims is not to be construed as encompassing any means capable of providing such functionality, as the functions provided by the various listed means are combined and combined with the manner in which the claims require .
본 발명의 과제를 해결하기 위한 수단은 하기와 같다.Means for solving the problems of the present invention are as follows.
즉, 본 발명의 헤드셋 기반 2채널 음향 입출력 장치를 이용한 위험상황 알림장치는 좌측 음원과 우측 음원을 각각 획득하기 위한 좌측 마이크수단(10)과 우측마이크수단(20)을 포함하여 구성되는 마이크수단(30)과;That is, the risk-situation notification apparatus using the headset-based two-channel sound input / output apparatus of the present invention includes a microphone means (not shown) including left microphone means 10 and right microphone means 20 for acquiring a left sound source and a right sound source, respectively 30);
음향상황판단수단(100)으로부터 출력되는 경고음등을 출력하는 좌측스피커수단 (50)과 우측스피커수단(60)을 포함하여 구성되는 스피커수단(70)과;A speaker means 70 comprising a left speaker means 50 and a right speaker means 60 for outputting a warning sound or the like outputted from the acoustic situation judgment means 100;
음량 크기를 판단하여 위험상황 음원인지 정상상황 음원인지를 판단하고, 위험 상황 음원일 경우에 각 위험 음원별 경고가 필요한 음량 수준을 설정한 테이블을 참조하여 경고 상황을 판단하며, 경고 상황으로 판단될 경우에 음원 방향 정보를 음원방향추정수단으로부터 획득하여 음원 방향 정보를 참조하여 경고음의 출력 음량을 조절하여 해당 방향을 직감할 수 있도록 좌측스피커수단과 우측스피커수단으로 경고음을 출력하기 위한 음향상황판단수단(100)과;Determines a warning situation by referring to a table in which a volume level is determined to determine whether the sound source is a dangerous condition source or a normal situation sound source and if the sound source is a dangerous sound source, An audio situation determining means for obtaining a sound source direction information from the sound source direction estimating means and outputting a warning sound by using the left speaker means and the right speaker means to adjust the output sound volume of the alarm sound by referring to the sound source direction information, (100);
음향에 대해 지속적으로 음향 방향을 추정하고, 일정 시간 동안 결과를 기록하여 음향상황판단수단으로 음원 방향 정보를 제공하기 위한 음원방향추정수단(200A sound source direction estimating means 200 for estimating the sound direction continuously with respect to the sound and recording the result for a predetermined time to provide the sound source direction information to the sound situation determining means
)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
).
이때, 상기 음향상황판단수단(100)은 음량 크기를 판단하고, 위험상황 음원인지 정상상황 음원인지를 판단하기 위한 음원판단부(110)와,각 위험 음원별 경고가 필요한 음량 수준을 설정한 테이블을 참조하여 경고가 필요한 음량 수준인지를 판단하여 경고 상황 여부를 판단하기 위한 경고상황판단부(120)와,At this time, the sound
상기 경고상황판단부에서 경고 상황으로 판단될 경우에, 해당 경고음이 발생한 시점의 음원 방향 정보를 음원방향추정수단으로부터 획득하여 음원 방향 정보를 참조하여 좌측스피커수단과 우측스피커수단의 경고음 출력 음량을 조절하여 해당 방향을 직감할 수 있도록 경고음을 출력하기 위한 경고알림처리부(130)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
The sound source direction information at the time when the alarm sound is generated is obtained from the sound source direction estimation means and the sound source output volume of the left speaker means and the right speaker means is adjusted by referring to the sound source direction information And an alarm notification processing unit 130 for outputting a warning sound so that the user can intuitively sense the corresponding direction.
이때, 상기 음원판단부(110)는,음원 종류 분류를 위하여,MFCC(Mel-Filterbank Cepstral Coefficients)를 수행하여 음향 특징 정보를 추출하기 위한 음향특징정보추출모듈(111)과,Deep Neural Net(DNN) 알고리즘을 통해 대상 음원(위험상황 음향)과 비대상 음원(정상상황 음향)에 대한 모델을 구성하기 위한 음원모델구성모듈The sound
(112)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
(112).
이때, 상기 음원방향추정수단(200)은,음원 발생 방향에 따른 음향의 좌우측마이크 간 도착 시간차(TDOA, Time-Delay-Of-Arrival)를 바탕으로 음원의 발생 각도를 추정하는 것을 특징으로 한다.In this case, the sound source
이때, 상기 음원방향추정수단(200)은,좌우측마이크 간 Cross-Correlation 계산을 통해 동일 음원 구간이 발생한 시간을 찾기 위한 동일음원발생시간검색모듈Here, the sound source
(211)과, 좌우측 마이크에 도착한 음원의 도착 시간 차를 통해 TDOA를 계산하여 발생 각도를 추정하기 위한 발생각도추정모듈(212)과,상기 추정된 각도와 음향 발생시간을 히스토리에 기록하기 위한 히스토리기록모듈(213)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
A generation angle estimating
이하에서는, 본 발명에 의한 헤드셋 기반 2채널 음향 입출력 장치를 이용한 위험상황 알림시스템의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, an embodiment of a risk notification system using a headset-based 2-channel audio input / output device according to the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 헤드셋 기반 2채널 음향 입출력 장치를 이용한 위험상황 알림장치의 전체 구성도이다.1 is an overall configuration diagram of a dangerous situation notification device using a headset-based 2-channel audio input / output device according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 헤드셋 기반 2채널 음향 입출력 장치를 이용한 위험상황 알림장치는 마이크수단(30)과; 스피커수단(70)과; 음향상황판단수단(100); 및 음원방향추정수단(200);을 포함하여 구성되게 된다.
As shown in FIG. 1, the dangerous situation notification device using the headset-based 2-channel audio input / output device of the present invention includes a
본 발명 장치의 하드웨어적 구성을 살펴보면, 음향 입출력 수단, 음향 처리 수단으로 대별된다. 음향 입출력 수단은 2개의 마이크와 2개의 스피커를 포함하여 구성되게 된다. 또한, 상기 음향 처리 수단은 바람직하게는 2채널 Audio 입/출력 및 처리가 가능한 DSP 보드로 구성된다. The hardware configuration of the present invention apparatus is roughly divided into an acoustic input / output unit and an acoustic processing unit. The sound input / output means includes two microphones and two speakers. The sound processing means preferably comprises a DSP board capable of two-channel audio input / output and processing.
상기 DSP 보드에는 음향상황판단수단(100)과 음원방향추정수단(200)을 포함하여 구성시키게 된다. 이때, DSP 보드의 전체 수행 과정은 음향상황 판단과 음원방향을 추정하는 두 과정이 병렬로 진행된다. The DSP board includes an acoustic condition determining means 100 and a sound source direction estimating means 200. At this time, the entire process of the DSP board is performed in parallel with two processes of judging an acoustic situation and estimating a sound source direction.
그리고, 마이크와 스피커를 DSP 보드에 연결하기 위한 와이어가 존재하게 되며, 헤드셋 기반으로 설명하고 있으나, 헤드폰 및 이어폰에도 적용이 가능하게 된다.There is a wire for connecting the microphone and the speaker to the DSP board. Although the explanation is based on the headset, it is applicable to the headphone and the earphone.
음향상황 판단 과정은 일정에너지 이상을 갖는 음향을 감지하여 해당 음향의 종류를 분류하는 음원판단과정, 분류된 음원이 위험상황의 음향인지 정상상황 음향인지 판단하는 경고상황판단과정, 앞선 과정을 통해 경고 상황으로 판단될 경우 스피커를 통해 해당 음향이 발생된 방향으로 경고음을 알리는 경고알림과정으로 구성된다. The process of determining an acoustic condition includes a sound source determination process for classifying a sound type having a predetermined energy or more and classifying the sound type, a warning condition determination process for determining whether the classified sound source is a sound in a dangerous situation or a normal situation sound, And a warning notification process for notifying a warning sound in the direction in which the sound is generated through the speaker when the situation is determined.
또한, 음원방향추정 과정은 일정 에너지 이상을 갖는 음향에 대해 지속적으로 방향을 추정하고, 일정 시간 동안 결과를 기록하여 음원방향정보를 산출하는 과정을 포함하여 구성된다.
In addition, the sound source direction estimation process includes a process of continuously estimating a direction of sound having a predetermined energy or more and recording the result for a predetermined time to calculate sound source direction information.
좀 더 구체적으로 설명하자면, 상기 마이크수단(30)은 좌측 음원과 우측 음원을 각각 획득하기 위한 좌측마이크수단(10)과 우측마이크수단(20)을 포함하여 구성되게 된다.More specifically, the
그리고, 스피커수단(70)에는 음향상황판단수단으로부터 출력되는 경고음등을 출력하는 좌측 스피커수단(50)과 우측스피커수단(60)을 포함하여 구성되게 된다.The speaker means 70 includes a left speaker means 50 and a right speaker means 60 for outputting an alarm sound or the like outputted from the sound situation determination means.
한편, 마이크수단의 좌측마이크수단과 우측마이크수단에 Corn을 구성하여, 콘을 이용해 마이크의 후면 지향 특성을 강화하는 것도 가능할 것이다.
On the other hand, it is also possible to construct Corn on the left microphone means and the right microphone means of the microphone means and to reinforce the backward-directed characteristic of the microphone using the cone.
음향상황판단수단(100)은 음량 크기를 판단하여 위험상황 음원인지 정상상황 음원인지를 판단하고, 위험 상황 음원일 경우에 각 위험 음원별 경고가 필요한 음량 수준을 설정한 테이블을 참조하여 경고 상황을 판단하게 된다.The sound condition determining means 100 judges whether the sound volume is a dangerous situation sound source or a normal situation sound source. If the sound situation determining means 100 is a dangerous situation sound source, the sound situation determining means 100 refers to the table in which the sound level required for each danger sound source is set, .
이를 위하여 각 위험 음원별 경고가 필요한 음량 수준을 설정한 테이블을 메모리부에 저장하게 된다. 이때, 경고 상황으로 판단될 경우에 음원 방향 정보를 음원방향추정수단으로부터 획득하여 음원 방향 정보를 참조하여 경고음의 출력 음량을 조절하여 해당 방향을 직감할 수 있도록 좌측스피커수단과 우측스피커수단으로경고음을 출력하게 되는 것이다.For this purpose, a table in which a volume level required for each dangerous sound source is set is stored in the memory unit. In this case, when it is determined that the alarm condition is detected, the sound source direction information is obtained from the sound source direction estimation means, and the output sound volume of the alarm sound is adjusted with reference to the sound source direction information to generate a warning sound by the left speaker means and the right speaker means .
한편, 음원방향추정수단(200)은 음향에 대해 지속적으로 음향 방향을 추정하고, 일정 시간 동안 결과를 기록하여 음향상황판단수단으로 음원 방향 정보를 제공하게 되는 것이다.On the other hand, the sound source direction estimating means 200 continuously estimates the sound direction for the sound, records the result for a predetermined time, and provides the sound source direction information to the sound situation determining means.
따라서, 음원의 종류를 판별하고, 각 위협 음원의 크기를 분석하여 현재 상황에 위협 요소가 있는지 세밀하게 판단하고 알림으로써, 사용자가 빠르게 위험 상황을 대처할 수 있게 한다. Accordingly, the type of the sound source is discriminated and the size of each threat source is analyzed, so that the user is able to quickly cope with the dangerous situation by precisely judging whether or not there is a threat in the present situation and by informing.
또한, 음원의 방향 정보를 이어폰, 헤드셋, 헤드폰의 좌우 스피커 볼륨 조정을 통해 경고음으로 전달함으로써, 사용자가 위험 감지후, 위험 요소 방향을 찾는 2차 판단 과정을 단축할 수 있게 한다. Also, the direction information of the sound source is transmitted to the alarm sound through adjusting the volume of the left and right speakers of the earphone, the headset, and the headphone, so that the user can shorten the second determination process for detecting the dangerous direction after the danger detection.
즉, 경고음을 각 위험 음원 별로 직관적인 음향, 예를 들어, 차량 관련 위협음은 빵빵, 충돌 및 폭발음은 펑, 깨지는 소지는 쨍그랑 등의 음향으로서 제공하여 사용자가 직각적으로 알 수 있도록 하는 것이다.That is, the warning sound is intuitively pertinent to each dangerous sound source, for example, sound of a vehicle-related threat is provided as sounds such as crickets, collision and explosion sounds, and sound of cracked objects such as clinker.
한편, 청각장애인의 경우, 부가적인 특징으로 진동센서를 상기 DSP 보드에 구성하게 되면 분류한 위험 음원이 감지되면 방향 정보에 따른 좌/우 진동을 달리 전달하여 그 방향으로 청각장애인이 알 수 있도록 할 수도 있다.
On the other hand, in the case of the hearing-impaired person, if the vibration sensor is configured on the DSP board as an additional feature, if the classified dangerous sound source is detected, the left / right vibration according to the direction information is transmitted differently so that the hearing- It is possible.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 헤드셋 기반 2채널 음향 입출력 장치를 이용한 위험상황 알림장치의 음향상황판단수단(100)의 블록도이다.FIG. 2 is a block diagram of an acoustic situation determination means 100 of a dangerous situation notification device using a headset-based 2-channel audio input / output device according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시한 바와 같이, 상기 음향상황판단수단(100)은 음원판단부(110)와, 경고상황판단부(120)와, 경고알림처리부(130)를 포함하여 구성된다.2, the sound
상기 음원판단부(110)는 음량 크기를 판단하고, 일정 에너지 이상의 음향 구간을 검출하여 음원 종류 분류를 수행한다. 즉, 위험상황 음원인지 정상상황 음원인지를 판단하는 기능을 수행하게 된다.The sound
이때, 출력값은 발생한 음향 구간의 평균 음량값, 음원 분류를 통한 인식 결과값을 포함하고 있다.At this time, the output value includes the average volume value of the generated sound section and the recognition result value through sound source classification.
상기 경고상황판단부(120)는 각 위험 음원별 경고가 필요한 음량 수준을 설정한 테이블을 참조하여 상기 음원판단부에서 제공된 평균 음량값과 인식 결과값을 참조하여 경고가 필요한 음량 수준인지를 판단함으로 경고 상황 여부를 판단하게 된다. 이때, 경고상황판단부에서 경고 상황으로 판단될 경우에 경고알림처리부는The warning
해당 경고음이 발생한 시점의 음원 방향 정보를 음원방향추정수단으부터 획득하여 음원 방향 정보를 참조하여 좌측스피커수단 또는 우측스피커수단으로 경고음 출력 음량을 조절하여 해당 방향을 직감할 수 있도록 경고음을 출력하게 되는 것이다
The sound source direction information at the time when the corresponding alarm sound is generated is obtained from the sound source direction estimating means and the alarm sound output volume is adjusted by adjusting the volume of the alarm sound output by the left speaker means or the right speaker means with reference to the sound source direction information, will be
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 헤드셋 기반 2채널 음향 입출력 장치를 이용한 위험상황 알림장치의 음원판단부(110)의 블록도이다.3 is a block diagram of a sound
도 3에 도시한 바와 같이, 상기 음원판단부(110)는 음원 종류 분류하는 기능을 수행하게 된다. 이를 위하여 음향특징정보추출모듈(111),음원모델구성모듈(112)As shown in FIG. 3, the sound
을 포함하여 구성되게 된다..
상기 음향특징정보추출모듈(111)은 MFCC(Mel-Filterbank Cepstral Coefficients)를 수행하여 음향 특징 정보를 추출하게 된다.The acoustic feature
또한, 상기 음원모델구성모듈(112)은 Deep Neural Net(DNN) 알고리즘을 이용하여 대상 음원(위험상황 음향)과 비대상 음원(정상상황 음향)에 대한 모델을 구성하게 되고, 이를 인식하도록 하는 것이다.
In addition, the sound source model construction module 112 constructs a model for a target sound source (dangerous situation sound) and a non-target sound source (normal situation sound) by using a Deep Neural Net (DNN) algorithm, .
도 4은 본 발명의 일실시예에 따른 헤드셋 기반 2채널 음향 입출력 장치를 이용한 위험상황 알림장치의 음원방향추정수단(200)의 블록도이다.4 is a block diagram of a sound source direction estimating means 200 of a dangerous situation notification apparatus using a headset-based two-channel sound input and output apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4에 도시한 바와 같이, 상기 음원방향추정수단(200)은 음원 발생 방향에 따른 음향의 마이크 간 도착 시간차(TDOA, Time-Delay-Of-Arrival)를 바탕으로 음원의 발생 각도를 추정하는 것을 특징으로 한다. 즉, 일정 에너지 이상의 음량을 갖는 음향에 대해 지속적으로 음향 방향을 추정하고 결과를 일정 시간 동안 기록 및 유지하는 기능을 수행하게 된다.4, the sound source direction estimating means 200 estimates a sound source generation angle based on a time-delay-of-arrival (TDOA) difference between sounds of sounds according to a sound source generating direction . That is, the sound direction is continuously estimated for an acoustic sound having a volume level equal to or higher than a predetermined energy level, and the result is recorded and held for a predetermined period of time.
이를 위하여, 상기 음원발생각도추정부(210)는 동일음원발생시간검색모듈(211)과, 발생각도추정모듈(212)과, 히스토리기록모듈(213)을 포함하여 구성되게 된다.For this, the sound source generation angle estimating unit 210 includes an identical sound source generation
상기 동일음원발생시간검색모듈(211)는 마이크 간 Cross-Correlation 계산을 통해 동일 음원 구간이 발생한 시간을 찾게 된다.The same sound source generation
이후, 상기 발생각도추정모듈(212)에 의해 마이크 간 도착 시간차를 통해 TDOA를 계산하여 발생 각도를 추정하게 되는 것이다.Then, the occurrence
이후, 상기 히스토리기록모듈(213)에 의해 추정된 각도와 음향 발생시간을 히스토리에 기록하게 되는 것이다.Then, the angle and the sound generation time estimated by the
상기 저장된 기록은 일정 시간(예를 들어, 3초 기록) 동안 유지되며 갱신된다.The stored record is maintained and updated for a predetermined period of time (for example, 3 seconds recording).
이때, 최종적으로 상기 경고알림처리부(130)는 경고상황판단부에서 경고 상황으로 판단하게 되면, 해당 경고음이 발생한 시점의 음원 방향을 음원발생각도추정부의 History로부터 불러온다. At this time, if the warning notification processing unit 130 determines that the warning situation is in the warning state, the direction of the sound source at the time when the alarm sound is generated is called from History of the sound source generation angle estimation unit.
이후, 불러온 방향 정보를 바탕으로 스피커의 좌우 경고음 출력 음량을 조절하여 해당 방향을 직감할 수 있도록 경고음을 사용자에게 알리게 되는 것이다. Then, based on the loaded direction information, the volume of the left and right alarm sound output of the speaker is adjusted to inform the user of the warning sound so that the user can intuitively perceive the direction.
상기와 같은 구성 및 동작에 의하면, 헤드폰을 쓰고 있는 사람에게 필요한 주변 소음을 감지하여 알림으로써 사용자의 안전과 편의를 도모할 수 있는 효과를 발휘하게 된다. According to the above-described configuration and operation, it is possible to provide the user with safety and convenience by detecting ambient noise required for a person wearing the headphone and informing the user of the ambient noise.
한편, 상술한 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CDROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.Meanwhile, the method according to various embodiments of the present invention may be stored in a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium may be a ROM, a RAM, CDROMs, magnetic tapes, floppy disks, optical data storage devices, and the like, as well as carrier waves (e.g., transmission over the Internet).
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It should be understood that various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention.
10 : 좌측마이크수단 20:우측마이크수단
30 : 마이크수단
50 : 좌측스피커수단 60:우측스피커수단
70 : 스피커수단
100 : 음향상황판단수단
200 : 음원방향추정수단10: Left microphone means 20: Right microphone means
30: microphone means
50: left speaker means 60: right speaker means
70: Speaker means
100: sound condition determining means
200: Sound source direction estimation means
Claims (7)
좌측 음원과 우측 음원을 각각 획득하기 위한 좌측 마이크수단(10)과 우측마이크 수단(20)을 포함하여 구성되는 마이크수단(30)과;
음향상황판단수단(100)으로부터 출력되는 경고음을 출력하는 좌측스피커 수단(50)과 우측스피커수단(60)을 포함하여 구성되는 스피커수단(70)과;
음량 크기를 판단하여 위험상황 음원인지 정상상황 음원인지를 판단하고, 위험 상황 음원일 경우에 각 위험 음원별 경고가 필요한 음량 수준을 설정한 테이블을 참조하여 경고 상황을 판단하며, 경고 상황으로 판단될 경우에 음원 방향 정보를 음원방향추정수단으로부터 획득하여 음원 방향 정보를 참조하여 경고음의 출력 음량을 조절하여 해당 방향을 직감할 수 있도록 좌측스피커수단과 우측스피커수단으로 경고음을 출력하기 위한 음향상황판단수단(100)과;
음향에 대해 지속적으로 음향 방향을 추정하고, 일정 시간 동안 결과를 기록하여 음향상황판단수단으로 음원 방향 정보를 제공하기 위한 음원방향추정수단
(200);을 포함하며,
상기 음원방향추정수단(200)은 음원 발생 방향에 따른 음향의 마이크 간 도착 시간차(TDOA, Time-Delay-Of-Arrival)를 바탕으로 음원의 발생 각도를 추정하기 위해,
마이크 간 Cross-Correlation 계산을 통해 동일 음원 구간이 발생한 시간을 찾기 위한 동일음원발생시간검색모듈(211)과,
두 시간 차를 통해 TDOA를 계산하여 발생 각도를 추정하기 위한 발생각도추정모듈(212)과,
상기 추정된 각도와 음향 발생시간을 히스토리에 기록하기 위한 히스토리기록모듈(213)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 헤드셋 기반 2채널 음향 입출력 장치를 이용한 위험상황 알림장치.A dangerous situation notification device using a headset based two channel audio input / output device,
A microphone means (30) comprising left microphone means (10) and right microphone means (20) for acquiring a left sound source and a right sound source, respectively;
A speaker means 70 comprising a left speaker means 50 and a right speaker means 60 for outputting a warning sound outputted from the acoustic situation judgment means 100;
Determines a warning situation by referring to a table in which a volume level is determined to determine whether the sound source is a dangerous condition source or a normal situation sound source and if the sound source is a dangerous sound source, An audio situation determining means for obtaining a sound source direction information from the sound source direction estimating means and outputting a warning sound by using the left speaker means and the right speaker means to adjust the output sound volume of the alarm sound by referring to the sound source direction information, (100);
A sound source direction estimation means for estimating the sound direction continuously with respect to the sound and recording the result for a predetermined time to provide the sound source direction information to the sound situation determination means
(200)
The sound source direction estimating means 200 estimates a sound source generation angle based on a time-delay-of-arrival (TDOA) difference between sounds of sounds according to a sound source generation direction,
An identical sound source generation time search module 211 for searching a time when the same sound source section occurs through cross-correlation calculation between microphones,
An occurrence angle estimation module 212 for calculating TDOA through two time differences and estimating an occurrence angle,
And a history recording module (213) for recording the estimated angle and the sound generation time in a history.
상기 음향상황판단수단(100)은,
음량 크기를 판단하고, 위험상황 음원인지 정상상황 음원인지를 판단하기 위한 음원판단부(110)와,
각 위험 음원별 경고가 필요한 음량 수준을 설정한 테이블을 참조하여 경고가 필요한 음량 수준인지를 판단하여 경고상황 여부를 판단하기 위한 경고상황판단부(120)와,
상기 경고상황판단부에서 경고 상황으로 판단될 경우에, 해당 경고음이 발생한 시점의 음원 방향 정보를 음원방향추정수단으로부터 획득하여 음원 방향 정보를 참조하여 경고음의 출력 음량을 조절하여 해당 방향을 직감할 수 있도록 좌측스피커수단과 우측스피커수단으로 경고음을 출력하기 위한 경고알림처리부(130)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 헤드셋 기반 2채널 음향 입출력 장치를 이용한 위험상황 알림장치.The method according to claim 1,
The acoustic condition determining means (100)
A sound source determining unit 110 for determining a sound volume level and determining whether the sound source is a dangerous situation sound source or a normal situation sound source,
An alarm condition determination unit 120 for determining whether a warning condition is required by referring to a table in which a volume level required for each dangerous sound source is set,
When the warning situation determination unit determines that the alarm condition is generated, the sound source direction information at the time when the alarm sound is generated is obtained from the sound source direction estimation unit, and the output volume of the alarm sound is adjusted with reference to the sound source direction information, And a warning notification processing unit (130) for outputting a warning sound by a left speaker means and a right speaker means.
상기 음원판단부(110)는,
음원 종류 분류를 위하여, MFCC(Mel-Filterbank Cepstral Coefficients)를 수행하여 음향 특징 정보를 추출하기 위한 음향특징정보추출모듈(111)과,
Deep Neural Net(DNN) 알고리즘을 통해 대상 음원(위험상황 음향)과 비대상 음원(정상상황 음향)에 대한 모델을 구성하기 위한 음원모델구성모듈(112)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 헤드셋 기반 2채널 음향 입출력 장치를 이용한 위험상황 알림장치.3. The method of claim 2,
The sound source determination unit (110)
An acoustic feature information extraction module 111 for extracting acoustic feature information by performing Mel-Filterbank Cepstral Coefficients (MFCC)
A sound source model construction module 112 for constructing a model for a target sound source (dangerous situation sound) and a non-target sound source (normal situation sound) through a Deep Neural Net (DNN) algorithm. A Risk Warning Device Using 2 - Channel Acoustic Input / Output Device.
상기 위험상황 알림장치는,
헤드셋, 헤드폰, 이어폰 중 어느 하나에 적용되는 것을 특징으로 하는 헤드셋 기반 2채널 음향 입출력 장치를 이용한 위험상황 알림장치.
The method according to claim 1,
Wherein the risk-
A headset, a headphone, and an earphone, wherein the apparatus is applied to a headset, a headphone, and an earphone.
상기 음원판단부(110)의 출력값은 발생한 음향 구간의 평균 음량값, 음원 분류를 통한 인식 결과값을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 헤드셋 기반 2채널 음향 입출력 장치를 이용한 위험상황 알림장치. 3. The method of claim 2,
Wherein the output value of the sound source determination unit (110) includes an average sound volume value of a generated sound section, and a recognition result value by sound source classification.
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