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WO2017010610A1 - 하울링 및 에코 제거 기능을 갖는 헤드셋 - Google Patents

하울링 및 에코 제거 기능을 갖는 헤드셋 Download PDF

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Publication number
WO2017010610A1
WO2017010610A1 PCT/KR2015/009155 KR2015009155W WO2017010610A1 WO 2017010610 A1 WO2017010610 A1 WO 2017010610A1 KR 2015009155 W KR2015009155 W KR 2015009155W WO 2017010610 A1 WO2017010610 A1 WO 2017010610A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
microphone
speaker unit
headset
mobile device
user
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/009155
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김은동
Original Assignee
중소기업은행
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 중소기업은행 filed Critical 중소기업은행
Publication of WO2017010610A1 publication Critical patent/WO2017010610A1/ko

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Classifications

    • 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 headset used for listening to music or making a call using a mobile device, and more specifically, howling and a call when the headset is connected to and worn on the mobile device.
  • the present invention relates to a headset having a function of canceling echo.
  • 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
  • ECM electronic condenser / capacitor microphone
  • MEMS Micro Electro Mechanical System
  • the purpose of the present invention is to provide a headset capable of providing a clean sound to the user by effectively shielding noise from the outside and capturing the user's voice sufficiently, but preventing the generation of howling and echo.
  • 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.
  • the microphone is disposed so as not to be in close contact with the external auditory meatus of the user when worn.
  • the microphone may be an electret condenser / capacitor microphone (ECM) microphone or a micro electro mechanical system (MEMS) microphone.
  • ECM electret condenser / capacitor microphone
  • MEMS micro electro mechanical system
  • the controller performs a process of stopping the operation of the second speaker unit.
  • the control unit transitions from the first state to the second state upon receiving the howling acquisition signal from a mobile device.
  • the controller drives the microphone, the first speaker unit, and the second speaker unit and performs signal processing so that the sound signal output from the second speaker unit does not flow into the microphone.
  • the controller stops driving of the second speaker unit, transmits a sound signal received through the microphone to the mobile device through the communication unit, and receives a sound signal from the mobile device through the communication unit. Control to output through the first speaker unit.
  • the controller resumes outputting the sound signal to the second speaker unit while the sound signal is not received through the microphone.
  • 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 functional block diagram illustrating the configuration of a headset device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view for explaining the interworking of the headset and the mobile device 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 the ear when wearing the headset of Figure 3 (a)
  • the headset according to the present invention includes a first head 302 and a second head 301, each of which is provided with one speaker unit, one of two heads.
  • the microphone 310 is disposed separately from the speaker unit 320 in the second head 301 which is the head of the speaker.
  • 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, by installing a microphone on the head of the earphone, when the earphone is worn, the microphone is positioned inside the ear as shown in FIG. 3 (b), so that only the voice transmitted to the inside of the ear can be transmitted while blocking external noise.
  • the microphone 310 of the headset according to the present invention will be arranged to be located in the ear canal of the user when the user wears it to the ear.
  • the microphone 310 may be disposed to be in close contact with the ear canal of the user when worn, or may be disposed to face the inner ear canal as shown in FIG. 3. If the microphone 310 is disposed to face the inside of the ear canal without being in close contact with the ear canal of the user, it may be more efficient to capture the voice transmitted to the inside of the ear.
  • FIG. 4 is a functional block diagram illustrating the configuration of a headset device according to an embodiment of the present invention.
  • the mobile device 410 is connected to the headset 420 to transmit a control signal and a sound signal to the headset 420 and to receive a sound signal through the microphone 424-2 of the headset 420.
  • a computing device capable of it will be a device having a function of reproducing sound information, calling function and / or speech recognition.
  • 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 monitors an acoustic signal received from the headset 420 to detect whether a howling or an echo is generated, and when a waveform corresponding to the howling or echo is detected from the microphone reception signal as a result of the monitoring, the headset ( 420 transmits a 'howling acquisition signal' indicating that a howling or echo is occurring.
  • the headset 420 includes a first head 423 including a first speaker unit 423-1, a second speaker unit 424-1, and a microphone 424-2. And a second head 424 including a communication unit 421 for short-range wireless communication with the mobile device 410, and a sound signal received by the communication unit 421 to the first speaker unit 423-1. Or a circuit for performing audio processing such as outputting to the second speaker unit 424-1 and transmitting an acoustic signal input through the microphone 424-2 to the mobile device 410 through the communication unit 421.
  • the control unit 422 may be included.
  • the microphone 424-2 provided in the second head 424 of the headset 420 is disposed to be positioned in the ear canal of the user when worn, and is not closely attached to the ear canal of the user so that the voice signal of the user can be captured larger and more accurately.
  • the outer ear can also be disposed to face inwards.
  • the microphone 424-2 may be an electret condenser / capacitor microphone (ECM) microphone or a micro electro mechanical system (MEMS) microphone.
  • the controller 422 stops driving the second speaker unit 424-1 to the second speaker unit 424-1.
  • the output component of the second speaker unit 424-1 will eliminate the howling and echo caused by the introduction of the microphone 424-2.
  • control unit 422 manages the state of the headset 420 and the operation of the speaker units 423-1 and 424-1 and the microphone 424-2 according to each state as follows. You can control it as well.
  • the controller 422 controls the first speaker unit 423-1 and the second speaker unit 424-1 without driving the microphone 424-2 in the initial 'standby state' where music or audio files are being played. It will drive both so that the sound signal is output to both ears of the user.
  • the controller 422 transitions the state of the headset 420 from the 'standby state' to the 'first state (call state)' while the microphone is connected.
  • 424-2 is driven to capture the sound signal, and the captured sound signal is transmitted to the mobile device 410 through the communication unit 421.
  • the sound signal received from the mobile device 410 is continuously output to the first speaker unit 423-1 and the second speaker unit 424-1.
  • the controller 422 changes the state of the headset 420 from the first state (call state) to the second state (howling). Change to 'removed state' and take measures according to howling occurrence. That is, the controller 422 stops driving the second speaker unit 424-1 to control the sound signal output to the second speaker unit 424-1 to be cut off, thereby the second speaker unit 424-1. It removes the howling and the echo caused by the output component of the inflow into the microphone 424-2.
  • control unit 422 analyzes the sound signal input through the microphone 424-2 or the sound signal output through the speaker units 423-1 and 424-1, and howling. Alternatively, it may be determined whether a waveform corresponding to an echo is detected, and when the waveform corresponding to the howling or echo is detected, the operation of the second speaker unit 424-1 may be stopped.
  • control unit 422 in the first state (call state), the microphone 424-2, the first speaker unit 423-1 and the second speaker unit 424- All of 1) may be driven and signal processing may be performed so that sound signals output from the second speaker unit 424-1 do not flow into the microphone 424-2.
  • control unit 422 resumes outputting the sound signal to the second speaker unit 424-1 while no sound signal is received through the microphone 424-2 even when in the second state.
  • the sound signal output to the second speaker unit 424-1 may be stopped again.
  • FIG. 5 is a view for explaining the interworking of the headset and the mobile device according to an embodiment of the present invention.
  • a headset according to the present invention basically includes skipper units provided in the first head 302 and the second head 301 while a user plays or listens to sound information through a mobile device. Outputs sound signals to everyone, allowing the user to hear them with good quality.
  • the headset removes the howling or echo signal by stopping the operation of the second speaker unit 320 installed in the same head as the microphone 310.
  • the 'howling acquisition signal' may be delivered to the headset either automatically or manually.
  • the mobile device will monitor the howling and echo signals and send a 'howling capture signal' to the headset when the howling and echo signals are detected. .
  • the headset stops operation of the second speaker unit 320 in response to the 'howling acquisition signal'.
  • 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 착용시 사용자의 외이도 내에 위치하도록 배치된 마이크가 구비된 제2 헤드와, 모바일 기기와 통신하기 위한 통신부와, 통신부를 통해 모바일 기기로부터 하울링 포착 신호를 수신하면 제2 스피커 유닛으로의 음향 신호 출력을 중지시키는 제어부를 포함하는 헤드셋이 개시된다. 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

하울링 및 에코 제거 기능을 갖는 헤드셋
본 발명은 모바일 기기를 이용하여 음악을 듣거나 통화를 하기 위해 사용되는 헤드셋(headset)에 대한 것으로, 더욱 구체적으로는 모바일 기기에 헤드셋을 연결하고 착용한 상태로 통화할 때의 하울링(howling) 및 에코(echo)를 제거하는 기능을 가지는 헤드셋에 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 전달하는 것이 그것이다.
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. 따라서, 이러한 방식은 비록 외부의 소음을 효과적으로 차단할 수는 있으나, 사용자의 음성 신호를 충분히 또렷하게 전달하기 어렵다는 기술적 한계를 가진다.
또한, 헤드셋의 이어폰 안쪽에 골전도 마이크를 설치하면 외부 소음은 차단할 수 있으나 마이크로부터 수신되는 음향신호에 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 제공할 수 있는 헤드셋을 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 따른 헤드셋은
제1 스피커 유닛이 구비된 제1 헤드와, 제2 스피커 유닛 및 착용시 사용자의 외이도 내에 위치하도록 배치된 마이크가 구비된 제2 헤드와, 모바일 기기와 통신하기 위한 통신부와, 상기 통신부를 통해 상기 모바일 기기로부터 하울링 포착 신호를 수신하면 상기 제2 스피커 유닛으로의 음향 신호 출력을 중지시키는 제어부를 구비한다.
이때, 상기 마이크는 착용시 사용자의 외이도에 밀착되지 않고 외이도 내부로 향하도록 배치된다.
바람직하게는 마이크는 ECM(electret condenser/capacitor microphone) 마이크 또는 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 마이크일 수 있다.
한편, 제어부는, 상기 마이크를 통해 입력되는 음향 신호에서 하울링 또는 에코에 해당하는 파형이 감지되는 경우, 상기 제2 스피커 유닛의 작동을 중지시키는 처리를 수행한다.
이러한 제어부는 모바일 기기로부터 상기 하울링 포착 신호를 수신함에 따라 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 천이하는데,
제1 상태에서 제어부는, 상기 마이크, 상기 제1 스피커 유닛 및 상기 제2 스피커 유닛을 구동시키고 상기 제2 스피커 유닛으로부터 출력되는 음향 신호가 상기 마이크로 유입되지 않도록 신호 처리를 수행한다.
제2 상태에서 제어부는, 상기 제2 스피커 유닛의 구동을 중단시키고, 상기 마이크를 통해 수신되는 음향 신호를 상기 통신부를 통해 상기 모바일 기기로 전송하고, 상기 통신부를 통해 상기 모바일 기기로부터 수신하는 음향 신호를 상기 제1 스피커 유닛을 통해 출력하도록 제어한다.
한편, 제어부는 상기 마이크를 통해 음향 신호가 수신되지 않는 동안 상기 제2 스피커 유닛로의 음향 신호 출력을 재개한다.
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 헤드셋 장치의 구성을 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드셋과 모바일 기기의 연동을 설명하기 위한 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 착용하였을 때 귀의 안쪽으로 목소리가 전달되어 마이크로 신호가 입력되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 3(a)를 참조하면, 본 발명에 따른 헤드셋은 제1 헤드(302) 및 제2 헤드(301)를 포함하고 있고, 두 헤드에는 각각 하나의 스피커 유닛이 구비되어 있고, 두 헤드 중 하나의 헤드인 제2 헤드(301)에는 스피커 유닛(320)과 별도로 마이크(310)가 배치된다.
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 헤드에 마이크를 설치하여 이어폰 착용시 도 3(b)와 같이 마이크가 귀 안쪽에 위치하게 함으로써, 외부 소음을 차단하면서 귀의 안쪽으로 전달되는 목소리만 전달하도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 헤드셋의 마이크(310)는 사용자가 귀에 착용하였을 때 사용자의 외이도 내에 위치하도록 배치될 것이다. 이를 위해 마이크(310)는 착용시에 사용자의 외이도에 밀착되도록 배치되거나, 도 3과 같이 외이도 내부로 향하도록 배치될 수 있다. 마이크(310)가 사용자의 외이도에 밀착되지 않고 외이도 내부로 향하도록 배치되는 경우 귀의 안쪽으로 전달되는 목소리를 더 효율적으로 포착할 수 있을 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드셋 장치의 구성을 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 4를 참조하면, 모바일 기기(410)는 헤드셋(420)과 연결되어 헤드셋(420)으로 제어 신호 및 음향 신호를 전송하고 헤드셋(420)의 마이크(424-2)를 통해 음향 신호를 수신할 수 있는 컴퓨팅 장치로서, 음향 정보의 재생, 통화 기능 및/또는 음성 인식 기능을 가지는 장치일 것이다.
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 한정되지 않는다.
모바일 기기(410)는, 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)으로 하울링이나 에코가 발생하고 있음을 알리는 '하울링 포착 신호'를 전송한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 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 통신을 위한 통신부(421), 통신부(421)로 수신된 음향 신호를 제1 스피커 유닛(423-1) 및/또는 제2 스피커 유닛(424-1)으로 출력하고 마이크(424-2)를 통해 입력된 음향 신호를 통신부(421)를 통해 모바일 기기(410)로 송신하는 등의 오디오 처리를 수행하는 회로로 구현되는 제어부(422)를 포함할수 있다.
헤드셋(420)의 제2 헤드(424)에 구비되는 마이크(424-2)는 착용시 사용자의 외이도 내에 위치하도록 배치되며, 사용자의 음성 신호를 더 크고 정확하게 포착할 수 있도록 사용자의 외이도에 밀착되지 않고 외이도 내부로 향하도록 배치될 수 있다. 또한, 마이크(424-2)는 ECM(electret condenser/capacitor microphone) 마이크 또는 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 마이크일 수 있다.
통신부(421)를 통해 모바일 기기(410)로부터 '하울링 포착 신호'를 수신하면, 제어부(422)는 제2 스피커 유닛(424-1)의 구동을 중지시켜 제2 스피커 유닛(424-1)으로의 음향 신호 출력이 차단되도록 제어함으로써, 제2 스피커 유닛(424-1)의 출력 성분이 마이크(424-2)로 유입됨으로써 발생하는 하울링 및 에코를 제거할 것이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제어부(422)는 헤드셋(420)의 상태를 관리하고 각 상태에 따라 스피커 유닛들(423-1, 424-1)과 마이크(424-2)의 동작을 아래와 같이 제어할 수 있다.
제어부(422)는, 음악이나 오디오 파일이 재생되고 있는 초기의 '대기 상태'에서 마이크(424-2)를 구동하지 않고 제1 스피커 유닛(423-1) 및 제2 스피커 유닛(424-1)을 모두 구동하여 음향 신호가 사용자의 양쪽 귀로 출력되도록 할 것이다.
모바일 기기(410)로부터 통화 상태의 시작을 알리는 '통화 신호'가 수신되면, 제어부(422)는 헤드셋(420)의 상태를 '대기 상태'에서 '제1 상태(통화 상태)'로 천이하면서 마이크(424-2)를 구동하여 음향 신호를 포착하도록 하고 포착된 음향 신호를 통신부(421)를 통해 모바일 기기(410)로 전송한다. 또한, 모바일 기기(410)로부터 수신되는 음향 신호는 계속해서 제1 스피커 유닛(423-1) 및 제2 스피커 유닛(424-1)로 출력시킨다.
모바일 기기(410)로부터 하울링이나 에코의 발생을 알리는 '하울링 포착 신호'가 수신되면, 제어부(422)는 헤드셋(420)의 상태를 '제1 상태(통화 상태)'에서 '제2 상태(하울링 제거 상태)'로 천이하고 하울링 발생에 따른 조치를 수행한다. 즉, 제어부(422)는 제2 스피커 유닛(424-1)의 구동을 중지시켜 제2 스피커 유닛(424-1)으로의 음향 신호 출력이 차단되도록 제어함으로써, 제2 스피커 유닛(424-1)의 출력 성분이 마이크(424-2)로 유입됨으로써 발생하는 하울링 및 에코를 제거한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 제어부(422)는 마이크(424-2)를 통해 입력되는 음향 신호나 스피커 유닛(423-1, 424-1)을 통해 출력되는 음향 신호를 스스로 분석하여 하울링 또는 에코에 해당하는 파형이 감지되는지 여부를 결정하고, 하울링 또는 에코에 해당하는 파형이 감지되면 제2 스피커 유닛(424-1)의 작동을 중지시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 제어부(422)는 상기 제1 상태(통화 상태)에서, 마이크(424-2), 제1 스피커 유닛(423-1) 및 상기 제2 스피커 유닛(424-1)을 모두 구동시키고 제2 스피커 유닛(424-1)으로부터 출력되는 음향 신호가 마이크(424-2)로 유입되지 않도록 신호 처리를 수행할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 제어부(422)는 제2 상태에 있더라도 마이크(424-2)를 통해 음향 신호가 수신되지 않는 동안에는 제2 스피커 유닛(424-1)로의 음향 신호 출력을 재개하였다가, 마이크(424-2)로부터 음향 신호가 수신되기 시작하면 다시 제2 스피커 유닛(424-1)로의 음향 신호 출력을 중지도록 제어할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드셋과 모바일 기기의 연동을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 헤드셋은, 사용자가 모바일 기기를 통해 음향 정보를 재생하여 듣거나 통화하는 동안 기본적으로 제1 헤드(302) 및 제2 헤드(301)에 구비된 스키퍼 유닛들 모두로 음향 신호를 출력 시켜, 사용자가 좋은 품질로 음향 신호를 듣도록 한다.
그러나 통화 연결이 되고 모바일 기기로부터 '하울링 포착 신호'가 수신되면, 헤드셋은 마이크(310)와 동일한 헤드에 설치되어 있는 제2 스피커 유닛(320)의 동작을 중지시킴으로써 하울링이나 에코 신호를 제거한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, '하울링 포착 신호'는 자동 또는 수동으로 헤드셋에 전달될 수 있다.
자동으로 전달되는 경우, 모바일 기기가 헤드셋으로부터 음향 신호를 수신하거나 통화 연결 상태가 되면, 모바일 기기에서 하울링 및 에코 신호를 모니터링하고 하울링 및 에코 신호가 감지될 때 '하울링 포착 신호'를 헤드셋에 전달할 것이다.
반면, 수동으로 전달되는 경우, 도 6과 같이 하울링이 발생되고 있음을 인식한 사용자가 모바일 화면을 통해 '하울링 포착 신호 전송' 버튼(610)을 누르면, '하울링 포착 신호'가 모바일 기기로부터 헤드셋으로 전송되고, 헤드셋은 '하울링 포착 신호'에 대한 응답으로 제2 스피커 유닛(320)의 동작을 중지한다.
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 (8)

  1. 제1 스피커 유닛이 구비된 제1 헤드와,
    제2 스피커 유닛 및 착용시 사용자의 외이도 내에 위치하도록 배치된 마이크가 구비된 제2 헤드와,
    모바일 기기와 통신하기 위한 통신부와,
    상기 통신부를 통해 상기 모바일 기기로부터 하울링 포착 신호를 수신하면 상기 제2 스피커 유닛으로의 음향 신호 출력을 중지시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드셋.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마이크는 착용시 사용자의 외이도에 밀착되지 않고 외이도 내부로 향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 헤드셋.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 마이크는 ECM(electret condenser/capacitor microphone) 마이크 또는 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 마이크인 것을 특징으로 하는 헤드셋.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 마이크를 통해 입력되는 음향 신호에서 하울링 또는 에코에 해당하는 파형이 감지되는 경우, 상기 제2 스피커 유닛의 작동을 중지시키는 것을 특징으로 하는 헤드셋.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 제1 상태에서, 상기 마이크, 상기 제1 스피커 유닛 및 상기 제2 스피커 유닛을 구동시키고 상기 제2 스피커 유닛으로부터 출력되는 음향 신호가 상기 마이크로 유입되지 않도록 신호 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 헤드셋.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는, 제2 상태에서, 상기 제2 스피커 유닛의 구동을 중단시키고, 상기 마이크를 통해 수신되는 음향 신호를 상기 통신부를 통해 상기 모바일 기기로 전송하고, 상기 통신부를 통해 상기 모바일 기기로부터 수신하는 음향 신호를 상기 제1 스피커 유닛을 통해 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 헤드셋.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 모바일 기기로부터 상기 하울링 포착 신호를 수신함에 따라 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 천이하는 것을 특징으로 하는 헤드셋.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 마이크를 통해 음향 신호가 수신되지 않는 동안 상기 제2 스피커 유닛로의 음향 신호 출력을 재개하는 것을 특징으로 하는 헤드셋.
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