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KR20200073615A - Nasometer to relieve acoustic feedback and method thereof - Google Patents

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KR20200073615A
KR20200073615A KR1020180161983A KR20180161983A KR20200073615A KR 20200073615 A KR20200073615 A KR 20200073615A KR 1020180161983 A KR1020180161983 A KR 1020180161983A KR 20180161983 A KR20180161983 A KR 20180161983A KR 20200073615 A KR20200073615 A KR 20200073615A
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KR
South Korea
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nasal
sound
microphone
mask
oral
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우승탁
박영빈
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재단법인 경북아이티융합 산업기술원
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Abstract

The present invention relates to a nasal sound measurement apparatus for relieving sound feedback and a method thereof. The present invention comprises: an enclosed mask attached on to the face of a target person for whom nasalance score measurement is required and including sound holes penetrated inside and outside based on the Helmholtz resonator theory; and a nasal sound measurement unit coupled to the mask to measure sound generated from the nasal cavity and oral cavity and removing a feedback signal from the measured nasal sound and oral sound to calculate the nasalance. According to an embodiment of the present invention, the nasal sound measurement apparatus for relieving the sound feedback minimizes an interference effect of the nasal sound and the oral sound by the enclosed mask attached on to the face of the target person for whom the nasalance measurement is required to enhance treatment progress, and subtracts the nasal-oral sound signal, measured through one or more microphones positioned outside the mask, from the nasal sound and oral sound signals received from the inside of the mask to enhance reliability of nasal and oral sound data.

Description

음향피드백을 경감시키기 위한 비음 측정 장치 및 그 방법{Nasometer to relieve acoustic feedback and method thereof}Nasal measuring device and method for reducing acoustic feedback {Nasometer to relieve acoustic feedback and method thereof}

본 발명은 음향피드백을 경감시키기 위한 비음 측정 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 비음과 구강음을 차폐할 수 있는 밀폐형 마스크를 이용하여 환자의 발음에 따른 비강-구강 음의 세기를 측정하는 음향피드백을 경감시키기 위한 비음 측정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nasal measurement device for reducing acoustic feedback and a method thereof, and more specifically, to measure the intensity of a nasal cavity-oral sound according to a patient's pronunciation using a hermetic mask that can shield nasal and oral sounds It relates to a nasal measurement device and method for reducing the acoustic feedback.

일반적으로 과대 또는 과소비성(Hypernasality, Hyponasality) 증상의 마비말장애(Dysarthria), 청각장애, 구개열로 인한 연인두 기능부전(Velopharyngeal incompetemce, VPI)을 동반하는 공명장애를 겪고 있는 환자들은 정상인에 비하여 비강음 수치가 높게 나타난다. In general, patients suffering from resonance impairment with dysphagia, hearing impairment, and palatal dysfunction due to cleft palate (Velopharyngeal incompetemce, VPI) symptoms of hypernasality (hyponasality) Negative figures appear high.

특히, 구개열로 인해 연인두 메커니즘이 제대로 작용하지 않을 경우 공명장애가 발생하게 되며, 해부 및 생리학적으로 정상임에도 불구하고 청각장애 및 고령화로 인해 장애의 원인이 되기도 한다. 이러한 장애의 경우 일상적인 의사소통에 어려움을 갖게 되며, 이를 진단 및 치료하기 위해 언어치료사들은 시각적, 청각적, 촉각적 방식 등의 주관적인 방법을 통해 유추해 내는 수준이며, 극히 일부의 해외 선진사를 통해 기 개발된 비음측정기(Nasometer)를 이용, 진단 및 치료를 수행하고 있다. In particular, resonant disorder occurs when the palate mechanism does not function properly due to cleft palate, and may cause disability due to hearing impairment and aging despite being normal in anatomy and physiology. In the case of these disorders, it becomes difficult to communicate everyday, and in order to diagnose and treat them, speech therapists are inferred through subjective methods such as visual, auditory, and tactile methods. Diagnosis and treatment are performed using a previously developed nasometer.

특히, 비음측정기 또는 나조미터라고 하는 비음측정용 모듈의 경우 관련분야 연구 및 대중화가 이루어지지 못해 많은 문제점을 동반하고 있다. 비음측정을 위해서는 음성발화시 발생하는 구강음과 비강음을 동시에 측정하여 비강음 비율을 수치화하여야 한다. Particularly, in the case of a nasal measuring module called a nasal measuring device or a nasal meter, research and popularization in related fields are not carried out, which is accompanied by many problems. In order to measure nasal sounds, the ratio of nasal sounds should be quantified by simultaneously measuring oral and nasal sounds generated during speech utterances.

공명장애치료를 실시하기 위해서는 반드시 각 구강/비강음에 해당하는 정확한 크기의 음향신호를 포집하여 수치화 하여야 하며, 특히, 구강음과 비강음 사이의 간섭영향이 없어야 한다. 따라서 치료에 있어 환자의 구강/비강음의 정확하고 표준화된 수치는 매우 중요한 요소이다. In order to perform resonance disorder treatment, it is necessary to collect and quantify the sound signals of the correct size corresponding to each oral/nasal sound, and in particular, there should be no interference effect between oral sound and nasal sound. Therefore, in treatment, accurate and standardized values of the patient's oral/nasal sounds are very important factors.

하지만, 기존의 비음측정기의 경우 음향피드백에 대한 기구 또는 신호처리 기법에 있어 미비한 실정이며, 대부분 음향피드백의 영향을 간과하고 측정된 데이터 및 치료사들의 주관적인 판단에 의존하고 있는 실정이다. However, in the case of the existing non-sound measuring instrument, it is insufficient in the mechanism or signal processing technique for acoustic feedback, and most of them ignore the effects of acoustic feedback and rely on the measured data and subjective judgment of therapists.

또한, 기존의 비음측정기의 경우 입과 코 사이의 인중에 부착되는 분리판 형태의 구조물, 음형포집모듈 등의 구성이 전부이며, 이러한 비음측정기의 경우 구강음이 비강음을 포집하는 마이크로폰에 포집됨으로써 음향피드백 현상을 유발하게 된다. In addition, in the case of a conventional nasal measuring instrument, the structure of a separating plate-shaped structure, a sound collecting module, etc., which is attached to the human body between the mouth and the nose, is all. It causes an acoustic feedback phenomenon.

최근 들어 무선통신 및 헤드셋 형태의 몇 가지 모듈 결합 또는 기구 변경을 통한 비음치 측정에 대한 기술이 소개된 바 있으나 이러한 방법들은 음향피드백 경감 및 제거에 대한 기능에는 한계를 가지고 있다. Recently, techniques for non-tone measurement through combination of several modules in the form of wireless communication and headsets or instrument changes have been introduced, but these methods have limitations in their ability to reduce and eliminate acoustic feedback.

본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0023853 호(2018.03.07. 공개)에 개시되어 있다.The background technology of the present invention is disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 10-2018-0023853 (published on March 7, 2018).

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 비음과 구강음을 차폐할 수 있는 밀폐형 마스크를 이용하여 환자의 발음에 따른 비강-구강 음의 세기를 측정하는 음향피드백을 경감시키기 위한 비음 측정 장치 및 그 방법을 제공하는데 목적이 있다. Technical problem to be achieved by the present invention, using a sealed mask that can shield nasal and oral sounds Nasal measurement device and method for reducing the acoustic feedback to measure the intensity of the nasal cavity-oral sound according to the pronunciation of the patient Purpose to provide.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따르면, 음향피드백을 경감시키기 위한 비음측정장치에 있어서, 비음치 측정이 요구되는 대상자의 안면에 부착되는 밀폐형 마스크, 상기 마스크와 결합되어 비강과 구강에서 발생된 음을 각각 측정하며, 상기 측정된 비강음과 구강음으로부터 피드백 신호를 제거하여 비음치를 산출하는 비음측정부를 포함하며, 상기 밀폐형 마스크는, 헬름홀츠(Helmholtz) 공명기 이론을 기반으로 하여 내외부를 관통하는 음향홀을 포함한다. According to an embodiment of the present invention for achieving such a technical problem, in a nasal measurement device for reducing acoustic feedback, a hermetic mask attached to the face of a subject requiring non-noise measurement, combined with the mask, in the nasal cavity and the oral cavity It includes a nasal measurement unit that measures each of the generated sounds, and calculates a nasal value by removing a feedback signal from the measured nasal and oral sounds, and the hermetic mask is based on the Helmholtz resonator theory. It includes a sound hole penetrating.

상기 밀폐형 마스크는, 실리콘 재질로 형성되며, 좌우 대칭하는 구조로 상기 밀폐형 마스크의 전면에 분산되어 형성되고, 내측에 메쉬 형태의 얇은 투과막이 삽입된 음향홀, 상기 밀폐형 마스크의 내주면에서 외측으로 돌출되어 비음과 구강음을 차폐하는 분리막, 상기 분리막을 중심으로 상측에 위치하며, 비강에서 발화된 음을 전달하는 제1 통공, 그리고 상기 분리막을 중심으로 하측에 위치하며, 구강에서 발화된 음을 전달하는 제2 통공을 포함할 수 있다. The hermetic mask is formed of a silicon material, and is formed to be dispersed on the front surface of the hermetic mask in a symmetrical structure, and an acoustic hole in which a thin transmissive membrane in the form of a mesh is inserted, protruding outward from the inner peripheral surface of the hermetic mask. Separation membrane for shielding nasal and oral sounds, located above the separation membrane, a first through hole for delivering the ignited sound from the nasal cavity, and located below the center of the separation membrane, delivering uttered sound from the oral cavity It may include a second through hole.

상기 음향홀은, 하기의 수학식과 같이, 상기 밀폐형 마스크의 전체 면적에 대비하여 음향홀의 면적비율이 도출될 수 있다. The acoustic hole may have an area ratio of the acoustic hole in relation to the total area of the hermetic mask, as shown in the following equation.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서,

Figure pat00002
는 사용자의 음향 대역에 포함된 중심주파수,
Figure pat00003
는 마스크의 전체 부피, l은 음향홀의 입구부 높이, c는 공기중 음속을 나타낸다. here,
Figure pat00002
Is the center frequency included in the user's acoustic band,
Figure pat00003
Is the total volume of the mask, l is the height of the entrance of the acoustic hole, and c is the speed of sound in the air.

상기 비음측정부는, 상기 비강에서 발화되는 음을 포집하는 제1 마이크, 상기 구강에서 발화되는 음을 포집하는 제2 마이크, 상기 마스크의 외부로 전달된 비강음 및 구강음을 포집하는 제3 마이크, 그리고 제1 마이크(210), 제2 마이크(220) 및 제3 마이크(230)로부터 수신된 신호를 이용하여 비음치를 산출하고, 산출된 비음치를 외부의 모니터에 송신하는 신호처리모듈을 포함하며, The nasal measurement unit includes: a first microphone for collecting sounds emitted from the nasal cavity, a second microphone for collecting sounds emitted from the oral cavity, and a third microphone for collecting nasal and oral sounds transmitted to the outside of the mask, And includes a signal processing module for calculating the non-speech value using the signals received from the first microphone 210, the second microphone 220, and the third microphone 230 and transmitting the calculated non-speech value to an external monitor. And

상기 제1 마이크 및 제2 마이크는 상기 신호처리모듈의 내부에 위치하고, 상기 제3 마이크는 상기 신호처리모듈의 외측 또는 상기 밀폐형 마스크의 외주면 일측에 위치할 수 있다. The first microphone and the second microphone may be located inside the signal processing module, and the third microphone may be located outside the signal processing module or on one side of the outer circumferential surface of the sealed mask.

상기 신호처리모듈은, 하기의 수학식과 같이, 상기 제1 마이크와 제2 마이크에서 측정된 신호로부터 제3 마이크에서 측정한 신호를 감산하여 비음치를 연산할 수 있다. The signal processing module may calculate the non-speech value by subtracting the signal measured by the third microphone from the signal measured by the first microphone and the second microphone, as shown in the following equation.

Figure pat00004
Figure pat00004

여기서,

Figure pat00005
는 비강음이고,
Figure pat00006
는 구강음이고,
Figure pat00007
는 제1 마이크에서 측정된 신호음이고,
Figure pat00008
는 제2 마이크에서 측정된 신호음이고,
Figure pat00009
는 제3 마이크에서 측정된 신호음을 나타낸다. here,
Figure pat00005
Is nasal,
Figure pat00006
Is the oral sound,
Figure pat00007
Is the tone measured by the first microphone,
Figure pat00008
Is the tone measured by the second microphone,
Figure pat00009
Indicates a beep sound measured by a third microphone.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 비음측정장치를 이용한 비음측정방법에 있어서, 헬름홀츠(Helmholtz) 공명기 이론을 기반으로 하여 내외부를 관통하는 음향홀이 포함된 밀폐형 마스크를 비음치 측정 대상자의 안면에 부착하는 단계, 그리고 상기 밀폐형 마스크에 연결된 비음측정부를 이용하여 사용자의 안면에 부착된 밀폐형 마스크로부터 비강음과 구강음을 측정하고, 상기 측정된 비강음 및 구강음으로부터 피드백 신호를 제거하여 비음을 측정하는 단계를 포함하며, 상기 마이크는, 상기 밀폐형 마스크의 내부로부터 전달받은 비강음을 측정하는 제1 마이크와 구강음을 측정하는 제2 마이크, 그리고 상기 마스크의 외부로 전달된 비강음 및 구강음을 측정하는 제3 마이크를 포함한다. In addition, according to an embodiment of the present invention, in a nasal measurement method using a nasal measurement device, based on the Helmholtz (Helmholtz) resonator theory, a sealed mask including an acoustic hole penetrating the inside and outside is applied to the face of a non-tone measurement subject. Attaching, and measuring the nasal sound and oral sound from the hermetic mask attached to the user's face using a nasal measurement unit connected to the hermetic mask, and measuring the nasal sound by removing feedback signals from the measured nasal and oral sounds Including, the microphone, the first microphone for measuring the nasal sound received from the inside of the sealed mask and the second microphone for measuring the oral sound, and the nasal sound and oral sound transmitted to the outside of the mask Includes a third microphone to measure.

이와 같이 본 발명에 따르면, 비음치 측정이 요구되는 대상자의 안면에 부착된 밀폐형 마스크로 인하여 비강음과 구강음의 간섭영향을 최소화하여 치료의 경과를 높일 수 있으며, 마스크 내부로부터 전달받은 비강음 및 구강음의 신호에 마스크 외부에 위치한 하나 이상의 마이크로폰을 통해 측정된 비강-구강음 신호를 감산해줌으로써 비강/구강음 데이터의 신뢰도를 향상시키는 효과를 도모할 수 있다. As described above, according to the present invention, due to the hermetic mask attached to the face of a subject in need of non-noise measurement, it is possible to increase the progress of treatment by minimizing the interference effect between nasal cavity and oral sounds. The effect of improving the reliability of the nasal/oral sound data can be achieved by subtracting the oral sound signal from the nasal-oral sound signal measured through one or more microphones located outside the mask.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비음 측정 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2a는 도 1에 도시된 밀폐형 마스크를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2b는 도 1에 도시된 밀폐형 마스크를 개략적으로 도시한 측단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 비음측정부를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비음 측정 장치에 포함된 밀폐형 마스크와 비음측정부가 결합된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 비음 측정 장치를 이용하여 비음을 측정하는 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 6은 도 5에 도시된 S540단계에서 음향비드백을 경감시키기 위한 비음산출과정을 계략적으로 설명하기 위한 블록도이다. 1 is a view schematically showing a nasal measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2A is a perspective view schematically showing the hermetic mask shown in FIG. 1.
FIG. 2B is a side cross-sectional view schematically showing the hermetic mask shown in FIG. 1.
3 is a configuration diagram schematically showing a nasal measurement unit shown in FIG. 1.
4 is a view schematically showing a state in which a closed mask and a nasal measurement unit included in a nasal measurement device according to an embodiment of the present invention are combined.
5 is a flowchart schematically showing a method of measuring nasal sounds using a nasal measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a block diagram for schematically explaining a non-speech process for reducing the acoustic beadback in step S540 illustrated in FIG. 5.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience.

또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to a user's or operator's intention or practice. Therefore, the definition of these terms should be made based on the contents throughout the specification.

이하에서는 도 1 내지 도 3을 통하여 본 발명의 실시예에 따른 비음 측정 장치에 대하여 설명한다. Hereinafter, a nasal measurement apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비음 측정 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 1 is a view schematically showing a nasal measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 비음 측정 장치는 대상자의 안면에 부착되는 밀폐형 마스크(100)와, 밀폐형 마스크(100)에 연결 고정되며 밀폐형 마스크의 내부와 외부에서 발화된 구강음 및 비강음을 측정하는 비음측정부(200)를 포함한다. As shown in FIG. 1, the nasal measurement device measures a hermetic and nasal sound ignited inside and outside the hermetic mask 100 and a hermetically sealed mask 100 attached to the subject's face and connected to the hermetic mask 100. It includes a nasal measurement unit 200.

밀폐형 마스크(100)는 비음치 측정이 요구되는 대상자의 코와 입을 전부 커버하도록 부착된다. 즉, 밀폐형 마스크(100)는 대상자가 발화할 경우 발생되는 비강음 및 구강음이 공기중에 노출되는 것을 최소화하고, 발화된 비강음 및 구강음을 비음측정부(200)에 포함된 마이크에 포집되게 한다. The hermetic mask 100 is attached to cover the nose and mouth of a subject who requires non-negative measurement. That is, the hermetic mask 100 minimizes exposure of the nasal and oral sounds generated when the subject is ignited in the air, and allows the ignited nasal and oral sounds to be captured by the microphone included in the nasal measurement unit 200 do.

한편, 밀폐형 마스크(100)는 대상자의 피부에 밀착하여 부착되는 것으로 생체 적합 재질의 실리콘 타입으로 형성되는 것이 바람직하며, 실리콘 재질 이외에 피부감작성, 세포 독성 등의 생물학적 안정성 평가를 만족하는 소재이면 그 어떠한 것을 사용해도 무방하다. 또한, 밀폐형 마스크(100)는 연령별 규격에 맞게 사이즈별로 형성된다. On the other hand, the hermetic mask 100 is preferably formed of a silicone type of a biocompatible material as being adhered to the skin of a subject, and any material that satisfies biological stability evaluations such as skin sensitization and cytotoxicity in addition to the silicone material. You can use anything. In addition, the hermetic mask 100 is formed for each size according to age-specific standards.

그리고, 비음측정부(200)는 케이스의 일측면이 외측으로 돌출되어 밀폐형 마스크(100)의 전면에 형성된 제1관통공(140)과 제2관통공(150)에 삽입하여 연결 고정한다. In addition, the nasal measurement unit 200 is inserted into the first through hole 140 and the second through hole 150 formed on the front surface of the hermetic mask 100 by protruding one side of the case to the outside, thereby fixing the connection.

이때, 비음측정부(200)는 돌출부의 내측에 제1 마이크(210)와 제2 마이크(220)를 포함하고, 제1 마이크(210)와 제2 마이크(220)는 사용자의 발화시 발생되는 비음과 구강음을 포집하여 신호처리한다. 이때, 제1 마이크와 제2 마이크에 포집된 음에는 잡음이 포함되어 있을 수 있으므로, 비음측정부(220)는 외측에 위치한 제3 마이크(210)로 포집된 공기중에 노출된 비강음 및 구강음을 감산하여 비음치를 산출한다. At this time, the nasal measurement unit 200 includes a first microphone 210 and a second microphone 220 inside the protrusion, and the first microphone 210 and the second microphone 220 are generated when the user speaks. Signals are collected by collecting nasal and oral sounds. At this time, since the noise collected by the first microphone and the second microphone may include noise, the nasal measurement unit 220 has nasal and oral sounds exposed in the air captured by the third microphone 210 located outside. Subtract subtracting to calculate the nasal value.

도 2a는 도 1에 도시된 밀폐형 마스크를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2b는 도 1에 도시된 밀폐형 마스크를 개략적으로 도시한 측단면도이다. FIG. 2A is a perspective view schematically showing the hermetic mask shown in FIG. 1, and FIG. 2B is a side cross-sectional view schematically showing the hermetic mask shown in FIG. 1.

밀폐형 마스크(100)는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 본체(110)와, 좌우 대칭하는 구조로 본체(110)의 전면에 분산되어 형성된 음향홀(120)과, 본체(110)의 내주면에서 외측으로 돌출되어 대상자의 인중에 안착되는 분리막(130)을 포함한다. 또한, 밀폐형 마스크(100)는 전면 중앙에 위치하며, 분리막(130)을 중심으로 상측과 하측에 각각 위치한 제1 통공(140) 및 제2 통공(150)을 포함한다. As shown in FIGS. 2A and 2B, the hermetic mask 100 has a body 110 and a sound hole 120 formed in a symmetrical structure on the front surface of the body 110 and the body 110. It includes a separator 130 that protrudes outward from the inner circumferential surface and is seated in the subject's human body. In addition, the hermetic mask 100 is located at the center of the front surface, and includes a first through hole 140 and a second through hole 150 respectively located above and below the separator 130.

먼저, 본체(110)는 실리콘 재질로 형성되며, 대상자의 코와 하악면을 전부 커버하는 형태로 형성된다. First, the main body 110 is formed of a silicon material, and is formed in a form that covers the entire nose and mandibular surface of the subject.

그 다음, 음향홀(120)은 본체(110)의 내측에 다수개 형성되며, 본체(110)의 외부 면적에 좌우 대칭되게 위치한다. 음향홀(120)은 본체(110)의 내외부가 관통되도록 형성되며, 내측에는 메쉬 형태 얇은 투과막이 삽입된다. 따라서, 음향홀(120)은 밀폐형 마스크(100) 내부의 공기 흐름을 원활하게 하고, 대상자의 발화시 발생되는 음향 하울링 현상을 방지한다. Then, a plurality of acoustic holes 120 are formed inside the main body 110 and are positioned symmetrically to the outside of the main body 110. The acoustic hole 120 is formed to penetrate the inner and outer portions of the main body 110, and a mesh-shaped thin transmissive film is inserted inside. Therefore, the acoustic hole 120 facilitates the air flow inside the hermetic mask 100 and prevents an acoustic howling phenomenon that occurs when an object is ignited.

한편, 음향홀(120)은 헬름홀츠(Helmholtz) 공명기 이론에 기반으로 본체(110)의 전체 면적에 대비한 비율이 도출된다. Meanwhile, the ratio of the acoustic hall 120 to the total area of the main body 110 is derived based on the Helmholtz resonator theory.

이에 대해 상세하게 설명하면, 헬름홀츠 공명기는 차폐된 구의 체적 및 구조에 따라 공진 특성을 보이므로, 밀폐형 마스크(100)에 헬름홀츠 공명기 이론을 적용하면 사용자의 발화시 발생된 음을 증폭시키는 장점이 있다. In detail, the Helmholtz resonator exhibits resonance characteristics according to the volume and structure of the shielded sphere, so applying the Helmholtz resonator theory to the hermetic mask 100 has an advantage of amplifying the sound generated during the user's speech.

밀폐형 마스크(100)는 대상자가 착용하는 것으로 그 크기가 한정될 수 밖에 없으므로, 밀폐형 마스크(100)의 내측에 포함된 음향홀(120)의 크기 및 개수를 조절하여 증폭 효과를 증대시킨다. Since the hermetic mask 100 is worn by a subject and has to be limited in size, the amplification effect is increased by adjusting the size and number of the acoustic holes 120 included inside the hermetic mask 100.

이때, 음향홀(120)의 크기 및 개수는 본체의 전체 면적에 대비하여 조절된다. At this time, the size and number of the acoustic holes 120 are adjusted in relation to the entire area of the main body.

즉, 음향홀(120)은 하기의 수학식 1을 이용하여 본체(110)의 전체 면적 대비 음향홀(120)의 비율이 도출된다. That is, the ratio of the acoustic hole 120 to the total area of the main body 110 is derived from the acoustic hole 120 using Equation 1 below.

Figure pat00010
Figure pat00010

여기서,

Figure pat00011
는 사용자의 음향 대역에 포함된 중심주파수,
Figure pat00012
는 마스크의 전체 부피,
Figure pat00013
은 음향홀의 입구부 높이, c는 공기중 음속을 나타낸다. here,
Figure pat00011
Is the center frequency included in the user's acoustic band,
Figure pat00012
Is the total volume of the mask,
Figure pat00013
Is the height of the entrance of the acoustic hall, c denotes the speed of sound in the air.

일반적으로 사람의 음성 대역 주파수는 500 ~ 8kHz를 기준으로 한다. 다만, 본 발명의 실시예에 따른 비음측정장치는 4kHz를 중심주파수로 하여 본체(110)의 전체 면적대비 음향홀(120)의 비율을 도출한다.In general, human voice band frequency is based on 500 ~ 8kHz. However, the nasal measurement apparatus according to an embodiment of the present invention derives the ratio of the acoustic hole 120 to the total area of the main body 110 using 4 kHz as the center frequency.

이때, 중심 주파수를 4kHz를 기준으로 하는 이유는 중심 주파수를1~2kHz 또는 6~8kHz로 사용할 경우 저주파 또는 고주파 음성대역에서의 음성신호의 크기가 낮아지므로 이를 것을 방지하기 위함이다.At this time, the reason why the center frequency is based on 4 kHz is to prevent this when the center frequency is 1 to 2 kHz or 6 to 8 kHz, because the size of a voice signal in a low frequency or high frequency voice band is lowered.

음향홀(120)의 비율을 도출하는 것에 대하여 예를 들어 설명하면, 외부 면적이 대략 1.67*10-2[m2]을 가진 성인 마스크를 기준으로, 사용자의 음향 대역에 포함된 중심주파수는 4kH이고, 본체(110)의 부피는 약 1.88*10-4[m3]이며, 음향홀(120)의 입구부 높이는 2mm라고 가정한다. Describing the ratio of the acoustic hole 120 as an example, based on an adult mask having an external area of approximately 1.67*10 -2 [m 2 ], the center frequency included in the user's acoustic band is 4kH It is assumed that the volume of the main body 110 is about 1.88*10 -4 [m 3 ], and the height of the entrance of the acoustic hole 120 is 2 mm.

상기 가정된 수치를 수학식 1에 적용하면 음향홀(120)의 면적비율은 2.02*10-2[m2]가 산출되므로, 음향홀(120)은 본체(110)의 외부 면적에 대비하여 대략 12%의 비율로 구성된다. When the assumed value is applied to Equation 1, since the area ratio of the acoustic hole 120 is calculated to be 2.02*10-2 [m2], the acoustic hole 120 is approximately 12 compared to the external area of the body 110 %.

그 다음, 분리막(130)은 공명장애환자 치료 과정에 있어 비강음과 구강음 사이에 발생하는 간섭을 최소화할 수 있도록 본체(110)의 내주면에 형성되며, 외측으로 돌출되어 사용자의 입과 코 사이의 인중에 안착된다. Next, the separation membrane 130 is formed on the inner circumferential surface of the main body 110 to minimize interference between nasal and oral sounds in the process of treating a resonant impaired patient, and protrudes outward between the user's mouth and nose It is settled in the people.

분리막(130)은 사용자의 발화시 비강음과 구강음이 차폐되는 것이 목적이므로 가로방향으로 길게 형성된다. 따라서, 밀폐형 마스크(100)는 분리막(120)에 의해 비강 구역과 구강 구역으로 분리된다.The separation membrane 130 is formed to be elongated in the horizontal direction because the purpose is to shield the nasal and oral sounds when the user speaks. Therefore, the hermetic mask 100 is separated into a nasal zone and an oral zone by the separator 120.

그리고, 밀폐형 마스크(100)는 분리된 비강 구역과 구강구역에 제1 통공(140)과 제2 통공(150)을 형성한다. 즉, 제1 통공(140)은 분리막(120)을 중심으로 상측에 위치하며 본체(110)의 내외부가 관통된 형성으로 구성되고, 제2 통공(150)은 분리막(120)을 중심으로 하측에 위치하며 본체(110)의 내외부가 관통된 형성으로 구성된다.Then, the hermetic mask 100 forms a first through hole 140 and a second through hole 150 in separate nasal and oral areas. That is, the first through hole 140 is located on the upper side of the separation membrane 120 and is configured to be formed through the inside and outside of the main body 110, and the second through hole 150 is located below the separation membrane 120. It is located and is composed of the inside and outside of the body 110 formed through.

도 3은 도 1에 도시된 비음측정부를 개략적으로 도시한 구성도이다. 3 is a configuration diagram schematically showing a nasal measurement unit shown in FIG. 1.

도 3에 도시된 바와 같이, 비음측정부(200)는 제1 마이크(210), 제2 마이크(220), 제3 마이크(230) 및 신호처리모듈(240)을 포함한다. As shown in FIG. 3, the nasal measurement unit 200 includes a first microphone 210, a second microphone 220, a third microphone 230, and a signal processing module 240.

제1 마이크(210)는 비음측정부(200)의 내측에 위치하며, 사용자의 발화시 비강 구역에 발생된 음을 포집하여 신호처리한다. The first microphone 210 is located inside the nasal measurement unit 200 and collects and processes the sound generated in the nasal region when the user speaks.

제2 마이크(220)는 비음측정부(200)의 내측에 위치하며, 사용자의 발화시 구강 구역에 발생된 음을 포집하여 신호처리한다. The second microphone 220 is located inside the nasal measurement unit 200 and collects and processes sound generated in the oral cavity area when the user speaks.

제3 마이크(230)는 비음측정부(200)의 외측에 위치하며, 밀폐형 마스크(100)의 외부로 전달된 비강음 및 구강음을 포집하여 신호처리한다. The third microphone 230 is located outside the nasal measurement unit 200, and collects and processes the nasal and oral sounds transmitted to the outside of the hermetic mask 100.

신호처리모듈(240)은 제1 마이크(210), 제2 마이크(220) 및 제3 마이크(230)로부터 수신된 신호를 이용하여 비음치를 산출한다. 그 다음, 신호처리모듈(240)은 산출된 비음치를 외부의 모니터 또는 다른 서버에 전달하고, 사용자는 모니터를 통해 출력된 측정결과를 이용하여 진단 및 치료를 수행한다. The signal processing module 240 calculates a nasal value using signals received from the first microphone 210, the second microphone 220, and the third microphone 230. Then, the signal processing module 240 delivers the calculated non-speech value to an external monitor or another server, and the user performs diagnosis and treatment using the measurement result output through the monitor.

이하에서는 도 4를 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 밀폐형 마스크와 비음측정부가 결합하는 방법에 대해 설명한다. Hereinafter, a method of combining a hermetic mask and a nasal measuring unit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비음 측정 장치에 포함된 밀폐형 마스크와 비음측정부가 결합된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다. 4 is a view schematically showing a state in which a closed mask and a nasal measurement unit included in a nasal measurement device according to an embodiment of the present invention are combined.

도 4에 도시된 바와 같이, 비음측정부(200)는 밀폐형 마스크(100)의 전면에 연결 고정한다. 부연하자면, 비음측정부(200)는 직육면체 형상으로, 일측면에는 외측으로 돌출된 제1돌부(200-1) 및 제2돌부(200-2)가 형성된다. 한편, 제1돌부(200-1)의 내측에는 제1 마이크(210)가 위치하고, 제2돌부(200-2)의 내측에는 제2 마이크(210)가 위치한다. 4, the nasal measurement unit 200 is connected and fixed to the front surface of the hermetic mask 100. In other words, the nasal measurement unit 200 has a rectangular parallelepiped shape, and on one side, a first protrusion 200-1 and a second protrusion 200-2 protruding outward are formed. Meanwhile, the first microphone 210 is located inside the first protrusion 200-1, and the second microphone 210 is located inside the second protrusion 200-2.

그 다음, 비음측정부(200)는 제1돌부(200-1) 및 제2돌부(200-2)를 이용하여 밀폐형 마스크(100)의 제1 통공(140) 및 제2 통공(150) 내에 끼워넣기 식으로 결합된다. Next, the nasal measurement unit 200 uses the first protrusion 200-1 and the second protrusion 200-2 in the first through hole 140 and the second through hole 150 of the hermetic mask 100. It is combined by sandwiching.

따라서, 제1돌부(200-1)의 내측에 포함된 제1 마이크(210)는 제1 통공(140)을 통해 밀폐형 마스크(100)의 내부에 발생된 비강음을 포집한다. 그리고 제2돌부(200-2)의 내측에 포함된 제2 마이크(220)는 제2 통공(150)을 통해 밀폐형 마스크(100)의 내부에 발생된 구강음을 포집한다.Accordingly, the first microphone 210 included inside the first protrusion 200-1 collects nasal sound generated in the sealed mask 100 through the first through hole 140. In addition, the second microphone 220 included inside the second protrusion 200-2 collects oral sounds generated inside the sealed mask 100 through the second through holes 150.

이하에서는 도 5 및 도 6을 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 비음 측정 장치를 이용하여 비음을 측정하는 방법에 대해 상세하게 설명한다. Hereinafter, a method of measuring nasal sounds using a nasal measurement apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 6.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 비음 측정 장치를 이용하여 비음을 측정하는 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다. 5 is a flowchart schematically showing a method of measuring nasal sounds using a nasal measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 비음측정부(200)과 밀폐형 마스크(100)의 전면에 연결 및 고정된 상태에서, 제1 마이크(210)는 연결된 밀폐형 마스크(100)의 내부로부터 전달받은 비강음을 포집한다(S510).As shown in Figure 5, in the state connected and fixed to the front of the nasal measurement unit 200 and the hermetic mask 100, the first microphone 210 is a nasal sound received from the inside of the hermetically sealed mask 100 Capture the (S510).

또한, 제2 마이크(220)는 밀폐형 마스크(100)의 내부로부터 전달받은 구강음을 포집한다(S520).In addition, the second microphone 220 collects oral sounds received from the inside of the sealed mask 100 (S520).

마지막으로, 제3 마이크(230)는 밀폐형 마스크(100)의 외부로 노출된 비강음과 구강음을 포집한다(S530).Finally, the third microphone 230 captures nasal and oral sounds exposed to the outside of the hermetic mask 100 (S530).

한편, 사용자가 발화하게 되면 비강음과 구강음이 동시에 발생되므로 비음측정부(200)에 포함된 제1 마이크(210), 제2 마이크(220) 및 제3 마이크(230)가 밀폐형 마스크(100)의 내외부로부터 비강음 또는 구강음을 포집하는 단계(S510, S520 및 S530)는 동시에 이루어진다. On the other hand, when the user utters the nasal and oral sounds at the same time, the first microphone 210, the second microphone 220 and the third microphone 230 included in the nasal measurement unit 200 are hermetically sealed masks 100 ) The steps of collecting nasal or oral sounds from inside and outside (S510, S520 and S530) are performed simultaneously.

S510, S520 및 S530 단계와 같이, 제1 마이크(210), 제2 마이크(220) 및 제3 마이크(230)가 포집한 비강음 및 구강음에 대하여 신호처리를 완료한 다음에는 측정된 신호를 신호처리모듈(240)에 전달한다. As in steps S510, S520, and S530, after completing the signal processing for the nasal and oral sounds collected by the first microphone 210, the second microphone 220, and the third microphone 230, the measured signal is transmitted. It is transmitted to the signal processing module 240.

그 다음, 신호처리모듈(240)은 전달받은 신호를 이용하여 비음치를 산출한다(S540). Next, the signal processing module 240 calculates the non-speech value using the received signal (S540).

비음치는 하기의 수학식 2와 같이, 비강음과 구강음의 측정 데이터를 통해 산출된다. The nasal value is calculated through measurement data of nasal and oral sounds, as shown in Equation 2 below.

Figure pat00014
Figure pat00014

그러나, 밀폐형 마스크(100)에는 음향홀(120)이 포함되어 있으며, 음향홀(120)은 밀폐형 마스크(100)의 내외부가 관통되도록 형성되므로 밀폐형 마스크(100)의 내측에 발생된 비강음과 구강음을 완전하게 차폐 분리되여 포집될 수 없는 문제점이 있었다. However, since the acoustic mask 120 is included in the sealed mask 100, the acoustic hole 120 is formed to penetrate the inside and outside of the sealed mask 100, so that the nasal cavity and the oral cavity generated inside the sealed mask 100 are formed. There was a problem that the sound was completely shielded and cannot be collected.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 비음측정부(200)는 S510단계와 S520단계에서 측정된 비강음과 구강음으로부터 S530단계에서 측정된 비강음 및 구강음을 가감하여 신뢰도가 높은 비음치를 산출한다. Therefore, the nasal measurement unit 200 according to an embodiment of the present invention calculates a highly reliable nasal value by subtracting the nasal and oral sounds measured in S530 from the nasal and oral sounds measured in steps S510 and S520. do.

도 6은 도 5에 도시된 S540단계에서 음향비드백을 경감시키기 위한 비음산출과정을 계략적으로 설명하기 위한 블록도이다. FIG. 6 is a block diagram for schematically explaining a non-speech process for reducing the acoustic beadback in step S540 illustrated in FIG. 5.

도 6에 도시된 바와 같이, 제1 마이크(210)는 밀폐형 마스크(100)의 내부에서 발생된 비강음을 포집한다. 그러나, 제1 마이크(210)에서 포집된 음은 비강음만 포함된 것이 아니라 음향홀(110)을 통해 유입되며 상대적으로 감소된 구강음이 포함될 수 있다. As illustrated in FIG. 6, the first microphone 210 captures nasal sound generated inside the hermetic mask 100. However, the sound collected by the first microphone 210 is not only a nasal sound, but is introduced through the acoustic hole 110 and may include a relatively reduced oral sound.

그리고, 제2 마이크(220)는 밀폐형 마스크(100)의 내부에서 발생된 구강음을 포집한다. 그러나, 제2 마이크(220)에서 포집된 음은 구강음만 포함된 것이 아니라 음향홀(110)을 통해 유입되며 상대적으로 감소된 비강음이 포함될 수 있다. Then, the second microphone 220 captures oral sounds generated inside the sealed mask 100. However, the sound collected by the second microphone 220 is not only the oral sound, but is introduced through the acoustic hole 110 and may include a relatively reduced nasal sound.

따라서, 비음측정부(200)는 제3 마이크(230)를 통해 밀폐형 마스크(100) 내부에서 발생된 비강음 및 구강음보다 상대적으로 감소된 구강 및 비강음을 추가로 포집한다. Accordingly, the nasal measurement unit 200 additionally collects oral and nasal sounds that are relatively reduced than the nasal and oral sounds generated inside the sealed mask 100 through the third microphone 230.

이때, 제3 마이크(230)가 포집된 음성 신호는 밀폐형 마스크(100)의 내부에서 인중에 위치한 분리막을 통해 분리되어 각각 측정된 비강음 및 구강음신호의 합산신호와 같은 특성을 보인다.At this time, the voice signal collected by the third microphone 230 is separated through a separation membrane located in the inside of the sealed mask 100 and exhibits characteristics such as a sum signal of the measured nasal and oral sound signals, respectively.

그러므로, 신호처리모듈(240)은 하기의 수학식 3을 이용하여 비음치(nasalance)를 산출한다. Therefore, the signal processing module 240 calculates a nasal value using Equation 3 below.

Figure pat00015
Figure pat00015

여기서,

Figure pat00016
는 비강음이고,
Figure pat00017
는 구강음이고,
Figure pat00018
는 제1 마이크에서 측정된 신호음이고,
Figure pat00019
는 제2 마이크에서 측정된 신호음이고,
Figure pat00020
는 제3 마이크에서 측정된 신호음을 나타낸다. here,
Figure pat00016
Is nasal,
Figure pat00017
Is the oral sound,
Figure pat00018
Is the tone measured by the first microphone,
Figure pat00019
Is the tone measured by the second microphone,
Figure pat00020
Indicates a beep sound measured by a third microphone.

부연하자면, 신호처리모듈(240)은 제1 마이크(210)을 통해 측정된 비강음 신호에 제3 마이크(230)을 통해 측정된 감소된 비강음과 구강음 신호를 감산함으로써 비강음에 대한 구강음 간섭신호를 완전히 제거한다. 또한, 같은 방법으로 신호처리모듈(240)은 제2 마이크(220)를 통해 측정된 구강음 신호에 제3 마이크(230)을 통해 측정된 감소된 비강음과 구강음 신호를 감산함으로써 구강음에 대한 비강음 간섭신호를 완전히 제거한다. In other words, the signal processing module 240 can reduce the nasal sound measured through the first microphone 210 and the reduced nasal sound measured through the third microphone 230 and the oral sound signal by subtracting the oral cavity against the nasal sound. The interference signal is completely removed. Also, in the same way, the signal processing module 240 subtracts the oral cavity signal measured through the second microphone 220 from the oral cavity signal by subtracting the reduced nasal cavity and oral cavity signal measured through the third microphone 230. It completely removes the non-noise interference signal.

S540단계와 같이, 신호처리모듈(240)은 비음치를 산출하고, 산출된 비음치에 대한 데이터는 일련의 음성신호 증폭기 및 노이즈 제거 필터를 거쳐 연결된 모니터링부(도시하지 않음)에 출력된다. 따라서, 언어치료사 및 대상환자는 실시간으로 측정되는 비음치를 수치된 데이터로 확인하여 치료사의 주관적인 판단이 아닌 정확한 데이터에 따른 진단 및 치료가 이루어지게 한다. As in step S540, the signal processing module 240 calculates the non-speech value, and the calculated non-speech data is output to a connected monitoring unit (not shown) through a series of voice signal amplifiers and noise removal filters. Therefore, the speech therapist and the target patient confirm the non-speech values measured in real time as numerical data, so that diagnosis and treatment are made according to accurate data rather than subjective judgment of the therapist.

본 발명의 실시예에 따르면, 비음치 측정이 요구되는 대상자의 안면에 부착된 밀폐형 마스크로 인하여 비강음과 구강음의 간섭영향을 최소화하여 치료의 경과를 높일 수 있으며, 마스크 내부로부터 전달받은 비강음 및 구강음의 신호에 마스크 외부에 위치한 하나 이상의 마이크로폰을 통해 측정된 비강-구강음 신호를 감산해줌으로써 비강/구강음 데이터의 신뢰도를 향상시키는 효과를 도모할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, due to the hermetic mask attached to the face of a subject in need of non-noise measurement, it is possible to increase the progress of treatment by minimizing the effects of nasal and oral noise interference, and the nasal noise received from the mask And by subtracting the nasal-oral sound signal measured through one or more microphones located outside the mask to the signal of the oral sound, it is possible to improve the reliability of the nasal/oral sound data.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, but this is only exemplary, and those skilled in the art to which the art belongs understand that various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom. will be. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the claims below.

100 : 밀폐형 마스크 110 : 본체
120 : 음향홀 130 : 분리막
140 : 제1 통공 150 : 제2 통공
200 : 비음측정부 210 : 제1 마이크
220 : 제2 마이크 230 : 제3 마이크
240 : 음향처리모듈100: sealed mask 110: main body
120: sound hole 130: separation membrane
140: first through 150: second through
200: nasal measurement unit 210: first microphone
220: second microphone 230: third microphone
240: sound processing module

Claims (10)

음향피드백을 경감시키기 위한 비음 측정 장치에 있어서,
비음치 측정이 요구되는 대상자의 안면에 부착되는 밀폐형 마스크,
상기 밀폐형 마스크와 결합되어 비강과 구강에서 발생된 음을 각각 측정하며, 상기 측정된 비강음과 구강음으로부터 피드백 신호를 제거하여 비음치를 산출하는 비음측정부를 포함하며,
상기 밀폐형 마스크는,
헬름홀츠(Helmholtz) 공명기 이론을 기반으로 하여 내외부를 관통하는 음향홀을 포함하는 비음 측정 장치.In the nasal measurement device for reducing the acoustic feedback,
A hermetic mask attached to the face of a subject requiring non-negative measurement,
It is combined with the sealed mask and measures the sound generated in the nasal cavity and the oral cavity respectively, and includes a nasal measurement unit to calculate the nasal value by removing the feedback signal from the measured nasal cavity and the oral cavity,
The sealed mask,
A nasal measurement device comprising an acoustic hole penetrating inside and outside based on the Helmholtz resonator theory. 제1항에 있어서,
상기 밀폐형 마스크는,
실리콘 재질로 형성되며,
좌우 대칭하는 구조로 상기 마스크의 전면에 분산되어 형성되고, 내측에 메쉬 형태의 얇은 투과막이 삽입된 음향홀,
상기 마스크의 내주면에서 외측으로 돌출되어 비음과 구강음을 차폐하는 분리막,
상기 분리막을 중심으로 상측에 위치하며, 비강에서 발화된 음을 전달하는 제1 통공, 그리고,
상기 분리막을 중심으로 하측에 위치하며, 구강에서 발화된 음을 전달하는 제2 통공을 포함하는 비음 측정 장치.According to claim 1,
The sealed mask,
It is formed of silicone material,
An acoustic hole formed by dispersing on the front surface of the mask in a symmetrical structure, and having a thin transmissive film in the form of a mesh inside.
Separation membrane protruding outward from the inner circumferential surface of the mask to shield nasal and oral sounds,
Located in the upper side with respect to the separation membrane, a first through hole for transmitting the sound ignited in the nasal cavity, and
A nasal measurement device, which is located at the bottom of the separation membrane and includes a second through hole that transmits sound uttered in the oral cavity. 제1항에 있어서,
상기 음향홀은,
하기의 수학식과 같이, 상기 밀폐형 마스크의 전체 면적에 대비하여 음향홀의 면적비율이 도출되는 비음 측정 장치;
Figure pat00021

여기서,
Figure pat00022
는 사용자의 음향 대역에 포함된 중심주파수,
Figure pat00023
는 마스크의 전체 부피, l은 음향홀의 입구부 높이, c는 공기중 음속을 나타낸다. According to claim 1,
The sound hole,
As shown in the following equation, the nasal measurement device in which the area ratio of the acoustic hole is derived compared to the entire area of the sealed mask;
Figure pat00021

here,
Figure pat00022
Is the center frequency included in the user's acoustic band,
Figure pat00023
Is the total volume of the mask, l is the height of the entrance of the acoustic hole, and c is the speed of sound in the air. 제1항에 있어서,
상기 비음측정부는,
상기 비강에서 발화되는 음을 포집하는 제1 마이크,
상기 구강에서 발화되는 음을 포집하는 제2 마이크,
상기 마스크의 외부로 전달된 비강음 및 구강음을 포집하는 제3 마이크, 그리고,
제1 마이크(210), 제2 마이크(220) 및 제3 마이크(230)로부터 수신된 신호를 이용하여 비음치를 산출하고, 산출된 비음치를 외부의 모니터에 송신하는 신호처리모듈을 포함하며,
상기 제1 마이크 및 제2 마이크는 상기 신호처리모듈의 내부에 위치하고, 상기 제3 마이크는 상기 신호처리모듈의 외측 또는 상기 마스크의 외주면 일측에 위치하는 비음 측정 장치.According to claim 1,
The nasal measurement unit,
A first microphone for collecting the sound uttered in the nasal cavity,
A second microphone for collecting the sound uttered in the oral cavity,
A third microphone for collecting nasal and oral sounds transmitted to the outside of the mask, and
It includes a signal processing module for calculating the nasal value using the signals received from the first microphone 210, the second microphone 220, and the third microphone 230, and transmitting the calculated non-sound value to an external monitor. ,
The first microphone and the second microphone are located inside the signal processing module, the third microphone is a nasal measurement device located on one side of the outer peripheral surface of the mask or the signal processing module. 제4항에 있어서,
상기 신호처리모듈은,
하기의 수학식과 같이, 상기 제1 마이크와 제2 마이크에서 측정된 신호로부터 제3 마이크에서 측정한 신호를 감산하여 비음치를 연산하는 비음 측정 장치;
Figure pat00024

여기서,
Figure pat00025
는 비강음이고,
Figure pat00026
는 구강음이고,
Figure pat00027
는 제1 마이크에서 측정된 신호음이고,
Figure pat00028
는 제2 마이크에서 측정된 신호음이고,
Figure pat00029
는 제3 마이크에서 측정된 신호음을 나타낸다. According to claim 4,
The signal processing module,
A nasal measurement device for calculating a nasal value by subtracting a signal measured by a third microphone from signals measured by the first microphone and the second microphone, as shown in the following equation;
Figure pat00024

here,
Figure pat00025
Is nasal,
Figure pat00026
Is the oral sound,
Figure pat00027
Is the tone measured by the first microphone,
Figure pat00028
Is the tone measured by the second microphone,
Figure pat00029
Indicates a beep sound measured by a third microphone. 비음 측정 장치를 이용한 비음측정방법에 있어서,
헬름홀츠(Helmholtz) 공명기 이론을 기반으로 하여 내외부를 관통하는 음향홀이 포함된 밀폐형 마스크를 비음치 측정 대상자의 안면에 부착하는 단계, 그리고
상기 밀폐형 마스크에 연결된 비음측정부를 이용하여 부착된 밀폐형 마스크로부터 비강음과 구강음을 측정하고, 상기 측정된 비강음 및 구강음으로부터 피드백 신호를 제거하여 비음을 측정하는 단계를 포함하며,
상기 마이크는,
상기 밀폐형 마스크의 내부로부터 전달받은 비강음을 측정하는 제1 마이크와 구강음을 측정하는 제2 마이크, 그리고
상기 마스크의 외부로 전달된 비강음 및 구강음을 측정하는 제3 마이크를 포함하는 비음 측정 방법.In the nasal measurement method using a nasal measurement device,
Based on the Helmholtz resonator theory, attaching a hermetic mask containing an acoustic hole penetrating the inner and outer parts to the face of a non-tone measurement subject, and
And measuring a nasal sound and oral sound from a sealed mask attached using a nasal measurement unit connected to the sealed mask, and measuring a nasal sound by removing a feedback signal from the measured nasal sound and oral sound,
The microphone,
A first microphone for measuring the nasal cavity received from the inside of the sealed mask, a second microphone for measuring oral sound, and
A nasal measurement method comprising a third microphone for measuring nasal and oral sounds transmitted to the outside of the mask. 제6항에 있어서,
상기 밀폐형 마스크는,
실리콘 재질로 형성되며,
좌우 대칭하는 구조로 상기 밀폐형 마스크의 전면에 분산되어 형성되고, 내측에 메쉬 형태의 얇은 투과막이 삽입된 음향홀,
상기 밀폐형 마스크의 내주면에서 외측으로 돌출되어 비음과 구강음을 차폐하는 분리막,
상기 분리막을 중심으로 상측에 위치하며, 비강에서 발화된 음을 전달하는 제1 통공, 그리고,
상기 분리막을 중심으로 하측에 위치하며, 구강에서 발화된 음을 전달하는 제2 통공을 포함하는 비음 측정 방법.The method of claim 6,
The sealed mask,
It is formed of silicone material,
An acoustic hole formed by dispersing on the front surface of the hermetic mask in a symmetrical structure, and having a thin transmission film in the form of a mesh inside
Separation membrane protruding outward from the inner circumferential surface of the sealed mask to shield nasal and oral sounds,
Located in the upper side with respect to the separation membrane, a first through hole for transmitting the sound ignited in the nasal cavity, and
Nasal measurement method comprising a second through hole which is located at the lower side of the separation membrane, and transmits the sound uttered in the oral cavity. 제6항에 있어서,
상기 음향홀은,
하기의 수학식과 같이, 상기 마스크의 전체 면적에 대비하여 음향홀의 면적비율이 도출되는 비음 측정 방법:
Figure pat00030

여기서,
Figure pat00031
는 사용자의 음향 대역에 포함된 중심주파수,
Figure pat00032
는 마스크의 전체 부피, l은 음향홀의 입구부 높이, c는 공기중 음속을 나타낸다. The method of claim 6,
The sound hole,
As shown in the following equation, a nasal measurement method in which an area ratio of an acoustic hole is derived compared to the entire area of the mask:
Figure pat00030

here,
Figure pat00031
Is the center frequency included in the user's acoustic band,
Figure pat00032
Is the total volume of the mask, l is the height of the entrance of the acoustic hole, and c is the speed of sound in the air. 제6항에 있어서,
상기 비음을 측정하는 단계는,
상기 밀폐형 마스크로부터 전달된 음을 마이크에 포집하는 단계, 그리고
상기 마이크에 포집된 음을 음향신호로 수치화하여 비음치를 산출하는 단계를 포함하는 비음 측정 방법. The method of claim 6,
Measuring the nasal sound,
Collecting sound transmitted from the sealed mask to a microphone, and
A method of measuring a nasal tone comprising digitizing the sound collected in the microphone as an acoustic signal to calculate a nasal value. 제9항에 있어서,
상기 비음치를 산출하는 단계는,
하기의 수학식과 같이, 상기 제1 마이크와 제2 마이크에서 측정된 신호로부터 제3 마이크에서 측정한 신호를 감산하여 비음치를 산출하는 비음 측정 방법:
Figure pat00033

여기서,
Figure pat00034
는 비강음이고,
Figure pat00035
는 구강음이고,
Figure pat00036
는 제1 마이크에서 측정된 신호음이고,
Figure pat00037
는 제2 마이크에서 측정된 신호음이고,
Figure pat00038
는 제3 마이크에서 측정된 신호음을 나타낸다. The method of claim 9,
The step of calculating the nasal value,
A nasal measurement method for calculating a nasal value by subtracting a signal measured at a third microphone from signals measured at the first microphone and the second microphone, as shown in the following equation:
Figure pat00033

here,
Figure pat00034
Is nasal,
Figure pat00035
Is the oral sound,
Figure pat00036
Is the tone measured by the first microphone,
Figure pat00037
Is the tone measured by the second microphone,
Figure pat00038
Indicates a beep sound measured by a third microphone.
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